KR100380114B1

KR100380114B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR100380114B1
Application number: KR1019930003708A
Authority: KR
Inventors: 사스가마스미; 오와다준이찌; 코바야시아끼라; 후지타마사루; 나카모토히로시; 오노류; 이소노쯔토무
Original assignee: 히다찌디바이스엔지니어링 가부시기가이샤; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 2003-07-04
Also published as: JP3205373B2; US20020191126A1; US7359024B2; US5897188A; US5680183A; JPH05257142A; US5432626A; US6856362B2; US20010012087A1; KR100359511B1; US20080062348A1; US20060033872A1; US20050157241A1; US7262822B2; US6466282B2; US6195148B1

Abstract

본 발명은 박막트랜지스터 등을 사용한 액티브매트릭스방식의 액정표시장치에 있어서, 수리나 백라이트의 교환을 용이하게 할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것으로서, 그 구성에 있어서는, 금속판으로 이루어지고, 고정용 클릭과 고정용 훅을 설치한 시일드케이스와, 액정표시부를 유지하는 중간프레임과, 백라이트를 수납하는 아래쪽케이스를 가지고, 상기 시일드케이스의 상기 고정용 클릭이 상기 중간프레임에 대응해서 형성한 오목부에 굽혀들어가고, 또한, 상기 시일드케이스의 상기 고정용훅이 상기 아래쪽케이스에 대응해서 형성한 볼록부에 끼워맞춤되도록 되어 있는 것을 특징으로 하며, 이로서, 종래와 같이 리베을 사용하지 않아도 수리나 백라이트 교환이 용이하게 할 수 있는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Description

액정표시장치{liquid crystal display device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 박막트랜지스터등을 사용한 액티브·매트릭스방식의 액정표시장치에 관한 것이다.

액티브·매트릭스방식의 액정표시장치는, 매트릭스형상으로 배열된 복수의 화소전극의 각각에 대응해서 비선형소자(스위칭소자)를 설치한 것이다. 각 화소에 있어서의 액정은 이론적으로는 상시구동(듀티비 1.0)되고 있으므로, 시분할 구동방식을 채용하고 있는, 소위 단순매트릭스방식에 비해서 액티브방식은 콘트라스트가 좋고, 특히 컬러액정표시장치에서는 없어서는 안되는 기술로 되고 있다. 스위칭소자로서 대표적인 것으로는 박막트랜지스터(TFT)가 있다.

액정표시부(액정표시패널)는, 액정층을 기준으로해서 하부투명유리기판위에 박막트랜지스터, 투명화소전극, 박막트랜지스터의 보호막, 액정분자의 방향을 설정하기 위한 하부배향막이 순차적으로 형성된 하부기판과, 상부투명유리기판위에 블랙매트릭스, 컬러필터, 컬러필터의 보호막, 공통투명화소전극, 상부배향막이 순차적으로 형성된 상부기판을 서로의 배향막이 대향하도록 맞포개고, 기판의 가장자리 주위에 배치한 시일재에 의해서 양기판을 접착함과 동시에 양기판간에 액정을 밀봉한다. 또한, 하부기판쪽에는 백라이트가 배치된다.

또한, 박막트랜지스를 사용한 액티브· 매트릭스방식의 액정표시장치는, 예를 들면 일본국 특개소 63-309921호 공보나, 「복잡한 구성을 체용한 12.5형 액티브· 매트릭스방식컬러액정디스플레이」 , 일경 엘렉트로닉스, 페이지 193∼210, 1986년 12월 15일, 일경 맥그로힐사발행에 의해 알려져 있다.

그러나, 상기 종래기술에서는, 액정구동회로를 도넛형 일체화한 프린트기판 등에 의해 형성하고 있었으므로, 프린트기판의 제작효율이 나쁘고, 액정표시장치의 대량생산이 곤란했었다.

또, 종래의 기술에서는, 일체화한 프린트기판에 의해 액정구동회로를 형성하고 있었으므로, 액정표시장치에 열을 가하면 프린트기판과 액정기판의 열팽창률의 차이에 의해 접촉불량을 일으키는 문제가 있었다.

또, 종래의 기술에서는, 전자파를 차폐하는 시일드케이스와, 액정구동회로의 그랜드선간의 전기적인 접속이, 충분히 검토되지 않았으므로, 액정표시장치로부터 방사하는 잡음으로 되는 전자파를 효과적으로 차단할 수 없었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이다.

본 발명에 의하면, 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 주변에 배치되어 상기 액정표시패널에 접속되는 구동회로와, 금속의 판으로 이루어지고 또한, 상기 액정표시패널의 표시부를 제외하고, 상기 액정표시패널과 상기 구동회로를 덮는 시일드케이스를 포함하는 액정표시장치에 있어서; 상기 구동회로는 분리된 복수의 단위회로로 이루어지고, 각각의 상기 단위회로는 인접하는 단위회로와 플렉시블한 케이블에 의해 전기적으로 접속되고, 각각의 상기 단위는 상기 단위회로의 그랜드선에 전기적으로 접속하는 그랜드패드를 적어도 1개 가지고; 또한, 상기 시일드케이스는 각 단위회로와 각 단위회로에 대응하는 적어도 1개소와 그랜드패드의 부분에서 각각의 상기 단위와 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 액정표시장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 액정구동회로가 복수의 회로단위로 분할되어 있으므로, 각 단위회로의 프린트기판이 복잡한 형으로 되지 않고, 제작효율이 양호하다.

또, 본 발명에 의하면, 인접하는 단위회로의 사이를 플랙시블한 케이블에 의해 접속하고 있으므로, 액정표시장치에 열을 가해도, 액정기판과 프린트기판의 열팽창의 차이를, 플랙시블한 케이블이 흡수하므로, 접속불량을 일으키는 일은 없다.

또한, 각 단위회로마다 프레임그랜드패드를 설치하여, 시일드케이스와 전기적 접속을 취하고 있으므로, 프린트기판과 플랙시블한 케이블사이에서 특정임피던스가 다르게 되어, 그랜드간의 접속이 충분하지 않아도, 각 단위회로로부터 방사되는 전자파를 차단할 수 있고, 프린트기판과 다른 특성임피던스를 가진 플랙시블케이블도 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 액티브· 매트릭스방식의 컬러액정표시장치의 액정표시부의 1화소와 그 주변을 표시한 주요부의 평면도.

도 2는 선(2-2)을 따라서 취한 1화소와 그 주변을 표시한 단면도.

도 3은 도 1의 선(3-3)을 따라서 취한 부가용량(Cadd)의 단면도.

도 4는 도 1에 표시한 화소를 복수개 비치한 액정표시부의 주요부의 평면도.

도 5는 도 1에 표시한 화소의 층(g2), (AS)만을 그린 평면도.

도 6은 도 1에 표시한 화소의 층(d1), (d2), (d3)만을 그린 평면도.

도 7은 도 1에 표시한 화소의 화소전극층, 차광막 및 컬러필터층만을 그린 주요부의 평면도.

도 8도은 도 6에 표시한 화소배열의 화소전극층, 차광막 및 컬러필터층만을 그린 주요부의 평면도.

도 9(A), (B)는 게이트단자(GTM)와 게이트배선(GS)의 접속부 부근을 표시한 평면도와 단면도.

도 10(A), (B)는 드레인단자(DTM)와 영상신호선(DL)과의 접속부 부근을 표시한 평면도와 단면도.

도 11은 액티브· 매트릭스방식의 컬러액정표시장치의 액정표시부를 표시한등가회로도.

도 12는 도 1의 화소의 등가회로도.

도 13은 기판 SUB1쪽의 공정(A) 내지 공정(C)의 제조공정을 표시한 화소부와 게이트단자부의 단면도의 순서도.

도 14는 기판 (SUB1)쪽의 공정(D)내지 공정(F)의 제조공정을 표시한 화소부와 게이트단자부의 단면도의 순서도.

도 15는 기판 (SUB1)쪽의 공정(G)내지 공정(I)의 제조공정을 표시한 화소부와 게이트단자부의 단면도의 순서도.

도 16은 표시패널의 매트릭스주변부의 구성을 설명하기 위한 평면도.

도 17은 도 16의 주변부를 약간 과장하고 또 구체적으로 설명하기 위한 패널평면도.

도 18은 상하기판의 전기적 접속부를 포함한 표시패널의 각부의 확대평면도.

도 19도(a), (b)는 매트릭스의 화소부를 중앙에서 표시하고, 또한 양쪽에서 패널각 부근과 영상신호단자부 부근을 표시한 단면도,

도 20은 좌측에 주사신호단자, 우측에 외부접속단자가 없는 패널가장자리부분을 표시한 단면도.

도 21은 구동회로를 구성하는 직접회로칩(CHI)이 가요성 배선기판에 탑재된 테이프케리어 패키지(TCI)의 단면구조를 표시한 도면.

도 22는 테이프케리어패키지(TCP)를 액정표시패널(PNL)의 영상신호 회로용단자(DTM)에 접속한 상태를 표시한 주요부의 단면도.

도 23은 모듈의 분해사시도.

도 24는 액정표시모듈의 시일드케이스의 상부면도, 앞측면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도.

도 25는 시일드케이스의 상부면쪽으로부터 본 사시도.

도 26은 액정표시패널의 주변의 구동회로를 실장한 상태를 표시한 상부면도.

도 27은 중간프레임의 상부면도, 앞측면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도.

도 28은 중간 프레임의 하부면도.

도 29는 중간프레임의 상부면쪽에서 본 사시도.

도 30은 중간프레임에 탑재되는 구동회로기판의 하부면도.

도 31는 액정표시부의 구동회로기판(상부면이 보임)과 중간프레임의 구동회로기판(하부면이 보임)과의 접속상태를 표시한 상부면도.

도 32는 백라이트지지체의 상부면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도.

도 33는 백라이트지지체의 상부면쪽에서 본 사시도.

도 34는 아래쪽케이스의 상부면도(반사쪽), 후측면도, 우측면도, 좌측면도.

도 35는 아래쪽케이스의 하부면도.

도 36은 아래쪽케이스의 상부면쪽에서 본 사시도.

도 37은 아래쪽케이스에 백라이트지지체, 백라이트, 인버터회로기판을 탑재한 상태를 표시한 상부면도, 우측면도, 좌측면도.

도 38은 아래쪽 케이스의 단면도(도 34의 선(38-38)을 따라서 취한 단면도).

도 39는 도 37의 선(39-39)를 따라서 취한 단면도.

+<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

SHD: 시일드케이스 LCD: 액정표시부

LCA: 아래쪽케이스 BL: 백라이트

FK: 고정용훅 MFR: 중간프레임

CL: 고정용클릭 FKR: 돌기부

PCB: 회로기판 FGP: 프레임그랜드패드

SPB: 광확산판 BLS: 백라이트지지체

본 발명 및 본 발명의 또다른 목적 및 본 발명의 또다른 특징은 첨부도면을 참조한 이하의 설명에서 명백해질 것이다.

(액티브·매트릭스 액정표시장치)

이하, 액티브· 매트릭스방식의 컬러액정표시장치에 본 발명을 적용한 실시예를 설명한다. 또한, 이하 설명하는 도면에서, 동일한 기능을 가진 것은 동일부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

(매트릭스부의 개요)

도 1은 본 발명이 적용되는 액티브· 매트릭스방식 컬러액정표시장치의 1화소와 그 주변을 표시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 선(2-2)을 따라서 취한 단면을 표시한 단면이고, 도 3은 도 1의 선(3-3)을 따라서 취한 단면도이다. 또, 도 4에는 도 1에 표시한 화소를 복수개 배치했을 때의 평면도를 표시한다.

