KR100305322B1 - 리페어배선을포함하는액정표시장치용어레이기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐루프 리페어배선 구조를 갖는 액정표시소자에 관한 것으로서, 더 자세히 설명하면 다수의 영역으로 정의된 화소부를 각 정의된 영역마다 독립적으로 리페어 할 수 있는 리페어 배선구조를 가지는 액정표시장치용 어레이기판에 관한 것이다.
상기 리페어 배선은 화소부의 X축 또는 Y축으로 다수개 형성된 사각의 폐루프 리페어배선과, 절연층을 사이에 두고 상기 사각의 폐루프 리페어배선 위에 위치하고, 각 폐루프 리페어배선을 연결할 수 있는 수단이 되는 리페어배선 바를 포함한다.
이러한 리페어배선 구조는 화소부에 다수개의 독립적인 수리구간을 정의하여 수리 가능 영역을 확대시킴으로써, 제품의 수율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

리페어배선을 포함하는 액정표시장치용 어레이기판{Liquid crystal display device with repair line}
본 발명은 액정표시소자(Liquid Crystal Display : 이하 'LCD'라 칭함)에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 다수의 박막트랜지스터( Thin film transistor : 이하 'TFT'라 칭함)가 매트릭스내에 배열되고, 상기 각 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 신호배선이 단선되었을 경우, 이를 대체할 수 있는 리페어배선을 포함하는 액정표시장치용 어레이기에 관한 것이다.
일반적으로, LCD는 다수개의 화소와, 각 화소에 연결되어 화소를 구동하는 스윗칭 소자가 존재함으로써 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 상기 각 화소를 구동하는 스위칭소자가 박막트랜지스터인 액정표소자를 통상 TFT-LCD라 칭한다.
상기 TFT-LCD의 화소부는 화소전극(Pixel electrode)이 증착되어 있으며, 이러한 화소전극은 각각의 스윗칭 요소(Switching element)인 상기 TFT와 연결되어 독립적으로 구성된다.
이러한 구성에서, 각 TFT소자의 게이트전극(Gate electrode) 또는 소스전극(Source electrode)은 각각 하나의 가로방향 배선이나 세로방향 배선을 공유하고 있다.
상기 가로방향 배선은 TFT의 게이트전극을 구동하는 펄스전압(Pulse Voltage)을 전달한다는 의미에서 통상 게이트배선(Gate line)이라 하고, 상기 세로방향 배선은 TFT의 소스전극을 구동하는 신호전압(데이터 전압)을 전달한다는 의미에서, 데이타배선이라 한다.
이러한 게이트배선에 펄스가 주사(Scan)되고 있으면, 스윗칭 소자인 박막트랜지스터의 게이트전극에 펄스가 인가되고, 모든 데이타배선에 신호전압(Signal voltage)이 인가되고 있으면, 상기 박막트랜지스터의 소스전극에 신호가 인가된다.
이때, 임의의 소스전극배선에 액정을 구동할 수 있는 전압이 인가되고, 나머지에는 액정 구동전압보다 작은 전압이 인가된다면, 액정 구동전압이 인가된 화소만 동작할 것이다.
이러한 동작 원리에 의해, 모든 게이트전극에 순차적으로 펄스를 인가하고, 해당 소스전극에 신호전압을 인가함으로써, TFT-LCD 판넬의 모든 화소전극을 구동하는 것이 가능하다. 수백만개의 화소전극을 각각 독립적으로 구동하기 위해 전체 표시면적에 게이트배선 및 데이터배선이 매트릭스 형태로 배치되어 있으며, 이러한 게이트배선 및 데이터배선은 스윗칭 소자를 구동하기 위해 사용된다.
기판위에 형성되는 게이트배선과 데이터 배선은 서브마이크로(sub micro) 단위의 박막으로 제작되며, 수백만개의 화소를 구동하기 위해 각 화소마다 스윗칭 소자를 두어야 하는 표시소자를 제조하는데 있어서, 세밀한 패턴(pattern)을 형성함과 동시에 박막소자의 특성을 동일하게 제어하는 기술은 매우 중요하다고 할 수 있다.
이러한 세밀한 패턴 및 박막소자(Thinfilm Device)의 특성에 있어서, 각종 먼지(Particle)는 패턴의 단선, 단락 및 스위칭 소자의 특성 불량의 주원인이 된다.
