KR102275190B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연층을 사이에 두고 마주보는 데이터 패드 라인과 데이터 팬아웃 라인에 의해 형성된 캐패시터를 통해 데이터 라인 OS 검사 공정에서 동시에 불량 여부를 판단 가능하게 하는 액정 표시 장치의 중첩전극구조이다.

Description

표시 장치 {Display Device}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 공정 중 전극 불량 검사가 가능한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근 정보화 시대로 발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비 전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(Flat Panel Display)의 필요성이 대두되었다. 이 중, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)가 해상도, 컬러 표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.

일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.

이러한 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정 패널, 액정 패널 하부에 배치되고 광원으로 이용되는 백라이트 및 액정 패널 외곽에 위치하며 액정 패널을 구동시키기 위한 구동부로 이루어진다.

여기서, 구동부는 액정 패널의 배선에 신호를 인가하기 위한 구동 회로를 포함하는데 구동 회로는 액정 패널에 실장되는 방법에 따라, 칩 온 글래스(Chip On Glasss, COG), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP), 칩 온 필름(Chip On Film, COF) 등으로 나누어진다.

이에 본 발명은 제조 공정 중에 데이터 라인의 전극 불량 검사를 가능하게 하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소를 포함하는 화소영역과 상기 화소영역 주변에 위치한 팬아웃부를 갖는 제 1기판; 상기 제 1기판 상에 배치된 복수의 게이트 라인; 상기 제 1기판 상에 배치되어 상기 복수의 게이트 라인과 교차하는 복수의 데이터 라인; 상기 데이터 라인에서 연장되어 상기 팬아웃부에 배치되는 데이터 팬아웃 라인; 상기 팬아웃부에 배치되고 구동 집적 회로와 전기적으로 연결되는 데이터 패드 라인; 상기 제 1기판과 대향하는 제 2기판; 및 상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 합착하는 실런트를 포함하고, 상기 데이터 팬아웃 라인과 상기 데이터 패드 라인 각각이 지그재그 패턴 구조를 포함하며, 상기 데이터 팬아웃 라인의 지그재그 패턴 구조는 화소 영역과 실런트 사이에서 상기 데이터 패드 라인의 지그재그 패턴 구조와 중첩한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터 팬아웃 라인과 데이터 패드 라인을 이격하는 제 1절연막을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 팬아웃 라인과 데이터 패드 라인은 서로 다른 도전성 재료를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 패드 라인은 알루미늄, 은, 구리, 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 또는 이의 합금 중 어느 하나 이상의 도전성 재료를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 팬아웃 라인은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 또는 티타늄 중 어느 하나 이상의 도전성 재료를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제 1절연막은 게이트 절연막과 동시에 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 패드 라인은 게이트 라인과 동일한 도전성 재료를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 패드 라인은 게이트 라인과 동시에 패터닝된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 패드 라인과 데이터 팬아웃 라인은 유사한 패턴을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 팬아웃 배선 및 데이터 패드 라인은 지그재그 패턴 구조를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 팬아웃 라인은 넓은 선폭을 갖는 데이터 팬아웃 확장부 갖고, 데이터 패드 라인은 넓은 선폭을 갖는 데이터 패드 확장부를 갖고, 데이터 팬아웃 확장부는 데이터 패드 확장부와 중첩한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 패드 확장부는 데이터 팬아웃 확장부보다 더 넓은 선폭을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터 팬아웃 라인과 데이터 패드 라인을 도전시키는 브릿지 전극을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 브릿지 전극은 데이터 패드 확장부와 데이터 팬아웃 확장부에 위치한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 브릿지 전극은 ITO, AZO, GZO, IZO, GIZO 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 재료를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 실런트는 도전성을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 실런트는 도전 볼을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 패드 라인은 실런트로 밀봉되지 않은 영역에서 구동 집적 회로와 전기적으로 접속된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 단선 불량을 검출하기 용이한 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 데이터 팬아웃 라인과 데이터 패드 라인이 이격되어 배치된 평면도이다.
도 3은 도 2의 기판을 A-A’선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 기판의 전극 OS 검사 회로의 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판의 평면도이다.
도 6은 도 5의 기판을 B-B’선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 OS검사회로의 등가회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 OS검사시의 출력 파형도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 라인과 실런트의 위치를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 기판을 C-C’선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 도 9의 기판을 D-D’선을 따라 자른 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1구성 요소가 제 2 또는 제 3구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.

