KR100437593B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빛 샘을 방지한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 내측면에 게이트 패드를 포함한 게이트 라인과 데이터 패드를 포함한 데이터 라인이 교차하게 배열된 어레이 기판과, 내측면 상에 블랙 매트릭스와 컬러필터가 구비된 컬러 필터 기판이 액정층의 개재하에 합착되어진 액정 패널; 상기 에레이 기판과 컬러 필터 기판의 외측면에 각각 부착된 상하부 편광판; 상기 액정 패널의 하부에 배치된 백-라이트; 및 상기 액정 패널과 백-라이트의 가장자리를 둘러싸는 베젤을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 데이터 패드부와 그 타측부 및 상기 게이트 패드부의 타측부에 대응하는 영역에서는 상기 어레이 기판의 끝단까지 확장 구비되며, 상기 게이트 패드부에 인접하는 어레이 기판 영역의 외측면 가장자리에는 선택적으로 차광 테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 빛 샘 방지를 위한 블랙 매트릭스의 확장에 따른 그의 부분적 손상 및 차광 테이프 부착 공정의 번거로움과 불량을 억제시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치(LCD: LIQUID CRYSTAL DISPLAY)는 얇은 어레이 기판과 컬러 필터 기판 사이에 액정을 주입하고, 기판 상에 형성된 전극에 전압을 인가하여, 액정분자의 배열 방향을 회전시켜, 백 라이트에서 나오는 빛의 투과량을 달라지게 하여 디스 플레이하는 장치이다.

특히, 액정표시장치는 보다 선명한 화질을 위하여, 백 라이트에서 나오는 빛이 액정 분자에 의하여 굴절된 후, 칼러 필터 기판의 R, G, B 필터층을 통과하고, 나머지 광들은 적절히 차단되어야 한다. 차단되지 않은 누설 광이 많이 있는 경우에는 칼러 필터층을 통과한 빛과 혼탁되어 화질이 떨어지게 된다.

도 1a는 종래 기술에 따라 제조된 액정표시장치 모듈의 평면도로서, 도시한 바와 같이, 어레이 기판인 하부 기판과 컬러 필터 기판(11)인 상부 기판을 합착시킨 패널 상의 중심부 영역에 디스 플레이를 위한 액티브 영역(20)이 형성되어 있고, 칼러 필터 기판(11) 가장자리 둘레 영역에 블래 매트릭스(13)가 형성되어 있다. 도시하였지만, 설명하지 않은 도면부호 12는 카운터 전극을 나타낸다.

도 1b는 상기 도 1a의 A-A'부분을 수직 절단한 단면도로서, 도시한 바와 같이, 블랙 매트릭스(13)와 컬러 필터 층(15)및 ITO로된 카운터 전극(12)으로 구성된 컬러 기판(11)이 상부 편광판(22)과 부착되어 상부 기판을 형성하고, 액정표시장치 어레이 기판(27)과 하부 편광판(23)이 부착되어 하부 기판을 형성하고, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판이 일정한 셀 갭을 갖도록 실링(30)되어 합착되어 패널을 이루고 있다. 상기 패널의 하부 기판 외측에는 빛을 조사하는 백 라이트(40)가 배치되어 있는데, 상기 백 라이트는 상기 패널과 함께 베젤(50)에 결합되어 액정표시장치 모듈이 이루어진다.

도 2a는 종래의 기술에 따라 차광 테이프를 부착한 액정표시장치 패널의 평면도로서, 도시한 바와 같이 패널의 가장 자리에 두 부분에 게이트/데이터 패드부(31, 33)가 배치되어 있고, 패널 중심부의 액티브 영역(20)을 둘레로 블랙 매트릭스(13)가 전 둘레로 형성되어 있다.

도 2b는 상기 도 2a의 B-B'를 수직 절단한 단면도로서, 도시한 바와 같이, 도 1b의 수직 단면도와 유사하므로, 이하 동일한 부분을 생략하고, 구분된 부분을 중심으로 설명한다. 상부 기판의 컬러 필터 기판(11) 상에 형성된 블랙 매트릭스(13)는 상기 상부 기판과 하부 기판의 일정한 셀 갭 유지를 위한 실링(30)처리 영역 소정 부분까지만 형성되므로, 하부 기판의 외측 면 가장자리 영역에 차광 테이프(29)를 부착하여 상기 블랙 매트릭스(13)가 형성되지 않은 부분으로 빛이 새는 것을 방지 하였다.

