KR100798992B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어레이 기판 상의 주사선 및 신호선의 각각 최단부의 선보다도 기판 단부측에 위치하여 각 주사선 및 각 신호선을 둘러싸도록 형성되고, 또한 각 신호선과 절연막을 거쳐서 2 군데에서 각각 교차하는 용장(冗長) 배선을 갖고, 각 신호선 중 1개 이상는 단선 부위를 갖고 있고, 용장 단선은 상기 배선 부위를 갖는 신호선과의 2 군데의 교차부에 있어서 오목부를 갖고, 그 오목부 내가 도전재로 메워져 용장 배선 부위를 갖는 신호선이 전기적으로 접속되어 있다.

액정 표시 장치, 어레이 기판, 블랙 매트릭스, 대향 기판, 액정층

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}

도1은 본 발명에 관한 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도.

도2는 어레이 기판의 평면도.

도3은 본 발명의 제조 방법을 평면적으로 본 상세한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 액정 표시 장치

10: 어레이 기판

11: 대향 기판

12: 액정층

13: 배향막

14: 편광판

110: 유리 기판

111: 블랙 매트릭스

113: 대향 전극

1120, 1121, 1122: 컬러 필터

[문헌 1] 일본 특허 공개 2002-182246호 공보 참조

본 출원은 2004년 12월 17일자로 출원된 일본 특허 출원 제2004-366713호를 기초로 이루어졌고 이를 우선권 주장하며, 본 명세서 전반에 걸쳐 참조한다.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 배선의 결함 수정 방법을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 신호선 등의 배선에 단선이 있는 경우의 단선 수복 방법(리페어 방법)으로서, 예를 들어 하기의 두 가지 방법이 있다.

제1 리페어 방법은 레이저 CVD(화학적 증기 박막)를 이용한 방법으로, 배선 패턴의 상면 개구부와 배선 패턴의 폭 방향 양측에 기판면에 도달할 정도로 형성되는 공간 개구부가 연결되는 단선 수복용 콘택트 홀을 2개 형성하고, 레이저 CVD법에 의해 그 단선 수복용 콘택트 홀을 유기 금속 화합물로 이루어지는 레이저 CVD막으로 메우고, 각각의 콘택트 홀 내의 레이저 CVD막끼리를 레이저 CVD막으로 접속하거나, 또는 2개의 단선 수복용 콘택트 홀에 매립된 각각의 레이저 CVD막을 레이저 CVD법을 이용하여 동일한 화소 전극에 접속하거나, 혹은 각각 다른 화소 전극에 레이저 CVD막으로 접속하여 화소 전극끼리를 레이저 CVD막으로 접속하거나, 또는 한쪽 또는 양 쪽의 화소 전극에 접속되는 TFT의 드레인 전극과 신호선의 접속을 끊도록 한다.

제2 리페어 방법은 레이저 웰딩(용접)을 이용한 방법으로, 단선 수복용 콘택트 홀을 설치하지 않고, 단선부의 보호막 상에 단선되어 있는 배선 패턴의 폭보다도 넓은 레이저 CVD막을 단선부를 걸쳐서 형성하고, 레이저 웰딩법에 의해 단선부의 양단부측에 있어서 레이저 CVD막과 단선되어 있는 배선 패턴의 양단부를 접속한다(예를 들어, 일본 특허 공개 2002-182246호 공보 참조).

상기 2개의 리페어 방법을 이용하면, 하기의 효과가 있다.

제1 리페어 방법에서는 화소 전극 형성 전에 절연막을 드라이 에칭하여 단선수복용 콘택트 홀을 형성하므로 레이저 조사에 의한 화소 전극을 오염시키지 않는다.

제2 리페어 방법에서는 마스크수를 늘릴 필요가 없어 도중(塗中) 공정이라도 수복 작업을 행할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.

그러나, 제1 리페어 방법에서는 단선 수복용 콘택트 홀을 형성하는 데 레지스트를 도포하는 공정이 필요하게 된다.

또한, 제2 리페어 방법에서는 레이저 CVD막의 용융량이 부족한 경우에는 잘 수복할 수 없다는 결점이 있다.

