KR0141839B1

KR0141839B1 - 액정표시소자

Info

Publication number: KR0141839B1
Application number: KR1019890008994A
Authority: KR
Inventors: 안인호
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR910001437A

Abstract

내용없음.

Description

액정표시소자

제1도는 종래 액정표시소자의 구성을 보인 단면도.

제2도는 본 발명의 일 실시례에 의한 액정표시소자의 단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시례에 의한 액정표시소자의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11: 편광판12: 블랙 매트릭스

13: 대향전극14: 적색필터

15: 녹색필터16: 청색필터

17: 대향유리기판18: 편광판

19: 액정

본 발명의 액정표시소자에 괸한 것으로, 특히 색 오배열 방지 및 화질 개선에 적합하도록 한 액정표시소자에 관한 것이다.

종래의 액티브 매트릭스형 액정표시소자는 제1도에 도시한 바와 같이 먼저, 액티브 매트릭스기판(1)상에 전자빔(Electron Beam) 증착법으로 크롬 금속막을 증착한 후 광식각법에 의한 패터닝 공정을 거쳐 게이트전극(2)을 형성한다.

그후 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법으로 SiH₄가스와 NH₃개스를 반응실내에서 고주파 분해하여 실리콘 나이트라이드(SiN_x)의 게이트 절연층(3)을 상기 게이트전극(2)위에 증착형성한다. 계속해서 PE-CVD방법으로 SiH₄가스를 동일 반응실내에서 고주파 분해하여 아몰퍼스 실리콘층(4)을 상기 게이트 절연층(3)위에 증착하고 실리콘 나이트라이드로 된 에치스토퍼(Etch Stopper) (6)를 증착하고 패터닝한 후, PE-CVD방법을 SiH₄가스와 PH₃가스를 고주파 분해하여 n⁺아몰퍼스 실리콘층(5)을 아몰펄스 실리콘층(4)과 에치스토퍼(6)상에 증착하고 난 후 패터닝한다. 그리고 스퍼터링(Sputtering)방법으로 ITO(Indium Tin Oxie)와 같은 투명도전막을 증착하고 패터닝하여 화소전극(9)을 형성한 후, 전자빔 증착법으로 알루미늄 금속막으로 된 소오스전극(7)과 드레인전극(8)을 증착하고 패터닝하여 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(20)를 형성한다. 그리고 드레인전극(8)과 화소전극(9)이 상호 전기적 접촉이 되도록 하며, 또한 상기 각각의 박막 트랜지스터(2)의 성능을 보장하기 위해서 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 보호막(10)을 그 위에 형성한다.

또 액티브 매트릭스 기판(1)의 다른 한면에는 편광판(11)를 부착한다. 이후 상기와 같이 제작된 액티브 매트릭스 기판(1)과 이 기판으로부터 공간적으로 떨어져 있고 편광판(18)과 대향유리기판(17)과 적(red), 녹(green), 청(blue)의 색필터(14) (15)(16) 및 대향전극(13)이 부착된 것을 액정(19)으로 일체 형성하여 제작된 것이었다.

상기와 같이 제작된 종래의 액정표시소자는 수광소자이기 때문에 편광판(11) (18)이 필요한 것이며, 또 광원으로서는 적, 녹, 청 성분이 모두 포함되어 있는 백색광원이 바람직하다.

종래 액정표시소자의 동작을 설명하면 다음과 같다.

게이트전극(2)에 일정한 전압을 인가하고 소오스전극(7)에 신호전압을 가하면, 아몰퍼스 실리콘층(4)에는 전자의 전도채널이 형성되어 소오스전극(7)에 인가한 신호 전압이 화소전극(9)에 전해지면 따라서 화소전극(9)과 대향전극(13) 사이에는 인가된 신호전압의 크기에 따라 액정(19)의 광투과도가 변화되는 성질을 이용하여 빛의 밝기(명암)가 조절되며 대향유리기판(17)상에 부착되어 있는 적, 녹, 청의 색필터(14)(15) (16)로 광을 투과시킴으로써 색조 조절이 이루어진다.

