KR100778847B1 - 박막 어레이 기판 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전기에 의한 쇼트를 방지하기 위한 박막 어레이 기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 본 발명에 의한 박막 어레이 기판은 종횡으로 교차되어 화소를 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 홀수 번째 데이터 배선에 연결되는 제 1 쇼팅바 및 상기 짝수 번째 데이터 배선에 연결되며 상기 제 1 쇼팅바와 절연되는 제 2 쇼팅바와, 상기 홀수 번째 게이트 배선에 연결되는 제 3 쇼팅바 및 상기 짝수 번째 게이트 배선에 연결되며 상기 제 3 쇼팅바와 절연되는 제 4 쇼팅바와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 쇼팅바가 교차하는 부분 또는 상기 쇼팅바가 형성된 부분을 제외한 상기 보호막 상부에 선택적으로 형성된 투명도전막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
쇼팅바, 정전기, ITO, LCD, MPS 테스트
Description
도 1은 MPS 테스트를 수행하기 위해 설계된 종래의 박막 어레이 기판의 평면도.
도 2는 도 1의 A-A' 절단면을 나타낸 단면도.
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 액정표시소자의 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 의한 액정표시소자의 제조 공정단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
110 : 유리기판 111a : 게이트 전극
113a : 소스전극 113b : 드레인 전극
114 : 액티브층 115 : 게이트 절연막
116 : 보호막 117 : 화소전극
118 : 화소전극 131c : 제 3 쇼팅바
131d : 제 4 쇼팅바
본 발명은 액정표시소자의 제조방법(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 정전기에 의한 쇼트를 방지하기 위한 박막 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다.
이와 같은 액정표시소자는 일반적으로 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터와 화소전극이 형성된 박막 어레이 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다.
이 때, 상기 컬러필터 기판과 박막 어레이 기판은 에폭시 수지와 같은 씨일제에 의해 합착되며, PCB(Printed Circuit Board) 상의 구동회로는 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 박막 어레이 기판에 연결된다.
구체적으로, 상기 박막 어레이 기판은 액티브 영역과 패드부 영역으로 구분되어지며, 액티브 영역의 유리 기판 상에는 복수개의 게이트 배선 및 데이터 배선 이 교차 형성되어 있고, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 부위에는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 형성되어 있다.
그리고, 패드부 영역에는 상기 액티브 영역으로 게이트 구동신호를 인가하는 게이트 드라이버와, 상기 액티브 영역으로 신호 데이터를 인가하는 소스 드라이버가 형성되어 있다.
상기 게이트 드라이버는 액티브 영역에 배치된 복수의 게이트 배선에 순차적으로 주사신호(Scan signal)를 인가하며, 소스 드라이버는 데이터 배선을 통해 신호 전압을 인가한다.
상기 게이트 드라이버로부터 주사신호를 받은 게이트 배선에 연결된 박막트랜지스터가 턴-온되면 소스 드라이버로부터 인가된 신호 전압이 각 화소전극으로 전달되어 화상을 표시하게 된다.
상기 게이트 드라이버는 상기 게이트 배선에서 연장 형성된 게이트 패드로 구성되고 상기 소스 드라이버는 상기 데이터 배선에서 연장 형성된 데이터 패드로 구성된다.
상기 각 게이트 패드 및 데이터 패드는 테스트(Test)를 위해 쇼팅바(Mass Production System Line)에 연결된다.
이와같이 구성된 박막 어레이 기판은 컬러필터 기판과 합착되기 전에, 라인 디펙트(line defect) 및 포인트 디펙트(point defect)등의 불량을 테스트하기 위해 MPS(Mass Production System) 테스트 공정을 거치게 된다.
테스트 검사는 액티브 영역의 게이트 배선과 연결된 쇼팅바와 데이터 배선과 연결된 쇼팅바를 통해 신호전압을 인가하여 기판의 불량 유무를 판정하는 형식으로 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 종래 기술에 의한 박막 어레이 기판의 구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.
도 1은 MPS 테스트를 수행하기 위해 설계된 종래의 박막 어레이 기판의 평면도이다.
