KR101208163B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

과제

화소 전극의 신호선 부근에 있어서의 광 누설을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.

해결 수단

수평 방향(H) 및 수직 방향으로 복수의 화소 전극(4)이 배치되어 있다. 화소 전극(4)의 하층에는, 수평 방향(H)으로 나열한 화소 전극(4) 사이에서 수직 방향으로 신장하는 신호선(2)이 배치되어 있다. 신호선(2)과 화소 전극(4) 사이에는, 수평 방향(H)으로 나열한 화소 전극(4) 사이의 영역에서 표면 단차(14)를 갖는 절연층(13)이 형성되어 있고, 화소 전극(4)의 단부가, 절연층(13)의 표면 단차(14)와 중첩하여 형성되어 있다.

LCD, 액정

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

도 1은 제 1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 회로 구성을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 A-A'선의 개략 단면도.

도 3은 신호선상에 차광 배선이 존재하는 경우에 있어서의 도 1의 A-A'선의 개략 단면도.

도 4는 제 1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 제조에 있어서의 공정 단면도.

도 5는 제 1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 제조에 있어서의 공정 단면도.

도 6의 (a)는 비교예에 있어서의 흑색 표시시의 전계 분포를 도시한 도면, (b)는 본 실시 형태예에 있어서의 흑색 표시시의 전계 분포를 도시한 도면.

도 7은 제 2 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 개략 단면도.

도 8은 신호선상에 차광 배선이 존재하는 경우에 있어서의 액정 표시 장치의 개략 단면도.

도 9의 (a) 내지 (c)는, 신호선의 윗면부터 절연층의 표면까지의 거리(d)를 변화시킨 경우에 있어서의 흑색 표시시의 전계 분포를 도시한 도면.

도 10은 신호선의 윗면부터 절연층의 표면까지의 거리(d)를 변화시킨 경우에 있어서의 콘트라스트의 측정 결과를 도시한 도면.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♠

1 : 주사선 2 : 신호선

3 : 박막 트랜지스터(스위칭 소자) 4 : 화소 전극

5 : V게이트 드라이버 6 : H드라이버

7 : 차광 배선 10 : TFT 기판

11 : 절연층 12 : 절연층

13 : 절연층 14 : 표면 단차

15 : 레지스트막 20 : 대향 기판

21 : 대향 전극 22 : 액정

30 : 액정 G : 게이트

S : 소스 D : 드레인

H : 수평 방향 V : 수직 방향

기술 분야

본 발명은, 예를 들면 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치에 관한 것이다.

배경 기술

액정 표시 장치는, 경량, 박형, 저소비전력이라는 특성 때문에, OA 기기, 시 계, 텔레비전과 같은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 박막 트랜지스터를 이용하여 화소의 스위칭을 행함에 의해 우수한 응답성을 얻을 수 있기 때문에, 많은 화상 정보를 표시하여야 하는 컴퓨터 또는 텔레비전 표시 모니터로서 이용되고 있다.

특히 최근에는, 수㎝각의 패널 사이즈로서 화소 피치가 10수㎛의 액정 패널과, 투영용의 광학계를 조합시킨 프로젝션형의 디스플레이가 제작되어 있다. 이와 같은 액정 표시 장치에서는, 고품질의 화상을 표시한다는 기본적인 요청이 있으며, 그것을 달성하는데도, 특히, 고개구율화, 화상의 고콘트라스트화 등이 요구된다.

상기한 액정 표시 장치에서는, 일반적으로 직류 구동을 행하면 불순물 이온이 액정층 내지 전극 기판상의 배향막중에 편재하여 액정 분자의 분극이 일어나고, 전압-투과율 특성이 변화한다는, 이른바 소착 현상이 일어나기 때문에, 그것을 방지하기 위해, 교류 구동에 의해 항상 액정의 전위를 리프레시하도록 되어 있다. 또한, 전(全) 필드를 동전위로 구동하면, 극성 반전에 의한 광 투과율의 미소 변화가 플리커로 되어 보이기 쉽다. 그래서, 1라인마다 또는 복수 라인마다 극성을 반전하여 플리커를 캔슬하도록 한 라인 반전 구동이 일반적으로 많이 이용되고 있다.