이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 2는 이격된 데이터 팬아웃 라인과 데이터 패드 라인의 배치를 나타내는 확대된 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A’선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 액정 표시 장치는 하부 기판(100)과 상부 기판(미도시)으로 이루어지며 그 사이에 게재된 액정층으로 구성된다. 먼저, 하부 기판(100)에 대하여 설명한다.

하부 기판(100) 위에 형성되어 있는 게이트 라인(200) 및 게이트 라인(200)과 교차하는 데이터 라인(300)을 구비한다. 게이트 라인(200)과 데이터 라인(300)으로 이루어진 표시 영역(500)을 통하여 화상이 표시된다.

박막 트랜지스터 기판은 액정 표시 장치나 유기 EL(electro luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 사용된다. 박막 트랜지스터 기판은 주사 신호를 전달하는 주사 신호 배선 또는 게이트 라인(200)과 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터 라인(300)이 형성되어 있고, 게이트 라인(200) 및 데이터 라인(300)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 게이트 라인(200)을 덮어 절연하는 게이트 절연막 및 박막 트랜지스터와 데이터 라인(200)을 덮어 절연하는 보호막 등으로 이루어져 있다.

상기 게이트 절연막은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)로 형성될 수 있다. 상기 보호막은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 유기 절연물은 4.0 이하의 유전 상수를 가질 수 있고, 감광성(photosensitivity)을 가질 수도 있다. 상기 게이트 절연막 또는 상기 보호막은 전기적으로 절연체의 역할을 한다.

박막 트랜지스터(미도시)는 게이트 라인(200)의 일부인 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터 라인(300)의 일부인 소스 전극과 드레인 전극 및 게이트 절연막과 보호막 등으로 이루어진다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인(200)을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터 라인(300)을 통하여 전달되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단하는 스위칭 소자이다.

이러한 박막 트랜지스터 기판에는 게이트 라인(200)과 데이터 라인(300)에 구동 신호를 인가하기 위하여 구동 집적 회로가 연결된다. 구동 집적 회로는 패드를 통하여 게이트 라인(200) 또는 데이터 라인(300)에 연결되는데, 이 패드는 구동 집적 회로와의 연결을 위하여 좁은 영역에 밀집하여 형성된다. 이에 비하여 화면 표시 영역에 위치하는 게이트 라인(200)이나 데이터 라인(300)의 선간 간격은 화소 크기에 따라 정해지는 폭을 가져야 하므로 패드 사이의 간격에 비하여 더 큰 폭을 가진다. 따라서, OLB(Out Lead Bonding)패드부와 화면 표시 영역(500) 사이에는 라인 배선의 선간 간격이 점점 넓어지는 영역이 존재하는데, 이 부분을 팬아웃(Fanout) 영역이라 한다. 팬아웃부의 구조상 구동 집적 회로의 중앙부와 양단과 연결되는 팬아웃부(400)의 라인 길이가 서로 다르게 된다. 결과적으로 데이터 팬아웃 라인의 길이 차이에 의해 발생하는 저항의 차이는 화소에 인가되는 데이터 전압의 차이를 유발한다. 이러한 라인 저항간의 차이를 줄이기 위하여 배선의 위치별로 지그재그 형태의 전극 패턴을 적용하여 저항값을 보정하기도 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)은 팬아웃부(400)에 위치한다. 데이터 패드 라인(310)은 데이터 구동 집적 회로와 연결되며, 데이터 팬아웃 라인(320)과는 브릿지 전극(미도시)을 통해서 연결된다. 데이터 팬아웃 라인(320)은 데이터 라인(300)과 연결되어 있다. 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)은 도전성의 금속을 포함하는 물질로 형성될 수 있다.

