KR19990009398A - 액정표시장치의 데이터 인가부의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 COG(Chip On Glass)방식의 액정표시장치에서 구동IC에 연결되는 입력배선을 하판에 직접 실장시킨 액정표시장치에 관한 것이다.

종래에는 상기 입력배선이 FPC에 형성되어 액정표시장치의 제조시, 제조단가가 높았었다. 그래서, 상기 입력배선이 하판에 직접 실장된 액정표시장치를 개발했었다. 그리고, 상기 입력배선과 구동IC 사이를 인출선으로 연결했었다.

그러나, 상기 입력배선이 하판에 직접 실장된 액정표시장치는 상기 입력배선과 인출선 사이의 층에 형성된 절연막에 발생하는 기생용량으로 인해 신호의 지연현상이 일어나는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 입력배선과 인출선 사이의 층을 유전율이 낮은 유기절연막으로 절연시킴으로써 상기 기생용량을 줄여 신호의 지연현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 FPC의 사용량이 줄어 종래의 액정표시장치보다 제조단가가 낮아지고, 상기 입력배선과 인출선 사이의 기생용량이 줄어 입력배선과 인출선 사이를 무기막으로 절연시킨 경우의 액정표시장치보다 신호의 지연현상이 줄어드므로, 고화질의 액정표시장치를 구현할 수 있다.

Description

액정표시장치의 데이터 인가부의 구조

본 발명은 COG(Chip On Glass) 방식의 액정표시장치에서 신호선구동입력배선과 신호선구동IC의 인출입력선 사이에 유기막을 형성시켜 상기 신호선구동입력배선과 상기 인출입력선 사이에 형성되는 기생용량(Capacitance)에 의한 신호지연을 감소시키는 데에 그 목적이 있다.

일반적인 표시장치로서 사용되는 CRT브라운관은 RGB 전자총에 의해 영상을 표시하는 방법을 사용한다. 그러나, CRT브라운관은 표시영역을 크게하려면 필연적으로 두께를 증가시켜야 한다는 단점이 있다. 그 이유는 전자총과 브라운관의 표면 사이의 거리가 충분히 확보되어야만 화면에 영상을 표시할 수 있기 때문이다.

그래서, 이러한 CRT브라운관을 대체하는 표시장치들이 개발 중에 있는데, 그중 액정표시장치는 CRT브라운관을 대체하는 표시장치로서 가장 가까이 실용화단계에 접근해 있다.

액정표시장치는 액정패널과 구동IC의 접착방법에 따라 TAB방식의 액정표시장치와 COG방식의 액정표시장치로 구분지을 수 있다. 종래에는 TAB방식의 액정표시장치가 주류를 이루었으나, 제작기술의 발달에 따라 COG방식의 액정표시장치도 많이 개발되고 있다.

일반적인 COG방식의 액정표시장치는 도 1에 나타낸 것과 같이 투명기판으로 형성된 상판(10)과 하판(11)으로 구성되어 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 상판은 한쪽면에 편광판이 부착되어 있고, 반대면에는 칼라필터와 공통전극이 형성되어 있다. 그리고, 상기 하판은 도면에는 도시되지 않았지만, 한쪽면에 편광판이 부착되어 있고, 상기 상판보다 조금 더 넓다. 상기 하판은 편광판이 부착되지 않은 면이 상기 상판의 공통전극과 대항하도록 맞붙어 있다.

상기 하판은 상기 상판에 대응하는 제1영역(12)과 상판에 대응하지 않는 제2영역(13)으로 구분지을 수 있다. 상기 제1영역에는 주사선(22)과 신호선(23)이 서로 직교하며 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2영역(13)에는 상기 주사선(22)에 연결된 주사선구동IC(14)와 상기 신호선(23)에 연결된 신호선구동IC(15)가 부착되어 있다.

