KR100236892B1 - 컬러 필터, 액정 표시 패널, 액정 표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

컬러 필터, 액정 표시 패널, 액정 표시 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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포만 제프리 엘
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Abstract

액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 있어서 공통 전극의 신호 지연을 없앤다.
표시 화소 전극마다에 액티브 소자를 갖는 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 있어서 축적용량선을 갖는 어레이 기판과 컬러 필터를 갖춘 대향 기판과의 셀캡을 규정하기 위해 컬러 필터의 기둥을 설치하고 이 컬러 필터의 기둥을 피복하는 공통 전극과 어레이 기판위의 축적용량선을 전긱적으로 접속하므로서 축적용량선으로부터 공통 전극에 전위를 공급한다.
이에 따라 제품성 저하의 한 요인이고 유효 표시 면적을 끼는 요인이기도 한 트랜스퍼 타점 공정을 없앨 수가 있다. 또한 축적용량선에 공통 전극에 전위를 공급하므로 공통 전극의 신호 지연을 없앨 수가 있고, 대형 고정세한 액정 표시 장치에 있어서도 표시 화면의 얼룩이나 표시 콘트라스트비의 저하등을 일으키지 아니하는 고화질의 화면을 구현할 수가 있다. 다시 공간 산포 공정을 없애고 컬러 필터의 기둥의 공정에 의해 셀캡을 규정할 수가 있으므로 장소에 따라 셀캡이 달라지는 일이 없어지고 화면의 균일성이 유지될 뿐만 아니라 공간이 번적이거나 또는 응집해서 검게 보이는 일도 없어지고 화질이 향상한다. 그래서 트랜스퍼 타점 공정 및 공간 산포 공정이 불필요하게 되므로서 비용 절감을 도모할 수가 있다.

Description

컬러 필터, 액정 표시 패널, 액정 표시 장치 및 그 제조방법
제1도는 종래의 TFT-LCD의 구조에 대한 모식도.
제2도는 종래의 TFT-LCD의 구조에 대한 제1도의 A-A 선에 따른 단면도.
제3도는 종래의 TFT-LCD의 등가 회로도.
제4도는 종래의 TFT-LCD의 등가 회로에 대한 확대도.
제5도는 Vcom의 신호 지연에 대한 예시도.
제6도는 본 발명의 TFT-LCD의 구조에 대한 모식도.
제7도는 본 발명의 TFT-LCD의 등가 회로도.
제8도는 본 발명의 실시예 1에서 상술하는 TFT-LCD의 구조에 대한 제6도의 B-B 선에 따른 단면도.
제9도는 본 발명의 실시예 1에서 기술하는 TFT-LCD의 화소부 확대도.
제10도는 본 발명의 실시예 2에서 기술하는 TFT-LCD의 화소부 확대도.
제11도는 본 발명의 실시예 3에서 기술하는 TFT-LCD의 화소부 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 화소전극 12 : 어레이 기판
14 : 대향 기판 16 : TFT
18 : 소스 전극 20 : 게이트 전극
22 : 드레인 전극 24 : 게이트선
26 : 데이터선 28 : 축적용량선
29 : 축적용량 30 : 공통 전극
31 : 제어기 32 : 컬러 필터
33 : X-드라이버 34 : 액정층
35 : Y-드라이버 36 : 기판 간격제
37 : 아날로그 회로 38 : 편광판
42 : 언더코트층 44 : 게이트 절연막
46 : 반도체층(채널형성층) 48 : 채널 보호막
50 : 저항 접촉층 52 : 보호막
54 : 배향막 60 : OLB 전극
62 : 트랜스퍼 64 : 밀폐제
66 : 블랙 매트릭스 68 : 백라이트
69 : 입사광 70 : 액정 표시 패널
72 : 컬러 필터 기판 74 : 절연막
76 : 접촉구 78 : 컬러 필터 기둥
80 : 접속부 82 : 축적용량 영역
84 : 도전성 재료의 층
[산업상의 이용분야]
본 발명은 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 방치에 관한 것이다. 더 상세히 설명하면 어레이 기판위에 축적용량 선을 갖는 박막 트랜지스터형 액정 표시 장치(TFT-LCD=Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)에 관한 것이다.
[종래의 기술]
종래의 표시 장치인 CRT(Cathode Ray Tube)에 대신하는 것으로서 근래 액정 표시 장치 (LCD)가 주목되고 있다. 왜냐하면 먼저 LCD는 평판형의 표시 장치이므로 CRT에 비해서 점유 면적이 적은 특징을 갖는다. 이 때문에 오피스·스페이스를 삭감할 수 있고 휴대용 및 가정용 디스프레이가 보금됨에 따라서 점점 수요가 높아지고 있다.
