KR20060062093A - 횡전계 방식 액정표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것으로서, 상부기판의 일 단부를 감싸도록 배면전극을 형성하고 하부기판과 방전패스로 연결함으로써 배면전극에 대전된 정전기를 하부기판으로 방전할 수 있도록 하는 구조의 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액정표시장치 구조는 기존에 알루미늄 도전 테이프 등을 수작업으로 부착하여 정전기를 방전하던 방법에 비해 공정의 자동화가 가능하여 생산성 향상의 효과가 있고 또한 정전기 문제 개선을 위한 비용이 종래 방법에 비해 상대적으로 더욱 절감되는 장점이 있다.

Description

횡전계 방식 액정표시장치와 그 제조방법{IPS mode LCD and manufacture method thereof}

도 1은 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 일부평면도

도 2는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 개략적인 단면도

도 3은 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 정전기 방지구조의 일예를 도시한 단면도

도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대 도시한 도면

도 5는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

127 : 배면전극 129 : 상부기판

131 : 상부 편광판 133 : 하부기판

135 : 하부 편광판 150 : 방전패스

S : 실런트 LC : 액정

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부기판의 정전기 유입 방지를 위해 하부기판으로의 도전 패스가 형성된 횡전계 방식 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 상부기판과 하부기판을 합착하고, 합착된 상부기판과 하부기판 사이에 액정을 주입하여 형성한다.

그리고, 상기 상부기판과 하부기판의 바깥 면에는 편광판(polarizer)과 위상차판(retardation film) 등을 부착한다. 이러한 다수의 구성요소를 선택적으로 구성함으로써 빛의 진행상태를 바꾸거나 굴절률을 변화시켜 높은 휘도(brightness)와 콘트라스트(contrast)특성을 가지는 액정표시장치가 구성된다.

액정표시장치로서 근래에 사용되는 액정은 통상 트위스트 네마틱 액정(twist nematic LC:TN LC)을 채택하고 있으며, 상기 트위스트 네마틱 액정(TN LC)은 시야각에 따라서 계조표시에서의 광 투과율이 달라지는 특성을 보유하므로 그 대면적화에 제한이 있다.

상기 트위스트 네마틱 액정(TN LC)을 포함한 액정 셀은 좌우방향의 시야각에 광 투과율이 넓은 범위에서 대칭적으로 분포하지만, 상/하 방향에서는 광 투과율이 비대칭적으로 분포하기 때문에 상/하 방향에서는 이미지가 반전되는 범위가 발생하여 시야각이 좁아지는 문제가 있었다.

이에 반해, 평행한 전기장을 이용하는 횡전계 방식 모드(In plane switching : 이하 "IPS 모드"라 칭함)는 종래의 상기 트위스트 네마틱 액정(TN LC) 모드에 비해 콘트라스트(contrast), 그레이 인버젼(gray inversion), 컬러시프트(color shift) 등의 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하 도 1을 참조하여 횡전계방식 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 구성을 설명한다.

도시한 바와 같이, 어레이 기판은 기판 상에 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 형성되며, 특히 IPS 모드는 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 화소영역(P)상에 화소전극(17)과 공통전극(19)이 동일 평면상에 형성되는 형태이며, 액정(21)은 동일기판 상에 구성된 화소전극(17)과 공통전극(19)의 수평전계(23)에 의해 동작한다.

이때, 상기 공통전극(19)과 화소전극(17) 사이에 위치한 액정(21)은 상기 공통전극(19)과 화소전극(17) 사이에 분포하는 수평전계(23)에 의해 동일한 방향으로 배열되어 하나의 도메인을 이루며, 횡전계 방식에서는 단일 화소영역에 다수의 멀티 도메인을 구성할 수 있으므로 보다 넓은 시야각을 가지는 액정표시장치의 제작이 가능하다.

도 2는 전술한 바와 같은 구조를 포함하는 어레이 기판인 하부기판과 상부기판이 합착되어 완성된 횡전계 방식 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

도시한 바와 같이, 횡전계 방식 액정표시장치는 상부기판(29)과 전술한 어레이 기판(33)이 합착되어 형성되며, 상기 상부기판(29)의 배면에는 인듐-틴-옥사이 드(indium-tin-oxide)와 같은 투명한 도전성 금속 층을 증착하여 배면전극(27)을 형성하며, 상기 배면전극의 상부에는 상부편광판(31)을 구성한다.

상기 상부편광판(31)에 대응되는 상기 하부기판(33)의 하부에는 하부 편광판(35)을 구성한다.

상기 하부 편광판(35)의 하부에는 배면광원인 백라이트(back light)(37)가 위치하며, 상기 백라이트(37)에는 빛을 하부기판의 전면으로 통과하도록 하기 위해 확산시트와 프리즘 시트 등의 다수의 광학필름(39)이 구성된다.

