KR20030058766A - 액정표시소자의 ｍｐｓ 검사 배선의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시소자에 있어서, MPS(Mass Production System) 검사용 배선들이 중첩되는 영역에서 발생하는 정전기를 방지하기 위한 MPS 검사 배선의 구조에 관한 것으로, 정전기 발생 확률이 가장 높은 MPS 검사 배선이 중첩되는 영역 근처에 요철모양으로 형성된 대향전극을 형성하여 이 부분으로 정전기를 유도시킴으로써, 검사 배선에서 정전기 발생으로 인한 배선 단락 불량을 막을 수 있다.

Description

액정표시소자의 ＭＰＳ 검사 배선의 구조{STRUCTURE OF MPS TEST LINE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 MPS 검사 배선의 중첩영역에서 발생하는 정전기로 인하여 야기되는 MPS 검사 배선 단락을 방지하기 위한 MPS 검사 배선의 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들에 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정 셀들의 광투과율을 조절함으로써, 데이터신호에 해당하는 화상이 표시되는 표시장치이다.

따라서, 액정 표시장치는 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되는 액정 패널과; 상기 액정 셀들을 구동하기 위한 드라이버 집적회로(integrated circuit : IC)가 구비된다.

이때, 액정 패널은 상부 및 하부기판이 마주보는 각 내측의 한쪽 면에는 공통전극이 형성되고, 다른쪽 면에는 화소전극이 형성되어 서로 대향하도록 배열되며, 그 공통전극과 화소전극을 통해 상부 및 하부기판의 이격 간격에 주입 형성된 액정층에 전계를 인가한다. 이와 같은 화소전극은 하부기판 상에 액정 셀 별로 형성되는 반면에 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성된다.

또한, 상기 액정 패널의 하부기판 상에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 공급되는 데이터 신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 데이터 배선들과, 게이트 드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 게이트 배선들이 서로 직교하는 방향으로 형성되고, 상기 데이터 배선들과 게이트 배선들의 일단부에는 상기 데이터 드라이버 집적회로 및 게이트 드라이버 집적회로로부터 공급되는 데이터 신호 및 주사신호가 각각 인가되는 입력패드가 구비되며, 그 데이터 배선들과 게이트 배선들의 교차부마다 액정 셀들이 정의된다.

이때, 상기 게이트 드라이버 집적회로는 다수의 게이트배선에 순차적으로 주사신호를 공급함으로써, 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들이 1개 배선씩 순차적으로 선택되도록 하고, 그 선택된 1개 배선의 액정 셀들에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 데이터 신호가 공급된다.

또한, 각각의 액정 셀에는 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성되며, 상기의 게이트 배선을 통하여 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 주사신호가 공급된 액정 셀들에서는 그 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극 사이에 도전채널이 형성되는데, 이때 상기 데이터 배선을 통해 박막 트랜지스터의 소스 전극에 공급된 데이터신호가 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 경유하여 화소전극에 공급됨에 따라 해당 액정 셀의 광투과율이 조절된다.

여기서, 액정 패널을 구성하는 상부 및 하부 기판은 대형의 유리 모 기판에 다수개의 단위 패널이 형성되며, 통상 4개 또는 6개를 동시에 형성한 다음 각각의 단위 패널로 절단하여 수율 향상을 도모하고 있다.

상기와 액정표시소자에 있어서, 박막트랜지스터 어레이가 형성된 하부기판의 제작이 완료되면 칼라필터가 형성된 상부기판과 합착하기 전 박막트랜지스터의 어레이 기판의 검사단계를 거치게된다

박막트랜지스터 어레이의 검사 단계는 패턴 검사 단계와, 리뷰 단계와, MPS 검사단계와, 리페어 단계를 순서대로 진행하게 된다.

먼저, 패턴 검사 단계에서는 제논 램프(xenon-lamp)를 TFT 어레이에 조사하여 TFT의 픽셀에 의해 반사된 광의 밝기 차이로 정상부분과 결함부분을 구분하게 된다. 결함이 있는 부분은 결함의 좌표를 설정하여 다음 단계에 이 결함 좌표에 대한 정보를 전달하게 된다.

패턴 검사 단계 후에는 리뷰 스테이션(review station)으로 이동하게 된다. 리뷰 스테이션에서는 패턴 검사기에서 검출된 결함의 좌표를 토대로 하여 결함의 종류나, 결함의 정도가 리페어의 가능성이 있는지 없는지의 여부를 작업자들이 직접 판단하고, 리뷰 스테이션의 뒷면에 투과광이 설치되어 TFT 어레이의 내부에 생긴 결함까지도 체크하게 된다.

