KR101003635B1 - 배면 투명전극 형태를 변경한 횡전계 액정표시패널 - Google Patents

배면 투명전극 형태를 변경한 횡전계 액정표시패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡전계모드 액정표시패널에서 배면 투명전극의 패턴시 컬러필터 기판의 스크라이브(scribe)라인으로부터 여유 마진(margin)을 둠으로써, 패널 절단시 발생하는 미세 글라스 칩(glass chip)에 묻어있는 상기 배면 투명전극 성분으로 인한 데이터패드의 단선(short)을 방지하기 위한 것으로, 제 1 기판과 제 2 기판이 합착되어 복수개의 단위 액정표시패널이 배치되는 유리기판; 상기 유리기판으로부터 단위 액정표시패널을 개별적으로 분리하기 위해 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 형성된 복수개의 스크라이브라인(scribe line); 및 상기 제 1 기판의 스크라이브라인으로부터 소정 마진(margin)을 가지고 상기 제 1 기판의 배면에 형성된 배면 투명전극을 포함하며, 상기 제 1 기판은 제 2 기판이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)만큼 이격되어 형성되는 한편, 상기 배면 투명전극은 유리기판의 하부에 위치하는 액정표시패널의 제 1 기판에 형성된 스크라이브라인과 소정 마진을 두고 형성되는 것을 특징으로 한다.
배면 투명전극, 데이터패드, 스크라이브라인, 횡전계 액정표시패널

Description

배면 투명전극 형태를 변경한 횡전계 액정표시패널{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL CHANGING SHAPE OF BACK TRANSPARENT ELECTRODE}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유리기판 위에 복수개의 액정표시패널이 배치된 상태에서 배면 투명전극 패턴이 여유 마진을 가지고 형성되어 있는 것을 나타내는 예시도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 하나의 단위 액정표시패널에서, 더미영역을 제거하기 전과 제거하고 난 후의 II-II'선에 따른 단면도를 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유리기판 위에 다른 크기를 갖는 복수개의 액정표시패널이 배치된 상태에서 배면 투명전극 패턴이 여유 마진을 가지고 형성되어 있는 것을 나타내는 예시도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
200,300 : 유리기판 209,309 : 배면 투명전극
210A,310A : 컬러필터 기판 210B,310B : 어레이 기판
240A~240D,340A~340F : 화상표시 영역
W : 마진 폭
본 발명은 횡전계 액정표시패널에 관한 것으로, 특히 배면 투명전극의 형태를 변경함으로서 패널 절단시 발생하는 미세 글라스 칩(glass chip)에 묻어있는 상기 배면 투명전극 성분으로 인한 데이터패드의 단선(short)을 방지한 횡전계 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다. 현재 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD)의 주력 제품인 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 디스플레이의 이러한 조건들을 만족시킬 수 있는 성능뿐만 아니라 양산성까지 갖추었기 때문에, 이를 이용한 각종 신제품 창출이 급속도로 이루어지고 있으며 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 점진적으로 대체할 수 있는 핵심부품 산업으로서 자리 잡았다.
상기한 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 구동방식으로 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식이 있으나, 상기 방식의 액정표시장치는 시야각이 90°정도로 좁다는 단점을 가지고 있다.
이 때, 상기 트위스티드 네마틱모드 액정표시패널은 한 쌍의 전극(즉, 화소전극과 공통전극) 위에 수평배향막이 형성되며, 상기 한 쌍의 수평배향막은 서로 직교하는 방향으로 러빙 등에 의한 배향 처리가 되어 있다. 즉, 상기 트위스티드 네마틱 모드에서는 어레이 기판과 컬러필터 기판에 형성된 배향막의 배향방향이 서로 교차하여 예를 들면 게이트라인을 중심으로 대칭이 되도록 형성되어 있다.
전술한 바와 같이 상기 트위스티드 네마틱모드 액정표시패널은 시야각에 따른 명암비(contrast ratio)와 휘도의 변화가 심하게 되어 광시야각(wide viewing angle)을 구현할 수 없게 되는 문제점을 가지고 있는데, 이는 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정표시패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.
이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계모드 액정표시패널이 활발히 연구되고 있다.
상기 횡전계모드 액정표시패널의 어레이 기판은 일반적인 트위스티드 네마틱모드와 동일하게 상기 기판 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인, 그리고 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터로 구성된다.
이 때, 상기 화소영역 내에는 공통전극과 화소전극이 교대로 배치되어 수평전계를 발생시키게 된다.
한편, 횡전계모드 액정표시패널의 컬러필터 기판은 일반적인 트위스티드 네마틱모드의 컬러필터 기판에서 공통전극이 상기 컬러필터 기판 내에 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는 동일한 구성으로 되어 있다.
