KR100628680B1 - 박막 트랜지스터 어레이 기판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시장치에서 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분의 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 단락을 방지/수리하기 위해 다수개의 화소영역과, 상기 화소영역의 한쪽 구석에 스위칭 영역이 정의된 기판과; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 각 화소영역을 경계로 일 방향으로 형성된 다수 개의 제 1 신호선과; 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제 1 신호선과 절연층을 사이에 두고 교차하여 형성된 다수 개의 제 2 신호선과; 상기 제 1 및 제 2 신호선이 교차하는 부분의 상기 스위칭 영역에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 신호선으로부터 신호를 인가받는 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자에서 신호를 인가받고, 상기 화소영역에 형성된 화소전극을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 신호선이 교차하는 각 교차점에서의 상기 제 1 신호에는 상기 제 1 신호선의 길이 방향으로 연장된 홀이 형성되며, 상기 제 1 신호선에 형성된 상기 홀의 길이는 상기 홀과 교차하는 상기 제 2 신호선의 폭 보다 큰 박막 트랜지스터 어레이 기판에 관해 개시하고 있다.
Description
도 1은 일반적인 액정 표시장치의 단면을 도시한 단면도.
도 2는 일반적인 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 평면을 도시한 평면도.
도 3a 내지 도 3d는 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ으로 자른 단면의 제작공정을 도시한 공정도.
도 4는 도 3d의 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분인 H 부분을 확대한 단면도.
도 5는 도 2의 절단선 Ⅱ-Ⅱ로 자른 단면을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 한 화소부분에 해당하는 평면을 도시한 평면도.
도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ로 자른 단면을 도시한 단면도.
도 8은 도 6의 절단선 Ⅷ-Ⅷ로 자른 단면을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 데이터 배선과 게이트 배선의 교차부가 단락 되었을 때 리페어하는 방법을 도시한 도면.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리페어전극의 형상을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 게이트 배선 102 : 게이트 전극
110 : 데이터 배선 112 : 소스 전극
114 : 드레인 전극 116 : 드레인 콘택홀
118 : 제 1 리페어 전극 120 : 화소전극
122 : 제 2 리페어 전극 P : 이물질
W : 용접부 C : 컷팅부
본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것이다. 특히, 이물질에 의해 발생하는 게이트 배선과 데이터 배선의 단락을 방지하고, 더 나아가 수리가 가능한 액정 표시장치에 관한 것이다.
액정 표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인 위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재는 전술한 바 있는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정 표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
일반적으로 액정 표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정 패널의 단면을 도시한 단면도이다.
액정 패널(20)은 여러 종류의 소자들이 형성된 두 장의 기판(2, 4)이 서로 대응되게 형성되어 있고, 상기 두 장의 기판(2, 4) 사이에 액정층(10)이 개재된 형태로 위치하고 있다.
상기 액정 패널(20)에는 색상을 표현하는 컬러필터가 형성된 상부 기판(4)과 상기 액정층(10)의 분자 배열방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 회로가 내장된 하부 기판(2)으로 구성된다.
상기 상부 기판(4)에는 색을 구현하는 컬러필터층(8)과, 상기 컬러필터층(8)을 덮는 공통전극(12)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(12)은 액정(10)에 전압을 인가하는 한쪽전극의 역할을 한다. 상기 하부 기판(2)은 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(S)와, 상기 박막 트랜지스터(S)로부터 신호를 인가받고 상기 액정(10) 으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극(14)으로 구성된다.
상기 화소전극(14)이 형성된 부분을 화소부(P)라고 한다.
그리고, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 사이에 주입되는 액정(10)의 누설을 방지하기 위해, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 가장자리에는 실란트(sealant : 6)로 봉인되어 있다.
상기 도 1에 도시된 하부 기판(2)의 평면도를 나타내는 도 2를 참조하여 하부 기판(2)의 작용과 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
하부 기판(2)에는 화소전극(14)이 형성되어 있고, 상기 화소전극(14)의 수직 및 수평 배열 방향에 따라 각각 데이터 배선(24) 및 게이트 배선(22)이 형성되어 있다.
