KR101956852B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR101956852B1 KR1020120139632A KR20120139632A KR101956852B1 KR 101956852 B1 KR101956852 B1 KR 101956852B1 KR 1020120139632 A KR1020120139632 A KR 1020120139632A KR 20120139632 A KR20120139632 A KR 20120139632A KR 101956852 B1 KR101956852 B1 KR 101956852B1
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이장치는, 다수의 화소영역이 정의된 표시영역과, 상기 표시영역의 테두리에 정의된 비표시영역으로 구분되며, 서로 교차하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 형성된 상부기판;과, 상기 상부기판과 마주하여 위치하며, 컬러필터를 포함하는 하부기판;과, 상기 상부기판 상부에 형성된 상부 편광판 및 상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판;과, 상기 상부기판과 상기 상부 편광판 사이에 위치하는 정전기 보호층;과, 상기 정전기 보호층 하부에 위치하며, 상기 상부기판 상의 상기 비표시영역에 위치하는 복수의 도전성 볼을 구비하는 차광패턴;과 상기 차광패턴의 측면과 접촉하는 전도성 결합부재를 포함하며, 상기 상부기판 일측면은, 상기 하부기판 일측면 보다 외부로 돌출된 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 불필요한 외부 전하를 용이하게 제거함으로써 정전기에 따른 디스플레이 장치의 오작동, 및 백화현상 방지 등의 문제를 해결할 수 있고, 디스플레이의 휘도 증가 및 화질 개선이 가능하다.

Description

디스플레이 장치{Display Device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 내로우 베젤(Narrow Bezel) 구현이 가능한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 표시하는 디스플레이 장치가 급속도로 발전하게 되었으며, 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판디스플레이 장치인 액정디스플레이 장치 또는 유기전계발광소자가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. 최근에는 상, 하로 형성된 전기장으로 액정을 구동하는 능동행렬 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 많이 사용되고 있으나, 상, 하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 떨어지는 단점을 가짐에 따라, 시야각이 좁은 단점을 극복할 수 있는 횡전계 방식의 액정표시장치가 주목받고 있다.
한편, 디스플레이 장치가 좀더 수요자들에게 어필할 수 있도록 다양한 개선책이 요구됨에 따라, 디스플레이 장치의 두께를 최소화함과 더불어 수요자의 미적 감각에 호소하여 구매를 자극할 수 있는 미감이 증진된 디자인에 대한 개발이 꾸준히 진행되고 있다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 디스플레이 장치는 하부 기판(12, 어레이기판) 및 상부 기판(14, 컬러필터 기판)을 포함하는 디스플레이 패널(10), 패널 구동부(20), 및 탑 케이스(30)를 포함한다. 이때, 하부 기판(12) 상에는 화소 영역이 정의되도록 교차 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 화소 영역마다 형성된 박막트랜지스터를 포함하고, 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함한다.
즉, 상부 기판(14)은 컬러필터를 포함하며, 상기 하부 기판(12) 상에 형성한다. 여기서, 상기 하부 기판(12) 상에 형성된 게이트 배선과 데이터 배선에 신호를 인가하기 위하여 상기 하부 기판(12)의 일부가 외부로 노출되어야 한다. 이에 의해, 상기 하부 기판(12)의 일부 영역에는 상기 상부 기판(14)이 형성되지 않으며, 상기 패널 구동부(20)가 상부 기판(14)이 형성되지 않은 하부 기판(12)의 측면에 형성되어 상기 게이트 배선과 데이터 배선에 신호를 전달하게 된다.
상기 탑 케이스(30)는 상기 디스플레이 패널(10)의 측면을 덮도록 형성된다. 전술한 바와 같이, 상기 패널 구동부(20)가 상기 하부 기판(12)의 측면에 형성되기 때문에, 상기 패널 구동부(20)가 외부로 노출되는 것을 방지해야 하므로, 이를 위해 상기 탑 케이스(30)가 적용되는 것이다. 즉, 상기 탑 케이스(30)는 상기 패널 구동부(20)의 노출을 방지하기 위하여 상기 디스플레이 패널(10)의 측면을 덮도록 형성되며, 구조적 특성상 상기 탑 케이스(30)가 상기 상부 기판(14)의 상부에 형성되는데, 이로 인해 다음과 같은 단점이 있다.
