KR100908357B1 - 횡전계 방식의 액정 표시 패널 - Google Patents

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마사히로 호리구치
히데키 카네코
히데토시 무라이
하야토 쿠라사와
야스오 세가와
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엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤
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Abstract

주사선에 인가되는 전압에 기인하는 번-인(burn-in) 방지 수단을 구비한 횡(橫)전계 방식, 즉 IPS 모드 내지 FFS 모드의 액정 표시 패널을 제공하는 것이다.
평행하게 설치된 복수의 주사선(12) 및 커먼 배선(13)과; 상기 주사선(12)과 교차하는 방향으로 설치된 복수의 신호선(17)과; 복수의 상기 주사선(12) 및 신호선(17)으로 구획된 영역에 형성된 공통 전극(14) 및 화소 전극(21)을 가지는 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 주사선(17)상의 절연막의 표면의 적어도 일부는 도전성 재료로 이루어진 쉴드(shield) 전극(22)에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

횡전계 방식의 액정 표시 패널{TRANSVERSE FIELD TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
도 1은 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 2화소분의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 II－II선을 따른 단면도이다.
도 3은 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 2화소분의 개략 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV－IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 2화소분의 개략 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI－VI선을 따른 단면도이다.
도 7은 실시예 4의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 4화소분의 개략 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII－VIII선을 따른 단면도이다.
도 9는 도 7의 IX－IX선을 따른 단면도이다.
도 10은 종래예의 IPS 모드의 액정 표시 패널의 1화소분의 모식 평면도이다.
도 11은 도 10의 XI－XI선을 따른 단면도이다.
도 12는 도 10의 XII－XII선을 따른 단면도이다.
도 13은 종래예의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 1화소분의 모식 평면도이다.
도 14는 도 13의 XIV－XIV선을 따른 단면도이다.
도 15는 도 13의 XV－XV선을 따른 단면도이다.
도 16은 다른 종래예의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 모식 평면도이다.
도 17은 종래예의 듀얼 도메인(dual domain)화한 FFS 모드의 액정 표시 패널의 모식 평면도이다.
도 18은 종래예의 델타 배치(delta layout)의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 모식 평면도이다.
도 19은 도 16에 대응하는 IPS 모드의 액정 표시 패널의 모식 평면도이다.
도 20은 도 17에 대응하는 IPS 모드의 액정 표시 패널의 모식 평면도이다.
<부호의 설명>
10A ~ 10D：FFS 모드의 액정 표시 패널
11：투명 기판
12：주사선
13：커먼 배선
14 대향(공통) 전극
15：게이트 절연막
16：반도체층
17：신호선
18：절연막
19, 27, 271, 272, 28：컨택트 홀
20：슬릿
21：화소 전극
22：실드 전극
23：패시베이션막
24：배향막
25, 251, 252：절결부
26, 261, 262：틈새
본 발명은 IPS(In-Plane Switching) 모드 내지 프린지ㆍ필드ㆍ스위칭(Fringe Field Switching：이하, 「FFS」라고 함) 모드 등의 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 관한 것으로, 특히 주사선에 인가되는 전압에 기인하는 번-인 방지 수단을 구비한 IPS 모드 내지 FFS 모드의 액정 표시 패널에 관한 것이다.
최근, 정보 통신 기기뿐만 아니라 일반의 전기 기기에 있어서도 액정 표시 패널이 많이 이용되고 있다. 종래부터 많이 이용되고 있는 액정 표시 패널은 표면에 전극 등이 형성된 한 쌍의 유리 등으로 이루어진 기판과, 이 한 쌍의 기판 사이 에 형성된 액정층으로 이루어지고, 양 기판상의 전극에 전압이 인가되는 것에 의해, 액정을 재배열시켜서 광의 투과율을 변경함으로써 여러 가지의 영상을 표시하는, 이를테면 종(縱)전계 방식이라고도 하는 것이다. 이와 같은 종전계 방식의 액정 표시 패널은 TN(Twisted Nematic) 모드나 VA(Vertical Alignment) 모드의 것이 존재하나, 시야각이 좁다고 하는 문제점이 존재하기 때문에, MVA(Multidomain Vertical Alignment) 모드 등 여러 가지의 개량된 종전계 방식의 액정 표시 패널이 개발되고 있다.
한편, 상술한 종전계 방식의 액정 표시 패널과는 달리, 한쪽 기판에만 전극을 구비한 횡전계 방식이라고 하는 액정 표시 패널도 IPS 모드의 액정 표시 패널로서 알려져 있다(하기 특허 문헌 1 및 2 참조). 여기서는 이 IPS 모드의 액정 표시 패널의 동작 원리를, 도 10 ~ 도 12를 이용하여 설명한다. 또한, 도 10은 IPS 모드의 액정 표시 패널의 1화소분의 모식 평면도이고, 도 11은 도 10의 XI－XI선을 따른 단면도이고, 또 도 12는 도 10의 XII－XII선에 따른 단면도이다.
이 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)은 어레이 기판(AR)과 컬러 필터 기판(CF)을 구비하고 있다. 어레이 기판(AR)은 제 1 투명 기판(51)의 표면에 각각 평행하게 복수의 주사선(52) 및 커먼 배선(53)이 설치되고, 이들 주사선(52) 및 커먼 배선(53)에 교차하는 방향으로 복수의 신호선(54)이 설치되어 있다. 그리고, 각 화소의 중앙부에 커먼 배선(53)에서부터 띠 형상으로, 도 10에 있어서는 예를 들어 빗살 형상의 대향 전극(「공통 전극」이라고도 함)(55)이 설치되고, 이 대향 전극(55)의 주위를 끼우도록 동일하게 빗살 형상의 화소 전극(56)이 설치되어 있고, 이 화소 전극(56)의 표면은 예를 들어 질화 규소로 이루어진 보호 절연막(57) 및 폴리이미드 등으로 이루어진 배향막(58)에 의해 피복되어 있다.
그리고, 주사선(52)과 신호선(54)의 교차점 근방에는 스위칭 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor：박막 트랜지스터)가 형성되어 있다. 이 TFT는 주사선(52)과 신호선(54) 사이에 반도체층(59)이 배치되고, 반도체층(59)상의 신호선 부분이 TFT의 소스 전극(S)을 구성하고, 반도체층(59)의 하부의 주사선 부분이 게이트 전극(G)을 구성하고, 또 반도체층(59)의 일부분과 겹치는 화소 전극(56)의 부분이 드레인 전극(D)을 구성하고 있다.
또, 컬러 필터 기판(CF)은 제 2 투명 기판(60)의 표면에 컬러 필터층(61), 오버코트(overcoat)층(62) 및 배향막(63)이 설치된 구성을 가지고 있다. 그리고, 어레이 기판(AR)의 화소 전극(56) 및 대향 전극(55)과 컬러 필터 기판(CF)의 컬러 필터층(61)측이 서로 대향하도록 어레이 기판(AR) 및 컬러 필터 기판(CF)을 대향시키고, 그 사이에 액정(LC)을 밀봉하는 동시에, 양 기판의 각각 외측에 편광판(64, 65)을 편광 방향이 서로 교차하는 방향으로 되도록 배치하는 것으로, IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)이 형성된다.
