KR101328825B1 - 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판 검사방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판의 검사방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판을 검사하는 방법은 어레이 기판에 광을 조사하는 단계와, 일정시간이 지난 이후에 광을 제거하는 단계와, 어레이 기판의 게이트 라인 및 데이터 라인에 전압을 인가하는 단계와, 전압의 인가로 인해 화소영역에 충전되는 전하를 측정하는 단계를 포함한다.
Description
도 1은 종래의 박막트랜지스터 어레이 기판의 박막트랜지스터부를 나타내는 단면도.
도 2는 액티브층에 광전류가 유도되는 것을 나타내는 도면.
도 3 및 도 4는 박막트랜지스터 어레이 기판을 나타내는 평면도 및 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 박막트랜지스터 어레이 기판을 검사방법을 나타내는 흐름도.
도 6은 박막트랜지스터 어레이 기판에 광을 조사하는 단계를 나타내는 도면.
도 7은 광에 의해 트랜지스터 특성치가 변화하는 것을 나타내는 그래프.
도 8은 박막트랜지스터 어레이 기판의 검사장치를 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
6, 106 : 게이트 전극 8, 108 : 소스 전극
10, 110 : 드레인 전극 14, 114 : 액티브층
12, 112 : 게이트 절연막 18, 118 : 보호막
120 : 접촉홀 122 : 화소전극
220 : 기판 230 : PDLC층
231 : 투명전극 233 : 반사판
본 발명은 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판 검사 방법에 관한 것으로, 특히 액티브층에서 과농도로 불순물이 주입된 것을 검사하기 위한 어레이 기판 검사 방법에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 비디오신호에 따라 액정셀들의 광투과율을 조절함으로써 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정패널에 비디오신호에 해당하는 화상을 표시한다. 이 경우, 액정셀들을 스위칭하는 소자로서 통상 박막트랜지스터(Thin film Transistor; TFT)가 이용된다.
이러한 액정표시소자에 이용되는 박막트랜지스터는 액티브층을 형성하는 물질로서 비정질 실리콘(Amorphous Silicone) 및 다결정 실리콘(Poly Silicone)을 이용하기도 한다.
불순물 이온이 주입된 액티브층(14)은 도 1에서와 같이 게이트 전극(6)을 덮고 있는 게이트 절연막(12) 상에 형성된다. 이러한 구조에서 소스 전극(8)과 드레인 전극(10)에 전압이 인가되면 그 사이에 채널이 형성되어 소스 전극(8)과 드레인 전극(10) 사이로 전류가 흐른다.
정상적인 상황에서는 전술한 것처럼 소스 전극(8)과 드레인 전극(10)에 인가되는 전압에 의해서 채널이 형성되어야 하는데, 액티브층에 주입된 불순물 이온의 농도에 따라서 오작동이 일어나기도 한다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 액티브층에 주입된 불순물 이온이 과다하게 많을 경우에는, 도 2에서 보는 것처럼 액티브층(14)에서 외부 광(3)에 의한 광전류(Photo current)가 유도되어 채널이 형성되기도 한다. 이처럼 광에 의해 유도되는 광전류는 액티브층(14)에 불순물이 과다하게 주입되어 있지 않아도 나타나는 현상이지만, 정상적인 상태의 액티브층(14)에서는 광에 의해 유도되는 광전류의 양이 미미하기 때문에 동작에 영향을 줄 정도가 아니다. 하지만, 불순물이 과도하게 주입되어 있을 경우에는 광전류에 의해 채널이 형성되어 오작동을 야기한다.