우선, 상기 탑 케이스(30)가 상기 상부 기판(14)의 상부에 형성되기 때문에 그만큼 디스플레이 장치의 두께가 증가되고, 상기 탑 케이스(30)가 상기 상부 기판(14)보다 돌출되어 디스플레이 장치의 전면에 단차가 발생되며, 이에 의해 미감이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 상기 탑 케이스(30)는 상기 패널 구동부(20)의 노출을 방지해야 하기 때문에 상기 탑 케이스(30)의 폭이 커지게 되고 그에 따라 디스플레이 장치의 베젤(Bezel)의 폭이 증가 되어 미감이 떨어지는 단점이 있다.
더불어, 종래의 디스플레이 장치는 외부로부터 유입된 정전기에 취약한 단점이 있는데, 유입된 정전기가 상부기판과 하부기판 사이에 배치되어 있는 액정분자의 배열에 영향을 주어 액정분자들의 투과율을 변화시키고, 백화현상을 발생시킨다. 또한, 패널 구동부 등에서 번트(Burnt)를 유발시킨다. 결과적으로, 정전기를 외부로 충분히 방전하지 못하게 됨에 따라 디스플레이의 화질 품위를 손상시키는 원인이 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 두께가 최소화되고, 미감이 증진된 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 불필요한 외부 전하를 용이하게 제거하면서 내로우 베젤(Narrow Bezel) 구현이 가능한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치는 다수의 화소영역이 정의된 표시영역과, 상기 표시영역의 테두리에 정의된 비표시영역으로 구분되며, 서로 교차하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 형성된 상부기판;과, 상기 상부기판과 마주하여 위치하며, 컬러필터를 포함하는 하부기판;과, 상기 상부기판 상부에 형성된 상부 편광판 및 상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판;과, 상기 상부기판과 상기 상부 편광판 사이에 위치하는 정전기 보호층;과, 상기 정전기 보호층 하부에 위치하며, 상기 상부기판 상의 상기 비표시영역에 위치하는 복수의 도전성 볼을 구비하는 차광패턴;과 상기 차광패턴의 측면과 접촉하는 전도성 결합부재를 포함하며, 상기 상부기판 일측면은, 상기 하부기판 일측면 보다 외부로 돌출된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상부기판의 측면을 덮도록 패널 구동부를 형성하지 않고, 상부기판의 배면에 위치하도록 함으로써 비표시영역의 폭을 줄이고, 탑 케이스를 필요로 하지 않는 내로우 베젤(Narrow Bezel)의 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
즉, 디스플레이 장치의 두께가 감소되고, 디스플레이 장치의 전면 단차가 제거되어 디스플레이 장치의 전면이 하나의 구조물로 인식되는 미적 디자인 효과를 얻을 수 있다.
또한, 불필요한 외부 전하를 용이하게 제거함으로써 정전기에 따른 디스플레이 장치의 오작동, 및 백화현상 방지 등의 문제를 해결할 수 있고, 디스플레이의 휘도 증가 및 화질 개선이 가능하다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치의 개략적인 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 표시영역과 비표시영역의 일부 영역을 도시한 단면도; 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 하나의 화소영역을 도시한 단면도.
하기 첨부되는 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하고자 한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지된 내용 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 상부기판(102, 어레이기판)과, 하부기판(182, 컬러필터기판)이 합착된 디스플레이 패널(101)을 포함한다. 도면에 도시하지 않았으나, 상부기판(102)은 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 박막트랜지스터(Tr), 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되며, 각 화소영역(P)별로 형성된 화소전극을 포함하고, 하부기판(182)은 상기 상부기판(102)과 마주하며, 컬러필터를 포함한다.
이때, 상기 상부기판(102) 상부에는 상부 편광판(192), 상기 하부기판(182) 하부에는 하부 편광판(194)이 형성되고, 상기 상부기판(102)과 상기 상부 편광판(192) 사이에는 정전기 보호층(198)이 형성되며, 상기 상부기판(102) 상의 상기 비표시영역(NA)에는 복수의 도전성 볼이 포함된 차광패턴(199)이 형성된다.
