KR20000048089A - 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
액티브 매트릭스 기판 상의 게이트 배선과 드레인 배선의 교차 부분 또는 리드 단자 부분에서 전식의 발생을 방지하는 액정 표시 장치가 개시된다. 이 액정 표시 장치에서, 액티브 매트릭스 상의 게이트 배선과 드레인 배선의 각 교차 부분은 게이트 배선, 게이트 절연층, 반도체층, 컨택트층, 드레인 배선 및 패시베이션층을 모두 이 순서대로 액티브 매트릭스 기판으로부터 적층하여 형성되며, 화소 전극층과 동일한 ITO층으로 이루어진 캡핑층이 액티브 매트릭스 기판 상의 게이트 배선과 드레인 배선의 교차 부분의 패시베이션층 상에 형성된다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 박막 트랜지스터(TFT) 방식과 같은 액티브 매트릭스의 액정 표시 장치에서의 적층 배선 부분 또는 리드 단자 부분의 분리를 방지함으로써 제조 효율을 향상시킨 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 음극선관에 비해 고 해상도뿐만 아니라 소형, 경량, 고 콘트라스트, 고속 응답 및 동화상 재생 능력 등의 이점을 갖기 때문에, 노트북 퍼스널 컴퓨터, 데스크탑 퍼스널 컴퓨터 및 그 외의 전자 장비용 표시 장치로서 광범위하게 사용된다.
액정 표시 장치는 기본적으로 2 방식, 즉 적어도 한쪽이 투명한 유리 등으로 이루어진 2장의 기판 사이에 액정층을 개재하여, 기판 상에 형성된 각종의 화소 형성 전극에 선택적으로 전압을 인가하여 미리 정해진 화소가 점등 또는 소등되는 방식(이 방식은 단순 매트릭스형이라 불림)과, 상기 가종의 전극과 화소 선택 스위칭 소자를 형성하여 이들 스위치 소자를 선택적으로 구동하여 미리 정해진 화소가 점등 또는 소등되는 방식(이 방식은 소위 박막 트랜지스터(TFT)나 소위 MIM 다이오드가 스위칭 소자로서 사용되는 액티브 매트릭스형이라 불림)으로 분류된다.
후자의 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 그의 콘트라스트 성능 및 고속 표시 성능 때문에 액정 표시 장치의 주류로 되어 있다.
일반적으로, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 적어도 액정 표시 패널 및 구동 회로를 포함하는 종 전계 방식이다. 액정 표시 패널은, 한쪽의 기판 상에 게이트 배선, 게이트 절연층, 반도체층, 컨택트층, 소스 및 드레인 배선, 패시베이션층 및 화소 전극층이 순서대로 형성된 액티브 매트리스 기판과; 다른 절연 기판 상에 복수 색의 컬러 필터층, 각 컬러 필터층을 서로 분리하는 블랙 매트릭스, 및 공통 전극층이 형성된 컬러 필터 기판; 및 액티브 매트릭스 기판과 컬러 필터 기판 간의 갭에 밀봉된 액정층으로 이루어진다. 구동 회로는 액티브 매트릭스 기판과 컬러 필터 기판 위에 형성된 각종의 전극에 액정층의 분자 배열 방향을 제어하기 위한 표시 신호를 인가하는 기능을 한다. 종 전계 방식에서는, 액정층을 구성하는 액정 분자의 배열 방향을 변화시키기 위한 전계가 액티브 매트릭스 기판 상에 형성된 전극과 다른 기판 상에 형성된 전극 간에 인가된다.
최근, 액정에 인가하는 전계의 방향이 기판 표면과 거의 평행하게 되는 횡 전계 방식(In-Plane Switching Mode : IPS 방식)의 액정 표시 장치가 실용화되고 있다. 이러한 횡 전계 방식 액정 표시 장치에서는, 종 전계 방식의 액정 표시 장치에서의 다른 기판(컬러 필터 기판) 상에 형성되는 공통 전극이 대향 전극으로서 액티브 매트릭스 기판 상에 형성되며, 화소 전극과 대향 전극이 빗살 형상으로 배열되어 액정 분자의 배열 방향을 기판에 평행한 면 내로 제어한다.
이러한 종류의 액정 표시 장치에서는, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부가 액티브 매트릭스 기판 상의 인접하는 화소 간에 형성되기 때문에, 게이트 배선과 드레인 배선 간의 패시베이션층(CVD 절연층)의 항복 전압이 충분히 높다는 것이 중요하다.
도 14는 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로서 이용하는 관련 기술의 액정 표시 장치의 화소 영역에서의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 일 구성예의 주요부를 도시한 평면도이고, 도 15는 도 14의 A-A'선에 따른 횡 단면도이다.
도 14의 A-A'선에 따른 도 15에 도시된 바와 같이, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부에서, 게이트 배선(2), 게이트 절연층(3), 반도체층(4), 컨택트층(5), 드레인층(6), 소스 전극(7) 및 패시베이션층(8)이 액티브 매트릭스 기판인 하부의 투명 절연 기판(1) 상에 형성된다.
도 14에서, 참조 번호 19는 화소 전극(10)과 소스 전극(7)을 접속하기 위한 컨택트 홀을 나타내며, 참조 번호 11은 차광층을 나타낸다.
또한, 액정이 밀봉되어 있는 액정 패널의 화소 영역 외측에 형성되는 단자 리드 배선의 표면은 수지 등의 절연재로 피복되어 외부 충격 또는 공기 중에 함유된 수분으로부터 단자 리드 배선이 분리되어 있다.
도 16은 액정 패널의 화소 영역의 외측 부분의 구성예를 도시하는 개략적인 횡 단면도이고, 도 17은 도 16의 주요 부분의 확대 횡 단면도이다. 도 16 및 도 17에서, 참조 번호 1은 액티브 매트릭스를, 참조 번호 14는 컬러 필터 기판인 상부 투명 절연 기판을, 참조 번호 15는 액정층을, 참조 번호 16은 밀봉재를, 참조 번호 17은 드라이버 칩을, 참조 번호 18은 에폭시 수지를, 참조 번호 19는 도체층을, 참조 번호 20은 범프를 각각 나타낸다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 액정층(15)은 액티브 매트릭스 기판(1)과 컬러 필터 기판(14) 간에 개재되며, 밀봉재(16)에 의해 그 주변이 밀봉된다. 드라이버 칩(17)은 액티브 매트릭스 기판(1)의 주변에 배치되며, 밀봉재(16) 내측의 화소 영역으로부터 인출된 단자 배선에 접속된다.
액정 패널은 그의 밀봉재측과 드라이버 칩(17)이 배치되는 측에 에폭시 수지(18)로 피복되어, 화소 영역 및 드라이버 칩이 외부 충격 및 공기 중에 함유된 수분으로부터 분리된다.
