KR101165463B1 - 액정표시장치 및 그 스위칭소자 리페어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 구동회로부 스위칭소자 리페어방법은 기판을 마련하는 단계와; 게이트라인을 형성하는 단계와; 상기 게이트라인에 연결된 게이트전극 상에 채널을 형성하는 단계와; 상기 채널에 이격되며, 상기 채널을 사이에 두고 서로 평행하게 다수의 전극을 구비한 소스라인 및 드레인라인을 형성하여 스위칭소자를 형성하는 단계와; 상기 스위칭소자의 라인디펙트 검사하는 단계와; 상기 라인디펙트가 형성된 상기 스위칭소자 영역의 상기 다수의 전극을 상기 소스/드레인라인에서 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부 스위칭소자는 게이트전극과; 상기 게이트전극에 이격되며, 상기 게이트전극을 사이에 두고 서로 평행하게 마련되는 소스라인 및 드레인라인과; 상기 소스라인과 상기 드레인라인에 연결되며, 상기 게이트전극 방향으로 소정의 간격으로 교대로 정렬되는 다수의 소스전극과 드레인전극을 형성함으로써 불량영역이 발생하였을 때 불량영역에 포함되는 소스/드레인전극을 소스/드레인라인에서 커팅하여 상기 구동회로부 스위칭소자를 리페어할 수 있게 된다.
따라서 구동회로부 스위칭소자의 수율저하와 원가상승의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치 및 그 스위칭소자 리페어방법{liquid crystal display device and switching element repair method threreof}
도 1은 종래의 외부부착형 구동회로부를 구비한 액정표시장치의 평면도.
도 2는 종래의 일체형 구동회로부를 구비한 액정표시장치의 평면도.
도 3은 종래의 구동회로부에 마련되는 박막트랜지스터를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부의 스위칭소자를 도시한 평면도.
5a 내지 도 5e은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부의 스위칭소자의 리페어 방법을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
10 : 스위칭소자 25 : 게이트전극
30 : 반도체층 40 : 소스라인
45 : 소스전극 50 : 드레인라인
55 : 드레인전극 70 : 불량영역
80 : 단선영역
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구동회로부의 스위칭소자를 리페어할 수 있는 액정표시장치와 그 스위칭소자 리페어 방법에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며 부가 가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
상기 액정표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 포함하는 어레이 기판과 컬러필터(color filter) 기판 사이에 액정을 주입하여, 이 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률 차이를 이용해 영상 효과를 얻는 비발광 소자에 의한 화상표시장치를 뜻한다.
액정표시장치가 일반적인 화상표시장치로써 다양한 영역에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저소비전력의 특징을 유지하면서 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
상기 액정표시장치 중 대면적이고 고화질의 액정표시장치에 사용되고 있는 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD; active matrix liquid crystal display device)는 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목 받고 있다.
상기 능동행렬 액정표시장치는 각 화소마다 형성되어 상기 화소를 작동시키는 화소부 박막트랜지스터와, 상기 화소부 박막트랜지스터에 구동신호를 인가하는 구동회로부가 형성되어 있다.
상기 구동회로부는 2가지의 형태로 나누어 지는데 하나는 액정패널의 화소부 박막트랜지스터와는 외부기판에 별개로 집적회로를 마련하여 액정패널에 접속시킨 외부부착형 구동회로부이고, 다른 하나는 화소부 박막트랜지스터와 일체로 액정패널에 형성하는 내부일체형 구동회로부이다.
도 1은 종래의 외부부착형 구동회로부를 구비한 액정표시장치의 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정패널(501)은 화소부(510)를 포함하고, 상기 화소부(510)의 화소부 박막트랜지스터에 구동신호를 인가하는 구동회로부(600)를 구비한다.
상기 구동회로부(600)는 게이트 구동회로부(650)와 데이터 구동회로부(610)를 구비한다.
상기 게이트 및 데이터 구동회로부(650, 610)는 상기 외부신호입력단을 통하여 입력된 외부신호를 내부에서 조절하여 각각 액정패널(501)에 구비된 게이트 및 데이터배선을 통해 화소부(510)로 주사선 신호 및 신호선에 신호를 공급하기 위한 장치이다.
