KR102191978B1 - 박막트랜지스터 어레이 기판 - Google Patents

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Abstract

본원의 일 실시예는 게이트 구동회로의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 어레이 기판에 관한 것으로, 표시영역 및 그 외곽인 비표시영역을 포함하고, 기판 상의 상기 표시영역에 형성되는 일방향의 게이트라인; 상기 기판 상의 전면에 형성되어, 상기 게이트라인을 덮는 게이트절연막; 상기 게이트절연막 상의 상기 표시영역에 형성되고, 상기 게이트라인에 교차하는 다른 일방향의 데이터라인; 상기 게이트절연막 상의 전면에 형성되어, 상기 게이트라인과 데이터라인을 덮는 층간절연막; 상기 기판 상의 상기 비표시영역 중 일부에 형성되고, 상기 게이트라인을 순차 구동시키는 게이트구동회로; 및 상기 층간절연막 상의 상기 비표시영역 중 일부에 형성되어, 상기 층간절연막을 사이에 두고 상기 게이트구동회로 전체와 중첩되는 도전성의 차폐층을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판을 제공한다.

Description

박막트랜지스터 어레이 기판{THIN FILM TRANSISTOR ARRAY SUBSTRATE}
본원은 능동 매트릭스 구동 방식(Active Matrix Driving Mode)의 표시장치에 포함되고, 게이트 구동회로를 내장한 박막트랜지스터 어레이 기판에 관한 것으로, 특히 게이트 구동회로의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 어레이 기판에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)에 대해 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
이 같은 평판표시장치의 대표적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device: ELD), 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.
이와 같은 평판표시장치들은 공통적으로, 영상을 구현하기 위한 평판표시패널을 필수적으로 포함한다. 평판표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질을 사이에 둔 한 쌍의 기판이 대면 합착된 구조이다.
이들 평판표시장치 중 복수의 화소를 개별적으로 구동하는 능동 매트릭스 구동 방식(Active Matrix Driving Mode)의 표시장치는 한 쌍의 기판 중 어느 하나로서 박막트랜지스터 어레이 기판을 포함한다.
박막트랜지스터 어레이 기판은 실질적으로 영상을 표시하는 표시영역과, 그 외곽인 비표시영역을 포함하고, 표시영역은 복수의 화소영역으로 정의된다. 그리고, 박막트랜지스터 어레이 기판은 표시영역에 상호 교차하도록 형성되는 게이트라인과 데이터라인, 및 이들 사이의 교차영역에 형성되는 박막트랜지스터를 포함한다.
이러한 박막트랜지스터 어레이 기판은 각종 구동신호에 따라 구동되는데, 구동신호는 타이밍 컨트롤러, 게이트 드라이버, 데이터 드라이버, 인터페이스, 기준전압공급부, 전원전압공급부 등과 같은 구동회로로부터 공급될 수 있다.
그 중, 게이트 드라이버는 복수의 게이트라인을 순차 구동시키기 위한 것으로, 각 화소영역의 휘도에 대응한 구동신호를 각 데이터라인에 공급하는 데이터 드라이버에 비해 간단한 회로로 구현 가능하다. 이에, 구조의 단순화, 공정수의 감소, 공정시간 단축 및 재료비 절감을 위해, 박막트랜지스터 어레이 기판은 게이트 드라이버를 내장할 수 있다. 이와 같이, 박막트랜지스터 어레이 기판에 내장된 게이트 드라이버는 GIP(Gate driver In Panel)로 지칭될 수 있다.
한편, 박막트랜지스터 어레이 기판은 표시영역의 각 화소영역에 대응하는 박막트랜지스터, 및 비표시영역의 게이트 구동회로에 구비된 복수의 박막트랜지스터를 포함한다.
여기서, 박막트랜지스터는 게이트전극의 전압레벨에 따라 채널을 발생시키는 반도체 물질로 형성되는 액티브층을 포함한다. 예시적으로, 액티브층은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon) 및 산화물반도체(Oxide semiconductor) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
그런데, 액티브층이 산화물반도체로 형성되는 경우, 시인성이 낮은 장점이 있는 반면, 산화물반도체가 수분과 반응하여 쉽게 반도체특성을 상실하는 단점이 있다.
