KR100234374B1 - 다중복구가 가능한 데이터라인을 구비하는 액정표시장치 및 데이터 복구방법 - Google Patents

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Abstract

다중복구가 가능한 데이터라인을 구비하는 인 플레인 스위칭 모드의 액정 표시장치에 대해 기재되어 있다. 이 액정 표시장치는 데이터라인, 상기 데이터라인과 평행하게 형성되며, 절연막에 의해 이격된 공통전극 및 대향전극을 구비하는 제1 기판과, 제1 기판과 소정거리 이격되어 대향하며 전극을 포함하지 않은 제2 기판과, 제1 기판의 이면에 배치된 편광자와, 제2 기판의 이면에 배치된 분광자, 및 제1 및 제2 기판 사이의 공간에 봉입된 액정층을 구비한다.

Description

다중복구가 가능한 데이터라인을 구비하는 액정 표시장치 및 데이터 복구방법
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 인 플레인 스위칭 모드(In Plane Switching mode; IPS mode)의 액정 표시장치에 관한 것이다.
화상정보시대에서 정보전달의 주 매개체인 표시장치의 퍼스널 (personal)화, 스페이스(space) 절약화의 요구에 부응하여 지금까지 표시장치의 주종이었던 거대한 음극선관(CRT:Cathode-Ray Tube)을 대신하여, LCD, PDP(Plasma Display Panel), EL(Electro-Luminescence)등 각종 평판 표시장치가 개발되어 왔다. 그 중에서도 특히 LCD는 전기장에 의하여 분자의 배열이 변화하는 액정의 광학적 성질을 이용하는 액정기술과, 반도체기술을 융합한 표시장치로서 평판 표시장치의 대명사로 불리고 있다.
LCD에 대한 연구가 활발히 진행되어 화질에 있어서 많은 발전을 이루었으며, 현재는 대면적화를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, LCD의 대면적화가 진행될수록 시야각(viewing angle)이 감소하는 문제는 여전히 대두되고 있다. 최근에, LCD의 시야각을 향상시킬 수 있는 구조로서 인 플레인 스위칭 모드(In Plane Switching mode; IPS mode)가 제시된 바 있는데, 도 1에 레이아웃이 도시되어 있다.
도 1은 종래 IPS 모드 TFT-LCD의 레이아웃을 설명하기 위한 평면도이다.
도면 참조번호 "10"은 게이트라인을 형성하기 위한 마스크패턴을, "15"는 공통전극(common electrode)을 형성하기 위한 마스크패턴을, "20"은 소오스/ 드레인전극을 형성하기 위한 마스크패턴을, "25"는 데이터라인을 형성하기 위한 마스크패턴을, 그리고 "30"은 대향전극을 형성하기 위한 마스크패턴을 각각 나타낸다. 도면에서 동그라미로 표시된 부분(35)은 TFT의 채널부를 나타내고, 장방형의 점선으로 표시된 부분(40)은 단위 화소(pixel)를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 게이트라인(10)과 동일층으로 공통전극(15)이 형성되고 소오스/ 드레인전극(20)과 동일층으로 대향전극(30)이 형성되며, 상기 공통전극(15)과 대향전극(30)은 교대로(interdigitally) 평행하게 형성된다.
한편, TFT-LCD의 제조공정에 있어서 게이트라인 또는 데이터라인의 오픈(open)은 공정상의 이물질 및 응력의 집중 등으로 발생하는 전형적인 불량으로서, 수율저하의 주요한 요인으로 대두되고 있다. 게이트라인의 경우에는 일반적으로 라인 오픈(line open)에 대한 신뢰성을 확보하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 "H"형에 의한 이중 라인으로 설계하고 있다. 그러나. 이와 같이 게이트라인을 이중으로 설계하는 경우에는 게이트라인이 차지하는 면적이 크기 때문에 그만큼 개구율이 감소되는 단점을 감수해야 한다.
IPS 모드의 경우에는 셀 구조가 평행한 라인패턴으로 이루어지기 때문에 공통라인(common line)의 경우에 데이터오픈에 대해 덜 취약하다. 그러나, 데이터라인의 경우에는 소오스측은 공통라인의 경우와 같이 평행한 구조이기 때문에 데이터오픈에 덜 취약하지만, 상대적으로 드레인측은 단일라인으로 처리할 수밖에 없기 때문에 데이터오픈에 취약한 면이 있다. 그 이유는, 드레인측의 데이터라인을 이중구조로 설계할 경우 게이트라인과의 패턴 오버랩(pattern overlap)을 피할 수가 없게 되어, 게이트-드레인 사이의 용량(Cgd)을 필요이상으로 갖게 되어 패널의 특성을 저하시키는 요인이 되기 때문이다. 그렇지 않으면 데이터라인의 이중화 구조에 의한 개구율감소를 감수해야만 신뢰성을 확보할 수가 있다.
따라서, 패널의 활성영역을 돌아가는 복구 경로 (repair path)를 설정할 수 있도록 디자인하는 것이 일반적이다. 그러나, 이 방법은 첫째, 설계자가 의도한 개수만큼의 복구가 가능하며 랜덤하게 복구할 수 있는 가능성이 줄어들어, 극히 제한된 경우에 한해 몇개의 라인만이 복구가 가능하다. 둘째, 고정세화되는 패널의 구조에서는 점점 미세선폭을 추구하고 있어 실제로 수퍼기가(SVGA)급 이상에서는 이론과는 달리 복구가 불가능한 실정이다. 즉, 복구는 되나 구동시 복구된 라인이 복구경로에 의한 저항의 차이로 컬러왜곡 현상(discoloration)이 나타난다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 복구 가능성이 높고 거의 무제한적인 복구가 가능한 데이터라인을 구비하는 인 플레인 스위칭 모드의 액정 표시장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기한 액정 표시장치의 적합한 데이터복구 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 IPS 모드 TFT-LCD의 레이아웃을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 IPS 모드의 액정 표시장치를 제조하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2의 "A"부분에 대한 부분 확대도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'를 따라 절단한 단면도이다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 인 플레인 스위칭 모드의 액정 표시장치는, 데이터라인, 상기 데이터라인과 평행하게 형성되며, 절연막에 의해 이격된 공통전극 및 대향전극을 구비하는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 소정거리 이격되어 대향하며 전극을 포함하지 않은 제2 기판과, 상기 제1 기판의 이면에 배치된 편광자와, 상기 제2 기판의 이면에 배치된 분광자, 및 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간에 봉입된 액정층을 구비하는 액정 표시장치에 있어서, 상기 데이터라인은 상기 공통라인의 일부와 오버랩된 것을 특징으로 한다. 상기 데이터라인은 상기 이웃하는 공통라인과 오버랩되도록 형성된 복구용 패드를 구비하는 것이 바람직하다.
