KR101706311B1 - 액정 표시 장치 및 그 리페어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 리페어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호를 전달하는 게이트선, 공통 전압을 전달하는 공통 전압선, 상기 게이트선과 교차하며 데이터 신호를 전달하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극, 그리고 상기 공통 전압선과 상기 화소 전극 사이에 배치되어 있는 리페어 부재를 포함하고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 게이트선의 일부 또는 데이터선의 일부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

Description

액정 표시 장치 및 그 리페어 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND REPARI METHOD THEREOF}

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 리페어 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정층은 굴절률 이방성을 가지는 액정 물질을 포함하는데 이러한 액정 물질의 굴절률 이방성 때문에 액정 표시 장치를 보는 각도에 따라 색의 변화 및 대비비의 변화 등이 커 시야각이 좁아 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어질 수 있다. 이를 해결하기 위하여 하나의 화소 전극을 두 개의 부화소 전극으로 분할하고 두 개의 부화소 전극에 인가하는 전압을 달리하는 방법이 제시되었다. 각 부화소 전극은 인가되는 전압을 스위칭 하기 위한 삼단자 소자인 박막 트랜지스터와 연결되어 있다.

액정 표시 장치의 제조 과정에서 이물이 개입되거나 도전층의 패턴을 형성하기 위한 감광막을 형성할 때 사용되는 노광기 의 초점이 맞지 않을 경우 박막 트랜지스터의 채널에 불량이 생겨 부화소 전극에 데이터 전압이 인가되지 않아야 하는 경우에도 데이터 전압이 인가되어 표시 불량이 생길 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 한 화소가 두 부화소를 포함하는 액정 표시 장치에서 불량이 생긴 부화소를 리페어하는 방법 및 그에 의한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호를 전달하는 게이트선, 공통 전압을 전달하는 공통 전압선, 상기 게이트선과교차하며 데이터 신호를 전달하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극, 그리고 상기 공통 전압선과 상기 화소 전극 사이에 배치되어 있는 리페어 부재를 포함하고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 게이트선의 일부 또는 데이터선의일부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 게이트선의 다른 일부 또는 데이터선의 다른 일부는 상기 공통 전압선의 일부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 게이트선의 다른 일부 또는 상기 데이터선의다른 일부는 상기 화소 전극의 일부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 리페어 부재의 일단부는 상기 게이트선의 일부 또는 데이터선의 일부와 4 내지 6㎛ 의 직경만큼 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 게이트선은 서로 평행한 제1 게이트선 및 제2 게이트선을 포함하고, 상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극, 그리고 상기 제1 드레인 전극과 마주하는 제1 소스 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 그리고 상기 제2 드레인 전극과 마주하는 제2 소스 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 그리고 상기 제3 소스 전극과 마주하는 제3 드레인 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제3 드레인 전극과 상기 공통 전압선을 두 단자로서 포함하는 변압 축전기를 더 포함하고, 상기 리페어 부재는 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선 사이에 형성되어 있으며, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극의 일부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 제3 드레인 전극은 가로 방향으로 연장되어 있는 리페어부를 가지며, 상기 리페어부는 상기 리페어 부재의 일단부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

제1 게이트선은 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 연결되어 있고, 상기 제2 게이트선은 상기 제3 스위칭 소자와 연결되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제1 게이트선에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 상기 제2 게이트선에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되고, 상기 제2 게이트선에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 상기 제1 게이트선에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되는 것이 바람직하다.

상기 제2 게이트선에 상기 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 전압이 달라지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 평행한 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선 사이에 형성되어 있는 리페어 부재, 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선, 그리고 행렬 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하고, 상기 화소는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극, 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극, 그리고 상기 제1 드레인 전극과 마주하는 제1 소스 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 그리고 상기 제2 드레인 전극과 마주하는 제2 소스 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 그리고 상기 제3 소스 전극과 마주하는 제3 드레인 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 그리고 상기 제3 드레인 전극과 공통 전압을 전달하는 공통 전압선을 두 단자로서 포함하는 변압 축전기를 포함하고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 중첩하고 있으며, 상기 제2 드레인 전극은 단선되어 있으며, 상기 변압 축전기의 두 단자는 서로 단락되어 있고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 단락되어 있고, 상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극과 단락되어 있는 것이 바람직하다.

