KR100516063B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

액정 표시 장치에 있어서, 하부 기판 위에 게이트선 또는 데이터선인 신호선과 신호선 및 단락선과 연결되는 연장선을 형성하고, 그 위에 절연막을 적층한 다음, 절연막에 각각 신호선과 연장선을 노출시키는 제1 및 제2 접촉구와 연장선의 폭이 좁게 형성된 부분을 노출시키는 개구부를 형성한다. 절연막 위에 제1 및 제2 접촉구를 통하여 신호선 및 연장선과 연결되는 ITO 조각을 형성하고, ITO 조각을 덮도록 밀봉제를 도포한 다음, 상부 기판을 부착하고 액정을 주입한다. 이렇게 제조된 액정 표시 장치가 에이징(aging) 단계를 거치면 개구부를 통하여 노출되어 있는 연장선이 부식되어 절단된다. 이렇게 하면, 게이트선이나 데이터선이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있어서 게이트선이나 데이터선이 공통 전극과 단락되는 문제, 외부로부터 정전기가 유입되어 회로를 손상시키는 문제, 게이트선이나 데이터선이 부식되는 문제 등을 제거할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법

이 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 정전기로부터 회로를 보호하기 위해 단락선(shorting line)에까지 연장 형성되어 있는 게이트선과 데이터선을 단락선으로부터 절단할 때 절단된 게이트선이나 데이터선의 단면이 외부에 노출됨으로써 발생하는 문제점을 해결하기 위하여, 게이트선이나 데이터선의 외부로 노출된 부분과 활성 영역 부분 사이를 부식시켜 절단하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 패널 절단에 의해 데이터선과 게이트선이 노출되는 부위를 나타내는 개략도이다.

도 1을 보면, 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판(1) 위에 세로로 데이터선(3)이 뻗어 있고, 가로로 게이트선(4)이 뻗어 있다. 데이터선(3)의 하부 말단과 게이트선(4)의 좌측 말단에는 구동 집적 회로(5)가 연결되고, 데이터선(3)의 상부 말단과 게이트선(4)의 우측 말단은 연장되어 단락선(6)과 연결되어 있다. 이처럼 게이트선(4)과 데이터선(3)을 단락선(6)에 연결해 두는 이유는 박막 트랜지스터 기판 제조 공정 중에 발생할 수 있는 정전기로부터 박막 트랜지스터 회로를 보호하기 위한 것이다.

게이트선(4)과 데이터선(3)은 박막 트랜지스터 기판 제조 공정의 마지막 단계에서 단락선(6)으로부터 분리하는데, 분리 방법으로는 레이저(laser)로 절단하는 방법과 박막 트랜지스터 기판(1)을 기계적인 수단으로 각 셀(cell) 단위로 절단할 때 함께 절단하는 방법이 있다. 이 중 후자의 경우에는 박막 트랜지스터 기판(1)의 모서리에 게이트선(4)과 데이터선(3)의 단면이 노출되는 부분(2)이 생기는데, 이로 인해 다음과 같은 문제점이 발생한다.

첫째, 액정 표시 장치의 상하 기판이 조립된 이후 도전성이 있는 이물질이 상하 기판 사이에 끼이게 되면 게이트선(4)과 데이터선(3)의 노출된 부분(2)을 통해 상부 기판의 공통 전극과 게이트선(4) 또는 데이터선(3)이 단락된다.

둘째, 노출된 부분(2)이 습기에 노출되어 부식될 우려가 있다. 특히, 데이터선(3)과 게이트선(4)에는 액정 표시 장치의 구동을 위해 전계가 인가되는데, 전계가 인가되면 전기 화학 반응에 의해 금속의 부식은 더욱 촉진된다.

셋째, 노출된 부분(2)을 통해 외부로부터 정전기가 유입되어 박막 트랜지스터 회로를 손상시킬 수 있다.

이러한 문제점들은 게이트선(4)과 데이터선(3)을 레이저를 이용하여 단락선(6)으로부터 절단하면 해소될 수 있으나, 레이저 절단 방법을 사용하기 위해서는 신규의 설비 투자가 필요하고, 레이저 절단 방법에 의할 경우 공정 기간이 길어지는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 게이트선과 데이터선의 단면이 외부로 노출되는 것을 방지하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 구조의 액정 표시 장치를 제안한다.

