KR101473842B1 - 액정표시패널의 불량셀 리페어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시패널의 불량픽셀 리페어방법에 관한 것으로서, 그 구성은 하부기판상에 서로 교차되게 배열되어 복수개의 셀영역을 정의하는 복수개의 게이트배선과 데이터배선 및 공통배선과, 상기 게이트배선 및 데이터배선이 교차하는 지점에 형성되고 게이트전극과 액티브층 및 소스/드레인전극으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기 드레인전극에 연결된 화소전극으로 이루어지는 복수개의 셀로 구성된 액정표시패널을 제공하는 단계와; 상기 액정표시패널의 하단부에서 적어도 1/2 지점의 영역내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고, 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제1 암점화 단계와; 상기 액정표시패널의 상단부에서 상기 적어도 1/2 지점의 영역내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고 상기 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제2 암점화 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
액정패널, 휘점, 암점, 리페어(repair), 상시야각, 하시야각

Description

액정표시패널의 불량셀 리페어방법{Method for repairing defect cell of liquid crystal display panel}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 암점 리페어에 따른 시야각 휘점 발생품의 리턴(return) 불량률을 줄일 수 있고 수율 증가 및 수익성을 개선할 수 있는 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display) 소자로 각광받고 있다.
이러한 액정표시장치중에서도, 각 화소별로 전압의 온/오프를 조절할 수 있는 스위칭소자가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
이러한 일반적인 액정표시장치의 리페어방법에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도로서, 액정이 구동되는 영역으로 정의되는 액티브 영역을 중심으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 서로 일정간격 이격되어 상부 및 하부기판(10, 30)이 대향하고 있고, 상기 상부 및 하부기판(10, 30)사이에는 액정층(50)이 개재되어 있다.
여기서, 상기 하부기판(30) 상부에는 다수개의 게이트 및 데이터배선(32, 34)이 서로 교차되어 있고, 이 게이트 및 데이터배선(32, 34)이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 상기 게이트 및 데이터배선(32, 34)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소전극 (46)이 형성되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 박막트랜지스터(T)는 게이트 전압을 인가받는 게이트전극과, 데이터전압을 인가받는 소스 및 드레인전극과, 게이트전압과 데이터 전압차에 의해 전압의 온/오프를 조절하는 체널(channel)로 구성된다.
그리고, 상부기판(10) 하부에는 컬러필터층(12), 공통전극(16)이 차례대로 형성되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(12)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터와, 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스로 구성된다.
그리고, 상부 및 하부기판(10, 30)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(52, 54)이 위치하고, 하부편광판(54) 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다.
이러한 구성으로 이루어진 종래의 액정표시장치는, 스위칭소자 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조공정과 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조공정을 거친 기판을 이용하여, 이 두 기판사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다.
상기 액정셀 공정은 어레이 공정이나 컬러필터 공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라고 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성공정과 셀갭(cell gap) 형성공정, 셀 절단(cutting) 공정, 액정주입공정으로 크게 나눌 수 있고, 이러한 공정은 거친 액정셀은 품질검사를 통해 선별된 액정패널의 외측에 각각 편광판을 부착한후, 구동회로를 연결하면 액정표시장치가 완성된다.
이러한 액정패널의 검사과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트패턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다.
일반적인 액정패널의 불량에는 픽셀별 색상 불량, 휘점(항상 켜져 있는 픽셀), 암점(항상 꺼져 있는 픽셀) 등의 점 결함과, 상기 게이트배선과 인접한 데이터 배선간의 단락(short)으로 인해 발생하는 선 결함(Line Defect) 등이 있다.
이러한 불량은 완성된 액정패널에 테스트 패턴들을 띄웠을 때 작업자의 눈에 확연히 드러나게 되고, 작업자는 불량 픽셀의 위치를 파악하여 이 후에 그 부분에 대한 리페어(repair) 작업을 행하게 된다.
최근에는 액정패널의 암점을 리페어하는 방법으로서 한가지 방법 예를들어, 전단 게이트전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화시키거나, 또는 공통전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화하는 방법을 적용 하여 사용하였다.
그러나, 이러한 종래기술에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.
