KR20060060271A - 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상,하부 기판의 도통을 위한 공통배선이 외부로 노출되어 부식되는 현상을 방지하여 소자의 신뢰성을 향상시키고 또는 은도트 및 은도트 패드를 형성하지 않음으로써 소자의 패턴을 간소화하고자 하는 액정표시소자에 관한 것으로서,
제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부의 패드부 영역으로 구분되는 액정표시소자에 있어서, 상기 제 1 기판 상에서 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과, 상기 제 1 기판의 패드부 영역에 형성되는 공통배선과, 상기 공통배선 상부의 절연막을 제거하여 상기 공통배선을 노출시키는 오픈영역과, 상기 오픈영역을 포함한 기판 가장자리에 형성되고 도전성 스페이서를 포함하는 씨일제와, 상기 도전성 스페이서에 의해 상기 공통배선에 접속되는 상기 제 2 기판의 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
도전성 스페이서, 은도트, 공통배선, 부식방지

Description

액정표시소자{Liquid Crystal Display Device}
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 2 및 도 3은 도 1의 A부분 확대평면도 및 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 5 및 도 6은 도 4의 B부분 확대평면도 및 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
110 : 대향기판 111 : TFT 어레이 기판
112 : 게이트 배선 113 : 절연막
115 : 데이터 배선 117 : 공통배선
122: 게이트 패드 125 : 데이터 패드
127 : 공통패드 150 : 씨일제
151 : 오픈영역 152 : 도전성 스페이서
153 : 액티브 영역 154 : 패드부 영역
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으 로, 특히 상,하부 기판을 통전시키기 위한 공통배선이 외부로 노출되어 부식되는 것을 방지하기 위한 액정표시소자에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다. 또한, 소형 패널로 제작되어 휴대폰 디스플레이로도 사용되고 있어 그 활용이 다양하다.
이와같은 액정표시소자는 컬러필터 어레이 기판이라 불리는 상부기판과, TFT 어레이 기판이라 불리는 하부기판과, 서로 대향하는 상기 상,하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는데, 상기 상,하부 기판의 내측면에는 액정을 제어하여 일정한 방향으로 배향하기 위한 각종 패턴들이 형성되어 있다.
이 때, 상기 상,하부 기판 사이에는 그 간격을 일정하게 이격시키기 위한 스페이서를 더 형성하고, 기판의 가장자리에는 접착제 역할을 하는 씨일제(sealant)를 더 형성하여 두 기판을 완전히 접착시킨다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 의한 액정표시소자에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 2 및 도 3은 도 1 의 A부분 확대평면도 및 단면도이다.
액정표시소자의 상부기판에는 빛샘을 방지하는 블랙 매트릭스와, 색상을 표현하기 위한 RGB의 컬러필터층과, 투명도전막인 공통전극이 일반적으로 형성되어 있고, 하부기판에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수직 교차하여 화소를 정의하는 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)과, 상기 두 배선의 교차 지점에서 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)와, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극이 형성되어 있다.
상기 상,하부 기판은 액정층을 사이에 두고 대향합착 되는데, 상,하부 기판을 완전 접착시키기 위해 하부기판(11)의 가장자리에 접착제 역할을 하는 씨일제(50)를 형성한다. 그리고, 두 기판 사이에는 외부 충격에 의해서 셀갭이 변형되는 것을 방지하기 위해 스페이서(도시하지 않음)를 더 구비하는데, 씨일제(50)가 형성되는 부분에서의 셀갭은 씨일제(50)에 유리섬유(glass fiber)를 혼합하여 스페이서를 대신한다.
좀더 구체적으로, 상기 하부 기판(11)은 액티브 영역(53)과 패드부 영역(54)으로 구분되는바, 상기 액티브 영역은 화상이 표시되는 영역으로 전술한 바와 같이, 복수개의 게이트 배선(12), 데이터 배선(15), 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되어 있고, 상기 패드부 영역(54)에는 외부 구동회로인 인쇄회로기판(도시하지 않음)으로부터 각종 신호를 공급받기 위한 게이트 패드(22), 데이터 패드(25), 공통배선(17) 및 공통패드(27)가 형성되어 있다.
