KR20170069761A - Transistor substrate and display device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역잔상 유발을 저감할 수 있는 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 트랜지스터 및 커패시터를 구비하는 트랜지스터 기판을 포함하고, 상기 트랜지스터 기판의 커패시터가 공통 배선, 반도체층 및 상기 공통 배선과 반도체층 사이에 개재된 게이트 절연막을 포함하되, 상기 공통 배선 일부에 갭이 구비되어 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광의 일부가 상기 커패시터의 반도체층에 제공되는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
The present invention relates to a transistor substrate and a display device including the transistor substrate.
According to the present invention, there is provided a semiconductor device including a transistor substrate including a transistor and a capacitor, wherein a capacitor of the transistor substrate includes a common wiring, a semiconductor layer, and a gate insulating film interposed between the common wiring and the semiconductor layer, And a gap is provided so that a part of light supplied from the backlight unit is provided to the semiconductor layer of the capacitor.
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랜지스터와 커패시터가 구현된 트랜지스터 기판을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device including a transistor substrate in which transistors and capacitors are implemented.
디스플레이 기술이 발달하면서 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display Device)들이 많이 사용되고 있다. 평판 디스플레이 장치로는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display) 장치, OLED 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display) 장치 등이 있다. 이 중에서 액정 표시 장치는 소형화, 경량화, 박형화 및 저전력 구동의 장점이 있어 현재 TV, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에서 널리 사용되고 있다.As the display technology is developed, flat panel display devices are widely used. Examples of flat panel display devices include a liquid crystal display (OLED) device and an organic light emitting diode (OLED) display device. Of these, liquid crystal display devices are widely used in TVs, monitors, notebooks, and mobile phones because of their advantages of miniaturization, light weight, thinness, and low power driving.
액정 디스플레이 장치는 패널부와 백라이트부를 구비하고, 패널부는 다시 컬러필터(Color Filter; CF)를 구비하는 컬러필터 기판, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 구비하는 트랜지스터 기판, 컬러필터 기판과 트랜지스터 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다.
The liquid crystal display device includes a panel portion and a backlight portion, and the panel portion is provided with a color filter substrate having a color filter (CF), a transistor substrate having a thin film transistor (TFT) And a liquid crystal layer interposed between the substrates.
도 1은 종래의 트랜지스터 기판의 예를 나타낸 것이다. 1 shows an example of a conventional transistor substrate.
도 1을 참조하면, 종래의 트랜지스터 기판은 우선 유리 기판과 같은 투명 기판 상에 게이트 배선(110a)과 공통 배선(Vcom)(110b)이 서로 마주보도록 배치된다. Referring to FIG. 1, a conventional transistor substrate is first arranged such that a
게이트 배선(110a)과 공통 배선(110b)은 게이트 절연막(120)에 의해 덮힌다. 트랜지스터 구현을 위한 게이트 배선(110a)의 일부의 상부 위치에는 액티브층 역할을 하는 반도체층(130a)이 게이트 절연막 상에 배치되고, MIS(Metal Insulator Semiconductor) 커패시터 구현을 위한 공통 배선(110b)의 일부의 상부 위치에는 전극 역할을 하는 반도체층(130b)이 배치된다. 이 반도체층(130b)은 트랜지스터 기판 제조를 위한 4-MASK 공정 하에서는 드레인층 아래에 일반적으로 존재한다. The
반도체층(130a)의 일부 상부에는 트랜지스터의 소스 전극이 배치된다. 소스 전극은 데이터 배선(140a)의 일부분이 된다. 반도체층(130a)의 다른 일부의 상부 및 반도체층(130b)의 상부에는 드레인 전극(140b)이 배치된다. A source electrode of the transistor is disposed above a part of the
데이터 배선(140a) 및 드레인 전극(140b)은 패시베이션층(150)에 의해 덮힌다. 그리고 패시베이션층(150) 상에는 포토아크릴(Photo Acryl)층 (160)이 배치된다. The
그리고, 드레인 전극(140b)은 화소 전극(170)에 연결된다. 드레인 전극(140b)와 화소 전극(170)의 연결을 위하여, 포토아크릴층(160) 및 패시베이션층(150)을 관통하는 홀이 형성된다.
The
도 2는 종래의 트랜지스터 기판의 다른 예를 나타낸 것이다. 2 shows another example of a conventional transistor substrate.
도 2에 도시된 트랜지스터 기판의 경우, 게이트 배선(110a), 공통 배선(110b), 게이트 절연막(120), 반도체층(130a, 130b), 데이터 배선(140a), 드레인 전극(140b) 및 패시베이션층(150)을 포함하는 전체적인 구조가 도 1에 도시된 트랜지스터 기판과 비슷한 구조로 되어 있다. 2, the
다만, 도 2에 도시된 트랜지스터 기판의 경우, 패시베이션층(150) 상에 컬러필터층들(210, 220)이 배치되며, COT(Color filter on Transistor) 구조의 트랜지스터 기판에 해당한다.
