KR20000065730A - 액정표시장치의 ｔｆｔ어레이 기판 및 그 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 액정표시장치의 기판을 완전히 조립하지 않은 상태에서 우수 및 기수의 주사선에 연결된 정전기 방지소자의 불량검출을 하여 수율을 향상하고 제품의 전기적 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 액정표시장치의 기판은 주사선(14)과 신호선(16)이 매트릭스상으로 형성되고, 그 신호선과 주사선으로 둘러싸이는 각각의 영역에는 TFT(13)가 구성된다. 우수의 주사선은 게이트이븐 쇼팅바에(44) 연결되고, 기수의 주사선은 게이트오드의 쇼팅바(45)에 연결된다. 또, 우수의 신호선은 데이터이븐 쇼팅바(42)에 연결되고 기수의 신호선은 데이터오드의 쇼팅바(43)에 연결된다. 상기 신호선 및 주사선의 단부에는 정전기 방지소자(52)가 구성되고, 각각의 주사선(14)에 구성된 정전기 방지소자(52)는 정전기방지용공통배선(57)과 연결됨과 동시에 제1그라운드배선(80)과 연결되고, 신호선(16)에 구성된 정전기 방지소자(52)는 제2그라운드배선(81)에 각각 연결된다. 특히, 정전기방지용공통배선은 게이트 쇼팅바와 분리된 상태로 제1그라운드배선과 연결된다.

Description

액정표시장치의 ＴＦＴ어레이 기판 및 그 검사방법 {TFT array substrate of LCD device and method for testing the same}

본 발명은 액정패널의 박막트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor) 어레이를 보호하기 위해 설치되는 정전기 방지소자에 관한 것으로써, 정전기 방지소자의 불량검출을 액정표시장치를 완성한 후에 할 수 있었던 종래 구조를 개량하여 TFT어레이 기판을 완성한 후 TFT어레이 기판의 전기적 불량을 검사할 때 정전기 방지소자의 불량을 함께 검사할 수 있는 구조로 정전기 방지회로를 구성하는 것에 관련된 것이다.

본 발명의 구체적인 설명에 앞서 일반적인 액정표시장치의 구조를 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.

액정표시장치는 영상을 표시하는 표시영역(12)과 영상신호를 발생시키는 드라이버IC(10,11)로 구성되고, 상기 표시영역(12) 내에는 복수개의 주사선(14)과 복수개의 신호선(16)이 매트릭스 형태로 형성되고, 그 교차점에는 TFT(13)가 형성된다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않지만 TFT가 형성되어 있는 기판과 대향하는 대향기판에는 공통전극과 칼라필터가 형성되고, 상기 두 기판 사에에 액정이 주입되어 봉합되는 상태로 액정표시장치가 구성된다.

상기 TFT는 도 2의 단면도에서 알 수 있는 것처럼 알루미늄, 크롬, 몰리브덴 등의 금속으로 된 게이트전극(30)과 크롬, 몰리브덴 등의 금속으로 된 소스전극(32)과 드레인전극(33) 및 반도체층(34)과 불순물반도체층(36)으로 구성되어 있다. 도 2의 설명되지 않은 도면 부호 31은 게이트절연막, 35는 보호막, 37은 화소전극을 나타낸다. 그리고 상기 게이트전극(30)은 도 1의 주사선(14)에 연결되어 있고, 소스전극(32)은 신호선(16)에 연결되어 있으며, 드레인전극(33)은 주사선과 신호선으로 둘러싸인 영역에 형성되는 화소전극(37)과 접촉되어 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 TFT는 주사선(14)을 통해 주사전압이 게이트전극(30)에 인가되면 상기 신호선(16)에 흐르는 신호전압이 소스전극(32)에서 드레인전극(33)으로 오믹접촉층(36) 및 반도체층(34)을 통해 인가되도록 동작한다.

상기 소스전극에 신호전압이 인가되면, 소스전극과 연결된 화소전극에 전압이 인가되므로써, 상기 화소전극과 공통전극 사이에 전압차가 발생한다. 상기 화소전극과 공통전극의 전압차이로 인해 그 사에에 개재되어 있는 액정의 분자배열이 변화되는데, 그 액정의 분자배열이 변화되므로 인하여 화소의 광투과량이 변하게 되어 데이터전압이 인가된 화소와 인가되지 않은 화소의 색상차이가 발생한다. 이러한 색상차이를 이용하여 표시장치의 화면을 컨트롤하게 된다.

