KR101140020B1 - 정전기 방지를 위한 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정 진행중 정전기 충격에 의한 기판의 손상을 방지할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제1 및 제2기판; 상기 제1기판 상에 독립적으로 배치된 복수의 셀; 상기 셀내부에 제1 및 제2방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 게이트라인 및 데이터라인; 상기 셀의 외곽을 따라 형성된 공통라인; 상기 공통라인과 공통전극을 전기적으로 연결시키는 은도트(Ag dot); 상기 은도트와 공통라인을 전기적으로 연결시키는 연결패턴; 상기 연결패턴으로부터 연장되어, 독립된 셀 간의 공통라인을 연결시키고, 그 일부가 제1기판의 외곽을 따라 형성된 정전기 방지패턴; 및 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된 액정표시소자를 제공한다.

Description

정전기 방지를 위한 액정표시소자 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE FOR PREVENTING ELECTROSTATIC AND FABRICATION METHOD THEREOF}

도 1은 일반적인 액정표시소자의 평면도.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시소자의 개략적인 평면도.

도 3은 도 2에서 B영역의 확대도면.

도 4는 도3의 I-I'의 단면도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

121: 게이트라인 123: 데이터라인

133: 공통전극 150: 정전기 방지패턴

153: 공통라인 155: 연결패턴

155a: 콘택홀 160: Ag 도트

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 셀공정 중에 발생되는 정전기를 방지할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기 기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장비(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(1)는 하부기판(5)과 상부기판(3) 및 상기 하부기판(5)과 상부기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 하부기판(5)은 구동소자 어레이(Array)기판으로써, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(5)에는 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)와 같은 구동소자가 형성되어 있다. 상부기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로써, 실제 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층과 빛샘을 차단하기 위한 블랙매트릭스가 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자를 배향하기 위한 배향막(미도시)이 도포되어 있다.

상기 하부기판(5) 및 상부기판(3)은 실링재(Sealing material;9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 하부기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 액정표시소자는 크게 하부기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이기판공정과 상부기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있다.

특히, 구동소자 어레이기판공정은 하부기판(5) 상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line) 및 데이터라인(Data Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한 후, 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성함으로써 이루어진다.

또한, 상부기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104).

이어서, 상기 상부기판(3) 및 하부기판(5)에 각각 배향막의 도포공정, 러빙공정, 스페이서 형성공정, 절단공정 및 액정층 형성공정등이 연속적으로 이루어지는 셀공정을 통해 액정표시소자를 제작하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 셀공정이 진행되는 동안 기판은 로봇암에 고정되어 해당 공정부로 이송되는데, 기판은 로봇암 및 타장비와의 잦은 접촉에 의해 기판 내에 정전기가 발생하게 된다. 그리고, 기판 내에 발생된 정전기는 기판에 형성된 배선들(게이트라인,데이터라인등)에 치명적인 손상을 주어 단선(open) 또는 단락(short)과 같은 전기적인 불량을 야기시키게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것 으로, 본 발명의 목적은 셀공정시 발생되는 정전기에 의한 기판의 손상을 방지할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

이하, 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 이루어지는 본 발명의 액정표시소자는 제1 및 제2기판; 상기 제1기판 상에 독립적으로 배치된 복수의 셀; 상기 셀내부에 제1 및 제2방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 게이트라인 및 데이터라인; 상기 셀의 외곽을 따라 형성된 공통라인; 상기 공통라인과 공통전극을 전기적으로 연결시키는 은도트(Ag dot); 상기 은도트와 공통라인을 전기적으로 연결시키는 연결패턴; 상기 연결패턴으로부터 연장되어, 독립된 셀 간의 공통라인을 연결시키고, 그 일부가 제1기판의 외곽을 따라 형성된 정전기 방지패턴; 및 상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된 액정표시소자를 제공한다.

