KR20210146486A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210146486A
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pixel
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이용희
신동희
이근호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 및 상기 복수의 게이트선 및 상기 복수의 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은, 게이트 전극, 제1 전극, 제2 전극 및 채널 반도체를 포함하는 트랜지스터, 상기 제2 전극에 연결되어 있고, 복수의 미세 가지부 및 상기 제2 전극에 연결되는 연결부를 포함하는 화소 전극, 및 상기 복수의 미세 가지부 중에서 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부가 형성하는 미세 슬릿과 중첩하는 타겟 패턴을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불량 화소를 수리할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나이다. 액정 표시 장치는 전극이 형성된 표시판 및 액정층을 포함하고, 전극에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 액정층의 액정 분자들을 재배열시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절하여 영상을 표시하는 장치이다.
표시판에는 복수의 화소 전극, 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 복수의 유지 전극선 등이 형성되어 있을 수 있다. 게이트선을 통해 복수의 화소에 게이트 신호가 인가되고, 데이터선을 통해 복수의 화소에 데이터 전압이 인가되며, 유지 전극선을 통해 복수의 화소에 공통 전압이 인가될 수 있다.
이러한 배선들은 표시판에서 서로 교차하여 배치될 수 있으며, 교차하는 배선들 간의 쇼트가 발생할 수 있다. 서로 다른 배선들 간에 쇼트가 발생하면 해당 배선에 연결된 화소가 정상적인 휘도로 영상을 표시하지 못하는 불량이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 정상적인 휘도로 영상을 표시하지 못하는 불량 화소를 정확하게 수리할 수 있는 표시 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선, 및 상기 복수의 게이트선 및 상기 복수의 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은, 게이트 전극, 제1 전극, 제2 전극 및 채널 반도체를 포함하는 트랜지스터, 상기 제2 전극에 연결되어 있고, 복수의 미세 가지부 및 상기 제2 전극에 연결되는 연결부를 포함하는 화소 전극, 및 상기 복수의 미세 가지부 중에서 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부가 형성하는 미세 슬릿과 중첩하는 타겟 패턴을 포함한다.
상기 타겟 패턴은 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부와 일부 중첩할 수 있다.
상기 타겟 패턴은 복수의 게이트선 및 상기 게이트 전극과 동일한 층에 위치하고, 상기 복수의 게이트선 및 상기 게이트 전극과 물리적 및 전기적으로 분리되어 있을 수 있다.
상기 타겟 패턴은 다른 도전체에 연결되어 있지 않고 절연되어 있을 수 있다.
상기 타겟 패턴은 제1 방향으로 6㎛ 이하, 제2 방향으로 6㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 타겟 패턴은 평면상에서 상기 미세 슬릿을 통해 시인될 수 있다.
상기 화소 전극은 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 더 포함하고, 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부는 상기 연결부와 상기 세로 줄기부 사이에 위치할 수 있다.
상기 복수의 게이트선, 상기 복수의 데이터선, 상기 게이트 전극, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 채널 반도체를 덮는 차광 부재를 더 포함하고, 상기 타겟 패턴은 상기 차광 부재가 정의하는 화소 영역에 위치할 수 있다.
상기 타겟 패턴은 평면상에서 상기 차광 부재로부터 제1 방향 및 제2 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있을 수 있다.
상기 제1 전극의 일부분은 데이터선으로부터 제1 방향으로 확장되어 있고, 상기 타겟 패턴은 상기 화소 전극의 중심과 상기 제1 전극의 일부분을 지나는 연장선 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 게이트선, 제2 방향으로 연장된 데이터선, 및 상기 데이터선으로부터 상기 제1 방향으로 확장되는 부분을 포함하는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 영역과 중첩하는 채널 반도체, 상기 게이트선에 연결되고 상기 채널 반도체와 중첩하는 게이트 전극, 상기 제2 전극에 연결된 화소 전극, 및 상기 화소 전극의 중심과 상기 제1 전극의 상기 제1 방향으로 확장되는 부분을 지나는 연장선 상에 위치하는 타겟 패턴을 포함한다.
상기 타겟 패턴은 상기 화소 전극이 차지하는 화소 영역에 위치할 수 있다.
상기 타겟 패턴은 상기 화소 영역에서 아일랜드 형태로 플로팅되어 있을 수 있다.
상기 타겟 패턴은 제1 방향으로 6㎛ 이하, 제2 방향으로 6㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
상기 타겟 패턴은 상기 게이트선 및 상기 게이트 전극과 동일한 층에 위치하고, 상기 게이트선 및 상기 게이트 전극과 물리적 및 전기적으로 분리되어 있을 수 있다.