그리고, 도 2는 도 1의 A-A' 절단면을 나타낸 단면도이고, 도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 액정표시소자의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 박막 어레이 기판은 게이트 배선(11) 및 데이터 배선(13)이 구비된 액티브 영역과 게이트 패드(12) 및 데이터 패드(14)가 구비된 패드부 영역으로 구분되는바, MPS 테스트를 위한 쇼팅바는 상기 게이트 패드(12) 및 데이터 패드(14)의 끝단에 연결되어 있다.
도 1에는 데이터 패드(14)와 연결되는 제 1 .제 2 쇼팅바(31a,31b)와 게이트 패드(12)에 연결되는 제 3 ,제 4 쇼팅바(31c,31d)가 도시되어 있다.
상기 제 1 쇼팅바(31a)는 홀수(ODD) 번째 데이터 배선들에 연결되어 있고, 제 2 쇼팅바(31b)는 짝수(EVEN) 번째 데이터 배선들에 연결되어 있으며, 제 3 쇼팅바(31c)는 홀수(ODD) 번째 게이트 배선들에 연결되어 있으며, 제 4 쇼팅바(31d)는 짝수(EVEN)번째 게이트 배선들에 연결되어 있다.
이 때, 상기 제 1 ,제 2 쇼팅바(31a,31b)는 제 1 ,제 2 테스트 패드(33a,33b)에 연결되고 제 3 ,제 4 쇼팅바(31c,31d)는 제 3 ,제 4 테스트 패드는(33c,33d)에 연결되며, 상기 제 1 ,제 2 ,제 3 ,제 4 테스트 패드(33a,33b,33c,33d) 는 박막 어레이 기판의 가장자리에 같이 형성된다.
상기 제 1 ,제 3 쇼팅바(31a, 31c)는 데이터 배선과 동시에 형성되며, 상기 제 2 ,제 4 쇼팅바(31b,31d)는 게이트 배선과 동시에 형성된다.
따라서, 제 3 쇼팅바(31c)과 게이트 패드(12)는 그 사이의 절연막을 관통하여 접속되고, 제 2 쇼팅바(31b)과 데이터 패드(14)는 그 사이의 절연막을 관통하여 접속된다.
이 때, 상기 절연막은 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(15)이다.
이하, 박막 어레이 기판의 불량유무를 MPS 테스터를 이용하여 테스트하는 방법을 설명한다.
MPS 테스터는 투명전극과 그 아래에 액정층이 형성되어 있는 구조를 가지는 바, 상기 제 1 쇼팅바(31a) 및 제 3 쇼팅바(31c)의 끝에 형성된 제 1 테스트 패드(33a) 및 제 3 테스트 패드(33c)에 상기 MPS 테스터를 연결시키면 MPS 테스터와 상기 박막 어레이 기판이 하나의 액정표시소자처럼 구성되어, 박막 어레이 기판의 화소전극과 상기 MPS 테스터의 투명전극 사이의 액정이 구동하게 된다.
이로써, 홀수 번째 게이트 배선과 홀수 번째 데이터 배선에 의해 정의되는 화소의 라인 디펙트(line defect) 및 포인트 디펙트(point defect) 등의 불량을 테스트한다.
짝수 번째 게이트 배선과 짝수 번째 데이터 배선에 의해 정의되는 화소의 라인 디펙트 및 포인트 디펙트 불량도 동일한 방법으로 테스트한다.
하지만, 상기 박막 어레이 기판의 공정 중 정전기가 발생할 경우, 정전기 대응에 취약한 부분 즉, 제 1 쇼팅바(31a)와 제 2 쇼팅바(31b)가 교차하는 부분 및 제 3 쇼팅바(31c)와 제 4 쇼팅바(31d)가 교차하는 부분에 스파크(spark)가 발생하여 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(15) 및 보호막(16)이 파괴되어 상부의 ITO(17)에 의해 서로 다른층에 있던 쇼팅바가 서로 쇼트된다.
상기 ITO(17)는 액티브 영역의 화소전극 형성시 사용되는 물질로서, ITO 에천트에 의해 패드부 영역의 쇼팅바가 침식되는 것을 방지하기 위해 쇼팅바 상부의 보호막(16) 상에 더 형성하여 주는 것이다.