도 15에 도시한 바와 같이, 화소 영역의 개개의 화소 내의 게이트 배선(2) 및 드레인 배선(6)의 교차부에 있는 게이트 절연층(3)에 미소한 결함이 존재하는 경우, 게이트 절연층(3)의 항복 전압이 낮기 때문에, 화살표 C로 표시한 바와 같이 게이트 배선(2) 및 드레인 배선(6)에 전압이 인가될 때, 이들 배선이 전기적으로 단락되거나 이들 배선간에 누출 전류가 흐를 것이다. 이러한 결함은, 드레인 배선(6)이 게이트 배선(2) 위를 통과하는 단부에서 흔히 발생한다.
이 때, 화살표 A로 표시한 바와 같이 패시베이션층(8)에 결함이 존재하는 경우, 공기 내에 함유된 수분이 패시베이션층(8)의 결함 부분을 침입하여, 드레인 배선(6)이 화살표 B로 표시한 바와 같이 전식 작용에 의해 파손되는 문제점이 발생할 것이다.
다른 문제점으로는, 액정 패널의 가장자리부에서, 도 17에서 화살표 A의 좌측부로 표시한 바와 같이, 에폭시 수지(18)의 가장자리부에 있는 패시베이션층(8)에 응력에 의해 균열이 발생하고, 공기 내에 함유된 수분이 그 균열을 침입하여, 드레인 배선(6)에 전식이 발생함으로써, 드레인 배선(6)의 분리로 이어지는 것을 들 수 있다. 유사한 문제점은 게이트 배선(2)의 리드 단자측에서도 발생한다.
도 17에 도시한 바와 같이, 드라이버 칩(17)의 범프(20)는, 패시베이션층(8)에 형성된 관통홀을 통해 연장되는 도체층(19)을 거쳐, 액티브 매트릭스 기판(1)의 단부에 이르는 단자 배선 [드레인 배선(6)]에 접속된다.
드라이버 칩(17) 뿐만 아니라 드라이버 칩 장착 부분도 에폭시 수지의 절연층(18)으로 코팅된다. 이것은, 또한, 도 17에서 화살표 A의 우측부로 표시한 바와 같이, 에폭시 수지(18)의 단부에 있는 패시베이션층(8)에 응력에 의해 균열이 발생하고, 공기 내에 함유된 수분이 그 균열을 침입하여, 드레인 배선(6)에 전식을 발생시킴으로써, 드레인 배선(6)의 분리로 이어지는 문제를 일으킨다.
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하여, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부 및 액티브 매트릭스 기판 상의 리드 단자부에 전식이 발생하는 것을 방지함으로써, 고 신뢰성 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 패시베이션층을 ITO로 코팅함으로써, 수분이 패시베이션층을 통해 전극 또는 리드 단자 부분 쪽으로 침입하는 것을 방지한다. 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 수단을 채용하고 있다.
(1) 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 삽입되는 액정층; 상기 한쌍의 기판 중의 하나에 형성되는 게이트 배선; 상기 게이트 배선을 피복하는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 형성되는 드레인 배선; 상기 드레인 배선을 피복하는 제2 절연층; 및 상기 한쌍의 전극 사이에 배치되는 한쌍의 전극을 포함하되, 상기 드레인 배선의 일부가 상기 게이트 배선과 교차되며, 도체층이 상기 제2 절연층 및 상기 적어도 일부 상에 형성되는 액정 표시 장치.
(2) 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 삽입되는 액정층; 상기 한쌍의 기판 중의 하나에 형성되는 게이트 배선; 상기 게이트 배선 위에 형성되는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 형성되는 드레인 배선; 상기 드레인 배선 위에 형성되는 제2 절연층; 및 상기 액정층과 상기 한쌍의 기판 중의 하나 사이에 배치되는 한쌍의 전극을 포함하되, 블랙 매트릭스가 상기 한쌍의 기판 중의 다른 기판 상에 형성되어 상기 게이트 배선과 상기 드레인 배선을 차폐하고, 상기 드레인 배선의 일부가 상기 게이트 배선과 교차되며, 도체층이 상기 제2 절연층 상에 형성되어 상기 일부를 적어도 피복하는 액정 표시 장치.
(3) 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 삽입되는 액정층; 상기 한쌍의 기판 중의 하나에 형성되는 게이트 배선; 상기 한쌍의 기판 중의 하나 위에 형성되는 공통 배선; 상기 공통 배선 상에 형성되는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 상에 형성되는 드레인 배선; 상기 드레인 배선 위에 형성되는 제2 절연층; 상기 제1 절연층 상에 형성되는 화소 전극; 및 상기 한쌍의 기판 중의 하나 위에 형성되는 대향 전극을 포함하되, 상기 드레인 배선의 일부가 상기 공통 전극과 교차되며, 블랙 매트릭스가 상기 한쌍의 기판 중의 다른 기판 상에 형성되어 상기 공통 배선과 상기 게이트 배선을 차폐하고, 도체층이 상기 제2 절연층 상에 형성되어 상기 일부를 적어도 피복하는 액정 표시 장치.
(4) 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 삽입된 액정층; 상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 게이트 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 게이트 배선; 상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 드레인 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 드레인 배선; 상기 게이트 배선과 상기 드레인 배선을 피복하는 절연층; 및 상기 절연층 위에 형성된 복수의 화소 전극을 포함하되, 도체층이 상기 게이트 배선에 인접하여 상기 게이트 배선 위에 형성되고, 수지가 상기 도체층의 단부를 피복하는 액정 표시 장치.
(5) 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판 사이에 삽입된 액정층; 상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 게이트 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 게이트 배선; 상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 드레인 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 드레인 배선; 상기 기판 중의 하나 위에 형성되는 한쌍의 전극; 및 상기 게이트 배선, 상기 드레인 배선 및 상기 한쌍의 전극 중의 적어도 하나를 피복하는 절연층을 포함하되, 도체층이 상기 드레인 패드에 인접하여 상기 드레인 배선 상에 형성되고, 수지가 상기 도체층의 에지의 적어도 일부를 피복하는 액정 표시 장치.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 다음의 (6) 내지 (10)에 기재된 구성 중 어느 하나의 구성을 가진다.
