KR101993283B1 - 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판 - Google Patents

네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 상기 표시영역 외측으로 비표시영역이 구비된 기판 상에 일 방향으로 연장하며 형성된 다수의 게이트 보조 배선과; 상기 게이트 보조 배선 위로 전면에 형성되며 상기 게이트 보조 배선에 대해 게이트 콘택홀을 갖는 절연층과; 상기 절연층 위로 상기 게이트 보조 배선과 교차하며 일정간격 이격하며 형성되며 상기 게이트 콘택홀을 통해 하나 이상의 상기 게이트 보조 배선과 접촉하며 형성된 다수의 게이트 배선과; 상기 게이트 배선 위로 전면에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 일정간격 이격하며 형성되며 상기 다수의 각 게이트 보조 배선과 중첩하며 나란하게 형성된 다수의 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터를 포함하는 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.

Description

네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판{Array substrate for narrow bezel type liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 개구율 저하없이 수직 배열된 게이트 보조 배선이 구비됨으로서 표시영역 좌우측에 위치하는 비표시영역에 구비되는 게이트 패드부를 데이터 패드부와 일원화함으로서 네로우 베젤을 구현할 수 있는 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용한 장치이다.
즉, 액정표시장치는 전압이 가해지면 전계의 세기에 따라 액정의 분자배열이 바뀌고, 상기 액정의 분자배열에 따라 빛을 조절할 수 있는 특성을 이용하여 화상을 표현하는 장치로서, 공통전극을 포함하는 상부기판과 화소전극을 포함하는 하부기판과 상기 두 기판 사이에 충진된 액정층으로 구성된다.
도면을 참조하여 조금 더 상세히 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 컬러필터층(35)이 구비된 컬러필터 기판(30)과, 박막트랜지스터(미도시)와 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 및 화소전극(15)이 구비된 어레이 기판(10)과, 이들 두 기판(30, 10) 사이에 액정층(40)을 포함하여 구성되고 있다.
상기 어레이 기판(10)의 상측과 좌측의 비표시영역(NA1, NA4)에는 외부구동회로와 연결되는 다수의 게이트 패드전극(미도시) 및 데이터 패드전극(미도시)과, 이들과 각각 연결된 게이트 및 데이터 링크 배선(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)의 표시영역(DA)에는 상기 각각의 게이트 패드전극(미도시)과 상기 게이트 링크 배선(미도시)을 통해 연결되며 가로 방향으로 연장하는 다수의 게이트 배선(미도시)과, 상기 각각의 데이터 패드전극(미도시)과 상기 데이터 링크 배선(미도시)과 연결되어 세로방향으로 연장하는 데이터 배선(미도시)이 서로 교차하여 다수의 화소영역(미도시)을 정의하며 형성되고 있다.
또한, 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)이 교차하는 부근에 박막트랜지스터(미도시)가 각각 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(미도시)에는 상기 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 연결되며 화소전극(15)이 형성되어 있다.
전술한 구조를 갖는 어레이 기판(10)에 대향하며 컬러필터 기판(30)이 형성되어 있다. 상기 컬러필터 기판(30)에는 상기 각 화소영역(미도시)에 대응되며 순차 반복적으로 구비된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(미도시)을 포함하는 컬러필터층(35)과 상기 각 컬러필터 패턴(미도시) 사이에 상기 어레이 기판(10)의 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 상기 표시영역(DA) 외각을 둘러싸는 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)에 대응하여 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있으며, 전면에 공통전극(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(30) 사이에 액정층(40)이 개재되고 있으며, 상기 두 기판(10, 30)이 대응하는 테두리의 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)에 씰패턴(42)이 구성됨으로써 액정패널(2)을 이루고 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 액정패널(2)의 상기 어레이 기판(10)의 외측면에는 광원으로 이용되는 백라이트 유닛(BLU)이 구비되고 있으며, 그리고 상기 액정패널(2) 외곽에 위치하며 상기 액정패널(2)을 구동시키기 위한 구동부(미도시)를 구비함으로써 액정표시장치(1)가 완성되고 있다.
통상적으로 상기 구동부(미도시)는 인쇄회로기판(printed circuit board : PCB)(50)에 구현되며, 이러한 인쇄회로기판(50)은 상기 액정패널(2)의 게이트 배선의 일끝단에 구비되는 게이트 패드와 연결되는 게이트 인쇄회로기판(미도시)과 데이터 배선의 일끝단에 구비되는 데이터 패드와 연결되는 데이터 인쇄회로기판(50)으로 나뉜다.