이 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)은 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이 화소 전극(56)과 대향 전극(55) 사이에 전계를 형성하면, 수평 방향으로 배향하고 있던 액정이 수평 방향으로 선회(旋回)함으로써 백라이트 등으로부터의 입사광의 투과량을 제어할 수 있게 된다. 이 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)은 광시야각이고, 고(高)컨트라스트(contrast)라고 하는 장점이 있으나, 대향 전극(55)이 커먼 배선(53) 내지 주사선(52)과 동일한 금속 재료로 형성되기 때문에 개구율 및 투과율이 낮고, 또 시각(視角)에 의한 색 변화가 있다고 하는 문제점이 존재한다.
이와 같은 IPS 모드의 액정 표시 패널의 저개구율 및 저투과율이라고 하는 문제점을 해결하기 위해, FFS 모드의 액정 표시 패널이 개발되고 있다(하기 특허 문헌 3 및 4 참조). 이 FFS 모드의 액정 표시 패널의 동작 원리를, 도 13 ~ 도 15를 이용하여 설명한다. 또한, 도 13은 FFS 모드의 액정 표시 패널의 1화소분의 모식 평면도이고, 도 14는 도 13의 XIV－XIV선을 따른 단면도이고, 또 도 15는 도 13의 XV－XV선을 따른 단면도이다.
이 FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)은 어레이 기판(AR)과 컬러 필터 기판(CF)을 구비하고 있다. 어레이 기판(AR)은 제 1 투명 기판(71)의 표면에 각각 평행하게 복수의 주사선(72) 및 커먼 배선(73)이 설치되고, 이들 주사선(72) 및 커먼 배선(73)에 교차하는 방향으로 복수의 신호선(74)이 설치되어 있다. 그리고, 주사선(72) 및 신호선(74)으로 구획된 영역의 각각을 덮도록 커먼 배선(73)에 접속된 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 이루어진 투명 재료로 형성된 공통 전극(「대향 전극」이라고도 불림)(75)이 설치되고, 이 공통 전극(75)의 표면에 게이트 절연막(76)을 통하여 스트라이프 형상으로 복수의 슬릿(77A)이 형성된 ITO 등의 투명 재료로 이루어진 화소 전극(78A)이 설치되어 있다. 그리고, 이 화소 전극(78A) 및 복수의 슬릿(77A)의 표면은 배향막(80)에 의해 피복되어 있다.
그리고, 주사선(72)과 신호선(74)의 교차 위치의 근방에는 스위칭 소자로서의 TFT가 형성되어 있다. 이 TFT는 주사선(72)의 표면에 반도체층(79)이 배치되고, 반도체층(79)의 표면의 일부를 덮도록 신호선(74)의 일부가 연장되어서 TFT의 소스 전극(S)을 구성하고, 반도체층(79)의 하부의 주사선 부분이 게이트 전극(G)을 구성하고, 또 반도체층(79)의 일부분과 겹치는 화소 전극(78A)의 부분이 드레인 전극(D)을 구성하고 있다.
또, 컬러 필터 기판(CF)은 제 2 투명 기판(82)의 표면에 컬러 필터층(83), 오버코트층(84) 및 배향막(85)이 설치된 구성을 가지고 있다. 그리고, 어레이 기판(AR)의 화소 전극(78A) 및 공통 전극(75)과 컬러 필터 기판(CF)의 컬러 필터층(83)이 서로 대향하도록 어레이 기판(AR) 및 컬러 필터 기판(CF)을 대향시키고, 그 사이에 액정(LC)을 밀봉하는 동시에, 양 기판의 각각 외측에 편광판(86, 87)을 편광 방향이 서로 직교하는 방향으로 되도록 배치함으로써 FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)이 형성된다.
이 FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)은 화소 전극(78A)과 공통 전극(75)의 사이에 전계를 형성하면, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이 이 전계는 화소 전극(78A)의 양측에서 공통 전극(75)을 향하기 때문에, 슬릿(77A)에 존재하는 액정뿐만이 아니라 화소 전극(78A)상에 존재하는 액정도 이동시킬 수 있다. 그 때문에, FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)은 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)보다 광시야각이고 또한 고컨트라스트이며, 또한 고투과율이기 때문에 밝은 표시가 가능하게 된다고 하는 특징을 구비하고 있다. 추가로, FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)은 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)보다 평면에서 보면 화소 전극(78A)과 공통 전극(75)의 중복 면적이 크기 때문에 보다 큰 유지 용량이 부차적으로 생겨서, 별도 보조 용량 선을 설치할 필요가 없어진다고 하는 장점도 존재한다.
또한, FFS 모드의 액정 표시 패널에 있어서, IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우와 동일하게, 표시 특성상 러빙(rubbing) 방향은 신호선과 직교하는 것이 좋고, 또 화소 전극과 러빙 방향과는 미소(微小) 각도의 기울기를 만드는 것이 좋기 때문에, 도 16에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70B)과 같이 화소 전극(78B)에 설치하는 스트라이프 형상의 슬릿(77B)을 주사선(72) 내지 커먼 배선(73)에 대해 기울어진 구조로 하는 것이 행하게 되고 있고, 동일하게, 시각에 따라 색 변화가 인식되지 않도록 하기 위해, 도 17에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70C)과 같이 화소 전극(78C)에 설치한 스트라이프 형상의 슬릿(77C)을 「く」자 형상으로 되도록 배치하여 듀얼 도메인화하는 일도 행하게 되고 있다. 또, 도 18에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70D)과 같이 신호선(72)에 대향하는 부분에 설치되는 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스가 직선 형상으로 되지 않도록 하고, 블랙 매트릭스가 눈에 띄지 않는 화상 표시에 적절한 것으로 하기 위해, 신호선(72)을 주사선(74)과 직교하는 방향으로 크랭크(crank) 형상으로 설치하여 복수의 공통 전극 및 화소 전극(78D)을 델타 배치로 하는 것도 행해지고 있다.
또한, 도 16 및 도 17에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70B, 70C)은 도 13에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)과는 화소 전극(78B, 78C)에 설치하는 슬릿(77B, 77C)의 기울기가 서로 다를 뿐이고, 또한 도 18에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70D)은 도 13에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)과는 화소 전극(78D)에 설치하는 슬릿(77D)의 기울기 및 복수의 공통 전극 및 화소 전극(78D)을 델타 배치로 한 점이 다를 뿐이므로, 도 13에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70A)과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 상세 설명은 생략한다.
또한, 도 10에 나타낸 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)에 있어서도, 상술한 FFS 모드의 액정 표시 패널(70B, 70C)과 동일하고, 도 19에 나타내는 IPS 모드의 액정 표시 패널(50B)과 같이 배향막의 러빙 방향을 신호선(54)과 교차시키고, 화소 전극(55B) 및 대향 전극(56B)과 러빙 방향에 미소 각도의 기울기를 만들도록 하면 표시 품질이 향상하고, 또한 도 20에 나타내는 IPS 모드의 액정 표시 패널(50C)과 같이 화소 전극(55C) 및 대향 전극(56C)을 그 연장 방향의 좌우에서 다른 방향으로 기울여 배치함으로써 듀얼 도메인화함으로써, 시각에 따라 색 변화가 인식되지 않도록 할 수도 있다. 또, 여기서는 도시를 생략하나, 이와 같은 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A, 50B, 50C)을 도 18에서 나타내는 FFS 모드의 액정 표시 패널(70D)과 같이 복수의 화소 전극(55, 55A, 55B) 및 대향 전극(56, 56A, 56B)을 델타 배치로 하여 블랙 매트릭스가 눈에 띄지 않는 화소 표시로 하는 것도 가능하다. 또한, 도 19 및 도 20에 나타내는 IPS 모드의 액정 표시 패널(50B, 50C)은 도 10에 나타내는 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)과 화소 전극(55B, 55C) 및 대향 전극(56B, 56C)의 기울기가 서로 다를 뿐이므로, 도 10에 나타낸 IPS 모드의 액정 표시 패널(50A)과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 상세 설명은 생략한다.
