KR19980036702A - 정전기를 방지하는 액정표시장치의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조되는 액정표시장치 - Google Patents

정전기를 방지하는 액정표시장치의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조되는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 액정표시장치의 제조과정에서 쇼팅바를 제거하기 전 단계에서는 스위칭 소자 등이 정전기에 노출되더라도 이 쇼팅바가 정전기를 각 스위칭소자마다 등전위를 만들어 주기 때문에 정전기에 의하여 스위칭소자가 파괴되는 것을 방지할 수 있으며, 이 쇼팅바가 제거된 후에는 각 패드의 단부부분에 형성된 절연막에 의하여 정전기 피해를 방지한다.
따라서 본 발명의 제조방법은 종래 액정표시장치의 제조방법의 문제저 즉, 쇼팅바를 제거한 후 각각의 패드가 정전기에 노출되어 스위칭소자가 파괴되는 문제점을 개선하도록 한다.
또한 제1기판과 제2기판을 합착하는 과정에서 제 1기판의 가장자리 부분은 작업자의 신체와 접촉할 기회가 많아 정전기에 취약한데 이 제 1기판의 가장자리 부분을 절연막(251)이 감싸줌으로써 정전기에 의한 불량을 획기적으로 줄일 수 있다.

Description

정전기를 방지하는 액정표시장치의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조되는 액정표시장치
도 1은 일반적인 액정표시장치의 투시도이다.
도 2는 쇼팅바, 패드, 게이트버스라인 및 게이트전극이 투명기판 위에 일체형으로 형성된 패턴모양을 나타내는 것으로써 종래 또는 본 발명에 적용가능한 평면도이다.
도 3은 종래 액정표시장치의 제1기판의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 액정표시장치의 제1기판의 평면도이다.
도 5, 도 6은 본 발명의 제조공정도이다.
[발명의 목적]
본 발명의 목적은 액정표시장치의 제조과정에서 정전기로 인한 불량 발생을 줄이는데 있다.
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 액정을 구동하거나 제어하기 위해 스위칭소자가 내장된 액정표시장치의 제조과정에서 정전기의 피해를 줄이는 것에 관한 것이다. 특히 박막트랜지스터(TFT)를 스위칭소자로 사용하는 액정표시장치에 있어서 TFT 및 화소전극이 형성된 기판(제1기판)의 정전기 피해를 줄이는 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조되는 제1기판의 구조에 관한 것이다.
상기 제1기판의 제조방법에 대한 구체적인 설명에 앞서서 하나의 예를들어 일반적인 액정표시장치의 구성을 도 1에 의하여 설명한다.
상기 도 1의 액정표시장치는 매트릭스상으로 복수의 화소가 배치된 제1기판(3)을 갖고 있다. 제1기판(3)의 액정표시부의 각 화소전극(4)은 인접하는 게이트버스라인(17)과 인접하는 데이타버스라인(15)이 교차하여 만드는 부분에 배치된다. 상기 게이트버스라인(17)은 수평으로 형성되어 있고 상기 게이트버스라인(17)에서 분기한 게이트전극(17a)이 형성되어 있다. 상기 데이타버스라인(15)은 종으로 형성되어 있고 상기 데이타버스라인(15)에서 분기한 소스전극(15a)이 형성되어 있다. 상기 소스전극(15a)과 게이트전극(17a)이 교차하는 부분에 TFT(8)가 형성되어 있고 드레인 전극(15b)은 화소전극(4)과 전기적으로 접촉되도록 형성되어 있다.
한편 칼라필터층(37) 등이 형성된 제2기판(2)이 제1기판(3)과 대향하여 형성되어 있다.
제1기판(3)과 제2기판(2) 사이에는 액정(40)이 체워져 있다.
제1기판(3)과 제2기판(2)의 외측면에는 각각 편광판(1, 1a)이 형성되어 있다.
상기와 같은 여러 구성요소가 결합되어 액정표시장치가 완성된다.
상기와 같은 여러 구성요소 중 본 발명의 목적과 관련이 있는 종래의 제1기판(3)이 제조방법에 대하여 자세히 설명한다.
상기 제1기판(3)을 제조하기 위하여 먼저 투명기판(11) 위에 Al 등의 금속막을 증착한 후 상기 금속막 위에 포토레지스트를 도포하고, 마스크를 사용하여 포토레지스트를 소정의 패턴이 되도록 현상하고, 상기 현상된 패턴에 따라 상기 금속막을 웨트에칭(wet 에칭) 등의 방법으로 에칭하여 도 2와 같이 게이트버스라인(17), 게이트전극(17a), 게이트패드(50), 데이타패드(51) 및 쇼팅바(shorting bar: 52)가 일체형이 되도록 형성한다.
