KR100870662B1 - 액정표시패널의 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시패널의 패드구조 및 검사장치에 관한 것으로, 특히 액정표시패널 검사시 패드에 형성된 투명전극의 손상을 방지할 수 있는 액정표시패널의 패드구조 및 검사장치에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 게이트배선 및 데이터배선이 종횡으로 배열된 액정표시패널의, 패드영역에 형성된 복수개의 도전층; 상기 도전층 상부에 콘택홀을 구비하여 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상부에 형성되고 상기 콘택홀을 통해 상기 도전층과 전기적으로 연결되며, 콘택홀을 포함하지 않는 영역에 액정표시패널의 검사를 위한 프로브핀이 접촉되는 투명전극층을 포함하는 액정표시패널의 패드구조를 제시한다. 또한, 본 발명은 프로브 블록; 상기 프로브 블록에 설치된 복수개의 프로브핀; 상기 프로브핀의 일부분에 형성되어 패드와 접촉하여 전기신호를 인가하는 범프를 포함하는 액정표시패널의 검사장치를 제시한다.

패드, 콘택홀, 범프

Description

액정표시패널의 검사방법{METHOD OF PROBING TFT-LCD}

도 1은 액정표시패널의 평면도.

도 2a 및 도 2b는 종래 사용되던 패드의 평면도 및 단면도.

도 3은 종래 액정표시패널 검사에 사용되던 프로브핀.

도 4는 종래 액정표시패널의 검사장치에 의해 패드가 손상된 모습을 도시한 단면도.

도 5는 액정표시패널의 검사장치를 도시한 사시도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 패드의 평면도 및 단면도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 액정표시패널 검사에 사용되는 프로브핀의 평면도 및 단면도.

도 8은 본 발명에 의한 프로브핀이 패드와 접촉하여 동작하는 모습을 도시한 단면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100,540: 액정표시패널 110: 데이터패드

120: 게이트패드 130: 상부기판

140: 하부기판 150: 게이트배선

160: 데이터배선 170: 스위칭소자

200,530,600: 패드 210,610: 도전층

220,620: 절연막 230,630: ITO

240,640: 콘택홀 300,520,700: 프로브핀

500: 검사장치 510: 프로브블록

710: 범프

본 발명은 액정표시패널의 패드구조 및 검사장치에 관한 것으로, 특히 액정표시패널 검사시 패드부에 형성된 투명전극의 손상을 방지할 수 있는 액정표시패널의 검사방법에 관한 것이다.

현재 평판디스플레이(flat panel display)의 주력제품인 액정표시장치(TFT-LCD)는 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화가 급속도로 진전되어 노트북 컴퓨터(computer)용 뿐만 아니라 대형 모니터(monitor) 응용 제품으로도 개발되어 기존의 CRT(cathode ray tube) 제품을 점진적으로 대체하고 있어 디스플레이 산업에서의 그 비중이 점차 증대되고 있다. 최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있다. 특히 모든 전자 제품의 경, 박, 단, 소 추세에 따라 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질, 휴대성의 중요성이 더 한층 높아지고 있다. 액정표시장치는 평판디스플레이의 이러한 조건들을 만족시킬 수 있는 성능뿐만 아니라 양산성까지 갖춘 디스플레이 장치이기 때문에 이를 이용한 각종 신제품 창출이 급속도로 이루어지고 있으며 전자 산업에서 반도체 이상의 파급효과를 가져오고 있다.

상기와 같은 액정표시소자의 제조공정은 서로 다른 제조공정을 거쳐 완성된 TFT 어레이(TFT-Array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 사이에 액정 셀(cell)을 형성하는 일련의 공정으로 이루어진다. TFT 어레이 기판에는 액정을 주입하기 위한 씰패턴(seal pattern) 인쇄와 컬러필터 기판의 공통전극 단자를 TFT 어레이 기판에 연결하기 위한 쇼트(short)가 만들어지며, 컬러필터 기판에는 일정한 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(spacer)를 뿌려준다. 그 다음 두 기판은 서로 정렬하여 합착된 후 각각의 패널(panel)로 절단 분리된다.

각 액정표시패널은 액정주입 후 주입구를 차단하고 액정 주입상태와 액정 셀의 온-오프(on-off) 검사로 양품만을 선별함으로써 제조공정은 끝난다.

본 발명은 상기 공정의 마지막 단계인 액정표시패널의 검사에 관한 것이다.

도 1은 액정표시패널의 평면도이다.

