KR20080067406A - 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

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KR20080067406A
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조용석
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 게이트 전극을 포함하는 복수의 게이트선, 게이트선과 절연되어 교차하며 소스 전극을 가지는 복수의 데이터선, 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하는 복수의 드레인 전극, 게이트선, 데이터선 및 드레인 전극 상부에 형성되어 있는 절연막, 절연막 상부에 형성되어 있으며, 드레인 전극과 연결되어 있는 복수의 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판으로서, 절연막은 화소 전극으로 가려지지 않는 부분에 트랜치 또는 개구부가 형성되어 있다.
액정 표시 장치, 반투과, 반사 전극, 요철 패턴, 개구부, 빛샘

Description

박막 트랜지스터 표시판 {THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이다.
도 2, 도 3 및 도 4는 각각 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 II-II 선, III-III 선 및 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이다.
도 6은 도 5의 박막 트랜지스터 표시판을 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7, 도 9, 도 11 및 도 13은 도 5 및 도 6의 박막 트랜지스터 표시판의 제조공정에서 중간 단계를 그 공정 순서에 따라 도시한 배치도이다.
도 8은 도 7의 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 12는 도 11의 박막 트랜지스터 표시판을 XII-XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 14은 도 13의 박막 트랜지스터 표시판을 XIV-XIV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 15는 도 13의 박막 트랜지스터 표시판을 XIV-XIV 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서, 도 14의 다음 단계를 도시한 도면이다.
도 16은 일반적인 액정 표시 장치에서 나타나는 빛샘 현상을 보여주는 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 나타나는 빛샘 현상을 보여주는 사진이다.
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판에 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치의 한 기판인 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전계 생성 전극과 편광판이 구비된 한 쌍의 표시판 사이에 위치한 액정층을 포함한다. 전계 생성 전극은 액정층에 전계를 생성하고 이러한 전계의 세기가 변화함에 따라 액정 분자들의 배열이 변화한다. 예를 들면, 전계가 인가된 상태에서 액정층의 액정 분자들은 그 배열을 변화시켜 액정층을 지나는 빛의 편광을 변화시킨다. 편광판은 편광된 빛을 적절하게 차단 또는 투과시켜 밝고 어두운 영역을 만들어냄으로써 원하는 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 스스로 발광하지 못하는 수광형 표시 장치이므로 별개로 구비된 후광 장치(backlight unit)의 램프에서 나오는 빛을 액정층을 통과시키거나 자연광 등 외부에서 들어오는 빛을 액정층을 일단 통과시켰다가 다시 반사하여 액정층을 다시 통과시킨다. 전자의 경우를 투과형(transmissive) 액정 표시 장치라 하고 후자의 경우를 반사형(reflective) 액정 표시 장치라 하는데, 후자의 경우는 주로 중소형 표시 장치에 사용된다. 또한 환경에 따라 후광 장치를 사용하기도 하고 외부광을 사용하기도 하는 반투과형 또는 반사-투과형 액정 표시 장치가 개발되어 주로 중소형 표시 장치에 적용되고 있다.
그러나 이러한 액정 표시 장치는 표시 영역에서 의도하지 않게 액정 분자의 배열이 흐트러져, 이 부분에서 빛이 누설되어 디스클리네이션(disclination)이 나타나서 화질을 저하시키는 문제점이 나타난다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 차광막을 넓은 폭으로 형성할 수 있으나, 이는 화소의 개구율을 저하시키는 원인이 된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 영역에서 발생하는 디스클리네이션(disclination)을 최소화하여 화소의 개구율을 극대화할 수 있는 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 게이트 전극을 포함하는 복수의 게이트선, 게이트선과 절연되어 교차하며 소스 전극을 가지는 복수의 데 이터선, 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하는 복수의 드레인 전극, 게이트선, 데이터선 및 드레인 전극 상부에 형성되어 있는 절연막, 절연막 상부에 형성되어 있으며, 드레인 전극과 연결되어 있는 복수의 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판으로서, 절연막은 화소 전극으로 가려지지 않는 부분에 트랜치 또는 개구부가 형성되어 있다.
절연막은 유기 절연 물질로 이루어진 것이 바람직하며, 서로 이웃하는 화소 전극 사이에 배치되어 있으며, 개구부 또는 트랜치와 중첩하는 차광막을 더 포함하는 것이 바람직하다.
