KR100441157B1 - 액정표시장치용 어레이기판 - Google Patents

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KR100441157B1
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 고 신뢰성을 가지는 액정 표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 액정패널의 외곽을 새롭게 디자인하여, 액정패널의 외곽에 DC 성분이 걸리도록 한다.
이와 같이 하면, 액정패널을 제작하는데 사용된 실런트 등에서 발생한 이온 불순물을 트랩(trap)하는 효과가 있기 때문에, 이온 불순물에 의해 액정패널의 외곽부에서 발생하는 얼룩현상을 방지하여 신뢰성을 개선하는 효과가 있다.

Description

액정표시장치용 어레이기판{An array substrate for Liquid crystal display device}
본 발명은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것으로 특히, 액정패널의 외곽에서 발생하는 얼룩을 방지하기 위한 어레이기판의 구성에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적, 녹, 청)(8)를 포함한 컬러필터(7)와 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 화소영역 상에 형성된 화소전극(17)과 스위칭소자(T)를 포함한 어레이배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정(14)이 충진 되어있다.
상기 하부기판(22)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 형성된다.
상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 사용한다.
상기 액정패널의 동작을 설명하면, 상기 상부기판(5)에 형성된 공통전극(18)과, 상기 하부기판(22)에 형성된 화소전극(17)사이에 전압을 인가하여, 상기 두 기판 사이에 충진 되는 액정(14)의 배열상태에 따른 빛의 투과량을 달리 함으로써 화상을 표시하는 것이다.
이하, 도 2는 액정패널의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 컬러필터가 형성된 상부기판(5)과 박막트랜지스터(T)와 어레이배선(미도시)과 화소전극(17)이 형성된 하부기판(22)으로 구성된다.
상기 상부기판(5)과 하부기판(22)은 실런트(28)를 통해 합착되며, 상기 실런트(28)는 액정패널(11)의 비 표시영역(B)에 구성된다.
상기 상부기판(5)과 하부기판(22)의 사이에는 두 기판의 갭을 유지하기 위해 스페이서(20)가 위치한다.
이하, 도 3을 참조하여, 전술한 바와 같은 구성을 가지는 액정패널 전체의 개략적인 구성을 설명한다.
도시한 바와 같이, 액정패널은 표시영역(E)과 비 표시영역(F)으로 구분할 수 있다.
상기 비 표시영역(F)에는 상기 데이터 배선(도 1의 15)에 신호를 인가하는 데이터 패드부(31)가 구성되고, 상기 데이터 패드부(31)와 평행하지 않은 일 측에는 상기 게이트 배선(도 1의 13)에 신호를 인가하는 게이트 패드부(33)가 구성된다.
상기 게이트 패드부(33)와 데이터 패드부(미도시)가 구성되지 않은 비 표시영역(F)에는 공통전압이 흐르는 제 1 정전기 방지판(40)과제 2 정전기 방지판(41)이 구성되며, 상기 정전기 방지판(40, 41)과 상기 표시영역(E)사이에는 그라운드 배선(43a, 43b)이 구성된다.
이하, 도 4와 5를 동시에 참조하여, 전술한 도 3의 구성을 상세히 설명한다.
도 4는 도 3의 C를 확대한 확대 평면도이고, 도 5는 도 3의 D를 확대한 확대 평면도이다.
도 4에 도시한 도면은, 상기 정전기 방지판(40, 41)과 상기 데이터 패드부(미도시)가 근접한 영역을 확대하여 보여주는 것이고, 도 5에 도시한 도면은 상기 데이터 패드부와 게이트 패드부가 근접하지 않은 영역의 액정패널의 일부를 확대하여 보여주는 것이다.
도 4와 5에 도시한 바와 같이, 기판은 표시영역(E)과 비 표시영역(F)으로 나누어지며 일반적으로 표시영역(E)에는 화소전극(17)과 박막트랜지스터(T)로 구성된 다수의 화소(P)와, 상기 박막트랜지스터(T)에 연결되어 상기 화소를 구동하는 게이트 배선(13)과 데이터 배선(15)으로 구성된다.