또한 CRT와 비교해서 LCD는 소비 전력이 적어도 되는 이점이 있으므로 적은 배터리를 장착한 소형이며 경량인 휴대형 디스플레이를 실현할 수 있다. 특히 액정 패널의 각 화소마다 액티브 소자를 장착한 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치는 CRT에 필적하는 표시 품질을 제공할 수 있기 때문에 주목되고 있다.
제1도 및 제2도는 종래의 TFT-LCD의 구조를 나타내는 모식도 및 단면도이다. 먼저 제1도에 따라서 종래의 TFT-LCD의 구조에 대해서 설명한다. 이 TFT-LCD는 매트릭스 형상으로 화소 전극(10)이 형성된 어레이 기판(12)과 어레이 기판면에 소정의 간격으로 설치된 대향 기판(14)을 갖춘다. TFT-LCD의 어레이 기판(12)위에 화소 전극(10) 근처에는 스위칭 소자로서의 TFT(16)가 각각 형성되어 있고 이들의 TFT의 소스 전극(18(은) 화소 전극(10)에 접속되어 있다. 또한 TFT의 게이트 전극(20) 및 드레인 전극(22)은 매트릭스이 행 및 열을 구성하는 게이트선(24) 및 데이터선(26)에 각각 접속되어 있다. 게이트선(24), 데이터선(26)은 각각 소정의 간격으로 형성되고 모두 서로 직교한다. 또한 화소 전극(10)은 축적 용량선(28)과의 사이에 필요한 용량을 갖고 있다. 이 용량이 축적용량(29)이다.
또한 제2도에 도시된 바와 같이 종래의 TFT-LCD는 어레이 기판(12) 위면에는 언더 코트층(42), 게이트 전극(20) (게이트선(24)), 화소 전극(10), 게이트 절연막(44), 반도체층(채널형성층)(46), 채널 보호막(48), 저항 접촉층(50), 보호막(52), 배향막(54)이 적층되어 있다. 이들중 언더코트층(42), 채널 보호막(48), 보호막(52), 배향막(54)은 적층되지 아니하는 경우도 있다. TFT-LCD의 대향 기판(14)쪽에는 어레이 기판(12)위의 화소 전극(10)이 매트릭스 형상으로 설치된 영역에 대응해서 공통 전극(30)이 형성되어 있다. 또한 입력 신호는 어레이 기판(12) 위의 화소 전극(10)이 설치되는 표시 영역에서 그것의 외주위까지 인출된 OLB(OuterLead Bonding) 전극(60)에 부여되고 이들의 입력 신호중 대향 기판 위의 공통 전극(30)의 전위는 표시 영역의 외측에서 어레이 기판위의 전극에서 도전성 페이스트를 사용한 트랜스퍼(62)를 거쳐서 복수고으로부터 부여된다. 이러한 공통 전극(30)에는 광을 투과할 필요에서 ITO(Indium Tin Oxide)등의 투명 재료가 사용되고 있으나 전기 저항이 높기 때문에 표시 장치의 대형화에 수반하여 전위 공급단에서 표시 화면 중앙까지의 전기 저항이 높아져 버린다. 또한 컬러 표시의 TFT-LCD에 있어서는 대향 기판(14)과 공통 전극(30) 사이에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3원색으로 구성되는 컬러 필터(32)가 어레이 기판(12)의 화소 전극(10)에 대응해서 매트릭스 형상으로 형성되어 있다.
또한 블랙 매트릭스(66)가 격자 형상으로 형성되어 있다.
종래의 액정 표시 장치에서는 어레이 기판(12)과 대향 기판(14)을 소정의 간격으로 유지하기 위해 그들의 두 기판(12, 14)에 끼워진 액정층(34)중에 투명구형상체의 기판 간격제(36)가 산포되어 있다. 또한 액정은 밀폐제(64)에 의해 두기판간에 봉입되어 있다. 이 밖에 어레이 기판(12) 및 대향 기판(14)의 외측면에는 편광판(38)이 있는 경우가 많다. 또한 직시 투과형의 TFT-LCD에 있어서는 백라이트(68)가 있고 여기에서 발해진 입사광(69)의 투과율을 제어하므로서 화상을 출력한다.