데이터 패드 라인(310) 및 데이터 팬아웃 라인(320)은 서로 다른 도전성 재료로 형성될 수 있으며, 서로 다른 공정에 의해서 형성될 수도 있다. 또한, 데이터 패드 라인(310)은 게이트 라인(200)을 형성할 때 같이 형성하는 것도 가능하다.

데이터 패드 라인(310), 게이트 절연막(150), 데이터 팬아웃 라인(320)이 적층되어 있는 공정 중의 기판으로서 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)은 게이트 절연막에 의해서 이격되고 전기적으로 절연되어 있다. 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)은 브릿지 전극(미도시)에 의해서 전기적으로 연결된다. 브릿지 전극은 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)을 보호하는 게이트 절연막 또는 보호막을 제거하여 접촉 구멍을 형성하고, 그 접촉 구멍을 채우면서 접촉 구멍들 간에 도전성 막을 형성하여 두 전극을 도전시킨다. 브릿지 전극은 투명한 도전막으로 형성될 수 있다. 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있다.

브릿지 전극을 형성하기 위한 별도의 공정이 반드시 필요한 것은 아니다. 액정 표시 장치의 화소전극 공정에서 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)을 보호하는 게이트 절연막과 보호막을 제거하고, 화소 전극 형성과 함께 브릿지 전극을 형성할 수 있다. 기존의 화소전극 형성 공정에서 브릿지 전극을 함께 형성함으로써 제조 비용의 상승 없이 브릿지 전극을 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에서는 게이트 라인(200)이 박막트랜지스터의 최하단에 형성되는 바텀게이트 구조를 예로 들었으나, 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

데이터 구동 집적 회로와 연결되는 데이터 패드 라인(310) 또는 데이터 팬아웃 라인(320)은 지그재그 패턴을 포함할 수 있다. 데이터 구동 집적 회로의 중앙부와 연결되는 데이터 패드 라인 또는 데이터 팬아웃 라인은 지그재그 패턴을 포함하여 길이를 길게 하여 저항을 증가 시키고, 데이터 구동 집적 회로의 에지부와 연결되는 데이터 패드 라인 또는 데이터 팬아웃 라인은 지그재그 패턴을 적게 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.

도 3은 도 2의 기판을 A - A’절단선을 따라 자른 단면도이다.

도 3은 제조 중인 하부 기판의 단면으로서, 하부 기판 상에 데이터 패드 라인(310), 게이트 절연막(150)과 데이터 팬아웃 라인(320)이 적층되어 있다. 후공정으로 불량 제품이 전달되지 않도록 하기 위하여 데이터 라인(300)과 데이터 팬아웃 라인(320)의 단락 및 단선을 검사하는 OS(Open-Short) 검사를 수행한다.

OS 검사는 기판의 하부에 위치한 데이터 라인(300)의 검사 단자(미도시)를 이용하여 검사 신호를 인가한다. 인가된 검사신호를 데이터 팬아웃 라인(320)과 연결된 출력 단자에서 검출하여 데이터 팬아웃 라인(320)의 단선 또는 단락의 불량 발생 여부를 판단한다. OS 검사신호는 직류전압, 교류전압 또는 펄스파의 입력 등이 가능하다.

OS 검사 시에 복수의 데이터 라인(300)을 동시에 검사하는 것도 가능하다. 도 3에 표시된 전극 구조에서 OS 검사는 데이터 라인(300)과 데이터 팬아웃 라인(320)의 불량을 검출할 수 있으나, 데이터 패드 라인(310)은 검사 단자와 연결되어 있지 않아 전기적인 방법으로는 데이터 패드 라인(310)의 불량을 검출하기 어렵다.

도 4는 도 3의 데이터 라인 구조를 갖는 액정 표시 장치에 사용된 OS 검사회로의 등가회로도이다. OS 검사회로(700)는 데이터 라인(300)의 일측에 검사신호를 인가하고 반대 측에 위치한 검사 노드(T_N)에서 출력 전압을 측정한다. OS 검사회로(700)에서 인가하는 검사 신호는 직류이거나 교류 또는 펄스신호 등이 가능하다. 팬아웃부의 검사 노드(T_N)에서는 데이터 전극(300)의 배선 저항(Rd)과 인접 전극 간에 형성된 기생 캐패시터(C1, C2)의 영향을 받은 검사 신호가 출력된다.