차광막은 게이트선과 동일한 층으로 형성되어 있으며, 게이트선으로부터 분리되어 있는 것이 바람직하다.
차광막은 데이터선과 중첩하는 것이 바람직하다.
절연막 하부에 형성되어 있으며, 게이트선, 데이터선 및 드레인 전극을 덮고 있는 보호막을 더 포함할 수 있으며, 보호막 및 절연막은 드레인 전극과 화소 전극을 연결하기 위한 접촉 구멍을 가진다.
화소 전극은 투명한 도전 물질로 이루어진 투명 전극과 반사율을 가지는 도전 물질로 이루어진 반사 전극을 포함할 수 있으며, 절연막은 표면에 요철 구조를 가지는 것이 바람직하다.
화소 전극이 차지하는 화소 영역은 투명 전극이 차지하는 제1 영역과 투명 전극과 상기 반사 영역이 차지하는 제2 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기 술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2, 도 3 및 도 4는 각각 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 II-II 선, III-III 선 및 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보고 있는 공통 전극 표시판(200), 그리고 이들 사이에 삽입되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층(3)으로 이루어진다. 이때, 액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 것이 바람직하며, 두 표시판(100, 200)에 형성되어 있는 배향막(도시하지 않음)은 서로 반대 방향이며 표시판(100, 200) 면에 대하여 수평 방향으로 배향 처리되는 것이 바람직하며. 이와 같은 액정 표시 장치는 전기적으로 제어된 복굴절 방식(electrically controlled birefringence mode: ECB mode)의 한 종류이며, 전압을 인가하지 않은 상태에서 가장 밝은 색을 표시 하는 노멀리 화이트 (normally white) 방식으로 구동하는 것이 바람직하다.
먼저, 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(100)에는 투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121), 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131) 및 복수의 차광막(122)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고, 서로 분리되어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 유지 전극선(131)은 유지 전극(133)을 이루는 복수의 돌출부를 포함한다. 유지 전극선(131)에는 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)에 인가되는 공통 전압(common voltage) 따위의 미리 정해진 전압을 인가 받을 수 있다. 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변경될 수 있다.
차광막(122)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)으로부터 분리되어 있다. 차광막(122)은 서로 평행하며, 서로 이웃하는 게이트선(121)과 유지 전극선(131) 사이에 각각 배치되어 있다.
게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 차광막(122)은 알루미늄과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 따위로 이루어지는 것이 바람직하다. 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막(도시하지 않음)과 그 위의 상부막(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 상부막은 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진다. 이와는 달리, 하부막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr) 등으로 이루어진다. 하부막과 상부막의 조합의 예로는 크롬/알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금을 들 수 있다.
또한 게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 차광막(122)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 20도 내지 80도 범위이다.
게이트선(121)과 유지 전극선(131) 위에는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(extension)(154)가 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있으며, 이로부터 복수의 확장부(157)가 연장되어 있다. 또한 선형 반도체(151)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 만나는 지점 부근에서 폭이 커져서 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 넓은 면적으로 덮고 있다.
반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인(P) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30도 내지 80도 범위이다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 또한 유지 전극선(131)과 교차하며 게이트선(121)과 유기 전극선(131) 사이에 위치하는 부분은 차광막(122)과 중첩한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주 본다. 각 드레인 전극(175)은 하나의 유지 전극(133)과 중첩하는 확장부(177)를 포함한다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 크롬 또는 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 도전막을 포함하는 것이 바람직하며, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 크롬(Cr) 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 알루미늄 계열 금속인 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)도 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 마찬가지로 그 측면이 약 30도 내지 80도 범위의 각도로 각각 경사져 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)의 너비가 데이터선(171)의 너비보다 작지만, 앞서 설명하였듯이 게이트선(121) 및 유기 전극선(131)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(151)의 돌출부(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분의 위에는 무기 물질인 질화 규소나 산화 규소 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 상부에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질로 이루어진 유기 절연막(187)이 형성되어 있다. 이때, 유기 절연막(187)의 표면은 요철 패턴을 가지고 있으며, 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 끝 부분(129, 179)가 배치되어 있는 패드부에는 유기 절연막(187)이 제거되어 있으며 보호막(180)만 남아 있다.