종래기술에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 이러한 한가지 방법, 즉 전단 게이트전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화하는 방법을 적용하여, 한 패널에서 검출되는 불량셀을 암점 리페어하게 되면, 암점화된 픽셀이 하시야각에서 휘점으로 검출되며, 암점화한 픽셀이 액정표시패널 화면의 상단부일 경우 일반 사용자(user)들이 화면 상단부는 하시야각에서 주로 보게 됨으로 휘점으로 검출될 수 있다.
또한, 종래기술에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 또 다른 한가지 방법, 즉 불량셀의 공통전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화하는 방법을 적용하여, 한 패널에 검출되는 불량셀의 암점 리페어를 하게 되면, 암점화한 픽셀이 상시야각에서 휘점으로 검출되며, 그 픽셀이 액정표시패널 화면의 하단부일 경우 일반 사용자(user)들은 화면의 하단부가 상시야각에서 주로 보게 되어 이 또한 역시 휘점으로 검출된다.
따라서, 액정표시패널을 사용하는 사용자(user)들은 특히 사무용 및 가정용으로 사용하는 사용자(user)들의 경우에는 액정표시패널의 화면을 보게 되며, 화면의 상단부는 하시야각에서 주로 보게 되고, 화면의 하단부는 상시야각에서 주로 보게 된다.
그러므로, 암점 리페어 제품의 상시야각과 하시야각에서의 휘점 결함에 따른 불량 리턴율(return)이 증가하게 되고, 그에 따른 수율이 감소하고, 비용손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기 종래기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 기존에 한 패널에 한가지 방법으로 암점화하는 공정대신에 한 패널에 영역별로 암점 리페어방법을 다르게 적용하므로써 암점 리페어에 따른 시야각 휘점 발생품의 리턴(return) 불량률을 줄일 수 있고 수율 증가 및 수익성을 개선할 수 있는 액정표시패널의 불량셀 리페어방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 하부기판상에 서로 교차되게 배열되어 복수개의 셀영역을 정의하는 복수개의 게이트배선과 데이터배선 및 공통배선과, 상기 게이트배선 및 데이터배선이 교차하는 지점에 형성되고 게이트전극과 액티브층 및 소스/드레인전극으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기 드레인전극에 연결된 화소전극으로 이루어지는 복수개의 셀로 구성된 액정표시패널을 제공하는 단계와; 상기 액정표시패널의 하단부에서 적어도 1/2 지점의 영역내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고, 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제1 암점화 단계와; 상기 액정표시패널의 상단부에서 상기 적어도 1/2 지점의 영역내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고 상기 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제2 암점화 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 액정표시패널의 화면의 상단부에서 적어도 1/2 지점의 영역내에서는 공통전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화하는 제2 암점화 방법을 적용하고, 액정표시패널 화면의 1/2 지점에서 하단부내에서는 전단 게이트전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화시키는 제1 암점화 방법을 적용하여 불량셀의 암점 리페어를 수행하므로써, 검사자 및 일반 사용자 (user)들도 시야각에서의 휘점을 잘 볼 수 없게 된다. 즉, 2가지 암점 리페어하는 방법의 각각 한 방향의 시야각에서만 휘점으로 검출되는 점을 이용하여 액정표시패널 화면의 영역별로 암점 리페어방법을 다르게 적용하여 시야각에서의 휘점을 개선하게 된다.
따라서, 본 발명은 기존에는 한 패널에 한가지 방법으로 암점화하던 공정대신에 한 패널에서 영역별로 암점 리페어방법을 다르게 적용하므로써 암점 리페어에 따른 시야각 휘점 발생품의 리턴 불량률을 줄일 수 있고, 수율 증가 및 수익성을 개선시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 불량셀의 드레인전극을 절단하고, 전단의 게이트전극과 화소전극을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화시키는 제1 암점화 방법과; 불량셀의 드레인전극을 절단하고, 공통전극과 화소전극의 오버랩부분을 레이저를 이용한 웰딩공정으로 암점화하는 제2 암점화 방법으로 이루어지며, 한 패널의 상단부에서 적어도 1/2 지점의 영역내에서는 제2 암점화방법을 적용하고, 적어도 1/2 지점에서 하단부내에서는 제1 암점화방법을 적용한다.
