KR0123445B1 - 액정표시장치 - Google Patents

액정표시장치

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사토 후미오
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Abstract

본 발명의 액정표시장치는 신호선의 양측에 각각의 박막트랜지스터의 소스영역에 접속되어 배치된 한쌍의 화소전극과, 이 한쌍의 화소전극사이에 배치되는 연장영역을 구비한 보조용량선과, 보조용량선과 상기 신호선 사이에 배치된 제1의 신호유지용 절연막을 구비하여 구성된다.
본 발명의 액정표시장치에 의하면 개구율을 저하시키는 일 없이 또 표시영역내부에 신호전위 유지용량의 일부 또는 전부가 형성됨에 의해 소형화를 달성할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치
제1도는 본 발명의 한 실시예의 액정표시장치의 등가 회로도.
제2도는 제1도에 있어서, 액정표시장치의 개략 정면도.
제3도는 도면 앞면에서 제2도에 있어서 액정표시장치의 A-A'선, B-B선에 따라 절단한 개략 단면도.
제4도는 제2도에 있어서 액정표시장치의 C-C'선에 따라 절단한 개략 단면도.
제5도는 종래의 액정표시장치의 등가회로도를 도시한 도면.
제6도는 종래의 액정표시장치의 개략 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 제1의 전극기판 111 : 신호선
113 : 주사선 121 : TFT
131 : 소스연장영역 141 : 게이트 절연막
143 : 제1의 화소용량용절연막 151 : 화소전극
161 : 제1의 층간절연막 163 : 제1의 신호유지용절연막
165 : 제1의 화소용량용절연막 171 : 제2의 층간절연막
211 : 보조용량선 301 : 제2의 전극기판
313 : 차광층
본 발명은 한쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 있는 액정표시장치에 관한 것으로 특히 각 표시화소에 선택적으로 구동전압을 인가하기 위한 스위치 소자가 설치되어 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
복수의 표시화소가 매트릭스 상으로 배치되고 각 표시화소에 선택적으로 영상신호전압을 인가하기 위한 스위치 소자가 설치되어 이루어진 액정표시장치는 경량, 저 소비전력, 크로스토크가 없는 양호한 표시영상을 얻을 수 있다.
그리고 최근에는 각 표시화소의 미세피치화에 따라 액정패널과 구동회로와의 접속의 번거로움을 해소하고 동일기판상에 구동회로가 일체로 형성된 액정표시장치가 주목을 받고 있다.
이와같은 각 표시화소의 미세 피치화에 대처해 높은 개구율을 확보하는가가 액정표시장치에 대한 커다란 기술문제가 되고 있다.
이와같은 미세 피치화에 대해 높은 개구율의 확보가 가능한 액정표시장치가 예를들면「SID 90 DIGEST P315-P318 iNew Technologies for Compact TFT LCDSwith High-Aperture Ratio」에 개시되어 있다.
이하에 등가회로도를 도시한 제5도, 개략정면도를 도시한 제6도를 참조하여 간단히 설명한다. 이 액정표시장치(901)는 일체적으로 구동회로부가 형성된 매트릭스 어레이 기판(도시하지 않음)과 대향기판(도시하지않음)과의 사이에 액정층(803)이 유지되어 이루어져 있다. 매트릭스 어레이 기판은 절연기판(도시하지 않음)위에 제6도에 도시한 것처럼 복수체의 주사선(713a)(713b)과 복수개의 신호선(711)이 매트릭스 상으로 배치되어 있고, 각 교점부분에 스위치 소자로서 박막트랜지스터(이 하 TFT로 약칭)(721a)(721b)를 통해 화소전극(751a)(751b)가 배치되어 있다.
이 액정표시장치(901)는 2개의 주사선(713a)(713b)가 1조로서 근접배치되어 있다. 또 주사선(713a)(713b)을 통하지 않고 신호선(711)에 따라 가까운 화소전극(751a)(751b)에 공통적인 보조용량선(821)이 설치되어 있다.
이와같은 구성을 채용함에 따라 첫 번째로 보조 용량선(821) 수를 종래의 약 반수로 감소하고 두 번째로 근접배치된 1단위의 주사선(713a)(713b)에 접속된 1단위의 TFT(721a)(721b)와 신호선(711)과의 접속을 공통화 함에 따라 보다 콘택트홀(73)수도 약 반수로 감소할 수 있다.
그런데 점순차 구동, 즉 영상신호를 각 신호선(711)에 순차 또는 복수개의 신호선(711)으로 이루어진 블록마다 순차인가 하는 액정표시장치(901)에 있어서는, 각 신호선(711)에 인가된 영상신호를 예를들면 1수평주사기간인 소정기간 유지하기 위해 각 신호선(711)에 접속된 신호 유지용량(Cv)을 형성할 필요가 있다.
