KR20060084016A

KR20060084016A - 액정 표시 장치용 박막 표시판 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20060084016A
Application number: KR1020050004268A
Authority: KR
Inventors: 카타쿠라테루오; 유단식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-21
Also published as: US20060158577A1; CN1808251A; JP2006201772A; TW200627648A

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 박막 표시판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 표시판은 복수의 화소 및 표시 신호선의 대부분이 형성되어 있는 표시 영역과 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하고, 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 차폐 부재 및 게이트선, 상기 차폐 부재 및 게이트선 위에 형성되어 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선과 상기 데이터선과 분리되어 있는 드레인 전극을 포함하며, 상기 차폐 부재는 상기 주변 영역에 형성되어 있다.

이러한 방식으로, 램프에 의한 영향을 차단하여 화면상의 물결 노이즈를 제거하는 것은 물론, 마스크의 단순한 설계 변경으로 차폐 부재를 형성함으로써 제조 원가를 낮출 수 있다.

액정표시장치, 물결, 노이즈, 광원, 차폐, 데이터, 게이트, 표시영역, 주변영역

Description

액정 표시 장치용 박막 표시판 및 액정 표시 장치 {THIN FILM ARRAY PANEL FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 표시판의 배치도이다.

도 5는 도 4에 도시한 박막 표시판을 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있 고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.

이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.

이때의 빛은 별도로 구비된 인공 광원일 수도 있고 자연광일 수도 있다.

액정 표시 장치용 광원, 즉 백라이트(backlight) 장치는 광원으로서 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)나 EEFL(external electrode fluorescent) 등과 같은 여러 개의 형광 램프(fluorescent lamp)를 사용하며 램프를 구동하는 인버터를 포함한다. 인버터는 외부로부터 입력되는 밝기 제어 전압에 따라 입력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환한 후 램프에 인가하여 점등시키고 램프의 밝기를 조절하며, 램프에 흐르는 전류를 감지하고 이 전류에 기초하여 램프에 인가되는 전압을 제어한다.

이 때, 인버터가 직류 전압을 교류 전압으로 변환할 때 일정한 주파수를 갖는데, 예를 들어 프레임의 주파수의 3배 내지 4배의 주파수로 백라이트의 점등을 제어한다.

그런데, 이러한 백 라이트의 점멸은 백 라이트 위쪽에 위치한 게이트 패드 또는 데이터 패드와 이에 연결되어 있는 게이트 구동 IC 또는 데이터 구동 IC에 영향을 미치게 되어 화면상에 물결 현상(water-fall)이라는 규칙적인 띠의 흐름을 유발한다.

이러한 물결 현상을 방지하기 위하여 백 라이트와 표시판 사이에 중간 섀시를 설치하거나 절연 테이프와 차폐 부재를 구비한다.

그런데, 중간 섀시 또는 절연 테이프를 장착하기 위한 공정이 추가될 뿐만 아니라 비용을 증가시켜 원가 상승의 요인이 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 박막 표시판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 표시판은, 표시 영역과 주변 영역을 포함하는 박막 표시판을 포함하는 액정 표시 장치로서, 상기 박막 표시판은, 기판, 상기 기판의 표시 영역과 주변 영역 위에 형성되어 있는 도전성 배선, 상기 도전성 배선과 절연되고 상기 기판의 주변 영역 위에 상기 도전성 배선과 동일한 층으로 형성되어 있는 차폐부재, 상기 도전성 배선 및 상기 차폐 부재 위에 형성되고 상기 주변 영역의 상기 도전성 배선의 일부를 드러내도록 형성된 접촉 구멍을 갖는 절연막, 그리고 상기 절연막 위에 상기 차폐 부재와 중첩되도록 형성되어 상기 절연막의 상기 접촉 구멍을 통해 상기 주변 영역의 도전성 배선과 전기적으로 연결되는 접촉 패드를 포함하고, 상기 차폐 부재 상의 상기 접촉 패드 위에 형성되어 상기 접촉 패드와 전기적으로 연결되는 구동칩, 그리고 상기 박막 표시판의 후면에 놓여 광을 제공하는 광원을 포함하며, 상기 광원은 상기 박막표시판의 차폐부재와 적어도 일부 중첩한다.