이 때, 상기 게이트 패드(22)는 게이트 배선(12)과 일체형으로 형성되고, 상 기 데이터 패드(25)는 데이터 배선(15)과 일체형으로 형성되며, 상기 공통패드(27)는 공통배선(17)과 일체형으로 형성되어 각종 신호를 전달한다.
상기 공통배선(17)은 하부기판(11) 가장자리인 패드부 영역(54)에 형성되는데, 공통배선(17) 중간에 형성되는 은도트 패드(28)를 통해 공통배선과 상부기판의 공통전극(도시하지 않음)을 접속시켜 Vcom 신호를 전달한다.
상부기판에는 외부 구동회로와 접속되는 패드부분이 없으므로 상부기판에 Vcom 신호를 인가하기 위해서는 하부기판의 공통배선(17)을 통해 상,하부 기판을 도통시켜야 한다.
구체적으로, 상부기판의 공통전극으로 인가되어야 하는 Vcom 신호는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부기판(11)의 공통패드(27), 공통배선(17) 및 은도트 패드(28)를 차례로 거쳐 은도트 패드(28)에 형성되는 은도트(52)를 통해 상부기판(10)의 공통전극으로 전달된다. 이 때, 공통패드(27), 공통배선(17) 및 은도트 패드(28)는 일체형으로 형성된다.
즉, 상,하부 기판(10,11)의 도통을 위해서 하부기판의 은도트 패드(28) 상에 은도트(52)를 형성하는데, 은도트 패드(28) 상부의 절연막을 제거시킨 오픈영역(51) 내측에 은도트를 도팅(dotting)시킨다. 은도트(52)는 액정표시소자의 크기에 따라 0.3mm∼0.6mm의 두께로 2∼20 포인트 도포한다. 이 경우, 상,하부 기판이 합착하면 그 셀갭이 4∼7㎛가 되므로 은도트가 두께가 줄어들고 넓게 퍼지게 된다.
따라서, 은도트 패드(28)의 크기는 공통배선(17)의 크기보다 커야 하며, 액정표시소자에 따라 그 포인트 수가 많아질 수 있으므로 패드부 영역에서의 은도트 패드(28) 면적이 커지게 되는 문제점이 있다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 은도트 패드(28)가 오픈영역(51)을 통해 외부로 노출되어 부식될 염려가 있다. 하부기판의 각 에지부분에는 각종 패턴을 정확한 위치에 형성하기 위한 각종 정렬키가 있어 씨일제를 기판 에지부분에서 경사지게 형성해야 하므로, 은도트(52)가 씨일제(50) 외측에 형성되는데, 씨일체 외측에서 은도트(52)가 도팅되지 않는 은도트 패드(28)가 오픈영역(51)을 통해 쉽게 부식되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 상,하부 기판을 도통시키기 위한 공통배선을 외부로 노출되지 않도록 하여 부식현상을 방지하고 또한, 기존의 은도트 및 은도트 패드를 제거하여 소자의 패턴을 간소화하고자 하는 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시소자는 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부의 패드부 영역으로 구분되는 액정표시소자에 있어서, 상기 제 1 기판 상에서 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과, 상기 제 1 기판의 패드부 영역에 형성되는 공통배선과, 상기 공통배선 상부의 절연막을 제거하여 상기 공통배선을 노출시키는 오픈영역과, 상기 오픈영역을 포함한 기판 가장자리에 형성되고 도전성 스페이서를 포함하는 씨일제와, 상기 도전성 스페이서에 의해 상 기 공통배선에 접속되는 상기 제 2 기판의 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상,하부 기판을 도통시키기 위해 공통배선 상부에 오픈영역을 형성하고 상기 오픈영역을 포함한 기판 가장자리에 도전성 스페이서를 포함하는 씨일제를 형성하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 오픈영역을 통해 공통배선이 외부로 노출되어 부식될 염려가 없다.
이 때, 씨일제에 포함되는 도전성 스페이서에 의해 하부기판의 공통배선과 상부기판의 공통전극이 접속되므로 상,하부 기판을 도통시키기 위한 별도의 은도트가 요구되지 않으며, 은도트를 형성하기 위한 은도트 패드도 불필요해진다.