[특허 문헌 1]
일본 특개평 10-319371호 공보(단락 [0005], [0053], [0065] ~ [0077], 도 2, 도 5, 도 6)
[특허 문헌 2]
일본 특개 2002-131767호 공보(특허 청구의 범위, 단락 [0006] ~ [0009],[0018] ~ [0077], 도 1, 도 3)
[특허 문헌 3]
일본 특개 2002-14363호 공보(특허 청구의 범위, 단락[0002] ~ [0010], [0019] ~ [0026], 도 1, 도 2)
[특허 문헌 4]
일본 특개 2002-244158호 공보(특허 청구의 범위, 단락 [0002] ~ [0013], [0023] ~ [0032], 도 1 ~ 도 4)
[특허 문헌 5]
일본 특개 2005-148534호 공보(청구항 13, 단락 [0009], [0028] ~ [0056], 도 1)
[특허 문헌 6]
일본 특개 2005-148602호 공보(청구항 13, 단락 [0009], [0097] ~ [0106], 도 8)
상술한 바와 같이 FFS 모드의 액정 표시 패널은 IPS 모드의 액정 표시 패널보다 광시야각이고 고컨트라스트인 동시에, 고투과율이기 때문에 밝은 표시가 가능 하게 되고, 또한 저전압 구동이 가능한 동시에 보다 큰 유지 용량이 부차적으로 생기기 때문에 별도 보조 용량선을 설치하지 않더라도 표시 화질이 양호하게 된다고 하는 특징을 구비하고 있다.
그러나, 액정 표시 패널은 장시간 이용하면 번-인 현상이 발생하는 것이 알려져 있고, 이러한 점은 IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우에 있어서도 FFS 모드의 액정 표시 패널의 경우에 있어서도 동일이다. 그러나, 상술한 바와 같은 종래의 FFS 모드의 액정 표시 패널에 있어서는 이 번-인 현상이 종래의 IPS 모드의 액정 표시 패널에 비교하면 크게 나타나는 것이 발견되었다. 발명자들은 이 FFS 모드의 액정 표시 패널에 있어서 번-인 현상이 IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우보다 크게 나타나는 원인에 대해 여러 가지 검토를 거듭한 결과, 주사선에 인가되는 큰 전압 신호에 기초하여 발생하는 전계는 그 근방의 액정의 배향에 영향을 미치지만, 화소 전극으로부터 액정으로 향하는 전기력선의 경로와 액정으로부터 주사선을 향하는 전기력선의 경로가 IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우는 대칭인데 대해, FFS 모드의 액정 표시 패널의 경우는 비대칭인 것이 그 한 원인이라고 추정되었다.
즉, IPS 모드 및 FFS 모드의 액정 표시 패널에 있어서, 주사선에 인가되는 전압은 소정의 화소의 비선택 상태에 있어서는 약 -10V이고, 선택 상태에 있어서는 약 ＋15V로서, 소정의 화소가 선택되는 시간은 매우 짧기 때문에, 약 -10V의 직류 전압이 장시간에 걸쳐서 인가된다. 그러나, IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우, 도 12의 기재로부터 알 수 있는 바와 같이, 화소 전극(56)에서부터 주사선(52)을 향하는 전기력선(E1)은 화소 전극(56), 보호 절연막(57) 및 배향막(58)을 거쳐서 액정 층(LC)에 들어가고, 액정층(LC)에서부터 배향막(58), 보호 절연막(57)을 거쳐서 주사선(52)에 도달하기 때문에, 화소 전극(56)에서부터 액정층(LC)으로 도달할 때까지의 전기력선의 경로와 액정층(LC)에서부터 주사선(52)으로 도달할 때까지의 전기력선의 경로는 대칭으로 되어 있다.
이에 대해, FFS 모드의 액정 표시 패널의 경우, 도 15의 기재로부터 알 수 있는 바와 같이, 화소 전극(78A)에서부터 주사선(72)을 향하는 전기력선(E2)은 화소 전극(78A)에서부터 배향막(80)을 거쳐서 액정층(LC)에 들어가 액정층(LC)에서부터 배향막(80) 및 게이트 절연막(76)을 거쳐서 주사선(72)에 도달하기 때문에, 화소 전극(78A)에서부터 액정층(LC)으로 도달할 때까지의 전기력선의 경로와 액정층(LC)에서부터 주사선(72)으로 도달할 때까지의 전기력선의 경로는 비대칭으로 되어 있다. 그 때문에, FFS 모드의 액정 표시 패널은 IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우보다 화소 전극 내지 그 표면의 배향막이 주사선(72)에 인가되는 신호에 기인하는 직류 전계에 의해 불가역적 영향을 받기 쉬워져서, 이것이 IPS 모드의 액정 표시 패널보다 번-인 현상이 크게 나타나는 원인으로 되는 것으로 추정된다.
본 발명자들은 이와 같은 FFS 모드의 액정 표시 패널의 번-인의 문제점을 감소시키기 위하여 여러 가지 검토를 거듭한 결과, 화소 전극으로부터 액정 층으로 도달할 때까지의 전기력선의 경로와 액정층에서부터 주사선으로 도달할 때까지의 전기력선의 경로를 대칭으로 하는 것은 FFS 모드의 액정 표시 패널의 동작 원리로 보아 어려우나, 주사선에 인가되는 고전압의 신호에 기초하는 직류 전계가 그 근방의 액정에 인가되지 않게 함으로써 FFS 모드의 액정 표시 패널의 번-인 현상을 감 소시키는 것이 가능할 뿐만 아니라, IPS 모드의 액정 표시 패널에 있어서도 번-인을 감소시킬 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀던 것이다.
또한, 상기 특허 문헌 2에는 IPS 모드의 액정 표시 패널에 있어서, 신호선(드레인 신호선) 또는 주사선(게이트 신호선)과 그에 인접하여 배치되는 전극 사이에 발생하게 되는 전계에 의해 액정이 구동되는 것에 의한 광 누출을 방지할 목적으로, 신호선 또는 주사선 중 적어도 한쪽 위에 부분적으로 중첩된 도전층을 설치한 예가 개시되어 있고, 또 FFS 모드의 액정 표시 패널에 대해 부분적으로 시사하는 기재도 있으나(단락 [0003] ~ [0004] 참조), FFS 모드의 액정 표시 패널의 구체적인 예는 도시되어 있지 않을 뿐만 아니라, IPS 모드의 액정 표시 패널 및 FFS 모드의 액정 표시 패널에 있어서 번-인의 문제점을 시사하는 기재는 없다.