이외에, 소자배열에 있어서 결함을 발생시키는 원인은 매우 다양하다, 예를 들면, 성막공정의 먼지나 레지스트 도포공정의 먼지, 세정공정의 건조 불균일, 유리 기판위의 미세한 긁힘 등 여러 원인이 있다.
이러한 여러 원인들에 의해, TFT-LCD의 제작과정 중 여러 가지 결함이 발생할 수 있다.
이러한 결함은 발생원인에 따라, 공정편차에 의해 특성 값이 설계 기준을 벗어나서 발생하는 불량, 막 계면의 세정 불량이나 먼지 등에 의한 불량, 그리고 정전기(Static electricity)에 의한 특성변화 및 TFT 또는 액정 셀의 파괴로 나타나는 불량 등을 예로 들 수 있으며 또한, 형태에 따라 점 결함(Point defect)과 선결함(Line defect) 또는 표시얼룩으로 나눌 수 있는데, 점 결함은 TFT소자 또는 화소 전극 등의 불량으로 발생되며, 선결함은 배선의 개방, 단락 및 정전기에 의한 TFT들의 파괴 등에 기인한다.
이러한 결함들은 이미지 소자의 표시면적이 대면적화 됨에 따라 더욱 중요한 문제로 대두되고 있으며, 이러한 결함발생을 능동적으로 대처하기 위한 방법으로 리던던시(Redundancy : 여분) 및 리페어(Repair : 수리)가능한 설계가 도입되었다.
상기 리던던시의 개념은 예를 들어, 점결함의 한 종류인 TFT의 결함이 발생하였을 경우 이를 수리하기 위해서는, 하나의 화소에 복수개의 TFT를 배치하여 제1TFT에 결함이 발생하였을경우, 제2TFT로 하여금 이를 대체할 수 있도록 함으로써 점결함의 발생을 막을 수 있으며, 선결함의 경우에는 단선된 배선의 양측을 교차하여 지나가는 예비배선을 더욱 형성하고 상기 교차지점을 전기적으로 접촉하여, 단선된 배선을 흐르는 신호가 상기 예비배선으로 흐르도록 함으로써 수리가 가능하다.
이러한 리던던시 또는 리페어 설계의 개념은 상기 결함들 중 점결함의 경우보다는 선결함의 경우에 더욱 필요하다. 왜냐하면, 점결함의 경우는 그 분포, 개수, 유형에 따라 허용되는 레벨이 있지만, 선결함의 경우는 한 개라도 발생하면 제품으로서의 가치가 없어지기 때문이다.
예를 들어 설명하면, 데이터배선 또는 게이트배선 중 한 라인이 단선이 되었다고 가정한다면, 단선된 라인과 연결되어 있는 모든 TFT의 동작이 불가능하게 될것이고, 이러한 TFT-어레이 기판에서의 결함은 액정표시소자에서 치명적인 결함이 된다.
이러한 이유로, 선결함을 위한 대체 방법이 중요한 문제로 대두되고 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 LCD에서 TFT-어레이기판의 선결함을 대체하기 위한 리페어구조를 도시한 것으로서, 사각의 화소부(17)의 외부에 리페어배선(Repair Line)(15)을 형성하여, 데이터배선(13)과 게이트배선(11)의 단선을 리페어 할 수 있도록 구성 된 것이다.
더욱 자세히 설명하면, 도 1은 화소부(17)주위에 리페어배선(15)을 역'디귿자' 형태로 구성하여, 데이터배선(13)중 하나가 단선이 되었을 경우, 상기 단선된 데이터 배선(13a)의 양 끝단인 a점과 b점에서 절연층을 사이에 두고, 단선된 데이터배선(13a)과 리페어배선(15)이 교차하는 접속점으로 하여, 소정의 용접방법을 사용해 접속함으로써, 단선된 데이터배선(13a)을 대체하는 리페어배선(15)을 타고 신호전압이 전달 될 수 있도록 하였다.
또한, 도 2는 리페어배선(15)이 화소부(17)주위에 '디귿자'형태로 구성되어, 도 1과 같은 방법으로 수리 될 수 있도록 형성되었으며, 또한 도 3은 리페어 배선(15)을 화소부(17)주위에 '미음자'형태로 구성하여 데이터배선(13) 또는 게이트배선(11)이 단선 되었을 경우, 이를 수리할수 있도록 하였다.