그러나, 쇼팅바 상부에 보호막이 형성되어 있기 때문에 ITO 에천트에 의해 쇼팅바가 침식되는 문제는 그리 크지 않으며 또한, 정전기 발생 자체에 기인한 쇼트 문제보다 절연막이 파괴된 부분에서의 ITO에 기한 간접적인 쇼트가 더욱 심각한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 쇼팅바가 교차하는 부분의 ITO를 제거하여 정전기에 의해 절연막이 파괴된 부분에서의 쇼팅바의 쇼트를 방지하고자 하는 박막 어레이 기판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 어레이 기판은 종횡으로 교차되어 화소를 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 홀수 번째 데이터 배선에 연결되는 제 1 쇼팅바 및 상기 짝수 번째 데이터 배선에 연결되며 상기 제 1 쇼팅바와 절연되는 제 2 쇼팅바와, 상기 홀수 번째 게이트 배선에 연결되는 제 3 쇼팅바 및 상기 짝수 번째 게이트 배선에 연결되며 상기 제 3 쇼팅바와 절연되는 제 4 쇼팅바와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 쇼팅바가 교차하는 부분 또는 상기 쇼팅바가 형성된 부분을 제외한 상기 보호막 상부에 선택적으로 형성된 투명도전막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 의한 박막 어레이 기판의 제조방법은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 의한 액정표시소자의 제조 공정단면도이다.
액정표시소자는 전술한 바와 같이, 색상구현을 위한 컬러필터층이 형성된 컬러필터 기판과, 액정분자의 배열 방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 소자가 형성된 박막 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는바, 정전기 방지에 보다 효과적으로 대응하는 박막 어레이 기판의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 액티브 영역 및 패드부 영역으로 구분되는 유리기판(110) 상에 스퍼터링법으로 금속을 증착한 후 패터닝하여 게이트 패턴을 형성한다.
상기 게이트 패턴은 액티브 영역에 형성되는 게이트 배선 및 게이트 전극(111a)과, 패드부 영역에 형성되는 게이트 패드 및 쇼팅바를 포함한다.
상기 쇼팅바는 소스 드라이버에서 짝수번째 데이터 패드와 연결되는 제 2 쇼팅바와 게이트 드라이버에서 짝수번째 게이트 패드와 연결되는 제 4 쇼팅바(131d)로 구분하여 형성할 수 있다.(도 1참고)
이 때, 상기 금속으로는 알루미늄, 알루미늄 합금, 크롬 또는 몰리브덴 등을 사용한다.
다음, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 절연 내압 특성이 좋은 무기물인 실리콘질화물을 PECVD법으로 증착하여 2000Å 두께의 게이트 절연막(115)을 형성하고, 상기 게이트 전극(111a) 상의 게이트 절연막(115) 상에 다결정 실리콘(a-Si)을 증착하고 패터닝하여 액티브층(114)을 형성한다.
이 후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 절연막(115) 상에 금속을 스퍼터링법으로 증착하고 패터닝하여 데이터 패턴을 형성한다.
상기 데이터 패턴은 액티브 영역에 형성되는 데이터 배선 및 소스/드레인 전극(113a,113b)과, 패드부 영역에 형성되는 데이터 패드 및 쇼팅바를 포함한다.
상기 쇼팅바는 소스 드라이버에서 홀수번째 데이터 패드와 연결되는 제 1 쇼팅바와 게이트 드라이버에서 홀수번째 게이트 패드와 연결되는 제 3 쇼팅바(131c)로 구분되어 형성할 수 있다.(도 1참고)
이 때, 상기 금속으로는 알루미늄, 알루미늄 합금, 크롬 또는 몰리브덴 등을 사용한다.
따라서, 소스 드라이버에서는 제 1 쇼팅바와 제 2 쇼팅바가 게이트 절연막에 의해 절연되어 소정 위치에서 교차하고, 게이트 드라이버에서는 제 3 쇼팅바(131c)와 제 4 쇼팅바(131d)가 게이트 절연막(115)에 의해 절연되어 소정 위치에서 교차된다.
