KR100488936B1 - 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 라인의 저항을 감소시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 액정 표시 소자는, 차광층을 구비한 스위칭 소자와, 게이트 및 데이터 라인의 신호전극을 구비하고, 차광층은 데이터 라인과 병렬연결된 것을 특징으로 한다. 여기서, 차광층은 데이터 라인의 하부에서 데이터 라인과 평행하게 배열되고, 스위칭 소자는 스태거형 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 소자
본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히 데이터 라인의 저항을 감소시킬 수 있는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Device)는, 개별 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin film transistor)와 화소전극이 구비된 하부기판과, 컬러필터 가 구비된 상부기판이 소정의 셀갭을 두고 합착되고, 상기 셀갭에 의한 공간에 액정이 봉입된 구조로 되어 있다. 이러한 액정 표시 소자는 화소전극과 대향 전극 사이에서 전계가 형성되고, 이 전계 방향에 따라 구동된다.
상기한 액정 표시 소자의 스위칭 소자로서 사용되는 박막 트랜지스터에는 스태거형과 역스태거형이 있다. 스태거형 박막 트랜지스터는 역스태거형 박막 트랜지스터에 비하여 게이트 배선의 저저항화가 가능하고, 제조 공정시 마스크의 수를 감소시킬 수 있는 장점을 갖는다. 반면, 스태거형 박막 트랜지스터는 광에 기인하는 채널층의 누설 전류를 방지하기 위하여 채널층 하부에 별도의 차광층을 구비하여야 한다.
도 1은 상기한 스태거형 박막 트랜지스터를 이용한 종래의 액정 표시 소자의 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(14a)과 게이트 라인(17)이 매트릭스 형태로 배열되고, 게이트 라인(17)과 데이터 라인(14a)에 의해 형성된 공간에 화소전극(14b)이 배열된다. 이때, 데이터 라인(14a)과 화소전극(14b)은 동일 선상에서 게이트 라인(17)과 나란히 교차하고, 교차된 부분에는 스위칭 소자로서 사용되는 스태거형 박막 트랜지스터(100)가 형성된다. 여기서, 박막 트랜지스터(100)는 채널층(15; 도 2 참조)으로의 광을 차단하기 위한 별도의 차광층(12)을 구비한다.
한편, 도 2는 상기한 종래의 스태거형 박막 트랜지스터(100)의 단면도로서, 도 2를 참조하여 그의 제조방법을 살펴본다.
먼저, 투명한 절연 기판(11) 상에 크롬 또는 알루미늄과 같은 불투광성 금속막을 증착하고 제 1 패터닝하여 차광층(12)을 형성한다. 그런 다음, 기판 전면에 절연막(13)을 형성하고, 절연막(13) 상에 투명 도전막인 ITO(Indium Tin Oxide)막을 증착하고 제 2 패터닝하여 데이터 라인(14a)과 화소 전극(14b)을 형성한다. 이때, 도시되지는 않았지만, 소오스/드레인 전극이 데이터 라인(14a) 및 화소 전극(14b)의 형성시 동시에 형성된다.
그런 다음, 기판 전면에 비정질 실리콘막, 절연막, 게이트 물질막을 순차적으로 증착한 후 제 3 패터닝하여, 채널층(15), 게이트 절연막(16), 및 게이트 라인(17)을 형성한다.