상기 비 표시영역(F)에는 그라운드 배선(43a, 43b)과 제 1 및 제 2 정전기 방지판(40,41)등 다수의 정전기 방지수단 등이 구성된다.
전술한 구성에서, 상기 표시영역(E)에 구성된 데이터 배선(15)은 비표시 영역(F)으로 연장되어 제 1 정전기 회로(45)를 사이에 두고 제 1 정전기 방지판(40)과 연결되도록 구성된다.
상기 게이트 배선(13)은 비 표시 영역(F)으로 연장되어, 제 2 정전기 방지판(41)에 근접하여 구성된 그라운드 배선(43a)과 제 2 정전기 회로(47)를 사이에 두고 구성된다.
상기, 그라운드 배선(43a)은 상기 제 1 정전기 방지판(40)과 게이트 배선(13)에 평행하게 연장된 연장부(43b)가 게이트 패드부(도 3의 33)의 더미라인(dummy line)(미도시)에 연결되도록 구성된다.
이때, 상기 데이터 배선(15)과 제 1 정전기 방지판(40) 사이로 연장된 부분의 그라운드 배선(43b)은 상기 데이터 배선(15)과는 전기적으로 독립적인 구성이다.
전술한 구성에서, 상기 정전기 방지판(40, 41)과 상기 그라운드배선(43a,43b)사이에는 DC 성분이 존재하게 되며, 이러한 DC 성분은 액정패널의 외곽에 떠도는 이온 불순물을 트랩하는 역할을 한다.
상기 이온 불순물은 상부기판인 컬러필터기판(도 1의 5)에 형성되는 컬러필터층(도 1의 7)의 내부에 존재하는 이온 성분과 실런트(도 2의 28)에서 용출된 이온 성분 등을 들 수 있으며, 이와 같은 이온들이 액정층(도 1의 14)으로 침입하게 되며, 이 또한 액정층(도 1의 14)의 열화를 가속시키는 작용을 하게 된다.
특히, 상기 실런트는 경화되었을 때 수분 차단 효과가 큰 에폭시 계열의 수지를 이용하는데, 상기 실런트에서는 나트륨 이온(Na+)이나 염소 이온(Cl-), 칼륨 이온(K+) 또는 불소 이온(F-)과 같은 이온들이 용출되게 된다.
상기와 같은 과정을 통해 형성되는 이온들이 액정층으로 침입하게 되면 액정이 열화되어 수명에 치명적인 단점으로 작용하게 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 이온 불순물을 트랩하여 완전히 제거하는 것은 매우 중요하다.
그러나, 종래에는 상기 게이트 패드부와 평행한 영역에 형성되고, 데이터 배선과는 정전기 방지회로를 사이에 두고 연결된 정전기 방지판과 그라운드 배선 사이의 거리가 많이 이격되어 약한 DC 성분이 발생한다.
따라서, 불순물 이온을 효과적으로 트랩 하는데 한계가 있었다.
이와 같은 경우에는 상기 액정패널의 외곽에 얼룩이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 목적으로 안출된 것으로, 상기 데이터 패드 영역과 평행한 기판의 일측에 구성된 정전기 방지판과 그라운드 배선 사이에, 상기 그라운드 배선과 동일한 전압이 흐르는 보조배선을 더욱 형성한 어레이기판을 제안한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 종래에 따른 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3은 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 4는 도 3의 C를 확대한 평면도이고,
도 5는 도 3의 D를 확대한 평면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 7은 도 6의 G를 확대한 평면도이고,
도 8은 도 6의 H를 확대한 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
131 : 데이터 패드부 133 : 게이트 패드부
140 : 제 1 정전기 방지판 141 : 제 2 정전기 방지판
143a : 제 1 그라운드 배선 143b : 제 2 그라운드 배선
146 : 보조배선
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판은 표시영역과 비 표시 영역이 정의된 기판과; 상기 표시영역에 구성된 다수의 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자에 연결되고 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과 게이트 배선과; 상기 스위칭 소자와 연결되어 화소영역에 구성된 투명한 화소전극과; 상기 비 표시영역에 구성되고, 상기 게이트 배선과 평행하게 이격되어 일 방향으로 구성되며, 상기 데이터 배선과는 제 1 정전기 방지회로를 사이에 두고 연결된 제 1 정전기 방지판과; 상기 비 표시영역에 구성되고, 상기 데이터 배선과 평행하게 일 방향으로 구성되며, 상기 게이트 배선과는 제 2 정전기 방지회로를 사이에 두고 연결된 제 2 정전기 방지판과; 상기 게이트 배선과 제 1 정전기 방지판 사이에 평행하게 일 방향으로 구성된 제 1 그라운드 배선과; 상기 제 1 그라운드 배선과 접촉하며, 제 1 그라운드 배선과 제 1 정전기 방지판 사이에 일 방향으로 구성된 보조 배선과; 상기 제 1 그라운드 배선에서 수직하게 연장되어 상기 데이터 배선과 제 2 정전기 방지판 사이에 구성되며, 상기 게이트 배선과는제 2 정전기 방지 회로를 사이에 두고 연결된 제 2 그라운드 배선을 포함한다.
