KR20010007500A

KR20010007500A - Liquid crystal display device

Info

Publication number: KR20010007500A
Application number: KR1020000034744A
Authority: KR
Inventors: 에또마사히로; 아베히로노부
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2001-01-26
Also published as: JP2001004988A

Abstract

PURPOSE: To provide a liquid crystal display device having an increased opening rate by forming a laminated body on the surface of the one transparent substrate facing a liquid crystal in such a manner that the laminated body refracts the light transmitting through the body to the converging direction. CONSTITUTION: A gate signal line 2 is formed along the x-direction on the surface of a transparent substrate 1, and an insulating film 5 such as a SiO2- based film is formed all over the surface of the transparent substrate 1 where the gate signal line 2 is formed. A thin film transistor TFT is formed as overlapped on the gate signal line 2 shown in the right below the figure in the pixel region, and a semiconductor layer 6 is formed on the insulating film 5 in this region. Then a first protective film 8 and a second protective film 9 are formed all over the processed transparent substrate 1, and a contact hole 10 is formed in the center of the extended part 7B of the source electrode 7. The light entering the pixel electrode 11 formed on the upper face of the second protective film 9 passes along the optical path shown as arrows in the figure and refracted to converge near the center of the pixel region.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}Liquid crystal display {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 예를 들면 액티브·매트릭스형이라고 불리는 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and, for example, to a liquid crystal display device called an active matrix type.

액티브·매트릭스형이라고 불리우는 액정 표시 장치는, 액정을 통하여 서로 대향 배치되는 투명 기판 중 한쪽의 투명 기판의 액정측 면에, x방향으로 연장하여 y방향으로 병설되는 게이트 신호선과, 이 게이트 신호선에 절연되어 y방향으로 연장하여 x방향으로 병설되는 드레인 신호선이 형성되어 있다.A liquid crystal display device called an active matrix type is insulated from a gate signal line extending in the x direction and parallel to the gate signal line on a liquid crystal side surface of one of the transparent substrates disposed to face each other via a liquid crystal. And a drain signal line extending in the y-direction and parallel to the x-direction.

그리고, 이들 각 신호선으로 둘러싸인 영역을 화소 영역으로 하여, 이 화소 영역에는 게이트 신호선으로부터의 주사 신호의 공급에 의해서 구동하는 박막 트랜지스터(스위칭 소자)와, 이 박막 트랜지스터를 통하여 드레인 신호선으로부터의 영상 신호가 공급되는 화소 전극이 구비되어 있다.The region surrounded by each of these signal lines is a pixel region, and in this pixel region, a thin film transistor (switching element) driven by supply of a scan signal from a gate signal line, and a video signal from a drain signal line through the thin film transistor A pixel electrode to be supplied is provided.

또한, 이 화소 전극 간에서 액정에 전계를 발생하게 하는 대향 전극이 형성되며, 이 대향 전극으로서는 투명 기판에 대하여 수직(세로) 방향으로 전계를 발생시키기 때문에 다른쪽 투명 기판측에 형성된 것 혹은 투명 기판에 대하여 평행(가로) 방향으로 전계를 발생시키기 때문에 화소 전극이 형성된 투명 기판측에 형성된 것이 있다.In addition, a counter electrode for generating an electric field in the liquid crystal is formed between the pixel electrodes, and the counter electrode is formed on the other transparent substrate side or a transparent substrate because an electric field is generated in a vertical (vertical) direction with respect to the transparent substrate. Since an electric field is generated in a parallel (horizontal) direction with respect to the transparent substrate, there are some formed on the transparent substrate side where the pixel electrode is formed.

그리고, 상기 각 신호선, 박막 트랜지스터 및 전극 등은 소위 포토리소그래피 기술에 의한 선택 에칭에 의해 형성되며, 각 투명 기판의 액정측의 면은 소정 패턴의 도전막, 절연막 및 반도체막 등의 적층체가 형성되도록 되어 있다.The signal lines, the thin film transistors, and the electrodes are formed by selective etching by a so-called photolithography technique, and the surface of the liquid crystal side of each transparent substrate is formed such that a laminate of a conductive film, an insulating film, and a semiconductor film of a predetermined pattern is formed. It is.

여기서, 이와 같이 하여 구성되는 액정 표시 장치는 그 액정이 전계에 의해서 광의 투과율을 변화시킬 뿐이며, 그 자체에 발광 기능이 없기 때문에 예를 들면 투명 기판의 배면측에 배치되는 백 라이트 등이 삽입되어 사용되도록 되어 있다.Herein, the liquid crystal display device configured in this manner only uses the liquid crystal to change light transmittance by an electric field, and since the liquid crystal does not have a light emitting function itself, for example, a backlight or the like disposed on the back side of the transparent substrate is used. It is supposed to be.

