KR101189152B1

KR101189152B1 - 어레이 기판과, 이를 구비한 액정표시패널 및 액정표시장치

Info

Publication number: KR101189152B1
Application number: KR1020050087031A
Authority: KR
Inventors: 이한주; 최국현; 김경섭; 이용의; 이덕중; 전재홍; 이영범; 정재헌; 주장복
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2012-10-10
Also published as: US20070064166A1; JP2007086782A; JP5068499B2; US7675590B2; TWI409954B; TW200721502A; CN1933165A; CN1933165B; KR20070032119A

Abstract

표시 품질을 향상하기 위한 어레이 기판과, 이를 구비한 액정표시패널 및 액정표시장치가 개시된다. 게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소 영역들로 이루어지고 각 화소 영역으로 광을 투과시키는 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소 전극, 유기 절연막 및 하부 절연막을 포함한다. 스위칭 소자는 게이트 배선과 소스 배선에 연결되어 화소 영역에 형성된다. 화소 전극은 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 유기 절연막은 스위칭 소자 위에 형성된다. 하부 절연막은 유기 절연막 아래에 형성되며, 하부 절연막의 두께는 광의 레드 피크 파장대에 연동된다. 이에 따라, 광의 레드 피크 파장대에 연동하여 하부 절연막을 소정 두께로 형성함으로써 얼룩 불량을 개선하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

하부 절연막, 두께, 레드 광 피크 파장대, 얼룩 불량, 유기 절연막

Description

어레이 기판과, 이를 구비한 액정표시패널 및 액정표시장치{ARRAY SUBSTRATE, LIQUID DISPLAY PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 평면도이다.

도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 유기 절연막의 두께 편차에 따른 투과율의 변동을 나타낸 그래프이다.

도 4a는 비교예에 따른 제1 어레이 기판의 단면도이다.

도 4b는 도 4a의 제1 어레이 기판의 광 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 제2 어레이 기판의 단면도이다.

도 5b는 도 5a의 제2 어레이 기판의 광 투과율을 나타낸 그래프이다.

도 6 내지 도 9는 도 1에 도시된 어레이 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시패널의 단면도이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따라 표시 품질의 개선 효과를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 베이스 기판 102 : 게이트 절연막

103 : 보호 절연막 104 : 하부 절연막

105 : 유기 절연막 TFT : 스위칭 소자

DLm-1, DLm : 소스 배선들 GLn-1, GLn : 게이트 배선들

CST : 스토리지 캐패시터 L : 광

본 발명은 어레이 기판과, 이를 구비한 액정표시패널 및 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 품질을 향상하기 위한 어레이 기판과, 이를 구비한 액정표시패널 및 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 어레이 기판은 제1 방향의 배열된 게이트 배선들과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 소스 배선들에 의해 정의되는 복수의 화소부를 갖는다. 상기 화소부는 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 소스 배선과 연결된 소스 전극을 갖는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 갖는다. 상기 화소 전극은 상기 게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소 영역에 형성된다.

최근 고휘도의 액정표시패널을 개발하기 위해 고개구율(또는 고투과율)의 화소 구조가 개발되고 있다. 상기 고개구율의 화소 구조는 상기 화소 전극이 소스 배선 위에 오버레이 되도록 형성하여 상기 화소 전극의 형성영역을 확장시킴으로써 개구율(또는 투과율)을 향상시키는 구조이다.

상기 고투과율 화소 구조를 구현하기 위해서는 상기 화소 전극과 소스 배선이 일정부분 오버레이되는 영역에서 발생되는 기생 커패시턴스를 최소화하기 위해 상기 화소 전극 및 소스 배선 사이에 두꺼운 유기 절연막이 형성된다.