상기한 라인 반전 구동이 행하여지면, 서로 극성이 다른 이웃하는 화소 전극 사이에, 대향 전극에 대한 전위차의 약 2배의 전위차가 발생한다. 이 때문에, 수직 방향으로 이웃하는 화소 전극 사이에는 강한 횡전계가 발생한다. 이 횡전계의 영향을 받아서, 본래의 액정 분자의 배향과는 다른 방향으로 배열한 리버스 틸트 도메인이 주사선 방향으로 발생한다.

이 때문에, 상기한 라인 반전 구동의 액정 표시 장치에서는, 화소가 10수미크론 정도의 크기의 경우에, 화소 주변광 누설에 의해 콘트라스트가 저하되어 버리는 것이 알려져 있다. 광이용 효율을 높이기 위해 개구율을 크게 하면 차광의 영역이 작아져서, 액정이 흐트러진 부분을 완전히 은폐할 수 없기 때문이다.

그래서, 라인 반전 구동에서는, 리버스 틸트 도메인이 발생하기 어렵도록 러빙 방향을 선택한 등 하여, 주사선 부근에 생기는 광 누설을 방지하기 위한 각종의 대책이 행하여지고 있다(특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1]

특개2004-118048호 공보

한편, 신호선측의 광 누설량은, 리버스 틸트 도메인에 비하여 작아서 지금까지 주목받지 않았다. 그러나, 개구율의 향상에 수반하여 차광의 영역이 작아져서, 신호선측의 광 누설량이 무시할 수 없게 되고 있다.

신호선 부근의 광 누설에 관해 검토를 한 바, 전계의 혼란에 의해 액정 배열이 흐트러져 있는 것이 원인임을 알았다. 신호선을 끼우고 좌우에 인접하는 화소 전극은, 흑색 표시시에 동전위이고, 인접하는 화소 전극 사이에 횡전계는 걸리지 않는다. 그런데, 화소 전극의 하층 배선의 전위가 화소 전극 사이의 간극으로부터 영향을 미치고, 전계가 혼란해지고 있다. 이로 인해 액정의 배향이 흐트러지고 광 누설이 생기는 것을 알았다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 화소 전극 의 신호선 부근에 있어서의 광 누설을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는, 수평 방향 및 수직 방향으로 복수 배치된 화소 전극과, 상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이에서 수직 방향으로 신장하는 신호선과, 상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 신장하는 주사선과, 각 화소 전극에 대응하여 마련되고, 상기 신호선, 상기 주사선 및 상기 화소 전극에 접속된 스위칭 소자와, 상기 신호선 및 상기 주사선과, 상기 화소 전극의 사이에 형성되고, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이의 영역에서 표면 단차(段差)를 갖는 절연층을 가지며, 상기 화소 전극의 단부(端部)가, 상기 절연층의 상기 표면 단차와 중첩하여 형성된 것이다.

상기한 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 절연층에는 수평 방향으로 나열한 화소 전극 사이의 영역에서 표면 단차가 형성되어 있고, 화소 전극의 단부가, 절연층의 표면 단차와 중첩하여 형성되어 있다. 이로써, 화소 전극의 단부가 세워진 형상으로 된다.

수평 방향으로 나열한 화소 전극 사이에 신호선이 존재하는 경우에는, 신호선의 전위의 영향에 의해 화소 전극에 있어서의 수평 방향의 단부상의 등전위선이 신호선측으로 끌어 당겨지지만, 이 화소 전극의 단부가 세워져 있음에 의해 등전위선을 밀어올려서, 화소 전극의 주면에 평행한 등전위선으로 된다. 이 결과, 화소 전극상에 있어서 액정 분자의 방향이 균일하게 규제된다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는, 수평 방향 및 수직 방향으로 복수 배치된 화소 전극과, 상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이에서 수직 방향으로 신장하는 신호선과, 상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 신장하는 주사선과, 각 화소 전극에 대응하여 마련되고, 상기 신호선, 상기 주사선 및 상기 화소 전극에 접속된 스위칭 소자와, 상기 신호선 및 상기 주사선과, 상기 화소 전극의 사이에 형성된 절연층을 가지며, 상기 신호선으로부터 상기 절연층 표면까지의 거리가, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하의 막두께로 규정된 것이다.