그리고, 상기 데이터구동부(610)와 게이트구동부(650)에 각각 데이터 집적회로(640)와 게이트 집적회로(680)가 구비된다.
상기 복수의 집적회로(640, 680)는 TCP(tape carrier package; 630, 670)에 실장하게 된다.
복수의 집적회로(640, 680)가 실장된 상기 TCP(630, 670)는 PCB(printed circuit board; 620, 660)기판과 액정패널(501) 사이에 부착되어, 상기 PCB기판 (620, 660)으로부터 입력되는 신호를 받아 상기 액정패널(501)에 전달하게 된다.
액정패널(501)의 외부기판에 별개로 마련되는 집적회로(640, 680)는 액정패널(501)의 화소부(510)의 박막트랜지스터와 별개로 제작하기 때문에 액정패널(501)과 연결할 수 있는 TCP(630, 670)를 실장할 수 있는 기술을 필요로 한다.
그런데 상기 구동회로부(600)의 집적회로(640, 680)는 실장비용이 원가의 많은 부분을 차지하고 있으며, 액정패널(501)의 해상도가 높아지면서 박막트랜지스터 기판의 게이트 배선 및 데이터 배선을 상기 TCP(640, 680)와 연결하는 기판 외부의 패드피치(pitch)가 짧아져 TCP(640, 680) 본딩 자체가 어려워지고 있다.
따라서 상기 실장비용은 원가상승의 원인이 되기 때문에 부착하는 방식이 아닌 액정패널(501)의 기판에 구동회로부를 형성하는 일체형 구동회로부를 형성하여 박형이면서 원가를 절감하려는 시도가 되고 있다.
도 2는 종래의 일체형 구동회로부를 구비한 액정표시장치의 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 화소부(510)를 포함하는 액정패널(501)에는 일체형 구동회로부인 게이트 구동회로부(700)와 외부부착형 구동회로부인 데이터 구동회로부(610)가 형성되어 있다.
액정패널(501)에는 데이터 집적회로(640)를 구비한 TCP(630)가 소스PCB(620)와 화소부(510) 사이에서 연결하여 데이터 구동회로부(610)를 형성하고 있다.
그리고, 상기 게이트 구동회로부(700)는 입력되는 신호를 출력시키기 위한 박막트랜지스터가 상기 게이트 구동회로부(700) 내부에 형성되어 있다.
화소부(510)에는 상기 게이트 구동회로부(700)와 연결된 다수 개의 게이트 배선과 상기 데이터 구동회로부(610)와 연결된 다수 개의 데이터 배선이 교차하여 구성되며, 상기 두 배선이 교차하여 정의되는 화소영역에는 화소전극이 마련되어 화소부(510)를 형성하고, 상기 두 배선의 교차지점에는 화소전극과 연결된 화소부 박막트랜지스터가 위치한다. 이와 같이, 화소부(510)와 동일기판에 게이트 구동회로부(700)를 마련하면 액정패널(501)을 제조하는데 있어 박형이면서 원가절감의 효과가 있다.
도 3은 종래의 구동회로부에 마련되는 박막트랜지스터를 도시한 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 액정패널(501)과 동일 기판에 마련되는 게이트 구동회로부(700)에 마련되는 구동회로부 박막트랜지스터(701)는 액정패널(501)에 형성된 게이트라인(520)에 접속된 게이트전극(525)과, 상기 게이트전극에 오버랩되는 소스전극(540)과, 상기 소스전극(540)과 마주보고 있는 드레인전극(550)을 구비하고 있다.
그리고 상기 게이트라인(520)과 게이트전극(525)이 마련된 기판 전면에는 게이트절연층(미도시)이 마련되어 있다. 상기 게이트절연층 상에는 채널(530)이 마련되어 있다.
