KR20050002299A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더미 패턴을 통해 외부로부터 유입되는 정전기를 방지한 액정 표시 장치에 관한 것으로, 스크라이브 라인과 공통 라인 사이에, 상기 스크라이브 라인 및 공통 라인과 교차되는 각각의 TFT 소자 검사 라인별로 각각 이격된 도전성의 복수개의 더미 패턴을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 더미 패턴을 통해 외부로부터 유입되는 정전기를 방지한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.

그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.

상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.

따라서, 상기 액정의 분자 배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상 정보를 표현할 수 있다.

현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정 표시 장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1의 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.

도 1과 같이, 종래의 액정 표시 장치는 서로 대향되어 형성된 상부 기판(1)과, 하부 기판(2)과, 상기 상하부 기판(1, 2) 사이의 액정층(미도시)으로 이루어져 있다. 이 때, 하부 기판(2)은 화소의 구동을 위한 구동부 형성을 위해 상기 상부 기판(1)에 비해 외곽에 일정한 면적(30)을 더 갖도록 형성되어 있다.

그리고, 상기 하부 기판(2)에는 전원부가 형성되지 않는 상부 기판(1) 측의 공통 전극에 전압을 인가하기 위해 공통 라인이 화소부(10) 외곽(20)에 형성된다. 상기 하부 기판의 공통 라인(17)과 상부 기판(1)과의 Ag 도트(15)를 형성하여 상기 공통 라인(17)에 인가된 전압이 상부 기판(1)의 공통 전극(미도시)으로 인가되도록 한다.

도 2는 도 1의 라인단부의 TFT 검사부를 나타낸 회로도이고, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도이다.

도 2 내지 도 4와 같이, 게이트 라인(Gn)과 데이터 라인(Dn)의 일측 끝에는 각 내부 및 외부 정전기에 대한 방지책으로 공통 라인(17)이 연결되어 ESD(정전기 방지) 소자(22)를 더 형성한다.

여기서, 스크라이브 라인(scribe line)(21) 상으로 그라인딩(grinding 또는 컷팅) 공정으로 제거되기 전까지는 각 게이트 라인들(Gn) 및 각 데이터 라인(Dn)들은 외부로 형성되어 있고, 이러한 외부의 라인들을 통해 TFT 소자 특성을 테스팅하도록 한다.

여기서, 상기 TFT 소자 특성을 검사하기 외부로 유출되는 라인(23)은 데이터 라인 메탈 성분으로, TFT 소자 특성을 검사한 후, 스크라이브 공정시 스크라이브 선 밖으로는 제거되게 된다.

상기 스크라이브 라인의 컷팅 공정시 외부로부터는 상당한 고압의 정전기가 발생하는데, 이러한 정전기가 순간적으로 유입하게 될 때, 상기 공통 라인(17)과 게이트 라인 또는 데이터 라인간의 쇼트(short)가 발생한다.

여기서, 상기 공통 라인(17)은 게이트 라인(Gn)과 동일층에 게이트 라인 메탈로 형성되며, 상기 TFT 소자 특성을 검사하기 위해 외부로 유출되는 검사 라인(23)은 공통 라인(17)을 교차하여 지나가는데, 둘 사이의 도통을 막기 위해 상기 검사 라인(23)은 데이터 라인 메탈로 형성한다.

즉, 각각 다른 층에 형성된 게이트 라인 메탈로 이루어진 공통 라인(17)과, 검사 라인(23)이 고압 정전기 유입으로 두 라인 사이의 게이트 절연막(31) 또는 반도체층(미도시)의 절연 특성이 파괴되어 도통하게 되머, 순간적으로 공통 라인에 인가된 전압 값이 상기 검사 라인에 연결된 게이트 라인(Gn) 또는 데이터 라인(Dn) 측으로 인가된다. 따라서, 각 게이트 라인(Gn) 또는 데이터 라인(Dn)에 원하는 레벨의 전압 값이 아니라 순간적으로 공통 전압이 인가되어 표시 불량을 나타내게 된다.

또한, 상기 스크라이브브 라인의 컷팅 공정 후는 상기 공통 라인이 가장 외곽에 위치하게 되며, 따라서, 컷팅 후 상기 공통 라인은 정전기에 가장 취약한 부분이 된다.

실제 정전기는 공정 전후로 발생할 수 있고, 액정 패널의 외부 및 내부에서도 모두 문제되는데, 이러한 상기 공통 라인의 취약성으로 인해 신뢰성이 저하된다.

상기와 같은 종래의 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

일반적으로 TN 모드의 액정 표시 장치의 경우, 상부 전면에 공통 전극이 형성되며, 상기 공통 전극에 전압을 인가하기 위해 전원부에 연결된 하부 기판의 외곽부에 형성된 공통 라인과 Ag 도팅을 실시한다.

한편, 액정 패널의 스크라이브 라인의 컷팅 공정시 외부로부터 순간적으로 고압의 정전기가 발생, 유입되는데, 이 때, 스크라이빙 실시 후 가장 외곽의 있는 라인이 공통 라인으로, 상기 공통 라인과 데이터 라인 또는 게이트 라인의 쇼트가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 더미 패턴을 통해 외부로부터 유입되는 정전기를 방지한 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

도 1의 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도

도 2는 도 1의 라인단부의 TFT 검사부를 나타낸 회로도

도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도

도 4는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도

도 5는 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도

도 6은 도 5의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 단면도

도 7은 도 5의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

41 : 게이트 라인 42 : 데이터 라인

43 : 게이트 라인 측 ESD 소자 44 : 데이터 라인 측 ESD 소자

47 : 공통 라인 48 : 게이트 절연막

49 : 콘택 홀 50, 51 : 더미 패턴

53, 54 : TFT 소자 검사 라인 60 : 기판

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 스크라이브 라인과 공통 라인 사이에, 상기 스크라이브 라인 및 공통 라인과 교차되는 각각의 TFT 소자 검사 라인별로 각각 이격된 도전성의 복수개의 더미 패턴을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 복수개의 더미 패턴은 게이트 라인과 동일층에 형성된다.