이에, 산화물반도체의 액티브층을 포함한 박막트랜지스터들로 구현되는 경우, 게이트 구동회로의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.
본원은 내장된 게이트 구동회로의 박막트랜지스터에 대한 수분 침투를 방지할 수 있어, 게이트 구동회로의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 어레이 기판을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본원은 표시영역 및 그 외곽인 비표시영역을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판에 있어서, 기판 상의 상기 표시영역에 형성되는 일방향의 게이트라인; 상기 기판 상의 전면에 형성되어, 상기 게이트라인을 덮는 게이트절연막; 상기 게이트절연막 상의 상기 표시영역에 형성되고, 상기 게이트라인에 교차하는 다른 일방향의 데이터라인; 상기 게이트절연막 상의 전면에 형성되어, 상기 게이트라인과 데이터라인을 덮는 층간절연막; 상기 기판 상의 상기 비표시영역 중 일부에 형성되고, 상기 게이트라인을 순차 구동시키는 게이트구동회로; 및 상기 층간절연막 상의 상기 비표시영역 중 일부에 형성되어, 상기 층간절연막을 사이에 두고 상기 게이트구동회로 전체와 중첩되는 도전성의 차폐층을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판을 제공한다.
본원의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판은 층간절연막 상의 비표시영역 중 일부에 형성되어, 게이트 구동회로를 덮는 차폐층을 포함한다.
이와 같이, 복수의 배선 및 복수의 박막트랜지스터를 포함한 게이트 구동회로를 가리는 차폐층에 의해, 게이트 구동회로의 박막트랜지스터, 특히 산화물반도체로 형성되는 액티브층에 수분이 용이하게 침투하는 것이 방지될 수 있으므로, 박막트랜지스터 및 그를 포함하는 게이트 구동회로의 신뢰도가 향상될 수 있다.
그리고, 차폐층은 투명도전성물질로 형성될 수 있다. 이때, 게이트 구동회로에 포함된 복수의 배선 중 어느 하나(예를 들면, 구동전원공급배선)가 차폐층을 포함하도록 형성됨으로써, 게이트 구동회로의 배선 레이아웃이 보다 간단해질 수 있다.
이로써, 게이트 구동회로의 합선 불량이 감소될 수 있어, 게이트 구동회로의 신뢰도가 더욱 향상될 수 있다. 이 뿐만 아니라, 게이트 구동회로에 할당되는 너비가 감소될 수 있어, 베젤 너비가 감소될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시영역에 배치된 박막트랜지스터의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 게이트 드라이버를 나타낸 블록도이다.
도 4는 게이트 드라이버의 일 예를 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 3의 게이트 드라이버 중 일부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본원의 다른 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다.
이하, 본원의 각 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다. 도 2는 도 1의 표시영역에 배치된 박막트랜지스터의 일 예를 나타낸 단면도이다. 도 3은 도 1의 게이트 드라이버를 나타낸 블록도이고, 도 4는 게이트 드라이버의 일 예를 나타낸 회로도이며, 도 5는 도 3의 게이트 드라이버 중 일부를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 6은 본원의 다른 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(100)은 실질적으로 영상을 표시하는 영역인 표시영역(AA), 및 표시영역(AA)의 외곽인 비표시영역(NA)을 포함한다.
박막트랜지스터 어레이 기판(100)은 기판(101) 상의 표시영역(AA)에 상호 교차하도록 형성되는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL), 기판(101) 상의 비표시영역(NA) 중 일부(도 1에서 표시영역(AA) 좌측의 비표시영역에 해당함)에 형성되고, 게이트라인(GL)을 순차 구동시키는 게이트구동회로(G-Dr)를 포함한다.
도 1에 상세히 도시되어 있지 않으나, 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)은 기판(101) 상의 전면에 형성되고 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 사이에 개재되는 게이트절연막(미도시)에 의해 상호 절연되고, 게이트절연막(미도시) 상의 전면에 형성되는 층간절연막(미도시)으로 덮인다.
