KR20150028086A - 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 및 표시판의 제조방법 - Google Patents

표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 및 표시판의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 적어도 일부를 덮으며, 인접하는 상기 데이터선의 사이에 배치되어 있는 색필터, 상기 색필터 위에 형성되어 있으며, 상기 데이터선에 대응하는 위치에 배치되어 있는 차폐 전극; 및 상기 색필터의 위에 형성되어 있으며, 인접하는 상기 차폐 전극과 분리되어 형성되어 있는 화소 전극을 포함하며, 상기 차폐 전극은 저반사 특성을 가지는 박막 트랜지스터 표시판을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 차폐 전극을 사용함으로써 차광 부재를 생략할 수 있고, 정면 시야각의 빛샘을 차단할 수 있으며, 차폐 전극으로서 저반사 금속층을 사용하여 명암비의 저하를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 및 표시판의 제조방법{THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL FOR A DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 및 표시판의 제조방법에 대한 것이다.
액정 표시 장치는 가장 널리 사용되는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장을 생성하는 전계 생성 전극을 가지고 있으며, 간극(間隙)을 두고 있는 두 표시판과 표시판 사이의 간극에 채워진 액정층을 포함한다. 이러한 액정 표시 장치에서는 두 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성함으로써 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 조절하여 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치는 전계 생성 전극과 이에 연결된 박막 트랜지스터를 포함하며 행렬의 형태로 배열되어 있는 복수의 화소와 이에 신호를 전달하는 복수의 신호선을 포함한다. 신호선에는 주사 신호를 전달하는 게이트선과 데이터 신호를 전달하는 데이터선 등이 있으며, 각 화소는 전계 생성 전극과 박막 트랜지스터 외에도 색상을 표시하기 위한 색필터를 포함한다.
게이트선, 데이터선, 화소 전극 및 박막 트랜지스터는 두 표시판 중 한쪽에 배치되어 있으며 다른 표시판에는 공통 전극과 색필터 및 차광부재 따위가 구비되어 있는 것이 일반적이나, 패널의 높은 개구율 확보를 위하여 색필터 및 차광부재를 박막 트랜지스터와 동일한 기판에 형성하는 것이 연구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 불투명한 재질로 이루어진 차폐전극을 데이터라인 상부에 형성시켜 정면 시야각의 빛샘을 차단할 수 있으며, 상판의 차광부재를 생략할 수 있도록 하는 박막 트랜지스터 표시판 및 표시판의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 차광부재를 사용하지 않고 불투명 차폐전극으로서 저반사 금속층을 사용함으로써, 외부 빛 반사를 방지하여 명암비가 개선된 박막 트랜지스터 표시판 및 표시판의 제조방법을 제공하는데 있다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 적어도 일부를 덮으며, 인접하는 상기 데이터선의 사이에 배치되어 있는 색필터, 상기 색필터 위에 형성되어 있으며, 상기 데이터선에 대응하는 위치에 배치되어 있는 차폐 전극; 및 상기 색필터의 위에 형성되어 있으며, 인접하는 상기 차폐 전극의 사이에 전기적으로 분리되어 형성되어 있는 화소 전극을 포함하며, 상기 차폐 전극은 저반사 특성을 가지는 박막 트랜지스터 표시판을 제공한다.
상기 차폐 전극은 구리(Cu)층, 인듐아연산화물(IZO)층, 티타늄(Ti)층이 순서대로 형성될 수 있다.
상기 차폐 전극은 하스텔로이(hastelloy)를 포함할 수 있다.
상기 차폐 전극의 반사도는 5~10%일 수 있다.
상기 인듐아연산화물(IZO)층 대신에 징크옥사이드(ZnO), 아연갈륨산화물(GZO), 아연인듐산화물(ZIO) 및 아연알루미늄산화물(ZAO)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
상기 티타늄층의 두께는 70~200Å일 수 있다.
상기 인듐아연산화물층의 두께는 400~1000Å일 수 있다.
상기 구리층의 두께는 500Å~1000Å일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 기판 위에, 구리층, 상기 구리층 상에 인듐아연산화물층, 상기 인듐아연산화물층 상에 티타늄층을 순차적으로 적층하는 단계, 상기 적층된 삼중층을 식각하여 차폐 전극을 형성하는 단계, 상기 차폐 전극의 위를 포함하여 전체적으로 투명 도전 물질을 적층하는 단계, 상기 투명 도전 물질을 식각하여 상기 차폐 전극과 전기적으로 분리되어 있는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극을 형성하는 단계에서는 상기 차폐 전극 위의 투명 도전 물질도 제거하는 표시판의 제조 방법을 제공한다.