제3도 및 제4도는 종래의 TFT-LCD의 등가 회로이다. 제3도 및 제4도에 따라서 종래의 TFT-LCD에 부여되는 입력 신호에 대해서 설명한다. 제어기(31)는 화상 데이터를 드라이버 IC의 X-브라이버(33) 및 Y-브라이버(35)로 공급되는 형으로 변환한다. 또한 아날로그 회로(37)는 각각 입력 신호의 전압을 만든다. TFT-LCD에 부여되어야할 입력 신호는 Y-드라이버(35)로부터 공급되는 게이트선(24)의 주사 신호(Vg) 및 X-드라이버(33)로부터 공급되는 데이터선(26)의 표시 신호(Vsig), 및 공통 전극(30)의 공통 전극 전위(Vcom), 축적용량선(28)의 축적용량선 전위(Vcs)이다. 이들의 입력 신호의 전위는 어느 것이나 제2도에 도시한 바와 같이 어레이 기판(12)위의 화소 전극(10)이 설치되는 표시 영역에서 그것의 외주까지 인출된 OLB 전극(60)에 부여된다. 그래서 이들의 입력 신호중 트랜스퍼(62)를 거쳐서 공통 전극(30)에 부여되는 전위가 Vcom이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 액정 재료 및 배향막 재료의 열화 방지를 위해 교류로 반전구동시키지 않으면 안된다. TFT-LCD의 경우는 그것의 극성 반전 구동 방식에 대해서 다음과 같이 분류된다. 먼저 어레이 이판쪽의 Vsig의 양극 반전 주기의 차이에서 프레임 반전(F 반전), 행 반전(H 반전)의 2종류의 방식으로 분류되고 그중 인접하는 Vsig의 극성이 역으로 되어 있는 구동 방식에 대해서는 각각 열반전(V 반전), 돗트 반전(H/V 반전)이라 부른다. F 반전 및 V 반전의 경우 Vsig의 극성 반전 주기는 화소 전극 전위의 극성 반전 주기와 같은데 대해서 H 반전 및 H/V 반전에서는 Vsig의 극성 반전 주기가 화소전극 전위의 극성 반전 주기의 「1/(게이트선 개수)」이하로 되어버린다.
또한 대향 기판측의 공통 전극 전위가 Vsig에 동기해서 극성 반전이 행해지는 구동 방식은 공통 전압 교류 반전 구동 (Vcom 반전)이라 불리우고 공통 전압이 일정한 것과 구별된다. 이 Vcom 반전 구동의 이점은 Vsig의 전압 진폭에 공통 전극의 전압 진폭이 바이어스된 것이 액정층에 부가되므로 Vsig의 최대 전압 진폭을 적게할 수 있는 점에 있다. 그런데 TFT-LCD에 대한 시장의 요구에서는 저가격화, 다계조화를 필요로 하고 있다. 저가격화에는 제조 공정에 있어서 수율, 스루풋(through put)의 향상이외에는 TFT-LCD를 구동하는 구동 회로 부품중에서도 사용 개수가 많은 표시 신호 드라이버 IC의 저가격화가 유효하다. 그러기 위해서는 표시 신호 드라이버 IC를 범용 IC에서 사용되고 있는 전원 전압 5V 이하의 저내압 프로세스에서 형성할 수가 있는 Vcom 반전 구동 방식이 유효하다. 이 Vcom 반전 구동은 다계조화도 용이하므로 TFT-LCD에 대한 시장의 요구를 만족하기 위한 유효한 수단이라 말할 수 있다.
Vcom 반전 구동시에는 동시에 화소 전극에 기입되는 모든 Vsig의 극성을 같게할 필요가 있으므로 인접부는 Vsig의 극성이 다른 V 반전이나 H/V 반전은 아니된다. 따라서 Vsig에 관해서 F 반전 혹은 H 반전으로 할 필요가 있으나 F 반전 구동시에느 크로스토크등의 표시 얼룩이나 화면 흔들림이 많이 보이고 실용적인 것은 H 반전과의 조합으로 된다. 실제로 H 반전과 Vcom 반전과의 조합(H/com 반전)에 의한 구동 방식을 채용한 TFT-LCD는 넓게 시장에 제공되도록 되었다.
