KR20140026272A

KR20140026272A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20140026272A
Application number: KR1020130098409A
Authority: KR
Inventors: 지까에 마쯔이; 마사나오 야마모또; 노보루 구니마쯔; 히데히로 소노다
Original assignee: 가부시키가이샤 재팬 디스프레이
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-03-05
Also published as: JP6050985B2; US20140055701A1; CN103631062A; TWI504975B; JP2014041268A; US9304362B2; TW201413335A

Abstract

본 발명의 과제는, COA 방식을 이용한 IPS 액정 표시 장치에 있어서, DC 잔상을 조기에 소실시키는 것이다.
TFT 기판(100)측에 컬러 필터(102), 대향 전극(103), 층간 절연막(104), 화소 전극(106), 배향막(107)이 형성되고, 액정층(150)을 사이에 두고, 대향 기판(200)이 배치된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극(106)과 상기 층간 절연막(104)의 사이에는 Si 반도체층(105)이 형성되어 있다. 백라이트로부터의 광이 컬러 필터(102)에 의해 흡수되어, 배향막(107)에 광이 충분히 도달하지 않더라도, 배향막(107)의 아래에 형성된 Si 반도체층(105)에 의해, 배향막(107)에 축적된 전계를 조기에 화소 전극(106)으로 도망가게 할 수 있어, 이에 의해, 잔상을 조기에 소실시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 표시 장치에 관한 것으로, 특히 컬러 필터를 화소 전극이 형성되어 있는 기판에 형성한 경우의 잔상 현상의 대책을 세운 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 박형이며 경량이므로, TV 등의 대형 표시 장치로부터, 휴대 전화나 DSC(Digital Still Camera) 등, 다양한 분야에서 용도가 넓혀지고 있다. 한편, 액정 표시 장치에서는 시야각 특성이 문제이다. 시야각 특성은, 화면을 정면에서 본 경우와, 경사 방향에서 본 경우에, 휘도가 변화하거나, 색도가 변화하는 현상이다. 시야각 특성은, 액정 분자를 수평 방향의 전계에 의해 동작시키는 IPS(In Plane Switching) 방식이 우수한 특성을 갖고 있다.

종래의 액정 표시 장치에서는 화소 전극 및 박막 트랜지스터(TFT) 등이 매트릭스 형상으로 형성된 TFT 기판과, TFT 기판에 대향하여, TFT 기판의 화소 전극과 대응하는 장소에 컬러 필터 등이 형성된 대향 기판이 설치되고, TFT 기판과 대향 기판의 사이에 액정이 끼움 지지되어 있다. 그리고 액정 분자에 의한 광의 투과율을 화소마다 제어함으로써 화상을 형성하고 있다.

그러나 상기한 종래의 액정 표시 장치에서는, TFT 기판과 대향 전극을 정확하게 위치 정합해야 한다. 이를 위한 정합 공정은, 액정 표시 장치의 제조 비용을 상승시키게 된다. 또한, TFT 기판과 대향 기판과의 완전한 위치 정합은 불가능하므로, 설계적으로 위치 정합을 위한 여유도를 취한다. 이 여유도를 취하기 위해서는, 블랙 매트릭스의 면적을 크게 취할 필요가 있으므로, 액정 표시 패널의 투과율의 감소를 초래하고, 화면 휘도의 손실로 된다. 또한, 고정밀 화면의 형성에도 한계가 있다.

따라서, TFT 기판에 컬러 필터를 형성하는 기술이 개발되어 있다. TFT 기판에 컬러 필터를 만들어 넣으면, 예를 들어, 화소 전극과 컬러 필터와의 위치 정합은 포토리소그래피 공정에 의해 행할 수 있으므로, TFT 기판과 대향 기판과의 정합에 비교하여, 정밀도는 극단적으로 높다. 또한, 컬러 필터를 형성하는 공정은, 대향 기판에 형성하는 경우나 TFT 기판에 형성하는 경우나 마찬가지의 공정을 필요로 하므로, 컬러 필터를 형성하는 공정이 증가하는 일도 없다.