상기 타겟 패턴은 다른 도전체에 연결되어 있지 않고 절연되어 있을 수 있다.
상기 화소 전극은 가로 줄기부, 세로 줄기부, 상기 가로 줄기부 또는 상기 세로 줄기부에 연결되는 복수의 미세 가지부, 및 상기 제2 전극에 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 타겟 패턴은 상기 복수의 미세 가지부 중에서 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부가 형성하는 미세 슬릿과 중첩할 수 있다.
상기 타겟 패턴은 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부와 일부 중첩할 수 있다.
상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부는 상기 연결부와 상기 세로 줄기부 사이에 위치할 수 있다.
상기 게이트선, 상기 데이터선, 상기 게이트 전극, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 채널 반도체를 덮는 차광 부재를 더 포함하고, 상기 타겟 패턴은 평면상에서 상기 차광 부재로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있을 수 있다.
복수의 화소 각각에 포함된 타겟 패턴을 이용하여 불량 화소의 수리 지점을 정확하게 인지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 간략히 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 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. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 간략히 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 신호 제어부(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 표시부(600)를 포함한다. 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있으며, 액정 표시 장치는 표시부(600)를 향해 빛을 방출하는 백라이트를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(100)는 외부 장치로부터 입력되는 입력 영상 신호(ImS) 및 동기 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(ImS)는 복수의 화소의 휘도(luminance) 정보를 담고 있다. 휘도는 정해진 수효의 계조(gray) 레벨을 가질 수 있다. 동기 신호는 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync) 등을 포함할 수 있다.
신호 제어부(100)는 입력 영상 신호(ImS) 및 동기 신호에 따라 제1 구동 제어신호(CONT1), 제2 구동 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 생성한다.
신호 제어부(100)는 수직 동기 신호(Vsync)에 따라 프레임 단위로 입력 영상 신호(ImS)를 구분하고, 수평 동기 신호(Hsync)에 따라 게이트선 단위로 입력 영상 신호(ImS)를 구분하여 영상 데이터 신호(DAT)를 생성할 수 있다. 신호 제어부(100)는 제1 구동 제어신호(CONT1)를 게이트 구동부(200)에 전달한다. 신호 제어부(100)는 제2 구동 제어신호(CONT2) 및 영상 데이터 신호(DAT)를 데이터 구동부(300)에 전달한다.
표시부(600)는 복수의 화소(PX)를 포함하는 표시 영역이다. 표시부(600)는 복수의 화소(PX), 복수의 게이트선(121) 및 복수의 데이터선(171)을 포함한다. 복수의 화소(PX)는 복수의 게이트선(121) 및 복수의 데이터선(171)에 연결된다. 복수의 화소(PX) 각각은 타겟 패턴(도 2의 135 참조)을 포함할 수 있다. 타겟 패턴(135)에 대해서는 도 2 및 3을 참조하여 후술한다.
복수의 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행할 수 있다. 복수의 데이터선(171)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행할 수 있다. 행 방향은 제1 방향(도 2의 DR1 참조) 또는 평면상의 가로 방향이고, 열 방향은 제2 방향(도 2의 DR2 참조) 또는 평면상의 세로 방향일 수 있다. 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)에 교차하는 방향으로, 제1 방향(DR1)에 수직일 수 있다. 평면상은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 평행한 평면을 의미하고, 단면상은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 수직인 제3 방향(도 3의 DR3 참조)으로 자른 단면을 의미한다.
표시부(600)는 대략 행 방향으로 연장되는 복수의 유지 전극선(도 2의 131 참조)을 더 포함할 수 있다.
복수의 화소(PX) 각각은 기본색(primary color) 중 하나의 빛을 낼 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색을 들 수 있으며, 이들 삼원색의 공간적 합 또는 시간적 합으로 원하는 색상이 표시될 수 있다. 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 의해 색상이 표시될 수 있으며, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 합쳐서 하나의 화소라고 부르기도 한다.
