KR100255584B1 - 액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 기판면에 대략 평행한 전계에 의해 구동하는 액정표시장치에 있어서, 개구율이 높고, 상하기판의 맞춤여유도를 대폭으로 확대하는 액정표시장치를 실현하는 것을 목적으로한 것이며, 그 구성에 있어서, 영상신호선(103)에 인접배치된 대향전극(105)를 가지고, 상기 영상신호선(103)과 인접배치된 대향전극(105)사이에 절연층을 가지고, 또한 영상신호선(103)과 이 대향전극(105)가 중첩부를 가지고, 화소영역내에 있어서 차광층(202)가 주사신호선(102)와 대략 평행한 방향에만 배치된 구조를 가진 것을 특징으로 하는, 또는, 상기 차광층(202)는, 상기 대향전압신호선(109)의 형성영역의 폭방향의 일부를 포함해서 개구시킨 패턴으로서 구성되어 있는 액티브매트릭스형 액정표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법

본 발명은 액티브매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 고개구율화에 접합한 차광패턴을 가진 가로전계방식이라 호칭되는 컬러액정표시장치에 관한 것이다.

박막트랜지스터(TFT)로 대표되는 액티브소자를 사용한 액티브매트릭스형 액정표시장치는 얇고, 경량이라는 특징과 브라운관에 필적하는 고화질이라는 점에서, OA 기기 등의 표시단말로서 널리 보급되기 시작하고 있다. 이 액정표시장치의 표시방식으로서, 동일기판위에 구성된 2개의 전극의 사이의 기판면에 대략 평행인 전계에 의해 액정을 동작시켜, 2개의 전극의 틈새로부터 액정에 입사한 광을 변조해서 표시하는 방식이, 소위 가로전계방식으로서, 최근 알려져 왔다. 이 방식은, 광시야각이라는 특징을 가지고, TV로 대표되는, 다수의 사람이 보는 것을 전제로 하는 화상표시장치용의 액티브매트릭스형 액정표시장치로서 유망한 기술이다. 이 방식의 특징에 관해서는, 일본국 특허출원 공표평 5-505247, 동 특공소 63-21907에 기재되어 있다.

그러나 상기 액정표시방식을 사용한 액정표시장치에서는, 영상신호선과 인접하는 전극간에는 표시전위와 무관한 전위가 항상 인가되기 때문에, 이 사이의 영역을 차광층에 의해 차광하는 것이 필요하였다. 차광층의 경계를 표시영역내에 형성하면 확실하게 차광할 수 있으나, 이 경우개구율이 저하한다. 또 차광층의 경계르 영상신호선과 인접하는 전극상에 형성하면 개구율저하를 방해하나, 이 경우 차광층의 위치맞춤정밀도로서 높은 정밀도가 요구되기 때문에, 생산성이 저하한다는 과제가 있다.

또, 상기한 구성의 액정표시소자는, 예를들면, 행(x)방향으로 뻗어있는 주사신호선과 대향전압신호선 및 열(y)방향으로 뻗어서 서로 인접하는 영상신호선으로 둘러싸인 영역을 화소영역으로 하는 것으로서, 이 관계는 행(x)방향으로 병설되는 각 화소영역으로 구성되는 화소영역군 끼리에 있어서도 완전히 마찬가지로 되어 있다.

이 때문에, 화소영역군에 공통인 대향전압신호선은, 인접하는 다른 화소영역군에 공통인 주사신호선과 근접배치되고, 그들의 단락을 방지하기 위해 일정한 거리를 확보해서 배치시키지 않으면 안된다는 제약이 부과되어 있었다.

따라서, 필연적으로 표시영역의 면적이 제약되고, 소위 개구율의 향상도 한계가 되는데 도달하였다.

특히, 가로전계방식에 있어서는, 액정층내에 소정의 값의 전계를 발생시키지않으면 안되는 필요에서 상기 화소영역내에 복수의 화소전극과 대향전극을 교호로 배치시키지 않으면 안되는 구성으로 되어 있기 때문에, 개구율의 향상의 한계는 그것으로 만족할 수 없는 문제로 되어 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정에 의거해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 개구율의 향상 및 생산성향상을 도모한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

제1(a)도는 실시예 1에 있어서의, 투명기판(101)쪽의 화소의 평면구조도.

제1(b)도는 실시예 1에 있어서의, 투명기판(201)쪽의 차광층(202)와, 투명기판(101)쪽의 화소와의 상대위치관계를 표시한 평면도.

제2도는 제1(a)도의 A-A′선에 있어서의 화소부의 단면구조를 표시한 도면.

제3도는 제1(a)도의 B-B′선에 있어서의 화소부의 단면구조를 표시한 도면.

제4도는 제1(a)도의 C-C′선에 있어서의 화소부의 단면구조를 표시한 도면.