그리고, 능동행렬 액정 표시장치의 경우, 화소전극(14)의 한쪽 부분에는 상기 화소전극(14)에 전압을 인가하는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(S)가 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터(S)는 게이트 전극(26), 소스 및 드레인 전극(28, 30)으로 구성되며, 상기 게이트 전극(26)은 상기 게이트 배선(22)에 연결되어 있고, 상기 소스 전극(28)은 상기 데이터 배선(24)에 연결되어 있다.
그리고, 상기 드레인 전극(30)은 상기 화소전극(14)에 통상적으로 콘택홀(미도시)을 통해 전기적으로 연결되어 있다.
상술한 능동행렬 액정 표시장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
스위칭 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26)에 전압이 인가되면, 데이터 신호가 화소전극(14)으로 인가되고, 게이트 전극(26)에 신호가 인가되지 않는 경우에 는 화소전극(14)에 데이터 신호가 인가되지 않는다.
일반적으로 하부 기판의 제조공정은 만들고자 하는 각 소자에 어떤 물질을 사용하는가 혹은 어떤 사양에 맞추어 설계하는가에 따라 결정되는 경우가 많다.
예를 들어, 과거 소형 액정 표시장치의 경우는 별로 문제시되지 않았지만, 18인치 이상의 대면적, 고해상도(예를 들어 SXGA, UXGA 등) 액정 표시장치의 경우에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 사용되는 재질의 고유 저항값이 화질의 우수성을 결정하는 중요한 요소가 된다. 따라서, 대면적/고해상도의 액정 표시소자의 경우에는 게이트 배선 및 데이터 배선의 재질로 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 저항이 낮은 금속을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 종래의 능동행렬 액정 표시장치의 제조공정을 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 상세히 설명한다.
일반적으로 액정 표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터의 구조는 역 스태거드(Inverted Staggered)형 구조가 많이 사용된다. 이는 구조가 가장 간단하면서도 성능이 우수하기 때문이다.
또한, 상기 역 스태거드형 박막 트랜지스터는 채널부의 형성 방법에 따라 백 채널 에치형(back channel etch : EB)과 에치 스타퍼형(etch stopper : ES)으로 나뉘며, 그 제조 공정이 간단한 백 채널 에치형 구조가 적용되는 액정 표시소자 제조공정에 관해 설명한다.
먼저, 기판(1)에 이물질이나 유기성 물질의 제거와 증착될 게이트 물질의 금속 박막과 유리기판의 접촉성(adhesion)을 좋게 하기 위하여 세정을 실시한 후, 스 퍼터링(sputtering)에 의하여 금속막을 증착한다.
도 3a는 상기 금속막 증착 후에, 마스크로 패터닝하여 게이트 배선(22)과 게이트 전극(26)과 스토리지 전극(32)을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
능동 행렬 액정 표시장치의 동작에 중요한 게이트 전극(26)에 사용되는 금속은 RC 딜레이(delay)를 작게 하기 위하여 저항이 작은 알루미늄이 주류를 이루고 있으나, 순수 알루미늄은 화학적으로 내식성이 약하고, 후속의 고온 공정에서 힐락(hillock) 형성에 의한 배선 결함문제를 야기하므로, 알루미늄 배선의 경우는 합금의 형태로 쓰이거나 적층구조가 적용되기도 한다.
상기 게이트 배선(22)과 게이트 전극(26) 및 스토리지 전극(32) 형성후, 그 상부 및 노출된 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(34)을 증착한다. 또한, 상기 게이트 절연막(34) 상에 연속으로 반도체 물질인 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 함유된 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)을 증착한다.
상기 반도체 물질 증착후에, 패터닝하여 액티브층(36)과 상기 액티브층(36)과 동일 크기의 오믹 접촉층(ohmic contact layer : 38)을 형성한다(도 3b).
상기 오믹 접촉층(38)은 추후 생성될 금속층과 상기 액티브층(36)과의 접촉저항을 줄이기 위한 목적이다.
이후, 도 3c에 도시된 바와 같이 금속층을 증착하고, 패터닝하여 데이터 배선(24)과 소스 전극(42) 및 드레인 전극(44)을 형성한다.
