KR20000014536A - Poly crystal silicon lcd - Google Patents
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Abstract
Description
이 발명은 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 외부광의 반사로 인한 화질 악화를 방지하는 다결정 규소 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a polysilicon liquid crystal display which prevents deterioration of image quality due to reflection of external light.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, 이하 LCD라 칭함)는 신호 전압을 화소마다 인가할 수 있는 박막 트랜지스터(Thin Field Transistor)가 배열된 박막 트랜지스터 기판과, 박막 트랜지스터 기판과 마주보고 색의 구성 단위인 적(R), 녹(G), 청(B) 화소가 배열된 컬러 필터 기판과, 두 기판 사이에 주입되는 액정 물질을 포함하는 장치로써, 내부에 삽입되는 액정 물질의 전기적인 광학적 효과를 이용한 표시 장치이다.In general, a liquid crystal display (hereinafter referred to as an LCD) includes a thin film transistor substrate on which thin field transistors capable of applying a signal voltage to each pixel, and a color unit facing the thin film transistor substrate. A device comprising a color filter substrate in which human (R), green (G), and blue (B) pixels are arranged, and a liquid crystal material injected between the two substrates. It is a used display device.
박막 트랜지스터 기판에는 매트릭스 형태로 화상 신호를 인가할 수 있도록 데이터 신호 전극선과, 데이터 신호를 순차적으로 열어주는 게이트 신호 전극선이 매트릭스 형태로 박막 트랜지스터와 연결되고, 각각의 박막 트랜지스터는 투명 전극이 연결되어 액정에 전압 신호를 인가한다.A data signal electrode line and a gate signal electrode line for sequentially opening the data signal are connected to the thin film transistor in a matrix form so as to apply an image signal in a matrix form to the thin film transistor substrate. Apply a voltage signal to the
도 1에 일반적인 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 단면도를 도시한다.1 is a cross-sectional view of a general polycrystalline silicon thin film transistor.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1) 위에 도핑되지 않은 채널 영역(22)과 채널 영역(22) 바깥쪽에 위치한 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역(21,23)으로 나뉜 다결정 규소 패턴(20)이 형성되어 있다. 이때 소스 영역(21)과 드레인 영역(23)이 형성되는 기판(1) 위에는 과에칭을 방지하는 금속층인 버퍼층(31,32)이 각각 형성된다.As shown in FIG. 1, a polycrystalline silicon pattern 20 divided into an undoped channel region 22 on the substrate 1 and a heavily doped source and drain regions 21 and 23 located outside the channel region 22. ) Is formed. In this case, buffer layers 31 and 32, which are metal layers for preventing overetching, are formed on the substrate 1 on which the source region 21 and the drain region 23 are formed.
그런 다음, 소스 영역(21), 채널(22), 및 드레인 영역(23)을 모두 덮는 절연막(3)이 다결정 규소 패턴(20)을 덮고 있다.Then, the insulating film 3 covering all of the source region 21, the channel 22, and the drain region 23 covers the polycrystalline silicon pattern 20.
절연막(3) 위에는 가로 방향으로 게이트 전극(4)이 형성되어 있고, 절연막(3)과 게이트 전극(4)을 층간 절연막(5)이 덮고 있다.The gate electrode 4 is formed in the horizontal direction on the insulating film 3, and the interlayer insulating film 5 covers the insulating film 3 and the gate electrode 4.
절연막(3)과 층간 절연막(5)의 일부를 다결정 규소 패턴(2)의 소스 영역(21)이 드러날 수 있도록 식각한 후 소스 전극(62)을 형성하고, 소스 전극(62)과 접촉하는 데이터 선(61)이 세로 방향으로 길게 형성되어 있다.A portion of the insulating film 3 and the interlayer insulating film 5 are etched so that the source region 21 of the polysilicon pattern 2 is exposed, and then the source electrode 62 is formed, and the data comes into contact with the source electrode 62. The line 61 is formed long in the vertical direction.
그런 다음 층간 절연막(5)과 소스 전극(62) 및 데이터 선(61)을 모두 덮을 수 있도록 보호막(7)을 형성한다.Then, the protective film 7 is formed to cover all of the interlayer insulating film 5, the source electrode 62, and the data line 61.
보호막(7)과 층간 절연막(5)과 절연막(3)의 일부를 다결정 규소 패턴(20)의 드레인 영역(23)이 드러날 수 있도록 식각한 후, 화소 전극(8)을 형성한다.A portion of the protective film 7, the interlayer insulating film 5, and the insulating film 3 is etched to expose the drain region 23 of the polysilicon pattern 20, and then the pixel electrode 8 is formed.
