KR100324110B1 - 액정표시소자의 얼라인패턴 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일 기판상에 제 1 등간격을 가진 제 1 얼라인패턴을 형성하고, 또 다른 기판상에 제 1 등간격보다 큰 제 2 등간격을 가진 제 2 얼라인패턴을 형성하여, 상/하부 기판의 합착시 얼라인정도를 한눈에 알아볼 수 있도록 한 액정표시소자의 얼라인방법 및 얼라인패턴에 관한 것으로서, 액정표시소자의 상부기판 및 하부기판을 보다 정확히 합착함으로써, 미세한 미스얼라인에 따른 수율의 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

액정표시소자의 얼라인패턴{THE ALIGN PATTERN FORMED ON THE SUBSTRATE IN THE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 얼라인패턴(Align Pattern)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 액정표시소자의 상부기판과 하부기판을 합착시키기 위한 얼라인단계에서 사용되는 액정표시소자의 얼라인 방법 및 얼라인패턴에 관한 것이다.
개략적으로, 액정표시소자는 소정의 간격 만큼 격리된 두개의 기판과, 그 사이에 삽입된 액정과, 두 개의 기판과 액정 사이에 형성된 복수개의 레이어(Layer)들로 이루어져 있다.
상기 얼라인패턴은 대향된 두 기판상에 각각 형성되어서, 두 기판을 합착하기 위해 두 기판을 얼라인하는 기준점으로 사용되고 있다. 즉, 얼라인 공정의 작업자는 두 기판상의 얼라인 패턴이 일치하는지 아닌지를 보고서 두 기판의 얼라인정도를 판단한다.
그리고, 상기 얼라인패턴은 구성요소가 형성되지 않는 기판상의 비 액티브영역에 형성되기 때문에 얼라인공정이 완료되면, 커팅되어 폐기된다.
최근, 자연색에 가까운 풀컬러(Full Color)를 구현하기 위해서 액정표시소자는 과거보다 더욱 더 고집적화되는 추세에 있기 때문에, 소자간 간격은 매우 협소해지고 있다.
따라서, 얼라인이 조금만 틀려도 초기설계 위치가 아닌곳에 해당 소자가 형성되어 색재현성을 저하시키고, 이와함께 수율을 떨어뜨리는 요인으로 작용할 수 있기 때문에 얼라인의 중요성이 새삼 강조되고 있다.
이러한 액정표시소자의 얼라인패턴에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 액정표시소자의 기판상에 형성된 얼라인패턴을 도시한 평면도로서, 평면적으로 기판(1)은 각종 소자들이 형성되는 액티브영역(3)과, 공정이 완료되면 커팅하여 폐기되는 비액티브영역(5)으로 구분할 수 있다. 상기 비액티브영역(5)의 각 모서리부분에 얼라인패턴(7)이 형성되어 있고, 그 형태는 십자(十) 형상이다.
또한, 상기 얼라인패턴(7)은 상부기판 및 하부기판에 각각 형성되어 상부기판과 하부기판의 합착시 얼라인하는 기준점이 된다.
첨부도면을 참조하여 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2a는 액정표시소자의 상부기판상에 형성된 종래의 얼라인키의 평면을 나타낸 평면도이고, 도 2b는 하부기판상에 형성된 종래의 얼라인키의 평면을 나타낸 평면도이고, 도 2c는 액정표시소자의 상부 및 하부기판이 합착된 상태의 얼라인키의 평면을 나타낸 평면도이다.
도 2a를 참조하면, 상부기판 얼라인 패턴(10)은 전체적으로 십자 모양(十)을 가지도록 제 1 내지 제 4 패턴으로 이루어져 있다. 또한, 제 1 내지 제 4 패턴은 소정거리 만큼 서로 격리되어 교차로형상을 이루며 배치되어 있다.
도 2b에서와 같이, 하부기판 얼라인 패턴(12)은 십자모양(十)을 가진 하나의 패턴으로 이루어져 있다.
여기서, 상부기판 얼라인패턴(10)과 하부기판 얼라인패턴(12)은 상부 및 하부기판의 초기공정 단계에서 이루어지지만, 상기 얼라인패턴들(10)(12)이 사용되는 시점은 상부기판 및 하부기판의 합착공정이다.
그리고, 액정표시소자의 상/하부 기판이 액정을 사이에 두고 합착되면, 도 2c에서와 같이, 평면적으로는 상부기판 얼라인패턴(10)과 하부기판 얼라인패턴(12)이 겹쳐져서 보인다. 즉, 평면적으로는 상부기판 얼라인패턴(10) 내부에 하부기판 얼라인패턴(12)이 위치하는 것으로 보이면, 작업자는 상/하부 기판이 적절히 합착된 것으로 판단하게 된다. 일반적으로, 이러한 상부 및 하부 얼라인패턴은 기판상의 모서리부분에 형성되고, 한 모서리부분과, 그 부분과 대각선 방향으로 대응된 모서리부분에 각각 하나씩 즉, 2개를 형성하는 것이 보통이다. 필요에 따라, 각 모서리에 하나씩 즉, 4개를 형성하기도 하며, 어떤 경우에는 한 모서리에 하나만 형성하기도 한다.
