KR20040083361A

KR20040083361A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20040083361A
Application number: KR1020040016953A
Authority: KR
Inventors: 나가노신고; 마스따니유이찌
Original assignee: 어드밴스트 디스플레이 인코포레이티드
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2004-10-01
Also published as: TWI266136B; KR100729983B1; US20040183976A1; JP4316909B2; US7199851B2; JP2004287030A; TW200420995A

Abstract

본 발명은 화소 전극의 단선이 생긴 경우에도, 원하는 축적 용량을 형성함으로써 표시 품위가 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

축적 용량 전극 (3) 과 절연막을 사이에 두고 배치되고, 화소 전극 (4) 과 접속되는 축적 용량 형성용 패턴 (12) 을 구비하며, 상기 화소 전극 (4) 과 대향하여 배치된 공통 전극 (5) 과의 사이에 절연성 기판과 대략 평행한 방향으로 전계를 인가시켜, 액정을 배향하여 표시를 실시하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극 (4) 은 상기 축적 용량 형성용 패턴 (12) 으로의 2 이상의 전위 공급 경로를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 대향하는 전극 간에 기판과 대략 평행한 방향으로 전압을 인가하여 표시를 실시하는 (횡방향 전계 방식) 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 표시 장치의 고시야각화를 위해서, 대향하여 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이에서 절연성 기판과 대략 평행한 방향으로 전계를 인가하고, 액정을 배향하여 표시를 행하는 타입 (횡방향 전계 방식) 의 액정 표시 장치의 채용이 진행되고 있다. 해당 횡방향 전계 방식을 채용함으로써 시각 방향을 변화시켰을 때의 콘트라스트의 변화, 및 계조 레벨의 반전이 거의 없어지는 것이 명확해지고 있다. 그러나, 종래의 횡방향 전계 방식의 액정 표시 장치에서는, 1 화소내에서 화소 전극과 접속되고, 축적 용량 전극과 절연막을 사이에 두고 축적 용량을 형성하기 위해 형성되는 축적 용량 형성용 패턴에서 상기 축적 용량 형성용 패턴에는 화소 전극으로 형성되는 하나의 전위 공급 경로만으로 전위가 공급되고 있었다.

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2000-131714호 공보 (도 1)

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 2001-33814호 (도 1)

그러나, 상기 특허문헌 1 에 따른 종래기술에 있어서는, 1 이상의 화소 내에 형성된 화소 전극과 축적 용량 형성용 패턴에서 하나의 전위 공급 경로만을 갖고 있고, 화소 전극과 드레인 전극의 접속부로부터 화소 전극과 축적 용량 형성용 패턴의 접속부까지의 화소 전극의 배선이 제조공정중에 이물 등의 발생에 의해 단선된 경우, 해당 축적 용량 형성용 패턴에 전위가 공급되지 않으므로 원하는 축적 용량을 형성하는 것이 불가능하게 되며, 그 결과 화면의 깜빡임 등의 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 상기 특허문헌 2 에 대한 종래기술에 있어서는, 화소 전극과 축적 용량 형성용 패턴이 동일층의 도전막으로 형성되는 예에 대해 개시되어 있지만, 이 구성에 있어서도 1 이상의 화소 내에 형성된 화소 전극과 축적 용량 형성용 패턴 (해당 공보에 있어서는 축적 용량부) 에 있어서, 하나의 전위 공급 경로만을 갖고 있으며, 화소 전극과 드레인 전극의 접속부로부터 화소 전극과 축적 용량 형성용 패턴 (축적 용량부) 의 접속부까지의 화소 전극의 배선에 있어서, 제조공정 중의 이물 등의 발생에 의해 단선된 경우, 해당 축적 용량 형성용 패턴에는 전위가 공급되지 않아, 원하는 축적 용량을 형성하는 것이 불가능해지며, 그 결과 화면의 깜빡임 등의 불량을 발생시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 화소 전극의 단선이 생긴 경우에도, 축적 용량 형성용 패턴에 전위를 공급 가능하게 하고, 원하는축적 용량을 형성함으로써 표시 품위가 높은 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 액정 표시 장치의 대략 1 화소의 평면도.