또한, 상기 디스플레이 패널(101)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(200)이 상기 하부기판(182)의 하부에 형성되고, 상기 상부기판(102), 하부기판(182), 상기 패널 구동부(196, 197), 및 상기 백라이트 유닛(200)을 지지하는 지지 부재(202)와, 상기 상부기판(102)을 상기 지지 부재(202)에 결합시키는 결합부재(201)가 형성된다.
즉, 본 발명의 특징은, 다수의 화소영역이 정의된 표시영역과, 상기 표시영역의 테두리에 정의된 비표시영역으로 구분되며, 서로 교차하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 형성된 상부기판(102)이 실제 최종제품의 구현 시 사용자가 바라보는 면에 배치되는 것이고, 상기 상부기판과 마주하며, 컬러필터를 포함하는 하부기판(182)이 배치되는 것이다. 이때, 상기 상부기판(102)의 측면이 아닌 비표시영역(NA)에 해당되는 상부기판(102)의 배면에 패널 구동부가 배치된다. 여기서, 패널 구동부는 FPC(flexible printed circuit, 196) 형태로 부착되며, 구동IC칩(197)이 더 포함될 수 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한하지 아니한다.
즉, 상부기판(102)이 사용자가 바라보는 면에 배치됨으로써 상기 FPC(196)가 상기 상부기판(102)의 비표시영역(NA)에 부착된 후 상기 상부기판(102)의 측면을 덮도록 밴딩되지 않고, 상기 상부기판(102)의 배면 쪽으로 밴딩이 된다.
따라서, 종래의 디스플레이 장치(도 1)과 비교할 때 최소 상기 FPC(196)의 두께와, 상기 FPC(196)와 상부기판(102)의 측면의 이격된 간격 만큼이 줄어들게 되어 더욱더 얇은 폭을 갖는 내로우 베젤을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 사용자가 바라보는 상부기판(102)의 외측면에는 실질적으로 투명한 재질의 기판면 만이 노출되며, FPC(196)가 실장된 부분 등은 사용자가 바라보는 방향이 아닌 하부기판(182)의 외측면이 되므로 사용자가 영상을 바라보는데 방해되거나 또는 거슬리는 구성요소가 없으므로 미관상 또는 내부 부품이 외부로 노출되는 등의 문제를 해결하기 위한 별도의 탑 케이스를 필요로 하지 않는다.
한편, 본 발명의 또다른 특징은, 외부에서 정전기가 유입하게 되면 상기 정전기 보호층(198), 상기 차광패턴(199), 상기 결합부재(201), 및 상기 지지부재(202)를 차례로 통과하면서 유입된 정전기 즉, 전하가 디스플레이 장치(100)로부터 용이하게 제거되도록 형성된 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 상부 편광판(192) 하부에 정전기 보호층(198)이 형성되며, 상기 정전기 보호층(198) 하부의 상기 비표시영역(NA)에 복수의 도전성 볼이 포함된 차광패턴(199)이 형성된다.
우선, 상기 정전기 보호층(198)은 표면저항이 104 ohm/sq ~ 1010 ohm/sq 의 범위에서 적절하게 조절될 수 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한하지 아니한다. 그러나, 상기 표면저항이 1010 ohm/sq을 초과하면 대전방지 성능이 저하될 우려가 있으며, 104 ohm/sq 보다 낮아지면 투명성 및 광학적 특성이 저하될 우려가 있다.
상기 정전기 보호층(198)는 바인더 수지 및 전도성 물질을 포함할 수 있으며, ITO와 같은 물질로 형성될 수 있다. 상기 바인더 수지는, 경화 상태에서 우수한 투명성을 가지고, 부착력이 우수하며, 내부에 분산되는 전도성 물질을 효과적으로 유지시킬 수 있는 물질일 수 있으며, 본 발명의 사상은 이에 제한하지 아니한다.