상기 공통라인 상부에는 게이트절연막 및 보호막이 형성되어 있으며, 상기 연결패턴은 상기 보호막 상에 형성된다. 그리고, 상기 보호막 상에 형성된 복수의 콘택홀을 통해 상기 연결패턴과 공통라인이 전기적으로 연결되며, 상기 연결패턴은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)과 같은 투명한 전도성물질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 정전기 방지패턴은 셀간 이격영역을 지나도록 형성되어 있으며, 상기 정전기방지패턴은 제1기판의 외곽 이외에 셀이 형성되지 않는 더미영역 어느곳에도 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 셀영역이 정의된 제1기판과, 공통전극이 형성된 제2기판을 준비하는 단계; 상기 셀영역의 외곽을 따라 공통라인을 형성하는 단계; 상기 공통라인 상에 게이트절연막 및 보호막을 형성하는 단계; 상기 공통라인의 일부를 노출시키는 복수의 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 공통라인과 전기적으로 접촉하는 연결패턴을 형성하는 단계; 상기 연결패턴으로부터 연장되어 독립된 셀들을 전기적으로 연결시키며, 제1기판의 외곽을 따라 형성되는 정전기 방지패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2기판 상에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 액정표시소자의 제조방법을 제공한다.

상기 연결패턴 상에 Ag 도트를 형성하는 단계; 및 상기 Ag 도트를 통해 상기 공통라인과 상기 제2기판의 공통전극을 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하여 이루어지며, 상기 정전기 방지패턴은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)과 같은 투명한 전도성물질로 형성할 수 있다.

그리고, 상기 셀영역에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인을 형성하는 단계; 및 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 스위칭소자를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

상기한 바와 같이 본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 셀공정에서 발생되는 정전기를 분산시켜, 정전기가 셀영역에 미치는 영역할 최소화 할 수 있는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공한다. 즉, Ag 도트와 공통라인을 전기적으로 연결하는 연결패턴으로부터 분기된 정전기 방지패턴을 통해 독립된 셀을 전기적으로 연결시키고, 제1기판의 외곽을 따라 형성함으로써, 셀공정 중에 발생된 정전기를 효과적으로 분산시키, 정전기에 의해 기판이 받는 손상을 최소화한다.

이때, 상기 정전기 방지패턴은 기판(mother glass)의 외곽 이외에도 셀영역간 사이의 즉, 더미영역에도 형성될 수 있으며, 상기 정전기 방지패턴은 복수의 단위셀로 분리시키는 절단공정을 통해 제거된다.

이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법에 대하여 좀더 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시소자(100)는 복수의 셀영역이 정의된 제1모기판(110)과 상기 제1모기판(110)과 합착된 제2모기판으로 구성된다. 도면에서 제2모기판은 생략하였다.

확대도면에 도시된 바와 같이, 각각의 셀영역(C)에는 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인(121)과 상기 게이트라인(121)과 수직으로 배열되어 복수의 화소영역을 정의하는 데이터라인(123)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(121) 및 데이터라인(123)의 일단부에는 외부(구동회로)로부터 신호를 인가받기 위한 게이트패드(130) 및 데이터패드(140)가 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 화소영역(P)에는 화소전극이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(121)과 데이터라인(123)의 교차영역에는 상기 화소전극에 신호를 인가하여 각 화소를 스위칭하는 스위칭소자(미도시)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 스위칭소자는 게이트전극, 상기 게이트전극 상에 형성된 액티브층 및 상기 액티브층 상에 형성된 소스/드레인전극으로 구성된다.

또한, 상기 각 셀(C)은 정전기 방지패턴(150)에 의해 모두 연결되어 있으며, 특히, 상기 정전기 방지패턴(150)은 셀영역(C) 간 사이와 제1모기판(110)의 외곽을 따라 형성되어 있다. 상기 정전기 방지패턴(150)은 셀공정 예들들면, 배향막의 도포 및 러빙 또는 스페이서 형성공정, 절단공정 및 액정층 형성공정등에서 발생되는 정전기를 분산시켜, 셀영역 내에 정전기가 발생하지 않도록 한다. 그리고, 상기 정전기 방지패턴(150)은 모든 셀을 전기적으로 연결시키기만 한다면, 제1모기판(110)의 어느 영역이든 형성될 수 있다. 상기 정전기 방지패턴(150)에 대한 설명은 이후에 더욱 상세하게 하기로 한다.

