KR20170057933A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 실시예들의 액정표시장치 는 표시영역에 배치되는 복수의 제 1 블랙 매트릭스, 표시패널의 적어도 일 측면에서 제 1 블랙 매트릭스와 이격하고 표시영역 및 비 표시영역 일부에 배치되는 제 2 블랙 매트릭스 및 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이의 영역과 대응하여 배치되는 금속층을 포함한다. 이를 통해, 액정 이상 구동 현상과 빛샘 현상을 방지할 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 실시예들은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 빛샘을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회로 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display device), 플라즈마 표시장치(PDP : plasma display panel device), 유기발광 표시장치(OLED : organic light emitting diode display device)와 같은 여러 가지 표시장치(display device)가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는 블랙 매트릭스, 컬러필터층 및 오버코트층이 배치되는 상부 기판을 포함할 수 있다. 컬러필터층은 적색(R) 컬러필터층, 녹색(G) 컬러필터층 및 청색(B) 컬러필터층을 포함할 수 있다. 적색(R) 컬러필터층, 녹색(G) 컬러필터층 및 청색(B) 컬러필터층은 각각 상이한 염료 또는 안료를 포함할 수 있으며, 서로 다른 양의 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.
여기서, 그라운드와 연결된 배선을 통해 전하가 상부 기판의 도전물질로 이동할 수 있다. 이 때, 저항이 낮은 오버코트층에도 전하가 도달하여 오버코트층 내부로 이동할 수 있으며, 이 경우 저항이 낮은 블랙 매트릭스에도 전하가 전달되고, 이 후 컬러필터층에 전계가 형성될 수 있다.
특히, 녹색(G) 컬러필터층에 포함되는 안료는 전계에 매우 취약하여 액정표시장치의 녹색(G) 서브화소에서 액정 이상 구동이 발생하게 된다. 따라서, 녹색(G) 서브화소에 전계가 가해지지 않을 경우에도, 블랙 매트릭스로 인해 형성된 전계로 인해 표시영역 외곽부의 녹색(G) 서브화소에 배치되는 액정이 구동되어 빛샘으로 감지될 수 있다.
또한, 이러한 빛샘 현상을 방지하기 위해 액정표시패널 배면에 배치되는 가이드 패널을 표시영역 외곽부까지 연장시키는 방법이 제안되었으나, 이 경우 시야각에 따라 빛샘 현상이 발생되는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 표시장치가 요구되고 있다.
본 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시야각에 따른 빛샘을 방지하고, 기구 마진을 확보할 수 있는 액정표시장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 실시예들의 표시장치는 표시영역과 비 표시영역으로 구분되는 표시패널에 있어서, 상기 표시영역에 배치되는 복수의 제 1 블랙 매트릭스, 상기 표시패널의 적어도 일 측면에서 제 1 블랙 매트릭스와 이격하고 표시영역 및 비 표시영역 일부에 배치되는 제 2 블랙 매트릭스 및 상기 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이의 영역과 대응하여 배치되는 금속층을 포함한다.
또한, 상기 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이에 이격공간이 구비되고, 상기 이격공간은 표시영역에 구비될 수 있다. 상기 이격공간의 폭은 1 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.
또한, 상기 이격공간과 대응하여 상기 금속층이 배치될 수 있다. 상기 금속층은 불투명한 금속 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 2 블랙 매트릭스가 배치되는 표시패널의 측면에는 공통 전압 공급라인 및 드라이버 집적회로가 배치될 수 있다. 상기 공통 전압 공급라인은 상기 금속층과 동일층에 배치되고 동일 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예들의 표시장치는 표시영역과 비 표시영역으로 구분되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판 상에 배치되고, 표시영역의 최외곽에 배치되는 제 1 금속층 또는 제 2 금속층, 상기 제 1 기판과 대향하여 배치되는 제 2 기판, 상기 제 2 기판의 일면에서 표시영역에 배치되는 제 1 블랙 매트릭스 및 상기 제 1 블랙 매트릭스와 이격하고, 표시영역의 최외곽 및 표시영역과 인접하는 비 표시영역의 일부에 배치되는 제 2 블랙 매트릭스를 포함한다.
본 실시예들에 따른 액정표시장치는 표시영역의 최외곽부에서 제 1 블랙 매트릭스 및 제 2 블랙 매트릭스가 이격하여 배치됨으로써, 제 1 블랙 매트릭스까지 전하가 전달되지 않음으로, 녹색(G) 서브화소에서 액정 이상 구동 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 액정표시장치는 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이의 이격공간과 대응하는 영역에서 금속층이 배치됨으로써, 백라이트 유닛으로부터 입사된 광을 금속층이 흡수함으로써, 이격공간으로 인해 발생할 수 있는 빛샘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 평면도이다.
