KR100819865B1 - 액정표시장치용 어레이 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불량화소를 리페어하는 구조에 관한 것으로, 화소전극을 커팅하여 항상 게이트전압이 인가되도록 박막트랜지스터쪽 또는 스토리지캐패시터쪽을 쇼트시키기 위하여 화소전극을 레이저커팅하는 경우에 발생되는 문제를 해결하기 위함이다.
본 발명에서는 화소전극의 예상 절단선을 따라 데이터배선쪽의 양 가장자리에 미리 커팅홈이 형성된 화소전극의 패턴을 제공하여 절단선 부근의 화소전극과 데이터배선 사이의 레이저 마진을 확보하여 레이저 결함을 없앨 수 있다.

Description

액정표시장치용 어레이 기판{Substrate for liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도.
도 2는 종래의 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소전극의 평면도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소전극의 평면도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
76: 화소전극 100, 102, 104: 커팅홈
L1, L2, L: 절단선
본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이며, 특히 액정표시장치의 불량셀 리페어(repair) 방법에서 행해지는 레이저커팅을 원활하게 하기 위한 화소전극의 패턴에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
일반적으로, 액정을 디스플레이에 이용하려면 액정셀을 제작해야 한다. 상기 액정셀은 두 개의 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판 사이에 액정을 채운 구조로 되어 있다. 이 액정에 전압을 인가할 수 있도록 기판에는 투명 전극(공통 전극, 화소 전극)이 형성되어 있다. 이 투명 전극은 상기 액정에 전압을 가하여 온(on)/오프(off)를 제어하는 역할을 한다.
즉, 액정표시장치의 광 투과량은 상기 투명 전극에 인가되는 전압에 의해 제어되고, 광 셔터(shutter) 효과에 의해 문자/화상을 표시하게 된다.
이러한 액정표시장치 중에서도, 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on)/오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도로서, 액정이 구동되는 영역으로 정의되는 액티브 영역을 중심으로 도시하였다.
도시한 바와 같이, 서로 일정간격 이격되어 상부 및 하부 기판(10, 30)이 대향하고 있고, 이 상부 및 하부 기판(10, 30) 사이에는 액정층(50)이 개재되어 있다.
상기 하부 기판(30) 상부에는 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(32, 34)이 서로 교차되어 있고, 이 게이트 및 데이터 배선(32, 34)이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 게이트 및 데이터 배선(32, 34)이 교차되는 영역 으로 정의되는 화소 영역(P)에는 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소 전극(46)이 형성되어 있다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 박막트랜지스터(T)는 게이트 전압을 인가받는 게이트 전극과, 데이터 전압을 인가받는 소스 및 드레인 전극과, 게이트 전압과 데이터 전압 차에 의해 전압의 온(on)/오프(off)를 조절하는 채널(ch ; channel)로 구성된다.
그리고, 상부 기판(10) 하부에는 컬러필터층(12), 공통 전극(16)이 차례대로 형성되어 있다.
도면으로 상세히 도시하지 않았지만, 컬러필터층(12)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터와, 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스로 구성된다.
그리고, 상부 및 하부 기판(10, 30)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(52, 54)이 위치하고, 하부 편광판(54) 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다.
이러한 액정표시장치는 스위칭 소자 및 화소 전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 거친 기판을 이용하여, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다.
상기 액정셀 공정은 어레이 공정이나 컬러필터 공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라고 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배 향을 위한 배향막 형성공정과 셀 갭(cell gap) 형성공정, 셀 절단(cutting) 공정, 액정주입 공정으로 크게 나눌 수 있고, 이러한 공정을 거친 액정셀은 품질검사를 통해 선별된 액정패널의 외측에 각각 편광판을 부착한 후, 구동회로를 연결하면 액정 표시 장치가 완성된다.
도 2는 종래의 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 액정패널에는 서로 교차되는 방향으로 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(62, 74)이 형성되어 있고, 게이트 및 데이터 배선(62, 74)이 교차되는 지점에는 게이트전극(42), 소스전극(44), 드레인전극(46)을 가진 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(46)와 연결되어 화소별로 화소 전극(76)이 형성되어 있다.
이때, 상기 게이트 배선(62)과 화소 전극(76)이 중첩되는 영역은 미도시한 절연체가 개재된 상태에서 스토리지 캐패시터(CST)를 이룬다.
이러한 액정패널의 검사 과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트 패턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을 때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다.
액정패널의 불량에는 화소셀 별 색상 불량, 휘점(항상 켜져 있는 셀), 암점(항상 꺼져 있는 셀) 등의 점 결함과, 인접한 데이터 배선(74) 간의 단락(Short)으로 인해 발생하는 선 결함(Line Defect) 등이 있다. 이러한 불량은 완성된 액정패널에 테스트 패턴들을 띄웠을 때 작업자의 눈에 확연히 드러나게 되고, 작업자는 불량 화소의 위치를 파악하여 이 후에 그 부분에 대한 리페어(repair) 작업을 행하게 된다.
도면에서는, 화면상에 블랙 패턴을 띄웠을 때, 쇼트 불량 또는 신호 불량 등의 이유로 휘점으로 나타나는 불량셀을 리페어를 위해 암점화하는 공정을 일 예로 도시하였다. 암점화와 휘점화는 노멀리화이트(nomally white)모드 또는 노멀리블랙(normally black)모드에 따라 다르지만, 수요자의 요구에 따라 암점화가 행해지고 있는 추세이다.
