KR19980081069A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 절연 기판의 주변부에 형성된 배선층의 박리 또는 부식을 방지하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 액정 표시 장치는 상호 대향하는 제1 및 제2 절연 기판과, 제1 및 제2 절연 기판 간에 배치된 액정층과, 제1 절연 기판상에 배치된 보조층과, 상기 보조층 상에 배치된 평탄화 절연막과, 평탄화 절연막과 제2 절연 기판간에 있어서의 액정층을 밀봉하기 위해 설치된 밀봉재와, 밀봉재의 하부에 배치되고, 적어도 1개의 슬릿을 포함하는 보조층을 포함하여 구성되어, 상기 슬릿에 의해 노출된 제1 절연 기판의 표면과 평탄화 절연막의 일부가 직접 밀착되도록 구성되어 절연막의 보조층으로 부터의 박리를 방지하고, 배선층의 부식 및 외부로 부터의 수분이나 오염 물질의 침입을 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 상세하게는 절연 기판의 주변부에 형성된 배선층의 박리 또는 부식을 방지하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 액티브 매트릭스(active matrix) 방식의 액정 표시 장치의 블럭도이다.
화소부(액정 패널)(101)는 각 주사선(게이트 배선)(G1... Gn, Gn+1...Gm)과, 각 게이트 배선(G1 내지 Gm)과 직교하는 복수의 데이타선(드레인 배선)(D1...Dn, Dn+1...Dm)과, 각 게이트 배선(G1...Gn, Gn+1...Gm)과, 각 드레인 배선(D1 내지 Dm)과의 직교 부분에 배치된 복수의 화소(102)를 갖는다. 각 게이트 배선(G1 내지 Gm)에는 게이트 드라이버(103)로 부터의 게이트 신호(주사 신호)가 인가되고, 각 드레인 배선(D1 내지 Dm)에는 드레인 드라이버(데이타 드라이버)(104)로부터의 데이타 신호(비디오 신호)가 인가된다. 드라이버(103 또는 104)는 주변 구동 회로부(105)를 형성한다. 드라이버(103 또는 104)가 화소부(101)와 함께 동일 기판(11) 상에 형성된 액정 표시 장치는 드라이버 일체형(드라이버 내장형) 액정 표시 장치라고 한다. 화소부(101)의 양측에 게이트 드라이버(103)가 설치된 액정 표시 장치나, 화소부(101)의 양측에 드레인 드라이버(104)가 설치된 액정 표시 장치가 제안되어 있다.
도 2는, 화소부(102)의 등가 회로를 도시한다. 화소(102)는 화소 구동 소자로서의 TFT(Thin Film Transistor)(106), 액정 셀(LC), 보조 용량(축적 용량 또는 부가 용량)(SC)을 구비한다. 게이트 배선(Gn)에는 TFT(106)의 게이트가 접속되고, 드레인 배선(Dn)에는 TFT(106)의 드레인이 접속되어 있다. 그리고, TFT(106)의 소스에는 보조 용량(SC)과 액정 셀(LC)의 표시 전극(화소 전극)이 접속되어 있다. 이 액정 셀 LC와 보조 용량 SC는 축적 소자를 형성한다. 액정 셀 LC 표시 전극과 대향하는 대향 전극(공통 전극)에는 전압 Vcom이 인가되어 있다. 한편, 보조 용량 SC는 TFT(106)의 소스와 접속된 축적 전극과, 정전압 VR이 인가되는 보조 용량 전극을 갖는다. 액정 셀 LC의 대향 전극은, 전체 화소(102)에 대해 공통된 전극이다. 표시 전극과 대향 전극과의 사이에는 정전 용량이 형성된다. 보조 용량 전극은 인접한 게이트 배선(Gn+1)과 접속되어 있어도 좋다.