상기 인듐아연산화물층 대신에 징크옥사이드(ZnO), 아연갈륨산화물(GZO), 아연인듐산화물(ZIO) 및 아연알루미늄산화물(ZAO)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 층을 형성할 수 있다.
상기 차폐 전극의 식각은 티타늄, 구리의 식각액을 사용할 수 있다.
상기 구리층의 두께는 500Å~1000Å로 형성할 수 있다.
상기 인듐아연산화물층의 두께는 400~1000Å로 형성할 수 있다.
상기 티타늄층의 두께는 70~200Å로 형성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 차폐 전극을 사용함으로써 차광 부재를 생량할 수 있고, 정면 시야각의 빛샘을 차단할 수 있으며, 차폐 전극으로서 저반사 금속층을 사용하여 명암비의 저하를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 한 실시예의 차폐 전극의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 개의 화소를 도시한 배치도이다.
도 7은 도 6의 액정 표시 장치를 XXXIX-XXXIX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 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.
도 1을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연기판(110) 상에 게이트선(도시하지 않음, 도 5의 GL, 도 6의 121 참고)과 유지 전극(131)이 배치되어 있으며, 게이트선은 게이트 전극을 포함한다. 그 위에는 게이트선 및 유지 전극(131)을 덮는 게이트 절연막(140)이 배치되어 있다. 게이트 절연막(140) 상에 반도체층(151) 및 데이터선(171)과 드레인 전극(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 반도체층(151)은 데이터선(171)과 드레인 전극의 아래에 위치할 수 있다. 데이터선(171)은 소스 전극(도시하지 않음)을 포함하며, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 반도체층(151)의 일부에 의하여 박막 트랜지스터가 형성된다.
데이터선(171) 및 게이트 절연막(140) 상부에 색필터(230)가 배치되어 있다. 데이터선(171)을 중심으로 좌우에는 서로 다른 색의 색필터(230)가 위치하며, 데이터선(171)의 상부에서 서로 다른 색의 색필터(230)가 겹쳐져있다.
색필터(230) 상부에는 덮개층(30)이 배치되어 있으며, 덮개층(30) 상부에 화소 전극(191) 및 차폐 전극(88)이 배치되어 있다. 색필터(230)와 덮개층(30)에는 드레인 전극을 노출시키는 접촉 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있으며, 접촉 구멍을 통하여 화소 전극(191)은 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 인가받는다.
차폐 전극(88)은 데이터선(171)에 대응하는 부분에 배치되어 있으며, 화소 전극(191)과는 분리되어 있으며, 전기적으로 플로팅되어 있거나 공통 전압과 같은 일정 전압을 인가받을 수 있다.
차폐 전극(88)은 빛을 반사시키는 정도가 낮은 저반사 물질로 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 저반사 물질로는 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 3중층의 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 차폐 전극(88)은 제1 전극층(88a), 제1 전극층(88a) 상에 배치되어 있는 제2 전극층(88b) 및 제2 전극층(88b) 상에 배치되어 있는 제3 전극층(88c)으로 이루어져 있다.
제1 전극층(88a)은 구리(Cu)로 이루어질 수 있으며, 두께는 500Å~1000Å일 수 있다. 이는 너무 얇을 경우 빛이 투과되어 차광 부재로서의 역할을 할 수 없기 때문이다. 차폐 전극(88)이 차광 부재의 역할도 수행하므로 별도로 차광 부재는 형성하지 않을 수 있다.
제2 전극층(88b)은 IZO, ZnO, GZO, ZIO 및 ZAO 이루어진 투명 도전 물질로부터 선택된 1종으로 이루어질 수 있으며, 두께는 400~1000Å일 수 있다.
제3 전극층(88c)은 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있으며, 두께는 70~200Å일 수 있다. 이는 티타늄층(88c) 반투과 성질을 가지기에 가장 적절한 두께이기 때문이다.
