KR20170026720A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170026720A KR20170026720A KR1020150120686A KR20150120686A KR20170026720A KR 20170026720 A KR20170026720 A KR 20170026720A KR 1020150120686 A KR1020150120686 A KR 1020150120686A KR 20150120686 A KR20150120686 A KR 20150120686A KR 20170026720 A KR20170026720 A KR 20170026720A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate electrode
- semiconductor
- gate
- voltage
- contact hole
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 9
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) tin(4+) Chemical compound [O-2].[Zn+2].[Sn+4].[In+3] TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L27/3262—
-
- H01L27/326—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
-
- H01L2227/32—
Abstract
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 문턱 전압 값의 변화 없이 전하 이동도를 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device capable of improving charge mobility without changing a threshold voltage value.
일반적으로 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)는 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등의 평판 표시 장치에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 스위칭 소자로 사용된다. 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판은 박막 트랜지스터와 이에 연결되어 있는 화소 전극, 박막 트랜지스터에 게이트 신호를 전달하는 게이트선과 데이터 신호를 전달하는 데이터선 등을 포함한다.In general, a thin film transistor (TFT) is used as a switching element for independently driving each pixel in a flat panel display device such as a liquid crystal display device or an organic light emitting display. A thin film transistor panel including a thin film transistor includes a thin film transistor, a pixel electrode connected to the thin film transistor, a gate line for transmitting a gate signal to the thin film transistor, and a data line for transmitting a data signal.
박막 트랜지스터는 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극, 화소 전극에 연결되어 있는 드레인 전극, 및 소스 전극과 드레인 전극 사이의 게이트 전극 위에 위치하는 반도체 등을 포함하여 이루어지며, 게이트선을 통해 전달되는 게이트 신호에 따라 데이터선을 통해 전달되는 데이터 신호를 화소 전극에 전달한다.The thin film transistor includes a gate electrode connected to the gate line, a source electrode connected to the data line, a drain electrode connected to the pixel electrode, and a semiconductor positioned over the gate electrode between the source electrode and the drain electrode And transmits a data signal, which is transmitted through the data line, to the pixel electrode in accordance with the gate signal transmitted through the gate line.
이때, 박막 트랜지스터의 반도체는 비정질 규소(amorphous silicon), 다결정 규소(polycrystalline silicon, poly silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등을 재료로 하여 형성될 수 있다.At this time, the semiconductor of the thin film transistor may be formed of amorphous silicon, polycrystalline silicon, metal oxide, or the like.
최근에는 비정질 실리콘보다 전자 이동도가 높고 전류의 ON/OFF 비율이 높으면서, 다결정 실리콘보다 원가가 저렴하고 균일도가 높은 금속 산화물을 이용하는 산화물 반도체(oxide semiconductor)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.In recent years, research on oxide semiconductors using metal oxides with lower cost and uniformity than polycrystalline silicon has been actively pursued with higher electron mobility and higher on / off ratio than amorphous silicon.
본 발명은 산화물 반도체 물질을 박막 트랜지스터의 반도체로 이용할 경우 문턱 전압 값의 변화 없이 전하 이동도를 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a display device capable of improving charge mobility without changing a threshold voltage value when an oxide semiconductor material is used as a semiconductor of a thin film transistor.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 게이트 전극, 상기 제1 게이트 전극 위에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 위치하고, 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체, 상기 반도체 위에 위치하는 식각 방지막, 상기 반도체를 노출시키도록 상기 식각 방지막에 형성되어 있는 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍, 상기 식각 방지막 위에 위치하고, 상기 제1 접촉 구멍을 통해 상기 반도체와 연결되어 있는 소스 전극, 상기 식각 방지막 위에 위치하고, 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 반도체와 연결되어 있는 드레인 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에 위치하는 보호막, 및 상기 보호막 위에 위치하는 제2 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display device including a substrate, a first gate electrode disposed on the substrate, a gate insulating film disposed on the first gate electrode, A first contact hole and a second contact hole formed in the etch stop layer to expose the semiconductor; and a second contact hole located on the etch stop layer, A source electrode, a drain electrode connected to the semiconductor through the second contact hole, a protection film located on the source electrode and the drain electrode, and a second gate electrode located on the protection film, And a control unit.