근래 정보의 다량화에 따라 액정 표시 장치의 대형화 · 고정세화의 요구가 높아지고 있으나 H/com 반전 구동 방식에는 TFT-LCD의 대형화·고정세화에 있어서는 설계상의 계약이 있다. TFT-LCD의 공통 전극(30)(제2도)에는 그것의 투명성의 필요 때문에 ITO 등의 전기저항이 높은 재료를 사용하지 아니할 수도 없다. 그 결과 표시 화면의 대형화에 따라 전위공급 끝에서 표시 화면 중앙부분까지의 전기 저항이 높아져 버린다. 또한 TFT-LCD의 표시 화면의 고정세화를 위해서는 표시가 능한 행수를 증가시킬 필요가 있다. 그러나 H/com 반전 구동에 있어서는 Vcom의 극성 반전 주기가 주사 신호의 선택 시간에 동기하고 있기 때문에 주사선수(= 게이트 선수) 즉 표시 화면의 표시가능 행수에 반비례해서 Vcom의 전위 변동 주기가 짧아져 버린다.
이와 같은 것에서 TFT-LCD의 대형화·고정세화에 따라 공통 전극의 전기저항의 증가와 Vcom의 전위 변동 주기의 단축이 생겨 그 결과 표시 화면의 중앙 부근에서 Vcom의 신호 지연 즉 Vcom이 공통 전극으로의 입력 신호에 추종할 수 없게 되어버리는 문제가 일어난다. 이 Vcom의 신호 지연의 모양을 제5도에 도시한다. 여기에서 H/com 반전시의 Vcom의 극성 반전 주기를 1H로 한다. Vcom의 신호 지연의 문제는 예컨대 대각 50cm에서 1000 행 표시 정도의 대형·고정세 TFT-LCD에 있어서 그 표시 화면의 얼룩이나 표시 콘트라스트비의 저하등의 화질상의 문제로서 보여 버린다. 이 Vcom의 신호 지연의 문제는 통상 싸이즈의 TFT-LCD에 있어서도 발생하고 있다.
또한 제2도에 도시한 바와 같이 종래는 액정 표시 장치를 구성하는 어레이 기판(12)과 대향 기판(14)을 소정의 간격으로 유지하기 위해 그의 두 기판에 끼워진 액정층(34)중에 투명구 형상체의 기판 간격제(36)(플라스틱 및 유리 섬유등)가 산포되어 있다. 그러나 기판 간격제를 산포한 그대로의 상태에서는 패널에 외력이 가해지면 액정이 패널의 내부에서 유동되어 그에 따라 기판 간격제가 셀면내를 이동하고 이동할 때에 엷은 배향막(54)의 표면에 상처를 내는 경우가 있다. 또한 기판 간격제가 응집하고 셀 갭(gap) (두 판의 전극간의 간격0이 일정하게 유지되지 않는 경우가 있다. 셀 갭을 일정하게 유지 못하면 액정층의 광로 길이차 (액정층의 복굴저율과 셀 갭의 곱)가 변화해버리므로 표시 화면의 콘트라스트비 및 색도가 변화해버려 화면의 균일성이 유지되지 아니하고 표시 품질이 저하되는 문제가 생긴다. 또한 기판 간격제 자체가 반짝이거나 또는 기판 간격제가 응집해버려 응집한 기판 간격제에 의해 백라이트(68)의 빛이 차단되어서 그 부분만큼 화면이 검어져 버리는 경우도 있다. 이들 문제를 해결하는 수단으로서 투명구 형상체의 기판 간격제를 삭제하고 대신에 어레이 기판(12)위 혹은 대향 기판(14)위 혹은 그것의 양편에 형성된 기둥을 갖고 셀 갭을 규정하는 구조가 이미 각종 제안이 되고 있다(일본국 특허 공개 소와 60-164723, 소와 61-105583, 소와 64-24230, 소와 61-134733, 헤이세이 4-163428, 소와 62-250416, 헤이세이 5-196946호 공보). 그러나 해당 개시에서는 어느 것이나 H/com 반전 구동 방식을 채택하는 TFT-LCD에 있어서 신호 지연에 대한 해결 수단을 제시하고는 있지 않다.