그러나, 이러한 구성으로 이루어지는 액정 표시 장치는 백 라이트로부터의 광이 액정을 통과하는 경로에 있어서, 투명 기판의 액정측의 면에 형성된 적층체(특히 절연막)를 통과할 때, 주변측에 발산하는 방향으로 굴절하는 것이 확인되기에 이르렀다.However, in the liquid crystal display device having such a configuration, a direction in which light from the backlight passes through the laminate (especially an insulating film) formed on the surface of the liquid crystal side of the transparent substrate in the path through which the liquid crystal passes, is emitted toward the peripheral side. It was found to be refracted by.

이러한 현상은, 각 화소 영역을 통과하는 광은 적층체에 의해서 굴절된 후에 그 일부가 상기 화소 영역을 둘러싸서 형성되는 신호선 상에 입사되게 되는 것을 의미한다.This phenomenon means that light passing through each pixel region is refracted by the laminate, and a part thereof is incident on a signal line formed surrounding the pixel region.

이 때문에, 백 라이트로부터의 광 중 화소 영역을 통과하는 광의 일부가 관찰자측에 미치지 않기 때문에, 실질적으로, 개구율을 감소시키게 된다.For this reason, since a part of the light which passes through the pixel region among the lights from the backlight does not reach the observer side, the aperture ratio is substantially reduced.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 개구율을 증대시킨 액정표시 장치를 제공하는데 있다.This invention is made | formed in view of such a situation, and the objective is to provide the liquid crystal display device which increased the aperture ratio.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 화소의 일 실시예를 나타내는 구성도.1A and 1B are diagrams illustrating an embodiment of a pixel of a liquid crystal display according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 효과를 명료하게 하기 위한 종래의 구성을 나타내는 도면.2 is a diagram showing a conventional configuration for clarifying the effect of the liquid crystal display device according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 효과를 해석하기 위한 도면.3 is a diagram for analyzing the effect of a liquid crystal display device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 효과를 나타낸 도면.4 is a view showing the effect of the liquid crystal display device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 화소의 다른 실시예를 나타내는 구성도.5 is a configuration diagram showing another embodiment of the pixel of the liquid crystal display according to the present invention.

도 6은 매트릭스기판을 나타내는 도면6 shows a matrix substrate;

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1, 21 : 투명 기판1, 21: transparent substrate

2 : 게이트 신호선2: gate signal line

3 : 드레인 신호선3: drain signal line

6 : 반도체층6: semiconductor layer

8 : 제1 보호막8: first protective film

9 : 제2 보호막9: second protective film

11 : 화소 전극11: pixel electrode

22 : 컬러 필터22: color filter

23 : 대향 전극23: counter electrode

24, 26 : 배향막24, 26: alignment film

25 : 액정25: liquid crystal

27 : 차광막(블랙 마스크)27: light shielding film (black mask)

29 : 평탄화막29: planarization film

본원에 있어서 개시되는 발명 중, 대표적이지만 개요를 간단하게 설명하면, 이하와 같다.Among the inventions disclosed in the present application, a typical but brief description is as follows.

즉, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 기본적으로는 액정을 통하여 서로 대향 배치되는 투명 기판 중 한쪽의 투명 기판의 액정측 면에 신호선으로 둘러싸인 화소 영역을 가짐과 함께, 상기 신호선과 함께 화소 영역을 피복하여 투광성의 적층체를 구비하고,That is, the liquid crystal display device according to the present invention basically has a pixel region surrounded by a signal line on the liquid crystal side of one of the transparent substrates disposed to face each other via liquid crystal, and covers the pixel region together with the signal line. A translucent laminate,

이 적층체는 다른쪽의 투명 기판측으로부터 상기 화소 영역 내의 적층체를 투과하는 광이 신호선에 입사하지 않고 그 내측으로 굴절하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.The laminate is configured such that light passing through the laminate in the pixel region from the other transparent substrate side is refracted inward without incident on the signal line.

이와 같이 구성된 액정 표시 장치는 신호선에 입사되는 광의 낭비를 없애고 화소 영역에 투과시키는 광 량을 많이 할 수 있기 때문에, 실질적으로 개구율의 증대를 도모할 수 있게 된다.The liquid crystal display device configured as described above can eliminate the waste of light incident on the signal line and increase the amount of light transmitted through the pixel region, so that the aperture ratio can be substantially increased.

실시예Example

이하, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 도면을 이용하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a liquid crystal display according to the present invention will be described with reference to the drawings.

〔실시예 1〕EXAMPLE 1

도 1a는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 매트릭스 배치된 각 화소 영역 중 하나의 화소 영역의 구성을 나타내는 도면으로, 액정을 통하여 서로 대향 배치되는 각 투명 기판 중 한쪽의 투명 기판의 액정측의 면을 나타낸 평면도이다. 이 때문에, 도면에 도시한 화소 영역의 좌우 상하의 각 화소 영역도 동일 도면에 도시한 구성과 완전히 마찬가지로 되어 있다.1A is a view showing the configuration of one pixel region of each pixel region arranged in a matrix of a liquid crystal display according to the present invention, wherein the liquid crystal side of one of the transparent substrates disposed to face each other through the liquid crystal is shown; It is the top view shown. For this reason, each pixel area on the left, right, up and down of the pixel area shown in the drawing is also completely the same as the configuration shown in the same drawing.

