KR20050079227A

KR20050079227A - 표시장치

Info

Publication number: KR20050079227A
Application number: KR1020050009473A
Authority: KR
Inventors: 안도우쇼이치; 나카지마무츠미; 시라키이치로; 요시다케이스케; 이나케이이치
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2005-08-09
Also published as: TWI277917B; TW200530965A; JP2005221682A; KR100764079B1; CN101556419A; JP4276965B2; CN1652165A; US7394513B2; US20050168678A1

Abstract

본 발명은, 가로선의 발생을 저감하여 표시품질을 향상시키기 위한 것이다.

표시장치는, 사행하여 열방향으로 이어지며, 화상신호가 각각 공급되는 복수의 신호선(5)과, 복수의 신호선(5)을 피복하는 절연막과, 상기 절연막 상에 형성되며, 복수의 신호선(5)으로부터 상기 화상신호가 각각 입력되는 복수의 화소전극을 갖는다. 열 방향으로 인접하는 화소전극(7, 7)간의 거리(D0)는 신호선(5)의 선 폭(w) 이상의 길이이다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 액정표시장치(LCD), 플라즈마표시장치(PDP), 무기 또는 유기 일렉트로루미네센스(EL) 표시장치, 발광다이오드(LED) 표시장치, 형광표시관, 전계방출형 표시장치, 전기영동 표시장치, 일렉트로크로믹 표시장치 등의 표시장치에 관한 것이다.

액티브매트릭스 구동의 LCD로서, 박막트랜지스터(TFT)를 이용한 컬러LCD를 들 수 있다. 이 컬러LCD는 액티브매트릭스기판으로서의 TFT기판과, TFT기판에 대향 배치되며, 공통전극을 구비하는 대향기판과, 양 기판 사이에 개재하는 액정층을 갖는다. TFT기판은 게이트라인 및 소스라인의 교점 부근에 형성된 TFT와, TFT에 접속된 화소전극을 구비한다. 각 화소전극에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 배치됨에 따라, 각 색의 화소가 형성된다. 화소의 배열방법으로는, 예를 들어 USP 5144288에 개시된 델타배열을 들 수 있다.

도 1은 델타배열된 화소를 갖는 LCD의 TFT기판을 모식적으로 나타내는 평면도이다. TFT기판의 표시부(1)에는, 게이트구동기(2)에서 이어진 게이트라인(4), 소스구동기(3)에서 이어진 소스라인(5)이 형성된다. 게이트라인(4)과 소스라인(5)의 교점 근방에는 TFT(6)가 형성되며, 각각의 TFT(6)에는 화소전극(7)이 접속된다. 게이트라인(4)에서 어드레싱된 TFT(6)를 통해, 각 화소에 대응한 신호가 소스라인(5)으로부터 화소전극(7)으로 공급된다. 이로써 화소전극(7)과 공통전극(도시 생략) 사이에 전압이 인가되고, 그 화소 영역에 대응하는 액정층의 광학특성이 제어되어, 표시가 이루어진다.

도 1에 나타내는 TFT기판에서는, 게이트라인(4)이 행 방향으로 직선형상으로 이어지는데 반해, 소스라인(5)은 열 방향으로 사행하면서 이어진다. 또 동일 소스라인(5)으로부터 신호가 공급되는 화소전극(7)은, 소스라인(5)에 대해 1 행마다 좌우 교대로, 즉 델타형으로 배치된다.

한편, 화소의 개구율을 높일 목적으로, 소스라인을 절연막으로 피복하고, 이 절연막 상에 화소전극을 형성한 고개구율화 LCD가 개발되었다.

그러나 예를 들어 델타배열을 이용한 고개구율화 LCD에서는 이하에 나타내는 문제가 발생한다.

도 2는 도 1에 나타내는 델타배열 패널에서의 소스라인과 화소전극 사이의 용량을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 화소(7)는 행 방향으로 인접하는 소스라인(5)에 평면적으로 보아 개재된다. 예를 들어 도 2에 나타내는 제 1 행의 녹색화소(7G1) 및 제 3 행의 녹색화소(7G3)는, 녹색화소(7G)에 화상신호(PS)를 입력하기 위한 녹색화소용 소스라인(5G)과, 녹색화소(7G)와 행 방향으로 인접하는 청색화소(7B)에 화상신호(PS)를 입력하기 위한 청색화소용 소스라인(5B) 사이에 개재된다.

한편, 도 2에 나타내는 제 2 행의 녹색화소(7G2) 및 제 4 행의 녹색화소(7G4)는, 녹색화소용 소스라인(5G)과, 녹색화소(7G)와 행 방향으로 인접하는 적색화소(7R)에 화상신호(PS)를 입력하기 위한 적색화소용 소스라인(5R) 사이에 개재된다. 바꾸어 말하면, 녹색화소용 소스라인(5G)과 청색화소용 소스라인(5B) 사이에 개재된 녹색화소(7G1, 7G3)와, 녹색화소용 소스라인(5G)과 적색화소용 소스라인(5R) 사이에 개재된 녹색화소(7G2, 7G4)가 1 행마다 교대로 나열된다. 즉 행 방향으로 개재시키는 소스라인(5)이 다른, 2 종류의 녹색화소(7G)가 1 행마다 교대로 나열된다.

