액정표시소자 document_id A220623070729

정보화 사회가 급진전함에 따라 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display) 분야가 나날이 발전해 가고 있다. 최근 들어서는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위하여 평판표시장치(Flat Panel Display)의 필요성이 대두되었고, 그 중 색 재현성이 우수하고 박형인 박막트랜지스터 액정표시소자에 초점이 맞추어져 있다. 이러한 액정표시소자는 액정분자의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용하는데, 이는 액정분자의 구조가 가늘고 길며 그 배열에 있어서 방향성을 띠는 선경사각(pretilt angle)을 갖고 있기 때문에 액정에 전압을 인가하면 액정분자가 갖는 선경사각을 변화시켜 액정분자의 배열 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 액정표시소자는 액정층에 적절한 전압을 인가함으로써 그 액정분자의 배열 방향을 임의로 조절하여 액정의 분자배열을 변화시키고, 이러한 액정이 가지고 있는 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛을 임의로 조절함으로써 원하는 화상정보를 표현한다. 액정표시소자를 이루는 기본적인 소자인 액정패널은 상부의 컬러필터기판과 하부의 TFT(Thin Film Transistor) 어레이기판이 서로 대향하여 소정의 간격을 두고 이격되어 있고, 이러한 두 기판 사이에 액정분자를 포함하는 액정이 충진되어 있는 구조이다. 이때 이러한 액정에 전압을 인가하는 전극은 컬러필터기판에 위치하는 공통전극과 어레이기판에 위치하는 화소전극이 되고, 이러한 두 개의 전극에 전압이 인가되면 그 인가되는 전압 차에 의하여 형성되는 상하의 수직선 전기장이 그 사이에 위치하는 액정분자의 방향을 제어하는 방식으로 사용된다. 물론 액정표시소자는 액정패널의 하부에 배치되고 광원으로 이용되는 백라이트장치, 그리고 액정패널 외곽에 위치하며 액정패널을 구동시키기 위한 구동부를 포함한다. 여기서, 구동부는 PCB(printed circuit board)에 구현되고, 이러한 PCB는 액정패널의 게이트 라인과 연결되는 게이트 PCB와, 데이터 라인과 연결되는 데이터 PCB로 구분된다. 그리고 이들 각각의 PCB는 액정패널의 일측면에 형성되며 게이트 라인과 연결된 게이트 패드부와, 통상적으로 게이트 패드가 형성된 일측면과 직교하는 상측면에 형성된 데이터 라인과 연결된 데이터 패드부 각각에 TCP(tape carrier package) 형태로서 실장된다. 그런데, 이러한 PCB를 게이트 및 데이터용으로 각각 게이트 패드부와 데이터 패드부에 실장하게 되면 그 부피가 커지게 되고, 그 무게 또한 증가하게 되므로 종래에는 게이트 및 데이터 PCB를 하나로 통합하여 액정패널의 일면에만 실장하는 것을 특징으로 하는 GIP(Gate In Panel) 구조의 액정표시소자가 제안된 바 있다. 도 1은 종래의 GIP 구조 액정표시소자의 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, GIP 구조 액정표시소자(1)는 하부의 어레이 기판(10)과 상부의 컬러필터기판(50), 그리고 두 기판(10, 50) 사이에 충진되어 있는 액정층으로 이루어진다. 이때, 상기 어레이 기판(10)은 크게 화상을 표시하는 액티브 영역(AA)과, 액티브 영역(AA)의 상측으로 위치하는 패드부(PA), 액티브 영역(AA)의 일측에 형성된 게이트 회로부(GCA)와, 게이트 회로부(GCA)의 일측에 형성된 신호입력부(SIA)로 구성된다. 여기서, 상기 액티브 영역(AA)에는 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 라인(13) 및 데이터 라인(28)과 이들 두 배선(13, 28)과 각각 연결된 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TR)와 상기 박막트랜지스터(TR)와 연결된 화소전극(43)이 형성된다. 