KR0159123B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR0159123B1
KR0159123B1 KR1019940700849A KR19940700849A KR0159123B1 KR 0159123 B1 KR0159123 B1 KR 0159123B1 KR 1019940700849 A KR1019940700849 A KR 1019940700849A KR 19940700849 A KR19940700849 A KR 19940700849A KR 0159123 B1 KR0159123 B1 KR 0159123B1
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요시히로 와타나베
히로키 나카무라
다카코 스가와라
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사토 후미오
가부시키가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 대향배치되는 2장의 기판간격 이른바, 셀간격을 균일화하고, 양호한 화질과 표시콘트래스트의 화상표시를 구현하는 것을 목적으로 하는 액정표시 장치에 관한 것으로서, 본 목적을 실현하기 위해 밀봉재(19)가 도포되는 영역, 즉 구동회로 일체형의 액정표시소자에 있어서 기판주변부에 만들어 넣어진 구동회로(11)(15)와 액정셀이 화소전극(7)이 배치나열된 표시영역사이의 영역에 있어서 기판간격이 균등하게 되는 기판간격조정영역(33) 또는 기판간격 조정층(21)(23)(25)(27)(29)(31)을 설치하는 것으로, 대향배치되어 액정셀을 형성하는 2장의 기판간격을 어느 위치에서도 균일한 간격으로 유지할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

[발명의 명칭]
액정표시장치
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 2장의 기판간격을 균일하게 접합하는 구조를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
[배경기술]
최근 액정표시장치의 화상처리의 고속화와, 표시화상의 고품위화를 실현하기 위해 표시화소마다에 스위칭용의 박막트랜지스터(이하 TFT라고 약칭한다)를 설치한, 이른바 액티브매트릭스형 액정표시장치가 개발되고 있다.
이와 같은 액티브매트릭스형 액정표시장치의 스위칭용 TFT로서는 비정질 실리콘(a-Si) 또는 다결정실리콘(poly-Si)을 이용한 TFT가 일반적으로 이용되고 있다.
특히 poly-Si는 이동도가 크고, 프로세스 정합성에서도 구동회로로서 화소영역의 스위칭용 TFT등과 동일기판상에 일체로 형성될 수 있기 때문에 소형이고 고도로 정밀한 표시능력이 요구되는 액티브매트릭스형 액정표시장치에 있어 가장 적합한 TFT의 형성재료가 알려져 있다.
이와같은 종래의 액티브매트릭스형 액정표시장치에 있어서 스위칭소자 어레이기판의 개략적인 구조를 설명한다. 제9도는 스위칭소자 어레이 기판을 도시한 평면도, 제10도는 밀봉재로 덮혀진 부분에 있어서 신호선을 중심으로 나타낸 A-A'단면도, 제11도는 밀봉재로 덮힌 부분에 있어서 주사선을 중심으로 도시한 B-B'단면도이다. 또 제9도에 있어서는 설명의 간결화를 위해 특히 액정셀 내부의 화소부분을 9개의 화소로 간략하게 나타냈다. 또 실제의 TFT 기판에는 도시한 것 이외에도 예를들면 보조용량 Cs와 이에 접속되는 보조 용량선등이 형성되어 있지만 제9도에 있어서는 설명의 간결화를 위해 그들의 도시는 생략하고 있다. 제9도에 나타낸 바와 같이, 액정표시장치의 스위칭 소자 어레이기판(501)의 화소부의 스위칭소자로서 TFT(503)가 형성되고 이 TFT(503)의 드레인은 신호선(505)에, 소오스는 화소전극(507)에, 게이트는 주사선(509)에 각각 접속되어있다. 그리고 신호선(505)은 밀봉재(511)로 덮혀진 부분을 통해서 그 밀봉재(511)로 둘러싸인 표시영역의 외부에 까지 연장되어 있고, 신호선 구동회로(513)에 접속되어 있다. 또 주사선(509)은 밀봉재(511)로 덮혀진 부분을 통해서 그 밀봉재(511)로 둘러싸인 표시영역의 외부에 까지 연장되어 있고, 주사선 구동회로(515)에 접속되어 있다.
신호선(505) 밀봉재(511)로 덮힌 부분은 제10도의 A-A'단면도에 도시한 바와같이 유리기판(600)위에 형성된 예를들면 SiOX로 이루어진 층간절연막(601), A1/Cr막을 분리하여 형성된 신호선(505) 및 보호막(603)으로 형성되어 있다.
또한 주사선(509)의 밀봉재(511)로 덮혀진 부분은 제11도의 B-B'단면도에 도시한 바와같이 유리 기판(600) 위에 막을 형성하고 불순물이 첨가되어 저장항화된 다결정 실리콘막을 분리하여 이루어진 주사선(509), 층간절연막(601), 보호막(603)으로 구성되어 있다.
그리고 이 스위칭소자 어레이기판(501)과, ITO로 이루어진 대향전극을 갖고 그 표면에 배향막이 형성된 대향기판(도시생략)을 대향 배치하고, 신호선 구동회로(513)와 표시영역과의 사이에 있는 영역의 신호선(505)의 일부 및 주사선 구동회로(515)와 표시영역사이의 영역에 있는 주사선(509)의 일부를 덮도록 밀봉재(봉입재겸 접착제)(511)를 소정이 폭으로 인쇄 또는 도포하고, 양기판의 배향막의 배향 방향이 직교하도록 양기판을 겁쳐 맞추어 압력을 가하면서 접하고, 양기판의 간격과 밀봉재에 의해 형성되는 이른바 공(空)셀상태의 액정셀에 광변조층으로서 액정조성물(도시생략)을 봉입, 삽입시키는 것으로 액정표시장치를 제작하고 있다.
그런데 상기 2장의 기판을 접합하기 위해 밀봉재(511)로서는 종래와 같이 일반적으로, 유지해야 하는 원하는 기판의 간격과 같은 직경과, 길이모양의 간격제어용 부재, 예를들면 5㎛정도의 직경으로 길이가 20㎛~200㎛정도의 원주상 유리 섬유로 이루어진 밀봉부분용 스페이서를 접착제에 혼합하여 밀봉재로 한 것을 상기 영역이 인쇄 또는 도포하여 2장의 기판간격이 균일하게 이루어지도록 제어하고 있다.
그렇지만 상기와 같이 제작된 액정표시장치에 있어서는, 스위칭소자 어레이기판(510)의 밀봉재(511)로 덮혀진 부분의 기판(600)표면에서 보호막(603)까지이 두께(즉 2장의 기판 끼리의 기판간격)는 신호선(505)의 부분에서는 층간절연막(0.45㎛+Al/Cr 2층구조(0.8㎛/0.05㎛)+보호막(0.3㎛)이고, 전체두께는 1.6㎛가 되는 한편, 주사선(509)의 부분에서는 다결정 실리콘막(0.4㎛)+층간절연막(0.45㎛)+보호막(0.3㎛)이고, 전체두께는, 1.15㎛가 도어 그 두께는 서로다르게 된다. 이 양자의 두께차는 1.6㎛-1.15㎛=0.45㎛가 된다. 이 두께차 즉 밀봉재(511)의 높이에 의해 지지되는 기판간격의 차는 예를들면 일반적인 기판간격이 5㎛라고하면, 약 10%에 상당하기 때문에 이와같은 밀봉재(511)의 높이차에 따라 2장의 기판간격이 화면내에서 위치적인 불균형이 발생하고, 이로인해 화면(표시영역)내에서의 표시얼룩이 발생하는 문제점이 있었다.
특히 화면의 세로방향에서의 기판간격과 세로방향에서의 기판간격이 불균일하게 되기 때문에 전체적으로는 2장의 기판은 비평행배치가 되어 표시얼룩이 현저하게 발생하는 문제점이 있다.
이와같은 밀봉재가 형성된 영역에 있어서 주사선(509)상의 밀봉소재의 상부면과 신호선(505)상의 밀봉재 하부면이 높이차는, 그 주사선(509)부분과 신호선(505)부분과의 층구조 및 막두께 차이에 기인하는 것은 상기와 같지만, 이와같은 주사선(509)의 층구조와 신호선(505)층구조와의 차이는 일반적으로 TFT를 형성함에 있어서 불가피하게 존재하는 것이다. 즉 일반적으로 주사선(509)과 신호선(505)과는 층간절연막(601) 등을 통해서 다른층에 형성되어 절연이 이루어지고 있다. 이때 TFT(503)내부에서 그 게이트(또는 게이트전극)와 주사선(509)이 접속되고, 드레인(또는 드레인전극)과 신호선(505)이 접속된다.