상술한 바와같이 종래의 액정표시장치(901)에 있어서는 표시영역 내부에 형성된 화소전위유지용량(Cv)은 신호선(711)과 주사선(713a)(713b)와의 교차부분과 신호선(71)과 보조용량(821)과의 작은 교차부분밖에 없다. 따라서 이와 같은 액정표시장치(901)에서는 표시영역 주변에 충분한 신호전위 유지용량(Cv)을 형성할 필요가 있었다.
그렇지만 표시영역 주변에 충분한 신호전위 유지용량(Cv)을 형성하기 위해서는, 신호 전위 유지용량용의 큰 전극 면적이 필요해지고 장치의 대형화를 초래한다.
이와같은 것은 액정표시장치의 고정밀화에 따라 한층 뚜렷해진다. 즉 화소피치가 작아짐에 따라서 신호선(711)사이가 좁아지는 것에도 불구하고, 필요한 신호전위 보조용량(Cv)은 종래와 같은 정도이다. 이 때문에 신호선(711)에 따른 방향에 신호 전위유지용량용의 각 전극을 형성시킬 수 없고 한층 장치의 대형화를 초래하기 때문이다.
또 액정표시장치(901)의 표시영역 주변에서 한쌍의 전극기판을 시일(seal)제에 의해 밀봉하는 경우에는 씰제중에 포함된 유리제의 화이버 등에 의해 신호 유지 용량용의 전극이 파괴되는 일도 있다.
본 발명은 상술한 기술과제에 대처해 이루어진 것으로 표시 영역의 개구율을 손상되지 않게 충분한 신호 전위 용량을 구비한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
청구항 1에 기재된 액정표시장치는 소스 영역 및 드레인 영역과, 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 좁혀진 활성 영역을 구비한 복수의 박막트랜지스터와, 신호선 구동회로에서 영상신호를 각각의 상기 박막트랜지스터의 상기 드레인 영역에 공급한 복수개의 신호선과, 상기 신호선의 양측에 각각의 상기 박막트랜지스터의 소스 영역에 접속되어 배치된 한쌍의 화소전극과, 상기 한쌍의 화소전극사이에 배치된 보조용량선과, 상기 보조용량선과 상기 신호선 사이에 적층된 신호 유지용 절연막을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
또 청구항 17에 기재된 액정표시장치는 소스 영역 및 드레인 영역과, 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 좁혀진 활성 영역을 구비한 복수의 박막트랜지스터와, 신호선 구동회로에서의 영상신호를 각각의 상기 박막트랜지스터의 상기 드레인 영역에 공급하는 복수개의 신호선과, 상기 신호선의 양측에 각각의 상기 박막트랜지스터의 소스 영역에 접속되어 배치된 한쌍의 화소전극과, 상기 소스연장 영역에서 한쌍의 상기 화소 전극사이에 이어진 소스연장 영역과, 상기 소스연장 영역의 표면에 배치된 화소 용량용 절연막과, 상기 화소 용량용 절연막을 통해서 상기 소스연장 영역을 피복하는 보조 용량선과, 상기 보조 용량선과 상기 신호선의 사이에 적층된 신호 유지용 절연막을 구비한 것을 특징으로 한다.
전술한 바와같이 본 발명의 액정표시장치에 의하면 신호선의 양측에 배치된 한쌍의 화소전극사이에 제1의 신호유지용 절연막을 통해 신호선과 보조용량선이 배치되어 있기 때문에 표시 영역내부에 충분히 커다란 신호유지용량(Cv)을 형성할 수 있다.
그리고 신호선 폭 또는 제1의 신호유지용 절연막의 막두께 또는 재료등을 적절히 선택함에 의해 표시영역외에 신호 전위 보조용량(Cv)을 형성할 필요가 없고, 표시 영역내부에만 신호 전위 유지용량(Cv)에서 형성하는 것도 가능하다.
이에따라 신호전위 유지용량(Cv)의 시일제에 의한 파괴의 문제 또는 장치의 대형화 문제 등을 일거에 해결할 수 있다.
또 상술한 바와같이 한쌍의 화소 전극 사이의 표시에 기여하지 않는 영역을 이용해 신호전위 유지용량(Cv)을 형성하고 있기 때문에 종래에 비해 개구율이 크게 저하하는 일도 없다.
이하 본 발명의 한 실시예를 투사형 하이비젼 TV 용도에 이용되어 점순차 구동된 액정표시장치(501)를 예로들어 도면을 참조해 상세히 설명한다.
이 액정표시장치는 제3,4도에 도시한 바와같이 한쌍의 전극기판(101)(301)사이에 폴리이미드로 이루어진 배향막(271)(331)을 통해 액정층(401)이 유지되어 구성되어 있다. 제1의 전극기판(101)은 제1도에 도시한 바와같이 표시영역(281)과, 이 표시영역(281)주변에 형성된 신호선 구동회로(291), 주사선 구동회로(293), 대향전극 구동회로(295)를 구비하고 있다. 또 도시하지 않았지만 상술한 신호선 구동회로(291)는 시프트레지스터와 시프트레지스터의 출력에 기초해 입력된 영상신호를 샘플링하여 유지하는 샘플홀드회로에 의해 구성되고, 또 주사선구동회로(203)는 주사신호를 순차 전송하는 시프트레지스트에 의해 구성되어 있다.
