KR19980028430A - 정전기 모니터를 위한 tft-lcd 패널 구조 - Google Patents

정전기 모니터를 위한 tft-lcd 패널 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조에 관한 것으로, TFT-LCD 패널 제조 공정 중에 마찰, 열, 압력, 등에 의해서 정전기가 발생되며, 이 정전기로 인해서 TFT 소자가 파괴되거나, 게이트 및 소스 배선의 단선 등이 발생하였다.
상기와 같이 정전기로 인해 제품의 피해가 발생될 경우 발생 원인 파악에 상당한 시간이 소요되고, 피해를 입은 제품과 동일한 제품으로 원인 규명을 하기 때문에 실제 유발 공정 및 설비가 정상으로 되어 버리면 원인 규명이 되지 않는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해서, 특별히 제작된 포토 마스크를 이용해 TFT 기판의 일반 공정과 동일하게 진행하면서 정전기 모니터링용 TFT 기판을 제작하여 언제, 어떤 공정, 설비에서 어느 정도의 정전기를 유발하는지 파악하여 TFT-LCD 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조
본 발명은 TFT-LCD 기판 및 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD 패널 제조공정과 동일한 진행 상태에서 주기적으로 정전기 모니터링할 수 있도록한 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 패널은 크게 레드, 그린, 블루의 3가지 색필터층이 반복 배열되어 칼라화를 실현시키는 C/F기판과 개별 스위칭 소자인 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 TFT 기판으로 구성되어 있다.
상기 LCD 패널을 제작하는 공정 중에 마찰, 열, 압력 등의 발생으로 정전기가 발생하고, 이로 인해 TFT 소자가 파괴되거나 열화되며, 게이트 배선 및 소스 배선의 단선 등이 발생하여 제품의 피해가 발생하였다.
도 1A는 종래 기술에 의한 TFT 기판 구조를 나타낸 평면도이며, 도 1B는 도 1A의 X-Y선을 절단한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 유리기판(10)상에 수평으로 나란하게 다수의 게이트 배선(14)이 형성되어 있으며, 게이트 배선(14)과 수직 방향으로 다수의 소스 배선(13)이 형성되어 있다.
또한, 게이트 배선(14)과 소스 배선(13)에 의해 나누어진 사각형상의 유리기판상의 모서리 부분에 TFT 소자(12)가 형성되어 있으며, TFT 소자(12)가 형성된 부분을 제외한 사각형상의 유리기판(10)상에 화소전극(11)이 형성되어 있다.
이때 화소전극(11)의 하부 일정영역은 게이트 배선(14) 상부에 위치해 있다.
도 1B는 도 1A의 X-Y 선을 절단한 단면도이다.
유리기판(10)상의 TFT 영역상에 게이트(17)를 형성하고, 게이트(17)를 포함한 유리기판(10)상에 걸쳐 게이트 절연막(24)을 형성한다.
게이트 절연막(24) 위에 a-Si 반도체층(23)을 형성하고. 반도체층(23) 양측 상부면에 n형의 고농도 불순물로 처리된 n+ a-Si의 오믹층(21)을 형성하고, 오믹층(21) 양측 상부면에 소스/드레인 전극(15)(16)을 형성한 후 유리기판(10)상의 전면에 걸쳐 소자 보호층인 SiNx 보호막(22)을 증착한다.
도 2는 종래의 기술에 의한 C/F 기판의 단면을 나타낸 단면도이다.
유리기판(30)상에 각 화소 영역을 한정하는 블랙매트릭스(31)가 형성되어 있고 블랙 매트릭스(31) 사이의 유리기판(30)의 영역 위에 적, 녹, 청의 칼라 패턴(32)이 형성되어 있고, 칼라패턴(32)과 블랙매트릭스(31)를 포함한 유리기판(30)상에 투명한 공통 전극(34)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 TFT 기판과 칼라필터 기판의 제조 공정 및 TFT 기판과 TFT-LCD 패널에 대한 정전기 모니터링을 살펴보면 다음과 같다.