이와 같이, 상기 구동회로부의 박막트랜지스터(701)는 비교적 높은 전압의 스위칭을 위해 화소부 박막트랜지스터보다 상대적으로 광폭의 채널폭(W)을 갖는다. 그래서 광폭의 박막트랜지스터를 사용하기 때문에 이동도가 높은 반도체가 사용되고 있다.
그런데 상기의 채널(530)은 저가이면서 공정이 용이한 비정질-실리콘을 사용 하는데 상기 광폭(W)이 크기 때문에 상기 광폭(W)을 낮추어 채널의 이동도를 높일 필요가 있다.
또한, 구동회로부 박막트랜지스터(701)의 소정의 영역에 불량이 발생하게 되면 상기 불량으로 인해 구동회로부 박막트랜지스터(701)의 특성이 저하되어 쓸 수 없게 된다.
이에 따라 액정패널(501)과 동일한 기판에 마련되는 게이트 구동회로부(700)의 불량으로 액정패널(501) 전체 수률이 저하됨으로 인해 원가상승의 요인이 되며, 상기의 불량원인으로 액정패널의 품위 저하가 발생하게 된다.
본 발명은 액정표시장치에서 구동회로부 박막트랜지스터에 다수의 소스/드레인전극을 갖도록 형상을 변경하고, 불량을 리페어할 수 있는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시장치는 게이트전극과; 상기 게이트전극에 이격되며, 상기 게이트전극을 사이에 두고 서로 평행하게 마련되는 소스라인 및 드레인라인과; 상기 소스라인과 상기 드레인라인에 연결되며, 상기 게이트전극 방향으로 소정의 간격으로 교대로 정렬되는 다수의 소스전극과 드레인전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 다수의 소스전극과 상기 다수의 드레인전극은 상기 게이트전극의 길이 방향에 서로 수직한 방향으로 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구동회로부 스위칭소자 리페어방법은 기판을 마련하는 단계와; 게이트라인을 형성하는 단계와; 상기 게이트라인에 연결된 게이트전극 상에 채널을 형성하는 단계와; 상기 채널에 이격되며, 상기 채널을 사이에 두고 서로 평행하게 다수의 전극을 구비한 소스라인 및 드레인라인을 형성하여 스위칭소자를 형성하는 단계와; 상기 스위칭소자의 라인디펙트 검사하는 단계와; 상기 라인디펙트가 형성된 상기 스위칭소자 영역의 상기 다수의 전극을 상기 소스/드레인라인에서 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 전극은 드레인전극과 소스전극이며, 상기 드레인전극과 상기 소스전극은 소정의 간격을 두고 교대로 상기 게이트전극 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 라인디펙트를 검사하는 단계는 상기 스위칭소자의 불량이 발생한 표면 영역을 디텍트(detect)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 라인디펙트를 검사하는 단계는 상기 오토프로브 및/또는 그로스 테스트인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정표시장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부의 스위칭소자를 도시한 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부의 스위칭소자(10)는 게이트전극(25) 상에 다수의 소스전극(45)과 드레인전극(55)이 교 대로 형성되어 있다.
상기 소스전극(45)과 드레인전극(55)은 각각 게이트전극(25)의 길이 방향으로 마련된 소스라인(40)과 드레인라인(50)에 연결되어 있다. 그리고 게이트전극(25)을 절연하는 게이트절연층(미도시)이 게이트전극(25) 상에 형성되어 있다.
그리고 상기 게이트절연층 상에는 채널(30)이 마련되어 있다. 상기 채널(30)은 비정질-실리콘을 사용하여 형성한다. 상기 비정질-실리콘은 저온공정이 가능하며 저가의 절연기판을 사용할 수 있기 때문에 화소부(미도시)의 박막트랜지스터에 주로 이용된다.
이에 따라 화소부 박막트랜지스터의 채널(30)과 구동회로부 스위칭소자(10)의 채널(30)을 비정질-실리콘으로 사용하게 되면 구동회로부와 액정패널 채널(30) 형성이 용이해 진다. 그래서 액정패널의 동일 기판 상에 구동회로부 스위칭소자(10)를 마련했을 때, 박형이고, 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
그리고 상기 채널(30)의 길이방향 평행하게 소스라인(40)과 드레인전극(50)이 형성되어 있다. 그리고 상기 소스/드레인라인(40, 50)에 연결되는 소스/드레인전극(45, 55)이 게이트전극(25)의 길이방향에 직교하여 형성되어 있다.
