KR102334811B1 - 박막 트랜지스터 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 더미 영역 및 표시 영역을 가지는 절연 기판; 상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 형성되어 있는 신호선; 상기 절연 기판 상의 상기 표시 영역에 위치하는 스위칭 소자; 상기 절연 기판 상의 상기 표시 영역에 위치하며, 하나 이상의 접촉 구멍을 통해 상기 스위칭 소자의 일부를 드러내며 컬러 필터층; 및 상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 위치하며, 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 통해 상기 신호선의 일부를 드러내는 더미 컬러 필터층을 포함하며, 상기 더미 컬러 필터층에 형성된 상기 하나 이상의 더미 접촉 구멍 및 상기 컬러 필터층에 형성된 상기 하나 이상의 접촉 구멍은 평면도 상 동일한 위치에 형성되는 박막 트랜지스터 기판에 관한 것이다.

Description

박막 트랜지스터 기판{THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE}
본 발명은 박막 트랜지스터 기판에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라고 칭함)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 칭함)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 색 필터가 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색 필터 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 색 필터와 화소 전극을 동일한 표시판에 형성하는 구조(color filter on array, CoA) 구조가 제안되었다. COA 구조에서는 색 필터 및 블랙 매트릭스(black matrix)라고 하는 차광 부재가 화소 전극과 동일한 표시판에 형성된다.
액정 표시 장치의 제조 과정에서는 노광 및 현상 공정을 실시하여 구조물을 형성한다. 이때, 노광 및 현상 공정을 수행하다보면 형성과정에서 더미 영역이 발생할 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치 내 컬러필터를 형성하기 위해 분할 노광 과정을 거치는 경우 액정 표시 장치의 패널 좌우에 더미 화소로 이루어진 더미 영역이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 박막 트랜지스터 기판의 제조과정에서 생성되는 더미 영역을 활용함에 따라 패널 영역을 확보하여 파노라마 및 대형 패널을 제공하는 박막 트랜지스터 기판을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은 더미 영역 및 표시 영역을 가지는 절연 기판; 상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 형성되어 있는 신호선; 상기 절연 기판 상의 상기 표시 영역에 위치하는 스위칭 소자; 상기 절연 기판 상의 상기 표시 영역에 위치하며, 하나 이상의 접촉 구멍을 통해 상기 스위칭 소자의 일부를 드러내며 컬러 필터층; 및 상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 위치하며, 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 통해 상기 신호선의 일부를 드러내는 더미 컬러 필터층을 포함하며, 상기 더미 컬러 필터층에 형성된 상기 하나 이상의 더미 접촉 구멍 및 상기 컬러 필터층에 형성된 상기 하나 이상의 접촉 구멍은 평면도 상 동일한 위치에 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 더미 영역은, 상기 표시 영역의 좌우에 위치하는 수직 더미 영역을 포함하고, 상기 수직 더미 영역은 적어도 하나의 일 열로 배열된 서로 다른 더미 컬러 필터가 형성된 복수의 더미 화소를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 표시 영역은, 상기 스위칭 소자 및 상기 하나 이상의 접촉 구멍이 형성된 상기 컬러 필터층을 포함하는 복수의 표시 화소를 포함하고, 상기 표시 화소는, 상기 컬러 필터층 상부에 형성되며, 상기 컬러 필터층에 형성된 상기 하나 이상의 접촉 구멍을 통해 상기 스위칭 소자의 일부와 접촉하는 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 표시 화소는, 상기 절연 기판에 대향하는 상부 표시판; 상기 절연 기판 및 상기 상부 표시판 사이에 위치하는 액정층; 및 상기 상부 표시판에서 상기 액정층의 상부에 위치하는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 더미 영역은, 상기 표시 화소가 가지고 있는 상기 박막 트랜지스터, 상기 화소 전극, 상기 공통 전극 중 적어도 하나를 포함하고 있지 않을 수 있다.
다른 실시예로, 상기 절연 기판 상의 더미 영역에서 상기 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 통해 상기 신호선 중 유지 전극선 일부를 상기 화소 전극에 브릿지 연결할 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 절연 기판 상의 더미 영역에서 상기 더미 컬러 필터의 하부에 OS(Open Short) 패드가 위치하고, 상기 더미 컬러 필터에 형성된 상기 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 이용하여 상기 OS 패드의 브릿지 연결을 수행할 수 있다.
