KR100355403B1

KR100355403B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR100355403B1
Application number: KR1020010009722A
Authority: KR
Inventors: 고다테마나부; 기무라시니치; 구사후카가오루; 시미즈히데히사
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-10-11
Also published as: US20010033354A1; TW507105B; KR20010091914A; US6704084B2; JP2001330841A; JP3542023B2

Abstract

본 발명은 화면 표시 불량이나 열화가 적은 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

액정 셀의 외주 영역에는 공통 배선(502), 게이트 배선(503), 소스 배선(204) 및 배향막이 있다. 배향막은 게이트 배선(503)과 소스 배선(204)으로부터 절연막에 의해 절연되어 있다. 공통 배선(502)은 절연막에 형성된 개구부를 통해 공통 전위 노출부(401)를 가지고, 배향막과 전기적으로 접속되어 있다. 배향막에 셀의 평균 전위와 근접한 공통 전위가 공급되기 때문에, 불순물 이온이 배향막의 표면 또는 내부에 잔류함으로써 생기는 화면 표시 불량이나 열화를 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID-CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정 표시 장치, 특히 배향막의 전위가 제어되는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

지금까지 여러 가지 모드의 액정 표시 장치가 개발되어 왔다. 예컨대, TN (Twisted nematic) 모드나 VA(Vertical alignment, 수직 배향) 모드라고 불리는 것이다. TN 모드는 2 장의 유리 기판 사이에 플러스의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정(nematic liquid crystal)을 봉입하고, 양 기판 위에 형성된 배향막을 이용하여 액정의 배열을 비튼다. 이 액정에 전계를 인가함으로써 액정의 배열을 수직 방향으로 제어하고 투과광의 편향을 이용하여 화면 표시를 실행하는 것이다. 한편, VA 모드는 마이너스의 유전 이방성을 갖는 액정을 이용하여 액정이 유리 기판에 수직으로 세워지는 방향으로 배열시킨다. 이 액정에 전계를 인가함으로써 방향을 기울여 광의 투과를 제어하는 것이다.

이들에 대하여, 시야각(視野角) 특성의 향상을 꾀하기 위해서 개발된 모드로서, IPS (In plain switching)로 불리는 액정 표시 장치가 공지되어 있다. 이것은 유리 기판에 평행한 평면내에서 액정의 방향을 조작함으로써 광의 투과를 제어하는것으로, 액정에 전계를 인가하는 전극이 동일 기판에 형성된 구조를 갖는다. 도 7은 종래의 IPS 모드의 TFT 액정 표시 장치의 일례를 도시한 것이다. 이것은 TFT 어레이 기판 위의 표시 화소 영역에 매트릭스형으로 배열된 부화소부를 하나의 부화소 부분의 구성을 도시한 도면이다. 도 7에 있어서, 도면부호 702는 한 방향으로 서로 평행하게 연장되는 여러 쌍의 공통 배선, 도면부호 703은 한 방향으로 서로 평행하게 연장되고 공통 배선과 평행하게 배열된 게이트 배선이다.

도면부호 704는 서로 평행하게 연장되고 공통 배선(702) 및 게이트 배선(703)과 거의 직교하는 방향으로 배열된 복수개의 소스 배선이다. 도면부호 705는 부화소부로서 공통 배선(702), 게이트 배선(703) 및 소스 배선(704)으로 둘러싸인다. 도면부호 706은 스위칭 소자로서의 TFT이다. TFT(706)는 소스 배선(704)으로부터 게이트 배선(703)을 따라서 연장하는 소스 전극(707)과 드레인 전극(708)을 일정한 채널(709)을 사이에 두어 서로 평행하게 배치하여 구성한다. 게이트 배선(703)은 반도체층에 의해 형성되는 채널(709)의 밑에 절연막(도시되지 않음)을 통해 형성되어 있다.

2 개의 소스 배선(704)을 따라 공통 배선(702)으로부터 2 개의 공통 전극(710)이 도면의 아래 방향으로 연장되고, 한편, TFT(706)의 드레인 전극(708)은 화소 전극(711)에 접속되어 있다. 이 화소 전극(711)은 2개의 공통 전극(710)의 중간에서 이들 2 개의 공통 전극(710)과 평행하게 상측으로 연장되고 있다. 그리고, 하나의 화소내에 여러 쌍의 평행한 전극을 갖도록 구성하고, 이들 전극간의 전계의 크기에 의해서 액정의 배향을 제어함으로써 화소의 명암을 만들어내어 표시화면을 제공하고 있다. TFT(706)를 통해 소스 배선(704)으로부터 화소 전극(711)에 공급된 전하의 일부는 축적 용량(712)으로 유지된다.

