KR100585870B1 - 게이트 라인의 단선이 수리된 액정표시장치 및 그 수리방법 - Google Patents

게이트 라인의 단선이 수리된 액정표시장치 및 그 수리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 게이트라인 수리방법에 관한 것으로서 게이트라인이 스토리지전극의 폭 보다 넓거나, 또는, 스토리지전극과 중첩되지 않게 단선된 게이트라인을 연결하는 액정표시장치의 게이트라인 수리방법에 있어서, 게이트라인의 단선된 양측을 인접하는 화소전극과 접촉되게 용접하여 단선을 수리한다. 따라서, 단선된 게이트라인을 스토리지전극을 이용하여 수리할 수 없는 경우에도 화소전극을 이용하여 수리할 수 있으므로 수율을 향상시킬 수 있다.
게이트 라인, 단선, 수리방법

Description

게이트 라인의 단선이 수리된 액정표시장치 및 그 수리방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DECIVE COMPRISING REPAIRED GATE LINE AND FABRICATION METHOD THEREOF}
도 1는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 게이트라인 수리방법을 나타내는 평면도
도 2는 도 1을 A-A선으로 자른 단면도
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 게이트라인 수리방법을 나타내는 평면도
도 4는 도 3을 B-B선으로 자른 단면도
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것으로서, 특히, 게이트 라인(gate line)의 단선(open)에 의해 수율이 저하되는 것을 방지하는 액정표시장치의 게이트라인 수리방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)로 이루어진 구동소자인 스위칭 소자와 빛을 투과하거나 반사하는 화소(pixel) 전극을 기본단위로 하는 화소가 종횡으로 배열된 구조를 가진다.
액정표시장치에서 스위칭소자인 박막트랜지스터와 이에 연결된 화소전극으로 구성된 단위 화소가 하부 기판 상에 각각 N×M(여기서, N 및 M은 자연수)개가 매트릭스(matric) 상태로 종횡으로 배열되어 있다.
매트릭스 상태로 배열된 단위 화소들은 종방향(또는 횡방향)을 따라 배열된 각 박막트랜지스터의 게이트전극들이 서로 연결되어 신호를 전달하기 위해 N개의 게이트라인이 형성되고, 횡방향(또는 종방향)을 따라서 배열된 각 박막트랜지스터의 소오스전극들이 서로 연결되어 신호를 전달하기 위한 M개의 데이터라인이 게이트라인과 교차되어 형성된다.
상기에서 게이트라인 또는 데이터라인이 단선되면 종방향 또는 횡방향으로 배열된 N개 또는 M개의 화소가 동작하지 않게된다. 이에 의해, 액정표시장치는 제조 완료 후의 테스트시 불량으로 판정되므로 수율이 저하된다.
따라서, 단선된 게이트라인 또는 데이터라인을 수리하여 수율을 향상시키는 기술이 개발되었다.
도 1는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 게이트라인 수리방법을 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1을 A-A선으로 자른 단면도이다.
액정표시장치는 기판(11) 상에 N개의 게이트라인(13)과 M개의 데이터라인(17)이 교차되게 형성되어 N×M개의 화소영역을 한정한다. 상기에서 게이트라인(13)과 데이터라인(17)은 금속으로 형성된다. N×M개의 화소영역 내에 N×M개의 화소가 형성되는 데, 이 화소는 게이트라인(13) 및 데이터라인(17)에 전기적으로 연결되게 형성된 스위칭소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : T1)에 의해 구동된다.
박막트랜지스터(T1)는 게이트라인(13)과 전기적으로 연결된 게이트전극(13G), 데이터라인(17)과 전기적으로 연결된 소오스전극(17S), 게이트전극(13G)을 사이에 두고 소오스전극(17S)에 대응되게 형성된 드레인전극(17D)이 형성되어 있다. 그리고, 게이트전극(13G) 상에 활성층(15)이 소오스 및 드레인전극(17S)(17D)과 중첩되게 형성된다.
화소영역의 전면에 화소전극(21)이 형성되어 있다. 상기에서 화소전극(21)은 인듐주석산화막(Indium Tin Oxide : ITO) 또는 주석산화막(Tin Oxide : TO) 등의 투명한 전도성물질로 형성되는 것으로 제 1 접촉홀(23)을 통해 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극(17D)과 연결되고 제 2 접촉홀(25)을 통해 스토리지전극(19)과 연결된다. 상기에서 제 1 접촉홀(23)은 게이트라인(13) 및 게이트전극이(13G)과 소오스 및 드레인전극(17S)(17D) 및 스토리지전극(19) 사이를 전기적으로 절연시키는 게이트절연막(14)에 형성된다. 또한, 제 2 접촉홀(25)은 스토리지전극(19)과 화소전극(21) 사이를 전기적으로 절연시키는 패시베이션층(20)에 형성된다.