도 2 는 도 1 에서의 A-A 부 내지 D-D 부의 각 부분에서의 제조공정을 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 주사선 2 : 영상신호선

3 : 축적 용량 전극 4 : 화소 전극

5 : 공통 전극

6 : 화소 전극 (4) 과 축적 용량 형성용 패턴 (12) 을 접속하는 콘택트홀

7 : 공통 전극 (5) 과 축적 용량 전극 (3) 을 접속하는 콘택트홀

8 : 화소 전극 (4) 과 드레인 전극 (11) 을 접속하는 콘택트홀

9 : 박막 트랜지스터 10 : 소오스 전극

11 : 드레인 전극 12 : 축적 용량 형성용 패턴

13 : 화소 전극 (4) 에서의 축적 용량 형성용 패턴 (12) 에 대한 제 1 전위 공급 경로

14 : 화소 전극 (4) 에서의 축적 용량 형성용 패턴 (12) 에 대한 제 2 전위공급 경로

15 : 절연성 기판 16 : 게이트 절연막

17 : 반도체막 18 : 콘택트막

19 : 절연막

본 발명에 관한 액정 표시 장치는, 절연성 기판상에 형성된 복수의 화소와 상기 복수의 화소 중 1 이상의 화소 내에 형성된 화소 전극, 상기 복수의 화소 중 1 이상의 화소 내에 형성되면서 상기 화소 전극과 대향하여 배치된 공통 전극, 상기 공통 전극과 접속된 축적 용량 전극, 상기 축적 용량 전극과 대략 평행하게 형성된 주사선, 상기 주사선과 절연막을 사이에 두고 교차하고 상기 화소 전극에 신호를 공급하는 영상 신호선, 상기 절연성 기판과 액정을 통하여 대향하는 대향 기판, 및 상기 축적 용량 전극과 상기 절연막을 사이에 두고 축적 용량을 형성하기 위해 배치되면서 상기 화소 전극과 접속되는 축적 용량 형성용 패턴을 구비하고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에서 상기 절연성 기판과 대략 평행한 방향으로 전계를 인가시키며, 상기 액정을 배향하여 표시를 실시하는 액정 표시 장치로서, 상기 화소 전극은 상기 축적 용량 형성용 패턴으로의 2 이상의 전위 공급 경로를 갖는 것을 특징으로 한다.

발명의 실시형태

실시형태 1

본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 2 에 의해 설명한다. 도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에서의 액정 표시 장치의 대략 1 화소의 평면도이고, 도 2 는 도 1 의 A-A 부 내지 D-D 부의 각 부분에서의 제조공정을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 관한 액정 표시 장치를 도 2 의 제조공정도를 참조하면서 도 1 에 의해 설명한다. 우선, 도 2a 에 나타낸 바와 같이, 절연성 기판 (15) 상에 Cr, Al, Ti, Ta, Mo, W, Ni, Cu, Au, Ag 등이나 그들을 주성분으로 하는 합금, 또는 ITO 등의 투광성을 갖는 도전막, 또는 이들의 다층막 등을 스퍼터법이나 증착법 등에 의해 막형성하고, 사진 제판·가공에 의해 박막 트랜지스터 (9) 의 게이트 전극을 포함하는 주사선 (1) 과 상기 주사선 (1) 과 대략 평행하게 배치된 축적 용량 전극 (3) 을 형성한다. 여기에서, 축적 용량 전극 (3) 은 1 화소에서의 후술하는 영상 신호선 (2) 의 배선 방향의 대략 중앙부에 배치되어 있다. 이 축적 용량 전극의 배치로 함으로써, 주사선 (1) 과 축적 용량 전극 (3) 의 단락을 방지하는 것이 가능하게 된다. 다음으로, 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 질화규소 등으로 이루어지는 게이트 절연막 (16) 을 형성하고, 다시 비정질 Si 또는 다결정 Si 로 이루어지는 반도체막 (17), n 형 TFT 의 경우는 P 등의 불순물을 고농도로 도핑한 n + 비정질 Si 또는 n + 다결정 Si 등으로 이루어지는 콘택트막 (18) 을 연속적으로 예컨대, 플라즈마 CVD, 상압 CVD, 감압 CVD 법으로 막형성한다. 그 후, 반도체막 (17) 및 콘택트막 (18) 을 필요한 영역에 섬형상으로 패터닝한다.