상기 식각 방지막은 상기 반도체의 상부면 및 측면을 덮을 수 있다.The etch stopping layer may cover the upper surface and the side surface of the semiconductor.
상기 제2 게이트 전극의 폭은 상기 식각 방지막의 폭보다 좁을 수 있다.The width of the second gate electrode may be narrower than the width of the etch stopping film.
상기 제2 게이트 전극에는 일정한 전압이 인가될 수 있다.A constant voltage may be applied to the second gate electrode.
상기 제2 게이트 전극에는 양의 DC 전압이 인가될 수 있다.A positive DC voltage may be applied to the second gate electrode.
상기 제2 게이트 전극에는 0V 이상 40V 이상의 전압이 인가될 수 있다.A voltage of 0V or more and 40V or more may be applied to the second gate electrode.
상기 제2 게이트 전극은 상기 제1 게이트 전극과 다른 신호를 인가 받을 수 있다.The second gate electrode may receive a different signal from the first gate electrode.
상기 반도체는 ITZO 또는 IGZO로 이루어질 수 있다.The semiconductor may be made of ITZO or IGZO.
상기 제2 게이트 전극은 ITO 또는 IZO로 이루어질 수 있다.The second gate electrode may be made of ITO or IZO.
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 외부로부터의 입력 제어 신호에 기초하여 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어 신호 생성부, 데이터 전압을 출력하는 데이터 구동부, 복수의 화소, 상기 화소에 상기 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 상기 스위칭 제어 신호에 따라 상기 데이터 전압을 상기 데이터선에 전달하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 역다중화부를 더 포함하고, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 게이트 전극, 상기 게이트 절연막, 상기 반도체, 상기 식각 방지막, 상기 제1 접촉 구멍, 상기 제2 접촉 구멍, 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 보호막, 및 상기 제2 게이트 전극을 포함할 수 있다.A display device according to an embodiment of the present invention includes a switching control signal generating unit for generating a switching control signal based on an input control signal from the outside, a data driver for outputting a data voltage, a plurality of pixels, And a plurality of switching elements for transmitting the data voltage to the data line in accordance with the switching control signal, wherein the switching element includes a first gate electrode, a second gate electrode, The first contact hole, the second contact hole, the source electrode, the drain electrode, the protective film, and the second gate electrode.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The display device according to an embodiment of the present invention as described above has the following effects.
본 발명은 문턱 전압 값의 변화 없이 높은 전하 이동도를 가지는 박막 트랜지스터를 구현할 수 있다.The present invention can realize a thin film transistor having a high charge mobility without changing the threshold voltage value.
또한, 이러한 박막 트랜지스터를 고해상도 표시 장치의 역다중화부의 스위칭 소자에 적용할 경우 원가를 절감할 수 있고, 투과율 저하를 방지할 수 있다.In addition, when such a thin film transistor is applied to a switching element of a demultiplexer of a high-resolution display device, the cost can be reduced and a decrease in transmittance can be prevented.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 제2 게이트 전극에 인가되는 전압 값에 따른 문턱 전압을 나타낸 그래프이다.
도 3은 제2 게이트 전극에 인가되는 전압 값에 따른 전하 이동도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예에 의한 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 블록도이다.1 is a cross-sectional view of a display device according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a threshold voltage according to a voltage value applied to the second gate electrode.
3 is a graph showing charge mobility according to a voltage value applied to the second gate electrode.
4 is a cross-sectional view of a display device according to a comparative example.