또한, 도 1b는 도 1a의 b-b 선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.1B is a view showing a cross section taken along the line b-b of FIG. 1A.

참조 부호 1, 21은 투명 기판, 참조 부호 2는 게이트 신호선, 참조 부호 3은 드레인 신호선, 참조 부호 5는 절연막, 참조 부호 8은 제1 보호막, 참조 부호 9는 제2 보호막, 참조 부호 11은 화소 전극, 참조 부호 22는 컬러 필터, 참조 부호 27은 차광막(블랙 마스크), 참조 부호 29는 평탄화막, 참조 부호 23은 대향 전극, 참조 부호 24, 26은 배향막, 참조 부호 25는 액정이다.1 and 21 are transparent substrates, 2 are gate signal lines, 3 are drain signal lines, 5 are insulating films, 8 are first protective films, 9 are second protective films, 11 are pixels The electrode, reference numeral 22 denotes a color filter, reference numeral 27 denotes a light shielding film (black mask), reference numeral 29 denotes a flattening film, reference numeral 23 denotes an opposite electrode, reference numerals 24 and 26, an alignment layer, and reference numeral 25 denotes a liquid crystal.

각 도면에 있어서, 투명 기판(1)의 표면에, 우선, x 방향으로 연장되는 게이트 신호선(2)이 형성되어 있다. 이들 게이트 신호선(2)은 예를 들면 크롬(Cr) 등의 재료로 구성되어 있다.In each figure, the gate signal line 2 extending in the x direction is first formed on the surface of the transparent substrate 1. These gate signal lines 2 are made of a material such as chromium (Cr), for example.

게이트 신호선(2)은 후술하는 드레인 신호선(3 : y 방향으로 연장된다)과 함께, 구형의 영역을 둘러싸도록 하여 형성되며, 상기 영역은 하나의 화소 영역을 구성하도록 되어 있다.The gate signal line 2 is formed so as to surround a spherical region together with a drain signal line (which extends in the y-direction) to be described later, and the region constitutes one pixel region.

그리고, 이와 같이 게이트 신호선(2)이 형성된 투명 기판(1)의 표면에는 그 전역에 걸쳐 예를 들면 SiO₂계로 이루어지는 절연막(5 : 도 1b 참조)이 형성되어 있다.In this way, an insulating film 5 (see FIG. 1B) made of, for example, a SiO ₂ system is formed over the entire surface of the transparent substrate 1 on which the gate signal lines 2 are formed.

이 절연막(5)은 후술하는 드레인 신호선(3)의 게이트 신호선(2)에 대한 층간 절연막으로서의 기능, 후술하는 박막 트랜지스터 TFT의 형성 영역에서 그 게이트 절연막으로서의 기능 및 후술하는 부가 용량 Cadd의 형성 영역에서 그 유전체막으로서의 기능을 가지게 되어 있다.The insulating film 5 functions as an interlayer insulating film for the gate signal line 2 of the drain signal line 3, which will be described later, in the forming region of the thin film transistor TFT, which will be described later, and as a gate insulating film, and in the forming area of the additional capacitance Cadd, which will be described later. It has a function as the dielectric film.

박막 트랜지스터 TFT는 화소 영역의 도면 중 우측 아래의 게이트 신호선(2)에 중첩되어 형성되며, 그 영역에서의 절연막(5) 상에는 예를 들면 a-Si로 이루어지는 반도체층(6)이 형성되어 있다.The thin film transistor TFT is formed to overlap the gate signal line 2 at the lower right of the drawing of the pixel region, and the semiconductor layer 6 made of, for example, a-Si is formed on the insulating film 5 in the region.

이 반도체층(6)의 표면에 드레인 전극(3A) 및 소스 전극(7A)이 형성됨으로써, 게이트 신호선(2)의 일부를 게이트 전극으로 하고, 절연막(5)의 일부를 게이트 절연막으로 하는 역스태거 구조의 MIS형 트랜지스터가 형성되도록 하지만, 상기 드레인 전극(3A) 및 소스 전극(7A)은 각각 후술하는 드레인 신호선(3)과 동시에 형성되도록 되어 있다(따라서 재료가 동일함).The drain electrode 3A and the source electrode 7A are formed on the surface of the semiconductor layer 6, so that a part of the gate signal line 2 serves as a gate electrode and a part of the insulating film 5 serves as a gate insulating film. The MIS transistor of the structure is formed, but the drain electrode 3A and the source electrode 7A are formed at the same time as the drain signal line 3, which will be described later, respectively (thus the same material).

그리고, 드레인 신호선(3)은 예를 들면 크롬(Cr)에 의해서 형성되고, 이 드레인 신호선(3)은 y 방향으로 연장되어 x 방향으로 병설되어 형성되고 있다.The drain signal line 3 is formed of, for example, chromium (Cr), and the drain signal line 3 extends in the y direction and is formed in parallel in the x direction.