상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극의 일부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 제3 드레인 전극은 가로 방향으로 연장되어 있는 리페어부를 가지며, 상기 리페어부는 상기 리페어 부재의 일단부와 중첩하고 있는 것이 바람직하다.

상기 제2 부화소 전극에는 상기 공통 전압이 전달되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 리페어 방법은 서로 평행한 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선 사이에 형성되어 있는 리페어 부재, 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선, 그리고 행렬 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하고, 상기 화소는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극, 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극, 그리고 상기 제1 드레인 전극과 마주하는 제1 소스 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 그리고 상기 제2 드레인 전극과 마주하는 제2 소스 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 그리고 상기 제3 소스 전극과 마주하는 제3 드레인 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 그리고 상기 제3 드레인 전극과 공통 전압을 전달하는 공통 전압선을 두 단자로서 포함하는 변압 축전기를 포함하고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 중첩하고 있는 액정 표시 장치의 리페어 방법으로서, 상기 제2 드레인 전극을 단선시키는 단계, 상기 변압 축전기의 두 단자를 서로 단락시키는 단계, 상기 리페어 부재의 일단부를 상기 제3 드레인 전극과 단락시키는 단계, 상기 리페어 부재의 타단부를 상기 제2 부화소 전극과 단락시키는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 리페어 방법.

상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극의 일부와 중첩하는 것이 바람직하다.

상기 제3 드레인 전극은 가로 방향으로 연장되는 리페어부를 가지며, 상기 리페어부는 상기 리페어 부재의 일단부와 중첩하는 것이 바람직하다.

상기 제2 부화소 전극에는 상기 공통 전압이 전달되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면 불량이 생긴 액정 표시 장치의 부화소의 제2 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 단선시키고 제1 게이트선과 제2 게이트선 사이에 위치하는 리페어 부재를 이용하여 변압 축전기를 제2 부화소 전극과 단락시켜 제2 부화소 전극에 공통 전압이 인가되도록 해당 화소를 리페어 할수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 게이트 신호를 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 4는 도 3에 도시한 액정 표시 장치의 일부를 확대한 도면이고,
도 5는 도 3 및 도 4의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 게이트선(121), 제2 게이트선(123), 공통 전압선(125) 및 데이터선(171)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

화소(PX)는 제1 스위칭 소자(Qh), 제2 스위칭 소자(Ql), 제3 스위칭 소자(Qc), 제1 액정 축전기(Clch), 제2 액정 축전기(Clcl), 그리고 변압 축전기(Cstd)를 포함한다.

제1 스위칭 소자(Qh) 및 제2 스위칭 소자(Ql)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제1 게이트선(121)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clch) 및 제2 액정 축전기(Clcl)와 각각 연결되어 있다.

제3 스위칭 소자(Qc) 역시 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 제2 게이트선(123)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcl)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 변압 축전기(Cstd)와 연결되어 있다.

변압 축전기(Cstd)는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자와 공통 전압선(125)에 연결되어 있으며, 하부 표시판(100)에 구비된 공통 전압선(125)과 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자가 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.

앞에서 설명한 도 1과 함께 도 2를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대해 설명한다.

도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치에서 제1 게이트선(121)의 게이트 신호(Vgn) 및 제2 게이트선(123)의 게이트 신호(Vgc)를 보여주는 도면이다.

제1 게이트선(121)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qh) 및 제2 스위칭 소자(Qh, Ql)가 턴 온 된다.

이에 따라 데이터선(171)의 데이터 전압은 턴 온된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qh, Ql)를 통하여 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l, 도 3 참조)에 동일하게 인가된다. 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)는 공통 전극(270)의 공통 전압(Vcom)과 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)의 전압 차이만큼 충전되므로 제1 액정 축전기(Clch)의 충전 전압과 제2 액정 축전기(Clcl)의 충전 전압도 서로 동일하다. 이 때 제2 게이트선(123)에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가된다.