다음은, MPS(Mass Production System) 검사단계로서 MPS 검사기를 통하여 각각의 패널에 전압을 인가하여 실제로 박막트랜지스터의 구동시 불량이 되는 어레이를 식별함으로써, 패널의 전기적인 불량을 체크를 하게 된다.

마지막으로, 리뷰 단계와 MPS 검사기를 거쳐서 체크된 박막트랜지스터 어레이의 결함 중에서 리페어가 가능한 결함을 반사 광원으로 체크하여 리페어 공정 단계에서 리페어가 이루어지게 된다. MPS에서 사용되는 반사 광원은 헬로겐 램프이다.

상기 MPS 검사단계에서 사용되는 MPS 검사 장비에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 도 1의 구조를 갖는 MPS 장비는 테스트하고자 하는 박막트랜지스터 어레이기판이 올려지게 되는 스테이지(11)와, 가상의 액정 패널을 형성하여 박막트랜지스터가 실질적으로 패널로 완성되었을 때의 구동 여부를 판단하기 위한 모듈레이터(12)와, 상기 모듈레이터(12)로 체크된 전기신호를 광신호로 변화하는 VIOS(voltage image optics system)(13)과, 상기 VIOS(13)로부터 나오는 광신호를 육안으로 확인해볼 수 있는 CCD(15)로 구성되어 있다.

또한, 상기 스테이지(11)에는 기판에 신호를 인가할 수 있도록 스테이지(11)의 외곽에 형성된 다수개의 프로부(17)와, 상기 프로부(17)에 연결되어 각각의 프로부에 알맞은 신호를 인가해주는 프로부 프레임(19)을 포함하고 있다.

상기 기판 상에는 액정 패널의 모델에 따라 4개 또는 6개의 박막 트랜지스터 어레이 패널이 형성되어 있으며, 각각의 패널에는 도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 게이트 배선(31)과 데이터 배선(32)이 매트릭스 상으로 형성되고, 상기 게이트 배선(31)과 데이터 배선(32)의 교차점 부근에는 스위칭 소자로 기능 하는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 배선의 한 단부 쪽에는 게이트 배선(31)에 신호를 인가할 수 있도록 게이트 패드(33)가 형성되고, 데이터 배선(32)의 한 단부 쪽에는 데이터 패드(34)가 형성된다.

상기 패널의 MPS 검사를 위해서 각각의 게이트 패드(33)는 홀수 배선과 짝수 배선으로 구분하여 홀수 배선끼리 연결하는 MPS 검사용 게이트 배선(이하; GO라함)과, 짝수 배선끼리 연결하는 MPS 검사용 게이트 배선(이하; GE라함)이 마련되어 있으며, 이와 같이 각각의 데이터 패드(34)도 홀수 배선과 짝수 배선으로 구분하여 홀수 배선끼리 연결하는 MPS 검사용 데이터 배선(이하; DO라함)과, 짝수 배선끼리연결하는 MPS 검사용 데이터 배선(이하; DE라함)이 마련되어 있다.

상기 DO, DE, GO, GE의 MPS 검사 배선에 전원을 선택적으로 인가하여 박막트랜지스터 어레이 기판의 게이트 배선 및 데이터 배선의 단선 및 단락 여부를 판단하게 된다.

그러나, 상기 게이트 검사 배선(GO, GE)과 데이터 검사 배선(DO, DE)이 교차하는 지점(A)에서 제조공정 중에 발생하는 정전기에 의한 단선이나 단락이 생기는 문제점이 있었다.

이하, 상기 게이트 검사 배선(GO, GE)과 데이터 검사 배선(DO, DE)이 교차하는 지점 "A"를 확대한 확대 도면을 통하여 상기의 문제점에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시한 것은 도 2의 "A" 부분을 확대한 것이다.

도면에 도시한 바와 같이, 게이트 검사 배선(GO, GE)과 데이터 검사 배선(DO, DE)은 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(미도시)과 액티브 패턴(42)을 사이에 두고 서로 교차되어 형성되어 있다.

그러나, 박막트랜지스터 제조 공정중 기판을 진공으로 흡착하여 취급하는 공정에서 마찰 대전에 의한 게이트 배선과 데이터 배선간의 유전 허용치를 넘어서서 파괴되는 현상이 빈번히 발생하게 된다. 특히 기판 외곽부 MPS 검사용 배선(GO, GE, DO, DE)이 서로 교차하는 부분에서 정전기 발생에 의한 단락 불량이 생기게 된다.