또한, 도 7에는 도시하지 않지만, 통상의 TFT 액정 표시 장치와 마찬가지로 전술한 구성을 갖는 TFT 어레이 기판과, 이 기판과 소정의 간극을 두어 서로 평행하게 배치되는 대향 기판이 마주 보는 면의 표면에는 각각 배향막이 형성되고, 이들 2장의 기판 사이에 액정이 채워지고 있는 것은 물론이다. 또한, 도 7에 도시하는 부분은 컬러 표시를 하는 경우, 1 화소를 구성하는 R, G, B의 각 하나의 화소 부분을 나타내고 있다.

도 8은 종래의 IPS 모드의 TFT 액정 표시 장치에 있어서의 액정 셀의 구성을 도시하는 단면도이다. 도면부호 801은 구동 회로로부터 입력되는 화상 정보를 포함하는 전기 신호를 전기 광학 변환함으로써, 화상 정보를 부화소부(705)의 광 투과율의 정보로서 화면에 표시하는 기능을 갖는 액정 셀이다. 도면부호 802는 TFT 어레이 기판이다. 구동 회로로부터 입력된 신호는 게이트 배선(703), 소스 배선(704), 및 TFT(706)를 통해 화소 전극(711)에 분배된다. 부화소부(705)는 표시 화소 영역(817)내에 매트릭스형으로 배열되어 있다. 공통 전위는 공통 전위 공급 배선(819)과 공통 배선(702)을 통해 부화소부(705)내의 공통 전극(710)에 분배된다.

TFT 어레이 기판(802) 위에는 게이트 절연막(804)이나 보호막(805)이 피복되어 있다. 도면부호 803은 대향 기판이다. 대향 기판(803) 위에는 부화소부(705)의 경계 부분이나 표시 화면 외주 영역(818)을 차광하는 블랙 매트릭스(807)와 광을R, G, B의 삼원색으로 분리하는 컬러 필터(808)와, 보호막(809)이 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(802)과 대향 기판(803)은 소정의 간극을 두어 서로 평행하게 배치되고, 이들 사이에는 액정(810)이 봉입되어 있다. 2 개의 기판이 마주 보는 표면에는 액정(810)의 초기 배향을 결정하는 배향막(806)이 형성되어 있다. 또한, 2 개의 기판의 외측의 표면에는 편광 필름(811)이 배치되어 있다.

공통 전극(710)과 화소 전극(711)에 서로 다른 전위가 주어짐으로써 2 개의 전극간에 전계가 생성되고, 전계가 배향막(806)에 의해서 전계와 다른 방향으로 초기 배향을 결정할 수 있었던 액정(810)에 작용하여 액정의 배향이 변화된다. 이 때, 전계의 크기에 의해서 액정의 배향의 변화의 방법이 변한다. 액정의 배향 변화에 의해서 백 라이트(812)로부터 발생한 광(光)이 편광 필름(811)을 통과한 후 나온 편광이 액정(810)층을 통과할 때에 편광 방향의 변화가 발생하기 때문에, 또 한쪽의 편광 필름(811)을 출사하는 광의 강도를 변화시킬 수 있다. 이들에 의해 전기 신호의 정보를 광의 강도의 정보로 변화시킬 수 있다.

도 7, 도 8에 도시하는 종래의 IPS 모드의 TFT 액정 표시 장치는 TFT 어레이 기판상의 표시 화소 영역에 있어서, 액정에 전계를 부여하기 위한 2 개의 전극 즉 화소 전극 및 공통 전극과, 액정 분자에 초기 배향을 부여하는 배향막 사이에 절연막이 있고, 배향막은 전기적으로 부유한 상태이다. 또한, 대향 기판 위에 있더라도 이 기판 위에는 전기 저항이 높은 물질만이 형성되어 있기 때문에, 대향 기판 위에 형성되는 배향막은 역시 전기적으로 부유하고 있다. 이러한 전기적으로 절연된 배향막에 있어서, 배향막을 통과하는 전계의 방향에 기울기가 있음으로써, 전계의 방향에 대응한 극성의 불순물 이온이 모이기 쉽다. 원래 배향막에는 이온이 흡착하기 쉽기 때문에, 모인 불순물 이온에 기인하여 잔상(殘像), 스티킹(sticking) 등의 화면 표시 불량을 일으키게 된다.

