KR100218509B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치는 기판의 둘레에 리페어링(repair ring)이 형성되어 있으며, 각각의 화소에 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 데이터선과 리페어링 또는 리페어바가 중첩되는 부분에 반도체층을 제거하여, 이 부분의 단차를 줄임으로써 오픈된 데이터선을 리페어하는 경우에 쇼팅 확률을 높일 수 있으며, 이로 인하여 공정 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기판의 둘레에 리페어링이 형성되어 있으며, 각각의 화소에 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
현대사회가 정보화되어감에 따라 정보 표시 장치로서 경박단소, 저소비전력의 장점을 갖춘 박막 트랜지스터 액정 표시 장치가 부각되고 있다.
일반적으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 공정에서 공정 수율을 감소시키는 불량의 원인으로 여러 가지를 들 수 있겠지만 데이터 구동 집적회로의 출력 단자로부터 각각의 박막 트랜지스터의 소스 단자로 연결되는 데이터 배선의 단선 결함(open defect)은 수율을 감소시키는 원인이 될뿐아니라 리페어를 하기 위해서는 많은 비용이 투입된다.
구체적으로 리페어를 하기 위해서는 여러 가지 방법이 있지만, 기판에서 표시 영역이 되는 활성 영역의 바깥쪽에 각각의 데이터 및 게이트 배선과 교차하는 리던던시(redundancy) 배선을 형성하여 각각의 데이터 및 게이트 배선에서 오픈이 발생할 경우에 리던던시 배선을 이용하여 활성 영역의 바깥쪽으로 우회하여 신호를 전달하는 방법이 있다.
일반적으로 앞에서 설명한 리던던시 배선을 리페어링이라고 한다.
그리고 다른 방법으로는 각각의 화소 영역에 데이터선의 이웃하는 부분에 형성된 리페어바를 이용하여 화소 영역의 내부에서 단선 결함이 발생한 부분만을 우회하여 신호를 전달하는 방법이 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 일반적인 액정 표시 장치에 대하여 더욱 자세하게 알아보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 평면도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 일반적인 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판은 투명한 절연 기판(1)에 다수의 게이트선(3)이 가로 방향으로 형성되어 있고, 게이트선(3)과 교차하는 다수의 데이터선(5)이 세로 방향으로 형성되어 있다. 기판(1)의 중앙은 화면으로 표시되는 영역으로 활성 영역이라 하고, 가장자리는 게이트선(3)과 연결되어 있는 다수의 게이트 패드(7) 및 데이터선(5)과 연결되어 있는 데이터 패드(9)가 형성되어 있는 패드 영역이라 한다. 기판(1)의 가장자리 패드 영역에는 기판(1)의 둘레에 게이트선(3) 및 데이터선(5)과 교차하는 리페어링(11)이 형성되어 있고, 기판(1)의 상측에는 데이터선(5)에 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동 집적 회로(도시하지 않음)가 데이터 패드(9)를 통하여 데이터선(5)과 연결되어 있고, 기판(1)의 좌측에는 게이트선(3)에 주사 신호를 공급하는 게이트 구동 집적 회로(도시하지 않음)가 게이트 패드(7)를 통하여 게이트선(3)과 연결되어 있다.
도 2는 도 1에서 A 부분을 도시한 종래의 기술에 따른 평면도이고, 도 3은 도 2에서 a 부분을 도시한 단면도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 데이터선(5)과 리페어링(11)서로 교차하여 형성되어 있고, 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차하는 부분에는 데이터선(5)과 중첩되어 있으며 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차하는 부분에는 다른 부분보다 폭이 넓은 비정질 실리콘층(13)이 형성되어 있다.
도 3은 도2에서 a 부분을 도시한 단면도로서, 기판(1) 상부에 리페어링(11)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(15)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(15) 일부 위에는 비정질 실리콘층(13)이 형성되어 있으며, 그 위에는 데이터선(5)이 형성되어 있고, 기판(1)을 덮는 보호막(19)이 형성되어 있다.