In the case of the transistor substrate shown in FIG. 2, the
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 게이트 배선(110a), 공통 배선(110b), 데이터 배선(140a), 드레인 전극(140b)이 구현된 예를 나타낸 것이다. FIG. 3 shows an example in which the gate wiring 110a, the
도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 배선(140a)의 일부분이 돌출하여 게이트 배선(110a)과 중첩되고, 드레인 전극(140b)의 일부분이 게이트 배선(110b)과 중첩되어, 트랜지스터가 구현된다. A part of the
또한, 공통 배선(110b)에 중첩되는 드레인 전극(140b)의 일부분의 하부에는 반도체층이 배치되어 있어, 공통 배선(140b)의 일부와 반도체층을 전극으로 하는 커패시터가 구현된다. A semiconductor layer is disposed under a part of the
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 트랜지스터 기판에서 구현될 수 있는 커패시터의 예를 나타낸 것이다. FIG. 4 shows an example of a capacitor that can be implemented in the transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
도 4를 참조하면, 공통 배선(110b), 게이트 절연막(120) 및 반도체층(130b)에 의해 하나의 커패시터(A)가 구현된다. 경우에 따라서는 드레인 전극(140b), 포토 아크릴층/패시베이션층(160, 150) 및 공통 배선(110b)에 연결되는 공통 전극(180)에 의해 다른 하나의 커패시터(B)가 구현될 수 있다.
Referring to FIG. 4, one capacitor A is implemented by the
그런데, 공통 배선(110b), 게이트 절연막(120), 그리고 드레인 전극(140b) 하부의 반도체층(130b)을 포함하는 MIS 커패시터의 경우, 고휘도 백라이트 적용시, 60℃ 정도의 고온에서 잔상 테스트시 테스트 패턴과 반대 패턴인 역잔상이 발생한다. 역잔상이라 함은 화이트 영역이 블랙 영역 대비 어둡게 관찰되는 현상이다. 이러한 역잔상의 경우, 잔상 테스트 후 장기 방치시에도 거의 회복이 되지 않는다. However, in the case of the MIS capacitor including the
이러한 역잔상 문제는 MIS 커패시터의 반도체층과 게이트 절연막의 계면에 전자의 수가 많아, 포지티브 데이터 신호 인가시 반도체층과 게이트 절연막의 계면에 홀이 존재할 확률이 낮은 것에 기인한다.
This inverse afterimage problem is caused by the fact that the number of electrons at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film of the MIS capacitor is low and the probability that holes exist at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film when the positive data signal is applied is low.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, MIS 커패시터가 구현되는 트랜지스터 기판에 있어서, 역잔상 문제를 저감할 수 있는 트랜지스터 기판을 제공하는 것을 과제로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a transistor substrate on which a MIS capacitor is implemented in which a problem of reverse image retention can be reduced.
또한, 본 발명은 역잔상 문제를 저감할 수 있는 트랜지스터 기판을 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
It is another object of the present invention to provide a display device including a transistor substrate capable of reducing the afterimage problem.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 기판은 게이트 배선, 공통 배선, 게이트 절연막, 반도체층, 데이터 배선 및 드레인 전극을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a transistor substrate including a gate wiring, a common wiring, a gate insulating film, a semiconductor layer, a data wiring, and a drain electrode.
게이트 배선은 기판 상에 제1 방향을 따라 배치되며, 게이트 전극을 갖는다. 공통 배선은 상기 기판 상에 상기 게이트 배선과 마주보도록 배치된다. 게이트 절연막은 상기 게이트 배선 및 공통 배선을 덮는다.The gate wiring is disposed on the substrate along the first direction, and has a gate electrode. The common wiring is disposed on the substrate so as to face the gate wiring. The gate insulating film covers the gate wiring and the common wiring.
반도체층은 상기 게이트 전극과 중첩된 상부 및 상기 공통 배선과 중첩된 상부에 배치된다. 데이터 배선은 상기 게이트 배선 및 공통 배선과 교차하는 제2 방향을 따라 배치되고, 또한 상기 게이트 전극 및 반도체층과 중첩된 소스 전극을 갖는다. 드레인 전극은 상기 소스 전극과 이격 배치되며, 상기 반도체층 및 공통 배선과 중첩되도록 배치된다. 또한, 상기 드레인 전극은 화소 전극에 연결될 수 있다. A semiconductor layer is disposed at an upper portion overlapping the gate electrode and at an upper portion overlapped with the common wiring. The data wiring has a source electrode disposed along the second direction intersecting with the gate wiring and the common wiring, and overlapped with the gate electrode and the semiconductor layer. The drain electrode is disposed to be spaced apart from the source electrode, and overlaps the semiconductor layer and the common wiring. The drain electrode may be connected to the pixel electrode.
이때, 상기 공통 배선은 상기 드레인 전극과 중첩되는 일부에 갭을 구비한다. At this time, the common wiring has a gap in a part overlapping with the drain electrode.
공통 배선과 드레인 전극이 중첩되는 부분에는 MIS 커패시터가 구현되는데, 공통 배선 일부에 갭이 존재함으로 인하여, 백라이트에서 제공되는 광이 MIS 커패시터의 반도체층에 유입될 수 있다. The MIS capacitor is implemented in a portion where the common wiring and the drain electrode are overlapped. Due to the presence of a gap in a part of the common wiring, light provided in the backlight can be introduced into the semiconductor layer of the MIS capacitor.
유입된 광에 의해 홀의 이동도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 반도체층과 게이트 절연막의 계면에 홀이 존재할 확률이 증가하며, 그 결과, 반도체층과 게이트 절연막의 계면의 홀 존재 확률이 낮은 것에 기인하는 역잔상 유발 문제를 저감시킬 수 있다.
The probability of holes being present at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film is increased and the probability of hole existence at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film is low, It is possible to reduce the problem of inverse image deterioration.