상기 신호선구동IC(15)는 입력단자(17)와 출력단자(18)로 구성되어 있다. 상기 입력단자는 R(Red)단자 6개와, G(Green)단자 6개, 및 B(Blue)단자 6개와, SSC(Shift Start Clock)단자와, SSP(Shift Start Pulse)단자와 LP(Latch Pulse)단자와, 감마(Gamma) 입력선 9개와, 아날로그 접지단자와, 디지탈 접지단자와, 디지탈 전압의 3.3V 전원단자와, 아날로그 전압의 4,2V 전원단자와, 공통전압단자(Vcom)와 축전전압단자(Vst)와, 데이터입력단자(Din)단자 등으로 구성되어 있다. 상기 각 단자들은 때에 따라 개수의 증감이 있을 수 있다. 그리고, 상기 출력단자(18)는 상기 신호선(23)에 하나씩 연결되어 있다. 일반적으로 하나의 신호선구동IC(15)에 약 80개∼100개의 출력단자가 있다.

그리고, 상기 액정표시장치는 하판의 외부에 따라 설치된 PCB 회로기판(19)과 상기 입력단자를 연결하기 위하여 데이터전송선(connection cable)(20)과 FPC(Flexible Printed Circuit)(21)를 이용하였다. 상기 FPC(21)에는 신호선구동IC와 주사선구동IC의 입력단자에 연결되는 입력배선(16)이 형성되어 있다. 도 1은 PCB기판(19)과 FPC(21)가 데이터전송선(20)으로 연결되어 있고, 상기 FPC(21)와 신호선구동IC의 입력단자(17)가 연결된 액정표시장치를 나타낸 것이다.

그런데, 도 1에 나타낸 액정표시장치는 제작시 상당한 양의 FPC가 필요하다. 왜냐하면, 도 2에 나타낸 것과 같이 상기 신호선구동IC의 입력단자에 각각 연결되는 입력배선(16)이 서로 단락되지 않으려면, 상기 FPC(21)의 폭이 넓어야 하기 때문이다.

그래서, 도 4에 나타낸 것과 같이 상기 FPC에 형성되었던 입력배선이 상기 하판의 제2영역에 형성된 액정표시장치가 고안되었다.

그런데, 상기 도 4의 액정표시장치는 입력배선(16)에 IC를 연결하기 위한 인출선(40)과 상기 입력배선(16)이 중첩되므로, 상기 중첩되는 부위는 반드시 절연막으로 분리되어야 한다. 이 때, 상기 중첩되는 부위의 단면은 도 5a, 도 5b와 같다. 상기 도 5a는 신호선입력배선과 신호인출선 사이의 단면을 나타낸 것이고, 도 5b는 주사선입력배선과 주사인출선 사이의 단면을 나타낸 것이다. 상기 중첩되는 부위는 상기 입력배선(16)의 게이트금속(50)과 인출선(52, 40) 사이에 절연막(51)이 끼워진 모양이 된다. 이 때, 상기 입력배선(16, 50)과 인출선(52)은 캐패시터(capacitor)의 전극에 대응되고, 상기 절연막(51)은 유전체에 대응되는 기생용량(capacitance)이 발생된다. 상기 기생용량은 상기 입력배선에 인가되는 신호의 지연 현상을 일으키게 되고, 상기 지연 현상에 의해 신호의 왜곡이 발생된다.

그러므로, 상기 입력배선을 하판에 직접 실장하였을 때, 입력배선과 인출선 사이의 기생용량을 줄일 수 있어야 한다.

도 1은 일반적인 COG(Chip On Glass) 방식의 액정표시장치를 나타낸 것이다.

도 2는 구동IC의 입력배선이 형성된 FPC를 나타낸 것이다.

도 3은 L자형의 FPC를 나타낸 것이다.

도 4는 구동IC의 입력배선이 하판에 직접 실장된 종래의 COG방식의 액정표시장치를 나타낸 것이다.

도 5는 도 4의 액정표시장치의 입력배선과 인출선 사이의 단면을 나타낸 것이다.

도 6은 입력배선과 인출선 사이가 유기절연막으로 코팅된 본 발명의 액정표시장치의 일부 단면을 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 액정표시장치의 개략적인 구조를 나타낸 평면도이다.

도 8은 본 발명의 액정표시장치의 신호선입력배선과 신호인출선이 형성된 부분의 단면을 참조로 본 발명의 액정표시장치를 제조하는 방법을 나타낸 것이다.