상기 두껍게 형성되는 유기 절연막은 공정 특성에 의해 상기 어레이 기판에 균일한 두께로 형성되지 못한다. 이러한 유기 절연막의 두께 편차는 액정표시패널에 표시되는 영상에 붉은 얼룩 및 화이트 얼룩 등과 같은 얼룩 불량이 발생시킨다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 얼룩 불량을 개선하기 위한 어레이 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 어레이 기판을 포함하는 액정표시패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 표시 품질을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소 영역들로 이루어지고 각 화소 영역으로 광을 투과시키는 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소 전극, 유기 절연막 및 하부 절연막을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 게이트 배선과 소스 배선에 연결되어 상기 화소 영역에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 상기 유기 절연막은 상기 스위칭 소자 위에 형성된다. 상기 하부 절연막은 상기 유기 절연막 아래에 형성되며, 상기 하부 절연막의 두께는 상기 광의 레드 피크 파장대에 연동된다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널은 어레이 기판 및 대향 기판을 포함한다. 상기 어레이 기판은 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기 절연막 및 상기 광의 레드 피크 파장대에 연동된 두께로 상기 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막을 포함한다. 상기 대향 기판은 상기 어레이 기판과 결합하여 액정층을 수용한다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 액정표시장치는 광원 및 액정표시패널을 포함한다. 상기 광원은 광을 발생한다. 상기 액정표시패널은 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기 절연막 및 상기 광의 레드 피크 파장대에 연동된 두께로 상기 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막을 포함하는 어레이 기판 및 상기 어레이 기판과 결합하여 액정층을 수용하는 대향 기판을 포함한다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소 영역들로 이루어지고 각 화소 영역으로 광을 투과시키는 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소 전극, 유기 절연막 및 하부 절연막을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 게이트 배선과 소스 배선에 연결되어 상기 화소 영역에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 상기 유기 절연막은 상기 스위칭 소자 위에 형성된다. 상기 하부 절연막은 상기 유기 절연막의 두께 편차에 따른 투과율 변화를 최소화시키는 두께를 갖는다.

이러한 어레이 기판과, 이를 구비한 액정표시패널 및 액정표시장치에 의하면, 채용된 광원으로부터 발생된 광의 레드 피크 파장대에 연동하여 하부 절연막을 소정 두께로 형성함으로써 얼룩 불량을 개선하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 평면도이다.

도 1을 참조하면, 어레이 기판에는 복수의 게이트 배선들(GLn-1, GLn)과, 복수의 소스 배선들(DLm-1, DLm)과, 상기 게이트 배선들(GLn-1, GLn)과 소스 배선들(DLm-1, DLm)에 의해 정의된 복수의 화소부(P)들이 형성된다.

상기 게이트 배선들(GLn-1,GLn)은 제1 방향으로 배열되고, 제2 방향으로 연장된다. 상기 소스 배선들(DLm-1, DLm)은 상기 제2 방향으로 배열되고, 제1 방향으로 연장된다.

상기 화소부(P)는 n 번째 게이트 배선(GLn), m 번째 소스 배선(DLm), 스위칭 소자(TFT), 스토리지 캐패시터(CST) 및 화소 전극(PE)을 포함한다.

상기 n 번째 게이트 배선(GLn)은 상기 화소부(P)의 구동을 제어하는 제어신호가 전달되고, 상기 m 번째 소스 배선(DLm)은 상기 화소부(P)를 구동시키는 구동 전압이 전달된다.

상기 스위칭 소자(TFT)는 상기 n 번째 게이트 배선(GLn)에 연결된 게이트 전 극(111)과, 상기 m 번째 소스 배선(DLm)에 연결된 소스 전극(113)과, 상기 화소 전극(PE)과 콘택홀(117)을 통해서 전기적으로 연결된 드레인 전극(114)을 포함한다.

상기 스위칭 소자(TFT)의 구동 방식은 상기 게이트 전극(111)에 제어 신호가 입력됨에 따라 상기 소스 전극(113)으로 입력된 구동 전압을 상기 드레인 전극(114)에 연결된 화소 전극(PE)으로 전달한다.

상기 스토리지 캐패시터(CST)는 스토리지 공통배선(121)과 전극 패턴(123)을 포함한다. 상기 스토리지 캐패시터(CST)는 상기 전극 패턴(123)을 통해서 상기 스위칭 소자(TFT)와 상기 화소 전극(PE)과 전기적으로 연결된다.

상기 화소 전극(PE)은 서로 인접하는 게이트 배선들(GLn-1,GLn)과 소스 배선들(DLm-1, DLm)에 의해 정의되고, 상기 어레이 기판의 배면으로부터 출사된 광(L)이 투과되는 영역이다. 이에, 고투과율을 실현하기 위해 상기 화소 전극(PE)은 상기 게이트 배선들(GLn-1, GLn)과 소스 배선들(DLm-1, DLm)의 일부분을 커버하도록 형성된다.

상기 고투과율 화소 구조에서는 상기 화소 전극(PE)과 소스 배선들(DLm-1, DLm)간의 커플링 커패시턴스를 최소화하기 위해 상기 소스 배선들(DLm-1, DLm)과 화소 전극(PE) 사이에 두꺼운 유기 절연막을 형성한다. 상기 유기 절연막은 상기 어레이 기판 상에 상대적으로 두껍게 형성되는 공정 특성에 의해 균일한 두께로 형성되지 않는다.