이때, 상기 OS 패드는 상기 OS 패드가 위치하는 제1 더미 화소의 더미 컬러 필터층에 형성된 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 통해 브릿지 연결할 수 있다.
그리고, 상기 OS 패드는 상기 OS 패드가 위치하는 제1 더미 화소에 이웃하는 제2 더미 화소의 더미 컬러 필터층에 형성된 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 통해 브릿지 연결할 수 있다.
또는, 상기 OS 패드는 상기 제2 더미 화소의 더미 컬러 필터층에 형성된 상기 더미 접촉 구멍 개수에 따라 상기 제1 더미 화소의 더미 컬러 필터층 하부에 둘 이상으로 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 더미 컬러 필터층은 상기 하나 이상의 더미 접촉 구멍을 통해 다이오드의 일부를 드러내도록 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 박막 트랜지스터 기판 제조과정에서 생성되는 더미 영역을 활용함에 따라 패널 영역을 확보하여 파노라마 및 대형 패널을 포함하는 박막 트랜지스터 기판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판 중 표시 화소(PX)의 상세 배치도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 도시한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 더미 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 더미 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 화소 배치도이다.
도 1에서는 박막 트랜지스터 기판 전체의 배치도가 도시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판 및 이와 마주하는 공통 전극 표시판, 그리고 두 표시판 사이에 있는 액정층을 포함하며, 박막 트랜지스터 표시판 위에 화소가 매트릭스 방향으로 배열된다. 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판을 기반으로 한다.
절연 기판 상에는 복수의 게이트선 및 복수의 데이터선이 차례로 형성된다. 게이트선(G1, G2, …, Gm)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있고, 데이터선(D1, D2,…, Dn)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(G1, G2, …, Gm)과 교차한다. 그리고, 게이트선(G1, G2, …, Gm) 및 데이터선(D1, D2,…, Dn) 위에는 차광 부재(미도시)가 형성되어 있고, 차광 부재(미도시)가 구획하는 화소 영역 내에 컬러 필터(미도시)가 형성되며, 화소를 구성한다.
화소는 화상을 표시하는 표시 화소(PX)와 화상을 표시하지 않는 더미 화소(dummy)로 구분된다. 표시 화소(PX)는 표시 영역(500) 내 위치하고, 더미 화소(dummy)는 표시 영역(500)의 외측 중 적어도 일측에 위치한다.
도 1의 실시예에서 더미 화소(dummy)는 표시 영역(500)의 외측 모두에 형성되어 있으나 이와 달리 일측에만 위치할 수도 있다.
더미 화소(dummy)는 더미 영역(510) 내에 위치한다. 더미 영역(510)은 표시 영역(500)의 상하 또는 좌우 영역 중 하나 이상에 형성될 수 있어 실시예별로 다양한 더미 영역을 형성할 수 있다.
도 1에 도시된 더미 영역(510)은 적어도 일 열로 배열된 복수의 더미 화소(dummy)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 2 이상의 행 또는 2 이상의 열의 더미 화소(dummy)로 구성되어 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치가 100인치 이상의 초대형 파노라마 화소를 제공하는 장치인 경우, 액정 표시 장치의 컬러 필터를 형성하는 과정에서 분할 노광 과정을 수행함에 따라, 표시 영역(500) 좌우의 수직 더미 영역(510)에는 복수 열의 더미 화소(dummy)가 생성될 수 있다.
표시 영역(500)에 위치하는 표시 화소(PX)는 박막 트랜지스터, 화소 전극, 공통 전극 및 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판 사이에 사이의 공간에 위치하는 액정층을 포함한다. 박막 트랜지스터는 절연 기판 위에 형성되며, 서로 절연되어 교차하는 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있다. 박막 트랜지스터의 나머지 한 단자는 화소 전극과 연결되어 있다. 박막 트랜지스터와 화소 전극 사이에는 컬러 필터와 차광 부재가 위치할 수 있다. 차광 부재는 인접하는 화소 사이에도 위치할 수 있다.한편, 컬러 필터와 차광 부재는 화소 전극의 아래이며, 박막 트랜지스터의 상부에 형성될 수 있다.
더미 화소(dummy)는 화상을 표시하는 화소가 아니므로 그 구조는 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 즉, 더미 화소(dummy)는 표시 화소(PX)가 가지고 있는 박막 트랜지스터, 화소 전극, 공통 전극, 액정층 중 적어도 하나를 포함하고 있지 않을 수 있다.