도 9는 본 발명의 액정표시장치의 주사선입력배선과 주사인출선이 형성된 부분의 단면을 참조로 본 발명의 액정표시장치를 제조하는 방법을 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명의 실시예 2의 제조방법을 나타낸 단면도이다.

도 11은 본 발명의 실시예 2의 제조방법을 나타낸 평면도이다.

도 12는 본 발명의 실시예 3의 제조방법을 나타낸 단면도이다.

도 13은 본 발명의 실시예 3의 제조방법을 나타낸 평면도이다.

도면의 기호설명

10 : 상판11 : 하판12 : 제1영역

13 : 제2영역14 : 주사선구동IC15 : 신호선구동IC

16 : 입력배선17 : 입력단자18 : 출력단자

19 : 회로기판20 : 데이터전송선21 : FPC

22 : 주사선23 : 신호선30 : L자형의 FPC

31 : 직사각형의 FPC40 : ITO(인출선)50 : 게이트금속(추가배선)

51 : 게이트절연막52 : 소스, 드레인금속(인출선)

53 : 보호막55 : 구동IC패드56 : 추가배선

100: 신호선구동입력배선110 : 신호입력추가배선(게이트금속)

120 : 게이트출선130 : 유기절연막(BCB)140 : 신호입력전극

150 : 신호인출선160 : 접촉홀(contact hole)

200 : PCB기판210 : 데이터전송선230 : 하판

240 : 신호선구동IC250 : 표시영역

300 : 주사선310 : 신호선320 : 화소

400 : 주사선구동입력배선 410 : 주사입력추가배선(게이트금속)

440 : 주사선구동IC450 : 주사인출선470 : 주사입력전극

500 : 기판510 : 입력배선

520 : 접촉구멍(contact hole)

530 : 인출선540 : 절연막

본 발명은 도 4에 나타낸 액정표시장치에서 발생하는 신호의 지연현상을 감소시키기 위해 도 6에 나타낸 것과 같이 입력배선(100)과 인출선(150) 사이을 유기재료(130)로 절연시킨 액정표시장치이다. 도 6a는 신호선입력배선과 신호인출선 사이의 단면을 나타낸 것이고, 도 6b는 주사선입력배선과 주사인출선 사이의 단면을 나타낸 것이다.

도 7을 참조로 본 발명의 액정표시장치의 구조를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 액정표시장치는 열(列 : row)방향으로 연속하여 형성된 복수개의 주사선(300)과, 행(行 : column)방향으로 연속하여 형성된 복수개의 신호선(310)이 직교하고, 그 교차부에 화소(畵素 : pixel)(320)가 형성된 표시영역과; 상기 주사선과 평행하게 형성되고, 한쪽 끝단은 외부 데이터전송선(210)에 연결되고, 상기 데이터전송선으로부터 신호선구동입력신호를 인가받는 신호선구동입력배선(100)과; 상기 신호선구동입력배선의 일부에 적층된 유기절연막(도 8의 130)과; 상기 유기절연막 위에 형성되어 상기 신호선의 한쪽 끝단에 연결된 출력전극과 상기 신호선구동입력배선에서 분기된 신호인출선(150)과; 상기 신호인출선에 연결된 입력전극(140)으로 구성된 신호선구동IC(240)와; 상기 신호선과 평행하게 형성되고, 한쪽 끝단은 외부 데이터전송선(210)에 연결되고, 상기 데이터전송선으로부터 주사선구동입력신호를 인가받는 주사선구동입력배선(400)과; 상기 주사선구동입력배선의 일부에 적층된 유기절연막(도 9의 130)과; 상기 유기절연막 위에 형성되어 상기 신호선의 한쪽 끝단에 연결된 출력전극과 상기 주사선구동입력배선에서 분기된 주사인출선(450)과; 상기 주사인출선에 연결된 입력전극(470)으로 구성된 주사선구동IC(440)를 구비하여 형성되어 있다. 이때, 상기 유기절연막은 상기 주사선구동입력배선과 주사인출선과의 교차부 및 상기 신호선구동입력배선과 신호인출선과의 교차부에 형성된다. 상기 유기절연막의 재료로는 BCB(Benzo Cyclo Butene)와 같은 물질을 사용할 수 있다. 본 발명의 제조방법은 다음과 같다.