제1 절연 기판 위에 신호선이 형성되어 있고, 신호선이 끝난 부분보다 더 외곽으로부터 제1 기판의 모서리에까지 연장되어 있는 제1 부분과 신호선 및 제1 부분과 분리되어 있는 제2 부분으로 이루어져 있는 연장선이 형성되어 있고, 신호선 및 연장선 위에 각각 신호선과 연장선을 노출시키는 제1 및 제2 접촉구를 가지고 있으며 연장선을 제1 및 제2 부분으로 분리하기 위하여 형성된 개구부를 가지는 절연막이 형성되어 있다. 절연막 위에 제1 및 제2 접촉구를 통하여 신호선 및 연장선과 연결되어 있는 ITO(indium tin oxide) 조각이 형성되어 있고, ITO 조각 위에 밀봉제가 도포되어 있고, 밀봉제 위에는 제2 절연 기판이 부착되어 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이에는 액정 물질이 주입되어 있다.

또는, 제1 절연 기판 위에 신호선이 형성되어 있으며 신호선과 분리되어 알루미늄으로 이루어진 연장선이 형성되어 있고, 신호선과 연장선의 위에는 신호선을 노출시키는 제1 접촉구와 연장선을 노출시키는 제2 접촉구를 가지는 절연막이 형성되어 있으며, 절연막 위에는 제1 접촉구를 통하여 신호선과 연결되어 있고 제2 접촉구를 통하여 연장선과 접하고 있는 ITO 조각을 포함하며, 제2 접촉구를 통하여 ITO 조각과 접하고 있는 연장선의 부분은 부식되어 연장선과 ITO 조각의 전기적 연결이 끊어져 있는 구조도 가능하다.

이 때, 연장선의 아래에는 보조 연장선이 더 형성될 수도 있다.

이렇게 하면, 신호선을 단면이 외부로 노출되어 있는 연장선과 전기적으로 분리시킬 수 있다.

이러한 구조의 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 다음과 같다.

제1 기판 위에 신호선과 연장선을 형성하고, 그 위에 절연막을 적층하고, 절연막에 신호선과 연장선을 각각 노출시키는 제1 및 제2 접촉구와 연장선의 일부를 노출시키는 개구부를 형성하고, 절연막 위에 ITO 조각을 형성한다. ITO 조각 위에 밀봉제를 도포하고, 제2 기판을 부착한 다음, 액정 물질을 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 주입한다. 다음, 동작 시험을 통하여 개구부를 통하여 외부로 노출되어 있는 연장선을 절단한다.

이 때, 연장선의 개구부를 통하여 노출되는 부분은 다른 부분에 비하여 폭이 1/2 이하가 되도록 형성할 수 있고, 연장선이 절단되는 동작 시험은 에이징(aging)일 수 있다.

또는, 제1 기판 위에 신호선을 형성하고, 알루미늄으로 연장선을 형성한 다음, 신호선과 연장선 위에 절연막을 적층하고, 절연막에 신호선을 노출시키는 제1 접촉구 및 연장선을 노출시키는 제2 접촉구를 형성한다. 절연막 위에 제1 및 제2 접촉구를 통하여 신호선 및 연장선에 접촉하도록 ITO 조각을 형성하고, ITO 조각 위에 밀봉제를 도포하고, 제2 기판을 부착한 다음, 액정 물질을 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 주입한다. 다음, 동작 시험을 통하여 ITO 조각과 접촉하고 있는 알루미늄으로 이루어진 연장선을 부식시켜 ITO 조각과 분리한다.

이 때, 연장선을 형성하는 단계 이전에 보조 연장선을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 연장선을 부식시켜 ITO 조각과 분리하는 동작 시험은 에이징일 수 있다.

이제 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 주변부의 배치도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변부 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 주변부의 배치도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변부 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(11)에 신호선(게이트선 또는 데이터선)(21)이 형성되어 있는데, 신호선(21)은 기판(11)의 모서리에 이르지 못하고 끝나 있고, 모서리 부분에는 두 부분(23, 24)으로 분리되어 있는 연장선(22)이 형성되어 있다. 연장선의 제1 부분(23)은 기판의 모서리까지 연장되어 단면이 노출되어 있다. 신호선(21)과 연장선(22)의 위에는 절연막(30)이 적층되어 있고, 절연막(30)에는 신호선(21)을 노출시키는 접촉구(33)와 연장선의 제2 부분(24)을 노출시키는 접촉구(32) 및 연장선의 제1 부분(23)을 노출시키는 접촉구(32)보다 모서리에 가까운 쪽에 연장선(22)을 부식시켜 양편의 두 부분(23, 24)으로 분리하기 위하여 형성된 개구부(31)가 있다. 절연막 위에는 ITO 조각(40)이 형성되어 있어서 두 접촉구(32, 33)를 통하여 신호선(21)과 연장선의 제2 부분(24)을 연결하고 있다.