근래에는 노트북 등 휴대용 액정표시장치 및 실외의 대화면 액정표시장치가 증가하면서 외부광이 강한 상태에서 액정표시장치를 구동하는 경우가 많아졌다. 이렇기 때문에, 광전류에 의한 오작동의 경우가 많아지고, 특히 종래에는 이처럼 액티브층의 불순물 주입 정도를 검사할 방법이 없었기 때문에 제품 완성 이전에 불량 검출이 미흡하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 액정표시장치의 어레이기판에서 액티브층의 불순물이 과농도로 주입된 것을 검사하여 광전류에 의해 오동작이 발생하는 것을 방지 하기 위한 어레이기판 검사방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 액정표시장치의 어레이 기판을 검사하는 방법은 어레이 기판에 광을 조사하는 단계와, 일정시간이 지난 이후에 광을 제거하는 단계와, 어레이 기판의 게이트 라인 및 데이터 라인에 전압을 인가하는 단계와, 전압의 인가로 인해 화소영역에 충전되는 전하를 측정하는 단계를 포함한다.
어레이 기판에 광을 조사하는 단계는 액티브층에 광전류를 유도하기 위한 수단이다.
그리고, 화소 영역에 충전되는 전하를 측정하는 단계는 폴리머 분산형 액정층을 포함하는 모듈레이터를 이용할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
액정표시장치를 제조하는 단계에서 박막트랜지스터 어레이 기판을 제조한 다음에는 기판의 단선 및 셀 영역의 이상 유무를 판단하기 위한 검사를 시행한다.
검사 대상이 되는 박막트랜지스터 어레이 기판을 도 3의 평면도 및 도 4의 단면도를 통해 살펴보면 다음과 같다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 박막트랜지스터 어레이 기판은 게이트라인(102) 및 데이터라인(104)의 교차부에 위치하는 TFT(130)와, TFT(130)와 접속되는 화소전극(122)과, 화소전극(122) 및 보호막(118)을 관통하는 접촉홀(120)을 통해 접속되는 드레인 전극(110)을 구비한다.
TFT(130)는 게이트라인(102)과 접속되는 게이트전극(106)과, 데이터라인(104)과 접속되는 소스전극(108)과, 화소전극(122)과 보호막(118)을 관통하는 접촉홀(120)을 통해 접속되는 드레인전극(110)을 구비한다.
게이트전극(106)은 버퍼막(116) 상에 형성되는 액티브층의 채널영역(114C)과 게이트절연막(112)을 사이에 두고 중첩되게 형성된다. 소스전극(108)은 게이트전극(106)과 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 절연되게 형성되며 불순물이온이 주입된 액티브층의 소스영역(114S)을 통해 접촉한다. 드레인전극(114D)은 게이트전극(106)과 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 절연되게 형성되며 불순물이온이 주입된 액티브층의 드레인영역(114D)을 통해 접촉된다. 여기서, 액티브층(114)에는 TFT(130)의 채널에 따라 주입되는 불순물이온이 달라진다. 즉, TFT(130)가 N 채널인 경우에는 n+ 이온이 액티브층에 주입되며, P 채널인 경우에는 p+이온이 액티브층에 주입된다.
불순물이온이 주입된 액티브층은 소스영역 및 드레인영역이 되며, 불순물이온이 주입되지 않은 액티브층은 채널영역이 된다.
TFT(130)는 게이트 라인(102)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터 라인(104)으로부터의 비디오 신호, 즉 화소 신호를 액정셀에 충전되게 한다. 이에 따라, 액정셀은 충전된 화소 신호에 따라 광투과율을 조절한다.
화소 전극(102)은 보호막(118)을 관통하는 접촉홀(120)을 통해 TFT(130)의 드레인 전극(110)과 접속되어 화소 영역에 형성된다.
이에 따라, TFT(130)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(122)과 공통 전극(도시하지 않음) 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상을 구현한다.
이러한 박막트랜지스터 어레이 기판을 제조한 다음에는 각각의 라인 단선 및 셀 불량을 검출하기 위하여 검사를 한다.
본 발명에 의한 박막트랜지스터 어레이 기판의 검사 방법은 도 5에 나타난 흐름도의 순서로 진행한다.
즉, 어레이 기판에 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인의 불량 여부와 액티브층을 검사하기 위해서, 먼저 도 6과 같이 박막트랜지스터 어레이 기판에 광을 조사한다.
