KR20050104866A - 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법 - Google Patents

횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조는, 컬러필터가 형성된 상부기판과 박막트랜지스터가 형성된 하부기판이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 그 사이에 액정층이 충진된 액정패널과; 상기 하부기판면에 형성된 공통전극 및 화소전극과; 상기 액정패널의 상부기판의 외측면에 형성된 외부 전도층과; 상기 액정패널의 모서리부를 둘러싸면서 지지하는 탑 커버와; 상기 액정패널과 상기 외부 전도층이 겹쳐지는 부위에 전도성 물질로 형성되며, 상기 외부 전도층 및 상기 탑 커버와 접지되는 접지전극을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법은 횡전계 액정표시장치의 외부 일면에 형성된 외부 전도층을 전기적으로 용이하게 연결시킴으로써 신뢰성있는 접지전극을 형성할 수 있다.

Description

횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법{GROUND CONNECTION FOR IPS LCD DIVICE AND THE FABRICATION METHOD}
본 발명은 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법에 관한 것으로, 특히 횡전계 액정표시장치의 외부 일면에 형성된 외부 전도층을 전기적으로 용이하게 연결시킴으로써 신뢰성있는 접지전극을 형성할 수 있는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD:Active Matrix LCD 이하. 액정표시장치로 지칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 기판상에 컬러필터(미도시) 및 공통전극(12)이 형성된 상부 기판(11)과, 기판상에 박막트랜지스터(미도시) 및 화소전극(14)이 형성된 하부 기판(15)과; 상기 상부 기판(11) 및 상기 하부 기판(15)이 소정 간격으로 이격된 사이에 충진된 액정층(13)과; 상기 상부 기판(11) 및 하부 기판(15)이 서로 합착되도록 주변에 도포된 씨일재(16)와; 상기 상부 기판(11)의 공통 전극(12)과 연결되어 접지시키는 접지전극(17)을 포함하여 이루어진다.
이러한 액정표시장치는 TN이나 VA 모드 등의 상기 상부기판과 상기 하부기판의 상기 공통전극과 상기 화소전극이 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 공통전극(12)과 상기 화소전극(14)이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식이다.
그리고, 상기 접지전극은 공통전극과 연결되어 있어 접지상태를 유지한다. 따라서, 상기 액정표시장치에 정전기가 발생하였더라도 접지전극을 따라 빠르게 중화된다.
그러나, 상기와 같은 액정표시장치의 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하나 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다.
따라서, 상기 시야각 특성을 극복하기 위해 횡전계에 의한 액정 구동방법으로 시야각 특성을 극복할 수 있다.
한편, 도 2는 종래에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 횡전계방식 액정표시장치는, 기판상에 컬러필터가 형성된 상부기판(21)과; 기판상에 박막트랜지스터가 형성된 하부기판(26)과; 상기 상부기판과 상기 하부기판이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 그 사이에 충진된 액정층(23)과; 상기 액정층(23)을 구동하기 위해 상기 하부기판(26)면에 형성된 공통전극(24) 및 화소전극(25)과; 상기 상부기판(21)과 상기 하부기판(26)의 주변에 도포되어 서로 합착시키는 씨일재(27)와; 상기 상부기판의 외측면에 형성된 외부 전도층(22)을 포함하여 이루어진다.
상기 하부기판(26)상에는 상기 화소전극(pixel electrode)(24)과 공통 전극(common electrode)(25)이 동일 평면상에 소정의 간격을 가지고 형성되어 있고, 상기 상부 기판(21)에는 전극이 형성되지 않는다.
그리고, 상기 액정층(23)은 상기 공통전극(25)과 상기 화소전극(24)에 인가되는 수평전계에 의해 동작하게 된다.
한편, 상기 하부기판(26)에 형성된 상기 공통전극(25) 및 상기 화소전극(24)은 화상신호에 따라 액정을 구동하는 주 역할과 함께 정전기를 억제하고 빠르게 해소하는 역할을 겸한다.