도 1에서 표시한 바와 같이, 각 화소는 인접하는 2개의 주사신호선(게이트신호선 또는 수평신호선)(GL)과, 인접하는 2개의 영상신호선(드레인 신호선 또는 수직신호선)(DL)과의 교차영역내(4개의 신호선으로 포위된 영역내)에 배치되어 있다. 각 화소는 박막트랙지스터(TFT), 투명화소전극(ITOl) 및 유지용량소자(Cadd)를 포함한다. 주사신호선(GL)은 열방향으로 연장하여 배치되어 있고, 행방향으로 복수개 배치되어 있다, 영상신호선(DL)은 행방향으로 연장하여 배치되어 있고, 열방향으로 복수개 배치되어 있다.

도 2에 표시한 바와 같이, 액정(LC)을 기준으로 하부투명유리기판(SUB10)쪽에는 박막트랜지스터(TFT) 및 투명화소전극(ITOl)이 형성되고, 상부투명유리기판(SUB2)쪽에는 컬러필터(FIL)와 차광용 블랙매트릭스패턴(BM)이 형성되어 있다. 하부투명유리기판(SUB1)은 예를 들면 1.1mm정도의 두께로 구성되어 있다. 또, 투명유리기판(SUB1),(SUB2)의 양면에는 디핑처리등에 의해서 형성된 산화실리콘막(S10)이 형성되어 있다. 이 때문에, 투명유리기판(SUB1), (SUB2)의 표면에 예민한 상처가 있어도, 예민한 상처를 산화실리콘막(S10)으로 덮을수 있으므로, 그위에 용착되는 주사신호선(GL), 차광막(BM)등의 막질을 균질적으로 유지할 수 있다.

상부투명유리기판(SUB2)의 안쪽(액정 LC쪽)의 표면에는, 차광막(BM), 컬러필터(FIL), 보호막(PSV2), 공통투명화소전극(ITO2)(COM) 및 상부배향막(ORI2)이 순차적으로 적층해서 형성되어 있다.

(매트릭스주변의 개요)

도 16은 상하의 유리기판(SUB1),(SUB2)을 포함한 표시패널(PNL)의 매트릭스(AR)주변의 주요부의 평면을 표시한 도면이고, 도 17은 그 주변부를 더 과장된 평면을 표시한 도면이고, 도 18은 도 16 및 도 17의 패널좌상각부에 대응하는 시일부 SL부근의 확대평면을 표시한 도면이다. 또, 도 l9는 도 2의 단면을 중앙으로해서, 좌측에 도 18의 선(19a-19a)를 따라서 취한 단면을 표시한 도떤이고, 우측에 영상신호구동회로가 접촉되어야할 외부접속단자(DTM)부근의 단면을 표시한 도면이다. 마찬가지로, 도 20은, 좌측에 주사회로가 접속되어야할 외부접속단자(GTM)부근의 단면을 표시한 도면과, 우측에 외부접속단자가 없는 시일부 부근의 단면을 표시한 도면이다.

이 패널의 제조에서는, 작은 사이즈이면 시스템의 효율향상을 위한 1매의 유리기판으로 복수개분의 디바이스를 동시에 가공해서 분할하고, 큰 사이즈이면 제조 설비의 공용을 위해서 어떤 품종이어도 표준화된 크기의 유리기판을 가공한 다음 각 품종에 맞는 사이즈로 작게하고, 어느 경우도 대략의 공정을 경과한 다음 유리를 절단한다. 도 16∼도 18은 후자의 예를 표시한 것으로, 도 16, 도 17의 양자 다같이 상하기판(SUB1),(SUB2)의 절단후를 표시하고 있고, 도 18은 절단전을 표시하고 있고, LN은 양기판의 절단전의 가장자리를 표시하고, CT1과 CT2는 각각 기판(SUB1),(SUB2)의 절단해야될 위치를 표시한다. 어느 경우도, 완성상태에서 외부 접속단자군 (Tg),(Td)(첨자생략)이 존재하는 부분(도면에서 상하변과 좌변의 부분)은 이들을 노출하도록 위쪽기판(SUB2)의 크기가 아래쪽기판(SUB1)보다 안쪽으로 제한되어 있다. 단자군 (Tg),(Td)은 각각 후술하는 주사회로접속용단자(GTM), 영상 신호 회로접속용단자(DTM)와 이들의 인출배선부를 집적회로칩(CHI이 탑재된 테이프 캐리어패키지(TCP)(도 20, 도 21)의 단위로 복수개 통합해서 명명한 것이다. 각 군의 매트릭스부에서 외부접속단자부에 이르기까지의 인출배선은, 양끝에 접근함에 따라 경사하고 있다. 이것은, 패키지(TCP)의 배열피치 및 각 패키지(TCP)에 있어서의 접속단자피치에 표시패널(PNL)의 단자(DTM),(GTM)을 맞추기 위한 것이다.

투명유리기판(SUB1),(SUB2)의 사이에는 그 가장자리를 따라서, 액정밀봉구(INJ)를 제외하고, 액정(LC)을 밀봉하도록 시일패턴(SL)이 형성된다. 시일재는 예를 들면 에폭시수지로 이루어진다. 상부투명유리기판(SUB2)쪽의 공통투명화소전극(ITO2)은, 적어도 1개소에서, 본 실시예에서는 패널의 4각에서 은페이스트재(AGP)에 의해서 하부투명유리기판(SUB1)쪽에 형성된 인출배선(INT)에 접속되어 있다. 이 인출배선(INT)은 후술하는 게이트단자(GTM), 드레인단자(DTM)와 동일한 제조공정에서 형성된다.

배향막(ORI1),(ORI2), 투명화소전극(ITO1), 공통투명화소전극(ITO2), 각각의 층은, 시일패턴(SL)의 안쪽에서 형성된다. 평편판(POL1),(POL2)은 각각 하부투명 유리기판(SUB1), 상부투명유리기판(SUB2)의 바깥쪽의 표면에 형성되어 있다. 액정(LC)은 액정분자의 방향을 설정하는 하부배향막(ORG1)과 상부배향막(ORG2)과의 사이에서 시일패턴(SL)으로 간막이된 영역에서 봉입되어 있다. 하부배향막(ORI1)은 하부투명유리기판(SUB1)쪽의 보호막(PSV1)의 상부에 형성된다,

상기 액정표시장치는, 하부투명유리기판(SUB1)쪽과, 상부튜명유리기판(SUB2)쪽에서 별개로 여러 가지 층을 겹쳐쌓고, 시일패턴(SL)을 기판(SUB2)쪽에 형성하고, 하부투명유리기판(SUB1)과 상부투명유리기판(SUB2)을 맞포개고, 시일재(SL)의 개구부(INJ)로부터 액정(LC)을 주입하고, 주입구(INJ)를 에폭시수지등으로 밀봉하고, 상하기판을 절단함으로써 조립된다.

(박막트랜지스터 TFT)

박막트랜지스터(TFT)는, 게이트전극(GT)에 정의 바이어스를 인가하면, 소스 드레인간의 채널저항이 작아지고, 바이어스를 영으로 하면, 채널저항은 크메되도록동작한다.

각 화소의 박막트랜지스터(TFT)는, 화소내에서 2개(복수)로 분할되고, 박막트랜지스터(분할박막트랜지스터)(TFT1) 및 (TFT2)로 구성되어 있다. 박막트랜지스터(TFTI),(TFT2)의 각각은 실질적으로 동일한 사이즈(채널길이, 채널폭이 동일함)로 구성되어 있다. 이 분할된 박막트랜지스터(TFTI),(TFT2)의 각각은, 게이트 전극(GT), 게이트절연막(GI), i형(진성, intrinsic, 도전형결정불순물이 도우프 되어 있지 않은)비정질 실리콘(Si)으로 이루어진 i형 반도체층(AS), 1쌍의 소스전극(SD1), 드레인전극(SD2)을 가진다. 또한, 소스, 드레인은 본래 그 사이의 바이어스 극성에 의해서 결정되는 것으로서, 이 액정표시장치의 회로에서는 그 극성은 동작중 반전하므로, 소스, 드레인은 동작중 교체하는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 이하의 설명에서는, 편의상 한쪽을 소스, 다른쪽을 드레인으로 고정해서 표현한다.

(게이트전극 GT)

게이트전극(CT)은 도5(도1의 제 2도전막 (g2) 및 i형 반도체층(AS)만을 그린평면도)FP 표시한 바와같이, 주사신호선(GL)으로부터 수직방향(도 1 및 도 5에서위쪽방향)으로 돌출하는 형상으로 구성되어 있다.(T자 형상으로 분기되어 있다). 게이트전극(GT)은 박박트랜지스터(TFT1),(TFT2)의 각각의 농도영역을 초과하도록 돌출하고 있다. 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)의 각각의 게이트전극(GT)은, 일체적으로 공통게이트전극으로서 구성되어 있고, 주사신호선(GL)에 연속해서 형성되어 있다. 본 예에서, 게이트전극(GT)은, 단층의 제 2도전막(g2)에 형성되어 있다. 제 2도전막(g2)은 예를 들면 스퍼터에 의해 형성된 알루미늄(Al)막을 사용하여, 1000∼5500Å정도의 막두께로 형성한다. 또, 게이트전극(GT)위에는 Al의 양극산화막(AOF)이 형성되어 있다.

상기 게이트전극(GT)은 도 1, 도 2 및 도 5에 표시되어 있는 바와같이, i형 반도체층(AS)을 완전히 덮도록 아래쪽에서 보아서 그것보다 큼직하게 형성된다. 따라서, 하부투명유리기판(SUB1)의 아래쪽에 형광등 등의 백라이트(BL)를 장착한 경우, 이 불투명한Al로 이루어진 게이트전극(GT)이 그림자로 되어, I형 반도체층(AS)에는 백라이트광이 비치지 않고, 광조사에 의한 도전현상 즉 박막트랜지스터(TFT)의 오픈특성열화는 일어나기 어렵게 된다. 또한, 게이트전극(GT)의 본래의 크기는, 소스전극(SD1)과 드레인전극(SD2)사이를 걸치는데 최저 필요한(게이트전극(GT)과 소스전극(SD1), 드레인전극(SD2)과의 위치맞춤의 여유분도 포함한)폭을 가지고, 채널폭(W)를 결정하는 깊이의 길이는 소스전극(SD1)과 드레인전극(SD 2)사이의 거리(채널길이)(L)와의 비, 즉 상호 콘덕턴스(gm)을 결정하는 요소(W/L)를 몇개로 할 것인가에 따라서 결정된다. 이 액정표시장치에 있어서의 게이트전극(GT)의 크기는 물론, 상술한 본래의 크기보다 크게 된다.

(주사신호선 GL)

주사신호선(GL)은 제 2도전막(g2)으로 구성되어 있다. 이 주사신호선(GL)의 제 2도전막(g2)은 게이트전극(GT)의 제 2도전막(g2)과 동일한 제조공정에서 형성되고, 또한 일체적으로 구성되어 있다. 또, 주사신호선(GL)위에도 Al의 양극산화막(AOF)이 형성되어 있다.

(절연막 GI)

절연막(GI)은 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)의 각각의 게이트절연막으로서 사용된다. 절연막(GI)은 게이트전극(GT) 및 주사신호선(GL)의 상부층에서 형성되어 있다. 절연막(GI)은 예를 들면 플라즈마 CVD에 의해 형성된 질화실리콘막을 사용하여, 1200∼2700Å의 막두께(이 액정표시장치에서는, 2000Å정도의 막두께)로 형성된다. 게이트절연막(GI)은 도 18에 표시한 바와같이, 매트릭스부(AR)의 전체를 포위하도록 형성되고, 주변부는 외부접속단자(DTM)(GTM)를 노출하도록 제거되어 있다.