이러한 차폐 전극(88)은 제1 전극층(88a)의 구리가 빛을 반사시키는 것을 막는 제2 전극층(88b) 및 제3 전극층(88c)으로 인하여 빛의 반사율이 낮기 때문에, 외부로부터 박막 트랜지스터 표시판의 내부로 침투하는 빛의 반사로 인한 명암비의 저하를 방지할 수 있다.
차광 부재가 있는 종래의 박막 트랜지스터 표시판의 경우에는 외부로부터 내부로 침투한 빛이 반사되지 않도록 해주지만, 본 실시예에서는 차폐 전극(88)을 이용하여, 표시판 내부로 들어오는 빛의 반사를 방지하여 표시판의 명암비 저하를 방지할 수 있으므로, 차광 부재를 생략할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 차폐 전극(88)이 제1 전극층(88a), 제2 전극층(88b) 및 제3 전극층(88c)으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 앞서 설명한 삼중층의 차폐전극에 준하는 반사도를 가지는 단일막 또는 적층막 구조도 가능하다. 이 때, 하스텔로이(hastelloy)를 포함할 수 있다.
그러면, 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 전극(88)을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대해서 상세하게 살펴본다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 한 실시예의 차폐 전극의 제조 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 절연기판(110) 상에 게이트 전극을 포함하는 게이트선(도시하지 않음, 도 5의 GL, 도 6의 121 참고)과 유지 전극(131)을 형성하며, 그 위에는 게이트선 및 유지 전극(131)을 덮는 게이트 절연막(140)을 형성한다. 게이트 절연막(140) 상에 반도체층(151) 및 데이터선(171)과 드레인 전극(도시하지 않음)을 형성한다.
반도체층(151)은 소스 전극을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극의 아래에 형성하며, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 반도체층(151)의 일부에 의한 박막 트랜지스터를 형성한다.
데이터선(171) 및 게이트 절연막(140) 상부로서 데이터선(171)을 중심으로 좌우에 서로 다른 색의 색필터(230)를 형성하며, 데이터선(171)의 상부에서 서로 다른 색의 색필터(230)가 겹쳐지도록 형성한다.
색필터(230) 상부에는 덮개층(30)을 형성하며, 덮개층(30) 상부에 화소 전극(191) 및 차폐 전극(88)을 형성한다. 색필터(230)와 덮개층(30)에는 드레인 전극을 노출시키고 화소 전극(191)이 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 인가받는 접촉 구멍(도시하지 않음)을 형성할 수 있다.
그 후, 상기 덮개층(30) 상에 제1 금속층(80a), 제2 금속층(80b) 및 제3 금속층(80c)을 차례로 형성한다.
제1 금속층(80a)은 구리(Cu)로 형성할 수 있으며, 두께는 500Å~1000Å로 형성할 수 있다.
제2 금속층(80b)은 IZO, ZnO, GZO, ZIO 및 ZAO 이루어진 투명 도전 물질로부터 선택된 1종으로 형성할 수 있고, 두께는 400~1000Å로 형성할 수 있다.
제3 금속층(80c)은 티타늄(Ti)으로 형성할 수 있으며, 두께는 70~200Å로 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 차폐 전극(88)이 제1 전극층(88a), 제2 전극층(88b) 및 제3 전극층(88c)으로 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 앞서 설명한 삼중층의 차폐전극에 준하는 반사도를 가지는 단일막 또는 적층막 구조로 형성하는 것도 가능하다. 이 때, 하스텔로이(hastelloy)를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 제1 금속층(80a), 제2 금속층(80b) 및 제3 금속층(88c)을 식각액을 이용하여 식각하여, 차폐 전극(88)을 형성한다. 차폐 전극(88)은 제1 전극층(88a), 제1 전극층(88a) 상에 배치되어 있는 제2 전극층(88b) 및 제2 전극층(88b) 상에 배치되어 있는 제3 전극층(88c)을 포함한다.
식각액은 티타늄 식각액 또는 구리 식각액을 이용할 수 있다.
도 4를 참고하면, 차폐 전극(88) 및 덮개층(30) 위에 IZO층을 형성한 후, 도 1에서와 같이, 차폐 전극(88) 및 덮개층(30) 상의 IZO층을 식각하여, 화소 전극(191)을 형성한다.
IZO층의 식각은 IZO 식각액을 이용할 수 있다.