이러한 쇼팅바의 교차 부분이 정전기 발생시 취약한 부분이 된다.
그리고, 서로 다른 층에 있는 홀수번째 게이트 패드와 제 3 쇼팅바는 게이트 절연막을 관통하여 접속되고, 서로 다른 층에 있는 짝수번째 데이터 패드와 제 2 쇼팅바도 게이트 절연막을 관통하여 접속된다.
한편, 액티브 영역에 형성된 상기 게이트 전극(111a), 게이트 절연막(115), 액티브층(114), 소스/드레인 전극(113a,113b)의 적층막은 박막트랜지스터가 된다.
계속하여 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 패턴을 포함한 전면에 유전율이 낮은 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴 수지 등을 도포하여 소정 두께의 보호막(116)을 형성하고, 상기 보호막(116)을 포함한 전면에 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착하고 패터닝하여 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극(113b)과 연결되는 화소전극(117)을 형성한다.
이 때, 쇼팅바가 교차하는 부분 또는 쇼팅바 상부에 증착된 ITO는 제거한다.
이로써, 도 4d에 도시된 바와 같이, 쇼팅바가 교차되는 부분에서 정전기에 의한 스파크가 발생하여 절연막 즉, 게이트 절연막(115) 및 보호막(116)이 파괴되더라도 쇼팅바가 교차되는 부분에 ITO가 없으므로, ITO에 의해 쇼팅바가 쇼트되는 불량을 방지할 수 있다.
이와같이 형성된 박막 어레이 기판은 상기 게이트 드라이버로부터 인가되는 주사신호에 의해 박막트랜지스터가 턴-온되면 소스 드라이버로부터 인가된 신호 전압이 각 화소전극으로 전달되어 화상을 표시하게 된다.
이후, 박막 어레이 기판의 불량을 검사하기 위해 각 쇼팅바에 연결된 테스트 패드에 전압을 가하여 라인 디펙트, 포인트 디펙트 등의 불량을 검출하면 박막 어레이 기판이 완성된다.
상기 쇼팅바의 수는 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 박막 어레이 기판의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 쇼팅바가 교차되는 부분 또는 쇼팅바 상부에 형성하였던 ITO를 제거함으로써, 쇼팅바 사이 또는 상부에 형성된 게이트 절연막 및 보호막이 정전기에 의해 파괴될 경우 ITO에 의해 쇼팅바끼리 쇼트되었던 문제를 해소할 수 있다.
따라서, 정전기에 의한 불량을 최소화함으로써 공정수율을 향상시킬 수 있다.
Claims (7)
- 종횡으로 교차되어 화소를 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선;상기 홀수 번째 데이터 배선에 연결되는 제 1 쇼팅바 및 상기 짝수 번째 데이터 배선에 연결되며 상기 제 1 쇼팅바와 절연되는 제 2 쇼팅바;상기 홀수 번째 게이트 배선에 연결되는 제 3 쇼팅바 및 상기 짝수 번째 게이트 배선에 연결되며 상기 제 3 쇼팅바와 절연되는 제 4 쇼팅바;상기 데이터 배선을 포함한 전면에 형성된 보호막;상기 쇼팅바가 교차하는 부분 또는 상기 쇼팅바가 형성된 부분을 제외한 상기 보호막 상부에 선택적으로 형성된 투명도전막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 쇼팅바와 제 2 쇼팅바가 교차하는 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 쇼팅바와 제 4 쇼팅바가 교차하는 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판.
- 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;상기 게이트 배선과 절연되는 데이터 배선을 형성하는 단계;상기 게이트 배선과 선택적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 쇼팅바를 형성하는 단계;상기 데이터 배선과 선택적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 쇼팅바를 형성하는 단계;상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계;상기 보호막 상에 투명도전막을 형성하는 단계;상기 투명도전막을 패터닝하여 화소전극을 형성함과 동시에,상기 쇼팅바가 교차하는 부분 또는 쇼팅바 상부의 투명도전막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 쇼팅바는 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선과 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 투명도전막은 ITO인 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 상기 화소전극과 연결되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 어레이 기판의 제조방법.
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