예를 들면, 바인더 수지는 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 우레탄계 수지, 페놀계 수지 또는 폴리에스테르계 수지 등을 사용할 수 있으며, 다관능성 모노머 또는 올리고머, 및 광개시제를 더 포함하는 수지 조성물을 경화시켜 제조할 수 있다. 상기 전도성 물질은, ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Antimony-doped Zinc Oxide), ATO(Antimony-doped Tin Oxide), SnO, RuO2, IrO2, 금, 은, 니켈, 구리 및 팔라듐 등의 금속, 금속 산화물 또는 합금 물질; 또는 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene), 폴리디에닐렌(polydienylene), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리페닐렌 술피드(polyphenylene sulfide) 또는 폴리설퍼니트라이드(polysulfurnitride) 등의 전도성 고분자를 사용할 수 있다. 또한, 상기 전도성 물질은, 고분자 등으로 구성되는 코어(core)의 표면에 전술한 금속, 금속 산화물 또는 합금 물질 등의 증착되어 셀(shell)을 형성하고 있는 전도성 물질을 사용할 수도 있으며, 1종 또는 2종 이상의 전도성 물질을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 차광패턴(199)은 상부기판(102) 상부의 비표시영역(NA)에 위치하며, 블랙 계열의 잉크와, 도전성 볼들을 포함할 수 있다. 이때, 유연성을 부여하거나, 가공이나 사용을 용이하게 할 수 있는 가소제의 역할을 하기 위해 에스터계 물질을 더 포함할 수 있으며, 소정의 반사성을 부여하는 금속 페이스트, 분산제, 소량의 실리콘 및 소량의 부가물을 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 계열의 잉크로는 카본블랙을 사용할 수 있는데, 외부광에 대한 반사를 억제하는 데 효과적이다.
구체적으로, 상부기판(102)의 비표시영역(NA)에는 상기 표시영역(AA)에 구비되는 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130) 및 선택적으로 공통배선(미도시)을 신호 전압을 인가시키기 위한 다양한 배선(104(104a, 104b, 104c))이 구비되며, 표시영역(AA)보다 더욱 밀도가 높아지도록 금속물질로 이루어진 구성요소를 구비함으로써 표시영역(AA) 대비 외부광에 의한 반사율이 높아지게 된다.
즉, 비표시영역(NA)에서의 외부광에 의한 반사율이 표시영역보다 높아지면서 사용자가 화상 시청 시 표시영역에의 몰입도를 저하시키게 되고, 눈부심 현상을 초래할 수 있어 본 발명에서는 차광패턴(199)을 형성함으로써 상기와 같은 현상을 억제할 수 있도록 한다.
또한, 상기 도전성 볼은 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu), 및 은(Ag) 중에서 적어도 하나 이상의 금속을 사용할 수 있는 데, 정전기를 집전하는 동시에 유입된 전하를 외부로 유도하는 통로 역할을 할 수 있다.
다음으로, 본 발명에서는 상기 상부기판(102)과 상기 지지 부재(202)를 결합시키기 위해 결합부재(201)가 형성되며, 상기 결합부재(201)는 전도성 물질로 형성된다.
여기서, 상기 결합부재(201)는 표면저항이 106 ohm/sq ~ 1012 ohm/sq 의 범위에서 적절하게 조절될 수 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한하지 아니한다. 그러나, 상기 표면저항이 1012 ohm/sq을 초과하면 대전방지 성능이 저하될 우려가 있으며, 106 ohm/sq 보다 낮아지면 투명성 및 광학적 특성이 저하될 우려가 있다.
상기 결합부재(201)는 점착성 베이스 수지 및 대전방지제를 더 포함할 수 있으며, 대전방지제는 점착성 베이스 수지와 상용성이 우수하면서도 대전방지 성능이 우수한 물질을 사용할 수 있으며, 본 발명의 사상은 이에 제한하지 아니한다.
한편, 실험적으로 본 발명에 따르면, 불필요한 외부 전하가 용이하게 제거되면서 Drive-IC 의 Burnt 불량이 발생되지 않으며, 이와 더불어 백화 현상도 개선할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 정전기에 따른 디스플레이 장치의 오작동, 및 백화현상 방지 문제를 해결할 수 있으며, 이와 더불어 디스플레이의 휘도 증가 및 화질 개선의 효과가 있다.