이때, 상기 도전성 배선은 게이트 신호를 전달하는 게이트선 또는 데이터 신호를 전달하는 데이터선일 수 있으며, 상기 패드부는 상기 구동 칩이 안착되는 함몰부를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접촉 패드는 투명 전극일 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 박막 표시판은, 표시 영역과 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하는 기판, 상기 기판의 주변 영역 위에 형성되어 있는 차폐부재, 상기 기판의 표시 영역과 주변 영역 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 차폐 부재 및 게이트선 위에 형성되어 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 그리고 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선과 상기 데이터선과 분리되어 있는 드레인 전극을 포함한다.

이때, 상기 박막 표시판은 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있는 제2 절연막, 그리고 상기 제2 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 더 포함하고, 상기 제2 절연막에는 외부 장치와의 접촉을 위한 보조 구멍이 형성되어 있으며 상기 제1 및 제2 절연막에는 상기 게이트선을 드러내는 접촉 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 박막 표시판은 상기 보조 구멍과 그 주변에 형성되어 있으며 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 게이트선과 연결되는 연결 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 차폐 부재는 접지 전압에 연결되어 있을 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 화소 및 표시 신호선의 대부분이 형성되어 있는 표시 영역과 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하는 박막 표시판, 그리고 상기 주변 영역 아래에 위치하는 광원부를 포함하고, 상기 표시 신호선은 제1 및 제2 신호선을 포함하며, 상기 주변 영역에는 상기 제1 신호선과 동일한 층으로 형성되는 차폐 부재가 형성되어 있다.

이때, 상기 박막 표시판은, 상기 차폐 부재 및 상기 제1 신호선 위에 형성되어 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 상기 제2 신호선, 그리고 상기 제2 신호선과 분리되어 있는 출력 전극, 상기 제2 신호선 및 상기 출력 전극 위에 형성되어 있는 제2 절연막, 그리고 상기 제2 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 출력 전극과 연결되는 화소 전극을 포함할 수 있다.

상기 제2 절연막에는 외부 장치와의 접촉을 위한 보조 구멍이 형성되어 있으며 상기 제1 및 제2 절연막에는 상기 제1 신호선을 드러내는 접촉 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하며, 상기 보조 구멍과 그 주변에 형성되어 있으며 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 게이트선과 연결되는 연결 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 신호선은 게이트 신호를 전달하는 게이트선 일 수 있으며, 상기 제2 신호선은 데이터 전압을 전달하는 데이터선일 수 있다.

또한, 상기 차폐 부재는 접저 전압에 연결되어 있을 수 있으며, 상기 광원부 는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 및 제2 신호선에 게이트 신호 및 데이터 전압을 인가하는 복수의 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로를 포함하고, 상기 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로는 상기 차폐 부재 위에 실장되는 것이 바람직하고, 상기 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로는 상기 주변 영역에 COG(chip on glass) 방식으로 실장될 수 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

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 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 액정 표시판 조립체(300)에 빛을 조사하는 백라이트 장치(900) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.

표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G₁-G_n)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D₁-D_m)을 포함한다. 게이트선(G₁-G_n)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D ₁-D_m)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소는 표시 신호선(G₁-G_n, D₁-D_m)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G₁-G_n) 및 데이터선 (D₁-D_m)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C _ST)에 연결되어 있다.

액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.

액정 축전기(C_LC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 삼원색 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필 터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

백 라이트 장치(900)는 인버터(도시하지 않음)와 광원부(910)를 포함하며, 광원부(910)는 액정 표시판 조립체(300)의 하부에 장착되어 있으며 적어도 하나의 램프를 포함한다. 램프로는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp) 또는 EEFL(external electrode fluorescent lamp)을 사용하지만, 발광 다이오드(LED) 등도 사용될 수 있다.

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에는 광원부(910)에서 나오는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.

또한, 액정 표시판 조립체(300)는 도 3에 도시한 것처럼 화소와 표시 신호선(D1-Dm, G1-Gn)의 대부분이 구비되어 있는 표시 영역(DA)과 그 바깥의 주변 영역(PA)을 포함한다. 주변 영역(PA)의 일부에는 광원부(910)를 이루는 복수의 램프(911, 912)가 구비되어 있으며 주변 영역(PA) 전체에 차폐 부재(SP)가 형성되어 있다.