한편, 도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 제2모기판 상에는 각 컬러필터 및 공통전극이 형성되어 있으며, 상기 공통전극은 Ag 도트를 통해 신호를 인가받게 된다. 즉, 제1기판의 각 셀영역에는 공통전극에 신호를 공급하는 공통라인이 형성되는데, 상기 공통전극과 공통라인은 셀영역마다에 형성된 Ag 도트를 통해 전기적으로 연결된다.

도 3은 도 2에서 B영역을 확대하여 도시한 것으로, 특히, Ag 도트 및 정전기 방지패턴을 포함하는 모기판의 일부를 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이, 셀(C)의 외곽에 공통라인(153)이 형성되어 있으며, 상기 공통라인(153) 상에는 Ag 도트(160)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 Ag 도트(160)는 연결패턴(155)에 의해 공통라인(153)에 전기적으로 연결되며, 상기 연 결패턴(155)과 공통라인(153)은 콘택홀(155a)에 의해 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 연결패턴(155)의 일부가 연장되어 형성된 정전기 방지패턴(150)이 각 셀영역(C) 마다에 형성된 연결패턴(155)과 전기적으로 연결되어 모든 셀을 전기적으로 연결시키게 된다. 즉, 상기 연결패턴(155)은 공통라인(153)과 Ag 도트(160)를 전기적으로 연결시킴과 동시에, 상기 연결패턴(155)으로부터 연장된 정전기 방지패턴(150)에 의해 모든 셀을 전기적으로 연결시키게 된다. 그리고, 상기 정전기 방지패턴(150)은 제1모기판(110)의 외곽을 따라 형성되어 있으며, 셀영역(C) 사이, 즉, 더미영역에도 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 정전기 방지패턴(150)의 형성영역을 특정위치에 한정하지 않으며, 상기 연결패턴(155)으로 부터 연장되기만 한다면, 더미영역 어디에도 형성될 수 있다.

상기 정전기 방지패턴(155)은 셀공정 중에 발생되는 정전기를 분산시켜, 정전기가 셀영역에 집중되는 것을 방지하게 되며, 셀절단 이후에, 모두 제거된다.

한편, 상기 Ag 도트(160)는 제2기판에 형성된 공통전극(미도시)과 접촉하여 공통라인(153)으로부터 전달된 신호를 공통전극에 전달하게 되는데, 상기 Ag 도트(160)는 공통라인(153) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

도 4는 도 3의 I-I'의 단면을 나타낸 것으로, 특히, 제1기판과 제2기판의 합착 후, Ag 도트 주변의 단면을 나타낸 것이다.

도면에 도시된 바와 같이 제1 및 제2기판(110,120) 사이에는 액정층(115)이 형성되며, 상기 공통라인(153)은 제1기판(110)에 형성된다. 그리고, 상기 공통라인(153)을 포함하는 제1기판(110) 상에는 게이트절연막(111) 및 보호막(113)이 순차 적으로 적층되어 있으며, 상기 게이트절연막(111) 및 보호막(113)의 일부가 제거되어 상기 공통라인(153)의 일부를 노출시키는 콘택홀(155a)이 형성되어 있다.

상기 콘택홀(155a)을 통해 상기 보호막(113) 상에 형성된 연결패턴(155)이 공통라인(153)과 전기적으로 접속하게 되며, 상기 연결패턴(155) 상에 형성된 Ag 도트(160)는 제2기판(120)에 형성된 공통전극(133)과 전기적으로 접촉하여, 최종적으로 상기 공통라인(153)과 공통전극(133)을 전기적으로 연결시키게 된다. 아울러, 상기 제2기판(120) 상에는 불필요한 영역에 빛이 새는 것을 차단하기 위한 블랙매트릭스(137)와 컬러를 구현하는 컬러필터(131)가 형성되어 있으며, 상기 공통전극(133)은 상기 컬러필터(131) 상에 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 살펴보면, 먼저, 투명한 제1모기판을 준비한 후, 상기 제1모기판 상에 게이트라인, 게이트전극, 그리고, 공통라인을 형성한다.