즉, 본 발명은 주사선에 인가되는 전압에 기인하는 번-인 방지 수단을 구비한 횡전계 방식, 즉 IPS 모드 내지 FFS 모드의 액정 표시 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 횡전계 방식의 액정 표시 패널은 평행하게 설치된 복수의 주사선 및 커먼 배선과, 상기 주사선과 교차하는 방향으로 설치된 복수의 신호선과, 복수의 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역에 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 가지는 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 주사선상의 절연막의 표면에는 도전성 재료로 이루어진 쉴드 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 쉴드 전극은 상기 공통 전극에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 화소 전극의 상기 쉴드 전극측의 일부에는 절결부가 설치되고, 상기 쉴드 전극은 상기 절결부의 절연막상에까지 연장되고, 상기 절결부에 설치된 컨택트 홀을 통하여 상기 공통 전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 쉴드 전극은 상기 신호선에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 쉴드 전극은 상기 주사선상의 절연막의 표면상에서 상기 주사선 및 신호선의 교차 위치까지 연장되고, 상기 교차 위치에 설치된 컨택트 홀을 통하여 상기 신호선과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 주사선의 양측에 인접하는 측의 일부에 각각 절결부가 설치되고, 상기 쉴드 전극은 상기 절결부의 절연막상에까지 연장되고, 상기 절결부에 설치된 컨택트 홀을 통하여 상기 주사선의 양측에 위치하는 각각의 공통 전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 쉴드 전극은 상기 주사선의 절반 이상을 피복하고 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 쉴드 전 극은 상기 화소 전극과 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 공통 전극은 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역내에 빗살 형상으로 형성되고, 상기 화소 전극은 상기 빗살 형상으로 형성된 공통 전극의 주위를 끼우도록 동일하게 빗살 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 공통 전극은 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역을 덮도록 형성되고, 상기 화소 전극은 상기 공통 전극상에 절연막을 통하여 형성되는 동시에 서로 평행한 복수의 슬릿이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 빗살 형상의 공통 전극 및 화소 전극 또는 상기 복수의 슬릿은 상기 주사선 또는 신호선에 대해서 기울어진 방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 빗살 형상의 공통 전극 및 화소 전극은 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역내의 상기 공통 전극 및 화소 전극의 연장 방향의 좌우에서 서로 다른 방향으로 기울어져 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 커먼 배선은 상기 복수의 주사선 사이에 설치되고, 상기 복수의 슬릿은 상기 커먼 배선의 양측에서 서로 다른 방향으로 기울어져 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 커먼 배 선의 양측에 설치된 슬릿의 수는 각각의 측에서 동일한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 커먼 배선에 가장 근접하는 양측의 슬릿의 단부는 상기 커먼 배선상에서 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 주사선상에는 상기 신호선의 교차 위치의 근방에 스위칭 소자로서의 TFT가 설치되고, 상기 쉴드 전극은 TFT의 표면을 제외한 상기 주사선상에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서, 상기 신호선은 상기 주사선과 교차하는 방향으로 크랭크 형상으로 설치되고 있고, 상기 복수의 공통 전극 및 화소 전극은 델타 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 횡전계 방식의 액정 표시 패널로서 FFS 모드의 액정 표시 패널을 예시하는 것으로서, 본 발명을 이 FFS 모드의 액정 표시 패널에 특정하는 것을 의도하는 것이 아니며, IPS 모드의 액정 표시 패널 등 특허청구의 범위에 포함되는 그 밖의 실시 형태의 것에도 동일하게 적응할 수 있는 것이다.
실시예 1
실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)을 제조 공정 순서로 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다. 또한, 도 1은 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬 러 필터 기판을 투시하여 나타낸 2화소분의 개략 평면도이고, 도 2는 도 1의 II－II선을 따른 단면도이다.
이 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)의 어레이 기판(AR)은 유리 기판 등인 투명 기판(11)의 표면 전체에 걸쳐서 하부가 Al 금속으로 이루어지고 표면이 Mo 금속으로 이루어진 2층막을 형성한 후, 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해 Mo／Al의 2층 배선으로 이루어진 복수의 주사선(12) 및 복수의 커먼 배선(13)을 서로 평행하게 되도록 형성하고 있다. 알루미늄은 저항값이 작다고 하는 장점을 가지고 있으나, 그 반면, 부식하기 쉽고, ITO와의 접촉 저항이 높은 등의 결점이 있기 때문에, 알루미늄을 몰리브덴으로 덮은 다층 구조로 함으로써 그러한 결점을 개선할 수 있다. 또한, 여기서는 커먼 배선(13)을 주사선에 따라 설치한 예를 나타냈으나, 인접하는 주사선(12)의 중간에 설치해도 된다.
계속해서, 주사선(12) 및 커먼 배선(13)을 형성한 투명 기판(11)의 표면 전체에 걸쳐서 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 도전성층을 피복하고, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해 공통 전극(14)을 형성한다. 이 공통 전극(14)은 커먼 배선(13)과는 전기적으로 접속되어 있으나, 주사선(12) 내지 게이트 전극(G)과는 접속되어 있지 않다. 또한, 이 표면 전체에 질화 규소층 내지는 산화 규소층으로 이루어진 게이트 절연막(15)을 피복하고, 이어서 CVD법에 의해 예를 들어 아모퍼스ㆍ실리콘(이하 「a－Si」라고 함)층을 게이트 절연막(15)의 표면 전체에 걸쳐서 피복한 후에, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, TFT 형성 영역에 a－Si층으로 이루어진 반도체층(16)을 형성한다. 이 반도체층(16)이 형성되어 있는 위치의 주사선(12)의 영역이 TFT의 게이트 전극(G)을 형성한다.
이어서, Mo／Al／Mo의 3층 구조의 도전성층을 반도체층(16)을 형성한 투명 기판(11)의 표면 전체에 걸쳐서 피복하고, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, 신호선(17) 및 드레인 전극(D)을 형성한다. 이 신호선(17)의 소스 전극(S) 부분 및 드레인 전극(D) 부분은 모두 반도체층(16)의 표면에 부분적으로 겹쳐 있다. 또한, 이 기판의 표면 전체에 질화 규소층으로 이루어진 절연막(18)을 피복한다.
계속해서, 드레인 전극(D)에 대응하는 위치의 절연막(18)에 컨택트 홀(19)을 형성하여 드레인 전극(D)의 일부를 노출시킨다. 또한, 이 표면 전체에 걸쳐서 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 도전성층을 피복하고, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, 도 1에 나타낸 패턴으로 되도록, 주사선(12)및 신호선(17)으로 둘러싸인 영역의 절연막(18)상에 슬릿(20)을 가지는 화소 전극(21)을 형성하는 동시에, 주사선(12)상의 절연막(18)의 표면에 부분적으로 쉴드 전극(22)을 형성한다. 이 화소 전극(21)은 컨택트 홀(19)을 통하여 드레인 전극(D)과 전기적으로 접속되어 있다. 또, 여기서는 쉴드 전극(22)은 어디에도 전기적으로 접속되어 있지 않고, 플로팅 상태로 되어 있다. 또한, TFT의 동작 특성에 영향을 주지 않도록 하기 위해, 쉴드 전극(22)은 반도체층(16)의 표면을 덮지 않도록 하는 편이 좋다. 또, 쉴드 전극은 ITO로 바꾸어 알루미늄 등의 도전성 금속으로 형성해도 된다.
또한, 이 표면 전체에 걸쳐서 필요에 따라 예를 들어 질화 규소로 이루어진 패시베이션막(도시하지 않음)을 설치하는 동시에, 이 패시베이션막의 표면 전체에 소정의 배향막(24)을 형성함으로써 어레이 기판(AR)이 완성된다. 그리고, 이와 같이 하여 제조된 어레이 기판(AR)과 별도 제조된 컬러 필터 기판을 대향시키고, 주위를 씰재로 밀봉하여 양 기판 사이에 액정을 주입함으로써 실시예에 관한 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)이 얻어진다. 또한, 컬러 필터 기판의 구성은 상술한 종래예의 것과 실질적으로 차이는 없기 때문에, 그 상세 설명은 생략한다.