상기 유기 절연막의 두께 편차에 의한 상기 광(L)의 투과율 변동을 완화하기 위해 상기 유기 절연막 하부에 형성되는 하부 절연막의 두께를 조절하여 형성한다. 이때, 상기 하부 절연막의 두께는 상기 광(L)의 레드 피크 파장대에 연동하여 결정된다.

도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시 기판은 베이스 기판(101)을 포함한다.

상기 베이스 기판(101) 위에는 게이트 금속패턴이 형성된다. 상기 게이트 금속패턴은 게이트 배선(GL), 게이트 전극(111) 및 스토리지 공통배선(121)을 포함한다.

상기 게이트 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 게이트 절연막(102)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(102)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 대략 3200Å 내지 3800Å의 두께로 형성된다. 상기 게이트 절연막(102)의 굴절율(N)을 약 1.85 정도 이다.

상기 게이트 절연막(102) 위에는 채널층(112)이 형성된다. 상기 채널층(112)은 아몰퍼스 실리콘층(112a)과 인 시튜(in-situ)도핑된 n⁺ 아몰퍼스 실리콘층(112b)을 포함한다. 상기 채널층(112)은 상기 게이트 전극(111)이 형성된 영역에 대응하여 패터닝된다.

상기 채널층(112)이 형성된 베이스 기판(101) 위에는 소스 금속패턴이 형성된다. 상기 소스 금속패턴은 소스 배선(DL), 소스 전극(113), 드레인 전극(114), 및 전극 패턴(123)을 포함한다.

상기 소스 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 보호 절연막(103)을 형성한다. 상기 보호 절연막(102)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 대략 800 Å 내지 1200 Å의 두께로 형성된다. 상기 게이트 절연막(102)의 굴절율(N)을 약 1.85 정도 이다.

상기 보호 절연막(103)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 유기 절연막(105)이 형성된다. 상기 유기 절연막(105)은 대략 2㎛ 내지 4.3㎛ 정도의 두께로 형성된다. 상기 유기 절연막의 굴절율은 약 1.56 이다. 상기 유기 절연막(105)은 상기 베이스 기판(101) 위에 형성된 다른 층들에 비해 상대적으로 두껍게 형성된다. 이러한 공정 특성에 의해 상기 유기 절연막(105)은 두께 편차를 갖는다.

상기 유기 절연막(105)의 아래에 형성된 하부 절연막(104), 즉 게이트 절연막(102)과 보호 절연막(103)의 두께(D)를 조절하여 상기 유기 절연막(103)의 두께 편차에 의한 광 투과율을 제어한다.

상기 보호 절연막(103) 및 유기 절연막(105)에는 상기 전극 패턴(123)의 일부 영역을 노출시키는 콘택홀(117)이 형성되고, 상기 콘택홀(117)을 통해 화소 전극(PE)과 상기 드레인 전극(113)을 전기적으로 연결한다.

도 3은 유기 절연막의 두께 편차에 따른 어레이 기판의 투과율의 변동을 나타낸 그래프이다.

도 3을 참조하면, 상기 어레이 기판을 투과하는 가시광은 대략 380nm 내지 750nm의 파장 대역을 갖는다. 상기 가시광은 대략 400nm 내지 500nm의 파장 대역을 갖는 블루 광(Blue)과, 대략 530nm 내지 590nm의 파장 대역을 갖는 그린 광(Green) 및 대략 600nm 내지 630nm의 파장 대역을 갖는 레드 광(Red)을 포함한다.

도시된 바와 같이, 블루 광(Blue)의 파장 대역에서는 유기 절연막의 두께 편차에 따른 투과율 곡선들의 기울기가 완만함을 볼 수 있다. 이것은 상기 블루 광의 투과율은 유기 절연막의 두께 편차에 따라 변동이 거의 없다는 것을 의미한다.

상기 그린 광(Green)의 파장 대역에서는 유기 절연막의 두께 변차에 따른 투과율의 곡선들의 기울기가 일정각 이상의 경사각을 가짐을 볼 수 있다. 이것은 상기 그린 광의 투과율은 유기 절연막의 두께 편차에 따라 변동되는 것을 의미한다.

상기 레드 광(Red)의 파장 대역에서는 유기 절연막의 두께 편차에 따른 투과율의 곡선들의 기울기가 일정각 이상의 경사각을 가짐을 볼 수 있다. 이것은 상기 레드 광의 투과율 역시 유기 절연막의 두께 편차에 따라 변동되는 것을 의미한다.

상기와 같이 그린 광 및 레드 광의 투과율이 유기 절연막의 두께 편차에 따라 크게 변동되는데, 이 중 레드 광의 투과율 변동은 화이트 화면 구동시 붉은 얼룩(Reddish) 불량을 발생시킨다.