그리고 TFT(503)의 게이트와 드레인과는 반도체응을 통해서 다른층에 형성되어 있고 또한 이들의 각층은 공정조건이 매우 크게 다르다. 이것은 TFT의 구조로서 게이트전극이 반도체층의 상층에 배치된 구조(즉 스태거형의 경우)에서도 역으로 하부에 배치된 구조(즉 역스태거형의 경우) 어느 경우에서나 마찬가지이다.
따라서 주사선(509)과 신호선(505)과는 다른 층에 다른 막두께로 형성되는 것이 필요해지고, 밀봉재가 형성된 영역에 있어서 주사선(509)부분과 신호선(505)부분에서의 높이의차가 일반적으로 불가피하게 존재하게 되는 것이다. 그리고 제조공정중 상호막두께의 불균형에 의해 변동하는 원인도 갖고 있다.
또 상기의 유리섬유는 길이가 20㎛~200㎛정도이고, 그 단부의 절단면은 일반적으로 예각적인 형상으로 되어있기 때문에 보호막(603)을 통해 신호선(505), 주사선(509)위에 이것을 배치하고 압력을 가해서 접착할때에 신호선(505), 주사선(509)은 이 유리섬유로 인하여 손상된다는 문제점도 있다.
양호한 표시를 얻기위해서는 2장의 기판간격이 불균일한것에서 발생하는 빛의 간섭에 따른 착색과 색번짐, 액정조성물에 실제로 인가되는 서로다른 전계와 지연차에 따른 콘트레스트 얼룩과 색번짐등의 표시얼룩을 줄이지 않으면 안된다.
특히 다단계표시와 고도로정밀하고 고화질이 화상표시를 얻기위해서는 인가전압응답성이 높은 액정조성물이 이용된다. 이와같은 인가전압 응답성이 높은 액정조성물은 일반적으로 지연의 변화에 대해 광투과특성이 급격히 변화하기 때문에 기판간격이 불균일하면 지여의 불균일이 커지고, 표시화상의 휘도에서의 위치적인 균일성이 현저히 저하되어 화상표시 품질에 커다란 악영향에 미치게 된다. 특히 3장의 액정표시소자를 이용하여 표시를 행하는 투사형액정표시장치의 경우에 상기의 문제는 한층 뚜렷해진다.
따라서 이와같은 액정표시장치에 있어서 화상표시의 표시품위를 고려한 경우, 2장의 기판간격의 불균일은 적어도 ±0.1㎛이하 정도로 적게하는 것이 실제 필요하고, 제조공정에 따른 오차이외의 불균일의 요인을 막는 것이 고품위의 화상 재현성을 실현하기 위해 필요하다.
상기한 바와같이 종래의 액정표시장치에 있어서는 주사선 밀봉재의 의해 덮혀진 부분의 기판간격(기판 표면에서 주사선상의 보호막 상부면까지의 전체두께)과 신호선이 밀봉재에 의해 덮혀진 부분의 기판간격(기판표면에서의 신호선상의 보호막상부면까지의 전체두께)가 다르기 때문에 주사선이 배열 배치된 측의 밀봉재의 높이로 지지된 기판간격과 신호선이 배치된 측의 밀봉재로 지지된 기판간격이 상호 불균일해지고, 표시화상에 색번짐과 콘트래스트 얼룩등이 생겨 화상표시성능이 열악해지는 문제가 있었다.
본 발명은 이와같은 문제를 해결하기 위해 성립된 것으로, 그 목적은 2장의 기판간격을 균일화하여 화질과 표시 콘트래스트를 양호하게 한 액정표시장치를 제공하는데 있다.
[발명의 개시]
본 발명의 액정표시장치는 스위칭소자와 상기 스위칭소자에 접속된 주사선 및 신호선과 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극을 갖는 스위칭소자 어레이 기판과 상기 주자선에 접속된 주사선구동회로와 상기 신호선에 접속된 신호구동회로와, 상기 화소전극에 간격을 갖고 대향배치된 표시영역을 형성하는 대향전극을 갖고 상기 표시영역의 주위에 형성된 밀봉재에 의해 상기 스위칭소자 어레이기판에 접착된 대향기판과, 상기 스위칭소자 어레이 기판과 상기 대향기판과의 기판간격주위를 상기 밀봉재에 의해 밀봉되어 봉입, 삽입된 광변조층을 갖고 액정표시장치에 있어서, 상기 표시영역과 상기 주사선구동회로 사이의 영역에 있어서 기판간격과 상기 표시영역과 상기 신호선 구동회로와의 사이 영역에 있어서 기판간격을 균일하게 조정하는 기판간격 조정 영역을, 상기 밀봉재에 의해 덮혀지는 부분을 포함하는 상기 표시영역과 상기 주사선 구동회로와의 영역 및 상기 표시영역과 상기 신호선구동회로와의 사이의 영역중 적어도 어느 한쪽의 영역에 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명이 액정표시장치는 스위칭소자와 스위칭소자에 접속된 주사선 및 신호선과 상기 스위칭소자에 접속된 화소전극을 갖는 스위칭소자 어레이 기판과, 상기 주사선에 접속된 주사선구동회로와, 상기 신호선에 접속된 신호선 구동회로와, 상기 화선전극에 간격을 갖고 대향배치되어 표시영역을 형성하는 대향전극을 갖고 상기 표시영역이 주위에 형성된 밀봉재에 의해 상기 스위칭소자 어레이기판에 접착된 대향기판과, 상기 스위칭소자 어레이기판과 상기 대향기판과의 기판간격과의 기판간격 주위를 상기 밀봉재의 의해 밀봉되어 봉입, 협지된 광변조층을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 표시영역과, 상기 주사선 구동회로사이 영역에 있어서 기판간격과 상기 표시영역과 상기 신호선구동회로 사이의 영역에 있어서 기판간격을 균일한 간격으로 조정하는 기판간격 조정층을, 상기 밀봉재에 의해 덮혀진 부분을 포함하는 상기 표시영역과 상기 주사선 구동회로 사이의 영역 및 상기 표시영역과 상기 신호선구동회로 사이 영역중 적어도 어느한쪽에 설치한 것을 특징으로 하고 있다.
또 상기 기판간격 조정영역 또는 기판간격 조정층으로는 상기 밀봉재에 의해 덮혀지는 부분을 포함하는 상기 표시 영역과 상기 주사선 구동회로사이 영역에 있어서 기판간격과 상기 표시영역과 상기 신호선 구동회로사이의 영역에 있어서 기판간격을 같게 맞출 수 있는 영역 또는 층이면의 어떤것을 이용해도 좋다.
예를들면 상기 밀봉재에 의해 덮혀진 부분에 전기 절연성이 양호한 유기재료를 균일하게 원하는 기판간격에 같은 층두께로 형성하고 그위에 접착제와 겸용의 상기 밀봉재를 얇게 도포하고 2장의 기판을 접착하는 것등이 가능하다. 또는 액정구동회로계의 회로구성요소의 한부분을 상기의 기판간격 조정영역 또는 기판간격 조정층으로 해서 이용해도 좋다. 또는 주사선과 주사선 구동회로를 접촉하는 주사산용 인출배선을 주사선과는 별도의 재료를 이용해서 설치한다. 또한 신호선과 신호선 구동회로를 접촉하는 신호선용 인출배선을 신호선과는 별도의 재료를 이용해서 설치하고, 또는 주사선용 인출배선 및 신호선용 인출배선을 함께 주사선 및 신호선과는 별도의 재료를 이용해 설치하고 그들 신호선용인출배선과 신호선용 인출배선을 같은 높이로 형성하고 상기의 기판간격 조정영역 또는 기판간격 조정층으로서 이용해도 좋다.
또 본 발명은 상기의 액정표시장치에 있어서, 상기 기판간격 조정영역 또는 상기 기판간격 조정층을 주사선 및 신호선중 적어도 어느 한쪽에 겹치도록 설치한 것을 특징으로하고 있다. 그 기판간격 조정층으로는 상기이 주사선과 신호선에 대해 직교하여 교차부가 겹치는 패턴으로 형성해도 좋고, 또는 평행으로 겹치는 패턴으로 형성해도 좋다. 또 이때 직선상 또는 새무리 모양의 패턴으로 배치해도 좋다. 또 이 기판간격 조정층은 주사선과 신호선의 윗층에 형성해도 좋고, 또는 아래층에 형성해도 좋다. 어느경우나 상기 표시영역과 상기 주사선구동회로 사이의 영역에 있어서 기판간격과 상기 표시영역과 상기 신호선 구동회로 사이 영역에 있어서 기판간격을 같게 맞출 수 있으면 어떤 적층순으로 형성해도 좋으며, 또는 어떤 패턴으로 형성해도 좋다. 또 상기의 기판간격 조정층은 보조용량선등으로 겹치도록 설치해도 좋은 것은 말할나위도 없다. 또 본 발명은 상기의 액정표시장치에 있어서 상기 기판간격 조정영역 또는 상기 기판간격 조정층을, 주사선 및 신호선에 따라서 설치한 것을 특징으로 하고 있다. 예를들면 배치된 주사선 끼리의 사이영역과 신호선 끼리의 사이영역에 주사선과 신호선과의 접촉을 피해서 기둥모양으로 상기 기판간격 조정층을 설치해도 좋고, 또는 주사선과 신호선과 평행인 패턴으로 상기 기판간격 조정층을 설치해도 좋다. 또 주사선 및 신호선과 평행인 패턴으로 상기 기판판극조정층을 설치해도 좋다. 또 주사선 및 신호선뿐만 아니라 예를들면 보조용량선에 따라서 설치하도록 해도 좋다.