이와 같이 하여 얻어진 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)은 주사선(12)의 표면이 적어도 일부가 도전성의 쉴드 전극(22)으로 피복되어 있기 때문에, 주사선(12)에 인가되는 고전압의 신호에 의해 발생하는 직류 전계에 의해 액정이 구동되는 일이 없어지므로, FFS 모드의 액정 표시 패널의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소된다.
실시예 2
실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)에 있어서, 쉴드 전극(22)은 플로팅 상태로 되어 있기 때문에, 외부로부터의 전계의 영향에 의해 쉴드 전극(22)의 전위가 불안정해져서 크게 변동할 가능성이 있다. 따라서, 쉴드 전극(22)을 공통 전극(14)과 전기적으로 접속함으로써 쉴드 전극(22)의 전위를 안정화시킨 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)을 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 또한, 도 3은 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 2화소분의 개략 평면도이고, 도 4는 도 3의 IV－IV선을 따른 단면도이다. 또, 도 3 및 도 4에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 상세 설명은 생략한다.
이 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)이 실시예 1의 액정 표시 패널(10A)과 구성이 서로 다른 점은 쉴드 전극(22)에 가까운 쪽의 화소 전극(21)의 각부(角部)에 절결부(25)를 설치하고, 쉴드 전극(22)의 일부를, 화소 전극(21)과의 사이에 틈새(26)를 두고 절결부(25)의 부분에 연장시키고, 이 절결부(25)의 부분에 설치한 컨택트 홀(27)을 거쳐서 쉴드 전극(22)과 공통 전극(14)을 전기적으로 접속한 점이다.
이 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)의 제조 공정은 신호선(17) 및 드레인 전극(D)을 형성한 후의 기판의 표면 전체에 질화 규소층으로 이루어진 절연막(18)을 피복하는 공정까지는 상술한 실시예 1의 액정 표시 패널(10A)의 제조 공정과 동일하다. 이어서, 드레인 전극(D) 및 절결부(25)에 대응하는 위치의 절연막(18)에 컨택트 홀(19, 27)을 형성하여 드레인 전극(D)의 일부 및 공통 전극(14)의 일부를 노출시킨다.
또한, 이 표면 전체에 걸쳐서 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 도전성층을 피복하고, 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, 도 3에 나타낸 패턴으로 되도록, 주사선(12) 및 신호선(17)으로 둘러싸인 영역의 절연막(18)상에 슬릿(20)을 가지는 동시에 절결부(25)를 가지는 화소 전극(21)을 형성하는 동시에, 주사선(12)의 표면으로부터 절결부(25)에 걸쳐서, 화소 전극(21)과의 사이에 틈새(26)가 생기도록 절연막(18)상에 쉴드 전극(22)을 형성한다. 그렇게 하면, 화소 전극(21)은 컨택트 홀(19)을 통하여 드레인 전극(D)과 전기적으로 접속되고, 쉴드 전극(22)은 컨택트 홀(27)을 통하여 공통 전극(14)과 전기적으로 접속된다. 그 후의 제조 공정은 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)의 제조 공정과 동일하다.
이 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)에 의하면, 쉴드 전극(22)은 컨택트 홀(27)을 통하여 공통 전극(14)과 전기적으로 접속되어 그 전위가 안정되어 있기 때문에 외부로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지고, 또 주사선(12)에 인가되는 고전압의 신호에 의해 발생하는 직류 전계에 의해 액정이 구동되는 일이 없어지므로, FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소된다. 추가로, 실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)에 의하면, 화소 전극(21)에 절결부(25)를 설치함으로써 일부의 슬릿(201)의 길이가 짧아지는 일이 있으나, 절결부(25)에 있어서 화소 전극(21)과 쉴드 전극(22) 사이의 틈새(26)는 화소 전극(21)과 공통 전극(14) 사이뿐만이 아니라, 화소 전극(21)과 쉴드 전극(22) 사이에도 전계가 발생하기 때문에, 실질적으로 화소 전극(21)에 설치된 슬릿(20)과 동등한 작용을 나타내며, 이 틈새(26)의 부분도 유효한 표시 영역으로 되므로 개구율이 향상한다.
실시예 3
실시예 2의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10B)에 있어서는 외부로부터의 전계의 영향을 받지 않도록 하기 위해, 쉴드 전극(22)을 공통 전극(14)과 전기적으로 접속함으로써 쉴드 전극(22)의 전위가 안정화하도록 시켰으나, 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10C)에서는 쉴드 전극(22)을 신호선(17)과 전기적으로 접속하 여 쉴드 전극(22)의 전위를 안정화시켰다. 이 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10C)을 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다. 또한, 도 5는 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 2화소분의 개략 평면도이고, 도 6은 도 5의 VI－VI선을 따른 단면도이다. 또, 도 5 및 도 6에 있어서는 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 상세 설명은 생략한다.
이 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10C)이 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)과 구성이 상위한 점은, 쉴드 전극(22)을 주사선(12)상의 절연층(18)상에서 그 근방의 신호선(17)과의 교차점에 대응하는 위치에까지 연장시키고, 이 교차점에 대응하는 위치의 절연층(18)에 설치한 컨택트 홀(28)을 통하여 쉴드 전극(22)과 신호선(17)을 전기적으로 접속한 점이다.
이 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10C)의 제조 공정은 신호선(17) 및 드레인 전극(D)을 형성한 후의 기판의 표면 전체에 질화 규소층으로 이루어진 절연막(18)을 피복하는 공정까지는 상술한 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)의 제조 공정과 동일하다. 계속해서, 드레인 전극(D) 및 주사선(12)과 신호선(17)의 교차점에 대응하는 위치의 절연막(18)에 컨택트 홀(19, 28)을 형성하여 드레인 전극(D)의 일부 및 신호선(17)의 일부를 노출시킨다.
또한, 이 표면 전체에 걸쳐서 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 도전성층을 피복하고, 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, 도 5에 나타낸 패턴으로 되도록, 주사선(12) 및 신호선(17)으로 둘러싸인 영역의 절연막(18)상에 슬릿(20)을 가지는 화소 전극(21)을 형성하는 동시에, 주사선(12)의 표면의 일부의 절연막(18)상에 쉴드 전극(22)을 형성한다. 그렇게 하면, 화소 전극(21)은 컨택트 홀(19)을 통하여 드레인 전극(D)과 전기적으로 접속되고, 쉴드 전극(22)은 컨택트 홀(28)을 통하여 신호선(17)과 전기적으로 접속된다. 그 후의 제조 공정은 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)의 제조 공정과 동일하다.
이 실시예 3의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10C)에 의하면, 쉴드 전극(22)은 컨택트 홀(28)을 통하여 신호선(17)과 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 쉴드 전극(22)의 전위는 신호선(17)에 인가되는 신호에 의해 변동하도록 해도 직류 성분은 적기 때문에, 이 쉴드 전극(22)에 인가되는 신호선(17)의 신호에 의해 액정이 받는 영향은 작고, 또 외부로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지는 동시에, 주사선(12)에 인가되는 고전압의 신호에 의해 발생하는 전계에 의해 액정이 구동되는 일이 없어지므로, FFS 모드의 액정 표시 패널의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소한다.