따라서, 컬러 필터를 TFT 기판에 만들어 넣는 방식(Color Filter on Array, 이후 COA)을 이용함으로써 제조 비용의 저감과, 액정 표시 장치의 투과율을 향상시키는 것에 의한, 화면 휘도의 향상을 도모할 수 있고, 또한, 고정밀한 화면을 실현할 수 있다.

한편, 액정 표시 장치에는, DC 잔상이라고 하는 현상이 있다. 이것은, 일정한 화상을 소정 시간 표시한 경우에, 배향막에 전하가 축적되고, 이 일정한 화상이 소정 시간, 화면에 번인되어 있는 듯이 보이는 현상이다. 이 DC 잔상의 시간은, 배향막의 전기 저항을 작게 함으로써 적게 할 수 있다.

액정 표시 장치에서는, 백라이트를 사용하고 있으므로, 배향막에 광 도전성의 재료를 사용함으로써, 동작 시의 배향막의 전기 저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 최근 대부분의 액정 표시 장치에 있어서는, 광 도전성의 배향막이 사용되고 있다. 배향막 재료로서 광 도전 특성을 나타내는 재료로서는, 예를 들어, 닛산 화학의 SE6414 등을 들 수 있다.

그러나 COA에 있어서는, 컬러 필터가 배향막보다도 백라이트측에 형성되어 있으므로, 종래에 비교하여, 배향막에 도달하는 백라이트의 광이 약하다. 따라서, 배향막에 충분한 광 도전성을 부여할 수 없고, 동작 시에 있어서의 배향막의 저항을 충분히 작게 할 수 없다. 따라서, COA에 있어서는, DC 잔상이 심각한 문제로 되어 있다.

배향막은 짧은(단) 파장의 광을 보다 많이 흡수한다. 짧은 파장의 광이 광 도전성에 기여하기 때문이다. 단파장에 있어서 투과율이 낮아지면, 배향막을 투과해 오는 광, 혹은, 액정 표시 패널을 투과해 오는 광은 장파장측의 광이 많아지고, 화상이 적색측으로 시프트한다고 하는 현상을 발생시킨다.

「특허문헌 1」에서는, 이것을 방지하기 위해, COA에 있어서의 컬러 필터의 두께를 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터의 순서로 두껍게 함으로써, 화면의 적색측으로의 시프트를 방지하고 있다. 혹은, 화소의 크기를 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터의 순서로 크게 함으로써 화면의 적색측으로의 시프트를 방지하고 있는 구성이 기재되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2011-237571호 공보

「특허문헌 1」에 기재된 구성은, 적색, 녹색, 청색의 화소마다 화소의 크기를 바꾸거나, 혹은, 컬러 필터의 두께를 바꿀 필요가 있다. 그리고 컬러 필터의 흡수 스펙트럼이 품종마다, 혹은, 컬러 필터의 재료마다 다르면, 각 컬러 필터의 두께의 비, 혹은, 각 컬러 필터의 면적의 비를 품종마다 혹은 컬러 필터의 재료마다 변화시킬 필요가 있어, 프로세스 부하가 크다.

도 9는 컬러 필터(102)가 대향 기판(200)측에 형성된 종래의 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 10은 도 9의 구성의 액정 표시 패널에 있어서, 배향막(107)의 비저항을, 백라이트를 OFF한 경우와 ON한 경우에 있어서 비교한 표이다. 도 9에 있어서, 컬러 필터(102)는 대향 기판(200)측에 형성되어 있으므로, 배향막(107)의 비저항에 대한 광 도전 특성은 컬러 필터(102)에 의한 차는 없다.

도 10에 있어서, 배향막 SE6414는, 백라이트를 OFF한 경우의 비저항은 10¹⁴Ω㎝이며, 백라이트를 ON한 경우의 비저항은 10¹²Ω㎝이다.

도 11은 컬러 필터(102)가 TFT 기판(100)측에 형성된 종래의 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 11에 있어서, TFT 기판(100)의 배선층(101) 상에 컬러 필터(102)가 형성되고, 그 위에 대향 전극(103), 화소 전극(106), 배향막(107) 등이 형성되어 있다. 도 11에 있어서, 대향 기판(200)에는, 블랙 매트릭스(201)와 오버코트막(202) 및 배향막(107)이 형성되어 있고, 컬러 필터(102)는 형성되어 있지 않다.