또한, 이들 각각의 인쇄회로기판(미도시, 50)은 상기 액정패널(2)의 표시영역 외측에 위치하는 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4) 중 상기 표시영역의 상측과 표시영역의 좌우측에 위치하는 비표시영역에 실장되고 있다.
이때, 상기 게이트 배선의 일끝단과 연결된 게이트 패드가 구비된 게이트 패드부를 포함하는 제 4 비표시영역(NA4)에 대해서는 게이트용 인쇄회로기판(미도시)은 별도로 실장되지 않고, 이를 대신하여 구동 IC(71)를 포함하는 다수의 게이트용 FPC(61)가 실장되며, 상기 어레이 기판(10) 내에서 내부적으로 상기 데이터 패드(미도시)가 구비된 데이터 패드부를 포함하는 제 1 비표시영역(NA1)에 다수의 데이터용 FPC(62)를 매개로 부착된 데이터용 인쇄회로기판(50)과 전기적으로 연결되고 있다.
전술한 구성을 갖는 액정표시장치(1)는 TV, 모니터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA 등 다양한 전자기기에도 활발하게 적용되고 있다.
한편, 최근들어 액정표시장치는 경량박형을 추구하는 동시에 최종 제품 예를들면 모니터 또는 TV의 슬림한 디자인 구현을 위해 표시영역 외부의 비표시영역의 폭이라 정의되는 베젤을 보다 작게 형성하는 것이 요구되고 있다.
따라서, 최근에는 액정표시장치는 표시영역 좌측 또는 우측에 위치하는 게이트 패드부를 표시영역 상 또는 하측에 위치하는 제 1 또는 제 2 비표시영역에 구비되는 데이터 패드부와 일원화하여 하나의 패드부만을 구비하도록 형성됨으로서 표시영역 좌우측의 제 3 및 제 4 비표시영역의 폭을 줄여 네로우 베젤을 구현하고 있다.
한편, 표시영역의 상측 또는 하측에 하나의 패드부만을 구비한 종래의 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판은 도 2(종래의 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 표시영역 일부를 간략히 도시한 도면)에 도시한 바와같이, 표시영역 좌우측에 위치하는 비표시영역에 대응하여 게이트 패드부가 구비되지 않으므로 상기 게이트 배선(GL)에 신호 전압 인가를 위해 데이터 배선(DL)과 나란하게 배치되는 다수의 게이트 보조 배선(GAL)이 구비되고 있다.
하지만, 이렇게 데이터 배선(DL)과 나란하게 소정간격 이격하며 게이트 보조 배선(GAL)이 표시영역에 구비됨으로서 각 화소영역(P) 내부에는 상기 게이트 보조 배선(GAL)이 형성된 부분에 의해 빛이 나오게 되는 면적이 작아지게 됨으로서 개구율이 저감되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 게이트 패드부와 데이터 패드부를 일원하여 표시영역 좌우측을 네로우 베젤을 구현하면서 개구율 저하가 발생되지 않는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판은, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 상기 표시영역 외측으로 비표시영역이 구비된 기판 상에 일 방향으로 연장하며 형성된 다수의 게이트 보조 배선과; 상기 게이트 보조 배선 위로 전면에 형성되며 상기 게이트 보조 배선에 대해 게이트 콘택홀을 갖는 절연층과; 상기 절연층 위로 상기 게이트 보조 배선과 교차하며 일정간격 이격하며 형성되며 상기 게이트 콘택홀을 통해 하나 이상의 상기 게이트 보조 배선과 접촉하며 형성된 다수의 게이트 배선과; 상기 게이트 배선 위로 전면에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 일정간격 이격하며 형성되며 상기 다수의 각 게이트 보조 배선과 중첩하며 나란하게 형성된 다수의 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터를 포함한다.
이때, 상기 게이트 보조 배선은 상기 표시영역 내에서 그 길이가 동일하거나, 또는 상기 게이트 보조 배선은 상기 표시영역 내에서 그 길이가 서로 다르며, 그 각각의 일 끝단은 이와 연결되는 상기 게이트 배선이 위치하는 부분까지만 형성된 것이 특징이다.