제5도는 실시예 2의 화소부의 단면구조를 표시한 도면.

제6도는 실시예 3의 차광층을 표시한 도면.

제7도는 액정표시장치의 주변회로를 표시한 도면.

제8도는 전계방향에 대한 계면상의 분자장축배향방향(러빙방향)ΦLC가 이루는 각, 및 전계방향에 대한, 한쪽의 편향판의 편향판투과축 ΦP가 이루는 각을 표시한 도면.

제9도는 실시예 7에 있어서의, 투명기판 1A쪽의 화소의 평면구조도.

제10도는 실시예 7에 있어서의 차광패턴의 예를 제9도와의 관계를 표시한 평면도.

제11도는 실시예 8에 있어서의 투명기판 1A쪽의 화소의 평면구조도.

제12도는 본 발명에 의한 액정표시장치에 적용되는 노멀리화이트모드와 노멀리블랙모드의 특성예를 표시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1A, 1B, 101, 201 : 투명기판(유리) 2, 102 : 주사신호선

3, 103 : 영상신호선 4, 109 : 대향전압신고선

14, 105 : 대향전극 18, 104 : 화소전극

106 : 비정질실리콘 107 : n＋형 비정질실리콘

108 : 게이트절연막 110 : 보호막

120, 220 : 배향막 130, 230 : 편광막

150 : 박막트랜지스터소자 201 : 투명기판

202 : 차광막 203 : 3원색착색층(컬러필터)

204 : 투명수지(평탄막) 207 : 인가전계방향

300 : 액정층 301 : 액정분자

400 : 액정표시소자 401 : 제어기

402 : 액정구동전원회로 403 : 수직주사회로

404 : 영상신호구동회로

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하를 특징으로 하는 액티브매트릭스형 액정표시장치를 구성한 것이다.

[수단 1]

액정층을 개재해서 서로 대향배치되는 2매의 기판에 있어서, 한쪽의 기판은 투명하고, 한쪽의 기판쪽의 각 화소영역에, 화소전극 , 대향전극, 대향전압신호선, 주사신호선, 영상신호선 및 액티브소자가 형성되고, 상기 화소전극과 대향전극간에 인가되는 전압에 의해서 액정층내의 상기 2매의 투명기판과 대략 평행인 전계를 발생시키므로서, 상기 액정층을 투과하는 광을 변조시키는 액정표시장치에 있어서, 상기 영상신호선과의 사이에 절연층을 개재해서, 상기 영상신호선과 대략 평행으로 인접배치된 대향전극을 가지고, 또한 상기 영상신호선과 상기 대향전극이 평면적으로 상기 절연층을 개재해서 중첩부를 가지고, 차광층이 상기 주사신호선과 대략 평행인 방향에 배치한다.

[수단 2]

또, 수단 1에 있어서, 상기 영상신호선과의 사이에 절연층을 개재해서, 상기 영상신호선과 대략 평행으로 인접배치되고, 상호간에 간격을 형성해서 상기 대향전압신호선으로부터 분기된 2개의 대향전극을 가지고, 또한 상기 영상신호선과 상기 2개의 각 대향전극이 평면적으로 상기 절연층을 개재해서 중첩부를 가진다.

[수단 3]

액정층을 개재해서 서로 대향배치되는 2매의 기판에 있어서, 한쪽의 기판은 투명하고, 한쪽의 기판쪽의 각화소영역에, 화소전극, 대향전극, 대향전압신호선, 주사신호선, 영상신호선 및 액티브소자가 형성되고, 화소전극과 대향전극간에 인가되는 전압에 의해서 액정층내에 상기 2매의 투명기판과 대략 평행인 전계를 발생시키므로서, 상기 액정층을 투과하는 광을 변조시키는 액정표시장치에 있어서, 차광막은, 각 화소영역마다 상기 대향전압신호선의 형성영역의 폭방향의 일부를 포함해서 개구시킨 패턴으로서 구성한다. 또는, 상기 대향전압신호선은, 행(x)방향으로 병설되는 각 화소영역에 의해서 구성되는 화소영역군에 공통으로 되어 있는 동시에, 상기 화소영역군에 대해서 열(y)방향으로 인접하는 다른 화소영역군에 공통인 대향전압신호선과 공유되어서 상기 각각의 화소영역군의 사이에 배치되고, 또한, 차광층은 상기 대향전압신호선을 공유해서 열(y)방향으로 인접하는 서로의 화소영역마다 상기 대향전압신호선의 형성영역의 일본을 포함해서 개구시킨 패턴으로서 구성한다.

[수단 4]

상기 차광층을 화소영역내에 있어서 대략 직선형상으로 한다.

[수단 5]

차광층을 인쇄법에 의해 제조한다.

[수단 6]

차광층 및 3원색의 착색층을 인쇄법에 의해 제조한다.

