KR101258085B1 - Liquid crystal display device prevetable static electricity prevention and method of fabricating thereof - Google Patents
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- G02F2202/00—Materials and properties
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Abstract
본 발명은 정전기 방지용 액정표시장치에 관해 개시한다. 개시된 액정표시장치는 기판과, 상기 기판 상에 배치되어, 일끝단에 패드가 구비된 신호배선과, 상기 패드와 연결되는 단락배선과, 상기 단락배선에서 연장되어 신호배선에 발생하는 정전기를 제거하는 정전기 방지배선과, 상기 정전기 방지 배선이 배치된 기판 상에 형성된 보호막과, 패드과 정전기 방지배선 상부의 보호막에 형성되어 패드와 정전기 방지배선의 일부위를 노출시키는 컨택홀과, 상기 보호막 위에 형성되고 컨택홀을 통해 상기 정전기 방지배선과 패드를 전기적으로 연결하는 투명 도전막을 포함하며, 상기 기판은 패드와 정전기 방지배선 사이에서 절단되어 투명도전막의 단부가 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an antistatic liquid crystal display device. The disclosed liquid crystal display device includes a substrate, a signal wiring having a pad at one end thereof, a short circuit connected to the pad, and a static electricity extending from the short circuit to remove the static electricity generated in the signal wiring. A protective film formed on the antistatic wiring and the substrate on which the antistatic wiring is disposed, a contact hole formed on the pad and the protective film on the top of the antistatic wiring and exposing a portion of the pad and the antistatic wiring; And a transparent conductive film electrically connecting the antistatic wiring to the pad through a hole, wherein the substrate is cut between the pad and the antistatic wiring to expose an end portion of the transparent conductive film to the outside.
Description
도 1은 종래 액정표시장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a conventional liquid crystal display device.
도 2는 도 1의 하부기판을 액정패널 단위로 절단한 것을 보인 도면.FIG. 2 is a view illustrating the lower substrate of FIG. 1 cut in a liquid crystal panel unit. FIG.
도 3은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이기판의 일부를 도시한 평면도. 3 is a plan view showing a part of a thin film transistor array substrate according to the present invention;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 정전기 방지용 액정표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정단면도.4A through 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an antistatic liquid crystal display device according to the present invention.
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하는 정전기 방지가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device and a manufacturing method capable of preventing static electricity to block static electricity flowing from the outside.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있다. 최근 들어 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판표시장치(plate panel display)의 필요성이 대두되었다. 이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막 트랜지스터형 액정표시소자(Thin film transistor-liquidcrystal display ; 이하 TFT-LCD라 한 다)가 개발되었다. 통상적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)에서는 액정패널 상에 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 그에 공급되는 비디오 데이터 신호로 조절함으로써 데이터 신호에 해당하는 화상을 패널 상에 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정표시소자는 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들, 액정셀 별로 데이터 공급을 절환하기 위한 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 'TFT'라 함), 외부에서 공급되는 데이터를 액정 셀들에 공급하는 신호배선 및 TFT의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등을 구비하게 된다. Recently, as the information society has progressed rapidly, a display field for processing and displaying a large amount of information has been developed. Recently, the need for a flat panel display (plate panel display) has emerged in order to meet the era of thinning, light weight, low power consumption. Accordingly, a thin film transistor-liquid crystal display (hereinafter referred to as TFT-LCD) having excellent color reproducibility and thinness has been developed. In general, a liquid crystal display (LCD) displays an image corresponding to a data signal on a panel by adjusting light transmittance of liquid crystal cells arranged in a matrix form on a liquid crystal panel with a video data signal supplied thereto. do. To this end, the liquid crystal display device includes electrodes for applying an electric field to the liquid crystal layer, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) for switching data supply for each liquid crystal cell, and externally supplied data. And signal wiring for supplying the control signal and the control signal for the TFT.