이 드레인 신호선(3)에는 그 일부가 박막 트랜지스터 TFT의 형성 영역에서의 반도체층(6)의 표면에까지 연장되어 상기 박막 트랜지스터 TFT의 드레인 전극(3A)이 형성되어 있다.Part of the drain signal line 3 extends to the surface of the semiconductor layer 6 in the region where the thin film transistor TFT is formed, and the drain electrode 3A of the thin film transistor TFT is formed.

또한, 상기 드레인 신호선(3)의 형성과 동시에 상기 드레인 전극(3A)과 대향하여 배치되는 박막 트랜지스터 TFT의 소스 전극(7A)이 형성되어 있다.Further, at the same time as the drain signal line 3 is formed, the source electrode 7A of the thin film transistor TFT disposed to face the drain electrode 3A is formed.

그리고, 소스 전극(7A)은 게이트 신호선(2)의 길이 방향으로 평행하게 화소 영역측으로 연장하고, 그 연장부(7B)는 후술하는 화소 전극(11)과의 컨택트를 취하기 위한 부분으로 되어 있다.The source electrode 7A extends in parallel to the pixel region side in the longitudinal direction of the gate signal line 2, and the extension portion 7B is a portion for making contact with the pixel electrode 11 described later.

또한, 이와 같이 가공된 투명 기판(1)의 전역에는 제1 보호막(8 ; 도 1b 참조) 및 제2 보호막(9 ; 도 1b 참조)이 형성되며, 이 제1 보호막(8) 및 제2 보호막(9)의 상기 소스 전극(7A)의 연장부(7B)의 중심부 상에는 컨택트홀(10 : 도 1a 참조)이 형성되어 있다.In addition, a first protective film 8 (see FIG. 1B) and a second protective film 9 (see FIG. 1B) are formed in the entire region of the transparent substrate 1 thus processed, and the first protective film 8 and the second protective film are formed. The contact hole 10 (refer FIG. 1A) is formed in the center part of the extension part 7B of the said source electrode 7A of (9).

여기서, 제1 보호막(8)은 예를 들면 플라즈마 CVD에서 형성된 SiO₂막으로 이루어지고, 그 광굴절율(n₁)은 예를 들면 1.46으로 되어 있다. 또한, 제2 보호막(9)은 도포에 의해서 형성된 폴리이미드막으로 이루어지고, 그 광굴절율(n₂)은 예를 들면 1.7로 되어 있다.Here, the first protective film 8 is made of, for example, an SiO ₂ film formed by plasma CVD, and the photorefractive index n ₁ is, for example, 1.46. In addition, the second protection film 9 made of a polyimide film formed by coating, it is in the optical refractive index (n ₂₎ is, for example 1.7.

이와 같이 구성함으로써, 제2 보호막(9)의 상면에 형성되는 화소 전극(11)측으로부터 입사되는 광은 도 1b에 도시하는 화살표의 경로를 거치게 되어 화소 영역의 중심측으로 집광하도록 굴절되게 된다.With this configuration, the light incident from the pixel electrode 11 side formed on the upper surface of the second protective film 9 passes through the path of the arrow shown in FIG. 1B and is refracted to focus on the center side of the pixel region.

이 때문에, 도 2에 도시한 바와 같이, 화소 영역에 입사되는 광 중 그 일부가 신호선(도 2에서는 드레인 신호선(3)을 나타내고 있다)측에 입사하는 종래의 구성에 비하여 실질적인 개구율의 향상을 도모할 수 있게 된다.For this reason, as shown in FIG. 2, compared with the conventional structure in which a part of the light incident on the pixel area is incident on the signal line side (shown in FIG. 2 as the drain signal line 3), substantial improvement in aperture ratio is achieved. You can do it.

도 2의 구성에 있어서, 동일한 부호는 본 실시예와 동일한 재료를 이용하고 있지만, 제2 보호막에 상당하는 막(12)은 Si₃N₄계의 재료로 구성되며, 그 광굴절율은 2.0 정도로 되어 있었다.In the configuration of Fig. 2, the same reference numerals are used for the same materials as in the present embodiment, but the film 12 corresponding to the second protective film is made of a Si ₃ N ₄ system material, and the optical refractive index is about 2.0. there was.

본 실시예의 광굴절의 상세를 도 1b의 둥근 프레임 C의 부분에 대하여 상술하면, 우선, 도 3은 폴리이미드 PIQ(n₂=1.7)와 PSIO(n₁= 1.46)와의 계면을 각도 θ3의 평면에서 근사하고, 상기 계면으로의 광의 입사각을 θ1, 굴절각을 θ2로 하고 있다.If the above-described with respect to a portion of the embodiment photorefractive detail the rounded frame of FIG. 1b of the C, first, Figure 3 is a polyimide PIQ (n ₂ = 1.7) and PSIO (n ₁ = 1.46) interface to the plane of the angle θ3 between the Approximation at, the incident angle of light to the interface is θ1 and the refractive angle is θ2.