도 3은 도 2 중의 제 2 행 녹색화소(7G2)를 중심으로 하는 화소배열의 부분확대도이며, 도 4는 도 3 중의 A-B선 단면을 모식적으로 나타내는 도, 도 5는 도 3 중의 C-D선 단면을 모식적으로 나타내는 도이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 화소전극(7)과 소스라인(5)은 절연막(8)을 개재하고 배치되므로, 기생용량인 소스-드레인간 용량이 존재한다. 어느 화소전극(7)과 그 화소전극(7)에 화상신호(PS)를 입력하는 소스라인(5)(바꾸어 말하면 그 화소전극(7)을 구동시키는 소스라인(5))과의 기생용량을 용량(Csd1)으로 하고, 어느 화소전극(7)과 그 화소전극(7)에 화상신호(PS)를 입력하지 않는 소스라인(5)(바꾸어 말하면 그 화소전극(7)을 구동시키지 않는 소스라인(5))과의 기생용량을 용량(Csd2)으로 한다. 예를 들어 적색화소용 소스라인(5R)과 적색화소(7R) 사이에 용량(Csd1)이 존재하고, 적색화소용 소스라인(5R)과 녹색화소(7G) 또는 청색화소(7B)간에 용량(Csd2)이 존재한다. 이들 기생용량(Csd1, Csd2)을 통해 소스라인(5)의 전위변동으로 화소전극(7)의 전위가 인입된다. 예를 들어 적색화소용 소스라인(5R) 및 녹색화소용 소스라인(5G) 사이에 개재된 제 2 행의 녹색화소(7G2)는 이들 소스라인(5R, 5G)에 의해 전위가 인입되고, 녹색화소용 소스라인(5G) 및 청색화소용 소스라인(5B) 사이에 개재된 제 1 행의 녹색화소(7G1)는 이들 소스라인(5G, 5B)에 의해 전위가 인입된다. 따라서 인입 후의 화소전극(예를 들어 녹색화소(7G)) 전위(Vpix)는 하기의 식으로 표시할 수 있다.

Vpix=Vsl 0+(Csd1/Cpix)*ΔVsl 1+(Csd2/Cpix)*ΔVsl 2

(단, Vsl 0은 인입 전의 전위(녹색화소(7G)에 화상신호를 입력하기 위한 소스라인(5G)으로부터 TFT를 통해 인가된 전위), ΔVsl 1은 녹색화소(7G)에 화상신호를 입력하기 위한 소스라인(5G)의 전압진폭, ΔVsl 2는 녹색화소(7G)에는 화상신호를 입력하지 않는 소스라인(5R 또는 5B)의 전압진폭, Cpix는 녹색화소(7G)에 부가되는 용량(기생용량, 보조용량 등)의 합계이다.)

도 6은 소스라인(5)으로부터 녹색화소(7G)로의 전위 인입을 나타내는 평면도이다. 도 6 중 상단의 녹색화소(7G1)는 적색화소용 소스라인(5R) 및 녹색화소용 소스라인(5G)으로부터 전위가 인입되며, 도 6 중 하단의 녹색화소(7G2)는 녹색화소용 소스라인(5G) 및 청색화소용 소스라인(5B)으로부터 전위가 인입된다. 따라서 상단의 녹색화소(7G1) 및 하단의 녹색화소(7G2)는 녹색화소용 소스라인(5G)에 의한 인입전위가 공통이다. 그러나 적색화소용 소스라인(5R)에 의한 인입전위와 청색화소용 소스라인(5B)에 의한 인입전위가 반드시 동일하지만은 않으므로, 상단의 녹색화소(7G1) 및 하단의 녹색화소(7G2)에서 인입전위의 차가 발생할 경우가 있다. 즉 녹색화소(7G)로의 인가전압이 기수 행과 우수 행에서 다를 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 1 행마다의 화소 휘도차가 가로선으로 나타나, 균일한 표시를 얻을 수 없다. 예를 들어 적색화소(7R)가 백색표시(투과율이 가장 높은 상태), 녹색화소(7G)가 중간조 표시, 청색화소(7B)가 흑색표시(투과율이 가장 낮은 상태)일 경우, 가로선이 현저하게 보인다.

이 현상은, 녹색화소(7G)만이 아닌, 적색화소(7R) 및 청색화소(7B)에도 발생한다. 또 델타배열만이 아닌 모자이크배열, 스퀘어배열에서도 발생하는 경우가 있다.

본 발명의 목적은 가로선의 발생을 저감하여 표시품질을 향상시키는 데 있다. 예를 들어 녹색화소(7G)에서는, 적색화소용 소스라인(5R)에 의한 인입전위와 청색화소용 소스라인(5B)에 의한 인입전위 사이에서 차가 생김으로써 가로선이 발생한다. 즉 상기 가로선의 발생은, 상기 식 중 제 3 항의 값이 수평라인별로 다른 점에 있다. 따라서 제 3 항 중의 Csd2를 작게 함으로써 제 3 항의 값이 작아져 가로선을 저감할 수 있다.

본 발명자들은, 화소전극과 그 화소전극을 구동시키지 않는 소스라인 사이의 기생용량(Csd2), 예를 들어 녹색화소(7G)에 대해서는, 적색화소용 소스라인(5R) 및 청색화소용 소스라인(5B)에 의한 소스-드레인 용량(Csd2)을 가능한 한 저감시키는 것에 착안하여, 본 발명의 표시장치를 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 표시장치는, 사행하여 열 방향으로 이어지며, 화상신호가 각각 공급되는 복수의 신호선과, 상기 복수의 신호선을 피복하는 절연막과, 상기 절연막 상에 형성되며, 상기 복수의 신호선으로부터 상기 화상신호가 각각 입력되는 복수의 화소전극을 갖는 표시장치로서, 열 방향으로 인접하는 상기 화소전극간의 거리는 상기 신호선의 선 폭 이상의 길이이다.