그로 인해, 화소 전극(8)이 절연막(3)까지 주입되어 다결정 규소 패턴(20)의 드레인 영역(23)과 접촉된다.Therefore, the pixel electrode 8 is injected to the insulating film 3 to be in contact with the drain region 23 of the polysilicon pattern 20.
이와 같이 다결정 규소를 이용하여 박막 트랜지스터를 형성할 경우, 게이트 전극(4)에 공통 전압이 인가되면, 채널(22)을 통해 소스 영역(21)과 드레인 영역(23)이 도통하여 박막 트랜지스터의 동작이 이루어진다.When the thin film transistor is formed using the polycrystalline silicon as described above, when the common voltage is applied to the gate electrode 4, the source region 21 and the drain region 23 conduct through the channel 22 to operate the thin film transistor. This is done.
도 1과 같이 탑 게이트 구조로 이루어진 박막 트랜지스터를 갖는 액정 표시 장치는 일반적으로 백 라이트가 박막 트랜지스터 기판의 하부측에 장착된다.In a liquid crystal display having a thin film transistor having a top gate structure as shown in FIG. 1, a backlight is generally mounted on a lower side of the thin film transistor substrate.
그로 인해, 도 1에 도시한 것과 같이 박막 트랜지스터 기판의 하부에서 백 라이트 빛이 조사된다.Therefore, backlight light is irradiated from the lower part of the thin film transistor substrate as shown in FIG.
그러나 이와 같이 박막 트랜지스터 기판 하부에서 백 라이트 빛이 조사될 경우, 기판(1)을 통해 채널(22)을 형성하는 다결정 규소 패턴(20)에 광원이 직접 노출되어, 노출된 다결정 규소 패널(20)에 광에 의한 누설 전류가 발생한다.However, when the backlight light is irradiated under the thin film transistor substrate as described above, the light source is directly exposed to the polycrystalline silicon pattern 20 forming the channel 22 through the substrate 1, thereby exposing the exposed polycrystalline silicon panel 20. Leakage current due to light is generated.
그로 인해, 누설 전류로 인한 특성 저하가 초래하여, 액정 표시 장치의 성능을 저하시킨다.Therefore, the characteristic fall due to a leakage current is caused, and the performance of a liquid crystal display device is reduced.
이와 같이 박막 트랜지스터 기판의 하부에서 조사되는 빛에 의한 누설 전류를 방지하기 위한 방안으로, 컬러 필터 기판을 하부 기판으로 하며 컬러 필터 기판 하부에 백 라이트를 장착한다.As a method for preventing leakage current due to light radiated from the lower portion of the thin film transistor substrate as described above, the color filter substrate is used as the lower substrate and a backlight is mounted below the color filter substrate.
도 2에 컬러 필터 기판 하부에 백 라이트를 장착한 다결정 규소 액정 표시 장치의 단면도를 개략적으로 도시한다.2 schematically illustrates a cross-sectional view of a polysilicon liquid crystal display device having a backlight mounted under the color filter substrate.
도 2에 도시한 바와 같이, 상부 기판으로 박막 트랜지스터 기판(1000)이 형성되고, 상부 기판과 마주보게 하부 기판이 컬러 필터 기판(2000)으로 배치된다.As shown in FIG. 2, a thin film transistor substrate 1000 is formed as an upper substrate, and a lower substrate is disposed as a color filter substrate 2000 to face the upper substrate.
박막 트랜지스터 기판(1000)은 일반적인 박막 트랜지스터 기판을 개략적으로 도시한 것으로, 기판(100) 위에 절연막(101)을 형성하고, 절연막(101)이 모두 덮히도록 층간 절연막(102)을 형성한다. 그런 다음 층간 절연막(102) 위에 데이터 선(103,104)을 세로 방향으로 길게 형성한다.The thin film transistor substrate 1000 schematically illustrates a general thin film transistor substrate. The insulating film 101 is formed on the substrate 100, and the interlayer insulating film 102 is formed to cover all of the insulating film 101. Then, the data lines 103 and 104 are formed long on the interlayer insulating film 102 in the vertical direction.
데이터 선(103,104)과 층간 절연막(102)을 모두 덮을 수 있도록 보호막(105)을 형성한 후, 그 위에 화소 전극(106)을 형성한다.After the protective film 105 is formed to cover both the data lines 103 and 104 and the interlayer insulating film 102, the pixel electrode 106 is formed thereon.