여기서, 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 적용하는 상기 제1 암점화방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제1 암점화방법을 설명하기 위한 액정표시패널의 평면도이다.
도면에는 도시하지 않았지만, 서로 일정간격 이격되어 상부 및 하부기판(미도시)이 대향하고 있고, 상기 상부 및 하부기판(미도시)사이에는 액정층(미도시)이 개재되어 있다.
여기서, 도 2를 참조하면, 상기 하부기판(미도시) 상부에는 다수개의 게이트 배선(103a, 103b) 및 데이터배선(113)이 서로 교차되어 있고, 이 게이트배선(103a, 103b) 및 데이터배선(113)이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(103a, 103b) 및 데이터배선(113)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소영역에는 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소전극(119)이 형성되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전압을 인가받는 게이트전극(105)과, 데이터전압을 인가받는 소스 및 드레인전극(113a, 113b)과, 게이트전압과 데이터 전압차에 의해 전압의 온/오프를 조절하는 채널 (channel)로 구성된다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부기판(미도시) 하부에는 컬러필터층(미도시), 공통전극(미도시)이 차례대로 형성되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(미도시)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터와, 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 구성된다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부 및 하부기판(미도시)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(미도시)이 위치하고, 하부편광판(미도시) 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 액정표시장치는, 스위칭소자 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조공정과 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조공정을 거친 기판을 이용하여, 이 두 기판사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다.
상기 액정셀 공정은 어레이 공정이나 컬러필터 공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라고 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성공정과 셀갭(cell gap) 형성공정, 셀 절단(cutting) 공정, 액정주입공정으로 크게 나눌 수 있고, 이러한 공정은 거친 액정셀은 품질검사를 통해 선별된 액정패널의 외측에 각각 편광판을 부착한후, 구동회로를 연결하면 액정표시장치가 완성된다.
이러한 액정패널의 검사과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트패턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다.
이때, 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 두가지 암점화방법을 적용하는데, 이중에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 불량셀의 드레인전극(113b) 을 레이저를 이용하여 절단(121)하고, 전단의 게이트배선(103a)과 화소전극 (119)을 레이저를 이용한 웰딩(123) 공정으로 암점화시키는 제1 암점화 방법에 대해 도 3a ∼ 3c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3a ∼ 도 3c는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제1 암점화방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 절연기판(박막트랜지스터 어레이기판)(101)상에 금속막을 증착하고, 포토 및 식각공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 다수개의 게이트배선(103a, 103b)과 함께 이들 각 게이트배선에서 연장되어 형성된 게이트전극(105)을 형성한다. 이때, 상기 게이트배선(103a, 103b) 형성시에 공통배선(107)도 동시에 형성한다.
이때, 상기 게이트배선(103a, 103b) 및 게이트전극 (105)을 구성하는 금속물질로는 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴 (Mo) 등을 사용한다.
그다음, 상기 게트전극(105)을 포함한 절연기판(101)상에 실리콘질화막 또는 실리콘산화막 등의 무기절연물질을 증착하여 게이트절연막(109)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트절연막(109)상에 비정질실리콘층과 불순물이 도핑된 비정질실리콘층을 차례로 증착한후 포토 및 식각공정을 통해 상기 비정질실리콘층과 불순물이 도핑된 비정질실리콘층을 선택적으로 제거하여 액티브층(111)과 오믹콘택층(미도시)을 형성한다.
그다음, 상기 오믹콘택층(미도시)과 액티브층(111)을 포함한 기판 전면에 금속막을 증착하고, 포토 및 식각공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 게이트전극(105) 양측의 액티브층(111)과 게이트절연막(109)상에 채널영역만큼의 일정간격을 두고 이격된 소스/드레인전극(113a, 113b)과 함께 상기 게이트배선(103a, 103b)과 서로 교차되는 데이터배선(113)을 형성한다. 이때, 상기 데이터배선(113)과 소스/드레인전극(113a, 113b)을 구성하는 금속막 물질로는 알루미늄 (Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴 (Mo) 등을 사용한다.
이어서, 상기 소스/드레인전극(113a, 113b)을 포함한 기판 전면에 실리콘질화막 또는 실리콘질화막 등의 무기절연물질을 증착하여 보호막(115)을 형성한다.