액정표시장치는 화소 단위를 이루는 액정 셀의 형성 공정을 동반하는 패널 상판 및 하판의 제조공정과, 액정 배향을 위한 배향막의 형성 및 러빙(Rubbing) 공정과, 상판 및 하판의 합착 공정과, 합착된 상판 및 하판 사이에 액정을 주입하고 봉지하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성되게 된다. 여기에서 하판의 제조공정은 기판 상에 전극 물질, 반도체층 및 절연막의 도포와 에칭 작업을 통한 박막 트랜지스터의 형성과 기타 전극부의 형성 과정을 포함한다. The liquid crystal display device includes a manufacturing process of the upper and lower panels of the liquid crystal cell forming the pixel unit, forming and rubbing of the alignment layer for liquid crystal alignment, bonding of the upper and lower plates, It is completed through a number of processes, such as the process of injecting and encapsulating a liquid crystal between the upper and lower plates. Here, the lower plate manufacturing process includes forming a thin film transistor and forming other electrode portions by applying and etching an electrode material, a semiconductor layer, and an insulating film on a substrate.
그리고, 액정 주입 및 봉지 공정을 거친 다음, 액정 패널의 IPT(In Process Test)를 수행하게 된다. 이는, 완성된 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD) 어레이의 단선 등으로 인한 불량 검사를 용이하게 하기 위하여 액정패널의 외곽부에 단락배선(shorting bar)을 형성하여 검사를 수행하게 된다. 상기 단락배선은 액정표시장치의 공정 중에 발생되는 정전기가 박막 트랜지스터 액정표시장치 어레이에 인가되어 내부 소자(박막트랜지스터 등)가 파괴되는 것을 방지하는 역할을 한다. After the liquid crystal injection and encapsulation process, an IPT (In Process Test) of the liquid crystal panel is performed. This is performed by forming a shorting bar on the outer portion of the liquid crystal panel in order to facilitate defect inspection due to disconnection of the completed TFT-LCD array. The short-circuit wiring serves to prevent static electricity generated during the process of the liquid crystal display device from being applied to the thin film transistor liquid crystal display array so that internal elements (such as thin film transistors) are destroyed.
도 1은 종래 액정표시장치를 나타낸 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 하부기 판을 액정패널 단위로 절단한 것을 보인 도면이다.1 is a view showing a conventional liquid crystal display device. 2 is a view showing the lower substrate of FIG. 1 cut in units of a liquid crystal panel.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 액정표시장치는 하부기판(10)에 형성된 TFT(Thin Film Transistor; 이하 TFT라 함)매트릭스(20)와, 상기 TFT매트릭스(20)의 게이트라인을 테스트하는 게이트라인 단락배선(Shorting Bar;22)과, 상기 TFT매트릭스(20)의 데이터라인을 테스트하는 데이터라인 단락배선(Shorting Bar;24)와, 상기 TFT매트릭스(20)의 게이트라인과 게이트라인 단락배선(22)를 접속하는 게이트라인 테스트전극(16)과 TFT매트릭스(20)의 데이터라인과 데이터라인 단락배선(24)를 접속하는 데이터라인 테스트전극(18)을 구비한다. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display according to the related art has a TFT (Thin Film Transistor)
상기 하부기판(10)의 중앙부에는 상기 게이트 및 데이터 D-IC의 제어신호 및 비디오 신호에 의해 절환되는 TFT소자가 매트릭스 형태로 배열된 TFT매트릭스(20)가 형성되어 있다. 또한, 상기 하부기판(10)에는 게이트 구동 집적회로(Drive Integrated Circuit; 이하 D-IC라 함)를 실장하기 위해 게이트 패드(10A)영역 및 데이터 D-IC를 실장하기 위해 데이터 패드(10B)영역이 각각 형성된다. In the central portion of the