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)를 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(182)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 노출하는 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다. 또한 보호막(180) 및 유기 절연막(187)에는 드레인 전극(175)의 확장부(177)를 드러내는 접촉 구멍(185)이 형 성되어 있다. 접촉 구멍(181, 182, 185)은 다각형 또는 원 모양 등 다양한 모양으로 만들어질 수 있으며, 측벽은 30도 내지 85도 범위의 각도로 기울어져 있거나 계단형일 수 있다.
유기 절연막(187) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 투명 전극(192) 및 투명 전극(192) 상부에 형성되어 있는 반사 전극(194)을 포함한다. 투명 전극(192)은 투명한 도전 물질인 ITO 또는 IZO로 이루어져 있으며, 반사 전극(194)은 불투명하며 반사도를 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 은 또는 은 합금 등으로 이루어질 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 유기 절연막(187)의 표면은 요철 패턴을 가지고, 유기 절연막(187) 위에 형성되는 반사 전극(194)에 요철 패턴을 유도하여 반사 전극(194)의 반사 효율을 극대화한다. 화소 전극(191)은 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금, 크롬, 티타늄 또는 탄탈륨 등으로 이루어진 접촉 보조층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 접촉 보조층은 투명 전극(192)과 반사 전극(194)의 접촉 특성을 확보하며, 투명 전극(192)이 반사 전극(194)을 산화시키지 못하도록 하는 역할을 한다.
하나의 화소는 크게 투과 영역(TA)(195)과 반사 영역(RA)으로 구분되는데, 투과 영역(TA)(195)은 반사 전극(194)이 제거되어 있는 영역이며, 반사 영역(RA)은 반사 전극(194)이 존재하는 영역이다. 투과 영역(TA)(195)에는 유기 절연막(187)이 제거되어 있으며, 투과 영역(TA)(195)에서의 셀 간격은 반사 영역(RA)에서의 셀 간격의 대략 2배이다. 따라서 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)에서 광이 액정층(3)을 통과하는 광로차에 의한 영향을 보상할 수 있다.
또한, 화소 전극(191)이 차지하는 영역을 제외한 화소 전극(191) 사이에는 유기 절연 물질이 제거되어 유기 절연막(187)은 화소 전극(191) 사이에 위치하는 개구부186)를 가진다. 이때, 개구부(186)를 정의하는 유기 절연막(187)의 측벽은 테이퍼 구조이며, 개구부(186)는 데이터선(171) 및 차광막(122)과 중첩한다.
이와 같은 개구부(186)는 투과 영역과 반사 영역을 포함하는 화소 영역 사이에서 액정 분자가 흐트러져 배열되더라도 화소 영역 안으로 액정 분자의 흐트러짐 배열이 퍼지는 것을 방지하며, 이에 대해서는 이후에 실험예를 통하여 구체적으로 설명하기로 한다. 이를 통하여 본 발명에 따른 실시예에서는 차광막(122)을 최소의 폭으로 설계할 수 있으며, 화소 영역의 개구율을 극대화할 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)의 확장부(177)와 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 둘 사이의 액정층(3)의 액정 분자들을 재배열시킨다.
또한 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며 이를 유지 축전기(storage capacitor)라 한다. 유지 축전기는 드레인 전극(175)의 확장부(177)와 유지 전극(133)의 중첩에 의하여 만들어진다. 유지 축전기는 화소 전극(191) 및 이와 이웃하는 게이트선(121)의 중첩 등으 로 만들어질 수도 있으며, 이때 유지 전극선(131)은 생략할 수 있다.
화소 전극(191)은 게이트선(121) 및 이웃하는 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다.
화소 전극(191)의 재료로 투명한 도전성 폴리머(polymer) 등을 사용할 수도 있으며, 반사형(reflective) 액정 표시 장치의 경우 불투명한 반사성 금속을 사용하여도 무방하다.
패드부의 보호막(180) 위에는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 각각 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결되어 있는 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 끝 부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니며, 이들의 적용 여부는 선택적이다. 또한 이들은 투명 전극(192) 또는 반사 전극(194)과 동일한 층으로 형성될 수도 있다.