다음 제1 게이트선(121)에 게이트 오프 전압(Voff)이 인가될 때 또는 그 이후에 제2 게이트선(123)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 제1 게이트선(121)에 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qh, Ql)는 턴 오프되고 제3 스위칭 소자(Qc)는 턴 온된다. 이에 따라 제2 스위칭 소자(Ql)의 출력 단자와 연결된 제2 부화소 전극(191l)의 전하가 변압 축전기(Cstd)로 흘러 들어 제2 액정 축전기(Clcl)의 전압이 하강한다.

특히 본 실시예에 따른 액정 표시 장치가 프레임 반전(frame inversion)으로 구동되는 경우 현재 프레임에서 데이터선(171)에 공통 전압(Vcom)을 기준으로 극성이 양(+)인 데이터 전압이 인가되는 경우를 예로 하여 설명하면, 이전 프레임이 끝난 후에 변압 축전기(Cstd)에는 음(-)의 전하가 모여 있으므로 현재 프레임에서 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온되면 제2 부화소 전극(191l)의 양(+)의 전하가 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 변압 축전기(Cstd)로 흘러 들어가고 변압 축전기(Cstd)의 음(-)의 전하는 제2 부화소 전극(191l)으로 흘러 들어오므로 제2 부화소 전극(191l)의 전압은 하강하게 된다. 다음 프레임에서는 반대로 제2 부화소 전극(191l)에 음(-)의 전하가 충전된 상태에서 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온되면 제2 부화소 전극(191l)의 음(-)의 전하가 변압 축전기(Cstd)로 흘러 들어 변압 축전기(Cstd)에는 음(-)의 전하가 모이고 제2 액정 축전기(Clcl)의 전압은 하강한다.

이와 같이 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 충전 전압을 다르게 하여 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상할 수 있다.

다음 도 3 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 3에 도시한 액정 표시 장치의 일부를 확대한 도면이고, 도 5는 도 3 및 도 4의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있을 수 있다.

먼저 상부 표시판(200)에 대하여 설명하면, 절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있고, 공통 전극(270) 위에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함하며 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.

다음 하부 표시판(100)에 대하여 설명하면, 절연 기판(110) 위에 복수의 제1 게이트선(gate line)(121), 복수의 제2 게이트선(123), 공통 전압선(125) 및 리페어 부재(2000)를 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.

제1 게이트선(121) 및 제2 게이트선(123)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 게이트선(121)은 위로 돌출한 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 포함하고, 제2 게이트선(123)은 위로 돌출한 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룬다.

공통 전압선(125)은 위 아래로 돌출한 전극(129), 제1 게이트선(121)에 대략 수직하게 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부(128) 및 한 쌍의 세로부(128)의 끝을 서로 연결하는 가로부(127)를 포함한다. 가로부(127)는 아래로 확장된 확장부(126)를 포함한다.

리페어 부재(2000)는 제1 게이트선(121)과 제2 게이트선(123) 사이에 위치하며, 제1 게이트선(121)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 리페어 부재(2000)의 일부가 위치한다.

게이트 도전체(121, 123, 125) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어질 수 있는 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l)을 향하여 뻗어 나와 있으며 서로 연결되어 있는 제1 및 제2 반도체(154h, 154l), 그리고 제2 반도체(154l)와 연결되어 있는 제3 반도체(154c)를 포함한다.

선형 반도체(151) 위에는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161)가 형성되어 있으며, 제1 반도체(154h) 위에는 한 쌍의 저항성 접촉 부재(163h, 165h)가 형성되어 있고, 제2 반도체(154l) 및 제3 반도체(154c) 위에도 각각 한 쌍의 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163h)는 선형 저항성 접촉 부재(161)와 연결되어 있다.