그러나, 종래의 기술에서, '디귿자'형태 및 역'디귿자'형태로 화소부의 주위에 배치된 리페어배선(15)은 데이터배선(13)이 불량일 경우 수리 가능영역이 매우 협소하다.
상세히 설명하면, 상기 리페어배선(15)이 시작되고 끝나는 부분에 위치한 데이터 배선이 불량일 경우, 데이터배선을 대신한 리페어배선(15)에 흐르는 신호는 화소부(17)의 주변을 선회하여 형성된 리페어배선(15)을 따라 전달되기 때문에 신호에 대한 리페어배선(15)의 저항이 커지게 되고, 결국 신호소실 및 신호지연이 발생하게 되어 액정표시 소자의 동작특성에 문제가 발생하게 된다. 따라서 리페어배선을 짧게 형성할 수 있는 위치에 있는 배선만이 수리가 가능하기 때문에 수리 가능 영역이 굉장히 협소해 진다는 단점이 있다.
또한, 게이트배선이 불량일 경우에는 아무런 조치도 취할 수 없는 형태이다. 그리고, '미음자'형태의 리페어배선 구조는 게이트배선 또는 데이터배선을 수리할 수 있지만, 화소부 주변에 폐루프(closed loof)형태로 형성되어 있는 구조이므로, 게이트배선 또는 데이터배선이 불량일 경우, 화소부 주변에 형성된 리페어배선을 따라 선회하여 신호가 전달되게 되며, 이에 따른 리페어배선의 저항 또한 매우 크게된다.
더욱기, 단선된 배선을 대신해 신호를 전달하는 리페어배선이 길어질수록, 각 배선의 교차되는 부분에서 발생할 수 있는 기생용량에 의한 크로스토크(Crosstalk) 또한 소자에 좋지 않은 영향을 미치게 될 것은 자명한 일이다.
따라서, 신호저항을 줄이기 위해 짧은 리페어배선을 형성할 수 있는 부분에 위치한 배선만이 리페어가 가능하다.
본 발명은 화소부를 수리할 경우, 화소부의 수리가능 영역을 넓히는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 역 '디귿자' 형태의 리페어배선 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이기판의 화소부를 보인 평면도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 '디귿자' 형태의 리페어배선 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이기판의 화소부를 보인 평면도이고,
도 3은 종래 기술에 따른 '미음자' 형태의 리페어배선 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이기판의 화소부를 보인 평면도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 리페어 배선구조를 보인 개략도이고,
도 5는 도 4의 (1)부분의 확대도이고,
도 6은 도 4의 (2)부분의 확대도이고,
도 7은 도 4의 B-B'부분의 단면도이고,
도 8은 도 4의 (3)부분의 확대도이고,
도 9은 화소부에서 데이터배선이 불량일 경우를 보인 평면도이고,
도 10은 화소부에서 게이트배선이 불량일 경우를 보인 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 제 1 수평 리페어배선 103 : 좌측 수직 리페어배선
105 : 제 2 수평 리페어배선 107 : 우측 수직 리페어배선
128,135,141,143 : 수직 리페어배선 바
205 : 화소부
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액정표시소자의 TFT-어레이기판의 전체 표시면적을 X축 또는 Y축의 두 경우를 기준으로 하여, 화소부의 수리영역을 다중분할 하도록 정의하는 다수개의 리페어배선을 형성한 TFT-어레이기판을 제시한다.
즉, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판은 기판과; 상기 기판상에 매트릭스 형태로 복수의 화소전극이 형성된 화소부와; 상기 화소부의 수리영역을 다중 구간분할 하도록 화소부의 X축 또는 Y에 형성된 복수개의 리페어배선과; 상기 리페어배선과 전기적으로 절연되고, 상기 화소부에 행 방향으로 배열된 복수개의 게이트배선과; 상기 리페어배선 및 게이트배선과 절연층을 사이에 두고 수직하게 교차하도록 열방향으로 배열된 복수개의 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선에 연결되어 스윗칭 역할을 하는 박막 트랜지스터를 포함한다.
상기 다수개의 리페어배선은 폐루프 형상으로 구성되며, 다수개의 폐루프 리페어배선은 각각 소정의 간격을 두고 수평방향으로 길게 형성되어 Y축으로 수리영역을 분할한다.