또한, 상기 상부기판(21)의 외측면에 형성된 외부 전도층(22)은 별도의 전극이 형성되지 않은 상기 상부기판(21)의 정전기를 억제하기 위한 것이다.
보다 상세히 설명하면, 제조공정 중이나 제조 후 접촉 등에 의해 발생하는 정전기가 쉽게 액정층까지 영향을 주어 표시화면에 이상현상을 일으키고, 그 영향이 전극이 있는 기판보다 오래 지속된다.
따라서, 이러한 현상을 보완하기 위해 기판의 한쪽에만 전극이 형성되어 있는 횡전계모드 등에서는 전극이 형성된 기판의 대향 기판의 외측(裏面, 背面)에는 정전기를 억제하기 위해 외부 전도층을 형성한다.
상기 외부 전도층(22)으로는 투명하면서도 전도율이 높은 재질을 사용하는데, 일반적으로 ITO 나 그 외 투명 금속막 또는 전도성 유기물질을 사용할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2의 액정표시장치의 외부 전도층에 연결된 접지구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 외부 전도층(22)은 정전기를 해소하기 위해 접지전극과 연결하게 된다. 즉, 상기 외부 접지의 방법으로 전도성 개스킷(32)을 사용하여 액정표시소자의 금속제 탑 커버(31)이나 금속제 탑 케이스 등에 삽입 또는 접합하여 외측 전도층에 접촉하는 방법이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 외부 전도층(22)은 하나의 고립된 전극으로 형성되어 있으므로 발생한 정전기가 중화되지 못하고 전도층 내에 남아있게 된다. 즉, 상기 외부 전도층(22)은 국부적인 정전기를 전도층 내에 고르게 퍼뜨려서 액정을 움직이지 않을 만큼 적은 전압으로 낮추는 역할을 할 수 있지만, 별도의 해소작용이 없으므로 액정을 움직일 만큼의 정전기가 쌓이게 되면 외부 전도층이 존재하더라도 정전기에 의한 화면이상이 발생하게 된다.
따라서, 상기 외부 전도층(22)과 액정표시장치의 모듈의 금속제 탑 커버(31)에 연결되어 접지되도록 한다.
그러나, 상기와 같은 방법은 기본적으로 패널에 압력을 주는 것을 전제로 하므로 개스킷에 의한 눌림으로 화면이상이 발생한다.
한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 외부 접지층(22)과 접지전극을 연결하기 위해 전도성 테이프(33)를 사용하는 방법으로 상기 전도성 테이프(33)를 상기 외부 전도층(22)과 외부 금속 기구물(31)을 점착하여 접지하는 것이다.
이때, 상기 전도성 테이프(33)의 테이프본체와 테이프 점착제에 전도성 유기물질이나 전도성 금속성분을 함유하여 전도성을 띠게 되어 연결된다.
그러나, 상기 전도성 테이프(33)는 저항이 높고 전도성 테이프와 접촉하는 외부 전도층의 면적이 충분히 확보되지 않는 경우가 많아서 전도성 테이프가 잘 떨어지는 문제점이 발생된다.
