KR20040026978A - 리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판 - Google Patents

리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 제 1 방향으로 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되는 지점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되게 형성된 화소 전극과; 상기 게이트 배선과 동일 공정에서 동일 물질로 이루어지고, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격된 아일랜드 패턴이며, 상기 데이터 배선에서부터 상기 데이터 배선과 인접한 화소 전극의 가장자리부를 덮는 위치에 형성된 리페어 패턴을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을제공함으로써, 첫째, 빛샘 현상을 효과적으로 차단하여 화질 특성을 향상시킬 수 있고, 둘째, 데이터 배선 단선 불량시, 리페어 패턴을 보조 데이터 배선을 대체할 수 있어 단선 불량을 방지하여, 생산수율을 향상시킬 수 있으며, 셋째, 데이터 배선부에 위치하는 리페어 패턴이 광차단막 기능을 겸하므로, 데이터 배선부와 대응되게 위치하는 블랙매트릭스 영역의 합착마진을 줄이는 것이 가능하여 개구율 향상을 기대할 수 있다.

Description

리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판{Array Panel used for a Liquid Crystal Display Device having a Repair Structure}
본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 리페어(repair)구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
최근에, 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적 제품으로 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
일반적으로, 상기 액정표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)를 포함하는 어레이 기판과 컬러 필터(color filter) 기판 사이에 액정을 주입하여, 그 특성을 이용해 영상효과를 얻는 비발광 소자인 박막트랜지스터 액정표시장치(이하, 액정표시장치로 약칭함)를 뜻한다.
현재의 평판 디스플레이 분야에서는 능동구동 액정표시 소자(AMLCD : Active Matrix Liquid Crystal Display)가 주류를 이루고 있다. AMLCD에서는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor) 하나가 화소 한 개의 액정에 걸리는 전압을 조절하여 화소의 투과도를 변화시키는 스위칭 소자로 사용되는 것으로, 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 서로 교차되게 게이트 배선(14) 및 데이터 배선(24)이 형성되어 있고, 게이트 배선(14) 및 데이터 배선(24)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소전극(30)이 형성되어 있다.
상기 박막트랜지스터(T)는, 게이트 배선(14)에서 분기된 게이트 전극(12)과, 데이터 배선(24)에서 분기된 소스 전극(20)과, 소스 전극(20)과 일정간격 이격되게 위치하는 드레인 전극(22)으로 이루어진다.
그리고, 상기 게이트 배선(14) 및 데이터 배선(24)이 교차되는 영역은 서브픽셀 영역으로 정의되며, 서브픽셀 영역별 경계부 및 서브픽셀의 주변부 그리고, 박막트랜지스터(T)를 덮는 영역 즉, 빗금친 영역은 블랙매트릭스(52)가 위치한다.
이하, 상기 블랙매트릭스(52) 형성부를 기준으로 액정표시장치의 단면 적층 구조에 대해서 설명한다.
도 2는 상기 도 1의 절단선 I-I에 따라 절단된 단면을 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 제 1, 2 기판(10, 50)이 서로 대향되게 배치되어 있고, 제 1 기판(10) 내부면에는 게이트 절연막(16)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(16) 상부에는 데이터 배선(24)이 형성되어 있고, 데이터 배선(24) 상부 전면에는 보호층(28)이 형성되어 있으며, 보호층(28) 상부에는 데이터 배선(24)의 양측에서 데이터 배선(24)과 일정간격 이격되게 화소 전극(30)이 각각 형성되어 있고, 화소 전극(30) 상부에는 제 1 배향막(32)이 형성되어 있다.
제 2 기판(50)의 내부면에는 데이터 배선(24) 및 화소 전극(30)의 가장자리부를 덮는 위치에 블랙매트릭스(52)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(52) 하부에는 컬러필터(54)가 형성되어 있으며, 컬러필터(54) 하부 전면에는 공통 전극(56)이 형성되어 있고, 공통 전극(56) 하부에는 제 2 배향막(58)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 제 1, 2 배향막(32, 58) 사이 구간에는 액정층(40)이 개재되어 있다.