(6) 액정 표시 장치는 적어도 액정 패널 및 구동 회로를 포함한다. 액정 패널은: 절연 기판 측으로부터 순서대로 게이트 배선, 게이트 절연층, 반도체층, 컨택트층, 드레인 배선 및 패시베이션층이 적층되어 있는 구조를 갖도록 게이트 배선 및 드레인 배선의 접속부가 상부에 형성되어 있는 하나의 절연 기판; 복수 종류의 컬러를 위한 컬러 필터층, 컬러 필터층을 서로 분리하기 위한 블랙 매트릭스, 및 공통 전극층이 상부에 형성되어 있는 다른 절연 기판; 및 양 기판들 간의 갭에 밀봉된 액정층으로 만들어진다. 구동 회로는, 액정 패널에 형성된 다양한 종류의 전극에 액정층의 분자 배열을 제어하기 위한 표시 신호를 인가하는 작용을 한다. 액정 표시 장치는, 화소 전극층과 동일한 ITP층으로 만들어지며 기판 상에 형성되는 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부에 있는 패시베이션층 상에 형성되는 캡층을 더 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 게이트 배선과 드레인 배선이 상부에 형성되어 있는 하나의 기판을 제조하는 공정에서, 공기 내에 함유된 수분이 패시베이션층을 통하여 게이트 배선과 드레인 배선 쪽으로 침입하는 것을 방지하며, 특히 드레인 배선의 전식을 방지하여, 고 신뢰성 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
(7) 액정 표시 장치는 적어도 액정 패널과 구동 회로를 포함한다. 액정 패널은 그 상부에 게이트 배선과 드레인 배선이 상호 접속되어 있고 게이트 배선, 게이트 절연층, 반도체층, 컨택트층, 드레인 배선 및 패시베이션층이 절연 기판측으로부터 순서대로 적층되어 있는 구조를 갖도록 형성된 하나의 절연 기판; 그 상부에 복수 색의 컬러 필터층, 컬러 필터층을 서로 분리시키기 위한 블랙 매트릭스, 및 공통 전극층이 형성된 다른 절연 기판; 및 양 기판 사이의 갭에 밀봉된 액정층으로 이루어진다. 구동 회로는 액정층의 분자 배열의 방향을 제어하기 위한 표시 신호를 액정 패널 내에 형성된 다양한 종류의 전극에 인가하도록 동작한다. 액정 표시 장치는 ITO층으로 이루어지고 한 기판의 화소 영역의 주변에 리드 단자 배선 위에 형성된 패시베이션층 위에 형성된 캡층을 더 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 액정 패널의 제조 후 화소 영역의 주변에까지 이르는 리드 단자 배선에 전식 또는 균열 어느 것도 발생하지 않으므로, 고 신뢰성의 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.
(8) 액정 표시 장치는 적어도 액정 패널과 구동 회로를 포함한다. 액정 패널은 그 상부에 게이트 배선과 드레인 배선이 상호 접속되어 있고 게이트 배선, 게이트 절연층, 반도체층, 컨택트층, 드레인 배선 및 패시베이션층이 절연 기판측으로부터 순서대로 적층되어 있는 구조를 갖도록 형성된 하나의 절연 기판; 그 상부에 복수 색의 컬러 필터층, 컬러 필터층을 서로 분리시키기 위한 블랙 매트릭스, 및 공통 전극층이 형성된 다른 절연 기판; 및 양 기판 사이의 갭에 밀봉된 액정층으로 이루어진다. 구동 회로는 액정층의 분자 배열의 방향을 제어하기 위한 표시 신호를 액정 패널 내에 형성된 다양한 종류의 전극에 인가하도록 동작한다. 액정 표시 장치는 화소 전극층에서와 동일한 ITO층으로 이루어지고 소스 전극 위에, 및 하나의 기판 위에 형성된 게이트 배선과 드레인 배선의 교차점에서 패시베이션층 아래에 형성되는 캡층을 더 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 그 상부에 게이트 배선과 드레인 배선이 형성된 하나의 기판을 제조하는 공정에서, 대기 중에 함유된 수분이 게이트 배선과 드레인 배선을 향해 침입하는 것을 방지하고, 특히 드레인 배선의 전식을 방지함으로써 고 신뢰성의 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.
(9) 액정 표시 장치는 적어도 액정 패널과 구동 회로를 포함한다. 액정 패널은 그 상부에 게이트 배선과 드레인 배선이 상호 접속되어 있고 게이트 배선, 게이트 절연층, 반도체층, 컨택트층, 드레인 배선 및 패시베이션층이 절연 기판측으로부터 순서대로 적층되어 있는 구조를 갖도록 형성된 하나의 절연 기판; 그 상부에 복수 색의 컬러 필터층, 컬러 필터층을 서로 분리시키기 위한 블랙 매트릭스, 및 공통 전극층이 형성된 다른 절연 기판; 및 양 기판 사이의 갭에 밀봉된 액정층으로 이루어진다. 구동 회로는 액정층의 분자 배열의 방향을 제어하기 위한 표시 신호를 액정 패널 내에 형성된 다양한 종류의 전극에 인가하도록 동작한다. 액정 표시 장치는 ITO층으로 이루어지고 리드 단자 배선들 사이 및 액정 패널의 화소 영역의 주변에서 리드 단자 배선들 위에 형성된 캡층을 더 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 액정 패널의 제조 후 화소 영역의 주변에까지 이르는 리드 단자 배선에 전식 또는 균열 어느 것도 발생하지 않으므로, 고 신뢰성의 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.
(10) 각 구성 (6), (7), (8) 및 (9)에서, 캡층은 하부의 도체층의 배선폭보다 같거나 큰 폭을 갖도록 형성된다.
이러한 구성에 따르면, 대기 중에 함유된 수분이 하나의 기판을 제조하는 공정 동안 게이트 배선과 드레인 배선을 향해 침입하는 것을 방지할 뿐아니라, 대기 중에 함유된 수분이 밀봉재로 액정 패널의 밀봉한 다음 리드 단자부를 행해 침입하는 것이 방지되므로, 액정 패널 및 드라이버 칩 탑재 부분의 주변에 도포된 수지를 경화시킴으로써 야기된 응력에 기인한 리드 단자의 분리 뿐아니라 전식에 기인한 분리의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 고 신뢰성의 액정 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명의 각 구성에 따르면, 게이트 배선, 드레인 배선, 화소 영역 내의 양 배선의 교차부 또는 리드 단자의 도체층을 향한 수분 침입에 의해 야기된 전식 또는 응력에 따른 분리 등을 효율적으로 방지하는 것이 가능해진다.
이질적인 물질이 게이트 배선, 드레인 배선 및 양 배선의 교차부 근처에 존재하고 상기 게이트 절연층에 전류 누설이 발생한다면, 이질적인 물질에 의해 패시베이션층이 비정상적으로 성장하고 패시베이션층의 비정상 부분에 핀홀이 형성되는 경우가 생긴다. 핀홀이 형성된 게이트 배선 부분에서 CVD층의 피복은 열화할 가능성이 크다. 또한, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차점에서, 드레인 배선이 핀홀 위에 형성되고 핀홀이 또한 상부 패시베이션층에도 형성되는 가능성이 있다.
핀홀이 형성된다면, 대기 중에 함유된 수분은 핀홀을 통해 패시베이션층 아래 부분 내로 용이하게 침입하고, 액티브 매트릭스 기판의 제조 동안 이 부분에서 정전기가 발생하거나 상기 제조 공정 이후 연속하는 테스트 동안 상기 배선들을 통해 전기가 흐를 때 전기화학 침식 반응(전식)이 발생하므로, 상기 배선들이 파괴된다. 이러한 파괴를 방지하기 위해, 전식의 주요 원인이 되는 수분의 제공을 차단하는 것만이 필요하다.
본 발명에서, 화소 전극이 형성됨과 동시에 투명 도체층으로 이루어진 캡층(보호층)이 전식이 쉽게 발생하는 패시베이션층 부분 위에 형성된다. 핀홀이 패시베이션층 부분에 형성된다면, 핀홀은 그 부분에 형성된 투명 도체층의 패턴에 의해 매립되므로, 수분 제공이 차단된다. 핀홀이 생기는 부분을 완전히 피복하기 위해서는 캡층의 폭을 드레인 배선의 폭보다 더 크게 만들 필요가 있다.
