KR100301667B1 - 액정표시소자와 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기절연막이 적용된 고개구율패널의 탭(TAB) 접착력을 강화시킬 수 있는 액정표시소자와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시소자는 유리기판 위에 형성된 전극패드와, 전극패드와 접촉되는 게이트절연막의 과도에칭을 방지하기 위한 반도체패턴과, 전극패드를 보호하기 위한 투명전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 패드부의 유기보호막과 게이트절연막의 전면제거에 의해 ACF가 하부유리에 직접 접촉하게 되므로 TAB 접착력을 강화시킬 수 있게 된다.

Description

액정표시소자와 그 제조 방법{Liquid Crystal Display Device And Fabricating Method Thereof}
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 유기절연막이 적용된 고개구율패널의 탭(TAB) 접착력을 강화시킬 수 있는 액정표시소자와 그 제조방법에 관한 것이다.
통상, 액정표시(Liquid Crystal Display; LCD) 소자는 매트릭스 형태로 배열된 액정셀들이 비디오신호에 따라 광투과율을 조절함으로써 액정패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 액정패널과, 액정셀들을 구동하기 위한 구동 집적회로(Integrated Circuit; 이하, IC라 한다)들을 구비한다. 구동 IC들은 통상 칩(Chip) 형태로 제작되며 탭(TAB; Tape Autoamted Bonding) 방식인 경우 TCP(Tape Carrier Package)에 실장되거나 COG(Chips On Glass) 방식인 경우 액정패널의 표면에 실장되게 된다. TAB 방식인 경우 구동 IC들은 TCP에 의해 액정패널에 마련된 패드부와 전기적으로 접속되어 있다.
도 1을 참조하면, 통상의 액정패널을 나타내는 평면도가 도시되어 있다.
도 1의 액정패널(2)은 하판(4)과 상판(6)이 대향하여 접착된 구조로 매트릭스 액정셀들이 위치하는 화상표시부(8)와, 구동 IC들과 화상표시부(8) 사이에 접속되는 게이트 패드부(12) 및 데이터 패드부(14)를 포함하게 된다. 화상표시부(8)에 있어서, 하판(4)에는 비디오신호가 인가되는 데이터라인들과 주사신호가 인가되는 게이트라인들이 서로 교차하여 배치되고, 그 교차부에 액정셀들을 스위칭하기 위한 박막트랜지스터와, 박막트랜지스터에 접속되어 액정셀을 구동하는 화소전극이 형성되어 있다. 상판(6)에는 블랙 매트릭스에 의해 셀영역별로 분리되어 도포된 칼러필터들과, 칼러필터들의 표면에 공통 투명전극이 도포되어 있다. 이러한, 상하판(4, 6)은 스페이서에 의해 이격되어 셀갭이 마련되고, 그 셀갭에는 액정물질로 채워져 있다. 상판(6)과 하판(4)은 화상표시부(8) 외곽의 실링부(10)에 도포된 실링재에 의해 접착된다. 상판(6)과 중첩되지 않는 하판(4)의 가장자리 영역에는 게이트 패드부(12)와, 데이터 패드부(14)가 마련된다. 이 게이트 패드부(12)는 게이트 구동 IC로부터 공급되는 게이트신호를 화상표시부(8)의 게이트라인들에 공급한다. 데이터 패드부(14)는 데이터 구동IC로부터 공급되는 비디오신호를 화상표시부(8)의 데이터라인들에 공급한다.
이러한 구조를 가지는 액정패널(2)에서 하판(6)에는 금속전극과 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 보호막이 전면 도포되어 있다. 이 보호막 위에 상기 화소전극이 셀영역별로 형성되게 된다. 보호막으로 기존에는 SiNx, SiOx와 같은 무기막을 이용하였다. 이 무기보호막은 유전율이 커서 무기보호막을 사이에 둔 화소전극과 데이터라인은 기생 캐패시터에 의한 커플링 효과를 최소화하기 위하여 일정한 간격, 예컨대 3∼5㎛의 간격을 유지해야만 하였다. 이로 인하여, 액정셀의 개구율을 좌우하는 화소전극의 크기가 그 만큼 작아져 개구율이 낮을 수밖에 없었다. 이를 해결하기 위하여, 최근에는 BCB(Benzocyclobutene) 등과 같이 비교적 유전율이 낮은 유기물이 보호막으로 이용되게 되었다. 이 유기 보호막이 약 2.7 정도의 낮은 유전율을 가짐에 따라 화소전극과 데이터라인을 중첩시킬 수 있으므로 그 만큼 화소전극의 크기가 증대되어 개구율을 향상시킬 수 있게 되었다.