상기 폐루프 리페어배선은 게이트배선과 절연층을 사이에 두고 평면적으로 겹쳐 형성되는 수평부를 가지며, 이러한 수평부는 상기 데이터배선과 교차되는 부분마다, 데이터배선과만 평면적으로 소정의 면적만큼 겹쳐지도록한 돌출부를 포함한다.
또한, 상기 복수개의 폐루프 리페어 배선을 각각 연결할 수 있도록, 화소부의 좌,우 양 끝단에 수직으로 형성된 복수개의 수직 리페어배선 바를 더욱 구성하며, 상기 폐루프 리페어배선과는 절연층을 사이에 두고 위치한다.
본 발명의 다른 예로, 상기 다수개의 폐루프 리페어배선은 각각 간격을 두고 수직방향으로 길게 형성되어 X축으로 수리영역을 분할하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 폐루프 리페어배선은 상기 데이터배선과 절연층을 사이에 두고 평면적으로 겹쳐 형성되는 수직부를 가지며, 상기 수직부는 상기 수평배선인 다수의 게이트배선과 교차되는 부분마다, 게이트배선과만 평면적으로 소정의 길이만큼 겹쳐지도록, 상기 리페어배선에서 연장된 돌출부를 포함한다.
또한, 상기 복수개의 폐루프 리페어배선을 각각 연결할수 있도록 화소부의 상,하 양 끝단에 수평으로 형성되는 복수개의 수평 리페어배선 바를 더욱 구성하며, 수평 리페어배선 바는 폐루프 리페어배선과 절연층을 사이에 두고 위치한다.
상기 복수개의 게이트배선과 상기 복수개의 데이터배선 및 복수개의 상기 리페어배선은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴과 텅스텐의 합금(Mo-W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr)으로 구성된 도전성 금속그룹에서 하나를 선택하고 증착하여 형성한다.
본 발명의 특징에 따른 액정표시소자는 투명한 제1기판과; 상기 제1기판과 일정한 거리를 두고 합착되는 제2기판과; 상기 제1기판위에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 화소전극이 구성되는 화소부와; 상기 화소부의 수리영역을 다중구간 분할하도록, 화소부의 X축 또는 Y축에 형성된 복수개의 리페어배선과;
상기 리페어배선과 전기적으로 절연되고, 상기 화소부에 행 방향으로 형성된 게이트배선과; 상기 리페어배선 및 상기 게이트배선과 수직으로 교차하고, 상기 화소부에 열방향으로 형성된 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선에 연결되고, 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터와; 상기 합착된 제1기판과 제2기판 사이에 주입된 액정을 포함한다.
전술한 바와 같이, 본발명에 따른 액정표시용 TFT-어레이기판에 형성한 리페어배선 구조는 화소부를 수리할 수 있는 영역을 다중분할하여 독립적인 리페어 영역을 확보할 수 있으므로, 동시에 2개 이상의 배선을 수리할 수 있고, 각 구간마다 단선된 배선을 대체한 리페어배선의 길이 또한 아주 짧아지기 때문에 신호에 대한 리페어배선의 저항이 작아져, 신호지연에 의한 동작특성 불량을 줄일수 있다.
이하 실시 예는 액정표시소자의 화소부를 Y축으로 분할하는 예를 설명하였으며, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 폐루프 리페어배선을 이용해 단선된 데이터배선 및 게이트배선의 수리를 위한 바람직한 실시 예를 설명한다.
- 실시 예-
본 발명의 실시예는 화소부(205)를 다수개의 구간으로 분할하여 수리할 수 있는 다수개의 리페어배선을 구성하였다.
이러한 구성을 상세히 설명한, 도 4에 도시한 바와 같이, 화소부의 Y축을 분활하는 다수개의 사각형의 폐루프(Rectangular closed loop : 이하 '폐루프'라 칭함)리페어배선(301)(303)(305)을 형성한다.
이러한 각 폐루프 리페어배선(301)(303)(305)은 각각 전기적으로 독립적이며, 화소부(205)의 독립적인 영역을 각각 A, B, C구간으로 정의한다.
이때, 화소부(205)의 A구간을 정의하는 폐루프 리페어배선(301)은 화소부(205)의 상측부에 형성한 제 1 수평부(101)와, 동시에 제 1수평부(101)와 소정의 간격으로 대응되어 화소부(205)상에 형성한 제 2수평부(105)와, 동시에 상기 제 1수평부와 제 2수평부를 연결하여, 상기 폐루프 리페어배선(301)을 형성하도록 하는 우측수직부(107)와 좌측수직부(103)로 이루어 진다.