이하에서는 비교예와 실시예의 비교를 통해서 본 발명에 따라 액정표시패널의 표시 품질이 개선되는 것을 설명한다.

도 4a는 비교예에 따른 제1 어레이 기판의 단면도이다.

도 4b는 도 4a의 제1 어레이 기판의 레드 광에 대한 투과율을 나타낸 그래프이다.

상기 비교예에 따른 제1 어레이 기판(10)은 베이스 기판(11)위에 하부 절연막(14), 유기 절연막(15), 화소 전극(16) 및 배향막(17)이 순차적으로 형성된다. 상기 하부 절연막(14)은 게이트 절연막(12)과 보호 절연막(13)을 포함한다.

상기 베이스 기판(11)의 굴절율은 1.53이고 두께는 7*10⁶[Å]이고, 상기 하부 절연막(14)의 굴절율은 1.85이고 두께는 5650[Å]이고, 상기 유기 절연막(15)의 굴절율은 1.56이고 두께는 34000[Å]이고, 상기 화소 전극(16)의 굴절율은 2.0이고 두께는 550[Å]이고, 상기 배향막(17)의 굴절율은 1.6이고 두께는 900[Å] 내지 1100[Å]이다.

상기 제1 어레이 기판(10)에 광을 투과하였을 경우, 투과된 광 중 레드 광의 투과율은 80% 내지 90% 범위에서 크게 변동되는 것을 확인 할 수 있다.

한편, 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 제2 어레이 기판의 단면도이다.

도 5b는 도 5a의 제2 어레이 기판의 레드 광에 대한 투과율을 나타낸 그래프이다.

상기 실시예에 따른 제2 어레이 기판(20)은 베이스 기판(21)위에 하부 절연막(14), 유기 절연막(25), 화소 전극(26) 및 배향막(27)이 순차적으로 형성된다. 상기 하부 절연막(24)은 게이트 절연막(22)과 보호 절연막(23)을 포함한다.

상기 베이스 기판(21)의 굴절율은 1.53이고 두께는 7*0⁶[Å]이고, 상기 하부 절연막(24)의 굴절율은 1.85이고 두께는 4600[Å]이고, 상기 유기 절연막(25)의 굴절율은 1.56이고 두께는 34000[Å]이고, 상기 화소 전극(26)의 굴절율은 2.0이고 두께는 550[Å]이고, 상기 배향막(27)의 굴절율은 1.6이고 두께는 900[Å] 내지 1100[Å]이다.

상기 비교예의 제1 어레이 기판(10)과 비교해 볼 때, 상기 실시예에 따른 제 2 어레이 기판(20)의 하부 절연막(24)은 상기 제1 어레이 기판(10)의 하부 절연막(14)의 두께에 비해 상대적으로 얇게 형성된다.

상기와 같이 상대적으로 얇게 형성된 하부 절연막(24)을 갖는 상기 제2 어레이 기판(20)에 광을 투과하였을 경우, 투과된 광 중 레드 광의 투과율은 대략 84% 를 유지하면서 거의 변동되지 않는 것을 확인 할 수 있다.

이와 같이 제1 어레이 기판(10)과 제2 어레이 기판(20)을 비교해 본 결과, 상기 유기 절연막의 두께 편차에 따른 레드 광의 투과율이 변동폭을 상기 유기 절연막의 하부에 형성된 하부 절연막의 두께를 조정함으로써 상기 레드 광의 투과율 변동폭을 완만하게 할 수 있다.

이러한 유기 절연막의 두께 변동에 따른 투과율의 변동폭을 최소화하기 위한 투과되는 광의 레드 피크 파장대(W)에 대한 하부 절연막의 두께(D)는 다음의 수학식 1로 정의된다.

여기서, 상기 파장의 단위는 nm 이고, 상기 두께의 단위는 Å이고, N은 상기 하부절연막의 굴절율이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 베이스 기판(101) 위에 게이트 금속층을 증착 및 패터닝하여 게이트 금속패턴을 형성한다. 상기 게이트 금속패턴은 게이트 배선GLn), 스토리지 공통 배선(121) 및 게이트 전극(111)을 포함한다.

상기 게이트 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 게이트 절연막(102)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(102)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 대략 3200Å 내지 3800Å의 두께로 형성된다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 상기 게이트 절연막(102) 위에 채널층(112)을 형성한다. 구체적으로, 상기 게이트 절연막(102) 위에 아몰퍼스 실리콘막 및 인 시튜(in-situ) 도핑된 n⁺ 아몰퍼스 실리콘막을 차례로 형성한다. 상기 아몰퍼스 실리콘막(112a) 및 n⁺ 아몰퍼스 실리콘막(112b)을 패터닝하여 상기 게이트 전극(111)에 대응하여 상기 채널층(112)을 형성한다.