그다음, 상기 보호막(115)을 포토 및 식각공정을 통해 선택적으로 제거하여 상기 드레인전극(113b)을 노출시키는 콘택홀(117)을 형성하고, 이어 상기 콘택홀 (117)을 포함한 보호막(115)상에 도전성 투명물질을 증착한다. 이때, 상기 도전성 투명물질로는 ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 IZO(Indium-Zinc- Oxide)등을 사용한다.
이어서, 포토 및 식각공정을 통해 선택적으로 제거하여 상기 콘택홀(117)을 통해 상기 드레인전극(113b)과 전기적으로 연결되는 화소전극(119)을 형성하므로써 절연기판, 즉 하부 어레이기판상에 형성되는 박막트랜지스터 제조공정을 완료한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부 어레이기판과 합착되는 컬러필터기판(미도시)상에 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터를 형성하는 공정과 상기 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 컬러필터기판 제조공정을 완료한다.
이후 상기 하부 어레이기판과 컬러필터기판사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 액정표시장치의 제조공정을 완료한다.
이렇게 액정표시장치의 제조공정을 완료한후 각 셀의 불량 상태를 검사하는 액정패널의 검사과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트패턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다.
먼저, 도 2 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 불량이 발생한 픽셀의 드레인전극 (113b) 부분을 레이저(laser) 조사를 통해 절단(121) (cutting)하여 채널(channel)이 형성되지 않도록 하므로써 데이터배선(113)으로부터 신호가 박막트랜지스터(T)로 인가되지 않도록 한다.
그다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 전단 게이트배선(103a)과 화소전극(119)이 오버랩되는 영역에 레이저로 웰딩(123) (welding)하여 상기 전단 게이트배선 (103a)과 화소전극(119)을 서로 단락(short)시키므로써 이 불량셀이 구동하지 않게 되므로써 이 불량셀에 암점화가 이루어지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 적용하는 상기 제2 암점화 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제2 암점화방법을 설명하기 위한 액정표시패널의 평면도이다.
도 5a ∼ 도 5c는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제2 암점화 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
여기서, 제2 암점화방법을 적용하는 액정표시장치의 구성은 제1 암점화 방법을 적용하는 액정표시장치의 구성과 동일하지만 아래에서 개략적으로 설명하기로 한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 서로 일정간격 이격되어 상부 및 하부기판(미도시)이 대향하고 있고, 상기 상부 및 하부기판(미도시)사이에는 액정층(미도시)이 개재되어 있다.
여기서, 도 4를 참조하면, 상기 하부기판(미도시) 상부에는 다수개의 게이트 배선(203a, 203b) 및 데이터배선(213)이 서로 교차되어 있고, 이 게이트배선(203a, 203b) 및 데이터배선(213)이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(203a, 203b) 및 데이터배선(213)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소영역에는 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소전극(219)이 형성되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전압을 인가받는 게이트전극(205)과, 데이터전압을 인가받는 소스 및 드레인전극(213a, 213b)과, 게이트전압과 데이터 전압차에 의해 전압의 온/오프를 조절하는 체널 (channel)로 구성된다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부기판(미도시) 하부에는 컬러필터 층(미도시), 공통전극(미도시)이 차례대로 형성되어 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(미도시)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터와, 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)로 구성된다.
그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부 및 하부기판(미도시)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(미도시)이 위치하고, 하부편광판(미도시) 하부에는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 액정표시장치는, 스위칭소자 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조공정과 컬러필터 및 공통전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조공정을 거친 기판을 이용하여, 이 두 기판사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다.
상기 액정셀 공정은 어레이 공정이나 컬러필터 공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라고 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성공정과 셀갭(cell gap) 형성공정, 셀 절단(cutting) 공정, 액정주입공정으로 크게 나눌 수 있고, 이러한 공정은 거친 액정셀은 품질검사를 통해 선별된 액정패널의 외측에 각각 편광판을 부착한후, 구동회로를 연결하면 액정표시장치가 완성된다.
이러한 액정패널의 검사과정에서, 정패널의 화면에 테스트패턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을때 이에 대한 리페어 작업을 행 하게 된다.