입사광 I의 입사점 O를 기준으로 굴절 광 II가 진행하여 수직 방향으로 h', 수평 방향으로 d의 점 O'에 달하는 것으로 하고, 이 O'와 계면과의 수직 거리를 h로 하면 다음 수학식 1의 관계를 갖는다.Refractive light II proceeds on the basis of the incidence point O of the incident light I and reaches h 'in the vertical direction and d'O' in the horizontal direction, and when the vertical distance between O 'and the interface is h, Has a relationship of 1.

그리고, θ1=θ3 및 스넬의 법칙 n₂×sin(θ1)=n₁×sin(θ2)의 관계를 이용하여, d/h의 관계를 θ3을 파라미터로서 플롯하면 도 4와 같아진다.Then, using the relationship of θ1 = θ3 and Snell's law n ₂ × sin (θ ₁ ) = n ₁ × sin (θ 2), the relationship d / h is plotted as θ 3 as a parameter, as shown in FIG. 4.

도 4에서는 θ3의 경사각이 커짐에 따라서 d/h가 커지지만, n₁/n₂= sin(θ1) = sin(θ3)을 만족하는 경사각(약 59°)으로 입사각이 반사하는 것을 나타내고 있다.4 shows that d / h increases as the inclination angle of θ3 increases, but the incident angle reflects at an inclination angle (about 59 °) that satisfies n ₁ / n ₂ = sin (θ1) = sin (θ3).

이것부터, θ3＜59°의 범위에서 경사각 θ3을 설치함으로써, 개구 주변부의 입사광 L 혹은 입사광 R은 개구 중앙 방향으로 굴절하고, 각각 출사광 L 및 출사광 R이 되어 통과하는 것을 알 수 있다.From this, by providing the inclination angle θ3 in the range of θ3 <59 °, it can be seen that the incident light L or the incident light R in the periphery of the aperture is refracted in the opening center direction and passes through the exit light L and the exit light R, respectively.

더구나, 상기 수학식 1에 따르면, h를 신호선의 바로 윗쪽의 제1 보호막의 두께로 하여, 신호선의 내측 d에 입사하는 광은 굴절에 따라 수평 방향으로 d만큼 어긋나기 때문에, 상기 신호선에 방해되지 않고 통과할 수 있어, 외관의 개구 면적은 거리 d의 분만큼 증대하는 효과를 가져 온다.Furthermore, according to Equation 1 above, with h being the thickness of the first protective film immediately above the signal line, light incident on the inner side d of the signal line is shifted by d in the horizontal direction due to refraction, so that it is not disturbed by the signal line. It can pass without, and the opening area of an external appearance brings about the effect which increases by the distance d.

또한, 제2 보호막(9)의 상면에는 각 화소 영역을 충분히 피복하도록 하고, 예를 들면 ITO(Indium-Tin-Oxide : 굴절율=1.7)로 이루어지는 투명한 화소 전극(11)이 형성되어 있다. 이 경우, 화소 전극(11)은 그 형성 시에 상기 컨택트홀(10)을 통하여 소스 전극(7A)의 연장부(7B)와의 접속을 도모할 수 있게 되어 있다.Further, on the upper surface of the second passivation film 9, each pixel region is sufficiently covered, and a transparent pixel electrode 11 made of, for example, ITO (Indium-Tin-Oxide: refractive index = 1.7) is formed. In this case, the pixel electrode 11 can be connected to the extension portion 7B of the source electrode 7A through the contact hole 10 at the time of its formation.

그리고, 화소 전극(11) 중, 이 화소 전극(11)에 영상 신호를 공급하는 박막 트랜지스터 TFT 아래의 게이트 신호선(2)과 인접하는 것 외의 게이트 신호선(2)의 일부에 중첩하도록 하여 연장되며, 이 중첩부에 용량 소자 Cadd가 구성되도록 되어 있다.The pixel electrode 11 extends so as to overlap a part of the gate signal line 2 other than the gate signal line 2 below the thin film transistor TFT that supplies the video signal to the pixel electrode 11. The capacitor Cadd is formed in this overlapping portion.

이 용량 소자 Cadd는 상기 게이트 신호선(2)과 화소 전극(11) 간의 절연막(5), 제1 보호막(8) 및 제2 보호막(9)을 유전체막으로 하는 것으로, 박막 트랜지스터 TFT가 오프했을 때, 화소 전극(11)에 비교적 길게 영상 신호를 축적시키는 등의 기능을 갖는 것으로 되어 있다.The capacitor Cadd uses the insulating film 5, the first protective film 8 and the second protective film 9 between the gate signal line 2 and the pixel electrode 11 as a dielectric film, when the thin film transistor TFT is turned off. The pixel electrode 11 has a function of accumulating a video signal for a relatively long time.

