KR100475639B1 - 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인및 그 라인형성방법 - Google Patents

액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인및 그 라인형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터신호 또는 게이트신호의 전달로인 라우팅라인 간의 내부저항을 균일하게 맞추어 화질의 균일함을 달성하기 위한 배선형성방법과 그 배선에 관한 것이다.
이러한 목적을 위한 구체적인 방안으로는 라우팅라인의 구성에 있어서 2가지 이상의 서로 다른 전기저항율을 가지는 전도체를 접합하는 방법과, 동일 배선재료를 이용해 라우팅라인을 구성하고 패드와의 접합부분에 라우팅라인과 다른 전기저항율을 가지는 전도체를 접합하는 2가지 방법을 제시하고 있다.

Description

액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인 및 그 라인형성방법{Wire and the wiring method for routing wire resistor balancing }
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 전도성을 가지는 전도체를 이용하여 각 액정표시장치 서브픽셀과 연결되어 있는 배선간의 저항차를 줄이기 위한 배선형성방법 및 그 형성구조에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 하판과 컬러필터가 형성된 상판 사이에 액정을 주입하고, 상기 박막트랜지스터를 구동하여 상기 액정의 특성을 이용하여 이미지의 디스플레이를 수행하는 장치이다.
이러한 액정표시장치는 도 1의 간략 구성도와 같이, 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 액정커패시터(CLC)를 구비하여 서브픽셀로 정의하고 상기 다수의 서브픽셀이 인접하게 배열되는 영역을 액티브영역(P)으로 하여, 데이터드라이버(D)에서 연장되는 다수의 데이터배선과 상기 게이트드라이버(G)에서 연장되는 다수의 게이트배선을 상기 액티브영역의 각 서브픽셀로 연장하기 위한 다수의 TCP(1)와, 상기 각 액티브영역(A)의 각 서브픽셀로 연장하기 위한 TCP(1)에서 인가되는 신호에 따라 박막트랜지스터를 구동하여 액정커패시터(CLC)를 통해 원하는 색상을 표출하게 된다.
상기와 같은 액정표시장치에서 사용되는 각 구동드라이버(D, G)들은 각각이 모든 액티브영역을 구성하는 서브픽셀에 신호를 인가하기 위한 TCP를 구비한 배선구조를 가지고 있으며, 이는 상기 도 1의 (A)에 대한 확대도면인 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 상기 데이터드라이버 및 게이트드라이버에서 연장되어 TCP(1)를 통해 각 서브픽셀로 연장되어 있는 라우팅라인의 배선 패턴(이하, 라우팅 라인(Routing line))을 도시하고 있으나 이는 상기 게이트드라이버에서 연장되는 게이트배선의 패턴과도 동일한 배선패턴이므로, 상기 도 2를 통한 설명은 상기 게이트드라이버(G)측에 구비된 게이트 TCP에도 동일하게 적용된다.
상기와 같이 형성되는 라우팅 라인을 살펴보면, 상기 TCP(1)에서 분배되어 각 서브픽셀로 배선되기 위해 각 서브픽셀로 인입되는 지점과의 연결점인 패드(30)까지 연장되는 라우팅 라인의 액티브영역(A) 외부 배선이 각각 다른 배선 길이를 가진 것을 알 수 있다. 즉, 상기 TCP(1)에서 연장되는 배선들 중 중앙의 제1라우팅라인(10)과 외각의 제2라우팅라인(20)과는 그 라우팅라인의 연장 길이가 다르다.
이는 데이터-메탈, 게이트-메탈 등으로 불리는 크로뮴, 몰리, AlNd 등의 전도성 금속으로 배선을 도 2에서와 같은 라우팅라인의 구성에서는 상기 라우팅라인 자체에서의 전압강하가 적어야 상기 제2라우팅라인(20)과 연결된 패드(30)까지 상기 제1라우팅라인(10)이 공급하는 신호전압과 동일한 신호전압이 공급되어 패널 상의 화질이 균일하게 표현되는데 실제로는 그러하지 못하고 있다.
이는 상기 라우팅라인 자체가 고해상도 패널 구성상(layout)의 문제로 인해 배선폭(Width)과 배선의 두께에 한계를 가지고 있기 때문이다.
