表示装置及びその製造方法
【課題】金属基板による寄生静電容量の発生を防止できる表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備えた画素アレイ及びストレージラインに接続される供給ラインが形成された金属基板と、ストレージ電圧を生成し、供給ラインに接続された電圧源と、を備える表示素子を提供する。ここで、金属基板は、電圧源の出力端子、供給ラインまたはストレージラインのいずれかと接続されるようにする。
【解決手段】ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備えた画素アレイ及びストレージラインに接続される供給ラインが形成された金属基板と、ストレージ電圧を生成し、供給ラインに接続された電圧源と、を備える表示素子を提供する。ここで、金属基板は、電圧源の出力端子、供給ラインまたはストレージラインのいずれかと接続されるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置及びその製造方法に係り、特に、金属基板による寄生静電容量(parastic capacitance)の発生を防止することができる表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下、“TFT”という)は、主にアクティブマトリックス平板ディスプレイ(Active Matrix Flat Panel Display)に用いられる。平板ディスプレイは、基板上にゲートライン及びデータラインの交差によって定義された複数の画素アレイを備える。それぞれの画素には、ゲートラインとデータラインに接続されたTFTによって電気的信号が伝達される。TFTを備えた平板ディスプレイには、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)、有機電界発光表示装置(OLED:Organic Light Emitting Diode)、電気泳動表示装置(Electrophoretic Display)などがある。
【0003】
図1は、従来の平板ディスプレイのTFTアレイ基板を概略的に示す断面図である。
【0004】
図1を参照すると、TFTアレイ基板は、基板1上に形成された複数の画素アレイを備える。それぞれの画素は、ゲートライン(図示せず)及びデータライン(図示せず)の交差によって定義され、TFT、画素電極13及びストレージキャパシタCstを備える。TFTは、ゲートラインのゲート電圧に応答してデータラインのデータ電圧が画素電極13に充電されるようにする。画素電極13に充電されたデータ電圧は、ストレージキャパシタCstで保持される。
【0005】
TFTは、ゲートラインに接続されたゲート電極3、データラインに接続されたソース電極9、画素電極13に接続されたドレイン電極10、及びソース電極9とドレイン電極10にオーミック接触した半導体パターン8を備える。半導体パターン8は、活性層6及びオーミック接触層7で構成される。活性層6は、ゲート絶縁膜5を挟んでゲート電極3と重なり、ソース電極9とドレイン電極10との間で露出されて半導体チャネルを形成する。オーミック接触層7は、ソース電極9とドレイン電極10が活性層6にオーミック接触するように、ソース電極9と活性層6との間、及びドレイン電極10と活性層6との間に形成される。このようなTFTは、保護膜11により保護される。保護膜11は、ドレイン電極10を露出させるコンタクトホール12を有する。このコンタクトホール12を介して画素電極13がドレイン電極10に接続される。
【0006】
ストレージキャパシタCstは、ゲート絶縁膜5及び保護膜11を挟んでストレージライン4と重なる画素電極13で構成される。
【0007】
上述したような画素アレイを支持する基板1としては主にガラスが用いられてきたが、ガラスは低い耐久性及び薄型化への限界があり、表示装置の薄型化において制限要因とされてきた。そこで、最近では、ガラスに比べて耐久性に富み且つ薄型化が容易な金属を基板として用いている。このような金属基板1の導入は、曲がっても表示性能をそのまま維持できるフレキシブル表示装置の実現を可能にした。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、金属基板1は導体であるがため、金属基板1の全面には基板絶縁膜2を形成して画素アレイと絶縁させねばならないが、導体である金属基板1と基板絶縁膜2上に形成された信号配線3,4との間には寄生静電容量C1,C2が形成され、データ電圧に歪みが生じるという問題があった。
【0009】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、金属基板による寄生静電容量の発生を防止することができる表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明による表示装置は、ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備えた画素アレイ及び前記ストレージラインに接続された供給ラインが形成された金属基板;及び、前記ストレージ電圧を生成し、前記供給ラインに接続された電圧源を備える。なお、前記金属基板は、前記電圧源の出力端子、前記供給ラインまたは前記ストレージラインのいずれかに接続される。
【0011】
前記画素アレイは、前記ストレージラインと離間するように形成されたゲートライン、及び前記ゲートラインと接続された薄膜トランジスタのゲート電極;前記薄膜トランジスタ形成領域で前記ゲート電極と重畳された半導体パターン;前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極;及び、前記ストレージラインと重畳されるとともに前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続された画素電極を備える。
【0012】
本発明の第1実施例による表示装置は、金属基板上に形成された第1絶縁膜;前記第1絶縁膜を貫通して前記金属基板を露出させる第1コンタクトホール;及び、前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1コンタクトホールを介して前記金属基板に接続されたストレージラインを備える。
【0013】
本発明の第2実施例による表示装置は、金属基板の縁部を除く前記金属基板の画素アレイ領域上に形成された第1絶縁膜;前記画素アレイ領域外の前記金属基板の縁部に形成され、ストレージ電圧が供給される供給ライン;及び、前記供給ラインと接続され、前記第1絶縁膜上に形成されて、前記画素アレイ領域に前記ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備える。
【0014】
本発明の第3実施例による表示装置は、ストレージ電圧が供給される画素アレイが形成された金属基板;前記ストレージ電圧を生成する電圧源;及び、前記金属基板と前記電圧源の出力端子とに接続された導電ケーブルを備える。
【0015】
本発明による表示装置の製造方法は、金属基板上にストレージ電圧を供給する供給ラインと、前記供給ラインに接続される複数のストレージラインを備えた画素アレイとを形成する段階;前記ストレージ電圧を生成する電圧源の出力端子を前記供給ラインに接続する段階を含み、前記金属基板は、前記供給ライン、前記ストレージラインまたは前記電圧源の出力端子のいずれかに接続される。
【0016】
上記の目的の他に、本発明の他の目的及び利点は、添付の図面に基づく本発明の好ましい実施例についての説明から明らかになる。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、ストレージ電圧源、ストレージラインまたは供給ラインのいずれかが金属基板に接続されることによって金属基板がストレージキャパシタの電極として用いられるため、金属基板によって寄生静電容量が発生する問題を改善することができる。その結果、本発明は、金属基板による寄生静電容量の影響でデータ電圧が歪む現象を防止できるという効果が得られる。
【0018】
また、本発明では、金属基板がストレージ電圧源、ストレージラインまたは供給ラインのいずれかに接続されるので、金属基板を別に設けられた接地回路と接続させずに済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の好ましい実施例を、図2乃至図16Cを参照しつつ説明する。
【0020】
図2は、本発明による表示装置のTFTアレイ基板及び駆動部を概略的に示す図である。
【0021】
図2を参照すると、本発明による表示装置は、TFTアレイ基板及びTFTアレイ基板に駆動信号を印加するための駆動部を備える。TFTアレイ基板は、マトリックスタイプに配置されたm×n個の画素アレイを備える。駆動部は、ゲートドライバ21、データドライバ22及びストレージ電圧源23を備える。
【0022】
それぞれの画素は、m個のデータラインDL1〜DLmとn個のゲートラインGL1〜GLnとの交差部ごとに形成され、金属基板31の縁部以外の画素アレイ領域Aに形成される。
【0023】
画素アレイ領域Aには、それぞれの画素と接続されたTFT、画素電極43及びストレージキャパシタCstが形成される。
【0024】
TFTは、ゲートラインGLに供給されるゲート電圧に応答してデータラインDLに供給されるデータ電圧が該当の画素電極43に充電されるようにする。このため、TFTはデータラインDL、ゲートラインGL及び画素電極43に接続される。データラインDL1〜DLmは、データ電圧を供給するためのデータドライバ22に接続され、ゲートラインGL1〜GLnは、ゲート電圧を供給するためのゲートドライバ21に接続される。
【0025】
各画素は、TFTがゲートラインGLに順次に供給されるゲート電圧によってターン−オンされると、データラインDLからの該当のデータ電圧を充電し、再びTFTがターン−オンされるまで充電電圧を保持する。任意の画素に充電されたデータ電圧は、該当の画素電極43及びストレージラインSLの重畳により形成されたストレージキャパシタCstによって保持される。