또한, 표시 화소 영역에 근접하는 외주 영역, 특히 게이트 배선으로부터 구동 회로로의 인출을 실행하는 영역에 있어서, 게이트 배선의 밀도가 다른 영역에 비교하여 높다. 그 때문에, 화면내의 평균 전위에 비교해서 평균 전위가 대략 10 V 낮은 게이트 배선 전위가 지배적이기 때문에, 배향막을 통과하는 전계가 크고, 기울기가 있다. 이 때문에 그 위에 절연막을 통해 형성되는 배향막에는 특히 불순물 이온이 모이기 쉽다는 것을 새롭게 발견했다. 그 때문에, 표시 화면의 주변을 따라서는 화소의 전하 유지 특성의 열화가 일어나기 쉽고, 이것은 표시 얼룩 등의 원인이 된다. 또한, 이 영역에 관해서는 IPS 모드에 제한하지 않고, TN 모드나 VA 모드 등의 모든 TFT 액정 표시 장치에 있어서, TFT 어레이 기판상의 배향막이 전기적으로 절연되어 있음으로써 동일한 표시 얼룩의 문제가 있다.

상기의 문제를 해결하는 수단으로서, 배향막과 전극 배선 사이에 절연막을 설치하지 않고 직접 양자를 접촉시키는 것이, 일본 특허 공개 공보 평성 제10-301141호에 개시되어 있다. 그러나, 본 발명은 화소내에 있어서 화소 전극과 공통 전극의 쌍방이 배향막과 전기적으로 접속하고 있기 때문에, 화소 전극에 단선·단락 등의 결함이 있는 경우에 큰 문제가 된다. 왜냐하면, 화소 전극이 게이트 배선과 접속한 경우에 배향막에 게이트 전위가 공급되기 때문이다. 또한, 본 예는 표시 외주 영역에 있어서의 스티킹·표시 얼룩을 방지하는 방법에 관해서 일체 개시하고있지 않다.

또한, 배향막과 절연막에 홀을 설치하고 전극과 액정을 전기적으로 접속하는 것이 일본 특허 공개 공보 평성 제4-359222호에 개시되어 있다. 그러나, 본 발명은 액티브·매트릭스형의 액정 표시 장치에 관한 것이 아니며, 또한 상기와 같은 과제에 관한 정보를 공개하고 있는 것이 아니다.

본 발명의 목적은 전술한 과제를 해결하는 것을 목적으로 하고, 고품질과 고신뢰성의 화면 표시를 실현하는 액정 표시 장치를 얻는 것을 하나의 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 스티킹이나 표시 얼룩의 발생이 억제되는 액정 표시 장치를 얻는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배향막에 있어서의 불순물 이온에 기인하는 결함을 방지하는 액정 표시 장치를 얻는 것이다. 또 다른 목적은 화소 전극에 있어서의 단선, 단락 등의 결함에 좌우되는 일없이, 배향막에 있어서의 불순물 이온에 기인하는 결함을 방지하는 액정 표시 장치를 얻는 것이다. 다른 목적은 외주 영역의 불순물 이온에 기인하는 결함을 방지하는 액정 표시 장치를 얻는 것이다. 다른 목적은 효율적으로 배향막에 공통 전위를 공급할 수 있는 액정 표시 장치를 얻는 것이다.

도 1은 본 실시예에 있어서의 액정 셀을 도시한 개략도.

도 2는 본 실시예에 있어서의 부화소부를 도시한 개략도.

도 3은 본 실시예에 있어서의 부화소부를 도시한 개략도.

도 4는 본 실시예에 있어서의 액정 셀의 외주부를 도시한 개략도.

도 5는 본 실시예에 있어서의 액정 셀의 외주부를 도시한 개략도.

도 6은 본 실시예에 있어서의 액정 셀의 단면을 도시한 개략도.

도 7은 종래 기술에 있어서의 부화소부를 도시한 개략도.