표시 영역(281)에는 신호선 구동회로(291)에 접속되고 상호 평행으로 소정의 사이를 두고 배치된 복수개의 신호선 Xi((=1.2mm)(111), 주사선 구동회로(293)에 접속되고 2개를 1조로서 근접 배치되어 신호선(111)과 대략 직교하고 상호 평행으로 배치된 복수개의 주사선 Yj=(=j=1,2…n)(113)이 배치되어 있다.
그리고, 1조의 주사선(113)의 한편의 주사선(113a) 및 신호선(11)의 교점 부분에 배치된 TFT(121a)를 개입시켜 ITO(인듐-주석-산화물)로 구성된 제1화소전극(151a)이, 다른 한편의 주사선(113b) 및 신호선(111)의 교점부분에 배치된 TFT(121b)를 개입시켜 ITO로 구성된 제2화소전극(151b)가 배치되어 있다. 또한, 1조의 주사선(113a,113b)을 통하는 일없이 신호선(111)을 따라 인접하는 제1, 제2화소전극(151a,151b)사이에는 제1,2화소전극(151,151b)에 전기적으로 병렬로 접속되는 화소전위 유지용량(Cs)을 형성하기 위하여, 소정의 전위에 접속되고, 하나로 형성된 보조용량선(211)이 주사선(113)과 대략 평행하게 배치되고 있다.
제2전극기판(301)은 제3도에 도시된 바와같이, 투명한 석영기판(303)상에 주사선(113a,113b)과 대략 평행하게 펴지는 크롬(Cr)등의 금속으로 구성된 스트라이프상의 차광층(311)이 1조의 주사선(113a,113b) 및 TFT(121a,121b)위를 차광하도록 배치되어 있다. 또한, 제2전극기판(301)은 ITO로 구성된 대향전극(321), 이위에 배치된 배향막(331)을 구비하여 구성되고 있다.
그리고, 제1전극기판(101) 및 제2전극기판(301)은 스페이서(도시되지 않음)를 통하여 소정의 간격으로 제어되고, 표시 영역(281) 및 구동회로(291,293,295)의 사이에 설치된 시일제(도시되지 않음)에 의해 액정층(401)을 유지하고 있다. 다음에, 이 액정표시장치(501)의 제1전극기판(101)의 개략 정면도를 표시한 제2도, 상기 제2도에 있어서 A-A'선 및 B-B'선을 따라 절단한 액정표시장치(501)의 개략 단면도, C-C'선을 따라 절단한 개략 정면도를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
[TFT 부분]
우선, 상기 액정표시장치(501)의 TFT(121a,121b)부분에 대하여 상세히 설명한다.
상기 액정표시장치(501)의 제1전극기판(101)은 제3도에 표시된 바와 같이 투명한 석영기판(103)위에 1300Å 막두께인 섬형상의 다결정 실리콘막(120)을 구비하고 있다.
각 다결정 실리콘막(120)은, 1조의 주사선(113a,113b)을 통하여 인접하는 제1화소전극(151a), 제2화소전극(151b)의 각각에 접속되는 1조의 TFT(121a,121b)를 구성하기 위하여 제3도에 표시한 바와같이 소스 영역(123a,123b), 드레인 영역(125a,125b), 소스 영역(123a,123b) 및 드레인 영역(125a,125b)에 좁혀진 활성영역(127a,127b), 또한 드레인 영역(125a,125b)사이를 접속하는 드레인 접속 영역(129)을 구비하고 있다.
이 다결정 실리콘막(120)의 활성 영역(127a,127b)위에는, 각각 다결정 실리콘막(120)이 열산화(熱酸化)되어 이루어진 1000Å의 게이트 절연막(141a,141b)이 배치되어 있다. 그리고 이 게이트 절연막(141)위에는 주사선(113a,113b)으로부터 연장된 게이트 전극(115a,115b)이 배치되어 있다. 이 게이트 전극(115a,115b)은 주사선(113a,113b)과 동일하게 불순물이 도핑된 1500Å의 막두께인 폴리실리콘(p-Si) 및 2500Å의 막두께인 WSix의 2층구조로 이루어져 있다.
이위에, 제1층간 절연막(161), 신호선(111)이 순차배치되어 있다. 그리고, 다결정 실리콘막(120)의 드레인 접속영역(129) 및 신호선(111)이 콘택트홀(130)을 통해 접속되어 있다.
또한, 이 신호선(111)위에는 제2위층간 절연막(171)이 배치되고, 이위에 ITO로 구성된 화소전극(151a,151b)이 배치되어 있다. 그리고, 각 화소전극(151a,151b) 및 다결정 실리콘막(120)의 소스 영역(123a,123b)은 각각 콘택트홀(160)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
이와같이, 본 실시예에 있어서, 1조의 주사선(113a,113b)를 개입시켜 인접하는 제1, 제2화소전극(151a,151b)에 각각 접속되는 1조의 TFT(121a,121b)는 공통의 다결정 실리콘막(120)에 따라 형성되어 있고, 게다가 1조의 TFT(121a,121b)는 드레인 접속영역(129)을 통하여 공통 콘택트홀(130)에 따라 신호선(111)에 접속되어 있다.