상기 소스라인(40)과 드레인라인(50)에는 각각 다수의 소스전극(45)과 드레인전극(55)이 연결되어 형성되는데 상기 다수의 소스전극(45)과 드레인전극(55)은 교대로 게이트전극(25) 방향으로 형성된다.
이와 같이, 구동회로부에 마련되는 스위칭소자(10)의 소스/드레인전극(45, 55)을 다수로 마련함으로써 액정표시장치 구동시 채널의 폭(W/L) 값을 낮출 수 있 어 내부 임피던스가 감소하게 됨에 따라 전계 효과 이동도를 높일 수 있게 되어 스위칭소자(10)의 응답속도가 빨라지는 효과가 있다.
또한, 상기 액정표시장치의 구동회로부 스위칭소자(10)의 소스/드레인전극(45, 55)의 형상 변경으로 스위칭소자(10)의 불량을 리페어(Repair)할 수 있게 된다.
도 5a 내지 도 5e은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부의 스위칭소자의 리페어 방법을 도시한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 액정패널의 기판 상에 화소부의 게이트라인과 연결된 구동회로부 스위칭소자(10)의 게트이전극(25)을 형성한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(25) 상에는 게이트절연층(미도시)을 형성하게 된다. 그리고 상기 게이트라인에 연결된 게이트전극(25) 상에 채널(30)을 형성한다. 여기서 상기 채널(30)은 저가이면서 제작이 용이한 비정질-실리콘이 사용된다. 상기 채널(30)은 상기 게이트전극(25)보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 채널이 방향을 따라 소스라인(40)과 드레인라인(50)을 마련한다. 그리고 상기 소스/드레인라인(40, 50)에 연결된 소스/드레인전극(45, 55)을 형성한다.
상기 소스/드레인전극(45, 55)은 게이트전극(25) 방향으로 형성되며, 다수의 소스/드레인전극(45, 55)은 교대로 정렬되게 형성된다.
상기 소스/드레인라인(40, 50)에 연결되는 소스/드레인전극(45, 55)을 형 성할 때는 각각 형성할 수 있고, 소스/드레인라인(40, 50)을 포토마스크등을 사용하여 동시에 형성할 수 있다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 구동회로부 스위칭소자(10)를 형성하는 단계에서 상기 스위칭소자(10)의 금속라인의 형성이 정상적으로 형성되어 있는지의 여부를 판단하기 위해 라인디펙트(Line defect)를 검사한다. 상기 라인디펙트 검사는 오토 프로브 및/또는 그로스 테스트 등으로 할 수 있다.
상기 스위칭소자(10)에 전원을 공급했을 때 상기 라인디펙트가 발생한 스위칭소자(10)는 정상적으로 작동하지 않게 된다. 상기 작동상태에 따라 비정상적으로 작동하는 상기 스위칭소자(10)를 검사하게 된다.
그리고 비정상적으로 작동하는 상기 스위칭소자(10)의 표면을 검사한다. 상기 스위칭소자(10)의 표면검사에 의하여 스위칭소자(10)의 라인불량이 발생한 영역을 디텍트(detect)하게 된다.
상기와 같이, 스위칭소자(10)에 파티클 등으로 불량영역(70)이 발생할 수 있게 된다. 상기 파티클 등의 불량영역(70)이 스위칭소자(10)에 발생함에 따라 상기 스위칭소자(10)의 특성이 저하되어 종래에는 상기 불량영역으로 인해 액정패널의 수율저하로 원가상승이 되는 문제점이 발생하였다.