저항성 접촉 부재(161, 165h) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171), 복수의 제1 드레인 전극(175h), 복수의 제2 드레인 전극(175l), 복수의 제3 소스 전극(173c) 및 복수의 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 제1 게이트선(121) 및 제2 게이트선(123)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 향하여 뻗어 있는 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)을 포함한다. 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)은 서로 연결되어 있다.

제1 드레인 전극(175h), 제2 드레인 전극(175l) 및 제3 드레인 전극(175c)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)의 막대형 끝 부분은 각각 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)으로 일부 둘러싸여 있고, 제3 소스 전극(173c)도 제3 소스 전극(173c)으로 일부 둘러싸여 있다. 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 한 쪽 끝 부분은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있다. 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)은 공통 전압선(125)의 확장부(126)와 중첩하여 변압 축전기(Cstd)를 이룬다.

이 때, 제3 드레인 전극(175c)은 리페어 부재(2000)의 일단부와 중첩한다. 리페어 부재(2000)의 일단부는 제3 드레인 전극(175c)과 4 내지 6㎛의 직경만큼 중첩하는 것이 바람직하다. 레이저 빔의 직경이 2㎛이므로 중첩되는 부분의 직경이 4㎛보다 작은 경우에는 레이저 빔이 다른 곳에 조사될 수 있어 불량이 발생할 수 있으며, 중첩되는 부분의 직경이 6㎛보다 큰 경우에는 개구율이 감소될 수 있다.

제1/제2/제3 게이트 전극(124h/124l/124c), 제1/제2/제3 소스 전극(173h/173l/173c) 및 제1/제2/제3 드레인 전극(175h/175l/175c)은 제1/제2/제3 반도체(154h/154l/154c)와 함께 하나의 제1/제2/제3 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qh/Ql/Qc)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 각 소스 전극(173h/173l/173c)과 각 드레인 전극(175h/175l/175c) 사이의 각 반도체(154h/154l/154c)에 형성된다.

반도체(154h, 154l, 154c)를 포함하는 선형 반도체(151)는 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(171, 175h, 175l, 175c) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165h)와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가진다. 즉, 반도체(154h, 154l, 154c)를 포함하는 선형 반도체(151)에는 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171, 175h, 175l, 175c)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터 도전체(171, 175h, 175l, 175c) 및 노출된 반도체(154h, 154l, 154c) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 하부 보호막(180p)이 형성되어 있고, 하부 보호막(180) 위에는 색필터(230)가 위치한다.

색필터(230)가 위치하지 않는 영역 및 색필터(230)의 일부 위에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 제1 박막 트랜지스터(Qh), 제2 박막 트랜지스터(Ql) 및 제3 박막 트랜지스터(Qc) 등이 위치하는 영역을 덮는 부분 및 데이터선(171)을 따라 뻗는 부분을 포함한다.

색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다.

하부 보호막(180p) 및 상부 보호막(180q)에는 제1 드레인 전극(175h)의 넓은 끝 부분과 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(185h, 185l)이 형성되어 있으며, 공통 전압선(125)의 확장부(126)를 드러내는 접촉 구멍(184)이 형성되어 있다.

상부 보호막(180q) 위에는 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)을 포함하는 화소 전극이 형성되어 있다.

제1 부화소 전극(191h)의 전체적인 모양은 사각형이며, 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 포함하는 십(十)자 줄기부(195h), 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부(196h), 그리고 십자 줄기부(195h)의 세로 줄기부의 하단으로부터 아래로 돌출한 돌출부(192h)를 포함한다.

제2 부화소 전극(191l)의 전체적인 모양도 사각형이며, 가로 줄기부 및 세로 줄기부를 포함하는 십(十)자 줄기부(195l), 상단 가로부(196la) 및 하단 가로부(196lb), 십자 줄기부(195l)의 세로 줄기부의 상단으로부터 위로 돌출한 돌출부(192l)를 포함한다.