도 11에 있어서, TFT 기판(100)의 이면측으로부터 백라이트가 조사되지만, 이 구성은, 백라이트의 광이 컬러 필터(102)에 의해 흡수되므로, 배향막(107)에 충분한 광 도전성을 부여할 수 없다. 또한, 배향막(107)의 광 도전성은, 파장 의존성이 있으므로, 화소마다 배향막(107)의 광 도전 특성이 달라, 화면의 색 시프트가 발생하게 된다.

도 12는 백라이트를 조사한 경우에 있어서의 색마다의 광 도전 효과를 평가한 표이다. 도 12의 배향막에 있어서, 적색 화소와 녹색 화소의 경우에는, 백라이트를 조사해도 비저항은 거의 바뀌지 않는 것에 반해, 청색 화소는 비저항이 2자릿수 작아져 있다. 이것은, 잔상이 발생한 경우에 색 시프트가 발생하는 것을 나타내고 있다.

본 발명의 과제는, 컬러 필터를 TFT 기판(100)측에 배치한 COA 구성에 있어서, 배향막에 전하가 축적되는 것에 의한 잔상을 방지하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는, COA에 있어서, 색마다 컬러 필터(102)의 두께를 바꾸거나, 화소의 크기를 바꾸는 일 없이, 잔상의 색 시프트를 방지하는 구성을 실현하는 것이다.

본 발명은 상기 문제를 극복하는 것이며, 구체적인 수단은 다음과 같다.

(1) TFT 기판측에 컬러 필터, 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 층간 절연막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(2) TFT 기판측에 컬러 필터, 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 배향막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(3) TFT 기판측에 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 컬러 필터가 형성된 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 층간 절연막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(4) TFT 기판측에 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 컬러 필터가 형성된 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 배향막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

(5) 상기 Si 반도체층 대신에, 동등의 저항을 나타내는 산화물 반도체가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

본 발명에 따르면, 컬러 필터가 TFT 기판측에 형성된 COA 방식을 이용한 IPS 액정 표시 장치에 있어서, DC 잔상을 억제할 수 있다. 또한, 종래와 같이, 컬러 필터가 대향 전극측에 형성된 액정 표시 장치에 있어서, 광 도전 효과에 의존하지 않고, 배향막에 축적된 전하를 도망가게 할 수 있으므로, DC 잔상의 색 시프트를 억제할 수 있다. 사용하는 배향막에 대해서는, 러빙 배향막이나 광 배향막이어도 되고, 재료나 배향 프로세스에 한정되지 않는다.

도 1은 제1 실시예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 2는 제1 실시예의 동작을 도시하는 단면도.
도 3은 제2 실시예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 4는 제2 실시예의 동작을 도시하는 단면도.
도 5는 제3 실시예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 6은 제4 실시예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 7은 제5 실시예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 8은 제6 실시예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 9는 제1 종래예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 10은 제1 종래예에 있어서의 배향막의 광 도전 효과를 나타내는 표.
도 11은 제2 종래예의 액정 표시 패널의 단면도.
도 12는 제2 종래예에 있어서의 배향막의 광 도전 효과를 나타내는 표.

이하의 실시예에 의해 본 발명의 내용을 상세하게 설명한다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 1은 IPS 방식의 액정 표시 패널이며, 컬러 필터(102)가 TFT 기판(100)측에 형성된 COA 타입의 액정 표시 패널이다. 도 1에 있어서, 글래스로 형성된 TFT 기판(100) 상에 배선층(101)이 형성되어 있다. 배선층(101)은 TFT, 영상 신호선, 주사선 등을 포함하는 층을 말한다.