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G₁-G_n)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G₁-G_n)에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진 다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D₁-D_m)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다.

복수의 게이트 구동 집적 회로(440) 또는 데이터 구동 집적 회로(540)는 도 3에 도시한 바와 같이 COG(chip on glass) 방식으로 액정 표시판 조립체(300)에 장착될 수 있다. 이와는 달리, TCP(tape carrier package)에 실장하여 TCP를 액정 표시판 조립체(300)에 부착할 수도 있고, 이들 집적 회로 칩과 같은 기능을 수행하는 회로를 액정 표시판 조립체(300)에 직접 형성할 수도 있다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 상세하게 설명한다.

신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(V_sync)와 수평 동기 신호(H_sync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 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.

게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(V_on)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 및 게이트 온 전압(V_on)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE) 등을 포함한다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 입력 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D₁-D_m)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(V_com)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성"을 줄여 "데이터 전압의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.

데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D₁-D_m)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(V_on)을 게이트선(G₁-G_n)에 인가하여 이 게이트선(G ₁-G_n)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D₁-D_m)에 인가된 데이터 전압 이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.

화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(V_com)의 차이는 액정 축전기(C_LC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며, 광원부(910)에서 나온 빛은 액정층(3)을 통과하면서 액정 분자의 배열에 따라 그 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.

1 수평 주기(또는 "1H")[수평 동기 신호(H_sync), 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-G_n)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(V_on)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: "행 반전", "점 반전"), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: "열 반전", "점 반전").

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 표시판에 대하여 도 4 및 도 5를 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 표시판의 배치도이며, 도 5는 도 4에 도시한 박막 표시판을 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)과 차폐 부재(123)가 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 주로 표시 영역(DA)과 주변 영역(PA) 일부에 형성되어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 아래 방향으로 돌출하여 복수의 돌출부(projection)(127)를 이룬다.

차폐 부재(123)는 주변 영역(PA)에서 구동 집적 회로(440, 540)가 형성되어 있는 영역과 램프(911, 912)가 위치하는 영역 사이에 주로 형성되어 있으며 램프(911, 912)가 위치하지 않은 영역에도 형성될 수 있다.

게이트선(121)과 차폐 부재(123)는 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속 및 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 따위로 이루어진 도전막을 포함한다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다. 이 경우 한 도전막은 게이트선(121)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속 또는 구리 계열 금속으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금 등으로 이루어진 다. 비저항이 낮은 도전막이 상부에 오고 접촉 특성이 우수한 도전막이 하부에 오는 구조로는 크롬 하부막과 알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금의 상부막을 들 수 있고, 그 반대인 예로는 알루미늄-네오디뮴 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다.

게이트선(121)과 차폐 부재(123)의 측면은 각각 경사져 있으며 그 경사각은 기판(110)의 표면에 대하여 약 30-80°이다.

게이트선(121) 위에는 질화규소(SiN_x) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(extension)(154)가 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있다. 또한 선형 반도체(151)는 게이트선(121)과 만나는 지점 부근에서 폭이 커져서 게이트선(121)의 넓은 면적을 덮고 있다.

반도체(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부를 가지고 있으며, 이 돌출부와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 위치한다.

반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.

저항 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175) 및 복수의 유지 축전기용 도전체(storage capacitor conductor)(177)가 형성되어 있다.

데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다. 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.

유지 축전기용 도전체(177)는 게이트선(121)의 돌출부(127)와 중첩되어 있고, 각 데이터선(171)의 끝 부분(179)은 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있다.

데이터선(171)은 IZO(indium zinc oxide) 또는 ITO(indium tin oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질인 크롬으로 이루어져 있다. 이와는 달리, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금] 등으로 이루어진 상부막과 데이터 신호의 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 중간막과 알루미늄 계열의 금속이 반도체(151) 또는 저항성 접촉 부재(161, 165)로 확산되는 것을 방지하기 위한 금속, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금], 크롬(Cr) 등으로 이루어진 하부막으로 이루어질 수 있다.

데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)도 게이트선(121)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.

저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에 대부분 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 선형 반도체(151)는 대부분이 저항성 접촉 부재(161)로 가려 있으나 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에는 노출된 부분을 가지고 있다.