또 본 발명은 상기 기판간격 조정층의 형성재료로서, 상기 기판간격 조정층을 형성해야 하는 액정표시장치에 이용되는 재료중 적어도 하나의 재료를 이용한 것을 특징으로 하고 있다. 이와같이 액정표시장치에 이용되는 재료를 이용하여 상기 기판간격 조정층을 간편하게 형성할 수 있기 때문에 적합하다.
또 본 발명은 상기 표시영역과 상기 주사선 구동회로 사이의 영역에 형성되는 기판간격 조정층을 상기 신호선의 형성재료를 이용하여 상기 신호선과 같은층으로 형성하고, 상기 표시영역과 상기 신호선 구동회로사이의 영역에 형성되는 기판간격 조정층을 상기 주사선의 형성재료를 이용해 상기 주사선과 동층으로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하고 있다. 단 이때 기판간격 조정층에 의해 배열 설치된 주사선끼리와 배열설치된 신호선 끼리가 단락되는 일이 없도록 기판간격 조정층의 재질 또는 형상을 설정해 놓는 것은 말할나위도 없다.
예를들면 기판간격 조정층을 층간절연막등을 이용해 절연체로서 형성해도 좋고, 또는 도전체 재료를 이용하는 경우라도 인접한 주사선과 신호선끼리가 단락되지 않도록 구분된 패턴으로 형성하면 좋다. 따라서 본 발명은 상기 액정표시장치에 있어서 상기 기판간격 조정영역 또는 상기 기판간격 조정층의 상기 주사선 및 상기 신호와 전기적으로 절연되어 있도록 해도 좋다.
또 본 발명은, 상기 표시영역에 있어서 기판간격을 상기 기판간격 조정영역 또는 상기 기판간격 조정층에 의해 균일하게 조정하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 상기 표시영역과 상기 주사선 구동회로와의 사이의 영역 및 상기 표시영역과 상기 신호선 구동회로 사이의 영역 즉 실제로 덮힌 영역을 포함하는 상기 기판간격 조정영역에 있어서 기판간격을 균일하게 지지함에 따라 대향하는 2장의 기판전체의 기판간격을 균일하게 지지할 수 있다. 이때 기판으로서는 휘어짐과 비틀림이 충분히 작은 것을 이용하는 것은 두말할 나위도 없다.
이와같이 하는 것으로 종래 일반적으로 표시영역내에 이용되어온 기판간격 유지부재(이른바 스페이서)를 생략하고, 표시화상이 화질향상을 꾀힐 수 있기 때문에 바람직하다.
또 본 발명은 상기 주사선구동회로 및 상기 신호선 구동회로가 상기 주사선과 상기 신호선이 설치된 상기 스위칭소자 어레이기판위에 설치된 이른바 구동회로 일체형이고, 화소부에서 4방향으로 각 인출배선이 늘어난 구조의 액정표시장치에 있어서 특히 적합한 기술이다. 그러나 물론 이것에만 한정되지 않고, 예를들면, 주사선의 한단에 주사선 구동회로가 신호선의 한단에 신호선 구동회로가 접속되고, 다른단은 어느것이나 전기적으로 개방이 되어 있어서 밀봉재에서 밖으로 나온 인출배선을 다른단 측에서는 갖지 않는 것에 대해서도, 다른단 측이 밀봉재를 포함한 기판간격의 두께를 조정하는 기판간격 조정영역 또는 기판간격 조정층을 새롭게 설치하는 것으로 밀봉재 전체에 걸쳐 기판간격의 두께를 조정해 균일하게 해도 좋다.
또 상기 스위칭소자는 예를들면 TFT(Thin Film Transistor)와 같은 3단자소자와, MIM(Metal Insulator Metal)소자와 같은 9단자소자등을 적절히 적용할 수 있다. 또 상기의 광변조층으로는 예를들면 TN(Twisted Nematic)형과 STN(Super Twisted Nematic)형등의 광변조작용을 갖는 액정조정물, 또는 수지매트릭스중에 액정재료를 분산하여 이루어진 고분자 분산형 또는 캡슐형의 액정재료가 수지중에 함유된 고분자 분산형등의 액정층을 적절히 이용할 수 있다.
상기와 같이 구동회로 일체형의 액정표시소자에 있어서 기판주변부에 만들어 넣은 구동회로부와 액정셀 내부와의 사이 밀봉재가 형성된 영역, 즉 밀봉재가 도포된 영역에 있어서 기판간격이 같아지는 기판간격 조정영역 또는 기판간격 조정층을 설치하는 것이고, 2장의 기판간격을 어느 위치에 놓아도 균일한 간격으로 유지할 수 있다.
특히 밀봉재에 의해 덮혀진 부분의 신호선상이 기판간격과 주사선상의 기판간격을 균일화한 것이고, 대향하는 2장의 기판끼리의 주사선열에 따른 방향과 신호선열에 따른 방향에서의 (기판의 가로세로 양방향)기판간격을 액정셀전체에 걸쳐 균일화할 수 있기 때문에 액정셀 전체에 걸쳐 표시화상의 색번짐과 콘트래스트번짐을 억제하여, 균일하고, 양호한 표시화면을 실현할 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 제1의 실시예의 액정표시장치의 구조를 도시한 도면.
제2도는 제1의 실시예의 액정표시장치에 있어서 신호선(5)의 인출 배선부분(13)근방의 구조를 도시한 도면.
제3도는 제1의 실시예의 액정표시장치에 있어서 주사선(9)의 인출 배선부분(17)근방이 구조를 도시한 도면.
제4도는 제1이 실시예의 액정표시장치에 있어서 한 화소부분의 구조를 도시한 도면.
제5도는 제2의 실시예의 액정표시장치의 구조를 도시한 도면.
제6도는 제3의 실시예의 액정표시장치의 구조를 도시한 도면.
제7도는 제3이 실시예의 액정표시장치에 있어서 한쪽에만 구동회로를 배치한 경우의 액정표시장치의 구조를 도시한 도면.
제8도는 제4의 실시예이 액정표시장치의 구조를 도시한 도면.
제9도는 액정표시장치의 구조를 도시한 도면.
제10도는 종래의 액정표시장치에 있어서 신호선(505)의 인출배선 부분근방의 구조를 도시한 도면.
제11도는 종래의 액정표시장치에 있어서 주사선(509)의 인출배선 부분근방의 구조를 도시한 도면이다.
[발명을 실시하기 위한 형태]
이하, 본 발명에 관한 액정표시장치의 한실시예를 도면에 기초해 상세히 설명한다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명에 관한 액정표시장치의 TFT어레이기판을 도시한 평면도이다.
제2도(a)는 표시영역과 신호선구동회로 사이의 영역에 있어서 신호선을 중심으로서 그 근방을 확대하여 도시한 평면도, 제2도(b)는 그 C-C'단면도이다. 또 제3도(a)는 표시영역과 주사선 구동회로와의 사이의 영역에 있어서 주사선을 중심으로 그 근방을 확대하여 도시한 평면도, 제3도(b)는 그 D-D'단면도이다. 또 제4도(a)는 본 발명에 관한 액정표시장치의 화소부분을 확대하여 표시한 평면도, 제4도(b)는 E-E'단면도이다. 또 상기의 제2,3도는 평면도에서 도시의 이해를 용이하게 하기위해 동일재료로 형성되는 부위에 마찬가지로 붙여서 나타내고 있다. 또 이하의 각 실시예에 있어서 평면도 및 설명에 있어서는 간략화를 위해, 액정셀내부의 화소부분을 9개의 화소로 간략화하여 나타내고 있다. 또 TFT어레이기판에 대향배치되는 대향기판의 윤곽선은 밀봉재의 외측의 윤곽선과 거의 겹치는 위치에 있는 것으로서, 도면의 간결화를 대향기판의 도시는 이하의 도면 및 설명에서는 생략하고 있다.