도 1에 있어서, 배선층(101) 상에 화소마다 적색 컬러 필터(102), 녹색 컬러 필터(102), 청색 컬러 필터(102)가 형성되어 있다. 컬러 필터(102) 상에는 평면 전체에 형성된 ITO(Indium Tin Oxide)에 의한 대향 전극(103)이 형성되어 있다. 대향 전극(103) 상에는, SiN에 의한 층간 절연막(104)이 형성되어 있다. 이 SiN막은 200℃ 정도의 저온 CVD에 의해 형성된다.

층간 절연막(104) 상에는, Si 반도체층(105)이 형성되고, 이것이 본 발명의 특징으로 되어 있다. Si 반도체층(105)은 진성의 반도체여도 되고, P 등을 도프한 반도체여도 된다. Si 반도체층(105)의 막 두께는 5㎚ 내지 100㎚이다.

Si 반도체층(105) 상에는 빗살 무늬형 전극인 화소 전극(106)이 ITO에 의해 형성되고, 그 위에 배향막(107)이 형성되어 있다. 배향막(107)의 저항이 크면, 배향막(107)에 전하가 오래 잔류하고, 이것이 잔상의 원인으로 된다. 잔상을 조기에 소실시키기 위해서는, 배향막(107)의 저항을 작게 하는 것 이외에, 배향막(107)의 하층에 형성되는 Si 반도체층(105)의 저항을 작게 함으로써 전하를 조기에 도망가게 할 수 있다.

도 1에 있어서, 액정층(150)을 사이에 두고, 대향 기판(200)이 배치되어 있다. 글래스로 형성된 대향 기판(200)에는 블랙 매트릭스(201)가 형성되고, 블랙 매트릭스(201)를 덮고 오버코트막(202)이 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(201)와 블랙 매트릭스(201)의 사이에는, 컬러 필터(102)는 형성되어 있지 않다. 오버코트막(202) 상에는 배향막(107)이 형성되어 있다.

도 2는 도 1의 구성에 있어서의 이 동작을 설명하기 위한 확대 단면도이다. 도 2에 있어서, 컬러 필터(102) 상에 ITO로 형성된 대향 전극(103)이 평면 전체에 형성되고, 그 위에 층간 절연막(104)이 SiN에 의해 형성되고, 그 위에 Si 반도체층(105)이 형성되고, 그 위에 빗살 무늬형의 화소 전극(106)이 ITO에 의해 형성되고, 이것을 덮고 배향막(107)이 형성되어 있다.

SiN에 의한 층간 절연막(104)은, 유기 재료인 컬러 필터(102)의 형성 후에 CVD에 의해 형성되므로, 컬러 필터(102)가 변질되는 것을 방지하기 위해, 200℃ 정도의 저온 CVD에 의해 형성된다. 층간 절연막(104) 상에 형성되는 Si 반도체층(105)은 a―Si에 의해 형성된다. SiN에 의한 층간 절연막(104)과 Si 반도체층(105)은 CVD에 의해 연속해서 형성되므로, 본 발명을 적용해도 프로세스에 대한 부하는 작다.

배향막(107)의 저항은, 10¹⁴Ω㎝ 정도로 극히 크므로, 배향막(107)에 축적된 전하는 화소 전극(106) 등으로 도망가는 데, 시간이 걸린다. 도 2에 있어서, 배향막(107)의 아래에 Si 반도체층(105)이 형성되어 있고, Si 반도체층(105)이 진성 반도체인 경우라도, 그 비저항은 배향막 재료보다도 1자릿수 이상 작다. 따라서, 배향막(107)에 백라이트로부터의 광이 충분히 도달하지 않아, 광 도전 효과를 충분히 발휘할 수 없더라도, 배향막(107)에 축적된 전하는, 하층의 Si 반도체층(105)을 개재하여 화소 전극(106)으로 도망갈 수 있어, 잔상을 조기에 소실시킬 수 있다.

배향막(107)의 두께는 50 내지 70㎚ 정도이므로, 배향막(107)의 두께 방향의 저항은 크지는 않다. 따라서, 배향막(107)의 표면으로부터 이동해 온 전하는, 하층의 Si 반도체층(105)을 통해 화소 전극(106)으로 빠르게 이동할 수 있고, 따라서, 잔상의 조기 소실에 연결된다. Si 반도체층(105)의 저항을 어느 정도로 하는 지에 의해 잔상의 소실 시간을 제어할 수 있지만, 이것은 Si 반도체층(105)의 두께와 Si 반도체층(105)에 P 등을 도프하거나, 혹은 하지 않음으로써 제어할 수 있다.