상기한 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 신호선으로부터 절연층 표면까지의 거리가, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하의 막두께로 규정되어 있다.

수평 방향으로 나열한 화소 전극 사이에 신호선이 존재하는 경우에는, 신호선의 전위의 영향에 의해 화소 전극에 있어서의 수평 방향의 단부상의 등전위선이 신호선측으로 끌어 당겨지지만, 신호선으로부터 절연층 표면까지의 거리를 상기한 범위까지 간격을 둠으로써, 신호선의 전위에 의한 등전위선에의 영향이 적어진다. 이 결과, 화소 전극의 주면에 평행한 등전위선을 얻을 수 있고, 화소 전극상에 있어서 액정 분자의 방향이 균일하게 규제된다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 표시 장치는, 수평 방향 및 수직 방향으로 복수 배치된 화소 전극과, 상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이에서 수직 방향으로 신장하는 신호선과, 상기 화 소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 신장하는 주사선과, 각 화소 전극에 대응하여 마련되고, 상기 신호선, 상기 주사선 및 상기 화소 전극에 접속된 스위칭 소자와, 상기 신호선 및 상기 주사선과, 상기 화소 전극의 사이에 형성된 절연층과, 상기 절연층 내에서, 상기 신호선 및 상기 주사선에 대응하는 위치에 형성된 차광 배선을 가지며, 상기 차광 배선으로부터 상기 절연층 표면까지의 거리가, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하의 막두께로 규정된 것이다.

상기한 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 차광 배선으로부터 절연층 표면까지의 거리가, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하의 막두께로 규정되어 있다.

수평 방향으로 나열한 화소 전극 사이에 차광 배선이 존재하는 경우에는, 차광 배선의 전위의 영향에 의해 화소 전극에 있어서의 수평 방향의 단부상의 등전위선이 차광 배선측으로 끌어 당겨지지만, 차광 배선으로부터 절연층 표면까지의 거리를 상기한 범위까지 간격을 둠으로써, 차광 배선의 전위에 의한 등전위선에의 영향이 적어진다. 이 결과, 화소 전극의 주면에 평행한 등전위선을 얻을 수 있고, 화소 전극상에 있어서 액정 분자의 방향이 균일하게 규제된다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에, 본 발명의 액정 표시 장치의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하여 설명한다.

(제 1 실시 형태)

도 1은, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 회로 구성을 도시한 도면이다. 본 실시 형태에서는, 한 예로서 투과형 액정 표시 장치에 관해 설명한다.

기판상에는, 수평 방향(H)으로 연재되는 주사선(1)이 수직 방향(V)으로 복수 배열되어 있고, 수직 방향(V)으로 연재되는 신호선(2)이 수평 방향(H)으로 복수 배열되어 있다.

주사선(1)과 신호선(2)의 교차 부분에는, 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)(3)이 마련되어 있다. 수평 방향(H)의 복수의 박막 트랜지스터(3)의 게이트(G)는 주사선(1)에 공통 접속되어 있다. 수직 방향(V)의 복수의 박막 트랜지스터(3)의 소스(S)는 신호선(2)에 공통 접속되어 있다.

주사선(1)과 신호선(2)으로 둘러싸이는 영역을 덮도록, 수평 방향(H) 및 수직 방향(V)에 있어서 매트릭스 형상으로 화소 전극(4)이 배치되어 있다. 이로써, 수평 방향(H)으로 나열한 화소 전극(4) 사이에 신호선(2)이 배치되고, 수직 방향(V)으로 나열한 화소 전극(4) 사이에 주사선(1)이 배치된다. 화소 전극(4)은, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 전극으로 이루어진다. 화소 전극(4)은, 박막 트랜지스터(3)의 드레인(D)에 접속되어 있다.

수직 방향(V)으로 나열한 각 주사선(1)은, V게이트 드라이버(5)에 접속되어 있다. 주사선(1)은 V게이트 드라이버(5)에 의해 1수평 기간마다 순차적으로 1개씩 선택된다.