전술한 바와 같은 형태로, B, C구간을 정의하는 폐루프 리페어배선(303)(305)또한 동일한 구조로 형성한다.
상기 다수개의 폐루프 리페어배선 (301)(303)(305)을 구성한 후, 각 폐루프 리페어 배선을 연결할 수 있는 수직 리페어배선바(128)(135)(141)(143)를 형성한다.
이때, 다수의 리페어배선(301,303,305)의 각 수직부(103,107)는 화소부(205)의 세로방향 배선인 데이터배선(미도시)과 겹치지 않도록 화소부(205)의 좌,우 양 끝단에 형성한다.
이때 수직리페어 배선 바(128)(135)(141)(143)는 상기 폐루프 리페어배선(301)(303)(305)과 절연층(미도시)을 사이에 두고 형성한다.
도 5 내지 도 8을 참조하여, 화소부(205)에 구성한 리페어배선과 게이트배선및 데이터배선의 구성을 설명한다.
도 5는 도 4의 (1)의 확대 평면도이다.
도시한 바와 같이, 화소부(205)의 외곽에 형성한 제1 수평 리페어배선(101)은 게이트배선(201)과는 서로 평행하게 이격된 위치 즉, 화소부(205)의 외곽에 형성하며, 상기 수평 리페어배선(101)은 절연층(미도시)을 사이에 두고, 다수의 데이터배선(203)위를 교차하여 형성한다.
이와 같이 형성한 리페어배선(101)은 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 화소부(205)에 형성한 제 2 수평 리페어배선((105) : 도 4에 도시됨)과 함께 단선된 데이터배선을 수리할 수 있는 수단이 된다.
상기 화소부(205)상에 형성한 수평 리페어배선의 구성을 도6에 도시하였으며, 도 6은 도 4의 (2)부분의 확대도이다.
상기 도 6에 도시한 바와 같이, 어레이기판 상에 형성된 사각형상인 폐루프 리페어배선의 수평 리페어배선(105)(109)을 게이트배선(201)과 겹쳐 형성하되, 상기수평 리페어배선(105)(109)과 데이터배선(203)이 교차하는 부분마다, 상기 다수개의 데이터배선 (203)과 리페어배선(105)(109)만이 겹치는 부분이 생기도록 수평 리페어배선(105)(109)을 돌출(105a,109a)되게 형성한다.
왜냐하면, 상기 수평 리페어배선(105)(109)은 수직 데이터배선(203)을 수리하기 위한 수단임으로, 상기 데이터배선(203)과만 겹치는 부분이 필요하기 때문이다.
전술한 바와 같은 구성으로, 단선된 데이터배선을 수리할 경우, 도시한 바와 같이, 리페어 배선의 돌출(105a,109a)된 부분과 상기 단선된 데이터배선(203)과 겹치는 부분인 g또는 h부분을 접촉점으로 하고, 소정의 접속방식을 사용하여 상기 단선된 데이터배선과 리페어배선을 접속한다.
상기 리페어배선과 게이트배선 및 데이터배선의 구성을 이해하는 데 도움이 되고자, 리페어배선과 게이트배선 및 데이터배선의 구성 단면도를 도 7에 도시하였다.
도 7은 도 6의 B-B´를 따라 절단한 단면도로서, 유리기판(401)위에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 텅스텐-탄탈륨(W-Ta)등의 도전성 금속물질을 증착하고 패턴하여, 리페어배선(109)을 형성한다. 리페어배선을 형성하는 물질은 저항이 낮은 물질일수록 좋다.
상기 리페어배선(109)위에 질화실리콘(SiNX)과 산화실리콘(SiO2)로 구성된 무기절연 물질그룹과, 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 아크릴(acryl)계수지 등이 포함된 유기절연물질 그룹중 선택된 하나를 증착 또는 도포하여 절연층(403)을 형성한다. 다음으로, 상기 절연층(403)상에 몰리브덴(Mo),알루미늄(Al),텅스텐(W), 텅스텐-탄탈(W-Ta)등의 도전성 물질을 소정의 패턴으로 패터닝하여 게이트 배선(201)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트배선(201)상에 전술한 바와 같은 절연물질을 증착하여 게이트 절연막(202)을 형성한다.