또한. 핀홀 부분 내에 캡층을 배치함으로써, 패시베이션층 아래에 있는 액티브 매트릭스 기판으로부터 배향층 및 액정층으로의 불순물 확산을 방지하는 것이 가능해진다. 알칼리 금속 이온이, 핀홀을 통해 액정층을 침입하는 배선들을 형성하는 금속층의 원소 또는 금속 이온을 오염시킨다면, 액정층의 도전도는 감소되어 표시 불량을 야기시킨다. 금속 이온의 소스가 매우 평탄하지 않기 때문에, 오염된 원소가 이 소스에 쉽게 축적되고, 더욱이, 전식에 의해 금속 이온이 쉽게 공급되는 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부에서 전식이 발생할 가능성이 높다. 따라서, (인듐 주석 산화물:ITO 등) 전기적으로 안정한 산화물 투명 도전층과 상기 교차부를 캡핑함으로써 결함이 있는 표시의 발생을 억제할 수 있다.
만일 캡층이 화소 전극과 동일한 층으로 형성되면, 화소 전극이 존재하지 않는 부분에서의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부에서 캡층을 형성하는 것이 바람직한데, 이는 캡층이 화소 전극과 접촉하는 경우, 그 화소 캐패시턴스가 다양하게 되어 스폿 결함을 유발하기 때문이다.
화소 영역 내에 형성되는 캡층은 반드시 화소 전극과 동일한 층일 필요는 없으며, 또한 화소 전극을 형성하는 ITO층으로 독립적으로 형성될 수 있다는 점에 주의해야 한다.
횡 전계가 액정의 분자 배열을 제어하기 위한 수단으로서 사용되는 경우, 각 화소 전극은 빗살 형상의 공통 전극 및 소스 전극으로 형성된다. 이 경우, 화소 전극이 패시베이션층 위에 형성되지 않으므로, 캡층은 인접한 화소들 사이에 단락을 형성하지 않으면서도 패시베이션층 위에 광범위하게 형성될 수 있다. 따라서, 횡 전계형의 경우, 투명 도전층으로 이루어진 캡층은 각각의 드레인 및 게이트 배선 위에 광범위하게 형성될 수 있다. 이러한 캡층이 단자 도전성 코팅층으로서 동시에 형성될 수 있으므로, 제조 공정의 수를 증가시킬 필요가 없게 된다.
도 1은 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로서 사용하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 도시하고, 화소 영역 내의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 구성예의 주요부를 도시하는 평면도.
도 2는 도 1의 선 A-A'을 따라 절취한 단면도.
도 3은 도 2에 대응하는 단면도로서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 실시예를 도시하며, 화소 영역 내의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 다른 구성예의 주요부를 도시하는 도면.
도 4는 액정 패널의 화소 영역의 외측 부분의 구성예의 주요부를 도시하는 부분 확대 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 부분의 평면도.
도 6은 도 4에 대응하는 부분 확대 단면도로서, 액정 패널의 화소 영역의 외측 부분의 다른 구성예의 주요부를 도시하는 도면.
도 7은 화소 영역의 평면도로서, 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로서 사용하는 본 발명에 따른 횡전계형 액정 표시 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 화소 영역의 평면도로서, 횡전계형 액정 표시 장치의 다른 예를 도시하는 도면.
도 9는 화소 영역의 평면도로서, 횡전계형 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 도면.
도 10은 화소 영역의 평면도로서, 횡전계형 액정 표시 장치의 또 다른 예를 도시하는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 구동 회로를 포함하는 액정 패널의 화소 영역의 등가 회로 및 주변 회로를 도시하는 회로도.
도 12는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 전체 구성의 일례를 도시하는 전개 투시도.
도 13은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 실장한 전자 장치의 일례인 노트북 퍼스널 컴퓨터의 외관도.
도 14는 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로서 사용하는 종래의 액정 표시 장치의 화소 영역 내의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 구성예의 주요부를 도시하는 평면도.
도 15는 도 10의 선 A-A'를 따라 절취한 단면도.
도 16은 액정 패널의 화소 영역의 외측 부분의 구성예를 도시하는 개략적 단면도.
도 17은 도 16에 도시된 예의 주요부의 확대 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 액티브 매트릭스 기판
2 : 게이트 배선
3 : 게이트 절연층
4 : 반도체층 및 반도체 패턴
5 : 컨택트층
6 : 드레인 배선
7 : 소스 전극
8 : 패시베이션층
9 : 컨택트 홀
10 : 화소 전극
11 : 차광층
12 : 캡층
14 : 컬러 필터 기판
15 : 액정층
16 : 밀봉재
17 : 드라이버 칩
18 : 에폭시 수지
19 : 도체층
20 : 범프
21 : 공통 배선
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 이하의 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로서 사용하는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시예를 도시하고, 화소 영역 내의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 구성예의 주요부를 도시하는 평면도이고, 도 2는 도 1의 선 A-A'을 따라 절취한 단면도이다.
도 1의 선 A-A'를 따라 절취한 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부에서는, 게이트 배선(2), 게이트 절연층(3), 반도체층(4), 컨택트층(5), 드레인층(6), 소스 전극(7), 및 패시베이션층(8)이, 액티브 매트릭스 기판인 하부 투명 절연 기판(1) 위에 형성되어 있다.
도 1에서, 참조 번호 9는 화소 전극(10) 및 소스 전극(7)을 접속시키기 위한 컨택트 홀을 표시하고, 참조 번호 11은 차광층을 표시한다. 상술한 층 구조는 도 14에 도시된 바와 유사하다.
본 실시예에 있어서, ITO로 이루어진 캡층(12)은 게이트 배선(2) 및 드레인 배선(6)의 교차부에서 형성되어, 핀홀이 패시베이션층(8)에 형성된 경우에도 대기에 포함된 수증기의 침입이 방지된다.
캡층(12)의 폭을 (종 방향 또는 횡 방향으로) 게이트 배선(2) 및 드레인 배선(6) 각각의 폭과 동일하게 하거나 이보다 더 크게 함으로써 캡핑 효과를 크게 증대시킬 수 있다는 것에 주의해야 한다.
도 3은 도 2에 대응하는 단면도로서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 실시예를 도시하며, 화소 영역 내의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 다른 구성예의 주요부를 도시한다.
본 실시예에 있어서, 액티브 매트릭스 기판 상의 게이트 배선 및 드레인 배선의 교차부의 층 구성은 게이트 배선(2), 게이트 절연층(3), 반도체층(4), 컨택트층(5), 드레인 배선(6), ITO로 이루어진 캡층(12), 및 패시베이션층(8)이 투명 절연 기판(1) 상에 순서대로 형성된다.
이 구조에서, 캡층(12)이 패시베이션층(8) 아래로 삽입되기 때문에, 핀홀이 패시베이션층(8)에 발생하고 수분이 핀홀에 침입하더라도, 수분은 드레인 배선(6)에 도달하지 않고, 따라서 드레인 배선(6)에서 전식은 발생하지 않는다.