(i형 반도체층 AS)

i형 반도체층(AS)은, 도 5에 표시한 바와같이, 복수로 분할된 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)의 각각의 채널형성영역으로서 사용된다. i형 반도체층(AS)은 비정질실리콘막 또는 다결정 실리콘막으로 형성되고, 200∼2200Å의 막두께(이 액정표시장치에서는, 2000Å정도의 막두께)로 형성된다.

상기 i형 반도체층(AS)은, 공급가스의 성분을 바꾸어 Si₃N₄로 이루어진 게이트절연막으로서 사용되는 절연막(GI)의 형성에 연속해서, 동일한 플라즈마 CVD장치에서, 또한 그 플라즈마 CVD장치로부터 외부에 노출되는 일 없이 형성된다. 또, 오믹콘택트용으로 인(P)을 2.5%도우프한 N(+)GUD 반도체층 (d0)(도 2)도 마찬가지로 연속해서 200∼500Å의 막두께(이 액정표시장치에서는, 300Å정도의 막두께)로 형성된다. 다음에, 하부투명유리기판(SUB1)은 CVD장치로부터 밖으로 인출되고, 사진처리기술에 의해 N(+)형 반도체층(d0) 및 i형 반도체기층(AS)은 도 1, 도 2 및도 5에 표시된 바와같이 독립된 섬형상으로 패터닝된다.

i형 반도체층(AS)은, 도 1 및 도 5에 표시한 바와같이, 주사신호선(GL)과 영상신호선(DF)과의 교차부(크로스오버부)의 양자사이에도 형성되어 있다. 이교차부의 i형 반도체층(AS)은 교차부에서 주사신호선(GL)과 영상신호의(DL)과의 단락을 저감한다.

(투명화소전극 ITO1)

투명화소전극(ITO1)은 액정표시부의 화소전극의 한쪽을 구성한다

투명화소전극(ITO1)은 박막트랜지스터(TFT1)의 소스전극(SD1) 및 박막트랜지스터(TFT2)의 소스전극(SD1)의 양쪽에 접속되어 있다. 이 때문에, 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)중의 1개에 결함이 발생해도, 그 결함이 부작용을 초래하는 경우는 레이저등에 의해서 적절한 개소를 절단하고, 그렇지 않은 경우는 다른쪽의 박막트랜지스터가 정상으로 동작하고 있으므로 방치하면 된다. 또한 2개의 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)에 동시에 결함이 발생되는 일은 드물고, 이와같은 중복방식에 의해 점결함이나 선결함의 확률을 매우 작게 할 수가 있다. 투명화소전극(ITO1)은 제 1도전막(d1)으로 구성되어 있고, 이 제 1도전막(d1)은 스퍼터링에 의해 형성된 투명도전막(Indium-Tin-Oxide ITO: Nesa 막)으로 이루어지고, 1000∼2000Å의 막두께(이 액정표시장치에서는, 1400Å정도의 막두께)로 형성된다.

(소오스전극 SD1, 드레인전극 SD2)

복수로 분할된 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)의 각각의 소스전극(DS1)과 드레인전극(SD2)은, 도 1, 도 2 및 도 6(도 1의 제 1도전막(d1) 내지 제 3도전막(d3)만을 그린 평면도)에 표시한 바와같이 i형 반도체층(AS)위에 각각 격리해서 형성되어 있다.

소스전극(SD1), 드레인전극(SD2)의 각각은 N(+)형 반도체층(d0)에 접촉하는 하층쪽으로부터, 제 2도전막(d2), 제 3도전막(d3)을 순차적으로 맞포개서 구성되어 있다. 소스전극(SD1)의 제 2도전막(d2) 및 제 3도전막(d3)은, 드레인전극(SD2)의 제 2도전막(d2) 및 제 3도전막(d3)과 동일한 제조공정에서 형성된다. 제 2도전막(d2)은 스퍼터에 의해 형성된 크롬(Cr)막을 사용하여, 500∼1000Å의 막두께(이 액정표시장치에서는, 600Å정도의 막두께)로 형성된다. Cr막은 막두께를 두껍게 형성하면 스트레스가 크게 되므로, 2000Å정도의 막두께를 초과하지 않는 범위에서 형성한다. Cr막은 N(+)형 반도체층(d0)과의 접촉이 양호하다. Cr막은 후술하는 제 3도전막(d3)의 Al이 N(+)형 반도체층(d0)에 확산하는 것을 방지하는 소위 배리 어층을 구성한다. 제 2도전막(d2)으로서, Cr막이외에 고융점금속(Mo, Ti, Ta, W)막, 고융점금속 실리사이드(MOSi2, TiSl2, TaSi2, WSi2)막을 사용해도 된다.

제 3도전막(d3)은 Al의 스퍼터링에 의해 3000∼5000Å의 막두께(이 액정표시 장치에서는, 4000Å정도의 막두께)로 형성된다, Al막은 Cr막에 비해서 스트레스가 작고, 두꺼운 막두께로 형성하는 것이 가능하고, 소스전극(SD1), 드레인전극(SD2) 및 영상신호선(DL)의 저항치를 저감하도록 구성되어 있다. 제 3도전막(d3)으로서, 순 Al막이외에 실리콘이나 구리(Cu)를 첨가물로서 함유시킨 Al막을 사용해도 된다.

제 2도전막(d2), 제 3도전막(d3)을 동일한 마스크패턴으로 패터닝한 후, 동일한 마스크를 사용해서, 또는, 제 2도전막(d2), 제 3도전막(d3)을 마스크로서, 사용해서, N(+)형 반도체층(d0)이 제거된다. 즉 i형 반도체층(AS)위에 남아있는 N(+)형 반도체층(dO)은 제 2도전막(d2), 제 3도전막(d3)이외의 부분이 자동정렬로 제거된다. 이때, N(+)형 반도체층(d0)은 그 두께부분이 모두 제거되도록 에칭되므로, i형 반도체층(AS)도 약간 그 표면부분이 에칭되나, 그 정도는 에칭시간으로 제어하면 된다.

소스전극(SD1)은 투명화소전극(ITO1)에 접속되어 있다. 소스전극(SD1)은, i형 반도체층(AS)의 단차(제 2도전막(g2)의 막두께, 양극산화막(AOF)의 막두께, i형 반도체층(AS)의 막두께 및 N(+)형 반도체층(d0)의 막두께를 가산한 막두께에 상당하는 단차)를 따라서 구성되어 있다. 구체적으로는, 소스전극(SD1)은, i형 반도체층(AS)의 단차에 따라서 형성된 제 2도전막(d2)과, 이 제 2도전막(d2)의 상부에 형성한 제 3도전막(d3)으로 구성되어 있다. 소스전극(SD1)의 제 3도전막(d3)은 제 2도전막(d2)의 Cr막이 스트레스의 증대로 인해 두껍게 형성될 수 없고, i형 반도체층(AS)의 단차형상을 타고넘지 못하므로, 이 i형 반도체층(AS)을 타고넘도록 하기 위하여 구성되어 있다, 즉, 제 3도전막(d3)은 두껍게 형성됨으로써 스텝커버리지를 향상하고 있다. 제 3도전막(d3)은 두껍게 형성될 수 있으므로, 소스전극(SD1)의 저항치(드레인전극(SD2)이나 영상신호선(DL)에 대해서도 마찬가지)의 저감에 크게 기여하고 있다.

(보호막 PSV1)

박막트랜지스터(TFT) 및 투명화소전극(ITO1)위에는 보호막(PSV1)이 형성되어 있다. 보호막(PSVI)은 주로 박막트랜지스터(TFT)를 습기등으로부터 보호하기 위하여 형성되어 있고, 투명성이 높고 또한 내습성이 양호한 것을 사용한다. 보호막(PSV1)은 예를들면 플라즈마 CVD장치에서 형성한 산화실리콘막이나 질화실리콘막으로 형성되어 있고, 1㎛정도의 막두께로 형성한다.

보호막(PSV1)은 도 18에 표시한 바와같이, 매트릭스부(AR)의 전체를 포위하도록 형성되고, 주변부는 외부접속단자(DTM),(GTM)를 노출하도록 제거되고, 또 상부기판쪽(SUE2)의 공통전극(COM)을 하부쪽기판(SUB1)의 외부접속단자 접속용인출배선(INT)에 은페이스트(AGP)로 접속하는 부분도 제거되어 있다. 보호막(PSV1)과 게이트절연막(GI)의 두께 관계에 관해서는, 전자는 보호효과를 고려해서 두껍게하고, 후자는 트랜지스터의 상호 콘덕턴스(gm)을 작게한다. 따라서 도 18에 표시한 바와같이, 보호효과가 높은 보호막(PSV1)은 주변부도 될 수 있는 한 넓은 범위에 걸쳐서 보호되도록 게이트절연막(GI)보다 크게 형성되어 있다,

(차광막 BM)

상부투명유리기판(SUB2)쪽에는, 외부광(도 2에서는 위쪽으로부터의 광)이 채널형성영역으로서 사용되는 i형 반도체층(AS)에 입사되지 않도록, 차광막(BM)이 형성되고, 차광막(BM)은 도 7의 사선으로 표시한 바와 같은 패턴으로 되어있다. 또한, 도 7은 도 1에 있어서의 ITO막으로 이루어진 제 1도전막(d1), 컬러필터(FIL) 및 차광막(BM)만을 그린 평면도이다. 차광막(BM)은 광에 대한 차폐성이 높은 예를 들면 알루미늄막이나 크롬막등으로 형성되어 있고, 이 액정표시장치에서는 크롬막이 스퍼터링에 의해 1300Å정도의 막두께로 형성된다.

따라서, 박막트랜지스터(TFT1),(TFT2)의 i형 반도체층(AS)은 상하에 있는 차광막(BM) 및 큼직한 게이트전극(GT)에 의해서 샌드위치되고, 그 부분은 외부의 자연광이나 백라이트광이 비치지 않게 된다. 차광막(BM)은 도 7의 사선부분으로 표시한 바와같이, 화소의 주위에 형성되고, 즉 차광막(BM)은 격자형상으로 형성되고(블랙매트릭스), 이 격자에 의해 1화소의 유효표시영역이 간막이로 되어있다. 따라서, 각 화소의 윤곽이 차광막(BM)에 의해서 분명해지고, 콘트라스트가 향상된다. 즉, 차광막(BM)은 i형 반도체층(AS)에 대한 차광과 블랙매트릭스와의 2개의 기능을 가진다.

또, 투명화소전극(ITO 1)의 러빙방향의 근본쪽의 에지부에 대향하는 부분(제 1도 우하부분)이 차광막(BM)에 의해서 차광되어 있기 때문에, 상기 부분에 도메인이 발생하였다고 해도, 도메인이 보이지 않으므로, 표시특성이 열화되는 일은 없다.

또한, 백라이트를 상부투명유리기판(SUB2)쪽에 장착하고, 하부투명유리기판(SUB1)을 관찰쪽(외부노출쪽)으로 할 수도 있다.

차광막(BM)은 주변부에도 도 17에 표시한 바와같이 프레임형상의 패턴으로 형성되고, 그 패턴은 도트형상으로 복수의 개구부를 형성한 도 7에 표시한 매트릭스부의 패턴과 연속해서 형성되어 있다. 주변부의 차광막(BM)은 도 17∼도 20에 표시한 바와같이, 시일부(SL)의 바깥쪽으로 연장되고, 개인용 컴퓨터등의 실장기에 기인되는 반사광등의 누설광이 매트릭스부에 난입되는 것을 방지하고 있다. 다른 한편, 이 차광막(BM)은 기판(SUB2)의 가장자리보다 약 0.3∼1.0mm정도 안쪽으로 머물게 되고, 기판(SUB2)의 절단영역을 피해서 형성되어 있다.