[수단 7]

편광판과 러빙의 방향을 노멀리블랙의 표시모드에 설정한다.

다음에 본 발명의 작용을 설명한다.

[작용 1]

소위 가로전계방식을 사용한 액정표시장치에서는, 영상신호선과 인접하는 전극간에는, 화소전극과 대향 전극간의 전위와 무관계의 전위가 항상인가 되기 때문에, 이 상이의 영역을 차광층으로 차광하는 것이 필요하였다. 표시영역내의 영상신호선에 중첩해서 배치된 독립한 차광층에 의해, 영상신호선과 인접하는 전극의 사이를 차광하였을 경우는, 상하기판의 맞춤여유도를 생각하면, 차광층의 경계선을 대향전극으로부터 비어져 나오게 해서, 표시영역내에 형성하는 것이 필요하며, 그 정도 개구율이 저하하고 있었다. 그래서 본 발명에서는, 영상신호선에 인접 배치해서 대향 전극을 형성하고, 상기 영상신호선과 상기 대향전극에 중첩부를 형성하므로서, 상기 대향전극에 차광층의 효과를 가지게하고, 영상신호선과 대향전극 사이를 차광한다. 이 경우, 표시영역내의 영상신호선에 중첩해서 배치된 독립한 차광층은 불필요하게 된다. 이에 의해, 차광작용의 어느 부분의 경계가 상기 대향전극의 경계로서 정해지기 때문에, 개구율이 향상한다. 이 때, 상기 영상신호선 및 상기 대향전극은 불투명한 도전재료로 형성될 필요가 있는 것은 말할것도 없다. 또, 차광층은 주사신호선에 평면적으로 중첩해서, 주사신호선을 따른 방향에만 배치하면 된다. 이 결과, 상하기판의 맞춤여유도에 관해서는, 주사신호선에 평행한 방향에 관해서는, 컬러필터의 3원색의 착색층의 경계선이, 영상신호선을 사이에 두는 대향전극으로부터 대향전극의 사이의 어느 한쪽의 영역에 있기만 하면 되므로, 대폭으로 확대할 수 있게 된다. 또, 주사신호선과 수직인 방향에 관해서는, 4변형의 화소영역의, 직4각형의 긴쪽의 변쪽의 위치맞춤이므로, 그 위치어긋남이 개구율에 미치는 영향은, 직4각형의 짧은쪽의 변쪽에 비해 대폭으로 적기 때문에, 역시 마찬가지로, 상하기판의 맞춤여유도를 대폭으로 확대할 수 있다.

또 소위 세로전계방식의 액정표시장치에서, 영상신호선과 동일기판상에, 영상신호선과 중첩부를 가진 금속층을 형성하므로서, 본 발명과 유사한 구성을 행하는 것도 가능하나, 이 경우에는 투명전극인 화소전극과, 상기 금속층과의 사이에도 평면적으로 중첩부를 형성하는 것이 필수로 되기 때문에, 화소전극에 이어지는 부하용량의 값이 증대한다. 이 때문에, 특히, 화소전극에 축적되는 영상정보가 변동하기 쉽게되고, 휘도변동의 강도가 증대하고, 화질이 열악화한다는 문제가 있다. 이 문제는, 소위 가로전계방식의 액정표시소자에서는, 거의 문제로 되지 않는다. 즉 본 발명의 구성은 소위 가로전계방식의 액정표시소자에서 가장 효과를 발휘한다고 할 수 있다.

[작용 2]

대향전극을 상기 영상신호선하부의 전체면을 덮도록 형성하였을 경우, 대향전극과 영상신호선간의 용량이 증대한다. 이것은, 즉 대향전압신호선에 이어지는 용량성분이 증대하는 것을 의미하고, 가로스메어의 증대를 일으킨다. 그래서, 대향전압신호선으로부터 분기한 2개의 대향전극을, 상기 영상신호선하부에서, 서로 간격을 두고 배치하였다. 이에 의해, 상기 영상신호선과 상기 대향전극의 중첩면적을 감소할 수 있기 때문에, 용량성분을 감소할 수 있다. 따라서, 이에 의해 가로 스메어의 레벨을 감소할 수 있다.

[작용 3]

또, 상기 대향전압신호선주변에서의 드메인발생영역은, 주로 화소전극과 대향전압신호선의 교차부주변으로 한정된다. 따라서, 차광층은, 상기 대향전압신호선에 상당하는 부분에 차광층을 형성하는 필요는 없고, 상기 각 화소영역마다 개구시킨 패턴으로서 형성할 수 있도록 된다. 이것은, 적어도 열(Y)방향으로 큰 여유도를 가진 차광층을 형성할 수 있어, 개구면적의 큰 차광층을 형성할 수 있게 된다.