도 3은 제1의 종래예의 표시부(101)의 일부 개략 단면도이다. 바람직하게는 투명한 유리 재료로 이루어진 상호 대향하는 각 절연 기판(11, 12) 사이에는 액정층(13)이 설치되어 있다. 제1 절연 기판(11) 상에는 배선층을 형성하는 알루미늄 합금막(14), 아크릴계 수지로 이루어진 층간 절연막(15), 폴리이미드계 수지로 이루어진 배향막(16)이 적층되어 있다. 제2 절연 기판(12) 상에는, ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 투명 전극(17), 폴리이미드계로 이루어진 배향막(18)이 적층되어 있다.
각 절연 기판(11, 12)의 양단부 사이에는 액정층(13)의 누출을 방지하기 위해 에폭시계 수지로 이루어진 밀봉재가 설치되어 있다. 즉, 밀봉재(19)는 각 절연 기판(11, 12)의 주변부에서, 양 배향막(16, 18)사이에 형성되어 있다.
밀봉재(19)가 설치된 절연 기판(11, 12)의 주변부에서, 제1 절연 기판(11) 상에는 알루미늄 합금막(14)이 입체적으로 형성되어 있다. 알루미늄 합금막(14)과 평탄화 절연막(15)과의 밀착 강도는 절연 기판(11)과 평탄화 절연막(15)과의 밀착 강도보다도 낮다. 그렇기 때문에, 평탄화 절연막(15)은 알루미늄 합금막(14)으로 부터 박리되기 쉽다. 특히, 알루미늄 합금막(14)은 배선층으로서의 역할과 밀봉재(19)의 하부를 평탄화시키기 위한 보조층으로서의 역할을 갖기 위해 입체적으로 형성된다. 따라서, 알루미늄 합금막(14)과 평탄화 절연막(15)과의 사이의 접촉 면적이 커지게 되고, 평탄화 절연막(15)이 알루미늄 합금막(14)으로 부터 박리되기 쉽다.
도 4는 제2 종래예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도이다. 제2의 종래예에서는 알루미늄 합금막이 인출선(14)으로서 제1 절연 기판(11)의 단부 영역상에 형성되어 있다. 또한, 밀봉재(19)는 제1 및 제2 절연 기판(11, 12)의 주변부에서 있어서, 대향 전극(17)과 평탄화 절연막(15)과의 사이에 있는 양 배향막(16, 18)을 둘러싸도록 형성되어 있다.
인출선(14)에는 콘택트 패드(20)가 일체로 형성되어 있다. 콘택트 패드(20)는 인출선(14)과는 다른 재료로 형성되어도 좋다. 대향 전극(17)은 절연 기판(12)의 단부에 까지 연장되도록 형성되어, 대향 전극(17)의 연출 부분은 도전재(21)를 통하여 콘택트 패드(20)에 접속되어 있다. 도전재(21)는 도전성 재료가 혼입된 수지로 형성되어 있다. 콘택트 패드(20)에는 인출선(14)의 입력 단자(도시안됨)를 통하여 전압(Vcom)이 인가된다. 그 입력 전압(Vcom)은 도전재(21)를 통하여 대향 전극(17)에 인가된다.
인출선(14)에는 각종 입력 단자(전압 Vcom, VR의 전원 입력 단자, 주변 구동 회로부(105)의 전원 입력 단자 및 데이터 신호 입력 단자)가 일괄하여 설치되어 있다. 이와 같이 입력 단자를 설치함으로써, 액정 표시 장치를 각종 기기(퍼스널 컴퓨터, 워드 프로세서 또는 전자 수첩)에 탑재시에 기기 내부의 배선의 설치가 용이하게 된다.
제1 절연 기판(11)의 단부에 형성된 콘택트 패드(20)의 면적은 액정 표시 장치의 외부 회로와의 접속에 필요한 면적보다 크고, 그 콘택트 패드(20)는 제1 절연 기판(11)의 단부로 부터 노출되어 있다. 그 콘택트 패드(20)의 노출 부분이 외기에 노출되면, 콘택트 패드(20)를 형성하는 알루미늄 합금막이 부식된다. 또한, 콘택트 패드(20)와 도전재(21)와의 접속 단면으로 공기중의 수분이나 오염 물질이 침입하여액정층(13) 이나 절연 기판(11) 상에 형성된 TFT(106) 등이 침식될 가능성이 있다.