티타늄 식각액 또는 구리 식각액은 IZO층까지 식각시키지만, IZO 식각액은 티타늄층 및 구리층에는 영향을 주지 않기 때문에, 차폐 전극(88)을 먼저 형성한 후, 화소 전극(191)을 형성한다.
그러면, 도 5를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호선 및 화소의 배치와 그 구동 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소(PX)는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(DL), 분압 기준 전압을 전달하는 유지 전극선(RL)을 포함하는 복수의 신호선, 그리고 복수의 신호선에 연결되어 있는 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc), 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)를 포함한다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 각각 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자 및 유지 전극선(RL)에 연결되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 유지 전극선(RL)에 연결되어 있다.
게이트선(GL)에 게이트 온 신호가 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온된다. 이에 따라 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압은 턴 온된 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통하여 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된다. 이 때 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된 데이터 전압은 서로 동일하고, 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)는 공통 전압과 데이터 전압의 차이만큼 동일한 값으로 충전된다. 이와 동시에, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 턴 온된 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압된다. 이에 의해 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압 값은 공통 전압과 분압 기준 전압의 차이에 의해 낮아지게 된다. 즉, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압은 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압보다 더 높게 된다.
이처럼, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압이 서로 다르므로 제1 부화소와 제2 부화소에서 액정 분자들이 기울어진 각도가 다르게 되고 이에 따라 두 부화소의 휘도가 달라진다. 따라서 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압을 적절하게 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있으며 이렇게 함으로써 측면 시인성을 향상할 수 있다.
도시한 실시예에서는 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압을 다르게 하기 위하여, 제2 액정 축전기(Clcb)와 유지 전극선(RL)에 연결된 제3 스위칭 소자(Qc)를 포함하였지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제2 액정 축전기(Clcb)를 감압(step-down) 축전기에 연결할 수도 있다. 구체적으로, 감압 게이트선에 연결된 제1 단자, 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결된 제2 단자, 그리고 감압 축전기에 연결된 제3 단자를 포함하는 제3 스위칭 소자를 포함하여, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전하량의 일부를 감압 축전기에 충전되도록 하여, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb)가 각기 서로 다른 데이터선에 연결되어, 서로 다른 데이터 전압을 인가받도록 함으로써, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다. 이외에, 다른 여러 가지 방법에 의하여, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다.
그러면, 도 6 내지 도 7을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 6는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 개의 화소를 도시한 배치도이다. 도 7은 도 6의 액정 표시 장치를 XXXIX-XXXIX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3) 및 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)를 포함한다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 제1 유지 전극(135, 136), 그리고 기준 전극(137)을 포함한다. 유지 전극선(131)에 연결되어 있지는 않으나, 제2 부화소 전극(191b)과 중첩하는 제2 유지 전극(138, 139)이 위치되어 있다. 제2 유지 전극(138, 139)은 아래에 인접하는 화소의 제1 유지 전극(135, 136)과 연결되어 있을 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다.
반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c)가 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)를 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173a) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터 도전체 및 그 아래에 위치되어 있는 반도체 및 저항성 접촉 부재는 하나의 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 섬형 반도체(154a)와 함께 하나의 제1 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체(154a)에 형성된다. 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)는 제2 섬형 반도체(154b)와 함께 하나의 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 이루며, 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체(154b)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)는 제3 섬형 반도체(154c)와 함께 하나의 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 이루며, 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체(154c)에 형성된다.
제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있으며, 넓게 확장된 확장부(177)를 포함한다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180p)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다. 제1 보호막(180p)은 색필터(230)의 안료가 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제1 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 서로 인접한 두 개의 데이터선을 따라 세로 방향으로 뻗어 있다
색필터(230) 및 제1 차광 부재(230) 위에는 제2 보호막(180q)이 형성되어 있다.
제2 보호막(180q)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다. 제2 보호막(180q)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 드러내는 제1 접촉 구멍(contact hole)(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q), 그리고 게이트 절연막(140)에는 기준 전극(137)의 일부와 제3 드레인 전극(175c)의 일부를 드러내는 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있고, 제3 접촉 구멍(185c)은 연결 부재(195)가 덮고 있다. 연결 부재(195)는 제3 접촉 구멍(185c)을 통해 드러나 있는 기준 전극(137)과 제3 드레인 전극(175c)을 전기적으로 연결한다.