게이트 구동부(200)는 복수의 게이트선(121)에 연결된다. 게이트 구동부(200)는 제1 구동 제어신호(CONT1)에 따라 복수의 게이트 신호를 생성하고, 복수의 게이트선(121)에 게이트 온 전압의 게이트 신호를 순차적으로 인가할 수 있다. 게이트 구동부(200)는 표시 영역의 트랜지스터 등의 전기 소자와 함께 동일한 공정을 통해 주변 영역에 직접 형성될 수 있다. 주변 영역은 기판 상에서 복수의 화소(PX)가 형성된 표시 영역을 둘러싸는 나머지 영역일 수 있다. 실시예에 따라, 게이트 구동부(200)는 기판에 전기적으로 연결된 가요성 인쇄 회로막 또는 인쇄 회로 기판 위에 장착될 수도 있다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터선(171)에 연결된다. 데이터 구동부(300)는 제2 구동 제어신호(CONT2)에 따라 영상 데이터 신호(DAT)를 샘플링 및 홀딩하고, 복수의 데이터선(171)에 데이터 전압을 인가한다. 데이터 구동부(300)는 복수의 게이트 신호 각각이 게이트 온 전압이 되는 시점에 동기되어 복수의 데이터선(171)에 영상 데이터 신호(DAT)에 따른 데이터 전압을 인가할 수 있다. 데이터 구동부(300)는 복수의 구동 칩 형태로 기판의 주변 영역에 장착되거나, 기판에 전기적으로 연결된 가요성 인쇄 회로막 또는 인쇄 회로 기판 위에 장착될 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 표시 장치의 구조에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 2의 III-III' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 장치는 제1 기판(110), 제2 기판(210) 및 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
제1 기판(110) 위에는 게이트선(121), 게이트 전극(124), 유지 전극선(131) 및 타겟 패턴(135)을 포함하는 게이트 도전층이 위치한다. 게이트 도전층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
게이트선(121)은 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b)을 포함할 수 있다. 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b)은 제1 방향(DR1)으로 나란하게 연장될 수 있다. 게이트 전극(124)은 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b) 사이에 위치할 수 있다. 게이트 전극(124)은 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b)에 연결된다.
유지 전극선(131)은 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 물리적으로 분리되어 있다. 유지 전극선(131)은 공통 전압과 같은 일정한 전압을 전달할 수 있다. 유지 전극선(131)은 제1 기판(110) 위에 위치하며, 게이트선(121)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성될 수 있다. 유지 전극선(131)은 전반적으로 게이트선(121)과 나란하게 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다.
유지 전극선(131)은 제1 가로부(131a), 제2 가로부(131b), 확장부(131c), 제1 세로부(131d) 및 제2 세로부(131e)를 포함할 수 있다. 제1 가로부(131a)는 평면상에서 화소 전극(191)의 아래쪽에 인접하여 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제1 가로부(131a)는 평면상에서 게이트선(121)과 화소 전극(191) 사이에 위치할 수 있다. 제2 가로부(131b)는 평면상에서 화소 전극(191)의 위쪽에 인접하여 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 확장부(131c)는 평면상에서 제1 가로부(131a)의 일부가 확장된 부분이다. 확장부(131c)는 제1 가로부(131a)가 제2 가로부(131b)를 향해 확장된 부분으로 제1 가로부(131a)에 포함될 수 있다. 제1 세로부(131d)와 제2 세로부(131e)는 확장부(131c)와 제2 가로부(131b)를 연결하는 부분이며, 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제1 세로부(131d)는 평면상에서 화소 전극(191)의 오른쪽에 인접하고, 제2 세로부(131e)는 평면상에서 화소 전극(191)의 왼쪽에 인접할 수 있다. 이와 같이, 유지 전극선(131)은 평면상에서 화소 전극(191)을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 표시 영역의 외부로부터 유지 전극선(131)의 제1 가로부(131a) 및 제2 가로부(131b) 중 적어도 하나에 공통 전압과 같은 일정한 전압이 인가될 수 있다.
게이트 도전층 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 채널 반도체(154) 및 단차 방지용 반도체(156)를 포함하는 반도체층이 위치한다. 반도체층은 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 채널 반도체(154)는 게이트 전극(124)과 서로 중첩할 수 있다.
게이트 절연막(140)과 반도체층 위에는 데이터선(171), 제1 전극(173) 및 제2 전극(175)을 포함하는 데이터 도전층이 위치한다. 제1 전극(173)을 소스 전극이라 하고, 제2 전극(175)을 드레인 전극이라 할 수 있다. 데이터 도전층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다.
데이터선(171)은 유지 전극선(131)의 인접한 제1 세로부(131d)와 제2 세로부(131e) 사이에서 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 데이터선(171)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 게이트선(121), 유지 전극선(131)의 제1 가로부(131a) 및 제2 가로부(131b)와 교차할 수 있다. 데이터선(171)은 제1 전극(173)을 포함할 수 있다. 제1 전극(173)은 데이터선(171)으로부터 확장된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(173)은 데이터선(171)으로부터 제1 방향(DR1)으로 확장된 후 게이트 전극(124)을 향하여 대략 U 자 형태로 뻗는 형태로 형성될 수 있다. 다만, 제1 전극(173)의 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 상기의 모양에 한정되는 것은 아니다.