도 7은 본 발명의 표시장치에 있어서 화소배열의 모식적인 평면도이며, 도 8은 도 7 중의 A-B선 단면도이다. 본 발명의 표시장치는, 열 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 화소전극(7, 7)간의 거리(D0)가 신호선(5)의 선 폭(w) 이상의 길이이다.

본 발명과의 대비설명을 위해, 도 9 및 도 10에 비교예를 나타낸다. 도 9는 비교예에 의한 화소배열의 모식적 평면도이며, 도 10은 도 9 중의 A-B선 단면도이다. 비교예의 표시장치는, 열 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 화소전극(7, 7)간의 거리(d)가 신호선(5)의 선 폭(w)보다 짧다. 따라서 비교예의 표시장치는, 신호선(5)의 행 방향으로 이어지는 부분과 화소전극(7, 7)이 평면적으로 보아 중첩되므로, 신호선(5)에 의한 용량(Csd2)이 크다.

이에 반해, 본 발명의 표시장치에서는, 신호선(5)의 행 방향으로 이어지는 부분과 화소전극(7, 7)이 평면적으로 보아 중첩되지 않으므로, 신호선(5)에 의한 용량(Csd2)이 작다. 도 6을 참조하면서 설명한 바와 같이, 가로선은 다른 소스라인간의 인입전위 차에 의해 발생한다. 인입전위는 기생용량에 기인하여 발생하므로, 기생용량(Csd2)을 감소시킴으로써 인입전위가 감소되어, 다른 소스라인간의 인입전위 차도 감소한다. 따라서 가로선이 저감된 양호한 표시품질을 얻을 수 있다.

바람직한 형태에 있어서, 상기 신호선은 행 방향에 있어서, 상기 신호선으로부터 상기 화상신호가 입력되는 제 1 화소전극과 상기 절연막을 개재한 제 1 용량을 형성하며, 또 상기 신호선을 개재하고 상기 제 1 화소전극과 행 방향으로 인접하는 제 2 화소전극과 상기 절연막을 개재한 제 2 용량을 형성하고, 또 상기 제 1 용량은 상기 제 2 용량보다 크다.

혹은, 상기 신호선의 일부는 행 방향에 있어서, 상기 신호선으로부터 상기 화상신호가 입력되는 제 1 화소전극과 평면적으로 보아 중첩되며, 또 상기 신호선을 개재하고 상기 제 1 화소전극과 인접하는 제 2 화소전극과 평면적으로 보아 중첩되고, 상기 제 1 화소전극과 상기 신호선의 중첩영역은, 상기 제 2 화소전극과 상기 신호선의 중첩영역보다 면적이 크다.

도 11은, 바람직한 형태의 표시장치에 있어서 화소배열의 모식적 평면도이며, 도 12는 도 11 중의 C-D선 단면도이다. 바람직한 형태의 표시장치는, 신호선의 열방향으로 이어지는 부분과 행 방향으로 인접하는 2 개의 화소전극과의, 평면적으로 볼 때의 중첩영역 면적이 양 화소전극간에서 다르다. 예를 들어 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 녹색화소용 소스라인(5G)과 이 소스라인(5G)으로부터 화상신호가 입력되는 녹색화소(7G)가 중첩되는 영역의 폭(D1)은, 녹색화소용 소스라인(5G)과 적색화소(7R)가 중첩되는 영역의 폭(D2)보다 넓다. 바꾸어 말하면, 녹색화소용 소스라인(5G)과 녹색화소(7G)간의 제 1 용량(Csd1)은, 녹색화소용 소스라인(5G)과 적색화소(7R)간의 제 2 용량(Csd2)보다 크다.

도 6을 참조하면서 설명한 바와 같이, 도 6 중 상단의 녹색화소(7G1) 및 하단의 녹색화소(7G2)는 녹색화소용 소스라인(5G)에 의한 인입전위가 공통인데 반해, 다른 소스라인(5R, 5B)에 의한 인입전위가 다름으로써, 가로선이 발생한다. 바람직한 형태의 표시장치에 의하면, 다른 소스라인(5R, 5B)에 의한 용량(Csd2)이 작으므로, 다른 소스라인(5R, 5B)에 의한 인입전위의 영향을 작게 할 수 있다. 따라서 도 6 중 상단의 녹색화소(7G1) 및 하단의 녹색화소(7G2)에서 인입전위의 차가 더욱 작아져 가로선의 발생을 억제할 수 있다.

별도의 바람직한 형태에서는, 평면적으로 볼 때, 상기 신호선의 적어도 일부는 상기 신호선으로부터 상기 화상신호가 입력되는 제 1 화소전극과 중첩되며, 상기 신호선은 상기 신호선을 개재하고 상기 제 1 화소전극과 인접하는 제 2 화소전극과 중첩되지 않는다. 이 형태에 의하면, 제 2 용량(Csd2)을 보다 감소시킬 수 있으므로, 가로선의 발생을 더욱 억제할 수 있다.

본 발명의 표시장치는, 상기 화소전극과 상기 신호선 사이의 스위칭 제어를 실행하는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자를 개폐 제어하기 위한 주사신호가 공급되는 주사선을 추가로 구비해도 된다. 또 보조용량을 형성하기 위한 보조용량선을 추가로 구비해도 된다.

