KR100945600B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 리페어 라인이 형성된 어레이 기판; 상기 어레이 기판에 소정 간격 이격되면서 상부에 설치되고 리페어 라인이 형성된 컬러필터 기판; 및 상기 어레이 기판의 리페어 라인과 컬러필터 기판의 어레이 기판을 전기적으로 연결시키는 도전성의 포스트 스페이서를 구비하여, 어레이 기판(하판)의 신호선에 대응하여 컬러필터 기판(상판)에 리페어 라인을 형성하고 도전성 포스트 스페이서를 통하여 상판 및 하판의 리페어 라인을 전기적으로 연결하여 단선된 라인(게이트 라인 및 데이터 라인)에 신호를 인가하게 되면 종래의 리페어 라인을 어레이 패널에 형성했을 경우에 발생하였던 신호지연이 감소되어 대화면, 고해상도의 패널에서도 수율이 향상될 뿐만 아니라 우수한 화면품질을 얻게 되는 것이다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display and method of manufacturing thereof}

도 1a는 종래의 어레이 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면.

도 1b는 도 1a의 "A의 상세도.

도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 구조를 나타낸 도면.

도 2b는 도 2a의 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면.

도 2c는 도 2b의 "B"의 상세도.

도 2d는 도 2b의 "C"의 상세도.

도 2e는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판과 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인의 포스트 스페이서 패턴부의 단면도.

도 3a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치에서의 리페어방법을 설명하기 위한 도면.

도 3b는 도 3a의 "D"의 상세도.

도 3c는 도 3a의 "E"의 상세도.

도 4a는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면.

도 4b는 도 4a의 "F"의 상세도.

도 4c는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면.

도 4d는 도 4c의 "G"의 상세도.

도 5a는 본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면.

도 5b는 도 5a의 "H"의 상세도.

도 5c는 본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면.

도 5d는 도 5c의 "I"의 상세도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 어레이 기판 12 : 리페어 라인(어레이 기판에 형성)

14 : ITO 16 : 절연층

20 : 컬러필터 기판 22 : 오버코트(overcoat)

24 : 공통전극 26 : 절연층

28 : 리페어 라인(컬러필터 기판에 형성)

30 : 블랙 매트릭스 40 : 포스트 스페이서

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리페어 라인을 어레이 기판과 컬러필터 기판위에 형성한 후에 도전성 포스트 스페이서를 이용하여 그 기판들에 형성된 리페어 라인을 서로 도통시켜 신호지연을 최소화하도록 한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 대응에 적극적으로 대응할 수 없었다.

이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화 및 저소비전력의 장점을 갖고 있는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터와 30인치 이상의 옥외용 대형 모니터 및 벽걸이 TV로도 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.

그러한 액정표시장치중의 하나인 TFT LCD의 시장은 TV 또는 컴퓨터의 모니터 등의 대면적의 고해상도 패널을 요구함에 따라 주사선, 신호선 및 리페어 라인(repair line) 등 금속 라인의 신호지연은 매우 중요한 요소로 부각되었다.

특히, 주사선이나 신호선의 단선 등이 발생하게 되면 어레이 패널(array panel)내 형성된 리페어 라인을 통해 단선을 구제하는데, 이와 같은 경우 리페어 라인은 액티브 영역(active area)의 가장자리로 형성되고 패널내 형성할 수 있는 라인폭의 한계 및 다른 신호배선간의 크로스 캐패시턴스(cross capacitance)에 의해 신호지연이 발생하게 된다.

예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 여러개의 신호선(4)중에서 어느 한 신호선이 단선(DO)되면 그 단선된 신호선(4)과 리페어 라인(5)을 웰딩(welding)(W)하여 데이터 신호가 리페어 라인(5)을 통해 전달되게 하고, 다른 쪽의 리페어 라인(5)은 커팅(cutting)(C)하여 신호가 입력되는 것을 막아준다. 이렇게 하면 리페어 라인(5)은 액티브 영역 주위로 길게 형성되고 주사선(3) 및 신호선(4)과 캐패시턴스를 형성하게 되어 정상적으로 데이터 신호가 입력되는 것과는 다르게 신호지연에 의한 왜곡이 발생하게 된다. 도 1a에서 미설명 부호 1은 게이트 패드(gate pad)이고, 2는 데이터 패드(data pad)이다.

