KR20150033158A

KR20150033158A - 정전기 제거가 용이한 액정표시소자

Info

Publication number: KR20150033158A
Application number: KR20130112784A
Authority: KR
Inventors: 하종무
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-04-01
Also published as: KR102052872B1

Abstract

본 발명은 블랙매트릭스를 통해 유입된 정전기를 제거할 수 있는 액정표시소자에 관한 것으로, 더미영역 및 화상표시영역을 포함하며 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되는 화소를 포함하는 제1기판; 상기 제1기판에 대향하며 컬러필터층이 형성된 제2기판; 제1기판의 각각의 화소에 형성된 박막트랜지스터; 상기 제2기판에 형성되어 정전기를 외부로 배출하는 도전층; 제2기판의 외곽영역 및 화상표시영역 내의 도전층 위에 형성되어 광이 누설되는 것을 차단하는 블랙매트릭스; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 도전층을 외부의 접지와 연결하여 정전기를 접지를 통해 제거하는 연결배선으로 구성된다.

Description

정전기 제거가 용이한 액정표시소자{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE FOR REMOVING EASILY STATIC ELECTROCITY}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 블랙매트릭스에 발생하는 정전기를 용이하게 제거할 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.

평판표시소자가 소개된 이래 액정표시소자는 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 대표적인 평판 표시소자로서 사용되고 있다.

이러한 표시소자는 액정의 굴절률 이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(1)는 제1기판(20)과 제2기판(30) 및 상기 제1기판(20)과 제2기판(30) 사이에 형성된 액정층(40)으로 구성되어 있다. 제1기판(20)은 구동소자 어레이(Array)기판이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(20)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 제2기판(30)은 컬러필터(Color Filter)기판으로서, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층(32) 및 블랙매트릭스(34)가 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(20)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 제1기판(20) 및 제2기판(30)에는 액정층(40)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.

상기 제1기판(20) 및 제2기판(30)은 실링재(Sealing Material)(44)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(40)이 형성되어 상기 제1기판(20)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 백라이트부(도면표시하지 않음)에서 발광하여 액정층(40)으로 공급되어 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

그러나, 상기와 같은 구조의 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제가 발생한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제2기판(30)의 외곽영역 및 표시소자 내부에는 블랙매트릭스(34)가 형성되며, 상기 블랙매트릭스(34) 사이에 컬러필터층(32)이 형성된다. 상기 블랙매트릭스(34)는 백라이트로부터 공급되어 액정층을 광이 투과할 때 화상이 표시되지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 표시소자의 외곽영역과 표시영역 내의 컬러필터층 사이에 형성되어 이 영역으로 광이 누설되어 화면에 휘선이 발생하는 것을 방지한다.

표시소자의 외곽영역에는 제2기판(30)의 단부 영역까지 블랙매트릭스(34)가 연장되어 형성된다. 상기 블랙매트릭스(34)를 제2기판(30)의 단부로부터 일정 영역 내측까지만 형성할 수도 있지만, 이 경우 액정표시소자(1)의 가장자리 영역에서 광이 누설되어 화질이 저하된다. 특히, 근래 휴대폰이나 태블릿PC와 같은 이동통신기기에 적용되는 소형 액정표시소자의 경우, 화상이 표시되는 화상표시영역 외곽의 더미영역의 면적이 최소화되기 때문에, 블랙매트릭스(34)가 제2기판(30)의 단부로부터 일정 영역 내측까지만 형성되는 경우, 광이 누설이 화면표시영역에 영향을 미쳐 화질저하현상이 두드러지게 나타나게 된다.

상기와 같은 화질저하를 방지하기 위해, 블랙매트릭스(34)을 제2기판(30)의 단부 영역까지 형성하여, 표시소자의 외곽 더미영역이 상기 블랙매트릭스(34)에 의해 차단되도록 하지만, 이러한 구조의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(34)의 측단부가 제2기판(30)의 측단부와 정렬되어 블랙매트릭스(34)의 측단부가 외부로 노출된다.