이와같은 구성으로 함에따라, 표시영역(281)내에 형성된 TFT(121a,121b) 및 신호선(11)의 전기적 접속을 위한 접속구멍(130) 수를 TFT(121a,121b)수의 반수로 줄일 수 있으며 이에따라 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 제2도에 표시한 바와같이, 다결정 실리콘막(120)의 활성 영역(127a,127b)에 비하여 폭이 넓은 신호선(111)이 제1의 층간 절연막(161)을 개입시켜 활성 영역(127a,127b)을 차광하도록 활성 영역(127a,127b)위에 배치되어 있다. 따라서, 액정층(401) 및 제2전극기판(301)의 경계면에서의 반사광이 TFT(121a,121b)에 조사되는 것을 방지하는 차광층등을 TFT(121a,121b)위에 별도로 설치할 필요가 없고, TFT(121a,121b)의 광누출을 방지할 수 있어서 양호한 표시화상을 얻을 수 있다.
[화소전위 유지용량부]
상술한 다결정 실리콘막(120)은, 각 소스 영역(123a,123b)으로부터 서로 상반하는 방향으로 각 소스 영역(123a,123b)에 접속된 화소전극(151a,151b)을 둘러싸도록 연장된 소스연장 영역(131a,131b)을 구비하고 있다.
상기 다결정 실리콘막(120)의 소스연장 영역(131a,131b)의 상부 영역(135a,135b) 및 측부 영역(137a,137b) 각각에는 게이트 절연막(141a,141b)과 똑같이 다결정 실리콘막(120)이 열산화되어 이루어진 제1의 화소용량용 절연막(143a,143b)이 배치되어 있다.
그리고, 보조용량선(211)은, 1조의 주사선(113a,113b)을 개입시키지 않고 신호선(111)방향으로 인접배치되는 제1화소전극(151a) 및 제2화소전극(151b)의 사이에 일체적으로 배선되어 제1의 화소용량용 절연막(143a,143b)을 개재시켜 소오스 연장영역(131a,131b)를 피복하도록 하여, 주사선(113)과 대략 평행한 방향으로 스트라이프 형상으로 연장되어 배치되고 있다.
또한, 이 보조용량선(211)은 1조의 주사선(113a,113b)을 통하지 않고 신호선(111)방향에 인접배치되는 제1화소전극(151a) 및 제2화소전극(151b)사이에 각각 연장된 소오스 연장영역(131a,131b)을 피복하는 연장영역(213)을 구비하고 있다.
그리고, 이 보조용량선(211)은, 주사선(113) 및 게이트전극(115a,115b)과 동일재료로 이루어지고, 소정의 전위로 접속되어 있다. 또한, 보조용량선(211)은, 각 화소전극(151a,151b)과 상술한 제1, 제2층간 절연막(161,171)과 동일하게 형성된 제2, 제3화소용량용 절연막(165,175)를 개입시켜 일부 중복하는 중복 영역(221a,221b)을 구비하고 있다.
이와같이 보조용량선(211)을 구성함에 따라 주사선(113)수에 비교하여 보조용량선(211)수를 대략 반수로 줄일 수 있어서, 이것에 따라 향상시킬 수 있다.
또한, 각 화소전극(151a,151b)에는 소오스 연장 영역(131a,131b)의 상부 영역(135a,135b)을 한편의 전극으로 하여 보조용량선(211)을 다른쪽의 전극으로 하여 형성된 제1화소전위 유지용량(Cst)외에 소스연장 영역(131a,131b)의 측부 영역(137a,137b)을 한편의 전극으로 하여 보조용량선(211)을 다른쪽의 전극으로 하여 형성되는 제2의 화소전위 유지용량(Css)이 전기적으로 병렬로 접속된다. 또한, 각 화소전극(151a,151b)을 한편의 전극으로 하여 보조용량선(211)의 중복 용역(211a,221b)을 다른쪽의 전극으로하여 형성되고 또한 구성된 제3화소전위 유지용량(Csp)이 각 화소전극(151a,151b)에 전기적으로 병렬로 접속된다.
따라서, 보조용량선(211)을 따라 차광되는 영역과 비교하여 충분히 큰 화소전위 유지용량(Cs)을 각 화소전극(151a,151b)에 전기적으로 병렬로 형성할 수 있어서, 이에따라 인접하는 화소전극(151a,151b)의 영향을 방지할 수 있다.