[실시예 1]

상기 도 7의 A-A'부분의 단면을 참조로 본 실시예는 도 8에 타나낸 것과 같다. 하판 위에 복수개의 신호선구동입력배선(100)과 신호입력추가배선(110)이 차례로 적층되고 그 위에 게이트절연막(120)이 증착된다(도 8a). 그리고, 상기 게이트절연막(120) 위에 신호선구동IC의 입력전극에 연결되는 신호입력패드(140)가 형성된다. 상기 신호입력패드(140)와 상기 게이트절연막(120) 위의 일부에 유기절연막(130)이 코팅되어 평평한 표면을 형성한다(도 8b). 그리고, 상기 신호선구동입력배선 중, 신호선구동IC의 입력전극에 연결되는 신호선구동입력배선 위의 게이트절연막(120)과 유기절연막(130)을 에칭하여 접촉홀(contact hole)(160)을 뚫는다. 동시에 상기 신호입력 패드의 유기절연막도 에칭하여 접촉홀(contact hole)(160)을 뚫는다(도 8c). 그리고, 상기 유기절연막 위에 금속이나, ITO을 증착하고, 상기 신호입력패드와 상기 접촉홀로 인해 노출된 신호선구동입력배선이 연결되도록 상기 신호인출선(150)을 패터닝한다(도 8d). 그래서, 상기 신호선구동IC의 입력전극과 상기 접촉홀을 통해 신호선구동입력배선(100)이 연결되도록 한다.

상기 도 7의 B-B'의 단면도를 참조로 본 발명의 제조방법을 나타내면 도 9에 나타낸 것과 같다. 하판 위에 복수개의 주사선구동입력배선(400)과 주사입력추가배선(140)이 차례로 형성되고, 동시에 주사선구동IC의 입력전극에 연결되는 주사입력패드(470)가 형성된다. 그리고, 상기 주사선구동입력배선과 주사입력패드 위에 게이트절연막(120)이 증착된다(도 9a). 상기 게이트절연막 위에 유기절연막(130)이 코팅되어 평평하게 깔린다(도 9b). 그리고, 상기 주사선구동입력배선 중, 주사선구동IC의 입력전극에 연결되는 주사선구동입력배선(140)과 상기 주사입력패드 위의 게이트절연막(120)과 유기절연막(130)을 에칭하여 접촉홀(contact hole)(160)을 뚫는다(도 9c). 그리고, 상기 유기절연막 위에 금속이나, ITO를 증착하고, 상기 주사입력패드(140)와 상기 접촉홀을 통해 주사선구동입력배선(400)이 연결되도록 상기 주사인출선(450)을 형성하도록 패터닝한다(도 9d). 그래서, 상기 주사선구동IC의 입력전극과 상기 접촉홀을 통해 주사선구동입력배선(400)이 연결되도록 한다.

[실시예 2]

본 발명은 입력배선(510)과 인출선(530) 및 유기절연막(540)을 형성하는 단계의 순서에 따라 여러 방법으로 제조될 수 있다. 도 11은 상기 입력배선이 형성되는 하판의 평면도이고, 도 10은 상기 도 11의 A-A'을 자른 단면도이다. 먼저 하판(500) 위에 게이트금속으로 입력배선(510)을 형성한다(도 10a, 도 11a). 그리고, 상기 입력배선(510) 위에 BCB로 된 유기절연막(540)을 깔고, 상기 입력배선(510)에서 인출선(530)이 형성될 부분에 접촉홀(contact hole)(520)을 형성한다.(도 10b, 도 11b) 그리고, 상기 접촉홀(520)에 의해 노출된 입력배선(510)의 일부분과 상기 유기절연막(540) 위에 인출선(530)을 형성한다.(도 10c, 도 11c) 상기 입력배선은 액정패널의 주사선과 동시에 형성될 수 있도록 게이트금속을 사용해도 되나, 신호선과 동시에 형성될 수 있도록 소스, 드레인 금속 혹은, ITO로 형성해도 된다.