만약 검사 신호를 입력함에도 출력신호를 검출되지 않으면, 해당 데이터전극(300)은 단선된 것이다. OS 검사는 복수의 인접한 데이터 라인(300)을 순차적으로 검사하는 것이 바람직하며, n번 데이터 라인에 검사 신호를 인가할 때 검사 신호를 인가하지 않은 n-1번 데이터 라인 또는 n+1번 데이터 라인에서도 검사 신호가 검출되면 n번 데이터 라인이 인접한 데이터 라인과 단락이 발생한 것으로 판단이 가능하다.

도 4에 표시되는 OS 검사는 데이터 팬아웃 라인(320)과 팬아웃부(400)의 데이터 패드 라인 사이에 브릿지 전극이 형성되기 이전 단계로서 데이터 팬아웃 라인(320)의 저항(Rd)와 데이터 패드 라인의 저항(R_FO)가 서로 단선되어 있는 것을 보여준다. 즉 검사 신호를 검출하는 검사 노드(T_N)와 데이터 패드 라인(310)의 배선저항(R_FO)가 전기적으로 연결되지 않아 데이터 패드 라인의 불량을 검출할 수 없다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)이 중첩된 액정 표시 장치의 평면도이다.

데이터 패드 라인(310)의 미도시된 단부는 구동 집적 회로나 외부 회로와의 연결을 위한 패드부가 있다. 도시된 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)은 게이트 절연막을 통해 절연되며 서로 마주보며 서로 중첩한다. 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)의 사이에는 절연되며 대향하는 전극 구조로 인해 팬아웃 캐패시터(C_FO)가 형성된다.

일반적인 캐패시터(C)는 아래의 식과 같이 계산될 수 있다.

캐패시터 값(C)은 전극이 대향하는 면적(A)과 절연체의 유전률(ε₀)에 비례하고 대향하는 라인 간의 간격에 반비례한다.

캐패시터는 대향하는 평판에 전하를 축적하는 전기회로 소자로서 직류전류는 차단하고 교류전류를 도통되게 하는 전기적 특성을 갖는다. 검사신호로 교류신호를 사용하는 경우에는 팬아웃 캐패시터(C_FO)를 통해서 전기적으로 연결될 수 있다.

검사 방식은 캐패시터의 충방전 특성을 이용하여 팬아웃 캐패시터의 크기를 판단 할 수 있는 교류 검사 신호를 이용하는 것이다. 검사 회로에서 캐패시터의 값이 클수록 신호를 판단하기가 용이하기 때문에 가능한 캐패시터의 크기를 크게 하는 것이 좋다. 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)의 중첩 영역을 넓게 하거나, 게이트 절연막의 두께를 낮추거나 유전율이 높은 게이트 절연막을 사용하여 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 값을 증가시킬 수 있다. 게이트 절연막의 특성을 변화시킬 경우 화소 영역에서의 특성도 변화되기 때문에 쉽게 적용하기는 어렵다. 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310) 간에 중첩된 영역을 확장하는 것이 바람직하다. 데이터 팬아웃 라인(320)은 넓은 선폭을 갖는 데이터 팬아웃 확장부(321)를 갖고, 데이터 패드 라인(310)은 넓은 선폭을 갖는 데이터 패드 확장부(311)를 각각 갖는다. 데이터 팬아웃 확장부(321)와 데이터 패드 확장부(311)는 서로 마주보면 중첩한다. 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)의 중첩영역이 확장되어 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 크기를 증가시킬 수 있다. 팬아웃 캐패시터는 후 공정에서 브릿지 전극을 형성하면 캐패시터로서의 특성을 상실하기 때문에 데이터 구동 집적 회로의 동작에도 영향을 미치지 않는다.