제1도에 도시한 바와같이 이 액정표시장치의 TFT어레이기판(1)의 표시영역의 스위칭 소자로써 TFT(3)가 형성되고, 이 TFT(3)의 드레인(411)은 콘택트홀(417)을 통해서 신호선(5)에, 소스(409)는 콘택트홀(415), 도전패턴을 통해서 화소전극(7)에, 게이트(405)는 주사선(9)에 각각 접속되고, 또한 소정의 영상신호전압을 공급하는 신호선(5)은, 그것을 순차 구동시킬 수 있는 신호선구동회로(11)에 신호선(5)의 인출배선부분(13)을 통해서, 또 각 TFT의 게이트(405)에 그 TFT(3)의 온, 오프를 행하게 하는 주사전압(주사펄스)을 공급하는 주사선(9)은 그것을 순차 구동시킬 수 있는 주사선 구동회로(15)에 인출배선 부분(17)을 통해서 접속되어 있다. 상기의 신호선(5)과 그 인출배선부분(13)과는 일체로 형성되어 있고 실질적으로 인출배선부분(13)은 신호선(5)을 연장시킨 것으로 되어 있다. 또 상기의 주사선(9)도 마찬가지로 인출배선부분(17)과는 일체로 형성되어 있고 실질적으로 인출배선부분(17)은 주사선(9)을 연장시킨 것으로 되어 있다.
그리고 신호선(5)의 인출배선부분(13), 주사선(9)의 인출배선부분(17)의 밀봉재(19)로 덮혀진 부분은 각각 기판간격 조정부재(21)(23)가 형성되어 있다.
신호선(5)의 인출배선부분(13)에 겹치도록 설치된 기판간격 조정층(21)은, 주사선(9)의 인출배선부분(17)을 형성하는 재료와 같은 막을 분리하여 형성한 것으로, 또 주사선(9)의 인출배선부분(17)의 기판간격 조정층(23)은, 신호선(5)의 인출배선부분(13)을 형성하는 재료, 즉 신호선(5)이 재료와 같은 막을 분리하여 형성한 것이다.
신호선(5)의 인출배선부분(13)의 근방의 구조는, 제2도(b)의 단면도에 도시한 바와같이 유리기판(200) 위에 막을 형성하고 불순물이 첨가되어 저저항화된 다결정실리콘막을 분리하여 이루어진 기판간격 조정층(21), 층간절연막(201), Al/Cr막을 분리하여 이루어진 신호선(5)의 인출배선부분(13), 보호막(205)에서의 순차적으로 하층에서부터 형성되어 있다. 또 주사선(9)의 인출배선부분(17)의 근방이 구조는 제3도(b)의 단면도에 도시한 바와 같이 유리기판(200)위에 막을 형성하고 불순물이 첨가되어 저저항화된 다결정실리콘막을 분리하여 이뤼어진 주사선(9)의 인출배선부분(17), 층간절연막(201), Al/Cr막을 분리하여 이루어진 기판간격 조정층(23), 보호막(205)으로 구성되어 있다.
이와같이 신호선(5)의 인출배선부분(13)의 층구조와, 주사선(9)의 인출배선부분(17)의 부분의 층구조는 모두 유리기판(200)위에 불순물이 첨가되어 저저항화된 다결정실리콘막, 층간절연막, AL/Cr막, 보호막이 아래서 부터 순서대로 적층되어 있다. 따라서 분리에서 다른 분리로 형성되어 있지만 층구조는 이와같이 층구조로 이루어져 있기 때문에 그 기판표면에서의 전체두께 t1, t2는 제조시의 오차등을 제외하고 같게 되어 있다. 그 결과 신호선(5)의 인출배선부분(13)의 두께 t1과 주사선(9)의 인출배선부분(17)의 두께 t2와의 차는 0.1/㎛이하까지 억제할 수 있다.
그리고 이 TFT어레이기판(1)과, ITO로 이루어진 대향전극을 갖고 그 표면에 배향막이 형성된 대향기판(도시생략)이 대향배치되고, 신호선구동회로(11)에 접속되는 신호선(5)의 인출배선부분(13) 및 주사선구동회로(15)에 접속되는 주사선(9)의 인출배선부분(17) 위에 밀봉재(밀봉재겸 접착제)(19)를 인쇄하고, 양기판의 배향막의 배향방향이 직교하도록 양기판을 겹쳐 맞추어 압력을 가하여 접착하고, 양기판이 간격과, 밀봉재(19)에 의해 형성되는 이른바 공셀에 광변조층으로 정(正)의 유전이방성을 갖는 액정조성물(도시생략)을 봉입, 삽입하여 이 액정조정장치는 형성되어 있다. 다음에 이와같은 TFT어레이기판(1)의 제조방법을 서술한다.
투명절연기판으로서 석영기판 위에 스위칭소자로서 TFT의 채널등의 활성층(401) 및 구동회로를 구성하는 TFT 등의 활성층(도시생략)으로 이루어진 비결정 실리콘막을 저압 CVD법으로 막을 형성하고 600℃에서 24시간의 고상성장(固相成長)을 하여 다결정화하여 분리한다.
다음에 게이트절연막(403)을 열산화법으로 형성하고, 저압 CVD법에 의해 저저항화한 제2의 다결정 실리콘막을 형성하지만, 이것은 TFT의 게이트(405) 및 주사선(9) 및 인출배선부분(17) 및 기판간격 조정부재(21)로 이루어진다.
게이트(405) 양측에는 n형 도펀트인 P를 이온주입법으로 집중적으로 저저항화하여 TFT(3)의 소스(409), 드레인(411)을 형성한다.
또한 층간절연막(201)을 저압 CVD법으로 막을 형성하여 여기에 콘택트홀(415)(417)을 형성한다.
MOS용량인 보조용량(419)는 활성층(401)과 일체로 화소전극(7)의 일부와 층간절연막(201)을 삽입하여서 상부에 보조용량(423)이 있고, 이에 따라 화소에 병렬로 접속되는 보조용량 CS로서 형성되어 있다. 보조용량선(423)을 밀봉재(19)에 대강 덮혀진 영역이 인출배선부분(18)과 같은 층으로 같은 재료로 일체형성되어 있다. 이 보조용량선(423) 및 그 인출배선부분(18)은 예를들면 통상의 보조용량선의 형성과 마찬가지로 게이트(405)를 형성하는 막을 게이트(405)의 형성과 같은 공정으로 분리하여 형성하는 것이 가능하다. 또는 막형성 공정등의 증가하는 결점은 있지만 보조용량선(423) 및 그 인출배선부분(18)을 게이트(405)와는 별도의 재료로 형성해도 좋다. 또는 보조용량선(423)과 인출배선부분(18) 중 어느 것이든 한쪽을 게이트(405)와는 별도의 재료로 형성해도 좋다.
다음에 TFT(3)의 드레인(411)은 콘택트홀(417)을 통해서 신호선(5)에 소오스(409)는 콘택트홀(415) 도전패턴을 통해서 화소전극(7)에 게이트(405)는 주사선(9)에 각각 접속된다. 이 신호선(5)은 Al/Cr 2층구조로 이루어지고 신호선 구동회로(11)에 신호선(5)을 연장하여 이루어진 인출배선부분(13)을 통하여 접속하도록 형성된다. 도 불순물이 첨가되어 저저항화된 다결정 실리콘막으로 이루어진 주사선(9)은 주사선구동회로(15)에 주사선 인출배선부분(17)을 통해 접속된다.
이들 2개의 다른 인출배선부분상의 적어도 일부에 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 신호선(5)의 인출배선부분(13)위에는 주사선(9)과 같은 재료로 다결정 실리콘막으로 이루어진 층으로서, 또 주사선(9)의 인출배선부분(17) 위에는 신호선(5)과 같은 재료의 Al/Cr막으로 이루어진 층으로 그 기판표면에서의 전체 두께가 같아지도록 형성된 기판간격 조정층(23)(21)을 각각, 각 인출배선부분의 폭보다 크게, 또 인접하는 인출배선부분에 접속하지 않는 크기로 형성된다.
이때 이 기판간격 조정층(21)(23)의 배치는 제2도에 도시한 직선상이 배치로서도 좋고, 또는 제3도에 도시한 바와 같은 새무리의 모양으로 배치해도 좋다.
그리고 각 패턴의 최상층에는 그들 각 패턴을 덮도록 SiNX로 이루어진 보호막(205)을 형성한다.
상기한 TFT어레이기판(1)에는 대향기판(도시생략)과 함께, 그 표면에 폴리이미드 막을 형성하고, 여기에 마찰처리를 하여 배향막(도시생략)을 형성한다. 또한 대향기판이 표면에 스페이서(도시생략)를 산포하고, 주입구(도시생략)을 제외하고 각 인출배선부분에 접착제에 대해서 중량비 0.1%의 유리섬유를 간격제어재로서 광경화형의 에폭시계 접착제에 혼합하여 이루어진 밀봉재(19)를 배치하고, 이 밀봉재(19)를 봉입재겸 접착제로서 이용하고 2장의 기판위치를 맞추어 조합 UV(자외선)광을 조사하여 접착한다. 이 밀봉재(19)의 재료로서는 상기의 외에도 열경화형의 밀봉재겸 접착제등을 이용해도 좋다.