본 발명의 제1 목적은 절연막의 보조층으로 부터의 박리를 방지하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 배선층의 부식 및 외부로 부터의 수분이나 오염 물질의 침입을 방지하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 양태 및 장점들은 설명하는 첨부된 도면과 연관하여 본 발명의 원리를 예를 들어 실시한 다음의 설명으로 부터 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 도면과 함께한 이어지는 바람직한 실시예들의 설명을 참조하여 최선으로 이해될 수 있다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 블럭도.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 액정 셀의 등가 회로도.
도 3은 제1 종래예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.
도 4는 제2 종래예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.
도 6은 도 5의 액정 표시 장치의 절연 기판의 개략 평면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예의 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11: 제1 절연 기판
12: 제2 절연 기판
13: 액정층
15: 평탄화 절연막
17: 대향 전극
19: 밀봉재
14a: 슬릿
22: 콘택트 패드
이 실시예에서는 종래의 형상과 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호가 부여되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예의 액정 표시 장치에서, 밀봉재(19)가 설치된 제1 절연 기판(11)의 단부 영역(밀봉 형성 영역) 상에 형성된 알루미늄 합금막(14)에는 복수의 슬릿(14a)이 형성되어 있다. 상세하게는, 제1 및 제2 투명 절연 기판(11, 12)의 주변부에는 밀봉재(19)가 설치되어 있고, 그 밀봉재(19)의 하부의 제1 절연 기판(11)의 밀봉 형성 영역상에는 알루미늄 합금막으로 이루어진 복수의 돌출부(14b)가 형성되어 있다.
알루미늄 합금막(14)에 형성된 복수의 슬릿(14a)으로 부터는 제1 절연 기판(11)의 표면이 노출되어 있다. 따라서, 제1 절연 기판(11)의 노출 표면(각 슬릿(14a)의 부분)과 평탄화 절연막(15)이 직접 밀착되어 있다. 이 때문에, 제1 절연 기판(11)과 평탄화 절연막(15)과의 밀착 면적이 증가하여, 제1 절연 기판(11) 주변부의 밀봉 형성 영역에, 평탄화 절연막(15)이 알루미늄 합금막(14)으로부터 박리되는 것이 확실히 방지된다. 그 결과, 평탄화 절연막(15)의 박리에 기인하는 액정 표시 장치에 표시 불량 발생을 피할 수 있다.
제1 실시예의 액정 표시 장치(200)에 있어서는, 도 6에 도시된 바와 같이 돌출부(14b)는 게이트 드라이버 및 드레인 드라이버의 인출 신호선의 일부를 형성한다.
본 발명의 제2 실시예의 액정 표시 장치(210)에서는, 도 7a 및 7c에 도시된 바와 같이, 제1 절연 기판(11)의 단부에서, 대향 전극(17)과의 접속에 필요한 콘택트 패드(20) 및 외부 회로와의 접속에 필요한 콘택트 패드(22)의 접속 영역을 제외한 일부 영역이 층간 절연막(15)으로 피복되어 있다. 즉, 콘택트 패드(20)는 도전재(21)를 통하여 대향 전극(17)에 전기적으로 접속되어 있고, 콘택트 패드(22)는 외부 회로와 전기적으로 접속된다(도시안됨). 바꾸어 말하면, 제1 절연 기판(11)의 단부에 있어서 콘택트 패드(20, 22)의 접속에 사용되지 않는 부분은 노출되지 않는다. 따라서, 콘택트 패드(20, 22)의 사용하지 않는 부분이 외기에 노출되는 일이 없어, 콘택트 패드(20, 22)를 형성하는 알루미늄 합금막의 부식이 방지된다. 제2 실시예에서는, 콘택트 패드(20)와 도전재(21)와의 접속이 확보되도록 층간 절연막(15)의 일부가 제거되어 있다. 층간 절연막(15)의 재질로서는 산화 실리콘, SOG(Spin On Glass), 각종 실리게이트 유리(BSG, PSG, BPSG 등), 질화 실리콘 또는 각종 유기 절연막이 적절히 사용된다. 또한, 콘택트 패드(20)와 도전재(21)와의 접속 단면이 층간 절연막(15)에 의해 보호되기 때문에, 대기중의 수분이나 오염 물질이 접속 단면에 침입할 우려가 없게 된다. 따라서, 액정층(13)이나 제1 절연 기판(11) 상에 형성된 TFT(106)가 수분이나 오염 물질에 침식되는 일이 방지된다. 그 결과, 액정 표시 장치의 신뢰도가 향상된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예의 액정 표시 장치는 이하에 도시된 바와 같은 4개의 구조적인 특징이 있다.