도 3 은 제 1 실시예에 따른 표시장치의 A-B를 따라 절단한 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 표시영역의 최외곽부 및 표시영역 최외곽부와 인접하는 비 표시영역의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5는 제 1 비교예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 6은 제 2 비교예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 7은 도 2의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 C-D를 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 1 실시예에 따른 표시장치의 표시영역의 최외곽부 및 표시영역 최외곽부와 인접하는 비 표시영역의 일부를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 2의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 E-F를 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
이하, 본 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(1000)는 다수의 데이터 라인(DL~DLm) 및 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)이 배치되고, 다수의 서브화소(Sub Pixel)이 배치된 표시패널(1100), 다수의 데이터 라인(DL~DLm)을 구동하는 데이터 구동부(1200), 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)을 구동하는 게이트 구동부(1300), 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(1400) 등을 포함한다.
상기 데이터 구동부(1200)는 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급함으로써 다수의 데이터 라인을 구동한다. 그리고, 상기 게이트 구동부(1300)는 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(1400)는 상기 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300)로 제어신호를 공급함으로써 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300)를 제어한다. 이러한 타이밍 컨트롤러(1400)는 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동부(1200)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
상기 게이트 구동부(1300)는 상기 타이밍 컨트롤러(1400)의 제어에 따라 온(On) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다. 또한, 상기 게이트 구동부(1300)는 구동 방식이나 표시패널 설계 방식 등에 따라서, 도 1에서와 같이, 표시패널(1100)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는 양측에 위치할 수도 있다.
또한, 상기 게이트 구동부(1300)는 하나 이상의 게이트 드라이버 집적회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 게이트 드라이버 집적회로는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(1100)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(1100)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서 표시패널(1100)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각 게이트 드라이버 집적회로는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 게이트 드라이버 집적회로에 해당하는 게이트 구동 칩은 연성 필름에 실장되고, 연성 필름의 일 단이 표시패널(1100)에 본딩될 수 있다.
상기 데이터 구동부(1200)는 특정 게이트 라인이 열리면 상기 타이밍 컨트롤러(1400)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인으로 공급함으로써, 다수의 데이터 라인을 구동한다. 그리고, 상기 데이터 구동부(1200)는 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인을 구동할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(1100)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(1100)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(1100)에 집적화되어 배치될 수도 있다.
또한, 각 소스 드라이버 집적회로는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로에 해당하는 소스 구동 칩은 연성 필름에 실장되고, 연성 필름의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 표시패널(1100)에 본딩된다.
소스 인쇄회로기판은 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)과 연결된다. 컨트롤 인쇄회로기판에는 타이밍 컨트롤러(1400)가 배치된다.
또한, 컨트롤 인쇄회로기판에는 표시패널(1100), 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300) 등으로 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러(미 도시)가 더 배치될 수 있다. 위에서 언급한 소스 인쇄회로기판과 컨트롤 인쇄회로기판은 하나의 인쇄회로기판으로 되어 있을 수도 있다.
한편, 후술하는 실시예들에서 화소(pixel)는 하나 이상의 서브화소(subpixel)를 포함한다. 예를 들면, 1 개의 화소는 2 개 내지 4 개의 서브화소를 포함할 수 있다. 상기 서브화소에서 정의하는 색상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 선택적으로 백색(W)를 포함할 수 있으나, 본 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예들에 따른 표시장치는 복수의 박막 트랜지스터가 배치되는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 복수의 컬러필터가 배치되는 컬러필터 어레이 기판을 포함할 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 박막 트랜지스터 어레이 기판 컬러필터 어레이 기판을 포함하는 표시장치에 적용될 수 있다. 다만, 후술하는 실시예들은 설명의 편의를 위해 액정표시장치에 적용되는 구성을 중심으로 설명한다.
이어서, 도 2 내지 도 9를 참조하여 제 1 실시예에 따른 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 2는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시영역(AA) 및 비 표시영역(NA)을 포함한다. 여기서, 비 표시영역(NA)은 표시영역(AA)의 둘러싸는 영역일 수 있다. 표시영역(AA)은 화상을 표시하는 영역이며, 비 표시영역(NA)은 화상을 표시하지 않는 영역으로 정의될 수 있다.