상기 보조 배선은 상기 제 1 그라운드 배선과 동일한 신호가 흐르도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
-- 실시예--
본 발명은 기판의 외곽에 그라운드 배선과 동일한 전압이 인가되는 보조배선을 정전기 방지판과 가까운 거리에 설계하여, 효과적으로 이온 불순물을 트랩할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 어레이기판의 전면을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 어레이기판은 표시영역(E)과 비 표시영역(F)으로 구성되며, 상기 비 표시영역(F)의 일 측에는 게이트 패드부(133)가 구성되고 이와는 평행하지 않은 타 측에는 데이터 패드부(131)가 구성된다.
상기 데이터 패드부(131)와 평행한 기판의 일측 영역에는 제 1 정전기 방지 패턴(140)이 구성되고, 상기 게이트 패드부(133)와 평행한 기판의 일측 영역에는 제 2 정전기 방지패턴(141)이 구성된다.
상기 게이트 배선(미도시)과 상기 제 1 정전기 방지패턴(140)과 평행하게 제 1 그라운드배선(143a)이 구성되고, 상기 제 1 그라운드 배선에서 수직하게 연장된 제 2 그라운드 배선(143b)이 상기 제 2 정전기 방지 패턴(141)과 상기 데이터 배선(미도시)사이에 구성된다.
이때, 제 1 그라운드 배선(143a)과 연결된 보조 배선(146)을 상기 제 1 정전기 방지패턴(140)과 상기 제 1 그라운드 배선(143a)사이에 형성한다.
본 발명에서는, 상기 보조배선(136)을 설계하기 위한 영역을 확보하기 위해 상기 제 1 정전기 방지판(140)의 면적을 줄이는 방법을 택하였다.
따라서, 상기 표시영역(E)과 상기 제 1 정전기 방지 패턴(140)사이에 충분한 이격거리(J)가 확보될 수 있기 때문에 상기 보조배선(136)의 설계가 가능하다.
이하, 도 7과 8을 참조하여, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 상세히 설명한다.
도 7은 도 6의 G를 확대한 확대 평면도이고, 도 8은 도 6의 H를 확대한 확대 평면도이다.
도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 어레이기판(100)은 표시영역(E)과 비 표시영역(F)으로 정의할 수 있다.
표시영역(E)에는 화소전극(117)과 박막트랜지스터(T)로 구성된 다수의 화소(P)가 구성되며, 상기 박막트랜지스터(T)와 연결되는 데이터 배선(115)과 게이트 배선(113)을 형성한다.
상기 비 표시영역(F)에는 상기 데이터 배선(115)의 일 끝단과 연결되는 데이터 패드부(도 6의 131)를 구성하며, 상기 데이터 패드부(도 6의 131)와 평행하지 않은 영역에는 상기 게이트 배선(113)의 일 끝단과 연결되는 게이트 패드부(도 6의 133)를 구성한다.
상기 데이터 패드부(도 6의 131)와 평행한 비 표시 영역(F)에는 제 1 정전기방지판(140)과, 상기 게이트 패드부(133)와 평행한 비 표시영역(F)에는 제 2 정전기 방지판(141)을 구성한다.