상기 소스 및 드레인 전극(42, 44)은 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 단일 금속을 사용한다.
그리고, 상기 소스 및 드레인 전극(42, 44)을 마스크로 하여 상기 소스 전극(42)과 상기 드레인 전극(44) 사이에 존재하는 오믹 접촉층을 제거한다. 만약, 상기 소스 전극(42)과 상기 드레인 전극(44) 사이에 존재하는 오믹 접촉층을 제거하지 않으면 박막 트랜지스터(S)의 전기적 특성에 심각한 문제를 발생시킬 수 있으며, 성능에서도 큰 문제가 생긴다.
상기 오믹 접촉층(38)의 제거에는 신중한 주의가 요구된다. 실제 오믹 접촉층(38)의 식각시에는 그 하부에 형성된 액티브층(36)과 식각 선택비가 없으므로 액티브층(36)을 약 50 ∼ 100 nm 정도 과식각을 시키는데, 식각 균일도(etching uniformity)는 박막 트랜지스터(S)의 특성에 직접적인 영향을 미친다.
최종적으로 도 3d에 도시된 바와 같이 절연막을 증착하고 제 5 마스크로 패터닝하여 액티브층(36)을 보호하기 위해 보호막(46)을 형성한다.
상기 보호막(46)은 액티브층(36)의 불안정한 에너지 상태 및 식각시 발생하는 잔류물질에 의해 박막 트랜지스터 특성에 나쁜 영향을 끼칠 수 있으므로, 무기질의 실리콘 질화막(SiNx) 내지는 실리콘 산화막(SiO2)이나 유기질의 BCB(BenzoCycloButene) 등으로 형성한다.
상기 드레인 전극(44) 상부 상기 보호막(46)에는 상기 드레인 전극의 일부가 노출되도록 드레인 콘택홀(45)이 형성되며, 상기 드레인 콘택홀(45)을 통해 상기 드레인 전극(44)과 접촉하는 화소전극(40)을 형성한다.
상기 화소전극(40)은 광 투과성이 우수한 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 쓰인다.
상기 화소전극(40)은 스토리지 전극(32)과 겹쳐지는 형태로 구성되며, 이는 상기 스토리지 전극(32)과 함께 스토리지 캐패시터를 형성하기 위함이다.
상술한 바와 같이 능동행렬 액정 표시장치의 스위칭 소자로 쓰이는 박막 트랜지스터는 게이트 전극(26), 게이트 절연막(34), 액티브층(36), 소스 및 드레인 전극(42, 44)으로 구성된다.
여기서, 상기 게이트 절연막(34)은 상기 게이트 전극(26)과 상기 액티브층(36)의 절연을 위해 형성하며, 주로 화학기상 증착법(chemical vapor deposition ; CVD)으로 형성한다. 그러나, 상기 CVD 장비로 게이트 절연막을 형성할 때는 동시에 여러 종류의 가스를 혼합하고, 그 혼합가스를 분해하는 과정에서 이물질이 생성될 수 있는 단점이 있다.
즉, 도 3d의 H 부분을 확대한 단면도인 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 3d의 H 부분은 도 2의 H 부분과 같은 부분으로, 게이트 배선(22)과 데이터 배선(24)이 서로 교차하는 부분이 된다.
도 4에서 상기 게이트 배선(22)과 상기 데이터 배선(24) 사이에는 이 두 개의 배선(22, 24)을 절연하기 위한 게이트 절연막(34)이 형성되는데, 상기 게이트 절연막(34)을 상기 게이트 배선(22) 상에 형성할 때, CVD 장비에서 이물질(P)이 떨 어질 수 있는 가능성이 있다.
만약, 상기 이물질(P)이 상기 H 부분 즉, 게이트 배선(22)과 데이터 배선(24)이 교차하는 부분의 상기 게이트 배선(22) 상에 떨어지게 되면, 상기 게이트 절연막(34)의 형성시 상기 이물질(P)이 떨어진 부분에서는 이상 성장하게 된다.