도면으로 상세히 도시하지는 않았지만, 상기 컬러필터(54)에는 서브픽셀 단위로 적, 녹, 청 컬러필터가 차례대로 반복적으로 배열된다.
상기 블랙매트릭스(52)는 액정이 구동되지 않는 영역 상에서의 빛이 외부로 차단되는 것을 방지하는 역할을 하는데, 상기 화소 전극(30)의 가장자리부를 덮는 영역까지 형성되는 것은, 제 1, 2 기판(10, 50)의 합착 공정시 미스얼라인(mis-align)에 의해 액정이 구동되지 않는 영역에서의 빛이 외부로 투과되는 빛샘 현상에 의해 화질 특성이 떨어진는 것을 방지하는 목적과, 데이터 배선(24)과 화소 전극(30) 사이에 존재하는 노이즈 필드(nose field)에 의한 화소 전극(30) 가장자리부의 액정 배열특성이 떨어짐에 따라, 이러한 영역에서의 빛을 차단하기 위한 목적에서이다.
통상적으로, 상기 블랙매트릭스(52)와 화소 전극(30)의 중첩폭은 개구율을 고려하여 5 ㎛ 이상으로 크게하는 것이 어렵다. 그러나, 합착 공정중 5 ㎛를 벗어나는 경우가 종종 발생하여 이런 경우 빛샘 현상이나 일종의 화질불량 현상이 전경선(disclination) 불량이 발생되어 검사 공정에서 불량처리되는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 도 1에서와 같이, 데이터 배선(28)이 단선되어 데이터 오픈부(II)가 발생될 경우, 기존의 별도의 리페어 구조를 가지지 않는 어레이 기판 구조에 의하면 리페어 공정 자체가 불가능한 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 블랙매트릭스의 형성폭을 증가시키지 않고도 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 리페어 기능을 겸할 수 있는 패턴 구조를 가지는 액정표시장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명에서는 게이트 공정에서, 게이트 배선과 동일 물질을 이용하여 차단막 겸용 리페어 패턴을 형성하고자 한다.
도 1은 종래의 액정표시장치에 대한 평면도.
도 2는 상기 도 1의 절단선 I-I에 따라 절단된 단면을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치에 대한 평면도.
도 4는 상기 도 3의 절단선 III-III에 따라 절단된 단면을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판에서, 데이터 배선 단선 불량에 대한 리페어 공정 단계를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정의 일실시예를 단계별로 나타낸 공정 흐름도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
114 : 게이트 배선 116 : 리페어 배선
122 : 소스 전극 124 : 드레인 전극
126 : 데이터 배선 132 : 화소 전극
152 : 블랙매트릭스 T : 박막트랜지스터
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에서는 제 1 방향으로 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되는 지점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되게 형성된 화소 전극과; 상기 게이트 배선과 동일 공정에서 동일 물질로 이루어지고, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격된 아일랜드 패턴이며, 상기 데이터 배선에서부터 상기 데이터 배선과 인접한 화소 전극의 가장자리부를 덮는 위치에 형성된 리페어 패턴을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
상기 리페어 패턴은 상기 화소 전극의 가장자리부와 5 ㎛ 중첩되는 것을 특징으로 하고, 상기 게이트 배선을 이루는 물질은 알루미늄을 포함하는 금속물질에서 선택되며, 상기 제 1 기판의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트가 추가로 포함되며, 상기 리페어 패턴은 상기 제 1 기판의 최하부층에 위치하고, 상기 리페어 패턴은, 상기 화소 전극 이외의 영역에서의 빛샘을 차단하는 차단막 및 상기 데이터 배선용 리페어 배선으로 이용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에서는, 서로 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판의 내부면에 제 1 방향으로 형성되며, 게이트 전극을 가지는 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 동일 공정에서 동일 물질로 이루어지며, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격되게 아일랜드 패턴으로 