TAB 방식인 경우 구동 IC가 실장된 TCP가 게이트 패드부 및 데이터 패드부와 접촉된다. 이 경우, TAB 과정에서 필연적으로 요구되는 TCP의 접착과정 반복시 데이터패드인 금속전극의 손상을 방지하기 위하여 데이터 패드는 유기절연막 위에 형성되는 투명전극을 통해 TCP와 전기적으로 접속되게 된다. 그런데, 유기보호막이 하부의 게이트절연막 등과 취약한 접착특성을 가짐에 따라 TCP의 접착과정 반복시 유기보호막이 게이트절연막 등과 분리되어 그 위의 투명전극이 제거되는 문제점이 발생하게 된다. 이하, 첨부도면을 참조하여 종래 액정표시소자의 문제점을 상세히살펴보기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 게이트패드부(12)의 일부분을 확대하여 도시한 것이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 게이트패드부(12)를 A-A'선과 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 각각 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 3b에서 게이트 패드(16)는 화상표시부의 게이트라인과 함께 하부유리(22) 상에 형성된다. 게이트 패드(16) 위에는 게이트절연막(24)과 유기보호막(26)이 순차적으로 전면도포된다. 이러한 게이트절연막(24)과 유기보호막(26)을 패터닝함으로써 게이트패드(16)가 위치하는 지점과 게이트패드(16) 사이에 홀(18)이 형성된다. 유기보호막(26) 위에 투명전극패턴(20)이 형성됨으로써 홀(18)을 통해 게이트패드(16)과 투명전극패턴(20)이 접속되게 된다. 이러한 게이트패드부(12)에 TAB 방식으로 구동 IC가 실장된 TCP를 접착하는 경우 TCP 접착 및 분리하는 과정을 여러번 반복해야만 한다. 이 경우, 유기보호막(26)이 하부의 게이트절연막(24)과 취약한 접착특성을 가짐에 따라 TCP를 분리해내는 과정에서 유기보호막(26)이 TCP를 따라 게이트절연막(24)과 쉽게 분리되는 경우가 발생하게 된다. 특히, 게이트패드(16) 사이의 유기보호막(26)과 게이트절연막(24)을 경유하여 형성된 다수개의 홀(18)들에 의해 유기보호막(26)의 접착특성은 더욱 취약하여 유기보호막(26)이 모두 없어지게 된다. 이 경우, 유기보호막(26)이 제거된 표면이 불균일함에 따라 TCP의 재접착시 취약한 접착특성을 가지게 되는 문제점이 있다. 또한, 게이트패드(16) 위의 유기보호막(26)이 제거되면 그 위의 투명전극패턴(20)과 함께 제거되므로 게이트패드(16)가 노출되어 손상을 입거나 산화됨으로써 게이트패드(16)의 특성이 열화되는 문제점이 발생하게 된다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터패드부(14)의 일부분을 확대하여 도시한 것이고, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 데이터패드부(14)를 A-A'선과 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 각각 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 5b에서 데이터 패드(28)는 화상표시부의 데이터라인과 함께 하부유리(22) 위의 게이트절연막(24) 상에 형성된다. 