【0026】
ストレージラインSL1〜SLnは、画素アレイ領域A外の金属基板31の縁部に形成された供給ラインKLと接続される。供給ラインKLは、データ電圧を保持するために、ストレージ電圧源23で生成されたストレージ電圧VstをストレージラインSL1〜SLnに供給する。ストレージ電圧源23で生成されたストレージ電圧Vstは、出力端子25と供給ラインKLに接続されたケーブルを通って供給ラインKLに供給される。ここで、ストレージ電圧Vstは、共通電圧Vcomにする、または、該共通電圧と異なる電圧にすることができる。
【0027】
共通電圧Vcomは、画素電極43と対向する共通電極に供給される電圧である。
【0028】
共通電極は、TN(Twisted Nematic)モードとVA(Vertical Alignment)モードのような垂直電界駆動方式では上部基板上に形成され、IPS(In Plane Switching)モードとFFS(Fringe Field Switching)モードのような水平電界駆動方式では画素電極43と共に下部基板上に形成される。
【0029】
本発明による表示装置は、ストレージ電圧源23、ストレージラインSL1〜SLnまたは供給ラインKLのいずれかを金属基板31と接続させる。こうすると、金属基板31はストレージキャパシタCstの電極として用いられるので、金属基板31による寄生静電容量は発生しない。以下、金属基板31をストレージキャパシタCstの電極として用いる方法を具体的な実施例に挙げて説明する。
【0030】
図3は、本発明の第1実施例による表示装置のTFTアレイ基板を示す平面図であり、図4は、図3のI−I'線に沿った断面図である。
【0031】
図3及び図4を参照すると、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板は、金属基板31に接続されたストレージラインSLを備える。
【0032】
本発明の第1実施例による金属基板31は、該金属基板31を絶縁させるための第1絶縁膜32aで覆われる。第1絶縁膜32aは、金属基板31を露出させる第1コンタクトホール45によって貫通される。このような第1絶縁膜32a上に本発明の第1実施例による画素アレイが形成される。
【0033】
画素アレイは、図2で上述したように、ゲートラインGL及びデータラインDLの交差によって定義された複数の画素を備え、それぞれの画素は、TFT、画素電極43及びストレージキャパシタCstと接続される。
【0034】
ストレージキャパシタCstは、ストレージラインSLと絶縁膜35,41を挟んで重なる画素電極43で構成される。本発明の第1実施例によるストレージラインSLは、第1絶縁膜32a上に形成され、第1コンタクトホール45を介して金属基板32aと接続される。また、ストレージラインSLは、それと同じ金属で第1絶縁膜32a上に形成されたゲートラインGLと離間するように形成される。
【0035】
ゲートラインGLは、第2絶縁膜35を挟んでデータラインDLと交差する。ゲートラインGL及びデータラインDLの交差部のそれぞれにはTFTが形成される。
【0036】
TFTは、ゲートラインGLに接続されたゲート電極33、データラインDLに接続されたソース電極39、画素電極43に接続されたドレイン電極40、及びソース電極39及びドレイン電極40にオーミック接触された半導体パターン48を備える。半導体パターン48は、活性層46及びオーミック接触層47で構成される。活性層46は、第2絶縁膜35を挟んでゲート電極33と重なり、ソース電極39とドレイン電極40との間で露出されて半導体チャネルを形成する。オーミック接触層47は、ソース電極39とドレイン電極40が活性層46にオーミック接触するようにソース電極39と活性層46との間、及びドレイン電極40と活性層46との間に形成される。このようなTFTは、第3絶縁膜41によって保護される。第3絶縁膜41は、ドレイン電極40を露出させる第2コンタクトホール42によって貫通される。この第2コンタクトホール42を介して画素電極43がドレイン電極40に接続される。
【0037】
上述のように、本発明の第1実施例による表示装置は、金属基板31上に形成された第1絶縁膜32aを貫通して金属基板31を露出させる第1コンタクトホール45を備える。この第1コンタクトホール45を介してストレージラインSLは金属基板31と接続される。このような第1コンタクトホール45が、画素アレイに含まれた画素のうち少なくとも一つに形成されることによって、金属基板31による寄生静電容量の発生を防止することができる。
【0038】
以下、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。
【0039】
図5A及び図5Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0040】
図5A及び図5Bを参照すると、第1マスク工程によって金属基板31上に第1コンタクトホール45を有する第1絶縁膜32aが形成される。第1絶縁膜32aには、SiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。
【0041】
図6A及び図6Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0042】
図6A及び図6Bを参照すると、第2マスク工程でゲートラインGL、ゲートラインGLと接続されたゲート電極33、及びゲートラインGLと離間され、第1コンタクトホール45を介して金属基板31に接続されたストレージラインSLを含むゲート導電パターン群が形成される。ゲート導電パターン群には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。
【0043】
図7A及び図7Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0044】
図7A及び図7Bを参照すると、ゲート導電パターン群を覆う第2絶縁膜35が形成された後、第3マスク工程で活性層46及びオーミック接触層47からなる半導体パターン48と、データラインDL、データラインDLに接続されたソース電極39及びソース電極39と離隔形成されたドレイン電極40を含むソース/ドレイン導電パターン群とが形成される。第2絶縁膜35には、主にSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる。活性層46には非晶質シリコンが用いられ、オーミック接触層47には不純物(n+またはp+)ドープの非晶質シリコンが用いられる。ソース/ドレイン金属には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。第3マスク工程は、ハーフトーンマスクまたは回折露光マスクを用いることによって、一つのマスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレイン導電パターン群を形成することができる。
【0045】
図8A及び図8Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0046】
図8A及び図8Bを参照すると、第4マスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレインパターンを覆うように第2絶縁膜35上に形成され、且つ、ドレイン電極40を露出させる第2コンタクトホール42を有する第3絶縁膜41が形成される。第3絶縁膜41には、SiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。
【0047】
図9A及び図9Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第5マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0048】
図9A及び図9Bを参照すると、第5マスク工程で第2コンタクトホール42を介してドレイン電極40に接続される画素電極43が形成される。画素電極43には、ITO(Indium Tin Oxide)、TO(Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などの透明導電金属が用いられる。透明導電金属の他にも、画素電極43には、Al、AlNd、Moなどを含む通常の金属が用いられても良い。
【0049】
図10は、本発明の第2実施例による表示装置のTFTアレイ基板を示す平面図であり、図11は、図10のII−II’、III−III’線に沿ってそれぞれ切断した断面図である。
【0050】
図10及び図11を参照すると、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板は、金属基板31と接続された供給ラインKLを備える。
【0051】
本発明の第2実施例による第1絶縁膜32bは、金属基板31の縁部以外の画素アレイ領域A上に、金属基板31を絶縁させるために形成される。画素アレイ領域Aには、図2を参照して上述のように、ゲートラインGL及びデータラインDLの交差によって複数の画素が形成され、それぞれの画素にはTFT、画素電極43及びストレージキャパシタCstが接続される。
【0052】
ストレージキャパシタCstは、ストレージラインSLと絶縁膜35,41を挟んで重なった画素電極43で構成される。本発明の第2実施例によるストレージラインSLは、第1絶縁膜32b上に形成される。また、ストレージラインSLは、それと同じ金属で第1絶縁膜32b上に形成されたゲートラインGLと離間するように形成される。そして、ストレージラインSLは、ストレージ電圧を供給するために画素アレイ領域A外の金属基板31の縁部に形成された供給ラインKLと接続される。このような供給ラインKLは、金属基板31上に直接形成されて金属基板31に接続される。