본 발명은, 배향막 자체의 저항값을 광 도전 효과에 의해 감소시키는 것은 아니므로, 배향막의 광 도전 효과는 크지 않아도 된다. 광 도전 효과에 의존하는 경우에는, 컬러 필터는 분광 특성을 가지므로, 배향막의 저항의 파장 의존성이 발생하고, 잔상에 있어서의 색 시프트가 일어난다. 본 발명은, 배향막의 광 도전 효과에 의존하는 것은 아니므로, 잔상의 색 시프트는 발생하지 않는다. 또한, 배향막은, 광 도전 효과를 고려하지 않고, 배향막의 목적에 맞는 최적의 재료 선택을 행할 수 있다.

본 실시예에 있어서의 구성이 종래 구성과 다른 점은, SiN에 의한 층간 절연막(104)을 형성한 후에, Si 반도체층(105)을 형성하고, 그 후, 화소 전극(106)을 형성하는 것이다. SiN은 소위 저온 CVD에 의해 형성되고, Si 반도체층(105)도 CVD에 의해 형성되므로, Si 반도체층(105)은 SiN에 의한 층간 절연막(104)을 CVD에 의해 데포지션한 후, 연속해서 형성할 수 있다. 따라서, 프로세스에 대한 부하는 작다.

제2 실시예

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 액정 표시 패널의 단면도이다. 컬러 필터(102)는 TFT 기판(100)측에 형성되어 있고, 대향 기판(200)측에는 형성되어 있지 않다. 도 3이 도 1과 다른 점은, 평면 전체에 형성된 대향 전극(103) 상에 SiN에 의한 층간 절연막(104)이 형성되고, 그 위에 빗살 무늬형의 화소 전극(106)이 형성되어 있지만, 화소 전극(106) 상에 Si 반도체층(105)이 형성되어 있는 점이다. 그리고 Si 반도체층(105) 상에 배향막(107)이 형성되어 있다.

도 3에 있어서, 잔상의 원인으로 되는 배향막(107) 상에 축적된 전하는, 배향막(107)의 아래에 형성된 Si 반도체층(105)을 개재하여 화소 전극(106)측으로 도망간다. Si 반도체층(105)은 배향막(107)에 비교하여 1자릿수 이상 비저항이 작으므로, 배향막(107) 상의 전하는, Si 반도체층(105)을 통해 조기에 소실하고, 잔상도 조기에 소실한다.

도 4는 도 3의 구성에 있어서의 동작을 설명하기 위한 확대 모식 단면도이다. 도 3에 있어서, 컬러 필터(102) 상에 ITO로 형성된 대향 전극(103)이 평면 전체에 형성되고, 그 위에 층간 절연막(104)이 SiN에 의해 형성되고, 그 위에 화소 전극(106)이 형성된다. 화소 전극(106)을 포토리소그래피에 의해 빗살 무늬형 전극으로 패터닝한 후, Si 반도체층(105)을 형성한다.

Si 반도체층(105)의 두께는, 5 내지 100㎚ 정도이지만, ITO에 의한 화소 전극(106)에 의해 전체적으로 단절을 발생시키는 두께에서는 동작상 문제이다. 단, 부분적인 단절은 허용할 수 있다. 화소 전극(106)과 Si 반도체층(105)이 도통을 취하고 있으면 되기 때문이다.