상기 단락배선(22,24)는 각 게이트 라인 테스트전극들(16)과 상기 데이터라인 테스트전극들(18)에 각각 접속된다. 상기 각 게이트 라인 테스트전극들(16)과 상기 데이터라인 테스트전극들(18)은 게이트라인들과 데이터라인들에 각각 접속된다. 따라서, 상기 단락배선(22,24)는 상기 각 게이트 라인 테스트전극들(16)과 상기 데이터라인 테스트전극들(18)을 통해 상기 게이트라인들과 데이터라인들과 접속된다. 상기 단락배선(22,24)은 작업과정에서 발생하는 수백 볼트의 정전기를 각 게이트라인들과 데이터라인들에 분산시켜 등전위로 만들어준다. 따라서, 상기 단락배 선(22,24)는 게이트라인들 및 게이터라인들을 타고 흘러들어오는 정전기에 의해 박막 트랜지스터가 파괴되는 것을 방지한다.The
상기 단락배선(22,24)는 정전기 방지배선(30,32)들과 각각 연결된다. The
이와 같이 단락배선(22,24)는 실제 TFT-LCD를 구동함에 있어서는 전혀 이용되지 않고, 상기와 같이 정전기 방지 및 어레이 검사 시에 이용되는 것이므로, 최종적으로는 제거된다. Thus, the short-
상기와 같이 TFT매트릭스(20)를 테스트한 후, 정상으로 판단되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 하부기판을 액정패널 단위로 절단한다. 이때, 상기 정전기 방지배선(30,32)들은 외부에 노출된다. 그리고 나서, 상기 액정 패널 단위로 절단된 하부기판(10`) 위에 액정모듈(14)과 상부기판(12)를 순차적으로 적층한다. After the
그러나, 종래 액정표시장치에서는, 상기 액정 패널 단위로 하부기판을 절단할 경우, 상기 절단된 하부기판(10`) 일측면에 정전기 방지배선이 노출된다. 상기 정전기 방지배선의 노출된 부위는 외부 수분에 의해 부식될 우려가 있다. 또한, 상기 정전기 방지배선의 노출된 부위는 외부 정전기의 유입경로로서의 역할을 하게 된다. 따라서, TFT매트릭스의 게이트라인과 데이터라인은 상기 경로를 통해 유입된 정전기로 인해 데미지(Damage)를 받게 되는 문제점이 발생된다.However, in the conventional liquid crystal display, when the lower substrate is cut by the liquid crystal panel unit, an antistatic wiring is exposed on one side of the cut
상기 문제점을 해결하고자, 본 발명의 과제는 상기 정전기 방지배선의 구조를 개선시켜 외부 수분에 의한 부식현상 및 외부 정전기 유입으로 인한 데미지를 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하려는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can prevent damage caused by corrosion of external moisture and inflow of external static electricity by improving the structure of the antistatic wiring.
상기 과제를 달성하고자, 본 발명은 정전기 방지용 액정표시장치를 제공한다. 상기 장치는 기판과, 상기 기판 상에 배치되어, 일끝단에 패드가 구비된 신호배선과, 상기 패드와 연결되는 단락배선과, 상기 단락배선에서 연장되어 신호배선에 발생하는 정전기를 제거하는 정전기 방지배선과, 상기 정전기 방지 배선이 배치된 기판 상에 형성된 보호막과, 패드과 정전기 방지배선 상부의 보호막에 형성되어 패드와 정전기 방지배선의 일부위를 노출시키는 컨택홀과, 상기 보호막 위에 형성되고 컨택홀을 통해 상기 정전기 방지배선과 패드를 전기적으로 연결하는 투명 도전막을 포함하며, 상기 기판은 패드와 정전기 방지배선 사이에서 절단되어 투명도전막의 단부가 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antistatic liquid crystal display device. The device is disposed on the substrate, a signal wiring having a pad at one end, a short circuit connected to the pad, and an antistatic to extend from the short circuit to remove the static electricity generated in the signal wiring A protective film formed on the wiring, the protective film formed on the substrate on which the antistatic wiring is disposed, a contact hole formed on the pad and the upper protective film on the antistatic wiring, and exposing a portion of the pad and the antistatic wiring; And a transparent conductive film electrically connecting the antistatic wiring to the pad through the substrate, wherein the substrate is cut between the pad and the antistatic wiring to expose an end portion of the transparent conductive film to the outside.
