KR20060094688A - 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 - Google Patents

Abstract

전기적 특성이 향상된 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터가 제공된다. 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터는 기판 상에 소정 방향으로 형성된 게이트 라인, 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 일측은 게이트 라인과 연결되고 타측에는 제 1 단차부가 형성된 게이트, 게이트 상에 형성되며 제 1 단차부와 대응되는 제 2 단차부를 구비한 액티브막, 제 1, 제 2 단차부의 양 측벽 사이를 지나며 액티브막과 일부 오버랩 되도록 형성된 드레인 및 액티브막 상에 드레인을 부분적으로 둘러싸도록 형성되고 제 1 단차부 또는 제 2 단차부 중 적어도 일측 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되는 소스를 포함한다.

액정 표시 장치, 박막 트랜지스터, Cgd, 축적 용량

Description

액정 표시 장치의 박막 트랜지스터{Thin film transistor of liquid crystal display}

도 1 내지 도 3은 종래의 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터의 레이 아웃도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 5는 도 4의 P 영역의 레이 아웃도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시에에 따른 액정 표시 장치의 단위 픽셀의 레이 아웃도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

32, 42: 게이트 라인 34, 44: 액티브막

36, 46: 버스 라인 38, 48: 소스

40, 50: 드레인

본 발명은 평면 표시 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기적 특성이 향상된 액정 표시 소자에 관한 것이다.

일반적으로, TFT-LCD의 발전에 따른 여러 소자(device)의 개발 중 소자 특성상 높은 전류를 공급할 수 있는 대형 TFT가 필요한 경우가 많아지고 있다.

TV용 LCD 같은 대형 패널(panel)은 해상도가 낮은 많큼 픽셀 크기(pixel size)가 커져 TFT의 높은 전류 구동 능력을 필요로 하므로 TFT의 폭(width: 이하 W)이 증가되어야 한다. 따라서, TFT의 W를 늘리는 방법은 W를 원하는 만큼 증가시켜 TFT를 크게 만드는 방법을 사용해 왔다.

도 1 내지 도 3은 종래의 액정 표시 소자의 TFT의 레이 아웃도이다. 도 1 내지 도 3에서, 액정 표시 소자의 TFT는 게이트 라인(2), 액티브막(4), 버스 라인(6), 소스(8) 및 드레인(10)으로 구성되어 있다.

먼저, 도 1을 참조하면, TFT의 종래의 일반적인 액정 표시 소자의 TFT 레이 아웃이 도시되있다. 이와 같은 액정 표시 소자는 W가 짧으며, 도면에서 W1으로 표시되어 있다.

이어서, 도 2를 참조하면, 도 1의 액정 표시 소자 보다 TFT가 크게 형성되어 있다. 이에 따라 W도 증가되어 있다. 여기서 도 2에서 W는 W2로 표시되어 있다.

도 3을 참조하면, 게이트 단차와 드레인 사이에 액티브막(4)이 개재되어 있다(A 영역 참고). 이와 같은 경우에도 도 2의 경우와 마찬가지로 TFT가 크게 형성되어 있으며, W, 즉 여기서는 W3도 증가되어 있다.

그러나 이와 같이 TFT의 크기를 증가시키면 드레인과 게이트가 오버랩되는 부분(W1, W2 참고)의 면적도 증가하기 때문에 C_GD(게이트-드레인 축적 용량)도 증가 되어 킥백 전압(kickback voltage)도 증가되며, 이로 인해 LCD 화면의 플리커(flicker)가 증가되는 요인이 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기적 특성이 향상된 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터는 기판 상에 소정 방향으로 형성된 게이트 라인, 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 일측은 게이트 라인과 연결되고 타측에는 제 1 단차부가 형성된 게이트, 게이트 상에 형성되며 제 1 단차부와 대응되는 제 2 단차부를 구비한 액티브막, 제 1, 제 2 단차부의 양 측벽 사이를 지나며 액티브막과 일부 오버랩 되도록 형성된 드레인 및 액티브막 상에 드레인을 부분적으로 둘러싸도록 형성되고 제 1 단차부 또는 제 2 단차부 중 적어도 일측 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되는 소스를 포함한다.