또한, 상부 및 하부 얼라인패턴은 사람의 눈으로 직접 식별하기에는 매우 미세하기 때문에 현미경을 이용해서 얼라인 패턴을 식별하여 기판의 얼라인 정도를판단한다.
그러나, 종래기술에 의한 액정표시소자의 얼라인패턴은 엄밀한 의미에서 기판의 얼라인 정도를 판단한다기 보다는 상부 및 하부기판의 미스얼라인을 체크하기 위한 패턴이었다. 이러한 단순 패턴으로써 최근의 고집적화된 상부 및 하부기판의 얼라인정도를 판단하기에는 무리가 있고, 현재의 공정을 진행하는데에도 다음과 같은 문제점이 대두된다.
첫째, 각종 소자가 복잡하게 적층된 구조의 상부 및 하부기판의 미스얼라인은 어느정도 체크할 수가 있지만, 시프트량은 가늠할 수가 없다.
둘째, 상부기판과 하부기판이 소정 간격 만큼 격리되어 있고, 작업자는 현미경으로 얼라인 패턴을 보기 때문에 빛의 굴절효과에 따른 오차가 있어서 오차범위가 확대되기도 한다.
따라서, 단순히 미스얼라인 정도만을 체크하는 정도에 그치지 않고, 가로/세로 방향으로 어느정도 시프트되어 있는 상태 즉, 기판의 시프트량을 한눈에 식별할 수 있는 얼라인패턴이 필요해진다.
상술한 바와 같은 문제점을 극복하고, 상기 필요성을 충족시키기 위한 본 발명의 목적은 현미경을 통해 육안으로 기판의 시프트된 상태를 식별할 수 있는 액정표시소자의 얼라인 방법 및 얼라인패턴을 제공하는데 있다.
도 1은 액정표시소자의 기판상에 형성된 종래의 얼라인패턴을 나타낸 평면도.
도 2a 내지 도 2c는 액정표시소자에 형성된 종래의 얼라인키를 도시한 평면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따라 액정표시소자에 형성된 얼라인패턴을 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 액정표시소자에 형성된 사각형상의 제 1 얼라인패턴을 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 액정표시소자에 형성된 원형상의 제 2 얼라인패턴을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 액정표시소자의 상/하부 기판이 합착된 상태에서 제 1 및 제 2 얼라인패턴을 도시한 평면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 액정표시소자의 상/하부 기판이 합착된 상태에서 제 1 및 제 2 얼라인패턴을 도시한 평면도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 액정표시소자의 상/하부 기판이 합착된 상태에서 제 1 및 제 2 얼라인패턴을 나타낸 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
30 ; 제 1 어레이패턴 32 ; 사각형 얼라인패턴
34 ; 제 2 어레이패턴 36 ; 원형 얼라인패턴
서로 격리되어 대향된 제 1 및 제 2 기판상에 각각 형성된 액정표시소자의 얼라인패턴으로서, 상기 제 1 기판상에 복수개의 얼라인패턴이 매트릭스 형태로 배열된 패턴으로서, 각 얼라인패턴이 제 1 등간경르 가지고 배열된 제 1 어레이패턴과, 상기 제 2 기판상에 복수개의 얼라인패턴이 매트릭스 형태로 배열된 패턴으로서, 각 얼라인패턴이 제 2 등간격을 가지고 배열된 제 2 어레인패턴을 포함하는 액정표시소자의 얼라인패턴을 제공하는 것이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
제 1 실시예
제 1 실시예는 사각형상의 제 1 얼라인패턴과 원형상의 제 2 얼라인패턴으로 이루어진 액정표시소자의 얼라인패턴이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 제 1 어레이패턴을 도시한 평면도이고, 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자의 제 2 어레이패턴을 도시한 평면도이며, 도 3c는 액정표시소자의 상/하부 기판이 합착된 상태의 얼라인패턴을 도시한 평면도이다.
도 3a에서와 같이, 평면적으로 사각형상을 가진 제 1 얼라인패턴(20)이 액정표시소자의 상부기판(미도시)상에 형성되어 있고, 도 3b에서와 같이, 액정표시소자의 하부기판(미도시)상에는 제 2 얼라인패턴(22)이 형성되어 있다.
액정표시소자의 상부기판과 하부기판을 합착시키면, 도 3c에서와 같이, 상부기판상에 형성된 제 1 얼라인패턴(20)과 하부기판상에 형성된 제 2 얼라인패턴(22)이 매칭(Matching)된 형태로 보인다.