한편, 상기 갭의 폭이 4㎛ 이상인 것이 바람직하다. 갭의 폭이 4㎛ 이상일 때, 충분한 광이 반도체층에 공급될 수 있다. On the other hand, it is preferable that the width of the gap is 4 탆 or more. When the width of the gap is 4 탆 or more, sufficient light can be supplied to the semiconductor layer.
또한, 상기 갭은 게이트 절연막으로 채워질 수 있다. 공정 측면에서 갭은 공통 전극 배치시에 구현되는 것인 바, 게이트 절연막 배치시, 갭 역시 게이트 절연막으로 채워질 수 있다.
Further, the gap may be filled with a gate insulating film. In terms of the process, the gap is realized at the time of the common electrode arrangement, and in the arrangement of the gate insulating film, the gap can also be filled with the gate insulating film.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 기판은 게이트 배선 및 공통 배선을 정의하는 제1 금속층(게이트 메탈층)과, 상기 제1 금속층을 덮는 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 액티브층을 정의하는 반도체층과, 상기 반도체층 상에 배치되며, 데이터 배선과 드레인 전극을 정의하는 제2 금속층(소스/드레인 메탈층)을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a transistor substrate including a first metal layer (gate metal layer) defining a gate wiring and a common wiring, a gate insulating film covering the first metal layer, A semiconductor layer defining an active layer; and a second metal layer (source / drain metal layer) disposed on the semiconductor layer and defining a data line and a drain electrode.
이때, 게이트 절연막을 사이에 두고 공통 배선과 반도체층이 서로 마주보는 부분이 커패시터를 정의하되, 상기 반도체층과 마주보는 공통배선에는 갭이 구비된다. At this time, a portion where the common wiring and the semiconductor layer face each other with the gate insulating film therebetween defines a capacitor, and a gap is provided in the common wiring facing the semiconductor layer.
4-마스크 적용 제조 공정에서는 하나의 마스크에 의해 게이트배선 및 공통 배선을 정의하는 게이트 메탈층이 배치되고, 다른 하나의 마스크에 의해 소스 전극을 포함하는 데이터 배선과 드레인 전극을 정의하는 소스/드레인 메탈층이 배치된다. 이때, 게이트 메탈층과 소스/드레인 메탈층의 특정 부분에서는 MIS 커패시터가 구현된다. In the four-mask application manufacturing process, a gate metal layer defining a gate wiring and a common wiring is disposed by one mask, and a source / drain metal layer defining a data wiring and a drain electrode including a source electrode by another mask Layer. At this time, a MIS capacitor is implemented in a specific portion of the gate metal layer and the source / drain metal layer.
이때, 상기 반도체층과 마주보는 공통배선에 갭이 존재함으로 인하여, 백라이트에서 제공되는 광이 MIS 커패시터의 반도체층에 유입될 수 있고, 이를 통하여 반도체층과 게이트 절연막 계면에서의 홀 존재 확률을 높일 수 있어, 역잔상 유발을 저감할 수 있다.
At this time, since the gap exists in the common wiring facing the semiconductor layer, the light provided in the backlight can flow into the semiconductor layer of the MIS capacitor, thereby increasing the probability of existence of holes at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film And it is possible to reduce the occurrence of the afterimage.
한편, 상기 갭의 폭은 4㎛ 이상인 것이 바람직하다. 갭의 폭이 4㎛이상일 때, 충분한 광이 MIS 커패시터의 반도체층에 공급될 수 있다. On the other hand, the width of the gap is preferably 4 탆 or more. When the width of the gap is 4 mu m or more, sufficient light can be supplied to the semiconductor layer of the MIS capacitor.
또한, 상기 갭은 게이트 절연막으로 채워질 수 있다. 게이트 메탈층 상부에 게이트 절연막 배치시, 갭 역시 게이트 절연막으로 채워질 수 있다.
Further, the gap may be filled with a gate insulating film. When the gate insulating layer is disposed on the gate metal layer, the gap may also be filled with the gate insulating layer.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치는 전면으로 광을 제공하는 백라이트 유닛과, 상기 백라이트 유닛 전면에 배치되며, 트랜지스터 및 커패시터를 구비하는 트랜지스터 기판을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a display device including a backlight unit for providing light to a front surface, and a transistor substrate disposed on a front surface of the backlight unit, the transistor substrate including a transistor and a capacitor.
이때, 상기 트랜지스터 기판의 커패시터는 공통 배선, 반도체층 및 상기 공통 배선과 반도체층 사이에 개재된 게이트 절연막을 포함하되, 상기 공통 배선 일부에 갭이 구비되어 상기 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광의 일부가 상기 커패시터의 반도체층에 제공된다. In this case, the capacitor of the transistor substrate includes a common wiring, a semiconductor layer, and a gate insulating film interposed between the common wiring and the semiconductor layer, wherein a gap is provided in a part of the common wiring so that a part of light supplied from the backlight unit, Is provided on the semiconductor layer.
트랜지스터 기판의 MIS 커패시터가 구현되는 영역의 공통 배선 일부에 갭이 존재함으로 인하여, 백라이트에서 제공되는 광이 MIS 커패시터의 반도체층에 유입될 수 있다. 유입된 광에 의해 홀의 이동도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 반도체층과 게이트 절연막의 계면에 홀이 존재할 확률이 증가하여, 역잔상 유발 문제를 저감시킬 수 있다.
The light provided in the backlight can be introduced into the semiconductor layer of the MIS capacitor due to the presence of a gap in a part of the common wiring in the region where the MIS capacitor of the transistor substrate is realized. It is possible to increase the degree of mobility of holes by the introduced light. As a result, the probability that a hole exists at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film increases, and the problem of inverse image retention can be reduced.