【0053】
ゲートラインGLは、第2絶縁膜35を挟んでデータラインDLと交差する。ゲートラインGL及びデータラインDLの交差部のそれぞれには、図3及び図4で上述したようなTFTが形成される。
【0054】
上述のように、本発明の第2実施例による表示装置は、画素アレイ領域にのみ形成された第1絶縁膜32b及び画素アレイ領域外の金属基板31上に直接形成された供給ラインKLを備える。これにより、供給ラインKLは金属基板31と接続され、その結果、金属基板31による寄生静電容量の形成が防止される。また、本発明の第2実施例では、第1絶縁膜32bが、供給ラインKLが形成される金属基板31の縁部を除く画素アレイ領域Aに形成されるので、金属基板31は供給ラインKLと直接接触でき、よって、別途のマスク工程で第1絶縁膜32bを貫通するコンタクトホールを形成する必要がない。その結果、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板は、より単純化した工程で製造可能である。
【0055】
以下、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。
【0056】
図12A及び図12Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0057】
図12A及び図12Bを参照すると、金属基板31の画素アレイ領域Aに第1絶縁膜32bを形成した後、第1マスク工程でゲートラインGL、ゲートラインGLと接続されたゲート電極33、ゲートラインGLと離間されたストレージラインSL、及びストレージラインSLと接続された供給ラインKLを含むゲート導電パターン群が形成される。
【0058】
ゲート導電パターン群のうちゲートラインGL、ゲートラインGLと接続されたゲート電極33、及びストレージラインSLは、画素アレイ領域Aの第1絶縁膜32b上に形成される。そして供給ラインKLは、画素アレイ領域A外の金属基板31上に形成される。ここで、第1絶縁膜32bにはSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。また、ゲート導電パターン群には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。
【0059】
第1絶縁膜32bは、CVD(Chemical Vapor Deposition)またはコーティング方法で形成されることができる。例えば、無機絶縁物質である第1絶縁膜32bはCVD方法で形成され、有機絶縁物質である第1絶縁膜32bは、コーティング方法で形成される。CVD方法では、第1絶縁膜32bは、金属基板31の縁部がクランプ(clamp)にて固定された状態で金属基板31上に蒸着される。これにより、クランプによって覆われた金属基板31の縁部には第1絶縁膜32bが蒸着されない。コーティング方法では、第1絶縁膜32bはまず金属基板31の全面にコーティングされ、その後、金属基板31の縁部を拭くER(edge remove)工程によって金属基板31の縁部から除去される。
【0060】
ゲート導電パターン群のうち供給ラインKLは、上述のように、第1絶縁膜32bの形成されていない金属基板31の縁部に形成されて、金属基板31に直接接続される。
【0061】
図13A及び図13Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0062】
図13A及び図13Bを参照すると、ゲート導電パターン群を覆う第2絶縁膜35が形成された後、第2マスク工程で活性層46とオーミック接触層47とからなる半導体パターン48と、データラインDL、データラインDLに接続されたソース電極39及びソース電極39と離隔したドレイン電極40を含むソース/ドレイン導電パターン群とが形成される。第2絶縁膜35には、主にSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる。活性層46には非晶質シリコンが用いられ、オーミック接触層47には不純物(n+またはp+)ドープの非晶質シリコンが用いられる。ソース/ドレイン金属には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。第2マスク工程は、ハーフトーンマスクまたは回折露光マスクを利用することによって、一つのマスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレイン導電パターン群を形成することができる。
【0063】
図14A及び図14Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0064】
図14A及び図14Bを参照すると、第3マスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレインパターンを覆うように第2絶縁膜35上に形成され、且つ、ドレイン電極40を露出させるコンタクトホール42を有する第3絶縁膜41が形成される。第3絶縁膜41にはSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。
【0065】
図15A及び図15Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0066】
図15A及び図15Bを参照すると、第4マスク工程でコンタクトホール42を介してドレイン電極40に接続された画素電極43が形成される。画素電極43には、ITO(Indium Tin Oxide)、TO(Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などの透明導電金属が用いられる。透明導電金属の他にも、画素電極43にはAl、AlNd、Moなどを含む通常の金属が用いられても良い。
【0067】
図16A乃至図16Cは、本発明の第3実施例によるTFTアレイ基板を示す図である。下記の第3実施例の説明において、図2乃至図15Bと重複する部分についての説明は省略される。
【0068】
本発明の第3実施例による表示装置は、図16Aに示すように、ストレージ電圧源23の出力端子25と金属基板31は導電性ケーブル65で接続される。
【0069】
その結果、本発明の第3実施例では、ストレージ電圧源23で発生したストレージ電圧Vstを、導電性ケーブル65を通して金属基板31に供給することができる。これにより、本発明の第3実施例では、図16B及び図16Cに示すように、第1絶縁膜32aが金属基板31の全面に形成され、第1絶縁膜32aを貫通するコンタクトホールが形成されないにも関らず、寄生静電容量の発生を防止可能である。すなわち、本発明の第3実施例による表示装置は、TFTアレイ基板の製造方法を限定せずにも寄生静電容量の発生を防止することができる。
【0070】
本発明の第3実施例による表示装置の製造方法は、金属基板31上に画素アレイTFT、Cst、GL、DL、SL、KLを形成した後、ストレージ電圧Vstを発生させる電圧源23の出力端子25と金属基板31とを導電性ケーブル65で接続する工程を含む。
【0071】
このような本発明による実施例は、液晶表示装置、電気泳動表示装置、有機電界発光表示装置などにも適用可能である。
【0072】
以上説明した内容から本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更及び修正ができるということが、当業者にとっては明らかである。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書中の詳細な説明に記載された内容に限定されてはいけなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】従来の表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板を示す図である。
【図2】本発明による表示装置を概略的に示す図である。
【図3】本発明の第1実施例による表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板を示す平面図である。
【図4】図3のI−I’線に沿った断面図である。
【図5A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図である。
【図5B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す断面図である。
【図6A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図である。
【図6B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す断面図である。
【図7A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図である。
【図7B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す断面図である。
【図8A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図である。
【図8B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す断面図である。
【図9A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第5マスク工程を示す平面図である。
【図9B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第5マスク工程を示す断面図である。
【図10】本発明の第2実施例による表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板を示す平面図である。