(컬러필터 FIL)

컬러필터(FIL)는 아크릴수지등의 수지재료로 형성되는 염색기재에 염료를 착색해서 구성되어있다. 컬러필터(FIL)는 화소에 대향하는 위치에 스트라이프형상으로 형성되고(도 8), 염색으로 구분되어 있다(도 8은 도 4에 제 1도전막(d1), 차광막(BM) 및 컬러필터(FIL)만을 그린것으로서, B, R, G의 각 컬러필터(FIL)는 각각, 45° 의 해치, 135° 의 해치, 크로스의 해치를 실시하고 있다). 컬러필터(FIL)는 도 7, 도 9에 표시한 바와같이 투명화소전극(ITO1)의 전부를 덮을 수 있도록 큼직하게 형성되고, 차광막(BM)은 컬러필터(FIL) 및 투명화소전극(ITO1)의 에지 부분과 겹치도록 투명화소전극(ITO1)의 주변부로부터 안쪽에 형성되어 있다.

컬러필터(FIL)는 다음과 같이 형성할 수 있다. 먼저, 상부 투명유리기판(SUB2)의 표면에 염색기재를 형성하고, 사진평판기술로 적색염료로 염색하고, 고착처리를 실시하고, 적색필터(R)을 형성한다. 다음에, 마찬가지의 공정을 실시함으로써, 녹색필터(G), 청색필터(B)를 순차적으로 형성한다.

(보호막 PSV2)

보호막(PSV2)은 컬러필터(FIL)를 다른색으로 염색구분한 염료가 액정(LC)에 누설되는 것을 방지하기 위해 설치되어 있다. 보호막(PSV2)은 예를 들면 아크릴수지, 에폭시수지등의 투명수지재료로 형성되어 있다.

(공통투명화소전극 ITO2)

공통투명화소전극(ITO2)은, 하부투명기판(SUB1)쪽에 화소마다 설치된 투명화소전극(ITO1)에 대향하고, 액정(LC)의 광학적인 상태는 각 화소전극(ITO1)과 공통투명화소전극(ITO2)사이의 전위차(전계)에 응답해서 변화한다. 이 공통투명화소전극(ITO2)에는 공통전압(Vcom)이 인가되도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 공통전압(Vcom)은 영상신호선(DL)에 인가되는 로우레벨의 구동전압(Vdmin)과 하이레벨의 구동전압(Vdmax)과의 중간전위에 설정되나, 영상신호구동회로에서 사용되는 직접회로의 전원전압을 약 절반으로 저감하고 싶은 경우에는, 교류전압을 인가하면 된다, 또한, 공통투명화소전극(ITO2)의 평면형상은 도 17, 도 18를 참조하면 된다.

(게이트 단자부)

도 9는 표시매트릭스의 주사신호선(GL)으로부터 외부접속단자(GTM)까지의 접속구조를 표시한 도면이고, (A)는 평면이고, (B)는 (A)의 선(B-B)을 따라 취한 단면을 표시하고 있다. 또한, 동 도면은 도 18의 아래쪽 부근에 대응하고, 경사배선의 부분은 편의상 일직선상태로 표시하였다.

A0는 사진처리용 마스크패턴, 환언하면 선택적 양극산화의 포트레지스트패턴이다. 따라서, 이 포트레지스트는 양극 산화후 제거되고, 도면에 표시한 패턴(A0)은 완성품으로서는 남지 않으나, 게이트배선(GL)에는 단면도에 표시한 바와 같이 산화막(AF0)이 선택적으로 형성됨으로써 그 궤적이 남는다. 평면도에 있어서, 포트레지스트의 경계선(A0)을 기준으로해서 좌측은 레지스트를 덮고 양극산화하지 않는 영역, 우측은 레지스트로부터 노출되어 양극산화되는 영역이다. 양극산화된 Al층(g2)은 표면에 그 산화물 Al₂O₃(AOF)이 형성되고, 아래쪽의 도전부는 체적이 감소한다. 물론, 양극산화는 그 도전부가 남도록 적절한 시간, 전압등을 설정해서 행하여진다. 마스크패턴(A0)는 주사선(GL)에 단일의 직선에서는 교차하지 않고, 크랭크형상으로 꺾어져서 교차시키고 있다.

도면중 Al층(g2)은, 알기쉽게하기 위해 사선으로 표시하고 있으나, 양극화성되지 않는 영역은 빗 형상으로 패터닝되어 있다. 이것은, Al층의 폭이 넓으면 표면에 위스커가 발생하므로, 각각의 폭을 좁게하고, 그들의 복수개 병렬로 뭉친 구성으로 함으로써, 위스커의 발생을 방지하면서, 단선의 확률이나 도전율이나 도전율의 희생을 최저한으로 억제하는 목적이 있다. 따라서, 본예에서는 빗의 근본에 상당하는 부분도 마스크(A0)를 따라서 어긋나게 하고 있다.

게이트단자(GTM)는 산화규소 SIO층과 접착성이 양호하고 Al등 보다 내전촉성이 높은 Cr층(g1)과, 또 그 표면을 보호하고 화소전극(ITO 1)과 동일한 레벨(동일층, 동시형성)의 투명도전층(d1)으로서 구성되어 있다. 또한, 게이트절연막(GI)위 및 그 측면부에 형성된 도전층(d2) 및 (d3)은, 도전층(d3)이나 (d2)의 에칭시 핀홀등이 원인으로 도전층(g2)이나 (g1)이 함께 에칭되지 않도록 그 영역을 포토레지스트로 덮고 있던 결과로서 남아 있는 것이다. 또, 게이트절연막(GI)을 타고 넘어 우방향으로 연장된 ITO층(d1)은 마찬가지의 대책에 더욱 만전을 기한 것이다.

평면도에 있어서, 게이트절연막(GI)은 그 경계선보다 우측에 형성되어 있고, 보호막(PSV 1)도 그 경계선보다 우측에 형성되어 있고, 좌단부에 위치하는 단자부(GTM)는 그것으로부터 노출하여 외부회로와의 전기적 접촉이 될 수 있도록 되어 있다. 도면에서는, 게이트선(GL)과 게이트단자의 1개의 쌍만이 표시되고 있으나, 실제로는 이와같은 쌍이 도 18에서 표시한 바와같이 상하로 복수개 늘어서서단자군(Tg)(도 17, 도 18)이 구성되고, 게이트단자의 좌단부는, 제조과정에서는, 기판의 절단영역(CT1)을 넘어서 연장되어 배선(SHg)에 의해서 단락된다. 제조과정에서 이와같은 단락선(SHg)은 양극화성시의 급전과, 배향막(ORI1)의 러빙시등의 정전파괴의 방지에 도움이 된다.

(드레인 단자 DTM)

도 10은 영상신호(DL)으로부터 그 외부접속단자(DTM)까지의 접속을 표시한 도면이고, (A)는 그 평면을 표시하고, (B)는 (A)의 선(B-B)을 따라서 취한 단면을 표시한다. 또한, 동도면은 도 18의 우상부 부근에 대응하고, 도면의 방향은 편의상 변경되어 있으나 우단부방향이 기판(SUB 1)의 상단부(또는 하단부)에 해당한다.

TSTd는 검사단자이고, 여기에는 외부회로가 접속되지 않으나, 프로우브침등을 접촉할 수 있도록 배선부보다 폭이 넓혀져 있다. 마찬가지로, 드레인단자(DTM)의 외부회로와 접속될 수 있도록 배선부보다 폭이 넓혀져 있다. 검사단자(TSTd)와 외부접속드레인단자(DTM)는 상하방향으로, 새발뜨기형상으로 복수교호로 배열되고, 검사단자(TSTd)는 도면에 표시한 바와같이 단자군(Td)(첨자생략)을 구성하여 기판(SUB1)의 절단선(CT1)을 넘어서 더 연장되고, 제조과정중에 정전파괴를 방지하기 위하여 그 전부가 서로 배선(SHd)에 의해서 단락된다. 검사단자(TSTd)가 존재하는 영상신호선(DL)의 매트릭스를 끼워서 반대쪽에는 드레인접속단자가 접속되고, 반대로 드레인접속단자(DTM)가 존재하는 영상신호선(DL)의 매트릭스를 끼워서 반대쪽으로는 검사단자가 접속된다.

드레인접속단자(DTM)는 상술한 게이트단자(GTM)와 마찬가지의 이유에서Cr층(g1) 및 ITO층(d1)의 층으로 형성되어 있고, 게이트절연막(GI)를 제거한 부분에서 영상신호선(DL)과 접속되어 있다, 게이트절연막(GI)의 끝부분위에 형성된 반도체 층(AS)은 게이트절연막(GI)의 가장자리를 테이퍼형상으로 에칭하기 위한 것이다.

단자(DTM)위에서는 외부회로와의 접속을 행하기 위하여 보호막(PSV1)은 물론 제거되어 있다. A0는 상술한 양극산화마스크이고 그 경계선은 매트릭스전체를 크게 포위하도록 형성되고, 도면에서는 그 경계선으로부터 좌쪽이 마스크로 덮어지거나, 이 도면에서 덮어지지 않는 부분에는 층(g2)이 존재하지 않으므로 이 패턴은 직접으로 관계하지 않는다.

매트릭스부로부터 드레인단자부(DTM)까지의 인출배선은 도 19의 (C)부에도 표시되는 바와같이, 드레인단자부(DTM)의 동일레벨의 층(d1),(g1)의 바로 위에 영 상신호선(DL)과 동일레벨의 층(d2),(d3)이 시일패턴(SL)의 도중까지 적층된 구조로 되어 있으나, 이것은 단선의 확률을 최소한으로 억제하고, 접촉하기 쉬운 Al층(d3)을 보호막(PSV1)이나 시일패턴(SL)에 의해 될 수 있는 한 보호할 목적이다.

(유지용량소자 Cadd의 구조)

투명화소전극(ITO1)은 박막트랜지스터(TFT)와 접속되는 끝부분과 반대쪽의 끝부분에서, 인접한 주사신호선(GL)과 겹치도록 형성되어 있다. 이 맞포갬은, 도 1, 도 3에서도 명백한 바와 같이, 투명화소전극(ITOl)을 한쪽의 전극(PL2)으로하고, 인접한 주사신호선(GL)을 다른쪽의 전극(PLI)으로하는 유지용량소자(정전용량소자)(Cadd)를 구성한다. 이 유지용량소자(Cadd)의 유전체막은,박막트랜지스터(TFT)의 게이트절연막으로서 사용되는 절연막(Gl) 및 양극산화막(AOF)으로 구성되어 있다.

유지용량소자(Cadd)는, 도 5에서도 명백한 바와같이, 주사신호선(GL)의 제 2도전막(g2)의 폭을 넓힌 부분에 형성되어 있다. 또한, 영상신호선(DL)과 교차하는 부분의 제 2도전막(g2)은 영상신호선(DL)과 단락하는 확률을 작게하기 위해 미세하게 되어 있다.

유지용량소자(Cadd)의 전극(PL1)의 단차부에서 투명화소전극(ITO1)이 단선되어도, 그 단자를 걸치도록 형성된 제 2도전막d2) 및 제 3도전막(d3)으로 구성된 섬영역에 의해서 그 불량은 보상된다.

(표면장치전체등가회로)

표시매트릭스부의 등가회로와 그 주변회로의 결선도를 도 11에 표시한다. 동도면은 회로도이나, 실제의 기하학적 배치에 대응해서 그려져 있다. AR은 복수의 화소를 2차원형상으로 배열한 매트릭스· 어레이이다.