수평 방향(H)으로 나열한 각 신호선(2)은, H드라이버(6)에 접속되어 있다. H드라이버(6)는, 1수평 기간에 순차적으로 신호선(2)을 선택하고, 비디오 신호(데이터 신호)를 신호선(2)에 공급한다. 화면의 깜박거림 등을 방지하기 위해, 소정 수의 행, 예를 들면 1행의 화소 전극마다 극성을 반전시킨 비디오 신호를 공급한다( 라인 반전 구동).

도 2는, 도 1의 A-A'선에 있어서의 개략 단면도이다.

예를 들면 TFT 기판(10)은, 석영 기판 등의 투명 절연성 기판에 스위칭 소자로서 도시하지 않은 박막 트랜지스터(3)가 형성되어 구성된다. TFT 기판(10)상에는, 산화실리콘 등으로 이루어지는 절연층(12)이 형성되어 있고, 절연층(12)상에 신호선(2)이 형성되어 있다.

절연층(12)상에는, 신호선(2)을 피복하는 산화실리콘 등으로 이루어지는 절연층(13)이 형성되어 있다. 절연층(13)에는, 신호선(2)상에 대응하는 위치, 즉, 수평 방향(H)의 화소의 경계 부분에, 화소 전극을 밀어올리기 위한 표면 단차(14)가 형성되어 있다.

절연층(13)상에는 화소 전극(4)이 형성되어 있다. 수평 방향(H)에 있어서의 화소 전극(4)의 단부가, 절연층(13)의 표면 단차(14)에 걸친 상태로 형성되어 있다. 이 결과, 화소 전극(4)의 수평 방향(H)의 단부는, 액정측으로 돌출한 형상으로 된다.

도시는 하지 않았지만, 화소 전극(4) 및 절연층(13)상에는 배향 처리가 행하여진 배향막이 형성되어 있다.

TFT 기판(10)에 대향하여, 대향 기판(20)이 배치되어 있다. 대향 기판(20)은, 유리 기판이나 석영 기판 등의 투명 절연성 기판으로 이루어진다. 대향 기판(20)에는, ITO 등의 투명 전극으로 이루어지는 대향 전극(공통 전극)(21)이 전면(全面)에 형성되어 있다. 도시는 하지 않았지만, 대향 전극(21)상에는 필요에 따라 컬러 필터가 형성된다. 또한, 컬러 필터 위에는 배향 처리가 행하여진 배향막이 형성된다.

TFT 기판(10)과 대향 기판(20)의 사이에는, 액정(30)이 충전되어 있다. 액정(30)은, 예를 들면, 포지형의 트위스트 네머틱 액정 재료로 이루어진다. 도시는 하지 않았지만, 상기한 액정 표시 장치에는, 입사측 편광판과 출사측 편광판이 배치된다.

도 2에서는, 수평 방향(H)에 있어서의 화소 전극(4) 간극의 바로 아래에 신호선(2)이 배치되어 있는 예를 도시하였지만, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 신호선(2)의 상층에 차광 배선(7)이 배치되어 있는 구성이라도 좋다. 도 3에 도시한 구조는, 주로 액정 프로젝터에 이용되는 투과형 액정 패널에서 채용된다.

도 3에 도시한 구조의 예에서는, TFT 기판(10)상에 형성된 산화실리콘으로 이루어지는 절연층(11)상에 신호선(2)이 형성되고, 절연층(11)상에는 신호선(2)을 피복하는 절연층(12)이 형성되고, 절연층(12)상에 차광 배선(7)이 형성된다. 차광 배선(7)은, 신호선(2) 및 도시하지 않은 주사선(1)에 대응하는 위치에 형성된다. 절연층(12)상에는 차광 배선(7)을 피복하는 절연층(13)이 형성되고, 이 절연층(13)에 표면 단차(14)가 형성된다.

다음에, 상기한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관해 설명한다. 또한, 이후의 설명에서는 도 2에 도시한 구조를 중심으로 설명하지만, 도 3에 도시한 구조에 관해서도 마찬가지로 적용된다.

우선, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 투명 절연성 기판에 박막 트랜지스터 를 형성함에 의해, TFT 기판(10)을 제작한다. 다음에, TFT 기판(10)의 박막 트랜지스터를 피복하는 절연층(12)을 형성한다. 계속해서, 신호선(2) 및 도시하지 않은 주사선(1)을 형성한 후에, 이들의 배선을 피복하는 절연층(13)을 형성한다. 그 후, CMP(Chemical Mechanical Polishing)법 등에 의해 절연층(13)의 표면을 평탄화한다.