그리고, 상술한 바와같이, 소스연장 영역(131a,131b)을 다결정 실리콘막(120)에 따라 각 소스 영역(123a,123b)과 일체적으로 형성하는 경우 소스연장 영역(131a,131b)도 소스 영역(123a,123b)과 동일한 형상으로 불순물을 주입함에 따라낮게 저항화할 필요가 있다. 그러나, 소스연장 영역(131a,131b)위에는 보조용량선(211)이 배치되기 때문에 소스 영역(123a,123) 또는 드레인 영역(125a,125b)과 동일한 형상으로 낮은 저항화를 행하는 것이 곤란하다. 따라서, 이 실시예에서는, 다결정 실리콘막(120)을 형성한 후, 불순물을 주입함에 따라 우선 소스연장 영역(131a,131b)을 형성한다. 그리고, 게이트 절연막(141a,141b) 및 제1화소용량용 절연막(143a,143b)을 상술한 것과 같이 다결정 실리콘막(120)의 열산화에 따라 형성한 후, 게이트 전극(115a,115b) 및 보조용량선(211)을 배치하여, 게이트 전극(115a,115b) 및 보조용량선(211)을 마스크로 하여 다시 불순물을 주입하고, 소스 영역(123a,123b), 드레인 영역(125a,125b), 그리고 각 소스 영역(123a,123b) 및 드레인 영역(125a,125b)에 좁혀진 활성 영역(127a,127b)을 형성했다.
이 소스연장 영역(131a,131b)을 형성한 경우는, 불순물 주입량으로서는 1×1017~5×1018/㎤ 정도가 바람직스럽다. 제1화소용량용 절연막(143a,143b)을 형성할 때에 도핑량이 너무 많으면, 그 막두께가 TFT(121a,121b)의 활성 영역(127a,127b)위의 게이트 절연막(141a,141b)의 막두께보다 두꺼워지게 되어 필요한 화소전위 유지용량(Cs)을 얻을 수 없다. 또한, 도핑량이 너무 적어지면, 이번에는 원하는 화소전위 유지용량(Cs)의 확보가 곤란해진다.
그래서, 게이트 절연막(141a,141b) 및 제1화소용량용 절연막(143a,143b)을, 상술한 열산화로 변화시켜 동시에 CVD법등의 성막으로 형성하는 방법을 이용하여 형성함에 따라, 화소전위 유지용량(Cs)을 형성해야할 부분에는 충분한 양의 불순물을 주입하여 낮은 저항화 하는 것만으로도 좋아지고, 소자간 특성의 다름이 억제되어 제조시 가공했을때의 원료에 대한 제품의 비율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예와 동일하게, 소스연장 영역(131a,131b)을 피복하기 위하여 충분한 폭을 가진 보조용량선(211)을 설치하는 것은, 보조용량선(211)에의 전압공급 속도를 줄이는데도 기여하고 있다. 즉, 화소전위 유지용량(Cs)을 크게하는 것은, 보조용량선(211) 자체의 배선용량을 크게하는 것을 의미한다. 따라서 화소전위 유지용량(Cs)을 크게 하기 위해서는, 보조용량선(211)의 시이트 저항 및 배선저항을 줄일 필요가 있다. 이와같은 것은, 하이비젼 대응의 경우와 같이 다수의 화소전극(151)수를 필요로 하는 경우, 특히 중요하다. 그 때문에, 상기 실시예에서는, 인(P) 이온이 도핑되어 이루어진 다결정 실리콘 및 WSix의 2층 구조인 보조용량선(211)을 이용하여 배선의 낮은 저항화도 이루어지고 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 상술한 이유로부터, 보조용량선(211)을 게이트 전극(115A,115B), 주사선(113a,113b)와 동일하게 불순물이 도핑된 1500Å의 막두께인 폴리실리콘(p-Si) 및 2500Å의 막두께인 WSix의 2층구조로 하지만, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴,탄탈륨(Mo-Ta), 텅스텐(W), 알루미늄(Al)등의 차광성 금속으로 형성해도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 보조용량선(211)을 다결정 실리콘 및 WSix의 2층 구조로 한 것은, 차광성을 확보하기 위해서이기도 하다. 보조용량선(211)을 차광성을 가진 재료에 의해 형성함에 따라, 보조용량선(211)이 배치되는 영역에는 별도 차광층을 설치할 필요가 없어지기 때문이기도 하다. 따라서 상기 실시예에서는 보조용량선(211)이 설치되어 있지 않은 1조의 주사선(113a,113b) 및 TFT(121a,121b)위만을 차광하기 위하여 차광층(311)을 설치하고 있다. 이에따라 차광층(311)의 제1전극기판(101)에 대한 정밀도, 또는 차광층(311)의 제1전극기판(111)에 대한 위치맞춤 정밀도의 자유도를 충분히 크게 할 수 있고, 생산성을 향상시키는 것도 가능해진다. 상기 실시예에서는, 각 소스연장 영역(131a,131b)은 각각 제1화소용량용 절연막(143)을 통하여 보조용량선(211)을 따라 피복되고 있다. 이 때문에, 각 소스연장 영역(131a,131b)이 각 소스영역(123a,123b)에 접속된 화소전극(151a,151b)뿐만 아니라, 인접화소전극(151a,151b)과 일부 중복하는 중복영역(133a,133b)을 구비하고 있어도, 인접화소전극(151a,151b)의 전위 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 따라서 화소전극(151a,151b)에 요구되는 위치정밀도의 자유도를 크게 할 수 있다.