이때, 드레인은 제 1 단차부 및 제 2 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되도록 형성될 수 있으며, 소스의 종단부는 제 1 단차부 및 제 2 단차부의 종단 라인을 각각 연장하는 가상의 선에 의해 구획되는 영역 상에 위치되는 것이 좋다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터는 기판 상에 소정 방향으로 형성된 게이트 라인, 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 일측은 게이트 라인과 연결되고 타측에는 단차부가 형성된 게이트, 단차부의 적어도 일부가 차폐되도록 게이트 상에 형성된 액티브막, 단차부의 양 측벽 사이를 지나며 액티브막과 일부 오버랩 되도록 형성된 드레인 및 액티브막 상에 드레인을 부분적으로 둘러싸도록 형성되고 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되는 소스를 포함한다.

여기서, 드레인은 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되도록 형성되는 것이 좋다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

액정 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 영역(100)과 영상 신호를 발생시키는 게이트 구동부(200) 및 데이터 구동부(300)로 구성된다.

표시 영역(100) 내에는 복수개의 게이트 라인(400)과 복수개의 데이터 라인(500)이 매트릭스 형태로 형성된다. 그리고 복수개의 게이트 라인(400)과 복수개의 데이터 라인(500)의 교차점에는 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.

도시되어 있지 않지만 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있는 기판과 대향하는 대향 기판에는 공통 전극과 컬러 필터가 형성되고, 두 기판 사에에 액정이 주입되어 봉합된 상태로 액정 표시 장치가 구성된다.

박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 액티브층 및 오믹 접촉층 등으로 구성되어 있다. 박막 트랜지스터는 그 드레인이 화소 전극(600)과 연결되어 단위 화소(P)를 이룬다.

상기와 같은 구조를 가지는 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(400)을 통해 게이트 전극에 전압이 인가되고 데이터 라인(500)에 흐르는 신호 전압이 소스 전극에서 오믹 접촉층 및 액티브층을 통해 드레인 전극으로 인가되어 동작한다.

소스 전극에 신호 전압이 인가되면, 소스 전극과 연결된 화소 전극(600)에 전압이 인가되므로써, 화소 전극(600)과 공통 전극 사이에 전압차가 발생한다. 이때 화소 전극(600)과 공통 전극의 전압 차이로 인해 그 사에에 개재되어 있는 액정의 분자 배열이 변화되는데, 액정의 분자 배열의 변화로 인해 화소의 광 투과량이 변하게 되어 데이터 전압이 인가된 화소와 인가되지 않은 화소의 색상 차이가 발생한다. 이러한 색상 차이를 이용하여 액정 표시 장치의 화면을 컨트롤하게 된다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터에 대해 살펴보기로 한다. 도 5는 도 4의 P 영역의 레이 아웃도이다.

도 5를 참조하면, 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터(T)는 기판, 가령 유리 기판 상에 형성되어 있으며, 게이트(410), 소스(510), 드레인(800), 액티브층(700) 등을 포함한다.

게이트(410)는 게이트 라인(400)에 수직인 방향으로 소정 길이만큼 연장되어 형성되어 있다. 게이트(410)는 그 단부에 홈이 형성되어 있다.

액티브층(700)은 게이트 라인(400)과 게이트(410) 상에 형성된다. 여기서 게이트 라인(400)과 게이트(410) 상에 형성된 액티브층(700)은 게이트 라인(400)과 게이트(410)를 벗어나지 않도록 오버랩 되어 있으며, 특히 게이트(410)에 형성된 홈과 마찬가지로 'C'자형 홈이 형성되어 있다. 이에 따라 박막 트랜지스터(T) 내부에서 형성되는 채널은 액티브층(700)에 형성된 홈의 하부 라인(P4)까지 형성될 것이다.

소스(510)는 상기 액티브층(700) 상에 형성되며 데이터 라인(500)에 수직으로 소정 길이만큼 연장된 라인에서 다시 수직 방향으로 연장되어 형성되는데, 이때 소스(510)는 상기 데이터 라인(500)에 수직으로 연장된 라인의 두 곳에서 연장되어 형성된다. 이에 따라 소스(510)는 액티브층(700) 상에 'ㄷ'자 형태로 형성된다. 여기서, 소스(510)는 액티브층(700)을 벗어나지 않도록 오버랩 되어 형성되는 것이 바람직하며, 특히 소스(510)의 단부는 채널 영역이 종단부인 P4를 지나도록 형성되는 것이 바람직하다.