데이터 패드(28)의 하부에는 반도체층(30)이 데이터라인까지 연장되어 형성되어 있다. 데이터 패드(28) 위에는 유기보호막(26)이 전면도포된다. 유기보호막(26)과 게이트절연막(24)을 순차적으로 패터닝함으로써 데이터패드(28)가 위치하는 지점과 데이터 패드(28) 사이에 홀(18)이 형성된다. 데이터 패드(28)가 위치하는 지점의 유기보호막(26) 위에 투명전극패턴(20)이 형성됨으로써 홀(18)을 통해 데이터패드(28)와 투명전극패턴(20)이 접속되게 된다. 이러한 데이터패드부(14)에 TAB 방식으로 구동 IC가 실장된 TCP를 접착하는 경우 TCP 접착 및 분리하는 과정을 여러번 반복해야만 한다. 이 경우, 유기보호막(26)이 하부의 게이트절연막(24) 및 반도체층(30)과 취약한 접착특성을 가짐에 따라 TCP를 분리해내는 과정에서 유기보호막(26)이 TCP를 따라 게이트절연막(24)과 쉽게 분리되는 경우가 발생하게 된다. 특히, 데이터패드(28) 사이의 유기보호막(26)과 게이트절연막(24)을 경유하여 형성된 다수개의 홀(18)들에 의해 유기보호막(26)의 접착특성은 더욱 취약하여 유기보호막(26)이 모두 없어지게 된다. 이 경우, 유기보호막(26)이 제거된 표면이 불균일함에 따라 TCP의 재접착시 취약한 접착특성을 가지게 되는 문제점이 있다. 또한, 데이터패드(28) 위의 유기보호막(26)이 제거되면 그 위의 투명전극패턴(20)과 함께 제거되므로 데이터패드(28)가 노출되어 손상을 입거나 산화되는 문제점이 발생하게 된다.
결과적으로, 종래의 유기보호막이 적용된 고개구율 액정표시소자는 유기보호막과 하부층과의 취약한 접착특성에 의해 TAB의 접착력이 취약해지는 문제점 있다. 또한, 패드를 보호하는 투명전극이 유기절연막과 함께 제거됨에 의해 노출된 전극패드의 특성이 열화되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기보호막이 적용된 고개구율 액정표시소자의 TAB 접착력을 강화시킬 수 있는 구조를 가지는 액정표시소자를 제공하는 것이다
본 발명의 다른 목적은 유기보호막이 적용된 고개구율 액정표시소자의 TAB 접착력을 강화시킬 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 통상의 액정패널을 나타낸 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 게이트 패드부의 일부분을 확대하여 나타낸 평면도.
도 3a는 도 2의 게이트 패드부를 A-A'선을 따라 절단한 수직단면을 나타내고, 도 3b는 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 패드부의 일부분을 확대하여 나타낸 평면도.
도 5a는 도 4의 데이터 패드부를 A-A'선을 따라 절단한 수직단면을 나타내고, 도 5b는 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시소자의 게이트 패드부를 부분적으로 확대하여 나타낸 평면도.
도 7a은 도 6의 게이트 패드부를 A-A'선을 따라 절단한 하판의 수직단면을 나타내고, 도 7b는 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시소자의 데이터 패드부를 부분적으로 확대하여 나타낸 평면도.