도면중, X는 영상신호선(DL)를 의미하고, 첨자(G),(B) 및 (R)가 각각 녹색화소, 청색화소 및 적색화소에 대응해서 부가되어 있다. Y는 주사신호선(GL)을 의미하고, 첨자(1),(2),(3), ‥‥, (end)는 주사타이밍의 순서에 따라 부가되어 있다.

영상신호선 (X)(첨자생략)은 교호도 위쪽(또는 홀수)영상신호 구동회로(He)와, 아래쪽(또는 짝수)영상신호구동회로(Ho)에 접속되어 있다.

주사신호선(Y)(첨자생략)은 수직주사회로(V)에 접속되어 있다.

SUP는 1개의 전압원으로부터 복수의 분압된 안정화된 전압원을 얻기 위한 전원회로나 포스트(상위연산처리장치)로부터의 CRT(음극선관)용의 정보를 TFT액정표시장치용의 정보로 교환하는 회로를 포함한 회로이다.

(유지용량소자 Cadd의 등가회로와 그 동작)

도 1에서 표시되는 화소의 등가회로를 도 12에 표시한다. 도 12에 있어서, Cgs는 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(GT)와 소스전극(SD1)사이에 형성되는 기생용량이다, 기생용량(Cgs)의 유전체막은 절연막(Gl) 및 양극산화막(A0F)이다. Cpix는 투명화소전극 (ITOl1(PIX)과 공통투명화소전극(ITO2)(COM)사이에 형성되는 액정용량이다. 액정용량(Cpix)의 유전체막은 액정(LS), 보호막(PSV1) 및 배향막(ORI1)(ORI2)이다. VIc는 중간점 전위이다.

유지용량소자(Cadd)는, 박막트랜지스터(TFT)가 스위칭할 때, 중간점전위(화소전극전위)(VIc)에 대한 게이트전위변화(△Vg)의 영향을 저감하도록 작용한다. 이 모양을 식으로 표시하면, 다음식과 같이된다.

여기서, △VIc는 △Vg에 의한 중간점전위의 변화분을 표시한다. 이 변화분(△VIc)은 액정(LC)에 부가되는 직류성분의 원인으로 되나, 유지용량(Cadd)을 크게하면 할수륵, 그 값을 작게 할 수 있다. 또, 유지용량소자(Cadd)는 방전시간을 길게하는 작용도 있고, 박막트랜지스터(TFT)가 오프된 후의 영상정보를 길게 축적한다. 액정(LC)에 인가되는 직류성분의 저감은, 액정(LC)의 수명을 향상하고, 액정표시화면의 절환시에 앞의 화상이 남는 소위 인화를 저감할 수 있다.

상술한 바와같이, 게이트전극(GT)은 i형 반도체층(AS)을 완전히 덮을 수 있도록 크게되어 있는 부분, 소스전극(SD1), 드레인전극(SD2)과의 오버랩면적이 증가되고,따라서 기생용량(Cgs)이 크게 되고, 중간점 전위(VIc)는 게이트(주사)신호(Vg)의 영향을 받기 쉽게 된다고 하는 역효과가 발생한다. 그러나, 유지용량소자 (Cadd)를 설치함으로써 이 결점을 해소할 수가 있다.

유지용량소자(Cadd)의 유지용량은, 화소의 기입특성에서, 액정용량(Cpix)에 대해서 4∼8배(4· Cpix <Cadd <8·Cpix),기생용량(Cgs)에 대해서 8~32배(8·Cgs <Cadd <32·Cgs)정도의 값으로 설정한다.

(유지량소자(Cadd)전극선의 결선방법)

유지용량전극선으로만 사용되는 처음단계의 주사신호선(GL)(Yo)은, 도 11에 표시한 바와같이, 공통투명화소전극(ITO2)(Vcom)과 동일한 전위로 한다. 도 18의 예에서는, 처음단계의 주사신호선은 단자(GT0), 인출선(INT), 단자(DT0) 및 외부배선을 통해서 공통전극(COM)에 단락된다. 또는, 처음단계의 유지용량전극(Yo)은 최종단계의 주사신호선(Yend)에 접속되고, Vcom이외의 직류전위점(교류접지점)에 접속하거나 또는 수직주사회로(V)에서 1개 여분으로 주사펄스(Yo)를 받도록 접속해도 된다.

(외부회로와의 접속구조)

도 21은 주사신호구동회로(V)나 영상신호구동회로(He),(Ho)를 구성하는 집적회로칩(CHI)이 가요성배선기판(TAB, Tape Automated Bonding)에 탑재된 테이프캐리어패키지(TCF)의 단면구조를 표시한 도면이고, 도 22는 그것을 액정표시패널의, 본예에서는 영상신호회로용 단자(DTM)에 테이프케리어패키지를 접속한 상태를 표시한 주요부의 단면도이다.

동 도면에 있어서, TTB는 집적회로(CHI)의 입력단자·배선부이고, TTM은 집적회로(CHI)의 출력단자· 배선부이고, 예를 들면 Cu로 이루어지고, 각각의 안쪽의 선단부(이너리이드)에는 집적회로(CHI)의 본딩패드(PAD)가 소위 페이스다운 본딩법에 의해 접속된다. 단자(TTB), (TTM)의 바깥쪽의 선단부(아우터리이드)는, 각각 반도체칩집적회로칩(CHI)의 입력 및 출력에 대응하고, 납땜등에 의해 CRT/TET변환회로· 전원회로(SUP)에 접속되고, 이방성 도전막(ACF)에 의해서 액정표시패널(PNL)에 접속된다. 패키지(TCP)는 그 선단부가 패널(PNL)쪽의 접속단자(DTM)를 노출한보호막(PSV1)을 덮도록 패널에 접속되어 있고, 따라서, 외부접속단자(DTM)(GTM)는 보호막(PSV1)이나 패키지(TCP)의 적어도 한쪽에서 덮어지게 되어 전촉에 대해서 강하게된다.

BF1은 플리이미드등으로 이루어진 베이스필름이고, SRS는 납땜시 땜납이 불필요한 부분에 붙지 않도록 마스크하기 위한 솔더레지스트막이다. 시일패턴(SL)와 바깥쪽의 상하유리기판의 빈틈은 세정후 에폭시수지(EPX)등에 의해 보호되고, 또한 패키지(TCP)와 위쪽기판(SUB2)의 사이에는 실리콘수지(SIL)가 충전되어 보호가 다중화되어 있다.

(제조방법)

다음에, 상술한 액정표시장치의 기판(SUB1)쪽의 제조방법에 대해서 도 13~도 15를 참조해서 설명한다. 또한, 동도면에 있어서, 중앙의 문자는 공정명의 약칭이고, 좌측은 도 2에 표시한 화소부분을 표시하고, 우측은 도 9에 표시한 게이트 단자부근의 단면형상에서 본 가공의 흐름을 표시한다. 공정(D)의 제외한 공정(A) 내지 공정(I)는 각 사진처리에 대응해서 구분한 것으로서, 각 공정의 어느것의 단면도도 사진처리후의 가공이 끝나고 포트레지스트를 제거한 단계를 표시하고 있다. 또한, 사진처리란 본 발명에서는 포트레지스트의 도포로부터 마스크를 사용한 선택노광을 거쳐 그것을 현상하기까지의 일련의 작업을 표시하는 것으로 하고, 반복의 설명은 피한다. 이하 구분한 공정에 따라서, 설명한다.

(공정 A, 도 13 참조)

7059 유리(상품명)로 이루어진 하부투명유리기판(SUB1)의 양면에 산화실리콘막(S10)를 디핑처리에 의해 형성한 후, 500℃로, 60분간 베이크를 행한다. 하부투명유리기판(SUB 1)위의 막두께가 1100Å의 크롬으로 이루어진 제 1도전막(g1)을 스퍼터링에 의해 형성하고 사진처리후, 에칭액으로 질산제 2세륨암모늄용액으로 제 1도전막(g1)을 선택적으로 에칭한다. 이에 의해서, 게이트단자(GTM), 드레인단자(DTM), 게이트단자(GTM)를 접속하는 양극산화버스라인(SHg), 드레인단자(DTM)를 단락하는 버스라인(SHd), 양극산화버스라인(SHg)에 접속된 양극산화패드(도시생략)를 형성한다.

(공정 B, 도 13 참조)

막두께가 2800Å의 Al-Pb, Al-Si, Al-Si-Ti, Al-Si-Cu등으로 이루어진 제 2도전막(g2)을 스퍼터링에 의해 형성한다. 사진처리후, 인산과 질산 및 빙초산의 혼합산액으로 제 2도전막(g2)을 선택적으로 에칭한다.

(공정 C, 도 13 참조)

사진처리후(상술한 양극산화마스크(A0)를 형성후), 3%타르타르산을 암모니아에 의해 PH6.25± 0.05로 조정한 용액을 에틸렌글리콜액으로 1:9로 희석한 액으로 이루어진 양극산화액속에 기판(SUB1)을 침지하고, 화성전류밀도가 0.5mA/㎠가 되도록 조정한다(정전류화성). 다음에 소정의 Al₂O₃막두께를 얻는데 필요한 화성전압 125V에 도달할때까지 양극산화를 행한다. 그후 이 상태에서 수 10분 유지하는 것이 요망된다(정전압화성). 이것은 균일한 Al₂O₃막두께를 얻는데 있어서 중요한 일이다. 이에의해, 도전막(g2)을 양극산화하고, 주사신호선(GL), 게이트전극(GT) 및 전극(PLI)위에 막두께가 1800Å의 양극산화막(A0F)이 형성된다.

(공정 D, 도 14 참조)

플라즈마CVD장치에 암모니아가스, 실란가스, 질소가스를 도입해서, 막두께가 2000Å의 질화 Si막을 형성하고, 플라즈마 CVD장치에 실란가스, 수소가스를 도입해서, 막두께가 2000Å의 i형 비정질 Si 막을 형성한 후, 플라즈마 CVD장치에 수소가스, 포스핀가스를 도입해서, 막두께가 300Å의 N(+)형 비정질 Si막을 형성한다.

(공정 E, 도 14 참조)

사진처리후, 드라이에칭가스로서 SF₆, CCl₄를 사용해서 N(+)형 비정질 Si막, i형 비정질 Si막을 선택적으로 에칭함으로써, i형 반도체층(AS)의 섬을 형성한다.

(공정 F, 제 14도 참조)

사진처리후, 드라이에칭가스로서 SF₆을 사용해서, 질화 Si막을 선택적으로에칭한다.

(공정 G, 도 15 참조)

막두께가 1400Å의 ITO막으로 이루어진 제 1도전막(d1)을 스퍼터링에 의해 형성한다, 사진처리후, 에칭액으로서 염산과 질산과의 혼합산액으로 제 1도전막(d1)을 선택적으로 에칭함으로써, 게이트단자(GTM), 드레인단자(DTM)의 최상층 및 투명화소전극(ITO1)을 형성한다,

(공정 H, 도 15참조)

막두께가 600Å의 Cr막으로 이루어진 제 2도전막(d2)을 스퍼터링에 의해 형성하고, 또 막두께가 4000Å의 Al-Pb, Al-Si, Al-Si-Ti, Al-Si-Cu등으로 이루어진 제 3도전막(d3)을 스퍼터링에 의해 형성한다. 사진처리후, 제 3도전막(d3)을 공정(B)와 마찬가지 액으로 에칭하고, 제 2도전막(d2)을 공정(A)와 마찬가지액으로 에칭하고, 영상신호선(DL), 소스전극(SD1), 드레인전극(SD2)을 형성한다. 다음에, 드라이에칭장치에 CCl₄, CF₆을 도입해서 N(+)형 비형질 Si막을 에칭함으로써, 소스와 드레인사이의 N(+)형 반도체층(do)을 선택적으로 제거한다.