다음에, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 리소그래피 기술에 의해, 절연층(13)상에 있어서의 신호선(2)에 대응하는 위치, 즉 수직 방향(V)으로 연재되고 수평 방향(H)으로 복수 배열한 스트라이프 형상의 레지스트막(15)을 형성한다.

다음에, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 열처리를 행하여 레지스트막(15)의 표면을 매끈하게 한다. 계속해서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연층(13)과 레지스트막(15)의 에칭 선택비가 1에 가까운 조건으로 에칭을 행함에 의해, 레지스트막(15)의 패턴이 절연층(13)에 전사되어, 절연층(13)에 표면 단차(14)가 형성된다.

여기서, 열처리에 의해 레지스트막(15)의 표면 단차를 매끈하게 한 것은, 가파른 단차를 절연층(13)에 형성하면, 그 위에 형성된 배향막의 배향 처리가 곤란해지기 때문이다.

이후의 공정으로서는, 절연층(13)상에 화소 전극(4)을 형성한 후에, 절연층(13) 및 화소 전극(4)상에 배향막을 형성하고, 배향 처리를 시행한다. 또한, 레지스트막(15)의 내광성, 내열성에 문제가 없다면, 표면 단차(14)로서 레지스트막(15)을 이용하여, 레지스트막(15) 및 절연층(13)상에 화소 전극(4)을 형성하여도 좋다.

한편, 대향 기판(20)에 관해서는, 대향 기판(20)상에 대향 전극(21)을 형성하고, 필요에 따라 컬러 필터를 형성하고, 그 위에 배향막을 형성하여 배향 처리를 시행한다. 그 후, TFT 기판(10) 및 대향 기판(20)을 소정의 간극을 유지한 상태에서 접합하고, 그 간극에 액정(30)을 주입함에 의해 액정 표시 장치가 제조된다. 또한, 입사측 편광판 및 출사측 편광판은, TFT 기판(10) 및 대향 기판(20)의 외측에 배치하여도, 부착하여도 좋다.

다음에, 상기 구성의 액정 표시 장치의 효과에 관해 비교예를 참조하여 설명한다. 도 6의 (a)는, 비교예에 있어서, 흑색 표시시의 신호선 부근의 전계 분포를 도시한 도면이다. 비교예는, 절연층(13)에는 표면 단차가 형성되지 않은 점을 제외하고, 본 실시 형태와 마찬가지로 제작한 것이다. 도 6의 (b)는, 본 실시 형태에 있어서의 흑색 표시시의 신호선 부근의 전계 분포를 도시한 도면이다.

도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시한 전계 분포는, 대향 전극(21)을 0V로 하고, 화소 전극(4)을 5V로 하고, 신호선(2)을 0V로 하여, 2차원 시뮬레이터 LCD 마스터를 이용하여 시뮬레이션을 행한 결과이다. 또한, 차광 배선(7)이 존재하는 경우에는, 차광 배선(7)의 전위는 0V로 유지되기 때문에, 같은 결과를 얻을 수 있다.

도 6의 (a)에 도시한 비교예에서는, 수평 방향(H)으로 이웃하는 화소 전극(4)의 사이에서 하층에 존재하는 신호선(2)의 전위의 영향에 의해, 화소 전극(4)의 단부상의 영역(A1)에서의 등전위선(IL)이 구부러져 있다. 예를 들면 액정(30)으로서 포지형의 트위스트 네머틱 액정 재료를 이용한 경우에는, 액정 분자는 등전위선에 대해 직각으로 나열하는 성질이 있기 때문에, 영역(A1)의 액정 분자는 비스듬하 게 되고, 이 부분에서 광 누설이 일어나게 된다.