그러나, 패널에 차광 테이프를 부착할 때 패널의 주입구 쪽이나 데이터 패드 타 측면, 즉, 게이트/데이터 패드가 아닌 영역은 차광테이프를 부착할 수 있는 공간이 좁기 때문에 차광 테이프 부착으로 인한 여러가지 불량이 나타난다.

도 3a내지 도 3d는 패널에 부착한 차광 테이프 불량의 유형들을 도시한 평면도로서, 도시된 바와 같이, 패널의 하부 기판에 있는 하부 편광판(23)의 회전 부착에 의한 불량이 있고, 차광 테이프(29) 자체가 불량하여 테이프를 붙일 영역에서 완전히 차광되지 않는 불량이 있으며, 차광 테이프를 패널 가이드 영역까지 부착하여 생기는 불량과, 패널에 차광 테이프를 접착 할때 접착 찌꺼기가 차광 영역이외의 부분까지 부분 적으로 부착되어 생기는 불량이 있다.

뿐만 아니라, 패널의 네변에 차광 테이프(Tape)를 부착해야 하므로 공정 증가 및 재료비 상승 등의 문제점이 있다. 특히 주입구 쪽이나 데이터 패드 반대쪽은 차광테이프를 부착할 수 있는 공간이 좁기 때문에 차광 테이프에 의해 발생하는 불량이 더욱 심하다.

따라서, 이러한 차광 테이프로부터 생기는 불량을 없애기 위하여, 패널 상에 차광 테이프를 부착하는 공정을 없애고, 블랙 매트릭스를 확장하는 기술이 제안되어 졌다.

도 4a는 종래 기술을 개선한 액정표시장치 모듈의 수직 단면도로서, 도시한바와 같이, 앞에서 도시하고, 설명한 모듈의 수직 단면도와 동일하지만, 블랙 매트릭스(70)를 실(30) 영역 바깥쪽 부분의 컬러 필터 기판(11) 가장자리 부분까지, 즉 바람직하게는 컬러 필터 기판(11)의 스크라이빙 라인까지 확장하여 형성하였고, 하부 기판에 부착하던 차광 테이프(도시되지 않음)를 없앴다.

그러나, 상기 확장된 블랙 매트릭스는 특히 게이트 패드부에서는 심하게 손상을 받는데, 그 이유는 데이터 패드부에 비하여 게이트 패드부에서 상하 기판간의 전위차가 크다. 즉, 상판 크롬 블랙매트릭스와 하판 게이트 라인간에 작용하는 전위차가 상판 크롬 블랙매트릭스와 하판 데이터 라인간에 작용하는 전위차 보다 커서, 이 경우 수분이라는 전해질에 의해 전기 화학 반응이 일어나는 임계 전위로 작용한다.

참고로 상대전극(Vcom)에 대하여 인가되어지는 상대전위는 데이터 라인에 인가되어 지는 화소 전위는 최대 5V인 교류이고, 게이트 라인에 인가되어지는 상대 전위는 아주 짧은 폭(width)의 20V 정도의 게이트 온(ON) 전위(무시해도 좋음)와 -10V에 해당하는 거의 DC 성분의 게이트 오프(OFF) 전위가 인가된다. 이로 인하여, 확장된 크롬 블랙 매트릭스는 고온 다습 동작 혹은 저온 다습 동작 등의 신뢰성 인가시 상판 크롬 블랙 매트릭스와 하판의 게이트 패드(Pad) 배선 사이에 수분이 침투해 들어가게 되고, 모듈 구동 조건하에서 상하 금속간에 형성된 전기장과 그 사이에 채워진 전해질(수분)에 의해서 전기화학 반응이 일어난다. 이 경우 크롬 블랙 매트릭스는 급속히 부식되고, 이로 인해 부식된 블랙 매트릭스 사이로 광이 누설되어, 광 차단 기능을 할 수 없는 문제가 발생한다.

이를 방지하기 위해서 모듈 조립 시 수분 침투를 방지하기 위해서 실리콘을 도포하기도 하지만 이 역시 공정 추가 및 재료비 상승 등의 문제점을 안고 있고, 실리콘을 균일하게 도포하지 않을 경우 언제든지 신뢰성 조건하에서 손상을 받을 위험성을 내포하고 있다.