【図11】図10のII−II’、III−III’線に沿ってそれぞれ切断した断面図である。
【図12A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図である。
【図12B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す断面図である。
【図13A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図である。
【図13B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す断面図である。
【図14A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図である。
【図14B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す断面図である。
【図15A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図である。
【図15B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す断面図である。
【図16A】本発明の第3実施例による表示装置を示す図である。
【図16B】本発明の第3実施例による表示装置を示す図である。
【図16C】本発明の第3実施例による表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【0074】
31 金属基板
32a,32b,35,41 絶縁膜
33 ゲート電極
48 半導体パターン
39 ソース電極
40 ドレイン電極
45 第1コンタクトホール
42 第2コンタクトホール
43 画素電極
GL ゲートライン
DL データライン
SL ストレージライン
KL 供給ライン
A 画素アレイ領域
23 ストレージ電圧源
25 ストレージ電圧源の出力端子
65 導電ケーブル
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置及びその製造方法に係り、特に、金属基板による寄生静電容量(parastic capacitance)の発生を防止することができる表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下、“TFT”という)は、主にアクティブマトリックス平板ディスプレイ(Active Matrix Flat Panel Display)に用いられる。平板ディスプレイは、基板上にゲートライン及びデータラインの交差によって定義された複数の画素アレイを備える。それぞれの画素には、ゲートラインとデータラインに接続されたTFTによって電気的信号が伝達される。TFTを備えた平板ディスプレイには、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)、有機電界発光表示装置(OLED:Organic Light Emitting Diode)、電気泳動表示装置(Electrophoretic Display)などがある。
【0003】
図1は、従来の平板ディスプレイのTFTアレイ基板を概略的に示す断面図である。
【0004】
図1を参照すると、TFTアレイ基板は、基板1上に形成された複数の画素アレイを備える。それぞれの画素は、ゲートライン(図示せず)及びデータライン(図示せず)の交差によって定義され、TFT、画素電極13及びストレージキャパシタCstを備える。TFTは、ゲートラインのゲート電圧に応答してデータラインのデータ電圧が画素電極13に充電されるようにする。画素電極13に充電されたデータ電圧は、ストレージキャパシタCstで保持される。
【0005】
TFTは、ゲートラインに接続されたゲート電極3、データラインに接続されたソース電極9、画素電極13に接続されたドレイン電極10、及びソース電極9とドレイン電極10にオーミック接触した半導体パターン8を備える。半導体パターン8は、活性層6及びオーミック接触層7で構成される。活性層6は、ゲート絶縁膜5を挟んでゲート電極3と重なり、ソース電極9とドレイン電極10との間で露出されて半導体チャネルを形成する。オーミック接触層7は、ソース電極9とドレイン電極10が活性層6にオーミック接触するように、ソース電極9と活性層6との間、及びドレイン電極10と活性層6との間に形成される。このようなTFTは、保護膜11により保護される。保護膜11は、ドレイン電極10を露出させるコンタクトホール12を有する。このコンタクトホール12を介して画素電極13がドレイン電極10に接続される。
【0006】
ストレージキャパシタCstは、ゲート絶縁膜5及び保護膜11を挟んでストレージライン4と重なる画素電極13で構成される。
【0007】
上述したような画素アレイを支持する基板1としては主にガラスが用いられてきたが、ガラスは低い耐久性及び薄型化への限界があり、表示装置の薄型化において制限要因とされてきた。そこで、最近では、ガラスに比べて耐久性に富み且つ薄型化が容易な金属を基板として用いている。このような金属基板1の導入は、曲がっても表示性能をそのまま維持できるフレキシブル表示装置の実現を可能にした。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、金属基板1は導体であるがため、金属基板1の全面には基板絶縁膜2を形成して画素アレイと絶縁させねばならないが、導体である金属基板1と基板絶縁膜2上に形成された信号配線3,4との間には寄生静電容量C1,C2が形成され、データ電圧に歪みが生じるという問題があった。
【0009】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、金属基板による寄生静電容量の発生を防止することができる表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明による表示装置は、ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備えた画素アレイ及び前記ストレージラインに接続された供給ラインが形成された金属基板;及び、前記ストレージ電圧を生成し、前記供給ラインに接続された電圧源を備える。なお、前記金属基板は、前記電圧源の出力端子、前記供給ラインまたは前記ストレージラインのいずれかに接続される。
【0011】
前記画素アレイは、前記ストレージラインと離間するように形成されたゲートライン、及び前記ゲートラインと接続された薄膜トランジスタのゲート電極;前記薄膜トランジスタ形成領域で前記ゲート電極と重畳された半導体パターン;前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極;及び、前記ストレージラインと重畳されるとともに前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続された画素電極を備える。
【0012】
本発明の第1実施例による表示装置は、金属基板上に形成された第1絶縁膜;前記第1絶縁膜を貫通して前記金属基板を露出させる第1コンタクトホール;及び、前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1コンタクトホールを介して前記金属基板に接続されたストレージラインを備える。
【0013】
本発明の第2実施例による表示装置は、金属基板の縁部を除く前記金属基板の画素アレイ領域上に形成された第1絶縁膜;前記画素アレイ領域外の前記金属基板の縁部に形成され、ストレージ電圧が供給される供給ライン;及び、前記供給ラインと接続され、前記第1絶縁膜上に形成されて、前記画素アレイ領域に前記ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備える。
【0014】
本発明の第3実施例による表示装置は、ストレージ電圧が供給される画素アレイが形成された金属基板;前記ストレージ電圧を生成する電圧源;及び、前記金属基板と前記電圧源の出力端子とに接続された導電ケーブルを備える。
【0015】
本発明による表示装置の製造方法は、金属基板上にストレージ電圧を供給する供給ラインと、前記供給ラインに接続される複数のストレージラインを備えた画素アレイとを形成する段階;前記ストレージ電圧を生成する電圧源の出力端子を前記供給ラインに接続する段階を含み、前記金属基板は、前記供給ライン、前記ストレージラインまたは前記電圧源の出力端子のいずれかに接続される。
【0016】
上記の目的の他に、本発明の他の目的及び利点は、添付の図面に基づく本発明の好ましい実施例についての説明から明らかになる。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、ストレージ電圧源、ストレージラインまたは供給ラインのいずれかが金属基板に接続されることによって金属基板がストレージキャパシタの電極として用いられるため、金属基板によって寄生静電容量が発生する問題を改善することができる。その結果、本発明は、金属基板による寄生静電容量の影響でデータ電圧が歪む現象を防止できるという効果が得られる。
【0018】
また、本発明では、金属基板がストレージ電圧源、ストレージラインまたは供給ラインのいずれかに接続されるので、金属基板を別に設けられた接地回路と接続させずに済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明の好ましい実施例を、図2乃至図16Cを参照しつつ説明する。
【0020】
図2は、本発明による表示装置のTFTアレイ基板及び駆動部を概略的に示す図である。
【0021】
図2を参照すると、本発明による表示装置は、TFTアレイ基板及びTFTアレイ基板に駆動信号を印加するための駆動部を備える。TFTアレイ基板は、マトリックスタイプに配置されたm×n個の画素アレイを備える。駆動部は、ゲートドライバ21、データドライバ22及びストレージ電圧源23を備える。