도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 채널층(112) 위에 데이터 금속층을 증착 및 패터닝하여 소스 금속패턴을 형성한다.

상기 소스 금속패턴은 상기 소스 배선(DLm), 상기 소스 전극(113), 상기 드레인 전극(114), 상기 스토리지 캐패시터(CST)의 전극 패턴(123)을 포함한다.

이후, 상기 소스 및 드레인 전극(113, 114)을 마스크로 노출된 상기 채널층(112)의 n⁺ 아몰퍼스 실리콘막(112b)을 제거하여 상기 스위칭 소자(TFT)의 채널 영역을 정의한다.

상기 소스 금속패턴이 형성된 베이스 기판(101) 위에 보호 절연막(103)을 형성한다. 상기 보호 절연막(103)은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연 물질로 대략 800 Å 내지 1200Å의 두께로 형성된다.

하부 절연막(104), 즉, 상기 게이트 절연막(102) 및 보호 절연막(103)의 두께는 상기 어레이 기판을 투과하는 광의 레드 광의 피크 파장대에 연동하여 결정된다. 일반적으로 상기 게이트 절연막(102)의 두께는 상기 스위칭 소자(TFT)의 전기적인 특성을 고려하여 최소치가 결정된다. 이에 바람직하게는 상기 보호 절연막(103)의 두께를 상기 레드 광의 피크 파장대에 연동하여 조정한다.

따라서, 하부 절연막(104)의 두께(D)를 앞서 설명된 수학식 1에 따라 레드 광의 피크 파장대(W)에 연동된 두께로 형성한다.

도 1 및 도 9를 참조하면, 상기 보호 절연막(103)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 유기 절연막(105)을 형성한다. 상기 유기 절연막(105)은 상기 유기 절연막(105)은 대략 2㎛ 내지 4.3㎛ 의 두께로 형성된다. 상기 유기 절연막(105)의 굴절율은 약 1.56 이다. 상기 유기 절연막(105)은 상기 베이스 기판(101) 위에 형성되는 다른 층들에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 공정 특성에 따라 균일한 두께로 형성되지 못한다. 이러한 유기 절연막(105)의 두께 편차는 광의 투과율을 변동시킨다.

이에, 상기 광의 레드 피크 파장대(W)에 연동된 두께(D)를 갖는 하부 절연막(104)은 상기 유기 절연막(105)의 두께 편차에 의해 발생된 투과율 변동을 보상한다.

상기 유기 절연막(105) 및 보호 절연막(103)에 콘택홀(117)을 형성하여 상기 드레인 전극(114)의 일부분을 노출시킨다.

이, 상기 콘택홀(117)이 형성된 베이스 기판(101) 위에 투명 전도성 물질을 증착 및 패터닝하여 화소 전극(PE)을 형성한다. 상기 투명 전도성 물질은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO) 또는 인듐-틴-아연 옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)를 포함한다.

상기 화소 전극(PE)은 상기 소스 배선들(DLm-1, DLm)의 일부분을 커버하도록 형성된다. 이에 의해 상기 화소 전극(PE)의 형성 면적을 최대로 확장함에 따라서 상기 화소 전극(PE)을 투과하는 광의 투과율을 향상시킨다.

이상과 같이 상기 유기 절연막(105)의 하부에 형성된 하부 절연막(104)의 두께(D)를 레드 광 피크 파장대(W)에 연동하여 형성함으로써 상기 유기 절연막(105)의 두께 변동에 따른 투과율의 변동을 완만하게 하여 표시 품질을 향상시킨다.

도 10을 참조하면, 상기 액정표시패널은 어레이 기판(100), 대향 기판(200) 및 액정층(300)을 포함한다.

상기 어레이 기판(100)은 상기 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기 어레이 기판(100)의 유기 절연막(105) 아래에 형성된 하부 절연막(104)의 두께(D)는 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 어레이 기판(100)의 배면으로부터 제공되는 광의 레드 광 피크 파장대(W)에 연동하여 결정된다.

상기 수학식 1에 따른 두께(D)를 갖는 상기 하부 절연막(104)은 상기 유기 절연막(105)의 두께 편차에 의한 광의 투과율 변동율을 완만하게 보상한다. 이에 의해 화이트 화면 구동시 붉은 얼룩 현상을 개선할 수 있다.