즉, 게이트라인(GL)은 기판(101) 상의 표시영역(AA)에 일방향으로 형성되고, 게이트절연막(미도시)은 기판(101) 상의 전면에 형성되어, 게이트라인(GL)을 덮는다. 그리고, 데이터라인(DL)은 게이트절연막(미도시) 상의 표시영역(AA)에, 게이트라인(GL)에 교차하는 다른 일방향으로 형성된다. 또한 층간절연막(미도시)은 게이트절연막(미도시) 상의 전면에 형성되어, 데이터라인(DL)을 덮는다.
이러한 게이트절연막(미도시) 및 층간절연막(미도시)에 대해서는 도 2를 참조하여 후술한다.
그리고, 박막트랜지스터 어레이 기판(100)은 층간절연막(미도시) 상의 비표시영역(NA) 중 일부에 형성되어, 게이트구동회로(G-Dr)를 덮는 차폐층(BL)을 포함한다.
더불어, 박막트랜지스터 어레이 기판(100)의 표시영역(AA)은 상호 교차 배치되는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)에 의해 복수의 화소영역(PA)으로 분할된다. 그리고, 박막트랜지스터 어레이 기판(100)은 각 화소영역(PA) 중 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 사이의 교차영역에 형성되는 박막트랜지스터(TFT) 및 층간절연막(미도시) 상의 각 화소영역(PA)에 형성되는 화소전극(PE)을 더 포함한다.
예시적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 표시영역(AA) 중 일부인 각 화소영역(PA)의 박막트랜지스터(TFT)는 기판(101) 상에 형성되는 게이트전극(GE), 기판(101) 상의 전면에 형성되어, 게이트라인(도 1의 GL) 및 게이트전극(GE)을 덮는 게이트절연막(102), 게이트절연막(102) 상에 형성되고, 게이트전극(GE)과 적어도 일부 오버랩하는 액티브층(ACT), 게이트절연막(102) 상에 형성되고 액티브층(ACT)의 양측 상에 오버랩하는 소스전극(SE)과 드레인전극(DE)을 포함한다.
여기서, 액티브층(ACT)은 산화물반도체(Oxide Semiconductor), 폴리실리콘(poly Silicon: 결정질 실리콘) 및 아몰포스 실리콘(amorphous Silicon: a-Si: 비결정질 실리콘) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
여기서, 산화물반도체는 AxByCzO(x, y, z ≥ 0)이고, 상기 A, B 및 C 각각은 Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf 및 Zr 중에서 선택된다. 예시적으로, 산화물반도체는 IGZO(In-Ga-Zn-Oxide), ITZO(In-Sn-Zn-Oxide) 및 IGO(In-Ga-Oxide) 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 특히, 산화물반도체는 IGZO(In-Ga-Zn-Oxide)으로 선택될 수 있다.
그리고, 게이트전극(GE)은 기판(101) 상에 형성되는 게이트라인(도 1의 GL)에 연결되고, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE) 중 어느 하나는 게이트절연막(102) 상에 형성되는 데이터라인(도 1의 DL)에 연결되며, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE) 중 나머지 다른 하나는 화소전극(도 1 및 도 2의 PE)에 연결되는 것일 수 있다.
이러한 박막트랜지스터(TFT)는 게이트절연막(102) 상의 전면에 형성되는 층간절연막(103)으로 덮인다.
층간절연막(103)은 절연물질의 단일층으로 형성될 수 있고, 또는 도 2의 도시와 같이, 서로 다른 절연재료 또는 두께의 다중층으로 형성될 수 있다.
예시적으로, 층간절연막(103)은 금속재료(예를 들면, 구리(Cu))의 확산을 방지할 수 있는 무기절연재료로 형성되는 제 1 층간절연막(103a)과, 평탄화에 유리한 절연재료로 형성되는 제 2 층간절연막(103b)을 포함하는 다중층일 수 있다.
여기서, 제 1 층간절연막(103a)은 SiNx 및 SiOy 중 어느 하나일 수 있고, 제 2 층간절연막(103b)은 포토아크릴(Photo acryl) 재료일 수 있다.
화소전극(PE)은 층간절연막(103) 상의 각 화소영역(PA)에 형성된다. 여기서, 화소전극(PE)은 투과성을 고려하여 ITO와 같은 투명도전성재료로 형성될 수 있다.