【0022】
それぞれの画素は、m個のデータラインDL1〜DLmとn個のゲートラインGL1〜GLnとの交差部ごとに形成され、金属基板31の縁部以外の画素アレイ領域Aに形成される。
【0023】
画素アレイ領域Aには、それぞれの画素と接続されたTFT、画素電極43及びストレージキャパシタCstが形成される。
【0024】
TFTは、ゲートラインGLに供給されるゲート電圧に応答してデータラインDLに供給されるデータ電圧が該当の画素電極43に充電されるようにする。このため、TFTはデータラインDL、ゲートラインGL及び画素電極43に接続される。データラインDL1〜DLmは、データ電圧を供給するためのデータドライバ22に接続され、ゲートラインGL1〜GLnは、ゲート電圧を供給するためのゲートドライバ21に接続される。
【0025】
各画素は、TFTがゲートラインGLに順次に供給されるゲート電圧によってターン−オンされると、データラインDLからの該当のデータ電圧を充電し、再びTFTがターン−オンされるまで充電電圧を保持する。任意の画素に充電されたデータ電圧は、該当の画素電極43及びストレージラインSLの重畳により形成されたストレージキャパシタCstによって保持される。
【0026】
ストレージラインSL1〜SLnは、画素アレイ領域A外の金属基板31の縁部に形成された供給ラインKLと接続される。供給ラインKLは、データ電圧を保持するために、ストレージ電圧源23で生成されたストレージ電圧VstをストレージラインSL1〜SLnに供給する。ストレージ電圧源23で生成されたストレージ電圧Vstは、出力端子25と供給ラインKLに接続されたケーブルを通って供給ラインKLに供給される。ここで、ストレージ電圧Vstは、共通電圧Vcomにする、または、該共通電圧と異なる電圧にすることができる。
【0027】
共通電圧Vcomは、画素電極43と対向する共通電極に供給される電圧である。
【0028】
共通電極は、TN(Twisted Nematic)モードとVA(Vertical Alignment)モードのような垂直電界駆動方式では上部基板上に形成され、IPS(In Plane Switching)モードとFFS(Fringe Field Switching)モードのような水平電界駆動方式では画素電極43と共に下部基板上に形成される。
【0029】
本発明による表示装置は、ストレージ電圧源23、ストレージラインSL1〜SLnまたは供給ラインKLのいずれかを金属基板31と接続させる。こうすると、金属基板31はストレージキャパシタCstの電極として用いられるので、金属基板31による寄生静電容量は発生しない。以下、金属基板31をストレージキャパシタCstの電極として用いる方法を具体的な実施例に挙げて説明する。
【0030】
図3は、本発明の第1実施例による表示装置のTFTアレイ基板を示す平面図であり、図4は、図3のI−I'線に沿った断面図である。
【0031】
図3及び図4を参照すると、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板は、金属基板31に接続されたストレージラインSLを備える。
【0032】
本発明の第1実施例による金属基板31は、該金属基板31を絶縁させるための第1絶縁膜32aで覆われる。第1絶縁膜32aは、金属基板31を露出させる第1コンタクトホール45によって貫通される。このような第1絶縁膜32a上に本発明の第1実施例による画素アレイが形成される。
【0033】
画素アレイは、図2で上述したように、ゲートラインGL及びデータラインDLの交差によって定義された複数の画素を備え、それぞれの画素は、TFT、画素電極43及びストレージキャパシタCstと接続される。
【0034】
ストレージキャパシタCstは、ストレージラインSLと絶縁膜35,41を挟んで重なる画素電極43で構成される。本発明の第1実施例によるストレージラインSLは、第1絶縁膜32a上に形成され、第1コンタクトホール45を介して金属基板32aと接続される。また、ストレージラインSLは、それと同じ金属で第1絶縁膜32a上に形成されたゲートラインGLと離間するように形成される。
【0035】
ゲートラインGLは、第2絶縁膜35を挟んでデータラインDLと交差する。ゲートラインGL及びデータラインDLの交差部のそれぞれにはTFTが形成される。
【0036】
TFTは、ゲートラインGLに接続されたゲート電極33、データラインDLに接続されたソース電極39、画素電極43に接続されたドレイン電極40、及びソース電極39及びドレイン電極40にオーミック接触された半導体パターン48を備える。半導体パターン48は、活性層46及びオーミック接触層47で構成される。活性層46は、第2絶縁膜35を挟んでゲート電極33と重なり、ソース電極39とドレイン電極40との間で露出されて半導体チャネルを形成する。オーミック接触層47は、ソース電極39とドレイン電極40が活性層46にオーミック接触するようにソース電極39と活性層46との間、及びドレイン電極40と活性層46との間に形成される。このようなTFTは、第3絶縁膜41によって保護される。第3絶縁膜41は、ドレイン電極40を露出させる第2コンタクトホール42によって貫通される。この第2コンタクトホール42を介して画素電極43がドレイン電極40に接続される。
【0037】
上述のように、本発明の第1実施例による表示装置は、金属基板31上に形成された第1絶縁膜32aを貫通して金属基板31を露出させる第1コンタクトホール45を備える。この第1コンタクトホール45を介してストレージラインSLは金属基板31と接続される。このような第1コンタクトホール45が、画素アレイに含まれた画素のうち少なくとも一つに形成されることによって、金属基板31による寄生静電容量の発生を防止することができる。
【0038】
以下、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。
【0039】
図5A及び図5Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0040】
図5A及び図5Bを参照すると、第1マスク工程によって金属基板31上に第1コンタクトホール45を有する第1絶縁膜32aが形成される。第1絶縁膜32aには、SiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。
【0041】
図6A及び図6Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0042】
図6A及び図6Bを参照すると、第2マスク工程でゲートラインGL、ゲートラインGLと接続されたゲート電極33、及びゲートラインGLと離間され、第1コンタクトホール45を介して金属基板31に接続されたストレージラインSLを含むゲート導電パターン群が形成される。ゲート導電パターン群には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。
【0043】
図7A及び図7Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0044】
図7A及び図7Bを参照すると、ゲート導電パターン群を覆う第2絶縁膜35が形成された後、第3マスク工程で活性層46及びオーミック接触層47からなる半導体パターン48と、データラインDL、データラインDLに接続されたソース電極39及びソース電極39と離隔形成されたドレイン電極40を含むソース/ドレイン導電パターン群とが形成される。第2絶縁膜35には、主にSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる。活性層46には非晶質シリコンが用いられ、オーミック接触層47には不純物(n+またはp+)ドープの非晶質シリコンが用いられる。ソース/ドレイン金属には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。第3マスク工程は、ハーフトーンマスクまたは回折露光マスクを用いることによって、一つのマスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレイン導電パターン群を形成することができる。
【0045】
図8A及び図8Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0046】
図8A及び図8Bを参照すると、第4マスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレインパターンを覆うように第2絶縁膜35上に形成され、且つ、ドレイン電極40を露出させる第2コンタクトホール42を有する第3絶縁膜41が形成される。第3絶縁膜41には、SiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。
【0047】
図9A及び図9Bはそれぞれ、本発明の第1実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第5マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0048】
図9A及び図9Bを参照すると、第5マスク工程で第2コンタクトホール42を介してドレイン電極40に接続される画素電極43が形成される。画素電極43には、ITO(Indium Tin Oxide)、TO(Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などの透明導電金属が用いられる。透明導電金属の他にも、画素電極43には、Al、AlNd、Moなどを含む通常の金属が用いられても良い。
【0049】
図10は、本発明の第2実施例による表示装置のTFTアレイ基板を示す平面図であり、図11は、図10のII−II’、III−III’線に沿ってそれぞれ切断した断面図である。
【0050】