그리고, 이와 같이 화소 전극(11)이 형성된 제2 보호막(9)의 상면에는 상기 화소 전극(11)을 피복하여 배향막(26)이 형성되어 있다.The alignment layer 26 is formed on the upper surface of the second passivation layer 9 on which the pixel electrode 11 is formed to cover the pixel electrode 11.

이 배향막(11)은 액정과 직접적으로 접촉하여 상기 액정의 초기 배향을 결정하는 막으로 이루어져 있다.This alignment film 11 is made of a film which is in direct contact with the liquid crystal to determine the initial alignment of the liquid crystal.

또, 이와 같이 구성된 투명 기판(1)은 통상 TFT 기판이라고 칭하고, 이 TFT 기판과 액정을 통하여 블랙 매트릭스 기판(20)이 대향 배치된다.In addition, the transparent substrate 1 comprised in this way is normally called TFT board | substrate, and the black matrix board | substrate 20 is mutually arrange | positioned through this TFT board | substrate and a liquid crystal.

블랙 매트릭스 기판(20)은 투명 기판(21)의 액정측 면에 차광용 블랙 매트릭스(27)가 형성되어 있다. 도시하지 않았지만, 컬러 표시를 하는 경우에는, 화소마다 소정 색의 컬러 필터(22)가 형성된다.In the black matrix substrate 20, a light blocking black matrix 27 is formed on the liquid crystal side of the transparent substrate 21. Although not shown, in the case of color display, a color filter 22 of a predetermined color is formed for each pixel.

그리고, 블랙 매트릭스(27)를 피복하여 평탄막(29)이 형성되며, 이 평탄막(29)의 면 전역에, 각 화소 영역에 공통인 공통 전극(23 : 대향 전극)이 예를 들면 ITO에 의해서 형성되어 있다.Then, a flat film 29 is formed to cover the black matrix 27, and a common electrode 23 (counter electrode) common to each pixel region is formed on the entire surface of the flat film 29, for example, in ITO. It is formed by.

그리고, 이 공통 전극(23)의 면 전역에 액정과 접촉하는 배향막(24)이 형성되어 있다.And the alignment film 24 which contacts a liquid crystal is formed in the whole surface of this common electrode 23. As shown in FIG.

〔실시예 2〕EXAMPLE 2

도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도로, 도 1b에 대응한 도면으로 되어 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the liquid crystal display according to the present invention, and corresponds to FIG. 1B.

도 1b와 상이한 구성은, 제1 보호막(8)의 상면에 형성하는 제2 보호막(9)을 수지계의 재료로 하고, 그 굴절율을 1.55 정도로 하고 또한 제2 보호막(9)의 상면에 제3 보호막(13)을 형성하고, 이 제3 보호막(13)을 Si₂N₄계의 재료로 하고, 그 굴절율을 1.9 정도로 한 것이다.The configuration different from that in FIG. 1B is that the second protective film 9 formed on the upper surface of the first protective film 8 is made of a resin material, the refractive index is about 1.55, and the third protective film is formed on the upper surface of the second protective film 9. forming the 13, and the third protective film 13 of a material of the Si ₂ N ₄ type, and so would a 1.9 the refractive index.

제2 보호막(9)의 상면에 약간의 요철이 있는 경우에, 다른쪽의 투명 기판측으로부터의 광은 제3 보호막(13)과의 계면에서 개구 중심 방향으로 약간 굴절하고 또한 제1 보호막(8)과 제2 보호막(9)과의 계면에서도 개구 중심 방향으로 향하여 굴절하는 것을 알 수 있다.In the case where there are some irregularities on the upper surface of the second protective film 9, the light from the other transparent substrate side is slightly refracted in the direction of the opening center at the interface with the third protective film 13 and further the first protective film 8. ) And the second protective film 9 are also refracted toward the opening center direction.

또, 상술한 각 실시예에서는 그 어느 하나에서도 소위 TFT 기판이라고 불리우는 투명 기판측의 구성에 대하여 나타낸 것이다. 그러나, TFT 기판과 액정을 통하여 대향 배치되는 블랙 매트릭스 기판(20)에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.In each of the above-described embodiments, the configuration of the transparent substrate side referred to as a so-called TFT substrate is shown in any one. However, the same can be applied to the black matrix substrate 20 disposed to face each other via the TFT substrate and the liquid crystal.

도 6에 블랙 매트릭스 기판(20)을 나타낸다. 투명 기판(21)의 액정측 면에, 화소 영역을 구획하는 블랙 매트릭스(27)가 형성된다. 본 실시예에서는 컬러 표시의 경우를 나타내므로, 이 블랙 매트릭스(27)의 개구부에는 소정의 색의 컬러 필터(22)가 형성되어 있다.The black matrix substrate 20 is shown in FIG. On the liquid crystal side of the transparent substrate 21, a black matrix 27 is formed which partitions the pixel region. In the present embodiment, the case of color display is shown. Therefore, a color filter 22 of a predetermined color is formed in the opening of the black matrix 27.