그러나 종래의 액정표시소자에 있어서는 색필터(14)(15)(16)는 대향유리기판(17)상에 배열되어 있으므로 이와 일체가 되어야 하는 액티브 매트릭스 기판(1)과는 관계없이 제조되기 때문에 액티브 매트릭스 기판(1)측에 있는 화소전극(9)과 대향유리기판(17)측의 적, 녹, 청의 색필터(14)(15)(16)를 정렬조립하는 경우, 상기 두 기판(1)(17) 사이의 변위에 의한 색 오배열이 일어나는 단점이 있었다.

또한 종래의 박막 트랜지스터는 외부에서 조사된 광에 의해 아몰퍼스 실리콘층(4)의 전도 캐리어로 인하여 누설전류의 증가가 일어나서 액정표시소자의 화질을 떨어지게 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 이를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 액정표시소자의 박막 트랜지스터(20)의 구성 및 제조방법은 종래 기술과 동일하다. 따라서 종래의 기술 구성과의 다른 점만 설명하기로 한다.

내면에 박막 트랜지스터(20)가 구성되어 있는 액티브 매트릭스 기판(1)측의 외면에 적색필터(14), 녹색필터(15), 청색필터(16)을 배열 형성하고, 각 색필터 사이에 전자빔 증착기를 사용하여 크롬 금속막을 증착하고 패터닝 공정을 거쳐 제작된 블랙 매트릭스(12)를 형성하여 그 외면에 편광판(11)을 부착한 후, 상기 액티브 매트릭스 기판(1)으로부터 공간적으로 떨어져 있고, 편광판(18)과 ITO로 된 대향전극(13)으로 구성된 대향유리기판(17)사이에 액정(19)으로 채워 일체로 형성한 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 액정표시소자의 박막 트랜지스터를 OFF상태로 동작시킬 때, 즉 게이트전극(2)에 전압을 인가하지 않은 경우, 게이트전극(2)에서 게이트 절연층(3)방향의 전계(electric field)가 존재하지 않아서 전계효과에 의한 전도채널이 아몰퍼스 실리콘층(4)에 형성되지 않는다. 한편, 외부에서 조사된 광은 편광판(11)을 투과하여 블랙 매트릭스(12)에 도달하나 박막 트랜지스터(20)의 아몰퍼스 실리콘층 (4)에는 도달하지 않아 광에 의한 누설전류가 존재하지 않게 된다.

따라서 박막 트랜지스터(20)의 IOFF(OFF 전류)특성의 개선으로 인하여 트랜지스터의 ION/IOFF 전류비를 증가시켜 트랜지스터를 ON동작시, 즉 게이트 전극(2)에 일정한 전압을 인가하고 소오스전극(7)에 신호전압을 가하면, 아몰퍼스 실리콘층(4)에는 전자의 전도채널이 형성되어 소오스전극(7)에 인가한 신호전압이 거의 전부 화소전극(9)에 전해지며 따라서 화소전극(9)과 대향전극(13)사이에는 인가된 신호전압의 크기에 따라 액정(19)의 광투과도가 변화되는 성질을 이용하여 광의 콘트라스트 (contrast)가 종래의 액정표시소자보다 더 큰 값을 가지며, 대향유리전극(17)상에 부착되어 있는 적, 녹, 청의 색필터(14)(15)(16)로 광을 투과시킴으로써 색조절이 이루어진다.

상기 본 발명에 의하여 형성된 액정표시소자는 제2도와 같이 종래와는 달리 액티브 매트릭스 기판(1)상에 색필터 및 블랙 매트릭스(12)를 형성함으로써 이 위에 구성된 박막 트랜지스터(20)의 화소전극(9)과 상기 색필터(14)(15)(16)사이의 색정렬이 용이하고 색의 선택성 향상에 유리한 이점이 있다. 또한 액티브 매트릭스기판(1)상에 블랙 매트릭스(12)를 첨가하는 구조로 인하여 블랙 매트릭스가 광차폐 마스크로 작용하여 박막 트랜지스터(20)의 광에 의한 누설전류를 감소하여 양질의 화상을 얻을 수 있다.