그후 주입구에서 통상의 방법을 이용하여 액정조성물(도시생략)을 주입하고, 주입구를 자외선경화성수지로 봉입하여 액정표시장치를 완성한다.
이와같이 제조된 액정표시장치는 각 인출배선부분상의 적어도 일부에 그 전체두께가 같아지는 기판간격 조정층(21)(23)을 설치하는 것으로 2장의 기판간격을 균일하게 유지할 수 있다. 특히 신호선(5)의 인출배선부분(13)과 주사선(9)의 인출배선부분(17)과의 두께를 균일하게 하는 것으로, 대향하는 2장의 기판끼리의 주사선방향(가로방향)과 신호선방향(세로방향)에서의 기판간격을 균일화할 수 있다. 이에따라 표시영역(화면)내에서이 위치적인 색번짐과 콘트래스트 번짐을 억제하고 양호한 표시를 실현할 수 있다.
또 상기와 같은 신호선(5)의 인출배선부분(13)과 주사선(9)의 인출배선부분(17)에 밀봉재(19)를 도포하여 유리섬유를 설치하고 있기 때문에 이 밀봉재(19)를 주사선구동회로(15)와 신호선구동회로(11)의 위에 설치한 구조의 종래 액정표시장치와 비교해서 주사선구동회로(15)와 신호선구동회로(11)과 밀봉재(19)의 유리섬유에서 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또 주사선 또는 신호선구동회로 외측만을 밀봉재에 의해 봉입하는 경우에 비해 액정에 상기의 구동회로에서의 전압이 인가되는 솔더(solder)등의 발생이 초래되는 것도 방지할 수 있다.
또한 각 인출배선부분(13)(17)(18)의 기판간격 조정층(21)(23)을 각 인출배선부분(13)(17)(18)의 폭보다도 크게 또 인접하는 인출배선부분(13)(17)(18)에 접촉되지 않는 크기로 형성하면 제조공정중에서 마스크 어긋남등에 따른 패턴 어긋남이 발생해도 이 기판간격 조정층(21)(23)은 항상 인출배선부분(13)(17)(18)위에 형성되고, 또 인출배선부분(13)(17)(18)과 이 기판간격 조정층(21)(23)이 예를들면 층간절연막(201)의 절연불량등으로 층간단락된 경우에도 그밖의 배선부분과의 단락을 방지할 수 있다.
또 기판간격 조정층(21)(23)의 배치패턴을 직선상 또는 새무리의 모양의 복수열로 형성함에 따라 유리섬유와 같은 간격제어재가 복수의 기판간격 조정층(21)(23)에 배치되기 용이하기 때문에 보다 더 넓은 부분으로 확실히 기판간격의 균일화를 꾀할 수 있다.
또 상기의 실시예에서는 인출배선부분(13)(17)(18)위에 형성된 기판간격 조정층(21)(23)을 다결정 실리콘막, 층간절연막, Al/Cr 2층구조, 보호막의 4층 구조에 적용하는 방법을 서술해 왔지만 이 부분의 구조는 본 실시예에만 한정하지 않는다. 상기 실시예에서는 주사선과 신호선등을 형성하는 재료로서 Al/Cr 이외에도 예를들면 SiX, MoSiX, Al/Ti 등을 적절하게 이용할 수 있다. 특히 상기의 WSiX와 같은 실리사이드를 이용함에 따라 Al등을 배선재료로서 이용한 경우에 많이 발생하는 돌기를 억제할 수 있기 때문에 적합하다. 또 이외에도 예를들면 Al/Cr 2층구조와 보호막 사이에 층간절연막과 ITO를 다시 형성하면 기판간격이 일정하게 유지되는 효과뿐만 아니라 또한 섬유에 의해 발생하는 Al/Cr 2층구조의 신호선의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.
또 게이트전극을 형성하는 재료로서도 상기 실시예 이외에도 예를들면 불순물 침입에 의해 저저항화한 도펀트 P-Si와, WSiX와 MoSiX를 적절히 이용할 수 있다. 이와같은 재료를 이용함에 따라 배선이 이와같은 저저항화를 꾀할 수 있기 때문에 적합하다.
또 기판간격 조정층(21)(23)이 배치의 한예로서 본 실시예에 있어서는 신호선 인출배선부분(13)측에 배선상의 배치를, 주사선의 인출배선부분(17)측에 새무리모양의 배치를 채용한 경우를 나타냈지만 이 배치법은 본 실시예만 한정하지 않는 것을 말한 나위도 없다. 각 인출배선부분 위에 형성된 기판간격 조정층(21)(23)이 인접하는 인출배선부분에 접촉하지 않는 패턴이면 양쪽의 기판간격 조정층(21)(23) 모두에 직선상의 배치 또는 새무리 모양상의 배치의 패턴과 본 실시예와는 역으로 신호선 인출배선부분(13)측에 새무리모양의 배치를 주사선의 인출배선부분(17)측에 적선상의 배치를 채용해도 좋다.
또 그 기판간격 조정층(21)(23)의 재료에 대해서도 본 실시예 액정표시장치를 이용한 재료에만 한정되지 않는다. 예를들면 주사선(9)과 신호선(5)의 형성재료와는 별도로 절연체 재료를 이용하여 기판간격 조정층(21)(23)을 형성해도 좋다. 이와같은 절연체를 이용함에 따라 기판간격 조정층(21)(23)이 제조시의 패턴 벗어남등에 따라 인접하는 복수체의 주사선끼리 또는 신호선끼리의 접촉해 버리는 경우에도 단락결함의 발생을 피할 수 있다.
단 상기 실시예에서는 나타낸 바와 같이 신호선(15)의 주사선(9)에 이용한 재료와 TFT(3)의 활성층에 이용한 재료와 같은 재료를 이용하여 기판간격 조정층(21)(23)을 형성하면 제조공정 및 구조를 보다 간이하게 할 수 있기 때문에 적합하다.
또 기판간격 조정층(21)(23)의 폭은 본 실시예에서는 각 인출배선부분(13)(17)(18)의 폭과 같은 정도에서 수배정도의 폭으로 하고 있지만 이것에만 한정하지 않는다. 예를들면 밀봉재(19)의 폭과 같은 정도의 폭으로 해도 좋다.
또한 밀봉재에 혼합되는 간격제어재로서는 유리섬유를 이용했지만 기판간격이 균일하게 유지할 수 있는 것이면 이외에도 예를들면 입자상의(매우작은 진주같은) 간격제어를 이용해도 좋다. 또는 그와 같은 유리섬유의 간격제어의 혼합을 생략할 수 있다.
이와같은 구조로 형성된 본 실시예에 액정표시장치는 대향배치되는 2장의 기판간격, 이른바 셀간격을 균일화하여 양호한 화질과 표시콘트레스트의 화상표시를 실현할 수 있다.
또 상기 실시예로 나나탠 본 발명에 관한 액정표시 3장을 이용하여 빛의 경로가 광원, 광원광이 색분리계, 액정표시패널, 색합성재, 투사렌즈계의 순으로 배치하여 투사형 액정표시장치(이른바 프로젝션형 액정표시장치)를 제작하고 표시를 하게 하여 그 화상표시성능을 검증한 바, 색번짐과 콘트래스트 얼룩이 없는 균일하고 양호한 표시를 얻을 수 있었다.
상기이 제1의 실시예의 액정표시장치와 같은 기판의 4변에 구동회로를 형성하여 주사선과 신호선이 양단에 각각 구동회로를 접속하는 경우에는, 불필요한 특성이 발생하며, 한쪽의 구동회로에 동작불량이 발생해도 다른쪽을 작동시켜 정상적인 구동이 가능해진다. 또는 양단의 구동회로를 작동시키는 것으로 주사전압파형과 신호전압파형의 전압경사에 기인한 비틀림과 무딤을 방지할 수 있다. 또 상기의 경우 구동회로가 밀봉재와 대향기판으로 덮혀있지 않기 때문에 예를들면 레이저 리페어와 같은 결함수복을 간단히 실시할 수 있는 이점도 있어서 바람직하다.