(1) 도전재(21)를 대신하여 복수의 구상(球狀)의 수지 입자(도전 비즈: conductive beads)(31)가 설계되어 있다. 도전 비즈(31)는 바람직하게는 그 단면에 은(Au) 등의 도전재가 코팅되어 있다. 그와 같은 도전 비즈(31)는 일반적으로 시판되고 있는(세끼슈 가가꾸 제품 상품명「micro pal」등) 것을 사용할 수 있다.
상세하게는, 액정 셀 LC의 대향 전극(17)이 제2 절연 기판(12)의 단부에 까지 연장하도록 하여 형성되고, 각 대향 전극(17)의 연장부는 각 도전 비즈(31)를 통하여 콘택트 패드(20)에 접속되어 있다. 콘택트 패드(20)에는 인출선(14)의 입력 단자(도시 안됨)를 통하여 전압(Vcom)이 인가되고, 그 전압(Vcom)은 각 도전 비즈(31)의 표면에 코팅된 도전막을 통하여 대향 전극(17)에 인가된다.
(2) 제1 절연 기판(11)의 단부에서 노출하고 동시에, 액정 표시 장치의 외부 회로와의 접속에 사용되지 않는 콘택트 패드(20)의 일부 영역이 층간 절연막(15)으로 피복되어 있다. 즉, 콘택트 패드(20)는 접속에 불필요한 부분은 노출되어 있지 않다.
(3) 각 도전 비즈(31)와 콘택트 패드(20)와의 접속을 보호하기 위해, 층간 절연막(15)의 각 도전 비즈(31)에 대응하는 위치에는 콘택트 홀(32)이 형성되어 있다. 콘택트 홀(31)의 지름은 도전 비즈(31)가 그 속에 수용되었을때 도전 비즈(31)의 이동을 허용하지 않는 길이로 설계하는 것이 바람직하다. 즉, 콘택트 홀(32)에 각 도전 비즈(31)가 수용됨에 따라, 각 도전 비즈(31)는 그 위치에 고정된다.
(4) 제1 및 제2의 투명 절연 기판(11, 12) 사이에 있어서의, 각 도전 비즈(31)가 설치된 공간에는 수지(33)가 충전되어 있다. 수지(33)는 내습성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여, 콘택트 패드(20)와 각 도전 비즈(31)와의 접속 단면은 수지(33) 및 층간 절연막(15)에 의해 보호된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예의 액정 표시 장치는 도 8으 제3 실시예와 이하의 점에서 다르다.
