KR100516068B1 - 표시장치용 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고 있는 상부 기판과 하부 기판 및 그 사이에 위치한 밀봉재를 포함한다. 상부 기판 및 하부 기판 중 적어도 하나는 복수의 층이 적층된 적층 구조를 가지고 있으며 밀봉재가 위치한 곳의 적층 구조는 동일하다. 밀봉재가 위치한 곳의 적층 구조는 제1 금속층, 제1 절연막, 제2 금속층 및 제2 절연막을 포함한다. 또한 적층 구조는 외부로부터의 신호를 전달하는 게이트선과 데이터선을 위치에 따라 포함하며, 제1 및 제2 금속층 중 적어도 하나는 게이트선 및 데이터선과 분리된 평탄화 패턴이다. 이러한 평탄화 패턴은 액정 표시 장치의 기판 사이에 형성되는 셀 간격에 단차가 생기지 않도록 하여 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킨다.

Description

표시장치용 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{PANEL FOR A DISPLAY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE PANEL}

본 발명은 표시장치용 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 공통 전극과 컬러 필터 등이 형성되어 있는 상부 기판과 화소 전극과 박막 트랜지스터 등이 형성되어 있는 하부 전극 사이에 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성하고, 공통 전극과 화소 전극에 전압을 인가하여 상부 기판과 하부 기판 사이에 전계를 형성함으로써 액정층 내 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.

액정 표시 장치의 액정층을 통과하여 나오는 빛의 지연(retardation)값은 상하 기판 사이의 셀 간격(cell gap)의 크기에 따라서 변화하기 때문에 균일한 표시 품질을 구현하기 위해서는 기판 전체에 걸쳐서 셀 간격의 크기가 일정하게 되도록 하는 것이 바람직하다.

그러나 상부 기판과 하부 기판의 각 부위들은 각각 그 적층 구조가 상이하기 때문에 상하 기판 사이의 셀 간격에도 단차가 생길 수 밖에 없다. 예로서, 밀봉재가 도포되는 하부 기판의 테두리 부근의 적층 구조를 살펴보면, 게이트 패드부 부근은 기판 위에 게이트 금속층, 게이트 절연막 및 보호막 등이 차례로 형성되는 적층 구조로 이루어지는 반면, 데이터 패드부 부근은 기판 위에 절연막, 데이터 금속층 및 보호막 등이 차례로 형성되는 적층 구조로 이루어져 있다. 이 때, 게이트 금속층과 데이터 금속층은 통상적으로 그 형성 두께가 다르기 때문에 상기한 패드부 부근의 적층 두께도 게이트 패드부 측과 데이터 패드부 측이 다를 수 밖에 없다. 또한, 게이트 패드부 및 데이터 패드부 각각과 대향하고 있는 변의 경우 게이트 금속층이나 데이터 금속층 등이 형성되어 있지 않고 절연막과 보호막이 기판위에 직접 형성되어 있기 때문에 이들 부근의 적층 두께도 상기한 패드부 부근의 적층 두께와 다를 수 밖에 없다. 이러한 적층 구조 및 이로 인한 적층 두께의 차이는 상기한 부분 뿐만 아니라 예를 들면 스페이서(spacer)가 형성되는 부위 등도 그러하다. 이와 같이 하부 기판 상의 각 부위에서의 적층 두께의 차이로 인하여 상하 기판 사이의 셀 간격에도 단차가 생기게 된다.

본 발명의 목적은 액정 표시 장치의 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성되는 셀 간격에 단차가 생기는 것을 방지하는 데 있다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고 있는 상부 기판과 하부 기판 및 그 사이에 위치한 밀봉재를 포함한다. 상부 기판 및 하부 기판 중 적어도 하나는 복수의 층이 적층된 적층 구조를 가지고 있으며 밀봉재가 위치한 곳의 적층 구조는 동일하다.

밀봉재가 위치한 곳의 적층 구조는 제1 금속층, 제1 절연막, 제2 금속층 및 제2 절연막을 포함한다. 또한 적층 구조는 외부로부터의 신호를 전달하는 게이트선과 데이터선을 위치에 따라 포함하며, 제1 및 제2 금속층 중 적어도 하나는 게이트선 및 데이터선과 분리된 평탄화 패턴이다. 평탄화 패턴은 각각의 폭과 패턴 사이의 간격이 2㎛ 내지 2㎜이다. 평탄화 패턴의 폭과 간격은 해상도를 보장하기 위한 최소 선폭, 상기 밀봉재를 경화시키기 위한 UV 파장이 통과할 수 있는 최대 선폭을 고려하여 결정된다. 이러한 평탄화 패턴은 각각 다수의 마디로 나누어져서 형성될 수 있다. 또한 제1 및 제2 금속층 중 평탄화 패턴이 아닌 금속층은 게이트선 또는 데이터선의 일부이다.