다시 제2도에 도시한 바와 같이 종래의 TFT-LCD는 대향 기판(14)위의 공통 전극(30)의 전위를 어레이 기판(12)쪽의 표시 화소 영역의 외주의 여러곳에서 공급하고 도전성 페이스트를 사용한 트랜스퍼(62)를 거쳐서 대향 기판(14)위의 공통 전극(30)에 공급하는 구조에도 문제가 있다. 이 구조는 트랜스퍼(62)의 위치 맞춤을 고정밀도로 행할 필요가 있으므로 트랜스퍼를 2개 이상 설치하므로서 트랜지스터의 어긋남에 의한 불량을 방지하고 있으나 트랜스퍼를 타점하는 공정에서 발생하는 불량에 의한 제조비의 저하가 생긴다. 다시 트랜스퍼를 타점하는 영역을 표시 화소 영역의외주에 설치하지 아니하면 아니되는 설계상의 제약이 있다. 즉 이것은 표시에 관계없는 영역을 어레이 기판(12) 및 대향기판(14)위에 전용으로 설치하지 아니하면 아니되므로 기판 싸이즈에 대한 유효 표시 영역을 감소시키도록 되어 있다. 그러나 이 구조는 종래의 액정 표시 장치에 있어서는 설계적으로 필수의 구조이므로 어쩔수가 없다.
[발명이 해결하려고 하는 과제]
본 발명의 목적은 공통 전극의 중앙 부근에서도 신호 지연이 생기지 아니하고 표시 화면의 얼룩이나 표시 콘트라스트 비의 저하를 일으키지 아니하는 TFT-LCD를 제공하는 일이다.
본 발명의 다른 목적은 기판 간격제를 사용하지 아니하고 셀갭을 일정하게 보존할 수 있는 TFT-LCD를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 트랜스퍼를 타점하지 않고 대향 기판위의 공통 전극에 전위를 공급하는 TFT-LCD를 제공하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제8도에 도시된 바와 같이 본 발명은 두 기판간의 셀 간격을 일정하게 유지하기 위해 기판 간격제가 아니고 컬러 필터(32)의 기둥(78)을 형성한다. 그래서 컬러 필터(32)의 기둥(78)을 피복하는 공통 전극(30)과 축적용량선(28)을 전기적으로 접속하는 것을 표시 화소 영역의 여러곳에 설치하고 축적용량선(28)에서 공통 전극(30)의 전위를 공급함으로써 공통 전극(30)의 신호 지연을 없앤다.
본 발명에 의하면 대향 기판위의 공통 전극(30)에는 표시 화소 영역내의 어느곳에나 설치된 접속점에서 축적용량선(28)의 전위가 부여된다. 원래 공통 전극 전위(Vcom)는 축적 용량선 전위(Vcs)와 동일하게 하는 일이 많고 구동 회로까지 거슬러 오르면 동일 공급원인 경우도 많으므로 Vcom로서 Vcs를 부여해도 문제없다. 또한 축적용량선을 형성하는 재료에는 반드시 투명성이 요구되지 아니하므로 배선재료로서 전기저항이 낮은 금속을 사용하는 것이 일반적이다. 따라서 본 구조를 채용함으로써 공통 전극의 중앙 부근에도 신호 지연이 생기지 아니한 Vcom 전위가 공급되고 H/com 반전 구동시에도 이제까지 과제로 되어 있는 Vcom의 신호 지연에 기인하는 표시 장치의 대형화·고정세화에 수반된 표시 특성의 문제를 일으키지 않게 할 수가 있다. 또한 본 구조는 대형 혹은 고정세 이외의 TFT-LCD에 적용해도 좋고 H/com 반전 구동시 이외에도 적용된다.
이 효과는 접속되는 모든 곳에서 축적용량선과 공통 전극을 전기적으로 이어줄 필요는 없고 수백만개소 내외의 접속이 가능한 접중 수십곳 정도에서 접속되어 있으면 되므로 본 구조를 채택하므로서 공통 전극에 공급해야할 전위의 미공급에 의한 불량은 생기지 않는다. 또한 동시에 표시 화소 영역의 외주에 설치되어 있던 트랜스터나 셀갭을 규정하는 구형상 기판 간격제를 없앨 수가 있고 생산성의 향상, 설계상의 제약의 삭감, 표시품질의 향상이 도모된다. 트랜스퍼에 대해서는 종래 표시에 관계없는 영역을 어레이 기판 및 대향 기판위에 전용으로 설치하지 아니하면 아니되는 것, 기판 싸이즈에 대한 유효 표시 영역을 줄이도록 되어 있었던 것을 없앰으로써 동일 표시 화소 영역에 있어서 액정 표시 장치의 전체 크기를 적게 할 수가 있다.
