KR0144951B1

KR0144951B1 - 액정표시소자

Info

Publication number: KR0144951B1
Application number: KR1019940016553A
Authority: KR
Inventors: 노부유끼 야마무라; 장인식
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-07-09
Filing date: 1994-07-09
Publication date: 1998-07-15

Abstract

시야각을 개선시킬 수 있는 전극 구조를 갖는 액정 표시 소자가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 부가 용량 방식 액정 표시 소자에는 그물 구조 또는 사다리 구조의 화소 용량부를 갖는 주사 전극이 형성되어 있으며, 축적 용량 방식의 액정 표시 소자에는 트랜지스터의 게이트들과 결합되어 주사 신호가 전달되는 주사 전극외에 그물 구조 또는 사다리 구조의 화소 용량부를 갖는 축적 용량 전극이 형성되어 있다. 이와 같은 화소 용량부는 액정의 산란 효과를 증대시키게 되어 시야각의 범위를 증대시키는 효과를 나타낸다.

Description

액정 표시 소자

제1도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조의 제1예를 나타낸다.

제2도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조의 제2예를 나타낸다.

제3도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조의 제3예를 나타낸다.

제4도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조의 제1예를 나타낸다.

제5도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조의 제2예를 나타낸다.

제6도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조의 제3예를 나타낸다.

제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극의 제4예를 나타낸다.

제8도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 소자의 평면도이다.

본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히 TFT LCD(Thin Film Transistor Lipuid Crystal Display)에 관한 것이다.

액정 표시 소자는 비발광성 매트릭스 표시 소자의 하나로서, 각 화소를 구동하기 위하여 다수의 전극들이 매트릭스로 배열되어 있으며, 각 화소는 해당 트랜지스터의 온/오프 동작에 의하여 영상 데이타를 표시하게 된다. 그런데, 액정 표시 소자에서, 주사 전극들(또는, 게이트 전극이라 불리운다), 데이타 전극들 및 트랜지스터들이 형성된 부위들은 빛의 경로를 차단하기 때문에, 개구율이 매우 낮아(대략 35%∼55%), 원하고자 하는 휘도를 얻기 위해서는 소비 전력이 증가되는 문제점이 있다. 또한, 액정 패널을 통과한 빛의 경로가 소정 범위로 제한되기 때문에, 시야각의 범위가 제한되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 개구율을 증가시킴과 동시에 시야각의 범위를 증가시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 한 유형에 따른 액정 표시 소자는 각각 투명한 도전 물질로 구성되고 주사 라인 방향으로 연장되어 있으며, 화소 용량부들 및 연결부들을 포함하는 것으로, 화소 용량부는 각 화소마다 그물 구조로 형성되어 있고, 연결부는 인접된 2개의 화소 용량부를 결합시키는데 적어도 2개의 신호 경로를 제공하게 되는 다수의 주사 전극들을 구비하며, 상기 화소 용량부가 인접 주사 라인에 대한 부가 용량 전극으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 유형에 따른 액정 표시 소자는 각각 투명한 도전 물질로 구성되고 주사 라인 방향으로 연장되어 있으며, 화소 용량부들 및 연결부들을 포함하는 것으로, 화소 용량부는 각 화소마다 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 형성되어 있고, 연결부는 인접된 2개의 화소 용량부를 결합시키는데 적어도 2개의 신호 경로를 제공하게 되는 다수의 제1 주사 전극들; 각각 상기 제1 주사 전극의 구성 물질보다 내열성이 강하고 저항이 낮은 물질로 구성되며 상기 제1 주사 전극들상에 선택적으로 형성되는 것으로, 제1 주사 전극의 연결부들 및 그에 인접된 화소 용량부들의 일부에 위치하는 다수의 제2 주사 전극들; 각각 소정 절연층을 개재하여 상기 제1 및 제2 주사 전극들의 상부에 형성되어 있고, 상기 제1 주사 전극의 진행 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있는 다수의 데이타 전극들; 각각 상기 제1 주사 전극의 화소 용량부의 상부에 소정 절연층을 개재하여 형성되어 있는 다수의 화소 전극들; 및 각각 소오스가 해당 화소 전극에 결합되고 드레인이 해당 데이타 전극에 결합되며. 상기 제1 및 제2 주사 전극으로 구성되는 게이트를 갖는 다수의 트랜지스터들을 구비하며, 상기 제1 주사 전극의 화소 용량부가 부가 용량 전극으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