상기 대향 기판(200)은 베이스 기판(201)을 포함한다. 상기 베이스 기판(201)위에는 차광층(210), 컬러필터층(220), 오버 코팅층(230) 및 공통전극층(240)이 형성된다.

상기 차광층(210)은 게이트 배선들(GLn-1, GLn), 소스 배선들(DLm-1, DLm) 및 스위칭 소자(TFT)에 대응하여 형성되며, 상기 어레이 기판(100) 및 액정층(300)을 투과한 광(L)을 차단한다.

상기 컬러필터층(220)은 상기 어레이 기판(100)의 화소 영역들에 대응하여 형성된 컬러필터패턴들을 포함한다. 상기 컬러필터패턴들은 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 필터패턴을 포함한다.

상기 오버 코팅층(230)은 상기 컬러필터층(220) 위에 형성되어, 상기 컬러필터층(220)을 보호하고, 더불어 상기 대향 기판(200)을 평탄화시킨다.

상기 공통 전극층(240)은 상기 어레이 기판의 화소 전극(PE)에 대향하는 전극으로, 상기 화소 전극(PE) 및 액정층(300)에 의해 액정 캐패시터가 정의된다.

상기 액정층(300)은 상기 어레이 기판(100)과 상기 대향 기판(200) 사이에 개재되어, 상기 화소 전극(PE)과 상기 공통 전극(240) 간의 전위차에 의해 액정층(300)의 배열각을 변화시켜 영상을 표시한다.

도 11을 참조하면, 상기 액정표시장치는 백라이트 어셈블리(400) 및 디스플레이 어셈블리(500)를 포함한다.

상기 백라이트 어셈블리(400)는 수납 용기(410), 반사판(420), 램프 어셈블리(430), 프레임부(440, 450, 460) 및 광학 부재(470)를 포함한다.

상기 수납 용기(410)에는 상기 반사판(420), 램프 어셈블리(430)와, 프레임부(440, 450, 460) 및 광학 부재(470)가 수납된다.

상기 램프 어셈블리(430)는 램프(431), 램프 와이어(432), 램프 홀더(433) 및 램프 고정부재(434)를 포함한다.

상기 램프(431)는 내부에 전극이 형성된 내부 전극 형광 램프(CCFL)이다. 상기 램프(431)의 내벽에는 형광층이 도포되고, 내부에는 방전 가스(131b)가 충진된다. 상기 방전 가스는 예를 들면, 수은(mercury), 미량의 아르곤(Argon, Ar), 네온(Neon, Ne), 크세논(Xenon, Xe) 및 크립톤(Krypton, Kr)을 포함한다.

상기 램프(431)는 내부 전극에 구동전압이 인가되면, 상기 방전 가스를 방전시켜 비가시광선인, 예를 들면, 자외선이 발생되고, 자외선은 램프(431)의 내측벽에 도포된 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 형광층에 의하여 가시광선으로 변경된다.

상기 레드(R) 형광층에 의해 여기된 레드 광의 피크 파장대(W)에 연동하여 상기 디스플레이 어셈블리의 액정표시패널이 제조된다. 구체적으로 상기 램프(431)에서 발생된 광 중 레드 광의 피크 파장대(W)에 기초하여 상기 수학식 1에 따라서 상기 액정표시패널의 어레이 기판에 형성되는 하부 유기막의 두께(D)가 결정된다.

상기 램프 와이어(432)는 상기 램프의 내부 전극과 전기적으로 연결되어 상기 구동전압을 전달한다.

상기 램프 홀더(433)는 상기 램프(431)의 일단부를 홀딩하고, 상기 램프 와이어(432)를 인출하기 위한 인출홀(미도시)과 상기 램프 홀더(433)를 상기 수납 용기(410)에 고정하기 위한 고정돌기(미도시)가 형성된다.

상기 램프 고정부재(434)는 상기 램프(431)의 타단부를 고정하며, 상기 램프의 타단부 형상에 대응하는 고정홈(434a)이 형성된다.

상기 프레임부(440, 450, 460)는 제1 사이드 몰드(440), 제2 사이드 몰드(450) 및 램프 지지부재(460)를 포함한다. 상기 제1 사이드 몰드(440)는 상기 램프 홀더(433)를 커버함으로써 상기 램프(431)의 일단부를 커버하고, 상기 광학 부재(770)를 지지한다. 상기 제2 사이드 몰드(450)는 상기 램프 고정부재(434)를 커버함으로써 상기 램프(431)의 타단부를 커버하고, 상기 광학 부재(470)를 지지한다.