그러나 트랜스퍼나 구형상 기판 가견제를 종래대로 설치해도 관계없다. 또한 본 구조는 결함으로 되는 축적용량선의 단선시에도 이것에 공통 전극으로부터 전위 공급 되므로서 양품으로 할 수가 있는 설계도로 되어 있다. 또한 본 구조를 채택함에 의해 소비 전력이 증가하는 일은 없다. 또한 대향 기판에 설치된 기둥의 높이가 5㎛ 정도 이내면 그 기둥을 설치함으로 인해 그것의 그림자가 되는 부분이 러빙(rubbing) 처리되지 아니하여 배향이 불량하게 되어 불량품을 일으켜서 불량품으로 되는 일은 없다.
대향 기판위의 컬러 필터의 기둥은 컬러 필터용 마스크 패턴의 변경만으로 형성될 수 있으므로 공정이 증가하는 일은 없고 또한 컬러 필터의 적색, 녹색, 청색의 3색 혹은 구중의 어느 2색을 적층하므로서 기둥을 형성할 수가 있다. 도한 컬러 필터의 적층 부분에 대해서 적층되는 색의 차례는 상관 없다. 또한 대향 기판위의 기둥의 맞추어지는 위치의 어레이 기판위에 다수의 도전 재료를 포함하는 적층 구조를 설치하고 축적용량선에 전기적으로 접속된 도전성 재료층을 거쳐서 대향 기판위의 공통 전극에 접속하면 어레이 기판위의 적층 구조의 높이와 대향 기판위의 기둥의 높이의 합으로 셀갭을 규정하고 있으므로서 셀갭의 미세조정을 할 수가 있다.
또한 현재 시장에 제공되고 있는 많은 액정 표시 장치에 사용되고 있는 배향막을 러빙(rubbing)하여 액정을 배향하는 구조를 채용할 수도 있다. 또한 배향막은 축적 용량선 재료, 공통 전극 재료의 어느 것보다도 연하므로 양자를 접촉시켰을 때 배향막은 제거되어서 양자를 전기적으로 접속할 수가 있다.
[실시예]
본 발명의 실시예 1 내지 3에 관한 액정 표시 패널(70)을 제6도 내지 제11도에 따라서 설명을 한다. 본 실시예의 액정 표시 패널(70)은 액티브 매트릭스 구동 방식의 액정 표시 장치이다.
실시예 1에서는 제6도 및 제8도에 도시하는 바와 같이 액정 표시 패널 (70)은 어레이 기판(12)과 대향 기판으로서 컬러 필터(32)를 형성한 컬러 필터 기판(72)을 가지고 있다. 또한 제8도에 도시하는 바와 같이 어레이 기판(12)의 윗면에는 언더 코트층(42), 게이트 전극(20)(게이트선(24)), 화소 전극(10) 게이트 절연막(44), 반도체층(채널형성층)(46), 채널 보호막(48), 저항 접촉층(50), 보호막(52), 배향막 (54)이 적층되어 있다. 이들중 언더코트층(42), 채널 보호막(48), 보호막(52), 배향막(54)은 적층되지 아니하는 경우도 있다. 그래서 제9도에 도시한 바와 같이 게이트선(24), 데이터선(26)의 교차 부분 근처에는 TFT(16)이 설치되어 있어 TFT의 게이트 전극(20)은 게이트선(24)의 일부가 연장된 것이고 또한 TFT의 드레인 전극(22)은 데이터선(26)의 일부가 연장된 것이다. TFT의 소스전극(18)은 화소 전극(10)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한 실시예 1은 제8도에 도시한 대로 어레이 기판(12) 위의 표시 화소내에서 축적 용량선(28)위에 게이트 절연막(44)이 피복되어 있는 것과 같은 층 구조로 되어 있는 경우이다. 즉 축적용량선(28)위의 게이트 절연막(44)에 일부분에 접촉구(76)를 형성하고 그 접촉구(76)의 위치에 컬러 필터 기판(72)위에 형성된 컬러 필터의 기둥(78)을 피복하고 있는 부분의 공통 전극(30)이 겹치고 공통 전극(30)과 축적용량선(28)이 접촉해서 전기적으로 접속되도록 설치되는 구조를 한다. 축적용량선(28)과 컬러 필터 기판(72)위의 공통 전극(30)은 게이터 절연막의 접촉구(76)를 통해서 접촉하고 있다. 그 접촉면에는 어레이 기판(12) 및 컬러 필터 기판(72)의 각각의 표시 영역의 전체면에 배향막(54)이 붙어있는 일이 있다. 그러나 그 경우도 어레이 기판(12)과 컬러 필터 기판(72)을 겹칠 때에 컬러 필터 기판(72) 위의 기둥(78)을 피복하는 공통 전극(30)에서 어레이 기판(12)위의 접촉구(76)를 통해서 보이는 축적용량선(28)을 덮는 배향막(54)을 러빙하면 배향막(54)의 일부는 깎여지고 축적용량선(28)과 공통 전극(30)과의 전기적 접속이 달성된다. 이것은 표시 화면내의 수백만곳의 접속가능 접속 상태가 불충분한 곳이 존재해도 상관없다.