상기와 같이 MPS 검사용 배선(GO, GE, DO, DE)에 단락 불량이 발생하게 되면외부에서 신호를 제대로 전달할 수가 없어 MPS 검사가 불가능해진다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 게이트 검사 배선과 데이터 검사 배선이 교차하는 영역 근처에 정전기에 취약한 구조를 가지는 희생배선을 배치시킴으로써, 상기 게이트 검사배선과 데이터 검사배선에서 발생하는 정전기를 희생 배선으로 유도하여 게이트 검사 배선과 데이터 검사배선의 단락을 방지하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 MPS 검사장비의 개략적인 구조를 도시한 예시도.

도 2는 박막트랜지스터 어레이 기판을 도시한 평면도.

도 3은 정전기가 발생하는 MPS 게이트 검사 배선과 MPS 데이터 검사 배선의 교차영역을 확대한 예시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판을 보인 예시도.

도 5는 도4에 있어서, MPS 게이트 검사 배선과 MPS 데이터 검사 배선의 교차영역 및 정전기 유도 영역을 확대한 예시도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

11: 스테이지12: 모듈레이터

13: VIOS15: CCD

17: 프로부21: 기판

23: 패널 31: 게이트 배선

32: 데이터 배선33: 게이트 패드

40: 요철42: 액티브층

41: 패터닝된 MPS 데이터 검사 배선

GO: 홀수 게이트 배선이 연결된 MPS 게이트 검사 배선

GE: 짝수 게이트 배선이 연결된 MPS 게이트 검사 배선

DO: 홀수 데이터 배선이 연결된 MPS 데이터 검사 배선

DE: 짝수 데이터 배선이 연결된 MPS 데이터 검사 배선

A: MPS 게이트 검사 배선과 MPS 데이터 검사 배선의 교차부

B: 정전기 유도 영역

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 MPS 검사 배선은 패널 상에 형성된 게이트 배선과 데이터 배선에 외부 신호를 인가해주는 게이트 패드와 데이터 패드에 각각 연결되는 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사배선(DO, DE)에 있어서, 상기 MPS 게이트 검사배선(GO, GE)의 일부분을 요철 구조로 형성하고, MPS 데이터 검사배선(DO, DE)을 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 요철구조가 형성된 영역에만 형성한다.

이하, 첨부한 도면을 통하여 상기와 같이 구성된 MPS 검사 배선에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시소자의 기판구조를 보인 예시도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 기판 위에 수평 방향으로 평행하게 형성된 복수의 게이트 배선(31)과, 수직 방향으로 평행하게 형성된 복수의 데이터 배선(32)과, 상기 게이트 배선(31)과 게이트 배선(31)의 교차점 부분에 형성된 박막트랜지스터와, 상기 게이트 배선(31)의 끝단에 형성되어 게이트 배선(31)에 외부 신호를 인가하는 게이트 패드(33)와, 상기 데이터 배선(32)의 끝단에 형성되어 데이터 배선(32)에 외부 신호를 인가하는 데이터 패드(33)와, 상기 게이트 패드(33)가 홀수 배선끼리 연결된 MPS 게이트 검사 배선(GO)과, 상기 게이트 패드(33)가 짝수 배선끼리 연결된 MPS 게이트 검사 배선(GE)과, 상기 데이터 패드(33)가 홀수 배선끼리 연결된 MPS 데이터 검사 배선(DO)과, 상기 데이터 패드(33)가 짝수 배선끼리 연결된 MPS 데이터 검사 배선(DE)과, 요철구조로 형성된 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)의 일부분과 패턴 형태로 형성된 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)의 일부에 의해서 형성된 정전기 유도 영역(B)으로 구성되어 있다.

박막트랜지스터는 상기 게이트 배선(31)으로부터 인출된 게이트 전극과 데이터 배선(32)으로부터 인출된 소오스 전극과, 액티브층, 그리고 드레인 전극으로 이루어져 있으며, 상기 드레인 전극은 게이트 배선(31)과 데이터 배선(32)으로 둘러싸인 영역에 형성된 화소 전극과 전기적으로 연결되어 있다.

상기 MPS 검사 배선(GO, GE, DO, DE)은 제작이 완료된 박막트랜지스터 어레이 기판에 형성된 배선들의 단선 및 단락등의 불량을 검사하기 위해서 별도로 형성된 것으로, 어레이 공정이 끝나고 모든 검사가 완료되면, 컷팅되어 제거될 부분이다.

상기 정전기 유도 영역(B)은 MPS 게이트 검사배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)이 교차하는 부분에서 박막트랜지스터 어레이 기판 공정상 발생하는 정전기를 유도하여 정전기에 의한 MPS 검사배선(GO, GE, DO, DE)의 손상을 방지하지 위해서 형성한 것이다.

이하, 상기 정전기 유도 영역(B)을 확대한 확대 도면을 통하여 정전기 유도 영역의 구조 및 역할에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)의 교차영역(A) 및 정전기 유도 영역(B)을 확대한 확대 도면이다.