표시영역(AA)은 복수의 화소를 포함한다. 그리고, 1 개의 화소는 복수의 서브화소를 포함할 수 있으며, 각각의 서브화소는 특정 파장의 광을 발광할 수 있다. 각각의 서브화소에는 기판 상에 적어도 1 개의 박막 트랜지스터 및 화소전극이 배치될 수 있다. 그리고, 화소전극과 대향하도록 다른 기판의 일면에 컬러필터층이 배치될 수 있다. 또한, 기판과 다른 기판 사이에는 복수의 액정분자들을 포함하는 액정층이 배치될 수 있다.
또한, 비 표시영역(NA)은 복수의 전압라인들이 배치될 수 있으며, 복수의 전압라인들로 인해 발생할 수 있는 정전기를 방지하기 위한 정전기 방지회로 및 복수의 전압라인들에 신호를 인가하는 집적회로를 포함하는 회로부(305, 306)가 배치될 수 있다.
한편, 표시영역(AA)의 외곽에는 제 1 블랙 매트릭스(210)가 배치될 수 있다. 도 2에서는 제 1 블랙 매트릭스(210)가 표시영역(AA) 외곽에만 배치되는 구성을 개시하고 있으나, 표시영역(AA) 내부에 복수의 제 1 블랙 매트릭스(210)가 더 배치될 수 있다.
제 1 블랙 매트릭스(210)는 컬러필터층과 중첩하여 배치될 수 있다. 제 1 블랙 매트릭스(210)를 둘러싸고 제 2 블랙 매트릭스(211)가 배치될 수 있다. 이 때, 제 2 블랙 매트릭스(211)는 표시영역(AA)에서부터 비 표시영역(NA)까지 연장되어 배치될 수 있다.
또한, 평면상으로 표시영역(AA)의 적어도 일 측면에서 제 1 블랙 매트릭스(210)와 제 2 블랙매트릭스(211)가 이격하여 될 수 있다. 즉, 표시영역(AA)의 적어도 일 측면은 제 1 블랙 매트릭스(210)와 제 2 블랙매트릭스(211) 사이에 이격공간(220)을 구비할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 개시하고 있는 바와 같이 표시장치의 소스 드라이버 집적회로를 포함하는 제 1 회로부(305)가 배치되는 측면과 대응되는 표시영역(AA)의 일 측면에 이격공간(220)을 구비할 수 있다. 또한, 표시장치의 게이트 드라이버 집적회로를 포함하는 제 2 회로부(305)가 배치되는 측면과 대응되는 표시영역(AA)의 다른 측면에 이격공간(220)을 구비할 수 있다.
소스 드라이버 집적회로를 포함하는 제 1 회로부(305)가 배치되는 측면과 대응되는 표시영역(AA)의 일 측면에 이격공간(220)이 구비되는 구성을 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 도 3 은 제 1 실시예에 따른 표시장치의 A-B를 따라 절단한 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시영역(AA)과 비 표시영역(NA)으로 구분될 수 있다. 표시영역(AA)에서 하부 기판 상에는 복수의 박막 트랜지스터(Tr)가 배치된다. 한편, 박막 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극, 액티브층, 소스전극 및 드레인전극을 포함한다. 여기서, 게이트 전극은 게이트라인(111)으로부터 분기될 수 있고, 소스전극은 게이트라인(111)과 교차하여 배치되는 데이터라인(131)로부터 분기될 수 있다.
한편, 표시영역(AA)에 배치되는 복수의 데이터라인(131)은 비 표시영역(NA)에 연장되어 배치될 수 있다. 여기서, 표시영역(AA)의 최외곽부 및 비 표시영역(NA)에서 복수의 데이터라인(131) 하부에는 제 1 공통 전압 공급라인(120)이 배치될 수 있다. 이 때, 제 1 공통 전압 공급라인(120)은 바(bar) 형상일 수 있다.
제 1 공통 전압 공급라인(120)은 데이터라인(131)과 제 1 공통 전압 공급라인(120) 사이의 정전기 또는 커패시터(capacitor)가 형성되는 것을 억제하기 위해 다수의 개구부(135)를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 공통 전압 공급라인(120)은 표시영역(AA)에 배치되는 공통전극(미도시)과 연결될 수 있다.
제 1 공통 전압 공급라인(120)은 게이트라인(111)과 동일층에 배치되고, 게이트라인(111)과 동일물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제 1 공통 전압 공급라인(120)은 표시영역(AA) 및 비 표시영역(NA)에서 데이터라인(131)보다 하부에 배치될 수 있다.