상기 주사선 형성영역 또는 상기 보조용량선 형성영역은, 열 방향으로 인접하는 상기 화소전극간 영역을 포함해도 된다. 바꾸어 말하면, 열방향으로 신호선을 개재하고 인접하는 상기 화소전극간 영역을 상기 주사선 또는 상기 보조용량선으로 차광시켜도 된다.

또 상기 주사선 및 상기 보조용량선 모두와 다른 차광층을 추가로 구비해도 된다. 예를 들어 상기 주사선과 동일 층에 형성된 차광층, 배선 및 전극 모두와 접촉하지 않는 차광층, 상기 주사선과 접속된 차광층, 상기 보조용량선과 접속된 차광층을 추가로 구비해도 된다.

여기서 본 명세서에 있어서, "행 방향" 및 "열 방향"은, 반드시 횡방향과 종방향을 의미하는 것은 아니다. 또한 반드시 상호 직교하는 2 개의 방향을 의미하는 것도 아니며, 상호 교차하는 2 개의 방향을 의미한다. 예를 들어 행 방향에 대해 경사진 방향으로 열 방향이 설정될 수 있다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.

(실시예)

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는, LCD에 대해 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 LCD만이 아닌, 무기 또는 유기 EL표시장치, PDP, LED표시장치, 형광표시관, 전계방출형 표시장치, 전기영동 표시장치, 일렉트로크로믹 표시장치 등의 각종 표시장치를 포함한다.

또 명세서에서 사용하는 참조부호에 있어서, 동종의 구성요소를 총괄적으로 나타내기 위해, 영문자를 생략하고 숫자만을 표기하는 경우가 있다. 예를 들어 적색화소용 소스라인(5R), 녹색화소용 소스라인(5G), 및 청색화소용 소스라인(5B)을 총괄적으로 소스라인(5)으로 표기하는 경우가 있다.

(제 1 실시예)

제 1 실시예의 LCD는, TFT기판과, 이에 대향 배치된 CF(컬러필터)기판과, 양 기판 사이에 개재된, 네마틱액정재료 등을 포함하는 액정층을 구비한다. CF기판은, 적녹청 3 색의 컬러필터층과, 컬러필터층을 피복하는 ITO(인디움주석산화물) 등으로 이루어지는 공통전극과, 공통전극을 피복하는 액정배향막을 갖는다. 또 컬러필터층이 TFT기판에 형성되는 경우도 있다.

도 1을 참조하면서, 본 실시예에 의한 TFT기판을 설명한다. TFT기판의 표시부(1)에는, 게이트구동기(2)에서 연장된 복수의 게이트라인(4), 소스구동기(3)에서 연장된 복수의 소스라인(5)이 형성된다. 복수 게이트라인(4)과 복수 소스라인(5)의 각 교점 근방에는, 스위칭소자로서 복수의 TFT(6)가 형성되며, 각각의 TFT(6)에는 화소전극(7)이 접속된다. 화소전극(7) 상에는 폴리이미드 등으로 이루어지는 액정배향막이 형성된다. 게이트라인(4)에서 어드레싱된 TFT(6)를 통해, 소스라인(5)으로부터 각 화소에 대응한 신호(화상신호)가 화소전극(7)에 공급된다. 이로써 화소전극(7)과 CF기판의 공통전극 사이에 전압이 인가되고, 그 화소 영역에 대응하는 액정층의 광학특성이 제어되어 표시가 이루어진다.

본 실시예의 LCD에서는, 화소전극(7)과 공통전극이 중첩되는 영역이 화소가 된다. 본 명세서에서는 설명의 편의상, 적녹청 3 색의 컬러필터층에 대응하는 각 화소를 적색화소(7R), 녹색화소(7G), 및 청색화소(7B)로 칭한다. 또 각 색에 대응하는 화소전극(7)을 단순히 화소(7)로 칭할 경우도 있다. 예를 들어 녹색에 대응하는 화소전극(7)을 녹색화소(7G)라 칭할 경우도 있다.

도 1에 나타내는 TFT기판에서는, 행 방향으로 적색화소(7R), 녹색화소(7G), 및 청색화소(7B)가 주기적으로 직선형으로 배열된다. 또 1 행마다 약 1.5 화소피치만큼 행 방향으로 어긋나 동색의 화소(7)가 배열된다. 게이트라인(4)은 행 방향으로 직선형으로 이어진다. 이에 반해 소스라인(5)은 사행하면서, 바꾸어 말하면 크랭크형상 또는 곡선형상을 이루며 열 방향으로 이어진다. 동일 소스버스라인(5)으로부터 신호(화상신호)가 공급되는 화소전극(7)은, 소스버스라인(5)에 대해 1 행마다 좌우 교대로, 즉 델타형으로 배치된다.

도 13은 TFT기판 상의 1 화소를 확대시켜 나타내는 평면도이며, 도 14는 도 13 중의 A-B-C선 단면도, 도 15는 도 13 중의 D-E선 단면도이다. 도 13, 도 14 및 도 15를 참조하면서, 본 실시예의 TFT기판 제조공정을 설명함과 더불어 TFT기판의 구체적 구성에 대해 설명한다.