제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l) 사이에는 차폐 전극(194)이 형성되어 있다. 차폐 전극(194)은 연장되어 제1 부화소 전극(191h)의 좌우에 위치하는 좌우 세로부(193la, 193lb)를 포함한다. 차폐 전극(194)은 접촉 구멍(184)을 통해 공통 전압선(125)으로부터 공통 전압을 인가 받으므로 차폐 전극(194)의 좌우 세로부(193la, 193lb)는 데이터선(171)과 제1 부화소 전극(191h) 사이의 용량성 결합, 즉 커플링(capacitive coupling)을 방지할 수 있다.

제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각은 각각의 십자 줄기부(195h, 195l)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어진다. 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 각 부영역에서 십자 줄기부(195h, 195l)로부터 바깥쪽으로 비스듬하게 뻗는 복수의 미세 가지부(199h, 199l)를 포함하며, 이웃하는 미세 가지부(199h, 199l) 사이에는 미세 슬릿(91h, 91l)이 위치한다.

제1 부화소 전극(191h)의 돌출부(192h)는 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 제2 부화소 전극(191l)의 돌출부(192l)는 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때 제2 부화소 전극(191l)이 인가 받는 데이터 전압은 제1 부화소 전극(191h)이 인가 받는 데이터 전압보다 작을 수 있다.

제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l), 그리고 상부 보호막(180q) 위에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 미세 가지부(199h, 199l) 또는 미세 슬릿(91h, 91l)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 부영역을 포함하므로 액정층(3)의 액정 분자들이 기울어지는 방향도 총 네 방향이 된다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

데이터 전압이 인가된 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 액정 분자가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사된 빛의 편광의 변화 정도가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나며 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.

제1 부화소 전극(191h)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clch)를 이루고, 제2 부화소 전극(191l)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcl)를 이루어 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qh, Ql)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qh, Ql)가 턴 오프된 후에는 제3 박막 트랜지스터(Qc)가 턴 온되어 제2 액정 축전기(Clcl)가 변압 축전기(Cstd)와 연결되어 제2 액정 축전기(Clcl)의 전압이 떨어진다. 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 전압이 다르게 하면 휘도 또한 달라지며, 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 전압을 적절하게 맞추면 측면 시인성을 향상할 수 있다.

그러면, 도 3 내지 도 5에 도시한 액정 표시 장치의 하부 표시판(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트 도전층(도시하지 않음)을 적층하고 그 위에 감광막을 도포한다. 노광기 를 이용하여 광 마스크(도시하지 않음)을 통해 감광막에 빛을 조사한 후 현상하여 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성하고 게이트 도전층을 식각하여 복수의 제1 게이트선(121), 복수의 제2 게이트선(123), 리페어 부재(2000) 및 공통 전압선(125)을 포함하는 복수의 게이트 도전체를 형성한다.

이어서 게이트 도전체 위에 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)을 적층한다.

이어서 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(도시하지 않음), 불순물이 도핑된 반도체층(도시하지 않음)을 화학 기상 증착법 등을 이용하여 차례로 적층하고 스퍼터링 따위의 방법으로 데이터 도전층(도시하지 않음)을 적층한 다음 그 위에 감광막을 도포한다. 다음 노광기 를 이용하여 광 마스크(도시하지 않음)를 통하여 감광막에 빛을 조사한 후 현상하여 두께가 다른 부분을 포함하는 감광막 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 다음 감광막 패턴을 마스크로 하여 데이터 도전층, 불순물이 도핑된 반도체층 및 반도체층을 식각하여 동일한 평면 형태의 데이터 도전체층(도시하지 않음), 저항성 접촉층(도시하지 않음), 그리고 복수의 선형 반도체(151)를 형성한다.

다음 감광막 패턴의 일부를 제거한 후 노출된 데이터 도전체층 및 저항성 접촉층을 식각하여 제1, 제2 및 제3 박막 트랜지스터(Qh, Ql, Qc)의 채널 영역을 형성하고, 복수의 데이터선(171), 복수의 제1 드레인 전극(175h), 복수의 제2 드레인 전극(175l), 복수의 제3 소스 전극(173c) 및 복수의 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체, 그리고 복수의 저항성 접촉 부재(161, 165h)를 형성한다.