본 발명에 따른 디스플레이 장치에 의하면, 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광의 일부가 트랜지스터 기판의 커패시터 영역의 반도체층에 제공될 수 있다. According to the display device of the present invention, a part of the light supplied from the backlight unit can be provided to the semiconductor layer of the capacitor region of the transistor substrate.
이에 따라, 반도체층과 게이트 절연막의 계면에 홀이 존재할 확률이 증가하여, 반도체층과 게이트 절연막의 계면의 홀 존재 확률이 낮은 것에 기인하는 역잔상 유발 문제를 저감시킬 수 있다.This increases the probability that a hole is present at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film, thereby reducing the problem of inverse image retention caused by a low probability of hole presence at the interface between the semiconductor layer and the gate insulating film.
아울러, 본 발명에 따른 트랜지스터 기판의 경우, 드레인 전극의 일부에 갭이 존재함에 따라 일종의 병렬 구조를 제공할 수 있고, 그 결과 저항 감소라는 추가적인 효과도 얻을 수 있다.
In addition, in the case of the transistor substrate according to the present invention, since there is a gap in a part of the drain electrode, a kind of parallel structure can be provided, and as a result, an additional effect of reducing the resistance can be obtained.
도 1은 종래의 트랜지스터 기판의 예를 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 트랜지스터 기판의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 곡면 액정 디스플레이 패널을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 게이트 배선, 공통 배선, 데이터 배선 및 드레인 전극이 구현된 예를 나타낸 것이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 트랜지스터 기판에서 구현될 수 있는 커패시터의 예를 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 기판의 일부분을 나타낸 것으로, 게이트 배선, 공통 배선, 데이터 배선 및 드레인 전극이 구현된 예를 나타낸 것이다.
도 5b는 도 5a의 게이트 배선 및 공통 배선의 일부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 트랜지스터 기판에서 트랜지스터와 MIS 커패시터가 구현된 예를 나타낸 것이다.
도 7은 종래의 트랜지스터 기판에 구현된 MIS 커패시터에서 포지티브 데이터 신호 인가시(a) 및 네가티브 데이터 신호 인가시(b)의 전자 및 홀의 분포를 나타낸 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 구조의 MIS 커패시터의 고온 및 고휘도 백라이트 하에서의 커패시터 값의 쉬프트 정도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 기판에 구현된 MIS 커패시터에서 포지티브 데이터 신호 인가시(a) 및 네가티브 데이터 신호 인가시(b)의 전자 및 홀의 분포를 나타낸 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 구조의 MIS 커패시터의 고온 및 고휘도 백라이트 하에서의 커패시터 값의 쉬프트 정도를 나타낸 것이다.
1 shows an example of a conventional transistor substrate.
2 shows another example of a conventional transistor substrate.
2 is a schematic view of a conventional curved liquid crystal display panel.
FIG. 3 shows an example in which the gate wiring, the common wiring, the data wiring and the drain electrode shown in FIGS. 1 and 2 are implemented.
FIG. 4 shows an example of a capacitor that can be implemented in the transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
5A shows a portion of a transistor substrate according to an embodiment of the present invention, in which gate wirings, common wirings, data wirings, and drain electrodes are implemented.
Fig. 5B is an enlarged view of a portion of the gate wiring and the common wiring in Fig. 5A.
6 illustrates an example of a transistor and a MIS capacitor implemented in a transistor substrate according to the present invention.
FIG. 7 shows the distribution of electrons and holes in a conventional MIS capacitor implemented in a transistor substrate when a positive data signal is applied (a) and a negative data signal is applied (b).
8 shows the degree of shift of the capacitor value under the high-temperature and high-luminance backlight of the MIS capacitor having the structure shown in FIG.
9 shows distributions of electrons and holes in the MIS capacitor implemented in the transistor substrate according to the embodiment of the present invention when the positive data signal is applied (a) and when the negative data signal is applied (b).
10 shows the degree of shift of the capacitor value under the high-temperature and high-luminance backlight of the MIS capacitor having the structure shown in FIG.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 다양한 실시예를 설명한다.Hereinafter, various embodiments of a transistor substrate and a display device including the transistor substrate according to the present invention will be described with reference to the drawings.
이하에서 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms including ordinals such as first, second, etc. in the following can be used to describe various elements, but the constituent elements are not limited by such terms. These terms are used only to distinguish one component from another.
또한, 본 발명에서 "~~ 상에 있다"라고 함은 "어떠한 부분이 다른 부분과 접촉한 상태로 바로 위에 있다"를 의미할 뿐만 아니라 "어떠한 부분이 다른 부분과 비접촉한 상태이거나 제3의 부분이 중간에 더 형성되어 있는 상태로 다른 부분의 위에 있다"를 의미할 수도 있다.
Also, in the present invention, the expression " is in a state of being in contact with another part "means not only" in which part is in contact with another part, On top of other parts in the state of being further formed in the middle ".
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 기판의 일부분을 나타낸 것으로, 게이트 배선, 공통 배선, 데이터 배선 및 드레인 전극이 구현된 예를 나타낸 것이고, 도 5b는 도 5a의 게이트 배선 및 공통 배선의 일부분을 확대하여 나타낸 것이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 트랜지스터 기판에서 트랜지스터와 MIS 커패시터가 구현된 예를 나타낸 것이다. FIG. 5A shows a part of a transistor substrate according to an embodiment of the present invention, in which an example of a gate wiring, a common wiring, a data wiring and a drain electrode is realized, and FIG. 5B is a cross- FIG. 6 illustrates an example in which a transistor and a MIS capacitor are implemented in the transistor substrate according to the present invention.