상부 기판(12)의 아래면에는 블랙 매트릭스(black matrix)(50)와 컬러 필터(color filter)(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(50)와 컬러 필터 아래에는 공통 전극(60)이 형성되어 있다.

상부 기판(12)과 하부 기판(11)은 일정한 간격을 사이에 두고 마주보고 있으며, 상하 두 기판(11, 12) 사이의 공간에는 액정 물질(80)이 주입되어 밀봉제(70)에 의하여 밀봉되어 있다. 밀봉제(70)는 하부 기판(11)의 변두리를 빙 둘러 형성되어 있으며, ITO 조각(40)을 덮고 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(110)에 신호선(210)이 형성되어 있는데, 신호선(210)은 기판(110)의 모서리에 이르지 못하고 끝나 있고, 하부 기판(110)의 모서리 부분에는 알루미늄으로 이루어진 연장선(220)이 형성되어 한 쪽 끝의 단면이 외부로 노출되어 있고, 다른 쪽 끝부분에는 연장선(220)의 일부가 부식되어 생긴 중앙부에 빈 공간이 형성되어 있다. 필요에 따라서는 연장선(220) 아래에 크롬 등으로 이루어진 보조 연장선(도시하지 않음)이 더 형성될 수도 있다. 신호선(210)과 연장선(220)의 위에는 절연막(300)이 적층되어 있고, 절연막(300)에는 신호선(210)을 노출시키는 접촉구(330)와 연장선(220) 중앙부에 형성되어 있는 빈 공간을 노출시키는 접촉구(320)가 형성되어 있다. 절연막(300) 위에는 ITO 조각(400)이 형성되어 접촉구(330)를 통하여 신호선(210)과 접촉하고 있고, 연장선(220) 중앙부에 있는 빈 공간을 노출시키고 있는 접촉구(320)를 덮고 있다. ITO 조각(400)의 위에 밀봉제(700)가 형성되어 있고, 밀봉제(700) 위에는 블랙 매트릭스(500)와 공통 전극(600) 등이 형성되어 있는 상부 기판(120) 부착되어 있고, 상하부 기판(110, 120) 사이의 공간에는 액정 물질(800)이 주입되어 밀봉되어 있다.

이제, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 과정을 나타내는 순서도이다.

먼저, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(11) 위에 크롬 등의 금속을 적층하고 패터닝(patterning)하여 신호선(21)과 연장선(22) 및 연장선(22)이 연결되는 단락선(도시하지 않음)을 형성한다. 이 때, 연장선(22)은 부식에 의하여 절단되기 쉽도록 일부분의 폭을 좁혀서 병목 모양으로 형성한다. 신호선(21)과 연장선(22) 위에 절연막(30)을 적층하고, 절연막(30)을 패터닝하여 신호선(21)과 연장선(22)을 노출시키는 접촉구(32, 33)와 연장선(22)의 병목 모양의 부분을 노출시키는 개구부(31)를 형성한다. 다음, 도 6b에 나타낸 바와 같이, ITO를 적층하고 패터닝하여 접촉구(32, 33)를 통하여 신호선(21)과 연장선(22)에 연결되도록 ITO 조각(40)을 형성한다. ITO 조각(40)은 화소 전극(도시하지 않음)을 형성하는 단계에서 함께 형성한다.

이렇게 하여 하부 기판(11)이 완성되면, 도 6c에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(11)의 변두리를 빙 둘러 밀봉제(70)를 도포하고 블랙 매트릭스(50)와 공통 전극(60) 등이 형성되어 있는 상부 기판(12)을 하부 기판(11)에 부착한다. 이 때, 밀봉제(70)는 ITO 조각(40)을 덮도록 도포하며, 액정 물질(80)이 주입될 부분을 남겨 두고 도포한다. 또, 연장선(22)의 병목 모양 부분을 노출시키는 개구부(31)가 밀봉제에 의하여 덮이지 않도록 한다.