유리기판(10)상에 게이트(17)를 위한 금속층을 증착한 후 소정의 사진 식각공정을 실시하여 게이트 라인(미도시) 및 게이트(17)를 형성하고, 게이트(17)를 포함한 유리기판(10)의 전면상에 게이트 절연막(24)과 반도체층(23) 및 오믹층(21)을 순차적으로 적층한 후 사진 식각 공정에 의해 반도체층(23)과 오믹층(21)의 패턴을 형성한다.
이후 오믹층(21)의 패턴을 포함한 유리기판(10)의 전면상에 소스 전극(15)과 드레인 전극(16) 및 화소 전극(11)으로 사용될 ITO의 금속층을 적층하고, 소정의 사진 식각법에 의해 오믹층(21)의 양측 상부면에 소스 전극(15)과 드레인 전극(16)을 각각 형성함과 동시에 드레인 전극(16)에 일체로 연결되며 게이트 절연막(24)상의 화소 영역까지 연장되도록 화소 전극(11)을 형성한 후 소스 전극(15) 및 드레인 전극(16) 사이에 노출된 오믹층(21)의 영역을 완전히 제거하여 오믹층(21)을 형성한다.
이어서, 소스/드레인 전극(15)(16) 및 화소 전극(11)을 포함한 유리기판(10)상에 보호층(22)을 적층하고, 소정의 사진 식각법에 의하여 화소 영역의 보호층(22)을 제거하여 화소 전극(11)을 노출시킨다.
또한, C/F 기판의 제조 공정을 살펴보면, 유리기판(30) 전면 위에 스퍼터링 등의 방법으로 Cr막을 도포한 후 사진식각법을 이용하여 각 화소 영역을 한정하는 패턴으로 이루어진 블랙 매트릭스(31)를 형성하고, 블랙 매트릭스(31) 사이의 유리기판(30)의 영역 위에 착색 안료, 예를 들어 적색안료를 스핀 코팅방법에 의하여 도포하고, 사진식각 공정을 이용하여 유리기판(30) 위에 적색 칼라 패턴을 형성한다.
이후, 상기 적색 칼라 패턴의 형성방법과 동일한 방법으로 유리기판(30)의 소정 위치에 녹색 및 청색 등의 칼라 패턴들(32)을 각각 형성한다.
이어서, 적, 녹, 청의 칼라 패턴들(32)을 보호하고 칼라 패턴들(32)간의 단차를 감소시키기 위해서 블랙매트릭스(31)를 형성한 다음 스퍼터링 방법에 의해서 블랙매트릭스(31)의 전면 위에 ITO(Indium Tin Oxide)의 공통전극(34)을 형성한다.
이와 같은 공정을 통해 제조된 TFT 기판과 C/F 기판은 액정이 두 기판 사이에 주입됨으로서 TFT-LCD 패널이 이루어진다.
이런 여러 공정을 거치면서 설비, 장치 및 인체로부터 마찰, 열, 압력 등에 의해 정전기가 발생하고, 이 정전기는 TFT 기판상에 대전되어 모이게 된다.
TFT 기판을 제작한 후, 또는 TFT 기판과 C/F 기판을 부착하여 TFT-LCD 패널을 제작한 후, 기판과 패널의 디스플레이 특성을 테스트하기 위해 프로브 시스템의 탐침핀을 TFT 기판상에 형성된 전극 패드에 접속시키면 TFT 기판상에 대전되어 있는 정전기는 탐침핀에 의해 순식간에 방전되어 TFT 기판에 형성된 소자들은 정전기의 높은 전압을 견디지 못하고 파괴된다.