그 원인을 이하 도체의 저항을 구하는 공식,
R = ρ * (L/A) (단위:Ω) ( ρ:저항율, L:길이, A:단면적)
에서 추론할 수 있듯이, 패널 구성상의 문제로 인해 배선폭을 넓히지 못할 경우, 배선의 길이에 비례하여 배선 자체의 저항이 증대되기 때문에 라우팅라인이 상기 제1라우팅라인(10)에 비해 상대적으로 긴 제2라우팅라인(20)의 경우 라우팅라인자체의 저항에 의해 전압강하가 발생하게 되는 것이다.
이는 결국 상기 라우팅라인의 폭을 넓히거나 두께를 늘이는 현실적인 방안을 통해 해결해야 하는데 패널의 설계상 고해상도로 갈수록 일 화소가 차지하는 영역이 더욱 협소해지는 특성으로 인해 이러한 문제를 해결하기에 어려움이 있음은 자명한 현실이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상기 각기 다른 라우팅 라인 배선 길이에 따른 배선간의 저항차를 줄일 수 있는 배선형성방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 박막트랜지스터와 액정커패시터를 구비하여 서브픽셀로 정의하여 다수의 서브픽셀이 집합된 영역을 액티브영역으로 정의하고, 데이터드라이버와 게이트드라이버의 출력단이 다수의 TCP와 연결되어 있고, 상기 TCP에서 연장되고 제1도체로 구성된 다수의 라우팅라인이 상기 액티브영역 내부에 구성된 다수의 데이터배선 및 게이트배선으로 신호전압을 인가할 수 있도록 하는 다수의 픽셀패드와 연결되는 액정표시장치에서의 라우팅라인에 있어서, 제1도체와 제2도체가 접합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인을 제안한다.
이는 (1) 상기 라우팅라인을 설계하는 단계와; 상기 다수의 라우팅라인 중에서 하나를 기준 라우팅라인으로 설정하는 단계와; 상기 기준 라우팅라인의 내부저항을 측정하는 단계와; 상기 기준 라우팅라인을 제외한 라우팅라인의 일부 구간을 제2도체로 대체하여 상기 기준 라우팅라인의 내부저항과 동일한 내부저항을 갖도록 설계하는 단계와; 상기 각 라우팅라인을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인 형성방법과, (2) 상기 라우팅라인을 설계하는 단계와; 상기 각 라우팅라인의 배선 재료를 결정하는 단계와; 상기 배선재료를 이용해 모든 라우팅라인을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인 형성방법을 통해 수행되는 공정을 제안한다.
여기서 상기 제1도체와 제2도체는 금속과 ITO 중 선택되는 것을 특징으로 하고, 상기 결정되는 라우팅라인의 내부저항은 200옴 이하인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인과 그 라인형성방법에 대해 설명한다.
제1실시예
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치에서 게이트배선간 또는 데이터배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 형성에 대한 제1실시예를 도시한 도면으로서, 게이트드라이버(G) 또는 데이터드라이버(D)로부터 액정표시장치 패널의 하판으로 연장되어 TCP(1)로 인입되는 데이터배선과 게이트배선이 상기 TCP(1)에서 액정표시장치의 액티브영역(A)으로 데이터 및/또는 게이트출력신호를 인가하기 위해 연장되는 다수의 라우팅라인 중 제1라우팅라인(10)과 본 발명에 따른 라우팅라인이 적용된 제2 라우팅라인(20a)을 도시하고 있다.
상기 도시에서 각 라우팅라인에 있어서 내부저항의 기준이 되는 제1라우팅라인(10)은 기존의 라우팅라인과 동일한 소재인 제1도체(C1)로 형성되어 있으며, 상기 제2라우팅라인(20a)은 상기 제1도체(C1)와는 다른 전기저항율(ρ)을 가지는 전도성 물체, 즉 금속 또는 ITO(Indium Tin Oxide)로 구성된 제2도체(C2)가 라우팅라인의 일부를 차지하고 있다.
상기와 같은 라우팅라인(20a)을 설계하는 이유는 상기 제1도체(C1)와 제2도체(C2)를 포함하는 상기 라우팅라인은 모두 동일한 내부저항을 가져야 하기 때문에 내부저항율이 다른 제2도체(C2)를 이용하여 각 라우팅배선에 대한 내부저항의 균형을 맞추는 것이다.