이러한 종래의 액정 표시 장치에서는 데이터선(5)이 단선되었을 경우에 단선된 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차하는 부분(X)을 각각 쇼트(short)시켜 단선된 데이터선(5)을 리페어링(11)으로 연결한다. 그러면 단선된 데이터선(3)과 리페어링(11)을 통하여 데이터 신호가 전달된다.
도 4는 도 1에서 B 부분을 도시한 종래의 기술에 따른 평면도이고, 도 5는 도 4에서 b 부분을 도시한 평면도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 가로 방향으로 게이트선(3)이 형성되어 있으며, 세로 방향으로 데이터선(5)이 형성되어 있다. 데이터선(5)과 평행하게 형성된 게이트선(3)의 분지(31)를 통하여 게이트선(3)과 연결되어 있는 유지 용량용 전극(32)이 게이트선(3)과 평행하게 형성되어 있다. 그리고 일단은 유지 용량용 전극(32)과 연결되어 있고 타측은 데이터선(5)과 중첩되어 있으며, 데이터선(5)에 인접한 부분에 데이터선(5)과 평행하게 리페어바(34)가 형성되어 있다. 게이트선(3)과 데이터선(5)이 교차하는 부분에는 게이트선(3)의 일부인 게이트 전극(33), 데이터선(5)의 일부인 드레인 전극(51) 및 소스 전극(52)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 여기서 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(52)은 이웃하는 화소 영역(P)에 형성되어 있는 화소 전극(17)과 연결되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체층(130)은 상부로는 데이터선(5)과 유지 용량용 전극(32)이 교차하는 부분에서 하부로는 데이터선(5)과 리페어바(34)가 중첩되는 부부까지, 그리고 소스 전극(52)에 대응하는 부분에 형성되어 있다.
도 5는 도 4에서 b 부분을 도시한 단면도로서, 기판(1) 일부 위에 리페어바(34)가 형성되어 있고, 리페어바(34)를 덮는 게이트 절연막(15)이 기판(1)의 상부에 형성되어 있다. 게이트 절연막(15)의 일부 위에는 반도체층(130)이 형성되어 있으며, 그 위에는 데이터선(5)이 형성되어 있고, 기판(1)을 덮는 보호막(19)이 형성되어 있다.
이러한 종래의 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에서는 데이터선(5)이 단선되는 경우에 레이저를 이용하여 유지 용량용 전극(34)의 Z 부분을 각각 단선시키고 데이터선(5)과 유지 용량용 전극(32)이 교차하는 부분(Y)과 데이터선(5)과 리페어바(34)가 중첩되는 부분(Y)을 각각 쇼트시킴으로써 리페어바(34)를 통하여 데이터 신호를 인가하게 된다.
그러나 이러한 종래의 액정 표시 장치에서는 게이트선(3) 및 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차하여 중첩되는 부분과 리페어바(34)와 데이터선(5)이 중첩되는 부분에 반도체층(131) 또는 비정질 실리콘층(13)과 게이트 절연막(15)이 7000Å 정도의 두께로 심한 단차를 가지고 있으므로, 레이저를 이용하여 이 부분을 쇼트시키는 경우에 쇼팅(shorting) 확률이 떨어지게 되어, 공정 수율이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리페어하는 부분의 단차를 최소화하여 쇼팅 확률을 높이는 구조를 제시하는 데 있다.