이때, 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법은 두가지 리페어방법을 적용하게 되는데, 이중에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 불량셀의 드레인전극 (213b)을 절단(221)하고, 공통배선(207)과 화소전극(219)의 오버랩부분을 레이저를 이용한 웰딩(223) 공정으로 단락시켜 불량셀을 암점화시키는 제2 암점화방법에 대해 도 5a ∼ 5c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
여기서, 제2 암점화방법을 적용하는 액정표시장치의 구성은 제1 암점화방법을 적용하는 액정표시장치의 구성과 동일하며, 그에 따른 제조공정도 유사하지만 아래에서 개략적으로 설명하기로 한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 절연기판(박막트랜지스터 어레이기판)(201)상에 금속막을 증착하고, 포토 및 식각공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 다수개의 게이트배선(203a, 203b)과 함께 이들 각 게이트배선에서 연장되어 형성된 게이트전극(205)을 형성한다. 이때, 상기 게이트배선(203a, 203b) 형성시에 공통배선(207)도 동시에 형성한다.
이때, 상기 게이트배선(203a, 203b) 및 게이트전극 (205)을 구성하는 금속물질로는 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴 (Mo) 등을 사용한다.
그다음, 상기 게트전극(205)을 포함한 절연기판(201)상에 실리콘질화막 또는 실리콘산화막 등의 무기절연물질을 증착하여 게이트절연막(209)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트절연막(209)상에 비정질실리콘층과 불순물이 도핑된 비 정질실리콘층을 차례로 증착한후 포토 및 식각공정을 통해 상기 비정질실리콘층과 불순물이 도핑된 비정질실리콘층을 선택적으로 제거하여 액티브층(211)과 오믹콘택층(미도시)을 형성한다.
그다음, 상기 오믹콘택층(미도시)과 액티브층(211)을 포함한 기판 전면에 금속막을 증착하고, 포토 및 식각공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 게이트전극(205) 양측의 액티브층(211)과 게이트절연막(209)상에 채널영역만큼의 일정간격을 두고 이격된 소스/드레인전극(213a, 213b)과 함께 상기 게이트배선 (203a, 203b)과 서로 교차되는 데이터배선(213)을 형성한다. 이때, 상기 데이터배선(213)과 소스/드레인전극(213a, 213b)을 구성하는 금속막 물질로는 알루미늄 (Al), 알루미늄합금(AlNd), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴 (Mo) 등을 사용한다.
이어서, 상기 소스/드레인전극(213a, 213b)을 포함한 기판 전면에 실리콘질화막 또는 실리콘질화막 등의 무기절연물질을 증착하여 보호막(215)을 형성한다.
그다음, 상기 보호막(215)을 포토 및 식각공정을 통해 선택적으로 제거하여 상기 드레인전극(213b)을 노출시키는 콘택홀(217)을 형성하고, 이어 상기 콘택홀 (217)을 포함한 보호막(215)상에 도전성 투명물질을 증착한다. 이때, 상기 도전성 투명물질로는 ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 IZO(Indium-Zinc- Oxide)등을 사용한다.
이어서, 포토 및 식각공정을 통해 선택적으로 제거하여 상기 콘택홀(217)을 통해 상기 드레인전극(213b)과 전기적으로 연결되는 화소전극(219)을 형성하므로써 절연기판, 즉 하부 어레이기판상에 형성되는 박막트랜지스터 제조공정을 완료한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부 어레이기판과 합착되는 컬러 필터기판(미도시)상에 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터를 형성하는 공정과 상기 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스(미도시)를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 컬러필터기판 제조공정을 완료한다.
이후 상기 하부 어레이기판과 컬러필터기판사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 액정표시장치의 제조공정을 완료한다.
이렇게 액정표시장치의 제조공정을 완료한후 각 셀의 불량 상태를 검사하는 액정패널의 검사과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트패턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다.
먼저, 도 4 및 5b에 도시된 바와 같이, 불량, 즉 휘점이 발생한 픽셀의 드레인전극 (213b) 부분을 레이저(laser) 조사를 통해 절단(221) (cutting)하여 채널(channel)이 형성되지 않도록 하므로써 데이터배선(213)으로부터 신호가 박막트랜지스터(T)로 인가되지 않도록 한다.