상기 배면전극(27)은 외부로부터 인가되는 정전기를 차단하는 역할을 수행하는데, 보다 상세히 설명하면, 상기 액정패널이 대전된 외부 물체와 접촉할 경우 상기 상부기판(29)의 대전으로 인해 상기 상부기판(29)의 하부에 위치하는 액정분자(21)의 배열상태가 영향을 받게 된다.

이에 상기 액정을 통하는 빛의 투과량이 데이터전압이 인가되어도 완전히 제어되지 못하게 되어 화질을 약화시키는 요인으로 작용한다.

따라서, 정전기에 의한 화질의 감소를 방지하기 위해 상기 상부기판(29)의 배면에 배면전극(27)을 형성하는 것이다.

상기와 같은 구성을 통해 상기 상부기판(29)으로 대전되는 정전기를 완전히 차단하기 위해서는 상기 배면전극(27)에 대전된 정전기를 외부로 방전시켜 제거할 필요가 있다.

도 3은 상기 전술한 횡전계 방식 액정표시장치에서 상부기판(29)으로 유입되는 정전기 방지를 위한 종래 일 기술을 설명하기 위한 단면 구조도이다.

기판에 대전되는 정전기의 방지를 위한 종래의 기술은 상기 배면전극(27)에 의해 차단된 정전기를 외부 기구물로 방전시키는 방법을 사용하고 있다.

그 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 상부기판(29)의 에지(edge)에 상기 배면전극(27)과 액정패널 하부의 기구부(40)를 연결하는 도전성 테이프(50)를 구성하는데, 상기 테이프(50)는 알루미늄(Al)과 같은 유연한 도전성 금속을 이용한다. 이때, 상기 기구부(40)는 상기 액정표시패널의 일부 영역을 내치시켜 보호하기 위한 일종의 케이스(case)이다.

도 4의 부분 확대도는 상기 종래 기술에 의한 도전성 테이프(50)의 연결방법을 설명하고 있는데, 접착제(60)를 통해 배면전극(27)과 정전기가 방전될 기구물(40)과의 테이프(50) 연결을 수행한다.

그런데, 상기한 방법과 같이 도전성 테이프(50)를 이용해 기판에 대전된 정전기의 방전을 유도할 경우 소형/박형의 액정표시장치 특성상 부착되는 테이프(50)의 크기와 부착 위치 및 개수에 제한이 있어 기판 전체의 정전기를 완전히 방전하지 못하는 단점이 있으며, 아울러 수작업으로 테이프(50)를 부착하여야 하기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기판의 배면전극에 대전된 정전기의 완전한 방전을 수행하여 액정패널 구동시 화면에 정전기에 의한 화상 이상 현상이 발생하지 않는 액정표시장치를 제작하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제1편광판과; 상기 제1편광판 하부에 위치하며, 상기 제1편광판과 대향되는 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제1측면과, 상기 제1측면에서 연장되고 상기 제1면과 평행한 제2면의 일부 영역에 제1전극이 형성된 제1기판과; 상기 제1기판과 마주하며 하면에 화소전극과 공통전극이 형성된 제2기판과; 상기 제1전극과 제2기판을 연결하는 하나 이상의 방전패스와; 상기 제1기판과 제2기판 사이에 구성되는 액정과; 상기 제2기판 하부에 구성되는 제2편광판을 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치를 제시한다.

상기 제1전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 방전패스는 은(Ag)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 방전패스는 상기 제1기판의 제2면에 구성된 제1전극과 상기 제2기판과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2기판은 스위칭소자가 형성된 기판인 것을 특징으로 한다.

상기 방전패스는 제1기판의 제1전극과 상기 제2기판의 공통전극과 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2편광판 하부에 구성되는 배면조명장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명은, 제1기판을 구비하고, 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제1측면과, 상기 제1측면에서 연장되고 상기 제1면과 평행한 제2면의 일부 영역에 제1전극을 형성하는 단계와; 스위칭소자가 형성된 제2기판을 구비하여 상면에 화소전극과 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 제1기판과 제2기판을 합착하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정패널을 형성하는 단계와; 상기 제1전극과 제2기판을 하나 이상의 방전패스로 연결하는 단계와; 상기 제1기판의 상부에 제1편광판과, 상기 제2기판의 하부에 제2편광판을 구성하는 단계를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치 제조방법을 제안한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치와 그 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.

먼저, 상부 편광판(131)이 구비되고, 상기 상부 편광판(131)의 하부에 상부기판(127)이 구성되는데, 컬러 액정표시장치의 경우 상기 상부기판(127)에는 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터(C/F)가 구성된다.

상기 상부기판(127)의 하부에는 박막트랜지스터(TFT)와 같은 스위칭소자가 형성되는 하부기판(133)이 구성되며, 상기 상부기판(127)과 하부기판(133) 사이에는 액정(LC)이 주입되며 그 주입부는 실런트(Sealant:S)에 의해 밀봉되어 액정패널을 형성한다.

상기 구조에서, 상기 상부기판(129)의 배면에는 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 이용하여 상기 상부기판(129) 측으로 영향을 미칠 수 있는 외부 전하를 차단하기 위해 배면전극(127)이 형성되는데, 이때 상기 배면전극 (127)은 상기 상부기판(129)의 일 단부를 완전히 감싸도록 즉, 상기 상부기판(129)의 상면과 측면 및 하면의 일부 영역에 구성된다.

상기와 같이 구성에서 상기 상부기판(129)의 하면에 형성된 배면전극(127)과 하부기판(133)과 전기적으로 연결되도록 방전패스(150)를 더욱 형성하는데, 이는 상기 상부기판(129)의 배면전극(127)에 대전된 전하를 외부 인쇄회로기판(PCB)과 연결된 하부기판(133) 측으로 방전시켜 상부기판(129)의 정전기 간섭을 최소화하기 위한 것이다.

이때, 상기 방전패스(150)로는 모든 도전성 소재가 가능하나 액정표시장치의 제조공정과 도전성을 고려할 때 은(Ag)으로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 배면전극(127)과 하부기판(133) 사이에 하나 이상 구성하는 것이 배면전극(127)에 대전된 정전기 방전에 효과적이다.

상기 하부기판(133)에는 박막트랜지스터(TFT)로 구성된 스위칭소자와 화소전극 및 공통전극이 구성되고 상기 하부기판(133)의 하부에는 하부 편광판(135)이 더욱 구성되며, 도시하지는 않았지만 상기 하부 편광판(135) 하측에는 배면조명장치(Back-light)가 구성된다.

상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치는, 액정패널의 제작이후 연속된 공정인 모듈장착 또는 진동충격시험 등의 여러 상황에서 발생되거나 주입되어 상부기판에 대전될 수 있는 정전기를 하부기판 측으로 방전하기 때문에 상부기판 정전기 대전에 의한 액정구동으로의 영향을 최소화하여 화질이 향상되는 장점이 있다.

이러한 구조는 상부기판에 공통전극이 형성되어 정전기방전 기능을 수행하는 TN모드 액정표시장치와는 달리 상부기판에 정전기 방전을 위한 구조가 없는 IPS 모드 액정표시장치에 매우 유용한 장점이 있다.

또한 기존에 알루미늄 도전 테이프 등을 수작업으로 부착하여 정전기를 방전하던 방법에 비해 공정의 자동화가 가능하여 생산성 향상의 효과가 있고 또한 정전기 개선을 위한 비용이 종래 방법에 비해 상대적으로 절감되는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 제1편광판과;

   상기 제1편광판 하부에 위치하며, 상기 제1편광판과 대향되는 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제1측면과, 상기 제1측면에서 연장되고 상기 제1면과 평행한 제2면의 일부 영역에 제1전극이 형성된 제1기판과;

   상기 제1기판과 마주하며 하면에 화소전극과 공통전극이 형성된 제2기판과;

   상기 제1전극과 제2기판을 연결하는 하나 이상의 방전패스와;

   상기 제1기판과 제2기판 사이에 구성되는 액정과;

   상기 제2기판 하부에 구성되는 제2편광판

   을 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치
2. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 제1전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치
3. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 방전패스는 은(Ag)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정 표시장치
4. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 방전패스는 상기 제1기판의 제2면에 구성된 제1전극과 상기 제2기판과 연결되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치
5. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 제2기판은 스위칭소자가 형성된 기판인 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치
6. 청두항 제 1 항에 있어서,

   상기 방전패스는 제1기판의 제1전극과 상기 제2기판의 공통전극과 연결되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치
7. 청구항 제 1 항에 있어서,

   상기 제2편광판 하부에 구성되는 배면조명장치

   를 더욱 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치
8. 제1기판을 구비하고, 제1면과, 상기 제1면에서 연장되는 제1측면과, 상기 제1측면에서 연장되고 상기 제1면과 평행한 제2면의 일부 영역에 제1전극을 형성하는 단계와;

   스위칭소자가 형성된 제2기판을 구비하여 상면에 화소전극과 공통전극을 형성하는 단계와;

   상기 제1기판과 제2기판을 합착하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정패널을 형성하는 단계와;

   상기 제1전극과 제2기판을 하나 이상의 방전패스로 연결하는 단계와;

   상기 제1기판의 상부에 제1편광판과, 상기 제2기판의 하부에 제2편광판을 구성하는 단계

   를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치 제조방법

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