KR100517135B1 - 박막트랜지스터 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 박막 트랜지스터 기판에 관한 것으로, 한 화소에 데이터 라인을 이중으로 형성하고 한 화소에 형성된 두개의 데이터 라인을 한 개의 입력패드로 묶어 한 개의 데이터 라인이 단선된 경우에 다른 하나의 데이터 라인에 의해서 전기적 신호를 공급함으로써 데이터 라인의 단선수에 제약을 받지 않고 모든 단선된 데이터 라인을 리페어하며 별도의 공정을 진행하지 않고도 데이터 라인을 리페어할 수 있어 LCD 모듈의 수율 및 생산성을 증가시킬 수 있다.
또한, 단선된 데이터 라인을 별도로 수리하는 수리선이 없기 때문에 결합용량이 증가되는 것을 방지할 수 있다.

Description

박막트랜지스터 기판{THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE}
본 발명은 박막트랜지스터 기판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 라인의 단선에 의한 액정표시장치의 불량을 최소화할 수 있는 박막트랜지스터 기판에 관한 것이다.
현재의 액정표시장치의 결함은 화소의 불량상태인 점결함만을 허용하고 있으며 그 개수도 점점 줄어들어 5개 이하 또는 무결점을 원하고 있다. 따라서, LCD 패널의 선결함으로 작용하는 데이터 라인의 단선은 액정표시장치의 수율을 향상시키는데 치명적이다.
이와 같은 데이터 라인의 단선을 수리하기 위해서 여러가지 방법들이 사용되고 있으며, 그 중 가장 대표적인 방법이 리페어 링을 이용하여 데이터 라인을 리페어하는 방법이다. 이 방법은 미국 특허 공고 4,688,896호에 제안된 바와 같이 단선된 데이터 라인의 양단과 TFT 기판의 가장자리를 따라 형성된 리페어 링의 교차점을 레이저로 연결한 후 리페어 링을 단락시켜 화상신호가 리페어 링을 따라 우회하도록 하는 방법이다.
그러나, 이와 같은 리페어 링은 개루프를 형성하고 있기 때문에 하나의 리페어 링을 이용하여 하나의 데이터 라인밖에 수리할 수 없고, 데이터 라인을 수리할 경우 레이저를 통해 데이터과 리페어 링을 연결하고 리페어 링을 단락시키는 별도의 공정이 요구되기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 리페어 링의 자체저항과 화상신호에 흐르는 리페어 링이 복수개의 데이터 라인과 절연층을 사이에 두고 교차함에 따라 형성되는 결합용량의 증가로 인해 저항 및 캐패시터 값이 증가되어 신호의 왜곡이 발생되는 원인이 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 한 화소에 데이터 라인을 2중으로 형성하여 데이터 라인의 단선수에 제약을 받지 않고 모든 라인을 리페어하며 별도의 공정을 진행하지 않고도 데이터 라인을 리페어하여 LCD 모듈의 수율 및 생산성을 증가시킨 데이터 라인 리페어 구조를 갖는 박막트랜지스터 기판을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 한 화소에 데이터 라인을 2중으로 형성하여 단선된 데이터 라인을 리페어함으로써 결합용량의 증가로 인해 신호의 왜곡이 발생되는 것을 방지할 수 있는 데이터 라인 리페어 구조를 갖는 박막트랜지스터 기판을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 박막트랜지스터 기판은 소정방향으로 형성된 다수의 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 수직으로 교차하는 다수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 일단에 형성되어 신호가 입력되는 복수의 입력패드, 및 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 화소를 포함한다. 상기 데이터 라인은 한 개의 화소 상에 복수개가 형성되어 한 개의 화소를 복수개의 부화소로 분할하고 상기 부화소마다 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 또한 상기 한 개의 화소 상에 형성된 복수의 데이터 라인들은 한 개의 입력패드로부터 분기되고, 연결선에 의하여 서로 연결되어 사다리 형상을 갖는다.