[실시예 2]
제5도는 제2의 실시예의 액정표시장치를 도시한 평면도이다. 또 이 제2의 실시예의 설명 및 제5도에 있어서는 설명의 간결화를 위해 제1의 실시예와 같은 부위에는 같은 번호를 붙여서 나타내는 동시에, 이 제2의 실시예에 있어서 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
이 제2의 실시예의 액정표시장치에 있어서는, 밀봉재(19)로 덮혀진 내측의 화소전극(7)이 배열된 표시영역과 주사선구둥회로(15) 사이의 밀봉재(19)에 의해 거의 덮혀진 영역에 나란히 설치된 주사선(9)의 인출배선부분(17) 및 보조용량선(423)의 인출배선부분(18)에 따라서 기판간격 조정층(25)을 패터닝 형성하는 동시에 나란히 설치된 신호선(5)의 인출배선부분(13)끼리의 삽입부 사이의 부분에 따라서 기판간격 조정층(27)을 형성하고, 패터닝하여 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
상기의 기판간격 조정층(25)(27)은 함께 이 액정표시장치의 형성재료를 이용하여 형성하도록 하면 기판간격 조정층(25)(27)을 별도의 재료를 이용해 새롭게 형성하기 위한 막형성공정등을 생략할 수 있으며, 그 구조 및 제조고정을 간편하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
예를들면 본 실시예에서는 기판간격 조정층(25)(27)의 형성재료로서 상기이 제1의 실시예와 같은 재료, 즉 주사선(9) 및 인출배선부분(17)의 형성재료와, 신호선(5) 및 인출배선부분(13)의 형성재료와, 층간절연막의 형성재료(201)와, 보호막의 형성재료(205)를 이용하여 주사선(9)의 인출배선부분(17)측의 설치되는 기판간격 조정층(25)의 기판(200)상부면에서는 높이와 신호선(5)의 인출배선부분(13)측에 설치되는 기판간격 조정층(27)의 기판(200)상부면에서의 높이를 같은 높이로 형성하고 있다. 이때 이들 기판간격 조정층(25)(27)의 높이는 예를들면 TFT(3)와 보조용량(419)과 보조용량(423)등 그외의 구성부위의 높이보다도 높은 높이로 형성한다. 이와 같이 하여 주사선(9)의 인출배선부분(17)측의 기판간격과 신호선(5)의 인출배선부분(13)측의 기판간격을 같게 지지할 수 있다.
그리고 그외의 주사선(9), 주사선(9)의 인출배선부분(17), 신호선(5), 신호선(5)의 인출배선부분(13), TFT(3), 보조용량선(423), 밀봉재(19)의 형성영역, 주사선구동회로(15), 신호선구동회로(11) 등의 각 부위는 제1의 실시예와 같은 구조 및 재료로 형성되어 있다.
이와같은 구조로 형성된 제2의 실시예의 액정표시장치에 있어서도 대향배치되는 2장의 기판간격 이른바 셀간격을 균일화하여 양호한 화질과 표시콘트래스트의 화상표시를 구현할 수 있다.
또 이용할 수 있는 재료로는 상기와 같은 재료구성에만 한정되지 않는다. 예를들면 기판간격 조정층(25)(27)을 형성하는 재료로서, 액정표시장치의 형성재료와는 별도로 새롭게 다른 형성재료를 이용하여 기판간격 조정층(25)(27)을 단층으로 형성해도 좋다는 것은 말할 나위도 없다. 이와같은 경우에는 기판간격 조정층(25)(27)은 다른 구성부위 보다도 막두께가 두껍게 되기 때문에 막형성과 막두께제어가 용이한 재료를 이용하는 것이 바람직한 것은 말할 나위도 없다.
또 상기 실시예에서는 기판간격 조정층을 주사선(9)의 인출배선부분(17)측과의 신호선(5)의 인출배선부분(13)측과의 양쪽에 배치했지만, 이것에만 한정시키지 않고 어떤 한쪽에만 설치해도 좋다. 이때 기판간격 조정층은 밀봉재(19)로 덮힌 영역내에 있어서 그외의 구성부위의 높이가 낮은쪽에 설치되어 그 높이를 높은쪽의 가장자리에 구비하도록 하는 것은 말할 나위도 없다.
또 상기 실시예에서는 기판간격 조정층(25)(27)을 인출배선부분(13)(17)(18)을 모두 비접촉에 설치했지만, 이에만 한정시키지 않고, 예를들면 각 인출배선부분(13)(17)(18)에 대해서 따르도록 기판간격 조정층(25)(27)을 나란히 설치하고, 또 인접하는 인출배선부분(13)(17)(18)에는 마찬가지로 하나의 기판간격 조정층(25)(27)의 패턴이 접촉하지 않는 배치로 형성해도 좋다. 이와같은 적어도 인접하는 인출배선부분(13)(17)(18)끼리가 단락하지 않는 배치이면 제2의 실시예에 있어서 기판간격 조정층(25)(27)의 패턴은 여러변경이 가능하다. 예를들면 인출배선부분(13)(17)(18)에 평행으로 긴 패턴으로 형성하는 것 등도 가능하다.
[실시예 3]
제6도, 제7도는 제3의 실시예의 액정표시장치를 도시한 평면도이다. 또 이 제3의 실시예의 설명 및 제6도, 제7도에 있어서는 설명의 간결화를 위해 제1의 실시예와 같은 부위에 같은 번호를 붙여서 나타내는 동시에 이 제3의 실시예에 있어서 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
이 제3의 실시예의 액정표시장치에 있어서는 밀봉재(19)로 덮힌 내측의 화소전극(7)이 형성된 표시영역과 주사선구동회로(15)와의 사이의 밀봉재(19)에 의해 거의 덮혀 있는 영역에 주사선(9)에 접속되는 인출배선부분(17) 및 보조용량선(423)에 접속되는 인출배선부분(18)을 주사선(9) 및 보조용량선(423)과는 별도의 재료, 예를들면 도전성이 양호한 A1(알루미늄)을 단층으로 막형성 및 패터닝하여 형성하고, 이 인출배선부분(17)(18)을 기판간격 조정층(19)으로서 겸용하는 동시에, 신호선(5)에 접속되는 인출배선부분(13)을 신호선(5)과는 별도의 재료를 이용해 예를들면 상기이 A1을 재료로서 형성하고 이 인출배선부분(13)을 기판간격 조정층(31)로서 겸용하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기의 기판간격 조정층(29)(31)은 모두 기판(200) 상면에서의 높이가 같은 높이로 형성된다. 이와같이하여, 주사선(9)의 인출배선부분(17)측의 기판간격과 신호선(5)의 인출배선부분(13)측의 기판간격을 같게 지지할 수 있다.
그리고 그외의 주사선(9), 주사선(9)의 인출배선부분(17), 신호선(5), 신호선(5)의 인출배선부분(13), TFT(3), 보조용량선(423), 밀봉재(19), 주사선구동회로(14), 신호선구동회로(11) 등의 각 부위는 제1의 실시예와 같은 구조 및 재료로 형성되어 있다.
이와같은 구조로 형성된 제2의 실시예의 액정표시장치에 있어서도 대향배치되는 2장의 기판간격, 이른바 셀간격을 균일화하여 양호한 화질과 표시콘트래스트의 화상표시를 실현할 수 있다.
또한 이용할 수 있는 재료로서는 상기와 같은 재료에만 한정하지 않는다. 기판간격 조정층(29)(31)을 형성하는 재료로서는 상기와 같은 단층의 Al외에도 예를들면 Cr/Mo/Cr의 3층에 적층하는 것도 가능하다. 또는 도펀트를 넣어서 저저항화한 P-Si를 이용해도 좋다. 이와같은 저저항화를 꾀할 수 있는 재료로서는, 예를들면 WSix와 MoSix와 같은 실리사이드를 적합하게 이용할 수 있다.
또 상기 실시예에서는 기판간격 조정층(29)(31)을 주사선(9)의 인출배선부분(17)측과 신호선(5)의 인출배선부분(13)측과의 양쪽에 설치했지만, 이에만 한정되지 않고 어느쪽이든 한쪽에만 설치해도 좋다. 이때 기판간격 조정층은 밀봉재(19)로 덮혀진 영역내에 있어서 그외의 구성부위의 높이가 낮은쪽의 측에 설치하여 높이를 높은쪽에 구비하게 하는 것은 말할 나위도 없다.
또 상기 실시예에서는 인출배선부분(13)(17) (18)의 전부를 기판간격 조정층(29)(31)으로 했지만, 여기에만 한정되지 않고, 예를들면 인출배선부분(13)(17)은 각각 신호선(5), 주사선(9)과는 별체로 각각 기판간격 조정층(29)(31)으로서 형성하는 한편, 보조용량선(423)과 그 인출배선부분(18)과는 동층이고 같은 재료로서 일체형성하여 기판간격 조정층(29)으로서 이용하지 않도록 해도 좋다. 즉 주사선(9)이 인출배선부분(13)측과 신호선(5)의 인출배선부분(17)측이 같은 기판간격에 지지되도록 기판간격 조정층(29)(31)을 설치하면 좋다. 이외에도 액정표시장치의 층구조에 의해 인출배선부분(13)(17)(18)중 어느것이든 1종류만을 기판간격 조정층으로서 겸용하도록 하는 또는 2종류를 기판간격 조정층으로서 겸용하게 하여도 좋은 것은 말할 나위도 없다.