한편, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 공통 전극 표시판(200)에는 투명한 유리 등의 절연 물질로 이루어진 기판(210) 위에 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 방지하고, 게이트선(121)과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분을 포함한다. 한편, 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 부분을 포함하여, 차광 부재는 화소 전극(191)에 대응하는 부분에 개구 영역을 정의하는 모양을 취할 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 화소 전극(191) 사이 중에서 세로 영역에서 누설되는 빛은 데이터 선(171)과 차광막(122)으로 충분히 차단할 수 있어 차광 부재(220)에서 데이터선(171)에 대응하는 세로 부분은 생략할 수 있다.
복수의 색필터(230)가 기판(210)과 차광 부재(220) 위에 형성되어 있으며, 색필터(230)는 차광 부재(220)와 데이터선(171)을 둘러싸인 영역 내에 거의 들어가도록 배치되어 있다. 각 색필터(230)는 이웃하는 두 데이터선(171) 사이에 위치하며 세로 방향으로 배열된 색필터(230)들은 서로 연결되어 하나의 띠를 이룰 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등 삼원색 중 하나를 나타낼 수 있다.
각 색필터(230)에는 라이트 홀(240)이 형성되어 있어서 투과 영역(TA)과 반사 영역(RA)에서의 광이 색필터(230)를 통과하는 수효의 차이에 따른 색상 톤의 차이를 보상할 수 있다. 라이트 홀(240)은 반사 영역(RA)에 형성되어 있으며, 사각형 또는 원형 등의 모양을 가진다. 라이트 홀(240)의 크기는 녹색 색필터(230)에서 가장 크며, 청색 색필터(230)에서 가장 작다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 유기 물질 따위로 이루어진 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 라이트 홀(240)을 충진하며 색필터(230)의 표면을 평탄하게 하며 보호하는 역할을 한다.
덮개막(250) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 서로 이웃하는 화소전극(191) 사이의 유기 절연막(187)에 개구부(186)가 배치되어 있어 화소 영역의 사이에서 흐트러진 액정 분자의 배열이 화소 영역 안으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 이를 통하여 화소 영역의 가장자리에서 발생하는 빛샘 현장을 차단하여 차광막(122)의 최적의 폭으로 설계하고 데이터선(171)과 차광막(122)만으로 화소 영역 사이의 세로 영역에서 누설되는 빛을 차단할 수 있어 차광 부재(220)의 세로 부분을 생략할 수 있다. 따라서, 화소 영역의 개구율을 극대화하여 표시 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 6은 도 5의 박막 트랜지스터 표시판을 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따란 박막 트랜지스터 대부분의 적층 구조는 도 1내지 도 4와 동일하다.
박막 트랜지스터 표시판에는 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121) 및 유지 전극을 포함하는 복수의 유지 전극선(131)이 절연 기판(110) 위에 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 그 상부에는 돌출부(154)를 포함하는 선형 반도체(151) 및 돌출부(163)를 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)가 차례로 형성되어 있다. 소스 전극(173)을 포함하는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140)위에 형성되어 있고, 그 위에는 보호막(180)과 개구부(186)을 가지는 유기 절연막(187)이 차례로 형성되어 있으며, 유기 절연막(187)에는 복수의 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
그러나, 유기 전극선(131)은 세로 방향으로 평행하게 뻗은 제1 유지 전극(133a) 및 제1 유지 전극(133a)을 서로 연결하며 게이트선(121)가 대부분 평행한 제2 유지 전극(133b)을 포함한다.
또한, 드레인 전극(175)의 돌출부(177)를 드러내는 보호막(180) 및 유기 절연막(187)의 접촉 구멍(185)은 드레인 전극(175)의 경계선 밖까지 연장되어 "U"자 모양을 이루고 있다.
유기 절연막(187)의 개구부(186)를 정의하는 화소 전극(191)은 투명한 도전 물질로 이루어진 투명 도전막의 단일막으로 이루어져 있다. 이러한 화소 전극(191)은 후광 장치(backlight unit)의 램프에서 나오는 빛을 액정층을 통과시켜 화상을 표시하는 투과형으로 사용된다.