도 5a, 5b 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 트랜지스터 기판은 게이트 배선(110a), 공통 배선(110b), 게이트 절연막(120), 반도체층(130a, 130b), 데이터 배선(140a) 및 드레인 전극(150)을 포함한다. 5A, 5B and 6, a transistor substrate according to the present invention includes a
게이트 배선(110a)은 기판(101) 상에 제1 방향을 따라 배치되며, 일부 부분이 게이트 전극이 된다. The
공통 배선(110a)은 기판(101) 상에 게이트 배선(110a)과 마주보도록 배치된다. The
게이트 절연막(120)은 게이트 배선(110a) 및 공통 배선(110b)을 덮는다. The
반도체층(130a)은 게이트 배선(110a)의 게이트 전극과 중첩된 상부에 배치되어 소스와 드레인 사이의 채널, 즉 액티브층의 역할을 한다. 4-마스크를 적용한 제조 공정에서는 일반적으로 공통 배선과 중첩된 상부에도 반도체층(130b)이 배치된다. The
데이터 배선(140a)은 게이트 배선(110a) 및 공통 배선(110b)과 교차하는 제2 방향을 따라 배치된다. 그리고, 데이터 배선(140a)의 일부 돌출된 부분은 게이트 배선(110a)의 게이트 전극 및 반도체층(130a)의 일부와 중첩되며, 이 부분이 소스 전극이 된다. The
드레인 전극(140b)은 소스 전극과 이격 배치되며, 반도체층(130a)의 다른 일부와 중첩되도록 배치된다. 드레인 전극(140b)은 또한 공통 배선(110b) 상에 중첩되도록 배치되며, 공통 배선(110b) 상에 배치된 반도체층(130b) 상에도 배치된다. The
데이터 배선(140a) 및 드레인 전극(140b) 상에는 포토아크릴(Photo Acryl)층 (160)이 배치된다. 도 6에 도시된 예와 달리, 데이터 배선(140a) 및 드레인 전극(140b)이 패시베이션층에 덮히고, 패시베이션층 상에 포토아크릴층(160)이 배치될 수도 있다. A photo-
그리고, 드레인 전극(140b)은 화소 전극(170)에 연결된다. 드레인 전극(140b)와 화소 전극(170)의 연결을 위하여, 포토아크릴층(160)을 관통하는 홀이 형성된다. 또한, 공통 배선(110b)은 화소 전극과 교대로 이격 배치된 공통 전극에 연결될 수 있다. The
도 6에 도시된 트랜지스터 기판의 예의 경우, 별도의 컬러필터 기판이 요구된다. 다른 예로 도 2에 도시된 예와 같이, 트랜지스터 기판에 컬러필터가 구현된 COT(Color filter on Transistor) 구조도 본 발명에 적용 가능하다. In the case of the transistor substrate shown in Fig. 6, a separate color filter substrate is required. As another example, as in the example shown in Fig. 2, a color filter on transistor (COT) structure in which a color filter is implemented on a transistor substrate is also applicable to the present invention.
한편, 본 발명에 따른 트랜지스터 기판의 경우, 공통 배선(110b) 일부에 갭(510)이 구비된다. 갭(510)이 구비되는 부분은 드레인 전극(140b)과 중첩되는 일부, 즉 MIS 커패시터가 구현되는 부분을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the case of the transistor substrate according to the present invention, a
갭(510)은 MIS 커패시터가 구현되는 공통 배선(110b) 부분에 하나 또는 복수개로 구비된다. 또한, 갭(510)은 경우에 따라서는 MIS 커패시터가 구현되는 공통 배선 부분 이외에 다른 부분에도 구비될 수 있다. The
공통 배선(110b)과 드레인 전극(140b)이 중첩되는 부분에는 MIS 커패시터가 구현된다. MIS 커패시터 구조만을 고려하면, 금속 전극에 하나 이상의 홀이 형성된 형태가 된다. An MIS capacitor is implemented in a portion where the
공통 배선(110b) 일부에 갭(510)이 존재함으로 인하여, 백라이트에서 제공되는 광이 MIS 커패시터의 반도체층(130b)에 유입될 수 있다. 유입된 광에 의해 드레인 전극(140b)에 인접한 부분에서 게이트 절연막(120) 방향으로의 홀의 이동도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 반도체층(130b)과 게이트 절연막(120)의 계면에 홀이 존재할 확률이 증가한다.The light provided in the backlight can be introduced into the
그 결과, 반도체층(130b)과 게이트 절연막(120)의 계면의 홀 존재 확률이 낮은 것에 기인하는 역잔상 유발 문제를 저감시킬 수 있다. As a result, it is possible to reduce the problem of inverse image retention caused by a low possibility of holes at the interface between the
한편, 상기 갭(510)의 폭(d)이 4㎛ 이상인 것이 바람직하고, 4~20㎛인 것이 보다 바람직하다. 갭(510)의 폭이 4㎛이상일 때, 충분한 광이 반도체층에 공급될 수 있다.
On the other hand, the width d of the
또한, 도 6을 참조하면, 갭(51)은 게이트 절연막(120)으로 채워질 수 있다. 공정 측면에서, 갭(510)은 공통 전극(110b) 배치 시에 구현되는 것인 바, 공통 전극(110b) 배치 후에 수행되는 게이트 절연막 배치시, 갭(510) 역시 게이트 절연막(120)으로 채워질 수 있다.