[작용 4]

차광층을 표시영역내에 있어서 직선형상으로 형성하므로서, 차광층의 구조를 간략화할 수 있다. 이것은, 차광층이 포토공정을 사용하지 않아도 형성할 수 있는 것을 의미하고, 제조프로세스선택의 자유도를 증대할 수 있다.

[작용 5]

차광층이 표시영역내에서 주사신호선과 평행한 방향뿐이라면, 차광층 패턴이 단순화되기 때문에, 차광층의 형성에 인쇄법의 적용이 용이하게 된다. 특히 직선형상이며, 패턴은 극히 단순하게 되기 때문에, 단순한 인쇄법의 제조프로세서에 의해 차광층을 형성할 수 있다. 이에 의해, 생산성의 향상과 생산코스트의 저감을 실현할 수 있다.

[작용 6]

또, 3원색의 착색층도 인쇄법에 의해 형성하므로서, 노광장치가 불필요하게 된다. 이에 의해, 설비투자를 저감할 수 있다.

[작용 7]

또, 노멀리블랙의 표시모드로 하므로서, 드메인형성영역이나 배향의 흐트러진 개소로부터의 표시에의 영향이 적어지고, 표시콘트라스트, 특히, 흑렐벨의 향상이 가능하게 된다.

이하 본 발명의 실시예에 대해서, 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 액정표시패널로서, 이하의 구성의 패널을 사용하였다.

기판으로서는 두께가 1.1mm이고 표면을 연마한 투명한 2매의 유리기판(101), (102)을 사용했다.

이들 기판중의 한쪽기판(101)의 위에 박막트랜지스터를 형성했다. 제1(a)도에 투명기판(101)쪽의 화소의 평면구조도를 표시한다. (102)는 주사신호선, (103)은 영상신호선, (104)는 화소전극, (105)는 대향전극, (109)는 대향전압신호선이다. 제1(b)도는, 투명기판(201)쪽의 차광판(202)와, 투명기판(101)쪽의 화소와의 상대위치 관계를 표시한 평면도이다. 본 실시예에서는, 차광층(202)를 주사신호선을 따르는 방향에만 형성했다. 주사신호선과 수직인방향의 차광은, 영상신호선과, 인접하는 대향전극을, 절연막을 개재해서 중첩하므로서 행하였다. 또, 행방향으로 인접하는 화소끼리로, 영상신호선을 인접하는 대향전극을 일체적으로 형성하였다. 제2도는, 제1(a)도의 A-A′선에 있어서의 단면도이다. 기판(101)위에 형성된 화소전극(104)와 대향전극(105)의 사이의 전계E에 의해, 액정층(300)의 액정분자(301)의 배향을 제어하고, 화소전극(104)와 대향전극(105)의 사이에서부터 입사한 광의 밝기를, 변조하고, 출사한다. 또, 또한쪽의 기판(201)에는, 차광층(202), 3원색의 착색층(203) 등을 구성하였다. 3원색의 착색층(203)의 상부에는, 표면을 평탄화라는 투명수지(204)를 적층하였다.

이들 2개의 기판의 최표면에 배향막(120), (220)을 형성하고, 러빙처리를 한 후,기판간에 액정조성물(300)을 봉입하고, 그것을 2매의 편광판(130), (230)으로 끼우고, 액정표시패널을 구성하였다.

제8도에 전계방향, 러빙방향, 편광투과축의 관계를 표시한다. 본 실시예에서는 배향막으로서 폴리이미드를 채용했다. 상하계면상의 러빙방향은 서로가 대략평행이고, 또한 인가전계방향(207)이 이루는 각도ΦLC를 85°로 했다. 액정조성물(300)으로서는, 유절율이방성 △ε이＋이고 그 값이 7.3(측정주파수 1㎑)이며, 굴절율이방성 △n이 0.073(측정파장 589nm, 측정온도 20℃에서의 값)의 네마틱액정조성물을 사용했다. 기판간의 갭d는 공모양의 폴리머비드를 기판사이에 분산해서 끼워유지하고, 액정봉입상태에서 약 4.1㎛로 했다. 편광판으로서는 일본국 닛토덴코사제품G1220DU를 사용하고, 한쪽의 편광판의 편광투과축을 러빙방향과 거의 동일한 각도, 즉 ΦP=85°로 설정하고, 다른쪽을 그것과 수직으로 설정했다. 제3도는, 제1(a)도의 B-B′선에 있어서의 단면도이며, 박막트랜지스터소자의 단면구조를 표시한다. 박막트랜지스터소자는 화소전극(104)(소스전극), 영상신호선(103)(드레인전극), 주사신호선(102)(게이트전극) 및 비정질실리콘(106)으로 구성했다. 박막트랜지스터소자(150)은 역스태거 구조로하고, 주사신호선(102)를 최하층에 형성하고, 게이트절연막(108), 비정질실리콘(106)을 차례로 형성하고, 영상신호선(103)과 화소전극(104)를 동일의 금속층으로 구성하였다. 또 비정질실리콘(106)과 영상신호선(103) 및 화소전극(104)의 저항콘택트를 취하기 위하여, 그 사이에 인을 도프한 n+형 비정질실리콘(107)을 형성하였다. 제4도는, 제1(a)도의 C-C′선에 있어서의 단면도이며, 축적용량Cstg의 단면구조이다. 화소전극(104)hk 대향전극신호선(109)에 의해 게이트절연막(108)을 사이에 두고 구조로해서 형성하였다. 대향전극(105)로서는, 대향전압신호선(109)로부터 뻗은 돌기부분을 사용하였다.