상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 리페어 패턴과; 상기 게이트 배선 및 리페어 패턴을 덮는 기판 전면에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상부의 게이트 전극을 덮는 위치에 형성된 반도체층과 ; 상기 반도체층 상부에서 서로 일정간격 이격되게 형성된 소스 전극 및 드레인 전극과; 상기 소스 전극과 일체형으로 이루어지며, 상기 리페어 패턴과 동일 방향으로 리페어 패턴의 중앙부와 중첩되게 형성된 데이터 배선과; 상기 소스 전극 및 드레인 전극 그리고, 상기 데이터 배선 상부에서, 상기 드레인 전극을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지는 보호층과; 상기 보호층 상부에서, 상기 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되게 위치하고, 상기 리페어 패턴의 가장자리부와 일정간격 중첩되게 형성된 화소 전극과; 상기 제 2 기판 내부면에서, 상기 리페어 패턴과 대응되는 위치에 형성된 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 하부에 형성된 컬러필터와; 상기 컬러필터 하부에 형성된 공통 전극과; 상기 화소 전극 및 공통 전극 사이 구간에 형성된 액정층과; 상기 제 1 기판의 배면에 형성된 백라이트를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
상기 블랙매트릭스는, 상기 게이트 배선 및 상기 게이트 배선에서 화소 전극 사이 구간 그리고, 상기 게이트 배선과 인접한 화소 전극 가장자리부를 덮는 영역그리고, 상기 박막트랜지스터를 덮는 영역에 추가로 형성되고, 상기 액정층과 접하는 화소 전극 및 공통 전극 내부면에는 각각 제 1, 2 배향막을 추가로 포함하며, 상기 리페어 패턴과 화소 전극간의 중첩폭은 상기 블랙매트릭스의 합착 마진에 대응되는 값을 가지고, 상기 블랙매트릭스의 합착 마진은 5 ㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에서는, 기판 상에 제 1 금속물질을 이용하여, 제 1 방향으로 위치하며, 게이트 전극을 가지는 게이트 배선과, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격되며, 상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 위치하는 리페어 패턴을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 및 리페어 배선을 덮는 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상부에서, 상기 게이트 전극을 덮는 위치에 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층 상부에 제 2 금속물질을 이용하여, 서로 일정간격 이격되게 위치하는 소스 전극 및 드레인 전극 및 상기 소스 전극과 일체형 패턴을 이루며, 상기 리페어 패턴과 동일 방향으로 상기 리페어 패턴의 중앙부와 중첩되게 위치하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 소스 전극 및 드레인 전극 그리고, 상기 데이터 배선을 덮는 위치에서, 상기 드레인 전극을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 상부에서, 상기 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되고, 상기 리페어 패턴의 가장자리부와 일정간격 중첩되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
상기 화소 전극을 형성하는 단계 다음에는, 상기 데이터 배선 단락시 상기화소 전극과 데이터 배선 이격 구간의 리페어 배선 영역을 레이저 커팅하는 단계와, 상기 데이터 배선과 중첩되는 리페어 배선을 레이저 웰딩하는 단계를 거쳐, 상기 리페어 패턴을 보조 데이터 배선으로 이용하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 금속물질은 알루미늄을 포함하는 금속물질에서 선택되고, 상기 제 2 금속물질은 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함하는 금속물질에서 선택되며, 상기 화소 전극을 이루는 물질은 투명 도전성 물질에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치에 대한 평면도로서, 어레이 기판 구조를 중심으로 도시하였다.
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 게이트 배선(114)이 형성되어 있고, 게이트 배선(114)과 교차되는 제 2 방향으로 데이터 배선(126)이 형성되어 있으며, 게이트 배선(114) 및 데이터 배선(126)이 교차되는 영역은 서브픽셀 영역으로 정의된다.