단차 방지용 반도체(156)는 게이트 도전층과 데이터선(171)이 교차하는 부분에 위치할 수 있다. 단차 방지용 반도체(156)은 게이트 도전층으로 인하여 발생하는 단차에 의해 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제2 전극(175)은 데이터선(171) 및 제1 전극(173)과 물리적으로 분리되어 있다. 제2 전극(175)은 게이트 전극(124)과 중첩하는 영역에서 제1 전극(173)과 마주하는 부분 및 확장부(177)를 포함할 수 있다. 서로 마주보는 제1 전극(173)과 제2 전극(175) 사이의 영역은 채널 반도체(154)와 중첩할 수 있다. 확장부(177)는 유지 전극선(131)과 중첩하도록 확장된 부분으로, 유지 전극선(131)의 확장부(131c)와 중첩할 수 있다. 확장부(177)는 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 유지 전극선(131)의 확장부(131c)와 중첩하여 유지 커패시터를 형성할 수 있다. 유지 커패시터는 데이터선(171)으로부터 데이터 전압이 제2 전극(175) 및 화소 전극(191)에 인가되지 않을 때에도 제2 전극(175) 및 이에 연결된 화소 전극(191)에 인가된 전압을 유지하는 역할을 할 수 있다.
게이트 전극(124), 제1 전극(173) 및 제2 전극(175)은 채널 반도체(154)와 함께 스위칭 소자인 트랜지스터를 이룰 수 있다. 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 전극(173)과 제2 전극(175) 사이의 채널 반도체(154)에 형성된다.
데이터 도전층 및 노출된 반도체층 위에는 보호막(180)이 위치한다. 보호막(180)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
보호막(180) 위에 색필터층(230)이 위치할 수 있다. 색필터층(230)은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 색필터층(230)은 기본색 중 하나를 나타낼 수 있다.
보호막(180)과 색필터층(230)은 제2 전극(175)의 확장부(177) 위에 위치하는 접촉 개구(185)를 포함할 수 있다.
색필터층(230) 위에 화소 전극(191) 및 차폐 전극(shielding electrode)(199)을 포함하는 화소 전극층이 위치할 수 있다. 화소 전극층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr) 또는 그 합금 등의 금속을 포함할 수 있다. 화소 전극(191)은 접촉 개구(185)를 통해 제2 전극(175)과 물리적 및 전기적으로 연결되어 제2 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.
화소 전극(191)은 한 화소가 영상을 표시하는 화소 영역에 대응할 수 있으며, 화소 전극(191)의 전체적인 모양은 사각형일 수 있다. 화소 영역은 화소 전극(191)이 전반적으로 차지하는 영역에 대응될 수 있다. 화소 전극(191)은 일부가 제거된 패턴을 포함할 수 있다. 제거된 부분에 따라 화소 전극(191)은 가로 줄기부(192), 세로 줄기부(193), 복수의 미세 가지부(194), 연결부(195) 및 확장부(196)를 포함할 수 있다.
가로 줄기부(192)는 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 세로 줄기부(193)는 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 가로 줄기부(192)와 세로 줄기부(193)는 크로스(cross) 형태를 이룰 수 있다. 화소 전극(191)은 가로 줄기부(192) 및 세로 줄기부(193)에 의해 4개의 부영역으로 구분되고, 각 부영역에는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에 연결되는 복수의 미세 가지부(194)가 위치할 수 있다.
미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192)와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룰 수 있다. 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194)는 서로 직교할 수 있다. 이웃하는 미세 가지부(194) 사이에는 전극이 제거되어 있고, 이를 미세 슬릿(SL)이라 한다.
연결부(195)는 하나의 부영역에 포함된 복수의 미세 가지부(194) 중 적어도 하나와 연결되어 있을 수 있다. 예시한 바와 같이, 연결부(195)는 2개의 미세 가지부(194)와 연결되어 있을 수 있다.