도면에 도시한 바와 같이 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)은 기판의 전체에 형성된 게이트 절연막(미도시)과 액티브층(42)을 사이에 두고 서로 교차되어 있으며, 상기 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)은 게이트 배선 및 게이트 전극 형성 공정에서 형성되는 것으로 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta) 혹은 안티몬(Sb) 등과 같은 금속으로 이루어지며, MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)은 데이터 배선 및 데이터 전극 형성 공정에서 형성되는 것으로 크롬(Cr)이나 몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 이루어진다. 또한, 상기 액티브층(42)은 게이트 절연막 위에 아몰퍼스 실리콘(a-Si)과 같은 물질로 이루어진 반도체 층과 상기 반도체층 상에 인(P)과 같은 불순 물질이 첨가된 n+ 아몰퍼스 실리콘과 같은 물질로 이루어진 불순물 반도체층으로 형성되어 있다.

상기 정전기 유도 영역(B)은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta) 혹은 안티몬(Sb) 등과 같은 금속으로 이루어진 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)의 일부분으로부터 돌출되어 나온 여러 개의 요철(40)이 서로 대항하여 형성되어 있으며, 상기 요철(40)이 형성된 영역에 게이트 절연막(미도시)을 사이에 두고 크롬(Cr)이나몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 이루어진 패터닝된 MPS 데이터 검사 배선(41)이 형성되어 있다.

요철 형성 영역이 절연층 절연 파괴 전압을 낮추기 위해서 게이트 절연막만을 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)의 절연층으로 형성한 것이다.

상기와 같은 정전기 유도 영역의 구조는 정전기에 매우 취약한 구조이기 때문에 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)에서 정전기 발생 확률을 감소시켜 준다.

이를 상세히 설명하면, 일반적으로 박막트랜지스터 제조 공정중 기판을 진공으로 흡착하여 취급하는 공정에서 마찰 대전에 의해서 발생되는 정전기는 하부 금속인 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)으로부터 제공된다. 상기 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)으로부터 제공되는 정전기로 인하여 게이트 절연막과 액티브층으로 이루어진 절연막이 파괴되면서 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)과의 단락이 발생하게 되는데, 이때 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)으로부터 제공되는 정전기를 요철이 형성된 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE) 부분으로 집중적으로 유도시켜 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)의 교차부에서의 정전기 발생을 막는 것이다.

MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)으로부터 제공되는 정전기장 에너지는 요철의 반지름이 작을수록 커지게 되어 있다. 즉, 요철의 반지름을 작게 할수록 정전기장 에너지는 커져서 정전기에 의한 손상 요철의 반지름이 작은 쪽으로 유도된다.

따라서, MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)의 교차부에서 발생되는 정전기를 요철이 형성된 영역으로 유도시킴으로써 MPS 검사 배선(GO, GE, DO, DE) 간의 단락을 막아 정상적으로 MPS 검사가 이루어지도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 MPS 게이트 검사 배선(GO, GE)과 MPS 데이터 검사 배선(DO, DE)의 교차부에서 발생하는 정전기로 인한 배선 간의 단락을 방지하기 위하여 정전기를 유도할 수 있는 구조를 따로 형성함으로써, 정상적인 MPS 검사가 가능하므로 누출율 감소 및 수율 향상의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 기판 위에 형성되는 다수의 게이트 배선과 데이터 배선의 단선 및 단락을 검사하기 위하여 홀수 배선의 게이트 배선을 연결하는 MPS 게이트 검사 배선(GO)과, 짝수 배선의 게이트 배선을 연결하는 MPS 게이트 검사 배선(GE)과, 홀수 배선의 데이터 배선을 연결하는 MPS 데이터 검사 배선(DO)과, 짝수 배선의 데이터 배선을 연결하는 MPS 데이터 검사 배선(DE)이 형성된 MPS 검사배선(GO, GE, DO, DE)에 있어서, 상기 MPS 게이트 검사 배선(GE, GO)과 MPS 데이터 검사 배선(DE, DO)의 교차부에서 발생하는 배선간의 단락을 방지하기 위하여 정전기 유도 영역이 별도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 MPS 검사 배선 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 정전기 유도 영역은 MPS 게이트 검사 배선(GE, GO)의 일부분에서 돌출되어 형성된 여러개의 요철이 서로 대향하여 형성되고, 상기 요철 형성 영역에는 절연막을 사이에 두고 MPS 데이터 검사 배선(DE, DO)의 패턴이 형성되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 MPS 검사 배선 구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 절연막은 게이트 절연막으로만 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 MPS 검사 배선 구조.