한편, 제3도는 본 발명의 다른 실시례를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이 액티브 매트릭스 기판(1)의 외면에 전자빔 증착기를 사용하여 크롬 금속막을 증착하고 박막 트랜지스터(20)의 외부측에만 크롬 금속막이 남도록 패터닝하여 블랙 매트릭스 (12)를 다수 형성하고 그 외면에 편광판(11)을 부착한 것으로 되어 있다.

그외의 구성은 종래 기술에서와 동일하다.

이러한 본 발명의 다른 실시례에 의한 액정표시소자의 동작을 설명하면, 박막 트랜지스터(20)를 ON시킬 때 즉, 게이트 전극(2)에 일정한 전압을 인가하고 소오스전극(7)에 신호전압을 가하는 경우 게이트 전극(2)에서 게이트 절연층(3) 방향의 전계가 존재하므로 아몰퍼스 실리콘층(4)에는 전도채널이 형성되어 소오스 전극(7)에 인가한 신호전압이 화소전극(9)에 가해지며 따라서 화소전극(9)과 대향전극(13)사이에는 인가된 신호전압에 따라 액적(19)의 광투과도가 변화되는 성질을 이용하여 빛의 밝기가 조절되며, 대향유리기판(17)상에 접착되어 있는 적색필터(14), 녹색필터(15), 챙식필터(16)로 광을 투과시킴으로써 색조 조절이 이루어진다. 또한 박막 트랜지스터(20)를 OFF시킬 때 즉, 게이트 전극(2)을 접지시키고, 소오스 전극(7)에 신호전압을 가하는 경우 게이트 절연층(3)내부에는 전계가 존재하지 않고 따라서 아몰퍼스 실리콘층(4)에는 전도채널이 형성되지 않는다. 따라서 조사된 광은 블랙 매트릭스(12)에 의한 광차폐효과에 의하여 박막 트랜지스터에는 광이 도달하지 않으므로 광에 의한 누설전류가 발생되지 않게 되어 IOFF(OFF 전류)을 감소시킬 수 있으며, 결국 ION/IOFF 전류비가 향상되어 양질의 화상을 만들 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 다른 실시례에는 액티브 매트릭스 기판상에 블랙 매트릭스를 첨가하는 구조 및 공정을 추가함에 따라 블랙 매트릭스에 의한 광차폐효과에 의하여 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터의 광에 의한 누설전류를 감소시켜 OFF전류(IOFF)의 감소를 유도하여 양질의 화상을 얻을 수 있게 되는 것이다.

Claims

통상의 액정표시소자에 있어서, 박막 트랜지스터가 내면에 구성된 액티브 매트릭스 기판의 외면에 적색필터, 녹색필터 및 청색필터를 배열 형성하고 각 필터 사이에 크롬 금속막인 블랙 매트릭스를 형성하며 그 외면에 편광판을 부착함과 아울러 상기 액티브 매트릭스 기판과 그로부터 공간적으로 떨어져 있고 편광판과 대향전극으로 구성된 대향유리기판사이에 액정을 채워 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
통상의 액정표시소자에 있어서, 박막 트랜지스터가 내면에 구성된 액티브 매트릭스 기판의 외면에 박막 트랜지스터의 외부측에 위치하도록 크롬 금속막인 블랙 매트릭스를 형성하고 그 외면에 편광판을 부착함과 아울러 상기 액티브 매트릭스 기판과 공간적으로 떨어져 있고 편광판과 적색필터, 녹색필터, 청색필터 및 대향전극이 부착된 대향유리기판사이에 액정을 채워 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.