이상 성장된 게이트 절연막(34) 상에 데이터 배선(24)을 형성하게 되면, 상기 게이트 배선(22)과 상기 데이터 배선(24)은 서로 단락(short)된다.
게이트 배선(22)과 상기 데이터 배선(24)이 교차하는 부분(H)에서의 이물질(P)이 중요한 이유는 리페어(repair)가 불가능하기 때문이다.
또한, H 부분에서 리페어가 불가능하기 때문에 상기 단락된 H 부분과 관계되는 게이트 배선(22)과 데이터 배선(24)은 선결함으로 나타나게 되고, 이는 액정 표시장치에서 치명적인 불량을 유발하게 된다.
또한, 도 2의 절단선 Ⅱ-Ⅱ로 자른 단면인 도 5에 도시한 바와 같이, 게이트 배선(22)과 데이터 배선(24)의 교차부에서는 상기 게이트 배선(22)의 단차에 의해 그 상부에 형성되는 데이터 배선(24)이 단선(open)될 수 있는 가능성이 매우 높다. 이 또한, 선결함으로 발전하여 액정 표시장치의 수율이 감소하게 되는 원인을 제공한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분에서 단락/단선(short/open)이 발생했을 때, 리페어가 가능한 액정 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 기판 상에 일 방향으로 연장되고, 게이트 전극이 정의된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 제 1 절연막으로 절연되면서 교차하고, 상기 게이트 전극이 형성된 부근에 소스전극이 형성되며, 상기 교차점을 기준으로 게이트 배선의 상부 및 하부에 정의되는 제 1 및 제 2 데이터 배선을 갖는 데이터 배선과; 상기 게이트 전극을 기준으로 상기 소스 전극과 대응되는 위치에 형성된 드레인 전극과; 상기 제 2 데이터 배선에서 분기되며, 상기 드레인 전극을 우회하고, 상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 제 1 리페어 전극과; 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극과; 상기 데이터 배선과 제 2 절연막으로 절연되며, 상기 제 1 데이터 배선 및 상기 제 1 리페어 전극 일부와, 양측 끝단이 오버랩되며 형성된 제 2 리페어 전극을 포함한다.
또한, 제 1 절연막으로 절연되며 상.하에 위치한 제 1 게이트 배선과 제 2 게이트 배선과, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 동시에 수직으로 교차하며 좌.우에 위치한 제 1 데이터 배선과 제 2 데이터 배선과; 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선의 교차지점에 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에서 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극이 형성된 부근의 상기 데이터 배선에서 연장되고, 상기 게이트 배선과 일부분이 오버랩되는 소스 전극 및 상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스전극과 대응되는 방향에 형성된 드레인 전극과; 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극과; 상기 게이트 및 데이터 배선과 제 2 절연막으로 절연되며, 상기 제 1, 2 게이트 배선 및 상기 제 1, 2 데이터 배선을 공통으로 경유하며, 상기 교차점의 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 한 배선과 교차되는 리페어 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공한다.
또한, 제 1 절연막으로 절연되며 상.하에 위치한 제 1 게이트 배선과 제 2 게이트 배선과, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 동시에 수직으로 교차하며 좌.우에 위치한 제 1 데이터 배선과 제 2 데이터 배선과; 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선의 교차지점에 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에서 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극이 형성된 부근의 상기 데이터 배선에서 연장되고, 상기 게이트 배선과 일부분이 오버랩되는 소스 전극 및 상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스전극과 대응되는 방향에 형성된 드레인 전극과; 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극과; 상기 게이트 및 데이터 배선과 제 2 절연막으로 절연되며, 상기 제 1, 2 게이트 배선 및 상기 제 1, 2 데이터 배선을 공통으로 경유하며, 상기 교차점의 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 한 배선과 교차되는 리페어 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.
제 1 실시예
도 6은 본 발명에 따른 한 화소부에 해당하는 평면도로서, 가로 방향으로 게이트 배선(100)과, 상기 게이트 배선(100)에서 정의된 게이트 전극(102)이 형성되고, 세로 방향으로 데이터 배선(110)이 형성된다.