도1은 일반적인 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 기판의 구조를 도시한 평면도이고,
도2는 도1에서 A부분을 도시한 종래의 기술에 따른 평면도이고,
도3은 도2에서 a부분을 도시한 단면도이고,
도4는 도1에서 B부분을 도시한 종래의 기술에 따른 평면도이고,
도5는 도4에서 b부분을 도시한 평면도이고,
도6은 도1에서 A부분을 도시한 본 발명의 실시예에 따른 평면도이고,
도7은 도6에서 a부분을 도시한 단면도이고,
도8은 도1에서 B부분을 도시한 본 발명의 실시예에 따른 평면도이고,
도9는 도8에서 b부분을 도시한 평면도이고,
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 다수의 게이트선과 데이터선이 교차하면서 정의되는 다수의 화소 영역으로 이루어진 활성 영역이 형성되어 있다. 이러한 활성 영역에는 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에는 게이트선의 일부인 게이트 전극과 데이터선의 일부인 드레인 전극과 소스 전극 및 채널이 형성되는 반도체층으로 이루어진 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 또한 데이터선과 평행하게 형성되어 있으며 반도체층과 중첩되지 않고, 연장되어 일단과 타단이 데이터선과 중첩되어 있는 리페어가 형성되어 있다. 그리고 활성 영역 밖의 둘레에는 각각 게이트선과 데이터선과 연결되어 있는 다수의 데이터 패드 및 게이트 패드가 형성되어 있는 패드 영역이 형성되어 있다. 이러한 패드 영역에는 다수의 게이트선과 데이터선과 교차하는 리페어링이 형성되어 있으며, 게이트선 및 데이터선과 리페어링이 교차하는 부분에 게이트선 또는 데이터선의 폭보다 좁은 폭으로 형성되어 있는 반도체층이 형성되어 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 게이트선 및 데이터선과 리페어링 사이와 데이터선과 리페어바 사이에 형성되어 있는 절연막을 더 포함하고 있으며, 게이트선과 평행하게 형성되어 있으며 분지를 통하여 게이트선과 연결되어 있고 리페어바와 타단과 연결되어 있는 유지 용량용 전극을 더 포함하고 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 데이터선에 오픈이 발생하면 기판의 둘레에 형성된 리페어링과 게이트선 및 데이터선과 교차하는 부분에서 절연막만을 매개로 하는 부분을 통하여 오픈된 데이터선과 리페어링을 쇼트시켜 해당하는 신호를 전달하게 된다.
그리고, 리페어바를 이용하는 경우에는 절연막을 매개로 하여 리페어바와 데이터선이 중첩되어 있는 부분을 쇼트시키고, 유지 용량용 전극과 리페어바가 연결되어 있는 부분을 오픈시켜 리페어바를 통하여 해당하는 데이터 신호를 인가하게 된다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
도 6은 도 1에서 A 부분을 도시한 본 발명의 실시예에 따른 평면도이고, 도 7은 도 6에서 a 부분을 도시한 단면도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 패드 영역에는 종래의 구조와 동일하게 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차고 있으며, 데이터선(5)과 중첩되어 있는 비정질 실리콘층(13a)이 형성되어 있다.
종래와 다르게, 비정질 실리콘층(13a)은 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차하는 폭보다 작은 폭으로 형성되어 있다.
도 7은 도 6에서 a 부분을 도시한 단면도로서, 기판(1)의 상부에 리페어링(11)이 형성되어 있고, 리페어링(11)을 덮는 게이트 절연막(15)이 형성되어 있으며, 그 일부 위에 비정질 실리콘층(13a)이 형성되어 있다. 비정질 실리콘층(13)을 덮고 있으며, 게이트 절연막(15) 상부에 데이터선(5)이 형성되어 있고, 기판(1) 상부에 보호막(19)이 형성되어 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에서는 데이터선(5)이 단선되었을 경우에는 단선된 데이터선(5)과 리페어링(11)이 교차하는 부분 중에 비정질 실리콘층(13a)이 존재하지 않는 부분(X1)을 통하여 단선된 데이터선(3)과 리페어링(11)을 쇼트시킨다. 그러면 단선된 데이터선(3)에 전달되는 데이터 신호는 리페어링(11)을 통하여 전달된다.
도 8은 도 1에서 B 부분을 도시한 본 발명의 실시예에 따른 평면도이고, 도 9는 도 8에서 b 부분을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 평면도로서, 종래의 구조와 동일하게 가로 방향으로 게이트선(3)이 형성되어 있으며, 세로 방향으로 데이터선(5)이 형성되어 있다. 데이터선(5)과 평행하게 형성된 게이트선(3)의 분지(31)를 통하여 게이트선(3)과 연결되어 있는 유지 용량용 전극(32)이 게이트선(3)과 평행하게 형성되어 있다. 그리고 일단은 유지 용량용 전극(32)과 연결되어 있고 타측은 데이터선(5)과 중첩되어 있으며, 데이터선(5)에 인접한 부분에 데이터선(5)과 평행하게 리페어바(34)가 형성되어 있다. 게이트선(3)과 데이터선(5)이 교차하는 부분에는 게이트선(33)의 일부인 게이트 전극(33), 데이터선(5)의 일부인 드레인 전극(51) 및 소스 전극(52)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 여기서 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(52)은 이웃하는 화소 영역(P)에 형성되어 있는 화소 전극(17)과 연결되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체층(130a)은 상부로는 데이터선(5)과 유지 용량용 전극(32)이 교차하는 부분에서 하부로는 데이터선(5)과 리페어바(34)가 중첩되는 부부까지, 그리고 소스 전극(52)에 대응하는 부분에 형성되어 있다.