[신호전위 유지용량부]
다음에, 본 실시예의 특징부분인 신호전위 유지용량(Cv)에 관하여 설명한다.
이 액정표시장치(501)에 따르면, 상술한 바와같이, 신호선(111)의 양측에 인접배치된 한쌍의 제1화소전극(151a) 사이 및 한쌍의 제2화소전극(151b) 각각에 연장되는 연장 영역(213a,213b)을 구비한 보조용량선(211)이 배치되어 있다. 그리고, 제3도, 제4도에 표시된 바와같이, 보조용량선(211) 및 신호선(111)사이에는 제1층간 절연막(161) 연장된 제1신호유지용 절연막(163)이 적층배치되어 있다.
제6도에 표시된 종래의 액정표시장치(901)에 있어서는, 표시영역내에 형성된 신호전위 유지용량(Cv)은, 신호선(711) 및 주사선(713a,713a), 신호선(711) 및 보조용량선(821)의 폭(L)사이이기 때문에 작고, 표시영역외부에 충분히 큰 신호전위 유지용량(Cv)을 형성할 필요가 있다. 이에 대하여, 상기 실시예의 액정표시장치(501)에 따르면, 연장 영역(213a,213b)을 함유하는 보조용량선(211)을 한편의 전극으로 하고, 신호선(111)을 다른쪽의 전극으로한 큰 신호전위 유지용량(Cv)을 각 표시 영역(281)내부에 형성할 수 있다.
이 신호전위 유지용량(Cv)은, 제2도, 제4도에 표시된 바와같이, 한쌍의 제1화소전극(151a)사이 및 한쌍의 제2화소전극(151b)사이의 각각에 연장된 연장 영역(213a,213b)을 함유하는 보조용량선(211)이 신호선(111)과의 중복 영역(231)에 있어서, 충분히 폭이 넓게 형성되어 있기 때문에 신호선 구동회로부(291)내에 신호전위 유지용량(Cv)을 배치하는 필요가 없어지는 정도로 충분히 커질 수 있다.
또한 이 신호전위 유지용량(Cv)은 한쌍의 제1화소전극(151a) 사이 및 한쌍의 제2의 화소전극(151b)사이에 형성되어 있기 때문에 개구율을 손상입힐 일도 없다.
이에따라 표시 영역(281)의 개구율을 손상하는 일없이 또 별도표시영역(281)외부에 신호전위 유지용량(Cv)을 형성할 필요없이 장치의 소형화를 달성할 수 있다.
이와 같은 것은 특히 화소전극(151)피치가 작아짐에 따라 일층 유효하게 작용한다. 즉 표시 평역(281) 외부에 신호전위 유지용량(Cv)를 형성하려는 경우, 소정의 용량의 확보에 필요한 면적은 같은 것에도 불구하고, 화소전극(151)피치가 작아짐에 따라서 각 신호선(111)간격은 좁혀지기 때문에 각 신호선(111)에 따라서 긴 신호전위 유지용량부(Cv)를 형성하지 않으면 안되기 때문이다.
또 이 실시예에 의하면 신호전위 유지용량(Cv)이 표시 영역(281) 내부에 형성되어 있기 때문에 신호선구동회로(291)와 표시 영역(281) 사이에 시일제를 배치해도 시일제 중에 함유된 필러(filler)등에 의해 신호전위 유지용량부가 손상을 입는 일이 없고, 이에 따라 높은 제조율을 확보할 수 있다.
또 제4도에 도시한 바와같이 신호선(111) 및 신호선(111)의 양측에 근접배치된 한쌍의 제1, 제2의 화소전극(151a),(151b)의 아래쪽에는 제1의 층간 절연막(161), 제2의 층간절연막(171)을 통해서 보조용량선(211)의 연장 영역(123)이 배치되어 있다. 이 때문에 신호선(111)과 각 화소전극(151a)(151b)를 근접하여 배치해도 신호선(111)과 화소전극(151a)(151b)사이에 생기는 횡방향의 전계를 억제하도록 실드층으로도 작용하고 있다.
이에따라 가로방향 전계에 기인하는 액정의 리버스틸드 길이 및 카플링 용량의 감소가 가능해지고, 양호한 표시화상을 확보할 수도 있다. 그리고 이와같은 가로방향 전계의 감소에 의해 신호선(111)의 충분히 근방까지 각 화소전극(151a)(151b)을 배치시킬 수 있으므로, 종래에 비해서 양호한 표시 화상을 확보하면서 액정표시장치(501)의 개구율을 향상시킬 수 있다.
또 본 실시예에서는 TFT(121)로서 더블게이트 구조의 것을 이용했지만 싱글게이트 구조의 것을 이용해도 좋고, 싱글게이트 구조의 경우는 화소전위 유지용량(Cs)의 확보가 용이하게 되는 동시에 상기 차폐효과도 향상하는 것은 말할나위도 없다.