도 6의 (b)에 도시한 본 실시 형태예에서는, 절연층(13)의 표면 단차(14)의 영향에 의해 화소 전극(4)의 단부가 세워져 있기 때문에, 영역(A1)에서의 등전위선(IL)이 세워져서, 영역(A1)에서의 등전위선의 구부러짐이 거의 없어진다. 등전위선의 구부러짐이 없어지면, 액정 분자는 전극 표면에 대해 거의 수직으로 서기 때문에, 광 누설이 대폭적으로 저감되다. 또한, 화소 전극(4)의 사이의 영역 위는, 신호선(2) 또는 차광 배선(7)에 의해 차광되기 때문에, 등전위선(IL)이 구부러저도 광 누설의 발생으로는 이어지지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치에 의하면, 화소 전극(2)의 신호선 부근에 있어서의 광 누설을 방지할 수 있다. 이 결과, 콘트라스트를 높일 수 있고, 화질을 향상시킬 수 있다.

(제 2 실시 형태)

도 7은, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 또한, 도 7은, 도 1의 A-A'선에 있어서의 단면도에 상당한다. 또한, 제 1 실시 형태와 같은 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

본 실시 형태에서는, 절연층(13)의 막두께를 종래의 것보다도 두껍게 한다. 절연층(13)은 신호선(2)의 윗면부터 절연층(13)의 표면까지의 거리(d)가 400㎚ 이상 1200㎚ 이하로 되도록 형성된다. 또한, 종래에는 이 거리는 150㎚ 정도이다.

400㎚ 이상으로 하는 이유는, 후술하는 결과에 나타낸 바와 같이, 신호선(2)의 전위에 의한 등전위선에의 영향을 저감하여, 등전위선의 구부러짐을 없애는데 최저한 400㎚ 필요하기 때문이다.

신호선(2)의 전위에 의한 등전위선의 영향을 절감한 관점에서 보면, 최상층의 절연층(13)의 막두께에는 상한은 없다. 그러나, 화소 전극(4)을 박막 트랜지스터(3)의 드레인(D)과 접속하기 위해, 절연층(13)에는 콘택트 홀을 형성할 필요가 있다. 이 때문에, 너무 절연층(13)의 막두께를 크게 하면, 콘택트 홀의 애스펙트비가 너무 커져 버려서, 콘택트 홀의 형성이 곤란해진다. 또한, 절연층(13)의 성막 시간도 증가한다. 이와 같은 생산성의 관점에서, 거리(d)는 1200㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.

도 7에서는, 수평 방향(H)에 있어서의 화소 전극(4) 간극의 바로 아래에 신호선(2)이 배치되어 있는 예를 도시하였지만, 예를 들면 도 8에 도시한 바와 같이, 신호선(2)의 상층에 차광 배선(7)이 배치되어 있는 구성이라도 좋다. 도 8에 도시한 구조는, 주로 액정 프로젝터에 이용되는 투과형 액정 패널에서 채용된다.

도 8에 도시한 구조의 예에서는, TFT 기판(10)상에 형성된 산화실리콘으로 이루어지는 절연층(11)상에 신호선(2)이 형성되고, 절연층(11)상에는 신호선(2)을 피복하는 절연층(12)이 형성되고, 절연층(12)상에 차광 배선(7)이 형성된다. 차광 배선(7)은, 신호선(2) 및 도시하지 않은 주사선(1)에 대응하는 위치에 형성된다. 절연층(12)상에는 차광 배선(7)을 피복하는 절연층(13)이 형성되어 있다.

도 8에 도시한 구조의 경우에는, 차광 배선(7)을 피복하는 화소 전극(4) 바로 아래의 절연층(13)의 막두께를 종래의 것보다도 두껍게 한다. 절연층(13)은, 차광 배선(7)의 윗면부터 절연층(13)의 표면까지의 거리(d)가 400㎚ 이상 1200㎚ 이 하로 되도록 형성된다. 이 이유에 관해서는, 상술한 바와 같다. 또한, 종래에서는 이 거리는 150㎚ 정도이다.

다음에, 상기한 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 효과에 관해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 7에 도시한 구조를 예로 설명하지만, 도 8에 도시한 구조에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

도 9(a) 내지 도 9(c)는, 신호선(2)의 윗면부터 절연층(13)의 표면까지의 거리(d)를 변화시킨 경우에 있어서의 흑색 표시시의 전계 분포를 도시한 도면이다. 도 9(a)는 d=150㎛의 전계 분포, 도 9(b)는 d=400㎚, 도 9(c)는 d=무한대일 때의 전계 분포를 도시한다.