또한 컬러 필터 기판(2000)은 기판(200)의 어느 설정 영역에 블랙 매트릭스(201,202)를 형성하고, 블랙 매트릭스(101,102) 사이에 적, 녹, 청의 컬러 필터(203)를 순차적으로 형성한 후, 컬러 필터(203) 위에 공통 전극(204)을 형성한다.In addition, the color filter substrate 2000 forms black matrices 201 and 202 in a predetermined region of the substrate 200, and sequentially forms red, green and blue color filters 203 between the black matrices 101 and 102, The common electrode 204 is formed on the color filter 203.
이 때 하부 기판(2000)의 밑에 백 라이트가 장착되어 하부 기판(1000)의 밑에서 빛이 조사된다.At this time, the backlight is mounted under the lower substrate 2000 so that light is irradiated under the lower substrate 1000.
그로 인해, 백 라이트에서 조사되는 빛은 컬러 필터 기판(2000)의 기판(200)을 통과하여 박막 트랜지스터 기판(1000)으로 조사되므로, 도시되지 않은 소스 영역이나 드레인 영역 또는 채널을 형성하는 다결정 규소 채널로 빛이 조사되지 않아, 빛의 노광으로 인한 누설 전류의 발생을 방지한다.Therefore, the light irradiated from the backlight passes through the substrate 200 of the color filter substrate 2000 and is irradiated to the thin film transistor substrate 1000, so that a polycrystalline silicon channel forming a source region, a drain region, or a channel is not shown. As light is not irradiated, it prevents generation of leakage current due to light exposure.
그러나, 상부 기판인 박막 트랜지스터 기판(1000)의 기판(100)을 통해 외부 광이 알루미늄(Al)이나, 크롬(Cr) 등 고반사 재료인 금속 메탈선으로 이루어진 데이터 선(103,104)으로 입사된다.However, external light is incident on the data lines 103 and 104 made of a metal metal line made of a high reflection material such as aluminum (Al) or chromium (Cr) through the substrate 100 of the thin film transistor substrate 1000 as the upper substrate.
그로 인해, 데이터 선(103,104)에 입사되는 외부광이 반사되어 화상 정보와 함께 외부로 출력되므로, 액정 표시 장치의 화질을 악화시키고, 출력 화면이 반사되므로 시각 장애를 유발하여 눈의 피로를 가중시키는 문제점이 발생한다.Therefore, since external light incident on the data lines 103 and 104 is reflected and output to the outside together with image information, the image quality of the liquid crystal display device is deteriorated, and the output screen is reflected, causing visual disturbances to increase eye fatigue. A problem occurs.
그러므로 이 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 금속 메탈 라인이 외부광에 의해 반사되는 현상을 감소하여, 화질을 개선하고 눈의 피로를 감소시키기 위한 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the phenomenon that the metal metal line is reflected by the external light, to improve the image quality and reduce eye fatigue.
도 1은 일반적인 다결정 규소 박막 트랜지스터의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a typical polycrystalline silicon thin film transistor,
도 2는 일반적인 다결정 규소 액정 표시 장치의 단면도이고2 is a cross-sectional view of a typical polycrystalline silicon liquid crystal display device
도 3은 이 발명의 제1 실시예에 따른 다결정 규소 액정 표시 장치의 단면도이고,3 is a cross-sectional view of a polycrystalline silicon liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention,
도 4는 이 발명의 제2 실시예에 따른 다결정 규소 액정 표시 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a polysilicon liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다결정 규소 액정 표시 장치에서는 데이터 선의 하부를 따라서 저반사 금속층을 형성하여 외부광의 반사율을 줄이는 것이다.In the polycrystalline silicon liquid crystal display device according to the present invention for solving the above problems is to form a low reflection metal layer along the lower portion of the data line to reduce the reflectance of the external light.
바람직하게 저반사 금속층은 버퍼층과 동일한 재료로 동일한 층에 형성될 수 있다.Preferably, the low reflection metal layer may be formed in the same layer of the same material as the buffer layer.
바람직하게, 데이터 선은 저반사 금속층을 더 포함하는 이중 구조로 이루어질 수도 있다.Preferably, the data line may be of a dual structure further comprising a low reflection metal layer.
저반사 금속층은 티타늄나이트라이드(TiN)나 텅스텐실리사이드(Wsi)등과 같은 유색 재료로 이루어질 수 도 있다.The low reflection metal layer may be made of a colored material such as titanium nitride (TiN) or tungsten silicide (Wsi).
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예에 따른 다결정 액정 표시 장치에 대하여 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 종래의 기술과 동일한 구조로 이루어져 같은 동작을 실행하는 부분은 종래 기술과 같은 부호를 부여한다.Next, the polycrystalline liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that a person skilled in the art can easily implement the present invention. Parts having the same structure as that of the prior art and performing the same operation are given the same codes as the prior art.