실시예 4
실시예 4의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)을 제조 공정 순서에 도 7 ~ 도 9를 이용하여 설명한다. 또한, 도 7은 실시예 4의 FFS 모드의 액정 표시 패널의 컬러 필터 기판을 투시하여 나타낸 4화소분의 개략 평면도이고, 도 8은 도 7의 VIII－VIII선을 따른 단면도이고, 또 도 9는 도 7의 IX－IX선을 따른 단면도이다. 또한, 도 7 ~ 도 9에 있어서는 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예 1의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A)과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하여 설명하기로 한다.
이 실시예 4의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)의 어레이 기판(AR)은 유리 기판 등인 투명 기판(11)의 표면 전체에 걸쳐서 하부가 알루미늄 금속(Al)으로 이루어지고 표면이 몰리브덴 Mo 금속으로 이루어진 2층막을 형성한 후, 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해 Mo／Al의 2층 배선으로 이루어진 복수의 주사선(12) 및 복수의 커먼 배선(도시 생략)을 서로 평행하게 되도록 형성한다. 또한, 여기서는 커먼 배선을 주사선(12)을 따라 설치한 예를 나타냈으나, 인접하는 주사선(12)의 중간에 설치해도 된다.
계속해서, 주사선(12) 및 커먼 배선을 형성한 투명 기판(11)의 표면 전체에 걸쳐서, 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 도전성층을 피복하고, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해 대향 전극(14)을 형성한다. 이 대향 전극(14)은 커먼 배선과는 전기적으로 접속되어 있으나, 주사선(12) 내지 게이트 전극(G)과는 접속되어 있지 않다. 또한, 이 표면 전체에 질화 규소층 내지는 산화 규소층으로 이루어진 게이트 절연막(15)을 피복하고, 이어서 CVD법에 의해 예를 들어 a－Si층을 게이트 절연막(15)의 표면 전체에 걸쳐서 피복한 후에, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, TFT 형성 영역에 a－Si층으로 이루어진 반도체층(16)을 형성한다. 이 반도체층(16)이 형성되어 있는 위치의 주사선(12)의 영역이 TFT의 게이트 전극(G)을 형성한다.
이어서, Mo／Al／Mo의 3층 구조의 도전성층을 반도체층(16)을 형성한 투명 기판(11)의 표면 전체에 걸쳐서 피복하고, 동일하게 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, 소스 전극(S) 부분을 가지는 신호선(17) 및 드레인 전극(D)을 형성한다. 이 신호선(17)의 소스 전극(S) 부분 및 드레인 전극(D) 부분은 모두 반도체층(16)의 표면에 부분적으로 겹쳐 있다. 또한, 이 기판의 표면 전체에 질화 규소층으로 이루어진 절연막(18)을 피복한다.
계속해서, 드레인 전극(D), 후술하는 절결부(251, 252)에 대응하는 위치의 절연막(18)에 컨택트 홀(19, 271, 272)을 형성하여 드레인 전극(D)의 일부 및 공통 전극(14)의 일부를 노출시킨다. 또한, 이 표면 전체에 걸쳐서 예를 들어 ITO로 이루어진 투명 도전성층을 피복하고, 포토리소그래피법 및 에칭법에 의해, 도 7에 나타낸 패턴으로 되도록, 주사선(12) 및 신호선(17)으로 둘러싸인 영역의 절연막(18)상에 슬릿(20)을 가지는 동시에 주사선(12)의 양측에 인접하는 측의 각부에 각각 절결부(251, 252)를 가지는 화소 전극(21)을 형성하고, 또한 주사선(12)의 표면으로부터 양측의 절결부(251, 252)에 걸쳐서, 화소 전극(21)과의 사이에 각각 틈새(261, 262)가 생기도록 절연막(18)상에 쉴드 전극(22)을 형성한다.
그렇게 하면, 화소 전극(21)은 컨택트 홀(19)을 통하여 드레인 전극(D)과 전기적으로 접속되고, 쉴드 전극(22)은 컨택트 홀(271, 272)을 통하여 주사선(12)의 양측의 공통 전극(14)과 전기적으로 접속된다. 따라서, 주사선(12)의 양측의 공통 전극(14)은 주사선(12)을 걸쳐서 쉴드 전극(22)에 의해 서로 전기적으로 접속된다.
또한, 이 표면 전체에 걸쳐서 소정의 배향막(24)을 형성함으로써 어레이 기판(AR)이 완성된다. 그리고, 이와 같이 하여 제조된 어레이 기판(AR)과 별도 제조 된 컬러 필터 기판을 대향시키고, 주위를 씰재로 밀봉하여 양 기판 사이에 액정을 주입함으로써 실시예 4에 관한 FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)이 얻어진다. 또한, 컬러 필터 기판의 구성은 상술한 종래예의 것과 실질적으로 차이는 없으므로, 그 상세 설명은 생략한다.
이와 같이 하여 얻어진 실시예 4의 FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)은 주사선(12)의 표면이 적어도 일부가 도전성의 쉴드 전극(22)으로 피복되어 있기 때문에, 주사선(12)에 인가되는 고전압의 신호에 의해 발생하는 직류 전계에 의해 액정이 구동되는 일이 없어지므로, FFS 모드의 액정 표시 패널의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소한다. 또, 쉴드 전극(22)은 컨택트 홀(271, 272)을 통하여 주사선(12)의 양측에 위치하는 공통 전극(14)과 전기적으로 접속되어 그 전위가 안정되어 있기 때문에 외부로부터의 전계의 영향을 받기 어려워지고, 또 주사선(12)에 인가되는 고전압의 신호에 의해 발생하는 직류 전계에 의해 액정이 구동되는 일이 없어지므로, FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소한다.
또한, 이 FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)에 의하면, 화소 전극(21)에 절결부(251, 252)를 설치함으로써, 일부의 슬릿(201)의 길이가 짧아지는 일이 있으나, 절결부(251, 252)에 있어서 화소 전극(21)과 쉴드 전극(22) 사이의 틈새(261, 262)는 화소 전극(21)과 공통 전극(14) 사이뿐만이 아니라, 화소 전극(21)과 쉴드 전극(22) 사이에도 전계가 발생하기 때문에, 실질적으로 화소 전극(21)에 설치된 슬릿(20)과 동등한 작용을 나타내며, 이 틈새(261, 262)의 부분도 유효한 표시 영역으 로 되므로 개구도가 향상된다.