그러나 본 발명의 구동회로부 스위칭소자(10)에 소스/드레인전극(45, 55)의 형상을 게이트전극(25)의 길이방향에 수직하게 다수의 소스/드레인전극(45, 55)을 마련하고, 상기 소스/드레인전극(45, 55)을 교대로 형성함으로써 불량영역(70)이 발생하였을 때 불량영역(70)에 포함되는 소스/드레인전극(45, 55)을 소스/드레인라 인(40, 50)에서 커팅하여 상기 스위칭소자(10)를 리페어할 수 있게 된다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 구동회로부 스위칭소자(10)에 불량영역(70)이 스위칭소자(10)의 소정의 영역에 발생하게 된다. 상기 불량영역(70)이 발생한 영역의 소스/드레인전극(45, 55)을 소스/드레인라인(40, 50)에서 커팅한다. 상기 커팅은 레이저 등으로 커팅할 수 있다.
따라서 상기 커팅으로 단선영역(80)을 형성함으로써 불량영역(70) 발생으로 인한 스위칭소자(10) 오작동을 리페어할 수 있게 되어 액정패널의 수율을 높일 수 있게 된다.
이에 따라, 구동회로부 스위칭소자(10)에 있어서, 상기 스위칭소자(10)의 형상을 게이트전극(25) 길이방향에 수직하게 다수의 소스/드레인전극(45, 55)을 형성함으로써 스위칭소자(10)에 발생할 수 있는 불량영역(70)을 리페어할 수 있게 된다.
따라서 구동회로부 스위칭소자(10)의 수율저하와 원가상승의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 구동회로부 스위칭소자에 있어서, 구동회로부 스위칭소자에 소스/드레인전극의 형상을 게이트전극의 길이방향에 수직하게 다수의 소스/드레인전극을 마련하고, 상기 소스/드레인전극을 교대로 형성함으로써 불량영역이 발생하였을 때 불량영역에 포함되는 소스/드레인전극을 소스/드레인라인에서 커팅하여 상기 구동회로부 스위칭소자를 리페어할 수 있게 된다. 따라서 구동회로부 스위칭소자의 수율저하와 원가상승의 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 게이트전극과;
    상기 게이트 전극상에 배치된 채널과;
    상기 게이트전극에 이격되며, 상기 게이트전극을 사이에 두고 서로 평행하게 마련되는 소스라인 및 드레인라인과;
    상기 소스라인과 상기 드레인라인에 각각 연결되며, 하나의 상기 게이트전극상의 채널상에서 상기 게이트전극 방향으로 일정 간격을 두고 교대로 정렬되는 다수의 소스전극과 드레인전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 소스전극과 상기 다수의 드레인전극은 상기 게이트전극의 길이 방향에 서로 수직한 방향으로 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 채널은 비정질-실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 기판을 마련하는 단계와;
    상기 기판상에 게이트라인과 상기 게이트 라인과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트전극 상에 채널을 형성하는 단계와;
    상기 하나의 게이트 전극상의 상기 채널상에서 일정간격을 두고 교대로 정렬되는 다수의 소스전극과 드레인 전극, 상기 다수의 소스 전극들을 서로 연결하며 상기 게이트 전극과 평행하는 소스 라인 및 상기 다수의 드레인 전극들을 서로 연결하며 상기 게이트 전극과 평행하는 드레인 라인을 형성하여 스위칭소자를 형성하는 단계와;
    상기 스위칭소자의 라인디펙트 검사하는 단계와;
    상기 라인디펙트가 형성된 상기 소스 전극과 드레인 전극을 상기 소스/드레인라인에서 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로부 스위칭소자 리페어방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 채널은 비정질-실리콘인 것을 특징으로 하는 구동회로부 스위칭소자 리페어방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 라인디펙트를 검사하는 단계는 상기 스위칭소자의 불량이 발생한 표면 영역을 디텍트(detect)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로부 스위칭소자 리페어방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 라인디펙트를 검사하는 단계는 오토프로브 및/또는 그로스 테스트인 것을 특징으로 하는 구동회로부 스위칭소자 리페어방법.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 소스/드레인라인에서 커팅하는 단계에서 상기 커팅은 레이저로 커팅하는 것을 특징으로 하는 구동회로부 스위칭소자 리페어방법.
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