그다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 공통배선(207)과 화소전극(219)이 오버랩되는 영역에 레이저로 웰딩(223) (welding)하여 상기 공통배선(207)과 화소전극 (219)을 서로 단락(short)시키므로써 이 불량셀이 구동하지 않게 되어, 이 불량셀에 암점화가 이루어지게 된다.
상기에서 불량셀을 리페어하는 제1 암점화방법과 제2 암점화방법에 대해 설명하였는데, 제1 암점화방법을 이용하여 불량셀을 리페어를 하면 암점화된 픽셀이 하시야각에서 휘점으로 검출되며, 암점화한 픽셀이 액정표시패널 화면의 상단부일 경우 일반 사용자(user)들이 화면 상단부는 하시야각에서 주로 보게 됨으로 휘점으로 검출된다.
또한, 제 2 암점화방법을 이용하여 불량셀을 리페어를 하면, 암점화한 픽셀이 상시야각에서 휘점으로 검출되며, 그 픽셀이 액정표시패널 화면의 하단부일 경우 일반 사용자(user)들은 화면의 하단부가 상시야각에서 주로 보게 되어 이 또한 역시 휘점으로 검출된다.
실제적으로, 암점 리페어한 시료를 시야각에서 보게 되면, 앞서 설명드린 바와 같이 휘점으로 검출되며, 도 6에 도시된 시뮬레이션 결과에서도 동일한 결과를 보여 준다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제1방법 및 제2 방법을 적용한 경우에, 액정 인가전압에 따른 시야각에서의 투과율 변화를 도시한 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 결과를 보면 Y축은 투과율 (transmi- ttance)을 나타내며, X축은 시야각(viewing angle)을 나타낸다.
여기서, +X방향은 상시야각, -X방향은 하시야각의 시야각을 보여 주고 있으며, 그래프는 10V, 5V가 각각 인가된 전압에 따른 액정이 시야각에 따른 투과율이 어떻게 변화되는지를 도식화하고 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 10V가 인가될 경우에는 하시야각에서의 투과율이 증가하고, 5V가 인가될 경우에는 상시야각에서의 투과율이 증가되는 것을 볼 수 있으며, 이렇게 투과율이 증가되면 휘점으로 검출되게 된다.
따라서, 액정표시패널을 사용하는 사용자(user)들은 특히 사무용 및 가정용으로 사용하는 사용자(user)들의 경우에는 액정표시패널의 화면을 보게 되며, 화면의 상단부는 하시야각에서 주로 보게 되고, 화면의 하단부는 상시야각에서 주로 보게 된다.
그러므로, 본 발명에서는 이러한 특성을 감안하여 위와 같이 불량셀을 제1 암점화방법과 제2 암점화방법을 모두 적용하여 리페어를 수행하되, 한 패널을 두개 또는 3개의 영역으로 분할하여 각각의 영역에 다른 암점화방법을 적용한다.
이렇게 한 패널의 각 영역에 다른 암점화방법을 적용하되, 패널의 상단부에서 1/2 지점내의 영역에서는 제2 암점화 방법을 적용하고, 1/2 지점에서 하단부내의 영역에서는 제1 암점화방법을 적용하는 실시예에 대해 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 한 패널의 상하 1/2 지점에 각각 제1 및 2 암점화방법을 적용한 경우의 액정표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예로서, 다수개의 셀들로 구성된 액정표시패널(300)을 두개의 상부영역(A)과 하부영역(B)으로 분할하여 구성하되, 상기 상부영역(A)에 검출되는 불량셀(P)들을 리페어하기 위해 제2 암점화방법, 즉 불량셀의 드레인전극을 레이저를 이용하여 절단(cutting)하여 데이터배선으로부터의 신호 인가를 차단하고, 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 부분을 레이저를 이용하여 웰딩시켜 연결시켜 주므로써 불량셀(P)의 구동이 차단되어져 이 불량셀(P)이 암점화 를 이루게 된다.