그리고, 상기 게이트 콘택홀은 상기 게이트 보조 배선과 이와 연결되는 상기 게이트 배선과 중첩하는 부분에 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 게이트 보조 배선은 상기 모든 데이터 배선과 중첩하며 형성되거나, 또는 상기 게이트 배선의 정수배의 개수를 가지며 형성되는 것이 특징이다.
그리고, 상기 게이트 배선은 1개 내지 5개의 상기 게이트 보조 배선과 상기 게이트 콘택홀을 통해 접촉하는 것이 특징이다.
또한, 상기 데이터 배선의 일끝단에는 데이터 패드가 구비되며, 상기 데이터 패드는 상기 표시영역 상측에 위치하는 비표시영역에 구비되며, 상기 게이트 보조 배선의 일끝단에는 게이트 패드가 구비되며, 상기 게이트 패드는 상기 데이터 패드가 구비된 비표시영역에 구비된 것이 특징이다.
그리고, 상기 데이터 배선과 박막트랜지스터 위로 무기절연물질로 이루어지며 전면에 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 유기절연물질로 평탄한 표면을 가지며 표시영역에 대응하여 형성된 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층 위로 표시영역 전면에 형성되며 상기 박막트랜지스터에 대응하여 제 1 개구를 가지며 형성된 공통전극과; 상기 공통전극 위로 형성된 제 3 보호층과; 상기 제 3 보호층 위로 각 화소영역에 대응하여 바 형태의 다수의 개구를 가지며 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 화소전극을 포함하며, 상기 제 3, 2, 1 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며 상기 드레인 전극과 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉하는 것이 특징이다.
본 발명에 따를 액정표시장치용 어레이 기판은 표시영역 좌우측에 게이트 배선의 일끝단과 연결되는 게이트 패드가 구비되는 게이트 패드부가 데이터 배선의 일끝단과 연결되는 데이터 패드가 위치하는 표시영역의 상층 또는 하측에 일원화되어 구비됨으로서 표시영역 좌우측의 비표시영역의 폭을 줄여 네로우 베젤을 구현하는 효과가 있으며, 게이트 배선에 신호전압 인가를 위해 보조 게이트 배선을 표시영역 내에 데이터 배선과 중첩하도록 형성함으로서 개구율이 저감되는 것을 억제하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 종래의 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 표시영역 일부를 간략히 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 표시영역 일부에 대한 평면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어서 게이트 배선과 게이트 보조 배선만을 도시한 평면도로서 각 게이트 배선이 2개의 게이트 보조 배선과 연결된 형태를 나타낸 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어서 게이트 배선과 게이트 보조 배선만을 도시한 평면도로서 게이트 보조 배선의 형태를 나타낸 도면.
도 6은 도 3을 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부부에 대한 단면도.
도 7은 도 3을 절단선 Ⅶ-Ⅶ를 따라 절단한 부부에 대한 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 표시영역 일부에 대한 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판(100)은 표시영역에 있어 제 1 방향으로 연장하며 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 다수의 게이트 보조 배선(103)이 일정간격 이격하며 형성되고 있다.
그리고, 제 1 절연층(미도시)을 개재하여 상기 게이트 보조 배선(103)과 교차하는 제 2 방향으로 연장하며 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 다수의 게이트 배선(106)이 형성되고 있다.
이때, 상기 제 1 절연층(미도시)에는 상기 게이트 보조 배선(103)과 상기 게이트 배선(106)이 교차하는 부분에 대응하여 게이트 콘택홀(gch)이 구비되고 있으며, 상기 게이트 보조 배선(103)과 게이트 배선(106)은 상기 게이트 콘택홀(gch)을 통해 접촉하고 있는 것이 특징이다.
조금 더 상세히 설명하면, 상기 게이트 보조 배선(103)과 게이트 배선(106)은 모든 중첩되는 부분에서 서로 접촉하는 것이 아니며, 다수의 게이트 보조 배선(103) 중 하나와 상기 다수의 게이트 배선(106) 중 어느 하나가 이들 두 배선(103, 106)이 교차하여 중첩되는 부분에서 상기 게이트 콘택홀(gch)을 통해 접촉하는 것이 특징이다.