상기 광학 부재(470)는 확산판(471)과 집광 시트들(472, 473)을 포함한다. 상기 확산판(471)은 상기 램프(431)로부터 출사된 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 보다 향상시킨다.

상기 디스플레이 어셈블리(500)는 미들 몰드(510), 액정표시패널(520), 인쇄회로기판(530), 연성회로기판(540) 및 탑 샤시(550)를 포함한다.

상기 미들 몰드(510)는 광학 부재(470)가 배치된 수납 용기(410) 위에 배치되어 상기 제1 및 제2 사이드 몰드(440, 450)에 위에 안착된 광학 부재(470)의 가장자리를 눌러 상기 수납 용기(410)로부터 상기 광학 부재(470)가 이탈되는 것을 방지한다.

상기 액정표시패널(520)은 어레이 기판(521)과 상기 어레이 기판(521)에 대 향하는 대향 기판(522) 및 상기 어레이 기판과 대향 기판(521, 522) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.

상기 어레이 기판(521)의 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막의 두께(D)는 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 백라이트 어셈블리(400)로부터 발생된 광의 레드 광 피크 파장대(W)에 연동하여 결정된다. 상기 수학식 1에 따른 두께(D)를 갖는 상기 하부 절연막은 상기 유기 절연막의 두께 편차에 의한 광의 투과율 변동율을 완만하게 보상한다. 이에 의해 화이트 화면 구동시 붉은 얼룩 현상을 개선할 수 있다.

상기 액정표시패널(520)은 도 10에 설명된 액정표시패널과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 인쇄회로기판(530)은 영상신호를 처리하는 구동회로 유닛(미도시)을 포함하고, 구동회로 유닛은 외부에서 입력된 영상신호 및 제어신호를 신호처리하여 상기 액정표시패널(520)을 구동시키기 위한 구동 제어신호 및 영상신호를 제공한다.

상기 연성회로기판(540)은 상기 액정표시패널(520)과 인쇄회로기판(530)을 전기적으로 연결하여 상기 인쇄회로기판(530)에서 제공된 구동 제어신호 및 영상신호를 이용하여 상기 액정표시패널(520)에 구동신호를 출력한다.

상기 탑 샤시(550)는 상기 액정표시패널(520)의 가장자리를 감싸고 수납 용기(410)와 결합된다. 상기 탑 샤시(550)는 외부에서 충격으로부터 파손 또는 손상되는 것을 방지하고, 상기 액정표시패널(520)이 상기 수납 용기(410)로부터 이탈되 는 것을 방지한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따라 표시 품질의 개선 효과를 설명하기 위한 그래프이다.

도 12에 도시된 그래프는 상기 액정표시패널에 레드 피크 파장대(W)이 614 nm 인 광이 입사되고 상기 액정표시패널에 화이트로 구동되는 경우, 상기 액정표시패널의 하부 절연막의 두께에 따라서 상기 액정표시패널에 붉은색 얼룩이 발생한 부분과 흰색 얼룩이 발생한 부분 간의 색좌표차(Wx, Wy)를 나타낸 것이다.

구체적으로, 상기 액정표시패널의 하부 절연막의 두께(D)가 5600Å인 경우, 상기 색좌표차의 X 좌표(Wx)는 대략 0.003 내지 0.006 범위에 존재한다. 반면, 하부 절연막의 두께(D)가 4600Å으로 얇아진 경우, 상기 색좌표차의 X 좌표(Wx)는 대략 0.003 이하 범위에 존재한다. 상기 색좌표차의 X 좌표(Wx)가 '0'에 근접할수록 화이트 균일성이 우수하고, '0'에 원접할수록 화이트 균일성이 저하된다.

즉, 상기 하부 절연막의 두께(D)가 상기 수학식 1 및 표 1에 정의된 바와 같이, 레드 광의 피크 파장대(W)이 614nm 인 경우 4600Å 두께의 하부 절연막을 갖는 액정표시패널은 상기 색좌표차(Wx, Wy)는 0.003 이하가 된다. 결과적으로 상기 레드 광의 피크 파장대에 연동되어 조정된 두께의 하부 절연막을 갖는 액정표시패널은 얼룩 불량이 개선되었음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 레드 피크 파장대에 연동된 두께로 하부 절연막을 형성함으로써 상기 액정표시패널의 유기 절연막의 두께 편차 에 따른 광의 투과율 변동을 완화시킬 수 있다.