본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에서 공통 전극 표시판에 형성되어 있는 차광 부재는 화소 영역에 대응하는 개구 영역을 정의하는 모양을 가지는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치에서도 서로 이웃하는 화소 전극 사이의 유기 절연막(187)에는 개구부(186)가 형성되어 있어 액정 분자의 흐트러진 배열이 화소 영역으로 퍼지거나 밀리는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 화소의 개구율을 극대화할 수 있다.
다음은, 이러한 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7, 도 9, 도 11 및 도 13은 도 5 및 도 6의 박막 트랜지스터 표시판의 제 조공정에서 중간 단계를 그 공정 순서에 따라 도시한 배치도이고, 도 8은 도 7의 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10은 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 12는 도 11의 박막 트랜지스터 표시판을 XII-XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 14은 도 13의 박막 트랜지스터 표시판을 XIV-XIV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 15는 도 13의 박막 트랜지스터 표시판을 XIV-XIV 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서, 도 14의 다음 단계를 도시한 도면이다.
먼저, 투명 유리 또는 플라스틱 따위로 이루어진 절연 기판(110) 위에 도전막을 적층하고 패터닝하여, 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 게이트 전극(124) 및 끝부분(129)을 포함하는 복수의 게이트선(121)과 제1 및 제2 유지 전극(133a, 133b)을 포함하는 복수의 유지 전극선(131)을 형성한다.
그 다음, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)을 덮도록 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2)를 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 게이트 절연막(140)의 적층 온도는 약 250 내지 500도, 두께는 2,000 내지 5,000 Å 정도로 한다.
그 다음, 게이트 절연막(140) 위에 진성 비정질 규소층(intrinsic amorphous silicon), 불순물이 도핑된 비정질 규소층(extrinsic amorphous silicon)을 연속하여 적층하고, 불순물이 도핑된 비정질 규소층과 진성 비정질 규소층을 사진 식각하여 복수의 돌출부(154)를 포함하는 선형 진성 반도체층(151) 및 불순물이 도핑된 비정질 규소층(164)을 형성한다.
그 다음, 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이, 불순물이 도핑된 비정질 규소층 및 게이트 절연막(140) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 도전막을 적층하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 식각하여 소스 전극(173) 및 끝부분(179)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 형성한다.
이어서, 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)으로 덮이지 않고 노출된 불순물 반도체층(164)을 제거하여 복수의 돌출부(163)를 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉층(161)과 복수의 섬형 저항성 접촉층(165)을 완성하는 한편, 그 아래의 진성 반도체(154) 부분을 노출시킨다. 이때, 노출된 진성 반도체(154) 부분의 표면을 안정화시키기 위하여 산소(O2) 플라스마를 실시할 수 있다.
그 다음, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 질화 규소(SiNx) 따위를 플라스마 화학 기상 증착(PECVD)으로 적층하여 보호막(180)을 형성한 다음, 그 상부에 평탄화 특성이 우수하며 감광성을 가지는 유기 물질을 도포하여 유기 절연막(187)을 형성한다. 이어, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 보호막(180)과 유기 절연막(187)을 식각하여 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)을 형성한다.
이어, 도 5 및 도 15에서 보는 바와 같이, 유기 절연막(187) 위에 ITO 따위의 투명 도전층을 스퍼터링으로 적층한 후 패터닝하여, 화소 전극(191)을 형성한다.
이어, 도 6에서 보는 바와 같이, 화소 전극(191)으로 가리지 않는 유기 절연막(187) 일부를 제거하여 개구부(186)를 형성한다.
이와 같은 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서는 개구부(186)를 형성하기 위해 화소 전극(191)을 식각 마스크로 사용하거나 화소 전극(191)을 형성하기 위한 감광막 패턴을 사용하며, 이로 인하여 개구부(186)를 형성하기 위해 별도의 마스크가 추가되지 않는다.
다음은, 앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서와 같이 서로 이웃하는 화소 전극(191) 사이의 유기 절연막(187)에 개구부(186)를 배치함으로써 얻을 수 있는 효과에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 16은 일반적인 액정 표시 장치에서 나타나는 빛샘 현상을 보여주는 사진이며, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 나타나는 빛샘 현상을 보여주는 사진이다. 여기서, 단면도의 상부에 도시한 그래프(G1, G2)는 대응하는 영역에서 투과율을 나타낸 것이다.