화소 전극(191)의 확장부(196)는 연결부(195)로부터 제2 전극(175)의 확장부(177)와 중첩되도록 확장된 부분이다. 화소 전극(191)의 확장부(196)는 접촉 개구(185)를 통해 제2 전극(175)과 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2에 예시한 바와 같이, 화소 전극(191)의 좌우 가장자리의 끝 부분은 유지 전극선(131)의 제1 세로부(131d) 및 제2 세로부(131e)와 중첩하지 않을 수 있다. 이와 달리, 실시예에 따라 화소 전극(191)의 좌우 가장자리의 끝 부분은 유지 전극선(131)의 제1 세로부(131d) 및 제2 세로부(131e) 중 적어도 어느 하나와 중첩할 수도 있다.
차폐 전극(199)은 화소 전극(191)과 이격되어 있으며 대체로 제1 방향(DR1)으로 연장되어 있을 수 있다. 차폐 전극(199)은 게이트선(121)과 중첩할 수 있다. 차폐 전극(199)은 공통 전극(270)과 동일한 전압을 인가 받을 수 있다. 차폐 전극(199)과 공통 전극(270) 사이에는 전계가 발생하지 않고, 그 사이의 액정은 블랙(black) 상태가 될 수 있다. 이와 같이 액정 분자(31)들이 블랙을 나타내는 경우, 액정 분자(31) 자체로 차광 부재의 기능을 할 수 있다. 실시예에 따라, 차폐 전극(199)은 생략될 수도 있다.
제2 기판(210)의 아래에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 이웃한 화소 전극(191)들 사이의 빛샘을 막을 수 있다. 특히, 차광 부재(220)는 평면상에서 이웃한 화소 전극(191) 사이의 영역에 주로 위치할 수 있다. 예를 들어, 차광 부재(220)는 이웃한 화소 전극(191) 사이에서 제1 방향(DR1)으로 연장되어 게이트선(121), 유지 전극선(131)의 제1 가로부(131a)와 확장부(131c), 게이트 전극(124), 채널 반도체(154), 제1 전극(173), 제2 전극(175) 등을 덮고, 이웃한 화소 전극(191) 사이에서 제2 방향(DR2)으로 연장되어 데이터선(171)을 덮을 수 있다. 차광 부재(220)는 평면상에서 메시(mesh) 형태로 배치될 수 있으며, 차광 부재(220)에 의해 복수의 화소(PX)의 화소 영역이 정의될 수 있다. 즉, 메시 형태의 차광 부재(220)가 형성하는 복수의 개구(opening)가 복수의 화소(PX)의 화소 영역에 대응될 수 있다.
타겟 패턴(135)은 게이트선(121), 게이트 전극(124) 및 유지 전극선(131)과 물리적 및 전기적으로 분리되어 있다. 타겟 패턴(135)은 평면상에서 한 화소가 영상을 표시하는 화소 영역에 위치할 수 있다. 타겟 패턴(135)은 평면상에서 차광 부재(220)로부터 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있을 수 있다.
타겟 패턴(135)은 아일랜드(island) 형태로 플로팅되어 있을 수 있다. 즉, 타겟 패턴(135)은 다른 도전체에 연결되어 있지 않고 절연되어 있으며, 타겟 패턴(135)에는 전압이 인가되지 않는다.
타겟 패턴(135)은 화소 전극(191)의 가로 줄기부(192) 및 세로 줄기부(193)에 의해 구분되는 4개의 부영역 중 어느 하나에 위치할 수 있다. 타겟 패턴(135)은 연결부(195)와 세로 줄기부(193) 사이에 위치하는 2개의 미세 가지부(194)가 형성하는 미세 슬릿(SL)과 중첩할 수 있다. 2개의 미세 가지부(194)는 연결부(195)에 직접 연결된다. 타겟 패턴(135)은 화소 전극(191)의 연결부(195)와 세로 줄기부(193) 사이에 위치하는 미세 가지부(194)와 일부 중첩할 수 있다. 즉, 타겟 패턴(135)은 연결부(195)에 직접 연결되는 미세 가지부(194)와 일부 중첩할 수 있다. 평면상에서 미세 슬릿(SL)을 통해 타겟 패턴(135)이 시인될 수 있다.
타겟 패턴(135)은 표시 장치의 제조 과정에서 형성할 수 있는 최소 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 타겟 패턴(135)은 제1 방향(DR1)으로 6㎛ 이하, 제2 방향(DR2)으로 6㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다.
타겟 패턴(135)은 복수의 화소(PX) 각각의 수리 지점을 나타낼 수 있다. 복수의 화소(PX) 중에서 배선 간의 쇼트 등에 의해 비정상적인 휘도로 빛을 방출하는 불량 화소가 발생할 수 있다. 불량 화소에 의해 명점(bright spot)이 시인되는 등의 표시 불량이 발생할 수 있다.