또한 본 발명에 의하면 제8도에 도시하는대로 셀 갭을 규정하기 위한 구형상 기판 간격제나 공통 전극(30)에 전위를 공급하기 위한 트랜스퍼도 필요치 않게되나 이들을 설치해도 상관없다. 또한 본 발명에 의한 TFT-LCD의 등가 회로를 제4도와 비교하는 형으로 제7도에 제시한다. 제7도에 볼 수 있는 것과 같이 본 발명의 적용에 의해 Vcom이 화면내의 여러곳에서 Vcs와 일치하므로서 Vcom의 신호 지연의 문제가 없어짐과 함께 Vcom을 독립해서 외부에서 공급할 필요도 없어지는 이점이 있다.
공통 전극과 축적용량선과의 접속 방법으로서는 달리 실시예 2로서 제10도에 도시하는 바와 같이 어레이 기판(12)위에 형성된 화소 전극(14) 위에 절연막(74)을 끼고 축적용량선(28)이 형성되어 있는 경우가 있다. 이 경우 축적 용량선(28)과 컬러 필터의 기둥(78)을 피복하는 공통 전극(30)과의 접속 부분(80)이 각 화소에 설치되는 축적용량 영역(82)과 입체적으로 겹쳐진다.
또한 실시예 3은 제11도에 도시하는 바와 같이 실시예 1 혹은 실시예 2의 파생으로 축적용량선(28)에 공통 전극(30)을 직접적으로 접속하는 것은 아니고 먼저 축적용량선(28)위에 데이터선(26)과 동시에 형성되는 금속등의 도전성 재료에 의한 층(84)을 적층하고 그 위에서 공통 전극(30)과 접속하고 접속 부분(80)을 구성한다. 따라서 이 도전성 재료의 적층에 의해 광학적으로 가장 적당해진 셀갭을 실현하기 위한 미세조정을 할 수가 있다.
다음에 본 실시예의 액정 표시 패널(70)의 제조 공정을 설명한다.
먼저 어레이 기판(12)의 제조 공정을 설명한다.
제1공정에 있어서, 어레이 기판(12)위에 언더코트층(42)을 형성한다.
제2공정에 있어서, 언더코트층(42)위에 게이트 전극(20), 게이트선(24) 및 축적용량선(28)을 형성한다.
제3공정에 있어서 게이트 절연막(44)을 형성한다.
제4공정에 있어서 TFT(16)으 반도체층(46)을 형성한다.
제5공정에 있어서 화소 전극(10)을 형성한다.
제6공정에 있어서 축적용량선(28)위에 게이트 절연막(44)의 일부에 접촉구(76)를 뚫는다.
제7공정에 있어서 TFT(16)의 소스 전극(18) 및 드레인 전극(22) 및 데이터 선(26)을 형성한다.
제8공정에 있어서 TFT(16)을 덮는 보호막(52)을 형성한다.
제9공정에 있어서 배향막(54)을 형성하고 배향막(54)의 러빙 처리를 한다.
다음에 컬러 필터 기판(72)의 제조 방법을 설명한다.
제1공정에 있어서, 대향 기판(14)에 컬러 필터(32)와 어레이 기판(12)위의 접촉구(76)에 대응한 위치에 컬러 필터의 기둥(78)을 형성한다.
제2공정에 있어서 컬러 필터(32)위에 공통 전극(30)을 형성한다.
제3공정에 있어서 배향막(54)을 형성하고 배향막(54)의 러빙 처리를 한다.
상기한 공정을 거쳐서 완성한 어레이 기판(12)과 컬러 필터 기판(72)을 마주시켜 어레이 기판(12)위의 접촉구(76)를 통해서 보이는 축적용량선(28)과 대향 기판(14)위에 컬러 필터의 기둥(78)을 덮는 부분의 공통 전극(30)을 겹쳐 전기적으로 접속시킨다.
그래서 주위를 밀폐제(64)로 접착해서 주입구(도시 아니함)에서 내부로 액정을 주입하고 주입구를 봉지하므로서 액정 표시 패널(70)이 완성된다.