제7도에, 본 실시예의 주변회로를 표시한다. 액정표시소자(400)에는, 그 외부 회로로서 수직주사회로(403) 및 영상신호구동회로(404)가 구비되고, 상기 수직주사회로(403)에 의해서 상기 주사신호선(102)의 각각에 차례로 주사신호(전압)가 공급되고, 그 타이밍에 맞추어서 영상신호구동회로(404)는 영상신호선(103)에 영상신호(전압)를 공급하도록 되어있다.

또한, 수직주사회로(403) 및 영상신호구동회로(404)는 액정구동전원회로(402)로부터 전압이 공급되어 있는 동시에, CPU로부터의 화상정보가 제어기(401)에 의해서 각각 표시데이터와 제어신호로 구분되어서 입력하도록 되어있다.

또, 대향전압신호선(109)에 인가되는 전압도, 액정구동전원회로(402)로부터 공급되도록 되어있다. 또한, 이 실시예에서는, 대향전압신호선(109)에 인가되는 전압은 영상신호구동회로(404)의 내압을 작게할 목적으로 교류전압을 사용하고 있다.

본 실시예에서는, 영상신호선에 평면적으로 중첩해서 형성한 대향전극은 차광층을 겸용하기 때문에, 개구율이 높은 액정표시장치를 실현할 수 있다. 본 실시예에서는, 주사신호선을 따르는 방향에만 차광층을 형성하므로서 상하기판의 맞춤여유도를 대폭으로 확대할 수 있다.

또, 세로스메어의 원인이 되는 영상신호선으로부터 표시영역에의 노이즈침입을, 중첩하는 대향전극에서 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2와 실시예 1은, 대향전극(105)의 형상이 상이하다. 제5도에, 본 실시예의 화소의 단면구조를 표시한다.

대향전극(105)를 상기 영상신호선(103)하부의 전체면을 덮도록 형성하였을 경우, 대향전극과 영상신호선간에 생기는 용량이 증대한다. 이것은, 즉, 대향전압신호선에 이어지는 용량성분이 증대하는 것을 의미하고, 가로 스메어의 증대를 초래한다. 본 실시예에서는, 대향전압신호선으로부터 분기한 2개의 대향전극을, 상기 영상신호선하부에서, 서로 간격을 형성해서 배치하므로서, 용량성분을 저하할 수 있고, 실시예 1의 경우와 비교해서, 또, 가로스메어를 저감하는 효과가 있다.

[실시예 3]

실시예 3과 실시예 1은, 차광층의 형상이 상이하다. 제6도에, 본 실시예의 화소의 차광층의 평면배치를 표시한다. 본 실시예에서는, 차광층을 대략 직선형상으로 형성하였다. 차광층을 표시영역내에 있어서, 대략 직선형상으로 형성하므로서, 차광층의 구조를 간략화 할 수 있다. 이것은, 차광층이 포토레지스트공정을 사용하지 않아도 형성할 수 있는 것을 의미하고, 제조프로세스선택의 자유도를 증대할 수 있다.

[실시예 4]

실시예 4에서는, 실시예 3의 차광층을 인쇄법으로 형성하였다. 또한 인쇄법에 의한 컬러필터의 제조방법에 대해서는, 일본국 특개평 2-297502호 공보 및 동 특개소 61-3123호 공보에 기재되어 있다.

본 실시예에서는, 투명기판(201)전체면에 크롬으로 이루어진 금속막을 형성한 후, 레지스트로 차광층 패턴을 인쇄하고, 불필요한 금속막을 에칭에 의해 제거하고, 그런 연후에 레지스트를 제거함으로서 차광층을 형성하였다. 이에 의해, 포토공정이 불필요하게 되고, 생산성을 향상해서 저코스트가 실현되었다.

주사신호선상을 따른 방향만을 차광패턴을 금속으로 형성하더라도, 표시영역에서 발생하는 전계분포를 거의 흐트러지게하는 일은 없고, 구동전압의 상승은 거의 문제로 되지 않는다. 그러나, 본 실시예에서는, 차광층재료로서 금속을 사용하였으나, 차광성을 가진 지료이면 되고, 유기재료, 무기재료를 불문하고 본 실시예의 범주에 포함된다.