도 8은 종래 기술에 있어서의 액정 셀의 단면을 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101, 801 : 액정 셀

102, 802 : TFT 어레이 기판

103 : 컬러 필터 기판

104, 817 : 표시 화소 영역

105, 818 : 표시 화면 외주 영역

202, 502, 702 : 공통 배선

203, 503, 703 : 게이트 배선

204, 704 : 소스 배선

205, 705 : 부화소부

206, 706 : TFT

207, 707 : 소스 전극

208, 708 : 드레인 전극

209, 709 : 채널

210, 710 : 공통 전극

211, 711 : 화소 전극

212, 712 : 축적 용량

220, 401 : 공통 전위 노출 부분

504, 819 : 공통 전위 공급 배선

505 : 콘택트 홀

506 : 제3 도전층

601, 811 : 편광 필름

602 ; 백 라이트

604, 804 : 게이트 절연막

605, 805 : 보호막(passivation film)

606, 806 : 배향막

609, 809 : 보호막(protective film)

610, 810 : 액정

617, 807 : 블랙 매트릭스

618, 808 : 컬러 필터

803 : 대향 기판

본 발명의 액정 표시 장치는 부화소부내에 있어서 배향막에 공통 전위를 공급한다. 바람직하게는 배향막과 공통 전극 배선 사이에 형성된 절연막에 개구부를 형성하고, 그 개구부를 통해 배향막과 공통 전극 배선을 전기적으로 접속한다. 부화소부내에 있어서 화소 전극 배선과 배향막은 절연되어 있다.

바람직하게는, 개구부는 공통 배선과 배향막 사이, 또는 공통 전극 배선과 배향막 사이에 형성된다. 바람직하게는, 배향막은 도전체부를 통해 공통 배선과 접속되고, 더욱 바람직하게는 도전체부는 상기 공통 전극 배선을 넘어서 형성되며, 배향막은 도전체부에 접촉함으로써 전기적으로 접속된다.

본 발명의 다른 액정 표시 장치는 표시 화면 영역의 외주에 설치된 외주 영역에 있어서 배향막에 공통 전위가 공급된다. 배향막은 외주 영역에 있어서 게이트 배선으로부터 절연된다. 바람직하게는, 배향막은 절연층에 설치된 개구부를 통해 공통 배선과 전기적으로 접속된다.

또한 바람직하게는, 배향막은 도전체부를 통해 공통 배선과 접속된다. 도전체부는 상기 공통 배선을 넘어서 형성되고, 배향막은 도전체부에 접촉함으로써 전기적으로 접속된다. 또한, 액정 표시 장치는 액정 셀, 액정 모듈, 액정 모니터 등의 표시 장치를 포함하는 것이다.

도 1은 본 실시예에 있어서의 IPS 모드 TFT 액정 표시 장치의 액정 셀(101)의 전체 구조를 도시한 개략도이다. 액정 셀(101)은 TFT 어레이 기판(102)과, 대향 기판으로서의 컬러 필터 기판(103)에 의해서 구성되어 있다. 도면에 있어서, 도면부호 104는 매트릭스형으로 배치된 복수개의 부화소부로 구성되는 표시 화소 영역이다. 이 영역이 표시 화면으로 동작한다. 부화소부는 2 개의 기판의 각각의 일부에 의해서 끼워진 구성부이다. 도면부호 105는 표시 화소 영역(104)의 주위에 형성된 표시 화면 외주 영역이다. 여기에는, 표시 화소 영역(104)으로의 배선 등이 형성되고, 화면 표시에는 직접적으로 기여하지 않는다.

도 2 및 도 3은 도 1에 있어서의 표시 화소 영역내에 형성된 부화소부로서, 어레이 기판 위에 있어서의 개략 구성을 도시하는 구성도이다. 컬러 표시를 실행하는 경우, 1 화소를 구성하는 R, G, B의 각 하나의 부화소부를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 도면부호 202는 한 방향으로 서로 평행하게 연장되는 여러 쌍의 공통 배선(공통 배선), 도면부호 203은 한 방향으로 서로 평행하게 연장되고 공통 배선과 평행하게 배열된 게이트 배선이다.