상기 데이터 배선(110)에는 소스전극(112)이 상기 게이트 전극(102)과 소정간격 오버랩되게 형성되며, 상기 게이트 전극(102)을 중심으로 소스전극(112)과 대응되는 방향에 드레인 전극(114)이 형성된다. 또한, 상기 드레인 전극(114)과 접촉하는 투명한 화소전극(120)이 형성된다.
그리고, 상기 게이트 배선(100)을 교차하여 연장된 부분의 데이터 배선(110)에는 제 1 리페어 전극(118)이 분기되어 형성된다.
그리고, 상기 데이터 배선(110)에서 분기된 상기 제 1 리페어 전극(118)은 다시 상기 게이트 배선(100)을 교차하여 형성되는 구조를 갖고 있다. 즉, 상기 제 1 리페어 전극(118)은 상기 드레인 전극(114)을 우회하여 형성된다.
또한, 상기 화소전극(120)과 동일 물질로 형성되며, 상기 데이터 배선(110) 및 상기 게이트 배선(100)을 지나친 제 1 리페어 전극(118)과 각각 겹치는 구조로 제 2 리페어 전극(122)이 형성된다.
도 7은 도 6의 절단선 Ⅶ-Ⅶ로 자른 단면을 도시한 도면으로, 기판(1) 상에는 게이트 배선(100) 및 상기 게이트 배선(100)에서 정의된 게이트 전극(102)이 형성되며, 상기 게이트 배선 및 전극(100, 102) 상에는 게이트 절연막(124)이 형성된다.
그리고, 상기 게이트 전극(102) 상부 상기 게이트 절연막(124) 상에는 액티브층(126)이 형성되며, 상기 액티브층(126)과 겹치는 형태로 소스 및 드레인 전극(112, 114)이 형성된다.
그리고, 상기 소스 및 드레인 전극(112, 114)과 기판 전면에 걸쳐 보호막(128)이 형성되며, 상기 보호막(128)은 드레인 전극(114)의 일부가 노출되도록 드레인 콘택홀(116)이 형성된다.
또한, 상기 드레인 콘택홀(116)을 통해 드레인 전극(114)과 접촉하는 화소전극(120)이 형성된다.
그리고, 상기 화소전극(120)과는 독립적으로 형성되며, 상기 드레인 전극(114) 상부 상기 보호막(128) 상에는 제 2 리페어 전극(122)이 형성된다. 여기서 상기 제 2 리페어 전극(122)은 상기 화소전극(120)과 동일 물질이다.
바람직하게 상기 화소전극(120)은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 등이 쓰인다.
도 8은 도 6의 절단선 Ⅷ-Ⅷ로 자른 단면을 도시한 도면으로, 상기 도 6의 데이터 배선(110)과 게이트 배선(100)이 교차하는 부분에 이물질(P)이 생성 됐을 때를 가정한 도면이다.
즉, 상기 게이트 배선(100) 상에 이물질(P)이 생성되면, 이물질(P) 상부에 증착되는 게이트 절연막(124)은 이상 성장하게 된다.
상기 게이트 절연막(124) 상에는 데이터 배선(110)과 제 1 리페어 전극(118)이 형성되며, 상기 데이터 배선(110) 상에는 보호막(128)과 제 2 리페어 전극(122)이 형성된다.
여기서, 상기 제 1 리페어 전극(118)은 상기 게이트 배선(100)을 중심으로 왼쪽 즉, A 영역에 형성된 데이터 배선(110a)과 연결된 구조이다.
또한, 상기 제 2 리페어 전극(122)은 상기 게이트 배선(100)을 중심으로 오른쪽 즉, B 영역으로 연장된 데이터 배선(110b)과 상기 보호막(128)을 사이에 두고 오버랩된다. 또한, 상기 제 2 리페어 전극(122)은 상기 보호막(128)을 사이에 두고 상기 제 1 리페어 전극(118)과도 역시 오버랩된다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시장치에서 데이터 배선과 게이트 배선의 단락을 리페어 하는 방법을 도 9에서 설명하면 다음과 같다.
상기 이물질(P)에 의해 이상 성장된 게이트 절연막(124) 상에 형성되는 데이터 배선(110)은 상기 이물질(P) 생성부에서 상기 게이트 배선(100)과 단락(short)된다.