우선, 유리기판(10)의 기판 전면에, 플라즈마CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로, SiON막(두께 100nm 정도)을 성막시킴으로써, 베이스코팅막(11)을 형성한다. 베이스코팅막(11) 전면에 플라즈마CVD법으로, 원료가스로서 디실란(SiO2H6)을 이용하여 비정질실리콘막(두께 50nm 정도)을 성막시킨다. 그리고 가열처리를 실시함으로써, 비정질실리콘막을 결정화(폴리실리콘막으로 변성)한다. 그 후 포토리소그래피법으로 패터닝함으로써, 반도체층(12)을 형성한다.

반도체층(12)이 형성된 베이스코팅막(11) 전면에, 플라즈마CVD법으로 SiON막(두께 115nm 정도)을 성막시킴으로써, 게이트절연막(13)을 형성한다. 게이트절연막(13) 전면에, 스퍼터링법으로 질화탄탈막(두께 50nm 정도) 및 텅스텐막(두께 370nm 정도)을 순차 성막시킨다. 여기서 질화탄탈막 및 텅스텐막의 적층막 대신 탄탈, 텅스텐, 티탄, 몰리브덴, 알루미늄 및 구리로 이루어지는 금속군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속원소, 상기 금속군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속원소를 주성분으로 하는 합금재료 또는 화합물재료를 이용하여 단층막 또는 적층막을 형성해도 된다.

그 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝함으로써, 게이트라인(4), 게이트전극(4a), 보조용량선(15) 및 원하는 바에 따라 차광층(도시 생략)을 형성한다. 여기서, 차광층은 게이트라인(4), 게이트전극(4a), 및 보조용량선(15) 중 어느 하나와 접촉(물리적 접속)해도 되며, 혹은 게이트라인(4), 게이트전극(4a), 및 보조용량선(15) 중 어느 것과도 접촉하지 않아도 된다. 또 본 실시예에서는, 2 개의 게이트전극(4a)이 형성된 다중게이트형이지만, 게이트전극(4a)이 하나여도 된다.

게이트전극(4a)을 마스크로 하여, 게이트절연막(13)을 통해 반도체층(12)에 불순물원소를 도핑함으로써, 게이트전극(4a)에 대응하는 부분에 채널영역, 그 외측에 소스전극영역 및 드레인전극영역을 형성한다. 그 후 가열처리를 실시함으로써, 도핑된 불순물원소의 활성화를 실시한다. 여기서 불순물원소로서 인을 도핑함으로써 N채널형 TFT(6)가 형성되며, 붕소를 도핑함으로써 P채널형 TFT(6)가 형성된다.

유리기판(10) 상에 CVD법으로, 질화실리콘막 및 산화실리콘막의 2 층 구조로 이루어지는 적층막(두께 950nm 정도)을 성막시킴으로써, 층간절연막(14)을 형성한다. 반도체층(12)의 소스전극영역에 달하는 콘택트홀(CH1)을 게이트절연막(13) 및 층간절연막(14)에 형성함과 더불어, 반도체층(12)의 드레인전극영역에 달하는 콘택트홀(CH2)을 게이트절연막(13) 및 층간절연막(14)에 형성한다.

층간절연막(14) 전면에 스퍼터링법으로, 티탄막(두께 100nm 정도), 알루미늄막(두께 500nm 정도) 및 티탄 막(두께 100nm 정도)을 순차 성막시킨다. 그 후 포토리소그래피법을 이용하여 패턴을 형성함으로써, 소스라인(소스전극을 포함)(5) 및 드레인전극(16)을 형성한다. 가열처리를 실시함으로써, 반도체층(12)을 수소화하는 공정을 실시한다. 이 수소화공정은, 질화실리콘막 등으로 이루어지는 층간절연막(14)에 포함되는 수소에 의해, 반도체층(12) 중의 실리콘 미결합수(dangling bond)를 종단시키는 공정이다. 또한 층간절연막(14) 상에, 아크릴수지 등의 유기절연재료를 막 두께 1.6㎛ 정도로 도포함으로써, 절연막(8)을 형성한다.

드레인전극(16)에 달하는 콘택트홀(CH3)을 절연막(8)에 형성한다. 절연막(8) 상에 스퍼터링법으로, ITO막을 두께 100nm 정도로 성막시킨 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패턴을 형성함으로써, 화소전극(7)을 형성한다. 또한 인쇄법으로 화소전극(7) 및 절연막(8) 상에 폴리이미드계 수지박막을 성막시킨 후, 러빙처리로 액정배향막을 형성한다. 이상의 공정으로써, 본 실시예의 TFT기판이 형성된다.

다음으로, CF기판 및 본 실시예의 LCD 제조공정에 대해 설명한다. 크롬(Cr) 혹은 흑색수지의 블랙매트릭스재료를 유리기판 상에 도포하고, 현상공정에서 차광층(두께 100nm 정도)을 형성한다. 적녹청 각각에 대해, 컬러필터막의 코팅, 현상공정에 의한 소정 패턴의 형성 및 소성을 실시함으로써, 적녹청의 컬러필터층(두께 2㎛ 정도)을 형성한다. 컬러필터층 상에 1㎛ 정도의 두께로 아크릴수지를 도포함으로써, 오버코팅층을 형성한다. 오버코팅층 상에 마스크를 개재하고 ITO막(두께 100nm 정도)을 성막시킴으로써 공통전극을 형성한다. TFT기판과 마찬가지로, CF기판 상에 액정배향막을 형성한다.