데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등 유전율 4.0 이하의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화규소 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 이와는 달리 보호막(180)은 유기물과 질화규소의 이중층으로 이루어질 수 있다.

보호막(180)에는 게이트 구동 집적 회로(400)의 범퍼(도시하지 않음)와의 접촉을 위하여 일정한 깊이를 갖는 보조 구멍(181)과 데이터선(171)의 끝 부분(179), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185, 187)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연 막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(183)이 형성되어 있다. 이때, 도면에는 보조 구멍(181)이 게이트 절연막(140)을 드러내는 깊이로 도시하였지만, 게이트 구동 집적 회로(400)의 범퍼가 위치할 수 있는 깊이이면 충분하다.

보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(82) 및 연결 부재(81)가 형성되어 있다.

화소 전극(190)은 접촉 구멍(185, 187)을 통하여 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 각각 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고 도전체(177)에 데이터 전압을 전달한다.

데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(190) 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자들을 재배열시킨다.

또한 화소 전극(190)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며 이를 유지 축전기(storage electrode)라 한다. 유지 축전기는 화소 전극(190) 및 이와 이웃하는 게이트선(121)[이를 전단 게이트선(previous gate line)이라 함]의 중첩 등으로 만들어지며, 유지 축전기의 정전 용 량, 즉 유지 용량을 늘이기 위하여 게이트선(121)을 확장한 돌출부(127)를 두어 중첩 면적을 크게 하는 한편, 화소 전극(190)과 연결되고 돌출부(127)와 중첩되는 유지 축전기용 도전체(177)를 보호막(180) 아래에 두어 둘 사이의 거리를 가깝게 한다. 이와는 달리, 유지 축전기는 공통 전압 따위의 정해진 전압이 인가되는 별개의 신호선과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어질 수 있다.

화소 전극(190)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다.

접촉 보조 부재(82)는 접촉 구멍(182)을 통하여 데이터선의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(82)는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다.

연결 부재(81)는 접촉 구멍(183)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분과 연결되어 있다. 또한, 연결 부재(81)는 보조 구멍(181)과 그 주변에도 형성되어 있으며 접촉 구멍(183)을 통하여 게이트 구동 집적 회로(440)로부터의 게이트 신호를 게이트선(121)으로 전달한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 화소 전극(190)의 재료로 투명한 도전성 폴리머(polymer) 등을 사용하며, 반사형(reflective) 액정 표시 장치의 경우 불투명한 반사성 금속을 사용하여도 무방하다. 이때, 연결 부재 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 화소 전극(190)과 다른 물질, 특히 ITO 또는 IZO로 만들어질 수 있다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 차폐 부재(123)는 일정한 패턴을 형성하여 접지될 수 있다. 예를 들어, 표시판(300)의 바깥에 위치하는 데이터 가요성 인 쇄 회로 기판(flexible printed circuit film, FPC)(도시하지 않음) 또는 게이트 FPC(도시하지 않음)와의 연결을 위하여 보호막(180)에 차폐 부재(123)를 드러내는 접촉 구멍과 연결 보조 부재를 형성한다. 그러면 차폐 부재(123)는 FPC의 배선을 통하여 FPC에 구비된 접지 전압에 연결될 수 있다. 이렇게 하면, 차폐 부재(123)가 접지되어 일정한 전압으로 고정되므로 좀더 확실한 차폐 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 램프(911, 912)가 위치하는 주변 영역(PA)에 차폐 부재(123)를 형성하여 램프(911, 912)의 주파수로 인한 영향을 차단함으로써 물결 현상을 방지할 수 있다. 또한, 중간 섀시 또는 절연 테이프를 사용하지 않고 박막 표시판의 제조 공정에서 마스크의 간단한 설계 변경으로 차폐 부재(123)를 형성할 수 있으므로 원가를 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

표시 영역과 주변 영역을 포함하는 박막 표시판을 포함하는 액정 표시 장치로서,

상기 박막 표시판은

기판,

상기 기판의 표시 영역과 주변 영역 위에 형성되어 있는 도전성 배선,

상기 도전성 배선과 절연되고 상기 기판의 주변 영역 위에 상기 도전성 배선과 동일한 층으로 형성되어 있는 차폐부재,

상기 도전성 배선 및 상기 차폐 부재 위에 형성되고 상기 주변 영역의 상기 도전성 배선의 일부를 드러내도록 형성된 접촉 구멍을 갖는 절연막, 그리고