본 시뮬레이션에서 액정 표시 장치는 ECB 방식이며, 액정 물질은 양의 유전율을 가진다. 이때, 상부 및 하부 표시판의 배향막은 수평 방향으로 배향 처리되어 있으며, 배향 방향은 서로 반대 방향이며, 데이터선(171) 및 차광막(122)을 중심으로 양쪽에 배치되어 있는 화소 전극(191)에는 서로 다른 전압이 인가되어 있는 상태이다.
도 16에서 보는 바와 같이, 서로 이웃하는 두 화소 전극(191)에 서로 다른 전압을 인가하였을 때, 두 화소 전극(191) 사이에 위치하는 액정 분자들은 흐트러져 배열된다. 이때, 이러한 흐트러짐 배열로 인하여 화소 전극(191)에 대응하는 화소 영역에 위치하는 액정 분자들도 흐트러져 배열되어, 화소 영역의 일부인 A 영 역에서도 그래프(G1)로 나타난 바와 같이 빛샘 현상이 심하게 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 빛샘 현상을 차단하기 위해서는 차광막(122)의 폭을 넓혀야 하며, 이로 인하여 화소 영역의 개구율이 감소한다.
이와 달리, 도 17에서 보는 바와 같이, 서로 이웃하는 두 화소 전극(191) 사이에 개구부(186)를 배치하였을 때에는, 두 화소 전극(191)의 전압차로 인하여 발생하는 액정 분자의 흐트러짐 배열이 개구부(186)에 가로막혀 더 이상 인접한 화소 영역 안으로 퍼지지 않는다. 그래프(G2)로 알 수 있듯이 두 화소 전극(191) 사이 및 화소 영역 가장자리에서는 빛샘 현상이 나타나지 않아 투과율이 급격히 증가하지 않았으며, 그래프(G2)는 완만한 기울기를 가진다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 보는 바와 같이 이웃하는 두 화소 전극(191) 사이의 유기 절연막(187)에 트랜치(trench)인 개구부(186)를 배치하여 화소 영역에서 발생하는 빛샘 현상을 차단할 수 있으며, 이를 통하여 화소의 개구율을 극대화할 수 있고 표시 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 유기 절연막을 완전히 제거하여 개구부를 형성하였지만, 유기 절연막의 일부만 제거하여 트랜치(trench)를 형성하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 EOC 방식의 액정 표시 장치에 대해서만 설명하였지만, 본 발명은 비틀린 네마틱(TN: twisted nematic) 방식 또는 수직 배향(vertically aligned) 방식 등의 다른 방식의 액정 표시 장치에서도 동일하게 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 화소 전극 아래에 형성되어 있는 절연막의 서로 이웃하는 화소 전극 사이의 절연막에 개구부나 트랜치를 형성하여, 화소 영역의 가장자라에서 발생하는 빛샘 현장을 방지할 수 있다. 이를 통하여 화소의 개구율을 극대화할 수 있으며, 표시 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며, 게이트 전극을 포함하는 복수의 게이트선,
    상기 게이트선과 절연되어 교차하며 소스 전극을 가지는 복수의 데이터선,
    상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스 전극과 마주하는 복수의 드레인 전극,
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 상부에 형성되어 있는 절연막,
    상기 절연막 상부에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 복수의 화소 전극
    을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판으로서,
    상기 절연막은 상기 화소 전극으로 가려지지 않는 부분에 트랜치 또는 개구부가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 절연막은 유기 절연 물질로 이루어진 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제1항에서,
    서로 이웃하는 상기 화소 전극 사이에 배치되어 있으며, 상기 개구부 또는 트랜치와 중첩하는 차광막을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제3항에서,
    상기 차광막은 상기 게이트선과 동일한 층으로 형성되어 있으며, 상기 게이트선으로부터 분리되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제4항에서,
    상기 차광막은 상기 데이터선과 중첩하는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제1항에서,
    상기 절연막 하부에 형성되어 있으며, 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극을 덮고 있는 보호막을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제6항에서,
    상기 보호막 및 상기 절연막은 상기 드레인 전극과 상기 화소 전극을 연결하기 위한 접촉 구멍을 가지는 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 투명한 도전 물질로 이루어진 투명 전극과 반사율을 가지 는 도전 물질로 이루어진 반사 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 제8항에서,
    상기 절연막은 표면에 요철 구조를 가지는 박막 트랜지스터 표시판.