다음에, 도 2c 에 나타내는 바와 같이 Cr, Al, Ti, Ta, Mo, W, Ni, Cu, Au, Ag 등이나 그들을 주성분으로 하는 합금, 또는 ITO 등의 투광성을 갖는 도전막, 또는 이들의 다층막 등을 스퍼터법이나 증착법으로 막형성한 후, 사진 제판과 미세 가공 기술에 의해 영상 신호선 (2), 소오스 전극 (10), 드레인 전극 (11), 유지 용량 형성용 패턴 (12) 등을 형성한다. 여기에서, 축적 용량 형성용 패턴 (12)은 1 화소에서의 영상 신호선 (2) 의 배선 방향의 대략 중앙부에서 축적 용량 전극 (3) 과 겹쳐지도록 배치되어 있고, 유지 용량은 도 1 및 도 2 에 나타난 바와 같이, 축적 용량 전극 (3) 과 게이트 절연막 (16) 을 사이에 두고 배치되는 축적 용량 형성용 패턴 (12) 사이에 형성된다. 또한, 소오스 전극 (10) 및 드레인 전극 (11) 혹은 그들을 형성한 포토레지스트를 마스크로 하여 콘택트막 (18) 을 에칭하고, 박막 트랜지스터 (9) 의 채널 영역에서 콘택트막 (18) 을 제거한다.

다음으로, 도 2d 에 나타낸 바와 같이, 질화규소나 산화규소, 무기 절연막 또는 유기 수지 등으로 이루어지는 절연막 (19) 을 막형성한다. 그 후 사진제판과 후속 공정인 에칭에 의해 콘택트홀 (6, 7, 8) 을 형성한다. 여기에서, 콘택트홀 (6) 은 화소 전극 (4) 과 축적 용량 형성용 패턴 (12) 을 접속하는 콘택트홀, 콘택트홀 (7) 은 공통 전극 (5) 과 축적 용량 전극 (3) 을 접속하는 콘택트홀, 콘택트홀 (8) 은 화소 전극 (4) 과 드레인 전극 (11) 을 접속하는 콘택트홀을 나타낸다. 한편, 화소 전극 (4) 과 축적 용량 형성용 패턴 (12) 을 접속하는 콘택트홀 (6) 은 축적 용량 형성용 패턴 (12) 이 형성된 영역에 있어서 2 곳에 형성된다. 따라서, 상기 2 개의 콘택트홀을 통하여 화소 전극 (4) 과 축적 용량 형성용 패턴 (12) 이 접속된다. 상기 게이트 전극, 소오스 전극 (10), 드레인 전극 (11), 게이트 절연막 (16), 반도체막 (17), 콘택트막 (18) 등에 의해 절연성 기판 (15) 상에 박막 트랜지스터 (9) 가 형성된다.

마지막으로, 도 2e 에 나타낸 바와 같이, Cr, Al, Ti, Ta, Mo, W, Ni, Cu, Au, Ag 등이나 그들을 주성분으로 하는 합금, 또는 ITO 등의 투광성을 갖는 도전막, 또는 그들의 다층막 등을 막형성한 후, 패터닝함으로써 화소 전극 (4), 공통 전극 (5) 을 형성한다. 여기에서, 화소 전극 (4) 을 형성할 때 드레인 전극 (11) 으로부터 화소 전극 (4) 을 통하여 축적 용량 형성용 패턴 (12) 에 전위가 공급될 때에, 그 전위 공급 경로를 복수 (도 1 에서는 2 개) 로 하기 위해, 화소 전극 (4) 을 축적 용량 형성용 패턴 (12) 에 대한 제 1 전위 공급 경로 (13) 와 제 2 전위 공급 경로 (14) 로 분할하여, 축적 용량 형성용 패턴 (12) 에 전위를 공급할 수 있는 구성으로 한다. 따라서, 상기 두 개의 전위 공급 경로 (13, 14) 는 화소 전극 (4) 과 드레인 전극 (11) 의 접속부로부터, 상기 축적 용량 형성용 패턴 (12) 과 화소 전극 (4) 의 접속부 사이에 형성되어 있다. 또한, 화소 전극 (4) 과 공통 전극 (5) 을 대향하여 배치함으로써, 상기 절연성 기판 (15) 과 대략 평행한 방향으로 전계를 인가 가능한 구성으로 한다. 한편, 도 1 및 도 2 에 있어서는, 화소 전극 (4) 및 공통 전극 (5) 은 제조공정의 간략화를 위해 동일층의 도전막으로 형성되어 있다.

상기와 같이 형성된 절연성 기판에 도시하지 않는 대향 기판을 액정을 통하여 대향하게 배치함으로써 액정 표시 장치를 제조한다.