이어서 데이터 도전체 위에 하부 보호막(180p)을 형성한 다음 색필터(230)를 형성하고, 색필터(230)가 위치하지 않는 영역 및 색필터(230)의 일부 위에 차광 부재(220)를 형성한다. 그리고, 색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 상부 보호막(180q)을 형성한다.

하부 보호막(180p) 및 상부 보호막(180q)에 복수의 접촉 구멍(185h, 185l, 184)을 형성하고, 하부 보호막(180p) 및 상부 보호막(180q) 위에 IZO 또는 ITO 층을 스퍼터링 방법으로 증착하고 패터닝하여 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)을 포함하는 화소 전극(191)을 형성한다.

이와 같이 액정 표시 장치의 제조 과정에서 제1, 제2 및 제3 박막 트랜지스터(Qh, Ql, Qc)를 이루는 제1, 제2 및 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c), 제1, 제2 및 제3 반도체(154h, 154l, 154c), 제1, 제2 및 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c), 그리고 제1, 제2 및 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c)의 형성은 노 광기 의 노광 단계를 포함한다. 이러한 노광기에서 나오는 빛의 초점이 맞지 않거나 정렬 오차가 생기는 경우 또는 제조 과정에서 외부로부터의 이물질이 개입되는 경우 등 여러 가지 원인에 의해 제1, 제2 및 제3 박막 트랜지스터(Qh, Ql, Qc) 등의 채널 영역에 불량이 생겨 제1, 제2 및 제3 박막 트랜지스터(Qh, Ql, Qc)가 자기의 게이트 신호에 상관없이 항상 턴 온 상태가 되는 경우가 생길 수 있다. 특히 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)과 연결되어 데이터 전압을 인가하는 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qh, Ql)에 불량이 생기면 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)에 다른 화소(PX)에 대한 데이터 전압이 인가될 수 있어 해당 화소(PX)의 영상을 제대로 표시할 수 없을 수 있다. 따라서 불량이 생긴 화소(PX)는 항상 블랙을 표시하도록 리페어하도록 한다. 특히 제2 박막 트랜지스터(Ql)에 불량이 생긴 경우 제2 박막 트랜지스터(Ql)의 제2 드레인 전극(175l)을 단선시키고, 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)과 공통 전압선(125)의 확장부(126)를 서로 단락시켜도 제3 박막 트랜지스터(Qc)가 공통 전압과 연결되어 있지 않으므로 제2 부화 전극(191l)에 해당하는 화소 영역을 완전히 블랙으로 표시하기 어렵다.

따라서, 도 4를 참고하여 도 1 내지 도 3 및 도 5에 도시한 액정 표시 장치의 일부 화소에 불량이 생긴 경우 리페어하는 방법 및 리페어된 액정 표시 장치의 화소에 대해 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제2 박막 트랜지스터(Ql)에 불량이 생긴 경우, 레이저 빔(laser beam) 등을 이용하여 제2 박막 트랜지스터(Ql)의 제2 드레인 전극(175l)을 단선시킨다(A 부분). 그러면 제2 박막 트랜지스터(Ql)는 데이터선(171)으로부터 분리되어 데이터 전압을 인가 받지 못하게 된다.

그리고, 변압 축전기(Cstd)의 두 단자를 이루는 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)과 공통 전압선(125)의 확장부(126)를 서로 단락시키고(B1 부분), 제3 드레인 전극(175c)과 리페어 부재(2000)를 서로 단락시키며(B2 부분), 제2 부화소 전극(191l)의 돌출부(192l)와 리페어 부재(2000)의 타단부를 서로 단락시킨다(B3 부분). 따라서, 변압 축전기(Cstd)의 기능은 상실되어 제3 박막 트랜지스터(Qc)의 제3 드레인 전극(175c)이 공통 전압(Vcom)과 직접 연결되고, 공통 전압(Vcom)은 제2 부화소 전극(191l)으로 인가된다. 따라서, 제2 액정 축전기(Clcl)에 인가되는 전압은 실질적으로 0이 되어 제2 부화소 전극(191l)에 대응하는 표시 영역은 블랙을 표시하게 된다.