다음으로, 상기게이트 절연막(202)상에 절술한 바와 같은 도전성 금속그룹중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 게이트배선(202)에 수직하게 교차하는 데이터배선(203)을 형성한다.
전술한 바와 같은 구성으로, 각 전극배선이 정상일때는 리페어배선(109)과 게이트배선(201)및 데이터배선(203)은 절연층(202,403)을 사이에 두고 격리되어 있으며, 만약 게이트배선 및 데이터배선이 단선되었을 경우, 상기 각 전극배선의 단선된 부분의 근접부를 용접하여 상기 리페어배선과 단선된 전극배선을 전기적으로 접촉하도록 한다.
도8은 도4의 (3)부분의 확대도로서, 소정의 거리를 두고 각각 평행하게 형성된 폐루프 리페어배선(301)(303)상부에서, 상기 두개의 리페어배선(301)(303)에 동시에 걸쳐 형성한 수직 리페어배선(128)를 형성한다.
상기 수직 리페어배선 바(128)는 폐루프 리페어배선(301)(303)중 임의의 배선이 단선되었을때와 같이 각 폐루프 리페어배선 간을 연결할 필요가 있을 경우에 주로 사용한다.
이러한 수직 리페어 배선 바(128)를 이용하여 상기 폐루프 리페어배선(301)(303)을 연결할 경우, 도시한 바와 같이, 수직 리페어배선 바(128)의 양 끝단과 상기 각 폐루프 리페어배선(301)(303)과 겹치는 부분인 K와 K'를 접속점으로 하고 용접하여, 상기 수직 리페어배선 바(128)와 상기 폐루프 리페어배선(301)(303)을 연결한다.
따라서, 화소부(205)에 형성한 다수개의 폐루프 리페어배선 간을 연결하고자 할 경우, 전술한 바와 같은 수직 리페어배선 바를 각각 형성하여 연결한다.
전술한 바와 같이, 도4내지 도8에 도시한 리페어배선 구성을 이용하여, 화소부 위의 상기 게이트배선(201)과 데이터배선(203)이 단선 될 경우에, 이를 수리하는 방법에 대하여 이하 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도9 는 복수개의 데이터배선(203)중 임의의 데이터배선이 단선되었을 경우를 도시한 화소부(205)의 개략도로서, 도9에 도시한 바와 같이, A구간을 지나는 임의의 데이터배선(203a)의 (c)부분과, B구간을 지나는 임의의 데이터배선(203b)의 (d)부분이 동시에 단선되었다고 가정한다면, 먼저 (c)부분을 수리하기 위해서는 단선된 데이터배선(203a)과 상기 폐루프 리페어배선(301)구성중, 하측의 수평 리페어배선(105)과의 교차점 K1과, 상측의 수평 리페어배선(101)과의 교차점 K2를 접속점으로 하여, 상기 단선된 데이터배선(203a)과 리페어배선(101)(105)을 용접하여 연결한다.
또한, B구간에서 발생한 데이터배선의 단선부분 (d)를 수리하기 위해서는 단선된 데이터배선(203b)과 상기 폐루프 리페어배선(303)의 하측 수평리페어배선(113)과 교차하는 교차점 K3와, 상측 수평리페어배선(109)이 교차하는 교차점인 K4를 접속점으로 하여 상기 단선된 데이터배선(203b)과 리페어배선(109)(113)을 용접하여 연결한다.
전술한 바와 같이, 화소부의 전 영역에 대해 수리가 가능하도록 구성한 본 발명에 따른 구간분할 리페어배선의 구성은 하나 이상의 데이터배선이 동시에 불량일 경우에도 수리가 가능하며, 신호가 전달되는 리페어배선의 길이가 종래에 비해 대단히 짧아지기 때문에 신호에 대한 리페어배선의 저항이 작아져, 신호지연 및 이에 따른 신호소실과 같은 문제점을 해결할 수 있다.
도 10은 게이트배선이 단선되었을 경우를 나타낸 화소부의 개략도로서, 도시한 바와 같이, 복수개의 게이트배선중 A구간에서 두개의 게이트배선(201a)(201b)이 동시에 단선되었다고 가정하자.