TFT기판 또는 CF기판에 구형 스페이서를 산포하거나 혹은 기둥형 스페이서를 형성한다. 주변 실 접착재료를 개재하고 양 기판을 붙여 소성을 실시한다. 맞붙인 기판을 패널단위로 절단한다. 절단된 패널의 셀 내에 예를 들어 TN(Twisted Nematic)액정재료를 감압법으로 주입하고 봉입함으로써, 액정층이 형성된다. 이상의 공정에 의해, 본 실시예의 LCD가 작성된다.

본 실시예의 LCD는, 도 13 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 열 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 화소전극(7, 7)간의 거리(D0)가 신호선(소스라인)(5)의 선 폭(w) 이상의 길이이다. 여기서 열 방향으로 인접하는 화소전극(7, 7)간의 거리(D0)는, 한쪽 화소전극(7)의 끝단으로부터 열 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 다른 쪽 화소전극(7)의 끝단까지의 최단거리이다. 또 신호선(소스라인)(5)의 선 폭(w)은, 신호선(5)의 폭 방향(신호선(5)이 이어지는 방향에 대해 직교하는 방향)의 신호선(5) 양단간의 거리이다.

본 실시예의 LCD는, 신호선(5)의 행 방향으로 이어지는 부분(5a)과 화소전극(7, 7)이 평면적으로 보아 중첩되지 않으므로, 신호선(5)에 의한 기생용량(Csd2)이 작다. 이로써 신호선(5)에 의한 인입전위를 저감할 수 있어, 가로선 발생을 억제할 수 있다.

열 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 화소전극(7, 7)간의 거리(D0)가 신호선(소스라인)(5)의 선 폭(w)보다 길 경우, 평면적으로 보아 화소전극(7)과 신호선(5)간에 틈새가 생기며, 이 틈새로부터 광 누출이 발생할 우려가 있다. 본 실시예에서는, 열 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 화소전극(7, 7)간의 영역을 적어도 포함하는 영역에, 보조용량선(15)이 형성된다. 이 보조용량선(15)이 차광층으로서 기능하므로, 화소전극(7)과 신호선(5) 사이 틈새로부터의 광 누출을 방지할 수 있다. 그리고 보조용량선(15)은, 게이트절연막(13)을 개재하고 반도체층(12)과 보조용량을 형성한다.

본 실시예에서는, 열 방향으로 인접하는 화소전극(7, 7)간의 영역을 적어도 포함하는 영역에 보조용량선(15)이 형성되지만, 보조용량선(15) 대신 주사선(게이트라인)(4)이 형성되어도 된다. 그리고 원하는 바에 따라 형성되는 차광층은, 열 방향 또는 행 방향으로 인접하는 화소전극(7, 7)간의 영역을 포함하는 영역에 배치될 수 있다.

(제 2 실시예)

제 2 실시예의 LCD는, 제 1 실시예의 LCD와 마찬가지로, TFT기판과, 이에 대향 배치된 CF기판과, 양 기판 사이에 개재된 액정층을 구비한다. 본 실시예의 LCD는, TFT기판을 제외하고 제 1 실시예의 LCD와 마찬가지 구조를 갖는다. 도 16은 본 실시예의 TFT기판 상의 1 화소를 확대시켜 나타내는 평면도이다. 도 16에서는, 제 1 실시예의 TFT기판 구성요소와 실질적으로 동일한 기능을 갖는 구성요소를 동일 참조부호로 나타내고, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 TFT기판에 있어서, 열 방향으로 이어지는 신호선(5)은, 행 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 2 개의 화소전극(7, 7) 중 신호선(5)으로 구동되는 화소전극(7) 쪽으로 어긋나게 배치된다. 도 16을 참조하면서, 구체적으로 설명한다. 예를 들어 녹색화소(7G)는 녹색화소용 소스라인(5G) 및 청색화소용 소스라인(5B) 사이에 평면적으로 보아 개재된다. 녹색화소용 소스라인(5G)의 일부는, 녹색화소(7G) 및 적색화소(7R)와 평면적으로 보아 각각 중첩된다. 단 녹색화소용 소스라인(5G)과 녹색화소(7G)가 중첩되는 영역의 폭(D1)은, 녹색화소용 소스라인(5G)과 적색화소(7R)가 중첩되는 영역의 폭(D2)보다 넓다. 바꾸어 말하면, 녹색화소용 소스라인(5G)과 녹색화소(7G) 사이의 용량(Csd1)은, 녹색화소용 소스라인(5G)과 적색화소(7R) 사이의 용량(Csd2)보다 크다.

마찬가지로, 청색화소용 소스라인(5B)과 청색화소(7B)가 중첩되는 영역의 폭(D1)은, 청색화소용 소스라인(5B)과 녹색화소(7G)가 중첩되는 영역의 폭(D2)보다 넓다. 바꾸어 말하면, 청색화소용 소스라인(5B)과 청색화소(7B) 사이의 용량(Csd1)은, 청색화소용 소스라인(5B)과 녹색화소(7G) 사이의 용량(Csd2)보다 크다. 따라서 열 방향으로 이어지는 소스라인(5)이 행 방향으로 인접하는 2 화소전극(7, 7)의 중간에 배치된 경우에 비하면, 기생용량(Csd1)은 증가하나 기생용량(Csd2)은 감소한다.

본 실시예에 의하면, 용량(Csd2)에 기인하는 인입전위가 감소되므로, 제 1 실시예보다 행별 인입전위 차가 더욱 작아져 가로선 발생을 억제할 수 있다.