그러나, 상기와 같이 기판과 패널을 테스트한 후, 정전기로 인해 제품의 피해가 속출할 경우 정전기가 발생한 공정, 설비 및 정전기 발생원인 파악에 상당한 시간이 소요되며, 손상된 기판 및 패널을 가지고 원인규명을 하기 때문에 정전기 유발 공정 및 설비가 정상으로 되어 버리면 원인규명이 되지 않아 사후조치에만 급급하게 되고 공정과 설비에 대한 주기적인 모니터링이 되지않아 TFT-LCD 패널의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 TFT-LCD 패널 제조공정과 동일한 진행 상태에서 특별히 제작되는 정전기 모니터링용 TFT 기판 및 패널을 프로브 시스템을 이용하여 어떤 공정, 설비에서 어느 정도의 정전기가 유발되는지 주기적으로 정전기 모니터링을 할 수 있도록 한 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조을 제공하는데 있다.
도 1A는 종래의 기술에 의한 TFT 기판을 나타낸 평면도이며, 도 1B는 도 1A의 X-Y 선을 절단한 단면도.
도 2는 종래의 기술에 의한 C/F 기판의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 TFT 기판의 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 C/F 기판의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,30,40,50 : 유리기판 14,42 : 게이트 배선
13,41 : 소스 배선 11,46 : 화소전극
15,44 : 소스 전극 16,45 : 드레인 전극
17,43 : 게이트 31 : 블랙 매트릭스
34,53 : 공통전극
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 C/F 기판과, 특별히 제작된 포토 마스크를 이용하여 TFT 소자의 정격이 각각 다르게 형성되도록 TFT 기판상에 게이트/소스 배선의 폭과 소스/드레인 단자와 채널 및 화소전극의 크기가 다르게 형성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 정전기 모니터를 위한 TFT 기판의 구조를 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 상기 정전기 모니터를 위한 TFT 기판 구조는 특별히 제작된 포토 마스크를 이용하여 일반 공정과 동일한 진행하에서 제작된다.
도 3은 본 발명에 의한 TFT 기판의 구조를 나타낸 평면도이다.
유리기판(40)상에 수평으로 나란하게 다수의 게이트 배선(42)이 형성되어 있으며, 게이트 배선(42)과 수직 방향으로 다수의 소스 배선(41)이 형성되어 있다.
이때, 유리기판(40)상의 상부면 일정영역에 형성된 종래의 게이트 배선(42)폭 보다 큰 폭을 갖는 게이트 배선(42)은 하부방향으로 갈수록 게이트 배선(42)폭이 줄어들며 최종단계에서는 종래의 게이트 배선의 폭 보다 작게 형성되어 있으며, 종래의 소스 배선폭 보다 큰 폭을 갖는 소스 배선(41)은 유리기판(40)상의 좌측 일정영역에서 우측 방향으로 갈수록 소스 배선(41)폭이 줄어들며 최종단계에서는 종래의 데이터 배선의 폭 보다 작게 형성되어 있다.
또한, 게이트 배선(42)과 소스 배선(41)에 의해 나누어진 사각형상의 유리기판(40)상의 모서리 부분에 TFT 소자(47)가 형성되어 있으며, TFT 소자(47)가 형성된 부분을 제외한 사각형상의 유리기판(40)상에 화소전극(46)이 형성되어 있으며, 화소전극의 하단부분은 게이트 배선의 소정영역의 상부에 위치해 있다.
상기 TFT 소자(47)를 이루는 게이트(43)는 게이트 배선(42)폭과 동일한 소정크기로 형성되어 있고, 소스/드레인 전극(44)(45)은 데이터 배선(41)폭과 동일한 소정크기로 형성되어 있으며, 이때 채널의 폭과 길이는 좌측에서 우측으로 갈수록 점차 작게 형성되어 있다.
커패시터의 용량이 차이 나도록 하기 위해 화소전극(46)의 크기는 유리기판(40)의 중심에서 유리기판(40)의 각 모서리 방향으로 점차 작게 형성되어 있다.
도 4는 본 발명에 의한 C/F 기판의 구조를 나타낸 단면도이다.