추가로, 이 FFS 모드의 액정 표시 패널(10D)에 의하면, 주사선(12)의 양측의 공통 전극(14)은 주사선(12)을 걸쳐서 쉴드 전극(22)에 의해 전기적으로 접속되어 있기 때문에, 주사선(12)에 교차하는 방향의 공통 전극(14)은 모두 쉴드 전극(22)을 통하여 직렬로 접속된 상태로 된다. 이에 의해 실질적으로 커먼 배선의 저항이 낮아지게 되고, 이른바 배선 지연이 적어지게 되므로 공통 전극의 전위가 안정되고, 화소마다의 표시 품질의 양호한 FFS 모드의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또한, 실시예 1 ~ 4에 있어서는 주사선(12) 및 신호선(17)으로서 서로 직선 형상으로 교차하도록 설치된 예를 나타내었다. 그러나, 종래예로서 도 18에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70D)과 같이 신호선(17)에 대향하는 부분에 설치되는 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스가 직선 형상으로 되지 않도록 하여, 블랙 매트릭스가 눈에 띄지 않는 화상 표시에 적절한 것으로 하기 위해, 신호선(17)을 주사선(12)과 교차하는 방향으로 크랭크 형상을 설치하여 복수의 공통 전극(14) 및 화소 전극(21)이 델타 배치되도록 해도 된다. 또한, 종래예로서 도 17에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70C)과 같이 화소 전극에 설치하는 스트라이프 형상의 슬릿을 「く」자 형상으로 되도록 배치하여 듀얼 도메인화하도록 해도 된다. 또한, 이와 같이 슬릿을 「く」자 형상으로 배치하여 듀얼 도메인화할 때에는 다른 방향으로 기울어진 슬릿의 개수를 동일하게 하면 시각에 따른 색 변화가 생기지 않으므로 바람직하고, 또 이들 슬릿 중, 커먼 전극에 가장 근접하는 양측의 슬릿, 즉 다른 방향으로 기울어진 슬릿의 각각 중, 서로 가장 근접하는 위치에 있는 슬릿의 단부 를 결합하면, 이 부분에 발생하는 디스클리네이션(disclination) 부분을 차광할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 실시예 1 ~ 4에 있어서는 화소 전극(21)에 설치하는 슬릿으로서 한 방향으로 기울어진 것을 이용한 예를 나타냈으나, 종래예로서 도 17에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70C)과 같이 화소 전극(78C)에 설치하는 스트라이프 형상의 슬릿(77C)을 「く」자 형상으로 되도록 배치하여 듀얼 도메인화하도록 해도 된다. 이 경우, 시각 이방성을 적게 하기 위해, 커먼 배선(73)의 양측에 설치된 슬릿(77C)의 수는 각각의 측에서 동일한 것이 바람직하고, 또 커먼 배선(73)에 가장 근접하는 양측의 슬릿의 단부는 커먼 배선(73)상에서 결합되어 있는 것으로 하는 것이 바람직하다. 나아가서는 도 18에 나타낸 FFS 모드의 액정 표시 패널(70D)과 같이 신호선(74)에 대향하는 부분에 설치되는 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스가 직선 형상으로 되지 않도록 하여, 블랙 매트릭스가 눈에 띄지 않는 화상 표시에 적절한 것으로 하기 위해, 신호선(74)을 주사선(72)과 교차하는 방향으로 크랭크 형상으로 설치하여 복수의 공통 전극 및 화소 전극(78D)이 델타 배치되도록 해도 된다.
추가로, 상기 실시예 1 ~ 4에 있어서 설명한 FFS 모드의 액정 표시 패널(10A ~ 10D)의 구성, 특히 쉴드 전극(22)에 관한 구성을 도 10 ~ 도 12에 나타내는 것과 같은 IPS 모드의 액정 표시 패널에 적응시키는 것은 용이하게 가능하다. 따라서, 여기서는 설명의 중복을 피하기 위해 IPS 모드의 액정 표시 패널에 본원 발명의 구성을 적응한 것에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 본원 발명의 구성을 IPS 모 드의 액정 표시 패널에 적응한 것에 있어서, 종래예로서 도 19 및 도 20에 나타낸 IPS 모드의 액정 표시 패널(50B, 50C)과 같이 화소 전극 및 대향 전극과 배향막의 러빙 방향에 미소 각도의 기울기를 만들도록 하는 것 및 화소 전극 및 대향 전극을 그 연장 방향의 좌우로 다른 방향으로 기울여서 배치함으로써 듀얼 도메인화하는 것, 나아가서는 화소 전극 및 대향 전극을 델타 배치로 하는 것도 가능하다는 것은 명백하다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 구비함으로써, 이하에 기술하는 바와 같은 뛰어난 효과를 나타낸다. 즉, 본 발명의 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 의하면, 주사선상의 절연막의 표면에는 도전성 재료로 이루어진 쉴드 전극이 형성되어 주사선에 인가되는 고전압의 신호는 쉴드 전극에 의해서 차단되기 때문에, 쉴드 전극의 상부에 위치하는 액정에 인가되는 주사선으로부터의 직류 성분은 작아지게 되고, 주사선에 인가되는 고전압의 신호에 기초하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소된다. 또한, 쉴드 전극은 주사선 전체를 피복해도 주사선의 일부를 피복해도 된다. 또한, 쉴드 전극은 전기적으로 어디에도 접속하지 않고 플로팅(floating) 상태로 해도 된다.
또, 쉴드 전극을 플로팅 상태로 하면 쉴드 전극의 전위가 불안정화할 가능성이 있으나, 본 발명에 의하면, 쉴드 전극을 공통 전극에 전기적으로 접속했기 때문에 쉴드 전극의 전위가 안정화하므로, 주사선에 인가되는 고전압의 신호에 기초하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 번-인 현상은 더욱 큰 폭으로 감소된다.
또, 본 발명에 의하면, 쉴드 전극을 공통 전극에 전기적으로 접속할 때에, 화소 전극의 일부에 설치된 절결부의 절연막상에까지 쉴드 전극을 연장하고, 컨택트 홀을 통하여 공통 전극과 전기적 접속을 취하도록 했기 때문에, 간단한 구성으로 쉴드 전극과 공통 전극을 전기적으로 접속할 수 있게 된다. 추가로, 화소 전극과 쉴드 전극 사이의 틈새 부분에도 전계가 발생하여 액정 분자의 배향이 규제되므로, 실질적으로 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 개구도가 향상된 것과 동등하게 되고 밝은 표시의 횡전계 방식의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 쉴드 전극을 공통 전극에 전기적으로 접속할 때에, 화소 전극의 일부에 설치된 절결부의 절연막상에까지 쉴드 전극을 연장하고, 컨택트 홀을 통하여 주사선의 양측에 위치하는 각각의 공통 전극과 전기적 접속을 행하도록 했기 때문에, 간단한 구성으로 쉴드 전극과 공통 전극을 전기적으로 접속할 수 있는 동시에, 주사선에 교차하는 방향의 복수의 공통 전극을 직렬 연결한 상태로 되기 때문에, 실질적으로 커먼 배선의 저항이 낮아지게 되고, 이른바 배선 지연이 적어지므로 공통 전극의 전위가 안정화되어, 화소마다의 표시 화질이 양호하게 된다.
추가로, 화소 전극과 쉴드 전극 사이의 틈새 부분에도 전계가 발생하여 액정 분자의 배향이 규제되므로, 실질적으로 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 개구도가 향상한 것과 동등하게 되고, 밝은 표시의 횡전계 방식의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명의 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 의하면, 쉴드 전극에 의해 주사선의 절반 이상을 피복하도록 했기 때문에, 주사선에 인가되는 고전압의 신호에 기인하는 전계가 액정 분자, 나아가서는 화소 전극에 영향을 미치는 일이 적어지므로, 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 번-인 현상이 발생하기 어려워진다. 이 쉴드 전극에 의한 주사선의 피복 범위가 절반 미만이면 그 피복 범위가 좁아짐에 따라 번-인 현상이 커지므로 바람직하지 않다. 즉, 쉴드 전극에 의한 주사선의 피복 범위가 커지게 되면 그에 비례하여 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 번-인 현상이 발생하기 어려워진다. 추가로, 쉴드 전극은 폭이 넓기 때문에 전기 저항이 작아지므로, 이른바 배선 지연이 적어지게 되어 화소마다의 표시 화질이 양호하게 된다.
또, 본 발명에 의하면, 쉴드 전극을 화소 전극과 동일한 재료로 형성했기 때문에, 화소 전극의 형성시에 동시에 쉴드 전극을 형성할 수 있고, 특히 쉴드 전극의 형성을 위해 공정수를 늘릴 필요가 없어진다.