캡층(12)의 폭 (수직 또는 옆면)을 드레인층(6)의 폭과 동일하거나 그 이상으로 함으로써, 캡 효과를 더 큰 범위로 증대시키는 것이 가능하다.
액정이 밀봉된 액정 패널의 화소 영역 외부에 형성된 단자 리드 배선의 표면은, 단자 리드 배선을 외부의 충격이나 공기 중의 수분으로부터 차단하기 위해 수지같은 절연 물질로 피복된다.
도 4는 도 17에 대응하는 부분 확대 단면도이며, 액정 패널의 화소 영역의 외부 구조의 일례를 도시한다. 도 4에서, 참조 번호 1은 액티브 매트릭스 기판인 하부 기판을, 참조 번호 14는 컬러 필터 기판인 상부 투명 절연 기판을, 참조 번호 16은 밀봉재를, 참조 번호 17은 드라이버 칩을, 참조 번호 18은 에폭시 수지를, 참조 번호 19는 도체층을, 참조 번호 20은 범프를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 단자부를 도시하는 도면이다. 캡층(12)은 각 드레인 배선(6)에 걸쳐 형성된다. 특히, 에폭시 수지(18)로 된 밀봉부의 경계 아래에 캡층(12)을 두는 것이 필요하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 액정층은 액티브 매트릭스 기판(1)과 컬러 필터 기판(14)간에 개재되어, 밀봉재(16)로 액정층 주변을 따라 밀봉된다. 드라이버칩(17)이 액티브 매트릭스 기판(1)의 주변에 배치되고, 범프(20) 및 도체층(19)를 통해, 밀봉재(16) 내부의 화소 영역으로부터 인출된 단자 배선에 접속된다.
액정 패널이, 개재된 액정층을 밀봉재(16)로 밀봉함으로써 조립되면, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부를 포함하는 액정 패널의 표시 영역은 외부로부터 고립되고, 수분이 전극 배선에 침입하는 것이 방지된다. 그러나, 액정 패널의 주변으로부터 인출되고 드라이버 칩과 리드 단자가 설치된 부분은 대기에 노출되어, 수분이 이 부분의 배선 도체에 스며들 수 있다.
액정 패널이, 밀봉재 측과 드라이버 칩(17)이 배치되는 측에 에폭시 수지(18)로 피복되어, 화소 영역과 드라이버 칩이 외부 충격 및 공기 중의 수분으로부터 차단된다. 그런데, 에폭시 수지(18)의 경화 시에, 에폭시 수지(18) 아래의 패시베이션층(8)에 응력이 인가되어, 균열 또는 핀홀이 에폭시 수지(18)의 마진부에 발생한다.
이 구조예에서, ITO층으로 된 캡층(12)이 리드 배선을 구성하는 드레인 배선(6)을 피복하는 패시베이션층(8) 상에 형성된다. 캡층(12)은, 경화 시의 에폭시 수지(18)의 수축으로 인해 패시베이션층(8)에 인가된 응력을 감소시켜, 패시베이션막(8)에 발생하는 균열 및 핀홀을 방지한다. 캡층(12)이 에폭시 수지(18) 경화 시의 응력에 의해 파괴되더라도, 캡층(12)을 구성하는 ITO층이 전기적인 역할을 하기 않기 때문에 문제가 되지 않는다.
밀봉재(16) 수지는 열경화성 또는 광경화성일 수 있고, 경화 시의 수축 때문에 발생하는 응력에 영향을 끼친다.
또한, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부의 경우에는, 본래 패시베이션층(8)에 존재하는 미세한 균열이 캡층(12)으로 피복되기 때문에, 수분이 미세한 균열에 침입하는 것이 방지될 수 있다.
도 6은 도 4에 대응하는 부분 확대 단면도이며, 액정 패널의 화소 영역 외부의 다른 구조예를 도시한다. 이 구조예에서, ITO층으로 된 캡층(12)이 리드 배선을 구성하는 드레인 배선(6)을 피복하는 패시베이션층(8) 아래에 형성된다. 캡층(12)으로 인해, 경화 시의 에폭시 수지(18)의 수축으로 인해 패시베이션막(8)에 균열 및 핀홀이 발생하더라도, 아래의 리드 배선(6) (드레인 배선)은 대기와 차단되고, 공기 중의 수분으로 인한 전식이 방지된다. 또한, 캡층(12)을 구성하는 ITO층이 전기적 역할을 하지 않기 때문에 문제가 없다.
또한, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차부의 경우에, 본래 패시베이션층(8)에 미세한 균열이 존재하더라도, 캡층(12)이 아래의 도체층을 피복하여 수분이 침입하는 것이 방지된다.
캡층을 구성하는 ITO층의 두께가 증가하면, ITO층의 영향은 더 커진다. ITO의 에칭 속도가 비교적 작기 때문에, ITO층을 두껍게 하는 것은 불가능하고, 따라서, ITO층을 대략 50nm 내지 200nm 두께로 하는 것이 현실적이다. 바람직하게는, ITO층은 대략 60nm 내지 140nm 두께이고, ITO층이 바람직한 범위 내에 있으면, 아래 층의 양호한 피복이 실현될 수 있고 에칭에 요구되는 시간이 타당할 수 있다.
이러한 방법으로, ITO층으로 핀홀이 쉽게 발생하는 액티브 매트릭스 기판을 캐핑함으로써 전식을 억제할 수 있고 화상 불량을 방지할 수 있다. 화소 영역에서 핀홀이 발생하는 이유는 패시베이션층의 형성 후에 드레인 배선으로부터의 힐록의 성장에 의해 패시베이션층이 천공되기 때문이다. 핀홀을 통해 배선으로부터 오염 원소인 소량의 금속 이온이 액정 중에 녹으면, 액정층의 전도율은 국부적으로 저하되고, 화질 불량을 일으킨다.
캡층을 구성하는 ITO는 이러한 힐록으로부터 패시베이션층을 보호하고, 오염 물질인 금속 이온이 녹더라도 액정층에 대한 스토퍼로서 기능하고, 장기간 사용의 경우에도 양호한 화질이 유지될 수 있다.
액정 패널 제조 방법의 일례를 도 1, 2 및 4를 참조하여 위에 설명된 실시예와 함께 아래에 설명할 것이다.
액티브 매트릭스 기판을 구성하는 하부 절연 기판(1) 상에 약 200nm 두께로 스퍼터링함으로써, 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo)과 같은 금속막이 형성된다. 레지스트 패턴이 금속층 상에 포토리소그래피에 의해 프린팅되고, 세륨과 질산 암모늄의 수용액을 사용하여 습식 에칭함으로써 게이트 배선(2)을 가공한다.
CVD 공정을 사용하여, 게이트 절연층과 반도체층인 a-Si층(4)으로 이루어진 SiN층(3)이 형성되고, n+a-Si층이 컨택트층으로서 형성된다. 반도체층과 컨택트층이 포토에칭에 의해 가공되고, 반도체 패턴(4)이 형성된다.