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(실시예)(Example)
도 3은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이기판의 일부를 도시한 평면도이다.3 is a plan view showing a portion of a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 어레이기판(19)은 박막 트랜지스터(T)와 화소(P)와, 게이트배선(111)과, 게이트배선(111)의 끝단에 소정 면적으로 형성된 게이트패드(113)와, 상기 게이트배선(111)과 교차하여 형성되는 데이터배선(115)과, 상기 데이터배선(115)의 끝단에 소정 면적으로 형성된 데이터패드(117)로 구성된다. 상기 박막 트랜지스터(T)는 소스전극(121)과 드레인전극(123)과, 이 두전극 사이에 채널 역할을 하는 액티브층(125)과 게이트전극(127)으로 구성되며, 상기 게이트전극(27)은 상기 게이트배선(111)에서 소정의 면적으로 돌출연장하여 형성하고, 상기소오스전극(121)은 상기 데이타배선(115)의 일부에서 돌출연장하여 형성한다.As shown in FIG. 3, the thin film transistor array substrate 19 includes a thin film transistor T, a pixel P, a
상기 다수의 게이트배선(111)과 데이타배선(115)은 각각 하나의 단락배선(shorthing bar)로 연결형성된다. 상기 단락배선은 상기 다수의 배선을 등전위 상태로 만들어주기 때문에 어레이기판의 형성 시 발생하는 정전기에 의한 배선의 단선이나 단락을 막는 역할을 한다.The
상기 게이트배선(111)의 게이트 단락배선(129)(131)은 상기 어레이기판의 일측에 형성되며, 상기 게이트 단락배선 중 제1 게이트단락배선(129)은 상기 게이트패드(113)중 짝수번째 게이트패드(113b)를 모두 연결하고 있고, 제2 게이트 단락배선(미도시)(131)은 홀수번째 게이트패드(113a)를 모두 연결하여 형성한다.Gate
상기 게이트단락배선 중 홀수번째 게이트패드(113a)를 연결하는 제2 게이트단락배선(131)은 상기 데이터배선(115)과 동일층에 형성된다.이때, 상기 일방향의 제 2 게이트단락배선(131)에서 상기 홀수번째 게이트패드(113a) 방향으로 연장된 수직패턴의 제2 게이트 단락배선(131) 상부에 형성된 제1 게이트콘택홀(153)과 상기 게이트패드 상부에 형성된 제2 게이트콘택홀(154)에 동시에 투명전극을 패터닝하여, 상기 제2 게이트 단락배선(131)과 상기 홀수번째 게이트패드(113a)를 연결한다. 이러한 연결방식은 다양하게 변형가능하다.The second gate
이러한 제 1, 제2게이트 단락배선들(129)(131)은 정전기 방지배선(132)과 연결된다.The first and second gate
상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 정전기 방지용 액정표시장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. Referring to the manufacturing method of the antistatic liquid crystal display device according to the present invention having the above configuration is as follows.
도4a 내지 도 4d는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ`선, Ⅲ-Ⅲ`선, Ⅳ-Ⅳ`선을 따라 절단하여 공정순서에 따라 나타낸 공정단면도이다.4A to 4D are sectional views taken along line II-II ′, III-III ′, and IV-IV ′ of FIG. 3 and shown in a process sequence.