상기 공통 라인은 게이트 라인과 동일층에 형성된다.

상기 TFT 소자 검사 라인은 상기 공통 라인과 다른 층에 형성된다.

상기 TFT 소자 검사 라인은 데이터 라인과 동일층에 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 단면도이며, 도 7은 도 5의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 단면도이다.

도 5와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 스크라이브 라인(점선 표시)과 공통 라인(47) 사이에, 상기 스크라이브 라인 및 공통 라인(47)과 교차되는 각각의 TFT 소자 검사 라인(53, 54)별로 각각 이격된 도전성의 복수개의 더미 패턴(50, 51)을 형성한다.

이 때, 상기 복수개의 더미 패턴(50, 51)은 게이트 라인(41)과 동일층에 게이트 라인 메탈로 형성한다.

또한, 상기 공통 라인(47)은 게이트 라인(41)과 동일층에 형성하도록 한다.

여기서, 스크라이브 라인(scribe line) 상으로 그라인딩(grinding 또는 컷팅) 공정으로 제거되기 전까지는 각 게이트 라인(41)들 및 각 데이터 라인(42)들은 ESD 소자(43, 44) 전에 외부로 TFT 소자 검사 라인(52, 53)과 연결되어, 상기 TFT 소자 검사 라인(52, 53)에 소정의 전압 값을 인가하여 TFT 소자 특성을 테스팅하도록 한다.

이 때, 상기 TFT 소자 라인(52, 53)은 공통 라인(47)을 지나가기 때문에, 상기 TFT 소자 라인(52, 53)과 공통 라인(47)의 도통을 막기 위해 상기 공통 라인(47)이 형성된 층과는 다른 층에 형성하도록 한다. 즉, 상기 공통 라인(47)은 게이트 라인(41)과 동일층에 형성되어 있으므로, 상기 공통 라인(47)은 게이트 라인(41) 이후의 형성된 데이터 라인(42)과 동일층에 형성하도록 한다.

이 때, 상기 데이터 라인(42)측에 형성되는 TFT 소자 검사 라인(53)은 원래의 데이터 라인(42)과 연결되는 패턴으로 형성하면 되고, 상기 게이트 라인(41)측에 형성되는 TFT 소자 검사 라인(52)은 게이터 라인(41)과 콘택홀(49)을 통해 전기적으로 연결되는 부분을 갖고 서로 다른 층에 형성하도록 한다.

이 때, 상기 TFT 소자 검사 라인(52)은 상기 게이트 라인(41) 및 데이터 라인(42)과 모두 다른 층에 형성될 수도 있으나, 이 경우 기판 상에 형성되는 구조물의 높이가 커지는 문제점으로, 이러한 방법은 피하고 있다.

여기서, 상기 TFT 소자 특성을 검사하기 외부로 유출되는 검사 라인(53)은 데이터 라인(42) 메탈 성분으로, TFT 소자 특성을 검사한 후, 스크라이브 공정시 스크라이브 라인 밖으로는 제거되게 된다.

상기 스크라이브 라인의 컷팅 공정시 외부로부터는 상당한 고압의 정전기가 발생하는데, 이러한 정전기가 순간적으로 유입하게 될 때, 상기 공통 라인(47) 외부의 상기 더미 패턴(50, 51)이 일차적으로 정전기를 받게 되어, 내부의 화소부로 정전기가 유입됨을 방지한다.

따라서, 상기 스크라이브 라인의 컷팅 공정 후 또는 이후의 완성품의 액정패널에 발생하는 정전기에 대해서도 상기 더미 패턴(50, 51)은 일차적으로 상기 공통 라인(47)에 대해 정전기 방지 기능을 갖고, 또한, 각각 스크라이브 라인과 공통 라인 사이에 교차하는 TFT 소자 검사 라인마다 분리됨으로써, 각 소자마다 정전기 방지 기능을 가질 수 있으며, 하나의 더미 패턴(50, 51)에 정전기가 유입되어 정전기 방지 기능을 상실하더라도, 나머지 영역에서는 정상적인 정전기 방지 기능을 갖게 되며, 이러한 정전기 방지에 대한 유효 특성이 오래 가게 된다.

상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

스크라이브 라인의 컷팅이나 외부에서 패널측으로 유입되는 정전기를 일차로 게이트 라인 또는 데이터 라인 단부의 더미 패턴이 차단하여 내부 패널을 보호할 수 있다.

Claims (5)

1. 스크라이브 라인과 공통 라인 사이에, 상기 스크라이브 라인 및 공통 라인과 교차되는 각각의 TFT 소자 검사 라인별로 각각 이격된 도전성의 복수개의 더미 패턴을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복수개의 더미 패턴은 게이트 라인과 동일층에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 공통 라인은 게이트 라인과 동일층에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 TFT 소자 검사 라인은 상기 공통 라인과 다른 층에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 TFT 소자 검사 라인은 데이터 라인과 동일층에 형성된 것을 특징으로하는 액정 표시 장치.