즉, 표시영역의 상측에서 하측으로 일정간격 이격하며 형성되는 게이트 배선(106)에 대해 1부터 n의 숫자를 부여하여 제 1 내지 제 n의 게이트 배선(GL1 내지 GLn)이라 칭하며, 상기 표시영역이 좌측에서 우측으로 일정간격 이격하며 형성되는 게이트 보조 배선(103)에 대해 1 내지 n의 숫자를 부여하여 제 1 내지 제 n의 게이트 보조 배선(GAL1 내지 GALn))이라 칭하는 경우, 상기 제 1 게이트 배선(GL1)은 상기 제 1 게이트 보조 배선(GAL1)과 서로 접촉하며, 상기 제 n 게이트 배선(GLn)은 상기 제 n 게이트 보조 배선(GALn)과 접촉하는 것이 특징이다. 이 경우, 상기 게이트 보조배선(103)은 상기 게이트 배선(106)의 수와 동일한 개수로 형성된 것을 일례로 나타내었다.
한편, 액정표시장치용 어레이 기판의 경우 통상적으로 게이트 배선의 개수보다는 데이터 배선의 개수가 3배 이상 더 많고 나아가 표시영역은 가로방향의 화소영역의 개수가 세로방향의 화소영역 개수보다 많다.
그러므로, 상기 게이트 보조 배선(103)은 상기 게이트 배선(106)의 개수와 같거나 또는 이 이상의 개수를 가지며 형성될 수 있으며, 따라서 이 경우 반드시 제 1 게이트 배선(GA1)과 제 1 게이트 보조 배선(GAL1)이 접촉할 필요는 없다.
즉, 모든 게이트 배선(106)에 대응하여 상기 게이트 보조 배선(103)은 하나 이상 접촉하도록 구성되면 그 접촉위치는 다양하게 변경될 수 있다. 이 경우, 어느 하나의 게이트 배선(106)과 접촉하는 게이트 보조 배선(103)은 다른 게이트 배선(106)과는 접촉하지 않도록 구성되는 것이 특징이다.
이때, 상기 각 게이트 보조 배선(103)은 상기 각 데이터 배선(130) 각각에 대응하여 이와 중첩하며 형성될 수도 있으며, 또는 상기 게이트 배선(106)의 정수배 즉, 1배 내지 5배의 개수로 선택적으로 상기 데이터 배선(130)과 중첩하며 형성될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어서 게이트 배선과 게이트 보조 배선만을 도시한 평면도로서 각 게이트 배선이 2개의 게이트 보조 배선과 연결된 형태를 나타낸 도면이다.
도시한 바와같이, 액정표시장치가 대면적화되면서 표시영역의 가장자리 부분과 중앙부에서는 게이트 배선(106) 자체의 내부 저항값 차이로 인해 신호 지연이 발생될 수 있으며 이러한 것을 방지하기 위해 상기 게이트 보조 배선(103)의 수를 상기 게이트 배선(106)의 수보다 2배 이상 더 많이 형성하여 하나의 게이트 배선(106)에 대해 2개 이상의 게이트 보조 배선(103)이 접촉하도록 형성될 수 있다.
일례로, 하나의 게이트 배선(106)에 대해 각각 2개의 게이트 보조 배선(103)이 접촉하는 구성을 이룬다고 할 경우, 상기 표시영역의 중앙부를 기준으로 제 1 내지 제 n 보조 게이트 배선(GAL1 내지 GALn)을 각각 제 1 내지 n 게이트 배선(GL1 내지 GLn)과 각각 대응되도록 접촉시키고, 나아가 제 n+1 내지 제 2n 게이트 보조 배선(GALn+1 내지 GAL2n)을 또 다시 상기 제 1 내지 제 n 게이트 배선(GL1 내지 GLn)과 접촉하도록 구성할 수도 있다.
이 경우, 각 게이트 배선(106)은 최소 2개의 게이트 보조 배선(103)과 접촉하게 되며, 2개의 게이트 보조 배선(103)으로부터 신호전압을 입력받게 되므로 게이트 배선(106) 내에서 이동 거리가 짧아지게 됨으로서 신호지연 현상을 저감시키는 효과를 갖는다.
도 4a의 경우, 제 1 내지 제 n 게이트 보조 배선(GAL1 내지 GALn)이 순차적으로 제 1 내지 제 n 게이트 배선(GL1 내지 GLn)과 연결되고, 제 n+1 내지 제 2n의 게이트 보조 배선(GALn+1 내지 GAL2n)이 순차적으로 또 다시 제 1 내지 제 n 게이트 배선(GL1 내지 GLn)과 연결된 것을 일례로 보이고 있다.