이어서, 상기 게이트라인 및 공통라인을 포함하는 기판 전면에 게이트절연막을 증착한 후, 상기 게이트라인과 대응하는 영역에 액티브패턴을 형성한 다음, 상기 액티브패턴 상에 소스/드레인전극을 형성하고, 상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 복수의 화소를 정의하는 데이터라인을 형성한다. 그리고, 상기 소스/드레인전극 및 데이터라인을 포함하는 기판 전면에 보호막을 증착한 후, 상기 드레인전극 및 상기 공통라인의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성한다.

그리고, 상기 화소영역에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 전도성물질을 이용하여 화소영역에 배치되어 드레인전극과 전기적으로 접속하는 화소전극과 상기 공통라인과 전기적으로 접속하는 연결패턴 및 상기 연결패턴으로 연장되어 제1모기판의 외곽을 따라 배치되고, 복수의 셀들을 전기적으로 연결시키는 정전기 방지패턴을 형성한다.

이후에, 상기 연결패턴 상에 Ag 도트를 형성한 후, 컬러필터 및 공통전극을 포함하는 제2모기판을 상기 제1모기판과 합착함으로써, 상기 Ag 도트가 공통전극과 접촉하게 한다. 그리고, 각각의 셀을 독립적으로 분리시켜 정전기 방지패턴을 제거하게 된다. 이외에도, 배향막 및 액정층 형성공정등이 추가될 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 액정표시소자는 모기판의 외곽 및 더미영역에 각 셀을 전기적으로 연결시키는 정전기 방지패턴을 둠으로써, 셀공정 중에 발생하는 정전기를 효과적으로 분산시켜, 정전기가 셀영역으로 집중되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 정전기 방지패턴을 통해 셀공정 중에 발생하는 정전기가 셀영역에 미치는 영향을 최소화함으로써, 정전기에 의한 불량을 줄이고, 수율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

1. 제1 및 제2기판;

   상기 제1기판 상에 독립적으로 배치된 복수의 셀;

   상기 셀내부에 제1 및 제2방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 게이트라인 및 데이터라인;

   상기 셀의 외곽을 따라 형성된 공통라인;

   상기 공통라인과 상기 제2 기판상에 형성된 공통전극을 전기적으로 연결시키는 은도트(Ag dot);

   상기 은도트와 공통라인을 전기적으로 연결시키는 연결패턴;

   상기 연결패턴으로부터 연장되어, 독립된 셀 간의 공통라인을 연결시키고, 그 일부가 제1기판 및 복수의 셀의 외곽을 따라 형성된 정전기 방지패턴; 및

   상기 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하고,

   상기 정전기 방지패턴은 셀 간 이격영역인 더미영역에 형성되어 상기 셀 절단시 제거되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공통라인 상부에 게이트절연막 및 보호막이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
3. 제2항에 있어서,

   상기 연결패턴은 상기 보호막 상에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
4. 제3항에 있어서,

   상기 보호막 상에 형성된 복수의 콘택홀을 통해 상기 연결패턴과 공통라인이 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
5. 제1항에 있어서,

   상기 연결패턴은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 중의 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
6. 삭제
7. 복수의 셀영역이 정의된 제1기판과, 공통전극이 형성된 제2기판을 준비하는 단계;

   상기 셀영역의 외곽을 따라 공통라인을 형성하는 단계;

   상기 공통라인 상에 게이트절연막 및 보호막을 형성하는 단계;

   상기 공통라인의 일부를 노출시키는 복수의 콘택홀을 형성하는 단계;

   상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 공통라인과 전기적으로 접촉하는 연결패턴을 형성하는 단계;

   상기 연결패턴으로부터 연장되어 독립된 셀들을 전기적으로 연결시키며, 제1기판의 외곽을 따라 형성되는 정전기 방지패턴을 형성하는 단계;

   상기 제1 및 제2기판 상에 액정층을 형성하는 단계;

   상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계; 및,

   상기 복수의 셀영역을 절단하여 상기 정전기 방지패턴을 제거하는 단계

   를 포함하여 이루어지는 액정표시소자의 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 연결패턴 상에 Ag 도트를 형성하는 단계; 및

   상기 Ag 도트를 통해 상기 공통라인과 상기 제2기판의 공통전극을 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 정전기 방지패턴은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 중의 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 셀영역에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인을 형성하는 단계;

    상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인을 형성하는 단계; 및

    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 스위칭소자를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.

Images