[실시예 5]

실시예 5에서는, 실시예 4와 마찬가지로 차광층을 인쇄법으로 형성하였으나, 본 실시예에서는 차광층재료로서 유기물을 주성분으로하는 재료를 사용하고, 또한 인쇄법으로 직접 차광층을 형성하였다. 이에 의해, 본 실시예에서는, 실시예 4의 공정주의, 인쇄공정만으로, 차광층의 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 실시예 4에 비해, 더욱더 생산성의 향상과 저코스트화를 실현하였다.

[실시예 6]

실시예 6에서는, 실시예 5의 수법으로 차광층을 형성한 후, 3원색의 착색층도 인쇄법에 의해 형성하였다. 이에 의해, 차광층 및 3원색의 착색층의 제조공정에, 노광장치가 불필요하게 되기 때문에, 설비투자를 저감할 수 있다.

[실시예 7]

제9도에, 본 실시예의 상세한 구성을 표시한 평면도를 표시하고 있다. 동도면에서는, 대향전압신호선(4)를 사이에 두고 열(y)방향쪽에 각각 배치되는 2개의 화소영역을 표시하고 있다. 또, 각각의 화소영역의 구성은 대향전압신호선(4), 즉 도면중 P-P선 부분을 되집어 꺾으므로서 맞포개지는 대칭적인 구조로 되어 있다.

제9도에 있어서, 먼저, 투명기판(1A)의 주표면에, 주사신호선(2)가 행(x)방향으로 뻗어있고 또한, 열(y)방향으로 병설되어서 형성되고 있다. 서로 인접하는 주사신호선(2)중에, (＋)열(y)방향쪽으로 위치부여되는 주사신호선(2)는 그 주사신호선(2)에 대해서 (-)열(y)방향쪽으로 위치부여되는 화소를 담당하는 동시에, (-)열(y)방향쪽으로 위치부여되는 주사신호선(2)는 그 주사신호선(2)에 대해서 (＋)열(y)방향쪽으로 위치부여되는 화소를 담당하도록 되어 있다.

이와 같이 하므로서, 행(x)방향으로 병설되는 각 화소영역으로 이루어진 화소영역군에 있어서, 인접하는 다른 화소영역군과 대향전압신호선을 공유시킨 것으로 되어 있다. 이런일로부터, 열(y)방향으로 병설되는 대향전압신호선의 수는 종래의 약 절반으로 감소시킬 수 있으므로, 이에 의해서, 상기 표시영역의 면적을 크게할 수 있도록 된다.

여기서, 화소전극(8)의 대향전압신호선(4)에 중첩되는 부분은, 상기 대향전압신호선(4)의 사이에 상기 절연막(108)을 유전체막으로하는 축적용량Cstg를 구성하고 있다. 이 축적용량Cstg에 의해서 예를들면 박막트랜지스터TFT가 OFF했을때에 화소전극(18)에 영상정보를 길게 출적시키는 효과를 이루도록 하고 있다.

그리고, 이와 같이 박막트랜지스터TFT가 형성된 상부면에는, 예를들면 실리콘질화막으로 이루어진 보호막(110)(제3도, 제4도, 제5도 참조)이 형성되고, 이 보호막(110)의 상부면에는 배향막(120)이 형성되어서, 액정표시소자의 소위 하부쪽기판을 구성하고 있다. 또, 이 하부쪽기판의 액정층쪽과 반대쪽의 면에는 편광판(130)이 배치되어 있다.

그리고, 소위 상부쪽기판이 되는 투명기판(1B)의 액정쪽의 부분에는, 각 화소영역에 상당하는 부분에 개구부를 가진 차광막(202)가 형성되어 있으나, 실시예 7의 경우에는, 대향전압신호선(4)가 형성되어 있는 일부분에는 상기 차광막(202)가 형성되어 있지 않는 구성으로 되어 있다. 즉, 제10도는, 제9도에 표시한 구성에 대한 차광막(202)의 위치관계를 표시한 도면이고, 이 도면으로부터 판명되는 바와 같이, 대향전압신호선(4)를 사이에 두고 배치되는 2개의 화소영역을 다같이 둘러싸게하는 패턴으로서 차광막(202)가 형성되어 있다.

또한, 실시예 2에 기술한 바와 같이, 주사신호선과 수직인 방향의 차광은, 영상신호선(3)과, 인접하는 대향전극(14)를 , 절연막(108)을 개재해서 중첩하므로서 차광하고, 차광패턴부BMY는 형성하지 않는 것도 가능하다. 즉, 차광막(202)는, 제10도에 표시한 바와 같이, 대략직선상의 패턴BMX만으로 된다.