또 상기 실시예에서는 기판간격 조정층(29)(31)의 평면적패턴을 인출배선부분(13)(17)(18)과 같은 정도의 폭을 가지는 가는선으로 형성했지만 이외에도 또한 폭이 넓은 패턴으로 형성해도 좋다. 단 그 경우에는 인접하는 기판간격 조정층(29)(31)끼리가 단락하지 않도록 거리를 두고 형성되는 것이 필요하다. 이 제3의 실시예의 경우에서는 기판간격 조정층(29)(31)은 인출배선부분(13)(17)(18)과 겸용하는 구조를 이루고 있기 때문에 기판간격 조정층(29)(31)은 도전성재료로 형성되어 있기 때문에 인접하는 패턴끼리가 접촉하면 단락불량을 일으키기 때문에 이와같이 적어도 인접하는 인출배선부분(13)(17)(18)끼리가 단락하지 않는 배치이면 상기이 제3의 실시예에 있어서 기판간격 조정층(29)(31)의 패턴은 여러가지로 변경이 가능하다.
상기 실시예에서는 기판이 주변부의 4변에 구동회로가 설치된 액정표시장치에 대해서 서술했지만 본 발명은 여기에만 한정하지 않는다. 이외에도 예를들면 제7도에 나타내는 바와 같이 주사선구동회로(15)가 TFT어레이기판(1)의 주변부의 1변에만 배치되어 주사선(9)의 한단에 접속되고, 주사선(9)의 다른단은 해제 상태가 되어 있고, 신호선구동회로(11)도 기판의 주변부의 상기 주사선구동회로가 설치된 벽에 직교하는 방향의 2변중 1변측에만 설치되어 신호선(5)의 한단에 접속되고 신호선(5)의 다른단은 해제상태가 되는 액정표시장치에 있어서도 적용가능하다.
이 경우에는 신호선(5)과 신호선구동회로(11) 사이의 밀봉재(19)의 거의 덮힌 영역에 있어서 인출배선부분(13) 및 주자선(9)과 주사선구동회로(15)와의 사이의 밀봉재(19)에 거의 덮힌 영역에 있어서, 인출배선부분(17(18)을 상기의 실시예와 마찬가지로 기판간격 조정층(29)(31)으로서 겸용하는 한편, 신호선(5) 및 주사선(9) 각각이 해제단측에도 상기의 인출배선부분(13)(17)(18)과 같은 기판간격 조정층(30)(32)은 각각 신호선(5) 및 주사선(9)에 전기적으로 접속되도록 설치해도 좋고, 또는 절단분리하여 이른바 모형패턴으로 설치해도 좋다. 제7도에 표시한 한예에서는 기판간격 조정층(30)은 신호선(15)과 일체형되어 전기적인 접속되어 있다. 또한 기판간격 조정층(32)은 주사선(9)과는 절단분리되어 실치되어 있고 보조용량선(423)과는 일체로 형성되어 전기적으로 접속되어 있다. 이외에도 예를들면 기판간격 조정층(30)(32)은 모두 전기적으로(또는 패턴으로서) 잘려서 분리된 구조로 형성해도 좋다. 또는 역으로 기판간격 조정층(30)(32)은 모두 전기적으로(또는 패턴으로서) 접속된 구조로 형성해도 좋다.
이와같이 구동회로가 주사선과 신호선의 한단에만 접속된 액정표시장치의 경우에 있어서도 상기와 같은 그 다른단측에도 기판간격 조정층(30)(32)을 설치함에 따라 TFT어레이기판(1)과 대향기판과의 사이의 기판간격을 주사선구동회로(15)가 배치된 기판의 한변에 평행인 방향과 신호선 구동회로(11)가 설치된 기판한변에 평행인 방향으로 동등하고 균일한 간격으로 조정할 수 있다.
또 상기 실시예이외에도 예를들면 주사선구동회로(15)가 주사선(9)의 양단에 접속하도록 기판이 양측에 설치되어 있는 한편, 신호선구동회로(11)는 신호선(5)의 한단에만 접속하고 다른단은 해제가 되도록 기판의 한변측에만 설치되어 있는 경우에도 본 발명이 적용가능한 것은 말할 나위도 없다. 그와같은 경우에도 신호선(5)의 해제단측에 상기 제7도에 도시한 경우와 마찬가지로 기판간격 조정층(31)과 같은 높이로 구비된 모형패턴을 설치하여 이것을 기판간격 조정층(30)으로서 이용하도록 하면 좋다.
[실시예 4]
제8도는 제4의 실시예의 액정표시장치를 도시한 도면도이다. 또 이 제4의 실시예의 설명 및 제8도에 있어서는 설명이 간결화를 위해 제1의 실시예와 같은 부위에는 같은 번호를 붙여서 나타내는 동시에, 이 제4의 실시예에 있어서 특징적인 부분을 중심으로서 설명한다. 이 제4의 실시예의 액정표시장치에 있어서는 표시영역외부에 측적용량을 설치한 경우에 나타내고 있고 특히 밀봉재로 덮혀진 영역내부에 그 축적용량을 설치하는 것을 특징으로 하고 있다.
제8도(a)에 나타내는 바와 같이 밀봉재(19)로 둘러싸인 내측의 화소전극(7)이 나란히 배열된 표시영역과 주사선구동회로(15)와의 사이의 밀봉재(19)에 의해 대부분 덮혀진 영역 및 밀봉재(19)로 덮혀진 내측의 화소전극(7)이 나란히 배열된 표시영역과 신호선 구동회로(11) 사이의 밀봉재(19)에 의해 거의 덮혀진 영역이 대향하는 2장의 기판끼리의 기판간격을 세로, 가로방향 모두 균일한 간격으로 조정하는 기판간격조정영역(33)인 것을 특징으로 하고 있다. 구체적으로는 이 기판간격 조정영역(33)에 있어서 인출배선부분(13)에 따라서 축적용량(35)이 형성되는 동시에 인출배선(13)에 그 한단이 접속되고 다른단은 소정의 전압에 접속되어 있다. 그리고 이 축적용량(35)의 기판(200)상면에서의 높이에 따라 신호선(5)의 인출배선(13)측의 기판간격이 지지되고 있다. 이 축적용량(35)은 이와같은 기판간격 조정영역(33)에 있어서 기판간격조정을 위해 이용되는 한편, 각각이 접속된 신호선(5)의 1라인 마다에 영상신호전압을 표시하는데 적합한 값으로 유지하기 위해 설치되어 있는 것이다.
이 축적용량(35)은 상기와 같은 밀봉재(19)에 의해 덮혀진 영역이외에도 또는 표시영역내에 설치해도 좋고, 표시영역외부에 설치해도 좋다. 또는 축적용량(35)을 구동회로내부에 만들어 넣어도 좋은 것은 말할 나위도 없다. 단 상기 실시예와 같이 밀봉재(19)로 덮혀진 영역에 설치함에 따라 실질적으로 이 축적용량(35)을 기판간격 조정층으로서 겸용할 수 있다는 이점이 있기 때문에 이 점에서 상기 실시예는 바람직한 것이다.
이 축적용량(35)의 구조는 예를들면 제8도(b)에 나타낸 바와 같이 기판(200)위에 주사선(9)과 게이트(405)와 동층으로 같은 막(膜)재료로 하(下)전극(701)을 형성하고, 그 위에 층간절연막(201)을 유전체층으로 형성하고, 또한 그 위에 신호선(5) 및 그 인출배선부분(13)등으로 이용하는 재료로 상(上)전극(703)을 형성하고, 이 상전극(703)과 상기의 하전극(701)과의 사이에서 유전체층으로서의 층간절연막(201)을 삽입함에 따라 축적용량(35)의 주요부를 구성하는 구조가 되어 있다. 그리고 그것을 덮어 보호하도록 보호막(205)이 형성되어 있다. 이와같이 액정표시장치의 형성재료를 이용하여 축적용량(35)의 주요부를 구성하면 그 층구조 및 제조공정을 간편하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
이 축적용량(35)의 기판(200)상면에서의 높이는 보조용량선(423)의 인출배선부분(18)이 형성된 부분의 기판(200)상면에서의 높이로 이루어져 균일하게 형성되어 있다. 즉 축적용량(35)의 기판(20)상면에서의 높이와, 보조용량선(423)의 인출배선부분(18)의 층구조의 최상부의 높이가 동등하고 균일하게 되도록 인출배선부분(18)의 층구조가 제8도(b)에 도시한 축적용량(35)의 층구조와 마찬가지로 하층에서부터 순서대로 하전극(701)과 같은 막두께의 같은 재료, 층간절연막(201)과 같은 막두께의 같은 재료, 상전극(703)과 같은 막두께의 같은재료, 보호막(205)이라고하는 층구조로 형성되어 있다. 이때 상전극(703)과 같은 막두께의 같은 재료로 형성된 인출배선부분(18)의 상층부분은 축적용량(35)과는 달리 외부의 전원에 접속되어 있지 않고 부유상태가 되어 있기 때문에, 이 인출배선부분(18)에는 표시에 대해서 실질적으로 악영향을 주는 전기용량 (즉 이 인출배선부분(18)을 통하는 전류의 무딤과 지연등)은 거의 무시할 수 있을 만큼 작은 것으로 되어 있다.