또한, 상부기판상에 복수개의 제 1 얼라인패턴(20)을 등간격으로 배열하고, 하부기판상에 복수개의 제 2 얼라인패턴(22)을 등간격으로 배열하되, 제 2 얼라인패턴(22)의 간격을 제 1 얼라인패턴(20)의 간격보다 크게 하여, 제 2 얼라인패턴(22)이 대응하는 제 1 얼라인패턴(20)의 중심으로부터 일정비율로 멀어지게하며, 제 2 얼라인패턴(22) 내에는 제 1 얼라인패턴(20)의 중점으로부터 시프트된 거리와 방향을 좌표로 표시한다.
그래서, 상부 및 하부기판을 합착하기 위한 얼라인 단계에서 작업자는 기판이 정확히 얼라인되어 있는지, 아니면 어느 방향으로 어느정도 시프트되어 있는지를 한눈에 식별하게 된다.
이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 액정표시소자의 상부기판상에 복수개의 제 1 얼라인패턴이 형성된 것을 나타낸 평면도이고, 도 5는 액정표시소자의 하부기판상에 복수개의 제 2 얼라인패턴이 형성된 것을 보여주는 평면도이며, 도 6은 액정표시소자의 상/하부 기판이 합착된 상태에서 제 1 및 제 2 얼라인패턴을 도시한 평면도이다.
도 4에서와 같이, 복수개의 사각형 얼라인패턴(32)이 매트릭스 형태로 배열된 제 1 어레이패턴(30)이 상부기판상에 위치하고, 각 사각형 얼라인패턴(32) 사이의 간격은 동일하다.
도 5에서와 같이, 복수개의 원형 얼라인패턴(36)이 매트릭스 형태로 배열된 제 2 어레이패턴(34)이 하부기판상에 위치한다. 이때, 상기 원형 얼라인패턴(36)의 개수는 상기 사각형 얼라인패턴(32)의 개수와 바람직하게는 동일하다.
그런데, 각 원형 얼라인패턴(36) 사이의 간격 또한 등간격이다. 그런데, 원형 어라인패턴(36)의 간격은 상기 사각형 얼라인패턴(32)의 간격보다 크다.
또한, 원형얼라인패턴(36) 내부에는 좌표값이 표기되어 있는데, 이 좌표값은 각 원형 얼라인패턴(36)이 대응되는 각 사각형 얼라인패턴(32)의 중점과 떨어진 정도 및 방향을 나타낸다. 이때, 원형 얼라인패턴(36)의 중심은 대응하는 사각형 얼라인패턴(32)의 중심과 일정 비율로 멀어지게 된다.
여기서, 얼라인패턴의 중심이 멀어지는 비율이 1㎛라고 하고, 하부기판을 고정한 상태에서 상부기판을 합착하는 것으로 가정하고, 실제적인 예를 들어 설명하도록 한다.
예를 들어서, (0,0)이 표기된 얼라인패턴은 제 2 어레이패턴(34)의 중앙을 나타낼 뿐만 아니라, 상기 제 1 어레이패턴(30)의 중앙에 위치한 얼라인패턴과 대응되고, 이 얼라인패턴으로부터 평면적으로 떨어진 거리가 X축방향으로 0㎛이고, Y축방향으로 0㎛이라는 것을 나타낸다.
(5, 0)이 표기된 얼라인패턴은 상기 제 1 어레이패턴(30)의 대응 얼라인패턴의 중심으로부터 평면적으로 떨어진 거리가 X축방향으로 5㎛이고, Y축방향으로 0㎛이라는 것을 나타낸다.
(-3, 2)가 표기된 얼라인패턴은 상기 제 1 어레이패턴(30)의 대응 얼라인패턴의 중심으로부터 평면적으로 떨어진 거리가 X축방향으로 -3㎛이고, Y축방향으로 2㎛이라는 것을 나타낸다. 여기서, X축 수치가 마이너스(-)이면 좌측으로 시프트된 것을 나타내고, 플러스이면 우측으로 시프트된 것을 나타낸다. 또한, Y축 수치가 마이너스이면 하부로 시프트된 것을 나타내고, 플러스이면 상부로 시프트된 것을 나타낸다.
도 6에서와 같이, 상부기판 및 하부기판을 합착한 후, 사각형 얼라인패턴에매칭되거나 가장 근접한 원형 얼라인패턴은 하나밖에 없게 되는 것이다. 즉, 상부기판 및 하부기판이 정확히 얼라인되면, 도시된 바와 같이, 중앙에 위치한 사각형얼라인패턴은 (0,0)이 표기된 원형 얼라인패턴에 매칭되고, 정확히 얼라인되지 않으면 소정의 떨어진 거리가 표시된 원형 얼라인패턴에 매칭된다.