이상 설명한 바와 같이, 화소내의 축적 용량 형성용 패턴에 대한 전위 공급 경로를 둘 이상 형성함으로써, 어느 한 전위 공급 경로가 제조공정 중의 이물 등에 의해 단선된 경우라도 축적 용량 형성용 패턴으로 전위를 공급 가능하게 되고, 원하는 축적 용량을 형성하여 표시 품위가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

한편, 본 실시형태에 있어서는, 드레인 전극으로부터 축적 용량 형성용 패턴에 대한 전위 공급 경로를 2 개 형성한 경우에 대해서 설명을 하고 있지만, 여기에 한정되지 않고 3 개 또는 4 개 등의 복수라도 동일한 효과를 나타내는 것은 자명한 것이다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 화소 전극과 공통 전극이 동일층의 도전막으로 형성되는 경우에 대해서 나타내고 있지만, 그에 한정되지 않고 상이한 도전막으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 축적 용량 형성용 패턴과 화소 전극이 동일층의 도전막으로 형성되고, 축적 용량 형성용 패턴과 화소 전극의 콘택트홀이 불필요해지는 경우도 있지만, 이 경우에도 축적 용량 형성용 패턴에 대한 전위 공급 경로를 복수 형성함으로써 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 도 1 에 나타난 바와 같이 축적 용량 전극으로부터 공통 전극에 대한 전위 공급 경로는 축적 용량 전극을 사이에 두고 1 화소내에서 상부와 하부에 하나씩 형성되어 있지만, 이들의 어느 한쪽 또는 양쪽이 단선된 경우, 1 화소내의 축적 용량 전극을 사이에 두는 상부 또는 하부의 공통 전극 혹은 상하부 양쪽의 공통 전극의 전위 공급이 충분하게 실시되지 않고, 또한 원하는 전위가 공급되지 않는 등의 문제를 일으키기 때문에, 상기 축적 용량 전극으로부터 공통 전극으로의 전위 공급 경로에 대해서도 축적 용량 전극을 사이에 두고 1 화소 내에서 상하로 두 개씩 형성하기 위해, 예컨대 도 1 에서의 X 의 영역 등에 축적 용량 전극 (3) 상에서 축적 용량 형성용 패턴 (12) 이 형성되지 않은 영역을 형성하고, 공통 전극과 축적 용량 전극의 콘택트홀 (7) 을 형성하는 구성으로 한다. 이러한 구성에 의해 축적 용량 전극으로부터 공통 전극으로의 전위 공급에 대해서도 안정적으로 실시하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명은 전술한 실시형태의 층구성, 각 층의 적층 순서에 한정되지 않고, 축적 용량 형성용 패턴에 전위를 공급하는 화소 전극을 갖는 모든 액정 표시 장치에 적용 가능하다.

본 발명에 따르면, 화소내의 축적 용량 형성용 패턴에 전위를 공급하는 화소 전극에 단선이 생긴 경우에도 원하는 축적 용량을 형성 가능하고 표시 품위가 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.

Claims

절연성 기판상에 형성되는 복수의 화소,

상기 복수의 화소 중 1 이상의 화소 내에 형성되는 화소 전극,

상기 복수의 화소 중 1 이상의 화소 내에 형성되면서 상기 화소 전극과 대향하여 배치되는 공통 전극,

상기 공통 전극과 접속되는 축적 용량 전극,

상기 축적 용량 전극과 거의 평행하게 형성되는 주사선,

상기 주사선과 절연막을 사이에 두고 교차하고 상기 화소 전극에 신호를 공급하는 영상 신호선,

상기 절연성 기판과 액정을 사이에 두고 대향하는 대향 기판, 및

상기 축적 용량 전극과 상기 절연막을 사이에 두고 축적 용량을 형성하기 위해 배치되면서 상기 화소 전극과 접속되는 축적 용량 형성용 패턴을 구비하고,

상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 절연성 기판과 대략 평행한 방향으로 전계를 인가시키며, 상기 액정을 배향하여 표시를 실시하는 액정 표시 장치로서,

상기 화소 전극은 상기 축적 용량 형성용 패턴으로의 2 이상의 전위 공급 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 주사선에 접속되는 게이트 전극,

상기 영상 신호선에 접속되는 소오스 전극, 및

상기 소오스 전극과 대향하여 배치되면서 상기 화소 전극과 접속된 드레인 전극을 추가로 구비하고,

상기 화소 전극에서의 상기 축적 용량 형성용 패턴으로의 2 이상의 전위 공급 경로는, 상기 화소 전극과 상기 드레인 전극의 접속부로부터 상기 축적 용량 형성용 패턴과 상기 화소 전극의 접속부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 동일층의 도전막으로 형성되고, 상기 화소 전극은 상기 축적 용량 형성용 패턴 상의 절연막에 형성된 2 이상의 콘택트홀을 통하여 상기 축적 용량 형성용 패턴과 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축적 용량 전극과 상기 축적 용량 형성용 패턴이 상기 1 화소의 상기 영상 신호선의 배선 방향으로 거의 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.