상기한 스태거형 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 소자는 3회의 패터닝 공정으로 진행되기 때문에, 공정이 단순화되어 원가절감의 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 데이터 라인(14a)과 화소전극(14b)을 한번의 패터닝 공정으로 동시에 형성하기 위하여 ITO막으로 데이터 라인(14a)을 형성하기 때문에, 데이터 라인(14a)의 저항이 다른 금속을 이용할 때보다 상대적으로 커지게 된다. 이에 따라, RC 딜레이에 의한 신호 왜곡 등의 문제가 발생하여, 결국 액정 표시 소자의 특성이 저하된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데이터 라인의 저항을 감소시켜 RC 딜레이에 의한 신호 왜곡을 방지할 수 있는 액정 표시 소자를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 소자는, 차광층을 구비한 스위칭 소자와, 게이트 및 데이터 라인의 신호전극을 구비하고, 상기 차광층은 상기 데이터 라인과 병렬연결된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 차광층은 상기 데이터 라인의 하부에서 상기 데이터 라인과 평행하게 배열되고, 상기 스위칭 소자는 스태거형 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의하면, 차광층과 데이터 라인이 병렬연결됨에 따라, 데이터 라인의 저항이 감소된다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스태거형 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 소자를 나타낸 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(44a)과 게이트 라인(47)이 매트릭스 형태로 배열되고, 게이트 라인(47)과 데이터 라인(44a)에 의해 형성된 공간에 화소전극(44b)이 배열된다. 이때, 데이터 라인(44a)과 화소전극(14b)은 동일 선상에서 게이트 라인(47)과 나란히 교차하여 형성되고, 교차된 부분에는 스위칭 소자로서 사용되는 스태거형 박막 트랜지스터(200)가 형성된다. 박막 트랜지스터(200)는 채널층(45; 도 4 참조)으로의 광을 차단하기 위한 별도의 차광층(42)을 구비하는데, 여기서, 차광층(42)은 데이터 라인(44a)의 하부에서 데이터 라인(44a)과 평행하게 배열된다. 또한, 차광층(42)과 데이터 라인(44a)은 서로 콘택(C)되어 병렬연결되어, 데이터 라인(44a)의 저항을 감소시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 스태거형 박막 트랜지스터의 단면도로서, 도 4를 참조하여 그의 제조방법을 살펴본다.
먼저, 투명한 절연 기판(41) 상에 크롬 또는 알루미늄과 같은 불투광성 금속막을 약 1,000 내지 3,000Å의 두께로 증착하고 제 1 패터닝하여 차광층(42)을 형성한다. 이때, 차광층(42)은 도 3에 도시된 바와 같이, 이후 형성될 데이터 라인 과 평행하게 배열되도록 패터닝한다.
그런 다음, 기판 전면에 절연막(43), 바람직하게 SiO2 막을 약 2,500 내지 3,500Å의 두께로 형성하고, 차광층(42)이 소정 부분 노출되도록 절연막(43)을 제 2 패터닝하여 콘택홀을 형성한다. 상기 콘택홀에 매립되도록 절연막(43) 상에 투명 도전막인 ITO막를 약 500 내지 1,000Å의 두께로 증착하고 제 3 패터닝하여 상기 콘택홀을 통하여 차광층(42)과 콘택하는 데이터 라인(44a)을 형성함과 동시에 화소전극(44b)을 형성한다.
그리고 나서, 기판 전면에 비정질 실리콘막과, SiN막과 같은 절연막을 순차적으로 증착하고, 상기 절연막 상에 Ta막 또는 MoW막과 같은 게이트 물질막을 약 3,000 내지 4,000Å의 두께로 형성한다. 그 후, 상기 게이트 물질막, 절연막 및, 비정질 실리콘막을 제 4 패터닝하여 데이터 라인(44a) 및 화소 전극(44b)과 소정 부분 오버랩되는 채널층(45), 게이트 절연막(46), 및 게이트 라인(47)을 형성한다.
상기한 본 발명에 의하면, 차광층을 데이터 라인의 하부에 데이터 라인과 평행하도록 배열하고 데이터 라인과 차광층을 서로 병렬연결함에 따라, 데이터 라인의 저항이 데이터 라인과 차광층과의 병렬 저항값을 갖게 됨으로써, 데이터 라인의 저항이 감소된다. 따라서, ITO막으로 이루어진 데이터 라인에 의해 발생되는 RC 딜레이에 의한 신호 왜곡이 방지된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 스태거형 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 소자의 평면도.
도 2는 종래의 스태거형 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스태거형 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 소자의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스태거형 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도.
〔도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〕
41 : 절연기판 42 : 차광층
43 : 절연막 44a : 데이터 라인
44b : 화소전극 45 : 채널층
46 : 게이트 절연막 47 : 게이트 라인
200 : 스태거형 박막 트랜지스터
C : 콘택

Claims (4)

  1. 차광층을 구비한 스위칭 소자와, 게이트 및 데이터 라인의 신호전극을 구비한 액정 표시 소자에 있어서,
    상기 차광층은 상기 데이터라인 하부에서 데이터라인과 평행하게 배열되며, 상기 차광층과 데이터라인 사이에는 차광층의 소정부분을 노출시키는 콘택홀이 구비된 절연막이 개재되고, 상기 콘택홀을 통해 차광층의 소정부분과 데이터라인이 서로 콘택되어 병렬연결된 것을 특징으로 하는 액정표시 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는 스태거형 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 차광층은 크롬 또는 알루미늄막 중 선택된 하나의 막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 라인은 ITO막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
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