이후, 이러한 외부구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)의 디스플레이 패널(101)의 내부 구성에 대해 설명한다. 이때, 설명의 편의를 위해 서로 마주하는 상부기판(102) 및 하부기판(182)의 내측면을 각각의 기준 위치로 정의함으로써 각각의 기판 상에 순차 적층되는 구성요소가 각각 상기 상부기판(102) 및 하부기판(182) 내측면을 기준으로 더 높은 곳에 형성되는 경우 상부에 위치한다고 정의한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 표시영역과 비표시영역의 일부 영역을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 하나의 화소영역을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 패널(101)은 상부기판(102)과 하부기판(182) 및 이들 사이에 개재된 액정층(195)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 상부기판(102) 상부에 형성된 상부 편광판(192)과, 상기 하부기판(182) 하부에 형성된 하부 편광판(194)을 포함하여 구성되고, 상기 상부기판(102)과 상기 상부 편광판(192) 사이에 형성된 정전기 보호층(198), 및 상기 상부기판(102) 상의 상기 비표시영역(NA)에 형성된 차광패턴(199)을 포함하여 구성된다.
우선, 상측에 구비되는 상부기판(102)의 구성을 살펴보면, 상기 상부기판(102)은 베이스를 이루는 투명한 절연물질, 예를 들면, 유리 또는 플라스틱 재질의 상부기판(102)의 내측면에 게이트 절연막(110)을 사이에 두고, 그 하부 및 그 상부로 서로 종횡으로 연장되어 교차함으로써 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)이 형성된다.
도면에 도시하지 않았으나, 디스플레이 장치(100)의 모드에 따라 상기 상부기판(101) 내측면에는 상기 게이트 배선(103)과 동일한 물질로 형성되고, 상기 게이트 배선(103)과 이격하며, 각 화소영역(P)을 관통하며 공통배선(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
또한, 표시영역(AA) 외측의 비표시영역(NA)에는 상기 각 게이트 배선(103)의 일 끝단과 연결되며, 게이트 패드전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 각 데이터 배선(130)의 일끝단과 연결되며, 데이터 패드전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 공통배선(미도시)이 형성되는 경우, 상기 공통배선(미도시)의 일 끝단을 모두 연결시키는 보조공통배선(미도시)과, 상기 보조공통배선(미도시)의 일끝단과 연결되며, 공통 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
이때, 상기 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130) 및 공통배선(미도시)은 저저항 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 어느 하나로 이루어져 단일층 구조를 이루거나, 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 이중층 이상의 다중층 구조를 이루는 것이 특징이다. 이러한 배선 중 상기 상부기판(102)과 직접 접촉하는 상기 게이트 배선(103) 및 이와 연결된 게이트 전극(105)과, 공통배선(미도시)이 형성되는 경우 상기 공통배선(미도시)은 전술한 저저항 금속물질 이외에 투명 도전성 물질, 예를 들면, ITO 또는 IZO로 이루어진 하부층(미도시)이 상기 저저항 금속물질로 이루어진 상부층(미도시)과 더불어 이중층 이상의 다중층 구조를 이룰 수도 있다.
이와 같이, 저저항 금속물질로 이루어진 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105) 및 공통배선(미도시)을 투명 도전성 물질층의 하부층(미도시)과 저저항 금속물질의 상부층(미도시)의 다중층 구조로 형성하는 것은 외부광에 의한 반사율을 저감시키기 위함이다.
실험적으로, 저저항 금속물질로만으로 상기 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105) 및 공통배선(미도시)이 이루어진 경우보다 투명 도전성 물질을 하부층(미도시) 및 저저항 금속물질을 상부층(미도시)으로 하여 다중층 구조를 이루도록 한 경우가 약 25 ~ 35% 가량 외부광에 대한 반사율을 저감시키는 효과를 가짐을 알 수 있었다.
한편, 상기 각 화소영역(P)에는 전술한 단일층 또는 다중층 구성을 갖는 상기 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)의 교차하는 부근에는 상기 게이트 배선(103)과 연결된 상기 게이트 전극(105)을 포함하여 상기 게이트 전극(105) 상부로 상기 게이트 절연막(110)과, 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 이의 상부로 불순물 비정질 실리콘의 서로 이격하는 오믹콘택층(120b)으로 이루어지 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 적층됨으로써 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구성되고 있다. 여기서, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(130)과 연결되고 있다.