(제 3 실시예)

제 2 실시예의 LCD는, 행 방향에 있어서, 화소전극(7)과 그 화소전극(7)을 구동시키지 않는 소스라인(5)이 중첩된다. 그러나 용량(Csd2)을 가능한 한 감소시키기 위해서는, 화소전극과 그 화소전극을 구동시키지 않는 소스라인이 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 도 17은, 본 실시예의 TFT기판 상 1 화소를 확대시켜 나타내는 평면도이다. 도 17에서는, 제 1 실시예의 TFT기판 구성요소와 실질적으로 동일 기능을 갖는 구성요소를 동일 참조부호로 나타내고 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 TFT기판에 있어서, 열 방향으로 이어지는 신호선(5)은 행 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 2 개의 화소전극(7, 7) 중 한 쪽의 화소전극과 일부가 중첩되며, 다른 쪽의 화소전극(7)과는 중첩되지 않는다. 도 17을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 예를 들어 녹색화소용 소스라인(5G)은 일부가 녹색화소(7G)와 평면적으로 보아 중첩되지만, 행 방향으로 녹색화소용 소스라인(5G)을 개재하고 녹색화소(7G)와 인접하는 적색화소(7R)와는 중첩되지 않는다. 마찬가지로 청색화소용 소스라인(5B)은 일부가 청색화소(7B)와 평면적으로 보아 중첩되지만, 행 방향으로 청색화소용 소스라인(5B)을 개재하고 청색화소(7B)와 인접하는 녹색화소(7G)와는 중첩되지 않는다. 본 실시예에 의하면 제 1 실시예 및 제 2 실시예보다, 신호선(5)과 화소전극(7) 사이에 발생하는 기생용량(Csd2)을 더욱 감소시킬 수 있다. 따라서 용량(Csd2)에 기인하는 인입전위가 보다 감소되므로, 제 1 실시예 및 제 2 실시예보다 행별 인입전위 차가 더욱 작아져 가로선 발생을 한층 억제할 수 있다.

본 실시예에서는 행 방향만이 아닌, 열 방향에서도 화소전극(7)과 신호선(5) 사이에 틈새가 발생하고, 이 틈새로부터 광 누출이 발생할 우려가 있다. 따라서 행 방향으로 신호선(5)을 개재하고 인접하는 화소전극(7, 7)간의 영역을 적어도 포함하는 영역에, 차광층을 형성하는 것이 바람직하다.

(제 4 실시예)

제 1 내지 제 3 실시예에서는, 각 화소(전극)(7)의 형상이 사각형이지만, 각 화소(전극)(7)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 도 18은 화소전극(7)의 변형예를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 예를 들어 도 18에 나타내는 바와 같이 화소전극(7)의 형상이 육각형이라도 된다.

도 18에 나타내는 화소배열에서는, 제 1 내지 제 3 실시예와 마찬가지로, 적색화소(7R), 녹색화소(7G), 및 청색화소(7B)가 행방향으로 주기적으로 배열된다. 또 신호선은 사행하며 열 방향으로 이어지고, 주사선은 사행하며 행 방향으로 이어진다.

(그 밖의 실시예)

제 1 내지 제 4 실시예에서는, 1 행마다 약 1.5 화소 피치만큼 행 방향으로 어긋나 동색의 화소(7)가 배열된 델타배열에 대해 설명하였다. 그러나 본 발명의 표시장치는, 델타배열에 한정되지 않고 모자이크배열, 스퀘어배열이라도 된다. 예를 들어 기수행의 화소에 대해, 동일 신호선에 의해 구동되는 우수행의 화소가, 화소 폭(행 방향에서의 화소피치)의 3/2 범위 내에서 행 방향으로 어긋난 배열이라도 된다.

제 1 내지 제 4 실시예의 LCD는 투과형만이 아닌, 반사형이나 투과반사 양용형이라도 된다. 예를 들어 화소영역의 일부를 반사화소전극으로 형성함으로써, 투과반사 양용형 LCD가 얻어진다. 투과형LCD에서는 주사선(4)이나 보조용량선(15) 등에 의해 유효 화소면적이 저하된다. 그러나 주사선(4)이나 보조용량선(15) 등의 형성영역에 반사화소전극을 형성함으로써, 유효 화소면적이 향상된다.

화소전극(7)과 신호선(5) 사이의 스위칭 제어를 실행하는 스위칭소자는 TFT에 한정되지 않으며, 예를 들어 MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor) 등의 다른 3단자 소자라도 된다. 혹은 3단자 소자 대신, MIM(Metal Insulator Metal) 등의 비선형 2단자 소자를 이용할 수도 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시예에 기재한 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시예는 예시이며, 이들의 각 구성요소나 각 처리공정의 조합에, 추가로 여러 가지 변형예가 가능한 점, 또는 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있다는 점은 당업자에게 이해 가능한 점이다.

본 발명에 의하면, 가로선의 발생을 저감하여 표시품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 표시장치는, LCD, PDP, 무기 또는 유기 EL표시장치, LED표시장치, 형광표시관, 전계방출형 표시장치, 전기영동 표시장치, 일렉트로크로믹 표시장치 등의 각종 표시장치에 이용할 수 있다. 예를 들어 퍼스널컴퓨터의 디스플레이, 휴대단말의 디스플레이, 컬러TV 등에 이용할 수 있다.

도 1은 델타배열된 화소를 갖는 LCD의 TFT기판을 모식적으로 나타내는 평면도.

도 2는 도 1에 나타내는 델타배열 패널에서의 소스라인과 화소전극 사이의 용량을 모식적으로 나타내는 평면도.