도면부호 204는 서로 평행하게 연장되고, 공통 배선(202) 및 게이트 배선(203)과 거의 직교하는 방향으로 배열된 복수개의 소스 배선이다. 도면부호 205는 어레이 기판 위에 있어서의 부화소부로서, 공통 배선(202), 게이트 배선(203) 및 소스 배선(204)으로 둘러싸인다. 도면부호 206은 스위칭 소자로서의 TFT이다. TFT(206)는 소스 배선(204)으로부터 게이트 배선(203)을 따라서 연장되는 소스 전극(207)과 드레인 전극(208)을 일정한 채널(209)을 사이에 두어 서로 평행하게 배치하여 구성한다. 게이트 배선(203)은 반도체층에 의해 형성되는 채널(209)의 하부에 절연막(도시되지 않음)을 통해 형성되어 있다.

2 개의 소스 배선(204)을 따라 공통 배선(202)으로부터 2 개의 공통 전극(공통 전극 배선)(210)이 도 2 및 도 3의 아래 방향으로 연장되고, TFT(206)의 드레인 전극(208)은 화소 전극(화소 전극 배선)(211)에 접속되어 있으며, 이 화소 전극(211)은 2 개의 공통 전극(210)의 중간에서 이들 2 개의 공통 전극(210)과 평행하게 상측에 연장되고 있다. 그리고, 하나의 부화소부가 여러 쌍의 평행한 전극을 갖도록 구성되고, 이들 전극간의 전계의 크기에 의해서 액정의 배향을 제어한다.

화소 전극(211)에 TFT(206)를 통해 소스 배선(204)으로부터 공급된 전하의 일부는 축적 용량(212)으로 유지된다. 도면부호 220은 공통 전위 노출 부분이다. 이것은 배향막(도시되지 않음)과 공통 전극 사이에 형성된 절연막에 개구부를 형성함으로써 얻어진다. 공통 전극과 배향막은 전기적으로 접속되고 배향막에 공통 전위가 주어진다. 구체적으로는, 공통 전극 및 공통 배선을 피복하고, 이들과 배향막과의 사이를 두는 게이트 절연막이나 보호막 등의 절연막에 홀을 뚫는 등에 의해 실현한다. 또한, 축적 용량(212)을 게이트 배선의 위에 형성하는 것도 가능하다. 이에 따라, 더욱 용량을 크게 할 수 있다. 공통 전극은 알루미늄, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 크롬이나 이들의 합금 등으로 형성되고, 화소 전극은 이들에 더하여, 인듐 주석 산화물(ITO) 등으로 형성된다.

도 4와 도 5는 본 실시예의 IPS 모드 TFT 액정 표시 장치에 있어서, TFT 어레이 기판 위의 표시 화면 외주 영역(105)을 도시한 도면이다. 도면은 표시 화소 영역(104)에 근접하는 부분의 개략 구성을 도시하는 확대도이다. 도 4에 있어서, 도면부호 502는 표시 화소 영역(104)내의 공통 배선(202)에 접속되고 구동 회로(도시 생략)로부터 입력된 전위를 공급하기 위한 공통 배선 중 하나인 공통 배선, 도면부호 503은 표시 화소 영역(104)내의 게이트 배선(203)에 접속되고 구동 회로로부터 전위를 공급하기 위한 게이트 배선이다.

도면부호 504는 구동 회로로부터 입력된 공통 전위를 모든 공통 배선(502)에분배 공급하기 위한 공통 배선 중 하나인 공통 전위 공급 배선, 도면부호 505는 공통 전위 공급 배선과 공통 배선(502)을 접속하기 위한 콘택트 홀이다. 도면부호 401은 공통 전위 노출 부분이다. 공통 배선을 피복하여 이들과 배향막(도시 생략)과의 사이를 두는 게이트 절연막이나 보호막 등의 절연막에 홀을 뚫는 등에 의해 실현한다. 개구부를 통해 배향막과 공통 배선이 전기적으로 접속되고 배향막에 공통 전위를 공급할 수 있다. 각 배선과 배향막은 절연층에 의해서 절연되어 있고, 공통 전위 노출 부분(401)에 있어서만 접속되어 있다.

