(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1ソース電極部の末端、前記第1ドレイン電極部の末端、前記第2ソース電極部の末端、及び前記第2ドレイン電極部の末端に補助遮光部を配置しないことを特徴とする請求項1に記載のマスク。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、添付図面を参照して本発明を詳しく説明する。
本発明は多様な変更が可能であり、様々な形態に実施できるが、特定の実施例だけを図面に例示しこれに基づいて本発明を説明する。しかし、本発明の範囲はこのような特定の実施例に限定されない。本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物又は代替物は本発明に含まれると理解されるべきである。
【0041】
図面において、各構成要素とその形状などが簡略に示されるか、又は誇張して示されるか、更に、実際製品にある構成要素が表現されずに省略され得る。従って、図面は発明の理解を助けるためのものと解釈されるべきである。また、同一の機能をする構成要素には同一の符号を付ける。
【0042】
ある層や構成要素が他の層や構成要素の‘上’にあると記載された場合、ある層や構成要素が他の層や構成要素と直接接触して配置された場合だけでなく、その間に第3の層が介在して配置された場合まで全てを含む意味である。
【0043】
ある部分が他の部分と連結されているとする場合、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の構成要素をおいて電気的に連結されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を含むとする場合、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
【0044】
本明細書で第1、第2、第3などの用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、このような構成要素は、前記用語によって限定されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲から逸脱せず、第1構成要素が第2又は第3構成要素などと命名され得、同様に第2又は第3構成要素も交代して命名され得る。例えば、“A”という構成要素は“第1A”、“第2A”又は“第3A”と表記され得る。
【0045】
‘〜の下方に(below)’、‘〜直下に(beneath)’、‘〜下部の(lower)’、‘〜上方に(above)’、‘〜上部の(upper)’のような空間的に相対的な用語は図面に示されたように一つの素子又は構成要素と他の素子又は構成要素との相関関係を容易に記述するために用いられる。空間的に相対的な用語は図面に示されている方向に加えて使用時又は動作時に素子の互いに異なる方向を含むものとして理解しなければならない。例えば、図面に示されている素子が上下逆転すると、他の素子の‘〜の下方に(below、beneath)’と記載された素子は他の素子の‘〜上方に(above)’となる。従って、例示的な用語‘〜下に’は‘〜上に’又は‘〜下に’を包括する概念である。素子は他の方向にも配向され、これによって空間的に相対的な用語は配向により解釈されることができる。
【0046】
他の定義がなければ、本明細書で用いられる全ての用語(技術及び科学的用語を含む)は本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に共通的に理解できる意味で使用される筈である。また、一般に使用される辞典で定義されている用語は明白に特に定義されていない限り過度に厳密に解釈されない。
【0047】
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素については同一の符号を付ける。
【0048】
以下、
図1乃至
図4を参照して本発明の第1実施例を説明する。
図1は本発明の第1実施例に係る表示装置の平面図であり、
図2は
図1のI−I’に沿って切断した断面図であり、
図3は
図1のII−II’に沿って切断した断面図であり、
図4は
図1のIII−III’に沿って切断した断面図である。
【0049】
本発明の第1実施例に係る表示装置は液晶表示装置10である。しかし、本発明の適用範囲は液晶表示装置に限定されず、本発明は有機発光表示装置にも適用可能である。
【0050】
本発明の第1実施例に係る液晶表示装置10は第1基板301、第1基板301と対向して配置された第2基板302及び第1基板301と第2基板302の間に配置された液晶層333を含む。
【0051】
液晶表示装置10は複数の画素を含み、一つの画素101は第1副画素領域P1と第2副画素領域P2とを含む。
【0052】
具体的に、第1実施例に係る液晶表示装置10の一つの画素101は、
図1乃至
図4に示されているように、ゲートラインGL、データラインDL、第1薄膜トランジスタTFT1、第2薄膜トランジスタTFT2、第3薄膜トランジスタTFT3、第1維持ライン751、第2維持ライン752、第1副画素電極PE1、第2副画素電極PE2、第1延長電極181、第2延長電極182、第3延長電極183、共通電極210、カラーフィルタ354及び液晶層333を含む。
【0053】
第1薄膜トランジスタTFT1は、
図1及び
図2に示されているように、第1ゲート電極GE1、第1半導体層311、第1ソース電極SE1及び第1ドレイン電極DE1を含む。
【0054】
第2薄膜トランジスタTFT2は、
図1及び
図3に示されているように、第2ゲート電極GE2、第2半導体層312、第2ソース電極SE2及び第2ドレイン電極DE2を含む。
【0055】
第3薄膜トランジスタTFT3は、
図1及び
図4に示されているように、第3ゲート電極GE3、第3半導体層313、第3ソース電極SE3及び第3ドレイン電極DE3を含む。
【0056】
図2に示されているように、ゲートラインGLは第1基板301上に配置される。具体的に、
図1に示されているように、ゲートラインGLは第1副画素領域P1と第2副画素領域P2の間に配置される。