또한, 게이트 회로부(GCA)에는 다수의 스위칭 소자 및 커패시터 등의 조합으로 이루어진 다수의 회로블럭(48)이 구성되고, 이들 중 하나의 회로블럭(48)은 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 게이트 라인(13) 및 신호 입력부(SIA)에 형성된 다수의 제2연결배선(35)과 연결된다. 그리고, 신호입력부(SIA)에는 상기 패드부(PA)로부터 연장되는 다수의 제1연결배선(18)과 상기 게이트 회로부(GCA) 내의 각 회로블럭(48)과 연결되는 다수의 제2연결배선(35)이 그 사이에 게이트 절연막을 개재(介在)하여 서로 교차하여 형성된다. 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(10)과 대향하는 컬러필터기판(50)에는 상기 액티브 영역(AA)에 대응하여 각 화소영역(P) 마다 순차적으로 반복하여 형성된 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 구비되고, 상기 컬러필터의 경계 및 컬러필터기판(50)의 테두리부에는 빛샘 방지를 위한 블랙매트릭스가 구비된다. 한편, 상기 GIP 구조 액정표시소자의 어레이기판(10)상에는 게이트 회로부(GCA) 및 신호입력부(SIA)를 형성함과 동시에 상기 신호입력부(SIA)에 형성된 제1연결배선(18)을 상기 패드부(PA)까지 연장시켜 그 일측 끝 부위에 패드(47)를 형성함으로써 상기 패드부(PA)에 부착되는 외부 PCB(미도시)를 통해 신호가 입력되도록 하는 구조를 형성한다. 그리고, 제2연결배선(35)은 데이터 라인(28)이 형성된 게이트 절연막상에 동일 금속물질로서 형성되고, 제1연결배선(18)은 게이트 라인(13)이 형성된 기판(10)상에 동일 금속물질로서 형성되며, 이와 같이 서로 다른 층에 형성된 제1연결배선(18) 및 제2연결배선(35)을 전기적으로 연결시키기 위해 액티브 영역(AA)의 보호층상에서 상기 제1 및 제2연결배선(18, 35)을 동시에 노출시키는 제1콘택홀(42)이 형성된다. 이때, 상기 제1콘택홀(42)을 통해 액티브 영역(AA) 내의 화소전극(43)과 함께 형성된 게이트 연결패턴이 형성됨으로써 이들 두 연결배선(18, 35)을 전기적으로 접속시키게 된다. 따라서, 상기 신호입력부(SIA)에 있어서 보호층 상부로는 그 하부의 제1 및 제2연결배선(18, 35)과 동시에 접촉하는 다수의 게이트 연결패턴이 형성된다. 그리고, 상기 보호층 상부에 다수의 게이트 연결패턴이 형성됨으로써 상기 게이트 연결패턴이 형성된 어레이기판(10)과 컬러필터층 및 공통전극이 전면(全面)에 형성된 컬러필터기판(50), 그리고 두 기판(10, 50)의 테두리 부위, 더 정확하게는 액티브 영역(AA) 외곽 테두리를 따라 도전볼(75)을 포함하는 씰 패턴(80)이 형성되는데, 이들 두 기판(10, 50)의 합착에 의해 어레이 기판(10)의 테두리에 형성된 공통전압배선(미도시)과 컬러필터기판(50)의 공통전극이 실 패턴(30)을 통해 서로 도통하게 된다. 그런데, 이와 같은 GIP 구조 액정표시소자의 제조과정에서 씰 패턴을 형성하는 실런트 도포시 씰 도포장치의 정밀도 및 기타 요인들로 인해 씰런트가 어레이 기판의 외곽에 정확하게 적하(dispensing) 혹은 프린팅되지 않게 되고, 또 어레이 기판 및 컬러필터기판의 합착시 액티브 영역(AA)과 그 가장자리영역에서의 압착력의 차에 따라 그 합착 정도도 전 영역에서 균일하지 않게 된다. 이로 인해 액정패널의 가장자리영역, 특히 모서리 영역에서 실런트의 퍼짐 정도가 심하게 되어 게이트 회로부의 게이트 연결패턴과 서로 접촉하게 되고 그 결과 회로의 쇼트(short) 현상 등이 발생하고 있다. 물론 지금까지 설명한 종래의 GIP 구조의 액정표시소자가 아니라 하더라도, 예컨대 게이트 구동회로를 TCP에 실장한 후 어레이 기판의 게이트 라인 패드에 연결하는 비-GIP 구조의 액정표시소자의 경우에도 어레이 기판 및 컬러필터기판의 합착시 그 합착 정도가 전 영역에서 균일하지 않게 되고, 무엇보다 가장자리영역에서 발생하는 실런트의 퍼짐 정도 차이로 인해 부분적인 밝음 현상이 발생하고 있다.