본 발명은 횡전계 액정표시장치의 외부 일면에 형성된 외부 전도층을 전기적으로 용이하게 연결시킴으로써 신뢰성 있는 접지전극을 형성할 수 있는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조는,
컬러필터가 형성된 상부기판과 박막트랜지스터가 형성된 하부기판이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 그 사이에 액정층이 충진된 액정패널과;
상기 하부기판면에 형성된 공통전극 및 화소전극과;
상기 액정패널의 상부기판의 외측면에 형성된 외부 전도층과;
상기 액정패널의 모서리부를 둘러싸면서 지지하는 탑 커버과;
상기 액정패널과 상기 외부 전도층이 겹쳐지는 부위에 전도성 물질로 형성되며, 상기 외부 전도층 및 상기 탑 커버와 접지되는 접지전극을 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 접지전극은 전도성 유기물질, 전도성 수지, 전도성 실란트 또는 전도성 본드 중에서 선택되어 형성되는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법은,
액정패널의 외부 전도층의 일측 부위에 전도성 물질을 도포하여 접지전극을 형성하는 단계와;
상기 접지전극이 형성된 상기 액정패널과 탑 커버가 오버랩되도록 체결하는 단계와;
상기 접지전극을 경화시키는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법은,
액정패널의 외부 전도층의 일측 부위에 전도성 물질을 도포하여 접지전극을 형성하는 단계와;
상기 접지전극을 경화시키는 단계와;
상기 접지전극이 형성된 상기 액정패널과 탑 커버가 오버랩되도록 체결하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 도포되는 접지전극은 전도성 유기물질, 전도성 수지, 전도성 실란트 또는 전도성 본드중에서 선택하여 형성되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 특히 상기 접지전극은 도포되는 전도성 물질에 따라 UV, 열 또는 자연 경화하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 횡전계 액정표시장치의 외부 일면에 형성된 외부 전도층을 전기적으로 용이하게 연결시킴으로써 신뢰성있는 접지전극을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법에 대한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 횡전계 액정표시장치는, 컬러필터가 형성된 상부기판(41)과 박막트랜지스터가 형성된 하부기판(44)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 그 사이에 액정층(43)이 충진된 액정패널(40)과; 상기 하부기판(44)면에 형성된 공통전극(45) 및 화소전극(46)과; 상기 액정패널(40)의 상부기판(41)의 외측면에 형성된 외부 전도층(42)과; 상기 액정패널(40)의 모서리부를 둘러싸면서 지지하는 탑 커버(47)과; 상기 액정패널(40)과 상기 외부 전도층(42)이 겹쳐지는 부위에 전도성 재질로 형성되어 상기 외부 전도층(42) 및 상기 탑 커버(47)와 접지되는 접지전극(48)을 포함하여 구성된다.
상기 접지전극(48)은 전도성 유기물질 또는 전도성 수지로 형성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 접지전극(48)을 형성하는 전도성 유기물질은 전도성 유기물질 또는 전도성 수지, 전도성 실란트, 전도성 본드 등을 사용하여 외부 전도층을 접지하게 된다.
즉, 전도성 고분자가 아니더라도 수지, 플라스틱이나 유기물질에 카본(cabon)을 블렌딩 함으로 일정수준의 전기 전도성을 가지게 할 수 있다.
실험적으로 정전기를 해소하기 위한 전도성은 반도체의 전도 수준인 1012Ω이면 효과를 얻을 수 있으므로 전도성 고분자나 카본이 블렌딩된 전도성 수지로도 충분한 성능을 기대할 수 있게 된다.
한편, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다. 상기 도 4를 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(40)의 상부기판(41) 외측면에 형성된 외부 전도층(42), 또는 상기 외부 전도층(42)과 오버랩되는 전도성 재질의 탑 커버(47) 부위에 노즐 등을 이용하여 전도성 유기물질 또는 전도성 수지를 도포하게 된다.
이때, 상기 도포되는 전도성 유기물질 또는 전도성 수지는 1012Ω이하의 저항값을 가지며, 노즐로 도포되기 전의 점도가 1000cp에서 100000cp사이의 성질을 유지하는 물질이 바람직하다.
또한, 상기 전도성 유기물질 또는 전도성 수지를 도포하는 노즐은 일반적으로 많이 사용되는 자동노즐이 가능하므로 제조공정상 별도의 장비개발과 공정이 추가되지 않게 된다.
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 도포된 전도성 유기물질 또는 전도성 수지는 접지전극(48)을 형성하게 된다.
그리고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 접지전극(48)은 상기 액정패널(40)과 상기 탑 커버(47)의 체결에 의해 전기적으로 접합된다. 이때, 상기 접지전극(48)은 점도가 있는 상태이므로 상기 탑 커버(47)와 체결될 때 밀착성이 좋게 된다.
그리고, 상기 접지전극(48)은 그 성질에 따라 UV, 열 또는 자연 경화를 하게 된다.