【0057】
ゲートラインGLは、
図1に示されているように、互いに異なる線幅を有する。ゲート電極GE1、GE2、GE3はゲートラインGLから延長された構造を有する。即ち、ゲートラインGL及びゲート電極GE1、GE2、GE3は一体に構成される。
【0058】
図示していないが、ゲートラインGLは、他の層又は外部駆動回路との接続のために、接続部分(例えば、端部)が他の部分より大きい面積を有し得る。
【0059】
ゲートラインGLはアルミニウム(Al)やアルミニウム合金のようなアルミニウム系の金属、銀(Ag)や銀合金のような銀系の金属、銅(Cu)や銅合金のような銅系の金属、又はモリブデン(Mo)やモリブデン合金のようなモリブデン系の金属からなり得、一方、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、及びチタン(Ti)のうちの何れか一つからなり得る。また、ゲートラインGLは物理的性質が異なる少なくとも二つの導電膜を含む多重膜構造を持ち得る。例えば、ゲートラインGLはチタン(Ti)下部膜及び銅(Cu)上部膜を含む二重膜構造を有し得る。
【0060】
第1維持ライン751は第1副画素電極PE1の少なくとも一辺に沿って第1基板301上に配置される。例えば、第1維持ライン751は、
図1に示されているように、第1副画素電極PE1を囲む形状を有する。このとき、第1維持ライン751と第1副画素電極PE1は互いに重畳する場合と重畳しない場合がある。
【0061】
第1維持ライン751には外部から第1維持電圧が印加される。第1維持電圧は直流電圧であり得る。
第1維持ライン751は前述のゲートラインGLと同一の構造を有し得る。即ち、ゲートラインGLと第1維持ライン751は同一の工程で同時に作り得る。
【0062】
第2維持ライン752は第2副画素電極PE2の少なくとも一辺に沿って第1基板301上に配置される。例えば、第2維持ライン752は、
図1に示されているように、第2副画素電極PE2の辺のうちの少なくとも一つの辺に近接して配置される。このとき、第2維持ライン752と第2副画素電極PE2は互いに重畳する場合と重畳しない場合がある。
【0063】
第2維持ライン752と第1維持ライン751は互いに連結される。
第2維持ライン752は前述のゲートラインGLと同一の構造を有し得る。即ち、ゲートラインGLと第2維持ライン752は同一の工程で同時に作り得る。
【0064】
ゲート絶縁膜310はゲートラインGL、ゲート電極GE1、GE2、GE3、第1維持ライン751及び第2維持ライン752上に配置される。このとき、ゲート絶縁膜310は第1維持ライン751及び第2維持ライン752を含む第1基板301の全面に位置し得る。
ゲート絶縁膜310は、
図4に示されているように、第1維持ラインを露出させる第3コンタクトホールCH3を有する。即ち、
図4を参考にすれば、第1維持ラインを露出させる第3コンタクトホールCH3はゲート絶縁膜310によって定義される。
【0065】
ゲート絶縁膜310は窒化ケイ素(SiNx)又は酸化ケイ素(SiOx)からなる。ゲート絶縁膜310は物理的性質が異なる少なくとも二つの絶縁層を含む多重膜構造を有し得る。
【0066】
第1半導体層311、第2半導体層312、及び第3半導体層313はゲート絶縁膜310上に配置される。第1半導体層311は第1ゲート電極GE1と重畳し、第2半導体層312は第2ゲート電極GE2と重畳し、第3半導体層313は第3ゲート電極GE3と重畳する。
【0067】
第1乃至第3半導体層311、312、313は互いに連結され得る。
第1乃至第3半導体層311、312、313は各々、非晶質シリコン又は多結晶シリコンなどからなり得る。また、第1乃至第3半導体層311、312、313は酸化物半導体からもなり得る。
【0068】
抵抗性接触層360は第1第3半導体層311、312、313上に配置される。また、抵抗性接触層360は第1乃至第3薄膜トランジスタTFT1、TFT2、TFT3の各チャンネル領域に対応する半導体層上には位置しない。
抵抗性接触層360はリン(phosphorus)のようなn型不純物が高濃度でドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなるかシリサイド(silicide)からなり得る。
【0069】
第1薄膜トランジスタTFT1に含まれている第1ソース電極SE1及び第1ドレイン電極DE1と、第2薄膜トランジスタTFT2に含まれている第2ソース電極SE2及び第2ドレイン電極DE2と、第3薄膜トランジスタTFT3に含まれている第3ソース電極SE3及び第3ドレイン電極DE3とは抵抗性接触層360上に配置される。
【0070】
第1ソース電極SE1は、
図1に示されているように、データラインDLから第1ゲート電極GE1に伸びて第1ゲート電極GE1及び第1半導体層311上に配置される。第1ソース電極SE1は第1ゲート電極GE1及び第1半導体層311と重なる。第1ソース電極SE1はC字、逆C字、U字及び逆U字のうちの何れか一つの形状を有する。
図1にU字形状を有する第1ソース電極SE1が示されている。
【0071】
第1ソース電極SE1はモリブデン、クロム、タンタル及びチタンなど耐熱性金属(refractory metal)又はこれらの合金からなり得る。第1ソース電極SE1は耐熱性金属膜と低抵抗導電膜を含む多重膜構造を有し得る。多重膜構造の例として、クロム又はモリブデン(又はモリブデン合金)下部膜とアルミニウム(又はアルミニウム合金)上部膜を含む二重膜、チタン下部膜と銅上部膜を含む二重膜、モリブデン(又はモリブデン合金)下部膜とアルミニウム(又はアルミニウム合金)中間膜とモリブデン(又はモリブデン合金)上部膜を含む三重膜などがある。第1ソース電極SE1はそれ以外にも様々な多様な金属又は導電体からなり得る。
【0072】
第1ドレイン電極DE1は第1ソース電極SE1と離隔して第1ゲート電極GE1及び第1半導体層311上に配置される。第1ドレイン電極DE1は第1ゲート電極GE1、第1半導体層311及び第1延長電極181と重なる。このとき、第1ドレイン電極DE1は第1コンタクトホールCH1を通じて第1延長電極181に連結される。