상기에서 스토리지전극(19)은 이웃하는 게이트라인(13)과 중첩되어 화소의 축적캐패시터를 이루는 것으로 데이터라인(17)과 소오스 및 드레인전극(17S)(17D)과 동시에 형성된다.
상술한 구조에서 게이트라인(13)이 단선되어 단락부분(OP1)이 형성되면 이 게이트라인(13)과 연결된 M개의 화소가 구동되지 않아 불량 처리되므로 테스트시 게이트라인(13)을 수리하여야 한다.
상기에서 게이트라인(13)의 단락부분(OP1) 양측에 스토리지전극(19)이 접촉되도록 레이저 용접(laser welding)하여 게이트라인(13)을 수리한다. 즉, 게이트라인(13)의 단락부분(OP1) 양측에 레이저를 조사하면 금속으로 형성된 게이트라인(13)이 산 화실리콘 등으로 형성된 게이트절연막(14) 보다 많이 팽창한다. 그러므로, 게이트절연막(14)에 크랙이 발생되어 게이트라인(13)이 노출되며, 스토리지전극(19)이 용융되어 크랙 사이로 흘러 게이트라인(13)과 접촉된다.
이 때, 게이트라인(13)을 수리하는 데 사용된 스토리지전극(19)을 포함하는 화소는 구동되지 않는다. 그러나, 구동되지 않은 M개의 화소에서 1개를 제외한 M-1개를 수리하므로 양품화한다. 따라서, 게이트라인(13)을 수리하므로써 수율을 향상시킨다.
그러나, 종래 기술은 게이트라인의 단선부분이 스토리지전극의 폭 보다 넓거나, 또는, 스토리지전극과 중첩되지 않은 부분에서 발생되는 경우 수리할 수 없어 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 게이트라인의 단선부분이 스토리지전극의 폭 보다 넓거나, 또는, 스토리지전극과 중첩되지 않은 부분에서 발생되어도 수리할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 게이트라인 수리방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 게이트라인 수리방법은 게이트라인이 스토리지전극의 폭 보다 넓거나, 또는, 스토리지전극과 중첩되지 않게 단선된 게이트라인을 연결하는 액정표시장치의 게이트라인 수리방법에 있어서, 게이트라인의 단선된 양측을 인접하는 화소전극과 접촉되게 용접하여 단선을 수리한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 게이트라인 수리방법을 나타내는 평면도이 고, 도 4는 도 3을 B-B선으로 자른 단면도이다.
액정표시장치는 기판(31) 상에 N개의 게이트라인(33)과 M개의 데이터라인(37)이 교차되게 형성되어 N×M개의 화소영역을 한정한다. 상기에서 게이트라인(33)과 데이터라인(37)은 금속으로 형성된다. N×M개 각각의 화소영역 내에 N×M개 각각의 화소가 형성되는 데, 이 화소는 게이트라인(33) 및 데이터라인(37)에 전기적으로 연결되게 형성된 스위칭소자인 박막트랜지스터(T2)에 의해 구동된다.
박막트랜지스터(T2)는 게이트라인(33)과 전기적으로 연결된 게이트전극(33G), 데이터라인(37)과 전기적으로 연결된 소오스전극(37S), 게이트전극(33G)을 사이에 두고 소오스전극(37S)에 대응되게 형성된 드레인전극(37D)이 형성되어 있다. 그리고, 게이트전극(33G) 상에 활성층(35)이 소오스 및 드레인전극(37S)(37D)과 중첩되게 형성된다.
화소영역의 전면에 화소전극(41)이 형성되어 있다. 상기에서 화소전극(41)은 인듐주석산화막(ITO) 또는 주석산화막(TO) 등의 투명한 전도성물질로 형성되는 것으로 제 1 접촉홀(43)을 통해 박막트랜지스터(T2)의 드레인전극(37D)과 연결되고 제 2 접촉홀(45)을 통해 스토리지전극(39)과 연결된다. 상기에서 제 1 접촉홀(43)은 게이트라인(33) 및 게이트전극(33G)과 소오스 및 드레인전극(37S)(37D) 및 스토리지전극(39) 사이를 전기적으로 절연시키는 게이트절연막(34)에 형성된다. 또한, 제 2 접촉홀(45)은 스토리지전극(39)과 화소전극(41) 사이를 전기적으로 절연시키는 패시베이션층(40)에 형성된다.