먼저, (e)부분이 단선된 게이트배선(201a)을 수리하기 위해서, 단선된 게이트배선(201a)의 양끝단과 상기 폐루프 리페어배선(301)의 좌측 수직부(103)와의 교차점인 K5와, 상기 폐루프 리페어배선(301)의 우측 수직부(107)과의 교차점인 K6를 접속점으로 하고 용접하여 연결한다.
상기 (e)부분을 수리함과 동시에, (f)부분을 수리하기 위해서는 단선된 게이트배선(201b)의 양끝단에서, 상기 A구간을 정의하는 폐루프 리페어배선(301)의 좌측 수직부(103)와 교차하는 교차점인 K7과, 상기 폐루프 리페어배선(301)의 우측 수직부(107)와 교차하는 교차점인 K8을 접속점으로 하고, 교차하는 두 배선을 용접하여 연결한다.
이때, 단선된 다수의 게이트배선을 동시에 수리하고자 할 경우, 대체된 리페어배선은 각각 전기적으로 독립적이어야 한다.
따라서, 도시한 바와 같이 a',b',c',d'부분을 각각 절단하여, 상기 단선된 게이트배선(201a)(201b)을 대신한 리페어배선이 각각 독립적으로 신호를 전달할 수 있도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 구간분할 방식 리페어배선 구조를 이용할 경우, 화소부의 리페어 구간을 확대할 수 있기 때문에 수리가 가능한 영역이 종래에 비해 커지며 또한, 본 발명에 따른 구성중 상기 수직 리페어배선 바는 리페어배선이 단선되었을 경우 이를 수리할 수 있는 기능을 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 형태로 변형이 가능할 것이고, 변형된 실시 예들은 본 권한의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 특허청구범위에 의해 명확하게 알 수 있다.
본 발명에 따른 리페어배선 구성은, 전체 화소부의 리페어 구간을 다중 구간 분할하여 수리를 진행하므로 리페어영역이 확대되었다.
이로 인해, 단선된 배선을 대신한 리페어배선의 길이가 짧아지기 때문에 신호에 대한 리페어배선의 저항이 작아져, 신호 지연 문제로 인한 장치의 불량을 줄일 수 있다.
따라서, 불량 패널에 대한 수리율을 높여줌으로서 패널의 생산수율 향상에 기여할 수 있다.
또한, 불량에 의해 버려지는 액정패널의 발생을 감소시키기 때문에 환경오염을 최소화 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (28)

  1. 기판과;
    상기 기판상에 매트릭스 형태로 복수의 화소전극이 형성된 화소부와;
    상기 화소부의 수리영역을 다중구간 분할 하도록 화소부 X축 또는 Y에 형성된 복수개의 리페어배선과;
    상기 리페어배선과 전기적으로 절연되고, 상기 화소부에 행 방향으로 배열된 복수개의 게이트배선과;
    상기 리페어배선 및 상기 게이트배선과 절연층을 사이에 두고 수직하게 교차하도록 열방향으로 배열된 복수개의 데이터배선과;
    상기 게이트배선 및 데이터배선에 연결되어 스윗칭 역할을 하는 박막트랜지스터를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 리페어배선은 폐루프인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다수개의 폐루프 리페어배선은 각각 소정의 간격을 두고 수평방향으로 길게 형성되어 Y축으로 수리영역을 분할하는 박막트랜지스터 어레이기판.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 폐루프 리페어배선은 게이트배선과 절연층을 사이에 두고 평면적으로 겹쳐 형성되는 수평부를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 수평부의 리페어배선은 수직배선인 데이터배선과 교차되는 부분마다, 데이터배선과 평면적으로 소정의 면적만큼 겹쳐지도록, 상기 리페어배선에서 연장된 돌출부를 가지는 액정표시장치용 어레이기판.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 복수개의 폐루프 리페어배선을 각각 연결할 수 있도록, 화소부의 좌·우 양 끝단에 수직으로 형성된 복수개의 수직 리페어배선 바를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수직 리페어배선 바는 폐루프 리페어배선과 절연층을 사이에 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 다수개의 폐루프 리페어배선은 각각 소정의 간격을 두고 수직방향으로 길게 형성되어 X축으로 수리영역을 분할하는 액정표시장치용 어레이기판.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 폐루프 리페어배선은 상기 데이터배선과 절연층을 사이에 두고 평면적으로 겹쳐 형성되는 수직부를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 폐루프 리페어배선의 수직부는 상기 수평배선인 다수의 게이트배선과 교차되는 부분마다, 게이트배선과만 평면적으로 소정의 길이만큼 겹쳐지도록, 상기 리페어배선에서 연장된 돌출부를 가지는 액정표시장치용 어레이기판.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 복수개의 폐루프 리페어배선을 각각 연결할 수 있도록 화소부의 상·하 양 끝단에 수평으로 형성되는 복수개의 수평 리페어배선 바
    를 포함하는 박막트랜지스터 어레이기판.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 수평 리페어배선 바는 폐루프 리페어배선과 절연층을 사이에 두고 형성되는 액정표시장치용 어레이기판.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 게이트배선과 상기 복수개의 데이터배선 및 복수개의 상기 리페어배선은 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴과 텅스텐의 합금(Mo-W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr)으로 구성된 도전성 금속그룹에서 선택된 하나인 액정표시장치용 어레이기판.