크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo)층이 스퍼터링에 의해 소스 및 드레인 전극으로서 피착된다. 소스배선(소스 전극: 7) 및 드레인 배선(드레인 전극: 6)이 게이트 배선과 유사하게 포토에칭에 의해 형성된다.
컨택트층(5)의 n+a-Si 층이 마스크로서 소스 배선(7) 및 드레인 배선(6)을 이용함에 의해 에칭된다.
약 300nm 두께의 SiN층이 CVD 공정에 의해 패시베이션층(8)으로서 피착된다. 게이트 및 드레인 배선의 단자부와 각 화소부의 소스 전극내의 관통홀(9)이 포토에칭에 의해 형성된다. 인듐-주석-산화물(ITO)층이 스퍼터링에 의해 투명 도전층으로서 약 140nm 두께로 피착된다. 각각의 화소 전극(10)은 그 단부가 게이트 배선과 동일한 층에 형성된 차광층(11)과 일치하는 방식으로 형성되며, ITO 패턴은 또한 주변 단자부 내에 형성된다. 이때, 캡층이 하부 전극과 직접 접촉하지 않는 부분인 에폭시 수지로 코팅된 기판A(1)의 주변부 외에도 게이트 배선(2)과 드레인 배선(6)의 교차점에서 패시베이션층(8) 위로 형성되어, 게이트 배선(2)위를 통과하는 드레인 배선(6)의 전체가 캡층(12)로 피복된다.
각각의 캡층(12)을 구성하는 ITO층이 부동 상태로 위치하고, 그러므로 전기적 동작을 하지 않는다. 상술한 것처럼, 게이트 배선과 드레인 배선의 교차점이 매우 평탄하지 않으므로, 패시베이션층을 충분히 피복하지 못함으로 인한 핀홀이 쉽게 발생한다. 특히 액티브 매트릭스 기판이 완성된 이후의 검사 단계에서, 직류가 흐르는 동안 게이트 배선 및 드레인 배선의 단락 회로 검사가 수행되는 경우, 전식의 정도가 심화되는 경향이 있다. 그러나, 본 발명에 따른 캡층은 패시베이션층 내에 생성된 핀홀 등을 피복하므로, 전식을 초래하는 수분의 침입이 방지된다.
각각의 게이트 배선이 액티브 매트릭스 기판 상에 선 쌍으로 형성되는 경우, ITO 패턴은 게이트 배선(2)위를 통과하는 전체 4개 부분 위를 통과하도록 정렬된다. 동시에, 2 또는 그 이상의 화소 전극이 접속 결함을 초래하기 위해 단락 회로가 되는 것을 방지하도록 개구율을 결정하는 화소 영역을 넓히면서 인접 화소 전극간의 충분한 갭을 보장하는 것이 필요하다.
상술한 설명은 도 1, 2 및 4에 도시된 실시예와 결부하여 설명된 구조를 갖는 액정 패널내의 캡층을 제조하는 방법의 일 실시예에 참조된다. 그러나, 본 발명이 도 3 및 6에 도시된 실시예와 결부하여 상술된 구조를 갖는 액정 패널에 적용되는 경우, 캡층을 구성하는 ITO 층이 패시베이션층의 피착 이전에 피착된다.
실시예 각각에 대한 상술한 설명이 소위 TN형 액정 표시 장치에 대한 경우에 참조되지만, 본 발명은 각 드레인 전극 및 그 대향 전극(소위, 공통 전극)이 액티브 매트릭스 기판 상에서 빗살 형상으로 형성되는 IPS형 액정 표시 장치에 유사하게 적용될 수 있다.
IPS형 액정 표시 장치의 경우, TN형의 것과 유사한 위치에 캡층을 형성하는 것이 가능하나, 화소부내에서는 ITO층이 형성되지 않으므로, 게이트 배선 및 드레인 배선과 게이트-드레인 교차부를 포함하는 빗살 형상의 전극 부분 전체에 걸쳐 캡층을 형성함에 의해, 금속 이온을 융해하는 것이 방지되고 개구율과 무관하게 화질의 결함 발생을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명이 측방향 전계형 액정 표시 장치의 TFT 기판에 인가되는 경우의 예를 도시한다. 액정의 배향을 제어하기 위한 전계가 공통 전극(21)과 소스 전극(7) 사이에 인가되고, 도 1에 도시된 것과 같은 화소 전극은 없다. 이러한 경우, 캡층은 화소 전극을 단락시킬 염려가 없으므로 널리 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 실시예에서, 캡층(12)은 드레인 배선(6), 게이트 배선(2) 및 드레인 배선(6) 상에 형성된다.
도 8은 도 7의 선 I-I를 따라 절단한 횡 단면도이다. 캡층(12) 이외에 다른 층은 패시베이션층(8) 상에 없으며, 그러므로, 투명 도전층으로 이루어진 캡층(12)은 화상에 영향을 미치지 않는 드레인 배선(6), 게이트 배선(2) 및 공통 배선(21) 위에 형성될 수 있다.
도 9는 캡층(12)이 게이트 배선(2) 상에 놓이지 않는 경우를 도시하는 평면도이다. 박막 트랜지스터(TFT)가 게이트 배선(2) 상에 형성되고, TFT 특성의 변이가 패시베이션층(8) 상의 도전 박층의 형성으로 인한 캐패시턴스의 변이에 의해 야기되는 위험이 있는 경우, 캡층(12)은 게이트 배선(32) 상에 형성되지 않는다.
도 10은 캡층(12)가 개재된 게이트 절연층(3) 외에도 공통 배선(21) 및 소스 배선(7)에 의해 공통 배선(21) 상에 형성된 저장 캐패시턴스 위에 형성되지 않는 예를 도시하는 평면도이다. 투명 도전층이 저장 캐패시턴스 상에 형성되는 경우 프리셋 저장 캐패시턴스가 가변되는 것을 방지하기 위해서, 캡층은 또한 저장 캐패시턴스를 제외한 부분 상에 형성된다.
상술한 것처럼, 본 발명은 액정 표시 장치의 종 및 횡 방향 전계 방식의 액정 표시 장치 중 어느 하나에 적용될 수 있다. 특히 횡 방향 전계 방식인 경우, 전체 배선에 걸쳐 캡층을 형성함에 의해 패시베이션층내의 결함의 영향을 크게 감소시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 드레인 배선의 전식 방지에 국한되지 않고, 유사한 용도에 대해, 상술한 것과 유사한 캡층이 형성될 수 있는 다른 금속 배선 또는 전극에 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 대한 구동 회로를 포함하는 액정 패널의 화소 영역의 주변 회로 및 등가 회로를 도시하는 접속도이다. 도 11은 실제 기하학적 구성에 대응하도록 도시된 회로도이다. 심볼 AR은 복수의 화소가 2차원적으로 배열된 화소 영역(매트릭스 어레이)를 표시한다.