【0073】
第1ドレイン電極DE1は前述の第1ソース電極SE1と同一の構造を有する。言い換えれば、第1ドレイン電極DE1と第1ソース電極SE1は同一の工程で同時に形成できる。
【0074】
第1ゲート電極GE1、第1ソース電極SE1、第1ドレイン電極DE1、第1半導体層311及び抵抗性接触層360は第1薄膜トランジスタTFT1をなす。このとき、第1薄膜トランジスタTFT1のチャンネル(channel)は第1ソース電極SE1と第1ドレイン電極DE1の間の第1半導体層311部分に形成される。チャンネルに相当する第1半導体層311部分の厚さは第1半導体層311の他の部分の厚さに比べて小さい。
【0075】
第2ソース電極SE2は第1ソース電極SE1に電気的に連結される。このために第2ソース電極SE2と第1ソース電極SE1は一体で構成される。第2ソース電極SE2は第2ゲート電極GE2及び第2半導体層312上に配置される。第2ソース電極SE2は第2ゲート電極GE2及び第2半導体層312と重なる。第2ソース電極SE2はC字、逆C字、U字、及び逆U字のうちの何れか一つの形状を有する。
図1には逆U字状を有する第2ソース電極SE2が示されている。即ち、第2ソース電極SE2は第1ソース電極SE1に対して反転した形状を有する。
【0076】
第2ソース電極SE2は前述の第1ソース電極SE1と同一の構造を有する。言い換えれば、第2ソース電極SE2と第1ソース電極SE1は同一の工程で同時に形成できる。
【0077】
第2ドレイン電極DE2は第2ソース電極SE2と離隔して第2ゲート電極GE2及び第2半導体層312上に配置される。第2ドレイン電極DE2は第2ゲート電極GE2、第2半導体層312及び第2延長電極182と重なる。このとき、第2ドレイン電極DE2は第2コンタクトホールCH2を通じて第2延長電極182に連結される。
【0078】
第2ドレイン電極DE2は前述の第1ソース電極SE1と同一の材料及び構造(多重膜構造)を有し得る。言い換えれば、第2ドレイン電極DE2と第1ソース電極SE1は同一の工程で同時に形成できる。
【0079】
第2ゲート電極GE2、第2ソース電極SE2、第2ドレイン電極DE2、第2半導体層312及び抵抗性接触層360は第2薄膜トランジスタTFT2をなす。このとき、第2薄膜トランジスタTFT2のチャンネルは第2ソース電極SE2と第2ドレイン電極DE2の間の第2半導体層312部分に形成される。チャンネルに相当する第2半導体層312部分の厚さは第2半導体層312の他の部分の厚さに比べて小さい。
【0080】
第3ソース電極SE3は第2ドレイン電極DE2に電気的に連結される。このために第3ソース電極SE3と第2ドレイン電極DE2は一体で構成される。第3ソース電極SE3は第3ゲート電極GE3及び第3半導体層313上に配置される。第3ソース電極SE3は第3ゲート電極GE3及び第3半導体層313と重なる。
【0081】
第3ソース電極SE3は前述の第1ソース電極SE1と同一の構造を有する。言い換えれば、第3ソース電極SE3と第1ソース電極SE1は同一の工程で同時に形成できる。
【0082】
第3ドレイン電極DE3は第3ソース電極SE3と離隔して第3ゲート電極GE3、第3半導体層313及び第1維持ライン751上に配置される。第3ドレイン電極DE3は第3ゲート電極GE3、第3半導体層313、第1維持ライン751及び第3延長電極183と重なる。このとき、第3ドレイン電極DE3は第3コンタクトホールCH3を通じて第3延長電極183に連結される。
【0083】
第3ドレイン電極DE3は前述の第1ソース電極SE1と同一の構造を有する。言い換えれば、第3ドレイン電極DE3と第1ソース電極SE1は同一の工程で同時に形成できる。
【0084】
第3ゲート電極GE3、第3ソース電極SE3、第3ドレイン電極DE3、第3半導体層313及び抵抗性接触層360は第3薄膜トランジスタTFT3をなす。このとき、第3薄膜トランジスタTFT3のチャンネルは第3ソース電極SE3と第3ドレイン電極DE3の間の第3半導体層313部分に形成される。チャンネルに相当する第3半導体層313部分の厚さは第3半導体層313の他の部分の厚さに比べて小さい。
【0085】
データラインDLはゲート絶縁膜310上に配置される。図示していないが、データラインDLは、他の層又は外部駆動回路との接続のために、接続部分(例えば、端部)が他の部分より大きい面積を有し得る。
【0086】
データラインDLはゲートラインGL及び第1維持ライン751と交差する。図示していないが、データラインDLとゲートラインGLが交差する所でデータラインDLは他の部分よりも小さい線幅を有し得る。同様に、データラインDLと維持ライン751、752が交差する所でデータラインDLは他の部分よりも小さい線幅を有し得る。これによって、データラインDLとゲートラインGLの間の寄生キャパシタンスのサイズと、データラインDLと維持ライン751、752の間の寄生キャパシタンスのサイズとを削減できる。データラインDLは前述の第1ソース電極SE1と同一の構造を有する。言い換えれば、データラインDLと第1ソース電極SE1は同一の工程で同時に形成できる。
【0087】
データラインDLの下部に半導体層314及び抵抗性接触層364が配置される。例えば、
図2に示されているように、データラインDLとゲート絶縁膜310の間に半導体層314及び抵抗性接触層364が配置される。
【0088】
以下、データラインDL、第1ソース電極SE1、第2ソース電極SE2、第3ソース電極SE3、第1ドレイン電極DE1、第2ドレイン電極DE2、及び第3ドレイン電極DE3を含む配線部分を“データ配線部”という。データ配線部はマスクを利用した露光及びエッチングによって形成できる。
【0089】
保護膜320はデータ配線部上に配置される。即ち、保護膜320はデータラインDL、第1乃至第3ソース電極SE1、SE2、SE3、及び第1乃至第3ドレイン電極DE1、DE2、DE3を含む第1基板301の全面に配置される。保護膜320は、データ配線部を保護する。
【0090】