그런데, 상기 TFT등이 형성된 액정표시장치의 기판을 제조하는 과정에서 외부로 부터 고압의 정전기가 발생하면 그 정전기에 의하여 TFT어에이가 손상될 수 있으므로, 그 대책이 필요하다.

따라서, 종래에는 주사선과 신호선 각각에 정전기 방지소자를 설치하고, 특히, 정전기 방지소자와 연결된 Vgl단락배선을 게이트이븐(even) 쇼팅바와 접촉되도록 구성하여 Vgl(gate low 전압)신호가 인가되도록 구성하였다.

도 3에 나타내는 바와 같이 TFT의 동작을 테스트하기 위하여 데이터이븐 쇼팅바(42) 및 데이터오드(odd) 쇼팅바(43), 게이트이븐 쇼팅바(44) 및 게이트오드 쇼팅바(45)가 형성된다. 상기 각각의 쇼팅바는 기판에 구성된 TFT가 정확하게 동작하는 지 검사하기 위하여 신호선(16) 및 주사선(14)을 우수 및 기수로 나누어 쇼트시킨 형태로 구성한다. 상기 TFT를 검사하는 방법은 각각의 쇼팅바에 소정의 전압을 가하여 출력전압의 값을 구함으로써 TFT의 정상적인 동작 여부를 점검할 수 있다.

상기 각각의 쇼팅바와 신호선, 주사선의 연결 구조를 더 구체적으로 설명하면, 게이트이븐 쇼팅바(44)는 우수의 주사선(14)과 쇼트되고, 게이트오드 쇼팅바(45)는 기수의 주사선(14)와 쇼트되고, 데이터이븐 쇼팅바(42)는 우수의 신호선(16)과 쇼트되고, 데이터오드 쇼팅바(43)는 기수의 신호선(16)과 쇼트되어 있다. 그리고, 상기 각각의 신호선 및 주사선의 단부 근방에는 정전기를 방지할 수 있는 정전기 방지소자(52)가 구성되고, 주사선의 단부 근방에 형성된 정전기 방지소자는 각각 Vgl단락배선(50)에 접촉되고 그 단락배선(50)은 게이트이븐 쇼팅바(44)에 접촉되어 있다.

한편, 신호선의 단부 근방에 형성된 정전기 방지소자(52)는 Vcom 단락배선(55)과 접속되어 있다.

상기 정전기 방지소자(52)는 제1단자(60)에 정전기에 의한 고전압이 인가되었을 경우, 제1트랜지스터(62)가 도통되면서 제3트랜지스터(64)를 도통시킨다. 상기 제3트랜지스터의 도통에 의하여 제1단자(60)와 제2단자(61)가 도통되어 등전위를 이루게 된다. 또한, 제2단자(61)에 정전기에 의한 고전압이 인가되었을 경우에는 제2트랜지스터(63)가 도통되면서 제3트랜지스터(64)를 도통시키므로 결국, 제1단자(60)와 제2단자(61)가 도통되어 등전위를 이루게 된다.

그러나, 제1단자와 제2단자에 정전기가 인가되지 않는 정상 상태에서는 제1트랜지스터와 제2트랜지스터가 도통되지 않으므로, 극히 미세한 전류를 제외하면 제1단자와 제2단자는 절연상태를 유지한다.

그러므로, 정전기 방지회로에 의해 연결되는 전극간에는 저전압에서는 전기가 통하지 않아 절연성을 띄고, 박막트랜지스터의 구동전압보다 월등히 높은 고전압에서는 도통상태를 이루게 된다.

따라서, 상기 정전기 방지소자는 TFT의 점검을 위한 저전압이 인가되면 정전기 방지소자에 의하여 연결된 전극 사이가 절연되어 TFT의 동작 점검을 할 수 있도록 하지만, 비정상적으로 높은 정전기 전압이 인가되면 정전기 방지소자가 도통되어 각각 연결된 배선 사이의 전위차를 없에므로 TFT를 정전기로 부터 보호할 수 있게 된다.