그리고, 상기 블랙 매트릭스(27) 및 컬러 필터(22)를 피복하여 보호막(28), 평탄막(29)이 형성되며, 이 평탄막(29)의 면 전역에, 각 화소 영역에 공통인 공통 전극(23 ; 대향 전극)이 예를 들면 ITO에 의해서 형성되어 있다.The black matrix 27 and the color filter 22 are covered to form a protective film 28 and a flat film 29. The common electrode common to each pixel region is formed over the entire surface of the flat film 29. (23; counter electrode) is formed of ITO, for example.

즉, 게이트 신호선(2) 및 드레인 신호선(3)과 거의 마찬가지의 패턴이 되는 블랙 매트릭스(27)를 피복하여 SiO₂계의 보호막(28) 및 이 보호막(28) 상에 아크릴계의 수지로 이루어지는 평탄화막(29)을 형성함으로써, 상기 블랙 매트릭스(27)의 개구 주변에서의 입사광이 상기 개구 중앙부에 집광하는 방향으로 굴절하도록 되며, 실질적으로 개구율이 향상하는 효과를 발휘한다.That is, the black matrix 27, which is almost the same pattern as the gate signal line 2 and the drain signal line 3, is coated to planarize the SiO ₂ protective film 28 and the acrylic film on the protective film 28. By forming the film 29, the incident light around the opening of the black matrix 27 is refracted in the direction of condensing in the central portion of the opening, and the opening ratio is substantially improved.

또, 모노크롬 표시하는 경우에서는 도 1b에 도시한 바와 같이 컬러 필터는 생략되지만, 블랙 마스크 기판에서의 본 발명의 효과는 동일하다.In the case of monochrome display, the color filter is omitted as shown in Fig. 1B, but the effect of the present invention on the black mask substrate is the same.

상술한 각 실시예에서는 a-SiTFT(비결정 실리콘 박막 트랜지스터; amorphous-crystalline Silicon Thin Film Transistor) 액정 패널로 표준적인 역스태거 구조의 하부 게이트형 트랜지스터로 형성된 세로 전해 방식의 액정 표시 장치에 적용시킨 것이다. 이 점, p-SiTFT(다결정 실리콘 박막 트랜지스터 ; poly-crystalline Silicon Thin Film Transistor) 액정 패널로 표준적인 플래너 구조의 톱 게이트형 트랜지스터로 형성된 세로 전해 방식의 액정 표시 장치에 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또한 세로 전해 방식뿐만아니라, 가로 전해 방식의 액정 표시 장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다. 화소 전극과 이 화소 전극과 쌍을 이루는 대향 전극의 구성이 다른 것은 거의 동일 구성을 채용하고, 마찬가지의 과제가 생기고 있기 때문이다.In each of the above-described embodiments, an a-SiTFT (amorphous-crystalline Silicon Thin Film Transistor) liquid crystal panel is applied to a vertical electrolytic liquid crystal display device formed of a lower gate transistor having a standard reverse stagger structure. It is a matter of course that the p-SiTFT (poly-crystalline Silicon Thin Film Transistor) liquid crystal panel can be applied to a vertical electrolytic liquid crystal display device formed of a top gate transistor having a standard planar structure. It goes without saying that the present invention can be applied not only to the vertical electrolytic method but also to the horizontal electrolytic liquid crystal display device. The configuration of the pixel electrode and the counter electrode paired with the pixel electrode is different because almost the same configuration is employed, and the same problem is generated.

이상 설명한 것에서 밝힌 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 실질적으로 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the liquid crystal display device according to the present invention, the aperture ratio can be substantially improved.

Claims

액정 표시 장치에 있어서,In the liquid crystal display device,

제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 기판과 제2 기판 간에 협지되는 액정과,A liquid crystal sandwiched between a first substrate, a second substrate, and the first substrate and the second substrate,

상기 제1 기판 상에 형성되는 제1 층과, 제2 층과,A first layer and a second layer formed on the first substrate,

상기 제1 층과 제2 층과의 경계를 투과하는 광이, 집광하는 방향으로 굴절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The light passing through the boundary between the first layer and the second layer is refracted in the direction of condensing.

제1항에 있어서, 상기 제1층과 제2층의 굴절율이 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the refractive indexes of the first layer and the second layer are different.

제1항에 있어서, 상기 제1층은 보호막이고, 제2층은 평탄막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display of claim 1, wherein the first layer is a protective film and the second layer is a flat film.

액정 표시 장치에 있어서,In the liquid crystal display device,

액정을 끼워서 서로 대향 배치되는 한쌍의 투명 기판,A pair of transparent substrates arranged to face each other by sandwiching liquid crystals,

상기 투명 기판의 한쪽의 투명 기판의 액정측의 면에 형성된 신호선과,A signal line formed on the liquid crystal side of one transparent substrate of the transparent substrate;

상기 신호선에서 둘러싸인 화소 영역과,A pixel region surrounded by the signal line,

상기 신호선과 화소 영역을 피복하는 투광성의 적층체와,A translucent laminate covering the signal line and the pixel region;

다른쪽 투명 기판측으로부터 상기 적층체에 입사한 광이, 상기 신호선에 대하여 화소 영역측으로 굴절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The light incident on the laminate from the other transparent substrate side is refracted to the pixel region side with respect to the signal line.