상기 절연막 위에 상기 차폐 부재와 중첩되도록 형성되어 상기 절연막의 상기 접촉 구멍을 통해 상기 주변 영역의 도전성 배선과 전기적으로 연결되는 접촉 패드를 포함하고,

상기 차폐 부재 상의 상기 접촉 패드 위에 형성되어 상기 접촉 패드와 전기적으로 연결되는 구동칩, 그리고

상기 박막 표시판의 후면에 놓여 광을 제공하는 광원

을 포함하며,

상기 광원은 상기 박막표시판의 차폐부재와 적어도 일부 중첩하는

액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 도전성 배선은 게이트 신호를 전달하는 게이트선 또는 데이터 신호를 전달하는 데이터선인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 패드부는 상기 구동 칩이 안착되는 함몰부를 갖는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 접촉 패드는 투명 전극인 액정 표시 장치.
표시 영역과 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하는 기판,

상기 기판의 주변 영역 위에 형성되어 있는 차폐부재,

상기 기판의 표시 영역과 주변 영역 위에 형성되어 있는 게이트선,

상기 차폐 부재 및 게이트선 위에 형성되어 있는 제1 절연막,

상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 그리고

상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선과 상기 데이터선과 분리되어 있는 드레인 전극

을 포함하는 박막 표시판.
제5항에서,

상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있는 제2 절연막, 그리고

상기 제2 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극

을 더 포함하는 박막 표시판.
제6항에서,

상기 제2 절연막에는 외부 장치와의 접촉을 위한 보조 구멍이 형성되어 있으며 상기 제1 및 제2 절연막에는 상기 게이트선을 드러내는 접촉 구멍이 형성되어 있는 박막 표시판.
제7항에서,

상기 보조 구멍과 그 주변에 형성되어 있으며 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 게이트선과 연결되는 연결 부재를 더 포함하는 박막 표시판.
제5항에서,

상기 차폐 부재는 접지 전압에 연결되어 있는 박막 표시판.
복수의 화소 및 표시 신호선의 대부분이 형성되어 있는 표시 영역과 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역을 포함하는 박막 표시판, 그리고

상기 주변 영역 아래에 위치하는 광원부

를 포함하고,

상기 표시 신호선은 제1 및 제2 신호선을 포함하며,

상기 주변 영역에는 상기 제1 신호선과 동일한 층으로 형성되는 차폐 부재가 형성되어 있는

액정 표시 장치.
제10항에서,

상기 박막 표시판은

상기 차폐 부재 및 상기 제1 신호선 위에 형성되어 있는 제1 절연막,

상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,

상기 반도체층 위에 형성되어 있는 상기 제2 신호선, 그리고 상기 제2 신호선과 분리되어 있는 출력 전극,

상기 제2 신호선 및 상기 출력 전극 위에 형성되어 있는 제2 절연막, 그리고

상기 제2 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 출력 전극과 연결되는 화소 전극

을 포함하는

액정 표시 장치.
제11항에서,

상기 제2 절연막에는 외부 장치와의 접촉을 위한 보조 구멍이 형성되어 있으며 상기 제1 및 제2 절연막에는 상기 제1 신호선을 드러내는 접촉 구멍이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제12항에서,

상기 보조 구멍과 그 주변에 형성되어 있으며 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 게이트선과 연결되는 연결 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제13항에서,

상기 제1 신호선은 게이트 신호를 전달하는 게이트선 액정 표시 장치.
제14항에서,

상기 제2 신호선은 데이터 전압을 전달하는 데이터선인 액정 표시 장치.
제10항에서,

상기 차폐 부재는 접지 전압에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
제10항에서,

상기 광원부는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp)을 포함하는 액정 표시 장치.
제10항에서,

상기 제1 및 제2 신호선에 게이트 신호 및 데이터 전압을 인가하는 복수의 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로를 포함하고,

상기 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로는 상기 차폐 부재 위에 실장되는

액정 표시 장치.
제10항에서,

상기 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로는 상기 주변 영역에 COG(chip on glass) 방식으로 실장되는 액정 표시 장치.