한편, 컬러 필터와 차광 부재는 화소 전극의 아래이며, 박막 트랜지스터의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 이와 같은 표시 화소(PX)의 층상 구조와 동일하게 더미 화소(dummy)가 형성될 수 있지만, 이 중 적어도 하나의 구성 요소가 삭제된 구조를 가질 수도 있다. 이는 더미 화소(dummy)가 실제 화상을 표시하지 않기 때문이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 표시 화소(PX)의 구조에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판 중 표시 화소(PX)의 상세 배치도이다.
표시 장치의 박막 트랜지스터 기판은 복수의 화소와 복수의 신호선을 포함한다. 신호선은 게이트선, 데이터선, 분압 기준 전압선 및 유지 전극선 등을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터 기판의 하나의 화소는 복수의 화소 전극 및 복수의 스위칭 소자(Q1, Q2)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 액정 표시 장치의 경우, 광시야각을 구현하기 위하여 하나의 화소에 액정의 배향 방향이 다른 복수의 도메인을 형성할 수 있다. 복수의 도메인을 형성하기 위해, 복수의 화소 전극(191a, 191b)이 하나의 화소 내에 형성될 수 있다.
스위칭 소자들(Q1, Q2)은 박막 트랜지스터 등의 소자로서, 각각 대응하는 신호선, 화소 전극(191a, 191b) 및 스위칭 소자(Q1, Q2)의 입출력단 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 스위칭 소자(Q1, Q2)는 신호선으로 인가되는 신호에 따라 온/오프될 수 있다. 스위칭 소자(Q1, Q2)의 동작에 따라 화소 전극(191a, 191b)으로 대응하는 전압이 인가될 수 있다.
이때, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 입력단 또는 출력단과 화소 전극(191a, 191b)이 다른 층에 형성될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자(Q1, Q2)가 박막 트랜지스터로 구성되는 경우, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 드레인이 형성된 층과 화소 전극(191a, 191b)이 형성되는 층은 다른 층으로 형성될 수 있다. 또한, 스위칭 소자(Q1, Q2)의 드레인이 형성된 층과 화소 전극(191a, 191b)이 형성되는 층 사이에는 컬러 필터층(color filter layer), 보호막 등이 형성될 수 있다.
따라서, 스위칭 소자(Q1, Q2)는 접촉 구멍(185a, 185b)(contact hole)을 통해 화소 전극 등에 연결될 수 있다. 화소 전극과 스위칭 소자(Q1, Q2)의 입출력단이 연결되기 위해서는 스위칭 소자(Q1, Q2)의 상부에 형성되는 층에 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어, 접촉 구멍(185a, 185b)을 통해 노출된 스위칭 소자(Q1, Q2)의 입력단 또는 출력단에 화소 전극이 직접 접속된다.
이때, 컬러 필터층은 스위칭 소자(Q1, Q2)의 입력단, 출력단을 노출시키는 접촉 구멍(185a, 185b)이 마련되도록 형성될 수 있다. 컬러 필터층을 형성하기 위해서는 노광 공정 및 현상 공정이 수행될 수 있다. 컬러 필터층을 형성하는 공정방법으로는 다양한 방식을 이용할 수 있으며, 예컨대, 100인치 이상의 초대형 파노라마 화소를 제공하는 액정 표시 장치인 경우, 분할 노광 과정을 이용하여 액정 표시 장치의 컬러 필터를 형성할 수 있다. 분할 노광 과정을 이용하는 경우 표시 화소가 위치하는 표시 영역 외곽으로 하나 이상의 더미 화소(dummy)가 추가 생성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 도시한 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 표시 화소 및 더미 화소(dummy)를 포함하는 복수의 화소에는 적색, 녹색, 청색 중 적어도 하나의 기본색을 표현하도록 컬러 필터가 형성될 수 있다.
그리고, 각각의 화소에는 적어도 하나 이상의 접촉 구멍이 형성될 수 있다. 접촉 구멍은 적어도 둘 이상의 기본색에 대응하는 컬러 필터층으로 둘러싸여 형성될 수 있다.
예컨대, 표시 영역의 화소(191a, 191b)에는 적어도 하나의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성될 수 있다. 그리고, 더미 영역의 더미 화소(192a, 192b, 192c, 192d, 192e, 192f, 192g, 192h, 192i, 192j)에는 적어도 하나의 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186c, 186d, 186e, 186f, 186g, 186h, 186i, 186j)이 형성될 수 있다. 더미 영역의 가장자리에는 유지 전극선(131)이 형성된다.