상기와 같이 모든 라우팅라인에 대한 내부저항에 동일하게 맞춰질 경우, 즉 라우팅라인간의 저항차가 적어질수록 각 서브픽셀에 공급되는 신호 전입이 동일하게 되고 이는 액정표시장치의 화질을 균일하게 유지시키는 효과가 있기 때문이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에서 게이트배선간 또는 데이터배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 제1형성방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 상기 액정표시장치의 하판상에 설계될 라우팅라인, 상기 TCP(1)에서 상기 게이트신호입력패드 또는 데이터신호입력패드(30)로 연결되는 라우팅라인의 설계를 수행한다.(S11)
이후 상기 각 라우팅라인에서 내부저항을 맞출 기준 라우팅라인을 설정한다(S12)
다음으로 상기 기준 라우팅라인의 내부저항을 측정한다. 이는 상기 기준 라우팅라인을 제외한 나머지 라우팅라인의 내부저항을 상기 기준 라우팅라인과 동일하게 맞추기 위한 것이다.(S13)
상기 내부저항에 결정되면, 상기 기준 라우팅라인을 제외한 라우팅라인의 일부를 별도의 전도체를 이용하여 라우팅라인을 설계한다.(S14) 이때 상기 별도의 전도체는 기존의 라우팅라인(게이트메탈 또는 데이터메탈)과는 다른 금속인 것이 바람직하다. 물론 ITO와 같은 물질도 사용 가능하다.
상기와 같이 라우팅라인과 라우팅라인의 배선구성이 끝나면 상기 하판상에 라우팅라인을 형성한다.(S15) 이는 기존의 배선 형성공정과 동일하게 구성될 수 있으므로 별도의 설명은 생략한다.
제2실시예
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명에 따른 액정표시장치에서 데이터신호입력 라우팅라인과 게이트신호입력 라우팅라인에서의 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 형성에 대한 제2실시예를 도시한 도면으로서, 게이트드라이버(G) 또는 데이터드라이버(D)로부터 액정표시장치 패널의 하판으로 연장되어 TCP(1)로 인입되는 데이터신호출력배선과 게이트신호출력배선이 상기 TCP(1)에서 액정표시장치의 액티브영역(A)으로 데이터 및 게이트신호를 인가하기 위해 데이터신호입력패드(또는 게이트신호입력패드(30G))(30D)까지 연장되는 제1도체(C1) 소재의 다수의 라우팅라인에 있어서, 상기 게이트신호출력 라우팅라인과 데이터신호출력 라우팅라인의 배선재료를 동일하게 구성한다.
그리고 상기 동일한 배선 재료로 통일된 게이트 및 데이터신호출력 라우팅라인의 형성에 있어서의 신호입력패드(30G)(30D)와의 연결에는 컨택홀(미도시)을 형성하여 제2도체(C2) 즉, 화소전극(ITO)을 이용하여 상기 게이트신호 라우팅라인과 데이터신호 라우팅라인 사이의 내부저항 미세조절을 수행한 뒤 라우팅라인과 신호입력패드(30G)(30D)를 연결한다.
이는 상기 실시예 1에서와 같이 라우팅라인 간의 내부저항의 균형을 맞추기 위한 것이다.
상기 데이터신호입력패드(30D)와 연결되는 라우팅라인은 일반적으로 데이터-메탈로 형성되고, 상기 게이트입력신호패드(30G)로 입력되는 라우팅라인은 게이트-메탈로 형성되는 것이 일반적이다. 그러나, 상기와 같은 배선은 양쪽 신호입력패드로 입력되는 배선중 어느 한쪽(게이트측 라우팅라인 또는 데이터측 라우팅라인)이 상대적으로 높은 내부저항을 가지게 되기 때문에 이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 라우팅라인을 게이트메탈 또는 데이터메탈 중 동일 재료로 배선하고 이후 상기 제2도체(C2)를 이용해 데이터신호입력패드측 라우팅라인과 게이트신호입력패드측 라우팅라인간의 저항차를 더욱 줄이는 방법이다.
상기 각 패드와 라우팅라인간의 연결은 컨택홀을 형성하여 할 수 있겠고, 상기 제2도체는 바람직하게는 금속재질 또는 더욱 바람직하게는 ITO를 이용하는 것이 공정상의 효율이 있다 하겠다.