따라서, 상기 액정표시패널의 광 투과율 변동을 완화시킴으로써 상기 액정표시패널에 표시되는 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소 영역들로 이루어지고, 각 화소 영역으로 광을 투과시키는 어레이 기판에서,

게이트 배선과 소스 배선에 연결되어 상기 화소 영역에 형성된 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극;

상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기 절연막; 및

상기 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막을 포함하며,

상기 하부 절연막의 두께는 상기 광의 레드 피크 파장대에 연동되고,

상기 하부 절연막의 두께(D)와 상기 레드 피크 파장대(W)의 관계는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 어레이 기판:

여기서, N은 상기 하부 절연막의 굴절율이고, 상기 파장의 단위는 nm 이고, 상기 두께의 단위는 Å이다.
제1항에 있어서, 상기 하부 절연막은

상기 게이트 배선 위에 형성된 게이트 절연막; 및

상기 소스 배선 위에 형성된 보호 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제2항에 있어서, 상기 하부 절연막은 상기 스위칭 소자와 화소 전극을 전기적으로 연결하는 콘택홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제2항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으 로 하는 어레이 기판.
제2항에 있어서, 상기 보호 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제5항에 있어서, 상기 게이트 절연막의 두께는 3200 Å 내지 3800 Å이고, 상기 보호 절연막의 두께는 800 Å 내지 1200 Å인 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
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광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널에서,

게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기 절연막 및 상기 광의 레드 피크 파장대에 연동된 두께로 상기 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막을 포함하는 어레이 기판; 및

상기 어레이 기판과 결합하여 액정층을 수용하는 대향 기판을 포함하고,

상기 하부 절연막의 두께(D)와 상기 레드 피크 파장대(W)의 관계는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 액정표시패널:

여기서, N은 상기 하부 절연막의 굴절율이고, 상기 파장의 단위는 nm 이고, 상기 두께의 단위는 Å이다.
제9항에 있어서, 상기 하부 절연막은

상기 게이트 배선 위에 형성된 게이트 절연막; 및

상기 소스 배선 위에 형성된 보호 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제10항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제10항에 있어서, 상기 보호 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제12항에 있어서, 상기 보호 절연막의 두께는 3200 Å 내지 3800 Å이고, 상기 보호 절연막의 두께는 800 Å 내지 1200 Å인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제9항에 있어서, 상기 대향 기판은 상기 액정층을 투과한 광을 고유의 색으 로 여기시키는 컬러필터패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
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광을 발생하는 광원; 및

게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기 절연막 및 상기 광의 레드 피크 파장대에 연동된 두께로 상기 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막을 포함하는 어레이 기판 및 상기 어레이 기판과 결합하여 액정층을 수용하는 대향 기판을 포함하는 액정표시패널을 포함하고,

상기 하부 절연막의 두께(D)와 상기 레드 피크 파장대(W)의 관계는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 액정표시장치:

여기서, N은 상기 하부 절연막의 굴절율이고, 상기 파장의 단위는 nm 이고, 상기 두께의 단위는 Å이다.
제17항에 있어서, 상기 하부 절연막은

상기 게이트 배선 위에 형성된 게이트 절연막; 및

상기 소스 배선 위에 형성된 보호 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제18항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제18항에 있어서, 상기 보호 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제20항에 있어서, 상기 게이트 절연막의 두께는 3200 Å 내지 3800 Å이고, 상기 보호 절연막의 두께는 800 Å 내지 1200 Å인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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게이트 배선들과 소스 배선들에 의해 정의된 화소 영역들로 이루어지고, 각 화소 영역으로 광을 투과시키는 어레이 기판에서,

게이트 배선과 소스 배선에 연결되어 상기 화소 영역에 형성된 스위칭 소자;

상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극;

상기 스위칭 소자 위에 형성된 유기 절연막; 및

상기 유기 절연막 아래에 형성된 하부 절연막을 포함하며,

상기 하부 절연막은 상기 유기 절연막의 두께 편차에 따른 투과율 변화를 최소화시키는 두께를 갖고,

상기 하부 절연막의 두께(D)와 상기 광의 레드 피크 파장대(W)의 관계는 다음의 식과 같이 나타나는 것을 특징으로 하는 어레이 기판:

여기서, N은 상기 하부 절연막의 굴절율이고, 상기 파장의 단위는 nm 이고, 상기 두께의 단위는 Å이다.
제24항에 있어서, 상기 하부 절연막은

상기 게이트 배선 위에 형성된 게이트 절연막; 및

상기 소스 배선 위에 형성된 보호 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제25항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제25항에 있어서, 상기 보호 절연막은 질화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제27항에 있어서, 상기 게이트 절연막의 두께는 3200 Å 내지 3800 Å이고, 상기 보호 절연막의 두께는 800 Å 내지 1200 Å인 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
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