다음, 셀 단위로 상하 기판(11, 12)을 절단하면서 단락선과 연결되어 있는 연장선(22)도 함께 절단한 다음, 액정 물질(80)을 주입하고 주입구를 밀봉한다.

이후, 액정 표시 장치의 동작 시험을 하게 되는데, 동작 시험 중에는 에이징(aging)이라는 단계가 있다. 에이징은 고온, 고습 등의 열악한 환경에서의 액정 표시 장치의 동작 성능을 시험하는 단계로서, 이 단계에서 구멍(31)을 통하여 외부로 노출되어 있는 연장선(22)의 병목 모양 부분이 급속히 부식되어 절단된다.

이렇게 하면, 공정의 추가없이 신호선(21)을 외부와 전기적으로 단절시킬 수 있어서 공통 전극(60)과 신호선(21)이 단락된다거나 외부로부터 정전기가 유입되는 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 부식에 강한 ITO 조각(40)을 통하여 신호선(21)과 연장선(22)을 연결함으로써, 에이징 단계에서 연장선(22)을 따라 부식이 진행되더라도 밀봉제(70) 안쪽의 신호선(21)은 부식되지 않도록 하였다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 과정을 나타내는 순서도이다.

먼저, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 하부 기판(110) 위에 크롬 등의 금속을 적층하고 패터닝하여 신호선(210)을 형성하고, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 알루미늄을 적층하고 패터닝하여 연장선(220)을 형성하고, 절연막(300)을 적층하고, 절연막(300)을 패터닝하여 신호선(210)을 노출시키는 접촉구(330)와 연장선(220)을 노출시키는 접촉구(320)를 형성한 다음, ITO를 적층하고 패터닝하여 ITO 조각(400)을 접촉구(320, 330)를 통하여 신호선(210)과 알루미늄으로 이루어진 연장선(220)에 접촉하도록 형성한다. 연장선(220)의 아래에 보조 연장선(도시하지 않음)을 더 형성하는 경우에는 신호선(210)을 형성할 때 보조 연장선도 함께 패터닝하여 형성한다. 다음, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 밀봉제(700)를 하부 기판(110)에 도포하고 상부 기판(120)을 하부 기판(110)에 부착한 다음, 상하부 기판(110, 120)을 셀 단위로 절단하고, 액정 물질(800)을 주입하여 밀봉한다. 이후, 에이징 단계를 거친다. 그런데, 알루미늄은 ITO와 접촉되면 쉽게 부식되는 성질이 있다. 특히, 고온, 고습 등의 환경에서는 ITO와 접촉하고 있는 알루미늄은 급속하게 부식된다. 따라서, 에이징 단계에서 연장선(220)의 ITO 조각(400)과 접촉하고 있는 부분은 급속히 부식되고, 도 5에 나타난 바와 같이, 결국 ITO 조각(400)과 연장선(220)은 전기적으로 단절된다.

본 발명에서와 같이 액정 표시 장치를 제조하면, 게이트선이나 데이터선을 외부와 전기적으로 단절시킬 수 있어서 게이트선이나 데이터선이 공통 전극과 단락되는 문제, 외부로부터 정전기가 유입되어 회로를 손상시키는 문제, 게이트선이나 데이터선이 부식되는 문제 등을 제거할 수 있다.

도 1은 패널 절단에 의해 데이터선과 게이트선이 노출되는 부위를 나타내는 개략도이고,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 주변부의 배치도이고,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변부 단면도이고,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 주변부의 배치도이고,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 주변부 단면도이고,

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 과정을 나타내는 단면도이고,

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 과정을 나타내는 단면도이다.

Claims (9)

1. 제1 절연 기판,

   상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있고, 상기 제1 절연 기판의 모서리에 이르지 못하고 끝나 있는 신호선,

   상기 제1 절연 기판 위에 상기 신호선과 분리되어 형성되어 있으며, 한 쪽 끝이 상기 제1 절연 기판의 모서리에까지 형성되어 있는 연장선,

   상기 신호선 및 연장선의 위에 적층되어 있고, 상기 신호선과 상기 연장선을 각각 노출시키는 제1 및 제2 접촉구를 가지고 있으며, 상기 제2 접촉구와 상기 제1 절연 기판의 모서리 사이의 상기 연장선의 일부를 노출시키는 개구부를 가지는 절연막,