도 4b는 종래 기술을 개선한 액정표시장치 모듈에서 확장된 블랙 매트릭스의 손상된 부분을 도시한 평면도로서, 도시한 바와 같이 액티브 영역(20) 외곽 둘레를 따라 블랙 매트릭스(70)를 확장 형성하였지만, 게이트 패드 영역(33) 부분의 블랙 매트릭스(70a, 70b)는 심하게 부식되어 있다.

도 4c는 상기 도 4b의 손상된 블랙 매트릭스 부분을 확대한 평면도로서, 도시한 바와 같이 컬러 기판 가장 자리영역까지 블랙 매트릭스(70)를 확장 형성하여, 광 차단 효과를 기대하지만, 게이트 패드와 연결된 OLB(Out Lead Bonding)부분(80)에 높은 전압과 다습한 조건에 의하여 심하게 부식되어 존재한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 블랙 매트릭스가 부식되기 쉬운 영역은 하부 기판에 차광 테이프를 부착하고, 나머지 영역은 상부 기판 둘레에 블랙 매트릭스를 실링영역 바깥 부분까지 확장 형성 하여 빛샘을 방지하는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 종래 기술에 따라 제조된 액정표시장치 모듈의 평면도.

도 1b는 상기 도 1a의 A-A'부분을 수직 절단한 단면도.

도 2a는 종래의 기술에 따라 차광 테이프를 부착한 액정표시장치 모듈의 평면도.

도 2b는 상기 도 2a의 B-B'를 수직 절단한 단면도.

도 3a내지 도 3d는 패널에 부착한 차광 테이프 불량의 유형을 도시한 평면도.

도 4a는 종래 기술을 개선한 액정표시장치 모듈의 수직 단면도.

도 4b는 종래 기술을 개선한 액정표시장치 모듈에서 확장된 블랙 매트릭스의 손상된 부분을 도시한 평면도.

도 4c는 상기 도 4b의 손상된 블랙매트릭스 부분을 확대한 평면도.

도 5a는 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈을 도시한 평면도.

도 5b는 상기 도 5a의 A"혹은 B"부분을 수직 절단한 단면도.

도 5c는 상기 도 5a의 C"부분을 수직 절단한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11: 컬러 필터 기판 12: 카운터 전극

15: 컬러 필터층 22: 상부 편광판

23: 하부 편광판 27: 어레이 기판

30: 실(seal) 40: 백 라이트

50; 베젤 13,70; 블랙 메트릭스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는, 내측면에 게이트 패드를 포함한 게이트 라인과 데이터 패드를 포함한 데이터 라인이 교차하게 배열된 어레이 기판과, 내측면 상에 블랙 매트릭스와 컬러필터가 구비된 컬러 필터 기판이 액정층의 개재하에 합착되어진 액정 패널; 상기 에레이 기판과 컬러 필터 기판의 외측면에 각각 부착된 상하부 편광판; 상기 액정 패널의 하부에 배치된 백-라이트; 및 상기 액정 패널과 백-라이트의 가장자리를 둘러싸는 베젤을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 데이터 패드부와 그 타측부 및 상기 게이트 패드부의 타측부에 대응하는 영역에서는 상기 어레이 기판의 끝단까지 확장 구비되며, 상기 게이트 패드부에 인접하는 어레이 기판 영역의 외측면 가장자리에는 선택적으로 차광 테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 게이트 패드가 연결되는 영역 상부의 컬러 필터 기판상에는 블랙 매트릭스를 확장하지 않고, 패널의 하부 기판에 차광 테이프를 부착하고, 그 이외의 영역에는 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스를 패널의 실링 영역 바깥 부분까지 확장 형성하여 베젤 오픈 영역의 빛샘을 방지하면서 차광 테이프 부착 공정을 단순화한 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게설명하도록 한다.

도 5a는 본 발명에 따른 액정표시장치 모듈을 도시한 평면도로서, 도시한 바와 같이, 패널의 수분 침투에 의한 전기 화학 반응으로 손상을 받지 않는 주입구부 (A")및 데이터 패드부(33: D"), 데이터 패드의 타측부(B")는 블랙 매트릭스(70)를 실링 라인(sealing line)밖의 컬러 필터 기판의 가장자리까지 확장한다. 물론 스크라이빙(scribing)시의 컬러 필터 기판의 조각(partical)에 의한 전극간 쇼트(short)불량을 방지하여 수율을 향상시킬 목적으로 컬러 필터 기판 가장자리 즉, 스크라이빙 라인으로부터 0.2mm 영역까지 블랙 매트릭스(70)를 확장시킬 수도 있다.