(공정 1, 도 15 참조)

플라즈마 CVD장치에 암모니아가스, 실란가스, 질소가스를 도입해서, 막두께가 1㎛의 질화 Si막을 형성한다. 사진처리후, 드라이에칭가스로서 SF₆을 사용한 사전에칭기술에 의해 질화 Si막을 선택적으로 에칭함으로써, 보호막(PSV1)을 형성한다.

(액정표시모듈의 전체구성)

도 23은, 액정표시모듈(MDL)의 분해사시도이고, 각 구성부품의 구체적인 구성은 도 24∼도 39에 표시한다.

SHD는 금속판으로 이루어진 시일드케이스(메탈프레임), LCW는 액정표시창, PNL은 액정표시패널, SPB는 광확산판, MFR은 중간프레임, BL은 백라이트, BLS는 백라이트지지체, LCA는 아래쪽케이스이고, 도면에 표시한 바와 같은 상하의 배치관계로 각 부재가 겹쳐 포개져서 모듈(MDL)이 조립된다.

모듈(MDL)은, 아래쪽케이스 LCA, 중간프레임 MFR, 시일드케이스 SHD의 3종류의 유지부재를 가진다. 이들의 3부재는 각각 대략 상자형상을 이루고, 상기 기재 순서로 무거운 상자식으로 겹쳐 포개지고, 시일드케이스(SHD)에 의해서 각 부품을 탑재한 다른 2부재를 유지하는 구성으로 되어있다. 표시패널(PNL)과 광학산판(SPB)은 일단 중간프레임(MFR)위에 놓게 될 수 있고, 4개의 백라이트(냉음극형광관)(BL)을 지지하는 백라이트 지지체(BLS)는 아래쪽케이스(LCA)위에 일단 놓게 될 수 있다. 따라서, 아래쪽케이스(LCA)와 중간프레임(MFR)의 2부재에 각각 필요한 부품을 실장하면서 이 2부재를 뒤집는 일없이 겹쳐포개서 제조할 수 있으므로, 제조를 용이하게 행할 수 있고, 조립성이 좋고, 신뢰성이 높은 장치를 제공할 수 있는 이점이 있다. 이것이 모듈의 1개의 큰 특징이다.

이하, 각 부재에 대해서 상세히 설명한다.

(시일드케이스 SHD)

도 24는, 시일드케이스(SHD)의 상부면, 앞측면, 후측면, 우측면, 좌측면을표시한 도면이고, 도 25는, 시일드케이스(SHD)를 위쪽에서 비스듬히 보았을 때의 사시도이다.

시일드케이스(메탈프레임)(SHD)는, 1매의 금속판을 프레스가공기술에 의해, 펀칭이나 절공가공에 의해 제작된다. LCW는 표시패널(PNL)을 시야에 노출하는 개구부를 표시하고, 이하 표시창이라고 칭한다.

CL은 중간프레임(MFR) 고정용클릭(모두 19개), FK는 아래쪽케이스(LCA)고정용 훅(모두 9개)이고, 시일드케이스(SHD)에 일체적으로 설치되어있다. 도면에 표시된 고정용클릭(CL)은 조립시, 안쪽으로 절곡되어 중간프레임(MFR)에 설치된 4각의 고정용클릭구멍(CLH)(제 27도의 각 측면도참조)에 삽입된다. 이에의해, 시일드케이스(SHD)가 표시패널(PNL)등을 유지· 수납하는 중간프레임(MFR)을 유지하고, 양자가 단단하게 고정된다. 고정용훅(FK)은, 각각 아래쪽케이스(LCA)에 설치된 고정용 돌기(FKP)(제 34도의 각 측면도 참조)에 끼워맞춤된다. 이에 의해, 시일드케이스(SHD)가 백라이트(BL), 백라이트지지체(BLS)등을 유지· 수납하는 아래쪽케이스(LCA)를 유지하고, 양자가 단단히 고정된다. 또한, 중간프레임(MFR)과 아래쪽케이스(LCA)와는 주연부에서 끼워맞춤되고, 또 시일드케이스(SHD)는 중간프레임(MFR)에 피복·끼워맞춤되고, 3부재는 합체되도록 되어있다. 또, 표시패널(PNL)의 상부면 및 하부면의 표시영향을 주지 않는 사방의 가장자리 주위에는 얇고 가늘고 긴 직사각형상의 고무스페이서(고무쿠션)(도시생략)가 설치되어 있다. 상부면 쪽의 고무스페이서는, 표시패널(PNL)과 시일드케이스(SHD)와의 사이에 개재되고, 하부면쪽의 고무스페이서는, 표시패널(PNL)과 중간프레임(MFR) 및 광확산판(SPB)사이에 개재된다. 이들의 고무스페이서의 탄성을 이용해서, 시일드케이스(SHD)를 장치의 내부방향으로 밀어넣게 됨으로써 고정용훅(FK)가 고정용돌기(FKP)에 걸리고, 양 고정용부재가 스토퍼로 기능하고, 또, 고정용클릭(CL)이 절곡되고, 클릭구멍(CLH)에 삽입되어서, 시일드케이스(SHD)에 의해 중간프레임(MFR)과 아래쪽케이스(LCA)가 고정되고, 모듈전체가 일체적으로 되어 단단하게 유지되고, 다른 고정용 부재가 불필요하다, 따라서, 조립이 용이하고, 제조의 코스트를 저감할 수 있다. 또, 기계적 강도가 크고, 내진등의 충격성을 향상할 수 있고, 장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또, 고정용클릭(CL)과 고정용훅(FK)은 용이하게 분리되기 때문에, 고정용클릭(CL)의 절곡을 연장하고, 고정용훅(FK)을 벗기는 것만으로, 3부재의 분해· 조립이 용이하므로, 수리가 용이하고, 백라이트(BL)의 교환도 용이하다(백아리트 교환등으로 벗기는 비율이 큰 아래쪽케이스(LCA)의 고정용훅(FK)쪽이 고정용클릭(CL)보다 벗기기 쉽게되어 있다). 또한, 이 모듈에서는 아래쪽케이스(LCA)와 중간프레임(MFR)은 상기 고정용부재에 의한 장착이외에, 각각 4개씩 설치한 아래쪽 케이스(LCA)의 나사구멍이 형성된 관통구멍(LHL)(도 34∼도 36 참조)과 중간프레임(MFR)의 나사구멍(MVH)(도 28 참조)과 나사에 의해 더욱 나사고정되어 있다.

COH는 공통관통구멍이다. 공통관통구멍(COH)은, 이 시일드케이스(SHD)이외에, 표시패널(PNL)의 구동회로기판(PCBI), 중간프레임(MFR)의 구동회로기판(PCB2), 중간프레임(MFR), 아래쪽케이스(LCA)에 2개씩 공통해서 동일의 평면위치에 형성된 관통구멍으로, 제조시에 고정해서 세운 핀에 아래쪽케이스(LCA)로부터 순서대로 각공통관통구멍(COH)을 삽입해서 각 부품을 실장함으로써, 각 부재· 각 부품의 상대위치를 정밀하게 설정하기 위한 것이다. 또, 당해 모듈(MDL)을 개인용컴퓨터등의 응용제품에 실장할 때, 이 공통관통구멍(COH)을 위치결정의 기준으로 할 수 있다. 또, 종래, 액정표시장치로부터 EMI(엘렉트로 마그네틱 인터피어런스)를 야기하는 불필요한 복사전파가 발생되는 문제가 있었으나, 본 발명에서는, 복수로 분할된 각 회로기판의 적어도 1개소의 프레임그랜드패드를 형성하고, 또한, 금속성시일드케이스와 일체적으로 형성된 돌기부를 프레임그랜드패드에 접속함으로써, 고주파영역에 있어서의 그랜드라인이 강화되고, 불필요한 복사전파의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 제 24도에 표시한바와같이, FG는 금속성시일드케이스(SHD)와 일체적으로 형성된 6개의 프레임그랜드로, 시일드케이스(SHD)에 개방된 「U」 자형상의 개구부, 환언하면, 4각의 개구부속에 뻗은 가늘고 긴 돌기부에 의해 구성된다. 이 가늘고 긴 돌기부가, 각각 장치내부를 향하는 방향으로 절곡되고, 표시패널(PNL)의 구동회로기판(PCB1)의 그랜드라인이 접속된 프레임그랜드패드(FGP)(제 26도)에 납땜에 의해 접속된 구조로 되어있다,

(표시패널 PNL과 구동회로기판 PCB 1)

도 26은, 도 16 등에 표시한 표시패널(PNL)에 구동회로를 실장한 상태를 표시한 상부면도이다.

CHI는 표시패널(PNL)을 구동시키는 ,구동 IC칩(아래쪽의 3개는 수직주사회로쪽의 구동IC칩, 좌우의 6개씩은 영상신호 구동회로쪽의 구동 IC칩)이다. TCP는, 도 21, 도 22에서 설명한 바와같이, 구동용 IC칩(CHI)이테이프오토메이티드본딩법(TAB)에 의해 실장된 테이프캐리어패키지, PCB1은 각각 TCP나 콘덴서(CDS)등이 실장된 PCB(프린티드 서어킷보드)로 이루어진 구동회로기판으로 3개로 분할되어 있다. FGP는 프레임그랜드패드이다. FC는 아래쪽의 구동회로기판(PCB1)과 좌측의 구동회로기판(PCB1) 및 아래쪽의 구동회로기판(PCB1)과 우측의 구동회로기판(PCB1)을 전기적으로 접속하는 플랫케이블이다. 플랫캐이블(FC)로서는 도면에 표시한 바와같이, 복수의 리이드선(인청동의 소재에 Sn도금을 실시한 것)을 스트라이프형상의 폴리에틸렌층과 폴리비닐알코올층으로 샌드위치에서 지지한 것을 사용한다.

(구동회로기판 PCB1)

구동회로기판(PCB1)은, 도 26에서 표시한 바와같이, 3개로 분할되고, 표시패널(PNL)의 주위에 「U」 자형상으로 배치되고, 2개의 플랫케이블(FC)에 의해서 각각 전기적, 기계적으로 접속되어 있다. 구동회로기판(PCB 1)은 분할되어 있으므로, 표시패널(PNL)과 구동회로기판(PCB1)과의 열팽창율의 차이에 의해 구동회로기판(PCB1)의 장축방향에 생기는 응력(스트레스)이 플랫케이블(FC)의 개소에서 흡수되고, 접속강도가 약한 테이프 캐리어패키지(TCP)테이프의 출력리이드( 도 21, 도 22의 TTM)와 표시패널의 외부접속단자(DTM)(GTM)의 박리를 방지할 수 있고, 열에 대한 모듈의 신뢰성을 향상할 수 있다. 이와같은 기판의 분할방식은, 또, 1매의 「U」 자 형상기판에 비해서, 각각이 직사각형위의 단순한 형상이므로 1매의 기판재료로부터 다수매의 기판(PCB1)을 취득할 수 있고 프린트기판재료의 이용율이 높아지고, 부품· 재료비를 저감할 수 있는(본 실시에의 경우는 약 50%를 저감할수 있는)효과가 있다. 또한, 구동회로기판(PCBI)은, PCB대신에 유연한 FPC(가요성 프린티드서어킷)을 사용하면, FPC는 휘게되므로 리이드박리방지효과를 한층더 높일 수 있다. 또, 분할하지 않은 일체형의 「U」자형상의 PCB를 사용할 수도 있고, 그 경우는 공정수의 저감, 부품점수 삭감에 의한 제조공정관리의 단순화· PCB 간 접속케이블의 폐지에 의한 신뢰성의 향상에 효과가 있다.