이러한 현상은 대면적이나 고해상도 패널에서 더 큰 영향을 미치게 된다. 즉, 단선이 발생한 곳을 리페어 라인을 통해 수리를 했다고 하더라도 신호지연이 발생하게 되면 주사선과 신호선의 신호가 왜곡되어 휘선 등의 결함을 유발하게 된다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 주사선이나 신호선의 단선 발생시 리페어 라인의 신호지연을 최소화하고 개구율의 저하없이 대면적 및 고해상도의 패널에 적합하도록 한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는, 리페어 라인이 형성된 어레이 기판; 상기 어레이 기판에 소정 간격 이격되면서 상부에 설치되고 리페어 라인이 형성된 컬러필터 기판; 및 상기 어레이 기판의 리페어 라인과 컬러필터 기판의 리페어 라인을 전기적으로 연결시키는 도전성의 포스트 스페이서를 구비하고, 상기 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인은 상기 어레이 기판의 데이터 라인에 대응하고 상기 컬러필터 기판상의 블랙 매트릭스선상에 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 어레이 기판에 리페어 라인과 데이터 라인을 형성하는 제1과정; 컬러필터 기판상에 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 블랙매트릭스선상에 상기 어레이 기판의 데이터 라인에 대응하는 리페어 라인을 형성하는 제2과정; 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 상호 압착하되, 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판의 리페어 라인 사이에 도전성의 포스트 스페이서를 배치하는 제 3과정;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 구조를 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 2a의 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면이며, 도 2c는 도 2b의 "B"의 상세도이고, 도 2d는 도 2b의 "C"의 상세도이며, 도 2e는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판과 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인의 포스트 스페이서 패턴부의 단면도이다.

본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치는, 화소 및 패드가 형성되어 있는 어레이 기판(10)과, 액정층을 사이에 두고 그 어레이 기판(10)과 대응되는 컬러필터 기판(20), 및 상기 어레이 기판(10)의 리페어 라인(12)과 컬러필터 기판(20)의 어레이 기판(28)을 전기적으로 연결시키는 도전성의 포스트 스페이서(40)를 구비한다.

그 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)는 봉인제(도시 생략)에 의해 상호 접착된다. 그 봉인제는 액정이 흘러나오는 것을 막는다.

본 발명의 제 1실시예에서는 도 2a에서와 같이 상기 포스트 스페이서(40)가 위치한 부위에는 배향막(PI)을 형성하지 않고, 액티브 영역주위에만 배향막(PI)을 형성시킨다. 그리고, 도 2b에서와 같이 상기 컬러필터 기판(20)에 형성된 리페어 라인(28)은 데이터 패드 블록별로 묶여있되, 데이터 패드 반대쪽의 리페어 라인(28)은 각각 분리된다. 즉, 도 2c 및 도 2d에서와 같이 데이터 패드에서 상기 포스트 스페이서(40)는 좌측 또는 우측에 각각 하나씩 형성되고, 상기 데이터 패드의 반대쪽에는 데이터 라인당 하나씩 상기 포스트 스페이서(40)가 형성된다.

이상에서와 같이 본 발명의 제 1실시예는, 하판인 어레이 기판(10)의 한면에 TFT 스위칭소자 및 화소전극을 형성한 후에 배향막(PI)을 도포하고, R/G/B 및 블랙 매트릭스(30) 패턴이 형성된 상판인 컬러필터 기판(20)에는 추가적으로 리페어 라인(28)을 형성시킨 후 그 위에 액정의 셀 갭(cell gap)을 유지시키기 위한 포스트 스페이서(40)를 형성하고 PI코팅을 실시한다.

이때, 그 포스트 스페이서(40)는 도전성 물질로서, 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)에 형성된 리페어 라인(12, 28)을 전기적으로 서로 연결시켜 준다. 이를 위해, 종래의 포스트 스페이서를 이용한 액정표시장치의 공정에 액티브 영역밖으로 포스트 스페이서(40)에 접하는 어레이 기판(10) 및 컬러필터 기판(20)의 배향막(PI)을 제거하는 공정이 추가되거나, 포스트 스페이서(40)가 위치한 곳은 배향막이 형성되지 않게 하는 패턴이 형성된 PI프린팅 공정을 수행한다.