도 3을 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 다결정 규소 액정 표시 장치의 구조를 설명한다.Referring to FIG. 3, a structure of a polysilicon liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 3은 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 상부 기판인 박막 트랜지스터 기판(1001)은 기판(100) 위에 절연막(101)을 형성하고, 절연막(101)이 모두 덮히도록 층간 절연막(102)을 형성한다. 그런 다음 층간 절연막(102) 위에 데이터 선(103,104)을 세로 방향으로 길게 형성한다.As shown in FIG. 3, the thin film transistor substrate 1001, which is an upper substrate, forms an insulating film 101 on the substrate 100, and forms an interlayer insulating film 102 so that the insulating film 101 is entirely covered. Then, the data lines 103 and 104 are formed long on the interlayer insulating film 102 in the vertical direction.
데이터 선(103,104)과 층간 절연막(102)을 모두 덮을 수 있도록 보호막(105)을 형성한 후, 그 위에 화소 전극(106)을 형성한다.After the protective film 105 is formed to cover both the data lines 103 and 104 and the interlayer insulating film 102, the pixel electrode 106 is formed thereon.
이 때, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(100) 위에 버퍼층(31,32)을 형성할 경우, 데이터 선(103,104)의 하부를 따라서 저반사 금속 물질로 저반사 금속층(107,108)을 데이터 선(103,104) 보다 크게 형성한다. 이 때 저반사 금속 물질은 티타늄나이트라이드(TiN)나 텅스텐실리사이드(Wsi)로 이루어져 있다.In this case, as shown in FIG. 1, when the buffer layers 31 and 32 are formed on the substrate 100, the low reflection metal layers 107 and 108 are formed of a low reflection metal material along the lower portions of the data lines 103 and 104. It is formed larger than (103,104). At this time, the low reflection metal material is made of titanium nitride (TiN) or tungsten silicide (Wsi).
컬러 필터 기판(2000)은 도 2에 도시한 것과 동일한 구조로 이루어져 있다. 기판(200)의 어느 설정 영역에 블랙 매트릭스(201,202)를 형성하고, 블랙 매트릭스(101,102) 사이에 적, 녹, 청의 컬러 필터(203)를 순차적으로 형성한 후, 컬러 필터(203) 위에 공통 전극(204)을 형성한다.The color filter substrate 2000 has the same structure as that shown in FIG. 2. The black matrices 201 and 202 are formed in a predetermined region of the substrate 200, and the red, green, and blue color filters 203 are sequentially formed between the black matrices 101, 102, and then the common electrode is formed on the color filter 203. 204 is formed.
그로 인해, 별도의 공정을 추가로 실행하지 않고, 박막 트랜지스터 기판(1001)에 데이터 선(103,104) 하부를 따라 저반사 금속층(107,108)이 형성되므로, 박막 트랜지스터 기판(1001)의 기판(100)을 통해 외부광이 입사될 경우, 고반사 금속 물질로 형성된 데이터 선(103,104)에 반사되지 않고, 저반사 금속층(107,108)에 반사된다.Therefore, since the low reflection metal layers 107 and 108 are formed on the thin film transistor substrate 1001 along the lower portions of the data lines 103 and 104 without further performing a separate process, the substrate 100 of the thin film transistor substrate 1001 is formed. When external light is incident through the light, the light is not reflected by the data lines 103 and 104 formed of the highly reflective metal material, but is reflected by the low reflection metal layers 107 and 108.
그러나, 이때 저반사 금속층(107,108)은 저반사 물질로 이루어져 있기 때문에, 저반사 금속층(107,108)에 의해 반사되어 화상 정보와 함께 박막 트랜지스터 기판(1001) 외부로 반사되는 외부광의 반사량은 현저히 감소한다.However, at this time, since the low reflection metal layers 107 and 108 are made of a low reflection material, the amount of reflection of external light reflected by the low reflection metal layers 107 and 108 and reflected outside the thin film transistor substrate 1001 together with image information is significantly reduced.
도 4에 다른 실시예를 도시한다.4 shows another embodiment.
도 4는 이 발명의 다른 실시예에 따른 다결정 규소 액정 표시 장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a polysilicon liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이 컬러 필터 기판(2000)은 도 3의 구조와 동일한 구조로 이루어져 있기 때문에 구조 설명은 생략한다.As shown in FIG. 4, since the color filter substrate 2000 has the same structure as that of FIG. 3, the description of the structure is omitted.