상기 공정은 액정패널의 박막트랜지스터 공정과 동시에 진행될 수 있으므로, 유기절연막을 증착하기 전에, 게이트절연막이 먼저 증착될 수 있다. 그리고, 상기 게이트절연막 위에 IC의 입력전극과 연결되는 패드가 형성돤다.

[실시예 3]

상기 실시예 1과 2는 입력배선이 먼저 형성되고, 나중에 인출선이 형성되었으나, 인출선이 먼저 형성될 수도 있다. 도 12은 상기 인출선이 형성되는 하판의 평면도이고, 도 13은 상기 하판의 B-B'을 자른 단면도이다. 먼저 하판에 금속으로 인출선(530)을 형성한다.(도 12a, 도 13a) 그리고, 상기 인출선(530) 위에 BCB로 된 유기절연막(540)을 적층하고, 인출선에서 추후 입력배선과 연결될 부분에 접촉홀(520)을 형성한다.(도 12b, 도 13b) 그리고, 상기 접촉홀에 의해 노출된 인출선의 일부분과 상기 유기절연막(540) 위에 입력배선(510)을 형성한다(도 12c, 도 13c).

상기 공정은 액정패널의 박막트랜지스터 공정과 동시에 진행될 수 있으므로, 유기절연막을 증착하기 전에, 게이트절연막이 먼저 증착될 수 있다. 그리고, 상기 게이트절연막 위에 IC의 입력전극과 연결되는 패드가 형성된다.

종래의 액정표시장치는 주사선구동IC와 신호선구동IC의 입력배선이 FPC에 형성됨으로 인해 상당한 양의 FPC가 필요하여 제조비용이 높았었다. 그래서, 상기 FPC의 사용량을 줄이는 노력의 일환으로 상기 입력배선이 하판에 직접 실장된 액정표시장치를 개발했다. 그러나, 상기 입력배선이 하판에 직접 실장된 액정표시장치는 FPC의 사용이 줄어들어 단가는 낮출 수 있으나, 상기 입력배선과 인출선 사이의 절연막에 존재하는 기생용량으로 인하여 신호지연이 일어나는 단점이 있었다.

본 발명은 입력배선과 인출선의 교차부에 유전율이 낮은 유기재료로 절연막을 형성함으로써 상기 기생용량을 줄일 수 있다. 그래서, 신호지연이 종래보다 줄어든다는 장점이 있다. 그리고, 구동IC의 입력배선이 하판에 직접 실장됨으로 인해 FPC의 사용량이 줄어들어 액정표시장치의 제조비용이 낮아지는 장점도 있다. 뿐만 아니라, 유기절연막이 평평하게 코팅되므로, 하판에 형성된 배선의 표면 굴곡이 제거되어 배선의 손상을 방지할 수도 있다.

Claims (9)

1. 열(列 : row)방향으로 연속하여 형성된 복수개의 주사선과, 행(行 : column)방향으로 연속하여 형성된 복수개의 신호선이 직교하고, 그 교차부에 화소(畵素 : pixel)가 형성된 표시영역과;

   상기 주사선과 평행하게 형성되고, 한쪽 끝단은 외부 데이터전송선에 연결되고, 상기 데이터전송선으로부터 신호선구동입력신호를 인가받는 신호선구동입력배선과;

   상기 신호선과 평행하게 형성되고, 한쪽 끝단은 외부 데이터전송선에 연결되고, 상기 데이터전송선으로부터 주사선구동입력신호를 인가받는 주사선구동입력배선과;

   상기 주사선의 한쪽 끝단에 연결된 출력전극과 상기 주사선구동입력배선에서 분기된 주사인출선에 연결된 입력전극으로 구성된 주사선구동IC와;

   상기 신호선의 한쪽 끝단에 연결된 출력전극과 상기 신호선구동입력배선에서 분기된 신호인출선에 연결된 입력전극으로 구성된 신호선구동IC로 구성된 액정패널에 있어서,

   상기 주사선구동입력배선과 상기 주사인출선의 교차부가 유기절연막으로 절연되고, 상기 신호선구동입력배선과 상기 신호인출선의 교차부가 유기절연막으로 절연된 액정패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 유기절연막이 BCB인 것을 특징으로 하는 액정패널.
3. 열(列 : row)방향으로 연속하여 형성된 복수개의 주사선과, 행(行 : column)방향으로 연속하여 형성된 복수개의 신호선이 직교하고, 그 교차부에 화소(畵素 : pixel)가 형성된 표시영역과;