본 발명은 신호선의 단선부의 수복을, 공정을 늘리지 않음으로써 간단하고 확실하게 할 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시 형태에 따르면, 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 협지된 액정층으로 이루어지는 액정 표시 장치이며, 상기 한 쌍의 기판은 한쪽이 어레이 기판, 다른 쪽이 상기 어레이 기판에 대향 배치되는 대향 기판이고, 상기 어레이 기판은 그 일주요면 상에 복수의 주사선과, 상기 주사선과 대략 직교 배치되는 복수의 신호선과, 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 신호선의 각각 최단부의 선보다도 기판 단부측에 위치하여 상기 모든 주사선 및 상기 모든 신호선을 둘러싸도록 형성되고, 또한 상기 각 신호선과 절연층을 거쳐서 2 군데에서 각각 교차하는 링 형상의 용장(冗長) 배선을 갖고, 상기 절연층은 상기 각 신호선의 하층에 형성되고, 상기 용장 배선은 상기 절연층에 형성되고, 상기 각 신호선 중 1개 이상은 단선 부위를 갖고 있고, 또한, 상기 용장 배선은 상기 단선 부위를 갖는 신호선과의 상기 2 군데의 교차부에 있어서 오목부를 갖고, 그 오목부 내가 도전재로 메워져 상기 용장 배선과 상기 단선 부위를 갖는 신호선이 전기적으로 접속되고, 상기 링 형상의 용장 배선이 상기 2 군데의 교차부를 경계로 2개로 나뉘어져 있고, 이 나뉘어진 2개의 용장 배선 중 긴 쪽의 용장 배선이 비도통인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.

또한, 본 발명의 일실시 형태에 따르면 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 협지된 액정층으로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법이며, 상기 한 쌍의 기판은 한쪽이 어레이 기판, 다른 쪽이 상기 어레이 기판에 대향 배치되는 대향 기판이고, 상기 어레이 기판 상에 복수의 신호선과 상기 복수의 신호선과 직교 배치되는 복수의 주사선을 각각 형성하는 동시에, 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 신호선의 각각 최단부의 선보다도 기판 단부측에 위치하여 상기 모든 주사선 및 상기 모든 신호선을 둘러싸도록, 또한 상기 각 신호선과 절연층을 거쳐서 2 군데에서 각각 교차하는 링 형상의 용장 배선을 형성하는 제1 공정과, 상기 신호선에 있어서의 단선의 유무를 검출하는 제2 공정과, 상기 검출된 단선을 갖는 신호선과 상기 용장 배선이 교차하는 2 군데를 검출하는 제3 공정과, 상기 검출된 상기 부위에 오목부를 형성하는 제4 공정과, 상기 형성된 오목부에 도전재를 각각 충전하는 제5 공정과, 상기 교차부를 경계로 나뉘어진 2개의 용장 배선 중 한쪽의 용장 배선을 비도통으로 하는 제6 공정을 갖고, 상기 제1 공정에 있어서, 상기 절연층은 상기 각 신호선의 하층에 형성되고, 상기 용장 배선은 상기 절연층에 형성되고, 상기 제5 공정에 있어서, 상기 오목부는 상기 단선부를 갖는 상기 신호선과 상기 용장 배선이 교차하는 2 군데에 있어서 형성되고, 상기 제6 공정에 있어서, 상기 용장 배선은 상기 2 군데의 교차부를 경계로 하여 선 길이가 긴 쪽을 비도통으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법이다.

본 발명의 용장 배선은 단선 부위를 갖는 신호선과의 2 군데의 교차부에 있어서 오목부를 갖고, 그 오목부 내가 도전재로 메워져 상기 용장 배선과 상기 단선 부위를 갖는 신호선이 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 상기 단선 부위가 용장 배선으로 전기적으로 접속된다. 또한, 용장 배선과 오목부를 설치할 뿐이기 때문에 공정도 늘어나지 않는다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

(1) 액정 표시 장치(1)의 구성

우선, 액정 표시 장치(1)의 구성에 대해 설명한다.