본 발명을 달성하기 위한 또 다른 목적을 위해서 박막트랜지스터 기판은 일단에 형성된 한 개의 입력패드에서 두 개의 선으로 분기되며 각각의 선은 게이트 연결선에 의해서 상호 연결되는 복수개의 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 수직으로 교차하며 일단에 입력패드가 형성된 복수개의 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성되는 화소를 포함한다. 상기 게이트 연결선에는 저장용 캐패시턴스가 형성되고, 상기 데이터 라인은 한 개의 입력패드로부터 복수개가 분기되어 한 개의 화소를 복수개의 부화소로 분할하한다. 또한 상기 각각의 부화소에는 박막트랜지스터가 형성된다. 상기 복수개의 데이터 라인은 각 화소 상에서 데이터 연결선으로 상호 연결되어 사다리 형상을 갖는다.
바람직하게 화소의 액정 배향 방향을 상기 화소의 중앙에 위치하는 상기 데이터 라인을 기준으로 서로 반대방향으로 한다.
이하 본 발명에 의한 액정표시장치의 리페어 구조를 갖는 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT) 기판을 첨부된 도면 도 1 내지 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 TFT 기판의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 요부확대도이고, 도 3은 도 2의 변형예이다.
도 1에 도시된 바와 같이 TFT 기판(100)의 가로방향에는 다수개의 게이트 라인(110)이 형성되어 있고, TFT 기판(100)의 세로방향에는 게이트 라인(110)과 수직으로 교차하는 다수의 데이터 라인(120)이 형성되어 있으며, 게이트 라인(110)과 데이터 라인(120)이 교차하는 영역에는 화소(130)가 형성되어 있다. 또한, 각각의 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)의 일단에는 신호가 입력되는 입력패드(116)(126)가 형성되어 있다. 여기서, 데이터 라인(120)은 리페어를 목적으로 입력패드(126)가 형성된 부분과 소정거리 이격된 영역에서 2개의 데이터 라인(121)(122)으로 분기된다.
도 2를 참조하여 이를 좀더 상세히 설명하면 동일한 신호를 한개의 화소(130)에 전달하기 위해서 동일한 입력패드(126)에 연결되어 소정영역에서 분기되는 2개의 데이터 라인(120), 즉 제 1 데이터 라인(121)과 제 2 데이터 라인(122)은 한개의 화소(130)에 형성되어 있어 이 화소(130)를 2개의 부화소(131)(132)로 분할시킨다. 제 1 데이터 라인(121)과 제 2 데이터 라인(122)은 연결선(123)에 의해 상호 연결되어 있으며, 제 1 및 제 2 데이터 라인(121)(122)에는 각각에는 부화소(131)(132)에 계조전압을 전달하기 위한 소스/드레인 전극(124)(125)이 형성되어 있고, 이 소스/드레인 전극(124)(125)은 게이트 라인(110)과 연결된 게이트 전극(111) 상부에 형성된다. 따라서, 데이터 라인(120) 방향으로 연속된 화소 상에 형성된 상기 데이터 라인(120)은 전체적으로 사다리 형상을 갖는다. 한편, 각각의 부화소(131)(132) 내에는 투명한 전극인 공통전극(135)이 형성되어 있다.
도 3은 도 2의 변형예로 각각의 부화소 내에 저장용 캐패시턴스가 존재한다는 것을 제외하면 도 2에서 설명한 구조와 동일하므로 저장용 캐패시턴스에 대해서만 설명하기로 한다.