또한, 박막트랜지스터 어레이 기판(100)은 층간절연막(103) 상의 각 화소영역(PA) 외곽에 박막트랜지스터와, 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)을 덮도록 형성되는 공통전극(CE)을 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있지 않으나, 공통전극(CE)은 각 화소영역(PA)에 더 형성될 수 있다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 게이트구동회로(G-Dr)는 외부회로로부터 입력된 클럭신호(CLK), 구동전원(Vdd) 및 기준전원(Vss) 등의 구동신호에 기초하여, 게이트라인(GL)을 순차 구동시키는 출력신호(Vout)를 생성한다.
예시적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 게이트구동회로(G-Dr)는 클럭배선(CLK), 제 1 및 제 2 구동전원공급배선(Vdd_o, Vdd_e) 및 기준전원공급배선(Vss) 등과 같은 복수의 배선, 및 그에 연결되는 복수의 박막트랜지스터(T1, T3, T3N, T4, T5q, T6, T7)를 포함하여 구현될 수 있다.
그런데, 박막트랜지스터 어레이 기판(100)에 내장되는 게이트구동회로(G-Dr)는 한정된 개수의 금속층, 즉 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL) 각각과의 동일층, 즉 기판(101) 상의 제 1 금속층 및 게이트절연막(102) 상의 제 2 금속층만으로 구현되어야 한다.
즉, 게이트구동회로(G-Dr)에 포함된 복수의 배선 각각이 단일 금속패턴으로 형성될 수 없으며, 복수의 배선 중 대부분은 제 1 금속층으로 이루어진 제 1 금속패턴과, 제 1 금속패턴에 연결되고 제 2 금속층으로 이루어진 제 2 금속패턴을 포함하여 이루어진다.
앞서 언급한 바와 같이, 이러한 게이트구동회로(G-Dr)는 층간절연막(103) 상의 차폐층(BL)으로 덮인다.
차폐층(BL)은 수분침투를 방지할 수 있고 박막으로 적층 가능한 재료라면 어느 것으로든 형성될 수 있다. 특히, 차폐층(BL)은 표시영역(AA) 내의 화소전극(PE)과 동일층이므로, 적층공정과 마스크공정의 감소를 위하여, 화소전극(PE)과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
예시적으로, 차폐층(BL)은 ITO와 같은 투명도전성재료로 형성될 수 있다.
이와 같이 차폐층(BL)이 도전성 재료로 형성되는 경우, 차폐층(BL)은 복수의 배선 중 어느 하나를 구현하는 데에 이용될 수 있다.
즉, 복수의 배선 중 다른 배선과의 쇼트 발생률이 높은 어느 하나의 배선은 제 1 및 제 2 금속배선 중 어느 하나와, 그에 연결되는 차폐층(BL)으로 이루어질 수 있다.
예시적으로, 복수의 배선 중 전압레벨이 가장 높은 배선, 즉 구동전원공급배선(도 3의 Vdd)이 제 1 및 제 2 금속패턴 중 어느 하나와, 그에 연결되는 차폐층(BL)으로 이루어질 수 있다.
일 예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 게이트구동회로(G-Dr)에 포함된 복수의 배선 중 어느 하나(예를 들면, 구동전원공급배선(도 3의 Vdd))는 제 1 금속패턴(L1_MP1)과, 게이트절연막(102) 및 층간절연막(103)을 관통하는 콘택홀을 통해 제 1 금속패턴(L1_MP1)과 연결되는 차폐층(BL)을 포함하여 형성될 수 있다.
그리고, 복수의 배선 중 다른 나머지 배선들은 제 1 및 제 2 금속패턴(L2_MP1, L2_MP2)을 포함하여 형성된다.
더불어, 게이트구동회로(G-Dr)에 포함된 복수의 박막트랜지스터 중 어느 하나(TFT_GDr)는 기판(101) 상에 형성되는 게이트전극(GE), 게이트절연막(102) 상에 게이트전극(GE)과 적어도 일부 오버랩하도록 형성되는 액티브층(ACT), 게이트절연막(102) 상에 액티브층(ACT)의 양측과 각각 연결되도록 형성되는 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 포함한다.