만약, 상부기판이 하부기판에 대해 X축방향으로 2㎛ 만큼 이동되어 있고, Y축방향으로 3㎛ 만큼 이동된 상태라면 사각형 얼라인패턴에는 (2,3)이라고 표시된 원형 얼라인패턴이 매칭되어 작업자는 얼마만큼 오차가 생겼는지를 한 눈에 알아보고 소정의 조치를 취할 수 있게된다.
그런데, 제 1 어레이패턴의 각 얼라인패턴을 사각형상으로 형성하지 않고, 다른 형상으로 형성해도 되는데, 이는 다른 실시예에서 설명하도록 한다.
제 2 실시예
제 2 실시예는 제 1 얼라인패턴을 원형으로 형성한 경우이고, 제 1 실시예와 중복된 내용은 개략적으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 액정표시소자의 상부기판과 하부기판을 합착한 상태의 제 1 얼라인패턴과 제 2 얼라인패턴의 평면을 도시한 평면도로서, 원형상으로된 복수개의 제 1 얼라인패턴(42)이 상부기판상에 매트릭스 형태로 등간격을 두고 배열되어 있고, 하부기판상에는 원형상으로된 복수개의 제 2 얼라인패턴(44)이 매트릭스형태로 제 1 얼라인패턴(32)의 간격보다 큰 등간격을 두고 배열되어 있다.
여기서, 제 1 및 제 2 얼라인패턴의 배열 규칙은 제 1 실시예와 동일하지만,제 1 얼라인패턴의 형태는 서로 다르다.
제 2 어레이패턴도 원형이 아닌 다른 형태로 형성해도 무방한데, 이는 다른 실시예에서 설명하도록 한다.
제 3 실시예
제 3 실시예는 제 1 및 제 2 얼라인패턴을 사각형상으로 형성한 것이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 액정표시소자의 상부기판 및 하부기판을 합착한 상태에서 제 1 및 제 2 어레이패턴의 평면을 도시한 평면도이다.
도시된 바와 같이, 상부기판상에는 복수개의 사각형 얼라인패턴이 매트릭스형태로 등간격을 두고 배열되어 있고, 하부기판에도 복수개의 사각형 얼라인패턴이 매트릭스 형태로 상부기판의 사각형 얼라인패턴 간격보다 큰 등간격을 두고 배열되어 있다.
한편, 제 1 내지 제 3 실시예에서 개시된 것은 본 발명의 중심사상을 예를 들어서 설명한 것이므로 상술한 실시예에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명의 중심사상은 어느 한 기판상에 제 1 등간격을 가진 어레이패턴을 형성하고, 또 다른 기판상에 제 2 등간격을 가진 얼라인패턴을 형성하여, 상/하부 기판의 합착시 얼라인정도를 한눈에 알아볼 수 있도록 한 것이다. 이때 제 2 등간격은 제 1 등간격보다 큰 것이 바람직하다.
따라서, 얼라인패턴의 모양이 어떠하든 본 발명의 효과를 구현하는데에는 지장이 없고, 시프트된 위치를 표시하는 수치도 제 1 어레이패턴 또는 제 2 어레이패턴중 어느쪽에 형성해도 무방한 것이다.
상술한 바와 같은 제 1 내지 제 3 실시예의 바람직한 양태에 따르면, 액정표시소자의 상부기판 및 하부기판을 보다 정확히 합착함으로써, 미세한 미스얼라인에 따른 수율의 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 서로 격리되어 대향된 제 1 및 제 2 기판상에 각각 형성된 액정표시소자의 얼라인패턴으로서,
    상기 제 1 기판상에 복수개의 얼라인패턴이 매트릭스 형태로 배열된 패턴으로서, 각 얼라인패턴이 제 1 등간격을 가지고 배열된 제 1 어레이패턴과,
    상기 제 2 기판상에 복수개의 얼라인패턴이 매트릭스 형태로 배열된 패턴으로서, 각 얼라인패턴이 제 2 등간격을 가지고 배열된 제 2 어레이패턴을 포함하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 등간격은 상기 제 1 등간격보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 어레이패턴의 각 얼라인패턴은 사각형인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 어레이패턴의 얼라인패턴의 개수는 동일한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 어레이패턴의 각 얼라인패턴의 표면에는 상기 제 1 어레이패턴에 대응되는 얼라인패턴의 중점으로부터의 거리가 XY 좌표값으로 표시된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 어레이패턴은 상기 대응하는 기판상의 소자가 형성되지 않을 비 액티브영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 어레이패턴의 각 얼라인패턴 간격은 제 2 어레이패턴의 얼라인패턴에 대응되는 제 1 어레이패턴의 각 얼라인패턴의 중점으로부터 일정한 비율로 각각 멀어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 얼라인패턴.
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