저장용 캐패시턴스(115)는 두 전극이 겹쳐졌을 때 형성되는 것으로 도시된 바와 같이 공통전극(135)과 게이트 전극(111)을 소정 폭으로 겹쳐서 형성한다. 바람직하게 연결선(123)이 존재하는 부화소(131)에는 게이트 라인(110)과 동일한 두께로 게이트 전극(111)을 소정길이 연장하고 그 단부는 사각형상으로 폭을 증대시켜 저장용 캐패시턴스(115)를 형성한다. 이는 연결선(123)과 게이트 전극(111)이 겹쳐져 기생용량이 증대되는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 연결선(123)이 존재하는 않는 부화소(132)에는 게이트 라인(110)에 곧 바로 소정 폭을 갖는 사각형상의 게이트 전극(111)을 형성하여 저장용 캐패시턴스(115)를 형성한다.
도 4를 참조하여 단선된 데이터 라인의 리페어 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
소스측 구동드라이브 IC(미도시)에서 입력된 신호는 제 1 및 제 2 데이터 라인(121)(122)을 따라 흐르면서 소스/드레인 전극(124)(125)에서 각각의 부화소(131)(132)로 공급된다. 만약 도시된 바와 같이 공정불량으로 인해 제 1 데이터 라인(121)의 B영역이 단선된 경우 단선된 영역에서 전기적 신호의 흐름이 중단되어 다음단 부화소(121)에 신호가 인가되지 않는다. 그러나, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 데이터 라인(121)(122)이 한개의 입력패드(126)에 연결되어 있고 각각의 화소(130)에서 연결선에 의해 상호 연결되어 있기 때문에 제 1 데이터 라인(121)이 단선된 경우 제 2 데이터 라인(122)에 인가된 전기적 신호가 연결선(123)을 따라 제 1 데이터 라인(121)으로 우회하여 제 1 데이터 라인(121)을 리페어한다. 그러므로, 제 1 데이터 라인(121)이 단선된 부분의 다음단에 위치한 화소(130)에도 전기적 신호가 공급된다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 2중 게이트 라인과 2중 데이데선이 형성된 TFT 기판의 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 TFT 기판의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 C부분을 확대한 요부확대도이며, 도 7은 도 6의 변형예이다. 또한, 도 8은 단선된 데이터 라인이 리페어되는 과정을 도시한 상태도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 TFT 기판(200)의 가로방향에는 다수개의 게이트 라인(210)이 형성되어 있고, TFT 기판(200)의 세로방향에는 게이트 라인(210)과 수직으로 교차하는 다수의 데이터 라인(220)이 형성되어 있으며, 게이트 라인(210)과 데이터 라인(220)이 교차하는 영역에는 화소(230)가 형성되어 있다. 또한, 각각의 게이트 라인(210) 및 데이터 라인(220)의 일단에는 신호가 입력되는 입력패드(216)(226)가 형성되어 있다. 여기서, 게이트 라인(210) 및 데이터 라인(220)은 리페어를 목적으로 입력패드(216)(226)가 형성된 부분과 소정거리 이격된 영역에서 2개의 게이트 라인(212)(213) 및 데이터 라인(221)(222)으로 분기된다.
도 6을 참조하여 이를 좀더 상세히 설명하면 동일한 신호를 한개의 화소(230)에 전달하기 위해서 동일한 입력패드(226)에 연결되어 소정영역에서 분기되는 2개의 데이터 라인(220), 즉 제 1 데이터 라인(221)과 제 2 데이터 라인(222)은 한개의 화소(230)에 형성되어 있어 이 화소(230)를 2개의 부화소(231)(232)로 분할시킨다. 또한, 제 1 데이터 라인(221)과 제 2 데이터 라인(222)은 각각의 화소(230)에서 데이터 연결선(223)으로 상호 연결되어 있다.
또한, 동일한 입력패드(216)에 연결되어 소정영역에서 분기되는 2개의 게이트 라인(210), 즉 제 1 게이트 라인(212)과 제 2 게이트 라인(213)은 한개의 화소(230) 양단 형성되어 있다. 각각의 제 1 게이트 라인(212)과 제 2 게이트 라인(213)은 제 1 및 제 2데이터 라인(221)(222)이 형성되어 있는 부화소(231)(232) 내부 양측면을 따라 형성된 게이트 연결선(214)에 의해서 연결되어 있다.