한편, 도 4b의 경우, 제 1 내지 제 n 게이트 보조 배선(GAL1 내지 GALn)이 순차적으로 제 1 내지 제 n 게이트 배선(GL1 내지 GLn)과 연결되고, 제 n+1 내지 제 2n의 게이트 보조 배선(GALn+1 내지 GAL2n)이 순차적으로 제 n 내지 제 1 게이트 배선(GLn 내지 GL1)과 연결된 것을 보이고 있다.
이때, 도면에 있어서는 상기 각 게이트 배선(106)은 2개의 게이트 보조 배선(103)과 연결된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 게이트 보조 배선(103)이 3배, 4배 및 5배의 정수배로 형성되는 경우, 하나의 게이트 배선(106)은 3개, 4개 및 5개의 게이트 보조 배선(103)과 연결될 수도 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 게이트 보조 배선(103)은 각 표시영역 내에서 이와 각각 연결되는 게이트 배선(106)까지의 길이가 다르다.
이러한 특성을 반영하여 상기 게이트 보조 배선(103)은 도 5a(본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어서 게이트 배선과 게이트 보조 배선만을 도시한 평면도로서 게이트 보조 배선의 일 형태를 나타낸 도면)에 도시한 바와같이, 각각 각 표시영역 내에서 이와 연결되는 게이트 배선(106)이 위치하는 부분까지만 형성됨으로서 각 게이트 보조 배선(103)은 각 표시영역 내에서 서로 다른 길이를 갖도록 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 각 게이트 보조 배선(103)은 이의 끝단과 중첩하는 게이트 배선(106)과 상기 게이트 콘택홀(gch)을 통해 접촉하는 구조를 이룬다.
나아가 상기 게이트 보조 배선(103)은 도 5b(본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어서 게이트 배선과 게이트 보조 배선만을 도시한 평면도로서 게이트 보조 배선의 또 다른 일 형태를 나타낸 도면)에 도시한 바와같이, 표시영역 내에서 표시영역의 상측에서 하측까지 모두 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 게이트 보조 배선(103) 각각은 그 자신과 연결되어야 할 게이트 배선(106)과 중첩되는 부분에서 게이트 콘택홀(gch)을 통해 상기 게이트 배선(106)과 접촉하고 있다.
다음, 도 3을 참조하면, 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(미도시)에 있어서는 상기 제 1 절연층(미도시) 위로 상기 게이트 배선(106)과 연결된 게이트 전극(107)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 배선(106)과 게이트 전극(107) 위로 전면에 게이트 절연막(미도시)이 구비되고 있다.
상기 게이트 절연막(미도시) 위로 상기 게이트 배선(106) 교차하며 동시에 상기 각 게이트 보조 배선(103)과 중첩하며 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 다수의 데이터 배선(130)이 형성되고 있다.
이때, 상기 게이트 배선(106)과 데이터 배선(130)이 교차하여 포획되는 영역이 화소영역(P)이 되고 있다.
그리고, 각 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 절연막(미도시) 위로 상기 게이트 전극(105)에 대응하여 반도체층(미도시)이 구비되고 있으며, 상기 반도체층(미도시) 위에서 서로 이격하며 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)이 형성되고 있다.
이때, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(130)과 연결되고 있으며, 제조 방법 상의 특성에 의해 상기 데이터 배선(130)의 하부에는 상기 액티브층(미도시)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 1 패턴(미도시)과 상기 오믹콘택층(미도시)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 2 패턴(미도시)으로 이루어진 반도체패턴(미도시)이 더욱 구비되고 있다. 이러한 반도체 패턴(미도시)은 제조 방법에 의해 생략될 수도 있다.
상기 각 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 게이트 전극(105)과 게이트 절연막(미도시)과 반도체층(미도시)과 서로 이격하는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
한편, 상기 데이터 배선과 박막트랜지스터(Tr) 위로는 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제 1 보호층(미도시)과 유기절연물질 예를들면 포토아크릴로 이루어진 제 2 보호층(미도시)이 평탄한 표면을 이루며 구비되고 있다.
그리고, 상기 제 2 보호층(미도시) 상부에는 투명도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 공통전극(미도시)이 표시영역에 대응하여 구비되고 있다.
이때, 상기 공통전극(미도시)은 표시영역 전면에 구비되며 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)을 노출시키는 제 1 개구(미도시)를 갖는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 개구(미도시)를 갖는 공통전극(미도시) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제 3 보호층(미도시)이 형성되고 있다.
이때, 상기 제 3 보호층(미도시)과 제 2 및 제 1 보호층(미도시)에는 상기 각 스위칭 영역에 대응하여 각 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(165)이 구비되고 있다.
그리고, 상기 드레인 콘택홀(165)이 구비된 상기 제 3 보호층(미도시) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지며 상기 드레인 콘택홀(165)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 화소전극(170)이 각 화소영역(P) 내에 구비되고 있다.
이때, 상기 각 화소전극(170)은 각 화소영역(P) 내에서 일정간격 이격하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 2 개구(op2)가 구비되고 있는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판(100)은 실질적으로 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(100)을 이루게 되다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판은 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(100)에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
즉, 상기 표시영역 전면에 형성되는 공통전극 없이 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역별로 개구가 없는 판형태의 화소전극이 구비됨으로서 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 수도 있으며, 또는 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역별로 교대하는 바(bar) 형태의 화소전극과 공통전극이 구비됨으로서 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 수도 있다.
이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 단면 구성에 대해 설명한다.
도 6은 도 3을 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부부에 대한 단면도이며, 도 7은 도 3을 절단선 Ⅶ-Ⅶ를 따라 절단한 부부에 대한 단면도다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역이라 칭한다.
본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판은 투명한 기판 상의 표시영역에 대응하여 제 1 방향으로 연장하며 다수의 게이트 보조 배선(103)이 일정간격 이격하며 형성되고 있다.
이때, 상기 게이트 보조 배선(103)은 그 평면 형태는 다양하게 변경될 수 있으며 즉 모두 동일한 길이를 갖도록 형성될 수도 있고, 또는 각각 이와 연결되는 게이트 배선(106)이 위치하는 부분까지 그 일 끝단이 위치하도록 형성됨으로서 상기 게이트 보조 배선(103) 각각은 그 길이가 다르게 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 이미 평면 구성을 통해 상세히 설명하였으므로 생략한다.
그리고, 상기 다수의 각 게이트 보조 배선(103)의 타 끝단은 상기 표시영역의 상측에 위치하는 비표시영역(미도시)까지 연장되고 있으며, 그 일단에는 각각 게이트 패드(미도시)가 구비되고 있다.
한편, 상기 게이트 보조 배선(103)은 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄-네오듐(AlNd)과 같은 알루미늄 합금, 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 선택되는 하나의 금속물질로 이루어져 단일층 구조를 이루거나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 다중층 구조를 이룬다.
도면에 있어서는 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.
다음, 상기 게이트 보조 배선(103) 위로 기판(100) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 절연층(105)이 형성되고 있다.
이때, 상기 절연층(105)에는 표시영역에 있어서 상기 게이트 보조 배선(103)을 노출시키는 다수의 게이트 콘택홀(gch)이 구비되고 있다. 이러한 다수의 게이트 콘택홀(gch)은 상기 절연층(105) 상부에 형성되는 게이트 배선(106)과 중첩되는 부분이 되는 것이 특징이며, 상기 각 게이트 보조 배선(103)에 대응하여 하나씩 형성되는 것이 또 다른 특징이다.
다음, 상기 절연층(105) 위로 상기 표시영역에 대응하여 상기 제 1 방향과 수직한 방향으로 연장하며 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 게이트 배선(106)이 일정간격 이격하며 형성되고 있다.
이때, 상기 게이트 배선(106)의 일끝단 또는 타끝단에는 게이트 패드는 생략되어 구성되지 않는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(100)의 경우 표시영역 좌우측에 위치하는 비표시영역(미도시)의 폭을 줄여 네로우 베젤을 구현하는 것이 특징이며, 따라서 이의 구현을 위해 게이트 패드(미도시)는 게이트 보조 배선(103)의 일끝단에 형성되었기 때문이다.
한편, 상기 게이트 배선(106)은 이와 중첩하는 게이트 보조 배선(103) 중 상기 절연층(105)에 구비된 게이트 콘택홀(gch)에 대응하여 상기 게이트 보조 배선(103)과 접촉하는 것이 특징이다.
따라서, 이러한 구성에 의해 상기 게이트 보조 배선(103)의 일 끝단에 구비된 게이트 패드(미도시)를 통해 이와 접촉된 구동IC(미도시) 또는 인쇄회로기판(미도시)으로부터 신호전압이 인가되면 상기 게이트 보조 배선(103)을 통해 이와 접촉하는 게이트 배선(106)으로 인가되는 것이 특징이다.
한편, 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 상기 게이트 배선(106)과 연결된 게이트 전극(107)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 배선(106)과 게이트 전극(107) 위로 게이트 절연막(113)이 구비되고 있으며, 상기 게이트 절연막(113) 위로 상기 제 1 방향으로 연장하며 상기 게이트 배선(106)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(130)이 형성되고 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판(110)에 있어서 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 데이터 배선(130)은 상기 절연층(105) 하부에 형성된 상기 게이트 보조 배선(103)과 중첩하며 형성되고 있다.
이러한 구성 즉 게이트 보조 배선(103)과 데이터 배선(130)이 중첩하며 형성됨으로서 실질적으로 게이트 배선(106)과 데이터 배선(130)으로 둘러싸인 영역이라 정의되는 화소영역(P)에는 상기 게이트 보조 배선(103)이 위치하지 않게 되므로 상기 게이트 보조 배선(103)에 의해 화소영역이 가려지는 부분이 없다.
그러므로 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판(100)은 게이트 보조 배선(103)이 구비되지만 게이트 배선(106)과 데이터 배선(130)만이 형성되는 어레이 기판과 동등한 수준의 개구율을 갖게되며, 따라서 종래의 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판 대비 개구율 측면에서 향상되는 효과를 갖는다.
한편, 각 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 절연막(미도시) 위로 상기 게이트 전극(107)에 대응하여 반도체층(미도시)이 구비되고 있으며, 상기 반도체층(120) 위에서 서로 이격하며 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)이 형성되고 있다. 이때, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(130)과 연결되고 있다.
상기 각 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 게이트 전극(107)과 게이트 절연막(113)과 반도체층(120)과 서로 이격하는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
이때, 상기 반도체층(120)은 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지며 서로 이격하는 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 이중층 구조를 갖는 구성을 이룰 수도 있고, 또는 산화물 반도체 물질 예를들면 예를들면 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 산화물 반도층의 단일층 구조를 갖는 구성을 이룰 수도 있다.
도면에 있어서는 상기 반도체층(120)은 액티브층(120a)과 서로 이격하는 오믹콘택층(120b)의 구성을 갖는 것을 일례로 나타내었다.
한편, 상기 반도체층이 비정질 실리콘의 이중층 구조를 이루는 경우, 그 제조 방법 상의 특성에 의해 상기 데이터 배선(130)의 하부에는 상기 액티브층(120a)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 1 패턴(121a)과 상기 오믹콘택층(120b)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 2 패턴(121b)으로 이루어진 반도체패턴(121)이 더욱 구비되고 있다. 이러한 반도체 패턴(121)은 제조 방법을 달리함으로서 생략될 수도 있다.
한편, 상기 데이터 배선(130)과 박막트랜지스터(Tr) 위로는 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제 1 보호층(140)과 유기절연물질 예를들면 포토아크릴로 이루어진 제 2 보호층(150)이 평탄한 표면을 이루며 구비되고 있다.
그리고, 상기 제 2 보호층(150) 상부에는 투명도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 공통전극(160)이 구비되고 있다.
이때, 상기 공통전극(160)은 표시영역 전면에 구비되며 각 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)을 노출시키는 제 1 개구(op1)를 갖는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 개구(op1)를 갖는 공통전극(160) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제 3 보호층(163)이 형성되고 있다.
이때, 상기 제 3 보호층(163)과 제 2 및 제 1 보호층(150, 140)에는 상기 각 스위칭 영역(TrA)에 대응하여 각 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(165)이 구비되고 있다.
그리고, 상기 드레인 콘택홀(165)이 구비된 상기 제 3 보호층(163) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지며 상기 드레인 콘택홀(165)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 화소전극(170)이 각 화소영역(P) 내에 구비되고 있다.
상기 각 화소전극(170)은 각 화소영역(P) 내에서 일정간격 이격하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 2 개구(op2)가 구비되고 있는 것이 특징이다.
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 화소전극(170) 내에 구비되는 다수의 제 2 개구(op2)는 곧은 직선 형태의 바(bar) 형태를 가질 수도 있으며, 또는 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 상하로 대칭적으로 꺾인 구조를 이룰 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 어레이 기판(100)은 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(100)을 이루며, 이러한 어레이 기판(100)에 있어 상기 공통전극(170)과 화소전극(160)은 그 형태와 위치를 다양하게 변경할 수 있음은 자명한다.