도 9a은 도 8의 게이트 패드부를 A-A'선을 따라 절단한 하판의 수직단면을나타내고, 도 9b는 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
2 : 액정패널 4 : 하판
6 : 상판 8 : 화상표시부
10 : 실링부 12 : 게이트패드부
14 : 데이터패드부 16 : 게이트패드
18 : 컨택홀 20 : 투명전극
22 : 하판유리 24 : 게이트절연막
26 : 유기보호막 28 : 데이터패드
30 : 반도체층 32 : 반도체 패턴
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자는 유리기판 위에 형성된 전극패드와, 전극패드와 접촉되는 게이트절연막의 과도에칭을 방지하기 위한 반도체패턴과, 전극패드를 보호하기 위한 투명전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법은 유리기판 위에 게이트패드를 형성하는 단계와, 게이트패드가 형성된 유리기판 위에 게이트절연막을 전면도포한 후게이트패드 지점에 홀을 형성하는 단계와, 게이트절연막 위에 데이터패드를 형성하는 단계와, 게이트패드가 위치하는 지점의 게이트절연막과 데이터패드 위에 반도체패턴을 형성하는 단계와, 반도체패턴 위에 유기보호막을 전면도포한 후 패드부의 유기보호막과 게이트절연막을 순차적으로 에칭하는 단계와, 전극패드를 보호하기 위한 투명전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 6 내지 도 9b를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시소자의 게이트패드부 일부분을 확대하여 도시한 것이고, 도 7a 및 도 7b는 도 6의 게이트패드부를 A-A'선과 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 각각 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 7b에서 게이트 패드(16)는 화상표시부의 게이트라인과 함께 하부유리(22) 상에 형성된다. 게이트 패드(16) 위에는 게이트절연막(24)이 도포된 후, 게이트패드(16)가 위치하는 지점에 홀(18)이 형성되도도록 패터닝하게 된다. 그리고, 게이트패드(16)이 위치하는 지점의 게이트절연막(24) 위에 반도체패턴(32)을 형성하게 된다. 이 경우, 반도체 패턴(32)은 게이트 패드(16)의 외곽부와 중첩되는 링형상을 가진다. 반도체패턴(32) 위에 유기보호막을 전면도포한 후 패터닝함으로써 게이트패드부가 위치하는 지점의 유기보호막과 게이트절연막(24)을 모두 에칭해낸다. 이 경우, 게이트절연막 에칭시 반도체 패턴(32)이에치스타퍼(Etchstopper)로 작용하여 그 하부의 게이트절연막(24)이 언더컷(Under-cut)되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 반도체패턴(32)의 폭의 작게 설정하는 경우 게이트절연막(24) 에칭시 반도체 패턴(32) 하부의 게이트절연막(24)이 언더컷되어 TCB 과정 반복시 게이트패드(16)가 손상을 입을 염려가 있을 뿐만 아니라 반도체패턴(32)과 언더컷된 게이트절연막(24)의 단차부에 의해 이후 형성될 투명전극패턴(20)이 오픈될 염려가 있다. 이에 따라, 반도페패턴(32)의 폭을 게이트절연막의 언터컷에 의한 상기 문제점들이 발생하지 않도록 적절하게 설정한다. 반도체패턴(32)의 위에 게이트패드(16) 보호를 위한 투명전극패턴(20)이 형성된다. 이러한 구조를 가지는 게이트패드부는 유기보호막이 모두 제거되어 TAB 과정 반복시 유기보호막의 취약한 접착특성에 의한 투명전극패턴(20)이 제거되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 게이트패드부의 유기보호막 및 게이트절연막의 제거에 의해 TCP와 게이트패드부를 접착시키기 위한 ACF(Anisotropic Conductive Film)가 하부유리(22)와 직접 접촉하게 됨으로써 TAB의 접착력을 강화시킬 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시소자의 데이터패드부 일부분을 확대하여 도시한 것이고, 도 9a 및 도 9b는 도 8의 데이터패드부를 A-A'선과 B-B'선을 따라 절단한 수직단면을 각각 나타낸 것이다.