상기 게이트 배선(114) 및 데이터 배선(126)이 교차되는 지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있는데, 상기 박막트랜지스터(T)는, 게이트 배선(114)에서 분기된 게이트 전극(112)과, 데이터 배선(126)에서 분기된 소스 전극(122)과, 소스 전극(122)과 일정간격 이격되게 위치하는 드레인 전극(124)으로 이루어지며, 상기드레인 전극(124)과 연결되어 화소 전극(132)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 배선(114)과 동일 물질로 이루어지며, 상기 게이트 배선(114) 및 게이트 전극(112)과 일정간격 이격되게 위치하고, 데이터 배선(126) 및 데이터 배선(126)과 화소 전극(132)간 이격구간 그리고, 데이터 배선(126)과 이웃하는 화소 전극(132)의 가장자리부를 덮는 영역에 아일랜드 패턴 형상으로 위치하는 리페어 패턴(116)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 리페어 패턴(116)과 중첩되는 영역 및 게이트 배선(114) 및 박막트랜지스터(T)와, 게이트 배선(114)과 화소 전극(132)간 이격구간 그리고, 게이트 배선(114)과 이웃하는 화소 전극(132)의 가장자리부를 덮는 빗금친 영역에는 블랙매트릭스(152)가 형성된다.
도면으로 제시되지는 않았지만, 상기 리페어 패턴(116)은 게이트 배선(114)과 동일 기판의 동일층에 형성되고, 블랙매트릭스(152)는 대향기판에 형성된다.
그리고, 본 발명에 따른 리페어 패턴(116)은 광차단막 기능을 겸하므로, 리페어 패턴(116)과 대응되는 위치에서의 블랙매트릭스(152) 영역은 리페어 패턴(116)의 내부에 위치하게 구성하는 것도 가능하다.
상기 리페어 패턴(116)은 빛샘을 방지하는 차단막 기능 및 데이터 배선(126)의 단선 불량시 보조 데이터 배선 기능 역할을 겸하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 상기 도 3의 절단선 III-III에 따라 절단된 단면을 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 서로 대향되게 제 1, 2 기판(110, 150)이 배치되어 있고,제 1 기판(110) 내부면에는 리페어 패턴(116)이 형성되어 있으며, 리페어 패턴(116) 상부 전면에는 게이트 절연막(118)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(118) 상부의 리페어 패턴(116)의 중앙부와 중첩되는 위치에 데이터 배선(126)이 형성되어 있으며, 데이터 배선(126) 상부 전면을 덮는 위치에 보호층(130)이 형성되어 있고, 보호층(130) 상부에서 데이터 배선(126)의 양쪽에서 데이터 배선(126)과 일정간격 이격되게 위치하며, 리페어 패턴(116)의 가장자리부와는 일정간격 중첩되게 화소 전극(132)이 각각 형성되어 있고, 화소 전극(132)을 덮는 기판 전면에 제 1 배향막(134)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 기판(150)의 내부면의 전술한 리페어 패턴(116)과 대응되는 위치에 블랙매트릭스(152)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(152) 하부 전면에는 컬러필터(154)가 형성되어 있으며, 컬러필터(154) 하부에는 공통 전극(156) 및 제 2 배향막(158)이 차례대로 형성되어 있다.
상기 제 1, 2 배향막(134, 158) 사이 구간에는 액정층(140)이 개재되어 있다.
그리고, 제 1 기판(110)의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트가 위치한다.
본 발명에서는, 빛이 공급되는 백라이트와 근접한 제 1 기판(110)내부 최하부층에 리페어 패턴(116)을 형성함에 따라, 기존의 대향 기판에 형성된 블랙매트릭스에만 의존하여 빛샘 현상을 방지하는 구조와 비교했을 때, 보다 효과적으로 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 리페어 패턴(116)은 게이트 배선(도 3의 114) 및 데이터배선(126) 그리고, 박막트랜지스터(도 3의 T)와 같은 어레이 소자가 형성되는 제 1 기판(110)에 형성되기 때문에, 기존의 미스 얼라인에 의한 빛샘 현상을 효과적으로 차단할 수 있다.