본 실시예에 있어서는 제3,4도에 도시한 바와같이 신호선(111)은 제1의 층간 절연막(161)위에 각 화소전극(151a),(151b)은 제2의 층간 절연막(171)위에 층분리하여 배치했지만, 이것은 신호선(111)과 각 화소전극(151a)(151b)사이의 쇼트불량의 발생을 방지하기 위한 것으로 같은 층위에 형성해도 좋은 것은 말할나위도 없다.
이상 상술한 바처럼 이 실시예의 액정표시장치(501)에 의하면 신호선(111)과 보조용량선(211)의 중복 영역(231)과 신호전위 유지용량(Cv)이 형성되어 있다. 이처럼 표시 영역(281)내에 신호전위 유지용량(Cv)을 개구율을 감소시키는 일이 없게 형성함에 의해 종래에는 표시 영역(281)과 신호선 구동회로(291)사이에 형성되어 있던 신호전위 유지용량(Cv)을 표시 영역(281)내부에 형성할 수 있기 때문에, 신호선 구동회로(291)측에 신호전위(Cv)을 형성할 필요가 없이 주변회로부분의 소면적화를 달성할 수 있다.
또 본 실시예에 의하면 소스연장 영역(131a)(131b)이 제1의 화소용량용 절연막(143a)(143b)를 통해서 보조용량선(281)에 의해 피복되어 있다. 이 때문에 소스연장 영역(131a)(131b)의 상부 영역(135a)(135b)을 한쪽의 전극으로 보조용량선(211)을 다른쪽의 전극으로서 형성된 제1의 화소전위 유지용량(Cst)외에 소스 연장 영역(131a)(131b)의 측벽 영역(137a)(137b)을 한쪽의 전극으로 보조용량선(211)을 다른쪽의 전극으로서 형성되는 제2의 화소전위 유지용량(Css)이 전기적으로 병렬로 접속된다. 따라서 개구율을 저하시키는 일 없이 충분히 큰 화소전위 유지용량(Cs)을 얻을 수 있다.
그리고 이와같이 하여 높은 개구율과 큰 화소전위 유지용량(Cs)을 확보함에 따라 각 화소전극(151a)(151b)의 원하지 않는 전위변동이 억제되고, 양호한 표시화상을 얻을 수 있다.
또 본 실시예에 있어서 특징적인 것은 각 소스연장 영역(131a)(131b)이 각각 제1의 화소용량용 절연막(143)을 통해서 보조용량선(211)에 의해 피복되어 있는 것이고, 이에따라 소스연장 영역(131a)(131b)이 전기적으로 접속되어 있지 않은 근접한 화소전극과 중복하는 중복영역을 형성해도 근접화소전극(151a)(151b)의 전위의 영향을 받는 것을 방지할 수 있고, 인접한 화소전극(151a)(151b)의 영향이 전혀 없는 뛰어난 표시화상을 얻을 수 있다.
상술한 본 실시예의 액정표시장치(501)에 의하면 화소피치를 40㎛과 미세하게 형성했음에 관계없이 40%라고 하는 높은 개구율을 확보하는 동시에 표시영역(281) 내부에 층간절연층 막두께가 1㎛에서 종방향의 화소수가 1035개의 경우 약 7pF라고 한 충분한 신호전위 유지용량(Cv)을 형성할 수 있었다.
또 전체적인 화소전위 유지용량(Cs)의 용량치로는 예를들면 제6도에 도시한 종래예와 본 실시예와 같이 화소사이즈로 개략적으로 비교하면 본 실시예는 종래에 비해서 약2배의 화소 화소유지용량(Cs)을 확보할 수 있었다.
그런데 본 실시예에서는 차광층(311)을 대향전극(211)측에 형성한 경우를 도시했지만 차광층(311)과 화소전극(151a)(151b)의 위치조정을 고려하여TFT(121a)(121b)상 또는 아래에 다른 절연막을 통해 형성해도 좋다.
또 신호선(111)으로의 기입시간은 신호전위 유지용량(Cv)과 신호전압 구동회로(291)내의 아나로그스위치의 ON저항과의 축적에 의해 결정되는 것으로, 신호전위 유지용량(Cv)은 크면 클수록 좋은 것은 아니다. 신호전위 유지용량(Cv)의 값은 아나로그스위치의 오프 저항에 의한 누설특성과 상기 기입특성을 고려해 결정할 필요가 있다. 이 때문에 차광층을 절연막을 통해서 TFT(121a)(121b)위에 형성하는 경우, 차광층을 주사선(113)에 따라 대략 스트라이프상으로 형성함에 의해 차광층과 신호선(111)에 의한 원하지 않는 용량의 형성이 없이 신호선(111)으로의 기입시간의 설정이 용이해진다.