제2 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 각 화소 전극(191)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다. 화소 전극(191)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 상부 배향막은 수직 배향막일 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171) 위에 차폐 전극(88)이 위치한다. 차폐 전극(88)은 공통 전압을 인가 받을 수 있고, 데이터선(171)과 화소 전극(191a, 191b) 사이, 그리고 데이터선(171)과 공통 전극(270) 사이의 전자기 간섭을 차단하여, 화소 전극(191a, 191b)의 전압 왜곡 및 데이터선(171)이 전달하는 데이터 전압의 신호 지연을 줄인다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 차광 부재 대신 차폐 전극을 사용함으로써 정면 시야각의 빛샘을 차단할 수 있으며, 차폐 전극으로서 저반사 금속층을 사용하여 명암비의 저하를 개선할 수 있는 효과가 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.
GL, 121: 게이트선 RL: 유지 전극선
DL, 171: 데이터선 Clca, Clab: 액정 축전기
Qa, Qb, Qc: 스위칭 소자(박막 트랜지스터)
110, 210: 기판 124a, 124b, 124c: 게이트 전극
140: 게이트 절연막 154a, 154b, 154c, 157: 반도체
163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c: 저항성 접촉 부재
173a, 173b, 173c: 소스 전극 131: 유지 전극선
175a, 175b, 175c: 드레인 전극 151: 반도체층
180p, 180q: 보호막 191a, 191b: 부화소 전극
230: 색필터 88: 차폐전극
325, 326: 스페이서부

Claims (14)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 데이터선,
    상기 데이터선의 적어도 일부를 덮으며, 인접하는 상기 데이터선의 사이에 배치되어 있는 색필터,
    상기 색필터 위에 형성되어 있으며, 상기 데이터선에 대응하는 위치에 배치되어 있는 차폐 전극; 및
    상기 색필터의 위에 형성되어 있으며, 인접하는 상기 차폐 전극과 분리되어 형성되어 있는 화소 전극을 포함하며,
    상기 차폐 전극은 저반사 특성을 가지는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 차폐 전극은 구리(Cu)층,
    인듐아연산화물(IZO)층,
    티타늄(Ti)층이 순서대로 형성된 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제1항에서,
    상기 차폐 전극은 하스텔로이(hastelloy)를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제1항에서,
    상기 차폐 전극의 반사도는 5~10%인 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제2항에서,
    상기 인듐아연산화물(IZO)층 대신에 징크옥사이드(ZnO), 아연갈륨산화물(GZO), 아연인듐산화물(ZIO) 및 아연알루미늄산화물(ZAO)로 이루어진 투명 도전 물질로부터 선택된 1종인 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제2항에서,
    상기 티타늄층의 두께는 70~200Å인 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제2항에서,
    상기 인듐아연산화물층의 두께는 400~1000Å인 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 제2항에서,
    상기 구리층의 두께는 500Å~1000Å인 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 기판 위에,
    구리층, 상기 구리층 상에 인듐아연산화물층, 상기 인듐아연산화물층 상에 티타늄층을 순차적으로 적층하는 단계,
    상기 적층된 삼중층을 식각하여 차폐 전극을 형성하는 단계,
    상기 차폐 전극의 위를 포함하여 전체적으로 투명 도전 물질을 적층하는 단계,
    상기 투명 도전 물질을 식각하여 상기 차폐 전극과 전기적으로 분리되어 있는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 화소 전극을 형성하는 단계에서는 상기 차폐 전극 위의 투명 도전 물질도 제거하는 표시판의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 인듐아연산화물층 대신에 징크옥사이드(ZnO), 아연갈륨산화물(GZO), 아연인듐산화물(ZIO) 및 아연알루미늄산화물(ZAO)로 이루어진 투명 도전 물질로부터 선택된 1종의 층을 형성하는 표시판의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 차폐 전극의 식각은 티타늄, 구리의 식각액을 사용하는 표시판의 제조방법.
  12. 제9항에서,
    상기 구리층의 두께는 500Å~1000Å로 형성하는 표시판의 제조방법.
  13. 제9항에서,
    상기 인듐아연산화물층의 두께는 400~1000Å로 형성하는 표시판의 제조방법.
  14. 제9항에서,
    상기 티타늄층의 두께는 70~200Å로 형성하는 표시판의 제조방법.
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