도 3은 도 2 중의 제 2 행 녹색화소(7G2)를 중심으로 하는 화소배열의 부분확대도.

도 4는 도 3 중 A-B선 단면을 모식적으로 나타내는 도.

도 5는 도 3 중 C-D선 단면을 모식적으로 나타내는 도.

도 6은 소스라인(5)에서 녹색화소(7G)로의 전위인입을 나타내는 평면도.

도 7은 본 발명의 표시장치에서 화소배열의 모식적인 평면도.

도 8은 도 7 중의 A-B선 단면도.

도 9는 비교예에 의한 화소배열의 모식적 평면도.

도 10은 도 9 중의 A-B선 단면도.

도 11은 바람직한 형태의 표시장치에서 화소배열의 모식적 평면도.

도 12는 도 11 중 C-D선 단면도.

도 13은 TFT기판 상의 1 화소를 확대시켜 나타내는 평면도.

도 14는 도 13 중의 A-B-C선 단면도.

도 15는 도 13 중의 D-E선 단면도.

도 16은 제 2 실시예의 TFT기판 상 1 화소를 확대시켜 나타내는 평면도.

도 17은 제 3 실시예의 TFT기판 상 1 화소를 확대시켜 나타내는 평면도.

도 18은 화소전극(7)의 변형예를 모식적으로 나타내는 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 표시부 2 : 게이트구동기

3 : 소스구동기 4 : 게이트라인

4a : 게이트전극 5 : 소스라인(신호선)

5R : 적색화소용 소스라인 5G : 녹색화소용 소스라인

5B : 청색화소용 소스라인 6 : TFT

7 : 화소(전극) 7R : 적색화소

7G : 녹색화소 7B : 청색화소

8 : 절연막 10 : 유리기판

11 : 베이스코팅막 12 : 반도체층

13 : 게이트절연막 14 : 층간절연막

15 : 보조용량선 16 : 드레인전극

PS : 화상신호

Csd1 : 화소전극과 그 화소전극을 구동시키는 소스라인간 기생용량

Csd2 : 화소전극과 그 화소전극을 구동시키지 않는 소스라인간 기생용량

D0 : 열 방향으로 인접하는 화소전극간 거리

w : 신호선 폭

D1 : 화소전극과 그 화소전극을 구동시키는 소스라인의 중첩영역 폭

D2 : 화소전극과 그 화소전극을 구동시키지 않는 소스라인의 중첩영역 폭

CH1, CH2, CH3 : 콘택트홀

Claims

사행하여 열 방향으로 이어지며, 화상신호가 각각 공급되는 복수의 신호선과, 상기 복수의 신호선을 피복하는 절연막과, 상기 절연막 상에 형성되며, 상기 복수의 신호선으로부터 상기 화상신호가 각각 입력되는 복수의 화소전극을 갖는 표시장치로서,

열 방향으로 인접하는 상기 화소전극간의 거리는 상기 신호선의 선 폭 이상의 길이인 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 신호선은, 행 방향에 있어서, 상기 신호선으로부터 상기 화상신호가 입력되는 제 1 화소전극과 상기 절연막을 개재한 제 1 용량을 형성하며, 또 상기 신호선을 개재하고 상기 제 1 화소전극과 행 방향으로 인접하는 제 2 화소전극과 상기 절연막을 개재한 제 2 용량을 형성하고, 또 상기 제 1 용량은 상기 제 2 용량보다 큰, 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 신호선의 일부는, 행 방향에 있어서, 상기 신호선으로부터 상기 화상신호가 입력되는 제 1 화소전극과 평면적으로 보아 중첩되며, 또 상기 신호선을 개재하고 상기 제 1 화소전극과 인접하는 제 2 화소전극과 평면적으로 보아 중첩되고, 상기 제 1 화소전극과 상기 신호선의 중첩영역은, 상기 제 2 화소전극과 상기 신호선의 중첩영역보다 면적이 큰, 표시장치.
제 1 항에 있어서,

평면적으로 볼 때, 상기 신호선의 적어도 일부는 상기 신호선으로부터 상기 화상신호가 입력되는 제 1 화소전극과 중첩되며, 상기 신호선은 상기 신호선을 개재하고 상기 제 1 화소전극과 인접하는 제 2 화소전극과 중첩되지 않는, 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화소전극과 상기 신호선 사이의 스위칭 제어를 실행하는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자를 개폐 제어하기 위한 주사신호가 공급되는 주사선을 추가로 구비하는, 표시장치.
제 1 항에 있어서,

보조용량을 형성하기 위한 보조용량선을 추가로 구비하는, 표시장치.
제 5 항에 있어서,

상기 주사선 형성영역은 열 방향으로 인접하는 상기 화소전극간 영역을 포함하는, 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 보조용량선 형성영역은 열 방향으로 인접하는 상기 화소전극간 영역을 포함하는, 표시장치.
제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 주사선과 동일 층에 형성된 차광층을 추가로 구비하는, 표시장치.
제 1 항에 있어서,

배선 및 전극 모두와 접촉하지 않는 차광층을 추가로 구비하는, 표시장치.
제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 주사선과 접속되는 차광층을 추가로 구비하는, 표시장치.
제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 보조용량선과 접속되는 차광층을 추가로 구비하는, 표시장치.
제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,

보조용량을 형성하기 위한 보조용량선과, 상기 보조용량선과 접속된 차광층을 추가로 구비하는, 표시장치.