이와 같이 제2 박막 트랜지스터(Ql)에 불량이 생기는 등과 같이 액정 표시 장치의 화소에 불량이 생긴 경우 리페어 부재(2000)를 이용하여 제2 부화소 전극(191l)에 직접 공통 전압이 인가되도록 하여 불량 화소를 블랙으로 오프(off)시켜 표시 불량이 생기는 것을 막을 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 리페어 부재(2000)를 게이트선(121)과 동일한 층에 형성하였으나, 리페어 부재를 데이터선(171)과 동일한 층에 형성하고, 공통 전압선(125)과 화소 전극(191h, 191l)을 연결하는 데 사용할 수도 있다.

다음, 도 6을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 리페어 방법 및 리페어된 액정 표시 장치의 화소에 대해 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제3 드레인 전극(175c)의 리페어부(75)는 제3 드레인 전극(175c)의 중간에서 리페어 부재(2000) 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 제3 드레인 전극(175c)의 리페어부(75)를 형성함으로써 제3 드레인 전(175c)극과 리페어 부재(2000)의 일단부를 레이저를 이용하여 완전히 단락시킬 수 있다. 이는 제3 드레인 전극(175c)의 중간부의 폭이 협소하여 리페어 부재(2000)와 단락 시 단락이 불완전해 지는 것을 방지하기 위함이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

3: 액정층 100: 하부 표시판
110, 210: 기판 121: 제1 게이트선
123: 제2 게이트선 124l, 124h, 124c: 게이트 전극
125: 공통 전압선
140: 게이트 절연막 151, 154, 154h, 154l, 154c: 반도체
171: 데이터선
173h, 173l, 173c: 소스 전극
175h, 175l, 175c: 드레인 전극
180p, 180q: 보호막
185h, 185l: 접촉 구멍
191h: 제1 부화소 전극 191l: 제2 부화소 전극
200: 상부 표시판 220: 차광 부재
230: 색필터 270: 공통 전극

Claims (18)