상기 게이트 배선(113)과 상기 제 1 정전기 방지판(140)사이에는 평행하게 이격된 제 1 그라운드배선(143a)과, 상기 제 1 정전기 방지판(140)과 제 1 그라운드 배선(143a)사이에, 상기 제 1 그라운드 배선(143a)과 전기적으로 연결된 보조배선(146)을 더욱 형성한다.
상기 데이터 배선(115)과 상기 제 2 정전기 방지판(141)사이에는 평행하게 이격된 제 2 그라운드 배선(143b)을 형성한다.
상기 제 2 그라운드 배선(143b)은 상기 제 1 그라운드 배선(143a)에서 상기 데이터 배선(115)과 제 2 정전기 방지판(143b 사이로 수직하게 연장하여 구성한다.
이때, 상기 데이터 배선(115)은 상기 제 1 정전기 방지판(140)과 제 1 정전기 방지회로(145)를 사이에 두고 연결하며, 상기 게이트 배선(113)은 제 2 정전기 방지회로(147)를 사이에 두고 상기 제 2 그라운드 배선(143b)과 연결한다.
전술한 구성의 특징은 상기 제 1 정전기 방지패턴(140)을 종래의 구조보다는 작은 면적으로 구성하고, 상기 확보된 면적에 상기 보조배선(146)을 더욱 구성하는 것이다.
이와 같이 하면, 제 1 정전기 방지판(140)과 상기 제 1 그라운드 배선(143a)과 동일한 전압이 흐르는 보조배선(146)의 이격 거리가 짧게 확보된다.
따라서, 기존의 제 1 정전기 방지판(140)과 제 1 그라운드 배선(143a) 사이에 발생한 DC 성분보다는 강하게 DC 성분이 걸리기 때문에, 상기 액정패널의 외곽에서 발생하는 이온 불순물들을 효과적으로 트랩 할 수 있다.
상기 강한 DC 성분이 걸리는 영역이 상기 표시영역과는 먼 이격거리를 가지므로, 강한 DC 성분이 표시영역에 영향을 미치지 않으므로 액정이 열화되는 불량은발생하지 않는다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 어레이기판의 외곽을 설계하게 되면, 상기 화소와 멀리 이격된 부분에 DC 성분이 강하게 발생하기 때문에, 액정패널의 외곽에 위치한 액정에는 영향을 미치지 않으면서 이온 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다.
따라서, 액정의 열화에 의해 액정패널의 외곽에 나타났던 얼룩불량을 방지하여 화질을 개선하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 표시영역과 비 표시 영역이 정의된 기판과;
    상기 표시영역에 구성된 다수의 스위칭 소자와;
    상기 스위칭 소자에 연결되고 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과 게이트 배선과;
    상기 스위칭 소자와 연결되어 화소영역에 구성된 투명한 화소전극과;
    상기 비 표시영역에 구성되고, 상기 게이트 배선과 평행하게 이격되어 일 방향으로 구성되며, 상기 데이터 배선과는 제 1 정전기 방지회로를 사이에 두고 연결된 제 1 정전기 방지판과;
    상기 비 표시영역에 구성되고, 상기 데이터 배선과 평행하게 일방향으로 구성되며, 상기 게이트 배선과는 제 2 정전기 방지회로를 사이에 두고 구성된 제 2 정전기 방지판과;
    상기 게이트 배선과 제 1 정전기 방지판 사이에 평행하게 일 방향으로 구성된 제 1 그라운드 배선과;
    상기 제 1 그라운드 배선과 접촉하며, 제 1 그라운드 배선과 제 1 정전기 방지판 사이에 일 방향으로 구성된 보조 배선과;
    상기 제 1 그라운드 배선에서 수직하게 연장되어 상기 데이터 배선과 제 2 정전기 방지판 사이에 구성되며, 상기 게이트 배선과는 제 2 정전기 방지 회로를 사이에 두고 연결된 제 2 그라운드 배선
    을 포함하는 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 배선은 상기 제 1 그라운드 배선과 동일한 신호가 흐르는 액정표시장치용 어레이기판.
KR10-2001-0088749A 2001-12-31 2001-12-31 액정표시장치용 어레이기판 KR100441157B1 (ko)

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