불량 화소의 타겟 패턴(135)을 목표로 레이저를 조사하여 타겟 패턴(135)과 중첩하는 미세 가지부(194)를 절단할 수 있다. 타겟 패턴(135)과 중첩하는 미세 가지부(194)는 제2 전극(175)과 전기적으로 연결되는 부분이므로, 타겟 패턴(135)과 중첩하는 미세 가지부(194)를 절단함으로써 화소 전극(191)을 제2 전극(175)으로부터 물리적 및 전기적으로 분리할 수 있다. 제2 전극(175)으로부터 물리적 및 전기적으로 분리된 화소 전극(191)에는 데이터 전압이 인가되지 않으며, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 발생하지 않게 되고, 그 사이의 액정은 블랙 상태가 될 수 있다. 비정상적인 휘도로 빛을 방출하는 불량 화소가 항상 블랙을 표시하도록 함으로써 표시 불량을 개선할 수 있다.
화소 전극(191)의 중심(CP)과 타겟 패턴(135)을 이용하여 데이터선(171)으로부터 제1 전극(173)을 분리하기 위한 수리 지점을 찾을 수 있다. 화소 전극(191)의 중심(CP)은 가로 줄기부(192)와 세로 줄기부(193)가 교차하는 지점일 수 있다. 화소 전극(191)의 중심(CP)으로부터 타겟 패턴(135)을 향하는 방향으로 일정한 거리에 데이터선(171)으로부터 제1 방향(DR1)으로 확장되는 제1 전극(173)의 부분이 위치할 수 있다. 즉, 데이터선(171)으로부터 제1 방향(DR1)으로 확장되는 제1 전극(173)의 부분은 화소 전극(191)의 중심(CP)과 타겟 패턴(135)을 지나는 연장선 상에 위치할 수 있다. 다시 말해, 타겟 패턴(135)은 화소 전극(191)의 중심(CP)과 제1 전극(173)의 제1 방향(DR1)으로 확장되는 부분을 지나는 연장선 상에 위치할 수 있다. 화소 전극(191)의 중심(CP)으로부터 타겟 패턴(135)을 향하는 방향으로 일정한 거리에 위치하는 제1 전극(173)의 일부분이 수리 지점이 된다. 이와 같이, 타겟 패턴(135)은 제1 전극(173)의 수리 지점에 대한 방향을 지시할 수 있다.
제1 전극(173)은 차광 부재(220) 아래에 위치하므로 시인되지 않는다. 하지만, 화소 전극(191)의 중심(CP)과 타겟 패턴(135)을 이용하여 제1 전극(173)의 수리 지점을 찾을 수 있다. 제1 전극(173)의 수리 지점을 레이저로 조사하여 데이터선(171)으로부터 제1 전극(173)을 물리적 및 전기적으로 분리할 수 있다. 데이터선(171)으로부터 불량 화소의 제1 전극(173)을 물리적 및 전기적으로 분리하면, 불량 화소의 화소 전극(191)에는 데이터 전압이 인가되지 않게 되고, 불량 화소는 항상 블랙을 표시하게 된다. 비정상적인 휘도로 빛을 방출하는 불량 화소가 항상 블랙을 표시하도록 함으로써 표시 불량을 개선할 수 있다.
차광 부재(220) 아래에 공통 전극(270)이 위치할 수 있다. 공통 전극(270)은 표시 영역에 대응하는 영역의 대부분에서 연속적으로 형성되어 있을 수 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr) 등의 금속 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 공통 전극(270)은 슬릿이나 절개부 등을 포함하도록 패터닝되어 있을 수 있다.
앞서, 제1 기판(110) 위에 색필터층(230)이 위치하는 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라 색필터층(230)이 제1 기판(110) 위에 위치하지 않고 제2 기판(210)과 공통 전극(270) 사이에 위치할 수도 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(31)들을 포함할 수 있다. 액정 분자(31)는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 대체로 그 장축이 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 면에 대하여 수직 또는 수직에서 일정한 각도만큼 기울어져 있도록 배향되어 있을 수 있다. 액정 분자(31)는 화소 전극(191)의 패터닝된 부분들(예를 들어, 미세 가지부(194))의 엣지와 공통 전극(270) 사이의 프린지 필드(fringe field) 또는 단차에 따라 프리 틸트(pre-tilt)되어 있을 수 있다.