한편, 상부 기판과 상기 하부 기판의 간격을 유지하기 위해 두 기판 사이에 스페이서가 형성되어 있을 경우, 스페이서가 위치한 곳의 적층 구조도 밀봉재가 위치한 곳의 적층 구조와 동일하다.

그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 기판을 나타낸다. 도 1에서는 액정 표시 장치용 하부 기판으로 사용되는 박막 트랜지스터 기판만을 도시하였으며, 설명의 편의상 상부 기판은 그 도시를 생략하였다. 박막 트랜지스터 기판(12)의 중앙에는 외부로부터의 신호를 각 화소에 전달하는 게이트선(32)과 데이터선(36)이 형성되어 있는 유효 표시 영역(14)이 위치하고, 유효 표시 영역(14)의 위쪽에는 화상 신호를 전달하는 데이터선(36)과 연결되어 있는 데이터 패드부(16)가 기판(12)의 위쪽 가장자리를 따라 배열되어 있고, 영역(14)의 왼쪽에는 주사 신호를 전달하는 게이트선(32)과 연결되어 있는 게이트 패드부(18)가 기판(12)의 왼쪽 가장자리를 따라 배열되어 있다. 표시 영역(14)의 외곽 둘레를 따라서는 표시 영역(14)과 패드부(16, 18) 사이에 밀봉재(20)가 도포되어 있다. 밀봉재(20)가 도포된 부위에는 다수의 평탄화 패턴(30a, 30b, 30c, 30d)이 주어진 폭과 간격으로 형성되어 있다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1의 "A"부 내지 "D"부를 상세하게 나타낸다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 데이터선(36)과 밀봉재(20)의 밀봉선이 교차하는 지점에 평탄화 패턴(30a)이 형성되어 있다. 마찬가지로, 도 2b를 보면, 게이트선(32)과 밀봉재(20)의 밀봉선이 교차하는 지점에 평탄화 패턴(30b)이 형성되어 있다. 나머지 도 2c와 도 2d에서는 데이터 선이나 게이트 선 등이 형성되어 있지 않고 다만 밀봉재(20)의 도포 라인을 따라서 소정의 간격으로 평탄화 패턴(30c, 30d)이 형성되어 있을 뿐이다.

도 3은 도 2a 내지 도 2d의 A-A 선 내지 D-D 선에 따른 단면을 나타내는 것으로서, 평탄화 패턴이 형성된 부위는 모두 적층 구조가 동일하기 때문에 하나의 도면으로 나타내었다. 도 3을 참조하면, 하부 절연 기판(12) 위에 게이트 금속층(42)이 형성되어 있고, 게이트 금속층(42), 게이트 절연막(34), 데이터 금속층(46) 그리고 보호막(38)이 차례로 코팅되어 있다. 도 2a의 경우, 게이트 금속층(42)이 평탄화 패턴(30a)이고, 데이터 금속층(46)은 데이터선(36)이며, 도 2b의 경우 이와 반대로, 게이트 금속층(42)이 게이트선(32)이고 데이터 금속층(46)이 평탄화 패턴(30b)이다. 도 2c, 도 2d의 경우에는 앞서 설명한 것처럼, 게이트선(32) 및 데이터선(36)과 분리된 두 개의 금속층(30c,31c 또는 30d, 31d)과 게이트 절연막(34) 및 보호막(38)이 형성되어 있는 구조이다. 그러나 도 2c의 경우 금속층(31c)이 게이트선(32)의 일부일 수 있고, 도 2d의 경우 금속층(30d)이 데이터선(36)의 일부일 수 있다. 이와 같이 평탄화 패턴이 형성되어 있는 하부 기판은 공통 전극(도시하지 않음), 오버 코트(도시하지 않음), 블랙 매트릭스(도시하지 않음) 등을 포함하는 상부 기판(10)과 밀봉재(20)를 통하여 결합되어 있다. 또한 도시하지는 않았지만, 하부 기판(12)의 보호막(38) 위와 상부 기판(10)의 위에는 배향막이 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 평탄화 패턴의 폭과 배치 간격을 나타낸다. 본 발명의 평탄화 패턴은 밀봉재가 도포되는 부위 전체에 일정한 폭과 간격으로 형성되는데, 그 폭(W)이 대략 2㎛ 내지 2㎜이며, 그 간격(D)도 대략 2㎛ 내지 2㎜인 것이 바람직하다. 이러한 평탄화 패턴의 간격(D) 및 폭(W)은 해상도를 보장하기 위한 최소 선폭, 밀봉재를 경화시키기 위한 UV(ultraviolet) 파장이 통과할 수 있는 최대 선폭 등을 고려하여 결정한다.