Further, referring to FIG. 6, the gap 51 may be filled with the
한편, 4-마스크를 적용한 제조 공정을 고려할 때, 본 발명에 따른 트랜지스터 기판은 제1 금속층(게이트 메탈층), 게이트 절연막, 반도체층 및 제2 금속층(소스/드레인 메탈층)을 포함할 수 있다. On the other hand, considering the manufacturing process using the 4-mask, the transistor substrate according to the present invention may include a first metal layer (gate metal layer), a gate insulating film, a semiconductor layer, and a second metal layer (source / drain metal layer) .
제1 금속층(게이트 메탈층)은 게이트 배선(110a) 및 공통 배선(110b)을 정의한다. 제1 금속층은 첫번째 마스크를 이용하여 예를 들어, 스퍼터 공정, 포토 공정, 습식 식각 공정, 포토레지스트 제거 공정을 통하여 배치될 수 있다.The first metal layer (gate metal layer) defines the
게이트 절연막(120)은 제1 금속층을 덮는다. 게이트 절연막(120)은 예를 들어, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 통하여 배치될 수 있다. The
반도체층(130a, 130b)은 게이트 절연막(120) 상에 배치되며, 트랜지스터의 액티브층 및 MIS 커패시터의 반도체 전극을 정의한다. 반도체층(130a, 130b)은 예를 들어 폴리실리콘 재질일 수 있다. 반도체층(130a, 130b)은 게이트 절연막(120)과 마찬가지로 PECVD 공정을 통하여 게이트 절연막(120) 상에 배치될 수 있다.The semiconductor layers 130a and 130b are disposed on the
제2 금속층(소스/드레인 메탈층)은 두번째 마스크를 이용하여 반도체층(130a, 130b)이 형성된 결과물 상에 배치된다. 제2 금속층(소스/드레인 메탈층)에 의해, 데이터 배선(140a)과 드레인 전극(140b)이 정의될 수 있다. 제2 금속층(소스/드레인 메탈층)의 배치는 제1 금속층(게이트 메탈층) 배치와 마찬가지로, 예를 들어, 스퍼터 공정, 포토 공정, 습식 식각 공정, 포토레지스트 제거 공정을 통하여 배치될 수 있다.The second metal layer (source / drain metal layer) is disposed on the resulting
세번째 마스크를 통하여는 예를 들어 코팅 공정, 포토 공정, 건식 식각 공정 및 포토레지스트 제거 공정을 통하여 포토 아크릴층(160)이 배치될 수 있다. Through the third mask, the
그리고, 네번째 마스크를 통하여는 픽셀을 구현하기 위한 화소 전극 및 공통 전극이 배치될 수 있다. 화소 전극 및 공통 전극은 예를 들어 스퍼터 공정, 포토 공정, 습식 식각 공정 및 포토레지스트 제거 공정을 통하여 배치될 수 있다. A pixel electrode and a common electrode for implementing the pixel may be disposed through the fourth mask. The pixel electrode and the common electrode may be disposed through, for example, a sputtering process, a photolithography process, a wet etching process, and a photoresist removing process.
한편, 본 발명의 경우, 게이트 절연막(120)을 사이에 두고, 공통 배선(110b)과 반도체층(130b)이 서로 마주보는 부분이 커패시터를 정의한다. 이때, 반도체층(130b)과 마주보는 공통배선(110b)에는 갭(510)이 구비된다. On the other hand, in the present invention, a portion where the
앞선 예와 같이, 4-마스크 적용 제조 공정에서는 하나의 마스크에 의해 게이트 배선(110a) 및 공통 배선(110b)을 정의하는 게이트 메탈층이 기판 상에 배치된다. 그리고, 다른 하나의 마스크에 의해 소스 전극을 포함하는 데이터 배선(140a)과 드레인 전극(140b)을 정의하는 소스/드레인 메탈층이 게이트 절연막 및 반도체층 상에 배치된다.As in the foregoing example, in the four-mask application manufacturing process, a gate metal layer defining the
이때, 게이트 메탈층과 소스/드레인 메탈층의 특정 부분에서는 MIS 커패시터가 구현된다. 본 발명의 경우, MIS 커패시터가 구현되는 부분에서 반도체층(130b)과 마주보는 공통배선(110b) 부분에 갭이 존재한다. 이를 통하여, 백라이트에서 제공되는 광이 MIS 커패시터의 반도체층에 유입되어, 반도체층과 게이트 절연막의 계면에서 홀이 존해할 확률을 높혀 역잔상 유발을 저감시킬 수 있다. At this time, a MIS capacitor is implemented in a specific portion of the gate metal layer and the source / drain metal layer. In the present invention, there is a gap in the portion of the
한편, 게이트 배선(110a) 및 공통 배선(110b)은 금속 재질이고, 화소 전극(170) 및 공통 전극(180)은 ITO와 같은 TCO(Transparent Conductive Oxide) 재질일 수 있다. The
전술한 바와 같이, 갭(510)의 폭은 4㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 갭(510)은 게이트 절연막(120)으로 채워질 수 있다.