또한 상기 도 5a의 경우는, 상기 데이터입력신호 라우팅라인보다 게이트입력신호 라우팅라인의 저항이 낮은 경우에, 데이터입력신호 라우팅라인을 상기 게이트입력신호 라우팅라인 형성공정에서 모두 게이트메탈로 형성하고, 이후 상기 데이터입력신호 라우팅라인과 상기 데이터신호입력패드(30D)간에 제2도체(C2)를 이용하여 저항의 미세조절과 연결을 수행하며, 상기 도 5b의 경우는 상기 게이트입력신호 라우팅라인의 저항이 상기 데이터입력신호 라우팅라인보다 저항이 낮은 경우에, 소스/드레인 공정에서 수행되는 데이터라인 라우팅라인 형성공정에서 상기 게이트라인 라우팅라인까지 상기 데이터메탈과 동일한 재료로 형성한다. 이때 게이트입력신호패드(30G)와 게이트입력신호 라우팅라인간에 제2도체(C2)를 이용하여 저항의 미세조절과 연결을 수행하는 구성을 보여주고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에서 게이트배선간 또는 데이터배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 제2형성방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 상기 액정표시장치의 하판상에 설계될 라우팅라인, 상기 TCP(1)에서 상기 게이트신호입력패드(30G) 및 데이터신호입력패드(30D)로 연결되는 라우팅라인의 설계를 수행한다.(S21)
이후 상기 라우팅라인을 형성할 배선재료를 선택한다.(S22) 이때 선택될 수 있는 배선재료는 다양한 전도성 물질이 될 수 있으나 공정상의 효율을 위해 게이트메탈 또는 데이터메탈이 바람직하다.
다음으로 상기 게이트메탈 또는 데이터메탈로 모든 라우팅라인을 형성한다.(S23)
상기와 같이 형성된 라우팅라인은 데이터측 픽셀패드 또는 게이트측 픽셀패드와 연결을 수행해야 하는데 예를 들어, 게이트측 라우팅라인을 소스/드레인 공정에서 데이터메탈로 배선을 형성했을 경우 상기 라우팅라인과 픽셀패드와는 그 적층간 거리가 발생하기 때문에 이러한 거리는 컨택홀을 형성하여 화소전극을 이용하여 연결한다.
믈론 데이터측 라우팅라인을 게이트 공정에서 게이트메탈로 배선을 형성했을 경우도 컨택홀과 화소전극을 이용해 연결하는 것은 동일하다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인 및 그 라인형성방법은 액정 구동드라이버에서 출력되는 데이터신호 및 게이트신호의 동일한 전달로를 형성하기 위한 것으로써, 도선의 내부저항에 의해 발생되는 신호전송의 불균일함을 제거하여 보다 고화질의 액정표시장치를 구현하는데 필수적이라 하겠다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성을 도시한 블록도
도 2는 종래의 액정구동 드라이버에서 연장되어 TCP를 통해 각 서브픽셀로 연장되어 있는 라우팅라인의 배선 패턴
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치에서 게이트배선간 또는 데이터배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 형성에 대한 제1실시예를 도시한 도면
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에서 게이트배선간 또는 데이터배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 제1형성방법을 도시한 흐름도
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명에 따른 액정표시장치에서 데이터신호입력 라우팅라인과 게이트신호입력 라우팅라인에서의 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 형성에 대한 제2실시예를 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에서 게이트배선간 또는 데이터배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인의 제2형성방법을 도시한 흐름도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
D : 데이터드라이버 G: 게이트드라이버
1 : TCP패드 10 : 제1라우팅라인
20 : 제2라우팅라인 30 : 패드

Claims (12)

  1. 다수의 픽셀패드와 다수의 서브픽셀을 연결하는 다수의 신호배선과, 다수의 구동드라이버의 출력단과 연결되는 다수의 TCP와, 상기 다수의 TCP와 상기 다수의 픽셀패드를 연결하는 액정표시장치용 라우팅라인의 형성방법에 있어서,
    기준라우팅라인을 제 1 도체로 설정하는 단계와;
    상기 제 1 도체로 이루어진 기준라우팅라인의 내부저항을 측정하는 단계와;
    상기 기준라우팅라인과 동일한 내부저항을 갖도록 서로 다른 저항값을 갖는 상기 제 1 도체와 제 2 도체로 이루어진 다수의 라우팅라인과, 상기 제 1 도체로 이루어진 기준라우팅라인을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 2 도체는 ITO인 액정표시장치용 라우팅라인 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준라우팅라인과, 상기 다수의 라우팅라인의 내부저항은 200옴 이하인 액정표시장치용 라우팅라인 형성방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동드라이버는 게이트드라이버와 데이터드라이버 중 선택된 하나인 액정표시장치용 라우팅라인 형성방법.