도 9(a) 내지 도 9(c)에 도시한 전계 분포는, 대향 전극(21)을 0V로 하고, 화소 전극(4)을 5V로 하고, 신호선(2)을 0V로 하여, 2차원 시뮬레이터 LCD 마스터를 이용하여 시뮬레이션을 행한 결과이다. 또한, 차광 배선(7)이 존재하는 경우에는, 차광 배선(7)의 전위는 0V로 유지되기 때문에, 같은 결과를 얻을 수 있다.

도 9(a)에 도시한 d=150㎛의 예에서는, 수평 방향(H)으로 이웃하는 화소 전극(4)의 사이에서 하층에 존재하는 신호선(2)의 전위의 영향에 의해, 화소 전극(4)의 단부상의 영역(A1)에서의 등전위선(IL)이 구부러져 있는 것을 알 수 있다. 예를 들면 액정(30)으로서 포지형의 트위스트 네머틱 액정 재료를 이용한 경우에는, 액정 분자는 등전위선에 대해 직각으로 나열하는 성질이 있기 때문에, 영역(A1)의 액정 분자는 비스듬하게 되고, 이 부분에서 광 누설이 일어나게 된다.

한편, 도 9(b)에 도시한 d=400㎚의 예에서는, 신호선(2)이 화소 전극(4)으로 부터 간격을 두기 때문에, 신호선(2)의 전위에 의한 등전위선(IL)에의 영향이 경감되고, 영역(A1)에서의 등전위선의 구부러지는 편이 적게 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, d=400㎚ 이상으로 함에 의해, 영역(A1)에 있어서, 도 9(c)에 도시한 d=무한대의 경우와 거의 같은 등전위선(IL)을 얻을 수 있다.

또한, 도 10에 거리(d)를 변화시킨 경우에 있어서의 콘트라스트의 측정 결과를 도시한다.

도 10은, 40인치의 사이즈의 패널에서, 조도계를 이용하여 휘도의 측정을 행한 결과이다. 화소 전극(4)의 전위를, 백색 표시시에 있어서 7.5V±0V, 흑색 표시시에 있어서 7.5V±5V로 하고, 휘도비(백/흑)를 콘트라스트로 하였다. 도 10에서는, 신호선(2)의 폭이 2.0㎛인 경우의 측정 결과가 CV1이고, 신호선의 폭이 2.2㎛인 경우의 측정 결과가 CV2이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 신호선(2)과 화소 전극(4) 사이의 거리가 커질수록 콘트라스트가 향상됨을 알 수 있다. d=400㎛의 경우에는, 신호선(2)의 폭이 2.2㎛로 큰 쪽(CV2)이 더욱더 차광이 이루어지기 때문에, 콘트라스트가 높다. 그러나, 신호선의 폭을 2.0㎛로 작게 한 경우에도, 신호선(2)과 화소 전극(4) 사이의 거리를 크게 하면, d=750㎚ 정도에서 신호선(2)의 폭이 큰 경우와 같은 콘트라스트가 얻어짐을 알 수 있다. CV1의 쪽이 CV2에 비하여 경사가 크기 때문에, 신호선(2)의 폭을 작게 하여 고개구율화를 도모한 액정 표시 장치일수록, 신호선(2)과 화소 전극(4) 사이의 거리를 크게 함에 의한 콘트라스트 향상 효과가 크다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치에 의하면, 신 호선(2)으로부터 절연층(13) 표면까지의 거리를, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하가 되도록 절연층(13)을 형성함에 의해, 신호선(2)의 전위에 의한 등전위선의 구부러짐을 억제하고, 화소 전극(2)의 신호선 부근에 있어서의 광 누설을 방지할 수 있다. 이 결과, 콘트라스트를 높일 수 있고, 화질을 향상시킬 수 있다.

또한, 신호선(2)의 상층에 차광 배선(7)이 마련되는 구조에서는, 차광 배선(7)부터 절연층(13) 표면까지의 거리를, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하가 되도록 절연층(13)을 형성함에 의해, 차광 배선(7)의 전위에 의한 등전위선의 구부러짐을 억제하여, 화소 전극(2)의 수평 방향의 단부에 있어서의 광 누설을 방지할 수 있다. 이 결과, 콘트라스트를 높일 수 있고, 화질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기한 실시 형태의 설명으로 한정되지 않는다.