도1은 본 실시 형태에 관한 투과형 액정 표시 장치의 일부 개략 단면도를 도시한다.

액정 표시 장치(1)는 어레이 기판(10)과, 그 어레이 기판(10)에 대향 배치된 유리 기판(110)의 일주요면 상에 배치되는 그물코 형상의 블랙 매트릭스(111)와, 이 블랙 매트릭스(111)로 구획된 영역에 대응하여 배치되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 컬러 필터(1120, 1121, 도시하지 않지만 부호 1122)와, 각 컬러 필터 상에 배치되는, 예를 들어 투명 전극으로서의 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 대향 전극(113)으로 이루어지는 대향 기판(11)과, 그것들 2장으로 한 쌍의 기 판 사이에 협지된 액정층(12)과, 그 액정층(12)을 구성하는 액정 재료의 배향을 규정하는 어레이 기판(10)과 대향 기판(11)의 양쪽에 형성된 배향막(13)과, 양 기판의 액정층(12)과 접촉하는 면과는 반대측면에 각각 배치된 편광판(14)으로 구성된다. 또한, 상술한 어레이 기판(10)과 대향 기판(11) 사이에는, 도시하지 않지만 기판 사이의 갭을 균일하게 하는 비즈 스페이서를 협지하고 있다.

도2는 액정 표시 장치를 구성하는 한 쌍의 기판 중 한쪽인 어레이 기판을 도시하는 평면도이다.

어레이 기판(10)은 유리 기판(100)의 일주요 표면에 형성된 복수의 주사선(101)과, 그 주사선(101) 상에 도1과 같은 절연막(1070)을 거쳐서 상기 주사선(101)에 대략 직교 배치하도록 형성된 복수의 신호선(102)과, 주사선(101) 및 신호선(102)의 주위를 평면적으로 둘러싸도록 형성된 용장 배선(103)과, 주사선(101)과 신호선(102)과의 교점 부근에 배치되는 박막 트랜지스터(104)와, 박막 트랜지스터(104)에 접속된 화소 전극(105)으로 이루어진다.

박막 트랜지스터(104)는 주사선(101)에 접속되는 게이트 전극과, 절연막을 거쳐서 형성되는 반도체층으로서의 아몰퍼스 실리콘층과, 그 위의 신호선(102)에 접속되는 소스 전극과, 화소 전극에 직결하는 드레인 전극으로 구성된다.

(2) 어레이 기판(10)의 제작 방법

이 어레이 기판(10)은 이하의 요령으로 제작된다.

우선, 유리 기판(100)의 일주요면 상에 알루미늄을 전체면에 성막하여 금속막을 형성하고, 그것을 패터닝하여 주사선(101) 및 리페어 배선으로서의 링 형상의 용장 배선(103)을 형성한다. 이 용장 배선(103)은 유리 기판(100)의 4변 근방의 차폐용 블랙 매트릭스로 차폐되는 부분에 형성된다.

그것들 위에 실리콘 질화막을 기판 전체면에 더 형성하여 절연막(1070)을 형성한다.

다음에 아몰퍼스 실리콘을 전체면에 형성하여 그것을 패터닝하고, 반도체층으로서의 아몰퍼스 실리콘층(108)을 형성한다.

계속해서, 알루미늄을 전체면에 더 성막하여 금속막을 형성하고, 패터닝하여 소스 전극, 드레인 전극, 신호선(102)을 형성한다.

다음에, 실리콘 질화막을 기판 전체면에 형성하여 절연막(1071)를 형성한 후, 화소 전극(105)과 도시하지 않지만 드레인 전극 접속용 콘택트 홀을 형성한다.

최후에, ITO를 기판 전체면에 성막하여 화소 전극층을 형성하고, 패터닝하여 화소 전극(105)을 형성하여 어레이 기판(10)이 완성된다.

(3) 어레이 기판(10)의 리페어 방법

어레이 기판(10)이 완성되면 어레이 테스터를 이용하여 신호선(102)의 단선 검사가 행해진다. 신호선(102) 중 어느 하나에 단선 부위가 있으면 이 검사에서 단선 부위가 검출된 경우, 이하의 방법으로 이 단선의 리페어가 행해진다.