여기서, 도면상에는 상기 데이터 배선(130)과 게이트 절연막(110) 사이에 상기 반도체층(120)을 이루는 동일한 물질로 이루어지며, 제 1 및 제 2 패턴(121a, 121b)의 이중층 구조를 갖는 반도체 더미패턴(121)이 형성되고 있음을 도시하고 있으나, 상기 데이터 배선(130) 하부에 구비되는 상기 반도체 더미패턴(121)은 공정 제조 특성에 의해 형성된 것이므로, 생략될 수 있다.
또한, 상기 박막트랜지스터(Tr) 위로 상기 상부기판(102) 전면에 무기절연물질, 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지거나, 또는 유기절연물질, 예를들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)로 이루어진 제 1 보호층(140)이 구비되고 있다.
이때, 상기 제 1 보호층(140)에는 상기 각 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되며, 상기 각 게이트 패드전극(미도시)과 데이터 패드전극(미도시)을 각각 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(미도시) 및 데이터 패드 콘택홀(미도시)이 구비되고 있다.
또한, 상기 제 1 보호층(140)에는 상기 공통배선(미도시) 및 보조공통배선(미도시)이 형성되는 경우, 각 화소영역(P)에는 상기 공통배선(미도시)을 노출시키는 공통 콘택홀(미도시)이 구비될 수도 있으며, 상기 보조공통배선(미도시)과 연결된 공통 패드전극(미도시)을 노출시키는 공통 패드 콘택홀(미도시)이 구비되고 있다. 상기 공통배선(미도시)은 스토리지 전극으로 이용되는 경우 상기 공통 콘택홀(미도시)은 생략될 수 있다.
한편, 상기 제 1 보호층(141) 상부에는 각 화소영역(P)에 대응하여 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 각 드레인 전극(136)과 접촉하며 판 형태의 화소전극(150)이 형성되고 있으며, 상기 비표시영역(NA)에는 상기 게이트 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 게이트 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 게이트 패드전극(미도시)과, 상기 데이터 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 데이터 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 데이터 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 상기 보조공통배선(미도시)이 형성되는 경우, 상기 제 1 보호층(140) 상부에는 상기 공통 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 공통 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 상부기판(102)은 각 화소영역(P)에 화소전극(150)만이 구비됨으로써 트위스트 네마틱 모드 액정디스플레이 장치용 상부기판(102)이 되고 있지만, 상기 액정디스플레이 장치가 횡전계형 모드 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정디스플레이 장치를 이룰 경우 다양하게 변형될 수 있으며, 상기 어레이 기판이 유기전계 발광소자용 어레이 기판으로 이용될 수도 있다.
예를 들면, 횡전계형 모드 액정디스플레이 장치용 어레이 기판을 이룰 경우, 상기 각 화소영역(P)에 형성된 화소전극(150)은 판 형태가 아닌 바(bar) 형태로서 일정간격 이격하며 다수 형성되며, 이러한 다수의 바(bar) 형태의 화소전극과 나란하게 일정간격 이격하여 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극이 형성된다. 이때, 상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극은 상기 공통 콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통배선(미도시)과 접촉하는 것이 특징이다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 바(bar) 형태를 갖는 공통전극과 화소전극은 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이룸으로써 각 화소영역(P)이 상하부로 이중 도메인 영역을 이룰 수도 있다. 이렇게 화소영역(P)이 이중 도메인 영역을 이루도록 하는 것은 사용자가 표시영역을 바라보는 시야각에 변화에 따른 색차를 억제하여 표시품질을 향상시키기 위함이다.