도 5는 본 발명에 따른 평탄화 패턴의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 여기서 평탄화 패턴은 다시 여러 개의 마디들로 나누어져 형성되어 있다. 이 때, 각 마디들의 폭(W)과 마디 사이의 간격(D)도 앞에서 언급한 바와 같은 범위, 즉 2㎛ 내지 2㎜ 사이의 값을 갖는다.

한편, 상기한 바와 같이 밀봉재(20)가 형성되어 있는 부위를 따라서 평탄화 패턴을 형성할 수도 있으나, 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정 층의 두께를 균일하게 하기 위하여 사용되는 스페이서(spacer)(60)가 형성되어 있는 부위에도 상기와 동일한 적층 구조를 갖는 평탄화 패턴을 형성할 수 있다. 도 6은 스페이서 부근에 평탄화 패턴을 형성했을 때의 적층 구조를 나타낸다. 도 6에서 하부 기판상의 적층 구조는 도 3의 적층 구조와 동일하며 다만 상부 기판(10)과 하부 기판(12) 사이에 밀봉재 대신 스페이서(60)가 형성되어 있는 점만이 다르다.

본 발명은 액정 표시 장치용 기판에서 셀 간격의 단차가 생길 수 있는 부위의 적층 구조를 모두 동일하게 함으로써 상하 기판 사이의 셀 간격에 단차가 생기지 않도록 한다. 또한, 상하 기판 사이의 셀 간격이 일정하므로 액정 표시 장치의 액정층을 통과하여 나오는 빛의 지연값도 일정하게 되어 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 기판의 평면도이고,

도 2a 내지 도 2d는 도 1의 "A"부 내지 "D"부의 상세도이고,

도 3은 도 2a 내지 도 2d의 A-A 선 내지 D-D 선에 따른 단면을 나타내는 것으로서, 본 발명에 따른 평탄화 패턴의 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 평탄화 패턴의 폭과 배치 간격을 나타내고,

도 5는 본 발명에 따른 평탄화 패턴의 다른 실시예를 나타내고,

도 6은 스페이서 부근에 평탄화 패턴을 형성했을 경우의 본 발명에 따른 평탄화 패턴의 단면도이다.

Claims (15)

1. 서로 마주보고 있는 제1 기판과 제2 기판,

   상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치한 밀봉재,

   상기 제1 기판에 형성되어 있는 평탄화 패턴을 포함하며,

   상기 평탄화 패턴은 상기 밀봉재가 형성되어 있는 부분에 형성되고, 게이트선을 형성하는 물질로 게이트선과 동일한 공정으로 형성되거나, 데이터선을 형성하는 물질로 데이터선과 동일한 공정으로 형성되는 액정 표시 장치.
2. 제1항에서,

   상기 평탄화 패턴을 포함하는 상하부 적층 구조는 제1 금속층, 제1 절연막, 제2 금속층 및 제2 절연막을 포함하며,

   상기 평탄화 패턴은 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 하나인 액정 표시 장치.
3. 제2항에서,

   상기 상하부 적층 구조에서 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층은 위치에 따라 외부로부터의 신호를 전달하는 게이트선 또는 데이터선으로 형성되는 액정 표시 장치.
4. 제1항에서,

   상기 평탄화 패턴은 각각의 폭과 패턴 사이의 간격이 2㎛ 내지 2㎜인 액정 표시 장치.
5. 제1항에서,

   상기 평탄화 패턴은 각각의 폭과 간격이 해상도를 보장하기 위한 최소 선폭, 상기 밀봉재를 경화시키기 위한 UV 파장이 통과할 수 있는 최대 선폭을 고려하여 결정되는 액정 표시 장치.
6. 제1항에서,

   상기 평탄화 패턴이 각각 다수의 마디로 나누어져서 형성되어 있는 액정 표시 장치.
7. 제3항에서,

   상기 제1 및 제2 금속층 중 상기 평탄화 패턴이 아닌 금속층은 상기 게이트선 또는 상기 데이터선의 일부인 액정 표시 장치.
8. 삭제
9. 절연 기판,