이와같이하여 주사선(98)의 인출배선부분(17)측의 기판간격과 신호선(5)의 인출배선부분(13)측이 기판간격을 동일하게 지지할 수 있다.
그리고 그외의 주사선(9), 주사선(9)이 인출배선부분(17), 신호선(5), 신호선(5)의 인출배선부분(13), TFT(3), 밀봉재(19)의 형성영역, 주사선구동회로(15), 신호선구동회로(11) 등의 각 부위는 제1의 실시예와 같은 구조 및 재료로 형성되어 있다. 이와같은 구조로 형성된 제4의 실시예의 액정표시장치에서도 대향배치되는 2장이 기판간격, 이른바 셀간격을 균일화하여 양호한 화질과 표시콘트래스트의 화상표시를 실현할 수 있다.
또 상기 실시예에서는 기판간격조정영역(33)에 있어서 기판간격조정을 위해 신호선(5)의 인출배선부분(13)에 배치되는 축적용량(35)을 이용했지만, 본 발명은 여기에만 한정하지 않는다.
이외에도 예를들면 기판(200)위에 형성된(이른바 구동회로일체형)신호선 구동회로(11) 및 주사선구동회로(15)의 일부 또는 전체를 밀봉재(19)에 거의 덮혀 있는 기판간격조정영역(33)내에 포함되도록 형성하고, 신호선구동회로(11) 및 주사선구동회로(15)의 구성부위의 일부 또는 전체의 높이에 의해 신호선(5)의 인출배선부분(13)측과 주사선(9)의 인출배선부분(17)측과 기판간격을 균일하게 지지하는 구조로 형성해도 좋다.
또는 기판간격조정영역(33)에 있어서 상기와 같은 축적용량(35)을 이용해 신호선(5)의 인출배선부분(13)측의 기판의 지지높이를 조정함에 따라 기판간격을 조정하는 동시에 그 한쪽에서 주사선(9)의 인출배선부분(17)측에는 상기의 제1 내지 제3실시예에서 나타낸 바와 같은 기판간격 조정층(23)(25)(29)을 형성하고, 주사선(9)의 인출배선부분(17)측의 기판의 지지높이를 조정함에 따라 기판간격을 조정하고, 양측의 기판간격을 같고 균일하게 조정하는 것도 가능하다. 또 보조용량선(423)의 인출배선부분(18)만이 아니라 주사선(9)의 인출배선부분(17) 및 신호선(5)의 인출배선부분(13)의 양쪽에도 기판간격 조정층(23)(25)(29)과 같은 기판간격 조정층을 형성해도 좋은 것은 말할 나위도 없다. 이와같이 기판간격조정영역(33)에 있어서 기판의 종횡양방햐에 걸쳐서 기판간격을 균일하게 유지할 수 있다.
또 본 발명에 따르면 이상의 각 실시예에서 도시한 바와 같은 기판간격조정영역 또는 기판간격 조정층에 의해 2장의 기판의 기판간격을 기판의 종횡방향에 걸쳐서 같게 유지할 수 있기 때문에 2장의 기판의 면방향에서의 강성이 충분한 것이며 종래이 액정표시장치에 있어서, 화소전극이 배열된 표시영역에 산포되어 온 스페이서를 생략하는 것도 가능하다. 이와같은 화소전극이 배열된 표시영역에는 저밀도라고는 말할 수 있지만 스페이서와 같은 액정과는 투과율이 다른 부재를 배치하지 않는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명을 이용해 스페이서를 생략함에 따라 화질의 향상을 꾀할 수 있다.
또 이상의 제1 내지 제4의 실시예에 있어서는 활성층이 다결정 실리콘으로 이루어지는 이른바 poly-Si TFT를 이용한 경우에 대해서 서술했지만 이외에도 poly-Si TFT뿐만 아니라 단결정 Si TFT 또는 s-Si TFT를 스위칭용의 TFT로서 이용한 경우와, TFT중에서도 스태커형 TFT구조의 경우도 역스태거형 TFT구조의 경우도 또는 MIM소자와 같은 2단자소자를 이용한 경우에 있어서도 본 발명의 기술은 적용가능한 것은 말할 나위도 없다.
또 주사선구동회로와 신호선구동회로는 스위칭용의 TFT와 같이 p-Si를 이용하여 동시에 형성하는 경우를 나타냈지만 예를들면 구동회로만을 단결정 Si으로 형성해도 좋고, 또는 구동회로로서 액정구동용 LSI를 이용하여 유리기판위에 COG(Chip On Glass)방식으로 실행해도 좋다.
또는 도시는 생략했지만 구동회로의 외측에도 상기이 밀봉재료와는 별도로 제2의 밀봉재를 설치하고, 구동회로를 외부의 습도와 온도변화등으로부터 보호하여 내구성이 향상을 도모하는 것이 바람직하다.
또는 상기이 각 실시예에서는 대향기판이 TFT어레이기판의 외형길이보다도 작은 경우에 대해서 나타냈지만, 여기에만 한정시키지 않고 액정표시패널을 하나이 대형유리기판위에 복수다면을 갖고 제조하는 경우등에는 2장이 기판을 대향하여 접합액정층을 주입한 후의 스크라이브(scribe)의 간이화를 꾀할 수 있기 때문에 대향기판이 외형길이를 TFT어레이기판과 같은 크기이상이 크기로 했다.
그외, 본 발명이 요지를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명의 액정표시장치이 각 부위의 형성재료등의 변경이 여러가지로 가능한 것은 말할 나위도 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 액정표시장치에 있어서 대향배치되는 2장의 기판간격(이른바 셀간격)을 균일화하여 양호한 화질과 표시콘트래스트를 실현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 스위치소자, 상기 스위치소자에 접속된 주사선 및 신호선, 및 상기 스위치소자에 접속된 화소전극을 갖는 스위치소자 어레이기판; 상기 주사선과 접속된 주사선 구동회로; 상기 신호선과 접속된 신호선 구동회로; 상기 스위치소자 어레이기판과 간격을 갖고 표시영역을 형성하도록 대향배치된 대향전극을 갖고, 상기 표시영역의 주위에 설치된 밀봉재에 의해서 상기 스위치 소자 어레이기판과 접합된 대향기판; 주위를 상기 밀봉재에 의해 밀봉하며, 상기 스위치소자 어레이기판과 상기 대향기판의 상기 간격에 끼워진 광변조층을 갖는 액정표시장치에 있어서, 상기 스위치소자 어레이기판은 상기 밀봉재이 하측의 상기 표시영역과 상기 주사선 구동회로 사이의 제1 영역 또는 상기 밀봉재이 하측의 상기 표시영역과 상기 신호선 구동회로 사이의 제2 영역중 어느 한쪽에 상기 제1 영역에 있어서의 상기 간격과 상기 제2 경역에 있어서의 상기 간격을 대략 같아지도록 조정하는 기판간격 조정수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 상기 주사선 및 상기 신호선 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 설치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 제1 절연막과 상기 신호선이 동일 재료로 이루어진 제1 조정층과의 적층구조를 갖고 상기 주사선상에 설치되며, 또 제2 절연막과 상기 주사선이 동일 재료로 이루어진 제2 조정층과이 적층 구조를 갖고 상기 신호선상에 설치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1항 조정층은 상기 주사선에 대응하여 전기적으로 분리되어 있는 것은 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2조정층은 상기 신호선에 대응하여 전기적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 상기 주사선 또는 상기 신호선을 따라서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 상기 신호선과 동일 재료로 이루어진 제1조정층과 상기 주사선과 동일 재료로 이루어진 제2조정층과의 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 상기 스위치소자 어레이기판의 상기 제1영역에 설치되며, 상기 신호선과 상기 신호선 구동회로를 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 상기 수위치소자 어레이기판의 상기 제2영역에 설치되며, 상기 주사선과 상기주사선 구동회로를 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판간격 조정수단은 스위치소자 어레이기판의 상기 제1영역 및 상기 제2영역에 설치되고, 상기 제1영역에 설치된 상기 기판간격 조정수단은 상기 신호선과 상기 신호선 구동회로를 전기적으로 접속하고 있으며, 상기 제2영역에 설치된 상기 기판간격 조정수단은 상기 주사선과 상기 주자선 구동회로를 전기적으로 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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