이때, 상기 접지전극(48)으로 사용되는 전도성 수지로 열 경화, 광 경화 또는 용매 휘발로 경화되는 수지를 사용할 경우 전기적 접지 효과가 높아진다.
또한, 상기 수지는 접착 또는 점착성분이 자체적으로 내재되어 있으므로 장기간 사용 시에도 테이프와 같이 접지면이 분리되는 현상이 적어진다.
한편, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 여기서, 상기 도 4와 상기 제 1 실시 예에 언급된 것을 참고로 하여 자세한 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(40)의 외부 전도층(42), 또는 외부 전도층(42)과 오버랩되는 전도성 재질의 탑 커버(47) 부위에 전도성 유기물질 또는 전도성 수지를 도포하게 된다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 도포된 전도성 유기물질 또는 전도성 수지는 일정형태와 경도를 유지하여 접지전극(48)을 형성한 후, 경화시키게 된다.
이어, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널(40)과 상기 탑 커버(47)을 체결한다.
이때, 상기 액정패널(40)의 상기 외부 전도층(42)상에 경화된 접지전극(48)은 상기 액정패널(40)과 상기 전도성 재질의 탑 커버(47)가 오버랩되는 사이에 형성되어 서로 전기적으로 연결되도록 한다.
상기 각 실시 예에서 살펴본 바와 같이, 횡전계 액정표시장치에 공정이 용이하고 신뢰성이 높은 접지전극을 형성할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 및 그 접지구조 형성방법은 횡전계 액정표시장치의 외부 일면에 형성된 외부 전도층을 전기적으로 용이하게 연결시킴으로써 신뢰성있는 접지전극을 형성할 수 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3a 및 도 3b는 상기 도 2의 액정표시장치의 외부 전도층에 연결된 접지구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법에 대한 일 실시예를 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법에 대한 또 다른 실시예를 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
40 --- 액정패널 41 --- 상부기판
42 --- 외부 전도층 43 --- 액정층
44 --- 하부기판 45 --- 화소 전극
46 --- 공통 전극 47 --- 탑 커버
48 --- 접지 전극

Claims (8)

  1. 컬러필터가 형성된 상부기판과 박막트랜지스터가 형성된 하부기판이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 그 사이에 액정층이 충진된 액정패널과;
    상기 하부기판면에 형성된 공통전극 및 화소전극과;
    상기 액정패널의 상부기판의 외측면에 형성된 외부 전도층과;
    상기 액정패널의 모서리부를 둘러싸면서 지지하는 탑 커버와;
    상기 액정패널과 상기 외부 전도층이 겹쳐지는 부위에 전도성 물질로 형성되며, 상기 외부 전도층 및 상기 탑 커버와 접지되는 접지전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 접지전극은 전도성 유기물질, 전도성 수지, 전도성 실란트 또는 전도성 본드 중에서 선택되어 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조.
  3. 액정패널의 외부 전도층의 일측 부위에 전도성 물질을 도포하여 접지전극을 형성하는 단계와;
    상기 접지전극이 형성된 상기 액정패널과 탑 커버가 오버랩되도록 체결하는 단계와;
    상기 접지전극을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법.
  4. 액정패널의 외부 전도층의 일측 부위에 전도성 물질을 도포하여 접지전극을 형성하는 단계와;
    상기 접지전극을 경화시키는 단계와;
    상기 접지전극이 형성된 상기 액정패널과 탑 커버가 오버랩되도록 체결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 도포되는 접지전극은 전도성 유기물질, 전도성 수지, 전도성 실란트 또는 전도성 본드 중에서 선택되어 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법.
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 접지전극은 도포되는 전도성 물질에 따라 UV, 열 또는 자연 경화하는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법.
  7. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 접지전극은 1012Ω이하의 저항값을 가지는 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법.
  8. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 접지전극은 도포되는 점도가 1000cp에서 100000cp사이인 것을 특징으로 하는 횡전계 액정표시장치의 접지구조 형성방법.
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