保護膜320は窒化ケイ素(SiNx)又は酸化ケイ素(SiOx)のような無機絶縁物質から形成でき、有機絶縁物質からも形成できる。また、保護膜320は下部無機膜と上部有機膜とからなる二重膜構造も有し得る。保護膜320は約5000Å以上、約6000Å乃至約8000Åの厚さを有し得る。
【0091】
保護膜320の一部が除去されて第1ソース電極SE1、第2ソース電極SE2及び第3ソース電極SE3が露出するようにする第1乃至第3コンタクトホールCH1、CH2、CH3が形成される。
【0092】
第1副画素電極PE1は保護膜320上に配置される。具体的に、第1副画素電極PE1は第1副画素領域P1の保護膜320上に配置される。
【0093】
第1副画素電極PE1は切開部602によって形成された複数の枝電極601を有する。
図1を参照すれば、第1副画素電極PE1はこのような枝電極601が連結されてなる構造を有する。第1副画素電極PE1は、ITO、IZO、AZOなどのような透明導電性酸化物(transparent conductive oxide、TCO)から形成できる。
【0094】
第2副画素電極PE2は保護膜320上に配置される。具体的に、第2副画素電極PE2は第2副画素領域P2の保護膜320上に配置される。
【0095】
第2副画素電極PE2は前述の第1副画素電極PE1と実質的に同一の構造を有する。即ち、第2副画素電極PE2は切開部606によって形成された複数の枝電極605を有する。
図1を参照すれば、第2副画素電極PE2はこのような枝電極605が連結されてなる構造を有する。
【0096】
第3延長電極183は保護膜320上に配置される。第3延長電極183は第1維持ライン751及び第3ドレイン電極DE3と重畳する。第3延長電極183は第3コンタクトホールCH3を通じて第1維持ライン751及び第3ドレイン電極DE3に連結される。
【0097】
第3延長電極183は第1副画素電極PE1と同一物質から形成できる。
【0098】
図示していないが、液晶表示装置10は保護ラインをさらに含み得る。保護ラインは保護膜320上に配置される。具体的に、保護ラインはデータラインDLに重畳して配置でき、データラインDLより大きい線幅を有し得る。
【0099】
また、保護ラインは前述の第1副画素電極PE1と同一物質から形成できる。このとき、保護ラインは第3延長電極183に連結できる。即ち、保護ラインと第3延長電極183は一体で構成できる。
【0100】
保護ラインに共通電圧が印加される。他の実施例として、保護ラインに共通電圧より小さいか又は大きい電圧が印加できる。
【0101】
図示していないが、第1副画素電極PE1、第1延長電極181、第2副画素電極PE2、第2延長電極182、第3延長電極183及び保護膜320上に下部配向膜が配置される。下部配向膜は垂直配向膜であり得、光反応物質を含む配向膜であり得る。
【0102】
ブラックマトリクス376は第2基板302上に配置される。ブラックマトリクス376は第2基板302のうち画素領域(第1副画素領域及び第2副画素領域)に対応する部分を除いた残りの部分に配置される。なお、ブラックマトリクス376は第2基板302上ではなく第1基板301上に配置できる。
【0103】
カラーフィルタ354は画素領域に配置される。カラーフィルタ354は赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタを含む。なお、カラーフィルタ354は第2基板302上ではなく第1基板301上に配置できる。
【0104】
オーバコート層722はブラックマトリクス376及びカラーフィルタ354上に配置される。このとき、オーバコート層722はブラックマトリクス376及びカラーフィルタ354が配置された第2基板302の全面に配置される。
【0105】
オーバコート層722はブラックマトリクス376及びカラーフィルタ354の間の高低差を解消し、カラーフィルタ354を保護する。
【0106】
共通電極210はオーバコート層722上に配置される。共通電極210はオーバコート層722を含む第2基板302の全面に配置される。これとは異なり、共通電極210は第1副画素領域P1及び第2副画素領域P2に対応する領域にだけ配置することもできる。
【0107】
共通電極210には共通電圧が印加され得る。共通電極210は前述の第1副画素電極PE1と同一物質から形成できる。
【0108】
図示していないが、共通電極210及びオーバコート層722上に上部配向膜が配置される。上部配向膜は垂直配向膜であり得、光重合物質を利用して光配向された配向膜であり得る。
【0109】
液晶層333は第1基板301と第2基板302の間に配置される。液晶層333は光重合物質を含み得る。
【0110】
第1基板301と第2基板302の間の向き合う面を各々、上部面と定義し、その上面の反対側に位置した面を各々、下部面と定義するとき、第1基板301の下部面と第2基板302の下部面に偏光板を配置できる。
【0111】
図5は
図1に示された一つの画素101に対する等価回路図である。
画素101は、
図5に示されているように、第1薄膜トランジスタTFT1、第1液晶容量キャパシタClc1、第1補助容量キャパシタCst1、第2薄膜トランジスタTFT2、第2液晶容量キャパシタClc2、第2補助容量キャパシタCst2及び第3薄膜トランジスタTFT3を含む。
【0112】
第1薄膜トランジスタTFT1はデータラインDLと第1副画素電極PE1の間に接続され、ゲートラインGLからのゲート信号によって制御される。即ち、第1薄膜トランジスタTFT1はゲート信号によってターンオンされて、データラインDLからのデータ信号を第1副画素電極PE1に印加する。
【0113】
第1液晶容量キャパシタClc1は互いに対向して位置した第1副画素電極PE1と共通電極210の間に形成される。また、共通電極210には共通電圧Vcomが印加される。
【0114】
第1補助容量キャパシタCst1は互いに対向して位置した第1副画素電極PE1と第1維持ライン751の間に形成される。第1維持ライン751に維持電圧(Vcst)が印加される。維持電圧(Vcst)は共通電圧Vcomと同一であり得る。
【0115】