따라서, 단락된 부분 즉, 게이트 배선(100)을 중심으로 양옆으로 연장된 데이터 배선(110a, 110b)을 레이저나 고밀도 에너지원을 사용하여 절단한다. 즉, 도 9의 C 부분이 데이터 배선(110)의 절단부이다.
상기와 같이 데이터 배선(110)을 절단하면, 상기 게이트 배선(100)을 중심으로 좌/우측에 형성된 데이터 배선(110a, 110b)은 전기적으로 독립된 상태가 된다.
따라서, 단락된 부분의 데이터 배선을 제외하고, 상기 좌/우측의 데이터 배선을 연결하기 위해, 좌측 데이터 배선(110a)과 전기적으로 연결된 제 1 리페어 전극(118)을 사용하여 불량을 수리해야 한다.
즉, 상기 제 1 리페어 전극(118) 및 우측 데이터 배선(110b)의 상부에 보호막(128)을 사이에 두고 오버랩된 제 2 리페어 전극(122) 부분(W)을 레이저나 고밀도 에너지원을 사용하여 용접(welding)한다.
따라서, 게이트 배선(100) 및 데이터 배선(110)의 단락에 기인하는 불량을 상기와 같이 제 1 및 제 2 리페어 전극(118, 122)을 사용함으로서, 데이터 배선(110)의 신호를 우회하는 방법을 통하여 불량을 제거할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 게이트 배선(100)의 단차에 의해 생길 수 있는 데이터 배선(110)의 단선(open)도 수리할 수 있을 것이다. 상기와 같이 게이트 배선의 단차에 기인하는 불량은 상기 데이터 배선의 절단과정을 생략하고, 제 1 리페어 전극과 제 2 리페어 전극 및 우측 데이터 배선(110b)과 제 2 리페어 전극과의 용접공정을 통하여 수리될 수 있다.
제 2 실시예
상술한 본 발명의 제 1 실시예는 데이터 배선에 분기된 별도의 제 1 리페어 전극과 화소전극의 형성시 생성되는 제 2 리페어 전극을 사용하여 불량을 수리하는 방법을 제시하였다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 리페어 전극을 한 개만 형성하여 불량을 수리하는 방법을 제시한다.
이하, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 도면에서는 게이트 배선과 데이터 배선의 교차부를 중심으로 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시장치의 리페어 전극의 형성시 가능한 예를 도시한 도면으로, 게이트 배선과 데이터 배선의 단락(short) 및 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차부에서 상기 데이터 배선의 단선(open) 등에 기인하는 각 배선의 수리 방법을 제시한다.
이하, 도 10a 내지 도 10c에 도시된 수리방법은 모두 동일한 방법으로 진행되므로, 동시에 설명하도록 하겠다.
또한, 데이터 배선과 게이트 배선이 교차하는 부분을 중심으로 좌/우에 형성된 게이트 배선(150)을 각각 좌측 및 우측 게이트 배선(150b, 150a)이라 정의하고, 상/하에 형성된 데이터 배선(200)을 각각 상부 및 하부 데이터 배선(200a, 200b)이라 정의한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시장치의 리페어 전극(300)의 구조를 도시한 도면으로, 화소전극(120)을 형성할 때, 상기 화소전극(120)과 동일한 물질을 상기 화소전극(120)과 별도로 정의하여 리페어 전극(300)을 형성한다.
이 때, 상기 리페어 전극(300)은 좌측 및 우측 게이트 배선(150b, 150a)과, 상부 및 하부 데이터 배선(200a, 200b)을 모두 경유하도록 형성한다.
여기서, 상기 리페어 전극(300)은 상기 게이트 및 데이터 배선(150, 200)과 보호막(미도시)으로 절연된다.
이 때, 상기 데이터 배선(200)과 게이트 배선(150)의 교차부에서 이물질에 의해 상기 게이트 배선(150)과 상기 데이터 배선(200)이 단락(short)되었을 때, 도 10a 내지 도 10c의 C 부분(즉, 교차부에 인접한 좌/우측 게이트 배선)을 절단하고, 상기 각 게이트 배선(좌/우측 게이트 배선) 상부에 형성된 리페어 전극(300)의 ● 부분을 용접(welding)하여 이물질에 기인하는 데이터 및 게이트 배선의 단락을 수리(repair)할 수 있다.