  14. 투명한 제1 기판과;
    상기 제1 기판과 일정한 거리를 두고 합착되는 제2 기판과;
    상기 제1 기판위에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 화소전극이 구성되는 화소부와;
    상기 화소부의 수리영역을 다중 구간 분할 하도록, 화소부의 X축 또는 Y축에 형성된 복수개의 리페어배선과;
    상기 리페어배선과 전기적으로 절연되고, 상기 화소부에 행 방향으로 형성된 게이트배선과;
    상기 리페어배선 및 상기 게이트배선과 수직으로 교차하고, 상기 화소부에 열방향으로 형성된 데이터배선과;
    상기 게이트배선 및 데이터배선에 연결되고, 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터와;
    상기 합착된 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입된 액정을
    포함하는 액정표시소자.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 화소전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 구성된 투명도전성 금속그룹 중 선택된 하나인 액정표시소자.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 리페어배선, 상기 복수개의 수평배선 및 상기 복수개의 수직배선은 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 텅스텐의 합금(Mo-W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr)으로 구성된 도전성 금속그룹에서 선택된 하나인 액정표시소자.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 리페어배선은 폐루프인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 다수개의 폐루프 리페어배선은 각각 소정의 간격을 두고 수평방향으로 길게 형성되어 Y축으로 수리영역을 분할하는 액정표시소자.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 폐루프 리페어배선은 게이트 배선과 절연층을 사이에 두고 평면적으로 겹쳐 형성되는 수평부를 가지는 것을 특징으로하는 액정표시소자.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 리페어배선의 수평부는 수직배선인 데이터배선과 교차되는 부분마다, 데이터배선과만 평면적으로 소정의 길이만큼 겹쳐지도록, 상기 리페어배선에서 연장된 돌출부를 가지는 액정표시소자.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 복수개의 폐루프 리페어배선을 각각 연결할수 있도록, 화소부의 좌,우 양끝단에 수직으로 형성된 복수개의 수직 리페어배선 바를 포함하는 액정표시소자.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 수직 리페어배선 바는 폐루프 리페어배선과 절연층을 사이에 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 다수개의 폐루프 리페어배선은 각각 소정의 간격을 두고 수직방향으로 형성되어 X축으로 수리영역을 분할하는 액정표시소자.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 폐루프 리페어배선은 상기 데이터배선과 절연층을 사이에 두고 평면적으로 겹쳐 형성되는 수직부를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 폐루프 리페어배선의 수직부는 상기 수평배선인 다수의 게이트배선과 교차되는 부분마다, 게이트배선과만 평면적으로 소정의 길이만큼 겹쳐지도록, 상기 리페어배선에서 연장된 돌출부를 가지는 액정표시소자.
  26. 제 23항에 있어서,
    상기 복수개의 폐루프 리페어배선을 각각 연결할 수 있도록 화소부의 상·하 양 끝단에 수평으로 형성되는 복수개의 수평 리페어배선 바
    를 포함하는 액정표시소자.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 수평 리페어배선 바는 폐루프 리페어배선과 절연층을 사이에 두고 형성되는 액정표시소자.
  28. 제 17항에 있어서,
    상기 복수개의 게이트배선과 상기 복수개의 데이터배선 및 복수개의 상기 리페어배선은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 니켈(Ni),텅스텐(W),몰리브덴(Mo)과 텅스텐의 합금(Mo-W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr)으로 구성된 도전성 금속그룹에서 선택된 하나인 액정표시소자.
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