이어서 게이트전극(17a) 및 게이트버스라인(17)을 양극산화하고, 절연막이 되는 Si, Nx, SiOx 등을 기판의 전면에 증착한다. 상기 절연막 위에 Cr 등의 금속막으로 된 데이타버스라인(15)과 TFT(8) 등을 형성하여 도 3과 같이 구성한다. 상기 데이타버스라인(15)을 형성할 때 상기 데이타버스라인과 데이타패드(51)가 접촉되도록 한다.
상기 각 데이타버스라인 및 게이트버스라인이 일체로 연결된 쇼팅바(52)는 작업과정에서 발생하는 수백 볼트의 정전기를 각 라인에 분산시켜 등전위로 만들어 준다. 따라서 쇼팅바(52)는 게이트버스라인 및 데이타버스라인을 타고 흘러들어오는 정전기에 의하여 TFT가 파괴되는 것을 방지하는 역할을 한다.
또한 상기 쇼팅바(52)는 게이트전극 등을 동시에 양극산화할 때 매우 유리하다.
그런데 상기 쇼팅바는 TFT를 형성한 후 제1기판과 제2기판을 합착하는 공정에 앞서 IP(In Process) Test 즉, 스위칭소자가 동작하는지를 테스트하기 위하여 도 3의 A-A' 선을 따라 제거하게 된다. 이 쇼팅바를 제거한 후에 각각의 패드에 연결된 라인 즉, 데이타버스라인 및 게이트버스라인은 각각 독립적으로 분리된다. 이때 어느 독립된 패드가 정전기에 접촉되면 노출된 라인을 따라 흐르게 되고, 이 라인에 연결된 스위칭소자가 정전기에 의하여 파괴되는 불량이 발생한다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명은 액정표시장치의 제작과정에서 쇼팅바를 제거한 후에 정전기에 의하여 액정표시장치의 스위칭소자 등이 파괴되는 것을 방지하기 위한 것으로써, 상기 쇼팅바를 제거하기 전에 패드의 단부 부분에 절연막을 인쇄한다. 이 절연막은 양극산화 등의 공정에 영향을 주지 않기 위하여 배향막의 인쇄공정에서 폴리이미드(polyimide) 등으로 인쇄한다. 이에 대한 과정은 실시예에서 자세히 언급한다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명은 투명기판 위에 매트릭스상으로 형성된 게이트버스라인 및 데이타버스라인과, 상기 게이트버스라인과 데이타버스라인의 끝단에 이어지고, 일체형의 쇼팅바에서 분리되어 형성된 각각의 패드와, 상기 게이트버스라인과 데이타버스라인의 교차부에 형성되는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자와 연결된 화소전극을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 쇼팅바를 제거한 후에도 상기 패드의 단부 부분의 표면에 절연막이 남아있는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 액정표시장치의 제1기판(103)의 평면도는 도 4와 같으며, 쇼팅바(152)가 있는 부분은 스위칭소자의 동작 TEST에 앞서 A선을 따라 커팅되어 제거된다.
도 4의 111은 투명기판, 117은 게이트버스라인, 115는 데이타버스라인, 108은 스위칭소자, 150은 게이트패드, 151은 데이타패드, 104는 화소전극, 115a는 소스전극, 115b는 드레인전극, 117a는 게이트전극, 251은 각 패드의 단부 부분까지 포함하여 인쇄된 절연막을 나타낸다. 본 발명의 실시예는 도 4의 V-V선과 VI-VI선을 따라 각각 절단하여 나타내는 도 5 및 도 6에 의하여 설명한다.
[실시예]
투명기판(11) 위에 Al(알루미늄) 금속막 등을 증착하고, 상기 금속막 위에 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트를 소정의 패턴이 되도록 현상하고, 상기 현상된 패턴에 따라 금속막을 웨트(wet)에칭 등의 방법으로 에칭하여 쇼팅바(152)와 일체형이 되는 게이트패드(150), 데이타패드(도시되지 않음)와 게이트버스라인(117), 상기 게이트버스라인(117)에서 분기하는 게이트전극(117a)을 형성한다(도 5a, 도 6a).