또한, 상기 게이트 배선(150)의 단차에 의해 생길 수 있는 게이트 배선(150)과 데이터 배선(200)의 교차부에서의 상기 데이터 배선(200)의 단선(open)을 상기 각 데이터 배선(즉, 상부 및 하부 데이터 배선) 상부에 형성된 리페어 전극(300)의 × 부분을 용접(welding)함으로서 불량을 수리할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분에서 이물질에 의한 단락과 게이트 배선의 단차에 의한 데이터 배선의 단선을 방지하기 위해 화소전극과 별도로 형성된 리페어 전극을 형성하였다.
상기와 같이 리페어 전극을 형성하면, 단선 및 단락불량이 유발되더라도, 레이저로 단락 부위의 게이트 배선 또는 데이터 배선의 일 부분을 절단/용접하여 수리(repair)할 수 있다.
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 방법으로 리페어 전극을 형성하면, 상기 리페어 전극을 형성할 때, 화소전극과 동시에 형성됨으로 상기 리페어 전극을 형성하는 추가공정이 필요 없으므로 생산성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 부분을 중심으로 리페어 전극이 상기 게이트 및 데이터 배선을 모두 경유함으로, 데이터 배선의 단선이나, 이물질에 의한 데이터 배선과 게이트 배선의 단락을 모두 수리할 수 있는 장점이 있다.
Claims (5)
- 기판 상에 일 방향으로 연장되고, 게이트 전극이 정의된 게이트 배선과;상기 게이트 배선과 제 1 절연막으로 절연되면서 교차하고, 상기 게이트 전극이 형성된 부근에 소스전극이 형성되며, 상기 교차점을 기준으로 게이트 배선의 상부 및 하부에 정의되는 제 1 및 제 2 데이터 배선을 갖는 데이터 배선과;상기 게이트 전극을 기준으로 상기 소스 전극과 대응되는 위치에 형성된 드레인 전극과;상기 제 2 데이터 배선에서 분기되며, 상기 드레인 전극을 우회하고, 상기 게이트 배선과 교차하며 형성된 제 1 리페어 전극과;상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극과;상기 데이터 배선과 제 2 절연막으로 절연되며, 상기 제 1 데이터 배선 및 상기 제 1 리페어 전극 일부와, 양측 끝단이 오버랩되며 형성된 제 2 리페어 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
- 청구항 1에 있어서,상기 제 2 리페어 전극은 상기 화소전극과 동일 물질인 박막 트랜지스터 어레이 기판.
- 제 1 절연막으로 절연되며 상.하에 위치한 제 1 게이트 배선과 제 2 게이트 배선과, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 동시에 수직으로 교차하며 좌.우에 위치한 제 1 데이터 배선과 제 2 데이터 배선과;상기 제 1 및 제 2 게이트 배선과 상기 제 1 및 제 2 데이터 배선의 교차지점에 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 게이트 배선에서 형성된 게이트 전극과;상기 게이트 전극이 형성된 부근의 상기 데이터 배선에서 연장되고, 상기 게이트 배선과 일부분이 오버랩되는 소스 전극 및 상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스전극과 대응되는 방향에 형성된 드레인 전극과;상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극과;상기 게이트 및 데이터 배선과 제 2 절연막으로 절연되며, 상기 제 1, 2 게이트 배선 및 상기 제 1, 2 데이터 배선을 공통으로 경유하며, 상기 교차점의 게이트 배선과 데이터 배선 중 적어도 한 배선과 교차되는 리페어 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
- 청구항 3에 있어서,상기 리페어 전극은 상기 화소전극과 동일 물질인 박막 트랜지스터 어레이 기판.
- 청구항 3에 있어서,상기 교차점에서 상기 리페어 전극과 교차되는 배선은 게이트 배선인 박막 트랜지스터 어레이 기판.
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