여기서, 종래의 기술과 본 발명이 다른 점은 리페어바(34)와 데이터선(5)이 중첩되어 있는 리페어바(34)의 끝부분에는 반도체층(130a)이 존재하지 않는다.
도 9는 도 8에서 b 부분을 도시한 단면도로서, 기판(1) 일부 위에 리페어바(34)가 형성되어 있고, 리페어바(34)를 덮는 게이트 절연막(15)이 기판(1)의 상부에 형성되어 있다. 게이트 절연막(15)의 일부 위에는 반도체층(130a)이 형성되어 있으며, 반도체층(130a)의 일부 및 게이트 절연막(15)의 일부 위에 데이터선(5)이 형성되어 있다. 여기서, 반도체층(130a)과 데이터선(5)은 중첩되어 있지 않으며, 리페어바(34)와 데이터선(5)은 일부 중첩되어 있다. 기판(1)을 덮는 보호막(17)이 형성되어 있으며, 보호막의 일부 위에는 ITO로 이루어진 화소 전극(17)이 형성되어 있다.
이러한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 장치에서는 데이터선(5)이 단선되는 경우에 종래와 동일하게, 레이저를 이용하여 유지 용량용 전극(34)의 Z 부분을 각각 단선시키고, 반도체층(130a)은 없으며 데이터선(5)과 유지 용량용 전극(32)이 교차하는 부분(Y1)을 통하여 데이터선(5)과 리페어바(34)를 쇼트시킨다. 따라서, 리페어바(34)를 통하여 해당하는 화소 전극(17) 데이터 신호가 전달된다.
따라서 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 데이터선과 리페어링 또는 리페어바가 중첩되는 부분에 반도체층을 제거하여, 이 부분의 단차를 줄임으로써 오픈된 데이터선을 리페어하는 경우에 쇼팅 확률을 높일 수 있으며, 이로 인하여 공정 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 다수의 게이트선과 데이터선이 교차하면서 정의되는 다수의 화소 영역으로 이루어진 활성 영역, 상기 활성 영역에 형성되어 있으며, 상기 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극과 상기 데이터선의 일부인 드레인 전극 및 소스 전극과 채널이 형성되는 반도체층으로 이루어진 박막 트랜지스터, 상기 데이터선과 평행하게 형성되어 있으며, 상기 반도체층과 중첩되지 않고 연장되어 일단과 타단이 데이터선과 중첩되어 있는 리페어바, 상기 활성 영역 밖의 둘레에 각각 게이트선과 데이터선과 연결되어 있는 다수의 데이터 패드 및 게이트 패드가 형성되어 있는 패드 영역, 상기 패드 영역에 형성되어 있으며, 상기 활성 영역에서 연장되어 있는 상기 게이트선 및 데이터선과 교차하는 리페어링, 상기 게이트선 및 데이터선과 상기 리페어링이 교차하는 부분에 형성되어 있으며, 상기 게이트선 또는 데이터선보다 좁은 폭으로 형성되어 있는 반도체층을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 게이트선 및 데이터선과 상기 리페어링 사이와 상기 데이터선과 상기 리페어바 사이에 형성되어 있는 절연막을 더 포함하고 있는 액정 표시 장치.
  3. 청구항 2에서, 상기 게이트선과 평행하게 형성되어 있으며, 상기 게이트선의 분지를 통하여 상기 게이트선과 연결되어 있고 상기 리페어바의 타단이 연결되어 있는 유지 용량용 전극을 더 포함하고 있는 액정 표시 장치.
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