화소 전극(191)과 색필터층(230) 위에 제1 배향막(11)이 위치하고, 공통 전극(270) 아래에 제2 배향막(21)이 위치할 수 있다. 제1 배향막(11) 및 제2 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있다. 액정층(3)은 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 사이에 위치한다. 액정층(3)에 인접한 제1 배향막(11) 및 제2 배향막(21)의 면에는 반응성 모노머(reactive monomer, RM)가 자외선 등의 광과 반응하여 형성된 복수의 중합체 돌기들이 위치할 수 있다. 이러한 중합체 돌기는 액정층(3)의 액정 분자(31)의 프리 틸트를 유지시키는 기능을 할 수 있다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성한다. 전기장에 의해 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 위치하는 액정 분자(31)의 배열 방향이 결정되고, 결정된 액정 분자(31)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 제어될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 다른 실시예에 따른 화소에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 도 2 및 도 3과 비교하여 차이점 위주로 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 4의 V-V' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 기판(110) 위에는 게이트선(121), 게이트 전극(124), 타겟 패턴(135) 및 보조 데이터 패턴(137)을 포함하는 게이트 도전층이 위치한다. 즉, 게이트 도전층은 유지 전극선(131)을 포함하지 않고 보조 데이터 패턴(137)을 포함한다.
보조 데이터 패턴(137)은 제1 방향(DR1)으로 이웃한 화소 전극(191) 사이에서 게이트선(121)에 접촉하지 않는 범위 내에서 제2 방향(DR2)으로 연장된다. 보조 데이터 패턴(137)은 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 물리적으로 분리되어 있다. 보조 데이터 패턴(137)은 게이트선(121)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성될 수 있다. 보조 데이터 패턴(137)은 데이터선(171)과 중첩한다.
게이트 도전층 위에 위치하는 게이트 절연막(140)은 접촉 개구(141)를 포함한다. 접촉 개구(141)는 보조 데이터 패턴(137)의 일단에 중첩하는 위치 및 타단에 중첩하는 위치에 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에 위치하는 데이터선(171)은 접촉 개구(141)를 통해 보조 데이터 패턴(137)에 접촉할 수 있다. 보조 데이터 패턴(137)은 데이터선(171)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 전달하는 역할을 할 수 있다. 보조 데이터 패턴(137)은 데이터선(171)의 저항을 낮추는 역할을 할 수 있다.
제1 전극(173)은 데이터선(171)으로부터 확장된 후 제2 방향(DR2)으로 연장된 바(bar) 형태를 가질 수 있다. 제2 전극(175)은 바 형태로 형성되어 제1 전극(173)과 마주하는 부분 및 및 확장부(177)를 포함할 수 있다. 확장부(177)는 화소 전극(191)과 트랜지스터를 연결하기 위한 접촉 개구(185)와 중첩할 수 있다.
색필터층(230) 위에 중간 도전층(250)이 위치할 수 있다. 중간 도전층(250)은 복수의 화소(PX)와 중첩하되, 화소 전극(191)과 중첩하면서 전반적으로 데이터선(171)과 트랜지스터와 중첩하지 않도록 패터닝되어 있을 수 있다. 중간 도전층(250)은 보조 데이터 패턴(137)과 중첩하지 않을 수 있다. 중간 도전층(250)은 제1 전극(173), 제2 전극(175) 및 제2 전극(175)의 확장부(177)와 중첩하지 않을 수 있다. 중간 도전층(250)에는 공통 전압 또는 미리 정해진 기준 전압이 인가될 수 있다. 중간 도전층(250)은 화소 전극(191)과 중첩하여 유지 커패시터를 형성할 수 있다. 중간 도전층(250)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다.
중간 도전층(250) 위에 절연층(260)이 위치할 수 있다. 절연층(260)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 보호막(180), 색필터층(230) 및 절연층(260)은 확장부(177) 위에 위치하는 접촉 개구(185)를 포함할 수 있다.
절연층(260) 위에 화소 전극(191)을 포함하는 화소 전극층이 위치할 수 있다.
화소 전극(191)은 가로 줄기부(192), 세로 줄기부(193), 복수의 미세 가지부(194), 연결부(195), 확장부(196) 및 가장자리부(197)를 포함할 수 있다. 가장자리부(197)는 화소 전극(191)의 가장자리를 따라 복수의 미세 가지부(194)에 연결될 수 있다.
제2 기판(210)의 아래에 위치하는 차광 부재(220)는 이웃한 화소 전극(191) 사이에서 게이트선(121) 및 트랜지스터를 덮고, 전반적으로 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 차광 부재(220)는 데이터선(171)과 중첩하는 부분에서 제2 방향(DR2)으로 돌출되어 데이터선(171)의 일부를 덮을 수 있다.