第2薄膜トランジスタTFT2はデータラインDLと第2副画素電極PE2の間に形成され、ゲートラインGLからのゲート信号によって制御される。第2薄膜トランジスタTFT2はゲート信号によってターンオンされて、データラインDLからのデータ信号を第2副画素電極PE2に印加する。
【0116】
第2液晶容量キャパシタClc2は互いに対向して位置した第2副画素電極PE2と共通電極210の間に形成される。
【0117】
第2補助容量キャパシタCst2は互いに対向して位置した第2副画素電極PE2と第2維持ライン752の間に形成される。第2維持ライン752には維持電圧(Vcst)が印加される。維持電圧(Vcst)は共通電圧と同一であり得る。
【0118】
第3薄膜トランジスタTFT3は第2副画素電極PE2と第1維持ライン751の間に形成され、ゲートラインGLからのゲート信号によって制御される。即ち、第3薄膜トランジスタTFT3はゲート信号によってターンオンされて、第2副画素電極からのデータ信号を第1維持ライン751に印加する。
【0119】
以下、
図5に示された画素の動作について説明する。
ゲートラインGLにゲート信号が印加されると、データラインGLに伝達されたデータ電圧が第1薄膜トランジスタTFT1及び第2薄膜トランジスタTFT2を通じて第1副画素電極PE1及び第2副画素電極PE2に各々、印加される。
【0120】
第1薄膜トランジスタTFT1を通過したデータ電圧は全て第1副画素電極TFT1に印加されるが、第2薄膜トランジスタTFT2を通過したデータ電圧は第3薄膜トランジスタTFT3と第2副画素電極PE2に印加される。従って、第1副画素電極PE1が位置した第1副画素領域P1の輝度は、第2副画素電極PE2が位置した第2副画素領域P2の輝度より高い。
【0121】
より詳しくは、ゲートラインGLにゲート信号が印加されると、第2薄膜トランジスタTFT2の第2ソース電極SE2に印加されたデータ電圧はチャンネルを通過して第2薄膜トランジスタTFT2の第2ドレイン電極DE2に伝達される。第2薄膜トランジスタTFT2の第2ドレイン電極DE2に伝達されたデータ電圧のうち一部は第2副画素電極PE2に印加され残りの一部は第3薄膜トランジスタTFT3を通じて第1維持ライン751に流出する。ここで、データ電圧は第2薄膜トランジスタTFT2と第3薄膜トランジスタTFT3の間の抵抗比によって分圧される。
【0122】
高解像度液晶表示装置10は、画素101の開口率の向上のために小さいサイズの薄膜トランジスタを含む。特に、抵抗ダイオード(resistive diode、RD)である第3薄膜トランジスタTFT3はサイズが小さくチャンネルの長さが短い。従って、製造過程で発生する工程誤差によって第3薄膜トランジスタTFT3に不良が発生し易い。
【0123】
図6は一般的な露光マスクの部分平面図(a)及びこのような露光マスクを利用して製造された薄膜トランジスタの平面図(b)である。
第3薄膜トランジスタTFT3のチャンネル700は第3ソース電極SE3と第3ドレイン電極DE3によって定義され、短い長さLbを有する。従って、第3薄膜トランジスタTFT3のチャンネル700は全体的にライン形状を有する。フォトレジストPR及び露光マスクを利用した露光及びエッチングによって第3薄膜トランジスタTFT3が製造される過程で、ライン形状のチャンネル700を形成するために、チャンネル700の上部にライン形状のフォトレジストパターンが形成される。しかし、光の干渉やスティッチ露光に応じた露光量の差などによって、チャンネル700上部に位置するライン形状のフォトレジストは、均一な厚さと幅の維持が困難である。従って、チャンネル700の形成過程で不良が発生し易い。
【0124】
具体的に、
図6の(a)は第3ソース電極SE3の形成のための第3ソース電極部932、第3ドレイン電極DE3の形成のための第3ドレイン電極部933、及び第3半導体層313のチャンネル700に対応する第3チャンネル部931を含むマスクの部分平面図である。
【0125】
図6を参照すれば、第3半導体層313のチャンネル領域に対応する第3チャンネル部931は半透過部で、遮光部である第3ソース電極部932と第3ドレイン電極部933の間に細いライン形状に配置される。
【0126】
第3ソース電極部932、第3ドレイン電極部、及び第3チャンネル部931以外の領域は透光部であり、透光部は広い面積を有する。このような透光部には露光のための十分な光が照射され、透光部に照射されたこのような光は第3チャンネル部931と透光部905(
図8参照)の間の境界部931a、931bに配置されたフォトレジストに影響を与える。従って、第3チャンネル部931の境界部931a、931bに配置されたフォトレジストが過露光されるか又は浮き上がってしまい(shift)、半導体層313の周縁が必要以上に過蝕刻される。このような半導体層313の過蝕刻によってチャンネル700の周縁が損傷して、
図6の(b)に示された凹部313aが形成され得る。
【0127】
このような凹部313aによってチャンネル700の幅Wbが位置によって異なり、従って、チャンネル700を通した信号伝達の変化又はエラーが生じ得る。このような信号伝達の変化やエラーは表示品質不良の原因となる。
【0128】
本発明の第2実施例は、チャンネル領域700にこのような凹部313aが形成されるのを防止するために、第3ソース電極部932の末端部に配置された第1補助遮光部及び第3ドレイン電極部933の末端部に配置された第2遮光部を含むマスク20を提供する。
【0129】
以下、
図7乃至
図9を参照して本発明の第2実施例に係るマスクについて詳しく説明する。
図7は本発明の第2実施例に係るマスク20の平面図であり、
図8は
図7のIV−IV’に沿って切断した断面図であり、
図9は
図7の“A”部分に対する拡大図である。
本発明の第2実施例に係るマスク20はデータラインDL、ソース電極SE1、SE2、SE3、ドレイン電極DE1、DE2、DE3、及び半導体層311、312、313を含むデータ配線部形成用マスクであり、光照射によってエッチング性が増加するポジティブ型(positive type)フォトレジストを利用するパターン形成工程に使用される。
【0130】
マスク20はベース基板901及びベース基板901上に形成された遮光パターン902を含む。
【0131】