또한, 또 다른 일례로 프린지 필드 스위칭 모드 액정디스플레이 장치용 어레이 기판을 이룰 경우, 상기 판 형태의 화소전극(150) 상부로 제 2 보호층(미도시)이 구비되며, 상기 제 2 보호층(미도시) 상부로 상기 각 판 형태의 화소전극(150)에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구(미도시)를 구비한 공통전극(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 공통전극(미도시)은 표시영역(AA) 전면에 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 제 2 개구(미도시)를 더욱 구비할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정디스플레이 장치용 어레이 기판의 경우도 상기 다수의 제 1 개구(미도시)가 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구성을 갖도록 하여 각 화소영역(P)이 이중 도메인을 갖도록 형성될 수도 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정디스플레이 장치용 어레이 기판의 경우, 상기 화소전극(150)과 공통전극(미도시)은 그 위치를 바뀌어 형성됨으로서 화소전극(150)이 상기 공통전극(미도시) 상부에 위치할 수도 있으며, 이 경우 상기 다수의 제 1 개구(미도시)는 상기 화소전극(150)에 구비될 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 상부기판(102)이 유기전계 발광소자용 어레이 기판이 되는 경우에는 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 동일한 물질로 일정간격 이격하며 전원배선이 더욱 구비되며, 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터(Tr) 이외에 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터와 상기 전원배선과 연결된 하나 이상의 구동용 박막트랜지스터가 더욱 구비되며, 상기 구동용 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결되며 제 1 전극과 유기발광층과 제 2 전극으로 이루어지는 유기전계 발광 다이오드가 더욱 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 있어서 가장 특징적인 구성 중 하나로서 전술한 트위스트 네마틱, 횡전계 방식과 프린지 필드 스위칭 모드용 및 유기전계 발광소자용 상부기판(102)에 있어서 이의 외측면의 비표시영역(NA)에 대응하여 차광패턴(199)을 형성하고, 상기 차광패턴(199)이 포함된 상부기판(102) 전면에 정전기 보호층(198) 및 상부 편광판(192)를 형성하는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 상부기판(102)에 대응하여 이의 하측에 위치하는 하부기판(182)에는 투명한 유리 또는 플라스틱 재질의 하부기판(182)의 내측면 상부에 각 화소영역(P)의 경계와 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 블랙매트릭스(183)가 구비되고 있다. 또한, 상기 블랙매트릭스(183)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(186a, 186b, 186c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터(186)가 형성되어 있다.
이때, 상기 상부기판(102)이 트위스트 네마틱 모드 상부기판(102)인 경우, 상기 컬러필터(186) 상부로 표시영역 전면에 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극(188)이 구비되고 있으며, 상기 상부기판(102)이 횡전계형 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정디스플레이 장치용 어레이 기판인 경우, 상기 컬러필터(186)를 덮으며 평탄한 표면을 갖는 오버코트층(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 이러한 구성을 갖는 상부기판(102)과 하부기판(182) 사이에는 액정층(195)이 구비되며, 상기 표시영역(AA)을 두르며 상기 액정층(195)이 새는 것을 방지하며 상기 상부기판(102)과 하부기판(182)이 합착된 상태를 이루도록 하기 위해 씰패턴이 구비됨으로써 디스플레이 패널(101)을 이루고 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 상부기판(102)과 하부기판(182) 사이의 액정층(195)이 표시영역 전면에 걸쳐 일정한 두께를 유지시키기 위해 화소영역(P)의 경계에 상기 상부기판(102)과 하부기판(182)과 동시에 접촉하는 기둥 형태의 패턴드 스페이서(미도시)가 일정간격 이격하며 다수 구비되고 있다.
또한, 이러한 구성을 갖는 디스플레이 패널(101)의 상기 하부기판(182)의 외측면에는 백라이트 유닛(200)이 구비되며, 상기 상부기판(102)의 비표시영역(NA)에 구비된 보조 게이트 및 데이터 패드전극(미도시)과 접촉하도록 FPC(flexible printed circuit) 형태의 패널구동부가 부착된다. 즉, 구동 IC칩(197)이 실장된 FPC(196)가 부착되며, FPC(196)가 상기 백라이트 유닛(200)의 외측면으로 상기 상부기판(102)의 일측단 외부로 노출되지 않도록 밴딩됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 보더리스(Borderless) 디스플레이 장치(100)를 이루고 있다.