드레인(800)은 그 일측이 상기 'ㄷ'자 형태로 이루어진 소스(510)의 개구부 사이에 형성되어 있으며, 타측은 화소 전극(600) 방향으로 연장되어 화소 전극(600)과 연결된다.

화소 전극(600)은 박막 트랜지스터와 오버랩되지 않는 영역에 형성될 수 있다.

이와 같이, 유리 기판 상에 박막 트랜지스터(T)가 형성되면, 게이트(410)와 드레인(800)이 오버랩되는 면적은 동일하게 유지되면서 W의 크기를 최대로 할 수 있다. 이에 따라 높은 구동 전류(Ion)를 낼 수 있다.

이하 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시에에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터에 대해 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시에에 따른 액정 표시 장치의 단위 픽셀의 레이 아웃도이다.

설명에 앞서 본 발명의 다른 실시에에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터와 그 구조가 일부만 상이하므로, 이하에서는 그 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터(T')는 기판, 가령 유리 기판 상에 형성되어 있으며, 게이트(410'), 소스(510'), 드레인(800'), 액티브층(700') 등을 포함한다. 여기서, 언급되지 않은 참조 번호 400', 500', 600'는 각각 게이트 라인, 데이터 라인 및 화소 전극을 나타낸다. 이에 대한 설명은 앞서 도 5 를 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에서의 그것들과 거의 동일하므로 이에 대한 내용은 이를 참조하면 알 수 있을 것이다.

다만, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예에서의 경우와 비교해 볼 때, 액티브막(700')의 구조만 상이하다. 즉, 본 발명의 다른 실시예 따른 액티브막(700')에는 게이트의 제 1 단차부가 차폐되지 않고 개방될 수 있도록 제 2 단차부가 형성되어 있다. 이에 따라 채널 종단부(P4')는 제 2 단차부에 의해 정의되며 드레인(800')과 오버랩되는 소스(510')도 채널 종단부(P4')를 지나도록 형성되면 본 발명이 목적을 달성할 수 있다(B' 참고). 즉, 게이트 및 드레인이 오버랩 된 면적은 동일하게 유지하면서 W를 최대로 할 수 있으므로 구동 전류도 최대화 할 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터를 사용하면 게이트 및 드레인이 오버랩된 면적은 동일하게 유지하면서 W를 최대로 할 수 있으므로 구동 전류도 최대화 할 수 있다.

Claims (7)

1. 기판 상에 소정 방향으로 형성된 게이트 라인;

   상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인;

   일측은 상기 게이트 라인과 연결되고 타측에는 제 1 단차부가 형성된 게이트;

   상기 게이트 상에 형성되며 상기 제 1 단차부와 대응되는 제 2 단차부를 구비한 액티브막;

   상기 제 1 단차부 및 상기 제 2 단차부의 양 측벽 사이를 지나며 상기 액티브막과 일부 오버랩 되도록 형성된 드레인; 및

   상기 액티브막 상에 상기 드레인을 부분적으로 둘러싸도록 형성되고, 상기 제 1 단차부 또는 상기 제 2 단차부 중 적어도 일측 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되는 소스를 포함하는 액정 표시 장치의 트랜지스터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드레인은 상기 제 1 단차부 및 상기 제 2 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 소스의 종단부는 상기 제 1 단차부 및 상기 제 2 단차부의 종단 라인을 각각 연장하는 가상의 선에 의해 구획되는 영역 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 단차부 및 상기 제 2 단차부의 폭은 상기 드레인의 너비 이상이고 상기 소스의 내측 폭 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터.
5. 기판 상에 소정 방향으로 형성된 게이트 라인;

   상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인;

   일측은 상기 게이트 라인과 연결되고 타측에는 단차부가 형성된 게이트;

   상기 단차부의 적어도 일부가 차폐되도록 상기 게이트 상에 형성된 액티브막;

   상기 단차부의 양 측벽 사이를 지나며 상기 액티브막과 일부 오버랩 되도록 형성된 드레인; 및

   상기 액티브막 상에 상기 드레인을 부분적으로 둘러싸도록 형성되고, 상기 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되는 소스를 포함하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 드레인은 상기 단차부의 종단 라인을 연장하는 가상의 선과 오버랩 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 단차부의 폭은 상기 드레인의 너비 이상이고 상기 소스의 내측 폭 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터.

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