여기서, 데이터 연결선(223)에는 각각의 부화소(231)(232)에 계조전압을 전달하기 위한 소스/드레인 전극(224)(225)이 형성되어 있고, 이 소스/드레인 전극(224)(225)은 게이트 라인(210)의 상부에 형성되어 있다. 한편, 각각의 부화소(231)(232) 내에는 투명한 전극인 공통전극(235)이 형성되어 있으며, 공통전극(235)과 제 1 및 제 2 게이트 라인(212)(213)을 연결하는 게이트 연결선(214)과 겹쳐져 저장용 캐패시턴스(215)를 형성한다.
도 7은 도 6의 변형예로 제 1 및 제 2 게이트 라인(212)(213)을 연결하는 게이트 연결선(214)이 부화소(231)(232)의 일측에만 형성된다는 것을 제외하면 도 6에서 설명한 구조와 동일하다. 즉, 부화소(231)(232) 일측에만 형성된 게이트 연결선(214)과 공통전극(235)이 겹쳐져 저장용 캐패시턴스(215)를 형성한다. 상기에서 설명한 게이트 연결선(214)만을 제외하면 도 7의 구조는 도 6과 동일하므로 생략하기로 한다.
도 8을 참조하여 단선된 데이터 라인 및 게이트 라인의 리페어 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
소스측 구동드라이브 IC에서 입력된 신호는 제 1 및 제 2 데이터 라인(221)(222)을 따라 흐르면서 소스/드레인 전극(224)(225)에서 각각의 부화소(231)(232)로 공급된다. 만약 도시된 바와 같이 공정불량으로 인해 제 2 데이터 라인(222)의 D영역이 단선된 경우 단선된 영역에서 전기적 신호의 흐름이 중단되어 다음단 부화소(231)에 신호가 인가되지 않는다. 그러나, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 데이터 라인(221)(222)이 한개의 입력패드(216)에 연결되어 있고 각각의 화소(230)에서 데이터 연결선(223)에 의해 상호 연결되어 있기 때문에 제 2 데이터 라인(222)이 단선된 경우 제 1 데이터 라인(221)에 인가된 전기적 신호가 데이터 연결선(223)을 따라 제 2 데이터 라인(222)으로 우회하여 제 2 데이터 라인(222)을 리페어한다.
게이트 라인(210)이 단선된 경우에도 상기에서 설명한 방법과 같이 리페어된다. 즉, 도시된 바와 같이 제 1 게이트 라인(212) E가 단선되면 제 1 게이트 라인(212)으로는 신호가 전달되지 못하고 동일한 전기적 신호를 입력받은 제 2 게이트 라인(213)으로만 신호가 전달된다. 이와 같이 제 2 게이트 라인(213)으로 신호가 전달되면 제 1 및 제 2 게이트 라인(212)(213)을 연결시켜주고 저장용 캐패시턴스(215) 역할을 하는 게이트 연결선(214)에 의해서 제 2 게이트 라인(213)을 흐르던 전기적 신호가 제 1 게이트 라인(212)으로 우회하여 전기적 신호를 전달한다.
이와 같이 한개의 화소에 동일한 전기적 신호를 인가받는 2개의 데이터 라인(220)을 형성함으로써 한개의 데이터 라인(221)이 단선되었을 경우 별도의 다른 공정을 진행하지 않고도 다른 한개의 데이터 라인(222)으로 단선된 데이터 라인(221)을 리페어할 수 있다.