[발명의 효과]
본 발명에 의해 공통 전극의 중앙 부근에 있어서도 신호 지연이 발생하지 않고 고화질의 대형·고정세도의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 기판 간격제 산포 및 트랜스퍼 타점의 공정을 없앨 수 있으므로 원료에 대한 제품의 비율을 향상시키고 비용 절감을 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 액정 표시 패널에 있어서, ① 매트릭스 형태로 배열된 화소 전극과, 상기 각 화소 전극에 대한 액티브 소자와, 상기 화소 전극 중 일부에 제공되는 축적 용량과 상기 축적용량의 기준 전위를 출력하는 축적 용량선을 갖는 어레이 기판과, ② 상기 어레이 기판과 마주보도록 배열된 복수의 기둥과 적어도 일부의 상기 기둥을 덮고 있는 모든 화소에 대한 공통 전극을 갖는 대향 기판-상기 기둥은 상기 대향 기판의 다른 부분보다 높게 형성되어 있으며, 상기 기둥은 상기 기둥과 마주보는 상기 어레이 기판위에 형성물과 함께 셀 갭을 규정하고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극의 상기 기둥을 덮고 있는 부분에서 상기 축적 용량선에 전기적으로 연결된다-과, ③ 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 사이에 수용되어 있는 액정충을 포함하는 액정 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대향 기판은 상기 화소 전극에 대응하도록 형성된 적, 녹, 청색의 컬러 필터를 가지며, 상기 기둥은 컬러 필터 형성 물질로 이루어진 액정 표시 패널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기둥은 적, 녹, 청색 컬러 필터 형성 물질 중 적어도 두 개의 컬러 물질의 적층 구조를 가지고 있는 액정 표시 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기둥의 상기 공통 전극이 상기 축적 용량에 전기적으로 연결되는 곳에서 상기 축적 용량선은 복수의 도전 물질의 적층 구조를 가지고 있는 액정 표시 패널.
  5. 액정 표시 장치에 있어서, ① 매트릭스 형태로 배열된 화소 전극과, 상기 각 화소 전극에 대한 액티브 소자와, 상기 화소 전극 중 일부에 제공되는 축적 용량과 상기 축적용량의 기준 전위를 출력하는 축적 용량선을 갖는 어레이 기판과, ② 상기 어레이 기판과 마주보도록 배열된 복수의 기둥과 적어도 일부의 상기 기둥을 덮고 있는 모든 화소에 대한 공통 전극을 갖는 대향 기판-상기 기둥은 상기 대향기판의 다른 부분보다 높게 형성되어 있으며, 상기 기둥은 상기 기둥과 마주보는 상기 어레이 기판 위의 형성물과 함게 셀 갭을 규정하고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극의 상기 기둥을 덮고 있는 부분에서 상기 축적 용량선에 전기적으로 연결된다-과, ③ 상기 어레이 기판과 상기 대항 기판 사이에 수용되어 있는 액정층과, ④ 상기 대향 기판의 위 또는 상기 어레이 기판의 아래 중 적어도 한쪽에 있는 편광 필름 셋을 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 드라이버 IC 및 빛을 조사하는 백라이터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 액정 표시 패널의 제조 방법에 있어서, ① 어레이 기판에 형성될 축적 용량선과 상기 축적 용량선에 전기적으로 연결된 복수의 도전 물질을 포함하는 적층 구조의 높이와 컬러 필터 기판에 형성될 컬러 필터의 기둥의 높이의 합이 상기 어레이 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이의 거리를 규정하도록 상기 높이를 결정하는 단계와, ② 매트릭스 형태로 배열된 화소 전극과 상기 화소 전극의 근처에 배열된 액티브 소자를 갖는 어레이 기판에 소정 높이를 갖도록 상기 축적 용량선과 상기 축적 용량선 위의 적층 구조를 형성하는 단계와, ③ 상기 컬러 필터 기판 위의 상기 화소 전극에 대응하는 위치의 컬러 필터와 소정 높이를 갖는 컬러 필터의 기둥을 형성하는 단계와, ④ 상기 적층 구조와 상기 컬러 필터 기둥이 서로 맞닿도록 상기 어레이 기판과 상기 컬러 필터 기판을 겹치고, 겹쳐진 상기 어레이 기판과 상기 컬러 필터 기판의 주위를 봉하는 단계와, ⑤ 주위가 봉해진 상기 어레이 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기둥은 상기 컬러 필터와 동시에 컬러 필터 물질로 형성되는 액정 표시 패널의 제조 방법.
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