5 is a block diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
이하에서 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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
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.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.First, a display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a display device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판(110) 위에는 제1 게이트 전극(124)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, a
기판(110)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 기판(110)은 평판으로 이루어질 수도 있고, 구부러지는 재질로 이루어질 수도 있다.The
제1 게이트 전극(124)은 금, 은, 구리, 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 등과 같은 금속 물질 또는 합금으로 이루어질 수 있다. 제1 게이트 전극(124)은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 구리로 이루어진 층과 티타늄으로 이루어진 층이 적층된 형태로 이루어질 수도 있다.The
제1 게이트 전극(124) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.A
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 제1 게이트 전극(124)과 중첩하도록 위치한다. 반도체(154)는 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 반도체(154)는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.A
반도체(154) 위에는 식각 방지막(180a)이 형성되어 있다. 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.An
식각 방지막(180a)은 반도체(154)의 상부면 및 측면을 덮고 있다.The
식각 방지막(180a)에는 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(183)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(183)에 의해 반도체(154)의 상부면의 일부가 노출된다. 식각 방지막(180a)은 제1 접촉 구멍(181) 및 제2 접촉 구멍(183)이 형성된 부분을 제외하고, 반도체(154)의 상부면을 전체적으로 덮고 있다.A
식각 방지막(180a) 위에는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 금속 물질 또는 합금으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 구리로 이루어진 층과 티타늄으로 이루어진 층이 적층된 형태로 이루어질 수도 있다.A
소스 전극(173)은 제1 접촉 구멍(181)을 통해 반도체(154)와 연결되어 있다. 드레인 전극(175)은 제2 접촉 구멍(183)을 통해 반도체(154)와 연결되어 있다.The
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에는 보호막(180b)이 형성되어 있다. 보호막(180b)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 보호막(180b)은 유기 절연 물질로 이루어질 수도 있다.On the
보호막(180b) 위에는 제2 게이트 전극(195)이 형성되어 있다. 제2 게이트 전극(195)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속 산화물로 이루어질 수 있다.A
제2 게이트 전극(195)은 반도체(154)와 중첩한다. 또한, 반도체(154)와 제2 게이트 전극(195) 사이에는 식각 방지막(180a)이 위치한다. 제2 게이트 전극(195)의 폭은 식각 방지막(180a)의 폭보다 좁게 이루어진다.The
이처럼 제1 게이트 전극(124), 제2 게이트 전극(195), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이룬다.The
본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 화소와 화소를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다. 이러한 박막 트랜지스터는 각 화소와 연결되어 있는 스위칭 소자로 이용될 수도 있고, 구동부 내에 위치하는 스위칭 소자로 이용될 수도 있다. 각 화소는 화소 전극 및/또는 공통 전극을 포함할 수 있으며, 제2 게이트 전극(195)은 화소 전극 또는 공통 전극과 동일한 층에 위치할 수 있으며, 동일한 물질로 이루어질 수 있다.The display device according to an embodiment of the present invention may include a plurality of pixels and a driver for driving the pixels. Such a thin film transistor may be used as a switching element connected to each pixel or as a switching element located in a driving portion. Each pixel may include a pixel electrode and / or a common electrode, and the
제1 게이트 전극(124)과 제2 게이트 전극(195)은 전기적으로 연결되어 있지 않다. 제1 게이트 전극(124)과 제2 게이트 전극(195)에는 서로 다른 신호가 인가된다. 제1 게이트 전극(124)에는 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압이 주기적으로 번갈아 인가되고, 제2 게이트 전극(195)에는 일정한 전압이 인가된다.The
이하에서는 도 2 및 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제2 게이트 전극에 인가되는 전압과 문턱 전압, 전하 이동도의 관계에 대해 설명한다.Hereinafter, the relationship between the voltage applied to the second gate electrode of the display device, the threshold voltage, and the charge mobility will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 2는 제2 게이트 전극에 인가되는 전압 값에 따른 문턱 전압을 나타낸 그래프이고, 도 3은 제2 게이트 전극에 인가되는 전압 값에 따른 전하 이동도를 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing a threshold voltage according to a voltage value applied to a second gate electrode, and FIG. 3 is a graph illustrating a charge mobility according to a voltage value applied to the second gate electrode.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제2 게이트 전극에 음의 전압이 인가될 때는 전압 값이 증가할수록 문턱 전압이 감소하는 경향을 나타내고 있다. 제2 게이트 전극에 양의 전압이 인가될 때는 전압 값에 관계 없이 문턱 전압이 일정한 경향을 나타내고 있다. 