한편, 상기 도전성 스페이서에 의해서, 씨일제가 형성되는 부분의 셀갭을 유지할 수 있으므로 씨일제에 유리섬유를 혼합하지 않아도 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 액정표시소자를 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 B부분 확대평면도 및 단면도이다.
본 발명에 의한 액정표시소자는, 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터(TFT)와 화소전극이 형성된 TFT 어레이 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는바, 상기 TFT 어레이 기 판(111)의 가장자리에 형성되는 공통배선(117)은 상기 씨일제(150)에 의해 커버되어 외부로 노출되지 않는다.
이때, 상기 공통배선(117) 상에 형성된 오픈영역(도 5의 151)을 통해 상기 공통배선(117)과 씨일제(150)가 서로 접촉하게 되며, 상기 씨일제(150)에 혼합되어 있는 도전성 스페이서(152)에 의해 상기 TFT 어레이 기판의 공통배선(117)과 컬러필터 어레이 기판의 공통전극(도시하지 않음)이 접속된다.
구체적으로, TFT 어레이 기판(111)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 액정분자의 배열 방향을 변환시킬 수 있는 박막트랜지스터가 형성된 액티브 영역(153) 및 외부 구동회로와 접속되는 패드부 영역(154)으로 구분되는바, 액티브 영역(153)에는 복수개의 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)이 수직 교차하여 화소를 정의하고, 상기 화소 내부에는 스위칭 소자 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)와 화소전극(도시하지 않음)이 각각 형성되어 있다. 상기 게이트 배선층과 데이터 배선층 사이에는 게이트 절연막이 삽입되어 두 층을 절연시키고, 상기 데이터 배선층과 화소전극 사이에는 보호막이 삽입되어 두 층을 절연시킨다.
그리고, 패드부 영역(154)에는 상기 게이트 배선(112)에서 연장되는 복수개의 게이트 패드(112)와 상기 데이터 배선(115)에서 연장되는 복수개의 데이터 패드(115)와 기판 가장자리에 일직선으로 형성되는 공통배선(117)과, 상기 공통배선(117) 끝단에 형성되는 공통패드(127)가 형성된다. 여기서, 기존과 달리 은도트 패드를 형성하지 않는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 공통배선(117) 및 공통패드(127)는 상기 게이트 배선(112)과 동 시에 형성가능한데, 상기 게이트 배선(112) 및 게이트 패드(122)와 접속하지 않도록 상기 게이트 패드가 형성되는 일 모서리변을 제외한 나머지 모서리변에서 일체형으로 형성되도록 패터닝한다.
이와같이, 공통배선(117)과 게이트 배선(112)이 동일층에 구비되는 경우, 상기 공통배선(117) 상부에는 게이트 절연막 및 보호막을 포함하는 절연막(도 5의 113)이 존재하게 되는데, 상기 절연막을 제거하여 오픈영역(도 5의 151)을 형성한다. 상기 오픈영역은 국부적으로 복수개 형성되어도 되고, 씨일제가 형성되는 라인을 따라 길게 형성되어도 될 것이다.
좀 더 구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 패드부 영역(154)에 공통배선(117)을 형성하고 그 위에 형성된 절연막(113)을 제거하여 오픈영역(151)을 형성한다. 이 때, 공통배선(117)과 동시에 게이트 배선(112) 및 게이트 패드(122)를 형성하고, 게이트 배선(112)을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성한 다음, 그 위에 데이터 배선(115) 및 데이터 패드(125)를 형성한 이후, 데이터 배선(115)을 포함한 전면에 보호막을 형성한다. 따라서, 상기 공통배선(117) 상부에 형성되는 절연막(113)은 게이트 절연막과 보호막이 된다.
한편, 상기 공통배선(117)을 데이터 배선과 동시에 형성할 수도 있을 것인데, 이경우 공통배선(117)은 데이터 배선(115) 및 데이터 패드(125)와 연결되지 않도록 패터닝되어야 하고, 공통배선 상부에 형성되는 절연막은 보호막이 된다.