図10及び図11を参照すると、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板は、金属基板31と接続された供給ラインKLを備える。
【0051】
本発明の第2実施例による第1絶縁膜32bは、金属基板31の縁部以外の画素アレイ領域A上に、金属基板31を絶縁させるために形成される。画素アレイ領域Aには、図2を参照して上述のように、ゲートラインGL及びデータラインDLの交差によって複数の画素が形成され、それぞれの画素にはTFT、画素電極43及びストレージキャパシタCstが接続される。
【0052】
ストレージキャパシタCstは、ストレージラインSLと絶縁膜35,41を挟んで重なった画素電極43で構成される。本発明の第2実施例によるストレージラインSLは、第1絶縁膜32b上に形成される。また、ストレージラインSLは、それと同じ金属で第1絶縁膜32b上に形成されたゲートラインGLと離間するように形成される。そして、ストレージラインSLは、ストレージ電圧を供給するために画素アレイ領域A外の金属基板31の縁部に形成された供給ラインKLと接続される。このような供給ラインKLは、金属基板31上に直接形成されて金属基板31に接続される。
【0053】
ゲートラインGLは、第2絶縁膜35を挟んでデータラインDLと交差する。ゲートラインGL及びデータラインDLの交差部のそれぞれには、図3及び図4で上述したようなTFTが形成される。
【0054】
上述のように、本発明の第2実施例による表示装置は、画素アレイ領域にのみ形成された第1絶縁膜32b及び画素アレイ領域外の金属基板31上に直接形成された供給ラインKLを備える。これにより、供給ラインKLは金属基板31と接続され、その結果、金属基板31による寄生静電容量の形成が防止される。また、本発明の第2実施例では、第1絶縁膜32bが、供給ラインKLが形成される金属基板31の縁部を除く画素アレイ領域Aに形成されるので、金属基板31は供給ラインKLと直接接触でき、よって、別途のマスク工程で第1絶縁膜32bを貫通するコンタクトホールを形成する必要がない。その結果、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板は、より単純化した工程で製造可能である。
【0055】
以下、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法について説明する。
【0056】
図12A及び図12Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0057】
図12A及び図12Bを参照すると、金属基板31の画素アレイ領域Aに第1絶縁膜32bを形成した後、第1マスク工程でゲートラインGL、ゲートラインGLと接続されたゲート電極33、ゲートラインGLと離間されたストレージラインSL、及びストレージラインSLと接続された供給ラインKLを含むゲート導電パターン群が形成される。
【0058】
ゲート導電パターン群のうちゲートラインGL、ゲートラインGLと接続されたゲート電極33、及びストレージラインSLは、画素アレイ領域Aの第1絶縁膜32b上に形成される。そして供給ラインKLは、画素アレイ領域A外の金属基板31上に形成される。ここで、第1絶縁膜32bにはSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。また、ゲート導電パターン群には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。
【0059】
第1絶縁膜32bは、CVD(Chemical Vapor Deposition)またはコーティング方法で形成されることができる。例えば、無機絶縁物質である第1絶縁膜32bはCVD方法で形成され、有機絶縁物質である第1絶縁膜32bは、コーティング方法で形成される。CVD方法では、第1絶縁膜32bは、金属基板31の縁部がクランプ(clamp)にて固定された状態で金属基板31上に蒸着される。これにより、クランプによって覆われた金属基板31の縁部には第1絶縁膜32bが蒸着されない。コーティング方法では、第1絶縁膜32bはまず金属基板31の全面にコーティングされ、その後、金属基板31の縁部を拭くER(edge remove)工程によって金属基板31の縁部から除去される。
【0060】
ゲート導電パターン群のうち供給ラインKLは、上述のように、第1絶縁膜32bの形成されていない金属基板31の縁部に形成されて、金属基板31に直接接続される。
【0061】
図13A及び図13Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0062】
図13A及び図13Bを参照すると、ゲート導電パターン群を覆う第2絶縁膜35が形成された後、第2マスク工程で活性層46とオーミック接触層47とからなる半導体パターン48と、データラインDL、データラインDLに接続されたソース電極39及びソース電極39と離隔したドレイン電極40を含むソース/ドレイン導電パターン群とが形成される。第2絶縁膜35には、主にSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる。活性層46には非晶質シリコンが用いられ、オーミック接触層47には不純物(n+またはp+)ドープの非晶質シリコンが用いられる。ソース/ドレイン金属には、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al、Cr、Mo合金、Cu合金、Al合金などのように、金属物質が単一層としてまたは二重層以上と積層されて用いられる。第2マスク工程は、ハーフトーンマスクまたは回折露光マスクを利用することによって、一つのマスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレイン導電パターン群を形成することができる。
【0063】
図14A及び図14Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0064】
図14A及び図14Bを参照すると、第3マスク工程で半導体パターン48及びソース/ドレインパターンを覆うように第2絶縁膜35上に形成され、且つ、ドレイン電極40を露出させるコンタクトホール42を有する第3絶縁膜41が形成される。第3絶縁膜41にはSiOx、SiNxなどのような無機絶縁物質が用いられる、または、アクリル系有機化合物、BCB(benzo cyclobutene)、PFBC(Perfluorocyclobutane)、テフロン(登録商標)(teflon)、サイトプ(Cytop)のような有機絶縁物質が用いられる。
【0065】
図15A及び図15Bはそれぞれ、本発明の第2実施例によるTFTアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図及び断面図である。
【0066】
図15A及び図15Bを参照すると、第4マスク工程でコンタクトホール42を介してドレイン電極40に接続された画素電極43が形成される。画素電極43には、ITO(Indium Tin Oxide)、TO(Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などの透明導電金属が用いられる。透明導電金属の他にも、画素電極43にはAl、AlNd、Moなどを含む通常の金属が用いられても良い。
【0067】
図16A乃至図16Cは、本発明の第3実施例によるTFTアレイ基板を示す図である。下記の第3実施例の説明において、図2乃至図15Bと重複する部分についての説明は省略される。
【0068】
本発明の第3実施例による表示装置は、図16Aに示すように、ストレージ電圧源23の出力端子25と金属基板31は導電性ケーブル65で接続される。
【0069】
その結果、本発明の第3実施例では、ストレージ電圧源23で発生したストレージ電圧Vstを、導電性ケーブル65を通して金属基板31に供給することができる。これにより、本発明の第3実施例では、図16B及び図16Cに示すように、第1絶縁膜32aが金属基板31の全面に形成され、第1絶縁膜32aを貫通するコンタクトホールが形成されないにも関らず、寄生静電容量の発生を防止可能である。すなわち、本発明の第3実施例による表示装置は、TFTアレイ基板の製造方法を限定せずにも寄生静電容量の発生を防止することができる。
【0070】
本発明の第3実施例による表示装置の製造方法は、金属基板31上に画素アレイTFT、Cst、GL、DL、SL、KLを形成した後、ストレージ電圧Vstを発生させる電圧源23の出力端子25と金属基板31とを導電性ケーブル65で接続する工程を含む。
【0071】
このような本発明による実施例は、液晶表示装置、電気泳動表示装置、有機電界発光表示装置などにも適用可能である。
【0072】
以上説明した内容から本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更及び修正ができるということが、当業者にとっては明らかである。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書中の詳細な説明に記載された内容に限定されてはいけなく、特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】従来の表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板を示す図である。
【図2】本発明による表示装置を概略的に示す図である。
【図3】本発明の第1実施例による表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板を示す平面図である。
【図4】図3のI−I’線に沿った断面図である。
【図5A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図である。