이처럼 어레이 기판에 광(150)을 조사하는 과정은 이후에 게이트 라인 및 데이터 라인의 불량 여부를 판단하기 위한 전기적 검사를 시행하기 이전에 종료한다.
어레이 기판에 광(150)을 조사하는 것은 액티브층에 주입된 불순물의 농도를 검사하기 위한 것이다. 즉, 액티브층에 유도되는 광전류에 의해 트랜지스터 특성치의 변화를 살펴봄으로써 불순물의 농도를 알아볼 수 있다. 이를 도 7을 참조하여 좀 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
어레이 기판에 광(150)을 조사하면 액티브층(114)에 주입된 불순물인 전하들은 광전효과에 의해 광전류를 형성한다.
그리고, 불순물이 과농도로 주입되어 있지 않은 정상적인 액티브층(114)에서는 유도되는 광전류가 미미하고, 또한 광(150)을 제거한 이후에는 광전류도 소멸한다. 하지만, 액티브층(114)에 불순물이 과농도로 주입되어 있을 경우에는 광(150)이 제거된 이후에도 광전류의 영향이 남는다.
이처럼 액티브층(114)에 불순물의 농도에 따른 트랜지스터의 특성치의 차이를 살펴보면 도 7과 같다. 도 7은 어레이 기판에 광을 일정시간 조사한 이후 변화되는 트랜지스터의 특성치를 나타내는 그래프로써, (a)는 액티브층에 불순물이 과농도로 주입된 어레이 기판의 트랜지스터 특성을 나타내는 그래프이고, (b)는 액티브층에 불순물이 정상적으로 주입된 어레이 기판의 트랜지스터 특성을 나타내는 그래프이다. 즉, 게이트 전극에 인가되는 전압에 따라서 흐르는 전류의 양이 액티브층에 불순물 이온의 농도에 따라서 어떻게 변하는지 나타내는 그래프이다.
액티브층에 불순물이 과농도로 주입되어 있지 않은 경우에는 (b)의 그래프에서 알 수 있듯이, 광을 조사하였다가 다시 제거한 이후에는 전류 특성 곡선(current curve)은 광을 조사하기 이전과 같이 일반적인 형태를 나타낸다. 즉, 게이트에 전압이 인가되지 않을 때에는 전류의 흐름이 없다.
하지만, 액티브층에 불순물이 과농도로 주입되어 있는 경우에는 (a)의 그래프에서 보여지듯이, 광을 제거한 이후에도 액티브층에 유도된 광전류가 잔존하여 트랜지스터 특성치가 변하게 된다. 즉, 게이트에 전압이 인가되지 않는 상태에서 도 전류의 흐름이 지속된다.
이처럼 액티브층에 주입된 불순물의 농도에 따른 트랜지스터 특성치의 변화로 인하여 어레이 기판에 전압을 인가하여 구동하여 화소영역에 충전되는 전하의 양에 변화가 생긴다.
이러한 화소영역간의 충전되는 전하의 양과 게이트 라인 및 데이터 라인들의 불량 여부를 확인하기 위하여, 광을 일정시간 조사하는 단계에 이어서 기판의 전기적 검사를 시행한다.
기판의 전기적 검사는 각각의 게이트 패드 및 데이터 패드에 어레이 테스트 장비의 게이트 핀 및 데이터 핀을 각각 연결하고, 전압을 인가하여 각 라인에 연결된 각 화소의 전하의 양에 따라 라인 단선 결함을 판단한다.
이러한 전기적 검사장치 및 방법을 도 8을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
어레이 기판의 검사장치는 박막트랜지스터 어레이기판(210) 상에 설치되는 모듈레이터(235)와 모듈레이터(235) 상에 설치된 카메라(240)를 포함한다.
모듈레이터(235)는 투명전극(231)이 형성된 기판(220)과 반사판(230) 사이에 주입된 폴리머 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal : 이하 'PDLC')층(230)으로 이루어진다.