   상기 주사선과 평행하게 형성되고, 한쪽 끝단은 외부 데이터전송선에 연결되고, 상기 데이터전송선으로부터 신호선구동입력신호를 인가받는 신호선구동입력배선과;

   상기 신호선구동입력배선의 일부에 적층된 유기절연막과;

   상기 유기절연막 위에 형성되어 상기 신호선의 한쪽 끝단에 연결된 출력전극과 상기 신호선구동입력배선에서 분기된 신호인출선과;

   상기 신호인출선에 연결된 입력전극으로 구성된 신호성구동IC와;

   상기 신호선과 평행하게 형성되고, 한쪽 끝단은 외부 데이터전송선에 연결되고, 상기 데이터전송선으로부터 주사선구동입력신호를 인가받는 주사선구동입력배선과;

   상기 주사선구동입력배선의 일부에 적층된 유기절연막과;

   상기 유기절연막 위에 형성되어 상기 신호선의 한쪽 끝단에 연결된 출력전극과 상기 주사선구동입력배선에서 분기된 주사인출선과;

   상기 주사인출선에 연결된 입력전극으로 구성된 주사선구동IC로 구성된 액정패널.
4. 제3항에 있어서, 상기 유기절연막은 BCB인 것을 특징으로 하는 액정패널.
5. 기판과;

   상기 기판 위에 섬 형상으로 형성된 복수개의 제1입력배선과;

   상기 제1입력배선 위의 일부분에 증착된 제1절연막과;

   상기 제1절연막 위 중, 상기 제1입력배선에 겹치지 않는 부분에 형성된 IC패드와;

   상기 IC패드의 일부분과 상기 제1절연막 위의 일부분에 코팅된 유기절연막과;

   상기 입력배선 중, 어느 하나의 위의 상기 제1절연막과 유기절연막을 제거하여 접촉홀(contact hole)을 뚫고, 상기 접촉홀을 통해 상기 IC패드와 상기 접촉홀이 뚫린 제1입력배선을 연결한 인출선을 포함하여 이루어진 액정패널.
6. 제5항에 있어서, 상기 유기절연막은 상기 제1입력배선 위의 제1절연막 위와 상기 인출선 사이의 층에 형성된 것을 특징으로 하는 액정패널.
7. 제5항 또는, 제6항에 있어서, 상기 유기절연막은 BCB인 것을 특징으로 하는 액정패널.
8. 기판 위에 복수개의 입력배선을 형성하는 단계와;

   상기 입력배선을 덮는 제1절연막을 도포하는 단계와;

   상기 제1절연막 위 일부에 IC패드를 형성하는 단계와;

   상기 IC패드와 상기 제1절연막 위에 유기절연막을 코팅하는 단계와;

   상기 복수개의 입력배선 중, 어느 하나의 위에 도포된 제1절연막과 유기절연막을 제거하여 접촉홀을 뚫고, 동시에 상기 IC패드의 일부의 유기절연막을 제거하여 접촉홀을 뚫는 단계와;

   상기 IC패드의 접촉홀과 상기 입력배선 위의 접촉홀을 연결하도록 상기 유기절연막 위에 인출선을 형성하는 단계를 포함하는 액정패널의 제조방법.
9. 기판 위에 복수개의 인출선을 형성하는 단계와;

   상기 인출선을 덮는 제1절연막을 도포하는 단계와;

   상기 제1절연막 위 일부에 IC패드를 형성하는 단계와;

   상기 IC패드와 상기 제1절연막 위에 유기절연막을 코팅하는 단계와;

   상기 복수개의 인출선에 도포된 제1절연막과 유기절연막의 일부를 제거하여 접촉홀을 뚫고, 동시에 상기 IC패드의 유기절연막의 일부를 제거하여 접촉홀을 뚫는 단계와;

   상기 IC패드의 접촉홀과 상기 인출선의 접촉홀을 연결하도록 상기 유기절연막 위에 입력배선을 형성하는 단계를 포함하는 액정패널의 제조방법.