도 11에서, 심볼 X는 비디오 신호 배선 DL(상술한 실시예의 각각에 대한 드레인 배선(6))을 의미하고, 첨자 G, B 및 R이 심볼 X에 추가되는데 이는 각각 녹색, 청색 및 적색 화소에 대응한다. 심볼 Y(그 첨자는 생략됨)는 도 11의 상단측에 도시된 비디오 신호 구동 회로 He에 접속된다. 주사 신호 배선 Y의 리드 단자와 유사하게, 각 비디오 신호 배선 X의 리드 단자는 액정 패널의 화소 영역 AR의 일측 상에만 피착된다. 주사 신호 배선 Y(그 첨자는 생략됨)는 수직 주사 회로 V에 접속된다.
심볼 SUP는 하나의 전압 소스로부터 복수의 분할 안정화 전압원을 얻기 위한 전원 회로를 포함하는 회로, 및 호스트(호스트 프로세서)로부터 수신된 CRT(cathode-ray tube)용 정보를 TFT 액정 표시 장치용 정보로 교환하기 위한 회로를 나타낸다.
도 12는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 전체 구성의 일 예를 설명하는 전개 사시도이고, 조사 광원이 액정 패널의 뒤에 배치되는 액정 표시 장치의 백 라이트형을 도시한다.
도시된 액정 표시 장치는 액정 패널, 회로 기판, 백 라이트 및 다른 구성 부재가 집적된 액정 표시 장치(또는 모듈; MDL로 언급함)의 특정 구조를 설명하고자 한 것이다.
도 12에서, 심볼 SHD는 금속 판으로 이루어진 상부 프레임(또한 차폐 케이스 또는 금속 프레임으로 불림)을 나타내고; 심볼 WD는 표시 윈도우; 심볼 INS1 내지 INS3은 절연 시트; 심볼 PCB1 내지 PCB3은 회로 기판(PCB1은 비디오 신호 배선 구동 회로 기판인 드레인측 회로 기판; PCB2는 게이트측 회로 기판; PCB3는 인터페이스 회로 기판); 심볼 JN1 내지 JN3는 회로 기판 PCB1 내지 PCB3과 전기적으로 접속하기 위한 조이너(joiners); 심볼 TCP1 및 TCP2는 테이프 캐리어 패키지; 심볼 PNL은 상술한 실시예 중 임의의 것에 따른 구조를 갖는 액정 패널; 심볼 POL은 상부 편향기; 심볼 GC는 고무 쿠션; 심볼 ILS는 차광 스페이서; 심볼 PRS는 프리즘 시트; 심볼 SPS는 확산 시트; 심볼 GLB는 도광판; 심볼 RFS는 반사 시트; 심볼 MCA는 일체형 몰딩에 의해 형성된 하부 케이스(하부측 프레임 또는 몰드 프레임); 심볼 MO는 하부 케이스 MCA의 어퍼쳐; 심볼 BAT는 양면 접착 테이프; 및 심볼 GB는 형광 램프 LP를 지지하기 위한 고무 부시(bushing)를 각각 나타낸다. 확산 시트 부재는 액정 표시 모듈 MDL을 조립하기 위한 도시된 배열에 적층된다. 형광 튜브 LP와 반사 시트 LS로 이루어지는 광원 조립체는 도광판 GLB의 한 측면을 따라 배치되고, 램프 케이블 LPC는 형광 튜브 LP의 일단에 배치된 고무 쿠션 GC로부터 인출된다. 백 라이트 광원(도시 안됨)으로부터 램프 케이블 LPC를 경유 형광 튜브 LP까지 전기가 공급된다. 백 라이트 BL은 도광판 GLB와 광원 조립체로 구성된다. 또한, 광원 조립체는 도광판 GLB의 2 또는 4 측면을 따라 또한 배치될 수 있다.
액정 표시 장치(액정 표시 모듈 MDL)는 2 종류의 수용/유지 부재, 하부 프레임 MCA 및 상부 프레임 SHD로 이루어지는 케이스를 가지며, 하부 케이스 MCA 및 상부 프레임 SHD를 접합함으로써 구성된다. 절연 시트 INS1 내지 INS3, 회로 기판 PCB1 내지 PCB3 및 액정 표시 패널 PNL은 하부 케이스 MCA에 고정되어 수용되며, 도광판 GLB으로 이루어지는 백 라이트 BL 등은 하부 케이스 MCA에 또한 수용된다.
액정 패널 PNL의 개별 화소를 구동하기 위한 집적 회로 칩과 같은 전자 구성 요소는 비디오 신호 배선을 구동하기 위한 회로 기판PCB1 상에 장착되며, 반면에 전자 구성요소는 인터페이스 회로 기판 PCB3, 예컨데 외부 호스트 컴퓨터로부터 비디오 신호 및 타이밍 신호와 같은 제어 신호를 수신하기 위한 집적 회로 칩, 타이밍을 처리함으로써 클럭 신호를 발생시키기 위한 타이밍 컨버터(TCON), 저전압 차동 신호 칩, 캐패시터 및 저항상에 장착된다.
타이밍 컨버터에 의해 발생된 클럭 신호는 비디오 신호 배선 구동 회로 기판 PCB1 상에 장착되는 집적 회로 칩에 공급된다.
인터페이스 회로 기판 PCB3와 비디오 신호 배선 구동 회로 기판 PCB1은 다층 배선 기판이며, 클럭 신호 배선 CLL은 인터페이스 회로 기판 PCB3와 비디오 신호 배선 구동 회로 기판 PCB1의 내부층 배선으로서 형성된다.
TFT를 구동하기 위한 드레인측 회로 기판 PCB1, 게이트측 회로 기판 PCB2 및 인터페이스 회로 기판 PCB3는 테이프 캐리어 패키지 TCP1 및 TCP2에 의해 액정 패널 PNL과 접속된다. 개별 회로 기판은 조이너 JN1, JN2 및 JN3에 의해 상호 접속된다.
도 13은 본 발명에 따른 액정 표시 장치가 장착되는 전자 장치의 일예인 노트북 퍼스널 컴퓨터의 외관을 도시한다.
이런 노트북 퍼스널 컴퓨터에서, 키보드 블럭 및 표시 블럭은 힌지에 의해 함께 접합되며, CPU를 포함하는 호스트 컴퓨터는 키보드 블럭에 포함되고, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 모듈(MDL)로서 표시 블럭에 장착된다.
구동 회로 기판 PCB1, PCB2 및 PCB3, 및 백라이팅용 인버터 전원 IV은 액정 표시 모듈을 구성하는 액정 패널 PNL의 주변 상에 장착된다. 도 13에서, 심볼 CT는 호스트와의 접속용 커넥터를 나타내고, 심볼 TCON은 신호 처리와, 호스트로부터 입력된 표시 신호에 기초하여 액정 패널 PNL 상에 화상을 표시하기 위한 타이밍 신호 등을 발생시키기 위한 제어 회로를 나타낸다.
말할 필요도 없이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 도 14에 도시된 노트북형과 같은 휴대용 퍼스널 컴퓨터 뿐만 아니라, 데스크탑 퍼스널 컴퓨터용 데스크탑형 모니터와 같은 다양한 다른 표시 장치에 사용될 수 있다.