배향막(107)의 저항은, 10¹⁴Ω㎝ 정도로 극히 크므로, 배향막(107)에 형성된 전하는 화소 전극(106) 등으로 도망가는 데, 시간이 걸린다. 도 4에 있어서는, 도 2에서 설명한 것과 마찬가지로, 배향막(107)의 아래에 Si 반도체층(105)이 형성되어 있고, Si 반도체층(105)이 진성 반도체인 경우라도, 그 비저항은 배향막 재료보다도 1자릿수 이상 작다. 따라서, 배향막(107)에 백라이트로부터의 광이 충분히 도달하지 않아, 광 도전 효과를 충분히 발휘할 수 없더라도, 배향막(107)에 축적된 전하는, 하층의 Si 반도체층(105)을 개재하여 화소 전극(106)으로 도망갈 수 있어, 잔상을 조기에 소실시킬 수 있다. Si 반도체층(105)의 저항을 어느 정도로 하는 지에 의해 잔상의 소실 시간을 제어할 수 있지만, 이것은 Si 반도체층(105)의 두께와 Si 반도체층(105)에 P 등을 도프하거나, 혹은 하지 않음으로써 제어할 수 있다.

본 실시예에 있어서도, 배향막에 축적된 전하는, 배향막 자체의 광 도전 효과에 의한 저저항화에 의존하는 것이 아니라, 하층에 형성된 Si 반도체층에 의존하므로, 컬러 필터의 분광 특성에 영향을 받는 잔상의 색 시프트를 억제할 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 층간 절연막(104)을 형성한 후, ITO를 데포지션하고, 포토리소그래피를 이용하여 패터닝하여 화소 전극(106)을 형성한다. 그 후, Si 반도체층(105)을 CVD에 의해 데포지션한다. 즉, 층간 절연막(104)을 CVD에 의해 데포지션하고, 화소 전극(106)으로 되는 ITO를 성막한 후, 진공 중으로부터 TFT 기판(100)을 외기에 노출하고, ITO의 패터닝을 행한다. 그 후 다시, CVD에 의해 Si 반도체층(105)을 데포지션하게 된다.

이와 같이, 프로세스에 대한 부하는, 제1 실시예에 비교하여 제2 실시예의 쪽이 크다. 그러나 효과는 마찬가지이다.

제3 실시예

도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 5에 있어서, 글래스로 형성된 TFT 기판(100) 상에 배선층(101)이 형성되어 있다. 배선층(101)은, TFT, 영상 신호선, 주사선 등을 포함하는 구성이다. 배선층(101) 상에 유기 패시베이션막(108)이 형성되고, 그 위에 ITO에 의해, 평면 전체에 대향 전극(103)이 형성되어 있다. 대향 전극(103) 상에는 SiN으로 형성된 층간 절연막(104)이 형성되고, 그 위에 Si 반도체층(105)이 형성되어 있다. Si 반도체층(105) 상에 빗살 무늬형의 화소 전극(106)이 형성되고, 이것을 덮고 배향막(107)이 형성되어 있다. 여기서, 층간 절연막(104)을 구성하는 SiN은 CVD에 의해 형성되지만, 유기 패시베이션막(108)을 형성한 후에 형성되므로, 200℃ 정도의 소위 저온 CVD에 의해 형성된다.

도 5에 있어서, 글래스로 형성된 대향 기판(200)에는, 블랙 매트릭스(201)와 컬러 필터(102)가 형성되고, 블랙 매트릭스(201)와 컬러 필터(102)를 덮고 오버코트막(202)이 형성되어 있다. 오버코트막(202)을 덮고 배향막(107)이 형성되어 있다.

도 5의 구성은, 종래와 같이, 컬러 필터(102)는 대향 기판(200)에 형성되어 있다. 즉, 백라이트로부터의 광은 컬러 필터(102)에 의해 차단되는 일은 없다. 그러나 도 5에 나타내는 바와 같은 종래예에 있어서도, 배향막(107)에 전하가 축적되어 잔상을 야기하는 것은 마찬가지이다. 종래의 구성에서는, 배향막(107)에 광 도전 효과를 갖는 재료를 사용하여 배향막(107)의 저항을 낮추는 것이 행해지고 있다.