【図5B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す断面図である。
【図6A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図である。
【図6B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す断面図である。
【図7A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図である。
【図7B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す断面図である。
【図8A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図である。
【図8B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す断面図である。
【図9A】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第5マスク工程を示す平面図である。
【図9B】本発明の第1実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第5マスク工程を示す断面図である。
【図10】本発明の第2実施例による表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板を示す平面図である。
【図11】図10のII−II’、III−III’線に沿ってそれぞれ切断した断面図である。
【図12A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す平面図である。
【図12B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第1マスク工程を示す断面図である。
【図13A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す平面図である。
【図13B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第2マスク工程を示す断面図である。
【図14A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す平面図である。
【図14B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第3マスク工程を示す断面図である。
【図15A】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す平面図である。
【図15B】本発明の第2実施例による薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法において第4マスク工程を示す断面図である。
【図16A】本発明の第3実施例による表示装置を示す図である。
【図16B】本発明の第3実施例による表示装置を示す図である。
【図16C】本発明の第3実施例による表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【0074】
31 金属基板
32a,32b,35,41 絶縁膜
33 ゲート電極
48 半導体パターン
39 ソース電極
40 ドレイン電極
45 第1コンタクトホール
42 第2コンタクトホール
43 画素電極
GL ゲートライン
DL データライン
SL ストレージライン
KL 供給ライン
A 画素アレイ領域
23 ストレージ電圧源
25 ストレージ電圧源の出力端子
65 導電ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備えた画素アレイ及び前記ストレージラインに接続される供給ラインが形成された金属基板と、
前記ストレージ電圧を生成し、前記供給ラインに接続された電圧源と、を備え、
前記金属基板は、前記電圧源の出力端子、前記供給ラインまたは前記ストレージラインのいずれかに接続されることを特徴とする、表示装置。
【請求項2】
前記画素アレイは、
前記ストレージラインと離間するように形成されたゲートライン、及び前記ゲートラインと接続された薄膜トランジスタのゲート電極と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記ゲート電極と重なる半導体パターンと、
前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極と、
前記ストレージラインと重なるとともに、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続される画素電極と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
金属基板上に形成された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜を貫通して前記金属基板を露出させる第1コンタクトホールと、
前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1コンタクトホールを介して前記金属基板に接続されたストレージラインと、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項4】
金属基板の縁部を除く前記金属基板の画素アレイ領域上に形成された第1絶縁膜と、
前記画素アレイ領域外の前記金属基板の縁部に形成され、ストレージ電圧が供給される供給ラインと、
前記供給ラインと接続され、前記第1絶縁膜上に形成されて、前記画素アレイ領域に前記ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインと、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項5】
前記ストレージラインと離間するように前記第1絶縁膜上に形成されたゲートライン、及び前記ゲートラインと接続された薄膜トランジスタのゲート電極と、
前記ゲートライン、前記ゲート電極及び前記ストレージラインを覆う第2絶縁膜と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記第2絶縁膜上に形成された半導体パターンと、
前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータラインと、
前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極と、
前記データライン及び前記薄膜トランジスタを覆う第3絶縁膜と、
前記第3絶縁膜を貫通して前記薄膜トランジスタのドレイン電極を露出させる第2コンタクトホールと、
前記第3絶縁膜上に形成され、前記ストレージラインと重なるとともに、前記第2コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続された画素電極と、
を備えることを特徴とする、請求項3または4に記載の表示装置。
【請求項6】
ストレージ電圧が供給される画素アレイが形成された金属基板と、
前記ストレージ電圧を生成する電圧源と、
前記金属基板と前記電圧源の出力端子とに接続された導電ケーブルと、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項7】
金属基板上にストレージ電圧を供給する供給ラインと、前記供給ラインに接続された複数のストレージラインを含む画素アレイを形成する段階と、
前記ストレージ電圧を生成する電圧源の出力端子を前記供給ラインに接続する段階と、を含み、
前記金属基板は、前記供給ライン、前記ストレージラインまたは前記電圧源の出力端子のいずれかに接続されることを特徴とする、製造方法。
【請求項8】
前記画素アレイを形成する段階は、
前記供給ライン及びストレージラインと同時に、前記ストレージラインと離間するようにゲートライン、及び前記ゲートラインに接続される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記ゲート電極と重なる半導体パターン、前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極を形成する段階と、
前記ストレージラインと重なるとともに、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続された画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項7に記載の表示装置の製造方法。
【請求項9】
金属基板上に、前記金属基板を露出させる第1コンタクトホールを有する第1絶縁膜を形成する段階と、
前記第1コンタクトホールを介して前記金属基板と接続されるストレージラインを形成する段階と、
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
【請求項10】
金属基板の縁部を除く前記金属基板の画素アレイ領域上に第1絶縁膜を形成する段階と、
前記画素アレイ領域外の前記金属基板の縁部に、ストレージ電圧が供給される供給ラインを形成し、かつ、前記供給ラインと接続され、前記画素アレイ領域に前記ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを前記第1絶縁膜上に形成する段階と、
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
【請求項11】
前記ストレージラインを形成する段階は、
前記ストレージラインと離間するように前記第1絶縁膜上にゲートライン、及び前記ゲートラインと接続される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する段階を含むことを特徴とする、請求項9または10に記載の表示装置の製造方法。