As described above, the width of the
도 7은 종래의 트랜지스터 기판에 구현된 MIS 커패시터에서 포지티브 데이터 신호 인가시(a) 및 네가티브 데이터 신호 인가시(b)의 전자 및 홀의 분포를 나타낸 것이다. 그리고, 도 8은 도 7에 도시된 구조의 MIS 커패시터의 고온 및 고휘도 백라이트 하에서의 커패시터 값의 쉬프트 정도를 나타낸 것이다.FIG. 7 shows the distribution of electrons and holes in a conventional MIS capacitor implemented in a transistor substrate when a positive data signal is applied (a) and a negative data signal is applied (b). 8 shows the degree of shift of the capacitor value under the high temperature and high brightness backlight of the MIS capacitor having the structure shown in FIG.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터 기판에 구현된 MIS 커패시터에서 포지티브 데이터 신호 인가시(a) 및 네가티브 데이터 신호 인가시(b)의 전자 및 홀의 분포를 나타낸 것이다. 그리고, 도 10은 도 9에 도시된 구조의 MIS 커패시터의 고온 및 고휘도 백라이트 하에서의 커패시터 값의 쉬프트 정도를 나타낸 것이다.9 shows distributions of electrons and holes in the MIS capacitor implemented in the transistor substrate according to the embodiment of the present invention when the positive data signal is applied (a) and when the negative data signal is applied (b). 10 shows the degree of shift of the capacitor value under the high-temperature and high-luminance backlight of the MIS capacitor having the structure shown in FIG.
도 7 및 도 9에서는 아래로부터 게이트 금속층(710), 게이트 절연막(720), 반도체층(730) 및 드레인 금속층(740)을 포함하는 MIS 커패시터 구조를 갖는다. 차이점은 도 9의 경우, 게이트 금속층(710)에 갭(715)이 구비되어 있다. 7 and 9 have a MIS capacitor structure including a
도 7 및 도 9를 참조하면, 네가티브 데이터 신호 인가에 대하여는 종래의 트랜지스터 기판의 커패시터에서의 전자 홀 분포(도 7의 (b))와 본 발명에 따른 트랜지스터 기판의 커패시터에서의 전자 및 홀 분포(도 9의 (b))가 모두 유사한 경향을 나타내었다. Referring to FIGS. 7 and 9, the application of a negative data signal can be performed by using an electron hole distribution in a capacitor of a conventional transistor substrate (FIG. 7 (b)) and an electron and hole distribution 9 (b)) exhibited a similar tendency.
그러나, 포지티브 데이터 신호 인가에 대하여는 서로 다른 양상을 나타내었다. However, the application of the positive data signal is different from that of the first embodiment.
즉, 종래의 트랜지스터 기판의 커패시터에서의 전자 홀 분포(도 7의 (a))를 참조하면, 반도체층(730)과 게이트 절연막(720)의 계면에 홀이 존재할 확률이 높지 않다. That is, referring to the electron hole distribution (FIG. 7A) in the capacitor of the conventional transistor substrate, the probability that holes exist at the interface between the
반면, 본 발명에 따른 트랜지스터 기판의 커패시터에서의 전자 홀 분포(도 9의 (a))를 참조하면, 포지티브 데이터 신호 인가시 반도체층(730)과 게이트 절연막(720)의 계면에 홀이 존재할 확률이 높은 것을 볼 수 있다.9A), the probability that a hole exists at the interface between the
반도체층(730)과 게이트 절연막(720)의 계면에 홀이 존재할 확률의 증가는 갭(715)의 존재에 의해 하부 백라이트에서 공급되는 광이 반도체층(730)으로 유입된 결과라 볼 수 있다. The increase in the probability that a hole exists at the interface between the
아울러, 도 8 및 도 10을 참조하면, 종래의 트랜지스터 기판에 구현된 커패시터의 경우, 포지티브 쉬프트 정도(도 8)가 상대적으로 크나, 본 발명의 트랜지스터 기판에 구현된 커패시터의 경우, 갭(715)의 존재로 인하여 포지티브 쉬프트 정도(도 10)가 상대적으로 작은 것을 볼 수 있다. 8 and 10, in the case of the capacitor implemented in the conventional transistor substrate, the degree of positive shift (FIG. 8) is relatively large. However, in the case of the capacitor implemented in the transistor substrate of the present invention, The degree of positive shift (FIG. 10) is relatively small due to the presence of the catalyst.
이러한 결과에 따라, 본 발명에 따른 트랜지스터 기판의 경우 역잔상 유발을 저감시키는 데 기여할 수 있다.
According to these results, in the case of the transistor substrate according to the present invention, it is possible to contribute to reduction of inverse afterimage.
한편, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 전면으로 광을 제공하는 백라이트 유닛 및 전술한 트랜지스터 기판을 포함한다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 이외에도 커버 탑, 가이드 패널, 바텀 커버 등 공지된 다양한 요소가 제한없이 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 액정디스플레이 장치인 경우, 액정층, 컬러필터 기판(COT 구조의 경우 컬러필터층)이 포함된다. Meanwhile, the display device according to the present invention includes a backlight unit for providing light to the front surface and the above-described transistor substrate. The display device according to the present invention may include various known elements such as a cover top, a guide panel, a bottom cover, etc. without limitation. Further, when the display device according to the present invention is a liquid crystal display device, a liquid crystal layer and a color filter substrate (color filter layer in the case of a COT structure) are included.
디스플레이 장치에서, 트랜지스터 기판은 백라이트 유닛의 전면에 배치된다. 트랜지스터 기판에는 전술한 바와 같이, 트랜지스터 및 커패시터가 구비된다. In the display device, the transistor substrate is disposed on the front surface of the backlight unit. The transistor substrate is provided with a transistor and a capacitor as described above.