그런데, 주사선 및 신호선에 연결된 정전기 방지회로가 Vgl단락배선과 Vcom단락배선에 의해 연결되고, Vgl단락배선이 게이트이븐 쇼팅바와 쇼트된 구조에서는 게이트이븐 쇼팅바(44)와 Vgl단락배선(50)이 등전위가 되므로 게이트이븐 쇼팅바(44)에 연결되는 정전기 방지소자(52)의 불량이 있을 경우 그 정전기 방지소자의 불량 검출을 쉽게 할 수 없다. 즉, 주사선의 기수라인에 연결된 정전기 방지소자는 쇼팅바를 제거하지 않은 상태에서도 Vgl단락 배선과의 전위차에 의하여 불량검출이 가능하지만 주사선의 우수라인에 연결된 정전기 방지소자는 기판을 조립한 후 쇼팅바를 제거한 상태에서 불량검출을 실시해야 한다.

본 발명은 상기와 같이 기판을 완전히 조립하지 않은 상태에서 우수의 주사선에 연결된 정전기 방지소자의 불량검출, 즉, TFT어레이 기판을 구성하고, 기판을 합착하기 전에 주사선의 우수 라인에 연결되는 정전기 방지소자의 불량검출을 할 수 있도록 하여 수율을 향상하고 제품의 전기적 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 정전기 방지소자의 불량을 사전에 검사하므로써, 그 불량의 수리 과정에서 칼라필터와 액정의 재료가 추가되는 것을 방지하는 것이다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 각각의 주사선의 단부와 신호선의 단부 근방에 정전기 방지소자를 구성하고, 우수의 주사선에 형성되는 정전기 방지소자는 게이트 쇼팅바와 분리되도록 구성된 정전기방지용공통배선과 연결되고, 그 정전기방지용공통배선은 제1그라운드배선(제1배선)과 연결된다.

즉, 기판을 합착하기 전에 기판에 형성된 정전기 방지소자를 검사하기 위한 기판의 구조는 주사선과 신호선이 매트릭스상으로 형성되고, 그 신호선과 주사선으로 둘러싸이는 각각의 영역에는 TFT가 구성된다. 우수의 주사선은 게이트이븐 쇼팅바에 연결되고, 기수의 주사선은 게이트오드의 쇼팅바에 연결된다. 또, 우수의 신호선은 데이터이븐 쇼팅바에 연결되고 기수의 신호선은 데이터오드의 쇼팅바에 연결된다. 한편 각각의 신호선 및 주사선의 단부에는 정전기 방지소자가 구성되고, 각각의 주사선에 구성된 정전기 방지소자는 정전기방지용공통배선과 연결되고, 신호선에 구성된 정전기 방지소자는 제2그라운드배선에 각각 연결된다. 특히, 정전기방지용공통배선은 게이트 쇼팅바와 분리된 상태로 되고, 제1그라운드배선(제1배선)과 접촉된다.

상기와 같이 구성하면 주사선과 그라운드배선의 전위차에 의하여 TFT어레이 기판 완성 후, 우수의 주사선과 정전기방지용공통배선에 구성되어 있는 정전기 방지소자의 불량검출이 용이하게 된다.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 구조를 도시한 개략도이고,

도 2는 일반적인 액정표시장치의 기판에 형성되는 박막트랜지스터의 단면도이고,

도 3은 정전기 방지소자가 구비된 종래 구조의 액정표시장치의 기판을 나타내는 도면이고,

도 4는 정전기방지소자의 회로도의 한예를 나타내는 도면이고,

도 5는 정전기 방지소자가 구비된 본 발명의 액정표시장치의 기판을 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

13-TFT 14-주사선

16-신호선 37-화소전극

42- 데이터이븐 쇼팅바 43-데이터오드 쇼팅바

44-게이트이븐 쇼팅바 45-게이트오드 쇼팅바

50-Vgl단락배선 52-정전기 방지소자

55-Vcom단락배선 57-정전기방지용공통배선

80-제1그라운드배선(제1배선) 81-제2그라운드배선(제2배선)