이러한 차이점을 제외하고, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 실시예의 특징은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 실시예에 적용될 수 있다. 특히, 도 2 및 도 3의 실시예에서 설명한 타겟 패턴(135)은 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 화소에 동일하게 적용될 수 있고, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 제1 기판 210: 제2 기판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
131: 유지 전극선 135: 타겟 패턴
171: 데이터선 173: 제1 전극
175: 제2 전극 180: 보호막
185: 접촉 개구 191: 화소 전극
192: 가로 줄기부 193: 세로 줄기부
194: 미세 가지부 195: 연결부
196: 확장부 220: 차광 부재
230: 색필터층 270: 공통 전극

Claims (20)

  1. 복수의 게이트선;
    복수의 데이터선; 및
    상기 복수의 게이트선 및 상기 복수의 데이터선에 연결되어 있는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 복수의 화소 각각은,
    게이트 전극, 제1 전극, 제2 전극 및 채널 반도체를 포함하는 트랜지스터;
    상기 제2 전극에 연결되어 있고, 복수의 미세 가지부 및 상기 제2 전극에 연결되는 연결부를 포함하는 화소 전극; 및
    상기 복수의 미세 가지부 중에서 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부가 형성하는 미세 슬릿과 중첩하는 타겟 패턴을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부와 일부 중첩하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 복수의 게이트선 및 상기 게이트 전극과 동일한 층에 위치하고, 상기 복수의 게이트선 및 상기 게이트 전극과 물리적 및 전기적으로 분리되어 있는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 다른 도전체에 연결되어 있지 않고 절연되어 있는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 제1 방향으로 6㎛ 이하, 제2 방향으로 6㎛ 이하의 크기를 가지는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 평면상에서 상기 미세 슬릿을 통해 시인되는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 더 포함하고,
    상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부는 상기 연결부와 상기 세로 줄기부 사이에 위치하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 게이트선, 상기 복수의 데이터선, 상기 게이트 전극, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 채널 반도체를 덮는 차광 부재를 더 포함하고,
    상기 타겟 패턴은 상기 차광 부재가 정의하는 화소 영역에 위치하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 평면상에서 상기 차광 부재로부터 제1 방향 및 제2 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 일부분은 데이터선으로부터 제1 방향으로 확장되어 있고,
    상기 타겟 패턴은 상기 화소 전극의 중심과 상기 제1 전극의 일부분을 지나는 연장선 상에 위치하는 표시 장치.
  11. 제1 방향으로 연장된 게이트선;
    제2 방향으로 연장된 데이터선; 및
    상기 데이터선으로부터 상기 제1 방향으로 확장되는 부분을 포함하는 제1 전극;
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 영역과 중첩하는 채널 반도체;
    상기 게이트선에 연결되고 상기 채널 반도체와 중첩하는 게이트 전극;
    상기 제2 전극에 연결된 화소 전극; 및
    상기 화소 전극의 중심과 상기 제1 전극의 상기 제1 방향으로 확장되는 부분을 지나는 연장선 상에 위치하는 타겟 패턴을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 상기 화소 전극이 차지하는 화소 영역에 위치하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 상기 화소 영역에서 아일랜드 형태로 플로팅되어 있는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 제1 방향으로 6㎛ 이하, 제2 방향으로 6㎛ 이하의 크기를 가지는 표시 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 상기 게이트선 및 상기 게이트 전극과 동일한 층에 위치하고, 상기 게이트선 및 상기 게이트 전극과 물리적 및 전기적으로 분리되어 있는 표시 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 다른 도전체에 연결되어 있지 않고 절연되어 있는 표시 장치.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 가로 줄기부, 세로 줄기부, 상기 가로 줄기부 또는 상기 세로 줄기부에 연결되는 복수의 미세 가지부, 및 상기 제2 전극에 연결되는 연결부를 포함하고,
    상기 타겟 패턴은 상기 복수의 미세 가지부 중에서 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부가 형성하는 미세 슬릿과 중첩하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 타겟 패턴은 상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부와 일부 중첩하는 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 연결부에 직접 연결되는 미세 가지부는 상기 연결부와 상기 세로 줄기부 사이에 위치하는 표시 장치.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 게이트선, 상기 데이터선, 상기 게이트 전극, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 채널 반도체를 덮는 차광 부재를 더 포함하고,
    상기 타겟 패턴은 평면상에서 상기 차광 부재로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되어 있는 표시 장치.
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