(1) 제1 절연 기판(11)의 단부에서, 콘택트 홀(32) 및 층간 절연막(15)의 상부에는 투명 도전막, 즉 ITO막(41)이 형성되어 있다. 즉, 대향 전극(17)은 각 도전 비즈(31) 및 ITO막(41)을 통하여 콘택트 패드(20)와 접속되어 있다. 콘택트 패드(20)에 인가된 전압 Vcom은 콘택트 홀(32) 내의 ITO막(41)과 각 도전 비즈(31)의 표면에 코팅된 도전재를 통하여 대향 전극(17)에 인가된다. ITO막(41)은 ITO막으로 이루어진 액정 셀의 표시 전극(도 2 참조)과 동시에 형성된다. ITO막(41)은 알루미늄 합금막(14) 보다도 부식되기 어려운 성질이 있기 때문에 부식 방지 효과가 보다 높아진다. 또한, 각 도전 비즈(31)와 알루미늄 합금막(14)과의 콘택트가 ITO막(41)에 의한 것보다 양호하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 절연막의 보조층으로 부터의 박리를 방지하고, 콘택트 패드와 도전재와의 접속 단면으로 공기중의 수분이나 오염 물질이 침투하여 액정층이나 절연 기판 상에 형성된 TFT를 침식시키는 것을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 양호한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 본 발명의 원리 및 첨부된 청구의 범위내에서 여러가지 방식으로 실시될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 실시할 수 있는 모든 가능한 변형을 포함하고 있다. 예를 들어, 알루미늄 합금막(14)은 각종 고융점 금속막을 포함하는 금속막으로 대체해도 좋다. 평탄화 절연막(15)은 산화 실리콘, SOG(Spin On Glass), 각종 실리게이트 유리(BSG, PSG, BPSG 등), 질화 실리콘 또는 각종 유기 절연물로 형성되어도 좋다.
따라서, 본 발명은 도시한 실시예를 참조하여 설명되어 있지만, 이러한 설명들은 제한적 의미로 해석되어서는 아니될 것이며, 첨부된 특허청구의 범위 및 이러한 변경 또는 실시예들을 포함하는 범위내에서 변경될 것이다.

Claims (11)

  1. 액정 표시 장치에 있어서,
    상호 대향하는 제1 및 제2 절연 기판,
    상기 제1 및 제2 절연 기판 사이에 배치된 액정층,
    상기 제1 절연 기판상에 배치된 보조층,
    상기 보조층의 상부에 배치된 평탄화 절연막,
    상기 평탄화 절연막과 상기 제2 절연 기판 사이에서 상기 액정층을 밀봉하기 위해 설치된 밀봉재, 및
    상기 밀봉재의 하부에 배치되고 적어도 1개의 슬릿을 포함하는 보조층을 포함하되, 상기 슬릿에 의해 노출된 제1 절연 기판의 표면과 평탄화 절연막의 일부가 직접 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조층은 적어도 1개의 슬릿의 양측에 배치된 적어도 2개의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보조층은 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 도전층은 액정 표시 장치의 신호 배선의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 도전층은 알루미늄 합금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조층은 알루미늄 합금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 평탄화 절연막은 아크릴계 수지막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 복수의 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치에 있어서,
    상호 대향하는 제1 및 제2 절연 기판,
    상기 제1 및 제2 절연 기판 사이에 배치된 액정층,
    상기 제1 절연 기판상에 배치된 배선층,
    상기 제1 절연 기판의 단부 상에 배치되고 동시에 배선층과 전기적으로 접속된 콘택트 패드,
    상기 제2 절연 기판상에 배치된 액정 셀의 공통 전극과,
    상기 제1 및 제2 절연 기판의 단부 사이에 배치되고, 상기 공통 전극과 상기 콘택트 패드를 전기적으로 접속하기 위한 도전재, 및
    상기 배선층 및 상기 콘택트 패드 상에서 도전재와 콘택트 패드와의 접촉 부분을 보호하며, 또 콘택트 패드의 일부를 피복하는 층간 절연막을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 도전재는 도전성 재료가 혼입된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 도전재는 그 표면에 도전 물질이 코팅된 복수의 구상(球狀)의 입자를 포함하고, 상기 층간 절연막은 각 입자를 수용하며, 동시에 상기 콘택트 패드와 접촉하기 위한 콘택트 홀을 가지며,
    또한 상기 제1 및 상기 제2 절연 기판 사이에 있어서의 각 입자가 설치된 공간에는 충전된 수지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 콘택트 홀을 포함하는 층간 절연막상에 배치되고, 각 입자와 배선층을 전기적으로 접속할 수 있는 투명 도전막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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