상기의 패턴을 평면도로 나타내면 도 2와 같은 구조가 됨을 쉽게 이해할 수 있다.
상기 쇼팅바(152)는 작업과정에서 수백 볼트의 높은 정전기가 발생하더라도 각각의 라인에 정전기를 분산시켜 등전위로 만들어준다. 따라서 쇼팅바(152)가 형성되어 있으면 게이트버스라인 및 데이타버스라인을 타고 흘러들어오는 정전기에 의하여 TFT가 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 쇼팅바를 이용하여 게이트버스라인 위의 양극산화막을 한번의 공정으로 형성할 수 있는 이점이 있다.
이어서 절연성을 향상시키고 힐락을 방지하기 위하여 패드부분을 제외한 패턴에 양극산화막(135)을 형성한다(도 5b, 도 6b).
상기 공정에 이어서 게이트절연막(123)이 되는 SiNx, SiOx 등의 무기절연막과 반도체층(122)이 되는 a-Si층과 오믹접촉층(125)이 되는 n+형 a-Si층을 연속 증착하여 적층한다. 상기 n+형 a-Si층 위에 포토레지스트를 도포하고 상기 포토레지스트를 소정의 패턴이 되도록 현상하고 상기 현상된 패턴에 따라 n+형 a-Si층과 a-Si층을 동시에 에칭하여 오믹접촉층(125)과 반도체층(122)을 형성한다(도 5c, 도 6c).
이어서 Cr 등을 기판의 전체면에 스퍼터링법 등으로 증착하고, 상기 금속막 위에 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트를 소정의 패턴이 되도록 현상하고, 상기 현상된 패턴에 따라 금속막을 에칭하여 데이타버스라인(115)에서 분기하는 소스전극(115a)과 드레인전극(115b)을 형성한 후, 상기 에칭에 의하여 형성된 소스전극(115a) 및 드레인전극(115b)이 에칭마스크가 되도록 오믹접촉층(125)이 양쪽으로 분리되도록 오믹접촉층(125)의 중앙부분을 에칭한다(도 5d). 상기 공정에서 데이타버스라인(115)은 도 4의 데이타패드(151)와 연결되는데, 이 데이타패드(151)는 도 5d에 표시되지 않는다.
이어서 보호막(126)이 되는 SiNx, SiOx 등의 무기절연막을 200~500Å정도의 두께로 증착한 후, 각각의 드레인전극(115b) 부분에 콘택홀(165)을 형성하고, 각각의 패드부(150) 등을 노출시킨다(도 5e, 도 6d).
이어서 ITO(Indium Tin Oxide)막을 상기 기판의 전면에 증착하고, 상기 ITO 막 위에 포토레지스트를 도포하고, 상기 포토레지스트를 소정의 패턴이 되도록 현상하고, 상기 현상된 패턴에 따라 에칭하여 드레인전극(115b)과 연결되는 화소전극(104)을 형성한다(도 5f).
상기 ITO막을 패터닝할 때 상기 패드(150) 부분 등이 산화되는 것을 방지하기 위하여 상기 패드부분 등에 증착된 ITO막(200)이 남도록 도 6e와 같이 패터닝할 수도 있다.
이어서 폴리이미드(Polyimide) 등으로 된 절연막(251)을 쇼팅바(152) 및 패드(150)의 일부분 까지 덮이도록 인쇄한다. 이 폴리이미드 등으로 된 절연막(151)을 소정의 모양으로 패터닝한 후 이 절연막 표면을 선택적으로 러빙하여 배향막(250)을 형성한다(도 5g, 도 6f). 상기 러빙에 의하여 형성되는 배향막(250)은 화소전극 영역에 필요하기 때문에 상기 쇼팅바(152) 및 패드(150) 부분까지 러빙할 필요는 없다.
이어서 상기와 같은 공정을 거쳐 제작된 제1기판을 IP(In Process) Test 하기 위하여 즉, 각 스위칭소자가 동작하는지를 테스트하기 위하여 도 6f의 B부분(도 4에서는 A선 부분)을 절단하여 쇼팅바(152)를 제거한다(도 6g).
본 발명은 상기와 같은 공정으로 액정표시장치를 제조함으로써 쇼팅바가 제거되어 각각의 패드가 정전기에 노출되더라도 패드 단부 부분의 절연막(251)이 정전기를 차단하여 줌으로써 TFT 등의 스위칭소자를 보호할 수 있다.