한편, 종래에는 한방향 러빙을 하여 액정을 배향함으로써 시야각이 좁아졌었는데 이를 보상하기 위해서 본 발명은 제 2 데이터 라인(222)을 기준으로 서로 반대방향으로 양방향 러빙을 하여 액정을 배향함으로 시야각을 보상하였다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 한 화소에 데이터 라인을 이중으로 형성하고 한 화소에 형성된 2개의 데이터 라인을 한개의 입력패드로 묶어 한 개의 데이터 라인이 단선된 경우에 다른 하나의 데이터 라인에 의해서 전기적 신호를 공급함으로써 데이터 라인의 단선수에 제약을 받지 않고 모든 단선된 데이터 라인을 리페어하며 별도의 공정을 진행하지 않고도 데이터 라인을 리페어할 수 있어 LCD 모듈의 수율 및 생산성을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 단선된 데이터 라인을 별도로 수리하는 수리선이 없기 때문에 결합용량이 증가되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 TFT 기판의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 요부확대도이고,
도 3은 도 2의 변형예를 도시한 도면이고,
도 4는 단선된 데이터 라인의 리페어 과정을 설명하기 위한 상태도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 TFT 기판의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 6은 도 5의 C부분을 확대한 요부확대도이며,
도 7은 도 6의 변형예를 도시한 도면이고,
도 8은 단선된 데이터 라인 및 게이트 라인의 리페어 과정을 설명하기 위한 상태도이다.

Claims (11)

  1. 소정방향으로 형성된 다수의 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 수직으로 교차하는 다수의 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 일단에 형성되어 신호가 입력되는 복수의 입력패드, 및 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 화소를 포함하는 박막 트랜지스터 기판으로서,
    상기 데이터 라인은 한 개의 화소 상에 복수개가 형성되어 한 개의 화소를 복수개의 부화소로 분할하고 상기 부화소마다 박막트랜지스터가 형성되어 있고,
    상기 한 개의 화소 상에 형성된 복수의 데이터 라인들은 한 개의 입력패드로 부터 분기되고, 연결선에 의하여 서로 연결되어 사다리 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터라인은 상기 한 개의 화소 상에 두 개가 형성되어 상기 한 개의 화소를 두 개의 부화소로 분할하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 각각의 부화소 내에는 저장용 캐패시턴스가 형성된 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 연결선이 존재하는 상기 부화소에 형성되는 상기 저장용 캐패시턴스는 상기 연결선과 겹쳐지는 것을 최소화하기 위해서 상기 게이트 라인에서 소정길이 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  5. 제 3 항에 있어서, 연결선이 존재하지 않는 상기 부화소에 형성되는 상기 저장용 캐패시턴스는 상기 게이트 라인에 곧바로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 부화소 각각은 액정 배향 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 부화소 각각의 액정 배향 방향은 상기 화소의 중앙에 위치하는 상기 데이터 라인을 기준으로 서로 반대방향인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  8. 일단에 형성된 한 개의 입력패드에서 두 개의 선으로 분기되며 각각의 선은 게이트 연결선에 의해서 상호 연결되는 복수개의 게이트 라인, 상기 게이트 라인에 수직으로 교차하며 일단에 입력패드가 형성된 복수개의 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성되는 화소를 포함하는 박막트랜지스터 기판으로서,
    상기 게이트 연결선에 저장용 캐패시턴스가 형성되고, 상기 데이터 라인은 한 개의 입력패드로부터 복수개가 분기되어 한 개의 화소를 복수개의 부화소로 분할하고 상기 각각의 부화소에는 박막트랜지스터가 형성되며,
    상기 복수개의 데이터 라인은 각 화소 상에서 데이터 연결선으로 상호 연결되어 사다리 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 한 화소에 형성된 상기 데이터 라인은 두 개이며 두 개의 데이터 라인에 의해 상기 화소가 두 개의 부화소로 분할되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  10. 제 8 항 또는 9 항에 있어서, 상기 저장용 캐패시턴스는 상기 부화소 내의 가장자리를 따라 사면에 형성된 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 저장용 캐패시턴스는 상기 부화소 내의 일측면에만 형성된 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
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