상술한 것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 드레인 단선이, 액정 표시 장치를 구성하는 액정 패널용 매트릭스 기판을 제조하는 프로세스에서 다양한 처리에 기인하여 패시베이션층에 형성될 수 있는 핀홀을 통해 침입되는 수분 및 정전기에 기인한 전식에 의해 야기되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 드레인 단선이, 액티브 매트릭스 기판이 완성된 후 게이트 배선과 드레인 배선 간에 단락 회로를 검사하는 단계에서, 전기 인가 동안 패시베이션층에 형성될 수 있는 핀홀을 통해 침입되는 수분에 기인한 전식에 의해 야기되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 배선 리드 단자가, 칼라 필터 기판의 부착 및 밀봉 후 및 드라이버 칩의 장착 후 도포될 에폭시 수지의 효과에 기인한 응력 때문에 패시베이션층에 형성될 수 있는 핀홀을 통해 수분의 침입이 야기되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 결합 표시가, 화소 영역에 형성된 금속 배선으로부터 액정층으로 금속 이온의 용융에 기인하여 액정층의 도전성의 감소를 일으키는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 고 신뢰성 및 고 품질을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.
Claims (19)
- 액정 표시 장치에 있어서,한쌍의 기판;상기 한쌍의 기판 사이에 삽입되는 액정층;상기 한쌍의 기판 중의 하나에 형성되는 게이트 배선;상기 게이트 배선을 피복하는 제1 절연층;상기 제1 절연층 상에 형성되는 드레인 배선;상기 드레인 배선을 피복하는 제2 절연층; 및상기 한쌍의 기판 사이에 배치되는 한쌍의 전극을 포함하되,상기 드레인 배선의 일부가 상기 게이트 배선과 교차되며, 도체층이 상기 제2 절연층 및 상기 적어도 일부 상에 형성되는 액정 표시 장치.
- 액정 표시 장치에 있어서,한쌍의 기판;상기 한쌍의 기판 사이에 삽입되는 액정층;상기 한쌍의 기판 중의 하나에 형성되는 게이트 배선;상기 게이트 배선 위에 형성되는 제1 절연층;상기 제1 절연층 상에 형성되는 드레인 배선;상기 드레인 배선 위에 형성되는 제2 절연층; 및상기 액정층과 상기 한쌍의 기판 중의 하나 사이에 배치되는 한쌍의 전극을 포함하되,블랙 매트릭스가 상기 한쌍의 기판 중의 다른 기판 상에 형성되어 상기 게이트 배선과 상기 드레인 배선을 차폐하고, 상기 드레인 배선의 일부가 상기 게이트 배선과 교차되며, 도체층이 상기 제2 절연층 상에 형성되어 상기 일부를 적어도 피복하는 액정 표시 장치.
- 액정 표시 장치에 있어서,한쌍의 기판;상기 한쌍의 기판 사이에 삽입되는 액정층;상기 한쌍의 기판 중의 하나에 형성되는 게이트 배선;상기 한쌍의 기판 중의 하나 위에 형성되는 공통 배선;상기 공통 배선 상에 형성되는 제1 절연층;상기 제1 절연층 상에 형성되는 드레인 배선;상기 드레인 배선 위에 형성되는 제2 절연층;상기 제1 절연층 상에 형성되는 화소 전극; 및상기 한쌍의 기판 중의 하나 위에 형성되는 대향 전극을 포함하되,상기 드레인 배선의 일부가 상기 공통 전극과 교차되며, 블랙 매트릭스가 상기 한쌍의 기판 중의 다른 기판 상에 형성되어 상기 공통 배선과 상기 게이트 배선을 차폐하고, 도체층이 상기 제2 절연층 상에 형성되어 상기 일부를 적어도 피복하는 액정 표시 장치.
- 제1항, 제2항 및 제3항 중의 어느 한항에 있어서, 상기 도체층의 폭이 상기 일부보다 넓은 액정 표시 장치.
- 제1항, 제2항 및 제3항 중의 어느 한항에 있어서, 상기 도체층이 상기 게이트 배선 또는 상기 드레인 배선을 피복하는 액정 표시 장치.
- 제1항, 제2항 및 제3항 중의 어느 한항에 있어서, 상기 도체층이 주 성분으로서 ITO, IZO 또는 IGO 중의 어느 하나를 포함하는 투명막인 액정 표시 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 대향 전극의 접속부에 중첩하는 관계로 상기 제1 절연층 상에 형성된 상기 화소 전극의 적어도 일부, 및 상기 대향 전극의 상기 접속부와 상기 화소 전극 사이에 형성되는 캐패시턴스를 더 포함하는 액정 표시 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 도체층이 상기 접속부를 제외하고 상기 공통 배선을 피복하는 액정 표시 장치.
- 액정 표시 장치에 있어서,한쌍의 기판;상기 한쌍의 기판 사이에 삽입된 액정층;상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 게이트 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 게이트 배선;상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 드레인 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 드레인 배선;상기 게이트 배선과 상기 드레인 배선을 피복하는 절연층; 및상기 절연층 위에 형성된 복수의 화소 전극을 포함하되,도체층이 상기 게이트 배선에 인접하여 상기 게이트 배선 위에 형성되고, 수지가 상기 도체층의 단부를 피복하는 액정 표시 장치.
- 액정 표시 장치에 있어서,한쌍의 기판;상기 한쌍의 기판 사이에 삽입된 액정층;상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 게이트 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 게이트 배선;상기 기판 중의 하나 위에 형성되고, 드레인 패드를 형성하도록 연장하는 복수의 드레인 배선;상기 기판 중의 하나 위에 형성되는 한쌍의 전극; 및상기 게이트 배선, 상기 드레인 배선 및 상기 한쌍의 전극 중의 적어도 하나를 피복하는 절연층을 포함하되,도체층이 상기 드레인 패드에 인접하여 상기 드레인 배선 상에 형성되고, 수지가 상기 도체층의 단부의 적어도 일부를 피복하는 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 게이트 패드가 게이트 드라이버에 접속되고, 상기 드레인 패드가 상기 게이트 드라이버에 접속된 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 게이트가 상기 게이트 배선에 접속되고, 소스가 상기 드레인 배선과 상기 화소 전극에 접속된 스위칭 화소를 더 포함하는 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 액정 충진 공간을 제외하고 상기 한쌍의 기판 사이에 형성된 밀봉재를 더 포함하고, 상기 수지는 상기 밀봉재의 적어도 일부를 피복하는 액정 표시 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 수지가 상기 드라이버의 적어도 일부를 피복하는 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 도체층이 상기 절연층 상에 형성되는 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 도체층이 상기 절연층 밑에 형성되는 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 수지는 에폭시 수지 및 열경화형인 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 도체층의 폭이 상기 게이트 배선 또는 상기 드레인 배선보다 넓은 액정 표시 장치.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 도체층이 주 성분으로서 ITO, IZO 또는 IGO 중의 어느 하나를 포함하는 투명막인 액정 표시 장치.
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