그러나 종래예에 있어서도, 광 도전 효과에 의한 배향막(107)의 저항의 감소에는 한도가 있다. 따라서, 배향막(107)을 2층 구조로 하여, 배향성은 높지만 저항률이 높은 배향막의 층을 상층으로 하고, 하층에는, 상층보다는 저항률이 낮은 배향 재료를 사용하는 것이 행해져 왔다. 이 방법은, 1회의 배향막 재료의 도포에 의해, 2층의 배향막을 형성하는 프로세스에 적합한 재료를 합성할 필요가 있어, 배향막 재료로서의 자유도가 손상된다고 하는 문제가 있었다.

도 5에 나타내는 본 발명에서는, 빗살 무늬형의 화소 전극(106)의 아래에 Si 반도체층(105)을 형성하고, 화소 전극 상에 배향막(107)을 형성하고 있다. Si 반도체층(105)의 비저항은 진성 반도체라도, 배향막의 비저항보다도 1자릿수 이상 작다. 따라서, 배향막(107)에 대하여 광 도전 효과를 발생시킬 것까지도 없이, 배향막(107)에 축적된 전하를 화소 전극(107)으로 조기에 도망가게 할 수 있다. 즉, 백라이트로부터 광의 강도에 관계없이, 안정적으로 배향막(107)에 축적된 전하를 조기에 화소 전극 등으로 도망가게 할 수 있다.

배향막(107)에 축적된 전하가 어떻게 하여, 화소 전극(106)으로 조기에 도망갈 수 있는지는, 도 2에 도시한 단면 모식도에 의해 설명한 것과 마찬가지이다. 또한, Si 반도체층(105)의 막 두께, 비저항, 도핑의 필요 여부 등도 제1 실시예의 도 2에서 설명한 것과 마찬가지이다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 종래와 같이, 컬러 필터(102)를 대향 기판(200)측에 형성한 구성의 액정 표시 패널이라도, 잔상을 안정적으로 조기에 소실시킬 수 있다.

본 실시예에 있어서도, 층간 절연막(104)을 형성하는 SiN은 CVD에 의해 형성되고, Si 반도체층(105)도 CVD에 의해 형성되므로, Si 반도체층(105)은 SiN을 CVD에 의해 데포지션한 후, 연속해서 형성할 수 있다. 따라서, 프로세스에 대한 부하는 작다.

제4 실시예

도 6은 본 발명에 따른 제4 실시예에 의한 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 6도 도 5와 마찬가지로, 컬러 필터(102)는 종래와 같이 대향 기판(200)측에 형성되어 있다. 도 6에 도시하는 구성이 도 5에 도시하는 구성과 다른 점은, 화소 전극(106) 부근의 단면도이다. 도 6에 있어서, 빗살 무늬형의 화소 전극(106)은 층간 절연막(104) 상에 형성되어 있다. 화소 전극(106) 상에는 Si 반도체층(105)이 형성되고, Si 반도체층(105) 상에 배향막(107)이 형성되어 있다.

이 구성에 있어서도, Si 반도체층(105)의 비저항은, 배향막(107)의 비저항보다도 1자릿수 이상 작으므로, 배향막(107)에 축적된 전하는, Si 반도체층(105)을 통해, 조기에 화소 전극(106) 등으로 도망가게 할 수 있다. 따라서, 잔상 감소를 조기에 소실시킬 수 있다.

도 6의 구성에 있어서, 배향막(107)에 축적된 전하가 어떻게 하여 화소 전극(106)으로 도망가는지는, 도 4를 사용하여 제2 실시예에 있어서 설명한 것과 마찬가지이다. 또한, 도 6의 화소 전극(106) 부근의 형성 프로세스도 도 4에 있어서 설명한 것과 마찬가지이다. 본 실시예에 따르면, 배향막(107)을 2층 구조로 하고, 광 도전 효과를 이용한 구성은 아니므로, 백라이트로부터의 광의 강도에 관계없이, 배향막(107)에 축적된 전하를 화소 전극(106)으로 조기에 도망가게 할 수 있어, 잔상 효과를 조기에 소실시킬 수 있다.