여기서, 액티브층(ACT)은 도 2에 도시된 표시영역(AA) 중 어느 하나의 화소영역(PA)에 대응한 박막트랜지스터(TFT)와 마찬가지로, 산화물반도체(Oxide Semiconductor), 폴리실리콘(poly Silicon: 결정질 실리콘) 및 아몰포스 실리콘(amorphous Silicon: a-Si: 비결정질 실리콘) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
여기서, 산화물반도체는 AxByCzO(x, y, z ≥ 0)이고, 상기 A, B 및 C 각각은 Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf 및 Zr 중에서 선택된다. 예시적으로, 산화물반도체는 IGZO(In-Ga-Zn-Oxide), ITZO(In-Sn-Zn-Oxide) 및 IGO(In-Ga-Oxide) 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 특히, 산화물반도체는 IGZO(In-Ga-Zn-Oxide)으로 선택될 수 있다.
이상과 같이, 본원의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(100)은 비표시영역(NA) 중 일부에 배치된 게이트구동회로(G-Dr)를 덮도록 형성되는 차폐층(BL)을 포함함으로써, 게이트구동회로(G-Dr) 내의 박막트랜지스터(TFT_GDr), 특히 산화물반도체의 액티브층(ACT)에 수분이 침투하는 것을 용이하게 방지할 수 있다. 이에, 게이트구동회로(G-Dr) 내의 박막트랜지스터(TFT_GDr)는 더욱 균일한 소자 특성을 띨 수 있다.
차폐층(BL)은 표시영역(AA) 중 각 화소영역(PA)의 화소전극(PE)과 동일층 및 동일재료로 형성됨으로써, 차폐층(BL)을 더 포함함에 따른 공정추가, 및 그로 인한 공정시간 및 공정비용의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 차폐층(BL)을 도전성 재료로 형성하고, 이를 복수의 배선 중 어느 하나로 이용함으로써, 게이트구동회로(G-Dr)의 배선 레이아웃이 보다 간단해지고, 그로 인해, 쇼트 결함이 감소될 수 있다.
이로써, 박막트랜지스터 어레이 기판(100)에 내장된 게이트 구동회로(G-Dr)의 신뢰도가 향상될 수 있다.
이 뿐만 아니라, 게이트구동회로(G-Dr)의 보다 간단해진 배선 레이아웃에 의해 게이트구동회로(G-Dr)에 소비되는 너비가 감소될 수 있으므로, 표시장치의 베젤(Bezel)이 감소될 수 있다.
한편, 도 1은 차폐층(BL)이 비표시영역(NA) 중 일부에, 게이트 구동회로(G-Dr)만을 덮도록 형성되는 것을 도시하고 있으나, 이와 달리, 비표시영역(NA)의 다른 일부에 박막트랜지스터를 포함하는 다른 회로를 더 덮도록 형성될 수도 있다.
즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 본원의 다른 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(100')은 외부의 정전기로 인한 신호 간섭을 방지하기 위한 정전기방지회로(ESD)를 더 포함한다.
정전기방지회로(ESD)는 비표시영역(NA) 중 다른 일부에 배치된다. 예시적으로, 정전기방지회로(ESD)는 비표시영역(NA) 중 표시영역(AA)에 가장 인접한 다른 일부에 형성될 수 있다.