각 화소 영역에 대응되도록 유리기판(50)상에 적, 녹, 청의 칼라 패턴(51) 형성되어 있고 칼라패턴(51)을 포함한 유리기판(50)상에 공통전극(53)이 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 TFT 기판과 C/F 기판의 제조 공정 및 TFT 기판과 TFT-LCD 패널에 대한 정전기 모니터링을 살펴보면 다음과 같다.
C/F기판의 제조공정은 블랙 매트릭스 형성 공정이 제외된 것 외에는 종래의 C/F기판의 제조 공정과 동일하며, 정전기 모니터링용 TFT 기판은 특별히 제작된 포토 마스크를 이용하여 TFT 기판 제작 공정과 동일한 진행하에서 제작되는데, 이때 TFT 기판은 제작되는 기판 사이마다 예를 들어 100번째마다 주기적으로 정전기 모니터링용 TFT 기판을 삽입하여 일반 공정과 동일한 진행하에서 제작된다.
상기와 같이 특별히 제작되는 정전기 모니터를 위한 TFT 기판을 이용하여 기판 제조의 전공정 또는 중점공정의 정전기 모니터링을 실시하는데 예를 들어 기판제조의 전공정마다 프로브 시스템의 탐침핀을 TFT 기판의 전극 패드에 접지하여 소정의 직류신호를 순차적으로 인가한 후 TFT 기판의 이상유무를 확인한다. 만약 정전기가 TFT 기판에 대전되어 있어 탐침핀을 전극 패드에 접지할 경우 정전기가 순식간에 방전되어 정전기의 높은 전압을 견디지 못하고 소자의 채널이 파괴된다.
이에 따라 현공정의 설비에서 정전기가 발생된 것을 알 수 있으며, TFT 기판내 각 소자들의 정격이 서로 다르게 형성되어 있기 때문에 소자의 파괴 영역을 파악하여 어느 정도의 정전기가 유발되었는지를 용이하게 파악할 수 있다.
또한, TFT 기판과 C/F 기판으로 구성된 TFT-LCD 패널의 디스플레이 특성을 테스트할 경우 C/F 기판에 블랙 매트리스가 형성되어 있지 않아 각 소자와 배선들이 보이게 되며, 이때문에 정전기로 인해 파괴된 소자를 두 기판을 분리하지 않은 상태에서 파악할 수 있다.
또한, TFT 기판상에 대전된 정전기의 강제적인 방전을 위해 게이트 배선의 끝단부에 프로브용 패드를 제작할 수도 있다.
TFT 기판 제조공정과 동일한 진행하에서 각 소자마다 정격이 다른 정전기 모니터를 위한 TFT 기판을 제작함으로써 전공정, 또는 중점공정에서 정전기 모니터링용 TFT 기판과 TFT-LCD 패널에 대한 정전기 모니터링을 실시하여 조기에 정전기 발생 공정 및 발생 원인을 파악해 TFT-LCD 패널의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. TFT 기판과 C/F 기판으로 구성된 TFT-LCD 패널 구조에 있어서, 상기 TFT 기판은 TFT 소자의 정격이 각각 다르게 제작되고, 상기 C/F 기판 은 블랙 매트릭스가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 TFT 기판내 각각의 게이트 배선의 폭이 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 TFT 기판내 각각의 소스 배선의 폭이 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 TFT 기판내 각각의 화소전극의 크기가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 TFT 기판내 각각의 채널의 크기가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 TFT 기판내 게이트 배선 단부에 프로브용 패드가 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 모니터를 위한 TFT-LCD 패널 구조.
  7. 제 1 항에 있어서, 제 1 항의 TFT-LCD를 이용하여 정전기를 모니터링하는 것을 특징으로하는 정전기 모니터링 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 정전기 모니터링은 상기 TFT-LCD의 TFT 기판의 채널을 파괴시켜 행해지는 것을 특징으로하는 정전기 모니터링 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100847332B1 (ko) * 2002-05-31 2008-07-21 치 메이 옵토일렉트로닉스 코포레이션 감소된 플리커를 갖는 액정 디스플레이
KR101194862B1 (ko) * 2006-06-16 2012-10-26 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치

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