또 차광층을 TFT(121a)(121b)위치에 형성하는 경우 신호선(111)과 화소전극(151a)(151b)를 같은 층으로 형성하는 일없이, 도시하지는 않았지만 신호선(111), 절연막, 차광층, 절연막 화소전극(151a)(151b)라는 적층구조에 의하면 차광층이 신호선(111)과 화소전극(151a)(151b)와의 차폐층으로 작용하고, 보다 완전히 신호선(111)과 화소전극(151a)(151b)와의 커플링용량을 감소할 수 있다.
이상 상술한 바와같이 본 발명의 액정표시장치에 의하면 개구율을 저하시키는 일없이 표시영역내부에 신호전위 유지용량의 일부 또는 전부를 형성할 수 있기 위한 장치 특히 표시영역외의 영역을 적게 할 수 있고 소형화를 달성할 수 있다.

Claims (18)

  1. 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 활성 영역을 구비한 복수의 박막트랜지스터 ; 신호선 구동회로로부터의 영상신호를 각각의 상기 박막트랜지스터의 드레인 영역으로 공급하는 복수개의 신호선 ; 상기 신호선의 양측에 각각 상기 박막트랜지스터의 소스 영역에 접속되어 배치된 한쌍의 화소전극; 상기 한쌍의 화소전극 사이에 배치된 보조용량선 ; 및 상기 보조용량선과 상기 신호선 사이에 적층된 신호보지용 절연막을 구비하고, 상기 신호선은 상기 보조용량선의 배선폭내에 배치될 수 있는 배선폭으로 배선되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는 상기 소스영역에 전기적으로 접속된 소스연장 영역을 포함하고 상기 소스연장 영역에 적어도 일부 표면상에는 제1의 화소용량용 절연막이 배치되고, 상기 소스연장 영역은 상기 제1의 화소용량용 절연막을 통해서 상기 보조용량선에 피복된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 소스연장 영역은 상부 영역과 측부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역과, 상기 보조용량선과의 사이 및 상기 측부 영역과 상기 보조용량선의 사이에 상기 제1의 화소용량선 절연막을 통하는 화소전위 유지용량이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 소스연장 영역은 상기 소스 영역에서 상기 한쌍의 화소전극 사이에 이어지고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조용량선의 적어도 일부 표면상에 제2의 화소유지용 절연막이 배치되고 상기 화소전극과 상기 제2의 화소유지용 절연막을 통해서 중복하는 영역을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 각각의 상기 박막트랜지스터는, 상기 활성 영역위에 배치된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막을 통해서 상기 신호선과는 대략 직교하는 주사선에 접속된 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 보조용량선은 상기 주사선과 대략 평행인 방향을 이어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 보조용량선은 상기 주사선과 동일재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 주사선은 2개를 1조로 근접 배치되고 1조의 상기 주사선을 통해 인접한 상기 화소전극의 각각이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 1조의 상기 주사선을 통해 인접한 상기 화소전극의 각각에 접속된 한쌍의 상기 박막트랜지스터의 상기 드레인 영역은 상기 신호선에 접속부를 통해서 공통으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보조용량선은 1조의 상기 주사선을 통하지 않고, 상기 신호선 방향에 인접한 상기 화소전극 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보조용량선은 차광성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 적어도 상기 박막트랜지스터를 차광하는 상기 주사선과 대략 평행으로 배치된 차광층을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터의 상기 활성영역은 다결정 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터의 상기 신호선 구동회로는 동일 기판위에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터의 상기 활성 영역은 상기 신호선에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 소스 영역 및 드레인 영역과 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 좁혀진 활성 영역을 구비한 복수의 박막트랜지스터와, 신호선구동회로에서의 영상신호를 각각의 상기 박막트랜지스터의 상기 드레인 영역에 공급하는 복수개의 신호선과, 상기 신호선의 양측에 각각의 상기 박막트랜지스터의 소스 영역에 접속되어 배치된 한쌍의 화소전극과, 상기 소스 영역에서 한쌍의 상기 화소전극사이에 이어진 소스연장 영역과, 상기 소스연장 영역의 표면에 배치된 화소용량용 절연막과, 상기 화소용량용 절연막을 통해 상기 소스연장영역을 피복하는 보조용량선과, 상기 보조용량선과 상기 신호선과의 사이에 적층된 신호유지용 절연막을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 활성 영역을 구비한 복수의 박막트랜지스터 ; 신호선 구동회로로부터의 영상신호를 각각 상기 박막트랜지스터의 상기 드레인 영역으로 공급하는 복수개의 신호선 ; 상기 신호선의 양측에서 각각의 상기 박막트랜지스터의 상기 소스 영역에 접속되어 배치된 한쌍의 화소전극; 상기 소스 영역으로부터 한쌍의 상기 화소전극 사이로 연장된 소스연장 영역; 상기 소스연장 영역의 표면에 배치된 화소용량용 절연막 ; 상기 화소용량용 절연막을 매개로 상기 소스연장 영역을 피복하는 보조용량선 ; 및 상기 보조용량선과 상기 신호선 사이에 적층된 신호보지용 절연막을 구비하고, 적어도 상기 한쌍의 화소전극의 일방은 상기 보조용량선과 상기 신호보지용 절연막을 매개로 중복하는 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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