따라서, 액정표시소자 공정중의 작업자나 완성후 사용자가 손으로 액정표시소자의 측면을 만졌을 경우, 사람의 손에서 발생하는 정전기가 상기 블랙매트릭스(34)를 통해 액정표시소자의 내부로 유입되는데, 액정표시소자내로의 정전기의 유입은 백화현상을 유발하여 액정표시소자의 불량원인이 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 제2기판에 정전기 배출용 도전층을 형성하여 이를 접지와 연결함으로써 블랙매트릭스를 통해 내부로 유입된 정전기를 제거할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자는 더미영역 및 화상표시영역을 포함하며 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되는 화소를 포함하는 제1기판; 상기 제1기판에 대향하며 컬러필터층이 형성된 제2기판; 제1기판의 각각의 화소에 형성된 박막트랜지스터; 상기 제2기판에 형성되어 정전기를 외부로 배출하는 도전층; 제2기판의 외곽영역 및 화상표시영역 내의 도전층 위에 형성되어 광이 누설되는 것을 차단하는 블랙매트릭스; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 도전층을 외부의 접지와 연결하여 정전기를 접지를 통해 제거하는 연결배선으로 구성된다.

상기 블랙매트릭스는 그 측단부가 제2기판의 측단부까지 연장되며, 상기 도전층은 제2기판 전체에 걸쳐 형성되거나 제2기판 외곽영역의 블랙매트릭스 하부 및 화상표시영역의 블랙매트릭스의 적어도 일부의 하부에 형성된다.

상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oixde) 및 IZO(Indium Zin Oxide) 등의 투명도전물질로 형성될 수도 있고 금속으로 형성될 수도 있다. 도전층이 투명도전물질로 형성되는 경우, 상기 도전층은 190도 이상의 온도에서 어닐링될 수 있다.

연결배선은 제1기판의 더미영역에 형성된 금속배선; 및 상기 금속배선 위에 배치되고 제2기판의 도전층과 접촉하는 은도트를 포함하여 형성된다.

본 발명에서는 도전층을 제2기판에 형성한 후, 상기 도전층을 연결배선을 통해 제1기판의 더미영역의 금속배선에 전기적으로 접속함으로써, 블랙매트릭스를 통해 액정표시소자 내부로 유입된 정전기를 효율적으로 접지를 통해 배출할 수 있게 된다. 따라서, 정전기에 의해 액정표시소자에 백화현상이 발생하는 것을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래 액정표시소자의 구조를 개념적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 4a-도 4c는 각각 본 발명에 따른 도전층의 구조를 나타내는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(101)는 복수의 화소가 매트릭스형태로 배열되는 화상표시부(117)와, 상기 화상표시부(117)의 게이트라인과 접속되는 게이트패드부(118) 및 데이터라인과 접속되는 데이터패드부(119)를 포함한다. 이때, 게이트패드부(118)와 데이터패드부(119)는 제2기판(130)과 중첩되지 않는 제1기판(120)의 가장자리 영역에 형성되며, 게이트패드부(118)는 게이트드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 화상표시부(117)의 게이트라인에 공급하고, 데이터패드부(119)는 데이터드라이버 집적회로로부터 공급되는 화상정보를 화상표시부(117)의 데이터라인에 공급한다.

상기 화상표시부(117)의 박막트랜지스터 어레이기판, 즉 제1기판(120)에는 화상정보가 인가되는 복수의 데이터라인과 주사신호가 인가되는 복수의 게이트라인이 서로 수직 교차하여 배치되고, 그 교차부에 화소를 스위칭하기 위한 박막트랜지스터와, 그 박막트랜지스터에 접속되어 화소를 구동하는 화소전극과, 상기 화소전극과 박막트랜지스터를 보호하기 위해 전면에 형성된 보호막이 구비된다.