이 때, 상기 횡전계모드 액정표시패널은 트위스티드 네마틱모드에 비해 정전 기에 취약한 점이 있으므로 상기 컬러필터 기판의 배면에 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명전극을 형성하게 된다.
한편, 현재 횡전계모드 액정표시패널에서는 공정 관리가 용이하도록 컬러필터 기판의 배면 전면에 증착을 통해 투명전극을 형성하고 있으나, 패널 절단시 상기 투명전극 성분에 의한 데이터패드부의 단선불량이 발생하여 수율에 미치는 영향이 커짐에 따라 이에 대한 대책마련이 필요해졌다.
즉, 종래에는 컬러필터 기판의 배면 전체에 투명전극이 패터닝된 상태에서 어레이 기판과 합착된 후 단위 액정표시패널로 분리하는 스크라이브(scribe)/브레이크(break)공정을 진행하게 되는데, 이 때 패널 절단시 발생하는 미세한 글라스 칩에 묻어있는 상기 배면 투명전극 성분이 데이터패드부에 떨어져내려 데이터라인간 단선을 유발하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 컬러필터 기판 제작시 배면에 투명전극 패턴을 스크라이브라인(scribe line)으로부터 여유 마진(margin)을 가지도록 형성함으로써 패널 절단시 발생하는 데이터패드부의 단선불량을 방지한 횡전계모드 액정표시패널 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
기타 본 발명의 다른 특징 및 목적은 이하 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 횡전계모드 액정표시패널은 제 1 기판과 제 2 기판이 합착되어 복수개의 단위 액정표시패널이 배치되는 유리기판; 상기 유리기판으로부터 단위 액정표시패널을 개별적으로 분리하기 위해 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 형성된 복수개의 스크라이브라인(scribe line); 및 상기 제 1 기판의 스크라이브라인으로부터 소정 마진(margin)을 가지고 상기 제 1 기판의 배면에 형성된 배면 투명전극을 포함하며, 상기 제 1 기판은 제 2 기판이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)만큼 이격되어 형성되는 한편, 상기 배면 투명전극은 유리기판의 하부에 위치하는 액정표시패널의 제 1 기판에 형성된 스크라이브라인과 소정 마진을 두고 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 각 패널의 제 1 기판에 형성된 컬러필터층 및 블랙매트릭스를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 각 패널의 제 2 기판에 종횡으로 교차하여 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 데이터라인과 게이트라인, 상기 각각의 화소영역에 형성된 스위칭소자 및 상기 각각의 화소영역 내에 교차하여 수평전계를 형성하는 화소전극과 공통전극을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판은 제 2 기판이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)만큼 이격되어 형성되며, 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 가장자리에는 공정 마진을 위한 제 2 더미영역이 형성되어 있을 수 있으며, 이 때 상기 배면 투명전극은 제 1 기판의 제 2 더미영역을 제거하기 위해 상기 제 1 기판에 형성된 스크라이브라인과 소정 마진을 두고 형성될 수 있다.
한편, 상기 배면 투명전극은 유리기판의 하부에 위치하는 패널의 제 1 기판에 형성된 스크라이브라인과 소정 마진을 두고 형성될 수 있다.
한편, 상기 유리기판은 복수개의 서로 다른 크기를 가진 단위 액정표시패널이 배치되어 있을 수 있다.
본 발명의 횡전계모드 액정표시패널의 제조방법은 대면적의 유리기판에 컬러필터 기판과 어레이 기판이 합착된 상태의 복수개의 액정표시패널을 배치하되, 상기 컬러필터 기판은 어레이 기판이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역만큼 이격되도록 형성하는 단계; 상기 어레이 기판의 컬러필터 기판과 중첩되지 않은 가장자리 영역에 게이트 패드부와 데이터 패드부를 형성하는 단계; 상기 액정표시패널의 절단 시 상기 데이터 패드부의 단선불량을 방지하기 위해 하부에 위치한 액정표시패널을 절단하는 스크라이브라인으로부터 소정 마진을 두고 상기 컬러필터 기판의 배면에 배면 투명전극을 형성하는 단계; 및 절단공정을 통해 상기 유리기판을 복수개의 액정표시패널로 개별적으로 분리하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시패널 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유리기판 위에 복수개의 액정표시패널이 배치된 상태에서 배면 투명전극 패턴이 여유 마진을 가지고 형성되어 있는 것을 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 대면적의 유리기판(200) 위에 같은 크기의 액정표시패널(A~D)이 4매 배치되어 있다.
이 때, 도면에는 편의상 화상표시 영역(240A~240D)을 기준으로 단위 액정표시패널(A~D)을 구분하여 나타내고 있으며, 상기 액정표시패널(A~D)은 횡전계모드로 구성되어 있다.