도 4에 도시한 바와 같이 박막 트랜지스터 기판(1002)은 기판(100) 위에 절연막(101)을 형성하고, 절연막(101)이 모두 덮히도록 층간 절연막(102)을 형성한다. 그런 다음 층간 절연막(102) 위에 데이터 선(103',104')을 세로 방향으로 길게 형성한다.As shown in FIG. 4, the thin film transistor substrate 1002 forms an insulating film 101 on the substrate 100, and forms an interlayer insulating film 102 so that the insulating film 101 is entirely covered. Then, the data lines 103 'and 104' are formed long on the interlayer insulating film 102 in the vertical direction.
데이터 선(103',104')은 도 4에 도시한 바와 같이 이중 구조로 되어 있다. 즉, 기판(1002) 쪽의 하부에는 저반사 금속으로 형성된 저반사 금속층(109,110)을 형성하고, 그 위에 고반사 금속으로 형성된 고반사 금속층(1031,1041)을 형성한 후, 저반사 금속층(109,110)과 고반사 금속층(1031,1041)을 동시에 식각하여 데이터 선(103'104')을 형성한다.The data lines 103 'and 104' have a dual structure as shown in FIG. That is, the low reflection metal layers 109 and 110 formed of the low reflection metal are formed on the lower side of the substrate 1002 side, the high reflection metal layers 1031 and 1041 formed of the high reflection metal are formed thereon, and then the low reflection metal layers 109 and 110 are formed. ) And the highly reflective metal layers 1031 and 1041 are simultaneously etched to form the data lines 103'104 '.
이 때, 저반사 금속 물질은 티타늄나이트라이드(TiN)나 텅스텐실리사이드(Wsi)로 이루어져 있다.In this case, the low reflection metal material is made of titanium nitride (TiN) or tungsten silicide (Wsi).
그런 다음 보호막(105)이 데이터 선(103,104)과 층간 절연막(102)을 모두 덮을 수 있도록 형성한 후, 화소 전극(106)을 형성한다.Then, the protective film 105 is formed to cover both the data lines 103 and 104 and the interlayer insulating film 102, and then the pixel electrode 106 is formed.
이와 같이, 박막 트랜지스터 기판(1002)의 데이터 선(103'104')을 형성할 경우, 기판(100)을 통해 외부광이 데이터 선(103,104)까지 입사될 때, 입사된 빛은 데이터 선(103,104)의 하부층에 형성된 저반사 금속층(109,110)에 반사된다.As such, when the data line 103 ′ 104 ′ of the thin film transistor substrate 1002 is formed, when external light is incident to the data lines 103 and 104 through the substrate 100, the incident light is transmitted to the data lines 103 and 104. Reflected on the low reflection metal layers 109 and 110 formed on the lower layer.
그러나, 반사율이 낮은 저반사 물질로 형성되므로, 저반사 금속층(109,110)에 반사되어 화상정보와 함께 박막 트랜지스터 기판(1002)의 외부로 출력되는 빛의 양은 현저히 감소된다.However, since it is formed of a low reflection material having a low reflectance, the amount of light reflected by the low reflection metal layers 109 and 110 and output to the outside of the thin film transistor substrate 1002 together with image information is significantly reduced.
이와 같이 동작하는 이 발명의 효과는 컬러 필터 기판을 하부 기판으로 할 경우, 상부 기판인 박막 트랜지스터 기판으로 유입되어 반사되는 외부광을 현저히 감소시키므로, 액정 표시 장치의 화질을 개선하고, 빛에 의한 반사 현상이 감소되어 눈의 피로를 줄인다.When the color filter substrate is used as the lower substrate, the effect of the present invention is to significantly reduce the external light flowing into and reflecting on the thin film transistor substrate as the upper substrate, thereby improving the image quality of the liquid crystal display and reflecting by light. The phenomenon is reduced, reducing eye strain.
또한 별도의 추가 공정을 필요로 하지 않고, 외부광의 반사 현상을 줄일 수 있다.In addition, it is possible to reduce the reflection of external light without the need for an additional process.
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980034012A KR20000014536A (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Poly crystal silicon lcd |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1019980034012A KR20000014536A (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Poly crystal silicon lcd |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=19547893
Family Applications (1)
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KR1019980034012A KR20000014536A (en) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | Poly crystal silicon lcd |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140107091A (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 엘지디스플레이 주식회사 | Display Device |
US9575348B2 (en) | 2013-09-24 | 2017-02-21 | Samsung Display Co., Ltd. | Display substrate and display panel having the same |
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-
1998
- 1998-08-21 KR KR1019980034012A patent/KR20000014536A/en not_active Application Discontinuation
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KR20140107091A (en) * | 2013-02-27 | 2014-09-04 | 엘지디스플레이 주식회사 | Display Device |
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