한편, 상기 디스플레이 장치가 유기전계 발광소자를 이루는 경우, 상기 하부기판(182)을 대신하여 인캡슐레이션 기판(미도시)이 상기 상부기판(102)과 대향하고 있으며, 이러한 인캡슐레이션 기판(미도시)에는 컬러필터층과 블랙매트릭스 등의 구성요소는 없으며, 이를 이루는 베이스는 투명한 플라스틱 또는 유리재질 이외에 알루미늄 포일 또는 스테인레스 스틸 등의 불투명한 재질로 이루어져도 무방하다. 그리고 이러한 유기전계 발광소자는 자발광 소자이므로 백라이트 유닛은 생략된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)(액정디스플레이 장치 또는 유기전계 발광소자)는 상부기판(102)을 사용자가 바라보는 상측 하부기판(182)을 하측에 위치하도록 배치하고, FPC(196)를 상부기판(102)의 비표시영역(NA)에 실장한 후, 상기 FPC(196)를 상기 상부기판(102)의 측면을 덮도록 밴딩하지 않고, 상기 하부기판(182)의 외측면 더욱 정확히는 상기 하부기판(182)의 외측면에 위치하는 백라이트 유닛(200)의 배면으로 위치하도록 밴딩함으로써 종래의 액정디스플레이 장치 대비 비표시영역(NA)의 폭을 줄어 더욱더 네로우 베젤을 구현한 보더리스 제품을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 이러한 내로우 베젤을 통한 보더리스 구현과 함께, 불필요한 외부 전하를 용이하게 제거함으로써 정전기에 따른 디스플레이 장치의 오작동, 및 백화현상 방지 등의 문제를 해결할 수 있고, 디스플레이의 휘도 증가 및 화질 개선이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 표시장치 101 : 디스플레이패널
102 : 상부기판 150 : 화소전극
182 : 하부기판 186 : 컬러필터
187 : 공통전극 192 : 상부 편광판
194 : 하부 편광판 195 : 액정층
196 : FPC 197 : 구동 IC칩
198 : 정전기 보호층 199 : 차광패턴
200 : 백라이트 유닛 AA : 표시영역
NA : 비표시영역

Claims (10)

  1. 다수의 화소영역이 정의된 표시영역과, 상기 표시영역의 테두리에 정의된 비표시영역으로 구분되며, 서로 교차하는 다수의 게이트 배선 및 다수의 데이터 배선이 형성된 상부기판;과,
    상기 상부기판과 마주하여 위치하며, 컬러필터를 포함하는 하부기판;과,
    상기 상부기판 상부에 형성된 상부 편광판 및 상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판;과,
    상기 상부기판과 상기 상부 편광판 사이에 위치하는 정전기 보호층;과,
    상기 정전기 보호층 하부에 위치하며, 상기 상부기판 상의 상기 비표시영역에 위치하는 복수의 도전성 볼을 구비하는 차광패턴;과
    상기 차광패턴의 측면과 접촉하는 전도성 결합부재를 포함하며,
    상기 상부기판 일측면은, 상기 하부기판 일측면 보다 외부로 돌출된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부기판 일측면의 비표시영역의 배면에 부착되는 FPC(flexible printed circuit) 형태의 패널 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 하부기판의 하부에 위치하며, 상기 디스플레이 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛; 및
    상기 상부기판과 상기 하부기판, 상기 패널 구동부 및 상기 백라이트 유닛을 지지하는 지지 부재를 더 포함하고;
    상기 전도성 결합 부재는, 상기 상부기판을 상기 지지 부재에 결합시키는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부기판에는,
    상기 각 화소영역에 박막트랜지스터와, 이와 연결된 화소전극이 구비되며,
    상기 하부기판에는,
    컬러필터가 구비되며,
    상기 상부기판과 하부기판 사이에는 액정층이 개재된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소전극은 바(bar) 형태를 가지며,
    각 화소영역에 일정간격 이격하여 다수 형성되며,
    상기 각 화소영역에는 상기 다수의 바(bar) 형태의 화소전극과 나란하게 이격하여 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극이 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광패턴은,
    카본 블랙을 포함하고,
    상기 도전성 볼은 알루미늄(Al)으로 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전기 보호층은,
    전도성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 결합 부재는, 점착성 베이스 수지 및 대전 방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 결합 부재는, 표면저항이 106 ohm/sq 내지 1012 ohm/sq 인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 패널구동부는, 벤딩되어 지지부재 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
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