즉, 상기 4매의 액정표시패널(A~D)이 배치된 유리기판(200)은 제 1 기판인 컬러필터 기판(210A)과 제 2 기판인 어레이 기판(210B)이 합착된 상태로 상기 컬러필터 기판(210A)의 배면에는 정전기로부터 기판을 보호하기 위해 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명전극(209)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 투명전극(209)은 전술한 바와 같이 패널 절단시 데이터패드부의 단선불량을 방지하기 위해 하부에 위치한 액정표시패널(A, C)을 절단하는 기준선인 스크라이브라인(scribe line)(미도시)으로부터 소정거리를 두고 형성되어있다.
이 때, 데이터라인(미도시)의 경우 상기 하부에 위치한 액정표시패널(A, C)쪽이 컬러필터 기판(210A)의 스크라이브라인에 근접하여 있으므로 전술한 글라스 칩에 취약한 부분이 된다.
한편, 도면에는 상기 각 액정표시패널(A~D)을 분리하기 위한 스크라이브라인(250A, 250B)이 개략적으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위해 개략적으로 도시한 것에 불과하며 실제는 도시된 것보다 많은 스크라이브라인이 형성되어 브레이크공정을 통해 유리기판(200)이 4매의 단위 액정표시패널로 분리되게 된다.
한편, 하나의 단위 액정표시패널을 중심으로 본 발명의 특징을 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 하나의 단위 액정표시패널에서, 더미영역을 제거하기 전과 제거하고 난 후의 II-II'선에 따른 단면도를 나타내는 예시도로써, 유리기판 하부의 A위치의 단위 액정표시패널을 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 단위 액정표시패널(A)은 어레이 기판(210B)의 일측이 컬러필터 기판(210A)에 비해 돌출하도록 형성되어 있는데, 이는 상기 어레이 기판(210B)의 컬러필터 기판(210A)과 중첩되지 않는 가장자리 영역에 게이트 패드부와 데이터 패드부가 형성되기 때문이다.
따라서, 상기 컬러필터 기판(210A)은 어레이 기판(210B)이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)(260A)만큼 이격되어 형성된다.
또한, 상기 컬러필터 기판(210A)과 어레이 기판(210B)의 가장자리에는 공정 마진을 위한 제 2 더미영역(260B)이 형성된다.
이 때, 도면에는 도시되어있지 않지만, 각각의 단위 액정표시패널은 컬러필터 기판(210A)과 어레이 기판(210B)을 최대한 이용할 수 있도록 적절히 배치되며, 모델(model)에 따라 다르지만 일반적으로 단위 액정표시패널은 제 3 더미영역만큼 이격되도록 형성된다.
상기 어레이 기판(210B)과 컬러필터 기판(210A)이 합착된 후에는 스크라이브공정과 브레이크공정(상기 스크라이브공정과 브레이크공정을 합해 절단공정이라 함)을 통해 복수개의 액정표시패널로 개별적으로 분리되는데, 이 때 상기 컬러필터 기판(210B)이 이격된 영역에 형성된 제 1 더미영역(260A)과 단위 액정표시패널을 이격시키는 제 2 더미영역(260B) 및 제 3 더미영역이 동시에 제거된다.
한편, 상기 단위 액정표시패널(A)은 상기 컬러필터 기판(210A)과 어레이 기판(210B)의 표면에 절단 예정선(스크라이브라인)(255A, 255B)을 형성하여 브레이크공정을 통해 기계적 힘을 가해 절단하게 된다.
이 때, 종래에는 컬러필터 기판(210A) 배면 전체에 투명전극(209)이 형성되어 있어, 상기 제 1 스크라이브라인(255A)을 중심으로 패널이 절단되는 순간에 절단 중 발생하는 미세한 글라스 칩에 포함된 상기 투명전극(209)성분이 패드부위에 떨어지게 되는데, 이에 따라 상기 도체 성분인 투명전극(209)에 의해 데이터패드가 단선되는 문제점이 있었다.
그러나, 본 실시예와 같이 컬러필터 기판(210A)의 제 1 스크라이브라인(255A)으로부터 소정거리의 마진 폭(W)을 두고 배면 투명전극(209)을 형성하게 되면, 전술한 데이터패드 단선불량을 방지할 수 있게 된다.
즉, 글라스 칩에 도체인 투명전극(209)성분이 존재하지 않게 됨으로서 패널 절단시 발생하는 상기 미세 글라스 칩이 데이터패드부에 떨어지더라도 전술한 단선 문제가 발생하지 않게 된다.
이 때, 상기 마진 폭(W)은 유리기판의 크기 및 액정표시패널의 모델에 따라 다르지만 5~50mm정도를 가질 수 있으며, 680x880(mm2)의 유리기판에 20.1"의 패널이 상기 실시예와 같이 4장이 배치되는 경우를 예를 들면 상기 마진 폭(W)은 10~20mm정도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 15.5mm를 가질 수 있다.