3개로 분할된 각 구동회로기판(PCBI)의 각 그랜드라인에 접속된 프레임그랜드패드(FGP)는, 도 26에 표시한 바와같이, 각 기판마다 2개씩 합계 6개 형성되어 있다. 구동회로기판(PCB1)이 복수로 분할되어 있는 경우, 직류적으로 구동회로기판중 적어도 1개소가 프레임그랜드에 접속되어 있으면, 전기적인 문제는 일어나지 않으나, 고주파영역에서는 그 개소가 적으면, 각 구동회로기판의 특성임피던스의 차이등에 의해 전기신호의 반사, 그랜드라인의 전위가 흔들리는 원인등으로 EMI(엘렉트로 마그네틱 인터피어런스)를 야기시키는 불필요한 복사전파의 발생가능성이 높아진다. 특히, 박막트랜지스터를 사용한 모듈(MDL)에서는 고속의 클록을 사용하므로, EMI대책이 어렵다. 이것을 방지하기 위해, 복수의 분할된 각 구동회로기판(PCB1)마다 적어도 1개소, 본 실시예에서는 2개소에서 그랜드배선(교류접지전위)을 임피던스가 충분히 낮은 공통의 프레임(즉, 시일드케이스(SHD))에 접속한다. 이에의해, 고주파영역에 있어서의 그랜드라인이 강화되므로, 전체에서 1개소만 시일드케이스(SHD)에 접속한 경우와 비교하면, 본 실시예의 6개소의 경우는 복사의 전계강도에서 5dB이상의 개선이 보였다.

시일드케이스(SHD)의 프레임그랜드(FG)는 금속의 가늘고 긴 돌기부에서 구성되고, 절곡함으로써, 용이하게 표시패널(PNL)의 프레임그랜드패널(FGP)에 접속되고, 접속용의 특별한 와이어(리이드선)가 불필요하다. 또한 프레임그랜드(FC)를 개재해서 시일드케이스(SHD)와 구동회로기판(PCB1)을 기계적으로 접속할 수 있으므로, 구동회로기판(PCB1)의 기계적 강도도 향상시킬 수 있다.

(중간프레임 MFR)

도 27은, 중간프레임(MFR)의 상부면도, 앞측면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도, 도 28은, 중간프레임(MFR)의 하부면도, 도 29는, 중간프레임(MFR)의 상부면쪽으로부터 본 사시도이다.

중간프레임(MFR)은 구동회로기판(PCB1)과 일체적으로 구성된 액정표시부(LCD), 광학산판(SPB), L자형의 구동회로기판(PCB2)의 유지부재이다.

BLW는 백라이트(BL)의 광을 액정표시부(LCD)에 받아들이기 위한 창으로, 여기에 광학산판(SPB)이 재치· 유도된다. SPBS는, 광학산판(SPB)의 유지부이다. RDW는 방열구멍이고, CW는 외부와 접속되는 코넥터용의 절결부이다. MVH는 4개의 나사구멍이고, 이 나사구멍(MW)과 아래쪽케이스(LCA)의 관통구멍(LHL)(도 34∼도 36를 참조)을 개재해서 도시하지 않은 나사에 의해 아래쪽케이스(LCA)와 중간프레임(MFR)이 고정된다. CLH는 시일드케이스(SHD)의 고정용클릭(CL)이 삽입되는 고 정용클릭구멍이다(도 27의 각 측면도, 도 29 참조), 2HL은 구동회로기판(PCB2)(도 30 참조)의 고정용구멍으로, 나일론리벳드의 물림쇠가 삽입된다. L자형의 구동회로기판(PCB2)은 도 27의 중간프레임(MFR)의 상부면도의 우 및 아래의 가장자리의 L자 영역에 배치된다. 또한 중간프레임(MFR)은, 백라이트 지지체(BLS), 아래쪽케이스(LCA)와 동일한 백색의 합성수지에 의해 형성되어 있다. 또, 중간프레임(MFR)은, 합성수지로 제작되어 있으므로, 구동회로기판(PCB1) 및 구동회로기판(PCB2)을 절연하는데 유리하다.

(광확산판 SPB)

광확산판(SPB)(도 23 참조)는, 중간프레임(MFR)의 백라이트광을 받아들이는 창(BLW)의 사방의 주연부에 설치된 유지부(SPBS)(도 27, 도 29 참조, 중간프레임(MFR)의 상부면보다 낮다)위에서 유지된다. 광확산판(SPB)을 유지부(SPBS)위에 재치하면, 광확산판(SPB)의 상부면과 중간프레임(MFR)의 상부면은 동일평면이 된다. 광확산판(SPB)의 위에는, 구동회로기판(PCBI)과 일체적으로된 액정표시부(LCD)가 재치된다. 액정표시부(LCD)와 광확산판(SFB)사이에는, 액정표시부(LCD)의 하부면의 4방의 가장자리주위에 배치된 4개의 고무스페이서(도시생략,"시일드케이스(SHD)"의 설명난을 참조)를 개재하고, 액정표시부(LCD)와 광확산판(SPB)사이가 이들의 고무스페이서에 의해 밀폐되어 있다. 즉, 광확산판(SPB)은 중간프레임(MFR)(프레임)위에 재치되고, 광학산판(SPB)의 상부면은, 액정표시부(LCD)에 의해 덮히고, 또한, 액정표시부(LCD)와 광확산판(SPB)사이의 간격은 고무스페이서에 의해서 완전히 밀폐되어 있다(광확산판(SPB)과 액정표시부(LCD)는 중간프레임(MFR)을 사용해서 백라이트부와 독립해서 일체와 고정되었다). 따라서, 액정표시부(LCD)와 광화산판(SPB)사이에 이물질이 침입하거나, 표시영역이외에 정전기 등에 의해 부착되고 있던 이물질이 표시영역에 이동하거나 해서 표시품질에 저하되는 문제를 억제할 수 있다. 또한, 광확산판(SPB)은 광확산시이트와 비교해서 두꺼우므로, 광확산판(SPB)하부면쪽의 이물질의 존재는 눈에 띄지 않는다. 또, 광학산판(SPB)의 하부면쪽에 존재하는 이물질은, 액정표시부(LCD)로부터 멀기 때문에, 초점을 연결하기 어렵고, 상이 확산되어 버리므로, 거의 문제가 되지 않는다. 또, 광확산판(SPB)과 액정표시부(LCD)를 순서로 중간프레임(HFR)에 유지시키는 구성이므로, 조립성도 좋다.

(구동회로기판 PCB2)

도 30은, 구동회로기판(PCB2)의 하부면도이다. 중간프레임(MFR)에 유지· 수납되는 액정표시부(LCD)의 구동회로기판(PCB2)은, 도 30에 표시한 바와같이, L자형을 하고 있고, IC, 콘덴서, 저항등의 전자부품이 탑재되어 있다. 이 구동회로기판(PCB2)에는, 1개의 전압원으로부터 복수개로 분압되어 안정화된 전압원을 얻기위한 전원회로나, 포스트(상위연산처리장치)로부터의 CRT(음극선관)용의 정보를 TFT액정표시장치용의 정보로 변환하는 회로를 포함한 회로가 탑재되어 있다. CJ는 외부와 접속되는 도시하지 않은 코넥터가 접속되는 코넥터접속부이다. 또한, 구동회로기판(PCB2)과 구동회로기판(FCBI)은, 도 31에 표시한 바와같이, 플랫케이블(FC)에 의해 전기적으로 접속된다(상세한 것은 후술함). 또, 구동회로기판(PCB2)과 인버터회로기판(IPCB)은, 구동회로기판(PCB2)의 백라이트접속부(BC2) 및 인버터회로기판(IPCB)의 백라이트접속부(BIC)에 접속되는 도시하지 않는 백라이트 코넥터 및 백라이트케이블에 의해, 중간프레임(MFR)에 형성한 코넥터구멍(CHL)(도 27∼도 29 참조)을 개재해서 전기적으로 접속된다.

(구동회로기판 PCB1과 구동회로기판 PCB2와의 전기적 접속)

도 31은, 액정표시부(LCD)의 구동회로기판(PCBI)(상부면이 보임)과 중간프레임(MFR)의 구동회로기판(PCB2)(하부면이 보임)과의 접속상태를 표시한 상부면도이다.

액정표시부(LCD)와 구동회로기판(PCB2)은 절곡가능한 플랫케이블(FC)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이 상태에서 동작을 체크할수 있다. 구동회로기판(PCB2)은, 플랫케이블(FC)을 180° 절곡함으로써, 액정표시부(LCD)의 하부면쪽에 겹쳐서 배치되고, 중간프레임(MFR)의 소정의 오목부에 끼워맞춤되고, 나일론리벳등의 물림쇠등에 의해 고정되고, 그 위에 액정표시부(LCD)와 일체적으로 된 구동회로기판(PCB1)이 재치· 유지된다.

(백라이트지지체 BLS)

도 32는, 백라이트지지체(BLS)의 상부면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도, 도이고 도 33은, 백라이트지지체(BLS)의 상부면쪽에서 본 사시도이다.

백라이트지지체(BLS)는, 4개의 백라이트(냉음극 형광판)(BL)(도 37, 도 23를 참조함)를 지지한다. SPC는 구멍(공간)이고, 백라이트지지체(BLS)는 프레임체를 이루고 있다.

백라이트지지체(BLS)는, 4개의 백라이트(BS)를 백색의 실리콘고무(SG)(도 37, 도 39를 참조)를 개재해서 지지하도록 되어 있다. SS는 백라이트지지부이고, 여기에 실리콘고무(SC)를 개재해서 각 백라이트(BL)의 양끝을 지지하도록 되어 있다. 또한, 실리콘고무(SG)는, 백라이트(BL)의 점등영역내에의 이물질을 방지하는 역할도 한다. RH는 백라이트(BL)의 양 끝에 접속된 리이드선(LD)(도 37 참조)가 통과하는 리이스선 구멍이다.

SHL은 백라이트지지체(BLS)에 형성한 4개의 관통구멍으로 아래쪽케이스(LCA)의 나사구멍(LVH)와 일치하고, 도시하지 않은 나사에 의해서 아래쪽케이스(LCA)에 고정된다.

SRM은 백라이트지지체(BLS)의 도 32의 좌우양측의 안쪽면에 형성된 백라이트(BL)(4개의 백라이트(BL)중에서 바깥쪽의 2개의 백라이트(BL)의 백라이트광 반사부로 아래쪽케이스(LCA)의 백아리트광 반사꼭대기(RM)(도 34, 도 36를 참조)의 상부면과 마찬가지로 백라이트(BL)의 광을 액정표시부(LCD)의 쪽으로 효율적으로 반사하기 위한 복수의 평면의 조합으로 구성되어 있다(후술하는 "아래쪽케이스"의 설명란을 참조). 또한, 백라이트지지체(BLS)는, 중간 프레임(MFR), 아래쪽케이스(LCA)와 동일한 백색의 합성수지에 의해 성형에 의해서 제작된다.

또, 본 발명의 실시예에 의하면, 백라이트의 수납케이스와는 별개로 백라이트를 지지하는 백라이트지지체를 형성하였으므로, 백라이트를 수납케이스에 고정하기전에, 백라이트지지체에 지지된 상태에서 백라이트의 리이드선을 인버터회로기판에 납땜할 수 있으므로, 작업성이 좋고, 불량부품의 교환도 용이하다.