실시예에 있어서, 상기 제1 주사 전극은 인디움 틴 옥사이드 (ITO;Indium Tim Oxide)로 구성되고, 상기 제2 주사 전극은 고융점 금속으로 구성된다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 액정 표시 소자는 각각 주사 라인 방향으로 연장되어 있는 다수의 주사전극들; 및 각각 주사 라인 방향으로 연장되어 있고, 상기 주사 전극과 전기적으로 절연되어 있으며 투명한 도전 물질로 형성되고 화소마다 형성되어 있는 다수의 화소 용량부를 포함하는 것으로, 화소 용량부는 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 형성되는 다수의 축적용량 전극들을 구비한다.

이어서, 첨부한 도면들을 이용하여 본 발명에 관하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

제1도 내지 제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조 또는 축적 용량 전극 구조의 실시예들을 나타내는 것으로, 제1도 내지 제3도 및 제7도는 특히 부가 용량 방식에 따른 주사 전극의 구조를 나타내고 있으며, 제4도 내지 제6도는 축적 용량 방식에 따른 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조를 나타내고 있다.

먼저, 제1도를 참조하면, 주사 전극은 다수의 화소 용량부들(101) 및 다수의 연결부들(102, 103)을 포함하여 구성되어 있다. 화소용량부(101)는 프리틸트(pretilt)를 제어하기 위하여 그물 구조를 가지며, 해당 화소 전반에 걸쳐 형성되어 있으며, ITO(Indium Tim Oxide)와 같은 투명한 도전 물질로 구성되어 있다. 연결부(102, 103)는 인접한 2개의 화소 용량부(101)들을 연결하는 것으로서, 적어도 2개 이상의 신호 경로를 제공한다. 즉, 화소 용량부(101)들 사이에는 적으도 2개 이상의 연결부들(102, 103)이 존재한다.

제2도에 도시된 주사 전극에 있어서, 화소 용량부(104)는 제1도에서와는 달리, 사다리 구조를 갖고 있다. 제3도에 도시된 주사전극에 있어서, 화소 용량부는 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 구성되어 있다.

제4도에 있어서, 트랜지스터들의 게이트들로 작용하게 되는 주사전극(100)은 주사 라인 방향으로 연장되어 있으며, 축적 용량 전극은 그물 구조를 갖는 화소 용량부(201)와 연결부(202)를 포함하여 구성되어 있다. 축적 용량 전극은 개구율을 증가시키기 위하여 ITO와 같은 투명한 도전 물질로 형성된다. 제5도에 있어서, 축적 용량 전극의 화소 용량부(203)는 사다리 구조를 가지며, 제6도에 도시된 축적 용량 전극의 화소 용량부는 그물 구조와 사다리 구조중 미리 정해진 규칙에 따라 선택된 어느 하나로 구성된다.

제4도는 내지 제6도에 있어서, 주사 전극(100)은 게이트 지연에 따른 화질의 저하를 방지하기 위하여, ITO/고융점 금속의 다층 구조를 갖도록 할 수 있다. 이 경우에, 주사 전극(100)의 ITO층은 축적 용량 전극과 동일한 공정 단계에서 형성하도록 한 후, 그 상부에 Cr, W, Ta와 같은 고융점 금속층을 증착한 후 이를 패터닝한다.

제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극의 제4예를 나타낸 것이다.

제7도에서, 주사 전극은 화소 용량부들 및 연결부들을 포함하여 구성되는 것으로서, 화소 용량부는 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 구성되어 있다. 또한 화소 용량부 및 연결부들중에는 게이티 지연에 의한 화질의 저하를 방지하기 위하여, 즉 저항을 낮추기 위하여, 고융점 금속(301)이 선택적으로 형성되어 있다. 여기서, 고융점 금속은 일반적으로 불투명하기 때문에 개구율을 낮아지지 않도록 화소 용량부의 가장자리 및 연결부들의 상부에만 형성하는 것이 바람직하다.