   상기 절연막 위에 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 접촉구를 통하여 상기 신호선과 연장선을 연결하고 있는 ITO 조각,

   상기 ITO 조각을 덮고 있는 밀봉제,

   상기 밀봉제 위에 부착되어 있으며, 상기 제1 절연 기판과 마주보고 있는 제2 기판,

   상기 제1 절연 기판과 제2 기판이 형성하는 공간에 주입되어 밀봉되어 있는 액정 물질을 포함하며, 상기 개구부를 통해 노출되는 상기 연장선의 일부는 부식되어 상기 연장선이 단선되어 있는 액정 표시 장치.
2. 제1 절연 기판,

   상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있고, 제1 절연 기판의 모서리에 이르지 못하고 끝나 있는 신호선,

   상기 제1 절연 기판 위에 상기 신호선과 분리되어 알루미늄으로 형성되어 있으며, 한 쪽 끝이 상기 제1 절연 기판의 모서리에까지 형성되어 있는 연장선,

   상기 신호선과 연장선 위에 적층되어 있으며, 상기 신호선을 노출시키는 제1 접촉구와 상기 연장선을 노출시키는 제2 접촉구를 가지는 절연막,

   상기 절연막 위에 형성되어 있고, 상기 제1 접촉구를 통하여 신호선과 접촉하고 있고, 상기 제2 접촉구를 통하여 상기 연장선과 접하고 있는 ITO 조각,

   상기 ITO 조각을 덮고 있는 밀봉제,

   상기 밀봉제 위에 부착되어 있으며, 상기 제1 기판과 마주보고 있는 제2 기판,

   상기 제1 절연 기판과 제2 기판이 형성하는 공간에 주입되어 밀봉되어 있는 액정 물질을 포함하며 상기 제2 접촉구를 통하여 상기 ITO 조각과 접하고 있는 상기 연장선의 일부는 부식되어 상기 연장선과 상기 ITO 조각의 전기적 연결이 끊어져 있는 액정 표시 장치.
3. 제2항에서,

   상기 연장선 아래에 형성되어 있는 보조 연장선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
4. 제1 절연 기판 위에 신호선과 연장선을 형성하는 단계,

   상기 신호선과 연장선 위에 절연막을 적층하고, 제1 및 제2 접촉구와 개구부를 형성하는 단계,

   상기 절연막 위에 상기 제1 및 제2 접촉구를 통하여 상기 신호선 및 연장선과 연결되도록 ITO 조각을 형성하는 단계,

   상기 ITO 조각을 덮도록 밀봉제를 도포하고, 상기 밀봉제 위에 제2 절연 기판을 부착하고, 액정 물질을 상기 제1 절연 기판과 제2 절연 기판이 형성하는 공간에 주입하여 밀봉하는 단계,

   액정 표시 장치의 동작 시험을 통하여 개구부에 노출되어 있는 연장선을 절단하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
5. 제4항에서,

   상기 연장선의 상기 개구부를 통하여 노출되는 부분의 폭은 다른 부분의 폭에 비하여 1/2 이하가 되도록 형성하는 액정 표시 장치 제조 방법.
6. 제4항 또는 제5항에서,

   상기 액정 표시 장치의 동작 시험 단계는 에이징 단계인 액정 표시 장치 제조 방법.
7. 제1 절연 기판 위에 신호선을 형성하는 단계,

   상기 제1 절연 기판 위에 알루미늄으로 연장선을 형성하는 단계,

   상기 신호선과 연장선 위에 절연막을 적층하고, 제1 및 제2 접촉구를 형성하는 단계,

   상기 절연막 위에 상기 제1 및 제2 접촉구를 통하여 상기 신호선 및 연장선과 접촉하도록 ITO 조각을 형성하는 단계,

   상기 ITO 조각을 덮도록 밀봉제를 도포하고, 상기 밀봉제 위에 제2 절연 기판을 부착하고, 액정 물질을 상기 제1 절연 기판과 제2 절연 기판이 형성하는 공간에 주입하여 밀봉하는 단계,

   액정 표시 장치의 동작 시험을 통하여 상기 ITO 조각과 접촉하고 있는 연장선을 부식시키는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
8. 제7항에서,

   상기 연장선을 형성하는 단계 이전에 보조 연장선을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
9. 제7항 또는 제8항에서,

   상기 액정 표시 장치의 동작 시험 단계는 에이징 단계인 액정 표시 장치 제조 방법.