이러한 공정을 통해서 종래와 같은 단선이 발생하게 되었을 경우, 어레이 패널내의 액티브 영역 주위로 형성된 리페어 라인(12)을 통해 입력되던 신호는 도전성의 포스트 스페이서(40)를 통해 어레이 기판(10)의 데이터 라인으로 연결되어 단선에 의한 불량을 해결하게 된다.

본 발명의 제 1실시예에서는, 컬러필터 기판(20)상에 형성된 공통전극(24)과 리페어 라인(28)을 전기적으로 분리시키기 위해 그 사이에 절연층(26)이 형성된다. 이때, 리페어 라인(28)은 블랙 매트릭스(30)가 형성된 부분에 넓게 형성되어 개구율의 저하없이 신호지연을 최소화시킬 수 있다. 또한, 절연층(26)을 두껍게 형성시키거나 리페어 라인(28)이 형성된 부분에 공통전극(24)을 부분적으로 패터닝하여 공통전극(24)과의 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다. 미 설명부호 14는 투명전극(ITO)이고, 16은 절연층이며, 22는 오버코트(overcoat)이다.

도 3a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치에서의 리페어방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 도 3a의 "D"의 상세도이며, 도 3c는 도 3a의 "E"의 상세도이다.

신호선(4)의 단선(DO)이 발생하게 되면 단선된 신호선(4)과 리페어 라인(12)을 웰딩(welding)(w)하고 다른쪽의 리페어 라인은 커팅(cutting)(c)하여 신호가 입 력되는 것을 막아준다. 데이터 라인과 웰딩된 리페어 라인(12)은 도전성의 포스트 스페이서(40)를 통해 컬러필터 기판(20)의 리페어 라인(28)과 도통되고, 데이터 패드 반대부의 포스트 스페이서를 통해 다시 데이터 라인과 전기적으로 연결된다. 이때에도 도 3c에서와 같이 단선(DO)이 발생한 데이터 라인과 웰딩시켜 주어야 데이터 라인에 신호가 인가된다. 그리고, 그 신호선(4)은 불량이 없을 경우에는 플로팅(floating)되어 있다가 단선(DO)이 발생하게 되면 웰딩처리된다.

상술한 본 발명의 제 1실시예와 다른 예로서, 데이터 패드 블록단위가 아닌 전면에 형성하는 구조를 채택할 수 있다. 단, 이와 같은 구조에서는 리페어를 한 번밖에 할 수 없다는 단점이 있다.

도 4a는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a의 "F"의 상세도이며, 도 4c는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면이고, 도 4d는 도 4c의 "G"의 상세도이다.

본 발명의 제 2실시예는 데이터 패드 반대부의 리페어 라인을 패드 블록 단위로 하나로 연결하여 단선(DO)을 구제한다. 이러한 구조에서는 각 패드 블록단위로 한번의 리페어가 가능하다.

즉, 어레이 기판(10)의 데이터 패드부는 패드 블록별 구분없이 한 라인으로 하고, 데이터 패드 반대부에는 라인별로 리페어 라인을 형성시킨 후 도전성 포스트 스페이서(40)를 이용하여 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)의 리페어 라인(12, 28)을 전기적으로 연결시킨다.

그리고, 컬러필터 기판(20)의 데이터 패드부 및 데이터 패드 반대부는 모두 데이터 패드 블록별로 리페어 라인(28)을 형성하여 블록단위로 리페어가 가능하도록 형성된다.

도 5a는 본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 5a의 "H"의 상세도이며, 도 5c는 본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치의 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인을 나타낸 도면이고, 도 5d는 도 5c의 "I"의 상세도이다.

본 발명의 제 3실시예는, 어레이 기판910)에는 리페어 라인(12)을 형성하지 않고 데이터 패드부의 데이터 라인(4)과 컬러필터 기판(20)에 있는 리페어 라인(28)을 도전성 포스트 스페이서(40)를 통해 바로 연결시키고, 데이터 패드 반대부는 본 발명의 제 1실시예와 동일한 패턴으로 형성한다.