  4. 다수의 게이트픽셀패드 및 데이터픽셀패드 각각과 다수의 서브픽셀을 연결하는 다수의 게이트배선 및 데이터배선과, 다수의 게이트드라이버의 출력단 및 데이터드라이버의 출력단 각각과 연결되는 다수의 게이트TCP 및 데이터TCP와, 상기 다수의 게이트TCP 및 데이터TCP 각각과 상기 다수의 게이트픽셀패드 및 데이터픽셀패드를 연결하는 액정표시장치용 라우팅라인의 형성방법에 있어서,
    상기 다수의 게이트TCP와 연결되는 다수의 제 1 라우팅라인과, 상기 다수의 데이터TCP와 연결되는 다수의 제 2 라우팅라인을 제 1 도체로 형성하는 단계와;
    상기 게이트배선이 상기 제 1 도체로 이루어진 경우에 상기 다수의 제 2 라우팅라인과 상기 다수의 데이터픽셀패드을 연결하고, 상기 데이터배선이 상기 제 1 도체로 이루어진 경우에 상기 다수의 제 1 라우팅라인과 상기 다수의 게이트픽셀패드을 연결하며, 상기 제 1 도체와 다른 저항값을 갖는 제 2 도체로 이루어진 연결전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 라우팅라인 형성방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결전극 및 상기 제 1, 2 라우팅라인 중 연결전극과 연결되는 라우팅라인과, 나머지 라우팅라인의 내부저항은 200옴 이하인 액정표시장치용 라우팅라인 형성방법.
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 도체는 금속과 ITO 중 선택된 하나인 액정표시장치용 라우팅라인 형성방법.
  8. 다수의 픽셀패드와 다수의 서브픽셀을 연결하는 다수의 신호배선과, 다수의 구동드라이버의 출력단과 연결되는 다수의 TCP와, 상기 다수의 TCP와 상기 다수의 픽셀패드를 연결하는 액정표시장치용 라우팅라인에 있어서,
    제 1 도체로 이루어진 기준라우팅라인과;
    상기 기준라우팅라인과 동일한 내부저항을 갖도록 서로 다른 저항값을 갖는 상기 제 1 도체와 제 2 도체로 이루어진 다수의 라우팅라인을 포함하고,
    상기 제 2 도체는 ITO인 액정표시장치용 라우팅라인.
  9. 삭제
  10. 다수의 게이트픽셀패드 및 데이터픽셀패드 각각과 다수의 서브픽셀을 연결하는 다수의 게이트배선 및 데이터배선과, 다수의 게이트드라이버의 출력단 및 데이터드라이버의 출력단 각각과 연결되는 다수의 게이트TCP 및 데이터TCP와, 상기 다수의 게이트TCP 및 데이터TCP 각각과 상기 다수의 게이트픽셀패드 및 데이터픽셀패드를 연결하는 액정표시장치용 라우팅라인에 있어서,
    제 1 도체로 이루어지고 상기 다수의 게이트TCP와 연결되는 다수의 제 1 라우팅라인과;
    상기 제 1 도체로 이루어지고 상기 다수의 데이터TCP와 연결되는 다수의 제 2 라우팅라인과;
    상기 게이트배선이 상기 제 1 도체로 이루어진 경우에 상기 다수의 제 2 라우팅라인과 상기 다수의 데이터픽셀패드을 연결하고, 상기 데이터배선이 상기 제 1 도체로 이루어진 경우에 상기 다수의 제 1 라우팅라인과 상기 다수의 게이트픽셀패드을 연결하며, 상기 제 1 도체와 다른 저항값을 갖는 제 2 도체로 이루어진 연결전극
    을 포함하는 액정표시장치용 라우팅라인.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 도체는 금속과 ITO 중 선택된 하나인 액정표시장치용 라우팅라인.
KR10-2002-0085563A 2002-12-27 2002-12-27 액정표시장치의 배선간 저항차를 줄이기 위한 라우팅라인및 그 라인형성방법 KR100475639B1 (ko)

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