제4항에 있어서, 상기 적층체를 구성하는 층의 굴절율이 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the refractive indexes of the layers constituting the laminate are different.

제4항에 있어서, 상기 적층체는 상기 신호선을 덮는 보호막과, 평탄화막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the laminate is a protective film covering the signal line and a planarization film.

액정 표시 장치에 있어서,In the liquid crystal display device,

제1 기판의 액정측 면에, 한 방향으로 연장하여 병설되는 게이트 신호선과, 상기 게이트 신호선과 교차하여 병설되는 드레인 신호선과,A gate signal line extending in one direction and parallel to the liquid crystal side of the first substrate, a drain signal line crossing and intersecting with the gate signal line;

상기 게이트 신호선과 드레인 신호선으로 둘러싸인 복수의 화소 영역과,A plurality of pixel regions surrounded by the gate signal line and the drain signal line;

화소 영역에 설치된 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해서 구동되는 스위칭 소자와,A switching element driven by a scanning signal from a gate signal line provided in the pixel region,

스위칭 소자를 통하여 드레인 신호선으로부터의 영상 신호가 공급되는 화소 전극과,A pixel electrode to which a video signal from a drain signal line is supplied through a switching element;

상기 게이트 신호선과 드레인 신호선 간에 형성된 절연막과,An insulating film formed between the gate signal line and the drain signal line;

상기 스위칭 소자를 피복하여 형성되는 제1 보호막과,A first protective film formed by covering the switching element;

상기 제1 보호막을 피복하여 형성되는 제2 보호막과,A second protective film formed by covering the first protective film;

제2 보호막은 화소 영역 내에서 제2 보호막으로부터 제1 보호막으로 투과하는 광이, 상기 게이트 신호선 및 드레인 신호선측으로부터 화소 영역으로 진로 변경하는 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.The second protective film is made of a material in which light transmitted from the second protective film to the first protective film in the pixel region is changed from the gate signal line and the drain signal line side to the pixel region.

액정 표시 장치에 있어서,In the liquid crystal display device,

액정을 끼워서 서로 대향 배치되는 제1 투명 기판과 제2 투명 기판과,A first transparent substrate and a second transparent substrate disposed to face each other by sandwiching a liquid crystal;

상기 제1 투명 기판의 액정측 면에, 한방향으로 연장하여 병설되는 게이트 신호선과,A gate signal line extending in one direction and arranged in parallel to the liquid crystal side of the first transparent substrate;

상기 게이트 신호선과 교차하여 병설되는 드레인 신호선과,A drain signal line crossing and intersecting with the gate signal line;

상기 게이트 신호선과 상기 드레인 신호선으로 둘러싸인 복수의 화소 영역과,A plurality of pixel regions surrounded by the gate signal line and the drain signal line;

화소 영역에 형성된 게이트 신호선으로부터의 주사 신호의 공급에 의해서 구동되는 스위칭 소자와,A switching element driven by supply of a scan signal from a gate signal line formed in the pixel region,

상기 스위칭 소자를 통하여 드레인 신호선으로부터의 영상 신호가 공급되는 화소 전극과,A pixel electrode to which a video signal from a drain signal line is supplied through the switching element;

상기 절연막, 제1 보호막 및 제2 보호막은 제2 투명 기판측으로부터 상기 화소 영역 내에 입사하는 광이 집광하는 방향으로 굴절하도록, 이들의 굴절율이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And said refractive index is set so that the said insulating film, a 1st protective film, and a 2nd protective film may be refracted in the direction which the light which injects in the said pixel area from the 2nd transparent substrate side condenses.

액정 표시 장치에 있어서,In the liquid crystal display device,

액정을 통하여 서로 대향 배치되는 한쌍의 투명 기판과,A pair of transparent substrates disposed to face each other via liquid crystal,

상기 투명 기판 중 한쪽의 투명 기판의 액정측 면에 형성된 컬러 필터 및 블랙 매트릭스와,A color filter and a black matrix formed on the liquid crystal side of one of the transparent substrates;

상기 블랙 마스크에 의해 둘러싸인 복수의 화소 영역과,A plurality of pixel regions surrounded by the black mask,

상기 블랙 매트릭스를 피복하여 형성되는 투광성의 적층체와,A translucent laminate formed by coating the black matrix;

상기 적층체는 다른쪽의 투명 기판측으로부터 입사하는 광을 블랙 매트릭스측으로부터 화소 영역측으로 굴절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.And said laminated body refracts light incident from the other transparent substrate side from the black matrix side to the pixel region side.