ベース基板901としては透明なガラス又はプラスチック基板が用いられる。しかし、本発明の第2実施例はこれに限定されるものではなく、ベース基板901は適切な光透過性と機械的強度を有する他の材料から形成し得る。
【0132】
遮光パターン902はベース基板901に遮光物質を選択的に塗布することによって形成することができる。
遮光パターン902は透光部及び遮光部を含む。また、遮光パターン902は半透過部をさらに含む。
【0133】
遮光部は光の通過が遮断される部分で、第1基板301に配置されるデータラインDL、ソース電極SE1、SE2、SE3及びドレイン電極DE1、DE2、DE3の領域に対応する(
図2参照)。
即ち、遮光部はデータラインDLと対応するデータライン部910、第1ソース電極SE1と対応する第1ソース電極部912、第1ドレイン電極DE1と対応する第1ドレイン電極部913、第2ソース電極SE2と対応する第2ソース電極部922、第2ドレイン電極DE2に対応する第2ドレイン電極部923、第3ソース電極SE3に対応する第3ソース電極部932及び第3ドレイン電極DE3に対応する第3ドレイン電極部933を含む。
【0134】
具体的に遮光部は、データライン部910から延長された第1ソース電極部912、第1ソース電極部912と離隔して配置された第1ドレイン電極部913、第1ソース電極部912と連結された第2ソース電極部922、第2ソース電極部922と離隔して配置された第2ドレイン電極部923、第2ドレイン電極部923と連結された第3ソース電極部932及び第3ソース電極部932と離隔して配置され少なくとも一部が前記第3ソース電極部932と平行な第3ドレイン電極部933を含む。
【0135】
遮光部はベース基板901に遮光物質を塗布することによって形成される。
半透過部は入射された光の一部が透過する部分で、半導体層311、312、313のチャンネル領域に対応する。
【0136】
具体的に、半透過部は第1半導体層311のチャンネル領域に対応する第1チャンネル部911、第2半導体層312のチャンネル領域に対応する第2チャンネル部921及び第3半導体層313のチャンネル領域に対応する第3チャンネル部931を含む。
【0137】
半透過部は、例えば、25乃至75%の光透過度を有し得る。
半透過部はベース基板に遮光物質を塗布することによって形成され、遮光物質の濃度調節によって半透過部の光透過度を調整する。
【0138】
また、半透過部は透光領域と遮光スリットが交互に配置された構造を有し得、このとき、透光領域と遮光スリットの間隔調節によって光透過部の光透過度を調整する。
【0139】
マスク20において、遮光部と半透光部以外の領域は透光部である。
【0140】
図9を参照すれば、データ配線部の形成過程で第3半導体層313のチャンネル領域700に凹部313aが形成されるのを防止するために、本発明の第2実施例に係るマスク20は第3ソース電極部932の末端部に配置された第1突起部934及び第3ドレイン電極部933の末端部に配置された第2突起部935を含む。
【0141】
ここで、第1突起部934は第1補助遮光部であり、第2突起部935は第2補助遮光部である。また、第3ソース電極部932の末端部と第3ドレイン電極部933の末端部は第3チャンネル部931を間において互いに向き合う部分である。
【0142】
第1突起部934と第2突起部935は露光過程で露光部905に照射された光がチャンネル領域上部のフォトレジストに影響を与えるのを防止してチャンネル領域上部のフォトレジストが必要以上に露光されるのを防止する。その結果、チャンネルの境界が明確に形成され、チャンネル700に凹部313aが形成されるのを防止できる。
【0143】
一方、第1ソース電極部912の末端部、第1ドレイン電極部913の末端部、第2ソース電極部922の末端部及び第2ドレイン電極部923の末端には補助遮光部が配置されていない。
【0144】
以下、
図10を参照して本発明の第3実施例を説明する。
図10は本発明の第3実施例に係るマスク30の部分平面図であって、第3薄膜トランジスタTFT3の形成部に対する平面図である。即ち、
図10は
図7の“A”部分に対応する。以下、重複を避けるために、上述した構成要素に対する説明は省略する。
本発明の第3実施例に係るマスク30は第3半導体層313のチャンネル700に対応する第3チャンネル部931、第3ソース電極SE3に対応する第3ソース電極部932及び第3ドレイン電極DE3に対応する第3ドレイン電極部933を含み、第3ソース電極部932と離隔して配置された第1補助遮光部936及び第3ドレイン電極部933と離隔して配置された第2補助遮光部937を含む。第1補助遮光部936と第2補助遮光部937は第3チャンネル部931とも離隔する。
【0145】
本発明の第3実施例に係るマスク30に配置された第1補助遮光部936と第2補助遮光部937は棒(bar)形状を有する。
【0146】
具体的に、第1補助遮光部936は第3ソース電極部932の末端部及び第3チャンネル部931の上部に隣接して露光部905(
図8参照)に配置される。ここで、図面上の上側を上部とする。
【0147】
第1補助遮光部936は露光過程で第3チャンネル部931の上部が露光部905に照射される光に影響を受けるのを防止する。従って、第3チャンネル700の上部境界で第3半導体層313が過度にエッチングされるのを防止できる。
【0148】
第2補助遮光部937は第3ドレイン電極部933の末端部及び第3チャンネル部931の下部に隣接して露光部905に配置される。ここで図面上の下側を下部とする。
第2補助遮光部937は露光過程で第3チャンネル部931の下部が露光部905に照射される光に影響を受けるのを防止する。従って、第3チャンネル部931の下部境界で第3半導体層313が過度にエッチングされるのを防止できる。
【0149】
以下、
図11を参照して本発明の第4実施例を説明する。
図11は本発明の第4実施例に係るマスク40の部分平面図であって、第3薄膜トランジスタTFT3の形成部に対する平面図である。
本発明の第4実施例に係るマスク40は、第1補助遮光部938と第2補助遮光部939の形状が円形という点において第3実施例に係るマスク30と差がある。