또한, 상기 하부영역(B)에 검출되는 불량셀(P)들을 리페어하기 위해 제1 암점화방법, 즉 불량셀(P)의 드레인전극을 레이저를 이용하여 절단(cutting)하여 데이터배선으로부터의 신호 인가를 차단하고, 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 부분을 레이저를 이용하여 웰딩시켜 연결시켜 주므로써 불량셀(P)의 구동이 차단되어져 이 불량셀(P)이 암점화를 이루게 된다.
액정표시패널을 사용하는 사용자(user)들은 특히 사무용 및 가정용으로 사용하는 사용자(user)들의 경우에는 액정표시패널의 화면을 보게 되며, 화면의 상단부는 하시야각에서 주로 보게 되고, 화면의 하단부는 상시야각에서 주로 보게 된다.
따라서, 액정표시패널 화면의 상단부에서 1/2 지점의 영역에서는 제2 암점화방법을 적용하고, 화면의 1/2지점에서 하단부내에서는 제1 암점화방법으로 불량셀 (P)을 리페어시키므로써 검사자 및 일반 사용자(user)들도 시야각에서의 휘점을 잘 볼 수 없게 된다.
한편, 한 패널의 각 영역에 다른 암점화방법을 적용하되, 패널의 상단부에서 1/3 지점내의 영역에서는 제2 암점화 방법을 적용하고, 1/3 지점에서 2/3 지점내의 영역에서는 제1 암점화방법 또는 제2 암점화방법을 선택적으로 적용하며, 2/3 지점에서 하단부내의 영역에서는 제1 암점화방법을 적용하는 다른 실시예에 대해 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 한 패널의 상단부에서 1/3 지점내의 상부영역과 1/3 지점에서 2/3 지점의 중앙영역 및 2/3 지점에서 하단부까지의 하부영역에 제1 및 2 암점화방법을 선택적으로 적용한 경우의 액정표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로서, 다수개의 셀들로 구성된 액정표시패널(400)을 3개의 상부영역(C)과 중앙영역(D) 및 하부영역(E)으로 분할하여 구성하되, 상기 상부영역(C)의 상단부에서 1/3 지점내에서 검출되는 불량셀(P)들을 리페어하기 위해 제2 암점화방법, 즉 불량셀(P)의 드레인전극을 레이저를 이용하여 절단(cutting)하여 데이터배선으로부터의 신호 인가를 차단하고, 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 부분을 레이저를 이용하여 웰딩시켜 연결시켜 주므로써 불량셀 (P)의 구동이 차단되어져 이 불량셀(P)은 암점화를 이루게 된다.
또한, 상기 1/3지점에서 2/3 지점내에 해당하는 중앙영역(D)에서 검출되는 불량셀(P)들을 리페어하기 위해, 제1 암점화방법 또는 제2 암점화방법을 선택적으로 이용하여 불량셀(P)을 리페어하여 불량셀을 암점화하게 된다.
그리고, 상기 2/3 지점에서 하부영역(E)의 하단부내에서 검출되는 불량셀(P)들을 리페어하기 위해 제1 암점화방법, 즉 불량셀(P)의 드레인전극을 레이저를 이용하여 절단(cutting)하여 데이터배선으로부터의 신호 인가를 차단하고, 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 부분을 레이저를 이용하여 웰딩시켜 연결시켜 주므로써 불량셀(P)의 구동이 차단되어져 이 불량셀(P)이 암점화를 이루게 된다.
이렇게 하여, 액정표시패널을 사용하는 사용자(user)들은 특히 사무용 및 가정용으로 사용하는 사용자(user)들의 경우에는 액정표시패널의 화면을 보게 되며, 화면의 상단부는 하시야각에서 주로 보게 되고, 화면의 하단부는 상시야각에서 주 로 보게 된다.
따라서, 액정표시패널 화면의 상단부에서 1/3 지점내의 상부영역에서는 제2 암점화방법을 적용하고, 1/3 지점에서 2/3 지점내의 중앙영역에서는 제1 암점화방법 또는 제2 암점화방법을 선택적으로 적용하며, 2/3지점에서 하부영역내에서는 제1 암점화방법을 적용하여 불량셀을 리페어시키므로써 검사자 및 일반 사용자 (user)들도 시야각에서의 휘점을 잘 볼 수 없게 된다.