(아래쪽케이스 LCA)

도 34는, 아래쪽케이스(LCA)의 상부면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도이고, 도 35는 아래쪽케이스(LCA)의 하부면도이고, 도 36은 아래쪽케이스(LCA)의 상부면쪽에서 본 사시도이고, 도 38은 아래쪽케이스(LCA)의 단면도(도 34의 선(38-38)을 따라서 취한 단면도)이다.

아래쪽케이스(LCA)는, 백라이트(BL), 백라이트지지체(BLS), 백라이트(BL)점등용의 인버터회로기판(IPCB)의 유지부재(백라이트수납케이스)이고, 백라이트(BL)의 백라이트광 반사판을 겸하고 있고, 백라이트(BL)의 광을 가장 효율적으로 반사하는 색인 백색의 합성수지로 1개의 틀에 의해 일체적으로 성형함으로써 제작된다. 아래쪽케이스(LCA)의 상부면에는, 이 아래쪽케이스(LCA)와 일체적으로 형성된 3개의 백라이트광 반사꼭대기(RM)가 형성되고, 백라이트(BL)의 백라이트광 반사면을 구성하고 있다. 3개의 백라이트팡 반사꼭대기(RM)는, 백라이트(BL)의 광을 액정표시부(LCD)쪽으로 효율적으로 반사하기 위한 복수의 평면조합으로 구성되어 있다. 즉, 백라이트광 반사꼭대기(RM)의 단면형상은 도 38의 단면도에 표시한 바와같이, 백라이트(BL)의 광을 가장 효율적으로 반사하도록 계산에 의해 구해진 곡선의 근사직선으로 구성되어 있다. 또한, 백라이트광 반사꼭대기(RM)의 높이는, 반사광율을 올리기위해, 백라이트(BL)의 상부면보다 높게 되어 있다(도 39 참조). 이와같이, 백라이트(BL)의 수납케이스와 백라이트(BL)의 백라이트 광반사판을 일체적인 부재로 구성하였으므로, 부품점수를 적게할 수 있고, 구조를 간략화할 수 있고, 제조원가를 저감할 수 있다. 따라서, 장치의 내진동충격성, 내열충격성을 향상시킬 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 아래쪽케이스(LCA)는, 합성수지도 제작되어 있으므로, 인버터회로기판(IPCB)의 절연상 유리하다.

또한, LVH는 4개의 나사구멍이고, 이 나사구멍(LVH)과 백라이트지지체(BLS)의 관통구멍(SHL)(도 32, 도 33를 참조)을 개재해서 도시하지 않은 나사에 의해 백라이트지지체(BLS)가 아래쪽케이스(LCA)에 고정된다. LHL은 4개의 관통구멍이고,이 관통구멍(LHL)과 중간프레임(MFR)의 나사구멍(MVH)(도 28를 참조)DMF 개재해서 도시하지 않은 나사에 의해 중간프레임(MFR)과 아래쪽케이스(LCA)가 고정된다. IHL은 나일론리벳등의 고정구가 삽입되는 인버터회로기판(IPCB)의 고정용구멍, CW는 외부와 접속되는 코넥터용의 잘린부분, FKP는 시일드케이스(SHD)의 고정용훅(FK)가 끼워맞춤하는 고정용 돌기이다(도 34의 각측면도, 도 36를 참조)

(백라이트 BL)

도 37는, 아래쪽케이스(LCA)에 백라이트지지체(BLS), 백라이트(BL), 인버터회로기판(IPCS)을 탑재한 상태를 표시한 상부면도, 후측면도, 좌측면도이고, 도 39는, 도 37의 선(39-39)을 따라 취한 단면도이다.

백라이트(BL)는, 액정표시부(LCD)의 바로밑에 배치되는 직하형 백라이트이다, 백라이트(BL)는, 4개의 냉음극 형광관에 의해 구성되고, 백라이트지지체(BLS)에 의해 지지되고, 백라이트지지체(BLS)를 아래쪽케이스(LCA)에 도시하지 않은 나사를 백라이트 지지체(BLS)의 관통구멍(SHL) 및 아래쪽케이스(LCA)의 나사구멍을 개재해서 고정함으로써 백라이트 수납케이스인 아래쪽케이스(LCA)에 유지된다.

ECL은 냉음극관의 밑봉쪽(형광체를 관의 내부표면에 도달하거나, 가스를 빼고 진공으로 하거나, 가스를 봉입하는 쪽)이다. 도 37에 표시한 바와같이, 나란히 배치된 4개의 백라이트(BL)의 밑봉쪽(ECL)이 좌우교호로(도 37에서 상하교호)로 배치되어 있다(지그재그로 배치됨). 이에의해, 형광관에 있어서의 형광체 도포에 기인해서 발생되는 표시화면의 색온도의 좌우경사(밑봉쪽의 편이 색온도가 높음)을 눈에 띄지 않게 되고, 표시의 품질을 향상할 수 있다.

(인버터회로기판 IPCB)

인버터회로기판(IPCB)는, 4개의 백라이트(BL)의 점등용 회로기판으로, 도 37에 표시한 바와같이, 아래쪽케이스(LCA)에 재치되고, 아래쪽케이스(LCA)의 고정용 구멍(IHL)(도 34∼도 36 참조)를 개재해서 도시하지 않은 나일론 A리벳등의 물림쇠에 의해서 고정된다. 인버터회로기판(IPCB)위에는 2개의 트랜스(TF1),(TF2)나, 콘덴서, 코일, 저항등의 전자부품이 탑재되어 있다. 또한, 열원이 되는 인버터회로기판(IPCB)은, 장치의 상부쪽(도 37에서는, 상부면도의 좌측에 표시)에 배치되므로, 방열성이 좋다. 또, 인버터회로기판(IPCB)은 장치의 상부쪽에 배치되고, L자형의 구동회로기판(PCB2)은 장치의 하부쪽 및 좌측(도 27의 중간프레임(MFR)의 상부면도의 우 및 아래의 가장자리의 L자 영역)에 배치되고, 열원이 되는 인버터회로기판(IPCB)과 구동회로기판(PCB2)은, 방열성이란 점과 모듈전체의 두께를 얇게 하는 점에서 상하로 겹치지 않도록 배치되어 있다.

(백라이트 BL, 백라이트지지체 BLS, 인버터회로기판 IPCB)

백라이트지지체(BLS)에, 각각 양 끝에 리이드선(LD)(도 37를 참조)이 부착된 4개의 백라이트(BL)를 끼운다음,백라이트지지체(BLS)와 인버터회로기판(IPCB)을 아래쪽 케이스(LCA)에 수납·고장하기 전에, 각 백라이트(BL)의 리이드선(LD)을 인버터회로기판(IPCB)에 납땜한다. 이에의해, 백라이트(BL)와 백라이트지지체(BLS)와 인버터회로기판(IPCB)에 의해 1개의 유닛이 구성된다(도 23, 도 37를 참조). 이 상태에서 백라이트(BL)의 점등시험이 가능하다. 종래는, 백라이트와 인버터회로 기판을 백라이트수납케이스에 각각 고정한 후, 백라이트의 리이드선을 인버터회로 기판에 납땜하는 구성이었으므로, 납땜을 위한 스페이스가 매우 좁고, 작업성이 나쁘지만, 본 모듈에서는, 백라이트(BL) 및 인버터회로기판(IPCB)을 아래쪽케이스(LCA)에 고정하기전에, 백라이트(BL)가 백라이트지지체(BLS)에 지지된 상태에서 백라이트(BL)의 리이드선(LD)을 인버터회로기판(IPCB)에 납땜할 수 있으므로, 작업성이 좋다. 또, 불량부품이 발생한 경우의 부품교환도 용이하다. 점등시험이 종료되면, 도 37에 표시한 바와같이, 인버터회로기판(IPCB)을 나일론리벳등의 물림쇠를 사용해서 아래쪽케이스(LCA)의 고정용 구멍(IHL)을 개재해서 고정하고, 백라이트지지체(BLS)를 도시하지 않은 나사에 의해 4개의 관통구멍(SHL)과 나사구멍(LVH)(도 36, 도 34를 참조)을 개재해서 아래쪽케이스(LCA)에 고정한다.

또, 종래는, 6개의 냉음극관과 2개의 인버터회로기판을 사용하여 각각 2개의 트랜스를 가지는 인버터회로기판 1개마다 냉음극관 3개씩 접동심키는 구성으로, 2개의 인버터회로기판이 백라이트수납케이스내의 백라이트의 상하양쪽(도 37에서 아래쪽 케이스(LCA)의 상면도의 좌우)에 배치되어 있기 때문에, 백라이트부 전체의 치수가 크게 되고, 또, 열원인 2개의 인버터회로기판이 상하 양쪽에 배치되어 있기 때문에, 발열성이란 점에서 문제가 있었다. 그러나, 본 장치에서는, 인버터회로기판(IPCB)이 1개뿐이고, 백라이트부 전체의 치수를 작게할 수 있음과 동시에, 발열성도 좋다. 또, 본 장치에서는, 인버터외로기판(IPCB)은, 장치의 상부쪽(도 37에서는, 상부면도의 좌측에 표시함)에 배치되어 있으므로, 발열성이 좋다.

본 발명에 의하면, 액정구동회로가 복수의 회로단위로 분할되어 있으므로,각 단위회로의 프린트기판이 복잡한 형으로 되지 않고, 제작효율이 양호하다.

또, 본 발명에 의하면, 인접하는 단위회로의 사이를 플랙시블한 케이블에 의해 접속하고 있으므로, 액정표시장치에 열을 가해도, 액정기판과 프린트기판의 열팽창의 차이를 플랙시블한 케이블이 흡수하므로, 접속불량을 일으키는 일은 없다.

또한, 각 단위회로마다 프레임그랜드패드를 설치하여, 시일드케이스와 전기적으로 접속을 취하고 있으므로, 프린트기판과 플랙시블한 케이블사이에서 특성임피던스가 다르게 되어, 그랜드간의 접속이 충분하지 않아도, 각 단위회로로부터 방사되는 전자파를 차단할 수 있고, 프린트기판과 다른 특성 임피던스를 가진 플랙시블케이블도 사용할 수 있다.

Claims

액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 주변에 배치되어 상기 액정표시패널에 접속되는 구동회로와, 금속의 판으로 이루어지고 또한 상기 액정표시패널의 표시부를 제외하고, 상기 액정표시패널과 상기 구동회로를 덮는 시일드케이스를 포함하는 액정표시장치에 있어서,

상기 구동회로는 분리된 복수의 단위회로로 이루어지고, 각각의 상기 단위회로는 인접하는 단위회로와 플랙시블한 케이블에 의해 전기적으로 접속되고, 각각의 상기 단위회로는 상기 단위회로의 그랜드선에 전기적으로 접속하는 그랜드패드를 적어도 1개 가지고;

또한, 상기 시일드케이스는 각 단위회로에 대응하는 적어도 1개소의 그랜드패드 부분에서 각각의 상기 단위회로와 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 플랙시블한 케이블은 플랫케이블(flat cable)인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 분리된 복수의 단위회로는 각각 인접하는 단위회로에 대해서 이동가능한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 분리된 복수의 단위회로는 각각, 프린트배선기판과, 상기 프린트배선기판에 실장된 IC칩으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 플랙시블한 케이블은 플랙시블한 절연필름과 복수의 리드선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 플랙시블한 절연필름은 폴리머로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 플랙시블한 절연필름은 폴리에틸렌으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 플랙시블한, 절연필름은 폴리비닐알콜로 형성되는 것을 특징으로 하는액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 복수의 리드선은 상기 플랙시블한 절연필름에 고정되어서 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.