그리고, 정전기방지회로(ESD)는 층간절연막(103) 상의 차폐층(BL)으로 덮인다. 즉, 차폐층(BL)은 비표시영역(NA)에 배치되는 게이트구동회로(G-Dr) 및 정전기방지회로(ESD)를 덮도록 형성된다. 이로써, 정전기방지회로(ESD)에 포함된 박막트랜지스터(미도시)에 수분이 침투하여, 소자 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있어, 정전기방지회로(ESD)의 신뢰도가 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 박막트랜지스터 어레이 기판 AA: 표시영역
PA: 화소영역 NA: 비표시영역
GL: 게이트라인 DL: 데이터라인
TFT: 박막트랜지스터 PE: 화소전극
G-Dr: 게이트구동회로 BL:차폐층
101: 기판 102: 게이트절연막
103: 층간절연막 GE: 게이트전극
ACT: 액티브층 SE: 소스전극
DE: 드레인전극 ESD: 정전기방지회로

Claims (9)

  1. 표시영역 및 그 외곽인 비표시영역을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판에 있어서,
    기판 상의 상기 표시영역에 형성되는 일방향의 게이트라인;
    상기 기판 상의 전면에 형성되어, 상기 게이트라인을 덮는 게이트절연막;
    상기 게이트절연막 상의 상기 표시영역에 형성되고, 상기 게이트라인에 교차하는 다른 일방향의 데이터라인;
    상기 게이트절연막 상의 전면에 형성되어, 상기 데이터라인을 덮는 층간절연막;
    상기 기판 상의 상기 비표시영역 중 일부에 형성되고, 상기 게이트라인을 순차 구동시키는 게이트구동회로; 및
    상기 층간절연막 상의 상기 비표시영역 중 일부에 형성되어, 상기 층간절연막을 사이에 두고 상기 게이트구동회로 전체와 중첩되는 도전성의 차폐층을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐층은 투명도전성물질로 형성되는 박막트랜지스터 어레이 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트구동회로는
    상호 절연되는 복수의 배선; 및
    복수의 박막트랜지스터를 포함하고,
    상기 각 박막트랜지스터는 산화물반도체로 형성되는 액티브층을 포함하며,
    상기 각 배선은 상기 게이트라인과 동일층인 제 1 금속패턴과, 상기 데이터라인과 동일층이고 상기 제 1 금속패턴과 연결되는 제 2 금속패턴을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 배선 중 어느 하나는 상기 제 1 및 제 2 금속패턴 중 어느 하나, 및 그에 연결되는 상기 차폐층으로 이루어지는 박막트랜지스터 어레이 기판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 배선은
    클럭배선, 구동전원공급배선 및 기준전원공급배선을 포함하고,
    상기 복수의 배선 중 상기 구동전원공급배선은 상기 제 1 및 제 2 금속패턴 중 어느 하나, 및 그에 연결되는 상기 차폐층으로 이루어지는 것인 박막트랜지스터 어레이 기판.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 산화물반도체는 AxByCzO(x, y, z ≥ 0)이고, 상기 A, B 및 C 각각은 Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf 및 Zr 중에서 선택되는 것인 박막트랜지스터 어레이 기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 산화물반도체는 IGZO(In-Ga-Zn-Oxide), ITZO(In-Sn-Zn-Oxide) 및 IGO(In-Ga-Oxide) 중 어느 하나인 박막트랜지스터 어레이 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 비표시영역 중 다른 일부에 형성되고, 정전기를 차폐하는 정전기방지회로와,
    상기 층간절연막 상의 상기 비표시영역 중 다른 일부에 형성되어, 상기 층간절연막을 사이에 두고 상기 정전기방지회로 전체와 중첩되는 도전성의 추가적인 차폐층을 더 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시영역은 상호 교차하는 상기 게이트라인과 상기 데이터라인에 의해 정의되는 복수의 화소영역으로 분할되고,
    상기 층간절연막 상의 상기 각 화소영역에, 상기 차폐층과 동일재료로 형성되는 화소전극을 더 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110323228B (zh) * 2018-03-30 2022-04-15 京东方科技集团股份有限公司 基板及其制作方法、电子装置
KR102595457B1 (ko) * 2018-11-26 2023-10-27 엘지디스플레이 주식회사 정전기 방지회로를 포함한 유기발광 다이오드 표시장치용 어레이 기판
US11600688B2 (en) 2019-04-05 2023-03-07 Samsung Display Co., Ltd. Display device
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3751681B2 (ja) * 1996-06-11 2006-03-01 ソニー株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
KR101108782B1 (ko) * 2004-07-30 2012-02-24 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101396936B1 (ko) * 2007-05-25 2014-05-30 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101616927B1 (ko) * 2009-12-29 2016-05-02 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 제조 방법
KR20130006068A (ko) * 2011-07-08 2013-01-16 엘지디스플레이 주식회사 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법

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