   상기 기판 위에 형성되어 있으며, 주사 신호를 전달하는 게이트 배선 및 상기 게이트 배선과 분리된 복수의 제1 평탄화 패턴을 포함하는 게이트 금속층,

   상기 게이트 금속층을 덮는 게이트 절연막,

   상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 화상 신호를 전달하는 데이터 배선 및 상기 게이트 배선과 분리된 복수의 제2 평탄화 패턴을 포함하는 데이터 금속층, 그리고

   상기 데이터 금속층을 덮는 보호막

   을 포함하며,

   상기 게이트 배선은 표시 영역 내에 위치하는 게이트선 및 상기 게이트선과 연결되어 있으며 상기 표시 영역 바깥에 위치한 게이트 패드를 포함하고,

   상기 데이터 배선은 상기 표시 영역 내에 위치하며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터선 및 상기 데이터선에 연결되어 있으며 상기 표시 영역 바깥에 위치한 데이터 패드를 포함하고,

   상기 제1 평탄화 패턴의 적어도 일부는 상기 데이터선과 상기 데이터 패드의 연결부 아래에 위치하고,

   상기 제2 평탄화 패턴의 적어도 일부는 상기 게이트선과 상기 게이트 패드의 연결부 위에 위치하며,

   상기 절연 기판과 이에 대향하는 대향 기판의 간격을 유지하기 위한 스페이서의 형성 위치 하부의 적층 구조가 상기 제1 평탄화 패턴 및 상기 제2 평탄화 패턴을 포함하는 상하부 적층 구조와 동일한

   표시장치용 기판.
10. 제9항에서,

    상기 제1 및 제2 평탄화 패턴의 일부는 상기 데이터선 및 상기 게이트선 중 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드의 반대쪽 끝 부분에 위치한 표시장치용 기판.
11. 표시 영역, 상기 표시 영역 바깥의 주변 영역 및 상기 표시 영역과 상기 주변 영역 사이의 밀봉 영역을 포함하는 절연 기판,

    상기 기판 위에 형성되어 있으며, 상기 표시 영역, 상기 밀봉 영역 및 상기 주변 영역에 위치하는 부분으로 이루어지고 주사 신호를 전달하는 게이트 배선을 포함하는 게이트 금속층,

    상기 게이트 금속층을 덮는 게이트 절연막,

    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 상기 표시 영역, 상기 밀봉 영역 및 상기 주변 영역에 위치하는 부분으로 이루어지고 화상 신호를 전달하는 데이터 배선을 포함하는 데이터 금속층, 및

    상기 데이터 금속층을 덮는 보호막

    을 포함하며,

    상기 게이트 금속층과 상기 데이터 배선층 중의 적어도 하나는 해당 층의 배선과 분리되어 있으며 상기 밀봉 영역에 형성되어 있는 평탄화 패턴을 포함하고, 상기 평탄화 패턴은 상기 밀봉 영역을 부분적으로 덮고 있으며,

    상기 절연 기판과 이에 대향하는 대향 기판의 간격을 유지하기 위한 스페이서의 형성 위치 하부의 적층 구조가 상기 평탄화 패턴을 포함하는 상하부 적층 구조와 동일한

    표시 장치용 기판.
12. 제11항에서,

    상기 평탄화 패턴은 상기 게이트 금속층에 포함되어 있는 제1 평탄화 패턴 및 상기 데이터 금속층에 포함되어 있는 제2 평탄화 패턴을 포함하는 표시 장치용 기판.
13. 제12항에서,

    상기 제1 평탄화 패턴의 적어도 일부는 상기 밀봉 영역에 위치하는 상기 데이터 배선의 아래에 위치하고,

    상기 제2 평탄화 패턴의 적어도 일부는 상기 밀봉 영역에 위치하는 상기 게이트 배선의 위에 위치하는 표시 장치용 기판.
14. 제11항에서,

    상기 평탄화 패턴은 각각의 폭과 간격이 각각 2㎛ 내지 2㎜인 복수의 평탄화 금속편으로 이루어지는 표시 장치용 기판.
15. 제11항에서,

    상기 평탄화 패턴은 복수의 평탄화 금속편으로 이루어지고, 상기 평탄화 금속편은 각각의 폭과 간격이 해상도를 보장하기 위한 최소 선폭, 상기 밀봉재를 경화시키기 위한 UV 파장이 통과할 수 있는 최대 선폭을 고려하여 결정되는 표시 장치용 기판.