예를 들면, 본 실시 형태에 관한 액정 표시 장치는, TFT 기판(10) 또는 대향 기판(20)의 편면측에 면광원을 배치하고, 면광원과는 반대의 측에서 직시(直視)하도록 한 직시형 표시 장치나, TFT 기판(10) 또는 대향 기판(20)으로부터의 투과광을 스크린 등에 투사하여 그 투사 영상을 감상하도록 한 투사형 표시 장치에 적용 가능하다.

예를 들면, 본 실시 형태에서는, 투과형의 액정 표시 장치를 예로 설명하였지만, 예를 들면, 화소 전극(4) 또는 대향 전극(21)중의 한쪽을 광반사체에 의해 구성하고, 액정(30)을 왕복하는 광을 감상하도록 한 반사형의 액정 표시 장치로서 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 광반사체가 아닌 전극과 그 전극 기판을 투명하게 하고, 이 투명의 전극 기판측으로부터 표시 장치를 감상하게 된다. 또한, 예를 들 면 투과형과 반사형의 쌍방의 표시가 가능한 병용형(반투과형)의 액정 표시 장치에도 적용 가능하다.

그 밖에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 변경이 가능하다.

본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 화소 전극의 신호선 부근에서의 광 누설을 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 수평 방향 및 수직 방향으로 복수 배치된 화소 전극과,

   상기 복수 배치된 화소 전극에 대향하여 배치된 대향 전극과,

   상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이에서 수직 방향으로 신장하는 신호선과,

   상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 신장하는 주사선과,

   각 화소 전극에 대응하여 마련되고, 상기 신호선, 상기 주사선 및 상기 화소 전극에 접속된 스위칭 소자와,

   상기 신호선 및 상기 주사선과, 상기 화소 전극의 사이에 형성되고, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이의 영역에서, 상기 대향 전극측으로 돌출한 표면 단차를 갖는 절연층을 가지며,

   수평 방향으로 이웃하는 상기 화소 전극의 각각의 단부가, 대향하여 상기 절연층의 상기 표면 단차와 중첩하여 형성된, 수평 방향의 상기 화소 전극이 동극성인 게이트 라인 반전 구동 방식의 액정 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 절연층 내에서, 상기 신호선 및 상기 주사선에 대응하는 위치에 차광 배선이 또한 형성된 것을 특징으로 하는 게이트 라인 반전 구동 방식의 액정 표시 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   주사선마다, 수직 방향으로 나열한 각 화소 전극의 극성을 반전시키는 데이터 신호가, 상기 신호선을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 게이트 라인 반전 구동 방식의 액정 표시 장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 수평 방향 및 수직 방향으로 복수 배치된 화소 전극과,

   상기 복수 배치된 화소 전극에 대향하여 배치된 대향 전극과,

   상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 나열한 상기 화소 전극 사이에서 수직 방향으로 신장하는 신호선과,

   상기 화소 전극의 하층으로서, 수평 방향으로 신장하는 주사선과,

   각 화소 전극에 대응하여 마련되고, 상기 신호선, 상기 주사선 및 상기 화소 전극에 접속된 스위칭 소자와,

   상기 신호선 및 상기 주사선과, 상기 화소 전극의 사이에 형성된 절연층과,

   상기 절연층 내에서, 상기 신호선 및 상기 주사선에 대응하는 위치에 형성된 차광 배선을 가지며,

   상기 차광 배선의 상부에, 이웃하는 상기 화소 전극의 사이의 영역이 존재하고,

   상기 차광 배선의 상면과, 상기 영역이 존재하는 상기 절연층 표면과의 사이의 최단 거리가, 400㎚ 이상 1200㎚ 이하의 값으로 규정된, 수평 방향의 상기 화소 전극이 동극성인, 게이트 라인 반전 구동 방식의 액정 표시 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   주사선마다, 수직 방향으로 나열한 각 화소 전극의 극성을 반전시키는 데이터 신호가, 상기 신호선을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 게이트 라인 반전 구동 방식의 액정 표시 장치.

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