도 4에 있어서는, 공통 전위 노출 부분(401)은 공통 배선(502)상에 설치되어 있다. 물론, 공통 전위 공급 배선(504)에 노출 부분을 형성하여 배향막에 공통 전위를 공급해도 좋다. 도 5에 있어서, 제3 도전층(506)을 통해 배향막에 공통 전위가 공급된다. 제3 도전층은 공통 전위 공급 배선(504)에 접속되어 있다. 이 제3 도전층은 공통 배선과 동일한 재료나, 그 외의 도전 재료로 형성할 수 있다. 이 제3 도전층과 배향막 사이에 절연층이 있는 경우는, 절연층에 개구부를 설치하고 그 개구부를 통해 양자를 전기적으로 접속한다. 또한, 표시 화면 외주 영역(105)에 있어서, 공통 전위 공급 배선(504)이나 제3 도전층(506)과 배향막 사이에 절연막을 설치하는 일없이 접촉시키는 것도 가능하다.

이와 같이, 다른 배선부보다도 넘어서 넓어지는 제3 도전층을 설치함으로써, 배향막과의 전기적 접속을 보다 확실한 것으로 할 수 있고, 또한 노출부의 수를 감소시킬 수 있다. 또한, 이 공통 전위 노출 부분(401)은 표시 화면 외주 영역(105)내의 전역에 걸쳐 설치될 필요는 없고, 이산적인 분포만으로도 좋다. 또한, 이 구조는 통상의 TFT 어레이 제조 공정에 있어서, 마스크 패턴을 변형함으로써 제조하는 것이 가능하고, 여기서는 특별한 설명을 하지 않는다.

도 6은 본 실시예에 있어서의, IPS 모드 TFT 액정 표시 장치의 액정 셀의 구성을 도시하는 단면도이다. 도면부호 102는 TFT 어레이 기판이다. 공통 전위 공급 배선(504)에는 제3 도전층(506)이 접속되어 있다. TFT 어레이 기판(102) 위에는 게이트 절연막(604)이나 보호막(605)이 피복되어 있다. 공통 전극(210) 위나 제3 도전층(506) 위에는 게이트 절연막(604)이나 보호막(605)의 피복의 개구부가 있고, 공통 전위 노출 부분(220) 또는 공통 전위 노출 부분(401)이 설치되어 있다. 또한, 게이트 절연막(604)이나 보호막(605)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 티타늄 산화막, 알루미늄 산화막, 아크릴수지막, 기타 유기 고분자막 등이며, 두께는 수백 nm로부터 수 μm 정도이다.

또한, 부화소내의 공통 전극 노출 부분(220)의 크기는 바람직하게는 수십 평방 μm에서 수백 평방 μm 정도이다. 외주 영역의 공통 전극 노출 부분(401)의 크기는 바람직하게는, 수십 평방 μm에서 수만 평방 μm 정도이다. 대향 기판(103)에는 부화소부(205)의 경계 부분이나 표시 화면 외주 영역(105)을 차광하는 기능을 갖는 블랙 매트릭스(617)와, 광을 RGB의 삼원색으로 분리하는 기능을 갖는 컬러 필터(618)와, 보호막(609)이 형성되어 있다.

TFT 어레이 기판(102)과 대향 기판(103)은 소정의 간극을 두어 서로 평행하게 배치되고, 이들 사이에는 액정(610)이 봉입되어 있다. 2 개의 기판이 마주 보는 표면에는 액정(610)의 초기 배향을 결정하는 배향막(606)이 형성되어 있다. 또한,2 개의 기판의 외측의 표면에는 편광 필름(601)이 배치되어 있다. 도면부호 602는 백 라이트이다.

동작에 관해서 설명한다. TFT 어레이 기판(102) 위에 구동 회로(도시 생략)로부터 화상 정보를 포함하는 전기 신호, 즉 스캐닝 신호와 영상 신호가 입력된다. 이들 화상 신호는 표시 화면 외주 영역(105)에 형성된 화소 배선을 통해 표시 화소 영역(104)의 부화소부(205)에 전송된다. 게이트 배선(503)으로부터 스캐닝 신호가 입력되고, 부화소내의 게이트 배선(203)을 통해 TFT(206)의 게이트 제어를 실행한다. 소스 배선(204) 입력된 신호는 TFT(206)을 통해 표시 화소 영역(104)내에 매트릭스형으로 배열된 부화소부(205)내의 화소 전극(211)에 공급된다.