또한 제1기판과 제2기판을 합착하는 과정에서 제1기판의 가장자리 부분은 작업자의 신체와 접촉할 기회가 많아 정전기에 취약한데 이 제1기판의 가장자리 부분에 보호막(251)을 형성시켜 줌으로써 정전기에 의한 불량을 줄일 수 있다.
특히 본 발명은 액정표시장치의 제조과정에서 쇼팅바를 제거한 후 정전기에 의한 스위칭소자 등의 파괴를 방지하기 위하여 쇼팅바를 제거하기 전 공정에서 절연막을 패드의 단부부분 즉, 쇼팅바를 커팅한 후 제2기판과 합착될 제1기판의 가장자리 부분에 형성하는 것을 특징으로 하기 때문에, 실시예에서 설명한 스위칭소자의 구조에 관계없이 어느 구조에도 본 발명이 적용됨은 당연하다.
[발명의 효과]
본 발명은 투명기판 위에 쇼팅바와 일체로 형성되는 복수의 패드를 형성하는 공정과 상기 패드에 연결되는 게이트버스라인 및 데이타버스라인을 매트릭스상으로 형성하는 공정과 상기 게이트버스라인 및 데이타버스라인의 교차점에 스위칭소자를 형성하는 공정과 상기 스위칭소자와 연결되는 화소전극을 형성하는 공정과 상기 패드의 단부부분에 절연막을 형성하는 공정과 상기 쇼팅바를 제거하는 공정을 포함함으로써 쇼팅바가 제거되기 전에는 상기 쇼팅바에 의하여 정전기 피해(스위칭소자 파괴, 라인단선 등)를 방지하며, 상기 쇼팅바가 제거된 후에는 상기 패드의 단부부분에 형성된 절연막에 의하여 정전기 피해를 방지할 수 있도록 하였다.

Claims (8)

  1. 투명기판 위에 매트릭스상으로 형성된 게이트버스라인 및 데이타버스라인과, 상기 게이트버스라인과 데이타버스라인의 끝단에 각각 형성된 패드와, 상기 게이트버스라인과 데이타버스라인의 교차부에 형성되는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자와 연결된 화소전극을 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 있어서;
    상기 각각의 패드를 상기 패드들의 단부에 이어지는 쇼팅바와 일체형으로 형성하는 공정과,
    상기 쇼팅바와 이어진 패드의 단부 부분에 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 쇼팅바를 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 각각의 패드를 상기 패드들의 단부에 이어지는 쇼팅바와 일체형으로 형성 하는 공정은 금속막을 투명기판 위에 형성하는 단계,
    상기 금속막을 패터닝하여 상기 게이트버스라인, 상기 게이트버스라인에서 분기하는 게이트전극, 상기 게이트패드, 상기 데이타패드, 상기 쇼팅바가 일체형으로 형성되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서;
    상기 게이트버스라인 및 게이트 전극 위에 게이트절연막을 형성하는 공정,
    상기 게이트절연막으로 덮인 게이트전극 위에 반도체층과 오믹접촉층을 적층한 후 섬모양으로 형성하는 공정,
    상기 게이트절연막이 덮인 게이트버스라인과 교차하는 상기 데이타버스라인 및 상기 오목접촉층과 접촉되며 상기 데이타버스라인에서 분기하는 소스·드레인전극을 형성하는 공정,
    상기 소스·드레인전극이 형성된 기판 위에 투명한 도전막을 증착한 후 패터닝하여 상기 드레인전극과 연결된 화소전극으로 형성하는 공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서;
    상기 쇼팅바와 이어진 패드의 단부 부분에 절연막을 형성하는 공정은
    상기 절연막을 상기 패드의 단부 부분과, 상기 쇼팅바와, 상기 게이트버스라인을 포함한 화소전극 영역을 덮도록 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  5. 청구항3에 있어서;
    상기 증착된 투명한 도전막이 상기 패드 위에도 남겨지도록 패터닝하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서;
    상기 절연막은 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  7. 투명기판 위에 매트릭스상으로 형성된 게이트버스라인 및 데이타버스라인과, 상기 데이타버스라인과 게이트버스라인의 끝단에 이어지고, 일체형의 쇼팅바에서 분리되어 형성된 각각의 패드와, 상기 게이트버스라인과 데이타버스라인의 교차부에 형성되는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자와 연결된 화소전극을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 쇼팅바를 제거한 후에도 상기 패드의 단부 부분에 절연막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 청구항 7에 있어서;
    상기 패드의 단부 부분에 형성된 절연막은 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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