상기 화상표시부(117)의 컬러필터기판, 즉 제2기판(130)에는 화소영역별로 분리되어 도포되어 컬러를 구현하는 칼러필터층과, 화상표시부(117)에 형성되어 상기 컬러필터층을 구획하고 게이트패드부(118) 및 데이터패드부(119)에 형성된 블랙매트릭스(144)로 이루어진다. 도면에서는 설명의 편의를 위해, 상기 블랙매트릭스(144)가 게이트패드부(118) 및 데이터패드부(119)에 형성된 구성만이 개시되어 있지만, 상기 블랙매트릭스(144)는 화상표시부(117)내의 화상비표시 영역에도 형성된다.

상기 제2기판(130)에는 도전층(146)이 형성된다. 이때, 상기 도전층(146)은 블랙매트릭스(144) 하부에 형성되고 외부의 접지와 전기적으로 연결되어 블랙매트릭스(144)를 통해 액정표시소자 내부로 유입된 정전기를 외부로 배출한다.

도면에서는 상기 도전층(146)이 제2기판(130) 전체에 걸쳐 형성되어 있지만, 상기 도전층(146)의 형성영역은 특정 위치에 한정되지 않는다. 상기 투명도전층(146)의 역할은 액정표시소자 내부에 유입된 정전기를 배출하여 제거하는 것이므로, 이러한 기능을 원활하게 수행할 수만 있다면 상기 도전층(146)이 어떠한 형태로 형성될 수도 있을 것이다. 이러한 도전층(146)의 다양한 형상은 이후 더욱 자세히 설명하도록 한다.

상기한 바와 같이 구성된 제1기판(120)과 제2기판(130)은 스페이서(spacer)에 의해 일정한 셀갭(cell gap)이 유지되고, 상기 화상표시부(17)의 외곽에 형성된 실라인(144)에 의해 합착되며, 상기 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이에 액정층이 형성되어 액정패널이 형성된다.

상기 제1기판(120)의 게이트패드부(118)의 제2기판(130)의 모서리영역 근처에는 은도트(152)가 형성된다. 상기 은도트(152)는 제2기판(130)에 형성되는 도전층(146)과 전기적으로 접촉하여, 도전층(146)을 외부의 접지와 전기적으로 연결한다. 도면에서는 상기 은도트(152)가 제2기판(130)의 2모서리 근처의 게이트패드부(118)에 형성되지만, 상기 은도트(152)가 제2기판(130)의 모서리 근처의 게이트패드부(118) 및 데이터패드부(119)에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 은도트(152)는 게이트패드부(118) 및 데이터패드부(119) 중 어느 한곳에 형성될 수도 있다. 상기 은도트(152)는 도전층(146)과 외부의 접지를 전기적으로 연결하는 연결배선의 역할을 하므로, 도전층(146)을 외부의 접지와 연결시킬 수만 있다면 어떠한 형상이나 개수도 가능할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 블랙매트릭스(134)의 측단부를 제2기판(130)의 측단부와 정렬시켜 액정표시소자를 완성했을 때, 상기 블랙매트릭스(134)의 측단부가 외부로 노출되는 경우, 제2기판(130)에 정전기 제거용 도전층(146)을 형성함으로써 블랙매트릭스(134)의 노출된 영역을 통해 액정표시소자 내부로 유입된 정전기를 제거할 수 있게 된다.

상기와 같은 구조의 액정표시소자를 도 3을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자(101)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자(101)는 실제 화상이 구현되는 화상표시영역과 게이트패드부 및 데이터패드부를 포함하는 더미영역으로 이루어진다. 액정표시소자(101)의 화상표시영역은 실제 수많은 화소로 구성되어 있지만, 설명이 편의를 위해서 도면에서는 하나의 화소만을 도시하여 발명에 대해 설명한다.