도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한기판 상에 도전성 금속물질을 증착하고 패터닝하여 게이트전극(127)과 게이트 패드(113)과 게이트배선(111)을 형성한다. As shown in FIG. 4A, the conductive metal material is deposited and patterned on the transparent substrate to form the
상기 게이트패드(113) 중 짝수번째 게이트패드(113b)를 연결하는 제1 게이트단락배선(129)을 형성한다. 이때, 상기 제 1게이트단락배선(129)은 상기 게이트패드(113) 중 짝수번째 게이트패드(113b)와 직교하여 연결된다. 또한, 게이트 단락배선에 연결되지 않은 다수의 홀수번째 게이트패드(113a)에서 연장되어, 근접한 게이트 단락배선(129)에 연결되는 정전기 방지배선(132)을 동시에 형성한다. 다음으로, 상기 게이트배선(111) 등이 형성된 기판의 전면에 절연물질을 증착하여 게이트절연층(143)을 형성한다.A first gate
도 4b에 도시한 바 와같이, 상기 게이트절연층(143)을 가진 기판 상에 반도체층과 불순물반도체층을 차례로 적층하고 패터닝하여, 상기 게이트전극(127) 상부에 아일랜드 형태로 액티브층(125)을 형성한다. 다음으로, 상기 액티브층(125)이 형성된 기판(119)의 전면에 도전성 금속물질을 증착한 후 패터닝한다. 그 결과, 소스전극(121)과, 이와는 소정간격 이격된 드레인전극(123)과, 데이터패드(117)와, 데이터배선(115)이 형성된다. 이때, 상기 소스/드레인전극을 형성하는 금속은 일반적으로 크롬(Cr)을 사용한다. 상기 데이터배선(115)으로 사용가능한 크롬은 몰리브덴(Mo)이나 기타의 도전성 금속에 비해 저항이 큰편이나 식각용액에 대한 내화학성 이 뛰어난 특성을 갖는다. 반면, 몰리브덴은 저항이 작은 반면 강한 산성을 띄는 식각용액에는 강하지 못하다. 이와 같은 특성으로, 몰리브덴을 사용하여 데이터배선 등을 형성하게 되면, 추후에 게이트 금속재질의 정전기방지배선을 절단할 때 사용하는 강산이 보호층 상에 형성된 핀홀(pin hole)로 침투하여 그 하부의 데이터배선 등에 단선 불량을 유발하게 된다. 따라서, 이를 막고자 일반적으로 크롬을 사용하게 된다. 이때, 상기 데이터배선(115) 형성과 함께 상기 제 1게이트단락배선(129) 및 및 제 2게이트 단락배선(131)이 형성된다. As shown in FIG. 4B, a semiconductor layer and an impurity semiconductor layer are sequentially stacked and patterned on a substrate having the
다음으로, 상기 제 1및 제 2게이트 단락배선(129)(131)과 데이터배선(115) 등이 형성된 기판(119)의 전면에 전술한 절연물질을 증착하여 보호층(149)을 형성한다. Next, the
도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(149)을 선택 식각하여 드레인전극(123)을 노출시켜 컨택홀(contact hole)을 형성하고, 상기 홀수번째 게이트패드(113a)와 짝수번째 게이트패드(113b) 및 상기 정전기방지배선(132)의 일부위를 노출시켜 컨택홀을 형성한다. As shown in FIG. 4C, the
도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 보호층(149) 상에 인듐-틴-옥사이드(ITO)등과 같은 투명 도전성 금속을 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인전극(123)과 연결되는 화소전극(153)을 형성한다. 이와 동시에 상기 정전기 방지배선(132)를 덮는 투명도전막 패턴(154)를 형성하는데, 이때 투명도전막패턴(154)에 의해 게이트패드(113a)와 정전기 방지배선(132)이 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 4D, a transparent conductive metal such as indium tin oxide (ITO) is deposited and patterned on the
이러한 일련의 공정을 거쳐 어레이기판을 형성한 후, 상기 짝수번째 게이트배선(113b)과 홀수번째 게이트배선(1113a) 간의 단락(short)또는 단선(open)불량을 테스트하게 된다. 테스트후, 단락배선과 상기 정전기 방지배선(132)는 스크라이브에 의해 제거되는데, 이때 액정패널의 절단단면에는 부식에 강한 투명 도전성 금속이 노출되므로, 부식에 의한 불량을 방지할 수 있게 된다.. After the array substrate is formed through such a series of processes, a short or open defect between the even-numbered
본 발명에 따르면, 정전기 방지배선 구조를 개선시킴으로써, 외부 수분에 의한 부식현상 및 외부 정전기의 유입경로로 인한 데미지를 방지할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, by improving the antistatic wiring structure, there is an advantage that can be prevented from damage caused by the corrosion of the external moisture and the inflow path of the external static electricity.
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