도 8 내지 도 8b에서 반도체패턴(32)은 하부유리(22) 위의 게이트절연막(24) 위에 형성된다. 이 경우, 데이터패드부가 위치하는 지점의 반도체패턴(32)은 상기 게이트패드부에 형성된 것과 같이 링형상을 가지게 된다. 데이터라인부로 연장되는 반도체패턴(도시하지 않음)은 종래와 동일한 형상을 가지게 된다.데이터패드(32)는 반도체 패턴(32) 위에 형성된다. 이 경우, 데이터패드(28)는 반도체패턴(32)의 중앙홀(18)을 통해 게이트절연막(24)에 접촉되고, 링형상의 반도체패턴(32)은 데이터패드(28)의 외곽부와 중첩되게 된다. 데이터패드(28) 위에는 유기보호막이 전면도포된 후 패터닝됨으로써 데이터패드부가 위치하는 지점의 유기보호막이 제거된다. 같은 방법으로 하부의 게이트절연막(24)을 패터닝하게 된다. 이 경우, 게이트절연막(24) 에칭시 반도체 패턴(32)이 에치스타퍼(Etchstopper)로 작용하여 그 하부의 게이트절연막(24)이 언더컷(Under-cut)되는 것을 방지하게 된다. 이 반도체패턴(32)의 폭의 작게 설정하는 경우 게이트절연막(24) 에칭시 반도체 패턴(32) 하부의 게이트절연막(24)이 언더컷되어 TCB 과정 반복시 데이터패드(28)가 손상을 입을 염려가 있을 뿐만 아니라 반도체패턴(32)과 언더컷된 게이트절연막(24)의 단차부에 의해 이후 형성될 투명전극패턴(20)이 오픈될 염려가 있다. 이에 따라, 반도페패턴(32)의 폭을 게이트절연막의 언터컷에 의한 상기 문제점들이 발생하지 않도록 적절하게 설정한다. 반도체패턴(32) 및 데이터패드(28) 위에는 데이터패드(28) 보호를 위한 투명전극패턴(20)이 형성된다. 이러한 구조를 가지는 데이터패드부는 유기보호막이 모두 제거되어 TAB 과정 반복시 유기보호막의 취약한 접착특성에 의한 투명전극패턴(20)이 제거되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 데이터패드부의 유기보호막 및 게이트절연막의 제거에 의해 ACF가 하부유리(22)와 직접 접촉하게 됨으로써 TAB의 접착력을 강화시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법에 의하면 패드부의 유기보호막과 게이트절연막이 모두 제거됨으로써 TAB 과정 반복시 유기보호막의 취약한 접착특성에 의한 투명전극의 제거를 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 투명전극 제거에 의한 패드부의 손상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법에 의하면 패드부 지점에 게이트절연막의 에치스타퍼 역할을 하는 반도체패턴을 형성하여 게이트절연막의 언더컷에 의한 패드의 손상 및 투명전극의 불안정한 형성을 방지할 수 있게 된다. 나아가, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법에 의하면 패드부의 유기보호막과 게이트절연막의 전면제거에 의해 ACF가 하부유리에 직접 접촉하게 되므로 TAB 접착력을 강화시킬 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 구동집적회로와 접촉되는 패드부가 마련된 액정표시소자에 있어서,
    유리기판 위에 형성된 전극패드와,
    상기 전극패드를 보호하기 위한 투명전극과,
    상기 전극패드와 접촉되는 게이트절연막의 과도에칭을 방지하기 위한 반도체패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체패턴은 상기 전극패드의 외곽부와 일부분이 중첩되는 링형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극패드가 게이트패드인 경우 상기 반도체패턴은 상기 게이트절연막 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 반도체패턴 위에 형성되고 상기 반도체패턴과 게이트절연막에 형성된 홀을 통해 상기 게이트패드와 접촉되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극패드가 데이터패드인 경우 상기 반도체패턴은 그 데이터패드 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 투명전극은 상기 반도체패턴 및 데이터패드 위에 접촉되게끔 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 구동집적회로와 접촉되는 패드부가 마련된 액정표시소자의 제조방법에 있어서,
    유리기판 위에 게이트패드를 형성하는 단계와,
    상기 게이트패드가 형성된 유리기판 위에 게이트절연막을 전면도포한 후 상기 게이트패드 지점에 홀을 형성하는 단계와,
    상기 게이트절연막 위에 데이터패드를 형성하는 단계와,
    상기 게이트패드가 위치하는 지점의 게이트절연막과 상기 데이터패드 위에 반도체패턴을 형성하는 단계와,
    상기 반도체패턴 위에 유기보호막을 전면도포한 후 상기 패드부의 유기보호막과 상기 게이트절연막을 순차적으로 에칭하는 단계와,
    상기 전극패드를 보호하기 위한 투명전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반도체패턴은 상기 게이트패드 및 데이터패드의 외곽부와 일부분이 중첩되는 링형상을 가지게끔 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트절연막 에칭시 상기 반도체패턴은 그 하부 게이트절연막의 과도에칭을 방지하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
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