이때, 본 발명에 적용되는 트랜지스터 기판의 커패시터는 공통 배선, 반도체층 및 상기 공통 배선과 반도체층 사이에 개재된 게이트 절연막을 포함한다. 특히, 본 발명의 경우 커패시터 영역의 공통 배선 일부에 갭이 구비되어 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광의 일부가 커패시터의 반도체층에 제공된다.
At this time, the capacitor of the transistor substrate according to the present invention includes a common wiring, a semiconductor layer, and a gate insulating film interposed between the common wiring and the semiconductor layer. In particular, in the present invention, a gap is provided in a part of the common wiring of the capacitor region so that a part of the light supplied from the backlight unit is provided to the semiconductor layer of the capacitor.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is therefore to be understood that such changes and modifications are intended to be included within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention.
101 : 기판
110a : 게이트 배선
110b : 공통 배선
120 : 게이트 절연막
130a, 130b : 반도체층
140a : 데이터 배선
140b : 게이트 전극
150 : 패시베이션층
160 : 포토아크릴층
170 : 화소 전극
180 : 공통 전극
210, 220 : 컬러필터
510: 갭
710 : 게이트 금속층
715 : 갭
720 : 게이트 절연막
730 : 반도체층
740 : 드레인 금속층101:
110b: common wiring 120: gate insulating film
130a, 130b:
140b: gate electrode 150: passivation layer
160: Photo acrylic layer 170: Pixel electrode
180:
510: gap 710: gate metal layer
715: gap 720: gate insulating film
730: semiconductor layer 740: drain metal layer
Claims (7)
상기 기판 상에 상기 게이트 배선과 마주보도록 배치된 공통 배선;
상기 게이트 배선 및 공통 배선을 덮는 게이트 절연막;
상기 게이트 전극과 중첩된 상부 및 상기 공통 배선과 중첩된 상부에 배치된 반도체층;
상기 게이트 배선 및 공통 배선과 교차하는 제2 방향을 따라 배치되며, 상기 게이트 전극 및 반도체층과 중첩된 소스 전극을 갖는 데이터 배선; 및
상기 소스 전극과 이격 배치되며, 상기 반도체층 및 공통 배선과 중첩되도록 배치된 드레인 전극;을 포함하고,
상기 공통 배선은 상기 드레인 전극과 중첩되는 일부에 갭을 구비하는, 트랜지스터 기판.
A gate wiring disposed on the substrate along the first direction and having a gate electrode;
A common wiring disposed on the substrate so as to face the gate wiring;
A gate insulating film covering the gate wiring and the common wiring;
An upper portion overlapping the gate electrode, and a semiconductor layer disposed on the upper portion overlapping the common wiring;
A data line disposed along a second direction crossing the gate line and the common line and having a source electrode overlapped with the gate electrode and the semiconductor layer; And
And a drain electrode spaced apart from the source electrode and arranged to overlap the semiconductor layer and the common wiring,
And the common wiring has a gap in a part overlapping with the drain electrode.
상기 갭의 폭이 4㎛ 이상인, 트랜지스터 기판.
The method according to claim 1,
And the width of the gap is 4 占 퐉 or more.
상기 갭은 상기 게이트 절연막으로 채워진, 트랜지스터 기판.
The method according to claim 1,
And the gap is filled with the gate insulating film.
상기 제1 금속층을 덮는 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 상에 배치되며, 액티브층을 정의하는 반도체층;
상기 반도체층 상에 배치되며, 데이터 배선과 드레인 전극을 정의하는 제2 금속층을 포함하고,
게이트 절연막을 사이에 두고 공통 배선과 반도체층이 서로 마주보는 부분이 커패시터를 정의하되, 상기 반도체층과 마주보는 공통배선에는 갭이 구비된, 트랜지스터 기판.
A first metal layer defining a gate wiring and a common wiring;
A gate insulating layer covering the first metal layer;
A semiconductor layer disposed on the gate insulating film and defining an active layer;
A second metal layer disposed on the semiconductor layer and defining a data line and a drain electrode,
A portion where the common wiring and the semiconductor layer face each other with a gate insulating film therebetween defines a capacitor, and a gap is provided in a common wiring facing the semiconductor layer.
상기 갭의 폭이 4㎛ 이상인, 트랜지스터 기판.
5. The method of claim 4,
And the width of the gap is 4 占 퐉 or more.
상기 갭은 상기 게이트 절연막으로 채워진, 트랜지스터 기판.
5. The method of claim 4,
And the gap is filled with the gate insulating film.
상기 백라이트 유닛 전면에 배치되며, 트랜지스터 및 커패시터를 구비하는 트랜지스터 기판;을 포함하고,
상기 트랜지스터 기판의 커패시터는 공통 배선, 반도체층 및 상기 공통 배선과 반도체층 사이에 개재된 게이트 절연막을 포함하되, 상기 공통 배선 일부에 갭이 구비되어 상기 백라이트 유닛으로부터 공급되는 광의 일부가 상기 커패시터의 반도체층에 제공되는, 디스플레이 장치. A backlight unit for providing light to the front surface; And
And a transistor substrate disposed on the front surface of the backlight unit and having a transistor and a capacitor,
Wherein a capacitor of the transistor substrate includes a common wiring, a semiconductor layer, and a gate insulating film interposed between the common wiring and the semiconductor layer, wherein a gap is provided in a part of the common wiring, and a part of light supplied from the backlight unit is electrically connected to the semiconductor Layer. ≪ / RTI >
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |