KR102299113B1 - 표시 장치 - Google Patents

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전영주
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Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 위에 위치하는 공통 전압 배선; 상기 공통 전압 배선 위에 위치하며 상기 공통 전압 배선의 일부를 드러내는 차광막층; 상기 제2 기판 위에 위치하는 공통 전극; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재를 포함하고, 상기 밀봉재는 제1 밀봉부 및 상기 제1 밀봉부와 다른 색상을 가지는 제2 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉부는 상기 차광막층에 덮여 있지 않고 드러난 상기 공통 전압 배선의 일부와 중첩한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
현재 표시 장치는 평판 표시 장치(flat panel display)가 폭발적으로 시장을 점유하면서 급속한 성장을 하고 있다. 평판 표시 장치는 화면의 크기에 비해 두께가 얇은 표시 장치를 말하며, 널리 사용되는 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(liquid crystal display)와 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등이 있다.
그 중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 것이다. 이중에서도 한 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조의 액정 표시 장치가 주류이다. 액정 표시 장치에서의 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 데이터 전압을 인가하고 공통 전극에 공통 전압을 인가함으로써 이루어진다.
이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자 소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선과 화소 전극에 인가될 데이터 전압을 전달하는 데이터선을 표시판에 설치한다. 또한 공통 전극에 공통 전압을 인가하기 위해 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 표시판에 공통 전압을 전달하는 배선을 더 형성하고 도전 볼을 일부 영역에 떨어뜨려 제2 밀봉부를 형성하여 이를 통해 공통 전압 배선과 공통 전극을 전기적으로 연결시킨다. 공통 전극에 균일한 등전위를 형성하기 위해서는 충분한 개수의 제2 밀봉부가 필요하나 공간적인 한계와 공정상 한계로 인해 제2 밀봉부 개수는 한정된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제2 밀봉부에서의 빛샘을 방지하는 표시 장치를 제공하자고 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 위에 위치하는 공통 전압 배선; 상기 공통 전압 배선 위에 위치하며 상기 공통 전압 배선의 일부를 드러내는 차광막층; 상기 제2 기판 위에 위치하는 공통 전극; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재를 포함하고, 상기 밀봉재는 제1 밀봉부 및 상기 제1 밀봉부와 다른 색상을 가지는 제2 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉부는 상기 차광막층에 덮여 있지 않고 드러난 상기 공통 전압 배선의 일부와 중첩한다.
상기 제2 밀봉부는 블랙 색상을 가질 수 있다.
상기 제2 밀봉부의 OD(Optical Density) 값은 2.0 이상일 수 있다.
상기 제2 밀봉부는 카본 블랙 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 밀봉부는 상기 제1 밀봉부와 동일 층에 위치할 수 있다.
상기 제2 밀봉부는 상기 공통 전극 및 상기 공통 전압 배선을 전기적으로 연결하는 도전 볼을 포함할 수 있다.
상기 도전 볼은 유기물로 이루어진 볼 형상의 몸체와 상기 몸체의 표면에 형성된 도전층으로 이루어진 믹스 볼일 수 있다.
상기 차광막층은 상기 공통 전압 배선의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 포함할 수 있다.
상기 접촉 구멍에는 단차 보상층을 더 포함하고, 상기 단차 보상층 위에 상기 공통 전압 배선이 위치할 수 있다.
상기 단차 보상층은 청색 색필터를 포함할 수 있다.
상기 차광막층은 블랙 계열의 물질로 형성될 수 있다.
상기 밀봉재는 상기 표시 영역 둘레를 따라 형성될 수 있다.
상기 공통 전압 배선은, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 공통 전압 배선; 및 상기 제1 공통 전압 배선 위에 위치하면서 상기 제2 밀봉부와 접촉되는 제2 공통 전압 배선을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판의 표시 영역에 위치하는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 색필터; 상기 색필터 위에 위치하는 화소 전극; 및 상기 색필터 위에 위치하는 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 차광 부재의 상부면에서 돌출되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 유지하는 컬럼 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 차광막층은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 컬럼 스페이서는 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 컬럼 스페이서는 일체로 형성될 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 컬럼 스페이서는 블랙 계열의 물질로 형성될 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 제2 밀봉부를 제1 밀봉부와 다른 색을 가지도록 함으로써, 제2 밀봉부에 위치하는 단차 보상층이 외부 광에 의해 시인되는 것을 방지할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일 화소에 대한 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 3은 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 표시 영역과 주변 영역의 일 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 일 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 일 부분을 확대한 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면, 도 1 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 그 사이에 들어 있는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)은 함께 액정 표시판 조립체(300)을 이룬다.
반면, 평면상 구조로 볼 때 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)은 영상을 표시하는 표시 영역(50)과 그 주변에 위치하는 주변 영역(60)을 포함한다.
표시 영역(50)은 복수의 신호선(signal line)(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(도시하지 않음)를 포함한다.
신호선은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(도시하지 않음)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(data line)(도시하지 않음)을 포함한다.
각 화소는 신호선에 연결된 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자(도시하지 않음), 각 스위칭 소자와 연결되어 있으며 하부 표시판(100)에 형성되어 있는 화소 전극(pixel electrode)(도시하지 않음), 상부 표시판(200)에 형성되어 있는 공통 전극(도시하지 않음), 그리고 액정층(도시하지 않음)을 포함한다. 화소 전극은 스위칭 소자를 통해 데이터 전압을 인가받는다. 공통 전극은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다.
게이트선에 게이트 신호를 인가하면 데이터 전압이 데이터선을 통해 하부 표시판(100)의 화소 전극에 인가되고 화소 전극은 공통 전압을 인가 받은 상부 표시판(200)의 공통 전극과 함께 액정층에 전기장을 생성한다. 그러면 액정층의 액정 분자들의 기울어진 정도에 따라 액정층에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라지고, 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나며 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
주변 영역(60)은 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)이 모두 존재하는 제1 주변 영역(61)과 상부 표시판(200)은 존재하지 않고 하부 표시판(100)이 드러나 있는 제2 주변 영역(62)을 포함한다. 제2 주변 영역(62)은 제1 주변 영역(61) 주변에 위치한다.
제1 주변 영역(61)에는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 결합시켜 고정하고 액정층을 가두는 밀봉재(sealant)(310)가 형성되어 있다. 밀봉재(310)는 표시 영역(50) 둘레를 따라 형성되어 있다.
밀봉재(310)는 제1 밀봉부(310a)와 도전성을 가지는 도전 볼(도시하지 않음)을 가지는 제2 밀봉부(310b)를 포함한다.
제2 주변 영역(62)에는 게이트 구동부(400)와 데이터 구동부(500)가 위치한다. 게이트 구동부(400)는 표시 영역(50)의 게이트선과 연결되어 있으며 각 화소의 스위칭 소자를 턴 온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선에 인가한다. 데이터 구동부(500)는 표시 영역(50)의 데이터선과 연결되어 있으며 데이터 전압을 데이터선에 인가한다. 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)는 집적 회로 칩의 형태로 제2 주변 영역(62)의 하부 표시판(100) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 하부 표시판(100)에 부착되거나, 하부 표시판(100)에 박막 트랜지스터 등과 함께 집적될 수도 있다.
이제, 도 2 및 도 3을 참고하여 표시 영역에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소에 대해 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일 화소에 대한 액정 표시 장치의 배치도이다. 도 3은 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 자른 단면도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있을 수 있다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121), 복수의 강압 게이트선(123) 및 복수의 유지 전극선(125)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121) 및 강압 게이트선(123)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 게이트선(121)은 위아래로 돌출한 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 포함하고, 강압 게이트선(123)은 위로 돌출한 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룬다.
유지 전극선(125)도 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(125)은 위 아래로 돌출한 유지 전극(129), 게이트선(121)과 대략 수직하게 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부(128) 및 한 쌍의 세로부(128)의 끝을 서로 연결하는 가로부(127)를 포함한다. 가로부(127)는 아래로 확장된 유지 확장부(126)를 포함한다.
게이트 도전체(121, 123, 125) 위에는 게이트 도전체(121, 123, 125)를 덮는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어질 수 있는 복수의 선형 반도체(154)가 형성되어 있다. 선형 반도체(154)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 전극(124h, 124l, 124c)에 대응하는 위치에 형성되어 있는 가지를 포함한다. 즉, 선형 반도체(154)는 제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l)을 향하여 뻗어 나와 제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l)에 대응하는 위치에 형성되어 있는 제1 및 제2 반도체(154h, 154l)를 포함한다. 그리고, 제2 반도체(154l)에서 연장되어 제3 게이트 전극(124c)에 대응하는 위치에 형성되어 있는 제3 반도체(154c)를 포함한다.
선형 반도체(154) 위에는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161)가 형성되어 있으며, 게이트 전극(124h, 124l, 124c)에 대응하는 위치에서 선형 반도체(154)를 일부 노출시키면서 형성되어 있다. 즉, 제1 반도체(154h) 위에는 제1 저항성 접촉 부재(163h, 165h)가 형성되어 제1 저항성 접촉 부재(163h, 165h) 사이에는 선형 반도체(154)가 노출되어 있다. 이와 같이 제2 반도체(154l) 및 제3 반도체(154c)위에도 각각 제2 저항성 접촉 부재(163l, 165l) 및 제3 저항성 접촉 부재(163c, 165c)가 형성되어 있으며, 선형 반도체(154)가 각각 일부 노출되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163h, 165h, 163l, 165l, 163c, 165c) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171), 복수의 제1 드레인 전극(175h), 복수의 제2 드레인 전극(175l), 그리고 복수의 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121), 강압 게이트선(123) 및 유지 전극선(125)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 향하여 뻗어 있으며, 'U'자 형태를 가지는 제1 소스 전극(173h) 및 위 아래가 뒤집힌 'U'자 형태를 가지는 제2 소스 전극(173l)을 포함한다. 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)은 도시된 바와 같이 일측변을 서로 공유하면서 전기적으로 연결되어 있다.
제1 드레인 전극(175h)은 넓은 한쪽 끝 부분과 꺾인 막대 형상의 선형 부분을 가진다. 선형 부분의 끝은 제1 소스 전극(173h)으로 둘러싸여 있으며 넓은 한쪽 끝 부분은 폭이 넓게 형성되어 상부층과 접촉할 수 있는 공간을 제공한다. 제2 드레인 전극(175l)은 꺾인 막대 형상의 선형 부분, U자 형태의 한쪽 끝 부분 및 폭이 확대되어 넓은 부분을 포함한다. 선형 부분의 끝은 제2 소스 전극(173l)에 의하여 둘러싸여 있으며, U자 형태의 한쪽 끝 부분은 제3 소스 전극(173c)을 이룬다. 또한, 폭이 확대된 넓은 부분은 상부층과 접촉할 수 있는 공간을 제공한다. 한편, 제3 드레인 전극(175c)은 직선 막대 형상의 선형 부분 및 넓은 한쪽 끝 부분(177c)을 가진다. 선형 부분의 끝은 제3 소스 전극(175c)에 의하여 둘러싸여 있으며, 넓은 한쪽 끝 부분(177c)은 유지 확장부(126)와 중첩하여 강압 축전기(Cstd)를 이룬다.
제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c), 제1 내지 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c) 및 제1 내지 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c)은 제1 내지 제3 반도체(154h, 154l, 154c)와 함께 각각 하나의 제1, 제2 및 제3 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qh, Ql, Qc)를 형성한다. 이 때, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 각 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 각 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이의 각 반도체(154h, 154l, 154c)에 형성된다. 각 채널은 각 반도체(154h, 154l, 154c) 중에서 저항성 접촉 부재(163h, 165h, 163l, 165l, 163c, 165c)로 가려지지 않고 노출된 영역에 형성될 수 있다.
또한, 반도체(154h, 154l, 154c)를 포함하는 선형 반도체(154)는 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(171, 175h, 175l, 175c) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165h)와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가진다. 즉, 반도체(154h, 154l, 154c)를 포함하는 선형 반도체(154)에는 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171, 175h, 175l, 175c)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터 도전체(171, 175h, 175l, 175c) 및 노출된 반도체(154h, 154l, 154c) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 하부 보호막(180p)이 형성되어 있다.
하부 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230)는 제1 박막 트랜지스터(Qh), 제2 박막 트랜지스터(Ql) 및 제3 박막 트랜지스터(Qc) 등이 위치하는 곳을 제외한 대부분의 영역에 위치한다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 또한, 각 색필터(230)는 이웃하는 데이터선(171) 사이의 공간에서 세로 방향으로 길게 형성될 수도 있으며, 동일한 색의 색필터(230)는 인접하지 않을 수 있다.
하부 보호막(180p) 및 색필터(230) 위에는 유기 물질로 형성된 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다.
하부 보호막(180p) 및 상부 보호막(180q)에는 제1 드레인 전극(175h)의 넓은 끝 부분을 드러내는 제1 접촉 구멍(185h), 제2 드레인 전극(175l)의 폭이 확대된 넓은 부분을 드러내는 제2 접촉 구멍(185l)이 형성되어 있다. 그리고, 유지 확장부(126)의 상부이며, 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 한쪽 끝 부분(177c)과 중첩하지 않는 영역을 드러내는 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있다.
상부 보호막(180q) 위에는 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)을 포함하는 화소 전극과 차폐 전극(193)이 형성되어 있다.
제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 열 방향으로 인접한다. 제2 부화소 전극(191l)의 높이는 제1 부화소 전극(191h)의 높이보다 높으며 대략 1배 내지 3배일 수 있다.
제1 부화소 전극(191h)의 전체적인 모양은 사각형이며, 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 포함하는 십(十)자 줄기부(195h), 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부(196h), 그리고 제1 접촉 구멍(185h)을 통하여 제1 드레인 전극(175h)과 전기적으로 연결되기 위하여 외곽 줄기부(196h)의 하단으로부터 아래로 돌출한 돌출부(192h)를 포함한다. 또한, 십자 줄기부(195h)와 외곽 줄기부(186h)에 각각 일측 단이 연결되어 있으며, 사선 방향으로 형성되어 있는 제1 미세 가지 전극(91h)이 형성되어 있다.
제2 부화소 전극(191l)의 전체적인 모양도 사각형이며, 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 포함하는 십(十)자 줄기부(195l), 상단 가로부(196la) 및 하단 가로부(196lb), 제2 접촉 구멍(185l)을 통하여 제2 드레인 전극(175l)와 전기적으로 연결되도록 상단 가로부(196la)의 상단으로부터 위로 돌출되어 있는 돌출부(192l)을 포함한다. 또한, 십자 줄기부(195l)에 각각 일측 단이 연결되어 있으며, 사선 방향으로 형성되어 있는 제2 미세 가지 전극(91l)이 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각은 각각의 십자 줄기부(195h, 195l)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어진다. 각 부영역은 십자 줄기부(195h, 195l)로부터 바깥쪽으로 비스듬하게 뻗는 복수의 미세 가지 전극(91h, 91l)을 포함한다. 각 부영역 내의 미세 가지 전극(91h, 91l)은 미세 슬릿 패턴을 형성하며, 미세 가지 전극(91h, 91l)이 게이트선(121)과 이루는 각은 대략 45도 또는 135도일 수 있다. 이웃하는 두 부영역의 미세 가지 전극 (91h, 91l)은 서로 직교할 수 있다.
제1 부화소 전극(191h)의 돌출부(192h)는 제1 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 제2 부화소 전극(191l)의 돌출부(192l)는 제2 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때 제2 부화소 전극(191l)이 인가 받는 데이터 전압은 제1 부화소 전극(191h)이 인가 받는 데이터 전압보다 작을 수 있다.
한편, 차폐 전극(193)은 제3 접촉 구멍(185c)을 통하여 유지 확장부(126)와 전기적으로 연결되며, 유지 확장부(126)에 인가되는 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 인가 받는다. 차폐 전극(193)은 데이터선(171)의 일부를 덮으면서 데이터선(171)을 전기적으로 차단하여 커플링에 의한 신호 지연을 막는다. 한편, 차폐 전극(193)은 유지 확장부(126)와 연결되어 화소의 유지 용량을 증가시키는 역할도 수행할 수 있다
색필터(230)가 위치하지 않는 영역 및 색필터(230)의 일부와 중첩하는 영역 위에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 상부 절연막(180q) 위에 위치하며, 차폐 전극(193)의 위에 형성되어 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 제1 박막 트랜지스터(Qh), 제2 박막 트랜지스터(Ql) 및 제3 박막 트랜지스터(Qc) 등이 위치하는 영역을 덮는 부분 및 데이터선(171)을 따라 뻗는 부분을 포함한다.
액정층(3)에는 차광 부재(220)의 상부면에서 돌출되어 형성된 컬럼 스페이서(CS)가 위치한다. 컬럼 스페이서(CS)는 액정층(3)의 셀 갭과 실질적으로 동일한 두께를 가지며, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)의 간격을 유지하는 역할을 한다. 컬럼 스페이서(CS)는 차광 부재(220)와 동일한 물질로 형성되고, 또한 차광 부재(220)와 일체로 형성된다.
차광 부재(220)와 컬럼 스페이서(CS)는 블랙 계열의 물질로 형성되며, 상기 블랙 계열의 물질은 카본 블랙, 유기 안료, 무기 안료, RGB 혼합 안료 중에서 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있다.
제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l) 및 차광 부재(220) 위에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다.
데이터 전압이 인가된 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 액정 분자가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사된 빛의 편광의 변화 정도가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나며 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
본 발명의 일 실시예에서 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 미세 슬릿(91h, 91l)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 부영역을 포함하므로 액정층(3)의 액정 분자들이 기울어지는 방향도 총 네 방향이 된다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
제1 부화소 전극(191h)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clch)를 이루고, 제2 부화소 전극(191l)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcl)를 이루어 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qh, Ql)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 유지 전극(129)을 비롯한 유지 전극선(125)과 중첩하여 제1 및 제2 유지 축전기(Csth, Cstl)를 이루며, 제1 및 제2 유지 축전기(Csth, Cstl)는 각각 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 전압 유지 능력을 강화한다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)의 전압이 달라질 수 있는데, 이와 같이 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)의 전압이 다르면 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)에 작용하는 전압이 다르므로 휘도 또한 달라진다. 따라서 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 전압을 적절하게 맞추면 측면 시인성을 향상할 수 있다.
다음 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
상부 표시판(200)은 투명한 제2 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 전면에 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체로 만들어질 수 있다. 공통 전극(270) 위에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있고 수직 배향막일 수 있다.
하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarization)(도시하지 않음)가 구비되어 있을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시판(200)은 제2 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성된 간단한 구조이기 때문에 액정 표시 장치의 제조 공정이 단순화되고, 하부 표시판(100)과의 오정렬 문제를 줄일 수 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 들어 있는 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함하며 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.
액정층(3)은 복수의 액정을 포함한다.
화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 전압이 인가되면, 액정은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 형성된 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직한 방향으로 방향을 바꾼다. 액정이 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나고 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참고하여 주변 영역에 위치하는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀봉재에 대해 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 표시 영역과 주변 영역의 일 부분을 확대한 도면으로, 도 1의 절단선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 자른 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 일 부분을 확대한 도면으로, 도 1의 절단선 Ⅴ-Ⅴ을 따라 자른 단면도이다. 도 6은 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 일 부분을 확대한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 표시 영역(50)에는 게이트 전극(124), 선형 반도체(154), 저항성 접촉 부재(161), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175), 색필터(230), 화소 전극(191), 차광 부재(220), 및 컬럼 스페이서(CS)를 포함한다. 도 2 및 도 3을 참고하여 설명한 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역(60)에는 제1 공통 전압 배선(122), 단차 보상층(235), 제2 공통 전압 배선(194), 차광막층(225), 제1 밀봉부(310a), 제2 밀봉부(310b)를 포함할 수 있다.
주변 영역(60)의 제1 기판(110) 위에는 제1 공통 전압 배선(122)이 위치한다. 제1 공통 전압 배선(122)은 외부에서 공통 전압(Vcom)을 인가 받아 제2 공통 전압 배선(194)에 전달한다.
제1 공통 전압 배선(122)은 표시 영역(50)은 게이트 전극(124)과 동일한 물질로 동일한 공정을 통해서 또는, 별개의 공정을 통해서 형성될 수 있다. 제1 공통 전압 배선(122)은 다양한 도전성 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅시텐(W), 몰리브덴 텅스텐 합금(MoW) 또는 금(Au) 등의 물질로 형성할 수 있다.
제1 공통 전압 배선(122) 위에는 게이트 절연막(140)과 하부 보호막(180p)이 차례로 위치하고, 하부 보호막(180p) 위에는 단차 보상층(235)이 형성될 수 있다.
단차 보상층(235)은 표시 영역(50)에 위치하는 색필터(230)와 동일한 물질로 동일한 공정을 통해서 형성될 수 있다. 특히, 단차 보상층(235)은 청색의 색필터(230)를 포함할 수 있다. 청색의 색필터가 적색의 색필터 또는 녹색의 색필터 보다 잘 빛샘을 차단할 수 있다.
제1 공통 전압 배선(122) 및 단차 보상층(235) 위에는 제2 공통 전압 배선(194)이 형성되어 있다. 제2 공통 전압 배선(194)은 제1 공통 전압 배선(122) 및 제2 밀봉부(310b)와 접촉되어 있다. 제2 공통 전압 배선(194)은 제1 공통 전압 배선(122)에 인가된 공통 전압(Vcom)을 제2 밀봉부(310b)를 통해서 후술하는 공통 전극(270)에 전달할 수 있다. 제1 공통 전압 배선(122)과 제2 공통 전압 배선(194)을 함께 공통 전압 배선이라 하며, 공통 전압 배선의 구조는 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 공통 전압 배선(194)은 표시 영역(50)에 위치하는 화소 전극(191)과 동일한 공정을 통해서 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 형성될 수 있다. 다른 실시예로서, 제2 공통 전압 배선(194)은 금속과 같은 불투명한 물질로 이루어질 수 있는데, 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo) 또는 이들의 합금 또는 이중층으로 형성될 수 있다.
제2 공통 전압 배선(194) 위에는 차광막층(225)이 형성된다. 차광막층(225)은 외부 광이 제2 공통 전압 배선(194)에 반사되는 것을 방지하기 위해서 블랙 계열의 물질을 포함하여 형성할 수 있다. 차광막층(225)은 표시 영역(50)의 차광 부재(220)와 동일한 물질로 동일한 공정을 통해서 형성될 수 있다.
차광막층(225)은 단차 보상층(235)을 드러내는 접촉 구멍(225)을 포함할 수 있다. 단차 보상층(235)은 접촉 구멍(225)을 통해서 제2 밀봉부(310b)에 노출될 수 있다. 또한, 단차 보상층(235) 위에 위치하는 제2 공통 전압 배선(194)도 접촉 구멍(225)을 통해서 제2 밀봉부(310b)에 노출될 수 있다.
즉, 차광막층(225) 위에는 제1 밀봉부(310a)가 위치하고, 단차 보상층(235) 위에는 제2 밀봉부(310b)가 위치할 수 있다.
밀봉재(310)는 표시 영역(50) 둘레를 따라 형성되면서, 제1 기판(110)과 제2 기판(210)을 결합시킬 수 있다.
밀봉재(310)는 제1 밀봉부(310a) 및 제1 밀봉부(310a)와 다른 색상을 가지는 제2 밀봉부(310b)를 포함할 수 있다.
제1 밀봉부(310a)에 대해서도 좀더 자세히 설명하면, 제1 밀봉부(310a)는 액정 주입을 위한 갭을 형성하고 주입된 액정의 누설을 방지하고 액정 셀 내로 수분 및 외부공기의 침입 방지을 방지하는 역할을 한다. 통상적으로 에폭시 수지를 사용하며 셀갭 제어를 위해 글라스 화이버(glass fiber)나 스페이서(spacer)를 혼입한다. 이런 제1 밀봉부(310a)의 요구 특성은 신뢰성, 저 경화 수축율, 치수 안정성, 고순도, 비오염성을 가져야 한다. 그리고 크게 열에 의해 경화되는 열경화성과 자외선에 의해 경화하는 자외선 경화성 수지로 나뉜다. 또한 제1 밀봉부(310a)는 일반적으로 흰색을 띠고 있다.
제2 밀봉부(310b)은 단차 보상층(235)과 중첩하고, 단차 보상층(235)과 인접한 차광막층(225) 일부와 중첩할 수 있다.
제2 밀봉부(310b)는 제2 공통 전압 배선(194)과 제2 기판(210) 위에 위치하는 공통 전극(270)을 전기적으로 연결하는 도전 볼(71)을 포함할 수 있다.
도전 볼(71)의 하부는 단차 보상층(235) 위에 위치하는 제2 공통 전압 배선(194)과 접촉하며, 도전 볼(71)의 상부는 제2 기판(210) 위에 위치하는 공통 전극(270)과 접촉한다. 따라서, 상기 도전 볼(71)은 제2 공통 전압 배선(194)과 공통 전극(270)을 연기적으로 연결하고, 제2 공통 전압 배선(194)에 인가되는 공통 전압을 공통 전극(270)으로 전달할 수 있다.
도전 볼(71)은 예를 들어, 유기물로 이루어진 볼 형상의 몸체(71a)와 상기 몸체(71a)의 표면에 형성된 도전층(71b)으로 이루어진 믹스(mix) 볼일 수 있다. 도전층(71b)은 전기 전도율이 높은 금속, 예를 들어, 은(Ag) 또는 금(Au) 등으로 이루어질 수 있다.
도전 볼(71)의 크기는 단차 보상층(235) 및 제2 기판(210) 사이 간격보다 크거나 같을 수 있는데, 단차 보상층(235) 및 제2 기판(210) 사이 간격보다 클 경우 도전 볼(71)은 탄성을 가지고 있어서 제1 기판(110)과 제2 기판(210)이 가압에 의해 합착되면 도전 볼(71)도 단차 보상층(235) 및 제2 기판(210) 사이의 높이를 갖도록 압축된다.
이때, 도전 볼(71)이 제2 공통 전압 배선(194)과 공통 전극(270)을 효과적으로 연결시키기 위해서, 단차 보상층(235)이 차광막층(225)과 동일한 높이로 형성될 수 있다. 제2 밀봉부(310b)에 포함되어 있는 복수의 도전 볼(71)의 크기는 동일하기 때문에 단차 보상층(235)과 차광막층(225)의 높이를 동일하게 형성함으로써 단차 보상층(235)이 제2 밀봉부(310b)에 골고루 분포할 수 있게 된다.
제2 밀봉부(310b)는 단차 보상층(235) 상에 도전 페이스트를 도포한 후 핫 프레스(hot press)함으로써 형성될 수 있다.
이때, 제2 밀봉부(310b)는 제1 밀봉부(310a)와 다른 색상을 가진다.
일반적으로 제1 밀봉부(310a)는 흰색을 가지는데 반하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 밀봉부(310b)는 블랙 색상을 가질 수 있다.
제2 밀봉부(310b)는 블랙 계열의 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 카본 블랙 물질을 포함하여 블랙 색상을 가질 수 있다. 제2 밀봉부(310b)는 OD(Optical Density) 값이 2.0 이상인 블랙 계열의 물질을 포함함으로써, 차광막층(225)의 접촉 구멍(227)을 통해서 드러나는 단차 보상층(235)이 외부 광의 반사에 의해 시인되거나 외부 광이 제2 공통 전압 배선(194)에 반사되어 나오는 빛샘을 방지할 수 없다
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 주변 영역의 일부분을 확대한 도면으로, 도 5와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치는 차광막층(225)과 단차 보상층(235) 위에 밀봉재(310)가 위치한다.
밀봉재(310)는 일반적으로 흰색을 띠고 있기 때문에, 외부 광(S)이 차광막층(225)의 접촉 구멍(227)을 의해 드러나는 단차 보상층(235)이 외부 광의 반사에 의해 시인되거나 외부 광이 제2 공통 전압 배선(194)에 반사되어 나오는 빛샘을 방지할 수 없다.
반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 차광막층(225)의 접촉 구멍(227)을 의해 드러나는 제2 공통 전압 배선(194)과 중첩되는 영역에 블랙 계열의 물질을 포함하는 제2 밀봉부(310b)를 형성함으로써, 외부 광에 의한 단차 보상층(235)의 시인 및 빛샘을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
110: 제1 기판 122: 제1 공통 전압 배선
194: 제2 공통 전압 배선 210: 제2 기판
225: 차광막층 227: 접촉 구멍
230: 색필터 235: 단차 보상층
270: 공통 전극 310: 밀봉재
310a: 제1 밀봉부 310b: 제2 밀봉부
71: 도전 볼

Claims (18)

  1. 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 위에 위치하는 공통 전압 배선;
    상기 공통 전압 배선 위에 위치하며 상기 공통 전압 배선의 일부를 드러내는 차광막층;
    상기 제2 기판 위에 위치하는 공통 전극; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 밀봉재
    를 포함하고,
    상기 밀봉재는 제1 밀봉부 및 상기 제1 밀봉부와 다른 색상을 가지는 제2 밀봉부를 포함하고, 상기 제2 밀봉부는 상기 차광막층에 덮여 있지 않고 드러난 상기 공통 전압 배선의 일부와 중첩하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 밀봉부는 블랙 색상을 가지는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 밀봉부의 OD(Optical Density) 값은 2.0 이상인 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 제2 밀봉부는 카본 블랙 물질을 포함하는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제2 밀봉부는 상기 제1 밀봉부와 동일 층에 위치하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 공통 전압 배선은,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 공통 전압 배선; 및
    상기 제1 공통 전압 배선 위에 위치하면서 상기 제2 밀봉부와 접촉되는 제2 공통 전압 배선을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 밀봉부는 상기 공통 전극 및 상기 제2 공통 전압 배선을 전기적으로 연결하는 도전 볼을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 도전 볼은 유기물로 이루어진 볼 형상의 몸체와 상기 몸체의 표면에 형성된 도전층으로 이루어진 믹스 볼인 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 차광막층은 상기 공통 전압 배선의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 접촉 구멍에는 단차 보상층을 더 포함하고,
    상기 단차 보상층 위에 상기 공통 전압 배선이 위치하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 단차 보상층은 청색 색필터를 포함하는 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 차광막층은 블랙 계열의 물질로 형성된 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 밀봉재는 표시 영역 둘레를 따라 형성되어 있는 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 제1 기판의 표시 영역에 위치하는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 색필터;
    상기 색필터 위에 위치하는 화소 전극; 및
    상기 색필터 위에 위치하는 차광 부재를 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 차광 부재의 상부면에서 돌출되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 간격을 유지하는 컬럼 스페이서를 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 차광 부재와 상기 차광막층은 동일한 물질로 형성된 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 차광 부재와 상기 컬럼 스페이서는 동일한 물질로 형성된 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 차광 부재와 상기 컬럼 스페이서는 일체로 형성된 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 차광 부재와 상기 컬럼 스페이서는 블랙 계열의 물질로 형성된 표시 장치.
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