종래에는, 휘점에 대한 리페어 공정으로 화소전극(76)의 스토리지부분(76a)에 문제가 발생하는 경우, 화소전극을 점선표시된 절단선을 따라 커팅하고, 화소전극(76)의 스토리지 캐패시터(CST)부분을 레이저로 단접(welding)하여, 게이트 배선(62)에 인가되는 게이트 전압이 항상 화소전극(76)에 인가되도록 하여 화소전극(76)을 암점화하는 방법이 주로 이용되었다. 그런데, 화소전극(76)의 아래쪽 박막트랜지스터(T)와 연결된 쪽(76b)에 문제가 발생한 경우에는 화소전극(76)의 중간부분을 커팅하고, 도면아래의 박막트랜지스터(T)쪽의 화소전극(76b)에도 게이트전압을 인가하기 위하여 역시 레이저를 사용하여 드레인전극(46)과 게이트전극(42)을 쇼트시킨다.
그런데, 데이터배선(74)와 화소전극(76)과의 평균 3 내지 5㎛이므로, 화소전극(76)의 경계부분이 레이저빔의 마진(margin) 부족으로 제대로 커팅이 안되는 경우가 발생한다. 이를 방지하기 위해 오버커팅(over cutting)하는 경우 데이터배선(74)에 손상을 주게 됨으로 더욱 이런 문제가 발생되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 화소전극과 데이터배선의 사이 거리가 협소한 경우 암점화를 위하여 화소전극에 게이트전압을 인가함에 있어 화소전극의 커팅이 원할히 진행될 수 있는 화소전극의 패턴을 제공하는 것이다.
본 발명의 기타 장점이나 목적은 추후 설명하는 실시예를 통해 이해할 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판은, 기판상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과;
상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 이들 두 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터와 연결되며 상기 화소영역 내에 형성되며, 상기 데이터 배선과 인접하는 양측면에 그 중앙부를 향해 오목하게 패인 형태의 커팅홈을 가지며 형성된 화소전극을 포함하며, 상기 커팅홈은 상기 화소전극의 양측면에 각각 1개씩 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 화소전극의 측면으로부터 그 중앙부 쪽으로 패인 상기 커팅홈의 깊이는 2㎛보다는 크거나 같고 상기 화소전극의 양측면간의 수직 거리의 1/2보다는 작게 형성된 것이 특징이다.
삭제
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다.
도 3은 본 발명에 따른 화소전극 패턴의 예를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 절단 예상선(L)을 따라 화소전극(76)의 양 가장자리에 홈(100)이 형성되어 있다. 이 홈의 길이는 한정되는 것이 아니며, 최소한 2㎛이상의 길이를 가지는 것이 유리하다. 이는 통상의 레이저빔 작업에 필요한 마진(margin)이 4㎛는 필요하기 때문이다. 따라서 화소전극(76)과 데이터배선(미도시)의 거리가 3-5㎛이라고 할 경우 이정도의 홈의 길이가 필요한 것이다.
여기서 예상 절단선(L)이 반드시 도면에서 수평방향이 아니어도 무관하고 화소전극(76)을 상,하로 분리할 수 있는 정도면 족하다.
도 4는 본 발명에 따른 두 번째 실시예로서, 도시한 바와 같이, 예상절단선(L1)(L2)를 두 개로 할 수도 있다. 이 경우 홈은 각각 두 개(102)(104)가 되고, 예를 들어 도 3과 달리 직사각형 형상의 홈이 아니어도 되고, 모따기 형상의 홈을 형성하여도 된다.
이러한 화소전극(76)은 사진식각공정에 의해 형성되므로, 이러한 모양의 화소전극(76)을 형성하기 위해서는 화소전극용 마스크를 변형하면 된다는 것은 당연하다.
이상에서 본 발명에 따른 화소전극의 패턴을 예를 들어 몇가지를 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이러한 다양한 변화와 변형이 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는다는 것은 첨부된 청구범위를 통해 이해할 수 있을 것이다.
데이터배선과 화소전극 사이의 간격이 좁아짐으로 화소전극의 리페어시 발생되는 레이저빔의 마진이 적어짐으로 인한 디펙트(laser defect)를 절단선 부분에 화소전극과 데이터배선 사이의 거리를 확보할 수 있으므로, 이러한 레이저디펙트를 해결할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 기판상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과;
    상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 이들 두 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 연결되며 상기 화소영역 내에 형성되며, 상기 데이터 배선과 인접하는 양측면에 그 중앙부를 향해 오목하게 패인 형태의 커팅홈을 가지며 형성된 화소전극
    을 포함하며, 상기 커팅홈은 상기 화소전극의 양측면에 각각 1개씩 형성된 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소전극의 측면으로부터 그 중앙부 쪽으로 패인 상기 커팅홈의 깊이는 2㎛보다는 크거나 같고 상기 화소전극의 양측면간의 수직 거리의 1/2보다는 작게 형성된 것이 특징인 액정표시장치용 어레이 기판.
  4. 삭제
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