도3은 본 실시 형태의 리페어 방법의 각 스텝을 도시하는 설명도이다.

신호선 단선 검사에서 단선을 갖는 신호선이 검출되면 그 단선 부위(112)를 갖는 신호선(1020)과, 용장 배선(103)이 교차하는 점(1090, 1091)의 각각에 펄스 레이저 UV광(30)을 조사한다[도3의 (a)].

이때, 펄스 레이저 UV광(30)은 0.5 내지 0.9 mJ, 주파수 2.5 내지 3 펄스로 2 쇼트 조사하면 좋다.

이에 의해, 이 펄스 레이저 UV광(30)의 조사 부위(1090, 1091)에 있어서 절연막(1071), 신호선(102), 용장 배선(103) 및 하층의 절연막(1070)이 용융된다[도3의 (b)]. 이 용융된 각 층은 10초 이상 그대로 방치하면, 그 상태에서 재응고한다.

계속해서, 원료 가스의 W(CO)6 분위기(40)를 발생시켜, 그 중에서 상기 펄스 레이저 UV광(30) 조사 부위에 대해 CW(연속 발진) 레이저 UV광(50)을 더 조사한다.

이때, CW 레이저 UV광(50)은 2.5 내지 3.0 mW로 10 내지 13초간 조사하면 좋다.

그러면, CW 레이저 UV광(50)을 조사한 부위에 있어서, 원료 가스(40)가 기체의 상태로부터 텅스텐으로서 고체화되어 퇴적한다[도3의 (C)].

이에 의해, 1회째의 레이저 조사에 의해 용융시켜 재응고시킨 것만으로는 불충분했던 구멍부의 전기적 접속을 향상시킬 수 있다.

다음에, 상기 2 군데의 레이저광 조사 부위를 경계로 하여, 링 형상의 용장 배선(103) 중 긴 쪽의 용장 배선(103)의 단부를 2 군데 각각 절단하여 비도통으로 한다[도3의 (D)].

이와 같이 하여 리페어가 완료되면, 그것이 성공하고 있는지 여부가 어레이 테스터, 또는 셀 조립 후의 일괄 화상 검사에서 더 검사된다.

이상과 같이, 신호선(102)과 용장 배선(103)의 교차부를 펄스 UV 레이저광 (30)으로 용융하여 응고시킬 뿐만 아니라, 또한 그것에 텅스텐으로 구멍을 메움으로써 용장 배선(104)과 신호선(103)의 도통을 보다 좋게 할 수 있다.

(변경예)

본 발명은 상기 각 실시 형태로 한정되지 않고, 그 주지를 일탈하지 않는 한 다양하게 변경할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 스페이서는 여기서는 비즈 형상이고, 살포하여 이용하는 타입의 비즈 스페이서를 예시하고 있지만, 기둥 형상으로 형성하는 기둥 스페이서라도 상관없다.

상기 실시 형태에서는 박막 트랜지스터(104)의 반도체층으로서 아몰퍼스 실리콘층을 이용하고 있지만, 폴리실리콘을 이용하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는 박막 트랜지스터 구조를 바닥 게이트 구조로서 설명하고 있지만, 천장 게이트 구조라도 좋다.

상기 실시 형태에서는 텅스텐을 오목부 형성부에 대해 메우는 것으로 하였지만, 텅스텐 대신에 크롬을 형성하였다고 해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시 형태에서는 상기 2 군데의 레이저광 조사 부위를 경계로 하여 나뉘어진 링 형상의 용장 배선(103) 중 긴 쪽의 용장 배선(103)의 단부를 2 군데 각각 절단하여 비도통으로 하였지만, 1 부위만을 절단하여 비도통으로 해도 좋다.