또한, 공통 전위는 표시 화면 외주 영역(105)의 공통 전위 공급 배선(504)에 입력되고, 공통 배선(502)과, 부화소내의 공통 배선(202)을 통해, 부화소부(205)내의 공통 전극(210)에 분배된다. 또한, 공통 전위 공급 배선(504)에 접속된 제3 도전층(506)에도 공급된다. 공통 전극(210)과 화소 전극(211)에 서로 다른 전위가 공급됨으로써 2 개의 전극사이에 전계를 형성하고, 전계가 배향막(606)에 의해서 전계와 다른 방향으로 초기 배향이 정해진 액정(610)에 작용하여 액정의 배향이 변화된다.

화소 전극에는 공통 전극 전위에 근접한 전위를 중심으로 하는 소정 진폭의 전압이 공급된다. 예컨대, Vc ＋ Va가 공급된 다음의 프레임에는 Vc - Va가 공급된다. Vc는 전압 중심이며, Vcom (공통 전위)에 근접한 전압, 또는 거의 같은 전압이다. 구체적으로는 예컨대, Vc=10V, Va=0∼8 V, Vcom=9.5 V의 전압이 인가된다. 이때, Va의 크기에 의해서 화소의 광 투과율이 변한다. 노멀·블랙 모드에서는 Va가클 때에 밝아진다. 공통 전위는 화면내의 평균 전위에 매우 근접한 값이 된다. 또한, 게이트 배선에 공급되는 게이트 전위를 평균하면 공통 전위의 -10V 정도의 전위가 주어진다. 또한, 공통 전위는 항상 일정하게 유지하도록 제한하지 않고, 소정의 평균 전위를 갖는 교류의 전위를 부여하는 것도 가능하다.

표시 화소 영역(104)에 있어서는 공통 전위 노출 부분(220)에서, 표시 화면 외주 영역(105)에 있어서는 공통 전위 노출 부분(401)에서 배향막(606)에 각각 화면의 평균 전위와 거의 일치하는 공통 전위가 공급되기 때문에, 이들의 근방에서는 배향막을 통과하는 방향이 기운 전계의 효과를 상쇄할 수 있다. 이 결과로서, 배향막(606)에 불순물 이온이 모이는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 있어서는 화면내의 평균 전위와 거의 일치하는 공통 전위가 공통 전위 노출 부분을 통해 배향막에 공급되기 때문에, 불순물 이온이 배향막 표면 또는 내부에 잔류하는 것을 막을 수 있고, 그 결과 불순물 이온에 의해서 발생하는 화면 표시 불량이나 열화를 방지할 수 있다.

본 실시예에서는 부화소내의 화소 전극과 배향막은 전기적으로 절연되어 있다. 이것은 화소 전극과 배향막이 접속되어 있으면, 화소 전극에 단선이나 단락이 생겼을 경우에 문제가 발생하기 때문이다. 특히, 화소 전극과 게이트 배선이 단락하는 경우가 문제가 된다. 왜냐하면, 화소 전극과 배향막이 접속되어 있으면 게이트 배선과 배향막이 화소 전극을 통해 접속되고, 배향막의 전위가 화면내의 평균 전위보다도 크게 감소함에 따라 불순물 이온이 모이기 때문이다.

또한, TFT 어레이 기판상의 배향막이 공통 전위 노출 부분을 통해 공통 배선과 접속됨에 따라, 표시 화소 영역의 전면의 배향막이 거의 동일 전위로 유지되므로, 제조 공정이나 최종 제품 사용시에 있어서의 정전기 대전에 의해 발생하는 화면 표시 불량이나 열화를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 수많은 변형, 변경이 가능하다. 예컨대, 도 2에 도시하는 예에서는 공통 전위 노출 부분(220)을 공통 전극(210) 위의 거의 모든 영역에 설치했지만, 도 3에 도시하는 예와 같이, 공통 전극(210) 또는 공통 배선(202) 위의 좁게 한정된 영역에 설치해도 좋다. 또한, 이 공통 전위 노출 부분(220)은 표시 화소 영역(104) 내에 매트릭스형으로 배열된 모든 부화소의 각각의 내부에 설치될 필요도 없고 이산적인 분포라도 좋다.