또, 본 발명에 의하면, 쉴드 전극을 신호선에 전기적으로 접속했기 때문에, 쉴드 전극의 전위는 신호선에 인가되는 신호에 의해 변화하지만, 신호선에 인가되는 신호에는 직류 성분은 적고, 또 주사선에 인가되는 고전압의 신호는 쉴드 전극에 의해 차단되기 때문에, 쉴드 전극의 상부에 위치하는 액정에 인가되는 주사선으로부터의 직류 전계는 실질적으로 없어져서, 주사선에 인가되는 고전압의 신호에 기초하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널의 번-인 현상은 큰 폭으로 감소한다.
또, 본 발명에 의하면, 쉴드 전극을 신호선에 전기적으로 접속할 때에, 쉴드 전극을 주사선과 신호선의 교차 위치까지 연장하고 컨택트 홀을 통하여 신호선과 전기적 접속을 취하도록 했기 때문에, 간단한 구성으로 쉴드 전극과 신호선을 전기적으로 접속할 수 있게 된다.
또, 본 발명에 의하면, 횡전계 방식의 액정 표시 패널이 공통 전극과 화소 전극을 서로의 주위를 둘러싸도록 빗살 형상으로 된 IPS 모드의 액정 표시 패널의 경우에도, 상기의 본 발명의 효과를 양호하게 달성할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, IPS 모드의 액정 표시 패널에 있어서 빗살 형상의 공통 전극 및 화소 전극을 주사선 또는 신호선에 대해 기울어진 방향으로 설치했기 때문에, 화소 전극과 배향막의 러빙 방향 사이에 미소 각도의 기울기를 형성할 수 있으므로, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 컨트라스트 등의 표시 특성이 양호한 IPS 모드의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, IPS 모드의 액정 표시 패널에 있어서 공통 전극 및 화소 전극이 주사선 및 신호선으로 구획된 영역의 좌우로 다른 방향으로 기울어져 듀얼 도메인화했기 때문에, 시각에 따라 색 변화가 인식되지 않게 되므로, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 표시 특성이 양호한 IPS 모드의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 횡전계 방식의 액정 표시 패널이 공통 전극을 주사선 및 신호선으로 구획한 영역에 형성하고, 복수의 슬릿을 가지는 화소 전극을 이 공통 전극상에 절연막을 통하여 형성한 FFS 모드의 액정 표시 패널의 경우에도, 상기의 본 발명의 효과를 양호하게 달성할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, FFS 모드의 액정 표시 패널에 있어서 슬릿을 주사선 또는 신호선에 대해 기울어진 방향으로 설치했기 때문에, 화소 전극과 배향막의 러빙 방향 사이에 미소 각도의 기울기를 형성할 수 있으므로, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 컨트라스트 등의 표시 특성이 양호한 FFS 모드의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 커먼 배선을 복수의 주사선 사이에 설치하는 동시에, FFS 모드의 액정 표시 패널의 복수의 슬릿을 커먼 배선의 양측에서 서로 다른 방향으로 기울여서 듀얼 도메인화했기 때문에, 시각에 따라 색 변화가 인식되지 않게 되므로, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 표시 특성이 양호한 FFS 모드의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 커먼 배선은 통상은 주사선과 동재질의 도전성 재료로 제작되기 때문에 불투명하지만, 본 발명에 의하면 가장 커먼 배선에 근접한 양측의 슬릿의 단부를 커먼 배선상에서 결합했기 때문에, 이 커먼 배선에 의해 서로 다른 방향으로 기울어진 슬릿끼리가 서로 인접하는 위치에서 발생하는 디스클리네이션 부분을 차광할 수 있기 때문에, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 표시 특성이 양호한 FFS 모드의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 주사선상에 신호선의 교차 위치의 근방에 스위칭 소자로서의 TFT를 설치했기 때문에 그 만큼 화소 전극을 크게 할 수 있고, 추가로 쉴드 전극을 TFT의 표면을 제외한 주사선상에 설치했기 때문에, TFT의 동작이 쉴드 전극의 전위에 영향을 받는 일이 없어지므로, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 안정된 표시 특성을 나타내는 횡전계 방식의 액정 표시 패널이 얻어진다.
또, 본 발명에 의하면, 신호선을 주사선과 직교하는 방향으로 크랭크 형상으로 설치하여 복수의 공통 전극 및 화소 전극을 델타 배치(트라이앵글 배치라고도 함)로 했기 때문에, 신호선에 대향하는 부분에 설치되는 블랙 매트릭스가 직선 형상으로 되지 않아서 눈에 띄지 않고, 상기의 본 발명의 효과를 달성하면서도 화상 표시에 적절한 횡전계 방식의 액정 표시 패널이 얻어진다.

Claims (18)

  1. 평행하게 설치된 복수의 주사선 및 커먼 배선과, 상기 주사선과 교차하는 방향으로 설치된 복수의 신호선과, 복수의 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역에 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 가지는 횡전계 방식의 액정 표시 패널에 있어서,
    상기 주사선상의 절연막의 표면에는 도전성 재료로 이루어진 쉴드(shield) 전극이 형성되어 있고,
    상기 쉴드 전극은 상기 공통 전극에 전기적으로 접속되어 있는 동시에,
    상기 화소 전극의 상기 쉴드 전극측의 일부에는 절결부가 설치되고,
    상기 쉴드 전극은 상기 절결부의 절연막상에까지 연장되고, 상기 절결부에 설치된 컨택트 홀을 통하여 상기 공통 전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 주사선의 양측에 인접하는 측의 일부에 각각 절결부가 설치되고,
    상기 쉴드 전극은 상기 절결부의 절연막상에까지 연장되고, 상기 절결부에 설치된 컨택트 홀을 통하여 상기 주사선의 양측에 위치하는 각각의 공통 전극과 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 쉴드 전극은 상기 주사선의 절반 이상을 피복하고 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 쉴드 전극은 상기 화소 전극과 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역내에 빗살 형상으로 형성되고, 상기 화소 전극은 상기 빗살 형상으로 형성된 공통 전극의 주위를 끼우도록 동일하게 빗살 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 빗살 형상의 공통 전극 및 화소 전극은 상기 주사선 또는 신호선에 대해 기울어진 방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 빗살 형상의 공통 전극 및 화소 전극은 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역내의 상기 공통 전극 및 화소 전극의 연장 방향의 좌우에서 서로 다른 방향으로 경사져서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 주사선 및 신호선으로 구획된 영역을 덮도록 형성되고,
    상기 화소 전극은 상기 공통 전극상에 절연막을 통하여 형성되는 동시에 서로 평행한 복수의 슬릿이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 복수의 슬릿은 상기 주사선 또는 신호선에 대해 기울어진 방향으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 커먼 배선은 상기 복수의 주사선 사이에 설치되고,
    상기 복수의 슬릿은 상기 커먼 배선의 양측에서 서로 다른 방향으로 기울어져 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 커먼 배선의 양측에 설치된 슬릿의 수는 각각의 측에서 동일한 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 커먼 배선에 가장 근접하는 양측의 슬릿의 단부는 상기 커먼 배선상에서 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 주사선상에는 상기 신호선의 교차 위치의 근방에 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터가 설치되고,
    상기 쉴드 전극은 상기 박막 트랜지스터의 표면을 제외한 상기 주사선상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호선은 상기 주사선과 직교하는 방향으로 크랭크(crank) 형상으로 설치되어 있고,
    상기 복수의 공통 전극 및 화소 전극은 델타 배치(delta layout)되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정 표시 패널.
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