제 1 공통 전압 공급라인(120)이 데이터라인(131)과 동일층에 배치되고 데이터라인(131)과 동일물질로 이루어질 경우, 제 1 공통 전압 공급라인(120)과 데이터라인(131) 사이에 쇼트(short)가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 소스 드라이버 집적회로(301)가 배치되는 표시패널의 일 측면에서는 제 1 공통 전압 공급라인(120)이 게이트라인(111)과 동일층에 배치될 수 있다.
제 1 공통 전압 공급라인(120) 하부에는 정전기 방지를 위한 정전기 방지 회로부(300)가 배치될 수 있다. 도 3에서는 도시하지 않았으나, 정전기 방지 회로부(300)는 복수의 박막 트랜지스터를 구비할 수 있다.
정전기 방지 회로부(300) 하부에는 소스 드라이버 집적회로(301)가 배치될 수 있다. 소스 드라이버 집적회로(301)는 복수의 데이터라인(131)을 통해 표시영역(AA) 및 비 표시영역(NA)에 배치되는 복수의 소스전극 및 드레인전극에 신호를 인가한다.
한편, 표시영역(AA) 최외곽부에서 하부 기판과 대향하여 배치되는 상부 기판은 제 1 공통 전압 공급라인(120)이 배치되는 영역과 대응되는 영역의 일부에 블랙 매트릭스 이격공간(220)을 구비할 수 있다.
이러한 구성을 제 1 실시예에 따른 표시장치의 구체적인 단면도를 통해 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 표시영역의 최외곽부 및 표시영역 최외곽부와 인접하는 비 표시영역의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)을 포함하고, 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200) 사이에 액정(160)이 배치될 수 있다. 그리고, 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)의 외곽에는 밀봉을 위한 실(250)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 기판(100)은 표시영역(AA)과 비 표시영역(NA)으로 구분될 수 있다. 제 1 기판(100)의 표시영역(AA)에는 박막 트랜지스터(Tr)가 배치될 수 있다.
1 개의 서브화소는 적어도 1 개의 박막 트랜지스터(Tr)를 구비할 수 있다. 그리고, 박막 트랜지스터(Tr)를 통해 서브화소가 구동되고, 이로써 백라이트(미도시)로부터 전달되는 광을 서브화소에 해?沌求? 색상의 광으로 출광할 수 있다.
박막 트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(110), 액티브층(115), 소스전극(130) 및 드레인전극(140)을 포함한다. 그리고 표시영역(AA) 일 측에는 게이트 전극(110)과 동일층에 배치되고, 게이트 전극(110)과 이격하는 제 1 금속층(120)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 1 금속층(120)은 게이트 전극(110)과 동일물질로 이루어질 수 있다. 자세하게는, 제 1 금속층(120) 및 게이트 전극(110)은 불투명한 금속물질로 이루어질 수 있다, 예를 들면, 제 1 금속층(120) 및 게이트 전극(110)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti) 또는 이들의 조합으로부터 구성되는 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 도 4에서는 제 1 금속층(120) 및 게이트 전극(110)이 단일층으로 이루어지는 구성을 도시하고 있으나, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 이에 국한되지 않으며, 제 1 금속층(120) 및 게이트 전극(110)은 다중층으로 이루어질 수도 있다.
한편, 제 1 금속층(120)은 도 3에 도시한 제 1 공통 전압 공급라인(120)과 동일한 구성일 수 있다. 여기서, 제 1 금속층(120)은 표시영역(AA) 내에 배치되는 공통전극(미도시)과 연결될 수 있다. 즉, 제 1 금속층(120)이 게이트라인과 동일층에 배치되고, 게이트라인(111)과 동일물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 별도의 공정으로 형성하지 않고서도, 제 1 공통 전압 공급라인(120)을 이용하여 표시영역(AA) 최외곽에서 발생하는 빛샘 현상을 방지 할 수 있다.
제 1 금속층(120)과 게이트 전극(110) 상에는 게이트 절연막(101)이 배치되고, 게이트 절연막(101) 상에는 게이트 전극(110)과 중첩하는 액티브층(115)이 배치된다. 액티브층(115) 상에는 소스전극(130) 및 드레인전극(140)이 서로 이격하여 배치된다. 소스전극(130) 및 드레인전극(140) 상에는 보호층(102) 배치되고, 보호층(102) 상에는 평탄화막(103)이 배치된다.
그리고, 평탄화막(103) 상에는 보호층(102)과 평탄화막(103)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인전극(140)과 연결되는 화소전극(150)이 배치된다. 또한, 화소전극(150) 상에는 제 1 배향막(미도시)이 배치될 수 있다.
또한, 제 1 기판(100)과 대향하도록 제 2 기판(200)이 배치된다. 제 2 기판(200)의 일면에는 블랙 매트릭스(210, 211), 컬러필터층(230) 및 오버코트층(240)이 배치될 수 있다.
자세하게는, 표시영역(AA)에서 제 2 기판(200)의 일면에는 서브화소 간의 혼색을 방지하는 복수의 제 1 블랙 매트릭스(210)가 배치된다. 복수의 제 1 블랙 매트릭스(210)는 단면상으로 제 2 기판(200) 상에서 서로 이격하여 배치될 수 있다. 제 1 블랙 매트릭스(210)는 서로 다른 서브화소 사이의 혼색을 방지할 수 있다.
제 1 블랙 매트릭스(210)로 인한 이격공간에는 컬러필터층(230)이 배치된다. 여기서, 컬러필터층(230)은 제 1 블랙 매트릭스(210)로 인한 이격공간에 배치되고, 제 1 블랙 매트릭스(210)의 상면의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있다.
도 4에서는 컬러필터층(230)이 적색(R) 컬러필터층인 구성을 도시하고 있으나, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 이에 국한되지 않으며, 컬러필터층(230)이 녹색(G) 컬러필터층 또는 청색(B) 컬러필터층 등 다른 색상의 컬러필터층인 구성을 포함할 수 있다. 또한, 서브화소에서 출광되는 광의 색상에 따라 컬러필터층(230)이 배치되지 않을 수도 있다.
컬러필터층(230)은 안료 또는 염료를 포함할 수 있다. 이 때, 각 색상에 따른 컬러필터층(230)이 포함하는 안료 또는 염료의 종류와 양은 서로 상이할 수 있다. 여기서, 안료 또는 염료가 전계에 약한 특성을 가질 경우, 액정(160)의 이상 구동으로 인해 빛샘 현상이 발생하게 된다.
이를 도 5를 참조하여 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 5는 제 1 비교예에 따른 표시장치의 단면도이다. 비교예에 따른 표시장치는 제 1 실시예에 따른 표시장치와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 5를 참조하면, 컬러필터층(230)은 적색(R) 컬러필터층(231), 녹색(G) 컬러필터층(232) 및 청색(B) 컬러필터층(233)을 포함할 수 있다. 여기서, 적색(R) 컬러필터층(231), 녹색(G) 컬러필터층(232) 및 청색(B) 컬러필터층(233)은 각각 상이한 염료 또는 안료를 포함할 수 있으며, 염료 또는 안료의 포함량 역시 상이할 수 있다.
이 때, 녹색(G) 컬러필터층(232)이 배치되는 서브화소에서 빛샘 현상이 발생한다. 자세하게는, 그라운드와 연결된 배선을 통해 전하가 제 2 기판(200)의 도전물질로 이동할 수 있다. 이 때, 저항이 낮은 오버코트층(240)에도 전하가 도달하여 오버코트층(240) 내부로 이동할 수 있으며, 이 경우 저항이 낮은 블랙 매트릭스(210)에도 전하가 전달된다.
즉, 블랙 매트릭스(210)를 통해 전하가 움직임으로써, 컬러필터층(230)에 전계가 전달될 수 있다. 그러나, 녹색(G) 컬러필터층(232)에 포함되는 안료는 전계에 매우 취약하여 녹색(G) 서브화소에서 액정 이상 구동이 발생하게 된다.
즉, 녹색(G) 서브화소에 전계가 가해지지 않을 경우에도, 블랙 매트릭스(210)로 인해 발생된 전계로 인해 표시영역 외곽부의 녹색(G) 서브화소에 배치되는 액정(160)이 구동되어 빛샘으로 감지될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 가이드 패널을 이용하여 상술한 표시패널(1000)의 녹색(G) 서브화소에서 발생되는 빛샘 현상을 방지하고자 하였다. 이를 도 6을 참조하여 검토하면 다음과 같다. 도 6은 제 2 비교예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 6에서 도시하는 표시장치는 표시패널(1000) 및 백라이트 유닛을 포함한다. 백라이트 유닛은 가이드 패널(500), 패드(520), 광학시트(540), 도광판(550), 리플렉터 시트(560), 인쇄회로기판(600), 상부커버(520), 하부커버(570), 전면커버(510), 커버 바텀(610) 및 광원(620)을 포함한다.
여기서, 가이드 패널(500)은 표시패널(1000) 배면의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 가이드 패널(500)은 표시패널(1000)의 표시영역 외곽부와 중첩되도록 배치될 수 있다. 이로 인해, 표시영역 외곽부는 가이드 패널(500)에 의해 가려짐으로써, 백라이트 유닛으로부터 입사되는 광이 차단될 수 있다.
즉, 표시영역 외곽부에 광이 전달되지 않음으로써, 표시영역 외곽부의 녹색(G) 서브화소에 배치되는 액정(160)이 이상 구동될 경우에도 빛샘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 표시영역 외곽부까지 가이드 패널(500)이 가려줌에도 불구하고, 시야각에 따라 빛샘 현상이 발생하는 문제가 있다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시영역(AA)의 최외곽부 및 표시영역(AA)의 최외곽부와 인접하는 비 표시영역(NA)의 일부에 제 2 블랙 매트릭스(211)가 배치된다.
제 2 블랙 매트릭스(211)는 표시영역(AA)에서 인접하여 배치되는 제 1 블랙 매트릭스(210)와 이격하여 배치될 수 있다. 즉, 표시영역(AA)의 최외곽부는 제 1 블랙 매트릭스(210)와 제 2 블랙 매트릭스(211) 사이에 이격공간(220)을 구비할 수 있다. 이 때, 적어도 일 측의 표시영역 최외곽에 제 2 블랙 매트릭스(211)가 구비될 수 있으며, 이에 따라 적어도 일 측의 표시영역 최외곽에 이격공간(220)이 발생할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시영역(AA)의 최외곽부에서 제 1 블랙 매트릭스(210) 및 제 2 블랙 매트릭스(211)가 이격하여 배치됨으로써, 외부로부터 전달된 전하가 제 2 블랙 매트릭스(211)를 따라 표시영역(AA) 내에 배치되는 제 1 블랙 매트릭스(210)까지 전달되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 제 1 블랙 매트릭스(210)까지 전하가 전달되지 않음으로써, 녹색(G) 서브화소에서 액정(160) 이상 구동 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 제 1 블랙 매트릭스(210)와 제 2 블랙 매트릭스(211) 사이의 이격공간(220)과 대응하는 영역에서 제 1 기판(100) 상에는 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(110)과 동일층 배치되는 제 1 금속층(120)이 배치될 수 있다. 즉, 제 1 기판(100) 배면에 배치되는 백라이트 유닛으로부터 입사된 광(700)을 불투명한 금속으로 이루어지는 제 1 금속층(120)이 흡수함으로써, 이격공간(220)으로 인해 발생할 수 있는 빛샘 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 제 1 블랙 매트릭스(210)와 제 2 블랙 매트릭스(211) 사이에 이격공간(220)의 폭은 1 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 여기서, 이격공간(220)의 폭이 1 ㎛ 미만일 경우, 표시영역(AA) 최외곽에 인접하여 배치되는 녹색(G) 서브화소에서 액정 이상 구동 현상이 발생할 수 있다. 또한, 이격공간(220)의 폭이 200 ㎛를 초과할 경우, 표시영역(AA)에서 제 1 금속층(120) 즉, 제 1 공통 전압 공급라인의 폭이 증가함으로써, 제 1 기판(100) 배면으로 입사되는 광을 흡수하는 영역이 증가하게 된다. 즉, 표시영역(AA) 내부에서 화상이 표시되는 영역이 줄어들게 된다.
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여 게이트 드라이버 집적회로가 배치되는 측면과 대응되는 표시영역의 일 측면에서 블랙 매트릭스가 이격공간을 구비하는 구성을 검토하면 다음과 같다. 도 7은 도 2의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 C-D를 따라 절단한 단면도이다. 도 8은 1 실시예에 따른 표시장치의 표시영역의 최외곽부 및 표시영역 최외곽부와 인접하는 비 표시영역의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 3 및 도 4에 따른 구성요소와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 도 3 및 도 4와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시영역(AA)과 비 표시영역(NA)으로 구분된다. 표시영역(AA)에서 하부 기판 상에 배치되는 게이트라인(111)은 표시장치 최외곽에 배치되는 게이트 드라이버 집적회로(302)로부터 분기되어 표시영역(AA)까지 배치될 수 있다. 즉, 게이트라인(111)은 게이트 드라이버 집적회로(302)에서 분기되어, 정전기 방지회로부(300) 및 제 2 공통 전압 공급라인(330)을 거쳐 표시영역(AA)까지 연장될 수 있다.
한편, 제 2 공통 전압 공급라인(330)은 바(bar) 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 제 2 공통 전압 공급라인(330)은 표시영역(AA)에서 게이트라인(111)과 교차하여 배치되는 데이터라인과 동일층에 배치되고, 데이터라인과 동일물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제 2 공통 전압 공급라인(330)은 표시영역(AA) 및 비 표시영역(NA)에서 게이트라인(111)보다 상부에 배치될 수 있다.
여기서, 제 2 공통 전압 공급라인(330)과 게이트라인(111)과 동일 물질로 이루어질 경우, 제 2 공통 전압 공급라인(330)과 게이트라인(111) 사이에 쇼트가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 게이트 드라이버 집적회로(302)가 배치되는 표시패널의 일 측면에서는 제 2 공통 전압 공급라인(330)이 데이터라인과 동일층에 배치될 수 있다.
그리고, 제 2 공통 전압 공급라인(330)과 게이트라인(111) 사이에 정전기 또는 커패시터가 생성되는 것을 방지하기 위해, 제 2 공통 전압 공급라인(330)은 게이트라인(111)과 중첩되는 일의 영역에서 복수의 홀(235)을 구비할 수 있다.
한편, 표시영역(AA) 최외곽부에서 하부 기판과 대향하여 배치되는 상부 기판은 제 2 공통 전압 공급라인(330)이 배치되는 영역과 대응되는 영역의 일부에 블랙 매트릭스 이격공간(220)을 구비할 수 있다.
이러한 구성을 도 8을 참조하여 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 8은 표시영역(AA) 최외곽에서 제 1 블랙 매트릭스(210)와 제 2 블랙 매트릭스(211) 사이의 이격공간(220)을 구비한다. 또한, 이격공간(220)과 대응하는 영역에서 제 1 기판(100) 상에는 제 2 금속층(330)이 배치될 수 있다.
여기서, 제 2 금속층(330)은 박막 트랜지스터(Tr)의 소스전극(130) 및 드레인전극(140)과 동일층에 배치되고, 동일물질로 이루어질 수 있다. 자세하게는, 제 2 금속층(330), 소스전극(130) 및 드레인전극(140)은 불투명한 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제 2 금속층(330), 소스전극(130) 및 드레인전극(140)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti) 또는 이들의 조합으로부터 구성되는 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제 2 금속층(330)이 불투명한 금속으로 이루어짐으로써, 제 1 기판(100) 배면으로 입사되는 광(700)을 흡수할 수 있다. 따라서, 이격공간(220)으로 인해 표시영역(AA) 최외곽에서 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제 2 금속층(330)은 도 7에서 도시하고 있는 제 2 공통 전압 공급라인(330)과 동일 구성일 수 있다. 제 2 금속층(330)은 표시영역(AA) 내에 배치되는 공통전극(미도시)과 연결될 수 있다. 이를 통해, 이격공간(220)과 대응하는 영역에 제 2 공통 전압 공급라인(330)과 동일 구성의 제 2 금속층(330)이 배치됨으로써, 별도의 금속층을 형성하지 않더라도 이격공간(220)에 의한 빛샘을 방지할 수 있다.
제 1 실시예에 따른 표시장치는 이에 국한되지 않으며, 이격공간(220)과 대응되는 영역에서 제 1 기판(100) 상에 광을 흡수할 수 있는 요소가 배치되는 구성이면 충분하다.
이어서, 도 9를 참조하여 제 1 실시예에 따른 표시장치에서 블랙 매트릭스에 의한 이격공간을 구비하지 않는 영역을 검토하면 다음과 같다. 도 9는 도 2의 제 1 실시예에 따른 표시장치의 E-F를 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 도 4 및 도 8에 따른 구성요소와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 도 4 및 도 8과 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 9를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 표시영역(AA)의 최외곽에 배치되는 블랙 매트릭스(210)가 비 표시영역(NA)까지 연장되어 배치될 수 있다. 즉, 도 4 및 도 8에 도시된 영역과는 다르게 블랙 매트릭스에 의한 이격공간을 구비하지 않을 수 있다.
즉, 도 2에서 도시된 바와 같이 제 1 실시예에 따른 표시장치에서 블랙 매트릭스에 의한 이격공간(220)은 소스 드라이버 집적회로(301) 또는 게이트 드라이버 집적회로(302)가 배치되는 영역과 대응되는 표시패널의 측면에 구비될 수 있다. 이를 통해, 표시영역(AA)의 최외곽 영역과 인접하여 배치되는 특정 서브화소에서 액정의 이상 구동 현상을 방지할 수 있다.
이어서 도 10을 참조하여 제 2 실시예에 따른 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 10은 제 2 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
제 2 실시예에 따른 표시장치는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 구성요소와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 제 1 실시예에 따른 표시장치와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.
도 10을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 표시장치는 표시패널의 4 측면에서 제 1 블랙 매트릭스(210) 및 제 2 블랙 매트릭스(211)에 의한 이격공간(221)을 구비할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 이격공간(221)과 대응되는 영역에서 표시패널의 하부 기판 상에는 제 1 또는 제 2 금속층이 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 금속층은 박막 트랜지스터의 게이트 금속과 동일층에 배치되고, 제 2 금속층은 박막 트랜지스터의 소스전극 및 드레인전극과 동일층에 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 금속층 및 제 2 금속층은 불투명한 물질로 이루어질 수 있다.
이를 통해, 표시패널의 4 측면에서 액정 이상 구동 현상으로 인한 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 또한, 이격공간(221)과 대응하는 영역에 배치되는 제 1 또는 제 2 금속층을 통해 이격공간(221)으로 인해 발생하는 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(210, 211)로 인한 이격공간(221) 및 제 1 또는 제 2 금속층을 이용하여 빛샘을 방지함으로써, 기구, 예를 들어 가이드 패널 등으로 빛샘을 방지하는 방법과는 다르게 시야각에 따라 빛샘이 발생하는 현상 역시 방지할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
120: 제 1 금속층, 제 1 공통 전압 공급라인
210: 제 1 블랙 매트릭스
211: 제 2 블랙 매트릭스
220: 이격공간
330: 제 2 금속층, 제 2 공통 전압 공급라인

Claims (13)

  1. 표시영역과 비 표시영역으로 구분되는 표시패널에 있어서,
    상기 표시영역에 배치되는 복수의 제 1 블랙 매트릭스;
    상기 표시패널의 적어도 일 측면에서 제 1 블랙 매트릭스와 이격하고 표시영역 및 비 표시영역 일부에 배치되는 제 2 블랙 매트릭스; 및
    상기 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이의 영역과 대응하여 배치되는 금속층;을 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이에 이격공간이 구비되고, 상기 이격공간은 표시영역에 구비되는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이격공간의 폭은 1 ㎛ 내지 200 ㎛인 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층은 불투명한 금속 물질로 이루어지는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블랙 매트릭스가 배치되는 표시패널의 측면에는 공통 전압 공급라인 및 드라이버 집적회로가 배치되는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공통 전압 공급라인은 표시영역의 최외곽에서 제 1 및 제 2 블랙 매트릭스 사이의 영역과 대응하도록 배치되는 액정표시장치.
  7. 표시영역과 비 표시영역으로 구분되는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 배치되고, 표시영역의 최외곽에 배치되는 제 1 금속층 또는 제 2 금속층;
    상기 제 1 기판과 대향하여 배치되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판의 일면에서 표시영역에 배치되는 제 1 블랙 매트릭스; 및
    상기 제 1 블랙 매트릭스와 이격하고, 적어도 일 측의 표시영역 최외각에 배치되는 제 2 블랙 매트릭스;를 포함하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 블랙 매트릭스와 제 2 블랙 매트릭스 사이에 이격공간이 구비되고, 상기 이격공간은 표시영역에 구비되는 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이격공간의 폭은 1 ㎛ 내지 200 ㎛인 액정표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 이격공간과 대응하여 상기 제 1 금속층 또는 제 2 금속층이 배치되는 액정표시장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에는 게이트 전극을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터가 배치되고,
    상기 제 1 금속층은 게이트 전극과 동일층에 배치되고 동일 물질로 이루어지는 액정표시장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에는 소스전극 및 드레인 전극을 포함하는 복수의 박막 트랜지스터가 배치되고,
    상기 제 2 금속층은 소스 전극 및 드레인 전극과 동일층에 배치되고 동일 물질로 이루어지는 액정표시장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 금속층 및 제 2 금속층은 불투명한 금속 물질로 이루어지는 액정표시장치.
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