즉, 제2 게이트 전극에 양의 전압이 인가될 때는 전압 값이 증가하더라도 문턱 전압이 감소하지 않는다.As shown in FIG. 2, when a negative voltage is applied to the second gate electrode of the display device according to an exemplary embodiment of the present invention, the threshold voltage tends to decrease as the voltage increases. When a positive voltage is applied to the second gate electrode, the threshold voltage tends to be constant regardless of the voltage value. That is, when a positive voltage is applied to the second gate electrode, the threshold voltage does not decrease even if the voltage value increases.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제2 게이트 전극에 음의 전압이 인가될 때는 전하 이동도가 낮은 값을 나타내고 있으며, 전압 값에 관계 없이 전하 이동도가 거의 일정한 것을 확인 할 수 있다. 제2 게이트 전극에 양의 전압이 인가될 때는 전압 값이 증가할수록 전하 이동도가 증가하는 경향을 나타내고 있다. 즉, 제2 게이트 전극에 양의 전압이 높게 인가될수록 전하 이동도가 증가한다.As shown in FIG. 3, when negative voltage is applied to the second gate electrode of the display device according to an exemplary embodiment of the present invention, the charge mobility shows a low value, and the charge mobility I can confirm almost constant. And when the positive voltage is applied to the second gate electrode, the charge mobility tends to increase as the voltage value increases. That is, the higher the positive voltage is applied to the second gate electrode, the more the charge mobility increases.
도 2 및 도 3의 그래프를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 제2 게이트 전극에 양의 DC전압을 인가함으로써, 문턱 전압의 변화 없이 높은 전하 이동도를 가지는 박막 트랜지스터를 구현할 수 있다.Referring to the graphs of FIG. 2 and FIG. 3, a thin film transistor having a high charge mobility can be realized by applying a positive DC voltage to a second gate electrode of a display device according to an embodiment of the present invention without changing a threshold voltage .
이하에서는 도 4를 참고하여 비교예에 대해 설명한다.Hereinafter, a comparative example will be described with reference to FIG.
도 4는 비교예에 의한 표시 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a display device according to a comparative example.
비교예에 의한 표시 장치에서는 기판(110) 위에 제1 게이트 전극(124)이 형성되어 있고, 제1 게이트 전극(124) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154) 위에는 식각 방지막(180a)이 형성되어 있고, 식각 방지막(180a)은 반도체(154)의 중심부 위에만 위치한다. 식각 방지막(180a) 및 반도체(154) 위에는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)이 형성되어 있고, 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에 보호막(180b)이 형성되어 있다. 보호막(180b) 위에는 제2 게이트 전극(195)이 형성되어 있다.In the display device according to the comparative example, the
비교예에서는 제2 게이트 전극(195)과 반도체(154) 사이의 일부 영역에만 식각 방지막(180a)이 위치한다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에서는 제2 게이트 전극(195)과 반도체(154) 사이에는 전체적으로 식각 방지막(180a)이 위치한다. 비교예에 의한 표시 장치의 경우 제2 게이트 전극에 양의 전압이 인가될 경우 전압 값이 높아질수록 전하 이동도가 증가하고, 이에 따라 문턱 전압 값은 감소하는 경향을 나타낸다. 이와 달리 본 발명의 일 실시예에서는 제2 게이트 전극(195)에 양의 전압이 인가될 경우 전압 값이 높아질수록 전하 이동도는 증가하고, 식각 방지막(180a)에 의해 문턱 전압 값의 변동은 방지할 수 있다. 식각 방지막(180a)이 형성되는 영역이 비교예에서보다 넓게 이루어짐으로써, 제2 게이트 전극(195)에 인가되는 전압이 반도체(154)에 미치는 영향을 줄여줄 수 있기 때문이다.In the comparative example, the
이하에서는 도 5를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명한다. 앞서 설명한 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 구조가 적용되는 표시 장치의 전체적인 구조에 대해 설명한다.Hereinafter, a display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The overall structure of a display device to which the thin film transistor structure shown in FIG. 1 described above is applied will be described.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 블록도이다.5 is a block diagram of a display device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시판부(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.A display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
표시판부(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(Px)를 포함한다.The
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m include a plurality of gate lines G 1 -G n for transmitting gate signals (also referred to as "scan signals") and data signal lines or data And a line D 1 -D m . The gate lines G 1 to G n extend in a substantially row direction, are substantially parallel to each other, and the data lines D 1 to D m extend in a substantially column direction and are substantially parallel to each other.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 화소 회로(PX)를 포함한다.Each pixel includes a switching element Q connected to the display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m and a pixel circuit PX connected thereto.