그러나 게이트 패드 부(C")의 블랙 매트릭스(70) 같이 수분에 노출되었을 때 손상 받는 부분의 블랙 매트릭스(70)는 실링 라인 안쪽에 위치하게 하여 수분으로 부터 차단시키고, 베젤과(Bezel)과 블랙 매트릭스 사이의 빛샘은 하부 기판에 차광 테이프를 부착하여 빛샘을 방지하였다. 패드부 부분은 차광 테이프를 부착시킬 수 있는 공간이 넓기 때문에 공정시 차광 테이프로 발생할 불량이 상대적으로 작다.

도 5b는 상기 도 5a의 A", B", D" 부분을 수직 절단한 단면도로서, 도시한 바와 같이, 게이트 패드와 연결된 부분이외의 영역에 상부 기판에 있는 컬러 필터 기판(11)의 블랙 매트릭스(70)를 실링 영역 바깥쪽 즉, 스크라이빙 라인으로 부터 0.2mm되는 영역까지 확장하였다. 그리하여 베젤(50)과 조립되어 오픈되는 영역에서 백 라이트(40)로 부터 나온 광이 하부 기판을 통과하여 상부 기판의 확장된 블랙 매트릭스(70)에 의하여 차단되어 진다.

도 5c는 상기 도 5a의 C"부분을 수직 절단한 단면도로서, 도시한 바와 같이, 게이트 패드부(C")에는 블랙 매트릭스(13)가 부식되기 쉬우므로, 상기 블랙 매트릭스(13)를 확장하지 않고, 하부기판에 차광 테이프(29)를 부착한다. 이 경우에는 상기와 같은 빛의 차단 효과는 있지만, 백 라이트(40)에서 나온 빛은 하부 기판을 통과하지 못하고, 차광 테이프(29)에서 차단되게 된다.

상기와 같은 발명으로 백 라이트에서 나오는 빛을 차단 할 수 있지만, 블랙 매트릭스의 재료를 합성 수지로 할 경우에는, 상기 부식 때문에 확장하지 못한 게이트 패드부의 컬러 필터 기판 가장자리까지 확장 형성할 수 있다. 이러한 경우에는 게이트 패드부가 형성된 하부 기판에 차광 테이프를 부착할 필요가 없게되어 차광테이프 부착공정을 제거 할 수 있다.

크롬으로된 블랙 매트릭스를 컬러 필터 기판에 증착할 때와는 달리 수지 블랙 매트릭스은 두께가 1㎛ 이상이기 때문에 셀 설계시 고려해야할 사항인, 스페이서(spacer)와 유리 섬유의 매칭(matching) 혹은 러빙시 더미(dummy) 단차 등을 고려해야 할 것이다.

또한, 크롬(Cr)으로 된 블랙 매트릭스을 실링 라인(sealing line) 밖으로 확장 형성된 경우, 부식을 방지하기 위해서는 수분이 침투할 수 없도록 실리콘을 균일하게 도포하여 블랙 매트릭스의 부식을 방지할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 베젤 오픈닝(opening) 영역의 빛샘을 방지하면서, 차광테이프 부착 공정을 단순화한 것으로 고화질 저 단가의 모듈 제작을 실현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 내측면에 게이트 패드를 포함한 게이트 라인과 데이터 패드를 포함한 데이터 라인이 교차하게 배열된 어레이 기판과, 내측면 상에 블랙 매트릭스와 컬러필터가 구비된 컬러 필터 기판이 액정층의 개재하에 합착되어진 액정 패널; 상기 에레이 기판과 컬러 필터 기판의 외측면에 각각 부착된 상하부 편광판; 상기 액정 패널의 하부에 배치된 백-라이트; 및 상기 액정 패널과 백-라이트의 가장자리를 둘러싸는 베젤을 포함하는 액정표시장치에 있어서,

   상기 블랙 매트릭스는 상기 데이터 패드부와 그 타측부 및 상기 게이트 패드부의 타측부에 대응하는 영역에서는 상기 어레이 기판의 끝단까지 확장 구비되며,

   상기 게이트 패드부에 인접하는 어레이 기판 영역의 외측면 가장자리에는 선택적으로 차광 테이프가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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