본 발명은 매트릭스 형상으로 형성되는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선이 구비되고, 그 신호선과 주사선이 교차하는 영역에 적어도 1개 이상의 스위칭소자가 구비되고, 상기 신호선과 주사선을 각각 우수와 기수로 나누어 각각 접촉하고 있는 적어도 2개의 게이트 쇼팅바 및 적어도 2개의 데이터 쇼팅바를 구비하고, 상기 각각의 신호선 및 주사선에 연결되도록 정전기 방지소자가 구비되는 액정표시장치의 TFT어레이 기판에 있어서,

상기 정전기 방지소자는 주사선 및 신호선의 단부에 각각 연결되도록 구비되고, 그 주사선의 단부에 연결된 정전기 방지소자는 각각 정전기방지용공통배선과 제1그라운드배선(제1배선)에 연결됨과 아울러, 상기 정전기방지용공통배선은 상기 게이트 쇼팅바로 부터 분리되도록 구비하고, 상기 신호선의 단부에 각각 연결되는 정전기 방지소자는 제2그라운드배선(제2배선)에 각각 연결되도록 구성하는 것을 특징으로한다.

상기 각각의 정전기 방지소자의 검사는 제1그라운드배선(제1배선)과 제2그라운드배선(제2배선)을 쇼트킨 후, 각각의 게이트 쇼팅바 및 데이터 쇼팅바의 사이에 걸리는 전위차를 측정하여 정전기 방지소자의 불량 여부를 검사한다. 특히, 상기 제2그라운드배선의 임의의 위치에는 액정표시장치의 패드부(미도시)에서 인가되는 Vcom 신호의 접점을 구성하기 위하여 Ag(은)도트가 형성된다.

이하에 도 5를 참고하여 본 발명의 액정표시장치의 구조를 상세히 설명한다.

본 발명의 액정표시장치의 TFT어레이 기판에는 복수개의 주사선(14)과 복수개의 신호선(16)이 매트릭스상으로 형성되고, 그 교차부에 TFT(13)어레이 및 화소전극(37)이 형성된다.

상기 주사선(14)의 한쪽 단부에는 게이트이븐 쇼팅바(44)와 게이트오드 쇼팅바(45)가 형성되고, 우수의 주사선은 게이트이븐 쇼팅바에 기수의 주사선은 게이트오드 쇼팅바에 각각 접속된다.

또, 상기 신호선(16)의 한쪽 단부에는 데이터이븐 쇼팅바(42)와 데이터오드 쇼팅바(43)가 형성되고, 우수의 신호선은 데이터이븐 쇼팅바에, 기수의 신호선은 데이터오드 쇼팅바에 각각 접속된다.

한편, 각각의 쇼팅바에 접속되어 있는 신호선 및 주사선의 다른 쪽 단부 부분에는 정전기 방지소자(52)가 각각 연결되고, 그 각각의 정전기 방지소자(52) 중 주사선에 연결되는 정전기 방지소자는 표시영역의 외측에 형성되어 있는 정전기방지용공통배선(57)과 접속됨과 동시에 표시영역의 외측에 형성되는 제1그라운드배선(80)과 각각 접속되고, 신호선에 연결되는 전전기 방지소자는 표시영역의 외측에 형성되어 있는 제2그라운드배선(81)과 접속된다. 상기 정전기 방지소자는 도 4와 같은 회로도를 갖도록 구성하여도 된다.

또, 상기 제1그라운드배선(제1배선:80) 및 제2그라운드배선(제2배선:81)은 기본검사패드(60)에 연결되고, 각각의 게이트 및 데이터 쇼팅바(42,43,44,45)는 각각 검사패드(42a,43a,44a,45a)에 연결된다.

상기와 같이 정전기 방지소자를 구성하므로써, TFT어레이 점검을 위한 저전압이 인가되면 각각의 주사선 및 신호선 마다 TFT어레이 불량 검사를 할 수 있도록 되고, 고 전압의 정전기가 가해졌을 때는 정전기 방지소자가 작동하여 각각 의 주사선 및 신호선을 등전위로 만들기 때문에 TFT어레이를 정전기로 부터 보호할 수 있도록 한다.