스위칭 소자(Q)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 화소 회로(PX)에 연결되어 있다. 이때, 스위칭 소자(Q)는 도 1에서 설명한 박막 트랜지스터로 이루어질 수 있다.The switching element Q is a three-terminal element, and its control terminal and input terminal are connected to gate lines G 1 to G n and data lines D 1 to D m, respectively, Respectively. At this time, the switching element Q may be formed of the thin film transistor described with reference to FIG.
계조 전압 생성부(800)는 화소의 휘도와 관련된 한 벌 또는 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌이 있는 경우 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.The
게이트 구동부(400)는 표시판부(300)의 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다. 이러한 게이트 구동부(400)는 실질적으로 시프트 레지스터로서 일렬로 배열된 복수의 스테이지(stage)를 포함한다.A
데이터 구동부(500)는 표시판부(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가한다.The
데이터 구동부(500)와 데이터선(D1-Dm) 사이에는 역다중화부(DMX)가 형성되어 있다. 역다중화부(DMX)는 복수의 스위칭 소자(SW1-SWm)들로 이루어진다. 이때, 스위칭 소자(SW1-SWm)는 도 1에서 설명한 박막 트랜지스터로 이루어질 수 있다.A demultiplexer DMX is formed between the
800ppi 이상의 고해상도 평판 표시 장치에서는 원가 절감 및 투과율 저하 방지를 위해 역다중화부(DMX)를 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 역다중화부(DMX)는 높은 전하 이동도가 요구된다. 앞서 도 1에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치의 박막 트랜지스터는 높은 전하 이동도를 가지므로, 역다중화부(DMX)의 스위칭 소자가 이러한 박막 트랜지스터로 이루어지는 것이 바람직하다.In a high-resolution flat panel display device of 800 ppi or higher, it is desirable to include a demultiplexer (DMX) for cost reduction and prevention of transmittance degradation, and such demultiplexer (DMX) requires high charge mobility. Since the thin film transistor of the display device according to the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 1 has a high charge mobility, it is preferable that the switching element of the demultiplexer DMX is formed of such a thin film transistor.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하고, 스위칭 제어 신호 생성부(650)는 역다중화부(DMX)에 위치한 스위칭 소자(SW1-SWm)의 동작을 제어한다.The
그러면 이러한 표시 장치의 표시 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.The display operation of such a display device will now be described in more detail.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 RGB 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 제어 신호 및 입력 영상 신호(R, G, B)를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2), 스위칭 제어 신호(CONT3) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 표시판부(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.The
또한, 신호 제어부(600)의 스위칭 제어 신호 생성부(650)는 외부로부터의 타이밍 생성부(도시하지 않음)로부터의 입력 제어 신호(CONTSW)에 기초하여 스위칭 소자(SW1-SWm)의 온/오프 시기를 제어하는 스위칭 제어 신호(CONT3)를 생성하여 내보낸다.The switching control
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.The gate control signal (CONT1) includes a gate-on voltage vertical synchronization start signal (STV) for instructing the start of output of the (V on), the gate-on voltage gated clock signal that controls the output timing of the (V on) (CPV) and the gate-on an output enable signal (OE), such as to limit the duration of a voltage (V on).