상기한 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 액정 표시장치의 데이터복구 방법은, 복구용 패드를 구비하는 데이터라인, 상기 데이터라인과 평행하게 형성되며, 절연막에 의해 이격된 공통전극 및 대향전극을 구비하는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 소정거리 이격되어 대향하며 전극을 포함하지 않은 제2 기판과, 상기 제1 기판의 이면에 배치된 편광자와, 상기 제2 기판의 이면에 배치된 분광자, 및 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간에 봉입된 액정층을 구비하는 액정 표시장치의 데이터 복구방법에 있어서, 상기 데이터라인과 이웃하는 공통라인의 상, 하단을 절단하는 단계; 및 상기 데이터라인의 복구용 패드와 상기 공통라인의 상, 하단을 접속시키는 단계로 이루어진다. 이 때, 상기 상기 공통라인의 상, 하단을 절단하는 단계와, 상기 복구용 패드와 공통라인을 접속시키는 단계는 레이저를 이용하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 데이터라인 설계시 공통라인과 오버랩되도록 설계함으로써 데이터라인 오픈시 상기 오버랩된 부분을 레이저 절단/ 접속하여 용이하게 복구할 수 있다. 또한, 상기 복구패드가 데이터라인으로부터 공통라인쪽으로 돌출되도록 형성되어 있으므로, 최종 검사단계에서 라인오픈 불량이 검출되어 이를 복구하고자할 때 최종공정에서도 복구 위치를 쉽게 찾을 수 있고 복구가 용이하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 IPS 모드의 액정 표시장치를 제조하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2의 "A"부분에 대한 확대도이다.
도면 참조번호 "50"은 게이트라인을 형성하기 위한 마스크패턴을, "55"는 공통전극을 형성하기 위한 마스크패턴을, "60"은 소오스/ 드레인전극을 형성하기 위한 마스크패턴을, "65"는 데이터라인을 형성하기 위한 마스크패턴을, "70"은 대향전극을 형성하기 위한 마스크패턴을, 그리고 "80"은 단위 화소를 각각 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 게이트라인(50)과 동일층으로 공통전극(55)이 형성되고 소오스/ 드레인전극(60)과 동일층으로 대향전극(70)이 형성된다. 상기 공통전극(55)과 대향전극(70)은 서로 평행하게 형성된다. 상기 게이트라인(50)은 라인오픈에 대한 신뢰성을 향상시키기 위하여 "H"자에 의한 이중 구조로 설계되어 있다.
특히, 상기 데이터라인(65)은 이웃하는 공통라인(55)중의 하나와 오버랩(overlap)되도록 돌출부(이하, 복구패드라 칭함)를 갖는 모양으로 패터닝되어 있다. 이 복구패드는 데이터라인의 오픈시 복구를 위한 것으로서, 도시된 바와 같이 상기 데이터라인(65)에 파티클 등에 의한 데이터오픈이 발생하였을 경우 상기 데이터라인과 이웃하는 공통라인(55)의 상, 하단부를 레이저(laser)를 이용하여 절단한다. 다음에, 레이저를 이용하여 상기 데이터라인(65)의 복구패드를 이웃하는 공통라인(55)과 접속시킨다. 이렇게 하면, 전류가 오픈된 데이터라인으로 흐르지 않고 복구된 경로, 즉 상기 데이터라인과 이웃하는 공통라인으로 흐르게 된다.
상기 복구패드는 데이터라인(65)으로부터 공통라인쪽으로 돌출되도록 형성되어 있으므로, 최종 검사단계에서 라인오픈 불량이 검출되어 이를 복구하고자할 때 복구 위치를 쉽게 찾을 수 있고 복구가 용이하다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 투명한 기판(100)위에 알루미늄(Al)과 같은 게이트전극 물질로 이루어진 다수개의 공통전극(55a, 55b, 55c, 55d, 55e)들과, 크롬(Cr)과 같은 소오스/ 드레인전극 물질로 이루어진 대향전극(70a, 70b, 70c, 70d)들이 교대로 형성되어 있고, 상기 공통전극과 대향전극은 층간절연막(90)에 의해 서로 분리되어 있다. 특히, 좌측 끝단에 형성된 데이터라인(65)은 그 일부가 상기 공통전극(55a)과 오버랩되도록 형성되어 있다. 이는 데이터오픈시 복구를 위한 것으로, 데이터라인(65)에 파티클 등에 의한 데이터오픈이 발생하였을 경우 상기 데이터라인과 이웃하는 공통전극(55a)의 상, 하단부를 레이저(laser)를 이용하여 절단한 후, 상기 데이터라인(65)의 중첩부를 상기 데이터라인과 이웃하는 공통라인(55a)과 레이저를 이용하여 접속시킨다. 이렇게 하면, 오픈된 데이터라인으로 전류가 흐르지 않고 복구된 경로, 즉 상기 데이터라인과 이웃하는 공통라인(55a)으로 흐르게 되므로 데이터오픈에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
이상 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술적 사상내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 본 발명에 의한 인 플레인 스위칭 모드의 액정 표시장치 및 데이터복구 방법에 따르면, 데이터라인 설계시 공통라인과 오버랩되도록 설계함으로써 데이터라인 오픈시 이웃하는 공통라인을 레이저 절단한 후 상기 오버랩된 부분을 공통라인에 접속하여 전류경로를 복구할 수 있다. 또한, 최종 검사단계에서 라인오픈불량이 검출되어 이를 복구하고자할 때, 데이터라인의 복구패드부분이 공통라인을 약간 지나도록 길게 설계되어 있으므로 그 위치를 쉽게 찾을 수 있어 복구가 용이하다.