또한, 본 발명은 IPS 모드의 TFT 액정 표시 장치에만 적용되는 것이 아니라, TN 모드나 VA 모드라는 공통 전극이 대향 기판 위에 설치된 경우에도 적용할 수 있다. 일반적으로, 표시 화면 외주 영역(105)에 있어서는, TFT 어레이 기판 위의 배향막은 전기적으로 부유하고 있으므로 본 발명의 적용 대상이 될 수 있다. 공통 전극이 대향 기판 위에 설치된 경우에는 공통 전위는 TFT 어레이 기판 위에 구동 회로로부터 입력되고 트랜스퍼를 통해 대향 기판 위의 공통 전극에 공급되기 때문에 어레이 기판 위의 배향막과 공통 배선을 용이하게 접속할 수 있다.

Claims

스위칭 소자를 가지는 부화소부가 매트릭스형으로 배치된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향 기판과, 상기 2 개의 기판 사이에 봉입된 액정을 가지는 액정 표시 장치로서,

상기 부화소부는 상기 액정에 전계를 인가하는 화소 전극 배선 및 공통 전극 배선과, 상기 액정의 배열 방향을 제어하는 배향막을 구비하고,

상기 화소 전극 배선은 상기 스위칭 소자를 통해 화소 전위가 인가되며,

상기 공통 전극 배선은 공통 전위가 인가되고,

상기 배향막은 상기 화소 전극 배선으로부터 절연되어 상기 공통 전극 배선에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 부화소부는

상기 어레이 기판 위에 상기 화소 전극 배선과 상기 공통 전극 배선을 구비하고,

상기 화소 전극 배선 및 상기 공통 전극 배선과, 상기 배향막 사이에 절연막을 구비하며,

상기 공통 전극 배선과 상기 배향막은 상기 절연막에 형성된 개구부를 통해 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 개구부는 상기 공통 전극 배선과 상기 배향막 사이에 형성되는 것인 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 부화소부는 또한, 상기 공통 전극 배선에 공통 전위를 부여하는 공통 배선을 구비하고, 상기 개구부는 상기 공통 배선과 상기 배향막 사이에 형성되는 것인 액정 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 부화소부는 또한, 상기 공통 전극 배선에 전기적으로 접속된 도전체부를 가지고, 해당 도전체부는 상기 배향막과 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 부화소부는 또한, 상기 공통 전극 배선에 전기적으로 접속된 도전체부를 가지고, 상기 도전체부는 상기 개구부를 통하여 상기 배향막에 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 도전체부는 상기 공통 전극 배선을 넘어서 형성되고, 상기 배향막은 상기 도전체부에 접촉함으로써 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
스위칭 소자를 가지는 부화소부가 매트릭스형으로 배치된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향 기판과, 상기 2 개의 기판 사이에 봉입된 액정을 갖는 액정 표시 장치에 있어서,

복수개의 부화소부를 구비하는 표시 화면 영역과, 상기 표시 화면 영역의 외주에 설치된 외주 영역을 구비하며,

상기 외주 영역은 상기 복수개의 부화소부로의 접속 배선을 가지고,

상기 접속 배선은 상기 부화소부에 공통 전위를 부여하는 공통 배선과, 상기 스위칭 소자에 신호를 부여하는 화소 배선을 구비하며,

상기 배향막은 상기 외주 영역에 있어서 상기 공통 배선에 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 화소 배선은 상기 스위칭 소자의 게이트에 신호를 부여하는 게이트 배선이며, 상기 배향막은 상기 게이트 배선으로부터 절연되는 것인 액정 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 외주 영역은 상기 공통 배선과, 상기 배향막 사이에 절연막을 구비하고,

상기 배향막과 상기 공통 배선은 상기 절연막에 형성된 개구부를 통해 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 외주 영역은 상기 게이트 배선 및 상기 공통 배선과,상기 배향막 사이에 절연막을 구비하고,

상기 배향막과 상기 공통 배선은 상기 절연막에 형성된 개구부를 통해 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 외주 영역은 또한, 상기 공통 전극 배선에 전기적으로 접속된 도전체부를 가지고, 해당 도전체부는 상기 배향막과 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 외주 영역은 또한, 상기 공통 전극 배선에 전기적으로 접속된 도전체부를 가지고, 해당 도전체부는 상기 개구부를 통하여 상기 배향막과 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 도전체부는 상기 공통 배선을 넘어서 형성되고, 상기 배향막은 상기 도전체부에 접촉함으로써 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.
제13항에 있어서, 상기 도전체부는 상기 공통 배선을 넘어서 형성되고, 상기 배향막은 상기 도전체부에 접촉함으로써 전기적으로 접속되는 것인 액정 표시 장치.