【0150】
具体的に、本発明の第4実施例に係るマスク40は、第3ソース電極部932と離隔して第3ソース電極部932と第3ドレイン電極部933の間に配置された第1補助遮光部938、及び第3ドレイン電極部933と離隔して第3ソース電極部932と第3ドレイン電極部933の間に配置された第2補助遮光部939を含む。
【0151】
第1補助遮光部938は露光過程で露光部905に照射される光が第3チャンネル部931の上部に影響を与えるのを防止し、第2補助遮光部939は露光過程で露光部905(
図8参照)に照射される光が第3チャンネル部931の下部に影響を与えるのを防止する。
【0152】
以下、
図12を参照して本発明の第5実施例を説明する。
図12は本発明の第5実施例に係るマスク50の部分平面図であって、第3薄膜トランジスタTFT3の形成部に対する平面図である。
本発明の第5実施例に係るマスク50は、第3ソース電極SE3に対応する第3ソース電極部952と第3ドレイン電極DE3に対応する第3ドレイン電極部953とが直線形状でなく折り曲げられた棒形状という点において、第2実施例に係るマスク20と差がある。第5実施例に係るマスク50の第3チャンネル部951は逆S字形状を有する。
【0153】
本発明の第5実施例に係るマスク50は第3ソース電極部952の末端部に配置された第1突起部954及び第3ドレイン電極部953の末端部に配置された第2突起部955を含む。第1突起部954と第2突起部955は第3チャンネル部951側に突出して露光過程で露光部905(
図8参照)に照射された光が第3チャンネル部951に影響を与えるのを防止する。
【0154】
以下、
図13を参照して本発明の第6実施例を説明する。
図13は本発明の第6実施例に係るマスク60の部分平面図であって、第3薄膜トランジスタTFT3の形成部に対する平面図である。
本発明の第6実施例に係るマスク60は、第3ソース電極SE3に対応する第3ソース電極部952と第3ドレイン電極DE3に対応する第3ドレイン電極部953が直線形状でなく折り曲げられた棒形状という点において第3実施例に係るマスク30と差がある。
【0155】
本発明の第6実施例に係るマスク60は第3ソース電極部952と離隔して配置された第1補助遮光部956及び第3ドレイン電極部953と離隔して配置された第2補助遮光部957を含む。第1補助遮光部956と第2補助遮光部957は第3チャンネル部951とも離隔する。
【0156】
本発明の第6実施例に係るマスク60に配置された第1補助遮光部956と第2補助遮光部957は棒(bar)形状を有する。
【0157】
以下、
図14を参照して本発明の第7実施例を説明する。
図14は本発明の第7実施例に係るマスク70の部分平面図であって、第3薄膜トランジスタTFT3の形成部に対する平面図である。
本発明の第7実施例に係るマスク70は、第3ソース電極SE3に対応する第3ソース電極部952と第3ドレイン電極DE3に対応する第3ドレイン電極部953とが直線形状でなく折り曲げられた棒形状という点から第4実施例に係るマスク40と差がある。
【0158】
具体的に、本発明の第7実施例に係るマスク70は第3ソース電極部952と離隔して配置された第1補助遮光部958及び第3ドレイン電極部953と離隔して配置された第2補助遮光部959を含む。
【0159】
本発明の第7実施例に係るマスク70に配置された第1補助遮光部958と第2補助遮光部959は円形状を有する。
【0160】
以下、
図15乃至
図25を参照して、表示装置の製造方法について説明する。
図15乃至25は表示装置の製造工程図である。以下、説明の便宜のために
図1のIII−III’に沿って切断した断面図を基準にして本発明の第1実施例に係る液晶表示装置10(
図1参照)の製造方法を説明する。
図1及び
図15を参照すれば、透明なガラス又はプラスチックなどからなる第1基板301上に第3ゲート電極GE3及び第1維持ライン751を形成する。
図15には明示していないが、このとき、ゲートラインGL、第1ゲート電極GE1、第2ゲート電極GE2及び第2維持ライン752も共に形成される。
【0161】
ゲートラインGL、ゲート電極GE1、GE2、GE3、第1維持ライン751、及び第2維持ライン752はすでに説明したので、重複を避けるためにこれらに対する詳細な説明は省略する。
ゲートラインGL、ゲート電極GE1、GE2、GE3、第1維持ライン751、及び第2維持ライン752の形成のために第1パターンマスク(図示せず)が用いられる。
【0162】
図1及び
図16を参照すれば、ゲートラインGL、ゲート電極GE1、GE2、GE3、第1維持ライン751、第2維持ライン752及び露出した第1基板301上に窒化シリコン(SiNx)又は酸化シリコン(SiOx)からなるゲート絶縁膜310が配置される。ゲート絶縁膜310は物理的又は化学的性質が異なる二つ以上の絶縁層を含む多層膜構造を有することができる。
【0163】
また、ゲート絶縁膜310上に半導体材料330が全面塗布され、その上に抵抗性接触部材360が塗布され、その上にデータ配線部の形成のための導電材料が塗布されて導電膜370が形成される。
【0164】
半導体材料330は非晶質シリコン又は多結晶シリコンのようなシリコン系半導体材料からなる。
図16の半導体材料330が非晶質シリコンの場合、半導体材料330にレーザが照射されて非晶質シリコンが結晶化される。
【0165】
半導体材料330として酸化物半導体材料も使用できる。例えば、酸化物半導体材料は亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、及び錫(Sn)からなる群より選択された少なくとも一つを含む。
【0166】
抵抗性接触部材360は半導体材料330上にオーミックコンタクト層を形成する。
【0167】
データ配線部形成用導電膜370は導電材料からなる。例えば、データ配線部形成用導電膜370はモリブデン(Mo)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)及び銅(Cu)のうちの少なくとも一つを含む。
【0168】