Claims (5)

  1. 데이터라인, 상기 데이터라인과 평행하게 형성되며, 절연막에 의해 이격된 공통전극 및 대향전극을 구비하는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 소정거리 이격되어 대향하며 전극을 포함하지 않은 제2 기판과, 상기 제1 기판의 이면에 배치된 편광자와, 상기 제2 기판의 이면에 배치된 분광자, 및 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간에 봉입된 액정층을 구비하는 액정 표시장치에 있어서,
    상기 데이터라인은 상기 공통라인의 일부와 오버랩된 것을 특징으로 하는 인 플레인 스위칭 모드 액정 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터라인은,
    상기 이웃하는 공통라인과 오버랩되도록 형성된 복구용 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 인 플레인 스위칭 모드 액정 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복구용 패드는,
    최종단계에서도 쉽게 복구할 수 있도록 돌출된 구조인 것을 특징으로 하는 인 플레인 스위칭 모듸 액정 표시장치.
  4. 복구용 패드를 구비하는 데이터라인, 상기 데이터라인과 평행하게 형성되며, 절연막에 의해 이격된 공통전극 및 대향전극을 구비하는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 소정거리 이격되어 대향하며 전극을 포함하지 않은 제2 기판과, 상기 제1 기판의 이면에 배치된 편광자와, 상기 제2 기판의 이면에 배치된 분광자, 및 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간에 봉입된 액정층을 구비하는 액정 표시장치의 데이터 복구방법에 있어서,
    상기 데이터라인과 이웃하는 공통라인의 상, 하단을 절단하는 단계; 및
    상기 데이터라인의 복구용 패드와 상기 공통라인의 상, 하단을 접속시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 인 플레인 스위칭 모드 액정 표시장치의 데이터 복구방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 공통라인의 상, 하단을 절단하는 단계와, 상기 복구용 패드와 공통라인을 접속시키는 단계는,
    레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 인 플레인 스위칭 모드 액정 표시장치의 데이터 복구방법.
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