이러한 구조를 채택하게 되면 단선 발생 위치나 횟수에 관계없이 모든 라인에서 리페어가 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들은 박막 트랜지스터 및 화소를 형성하는 공정과는 관계없이 리페어 라인이 형성된 모든 액정표시장치에 적용가능하다. 그리고, 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인은 어레이 기판의 데이터 라인에 대응하고 컬러필터 기판상의 블랙 매트릭스선상에 형성되어 화소의 개구율에 영향을 주지 않는다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서는 다음 과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 액정표시장치는, 어레이 기판(하판)의 신호선에 대응하여 컬러필터 기판(상판)에 리페어 라인을 형성하고 도전성 포스트 스페이서를 통하여 상판 및 하판의 리페어 라인을 전기적으로 연결하여 단선된 라인(게이트 라인 및 데이터 라인)에 신호를 인가하게 되면 종래의 리페어 라인을 어레이 패널에 형성했을 경우에 발생하였던 신호지연이 감소되어 대화면, 고해상도의 패널에서도 수율이 향상될 뿐만 아니라 우수한 화면품질을 얻게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (12)

1. 리페어 라인이 형성된 어레이 기판;

   상기 어레이 기판에 소정 간격 이격되면서 상부에 설치되고 리페어 라인이 형성된 컬러필터 기판; 및

   상기 어레이 기판의 리페어 라인과 컬러필터 기판의 리페어 라인을 전기적으로 연결시키는 도전성의 포스트 스페이서를 구비하고,

   상기 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인은 상기 어레이 기판의 데이터 라인에 대응하고 상기 컬러필터 기판상의 블랙 매트릭스선상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포스트 스페이서가 위치한 부위에는 배향막을 형성하지 않고, 액티브 영역주위에만 배향막을 형성시킨 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인은 데이터 패드 블록별로 묶여있되, 데이터 패드 반대쪽의 리페어 라인은 각각 분리된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 데이터 패드에서 상기 포스트 스페이서는 좌측 또는 우측에 각각 하나씩 형성되고, 상기 데이터 패드의 반대쪽에는 데이터 라인당 하나씩 상기 포스트 스페이서가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 어레이 기판의 데이터 패드부는 패드 블록별 구분없이 한 라인으로 하고 데이터 패드 반대부에는 라인별로 리페어 라인을 형성시킨 후 상기 포스트 스페이서를 이용하여 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 리페어 라인을 전기적으로 연결시키고,

   상기 컬러필터 기판의 데이터 패드부 및 데이터 패드 반대부는 모두 데이터 패드 블록별로 리페어 라인을 형성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 데이터 라인이 형성된 어레이 기판;

   상기 어레이 기판에 소정 간격 이격되면서 상부에 설치되고 리페어 라인이 형성된 컬러필터 기판; 및

   상기 어레이 기판의 데이터 라인과 컬러필터 기판의 리페어 라인을 전기적으로 연결시키는 도전성의 포스트 스페이서를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 포스트 스페이서를 상기 어레이 기판상에 형성한 후에 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 압착한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 포스트 스페이서를 상기 컬러필터 기판상에 형성한 후에 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 압착한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 컬러필터 기판 및 그 컬러필터 기판상에 형성된 리페어 라인 사이에 절연층을 추가로 형성시킨 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제 6항에 있어서, 상기 컬러필터 기판에 형성된 리페어 라인은 상기 어레이 기판의 데이터 라인에 대응하고 상기 컬러필터 기판상의 블랙 매트릭스선상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 어레이 기판에 리페어 라인과 데이터 라인을 형성하는 제1과정;

    컬러필터 기판상에 블랙매트릭스를 형성하고, 상기 블랙매트릭스선상에 상기 어레이 기판의 데이터 라인에 대응하는 리페어 라인을 형성하는 제2과정; 및

    상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 상호 압착하되, 상기 어레이 기판과 상기 컬러필터 기판의 리페어 라인 사이에 도전성의 포스트 스페이서를 배치하는 제 3과정;을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
12. 어레이 기판상에 데이터 라인을 형성하는 제1배치과정;

    컬러필터 기판상에 리페어 라인을 형성하는 제2배치과정;

    상기 어레이 기판과 컬러필터 기판을 상호 압착하되, 상기 어레이 기판의 데이터 라인과 상기 컬러필터 기판의 리페어 라인 사이에 도전성의 포스트 스페이서를 배치하는 제3배치과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.

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