이상의 실시예에서는, 하층에 평면 전체에 대향 전극(103)이 형성되고, 그 위에 층간 절연막(104)이 형성되고, 그 위에 빗살 무늬형의 화소 전극(106)이 형성되어 있는 구성이지만, 본 발명은 이것으로 한정하지 않고, 하층에 평면 전체에 화소 전극(106)이 형성되고, 그 위에 층간 절연막(104)이 형성되고, 그 위에 빗살 무늬형의 대향 전극(103)이 형성되어 있는 구성에 대해서도 적용할 수 있다.

제5 실시예

도 7은 본 발명에 따른 제5 실시예에 의한 액정 표시 패널의 단면도이다. 컬러 필터(102)는 TFT 기판(100)측에 형성되어 있고, 대향 기판(200)측에는 형성되어 있지 않다. 도 7이 도 1과 다른 점은, 배향막(107)의 아래에 형성된 Si 반도체층 대신에, 동등의 저항을 나타내는 산화물 반도체층(109)이 형성되어 있는 점이다. 산화물 반도체로서는, ITO 등을 들 수 있다. 산화물 반도체층(109)의 저항을 어느 정도로 하는지에 의해 잔상의 소실 시간을 제어할 수 있지만, 이것은 산화물 반도체층(109)의 두께와, 제막 시의 산소 농도에 의해 제어할 수 있다.

도 7에 나타내는 실시예에 있어서는, 층간 절연막(104) 상에 형성되는 산화물 반도체층(109)은 ITO에 의해 형성된다. 산화물 반도체층(109)과 화소 전극(106)은 스퍼터링에 의해 연속해서 형성되므로, 본 발명을 적용해도 프로세스에 대한 부하는 작다.

제6 실시예

도 8은 본 발명에 따른 제6 실시예에 의한 액정 표시 패널의 단면도이다. 도 8은 도 5와 마찬가지로, 컬러 필터(102)는 종래와 같이 대향 기판(200)측에 형성되어 있다. 도 8에 도시하는 구성이 도 5에 도시하는 구성과 다른 점은, 배향막(107)의 아래에 형성된 Si 반도체층 대신에, 동등의 저항을 나타내는 산화물 반도체층(109)이 형성되어 있는 점이다. 산화물 반도체로서는, 도 7과 마찬가지로, ITO 등을 들 수 있다. 배향막(107)에 축적된 전하가 어떻게 하여, 화소 전극(106)으로 조기에 도망갈 수 있는지는, 도 2에 도시한 단면 모식도에 의해 설명한 것과 마찬가지이다. 산화물 반도체층(109)의 막 두께, 비저항, 제막 조건 등은 제5 실시예의 도 7에서 설명한 것과 마찬가지이다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 종래와 같이, 컬러 필터(102)를 대향 기판(200)측에 형성한 구성의 액정 표시 패널이라도, 잔상을 안정적으로 조기에 소실시킬 수 있다.

또한, 이상의 실시예에 있어서 배향막 재료는 러빙 배향막이나 광 배향막이어도 되고, 재료나 배향 프로세스에 한정되지 않고 본 발명을 적용할 수 있다.

100 : TFT 기판
101 : 배선층
102 : 컬러 필터
103 : 대향 전극
104 : 층간 절연막
105 : Si 반도체층
106 : 화소 전극
107 : 배향막
108 : 유기 패시베이션막
109 : 산화물 반도체층
150 : 액정층
200 : 대향 기판
201 : 블랙 매트릭스
202 : 오버코트막
300 : 액정층
301 : 액정 분자
1000 : TFT

Claims

TFT 기판측에 컬러 필터, 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치로서,
상기 화소 전극과 상기 층간 절연막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
TFT 기판측에 컬러 필터, 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치로서,
상기 화소 전극과 상기 배향막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
TFT 기판측에 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 컬러 필터가 형성된 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치로서,
상기 화소 전극과 상기 층간 절연막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
TFT 기판측에 대향 전극, 층간 절연막, 화소 전극, 배향막이 형성되고, 액정층을 사이에 두고, 컬러 필터가 형성된 대향 기판이 배치된 액정 표시 장치로서,
상기 화소 전극과 상기 배향막의 사이에는 Si 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Si 반도체층은 a―Si인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 Si 반도체층의 두께는 5㎚ 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.