액정표시패널은 하부기판(140)과 상부기판(130)이 합착되어 형성된다. 상기 하부기판(140)에는 게이트배선(150) 및 데이터배선(160)이 종횡으로 배열되고 그 교차점에 박막트랜지스터(thin-film-transistor; TFT)와 같은 스위칭소자(170)가 형성된다. 상기 상부기판(130)에는 컬러필터가 형성된다.

도시한 바와 같이 패드(110,120)는 액정표시패널(100)의 가장자리에 배치된다. 횡방향으로 배열된 패드(110)는 데이터배선(160)과 연결되는 데이터패드(110)이고, 종방향으로 배열된 패드(120)는 게이트배선(150)과 연결되는 게이트패드(120)이다. 하부기판(140)은 상기 패드(110,120)의 실장을 위하여 상부기판(130)보다 약간 크게 제작된다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 A인 패드 부분을 확대하여 도시한 것이다.

도 2a는 패드의 평면도이고, 도 2b는 패드의 단면도이다.

도시된 바와 같이 패드(200)는 도전층(210) 상부에 절연막(220)과 투명전극 인 ITO(indium-tin-oxide; 230)가 순차적으로 형성되어 있다. 상기 ITO(230)는 상기 도전층(210)을 외부와 전기적으로 연결시켜 주기 위한 것이고, 이를 위하여 상기 절연막(220)에는 폭 t₁의 콘택홀(contact hole; 240)을 형성해 도전층(210)과 ITO(230)가 접촉된다. 상기 콘택홀(240)은 패드(200) 전 면적에 걸쳐 형성되어 있다.

도 3은 액정표시패널을 검사하기 위해 상기 패드와 접촉되는 프로브핀(probe pin)을 도시한 것이다.

폭 t₂를 갖는 상기 프로브핀(300)이 상기 패드(200)와 접촉해서 액정표시패널에 전기 신호를 인가하여 액정표시패널을 검사한다.

액정표시패널의 검사를 수행하기 위하여 프로브핀(300)이 패드(200)의 ITO(230)와 접촉하여 슬라이딩(sliding)하면서 패드(200)의 위치를 얼라인(align)한다. 그런데, 이 때 패드(200)와 접촉하는 프로브핀의 폭 t₂가 절연막에 형성된 콘택홀의 폭 t₁보다 작기 때문에 상기 콘택홀(240) 안으로 프로브핀(300)이 삽입된 상태로 슬라이딩을 하게 된다.

액정표시패널이 고해상도화 되어감에 따라 패드 사이의 간격이 매우 좁아지므로 상기 프로브핀이 콘택홀보다 크게 되면 인접하는 패드와 접촉되어 오동작을 일으켜 정확한 검사를 할 수 없게 된다.

절연막(220)의 콘택홀(240)의 폭이 상기 프로브핀의 폭보다 크게 되는 이유 는 유기물질인 절연막(220)의 특성에 기인한다. 특히, 상기 절연막이 유기물질인 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; 이하 BCB)인 경우 콘택홀(240)을 형성하기 위해 BCB층(220)을 에칭하게 되면 절연막(220)이 오버에칭(over-etching)되어 기존의 설계치보다 콘택홀(240)의 폭이 넓어지게 된다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이 오버에칭에 의해 콘택홀의 측면이 경사를 갖게 되어 콘택홀의 아래 부분의 폭보다 윗부분의 폭이 넓어지게 된다. 또한 유기물질을 에칭할 때 걸리는 많은 시간으로 오버에칭이 발생하게 된다.

따라서, 프로브핀(300)과 접촉되는 ITO(230)가 손상되고, 상기 ITO(230)는 절연막(220)과 접착력이 약해 쉽게 떨어져 나가 이후 진행되는 공정에서는 검사를 할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

도 4는 상기 검사 이후 패드(200)의 ITO가 손상된 모습을 보여주는 단면도이다.

프로브핀이 지나간 자리(300)의 ITO(230)가 단선된 것이 도시되어 있다. 따라서, 이후 공정에서 다시 프로브핀이 상기 단선된 ITO(230)와 접촉하게 되면 전기 신호가 제대로 인가되지 않아 검사가 불완전하게 수행될 우려가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 액정표시패널의 검사시에 ITO가 손상되지 않는 검사방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