이와 마찬가지로, 제1도 및 제2도에 도시되어 있는 투명한 주사 전극의 상부에 선택적으로 고융점 금속층을 형성하도록 하는 것이 가능하다.

제8도에 있어서, 주사 전극으로서 500Å∼2000Å 두께의 ITO를 증착한 후 패터닝하여 그물 구조 및 사다리 구조를 갖는 화소 용량부 및 연결부를 형성한다. 여기서, 그물 구조 및 사다리 구조의 ITO전극은 그 형상에 기인한 단차에 의하여 프리틸트가 제어되는 것으로, 액정에 의한 산란 효과가 개선되어 시야각의 범위가 증대된다.

그런다음, Cr, W, Ta와 같은 고융점 금속을 증착하고 패터닝하되, 패터닝된 고융점 금속이 화소 용량부의 가장자리 및 연결부의 상부에 위치하도록 한다. 그런 다음, 절연층으로서 전면상에 실리콘 나이트라이드(SiNx)층을 형성한다. 이어서, 아모포스 실리콘층 및 n+ 실리콘층을 순차적으로 형성한 후 패터닝하여, 트랜지스터 형성을 위한 액티브 영역(402) 및 절연부(401)를 형성한다. 액티브 영역(402)은 트랜지스터의 소오스/드레인 영역 및 채널이 형성되는 부위가 되며, 절연부(401)는 주사 전극과 데이타 전극 사이의 절연성을 증가시키는 작용을 하는 것으로, 주사 전극중 연결부(102, 103)의 상부에 위치하게 된다.

이어서, ITO를 증착하고 패터닝하여 화소 전극(406)을 형성한다. 그런 다음, Cr, Ti, Al/Cr, Al/Ti와 같은 금속을 증착시키고 패터닝하여 소오스 전극(403) 및 데이타 전극(405)을 형성한다. 여기서, 데이타 전극은 주사 전극의 진행 방향과 수직인 방향으로 연정되며, 드레인 전극(404) 형성을 위한 돌출 부위를 포함하고 있으며, 소오스 전극(403)은 화소 전극(406)에 결합된다.

소오스/드레인 전극 및 데이타 전극의 형성이 완료되면, 이를 마스크로 사용하여, 트랜지스터 채널의 상부에 존재하는 n+ 실리콘을 건식 식각한다. 이어서, 전면상에 보호층으로서 SiNx 를 증착시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부가 용량 방식의 액정 표시 소자에서는 주사 전극에 그물 구조 또는 사다리 구조를 갖는 화소 용량부가 포함되며, 축적 용량 방식의 액정 표시 소자에서는 축적 용량 전극에 그물 구조 또는 사다리 구조를 갖는 화소 용량부가 포함된다. 이러한 화소 용량부는 액정에 의한 산란 효과를 증대시킴으로써 시야각의 범위를 증대시키게 되는 잇점이 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 국한되지 아니하고, 특허 청구 범위에 기재된 범위내에서 당업자에 의하여 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims

그물구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 형성된 화소용량부와, 인접된 2개의 화소용량부를 결합시키기 위하여 적어도 2개의 신호경로를 제공하는 연결부를 각각 포함하며, 투명 도전물질로 이루어진 제1 주사전극들; 상기 제1 주사전극의 연결부들 및 그에 인접된 화소용량부들의 일부에 선택적으로 형성되어 있으며, 각각 고융점금속으로 이루어져 상기 제1 주사전극들의 저항을 감소시키기 위한 다수의 제2 주사전극들; 소정의 절연층을 개재하여 상기 제1 및 제2 주사전극들의 상부에 형성되어 있고, 상기 제1 주사전극의 진행방향과는 수직방향으로 연장된 데이터전극들; 상기 제1 주사전극의 화소용량부의 상부에, 소정의 절연층을 개재하여 형성된 다수의 화소전극들; 및 그 소오스 및 드레인이 각각 해당 화소전극 및 데이터전극에 결합되며, 상기 제1 및 제2 주사전극으로 구성된 게이트를 구비하여 매트릭스형으로 배열된 다수의 트랜지스터를 구비하며, 상기 제1 주사전극의 화소용량부가 부가용량전극으로 사용되는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.