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 입력 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다.The data control signal CONT2 includes a horizontal synchronization start signal STH for indicating the start of inputting the video data DAT and a load signal LOAD for applying the corresponding data voltage to the data lines D 1 to D m , (HCLK).
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환하고 이를 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.The
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 데이터선(D1-Dm)에 공급된 데이터 전압은 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통해 해당 화소에 인가된다. The
1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(DE), 게이트 클록(CPV)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다.After one horizontal period (or "1H") (one cycle of the horizontal synchronizing signal H sync , the data enable signal DE, and the gate clock CPV), the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
110: 기판
124: 제1 게이트 전극
154: 반도체
173: 소스 전극
175: 드레인 전극
180a: 식각 방지막
180b: 보호막
181: 제1 접촉 구멍
183: 제2 접촉 구멍
195: 제2 게이트 전극110: substrate 124: first gate electrode
154: semiconductor 173: source electrode
175:
180b: protective film 181: first contact hole
183: second contact hole 195: second gate electrode
Claims (10)
상기 기판 위에 위치하는 제1 게이트 전극,
상기 제1 게이트 전극 위에 위치하는 게이트 절연막,
상기 게이트 절연막 위에 위치하고, 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체,
상기 반도체 위에 위치하는 식각 방지막,
상기 반도체를 노출시키도록 상기 식각 방지막에 형성되어 있는 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍,
상기 식각 방지막 위에 위치하고, 상기 제1 접촉 구멍을 통해 상기 반도체와 연결되어 있는 소스 전극,
상기 식각 방지막 위에 위치하고, 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 반도체와 연결되어 있는 드레인 전극,
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에 위치하는 보호막, 및
상기 보호막 위에 위치하는 제2 게이트 전극을 포함하는 표시 장치.Board,
A first gate electrode located on the substrate,
A gate insulating film disposed on the first gate electrode,
A semiconductor layer formed on the gate insulating layer and made of an oxide semiconductor material,
An anti-etching film disposed on the semiconductor,
A first contact hole and a second contact hole formed in the etch stopping layer to expose the semiconductor,
A source electrode located on the etch stopping layer and connected to the semiconductor through the first contact hole,
A drain electrode located on the etch stop layer and connected to the semiconductor through the second contact hole,
A protective film disposed on the source electrode and the drain electrode, and
And a second gate electrode located on the protective film.
상기 식각 방지막은 상기 반도체의 상부면 및 측면을 덮는 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the etch stopping film covers an upper surface and a side surface of the semiconductor.
상기 제2 게이트 전극의 폭은 상기 식각 방지막의 폭보다 좁은 표시 장치.3. The method of claim 2,
And the width of the second gate electrode is narrower than the width of the etch stopping film.
상기 제2 게이트 전극에는 일정한 전압이 인가되는 표시 장치.The method according to claim 1,
And a constant voltage is applied to the second gate electrode.
상기 제2 게이트 전극에는 양의 DC 전압이 인가되는 표시 장치.5. The method of claim 4,
And a positive DC voltage is applied to the second gate electrode.
상기 제2 게이트 전극에는 0V 이상 40V 이상의 전압이 인가되는 표시 장치.6. The method of claim 5,
And a voltage of 0V or more and 40V or more is applied to the second gate electrode.
상기 제2 게이트 전극은 상기 제1 게이트 전극과 다른 신호를 인가받는 표시 장치.The method according to claim 1,
And the second gate electrode receives a different signal from the first gate electrode.
상기 반도체는 ITZO 또는 IGZO로 이루어지는 표시 장치.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor is made of ITZO or IGZO.
상기 제2 게이트 전극은 ITO 또는 IZO로 이루어지는 표시 장치.The method according to claim 1,
And the second gate electrode is made of ITO or IZO.