차광막(202)를 특히 상기와 같은 패턴으로 하므로서, 서로 대향하는 투명기판(1A),(1B)의 액정층을 개재한 배치에 있어서, 적어도 열(y)방향으로 큰 여유도를 가진 차광층(202)를 형성할 수 있는 동시에, 개구면적이 큰 차광층(202)를 형성할 수 있도록 된다.

또한, 이 차광막(202)는, 상기 박막트랜지스터TFT에 직접 광이 조사되는 것을 방지하기 위한 기능과 표시콘트라스트의 향상을 도모하는 기능을 구비하는 것으로 되어 있다.

또, 화소영역의 개구부를 덮고 컬러필터(203)이 형성되어 있다. 이 컬러필터(203)은, 세로 스트라이프를 예로들면, 행(x)방향으로 인접하는 화소영역에 있어서, 상이한 색을 구비하는 동시에, 영상신호선(3)을 경계로해서, 좌우로 다른색을 구비한다.

또, 이와같이, 컬러필터(203)이 형성된 면에는 수지막 등으로 이루어진 평탄막(204)가 형성되고, 평탄막(204)의 표면에는 배향막(220)이 형성되어 있다. 또, 이 상부쪽기판의 액정층쪽과 반대쪽의 면에는 편광판(230)이 배치되어 있다.

여기서, 전계방향, 러빙방향, 편광투과축과의 관계는, 실시예 1과 동일하다.

대향전압신호선(4)를 공유해서 열(y)방향으로 인접하는 각 화소영역에서, 상기 대향전압신호선(4)의 주변에서의 드메인 발생영역은, 주로 화소전극과 대향전압신호선의 교차부주변으로 한정된다. 즉, 축적용량Cstg가 형성된 부분의 근처에 영역이 발생하고, 주로 대향전압신호선의 평면패턴의 영역 이내로 한정된다. 이 때문에, 액정층을 개재해서 배치되는 다른 투명기판쪽의 차광층(202)는 , 상기 대향전압신호선(4)에 상당하는 부분에 차광층을 형성하지 않아도 되게 된다. 이것은 서로 대향하는 투명기판의 액정을 개재한 배치에 있어서, 적어도 열(y)방향으로 큰 여유도를 가진 차광층(202)를 형성할 수 있고, 개구면적이 큰 차광층(202)를 형성 할 수 있게 된다.

[실시예 8]

제11도는, 실시예 7과 같이 대향전압신호선(4)를 공통으로 하는 일이 없는 구성이 있어서, 차광막의 패턴을 개량하므로서 개구율의 향상을 도모한 실시예이다.

투명기판(1B)쪽에 형성되는 차광막(202)는, 그 개구부가 도면중 점선으로 둘러싼 부분에 상당하도록 되어 있다. 즉, 상기 차광막(202)는, 영상신호선(3) 및 주사신호선(2)를 충분히 덮은 구성으로 되어 있으나, 대향전압신호선(4)의 폭방향의 일부를 포함해서 개구한 패턴으로서 형성되어 있다.

대향전압신호선(4)의 화소영역쪽의 적어도 일부분을 차광막(202)로 덮지않는 취지는, 실시예 7과 마찬가지이며, 이에 의해, 개구면적이 큰 차광층(202)를 형성할 수 있게 된다.

[실시예 9]

실시예 9에서는, 화소영역에 있어서의 주사신호선(2), 대향전압신호선(4), 대향전극(14), 화소전극(18) 등의 구성은 그대로로하고, 화소전극과 대향전극간에 전계가 인가되지 않을때에 한쪽의 투명기판쪽으로부터 액정을 개재해서 다른 쪽의 투명기판쪽으로 투과하는 광이 차단되는 이른바 노멀리블랙모드의 구성으로 한 데 있다. 여기서, 제12도의 특성 32는 노멀리블랙모드에 있어서의 광투과율대인가전압(T-V)특성을 표시하고 있다.

이와 같은 노멀리블랙모드를 얻을려면, 각 투명기판(1A),(1B)의 액정쪽에 각각 형성되는 배향막(120), (220)의 러빙방향은 각각 평행으로 되어 있는 동시에, 상기 각 투명기판(1A),(1B)의 액정쪽과 반대쪽의 면에 형성되는 각각의 편광막(130), (230)은, 그 투과축이 한쪽에 있어서 상기 러빙방향과 평행이고, 다른쪽에 있어서, 상기 러빙방향과 직교하고 있는 구성으로 되고, 실시예 1의 구성과 동일하다.

이와 같이 구성하였을 경우, 표시에 있어서의 흑레벨의 저하를 방지할 수 있고, 화소전극(18)과 대향전압신호선(4)의 교차부주변의 영역에 의한 콘트라스트비의 저하를 방지할 수 있다는 효과를 이루게 된다.