상술한 바와 같이, 표시 영역의 화소(191a, 191b)에 형성되는 적어도 하나의 접촉 구멍(185a, 185b)은 스위칭 소자(Q1, Q2)가 접촉 구멍(185a, 185b)을 통해 화소 전극 등에 연결되도록 한다.
반면, 더미 화소(192a, 192b, 192c, 192d, 192e, 192f, 192g, 192h, 192i, 192j)에 형성되는 적어도 하나의 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186c, 186d, 186e, 186f, 186g, 186h, 186i, 186j)은 스위칭 소자와 화소 전극을 위한 용도 외 다른 용도로 활용할 수 있다. 예컨대, 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186c, 186d, 186e, 186f, 186g, 186h, 186i, 186j)은 더미 화소의 가장자리에 형성된 유지 전극선(131)과 표시 영역 내 화소 전극(191)간 브릿지 연결 통로로 이용하거나 또는 다이오드 연결 통로로 이용할 수 있다.
이하 도 4 및 도 5를 참조하여 도 3에 도시된 표시 화소 및 더미 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 도시한 단면을 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표시 영역에서 박막 트랜지스터 기판은 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 강압 게이트선(123) 및 유지 전극선(미도시)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121) 및 강압 게이트선(123)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 유지 전극선(미도시)은 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달하기 위한 것이다. 유지 전극선(미도시)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으나 위 아래로 돌출한 유지 전극, 게이트선(121)과 대략 수직하게 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부 및 한 쌍의 세로부의 끝을 연결하는 가로부를 포함하며, 가로부는 아래로 확장된 용량 전극(126)을 포함한다.
게이트 도전체(121, 123, 126) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어질 수 있는 복수의 선형 반도체(154, 157)가 형성되어 있다. 선형 반도체(154) 위에는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(164, 167)가 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(164, 167) 위에는 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121, 123)과 교차하는 복수의 데이터선(data line) 및 복수의 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(미도시)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 강압 게이트선(123)과 교차한다. 각 데이터선(미도시)은 복수의 소스 전극(미도시)을 포함한다.
게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 섬형 반도체와 함께 하나의 박막 트랜지스터(Q1, Q2)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 각 소스 전극과 각 드레인 전극 사이의 각 반도체에 형성된다.
반도체(154, 157)를 포함하는 선형 반도체는 소스 전극과 드레인 전극(175, 177) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(175, 177) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(164, 167)와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가진다. 즉, 반도체(154)를 포함하는 선형 반도체(151)에는 소스 전극과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(175)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터 도전체(175, 177) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 하부 보호막(180p)이 형성되어 있다.
하부 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230)는 복수의 박막 트랜지스터가 위치하는 곳을 제외한 대부분의 영역에 위치하며, 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230)가 위치하지 않는 영역 및 색필터(230)의 일부 위에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 강압 게이트선(123)을 따라 뻗어 위아래로 확장되며, 차광 부재(220)의 일부분의 높이는 색필터(230)의 높이보다 낮을 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다. 상부 보호막(180q)은 색필터(230) 및 차광 부재(220)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
하부 보호막(180p), 차광 부재(220) 및 상부 보호막(180q)에는 드레인 전극(175)의 넓은 끝 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다. 복수의 접촉 구멍(185a, 185b) 주변에는 적어도 두 개의 기본색에 대응하는 컬러 필터가 형성될 수 있다.
상부 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
복수의 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통해 각각 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가받을 수 있다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
상부 표시판(200)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 및 공통 전극(270)을 포함한다.
다음으로 도 3 및 도 5를 참조하여, 더미 영역에 형성된 더미 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 구조에 대하여 설명하도록 한다.
다시 도 3을 참조하면, 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186c, 186d, 186e, 186f, 186g, 186h, 186i, 186j) 중 임의의 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186e, 186f, 186g, 186h)을 선택하여 유지 전극선(131)의 브릿지 연결 또는 다이오드의 브릿지 연결 통로로 이용할 수 있다.
브릿지 연결 통로로 이용되는 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186e, 186f, 186g, 186h) 중 제1 더미 접촉 구멍(186g) 및 제2 더미 접촉 구멍(186h)을 포함하는 더미 화소에 대한 절단면은 도 5와 같이 도시할 수 있다.