상기에서 스토리지전극(39)은 이웃하는 게이트라인(33)과 중첩되어 화소의 축적캐 패시터를 이루는 것으로 데이터라인(37)과 소오스 및 드레인전극(37S)(37D)과 동시에 형성된다.
상술한 구조에서 게이트라인(33)이 단선되어 단락부분(OP2)이 형성되면 이 게이트라인(33)과 연결된 M개의 화소가 구동되지 않아 불량 처리되므로 테스트시 게이트라인(33)을 수리하여야 한다.
게이트라인(33)의 단락부분(OP2)이 스토리지전극(39)의 폭 보다 넓어 중첩되지 않는다면 게이트라인(33)의 단락부분(OP2) 양측에 화소전극(41)이 접촉되도록 레이저로 용접하여 게이트라인(33)의 단선에 의한 불량을 수리한다. 그러므로, 스토리지전극(39)으로 수리되지 않는 게이트라인(33)의 단선을 화소전극(41)을 이용하여 수리할 수 있으므로 수율을 향상시킬 수 있다.
상기에서 게이트라인(33)의 단락부분(OP2) 양측에 레이저를 조사하면 금속으로 형성된 게이트라인(33)이 산화실리콘 또는 질화실리콘 등으로 형성된 게이트절연막(34) 및 패시베이션층(40) 보다 많이 팽창한다. 그러므로, 게이트라인(33)의 팽창력에 의해 게이트절연막(34) 및 패시베이션층(40)에 크랙이 발생되어 게이트라인(33)이 노출되며, 화소전극(41)이 용융되어 크랙 사이로 흘러 게이트라인(33)과 접촉된다.
이 때, 게이트라인(33)을 수리하는 데 사용된 화소전극(41)을 포함하는 화소는 구동되지 않으나 구동되지 않은 M개의 화소에서 1개를 제외한 M-1개가 구동되게 게이트라인(33)을 수리하여 양품화시키므로 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 게이트라인의 단선부분이 스토리지전극의 폭 보다 크지는 않으나 스토리지전 극과 일측이 중첩되고 타측이 중첩되지 않은 경우에도 본 발명에 의해 수리할 수 있다. 즉, 스토리지전극과 중첩된 게이트라인의 단선된 일측은 스토리지전극 또는 화소전극이 접촉되고, 중첩되지 않은 타측은 화소전극과 접촉되게 용접하므로써 수리된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 스토리지전극의 폭 보다 넓거나, 또는, 스토리지전극과 중첩되지 않게 단선된 게이트라인을 화소전극이 단선된 양측과 접촉되게 레이저로 용접하여 수리한다.
따라서, 본 발명은 단선된 게이트라인을 스토리지전극을 이용하여 수리할 수 없는 경우에도 화소전극을 이용하여 수리할 수 있으므로 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 단선된 게이트라인과 상기 게이트 라인과 수직 교차하는 데이터 라인에 의해 정의되는 단위화소를 포함하는 액정표시장치의 게이트라인 수리방법에 있어서,
    단선된 게이트 라인의 양측과 상기 게이트라인과 중첩되는 화소전극을 각각 연결하는 것을 수리하는 액정표시장치의 게이트라인 수리방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단선된 게이트 라인과 상기 화소전극은 레이저를 단선된 게이트라인 양측과 중첩하는 화소전극에 조사하여 상기 화소전극을 용융시킴으로써 로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 게이트 라인 수리방법.
  3. 삭제
  4. 단선되는 게이트 라인과;
    상기 게이트 라인과 수직 교차하는 데이터 라인과;
    상기 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의되는 화소 영역과;
    상기 화소영역에 형성되어 상기 데이터라인을 통해 신호가 인가되며, 상기 단선되는 게이트 라인과 연결되어 단선된 게이트 라인을 서로 연결시키는 화소전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 단선된 게이트 라인은 단선되는 영역에서 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 단선된 게이트 라인과 상기 화소전극은 레이저의 조사에 의해 화소전극을 용융시킴으로써 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 삭제
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