삭제

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시패널의 검사방법은 게이트배선 및 데이터배선이 종횡으로 배열된 액정표시패널의, 패드영역에 형성된 복수개의 도전층과, 상기 도전층 상부에 콘택홀을 구비하여 형성된 절연층과,상기 절연층 상부에 형성되고 콘택홀이 형성되는 제1영역과 콘택홀이 형성되지 않은 제2영역으로 이루어져 상기 제1영역의 콘택홀을 통해 상기 도전층과 전기적으로 연결되는 투명전극층으로 이루어진 패드를 구비한 액정표시패널을 제공하는 단계; 프로브 블록과, 상기 프로브 블록에 설치된 복수개의 프로브핀과, 상기 프로브핀의 일부분에 형성된 범프로 이루어진 검사장치를 제공하는 단계; 상기 검사장치의 프로브핀을 패드 위치로 이동하여 상기 프로브핀과 패드를 제1차 얼라인하는 단계; 및 상기 검사장치의 범프를 투명전극층의 제2영역과 접촉한 상태에서 제2영역으로 단부측으로 이동하여 프로브핀과 패드를 제2차얼라인한 후 상기 상기 범프를 통해 액정패널로 테스트신호를 인가하는 단계로 이루어진다.
상기 투명전극층은 콘택홀이 형성된 제 1 영역과 콘택홀이 형성되지 않은 제 2 영역으로 구분되고, 상기 제 1 영역의 길이는 상기 제 2 영역의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 도전층은 게이트 배선이나 데이터배선의 일부인 것을 특징으로 한다.

상기 콘택홀은 상기 절연층의 화소영역 방향 일단부에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프로브 블록; 상기 프로브 블록에 설치된 복수개의 프로브핀; 상기 프로브핀의 일부분에 형성되어 패드와 접촉하여 전기신호를 인가하는 범프를 포함하는 액정표시패널의 검사장치를 제시한다.

상기 프로브핀 및 범프는 니켈(Ni)과 같은 도전성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 범프의 폭은 상기 프로브핀의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 검사장치와 액정표시패널의 일부분을 확대하여 도시한 것이다.

검사장치(500)는 프로브블록(510)과 상기 프로브블록(510)에 형성된 복수개의 프로브핀(520)으로 구성되어 있다. 상기 프로브핀(520)은 니켈(Ni) 등의 도전성 금속으로 이루어져 있으며 액정표시패널(540)에 형성된 패드(530)와 접촉되는 프로브핀(520)의 접촉부에는 상기 패드(530)와의 접촉을 위해 범프(bump; 미도시)가 형성되어 있다.

도 6a와 6b는 본 발명의 패드를 확대 도시한 것이다.

도 6a는 패드의 중심을 기준으로 d₁의 간격을 두고 설치된 복수개의 패드를 도시한 평면도이다.

패드(600)는 도전층(610)과 그 상부에 순차적으로 형성된 절연막 및 투명전극인 ITO(630)로 구성된다. 상기 ITO(630)는 콘택홀(640)을 통하여 상기 도전층(610)과 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 콘택홀(640)은 ITO(630)가 도전층(610)과 전기적 연결을 형성하기 위한 최소한의 크기로 화소영역 방향의 패드(600) 일단부에 형성한다.

패드를 콘택홀이 형성된 제 1 영역과 콘택홀이 형성되지 않은 제 2 영역으로 구분했을 때, 적어도 제 1 영역의 길이는 제 2 영역의 길이보다 짧아야 한다.

도 6b는 상기 패드부의 VI-VI에 따른 단면도이다.

콘택홀이 패드(600)의 전 면적에 걸쳐 형성되지 않기 때문에 단면도에는 콘택홀이 나타나지 않고 도전층(610), 절연막(620)과 투명전극(630)만이 도시되어 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 의한 프로브핀이 패드와 접촉되는 접촉부를 확 대 도시한 평면도 및 단면도이다.

도시된 바와 같이 프로브핀(700)의 일단부에 범프(bump; 710)가 형성되어 있다. 상기 프로브핀(700)의 중심간의 간격 d₁은 패드의 중심간의 간격과 일치하여 동시에 여러 개의 패드를 검사할 수 있다. 상기 범프(710)의 폭 d₂는 도시된 바와 같이 프로브핀(700)의 폭 d₃보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 액정표시패널의 검사 방법을 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8은 검사가 수행될 때의 패드와 프로브핀의 배치를 도시한 단면도이다.

우선 프로브블럭에 설치되어 있는 프로브핀(700)이 패드(600)와의 위치를 설정하기 위하여 이동한다. 이 과정에서 프로브핀(700)과 패드(600) 사이에 약 80％의 얼라인이 이루어진다.

다음 프로브핀(700)은 패드(600)와 접촉된 상태에서 도 5의 화살표 방향으로 이동하면서 미세 얼라인을 수행한다. 상기 미세 얼라인 결과 프로브핀(700)과 패드(600)가 정확히 얼라인된다.