이상에서와 같이, 기존에는 한 패널에 한가지 방법으로 암점화를 수행하는 공정에서 한 패널에 영역별로 암점 리페어방법을 다르게 적용하므로써 암점 리페어에 따른 시야각 휘점 발생품의 리턴(return) 불량률을 줄일 수 있고, 수율 증가 및 수익성을 개선시킬 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도로서, 액정이 구동되는 영역으로 정의되는 액티브 영역을 중심으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제1 암점화방법을 설명하기 위한 액정표시패널의 평면도이다.
도 3a ∼ 도 3c는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제1 암점화방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제2 암점화방법을 설명하기 위한 액정표시패널의 평면도이다.
도 5a ∼ 도 5c는 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제2 암점화 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 제1방법 및 제2 방법을 적용한 경우에, 액정 인가전압에 따른 시야각에서의 투과율 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 한 패널의 상하 1/2 지점에 각각 제1 및 2 암점화방법을 적용한 경우의 액정표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시패널의 불량셀 리페어방법에 있어서, 한 패널의 상단부에서 1/3 지점내의 상부영역과 1/3 지점에서 2/3 지점의 중앙영역 및 2/3 지점에서 하단부까지의 하부영역에 제1 및 2 암점화방법을 선택적으로 적용한 경우의 액정표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 ***
101 : 절연기판 103a : 전단 게이트배선
105 : 게이트전극 107 : 공통배선
109 : 게이트절연막 111 : 액티브층
113 : 데이터배선 113a : 소스전극
113b : 드레인전극 115 : 보호막
117 : 콘택홀 119 : 화소전극
121 : 절단 123 : 웰딩

Claims (5)

  1. 하부기판상에 서로 교차되게 배열되어 복수개의 셀영역을 정의하는 복수개의 게이트배선과 데이터배선 및 공통배선과, 상기 게이트배선 및 데이터배선이 교차하는 지점에 형성되고 게이트전극과 액티브층 및 소스/드레인전극으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기 드레인전극에 연결된 화소전극으로 이루어지는 복수개의 셀로 구성된 액정표시패널을 제공하는 단계와;
    상기 액정표시패널의 중앙부인 1/2 지점으로부터 패널의 하단부까지의 영역 내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고, 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제1 암점화 단계와;
    상기 액정표시패널의 중앙부인 1/2 지점으로부터 패널의 상단부까지의 영역 내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고 상기 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제2 암점화 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 불량셀 리페어방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 액정표시패널의 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하는 단계는 레이저 조사에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 불량셀 리페어방법.
  3. 제1 항에 있어서, 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제1 암점화 단계와 상기 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제2 암점화 단계는 레이저를 이용한 웰딩공정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 불량셀 리페어방법.
  4. 삭제
  5. 하부기판상에 서로 교차되게 배열되어 복수개의 셀영역을 정의하는 복수개의 게이트배선과 데이터배선 및 공통배선과, 상기 게이트배선 및 데이터배선이 교차하는 지점에 형성되고 게이트전극과 액티브층 및 소스/드레인전극으로 구성된 박막트랜지스터와, 상기 드레인전극에 연결된 화소전극으로 이루어지는 복수개의 셀로 구성된 액정표시패널을 제공하는 단계와;
    상기 액정표시패널의 상단부에서 1/3 지점까지의 영역에 해당하는 상부영역 내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀의 드레인전극을 절단하고 상기 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제2 암점화 단계와;
    상기 액정표시패널의 상기 1/3 지점에서 2/3 지점까지의 영역에 해당하는 중앙영역 내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀에, 드레인전극을 절단하고 상기 공통배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 상기 제2 암점화하는 단계 및 드레인전극을 절단하고 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제1 암점화 단계 중 하나를 선택하여 적용하는 단계와;
    상기 액정표시패널의 상기 2/3 지점에서 하단부까지의 영역에 해당하는 하부영역 내에 배열되는 복수개의 셀중 불량셀에, 드레인전극을 절단하고 전단 게이트배선과 화소전극의 오버랩되는 영역을 단락시켜 불량셀을 암점화하는 제1 암점화 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 불량셀 리페어방법.
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