한편, 통상적으로 유리기판 위에는 4매, 6매, 8매, 또는 16매 같이 다양한 매수의 액정표시패널이 형성되며, 이와 같이 유리기판 위에 복수개의 액정표시패널을 형성하는 기술은 액정표시패널의 제조효율을 결정하는 중요한 요인이 되고 있다.
특히, 상기 제 1 실시예와 같이 유리기판 위에 동일한 크기의 액정표시패널을 형성하는 경우에는 다른 표준의 유리기판 또는 다른 크기의 액정표시패널에 적용하는 경우 유리기판의 이용 효율이 저하되어 생산성 저하 및 제품의 원가상승 요인이 되는 문제점이 발생하게 된다.
이에 따라 유리기판 위에 크기가 다른 복수개의 횡전계모드 액정표시패널을 함께 배치함으로써 상기 유리기판의 이용 효율을 높인 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유리기판 위에 다른 크기를 갖는 복수개의 액정표시패널이 배치된 상태에서 배면 투명전극 패턴이 여유 마진을 가지고 형성되어 있는 것을 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 대면적의 유리기판(300) 위에 서로 다른 크기의 제 1 액정표시패널(A, B)과 제 2 액정표시패널(C~F)이 배치되어 있다. 즉, 상기 유리기판(300) 위에는 제 1 크기의 제 1 액정표시패널(A, B)이 2매 및 제 2 크기의 제 2 액정표시패널(C~F)이 4매 배치되어 있다.
즉, 상기 6매의 액정표시패널(A~F)이 배치된 유리기판(300)은 제 1 기판인 컬러필터 기판(310A)과 제 2 기판인 어레이 기판(310B)이 합착된 상태로 상기 컬러필터 기판(310A)의 배면에는 정전기로부터 기판을 보호하기 위해 투명전극(309)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 투명전극(309)은 전술한 바와 같이 하부에 위치한 액정표시패널(A, C, D)의 컬러필터 기판(310A)을 절단하는 기준선인 스크라이브라인(미도시)으로부터 소정거리를 두고 형성되어, 전술한 단선문제가 발생되지 않게 된다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시패널 및 그 제조방법은 컬러필터 기판 제작시 배면에 투명전극 패턴을 스크라이브라인으로부터 여유 마진을 가지도록 형성함으로써 패널 절단시 발생하는 데이터패드부의 단선불량을 방지하여 수율을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims (8)

  1. 제 1 기판과 제 2 기판이 합착되어 복수개의 단위 액정표시패널이 배치되는 유리기판;
    상기 유리기판으로부터 단위 액정표시패널을 개별적으로 분리하기 위해 상기 제 1 기판과 제 2 기판에 형성된 복수개의 스크라이브라인(scribe line); 및
    상기 제 1 기판의 스크라이브라인으로부터 소정 마진(margin)을 가지고 상기 제 1 기판의 배면에 형성된 배면 투명전극을 포함하며, 상기 제 1 기판은 제 2 기판이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역(dummy region)만큼 이격되어 형성되는 한편, 상기 배면 투명전극은 유리기판의 하부에 위치하는 액정표시패널의 제 1 기판에 형성된 스크라이브라인과 소정 마진을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 패널의 제 1 기판에 형성된 컬러필터층 및 블랙매트릭스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 패널의 제 2 기판에 종횡으로 교차하여 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 데이터라인과 게이트라인, 상기 각각의 화소영역에 형성된 스위칭소자 및 상기 각각의 화소영역 내에 교차하여 수평전계를 형성하는 화소전극과 공통전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 가장자리에는 공정 마진을 위한 제 2 더미영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마진 폭(W)은 5mm~50mm를 가지는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유리기판은 복수개의 서로 다른 크기를 가진 단위 액정표시패널이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널.
  7. 대면적의 유리기판에 컬러필터 기판과 어레이 기판이 합착된 상태의 복수개의 액정표시패널을 배치하되, 상기 컬러필터 기판은 어레이 기판이 돌출하는 면적에 해당하는 제 1 더미영역만큼 이격되도록 형성하는 단계;
    상기 어레이 기판의 컬러필터 기판과 중첩되지 않은 가장자리 영역에 게이트 패드부와 데이터 패드부를 형성하는 단계;
    상기 액정표시패널의 절단 시 상기 데이터 패드부의 단선불량을 방지하기 위해 하부에 위치한 액정표시패널을 절단하는 스크라이브라인으로부터 소정 마진을 두고 상기 컬러필터 기판의 배면에 배면 투명전극을 형성하는 단계; 및
    절단공정을 통해 상기 유리기판을 복수개의 액정표시패널로 개별적으로 분리하는 단계를 포함하는 횡전계모드 액정표시패널의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 유리기판은 복수개의 서로 다른 크기를 가진 단위 액정표시패널이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시패널의 제조방법.
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