즉, 화소전극(18)과 대향전극(14)의 전계인가시에 한쪽의 투명기판쪽으로부터 액정을 개재해서 다른쪽의 투명기판쪽으로투과하는 광이 차단되는 노멀리화이트모드의 경우, 전계인가시에 있어서 그 모든 전계가 투명기판과 평행으로 되는 것은 아니고, 특히 대향전압신호선(4)와 화소전극(18)의 중첩부근처의 영역에서는 경사지는 부분도 있기 때문에, 액정의 구동상황이 똑같이 않고 흑레벨의 저하를 초래한다. 또한, 제12도에 있어서, 특성 31은 노멀리화이트모드에 있어서의 T-V특성을 표시하고 있다.

그리고, 본 실시예와 같이 노멀리블랙모드로 하였을 경우, 그 전압인가시에 화소전극(18)과 대향전극(14)간에 생기는 전계성분은, 상기한 바와 같이 경사진 성분도 포함되나, 어느 정도의 광을 투과시키기 위하여 실질적인 개구율의 향사도 도모할 수 있도록 된다.

또, 이와 같이 노멀리블랙모드의 구성은, 상기 각 실시예에 설명한 구성의 액정표시소자에도 적용할 수 있는 것은 말할것도 없다.

또, 각 실시예에서는, 차광층(202)는, 대향기판쪽에 형성하고 있으나, 박막트랜지스터가 형성되어 있는 기판쪽에 형성하더라도, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 말할것도 없다.

또, 각 실시예에서는, 영상신호선이 절연층을 개재해서, 대향전극의 상부쪽에 형성되어 있으나, 반대로, 대향전극이, 절연층을 개재해서, 영상신호선의 상부쪽으로 형성되는 구성의 경우도, 본 발명을 적용할 수 있는 것은 말할것도 없다.

이상 설명한 사실로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치에 의하면, 소위 개구율의 향상을 도모할 수 있도록 한다. 또, 상하기판의 맞춤여유도를 증대하여, 생산성을 향상할 수 있도록 된다.

Claims (3)

1. 액정층을 사이에 두고 대향하도록 배치된 적어도 한 쪽이 투명한 제1 및 제2의 기판과, 상기 제1의 기판상에 있어서 제1방향으로 뻗고 또한 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 병설된 복수의 주사신호선 및 복수의 대향전압신호선과, 상기 제1의 기판상에 있어서 상기 제2방향으로 뻗고 또한 상기 제1방향으로 병설된 복수의 영상신호선과, 상기 제1의 기판상에 있어서 상기 복수의 영상신호선의 하나로부터 스위칭소자를 통해서 영상신호르를 받는 화소전극 및 상기 대향전압신호선의 하나에 전기적으로 접속된 대향전극과, 상기 제2의 기판상에 설치괴고, 또한 개구부를 가진 차광층을 구비하고, 상기 복수의 주사신호선의 하나로부터 공급되는 주사신호에 의해 상기 스위칭소자를 개폐해서 상기 화소전극과 상기 대향전극과의 사이에 전압을 인가해서 상기 제1 및 제2의 기판 중 어느 하나의 표면에 대략 평행한 전계를 상기 액정층에 형성하는 것에 의해 상기 액정층을 통과하는 광을 변조하는 액정표시장치에 있어서, 상기 차광층의 개구부의 윤곽은 상기 복수의 주사신호선의 서로 인접하는 1쌍과 상기 영상신호선의 서로 인접하는 1쌍에 포위된 영역내에 형성되고, 상기 복수의 대향전압신호선의 하나가 상기 개구부를 상기 제2방향에 따라서 분리하도록 뻗어서 형성되고, 상기 화소전극이 상기 개구부를 상기 제1방향을 따라서 분리하도록 상기 제2방향으로 뻗고 또한 상기 1쌍의 주사신호선의 하나 및 상기 대향전압신호선의 하나와 포개지도록 형성되고, 상기 대향전극은 상기 대향전압신호선으로부터 상기 제2방향으로 뻗고 또한 그 연신(延伸)방향을 따라서 상기 개구부의 윤곽과 포개지고 또한 대향전압신호선의 반대쪽의 단부는 상기 차광층에 덮여져있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 화소전극은 또 상기 복수의 대향전압신호선상을 상기 제1의 방향으로 뻗고, 또한 그 종단부로부터 상기 1쌍의 주사신호선의 하나를 향해서 제2방향으로 뻗고, 그 종단은 상기 차광층에 덮여지며, 상기 대향전극은 상기 제2의 방향으로 뻗는 상기 화소전극의 각각의 부분의 양쪽에 형성되고, 또한 상기 화소전극에 대해서 상기 1쌍의 영상신호선의 한쪽에 형성된 해당 대향전극의 각각은 상기 제2방향으로 연신방향을 따라서 상기 개구부의 윤곽과 포개지고 또한 대향전압신호선의 반대쪽의 단부가 상기 차광층에 덮여져 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 개구부에는 상기 제2의 방향을 따라서 2개의 화소가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.