상기 액정표시소자(101)의 화상표시영역에는 상기 화상표시영역은 박막트랜지스터가 형성되는 박막트랜지스터 어레이기판인 제1기판(120)과, 컬러필터층이 형성되는 컬러필터기판인 제2기판(130)과, 상기 제1기판(120)에 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(120)에 형성된 보호층(124)과, 상기 보호층(124) 위에 서로 평행하게 배치되어 외부로부터 화상신호가 입력됨에 따라 횡전계(In Plnae Switching Field)를 형성하는 적어도 한쌍의 공통전극(126) 및 화소전극(127)과, 상기 제2기판(130)에 형성되어 액정표시소자(101) 내부로 유입되는 정전기를 외부로 유출하는 도전층(146)과, 상기 도전층(146)이 형성된 제2기판(130)의 더미영역과 화상표시영역 내의 화상비표시부에 형성되어 이 영역으로 광의 누설되는 것을 방지하는 블랙매트릭스(134)와, 상기 제2기판(130)에 형성되어 실제 컬러를 구현하는 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터로 이루어진 컬러필터층(132)과, 상기 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에 형성된 액정층(140)과, 상기 제1기판(120) 또는 제2기판(130)에 형성되어 상기 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이의 간격, 즉 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지하는 스페이서(148)로 구성된다.

상기 액정표시소자(101)의 외곽영역에는 은도트(152)가 형성된다. 된다. 상기 은도트(152)는 제2기판(130)에 형성된 도전층(146)과 접속되어 액정표시소자(101)의 내부에 유입되어 상기 도전층(146)으로 통해 흐르는 정전기를 외부로 유출하는 배출통로의 기능을 한다. 이와 같이, 은도트(152)는 도전층(146)을 외부로 연결하는 연결배선으로서의 역할을 한다. 도면에서는 이러한 연결배선이 은도트(152)로 특정지어 설명되고 있지만, 본 발명의 연결배선이 이러한 은도트에 한정되는 것이 아니라 도전층(146)을 외부와 전기적으로 연결할 수만 있다면 다양한 형태나 형상이 가능할 것이다.

한편, 상기 제1기판(120)의 더미영역에는 도전성이 좋은 물질로 이루어진 금속배선(129)이 형성되어 상기 은도트(152)가 금속배선(129)과 전기적으로 접속된다. 상기 금속배선(129)은 외부의 금속케이스와 외부 PCB 등의 접지와 접속되어 배출되는 정전기를 제거한다.

화상표시영역에 형성되는 박막트랜지스터는 제1기판(120) 위에 형성되는 복수의 화소영역 각각에 형성되어 화소전극(127)에 인가되는 화상신호를 스위칭하는데, 상기 제1기판(120)에 형성된 게이트전극(111)과, 상기 게이트전극(111) 위에 형성된 게이트절연층(122)과, 상기 게이트절연층(122) 위에 형성된 비정질실리콘(a-Si)과 같은 반도체물질로 이루어진 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112) 위에 형성된 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 이루어진다.

게이트전극(111)은 제1기판(101)상에 Mo, Al, Al합금 등의 금속을 스퍼터링(sputtering)법에 의해 적층한 후 식각하여 형성되며, 게이트절연층(122)은 SiO₂나 SiN₂와 같은 무기물질을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법에 의해 적층함으로써 형성된다.

상기 반도체층(112)은 PECVD법에 의해 비정질실리콘(a-Si)을 적층하고 식각하여 형성되며, 소스전극(114) 및 드레인전극은 Cr이나 Cr합금 등의 금속을 스퍼터링법에 의해 적층하고 식각하여 형성된다.

보호층은 SiO₂나 SiN₂와 같은 무기물질을 PECVD법에 의해 적층하여 형성하거나 포토아크릴(photo acryl)과 같은 유기물질을 도포함으로써 형성된다.

공통전극(126)과 화소전극(127)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전물질을 적층한 후 식각하여 형성될 수도 있고 Mo, Cr, Cu, Al, Al합금 등과 같은 금속을 적층한 후 식각하여 형성할 수도 있다. 또한, 도면에서는 상기 공통전극(126)과 화소전극(127)이 모두 보호층(124) 위에 형성되지만, 상기 공통전극(126)과 화소전극(127)의 형성위치가 보호층(124) 위에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 공통전극(126) 및 화소전극(127)이 모두 제1기판(120)에 형성될 수 있고 게이트절연층(122) 위에 형성될 수도 있으며, 공통전극(126) 및 화소전극(127) 중 하나의 전극은 제1기판(120)에 형성되고 다른 하나의 전극은 게이트절연층(122) 위에 형성될 수도 있다. 상기 공통전극(126)이 제1기판(120)에 형성되는 경우 상기 공통전극(126)은 박막트랜지스터의 게이트전극(111)과 동일한 금속으로 동시에 형성하는 것이 바람직하고 상기 화소전극(127)을 게이트절연층(122)위에 형성하는 경우 박막트랜지스터의 소스전극(113)과 동일한 금속으로 동시에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 게이트절연층(122) 위에는 기판의 일방향으로 복수개 배열되는 데이터라인(104)이 형성되며, 도면에는 도시하시 않았지만 제1기판(120) 위에는 상기 데이터라인(104)과 수직으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인이 형성된다.

블랙매트릭스(134)는 CrO나 CrO₂와 같은 금속산화물 또는 블랙수지로 형성된다. 상기 블랙매트릭스(134)는 측단부가 제2기판(130)의 측단부까지 연장되어 측단부가 외부로 노출되므로, 작업자나 사용자의 손 등이 접촉하는 경우 금속산화물로 형성될 때뿐만이 아니라 블랙수지로 이루어질 때에도 일정한 양의 정전기가 액정표시소자의 내부로 유입된다. 특히, 본 출원인은 연구를 통해 블랙매트릭스(134)를 블랙수지로 형성하는 경우에도 일정량 이상의 정전기가 블랙매트릭스(134)를 통해 액정표시소자(101)로 유입되는 현상을 발견하였다.

도전층(146)은 ITO(Indium Tin Oixde)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전물질로 형성된다. 통상적으로 ITO나 IZO는 금속에 비해 전도성이 낮은 것으로 알려져 있다. 비록 ITO나 IZO이 낮은 전도성을 갖고 있어도 블랙매트릭스(134)를 형성하는 Cr이나 CrO₂, 블랙수지 보다는 전도성이 좋기 때문에, 상기 ITO나 IZO를 도전층(146)으로 형성하여도 블랙매트릭스(134)를 통해 액정표시소자(101) 내부로 유입된 정전기를 외부로 효율적으로 배출할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 정전기의 배출효율을 향상시키기 위해, ITO나 IZO을 어닐링(annealing)하여 상기 도전층(146)의 도전성을 향상시킨다. ITO나 IZO와 같은 금속산화물은 금속과는 달리 비정질상을 갖게 되므로, 금속에 비해 전자이동도가 저하되므로, 금속에 비해 전도도가 낮아진다.

본 발명에서는 ITO나 IZO와 같은 금속산화물을 어닐링하여 비정질상을 감소시키고 결정상을 증가시킴으로써 도전층(146)의 전도도를 향상시킨다. 이를 위해, 본 발명에서는 190도 이상, 바람직하게는 210-230도 온도로 ITO나 IZO와 같은 금속산화물로 이루어진 도전층(146)을 가열한 후 약 1000초 어닐링함으로써 전도도를 향상시킬 수 있게 된다.

표 1은 설정 온도로 ITO나 IZO와 같은 금속산화물로 이루어진 도전층(146)을 가열한 후, 약 1000초 동안 어닐링했을 때의 도전층(146)의 면저항을 나타내는 표이다.

	어닐링없음	150도	170도	190도	210도	230도
면저항(Ω/cm2)	41	40	40	38	17	24
감소비율(0%	0	2.5	2.5	7	59	41

표 1에 도시된 바와 같이, 어닐링이 이루어지지 않는 경우 상기 도전층(146)의 면저항은 약 41(Ω/cm2)이다. 상기 도전층(146)을 약 150도 및 170도로 가열한 후 1000초 동안에 걸쳐 냉각하여 도전층(146)을 어닐링하는 경우, 면저항이 약 40(Ω/cm2)로 되어 어닐링하지 않을 경우에 비해 약 2.5%의 면저항 감소효과를 얻을 수 있다.

상기 도전층(146)을 190도의 온도로 가열한 후 1000초 어닐링하면 면저항이 약 38(Ω/cm2)로 되어 어닐링하지 않을 경우에 비해 약 7%의 면저항 감소효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 도전층(146)을 210도의 온도로 가열한 후 1000초 어닐링하면 면저항이 약 59(Ω/cm2)로 되어 어닐링하지 않을 경우에 비해 약 59%의 면저항 감소효과를 얻을 수 있으며, 도전층(146)을 230도의 온도로 가열한 후 1000초 어닐링하면 면저항이 약 41(Ω/cm2)로 되어 어닐링하지 않을 경우에 비해 약 41%의 면저항 감소효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서 도전층(146)을 약 150-230도의 온도에서 어닐링함에 따라 면저항 효과를 얻을 수 있지만, 150-180도의 온도에서는 미미한 효과를 얻는 반면에, 190도 이상의 온도에서 특히 뚜렷한 면저항 효과를 얻을 수 있게 된다. 특히 210-230도의 어닐링을 진행하는 경우 현저한 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기 도전층(146)은 ITO나 IZO를 스퍼터링(supttering) 등의 방법에 의해 증착한 후, 도전층(146)을 가열하여 특정 온도(예를 들면, 190도 이상)를 상승한 후 실온에서 특정 시간(1000초) 동안 방치함으로써 어닐링된다.

컬럼스페이서(117)는 유기물질 또는 감광성 유기물질 등으로 이루어져 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이의 간격을 항상 일정하게 유지한다. 이때, 컬럼스페이서(117)는 도면에 도시된 바와 같이 제2기판(130)에 형성되지만, 제1기판(120)에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 컬럼스페이서(117)는 실제 화상이 구현되는 영역이 아닌 데이터라인(104) 상부에 배치되거나 게이트라인 상부에 배치되어 개구율이 저하되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 컬럼스페이서(117)는 서로 수직으로 교차하는 게이트라인과 데이터라인(104)의 교차점에 배치될 수도 있다.

실라인(144)은 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이에 상기 제1기판(120)과 제2기판(130)의 둘레를 따라 형성되어 상기 제1기판(120)과 제2기판(130)을 합착함과 동시에 합착된 제1기판(120)과 제2기판(130)을 밀봉한다.

이때, 상기 실라인(144)은 열경화 실런트 또는 자외선경화 실런트로 이루어지며, 실런트 적하기에 의해 제1기판(120)의 외곽영역에 상기 열경화 실런트 또는 자외선경화 실런트가 적하되어 형성된 후 제1기판(120)과 제2기판(130)에 압력을 가하여 압착하면서 열이나 자외선을 조사하여 경화함으로써 상기 제1기판(120)과 제2기판(130)가 합착된다.

제1기판(120)의 더미영역에 형성되는 금속배선(129)은 도전성이 좋은 금속으로 형성되어, 은도트(152)를 통해 배출되는 정전기를 외부의 접지로 원활하게 전송할 수 있게 된다.

상기 금속배선(129)은 전도성이 좋은 금속으로 이루어지는게 바람직하며, Mo, Al, Al합금 등을 제1기판(120) 상에 적층한 후, 게이트전극(111)의 형성과 동시에 형성할 수 있다. 물론, 상기 금속배선(129)은 게이트전극(111)과는 다른 금속으로 다른 공정에서 형성할 수 있지만, 공정의 효율성을 위해서는 게이트전극(111)과 동일한 금속으로 동일 공정에 의해 형성하는 것이 바람직할 것이다.

은도트(152)는 금속배선(129)은 상기 금속배선(129) 위에 배치되어 제2기판(130)에 형성된 도전층(146)과 금속배선(129)을 전기적으로 연결한다. 상기 은도트는 제1기판(120)에 박막트랜지스터와 금속배선(129) 및 실라인(144)을 형성한 후 제2기판(130)과 합착하기 전에 상기 금속배선(129) 위에 은도트를 배치함으로써 형성된다. 즉, 은도트를 배치한 후, 제1기판(120) 및 제2기판(130)을 합착함으로써 상기 은도트(152)가 도전층(146)의 측단면과 접촉하여 전기적으로 접속하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 도전층(146)을 제2기판(130)에 형성한 후, 상기 도전층(146)을 은도트(152)와 같은 연결배선에 의해 제1기판(120)의 금속배선(129)에 전기적으로 접속함으로써, 블랙매트릭스(134)를 통해 액정표시소자 내부로 유입된 정전기를 효율적으로 접지를 통해 배출할 수 있게 된다.

도면에서는 상기 도전층(146)이 제2기판(130)의 전면에 형성되지만, 상기 도전층(146)이 제2기판(130)의 일정 영역에만 형성될 수도 있다. 이와 같이, 도전층(146)이 제2기판(130)의 일부 영역에만 형성되는 경우, 상기 도전층(146)은 블랙매트릭스(134) 하부에 형성된다. 또한, 상기 도전층(146)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물로만 형성되는 것이 아니라 Mo, Al, Al합금과 같은 도전성이 좋은 불투명한 금속으로 형성할 수 있을 것이다.

도 4a-도 4c는 제2기판의 일부 영역에만 형성되는 경우의 도전층(246)의 형상을 나타내는 도면이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 도전층(246)은 액정표시소자의 외곽영역에 형성되는 제1도전층(246a)와, 액정표시소자의 게이트라인을 따라 형성되는 제2도전층(246b)와, 액정표시소자의 데이터라인을 따라 형성되는 제3도전층(246c)로 이루어진다.

제2기판에 형성되는 블랙매트릭스는 제1기판의 더미영역과 화상표시영역의 게이트라인 형성영역, 데이터라인 형성영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위해, 상기 영역들에 대응하는 영역에 형성된다. 도 4a에 도시된 구조의 도전층(246)은 제2기판에 형성되는 모든 블랙매트릭스의 하부에 형성되므로, 상기 도전층(246)의 블랙매트릭스의 형상과 동일하게 형성된다. 따라서, 상기 제2도전층(246b) 및 제3도전층(246c)은 액정표시소자의 화소와 같이 매트릭스형상으로 이루어진다.

이때, 상기 제2도전층(246b) 및 제3도전층(246c)은 모든 게이트라인과 데이터라인을 따라 형성되지 않고, 짝수번째 게이트라인과 데이터라인 또는 홀수번째 게이트라인과 데이터라인을 따라 형성될 수도 있다. 또한, 제2도전층(246b) 및 제3도전층(246c)이 3의 배수번째나 4의 배수번째 등과 같이 n번째(여기서, n은 자연수) 게이트라인과 데이터라인을 따라 형성될 수도 있을 것이다.

이러한 구조의 도전층(246)에서 블랙매트릭스로 유입된 정전기는 제2도전층(246b) 및 제3도전층(246c)으로 모이고 종횡으로 배열된 상기 제2도전층(246b) 및 제3도전층(246c)을 통해 외곽영역의 제1도전층(246a)으로 흐른 후 은도트와 같은 연결배선을 통해 접지로 배출되어 제거된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 도전층(346)은 외곽영역에 형성되는 제1도전층(346a)와, 액정표시소자의 게이트라인을 따라 형성되는 제2도전층(346b)으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제2도전층(346b)은 모든 게이트라인을 따라 형성되지 않고, 짝수번째 게이트라인 또는 홀수번째 게이트라인을 따라 형성될 수도 있다. 또한, 제2도전층(346b)은 3의 배수번째나 4의 배수번째 등과 같이 n번째(여기서, n은 자연수) 게이트라인을 따라 형성될 수도 있을 것이다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 도전층(446)은 외곽영역에 형성되는 제1도전층(446a)과, 액정표시소자의 데이터라인을 따라 형성되는 제2도전층(446b)으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 제2도전층(446b)은 모든 데이터라인을 따라 형성되지 않고, 짝수번째 데이터라인 또는 홀수번째 데이터라인을 따라 형성될 수도 있다. 또한, 제2도전층(446b)은 3의 배수번째나 4의 배수번째 등과 같이 n번째(여기서, n은 자연수) 데이터라인을 따라 형성될 수도 있을 것이다.

이와 같이, 본 발명에서는 정전기를 제거하기 위한 도전층을 다양한 형상으로 형성할 수 있게 되는데, 이러한 도전층의 형상 및 면적 등은 도전층의 전도율이나 액정표시소자의 면적 등에 따라 결정된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 도전층을 제2기판에 형성한 후, 상기 도전층을 연결배선을 통해 제1기판의 더미영역의 금속배선에 전기적으로 접속함으로써, 블랙매트릭스를 통해 액정표시소자 내부로 유입된 정전기를 효율적으로 접지를 통해 배출할 수 있게 된다. 따라서, 정전기에 의해 액정표시소자에 백화현상이 발생하는 것을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 상술한 상세한 설명에서는 본 발명의 액정표시소자를 특정 구조로 형성하지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 블랙매트릭스가 제2기판의 측단부까지 연장될 때 블랙매트릭스를 통해 액정표시소자 내부로 유입된 정전기를 제거하기 위한 것이므로, 블랙매트릭스가 제2기판의 측단부까지 연장되고 블랙매트릭스 하부에 일정 영역 이상으로 도전층이 형성된 모든 구조의 액정표시소자에 적용될 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

120,130: 기판 132: 컬러필터층
134: 블랙매트릭스 140: 액정층
144: 실라인 146: 도전층
152: 은도트

Claims

더미영역 및 화상표시영역을 포함하며 복수의 게이트라인 및 데이터라인에 의해 정의되는 화소를 포함하는 제1기판;
상기 제1기판에 대향하며 컬러필터층이 형성된 제2기판;
제1기판의 각각의 화소에 형성된 박막트랜지스터;
상기 제2기판에 형성되어 정전기를 외부로 배출하는 도전층;
제2기판의 외곽영역 및 화상표시영역 내의 도전층 위에 형성되어 광이 누설되는 것을 차단하는 블랙매트릭스;
상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층; 및
상기 도전층을 외부의 접지와 연결하여 정전기를 접지를 통해 제거하는 연결배선으로 구성된 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 그 측단부가 제2기판의 측단부까지 연장되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 도전층은 제2기판 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 도전층은 제2기판 외곽영역의 블랙매트릭스 하부 및 화상표시영역의 블랙매트릭스의 적어도 일부의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 도전층은 투명 도전물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제5항에 있어서, 상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oixde) 및 IZO(Indium Zin Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제5항에 있어서, 상기 도전층은 190도 이상의 온도에서 어닐링된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 도전층은 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 연결배선은,
제1기판의 더미영역에 형성된 금속배선; 및
상기 금속배선 위에 배치되고 제2기판의 도전층과 접촉하는 은도트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제9항에 있어서, 상기 은도트는 제2기판의 모서리영역 인근의 더미영역에 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.