상기 화소 전극(132)의 가장자리부와 중첩되는 리페어 패턴(116)의 형성폭은, 상기 블랙매트릭스(152)의 형성폭에 따라 결정되며, 상기 블랙매트릭스(152)의 합착마진이 5 ㎛인 경우 리페어 패턴(116)도 화소 전극(132)과의 중첩폭을 최대 5 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판에서, 데이터 배선 단선 불량에 대한 리페어 공정 단계를 나타낸 도면이며, 상기 도 3과 중복되는 부분 및 블랙매트릭스에 대한 도시는 생략하였다.
도시한 바와 같이, 물리적 충격이나 또는 화학 반응에 의해 데이터 배선(126)의 일부가 단선되는 경우, 데이터 배선(126) 및 데이터 배선(126)과 화소 전극(132) 간 이격 구간 및 데이터 배선(126)과 이웃하는 화소 전극(132)의 가장자리부에 위치하는 리페어 패턴(116)을 보조 데이터 배선으로 이용하기 위하여, 화소 전극(132)과 데이터 배선(126) 사이 구간의 리페어 패턴(116) 영역을 레이저 장치(미도시)를 이용하여 레이저 커팅(cutting)하고, 데이터 배선(126)과 중첩되게 위치하는 리페어 패턴(116) 영역을 전술한 레이저 장치를 이용하여 레이저 웰딩(welding)하는 공정을 거쳐 리페어 공정을 마친다.
이때, 상기 레이저 커팅 공정은 레이저 웰딩 공정보다 높은 에너지 밀도 조건에서 이루어진다.
상기 리페어 공정 후에도 화소 전극(132)과 중첩되는 리페어 패턴은 그대로 존재하므로, 빛샘 차단 기능에는 영향을 끼치지 않는다.
도 6은 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정의 일실시예를 단계별로 나타낸 공정 흐름도이다.
ST1에서는, 제 1 기판 상에 제 1 금속물질을 증착한 다음, 제 1 마스크 공정에 의해 노광, 현상, 식각하는 공정을 거쳐 리페어 패턴 및 상기 리페어 패턴과 일정간격을 두고, 제 1 방향으로 게이트 배선을 형성하는 단계이다.
상기 게이트 배선에는 게이트 전극이 분기되어 있고, 상기 리페어 패턴은 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향에서 일종의 아일랜드 패턴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 금속물질은 비저항값이 낮은 금속물질에서 선택되며, 바람직하게는 알루미늄을 포함하는 금속물질에서 선택되는 것이다.
ST2에서는, 상기 리페어 배선 및 게이트 배선을 덮는 영역에 제 1 절연물질, 반도체 물질을 차례대로 증착한 다음, 제 1 절연물질은 게이트 절연막을 이루고, 제 2 마스크 공정에 의해 게이트 전극을 덮는 위치에 반도체층을 형성하는 단계이다.
상기 제 1 절연물질은 실리콘 절연물질에서 선택되며, 바람직하게는 실리콘 질화막(SiNx)으로 하는 것이고, 상기 반도체 물질은 비정질 실리콘(a-Si) 및 불순물 실리콘(n+ a-Si)으로 이루어지고, 하부층에 위치하는 비정질 실리콘은 액티브층을 이루고, 상부층에 위치하는 불순물 실리콘은 금속층과 반도체층 간의 접촉저항을 낮추기 위한 목적의 오믹콘택층(ohmic contact layer)을 이룬다.
ST3에서는, 상기 반도체층을 덮는 영역에 제 2 금속물질을 증착한 다음, 제 3 마스크 공정에 의해, 전술한 제 2 방향으로 데이터 배선을 형성하는 단계이다.