  10. 제9항에서,
    상기 화소 전극이 차지하는 화소 영역은 투명 전극이 차지하는 제1 영역과 상기 투명 전극과 상기 반사 영역이 차지하는 제2 영역을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9614015B2 (en) 2014-12-02 2017-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Method for fabricating display device and display device

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024383A (ko) 2007-09-04 2009-03-09 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는표시 장치
JP4844767B2 (ja) * 2008-10-03 2011-12-28 ソニー株式会社 薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタの製造方法、および電子機器
JP5531436B2 (ja) 2008-12-01 2014-06-25 富士電機株式会社 炭化珪素半導体素子の製造方法
CN102650780B (zh) * 2011-05-30 2014-11-19 京东方科技集团股份有限公司 一种像素结构、液晶显示面板及制作方法
CN102916051B (zh) * 2012-10-11 2015-09-02 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置
CN103676382B (zh) * 2013-12-26 2017-03-08 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及显示装置
CN105652526B (zh) * 2014-11-12 2018-12-14 群创光电股份有限公司 显示面板
CN105068325A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 深圳市华星光电技术有限公司 Psva型液晶显示面板
CN110890386B (zh) * 2018-09-11 2023-08-25 夏普株式会社 薄膜晶体管基板、液晶显示装置及有机电致发光显示装置
KR102624491B1 (ko) * 2018-11-06 2024-01-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222372A (ja) 1993-01-26 1994-08-12 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示装置
JP3144132B2 (ja) * 1993-03-22 2001-03-12 松下電器産業株式会社 液晶表示装置およびそれを用いた投写型表示装置
JPH09218426A (ja) * 1996-02-13 1997-08-19 Hitachi Ltd 液晶表示基板とその製造方法
JPH1031228A (ja) 1996-07-15 1998-02-03 Fujitsu Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
JPH1167882A (ja) 1997-08-22 1999-03-09 Nikon Corp 基板吸着装置及び基板吸着方法
JP2000010119A (ja) * 1998-06-23 2000-01-14 Mitsubishi Electric Corp 液晶表示装置および該装置に用いるアレイ基板の製法
CN1195243C (zh) * 1999-09-30 2005-03-30 三星电子株式会社 用于液晶显示器的薄膜晶体管阵列屏板及其制造方法
JP2001117083A (ja) 1999-10-14 2001-04-27 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
US6924876B2 (en) * 2000-02-25 2005-08-02 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
TW490857B (en) * 2001-02-05 2002-06-11 Samsung Electronics Co Ltd Thin film transistor array substrate for liquid crystal display and method of fabricating same
KR100413668B1 (ko) * 2001-03-29 2003-12-31 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치용 어레이기판 제조방법
KR100795344B1 (ko) 2001-05-29 2008-01-17 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판 및 그의 제조방법
TWI294981B (ko) * 2002-09-12 2008-03-21 Au Optronics Corp
JP4255673B2 (ja) * 2002-10-24 2009-04-15 三菱電機株式会社 Ｔｆｔアレイ基板およびこれを用いた半透過型または反射型液晶表示装置並びにｔｆｔアレイ基板の製造方法
JP2004070331A (ja) * 2003-08-01 2004-03-04 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置の製造方法
KR20050036343A (ko) 2003-10-16 2005-04-20 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수직 배향 모드 액정 표시 장치
KR100671522B1 (ko) 2004-01-09 2007-01-19 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정 디스클리네이션 방지 장치
KR20060001028A (ko) 2004-06-30 2006-01-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 멀티도메인 액정표시소자
KR20060078136A (ko) 2004-12-30 2006-07-05 삼성전자주식회사 반사 투과형 액정 표시 장치
KR101112547B1 (ko) * 2005-01-18 2012-03-13 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 박막 트랜지스터 표시판의제조 방법
KR20060084589A (ko) 2005-01-20 2006-07-25 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9614015B2 (en) 2014-12-02 2017-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Method for fabricating display device and display device

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Publication number Publication date
US20080169473A1 (en) 2008-07-17
CN101320739A (zh) 2008-12-10
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US7977679B2 (en) 2011-07-12

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