본 발명에 따르면, 미리 형성된 고리 형상의 용장 배선을 이용해서 단선이 생긴 신호선의 단선부와는 반대측의 양단부와, 용장 배선을 연결하여, 불필요한 측의 용장 배선을 전기적으로 절단함으로써 수복을 완성한다.　 이 경우에, 분리된 2개의 용장 배선 중 긴 쪽의 용장 배선을 비도통으로 함으로써, 짧은 쪽의 용장 배선에서 접속되기 때문에, 수복 후의 전기적 저항이 작아지고, 수복 후에 있어서도 화상이 선명하게 표시 가능한 효과를 갖는다. 또한, 용장 배선과 오목부만을 설치하는 구성이기 때문에 공정을 늘리지 않고 간단하게 신호선의 단선부를 수복할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (9)

1. 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 협지된 액정층으로 이루어지는 액정 표시 장치이며,

   상기 한 쌍의 기판은, 한쪽이 어레이 기판, 다른 쪽이 상기 어레이 기판에 대향 배치되는 대향 기판이고,

   상기 어레이 기판은,

   복수의 주사선과, 상기 주사선과 대략 직교 배치되는 복수의 신호선과,

   상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 신호선의 각각 최단부의 선보다도 기판 단부측에 위치하여 상기 모든 주사선 및 상기 모든 신호선을 둘러싸도록 형성되고, 또한 상기 각 신호선과 절연층을 거쳐서 2 군데에서 각각 교차하는 링 형상의 용장 배선을 갖고,

   상기 절연층은 상기 각 신호선의 하층에 형성되고,

   상기 용장 배선은 상기 절연층에 형성되고,

   상기 각 신호선 중 1개 이상은 단선 부위를 갖고 있고,

   또한, 상기 용장 배선은 상기 단선 부위를 갖는 신호선과의 상기 2 군데의 교차부에 있어서 오목부를 갖고, 그 오목부 내가 도전재로 메워져 상기 용장 배선과 상기 단선 부위를 갖는 신호선이 전기적으로 접속되고,

   상기 링 형상의 용장 배선이 상기 2 군데의 교차부를 경계로 2개로 나뉘어져 있고, 이 나뉘어진 2개의 용장 배선 중 긴 쪽의 용장 배선이 비도통인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 도통재는 텅스텐인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 도통재는 크롬인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 협지된 액정층으로 이루어지는 액정 표시 장치의 제조 방법이며,

   상기 한 쌍의 기판은, 한쪽이 어레이 기판, 다른 쪽이 상기 어레이 기판에 대향 배치되는 대향 기판이고,

   상기 어레이 기판 상에 복수의 신호선과 상기 복수의 신호선과 직교 배치되는 복수의 주사선을 각각 형성하는 동시에, 상기 복수의 주사선 및 상기 복수의 신호선의 각각 최단부의 선보다도 기판 단부측에 위치하여 상기 모든 주사선 및 상기 모든 신호선을 둘러싸도록, 또한 상기 각 신호선과 절연층을 거쳐서 2 군데에서 각각 교차하는 링 형상의 용장 배선을 형성하는 제1 공정과,

   상기 신호선에 있어서의 단선의 유무를 검출하는 제2 공정과,

   상기 검출된 단선을 갖는 신호선과 상기 용장 배선이 교차하는 2 군데를 검출하는 제3 공정과,

   상기 검출된 상기 부위에 오목부를 형성하는 제4 공정과,

   상기 형성된 오목부에 도전재를 각각 충전하는 제5 공정과,

   상기 교차부를 경계로 나뉘어진 2개의 용장 배선 중 한쪽의 용장 배선을 비도통으로 하는 제6 공정을 갖고,

   상기 제1 공정에 있어서, 상기 절연층은 상기 각 신호선의 하층에 형성되고, 상기 용장 배선은 상기 절연층에 형성되고,

   상기 제5 공정에 있어서, 상기 오목부는 상기 단선부를 갖는 상기 신호선과 상기 용장 배선이 교차하는 2 군데에 있어서 형성되고,

   상기 제6 공정에 있어서, 상기 용장 배선은 상기 2 군데의 교차부를 경계로 하여 선 길이가 긴 쪽을 비도통으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제5항에 있어서, 상기 도전재가 텅스텐인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 도전재가 크롬인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

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