1. 게이트 신호를 전달하는 게이트선,
   공통 전압을 전달하는 공통 전압선,
   상기 게이트선과 교차하며 데이터 신호를 전달하는 데이터선,
   상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 스위칭 소자,
   상기 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극, 그리고
   평면상 상기 공통 전압선과 상기 화소 전극 사이에 배치되어 있는 리페어 부재를 포함하고,
   상기 리페어 부재의 일단부는 상기 게이트선의 일부 또는 데이터선의 일부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
2. 제1항에서,
   상기 게이트선의 다른 일부 또는 데이터선의 다른 일부는 상기 공통 전압선의 일부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
3. 제1항에서,
   상기 게이트선의 다른 일부 또는 상기 데이터선의다른 일부는 상기 화소 전극의 일부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
4. 제1항에서,
   상기 리페어 부재의 일단부는 상기 게이트선의 일부 또는 데이터선의 일부와 4 내지 6㎛ 의 직경만큼 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
5. 제1항에서,
   상기 게이트선은 서로 평행한 제1 게이트선 및 제2 게이트선을 포함하고,
   상기 화소 전극은
   제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고,
   상기 스위칭 소자는 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극, 그리고 상기 제1 드레인 전극과 마주하는 제1 소스 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자,
   상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 그리고 상기 제2 드레인 전극과 마주하는 제2 소스 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자,
   상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 그리고 상기 제3 소스 전극과 마주하는 제3 드레인 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자를 포함하고,
   상기 제3 드레인 전극과 상기 공통 전압선을 두 단자로서 포함하는 변압 축전기를 더 포함하고,
   상기 리페어 부재는 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선 사이에 형성되어 있으며, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
6. 제5항에서,
   상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극의 일부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
7. 제5항에서,
   상기 제3 드레인 전극은 가로 방향으로 연장되어 있는 리페어부를 가지며, 상기 리페어부는 상기 리페어 부재의 일단부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
8. 제7항에서,
   상기 제1 게이트선은 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자와 연결되어 있고, 상기 제2 게이트선은 상기 제3 스위칭 소자와 연결되어 있는 액정 표시 장치.
9. 제8항에서,
   상기 제1 게이트선에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 상기 제2 게이트선에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되고, 상기 제2 게이트선에 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 상기 제1 게이트선에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가되는 액정 표시 장치.
10. 제9항에서,
    상기 제2 게이트선에 상기 게이트 온 전압(Von)이 인가될 때 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 전압이 달라지는 액정 표시 장치.
11. 서로 평행한 제1 게이트선 및 제2 게이트선,
    상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선 사이에 형성되어 있는 리페어 부재,
    상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선, 그리고
    행렬 형태로 배열되어 있는 화소
    를 포함하고,
    상기 화소는
    제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극,
    상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극, 그리고 상기 제1 드레인 전극과 마주하는 제1 소스 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자,
    상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 그리고 상기 제2 드레인 전극과 마주하는 제2 소스 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자,
    상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 그리고 상기 제3 소스 전극과 마주하는 제3 드레인 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 그리고
    상기 제3 드레인 전극과 공통 전압을 전달하는 공통 전압선을 두 단자로서 포함하는 변압 축전기
    를 포함하고,
    상기 제2 드레인 전극은 단선되어 있으며, 상기 변압 축전기의 두 단자는 서로 단락되어 있고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 평면상 중첩하며 상기 제3 드레인 전극과 단락되어 있고, 상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극과 단락되어 있고,
    상기 리페어 부재는 평면상 상기 공통 전압선과 상기 제2 부화소 전극 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
12. 제11항에서,
    상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극의 일부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
13. 제11항에서,
    상기 제3 드레인 전극은 가로 방향으로 연장되어 있는 리페어부를 가지며, 상기 리페어부는 상기 리페어 부재의 일단부와 중첩하고 있는 액정 표시 장치.
14. 제11항에서,
    상기 제2 부화소 전극에는 상기 공통 전압이 전달되는 액정 표시 장치.
15. 서로 평행한 제1 게이트선 및 제2 게이트선, 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선 사이에 형성되어 있는 리페어 부재, 상기 제1 게이트선 및 제2 게이트선과 교차하는 데이터선, 그리고 행렬 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하고, 상기 화소는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극, 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극, 그리고 상기 제1 드레인 전극과 마주하는 제1 소스 전극을 포함하는 제1 스위칭 소자, 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극, 그리고 상기 제2 드레인 전극과 마주하는 제2 소스 전극을 포함하는 제2 스위칭 소자, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 그리고 상기 제3 소스 전극과 마주하는 제3 드레인 전극을 포함하는 제3 스위칭 소자, 그리고 상기 제3 드레인 전극과 공통 전압을 전달하는 공통 전압선을 두 단자로서 포함하는 변압 축전기를 포함하고, 상기 리페어 부재의 일단부는 상기 제3 드레인 전극과 평면상 중첩하고 있는 액정 표시 장치의 리페어 방법으로서,
    상기 제2 드레인 전극을 단선시키는 단계,
    상기 변압 축전기의 두 단자를 서로 단락시키는 단계,
    상기 리페어 부재의 일단부를 상기 제3 드레인 전극과 단락시키는 단계,
    상기 리페어 부재의 타단부를 상기 제2 부화소 전극과 단락시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 리페어 부재는 평면상 상기 공통 전압선과 상기 제2 부화소 전극 사이에 위치하는 액정 표시 장치의 리페어 방법.
16. 제15항에서,
    상기 리페어 부재의 타단부는 상기 제2 부화소 전극의 일부와 중첩하는 액정 표시 장치의 리페어 방법.
17. 제15항에서,
    상기 제3 드레인 전극은 가로 방향으로 연장되는 리페어부를 가지며, 상기 리페어부는 상기 리페어 부재의 일단부와 중첩하는 액정 표시 장치의 리페어 방법.
18. 제15항에서,
    상기 제2 부화소 전극에는 상기 공통 전압이 전달되는 액정 표시 장치의 리페어 방법.

Images