図17を参照すれば、データ配線部形成用導電膜370上にフォトレジスト390が塗布され、フォトレジスト390と離隔してフォトレジスト390の上部に本発明の第2実施例に係るマスク20が配置される。第2実施例に係るマスク20は第2パターンマスクに該当する。
次に、マスク20を通じて光Lが照射されて、フォトレジスト390に対する選択的露光が行われる。
【0169】
フォトレジスト390として金属パターンの形成に使用される通常のフォトレジストが用いられ、光照射によってエッチング性が増加するポジティブ型(positive type)フォトレジストが用いられる。
【0170】
マスク20は透光部905、遮光部932、933及び半透過部931を含む。このようなマスク20をハーフトーン(half tone)マスクともいう。
マスク20の遮光部はデータ配線部に対応し、半透過部931は半導体層のチャンネルに対応する。
【0171】
図18を参照すれば、選択的に露光されたフォトレジスト390が1次パターニングされて1次フォトレジストパターン391が形成される。
図19を参照すれば、1次フォトレジストパターン391を利用した1次エッチングによって、データ配線部及び半導体層のチャンネル領域以外の領域に配置された半導体材料330、抵抗性接触部材360及び導電膜370が除去される。
【0172】
1次エッチングは湿式エッチングであるか、又は乾式エッチングである。エッチング方法は当業者が容易に選択できる。
【0173】
図20を参照すれば、1次フォトレジストパターン391が部分的で除去されて2次フォトレジストパターン392、393が形成される。従って、半導体層のチャンネル700領域上部のフォトレジストが全て除去されて導電膜370が部分的に露出する。
【0174】
図21を参照すれば、2次フォトレジストパターン392、393を利用した2次エッチングによって、チャンネル700の領域上部の抵抗性接触部材360及び導電膜370は除去される。このとき、チャンネル700領域に配置された半導体材料330も一部除去される。従って、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層が形成される。
【0175】
2次エッチングも湿式エッチングであるか、又は乾式エッチングである。エッチング選択比を調整することによって、2次フォトレジストパターン392、393により保護されずに露出した部分が選択的に除去される。
【0176】
図22を参照すれば、データ配線部形成用導電膜370上の2次フォトレジストパターン392、393が除去されて、第3薄膜トランジスタTFT3が形成される。
図示していないが、データラインDL、第1薄膜トランジスタTFT1及び第2薄膜トランジスタTFT2も共に形成される。
【0177】
図23を参照すれば、第3薄膜トランジスタTFT3を含む基板の全面に保護膜320が配置される。
保護膜320はシリコン酸化物、シリコン窒化物、感光性(photosensitivity)有機物又は低誘電率絶縁物質を含む単一膜又は多重膜構造を有し得る。保護膜320は薄膜トランジスタを保護する役割を果たすと共に、薄膜トランジスタの上方を平坦化する。
【0178】
図24を参照すれば、保護膜320及びゲート絶縁膜310の一部が除去されて第1維持ライン751の一部及び第3ドレイン電極DE3の一部を露出する第3コンタクトホールCH3が形成される。第3コンタクトホールCH3の形成のために第3パターンマスクを利用した露光及びエッチングが行われる。
【0179】
図25を参照すれば、保護膜320上に第3コンタクトホールCH3を通じて第1維持ライン751と電気的に連結される第3延長電極183が形成される。第3延長電極183はITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)又はAZO(aluminum zinc oxide)のような透明導電性酸化物(transparent conductive oxide)からなる。第3延長電極183の形成のために、第4パターンマスクを利用した露光及びエッチングが行われる。
【0180】
次に、第1基板301上に第1基板301と対向するように第2基板302が配置され、第1基板301と第2基板302の間に液晶層333を介在して液晶表示装置10が形成される。第2基板302上にはブラックマトリクス376、カラーフィルタ354、オーバコート層722及び共通電極210が配置される。
【0181】
図26及び
図27は各々、このような製造方法で製造された本発明の第1実施例に係る液晶表示装置10の第3薄膜トランジスタに対する部分平面図である。
図26を参照すれば、第3ソース電極SE3の末端部に第3ドレイン電極DE3に向かって突出した第1突起315が配置され、第3ドレイン電極DE3の末端部に第3ソース電極SE3に向かって突出した第2突起316が配置される。
【0182】
第3ソース電極SE3と第3ドレイン電極DE3は各々、例えば、3μm乃至5μmの幅W1、W2を有する。また、第1突起315と第2突起316は各々、例えば、0.1μm乃至0.5μmの突出長さl1、l2を有する。
【0183】
また、第3ソース電極SE3と第3ドレイン電極DE3は第3半導体層313上に互いに平行に配置され、各々、棒(bar)形状を有する。
【0184】
図27を参照すれば、第3ソース電極SE3と第3ドレイン電極DE3は第3半導体層313上に互いに平行に配置され、各々、折り曲げられた棒(bar)形状を有する。
図27を参照すれば、第3ソース電極SE3の末端部に第3ドレイン電極DE3に向かって突出した第1突起317が配置され、第3ドレイン電極DE3の末端部に第3ソース電極SE3に向かって突出した第2突起318が配置される。
【0185】
また、第1ソース電極SE1の末端部、第1ドレイン電極DE1の末端部、第2ソース電極SE2の末端部及び第2ドレイン電極DE2の末端部には突起が配置されていない。
【0186】
以上で説明した本発明は、上述した実施例及び添付図面に限定されるものではなく、本発明の技術的な思想を逸脱しない範囲内での様々な置換、変形及び変更が可能であることは本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明白であるだろう。