특히, 본 발명은 정전기방지용공통배선이 게이트 쇼팅바와 분리되어 그라운드배선과 접속되어 있으므로 주사선과 정전기방지용공통배선의 전위차를 이용하여 정전기 방지소자의 불량 여부를 사전에 검사할 수 있는 장점을 갖고 있다.

상기 TFT어레이 검사 및 정전기 방지소자의 검사를 행항 후에 각각의 쇼팅바는 신호선과 주사선에서 분리되도록 하고, 제1그라운드배선(80),제2그라운드배선(81)이 분리되도록 한다.

본 발명에서는 제1배선과 제2배선을 그라운드배선으로 구성하였지만 게이트쇼팅바와 전위차가 형성되는 배선구조이면 된다.

본 발명은 액정표시장치의 기판을 완전히 조립하지 않은 상태에서 우수 및 기수의 주사선에 연결된 정전기 방지소자의 불량검출을 사전에 할 수 있도록 하여 정전기 방지소자의 불량검출이 되었을 경우에 미리 수리하여 줌으로써, 칼라필터 및 액정의 재료가 추가되는 것을 방지하여 재료비를 저감하고, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 복수개의 신호선과 복수개의 주사선이 구비되고, 상기 신호선과 주사선이 교차하는 영역에 적어도 1개 이상의 스위칭소자가 구비되고, 상기 신호선과 주사선을 각각 연결하고 있는 적어도 2개 이상의 게이트 쇼팅바 및 적어도 2개 이상의 데이터 쇼팅바를 구비하고, 상기 각각의 신호선 및 주사선의 단부에 연결되어 정전기 방지소자가 구비되는 액정표시장치의 TFT어레이 기판에 있어서,

   상기 주사선의 단부에 연결된 정전기 방지소자는 상기 게이트 쇼팅바와 분리된 정전기방지용공통배선과 제1배선에 연결되고, 상기 신호선의 단부에 연결되는 정전기 방지소자는 제2배선에 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 TFT어레이 기판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1배선과 제2배선을 쇼트킨 후, 각각의 게이트 쇼팅바 및 데이터 쇼팅바의 사이에 걸리는 전위차를 측정하여 상기 정전기 방지소자의 불량 여부를 검사할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로하는 액정표시장치의 TFT어레이 기판.
3. 제2항에 있어서,

   상기 게이트 쇼팅바와 상기 데이터 쇼팅바는 각각 2개로 분리되고, 상기 신호선과 주사선은 우수와 기수로 나뉘어져 상기 게이트 쇼팅바와 상기 데이터 쇼팅바에 각각 연결되어 있는 것을 특징으로하는 액정표시장치의 TFT어레이 기판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1배선과 제2배선은 그라운드배선인 것을 특징으로하는 액정표시장치의 TFT어레이 기판.
5. 복수개의 신호선과 복수개의 주사선이 형성되고, 상기 신호선과 주사선이 교차하는 영역에 적어도 1개 이상의 스위칭소자가 형성되고, 상기 신호선과 주사선을 각각 연결하고 있는 적어도 2개 이상의 게이트 쇼팅바 및 적어도 2개 이상의 데이터 쇼팅바가 형성되고, 상기 각각의 신호선 및 주사선의 단부에 정전기 방지소자가 형성되고, 상기 주사선의 정전기 방지소자와 연결되도록 상기 게이트 쇼팅바와 분리된 정전기방지용공통배선 및 제1배선이 형성되고, 상기 신호선의 정전기 방지소자와 연결되도록 제2배선이 형성된 액정표시장치의 TFT어레이 기판에 있어서,

   상기 제1배선과 제2배선을 쇼트킨 후, 각각의 게이트 쇼팅바 및 데이터 쇼팅바의 사이에 걸리는 전위차를 측정하여 상기 정전기 방지소자의 불량을 검사하는 것을 특징으로하는 액정표시장치의 TFT어레이 기판의 검사방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1배선과 제2배선을 그라운드배선으로 하여 상기 정전기 방지소자의 불량을 검사하는 것을 특징으로하는 액정표시장치의 TFT어레이 기판의 검사방법.