도 5를 참조하면, 더미 영역에서 절연 기판(110) 위에 형성되는 더미 화소(192g, 192h)에도 적어도 하나의 더미 접촉 구멍(186g, 186h)이 형성된다. 이때, 적어도 하나의 더미 접촉 구멍(186g, 186h)을 유지 전극선(131)의 브릿지 또는 다이오드 브릿지로 이용할 수 있다.
예컨대, 제1 더미 접촉 구멍(186g)의 경우, 제1 더미 접촉 구멍(186g)이 형성되는 위치의 절연 기판(110) 위에 선형 반도체(154), 선형 저항성 접촉 부재(164) 및 드레인 전극(175)이 순차적으로 적층된 데이터 도전체가 형성되어 있다. 그리고, 제2 더미 접촉 구멍(186h)이 형성되는 위치의 절연 기판(110) 위에 게이트 선(123)이 형성되어 있다.
절연 기판, 게이트선(123) 및 데이터 도전체 상부에는 더미 색필터(231)가 형성된다. 더미 색필터(231)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
더미 색필터(231) 및 더미 접촉 구멍(186g, 186h)을 통해 드러난 게이트선(123) 및 드레인 전극(175) 위에는 더미 화소 전극(192)이 형성된다.
따라서, 더미 접촉 구멍(186g, 186h)을 통해 더미 영역 외곽에 형성된 유지 전극선(131)의 브릿지 역할을 수행하도록 하거나 다이오드 연결을 위한 접촉 구멍으로 이용할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 더미 접촉 구멍은 OS(Open Short) 패드를 위한 브릿지 접촉 구멍으로 이용할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 더미 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 적어도 하나의 더미 화소(192a, 192b, 192c, 192d, 192e, 192f) 중 일부에 하나 이상의 OS(Open Short) 패드(193a, 193b)를 배치할 수 있다. 이때, OS 패드(193a, 193b)가 배치되는 더미 화소(192c, 192d, 192e, 192f)에 형성된 더미 접촉 구멍(186c, 186d, 186e, 186f)을 각각 OS 패드(193a, 193b)의 접촉 구멍 브릿지로 사용할 수 있다. 즉, 제1 OS 패드(193a)를 제1 더미 화소(192c, 192d)의 더미 접촉 구멍(186c, 186d)을 브릿지로 이용하여 제1 더미 화소(192c, 192d)의 하부에 배치할 수 있다. 또한, 제2 OS 패드(193b)를 제2 더미 화소(192e, 192f)의 더미 접촉 구멍(186e, 186f)을 브릿지로 이용하여 제2 더미 화소(192e, 192f)의 하부에 배치할 수 있다.
OS 패드(193a, 193b)가 배치되는 형태는 도 6과 같이 하나 이상의 OS 패드가 서로 다른 더미 화소의 하부에 배치되도록 구현할 수 있다.
또는, 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 화소(192c, 192d)에 하나 이상의 OS 패드(193a, 193b, 193c)를 배치할 수 있다. 이때, 하나의 더미 화소에 형성되는 하나 이상의 더미 접촉 구멍(186a, 186b, 186c) 각각에 대해 OS 패드(193a, 193b, 193c)의 브릿지 연결 통로로 이용할 수 있고, 브릿지 연결시 하나의 더미 접촉 구멍을 이용할 수 있다. 즉, 복수의 OS 패드(193a, 193b, 193c)를 제1 더미 화소(192e, 192f)에 형성된 복수의 더미 접촉 구멍(186d, 186e, 186f) 각각을 브릿지로 이용하여 제1 더미 화소(192e, 192f)에 이웃한 제2 더미 화소(192c, 192d)의 하부에 배치할 수 있다.
도 6 및 도 7은 더미 접촉 구멍을 이용하여 OS 패드를 브릿지 연결하는 실시예를 설명하기 위한 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 화소에 형성되는 더미 접촉 구멍의 위치 및 개수에 따라 OS 패드가 연결되는 형태를 다양하게 구현할 수 있다.