외부로부터의 입력 제어 신호에 기초하여 스위칭 제어 신호를 생성하는 스위칭 제어 신호 생성부,
데이터 전압을 출력하는 데이터 구동부,
복수의 화소,
상기 화소에 상기 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 및
상기 스위칭 제어 신호에 따라 상기 데이터 전압을 상기 데이터선에 전달하는 복수의 스위칭 소자를 포함하는 역다중화부를 더 포함하고,
상기 스위칭 소자는 상기 제1 게이트 전극, 상기 게이트 절연막, 상기 반도체, 상기 식각 방지막, 상기 제1 접촉 구멍, 상기 제2 접촉 구멍, 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 보호막, 및 상기 제2 게이트 전극을 포함하는 표시 장치.The method according to claim 1,
A switching control signal generator for generating a switching control signal based on an input control signal from outside,
A data driver for outputting a data voltage,
A plurality of pixels,
A plurality of data lines for transmitting the data voltages to the pixels,
Further comprising a demultiplexer including a plurality of switching elements for transmitting the data voltage to the data line according to the switching control signal,
Wherein the switching element has a gate electrode, a gate electrode, a gate electrode, the gate electrode, the gate electrode, the gate insulating film, the semiconductor, the etch stopping film, the first contact hole, .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150120686A KR102514895B1 (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150120686A KR102514895B1 (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170026720A true KR20170026720A (en) | 2017-03-09 |
KR102514895B1 KR102514895B1 (en) | 2023-03-28 |
Family
ID=58402711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150120686A KR102514895B1 (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102514895B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110037220A (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-13 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Thin film transistor, method of manufacturing the thin film transistor and organic light emitting display device having the thin film transistor |
KR20140078419A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Display |
JP2015070211A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 富士フイルム株式会社 | Method of producing metal oxide film, metal oxide film, thin film transistor, display, image sensor, and x-ray sensor |
-
2015
- 2015-08-27 KR KR1020150120686A patent/KR102514895B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110037220A (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-13 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Thin film transistor, method of manufacturing the thin film transistor and organic light emitting display device having the thin film transistor |
KR20140078419A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Organic Light Emitting Display |
JP2015070211A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 富士フイルム株式会社 | Method of producing metal oxide film, metal oxide film, thin film transistor, display, image sensor, and x-ray sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102514895B1 (en) | 2023-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108598087B (en) | Array substrate, manufacturing method thereof, display panel and electronic device | |
KR102277553B1 (en) | Display having selective portions driven with adjustable refresh rate and method of driving the same | |
US10121406B2 (en) | Shift register using oxide transistor and display device using the same | |
US10431154B2 (en) | Light-emitting diode display with reduced leakage | |
US10622434B2 (en) | Organic light emitting display device including an organic light emitting diode connected to connection electrodes | |
CN106920804B (en) | Array substrate, driving method thereof, display panel and display device | |
KR20120139743A (en) | Liquid crystal display device and electronic device | |
US8089445B2 (en) | Display apparatus | |
WO2016165189A1 (en) | Tft layout structure | |
US10963081B2 (en) | Drive method and drive circuit for driving organic light-emitting diode panel and display device | |
KR20210016111A (en) | Display device | |
US20230080809A1 (en) | Displays with Reduced Temperature Luminance Sensitivity | |
US9618809B2 (en) | Liquid crystal display and method for manufacturing same | |
WO2018225690A1 (en) | Active-matrix substrate and display device | |
KR20200093113A (en) | Display apparatus and driving method thereof | |
US10777772B2 (en) | Panel, transistor and electronic device | |
US9484466B2 (en) | Thin film transistor | |
KR102305984B1 (en) | Gate driving circuit and display device using the same | |
WO2016165183A1 (en) | Tft layout structure | |
CN102592532A (en) | Organic EL display unit and electronic apparatus | |
US20240005858A1 (en) | Pixel circuit and driving method thereof, and display panel | |
US20220180819A1 (en) | Displays with Reduced Temperature Luminance Sensitivity | |
WO2018219067A1 (en) | Array substrate and manufacturing method therefor, display device and driving method therefor | |
KR102514895B1 (en) | Liquid crystal display device | |
US11366557B2 (en) | Array substrate and manufacturing method therefor, driving method, and touch display apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |