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KR101948168B1 - 내로우 베젤 타입 액정표시장치 - Google Patents

내로우 베젤 타입 액정표시장치 Download PDF

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KR101948168B1
KR101948168B1 KR1020110131149A KR20110131149A KR101948168B1 KR 101948168 B1 KR101948168 B1 KR 101948168B1 KR 1020110131149 A KR1020110131149 A KR 1020110131149A KR 20110131149 A KR20110131149 A KR 20110131149A KR 101948168 B1 KR101948168 B1 KR 101948168B1
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liquid crystal
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display device
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이정윤
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 각 화소영역에 상기 박막트랜지스터와 연결되며 형성된 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 제 1 기판 일측의 비표시영역에 부착되며 상기 제 1 기판의 비표시영역의 끝단 외측으로 노출되지 않고 상기 컬러필터 기판의 외측면으로 밴딩된 것을 특징으로 하는 FPC(flexible printed circuit board)를 포함하며, 상기 제 1 기판과 접촉하며 구성되는 상기 게이트 배선은 투명도전성 물질로 이루어진 제 1 층과, 구리(Cu) 또는 구리(Cu)합금으로 이루어진 제 2 층의 다중층 구조를 이루는 것이 특징인 액정표시장치를 제공한다.

Description

내로우 베젤 타입 액정표시장치{Narrow bezel type liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로 특히, 보더레스 구현을 위해 비표시영역의 폭을 최소화 할 수 있는 내로우 베젤 타입 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용한 장치이다.
즉, 액정표시장치는 전압이 가해지면 전계의 세기에 따라 액정의 분자배열이 바뀌고, 상기 액정의 분자배열에 따라 빛을 조절할 수 있는 특성을 이용하여 화상을 표현하는 장치로서, 공통전극을 포함하는 상부기판과 화소전극을 포함하는 하부기판과 상기 두 기판 사이에 충진된 액정층으로 구성된다.
도면을 참조하여 조금 더 상세히 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 2는 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 컬러필터층(35)이 구비된 컬러필터 기판(30)과, 박막트랜지스터(미도시)와 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시) 및 화소전극(15)이 구비된 어레이 기판(10)과, 이들 두 기판(30, 10) 사이에 액정층(40)을 포함하여 구성되고 있다.
상기 어레이 기판(10)의 상측과 좌측의 비표시영역(NA1, NA4)에는 외부구동회로와 연결되는 다수의 게이트 패드전극(미도시) 및 데이터 패드전극(미도시)과, 이들과 각각 연결된 게이트 및 데이터 링크 배선(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)의 표시영역(DA)에는 상기 각각의 게이트 패드전극(미도시)과 상기 게이트 링크 배선(미도시)을 통해 연결되며 가로 방향으로 연장하는 다수의 게이트 배선(미도시)과, 상기 각각의 데이터 패드전극(미도시)과 상기 데이터 링크 배선(미도시)과 연결되어 세로방향으로 연장하는 데이터 배선(미도시)이 서로 교차하여 다수의 화소영역(미도시)을 정의하며 형성되고 있다.
또한, 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)이 교차하는 부근에 박막트랜지스터(미도시)가 각각 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(미도시)에는 상기 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 연결되며 화소전극(15)이 형성되어 있다.
전술한 구조를 갖는 어레이 기판(10)에 대향하며 컬러필터 기판(30)이 형성되어 있다. 상기 컬러필터 기판(30)에는 상기 각 화소영역(미도시)에 대응되며 순차 반복적으로 구비된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(미도시)을 포함하는 컬러필터층(35)과 상기 각 컬러필터 패턴(미도시) 사이에 상기 어레이 기판(10)의 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 상기 표시영역(DA) 외각을 둘러싸는 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)에 대응하여 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있으며, 전면에 공통전극(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(30) 사이에 액정층(40)이 개재되고 있으며, 상기 두 기판(10, 30)이 대응하는 테두리의 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)에 씰패턴(42)이 구성됨으로써 액정패널(2)을 이루고 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 액정패널(2)의 상기 어레이 기판(10)의 외측면에는 광원으로 이용되는 백라이트 유닛(BLU)이 구비되고 있으며, 그리고 상기 액정패널(2) 외곽에 위치하며 상기 액정패널(2)을 구동시키기 위한 구동부(미도시)를 구비함으로써 액정표시장치(1)가 완성되고 있다.
통상적으로 상기 구동부(미도시)는 인쇄회로기판(printed circuit board : PCB)(50)에 구현되며, 이러한 인쇄회로기판(50)은 상기 액정패널(2)의 게이트 배선(미도시)과 연결되는 게이트 인쇄회로기판(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 연결되는 데이터 인쇄회로기판(50)으로 나뉜다.
또한, 이들 각각의 인쇄회로기판(미도시, 50)은 상기 액정패널(2)의 표시영역 외측의 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)에 실장되고 있다.
즉, 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 된 게이트 패드전극(미도시)이 형성된 일 측면과 이러한 일 측면과 직교하는 상측면에 형성되며, 데이터 배선(미도시)과 연결된 데이터 패드전극(미도시)과 접촉하며 테이프 캐리어 패키지 (tape carrier package : TCP) 형태 또는 FPC(flexible printed circuit board)(61, 62)를 통해 실장되고 있다.
이때, 게이트 패드전극(미도시)이 구비된 제 4 비표시영역(NA4)에 대해서는 게이트용 인쇄회로기판(미도시)은 별도로 실장되지 않고, 이를 대신하여 구동 IC(71)를 포함하는 다수의 게이트용 FPC(61)가 실장되며, 상기 어레이 기판(10) 내에서 내부적으로 상기 데이터 패드전극(미도시)이 구비된 제 1 비표시영역(NA1)에 다수의 데이터용 FPC(62)를 매개로 부착된 데이터용 인쇄회로기판(50)과 전기적으로 연결되고 있다.
전술한 구성을 갖는 액정표시장치(1)는 TV, 모니터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA 등 다양한 전자기기에도 활발하게 적용되고 있다.
한편, 최근들어 표시장치는 표시영역(DA)을 최대로 하며 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)은 가능한 작게 형성하는 것이 요구되고 있다.
하지만 전술한 바와 같이, 게이트 패드전극(미도시)이 형성된 제 4 비표시영역(NA4)과, 데이터 패드전극(미도시)이 형성된 제 1 비표시영역(NA1)에 FPC(61, 62)를 개재하여 인쇄회로기판(50)이 장착되는 종래의 액정표시장치(1)는 최소 2개의 측면에 대해 게이트용 및 데이터용 인쇄회로기판(50)이 FPC(61, 62)를 개재하여 실장되거나, 또는 데이터 패드전극(미도시)이 형성된 제 1 비표시영역(NA1)에 대해서만 데이터용 인쇄회로기판(50)이 FPC(62)를 개재하여 실장되고, 게이트 패드전극(미도시)이 형성된 제 4 비표시영역(NA4)에는 게이트 신호 처리용 구동 IC칩(71)을 구비한 게이트용 FPC(61)가 실장되고 있다.
즉, 인쇄회로기판(50) 또는 구동 IC칩이 부착된 FPC(61, 62)는 어레이 기판(10)의 비표시영역(NA1, NA2, NA3, NA4)에 실장되는데, 이렇게 어레이 기판(10)에 상기 FPC(61, 62) 등이 실장된 후에는 밴딩되어 상기 어레이 기판(10)의 배면으로 위치하도록 한 상태에서 백라이트 유닛(BLU)과 함께 모듈화되고 있다.
이러한 구성을 갖는 종래의 액정표시장치(1)의 경우, 상기 FPC(61, 62)는 상기 어레이 기판(10)의 측면 끝단을 따라 밴딩됨으로써 최종적으로 액정표시장치(1)의 비표시영역의 폭(w1)을 상기 FPC(61, 62)의 두께(d1)만큼과 상기 FPC(61, 62)와 어레이 기판(10)의 측면 끝단으로부터 이격간격(d2)만큼 확장시킴으로써 네로우 베젤을 갖는 보더레스(border less) 제품을 제공하는데 어려움이 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 인쇄회로기판 또는 구동 IC칩이 부착된 FPC를 밴딩 방향을 달리하여 액정표시장치의 비표시영역을 더욱 줄임으로써 더욱더 작은 폭을 갖는 내로우 베젤을 구현한 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 각 화소영역에 상기 박막트랜지스터와 연결되며 형성된 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 제 1 기판 일측의 비표시영역에 부착되며 상기 제 1 기판의 비표시영역의 끝단 외측으로 노출되지 않고 상기 컬러필터 기판의 외측면으로 밴딩된 것을 특징으로 하는 FPC(flexible printed circuit board)를 포함하며, 상기 제 1 기판과 접촉하며 구성되는 상기 게이트 배선은 투명도전성 물질로 이루어진 제 1 층과, 구리(Cu) 또는 구리 합금으로 이루어진 제 2 층의 다중층 구조를 이루는 것이 특징이다.
상기 제 1 층과 제 2 층 사이에 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(MoTi)으로 이루어진 제 3 층이 형성된 것이 특징이며, 상기 제 1 층의 두께는 200Å 내지 600Å이며, 상기 제 3 층의 두께는 50Å 내지 500Å이며, 상기 제 1 층의 두께가 상기 제 3 층의 두께보다 더 두꺼운 것이 특징이다.
또한, 상기 FPC에는 인쇄회로기판 또는 구동 IC칩이 부착되며, 상기 제 2 기판의 외측면에는 백라이트 유닛이 구비되며, 상기 FPC는 상기 백라이트 유닛의 외측면과 중첩하도록 밴딩된 것이 특징이다.
그리고, 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극은 상기 게이트 배선과 연결되며 상기 게이트 배선과 동일한 층에 동일한 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 기판에는 상기 컬러필터층을 덮으며 상기 표시영역 전면에 투명한 공통전극이 형성된 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 기판에는 상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 제 1 보호층이 형성되며, 상기 제 1 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며, 상기 화소전극은 상기 제 1 보호층 상부에 위치하는 것이 특징이며, 이때, 상기 화소전극은 바(bar) 형태를 가지며 각 화소영역에 일정간격 이격하며 다수 형성되며, 상기 제 1 보호층 상부에는 상기 다수의 바(bar) 형태의 화소전극과 나란하게 이격하여 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극이 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판 상에는 상기 게이트 배선이 형성된 동일한 층에 동일한 물질로 이루어지며 상기 게이트 배선과 나란하게 연장하는 공통배선이 형성되며, 상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극은 상기 공통배선과 연결된 것이 특징이다.
그리고, 상기 화소전극의 하부 또는 상부에 절연층을 개재하여 공통전극이 형성되며, 상기 화소전극과 공통전극 중 어느 하나의 전극에는 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구가 형성된 것이 특징이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 어레이 기판을 사용자가 바라보는 상측 컬러필터 기판을 하측에 위치하도록 배치하고 인쇄회로기판 또는 구동 IC칩이 부착된 FPC를 어레이 기판의 비표시영역에 실장한 후, 상기 FPC를 상기 어레이 기판의 측면을 덮도록 밴딩하지 않고, 상기 컬러필터 기판의 배면으로 위치하도록 밴딩함으로써 종래의 액정표시장치 대비 비표시영역의 폭을 줄어 더욱더 네로우 베젤을 구현한 보더레스 레스 제품을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 이러한 내로우 베젤을 통한 보더레스 구현에 의해 사용자의 화면 몰입도를 향상시키는 효과가 있다.
나아가 본 발명에 따른 액정표시장치는 어레이 기판이 사용자가 바라보는 상측에 위치하면서도 게이트 배선 및 게이트 전극에 의한 반사율을 저감시켜 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio)를 향상시킴으로써 최종적으로 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 종래의 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 게이트 배선이 형성된 부분에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예의 제 1 변형예에 따른 액정표시장치의 게이트 배선이 형성된 부분에 대한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예의 제 2 변형예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예의 제 3 변형예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 게이트 배선이 형성된 부분에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 서로 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(103) 및 데이터 배선(130)과 박막트랜지스터(Tr) 그리고 상기 박막트랜지스터(Tr)와 연결되며 각 화소영역(P)별로 형성된 화소전극(150)을 구비한 어레이 기판(102)과, 상기 어레이 기판(102)과 마주하며 컬러필터층(186)을 구비한 컬러필터 기판(181)이 액정층(195)을 사이에 두고 합착된 액정패널(101)과, 상기 액정패널(101)의 상기 어레이 기판(102)의 비표시영역(NA)에 FPC(Flexible printed circuit board)(196)를 개재하여 실장된 인쇄회로기판(198)을 포함하여 구성되고 있다.
이때, 상기 컬러필터 기판(181)의 배면에는 백라이트 유닛(200)이 더욱 구비되고 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)에 있어서 가장 특징적인 구성 중 하나는 사용자가 바라보는 상측에 어레이 기판(102)이 배치되고 컬러필터 기판(181)이 하측에 배치되며, 백라이트 유닛(200)이 상기 컬러필터 기판(181)의 배면에 위치하고 있다는 것과, 상기 어레이 기판(102)의 비표시영역(NA)에 실장되는 FPC는 상기 백라이트 유닛(200)이 구비된 컬러필터 기판(181)의 배면측으로 밴딩됨으로서 종래의 액정표시장치(도 2의 1) 대비 비표시영역(NA)의 폭을 줄인 것이 되고 있다.
즉, 종래의 액정표시장치(도 2의 1)는 어레이 기판(도 2의 10)이 하측에 위치하고, 컬러필터 기판(도 2의 30)이 상측에 배치되고 백라이트 유닛(도 2의 BLU)이 상기 어레이 기판(도 2의 10)의 외측면에 위치함으로써 FPC(도 2의 62)가 어레이 기판(도 2의 10)의 표시영역(도 2의 DA)에 실장된 후 상기 어레이 기판(도 2의 10)의 측면 끝단을 덮으며 밴딩되어 상기 백라이트 유닛(200)의 배면에 위치함으로서 실질적으로 비표시영역(NA)의 폭은 상기 어레이 기판(도 2의 10)의 비표시영역(도 2의 NA1)의 폭과 상기 밴딩된 FPC(도 2의 62)의 두께(d1)와 상기 FPC(도 2의 62)와 어레이 기판(도 2의 10)의 측면 끝단간의 이격간격(d1)을 합한 크기가 되고 있다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 어레이 기판(102)이 사용자가 바라보는 상측에 배치됨으로써 상기 FPC는 상기 어레이 기판(102)의 비표시영역(NA)에 부착된 후 상기 어레이 기판(102)의 측면을 덮도록 밴딩되지 않고, 상기 컬러필터 기판(181)의 배면측으로 밴딩이 된다.
따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 FPC(196)가 어레이 기판(102)의 측면을 덮는 형태를 이루지 않고, 상기 어레이 기판(102)의 비표시영역(NA) 최외각 측면 내측에 밴딩부가 위치하도록 상기 컬러필터 기판(181)의 외측면으로 밴딩됨으로써 종래의 액정표시장치(도 2의 1) 대비 최소 상기 FPC(196)의 두께와 상기 FPC(196)와 어레이 기판(102)의 측면의 이격간격 만큼이 줄어들게 되어 더욱더 얇은 폭을 갖는 네로우 베젤을 구현할 수 있는 것이 특징이다.
이러한 외부구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)의 액정패널(101)의 내부 구성에 대해 설명한다. 이때, 설명의 편의를 위해 서로 마주하는 어레이 기판(102) 및 컬러필터 기판(181)의 내측면을 각각의 기준 위치로 정의함으로써 각각의 기판 상에 순차 적층되는 구성요소가 각각 상기 어레이 기판(102) 및 컬러필터 기판(181) 내측면을 기준으로 더 높은 곳에 형성되는 경우 상부에 위치한다고 정의한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)용 액정패널(101)은 어레이 기판(102)과 컬러필터 기판(181) 및 이들 두 기판(102, 181) 사이에 개재된 액정층(195)을 포함하여 구성되고 있다.
우선, 상측에 구비되는 어레이 기판(102)의 구성을 살펴보면, 상기 어레이 기판(101)은 베이스를 이루는 투명한 절연물질, 예를 들면 유리 또는 플라스틱 재질의 제 1 기판(101)의 내측면에 게이트 절연막(110)을 사이에 두고 그 하부 및 그 상부로 서로 종횡으로 연장되어 교차함으로서 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)이 형성되어 있다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만, 액정표시장치(100)의 모드에 따라 상기 제 1 기판(101) 내측면에는 상기 게이트 배선(103)과 동일한 물질로 이루어지며 상기 게이트 배선(103)과 이격하며 각 화소영역(P)을 관통하며 공통배선(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
그리고, 표시영역(DA) 외측의 비표시영역(NA)에는 상기 각 게이트 배선(103)의 일 끝단과 연결되며 게이트 패드전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 각 데이터 배선(130)의 일끝단과 연결되며 데이터 패드전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 공통배선(미도시)이 형성되는 경우, 상기 공통배선(미도시)의 일 끝단을 모두 연결시키는 보조공통배선(미도시)과 상기 보조공통배선(미도시)의 일끝단과 연결되며 공통 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)에 있어서 또 다른 특징적인 구성 중 하나로서 상기 제 1 기판(102)과 직접 접촉하여 형성되는 상기 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105)(및 공통배선(미도시))은 각각 투명 도전성 물질로 이루어진 제 1 층(103a, 105a)과 제 1 금속물질로 이루어진 제 3 층(103c, 105c) 그리고 저저항 특성을 갖는 구리(Cu) 또는 구리(Cu)합금으로 이루어진 제 2 층(103b, 105b)의 삼중층 구조를 이루거나 또는 도 6(본 발명의 실시예의 변형예에 따른 액정표시장치의 게이트 배선이 형성된 부분에 대한 단면도)에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 기판(102)과 접촉하며 형성되며 투명 도전성 물질로 이루어진 제 1층(103a)과 저저항 특성을 갖는 구리(Cu) 또는 구리(Cu)합금으로 이루어진 제 2 층(103b, 105b)의 이중층 구조를 이루는 것이다.
이때, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제 1 층(103a, 105a)을 이루는 상기 투명 도전성 물질은 일례로 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)가 되며, 상기 제 1 금속물질은 몰리브덴(Mo) 또는 몰리티타늄(MoTi)이 되는 것이 특징이다.
이렇게 상기 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105)(및 공통배선(미도시))을 이중층(도 6 참조) 또는 삼중층(도 4 및 도 5 참조) 구조를 이루도록 하는 것은, 외부광에 의한 반사율을 저감시키고, 대면적화 대응을 위해 구리(Cu)를 배선 및 전극으로 이용하기 위함이다.
조금 더 상세히 설명하면, 실시예 및 변형예에서 상기 제 2 층(103b, 105b)을 구리(Cu)로 형성한 것은 액정표시장치(100)를 30" 이상의 대면적을 갖는 TV등에 적용하기 위함이다. 이렇게 30"이상의 대면적을 갖는 액정표시장치(100)는 배선 자체가 길어지므로 신호 지연의 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 이를 최소화하기 위해서는 상대적으로 단위 면적당 저항값이 작은 금속물질을 이용하는 것이 바람직하며, 구리(Cu) 또는 구리합금은 통상적인 배선으로 이용되는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금보다 더 작은 단위 면적당 저항값을 가지며 비용 또한 저렴하기 때문이다.
하지만, 상기 구리(Cu) 또는 구리합금은 유리 또는 플라스틱 재질의 제 1 기판(102)과의 접합력이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금 대비 상대적으로 떨어지기 때문에 구리(Cu) 또는 구리합금만을 상기 제 1 기판(102) 상에 증착하여 배선형태로 패터닝하게 되면 공정 진행 중 상기 제 1 기판(102)으로부터 분리되어 소실되는 등의 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 이를 방지하기 위해 구리(Cu) 또는 구리합금과의 접합력이 우수하며 나아가 유리재질의 기판과도 접합력이 우수한 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(MoTi)을 하부층을 이루는 상기 제 3 층(103c, 105c)으로 형성하거나 또는 투명도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 하부층을 이루는 제 1 층(103a, 105a)으로 형성한 것이다.
이때, 상기 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105)(및 공통배선(미도시))이 3중층 구조를 이루는 실시예의 경우, 상기 제 3 층(103c, 105c)과 상기 제 1 기판(102) 사이에 투명 도전성 물질로 이루어진 제 1 층(103a, 105a)을 구비한 것은 외부광에 의한 반사율을 저감시키기 위함이다.
본 발명의 특성 상 어레이 기판(102)이 사용자가 바라보는 상측에 위치하기 때문에 상기 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105)(및 공통배선(미도시))이 실질적으로 사용자가 바라보는 어레이 기판(102)면을 기준으로 최상층에 위치하는 구성요소가 되며, 이때, 특히 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(MoTi)의 경우 외부광에 의한 반사율 68%정도로 높아 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio) 저하가 발생된다.
따라서 이러한 외부광에 의한 반사율을 저감시키기 위해 상기 제 1 기판(102)과 상기 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(MoTi)으로 이루어지는 제 3 층(103c, 105c) 사이 또는 이중층으로 이루어지는 경우 상기 구리(Cu) 또는 구리(Cu)합금으로 이루어진 제 2 층(103b, 105b) 사이에 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 제 1 층(103a, 105a)을 형성한 것이다.
이렇게 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(MoTi)으로 이루어진 제 3 층(103c, 105c)과 제 1 기판(102) 사이, 또는 구리(Cu) 또는 구리(Cu)합금으로 이루어진 제 2 층(103b, 105b)과 제 1 기판(102) 사이에 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 제 1 층(103a, 105a)이 구비되는 경우 외부광에 의한 반사율이 39% 이하로 저감된다.
이때, 상기 게이트 배선(103)과 게이트 전극(105)(및 공통배선(미도시))이 실시예서와 같이 3중층 구조를 이루는 경우, 상기 몰리브덴(Mo) 또는 몰리티타늄(MoTi)으로 이루어진 각 제 3 층(103c, 105c)은 그 두께가 50 내지 500Å인 것이 바람직하며, 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 각 제 1 층(103a, 105a)은 그 두께가 200 내지 600Å인 것이 바람직하며, 상기 투명 도전성 물질로 이루어진 각 제 1 층(103a, 105a)이 몰리브덴(Mo) 또는 몰리티타늄으로 이루어진 제 2 층(103b, 105b)보다는 더 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 2가지 이상의 물질로 특정 두께를 가지며 이중층(또는 삼중층) 구조의 물질층이 형성되는 경우, 각 물질층은 그 내부에서의 굴절율 차이를 가지며 이러한 굴절율 및 두께 차이에 의해 각 물질층의 표면에서 반사되는 빛은 상쇄간섭을 일으키게 되는 반-반사 코팅(Anti-Reflection Coating) 효과에 기인하여 최종적으로 반사되는 빛의 강도를 저감시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 각 화소영역(P)의 전술한 이중층 또는 삼중층 구성을 갖는 상기 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)의 교차하는 부근에는 상기 게이트 배선(103)과 연결된 상기 게이트 전극(105)을 포함하여 상기 게이트 전극(105) 상부로 상기 게이트 절연막(110)과, 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 이의 상부로 불순물 비정질 실리콘의 서로 이격하는 오믹콘택층(120b)으로 이루어지 반도체층(120과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 적층됨으로서 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구성되고 있다. 이때, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(130)과 연결되고 있다.
한편, 도면에서는 상기 데이터 배선(130)과 게이트 절연막(110) 사이에 상기 반도체층(120)을 이루는 동일한 물질로 이루어져 제 1 및 제 2 패턴(121a, 121b)의 이중층 구조를 갖는 반도체 더미패턴(121)이 형성되고 있음을 보이고 있지만, 상기 데이터 배선(130) 하부에 구비되는 상기 반도체 더미패턴(121)은 공정 제조 특성에 의해 형성된 것이며 생략될 수 있다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(Tr) 위로 상기 제 1 기판(102) 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지거나 또는 유기절연물질 예를 들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)로 이루어진 제 1 보호층(140)이 구비되고 있다.
이때, 상기 제 1 보호층(140)에는 상기 각 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되며, 상기 각 게이트 패드전극(미도시)과 데이터 패드전극(미도시)을 각각 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(미도시) 및 데이터 패드 콘택홀(미도시)이 구비되고 있다.
더불어 상기 제 1 보호층(140)에는 상기 공통배선(미도시) 및 보조공통배선(미도시)이 형성되는 경우, 각 화소영역(P)에는 상기 공통배선(미도시)을 노출시키는 공통 콘택홀(미도시)이 구비될 수도 있으며, 상기 보조공통배선(미도시)과 연결된 공통 패드전극(미도시)을 노출시키는 공통 패드 콘택홀(미도시)이 구비되고 있다. 상기 공통배선(미도시)은 스토리지 전극으로 이용되는 경우 상기 공통 콘택홀(미도시)은 생략될 수 있다.
한편, 상기 제 1 보호층(140) 상부에는 각 화소영역(P)에 대응하여 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 각 드레인 전극(136)과 접촉하며 판 형태의 화소전극(150)이 형성되고 있으며, 상기 비표시영역(NA)에는 상기 게이트 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 게이트 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 게이트 패드전극(미도시)과, 상기 데이터 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 데이터 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 데이터 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 상기 보조공통배선(미도시)이 형성되는 경우, 상기 제 1 보호층(140) 상부에는 상기 공통 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 공통 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 어레이 기판(102)은 각 화소영역(P)에 화소전극(150)만이 구비됨으로써 트위스트 네마틱 모드 액정표시장치용 어레이 기판(102)이 되고 있지만, 상기 액정표시장치가 횡전계형 모드 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 이룰 경우 다양하게 변형될 수 있다.
일례로 횡전계형 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 경우, 도 7(본 발명의 실시예의 제 2 변형예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도)을 참조하면, 상기 각 화소영역(P)에 형성된 화소전극(150)은 판 형태가 아닌 바(bar) 형태로서 일정간격 이격하며 다수 형성되며, 이러한 다수의 바(bar) 형태의 화소전극(150)과 나란하게 일정간격 이격하여 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극(152)이 형성된다. 이때, 상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극(152)은 상기 공통 콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통배선(미도시)과 접촉하는 것이 특징이다.
그리고, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 바(bar) 형태를 갖는 공통전극(152)과 화소전극(150)은 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이룸으로써 각 화소영역(P)이 상하부로 이중 도메인 영역을 이룰 수도 있다. 이렇게 화소영역(P)이 이중 도메인 영역을 이루도록 하는 것은 사용자가 표시영역을 바라보는 시야각에 변화에 따른 색차를 억제하여 표시품질을 향상시키기 위함이다.
또한, 또 다른 일례로 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 경우, 도 8(본 발명의 실시예의 제 3 변형예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.)을 참조하면, 상기 판 형태의 화소전극(150) 상부로 제 2 보호층(160)이 구비되며, 상기 제 2 보호층(160) 상부로 상기 각 판 형태의 화소전극(150)에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구(op1)를 구비한 공통전극(170)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 공통전극(170)은 표시영역 전면에 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 제 2 개구(op2)를 더욱 구비할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(102)의 경우도 상기 다수의 제 1 개구(op1)가 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구성을 갖도록 하여 각 화소영역(P)이 이중 도메인을 갖도록 형성될 수도 있다.
한편, 이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(102)의 경우, 상기 화소전극(150)과 공통전극(170)은 그 위치를 바뀌어 형성됨으로서 화소전극(150)이 상기 공통전극(170) 상부에 위치할 수도 있으며, 이 경우 상기 다수의 제 1 개구(op1)는 상기 화소전극(150)에 구비될 수 있다.
도 4, 5, 6, 7 및 도 8을 참조하면, 이러한 다양한 구성을 갖는 어레이 기판(102)에 대응하여 위치하는 컬러필터 기판(181)에는 투명한 유리 또는 플라스틱 재질의 제 2 기판(181)의 내측면 상부에 각 화소영역(P)의 경계와 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 블랙매트릭스(183)가 구비되고 있다. 또한, 상기 블랙매트릭스(183)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(186a, 186b, 186c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(186)이 형성되어 있다.
이때, 상기 어레이 기판(102)이 도 4에 도시한 바와 같이, 트위스트 네마틱 모드 어레이 기판(102)인 경우, 상기 컬러필터층(186) 상부로 표시영역 전면에 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극(188)이 구비되고 있으며, 상기 어레이 기판(102)이 도 7및 도 8에 도시한 바와 같이, 횡전계형 또는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(102)인 경우, 상기 컬러필터층(186)을 덮으며 평탄한 표면을 갖는 오버코트층(189)이 형성되고 있다.
도 3, 4, 5, 6, 7 및 도 8을 참조하면, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(102)과 컬러필터 기판(181) 사이에는 액정층(195)이 구비되며, 상기 표시영역(DA)을 두르며 상기 액정층(195)이 새는 것을 방지하며 상기 어레이 기판(102)과 컬러필터 기판(181)이 합착된 상태를 이루도록 하기 위해 씰패턴(198)이 구비됨으로써 액정패널(101)을 이루고 있다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 어레이 기판(102)과 컬러필터 기판(181) 사이의 액정층(195)이 표시영역 전면에 걸쳐 일정한 두께를 유지시키기 위해 화소영역(P)의 경계에 상기 어레이 기판(102)과 컬러필터 기판(181)과 동시에 접촉하는 기둥 형태의 패턴드 스페이서(미도시)가 일정간격 이격하며 다수 구비되고 있다.
그리고, 이러한 구성을 갖는 액정패널(101)의 상기 컬러필터 기판(181)의 배면에는 백라이트 유닛(200)이 구비되며, 상기 어레이 기판(102)의 비표시영역(NA)에 구비된 보조 게이트 및 데이터 패드전극(미도시)과 접촉하도록 인쇄회로기판() 또는 구동 IC칩이 실장된 FPC(196)가 부착되며, 상기 인쇄회로기판(197) 또는 구동 IC칩(미도시)이 실장된 FPC(196)가 상기 백라이트 유닛(200)의 배면으로 상기 어레이 기판(102)의 측단 외측으로 노출되지 않도록 밴딩됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)를 이루고 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(100)는 어레이 기판(102)을 사용자가 바라보는 상측 컬러필터 기판(181)을 하측에 위치하도록 배치하고 인쇄회로기판 또는 구동 IC칩이 부착된 FPC(196)를 어레이 기판(102)의 비표시영역(NA)에 실장한 후, 상기 FPC(196)를 상기 어레이 기판(102)의 측면을 덮도록 밴딩하지 않고, 상기 컬러필터 기판(181) 배면더욱 정확히는 상기 컬러필터 배면에 위치하는 백라이트 유닛(200)의 배면으로 위치하도록 밴딩함으로써 종래의 액정표시장치(도 2의 1) 대비 비표시영역(NA)의 폭을 줄어 더욱더 네로우 베젤을 구현한 보더레스 레스 제품을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 이러한 내로우 베젤을 통한 보더레스 구현에 의해 사용자의 화면 몰입도를 향상시키는 효과가 있다.
나아가 본 발명에 따른 액정표시장치(100)는 어레이 기판(102)이 사용자가 바라보는 상측에 위치하면서도 게이트 배선(103) 및 게이트 전극(105)에 의한 반사율을 저감시켜 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio)를 향상시킴으로써 최종적으로 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
100 : 액정표시장치
101 : 액정패널
102 : (어레이 기판)제 1 기판
150 : 화소전극
180 : (컬러필터 기판)제 2 기판
186 : 컬러필터층
187 : 공통전극
195 : 액정층
196 : FPC
197 : 인쇄회로기판
198 : 씰패턴
200 : 백라이트 유닛
DA : 표시영역
NA : 비표시영역

Claims (11)

  1. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판의 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과;
    상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 각 화소영역에 형성되어 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극과;
    상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판의 내측면에 형성된 컬러필터층과;
    상기 제 1 기판은 상기 제 2 기판의 단부로부터 설정거리 돌출되며, 상기 제 1 기판의 돌출된 비표시영역에 부착되어 상기 제 2 기판의 배면으로 밴딩된 FPC(flexible printed circuit board)를 포함하며,
    상기 FPC는 제 2 기판의 외측면을 따라 밴딩되고 상기 FPC의 밴딩부는 제1 기판의 돌출영역 아래에 배치되어 상기 FPC가 제1기판의 돌출된 영역 단부 외부로 노출되지 않으며,
    상기 제 1 기판이 사용자와 대향하며, 상기 제 1 기판과 접촉하며 구성되는 상기 게이트 배선은 투명도전성 물질로 이루어져 외부로부터 광이 입사되는 제 1 기판과 접촉하는 제 1 층과, 구리(Cu) 또는 구리 합금으로 이루어져 상기 제 1 층상에 배치되는 제 2 층의 다중층 구조를 이루는 것이 특징인 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층과 제 2 층 사이에 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴 합금(MoTi)으로 이루어진 제 3 층이 형성된 것이 특징인 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 층의 두께가 상기 제 3 층의 두께보다 더 두꺼운 것이 특징인 액정표시장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 FPC에는 인쇄회로기판 또는 구동 IC칩이 부착된 것이 특징인 액정표시장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 기판의 외측면에는 백라이트 유닛이 구비되며, 상기 FPC는 상기 백라이트 유닛의 외측면과 중첩하도록 밴딩된 것이 특징인 액정표시장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터의 게이트 전극은 상기 게이트 배선과 연결되며 상기 게이트 배선과 동일한 층에 동일한 물질로 이루어지는 것이 특징인 액정표시장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 기판에는 상기 컬러필터층을 덮으며 상기 표시영역 전면에 투명한 공통전극이 형성된 것이 특징인 액정표시장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 제 1 보호층이 형성되며, 상기 제 1 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며,
    상기 화소전극은 상기 제 1 보호층 상부에 위치하는 것이 특징인 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 화소전극은 바(bar) 형태를 가지며 각 화소영역에 일정간격 이격하며 다수 형성되며,
    상기 제 1 보호층 상부에는 상기 다수의 바(bar) 형태의 화소전극과 나란하게 이격하여 교대하며 바(bar) 형태를 갖는 다수의 공통전극이 형성된 것이 특징인 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에는 상기 게이트 배선이 형성된 동일한 층에 동일한 물질로 이루어지며 상기 게이트 배선과 나란하게 연장하는 공통배선이 형성되며,
    상기 다수의 바(bar) 형태의 공통전극은 상기 공통배선과 연결된 것이 특징인 액정표시장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화소전극의 하부 또는 상부에 절연층을 개재하여 공통전극이 형성되며, 상기 화소전극과 공통전극 중 어느 하나의 전극에는 상기 각 화소영역에 대응하여 바(bar) 형태를 갖는 다수의 제 1 개구가 형성된 것이 특징인 액정표시장치.
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