즉, 상기 표시영역 전면에 형성되는 공통전극 없이 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역별로 개구가 없는 판 형태의 화소전극이 구비됨으로서 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 수도 있으며, 또는 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역별로 교대하는 바(bar) 형태의 화소전극과 공통전극이 구비됨으로서 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 수도 있다.
한편, 전술한 한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판(100)은 게이트 보조 배선(103)과 데이트 배선(130)을 중첩 형성하여 기기 게이트 보조 배선(103)에 의해 화소영역(P)이 가려지는 부분이 없도록 하는 구성을 이루는 것이 특징이다.
따라서, 상기 게이트 보조 배선(103)에 형성에 의해 개구율이 저감되는 것을 억제하여 할 수 있으며, 이에 의해 종래의 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판 대비 개구율을 향상시키는 효과가 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판과 액정층을 개재하여 컬러필터층이 구비된 대향기판을 구비하고, 상기 어레이 기판에 있어 상기 게이트 패드와 데이터 패드가 형성된 표시영역 상측 또는 하측의 비표시영역에는 상기 게이트 및 데이터 패드 전극과 접촉하며 구동 IC가 실장되거나, 또는 FPC를 매개로하여 인쇄회로기판이 실장됨으로서 네로우 베젤 타입 액정표시장치를 이루게 된다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : (네로우 베젤 타입 액정표시장치용)어레이 기판
103 : 게이트 보조 배선
106 : 게이트 배선
130 : 데이터 배선
170 : 화소전극
gch : 게이트 콘택홀
Tr : 박막트랜지스터

Claims (8)

  1. 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 상기 표시영역 외측으로 비표시영역이 구비된 기판 상에 일 방향으로 연장하며 형성된 다수의 게이트 보조 배선과;
    상기 게이트 보조 배선 위로 전면에 형성되며 상기 게이트 보조 배선에 대해 게이트 콘택홀을 갖는 절연층과;
    상기 절연층 위로 상기 게이트 보조 배선과 교차하며 일정간격 이격하며 형성되며 상기 게이트 콘택홀을 통해 하나 이상의 상기 게이트 보조 배선과 접촉하며 형성된 다수의 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선 위로 전면에 형성된 게이트 절연막과;
    상기 게이트 절연막 위로 일정간격 이격하며 형성되며 상기 다수의 각 게이트 보조 배선과 중첩하며 나란하게 형성된 다수의 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터를 포함하며,
    상기 게이트 보조 배선의 전부는 상기 데이터 배선에 의해 가려지는 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 보조 배선은 상기 표시영역 내에서 그 길이가 동일한 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 보조 배선은 상기 표시영역 내에서 그 길이가 서로 다르며, 그 각각의 일 끝단은 이와 연결되는 상기 게이트 배선이 위치하는 부분까지만 형성된 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 콘택홀은 상기 게이트 보조 배선과 이와 연결되는 상기 게이트 배선과 중첩하는 부분에 형성된 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 보조 배선은 상기 모든 데이터 배선과 중첩하며 형성되거나,
    또는 상기 게이트 배선의 정수배의 개수를 가지며 형성되는 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 배선은 1개 내지 5개의 상기 게이트 보조 배선과 상기 게이트 콘택홀을 통해 접촉하는 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 배선의 일끝단에는 데이터 패드가 구비되며, 상기 데이터 패드는 상기 표시영역 상측에 위치하는 비표시영역에 구비되며,
    상기 게이트 보조 배선의 일끝단에는 게이트 패드가 구비되며, 상기 게이트 패드는 상기 데이터 패드가 구비된 비표시영역에 구비된 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 배선과 박막트랜지스터 위로 무기절연물질로 이루어지며 전면에 형성된 제 1 보호층과;
    상기 제 1 보호층 위로 유기절연물질로 평탄한 표면을 가지며 표시영역에 대응하여 형성된 제 2 보호층과;
    상기 제 2 보호층 위로 표시영역 전면에 형성되며 상기 박막트랜지스터에 대응하여 제 1 개구를 가지며 형성된 공통전극과;
    상기 공통전극 위로 형성된 제 3 보호층과;
    상기 제 3 보호층 위로 각 화소영역에 대응하여 바 형태의 다수의 개구를 가지며 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 화소전극
    을 포함하며, 상기 제 3, 2, 1 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며 상기 드레인 전극과 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉하는 것이 특징인 네로우 베젤 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
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