PDLC층(230)은 액정과 폴리머를 혼합하여 자외선을 조사한 후 액정을 폴리머로부터 분리시켜 원형의 액정방울로 형성된다. 이러한, PDLC층(230)은 모듈레이터(235)의 기판(220) 상에 형성된 투명전극(231)과 박막트랜지스터 어레이 기판(210) 상에 형성된 화소전극(211)의 전압차에 의해 구동된다. 즉, PDLC층(230) 은 전압이 인가되지 않은 경우 액정방울들이 무질서하게 배열되어 입사된 광을 산란시키고, 카메라(240)에서는 어두운 이미지가 관찰된다. 반면에 투명전극(231)과 화소전극(211)에 전압을 인가하면 PDLC층(230)의 액정방울 안의 액정분자들은 전기장과 나란한 방향으로 배열되어 입사된 광을 반사판(233)을 통해 반사시켜 투과시킴에 따라 카메라(240)에는 밝은 이미지가 관찰된다. 따라서 박막트랜지스터 어레이 기판(210)에 형성된 화소전극(211)과 모듈레이터(235)에 형성된 투명전극(231) 사이의 전압을 변화시켜 카메라로부터 보여지는 이미지의 밝기를 관찰한다.
따라서 박막트랜지스터 어레이 기판(210)에 단선 또는 단락과 같은 불량이 발생되거나, 액티브층에 주입된 불순물 농도가 달라서 광 조사에 의해 트랜지스터 특성이 변화된 경우 카메라를 통해 관찰되는 이미지의 밝기가 다른 영역과 차별화되기 때문에 불량 유무를 검출할 수 있다.
다시 말해, 어레이 기판(210)에 단선이나 단락이 발생하면 그와 연결되는 화소 영역에 전하가 충전되지 않아서 다른 화소 영역보다 어둡게 관찰된다.
또한, 액티브층에 불순물이 과농도로 주입되어 광 조사 단계에서 트랜지스터 특성이 변화된 경우에는 화소 영역에 충전되는 전하의 양이 많기 때문에 이웃하는 화소 영역보다 밝게 관찰된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판 검사 방법에 의하면 게이트 라인 및 데이터 라인들의 단락/단선 불량 뿐만 아 니라 액티브층에 불순물이 과농도로 주입된 불량도 검출할 수 있다. 이에 따라, 기판 제조 공정의 수율을 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
Claims (4)
- 어레이기판에 광을 조사한 후 제거하는 단계와;상기 어레이기판의 게이트라인 및 데이터라인에 전압을 인가하는 단계와;화소영역에 충전되는 전하를 측정하는 단계를 포함하며,상기 화소 영역에 충전되는 전하를 측정하는 단계는 기판상에 차례로 형성된 투명전극, 폴리머 분산형 액정층 및 반사판을 포함하는 모듈레이터와 상기 모듈레이터 상에 설치된 카메라를 이용하며, 상기 모듈레이터에 형성된 투명전극과 상기 어레이 기판에 형성된 화소전극 사이의 전압 변화에 따라 카메라로부터 보여지는 이미지의 밝기를 관찰하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 어레이 기판 검사 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 어레이기판에 광을 조사한 후 제거하는 단계는 액티브층에 광전류를 유도하기 위한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 어레이 기판 검사 방법.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020060139044A KR101328825B1 (ko) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판 검사방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080062880A KR20080062880A (ko) | 2008-07-03 |
| KR101328825B1 true KR101328825B1 (ko) | 2013-11-13 |
Family
ID=39814949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060139044A KR101328825B1 (ko) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이 기판 검사방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101328825B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960032286A (ko) * | 1995-02-16 | 1996-09-17 | 사토 후미오 | 액정표시장치 |
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-
2006
- 2006-12-29 KR KR1020060139044A patent/KR101328825B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960032286A (ko) * | 1995-02-16 | 1996-09-17 | 사토 후미오 | 액정표시장치 |
| KR20040095047A (ko) * | 2003-05-06 | 2004-11-12 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시소자의 검사방법 및 장치 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20080062880A (ko) | 2008-07-03 |
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