나아가, 도 3을 참조하면, 더미 화소가 형성되는 기판에서 하부의 금속층 상부에 차광 부재를 오픈하는 영역(A)을 별도로 설계하여 UV 조사가 가능하도록 구현할 수 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
Q1, Q2: 스위칭 소자(박막 트랜지스터)
110, 210: 기판 121, 123: 게이트선
140: 게이트 절연막 154: 반도체
163, 165: 저항성 접촉 부재 175: 드레인 전극
180p, 180q: 보호막 185a, 185b: 접촉 구멍
186a 내지 186j: 더미 접촉 구멍
191a, 191b: 표시 화소 192a 내지 192j: 더미 화소
220: 차광 부재 230: 컬러 필터

Claims (13)

  1. 더미 화소를 포함하는 더미 영역 및 표시 화소를 포함하는 표시 영역을 가지는 절연 기판;
    상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 형성되어 있는 신호선;
    상기 절연 기판 상의 상기 표시 화소에 위치하는 스위칭 소자;
    상기 절연 기판 상의 상기 표시 영역에 위치하는 컬러 필터층; 및
    상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 위치하는 더미 컬러 필터층을 포함하며,
    상기 더미 화소는 상기 더미 컬러 필터층에 형성된 제1 더미 접촉 구멍 및 제2 더미 접촉 구멍을 포함하고,
    상기 표시 화소는 상기 컬러 필터층에 형성된 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 포함하고,
    상기 제1 더미 접촉 구멍, 상기 제2 더미 접촉 구멍, 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉구멍은 평면도 상에서 일렬로 정렬되어 있는
    박막 트랜지스터 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더미 영역은,
    상기 표시 영역의 좌우에 위치하는 수직 더미 영역을 포함하고,
    상기 수직 더미 영역은 서로 다른 더미 컬러 필터가 형성된 복수의 더미 화소를 포함하는, 박막 트랜지스터 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시 화소는, 상기 컬러 필터층 상부에 형성되며, 상기 제1 접촉 구멍 또는 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 스위칭 소자의 일부와 접촉하는 화소 전극을 더 포함하는, 박막 트랜지스터 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시 화소는,
    상기 절연 기판에 대향하는 상부 표시판;
    상기 절연 기판 및 상기 상부 표시판 사이에 위치하는 액정층; 및
    상기 상부 표시판에서 상기 액정층의 상부에 위치하는 공통 전극을 더 포함하는, 박막 트랜지스터 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 더미 화소는,
    상기 표시 화소가 가지고 있는 상기 스위칭 소자, 상기 화소 전극, 그리고 상기 공통 전극 중 적어도 하나를 포함하고 있지 않은, 박막 트랜지스터 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 더미 영역에서 상기 제1 더미 접촉 구멍 또는 상기 제2 더미 접촉 구멍을 통해 상기 신호선 중 유지 전극선 일부를 상기 화소 전극에 브릿지 연결하는, 박막 트랜지스터 기판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 더미 영역에서 상기 더미 컬러 필터층의 하부에 OS(Open Short) 패드가 위치하고,
    상기 제1 더미 접촉 구멍 또는 상기 제2 더미 접촉 구멍을 이용하여 상기 OS 패드의 브릿지 연결을 수행하는, 박막 트랜지스터 기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 OS 패드는 상기 OS 패드가 위치하는 제1 더미 화소의 상기 더미 컬러 필터층에 형성된 상기 제1 더미 접촉 구멍 또는 상기 제2 더미 접촉 구멍을 통해 브릿지 연결하는, 박막 트랜지스터 기판.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 OS 패드는 상기 OS 패드가 위치하는 제1 더미 화소에 이웃하는 제2 더미 화소의 상기 더미 컬러 필터층에 형성된 상기 제1 더미 접촉 구멍 또는 상기 제2 더미 접촉 구멍을 통해 브릿지 연결하는, 박막 트랜지스터 기판.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 OS 패드는 상기 제2 더미 화소의 상기 더미 컬러 필터층에 형성된 제1 더미 접촉 구멍 또는 상기 제2 더미 접촉 구멍의 개수에 따라 상기 제1 더미 화소의 상기 더미 컬러 필터층 하부에 둘 이상으로 위치하는, 박막 트랜지스터 기판.
  11. 삭제
  12. 제1항에서,
    상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 위치하는 제1 도전체; 및
    상기 절연 기판 상의 상기 더미 영역에 위치하고 상기 제1 도전체와 다른 층에 위치하는 제2 도전체을 더 포함하는,
    박막 트랜지스터 기판.
  13. 제12항에서,
    상기 더미 컬러 필터층 위에 위치하는 더미 전극을 더 포함하고,
    상기 더미 전극은 상기 제1 더미 접촉 구멍을 통해 상기 제1 도전체와 접촉하고 상기 제2 더미 접촉 구멍을 통해 상기 제2 도전체와 접촉하는, 박막 트랜지스터 기판.


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