이 단계에서는, 상기 데이터 배선에서 분기되는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 일정간격 이격되게 위치하는 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 데이터 배선은 리페어 패턴과 중첩되게 위치하며, 리페어 패턴보다 좁은 폭으로 리페어 패턴의 중앙부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 단계에서는 소스 전극 및 드레인 전극을 마스크로 이용하여, 소스 전극과 드레인 전극간 이격 구간의 오믹콘택층을 제거하여, 그 하부층을 이루는 액티브층을 노출하여 채널을 완성하는 단계를 포함한다.
상기 ST3 단계에 이용되는 금속물질은, 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함하는 금속물질에서 선택된다.
ST4에서는, 상기 데이터 배선을 덮는 영역에 제 2 절연물질을 증착 또는 코팅한 다음, 상기 드레인 전극을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지는 보호층을 형성하는 단계이다.
상기 제 2 절연물질은 유기 절연물질 또는 무기 절연물질 중 어느 하나에서 선택된다.
ST5에서는, 상기 보호층 상부 전면에, 투명 도전성 물질을 증착한 다음, 제 5 마스크 공정에 의해, 상기 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계이다.
상기 투명 도전성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 중 어느 하나에서 선택되며, 바람직하게는 ITO로 하는 것이다.
이때, 전술한 데이터 배선과 인접한 화소 전극의 가장자리부는 소정 범위내에서 리페어 패턴과 중첩되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 리페어 패턴은 데이터 배선과 중첩되는 영역과, 데이터 배선과 화소 전극 사이 구간과 중첩되는 영역과, 데이터 배선과 인접한 화소 전극 가장자리부를 덮는 영역으로 구성되기 때문에, 대향기판에 형성되는 블랙매트릭스의 미스얼라인시에도 빛샘이 발생하는 것을 차단할 수 있고, 데이터 배선의 단선 불량시에는 보조 데이터 배선으로 대체가능하다.
그러나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시해도 무방하다.
예를 들어, 본 발명은 5 마스크 공정외에도 저 마스크 공정 어레이 기판 구조에 적용될 수도 있으며, 리페어 패턴과 게이트 배선이 서로 단락되지 않도록 이격거리를 가지면서, 리페어 패턴과 데이터 배선 그리고, 화소 전극 간의 배치 구조를 유지한다는 발명의 핵심 기술외에도 구조 변경도 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 리페어 구조를 가지는 액정표시장치에 의하면 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 빛샘 현상을 효과적으로 차단하여 화질 특성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 데이터 배선 단선 불량시, 리페어 패턴을 보조 데이터 배선을 대체할 수 있어 단선 불량을 방지하여, 생산수율을 향상시킬 수 있다.
셋째, 데이터 배선부에 위치하는 리페어 패턴이 광차단막 기능을 겸하므로, 데이터 배선부와 대응되게 위치하는 블랙매트릭스 영역의 합착마진을 줄이는 것이 가능하여 개구율 향상을 기대할 수 있다.

Claims (15)

  1. 제 1 방향으로 형성된 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되는 지점에 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되게 형성된 화소 전극과;
    상기 게이트 배선과 동일 공정에서 동일 물질로 이루어지고, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격된 아일랜드 패턴이며, 상기 데이터 배선에서부터 상기 데이터 배선과 인접한 화소 전극의 가장자리부를 덮는 위치에 형성된 리페어 패턴
    을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리페어 패턴은 상기 화소 전극의 가장자리부와 5 ㎛ 중첩되는 액정표시장치용 어레이 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 배선을 이루는 물질은 알루미늄을 포함하는 금속물질에서 선택되는 액정표시장치용 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트가 추가로 포함되며, 상기 리페어 패턴은 상기 제 1 기판의 최하부층에 위치하는 액정표시장치용 어레이 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 리페어 패턴은, 상기 화소 전극 이외의 영역에서의 빛샘을 차단하는 차단막 및 상기 데이터 배선용 리페어 배선으로 이용되는 액정표시장치용 어레이 기판.