이 때, 오픈영역(151)은 이후 씨일제(150)가 인쇄되는 부분에 한정하여 형성되어야 하는데, 씨일제 인쇄라인 외부로 오픈영역이 노출되면 공통배선(117)이 부 식될 염려가 있기 때문이다. 즉, 상기 공통배선과 씨일제가 오버랩되는 부분에만 한정하여 오픈영역(151)을 형성한다. 따라서, 공통배선의 폭이 씨일제 폭보다 크거나 작은 것은 불문한다.
이와같이, 공통배선(117) 상부에 오픈영역(151)이 형성된 다음에는, 도전성 스페이서를 포함하는 씨일제(150)를 기판 가장자리에 인쇄한다. 도전성 스페이서는 5∼7㎛정도의 셀갭보다 크거나 같은 직경을 가지는 것을 선택하여 종래의 유리섬유 역할을 대신 수행하도록 하며, 씨일제에 비해 0.1%이상의 중량비를 가지도록 혼합한다.
씨일제를 형성한 이후에는 기판 전면에 스페이서를 골고루 형성한 다음, 높은 압력(hot pressure)을 가하면서 씨일제(150)를 경화시켜 TFT 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판을 대향합착시킨다. 이 때, 상기 스페이서는 씨일제에 혼합되는 도전성 스페이서 이외에, 패턴드 스페이서(patterned spacer) 또는 플라스틱 볼(plastic ball)이나 실리카(silica) 구와 같은 볼 스페이서(ball spacer)를 액티브 영역에 골고루 형성하여 셀갭을 일정하게 유지시켜 준다.
이후, 씨일제가 형성되지 않은 액정주입구를 통하여 두 기판 사이에 액정을 주입한 후 봉지함으로써 액정표시소자를 완성한다. 최근에는 액정주입구를 형성하지 않고 빈틈없이 씨일제를 형성한 후 액정을 적하한 후 기판을 대향합착하기도 한다.
이와같이, 형성된 액정표시소자는, 도 6에 도시된 바와 같이, 씨일제(150)에 혼합된 도전성 스페이서(152)에 의해 TFT 어레이 기판(111)과 컬러필터 어레이 기 판(110)이 서로 도통되어 Vcom 신호가 인가된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 절연막을 제거한 오픈영역을 완전 커버하도록 기판 가장자리에 씨일제가 형성되므로 오픈영역을 통해 공통배선이 외부로 노출되어 부식될 염려가 없다. 따라서, 소자의 수명이 길어지고 신뢰성도 향상된다.
둘째, 씨일제에 포함된 도전성 스페이서에 의해 상,하부 기판을 통전시키므로 은도트 및 은도트 패드가 요구되지 않는다. 따라서, 패드부 영역의 면적을 최소화하고 소자의 패턴을 간소화할 수 있다.
셋째, 씨일제가 형성되는 부분의 셀갭은 도전성 스페이서에 의해 유지되므로 별도의 유리섬유를 씨일제에 혼합하지 않아도 된다.

Claims (7)

  1. 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부의 패드부 영역으로 구분되는 액정표시소자에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에서 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극;
    상기 제 1 기판의 패드부 영역에 형성되는 공통배선;
    상기 공통배선 상부의 절연막을 제거하여 상기 공통배선을 노출시키는 오픈영역;
    상기 오픈영역을 포함한 기판 가장자리에 형성되고 도전성 스페이서를 포함하는 씨일제;
    상기 도전성 스페이서에 의해 상기 공통배선에 접속되는 상기 제 2 기판의 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오픈영역은 상기 공통배선과 씨일제가 오버랩되는 부분에만 한정 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통배선은 상기 게이트 배선과 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통배선은 상기 게이트 패드가 형성되는 일 모서리변을 제외한 나머지 모서리변에서 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연막은 상기 공통배선 상부에 형성되는 게이트 절연막 또는 보호막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 스페이서는 상기 씨일제에 비해 0.1%이상의 중량비를 가지도록 혼합되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 스페이서는 씨일제의 유리섬유 역할을 대신 수행하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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