본 발명에 의하면 패드(600)의 일단부에만 최소한의 크기로 콘택홀(640)이 형성되어 있으므로 프로브핀(700)이 패드(600)와 접촉하여 진행할 때에는 접촉부의 범프(710)가 패드(600)의 콘택홀(640)과 접촉하지 않는다. 상기 프로브핀(700)은 콘택홀(640)이 위치한 부분까지는 진행하지 않도록 설정한다.

프로브핀(700)이 콘택홀이 형성되지 않은 평평한 투명전극(630) 면을 따라 진행하기 때문에 투명전극(630)의 손상을 최소화할 수 있다. 또한 접촉부의 일부분에 범프(710)를 형성하였기 때문에 접촉면적이 줄어 투명전극(630)의 손상이 최소화된다.

또한, 접촉부분이 범프(710)에 한정되어 프로브핀(700)과 패드(600)의 얼라인이 용이해진다. 즉, 정확히 얼라인되지 않더라도 이웃한 패드에 범프(710)가 접촉되지 않게 된다.

상술한 바와 같이 액정표시패널의 검사를 수행하게 되면 패드의 콘택홀과 프로브핀의 범프가 접촉되지 않아 투명전극이 손상을 받지 않게 된다.

액정표시패널은 제조가 완료된 후 범프(710)가 형성된 프로브핀(700)을 복수개 갖는 검사장치에 의해 각 화소를 검사한다. 즉, 프로브핀(700)에 형성된 범프(710)를 통해 패드(600)로 신호를 인가한다. 패드(600)로 인가된 신호는 게이트배선이나 데이터배선을 통해 전달되어 박막트랜지스터를 구동한다.

이 때, 박막트랜지스터 어레이의 임의의 데이터배선 또는 게이트배선이 단선되어 신호가 전달되지 않는 경우 화면에 점 결함 또는 선 결함 등이 발생되나, 단선되지 않은 경우 화면에 이러한 결함이 발생되지 않는다. 이에 의해, 액정표시패널의 각 배선의 이상 유무를 검사할 수 있다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라 바람직한 실시예로서 해석되어야 한다. 예를 들면 패드에 형성되는 콘택홀은 프로브핀과 접촉되지 않는 한 어느 위치에 형성되어도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것 이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 액정표시패널을 검사한 이후에도 패드의 ITO가 손상되지 않아 계속되는 공정에서도 검사를 정상적으로 수행할 수 있다. 즉, 프로브핀에 형성된 범프는 패드에 형성된 콘택홀과 접촉을 하지 않으므로 ITO의 손상을 최소화할 수 있게 된다.

둘째, 프로브핀의 일부분에 패드와의 접촉을 위한 범프를 따로 형성하여 접촉면적을 줄여 얼라인을 용이하게 한다. 즉, 검사하고자 하는 패드와 이웃한 패드에 프로브핀이 접촉할 위험이 적어진다.

셋째, 화소전극을 형성할 때 사용되는 마스크의 패턴만을 변경하면 되므로 종래 기술에 비해 공정수의 증가 없이 본 발명을 실시할 수 있다.

Claims (7)

1. 게이트배선 및 데이터배선이 종횡으로 배열된 액정표시패널의 패드영역에 형성된 복수개의 도전층과, 상기 도전층 상부에 콘택홀을 구비하여 형성된 절연층과,상기 절연층 상부에 형성되고 콘택홀이 형성되는 제1영역과 콘택홀이 형성되지 않은 제2영역으로 이루어져 상기 제1영역의 콘택홀을 통해 상기 도전층과 전기적으로 연결되는 투명전극층으로 이루어진 패드를 구비한 액정표시패널을 제공하는 단계;

   프로브 블록과, 상기 프로브 블록에 설치된 복수개의 프로브핀과, 상기 프로브핀의 일부분에 형성된 범프로 이루어진 검사장치를 제공하는 단계;

   상기 검사장치의 프로브핀을 패드 위치로 이동하여 상기 프로브핀과 패드를 제1차 얼라인하는 단계; 및

   상기 검사장치의 범프를 투명전극층의 제2영역과 접촉한 상태에서 제2영역으로 단부측으로 이동하여 프로브핀과 패드를 제2차얼라인한 후 상기 범프를 통해 액정표시패널로 테스트신호를 인가하는 단계을 포함하는 액정표시패널의 검사방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 투명전극층의 제 1 영역의 길이는 상기 제 2 영역의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 검사방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 콘택홀은 상기 절연층의 화소영역 방향 일단부에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 검사방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 도전층은 게이트배선의 일부인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 검사방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 도전층은 데이터배선의 일부인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 검사방법.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서, 상기 범프의 폭은 상기 프로브핀의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 검사방법.

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