  6. 서로 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과;
    상기 제 1 기판의 내부면에 제 1 방향으로 형성되며, 게이트 전극을 가지는 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 동일 공정에서 동일 물질로 이루어지며, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격되게 아일랜드 패턴으로 상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 리페어 패턴과;
    상기 게이트 배선 및 리페어 패턴을 덮는 기판 전면에 형성된 게이트 절연막과;
    상기 게이트 절연막 상부의 게이트 전극을 덮는 위치에 형성된 반도체층과 ;
    상기 반도체층 상부에서 서로 일정간격 이격되게 형성된 소스 전극 및 드레인 전극과;
    상기 소스 전극과 일체형으로 이루어지며, 상기 리페어 패턴과 동일 방향으로 리페어 패턴의 중앙부와 중첩되게 형성된 데이터 배선과;
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 그리고, 상기 데이터 배선 상부에서, 상기 드레인 전극을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지는 보호층과;
    상기 보호층 상부에서, 상기 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되게 위치하고, 상기 리페어 패턴의 가장자리부와 일정간격 중첩되게 형성된 화소 전극과;
    상기 제 2 기판 내부면에서, 상기 리페어 패턴과 대응되는 위치에 형성된 블랙매트릭스와;
    상기 블랙매트릭스 하부에 형성된 컬러필터와;
    상기 컬러필터 하부에 형성된 공통 전극과;
    상기 화소 전극 및 공통 전극 사이 구간에 형성된 액정층과;
    상기 제 1 기판의 배면에 형성된 백라이트
    를 포함하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는, 상기 게이트 배선 및 상기 게이트 배선에서 화소 전극 사이 구간 그리고, 상기 게이트 배선과 인접한 화소 전극 가장자리부를 덮는 영역 그리고, 상기 박막트랜지스터를 덮는 영역에 추가로 형성되는 액정표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정층과 접하는 화소 전극 및 공통 전극 내부면에는 각각 제 1, 2 배향막을 추가로 포함하는 액정표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 리페어 패턴과 화소 전극간의 중첩폭은 상기 블랙매트릭스의 합착 마진에 대응되는 값을 가지는 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스의 합착 마진은 5 ㎛인 액정표시장치.
  11. 기판 상에 제 1 금속물질을 이용하여, 제 1 방향으로 위치하며, 게이트 전극을 가지는 게이트 배선과, 상기 게이트 배선과 일정간격 이격되며, 상기 게이트 배선과 교차되는 제 2 방향으로 위치하는 리페어 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선 및 리페어 배선을 덮는 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막 상부에서, 상기 게이트 전극을 덮는 위치에 반도체층을 형성하는 단계와;
    상기 반도체층 상부에 제 2 금속물질을 이용하여, 서로 일정간격 이격되게 위치하는 소스 전극 및 드레인 전극 및 상기 소스 전극과 일체형 패턴을 이루며, 상기 리페어 패턴과 동일 방향으로 상기 리페어 패턴의 중앙부와 중첩되게 위치하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 그리고, 상기 데이터 배선을 덮는 위치에서, 상기 드레인 전극을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀을 가지는 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 보호층 상부에서, 상기 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결되며, 상기 데이터 배선과 일정간격 이격되고, 상기 리페어 패턴의 가장자리부와 일정간격 중첩되는 화소 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화소 전극을 형성하는 단계 다음에는, 상기 데이터 배선 단락시 상기 화소 전극과 데이터 배선 이격 구간의 리페어 배선 영역을 레이저 커팅하는 단계와, 상기 데이터 배선과 중첩되는 리페어 배선을 레이저 웰딩하는 단계를 거쳐, 상기 리페어 패턴을 보조 데이터 배선으로 이용하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 금속물질은 알루미늄을 포함하는 금속물질에서 선택되는 액정표시장치용 어레이 기판.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 금속물질은 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 중 어느 하나를 포함하는 금속물질에서 선택되는 액정표시장치용 어레이 기판.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 화소 전극을 이루는 물질은 투명 도전성 물질에서 선택되는 액정표시장치용 어레이 기판.
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