【請求項12】
前記ゲートライン、前記ゲート電極と前記ストレージラインを覆う第2絶縁膜を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記第2絶縁膜上に半導体パターンを形成し、前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に配置されるデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタのドレイン電極を露出させる第2コンタクトホールを有する第3絶縁膜を形成する段階と、
前記第3絶縁膜上で前記ストレージラインと重なるとともに、前記第2コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続される画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項11に記載の表示装置の製造方法。
【請求項13】
金属基板上にストレージ電圧が供給される画素アレイを形成する段階と、
前記ストレージ電圧を生成する電圧源の出力端子と前記金属基板とを導電ケーブルで接続する段階と、
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
【請求項1】
ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを備えた画素アレイ及び前記ストレージラインに接続される供給ラインが形成された金属基板と、
前記ストレージ電圧を生成し、前記供給ラインに接続された電圧源と、を備え、
前記金属基板は、前記電圧源の出力端子、前記供給ラインまたは前記ストレージラインのいずれかに接続されることを特徴とする、表示装置。
【請求項2】
前記画素アレイは、
前記ストレージラインと離間するように形成されたゲートライン、及び前記ゲートラインと接続された薄膜トランジスタのゲート電極と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記ゲート電極と重なる半導体パターンと、
前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極と、
前記ストレージラインと重なるとともに、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続される画素電極と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
金属基板上に形成された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜を貫通して前記金属基板を露出させる第1コンタクトホールと、
前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1コンタクトホールを介して前記金属基板に接続されたストレージラインと、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項4】
金属基板の縁部を除く前記金属基板の画素アレイ領域上に形成された第1絶縁膜と、
前記画素アレイ領域外の前記金属基板の縁部に形成され、ストレージ電圧が供給される供給ラインと、
前記供給ラインと接続され、前記第1絶縁膜上に形成されて、前記画素アレイ領域に前記ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインと、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項5】
前記ストレージラインと離間するように前記第1絶縁膜上に形成されたゲートライン、及び前記ゲートラインと接続された薄膜トランジスタのゲート電極と、
前記ゲートライン、前記ゲート電極及び前記ストレージラインを覆う第2絶縁膜と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記第2絶縁膜上に形成された半導体パターンと、
前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータラインと、
前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極と、
前記データライン及び前記薄膜トランジスタを覆う第3絶縁膜と、
前記第3絶縁膜を貫通して前記薄膜トランジスタのドレイン電極を露出させる第2コンタクトホールと、
前記第3絶縁膜上に形成され、前記ストレージラインと重なるとともに、前記第2コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続された画素電極と、
を備えることを特徴とする、請求項3または4に記載の表示装置。
【請求項6】
ストレージ電圧が供給される画素アレイが形成された金属基板と、
前記ストレージ電圧を生成する電圧源と、
前記金属基板と前記電圧源の出力端子とに接続された導電ケーブルと、
を備えることを特徴とする、表示装置。
【請求項7】
金属基板上にストレージ電圧を供給する供給ラインと、前記供給ラインに接続された複数のストレージラインを含む画素アレイを形成する段階と、
前記ストレージ電圧を生成する電圧源の出力端子を前記供給ラインに接続する段階と、を含み、
前記金属基板は、前記供給ライン、前記ストレージラインまたは前記電圧源の出力端子のいずれかに接続されることを特徴とする、製造方法。
【請求項8】
前記画素アレイを形成する段階は、
前記供給ライン及びストレージラインと同時に、前記ストレージラインと離間するようにゲートライン、及び前記ゲートラインに接続される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記ゲート電極と重なる半導体パターン、前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に形成されたデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極を形成する段階と、
前記ストレージラインと重なるとともに、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続された画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項7に記載の表示装置の製造方法。
【請求項9】
金属基板上に、前記金属基板を露出させる第1コンタクトホールを有する第1絶縁膜を形成する段階と、
前記第1コンタクトホールを介して前記金属基板と接続されるストレージラインを形成する段階と、
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
【請求項10】
金属基板の縁部を除く前記金属基板の画素アレイ領域上に第1絶縁膜を形成する段階と、
前記画素アレイ領域外の前記金属基板の縁部に、ストレージ電圧が供給される供給ラインを形成し、かつ、前記供給ラインと接続され、前記画素アレイ領域に前記ストレージ電圧を供給する複数のストレージラインを前記第1絶縁膜上に形成する段階と、
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
【請求項11】
前記ストレージラインを形成する段階は、
前記ストレージラインと離間するように前記第1絶縁膜上にゲートライン、及び前記ゲートラインと接続される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する段階を含むことを特徴とする、請求項9または10に記載の表示装置の製造方法。
【請求項12】
前記ゲートライン、前記ゲート電極と前記ストレージラインを覆う第2絶縁膜を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタ形成領域で前記第2絶縁膜上に半導体パターンを形成し、前記ゲートラインと交差するように前記半導体パターン上に配置されるデータライン、前記データラインと接続された前記薄膜トランジスタのソース電極、及び前記薄膜トランジスタのドレイン電極を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタのドレイン電極を露出させる第2コンタクトホールを有する第3絶縁膜を形成する段階と、
前記第3絶縁膜上で前記ストレージラインと重なるとともに、前記第2コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのドレイン電極と接続される画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項11に記載の表示装置の製造方法。
【請求項13】
金属基板上にストレージ電圧が供給される画素アレイを形成する段階と、
前記ストレージ電圧を生成する電圧源の出力端子と前記金属基板とを導電ケーブルで接続する段階と、
を含むことを特徴とする、表示装置の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【公開番号】特開2008−225445(P2008−225445A)
【公開日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−329409(P2007−329409)
【出願日】平成19年12月21日(2007.12.21)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年12月21日(2007.12.21)
【出願人】(501426046)エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Fターム(参考)】
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