데이터 팬아웃 확장부(321)와 데이터 패드 확장부(311)는 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)이 중첩하는 위치 어디에나 위치할 수 있으나, 가장 바람직하게는 데이터 패드 라인(310) 또는 데이터 팬아웃 라인(320)의 단부에 위치시키는 것이 좋다.

데이터 패드 라인(310)은 게이트 라인(200)과 같은 공정으로 형성될 수 있으며, 통상 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속으로 만들어질 수 있다. 또는, 게이트 배선()은, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 한편, 게이트 라인(200)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.

데이터 팬아웃 라인(320)은 데이터 라인(300)과 함께 형성할 수 있으며, 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하고, 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(또는 몰리브덴 합금) 하부막과 알루미늄 (또는 알루미늄 합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (또는 몰리브덴 합금) 하부막과 알루미늄 (또는 알루미늄 합금) 중간막과 몰리브덴 (또는 몰리브덴 합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 한편, 이 데이터 라인(300)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

도 6은 도 5의 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)의 중첩 영역을 B-B’절취선을 따라 자른 단면도이다. 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)은 서로 게이트 절연막(150)을 사이에 두고 마주보고 있다. 데이터 패드 라인(310)을 보호하는 게이트 절연막(150)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 만들어질 수 있다. 게이트 절연막(150)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층들을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 데이터 패드 라인(310)의 일측 단부에는 외부의 회로 소자 또는 구동 집속 회로 등과 접촉할 수 있도록 게이트 절연막(150)의 일부 영역이 제거되어있는 패드부(미도시)가 형성되어 있다.

데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320)의 중첩 영역을 넓게하기 위해서는 중첩 확장부 뿐 아니라, 데이터 패드 라인(310)의 지그재그 패턴부에서도 데이터 팬아웃 라인(320)이 중첩될 수 있다. 데이터 팬아웃 라인(320)이 데이터 패드 라인(310)을 따라서 패드부 방향으로 연장된다. 다만, 실런트(미도시)가 도전성을 지니는 경우엔, 데이터 팬아웃 라인(320)이 실런트 하부에 위치면 인접한 데이터 팬아웃 라인(320)간의 신호 간섭 문제가 발생할 수 있다. 또한 데이터 팬아웃 라인(320)과 실런트(600) 간에 형성된 캐패시터에 의해서 데이터 라인(300)의 부하가 증가될 수 있다. 데이터 팬아웃 라인(320)이 팬아웃부(400)에서 실런트와 중첩되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 데이터 패드 라인(310)의 단락이나 단선 등에 의해서 변동되는 팬아웃 캐패시터의 영향에 의한 출력 전압이 변동되고 이 변동 값을 판단하여 데이터 패드 라인(310)의 불량 여부를 알 수 있다.

도 7은 도 6의 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)의 OS 검사 등가회로도이다. OS 검사회로(700)는 화소영역(500)의 데이터 라인(300)의 일측에 위치한 OS 검사단자와 스위치(710)를 통해서 연결된다. OS 검사회로(700)에서 특정 주파수의 교류 검사신호를 데이터 라인(300)에 인가한다. 데이터 라인(300)과 연결된 출력 노드(T_N)에서는 데이터 라인(300)의 저항(Rd)과 기생 캐패시터(C1, C2) 및 데이터 패드 라인(310)과 데이터 팬아웃 라인(320) 간에 형성된 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 등가회로에 의해 검사신호의 전압 및 위상 지연이 발생한 출력신호가 검출된다.

팬아웃 캐패시터(C_FO)의 일측 단자는 데이터 라인(300)에 해당되고, 다른 일측 단자는 데이터 패드 라인(310)에 해당된다. 측정회로를 구성하기 위해서는 데이터 패드 라인(310)의 다른 일측 즉 단자부가 형성된 부분은 직류 전위를 유지하도록 하여야 한다. 통상적으로는 직류 전위로 접지 전위를 유지하는 것이 별도의 전원 장치를 사용하지 않기 때문에 가장 바람직하다.

OS 검사 단계에서는 데이터 팬아웃 라인(320)과 팬아웃 영역의 데이터 패드 라인(310) 사이에 IZO 브릿지 전극이 형성되기 전단계이므로 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 포함하는 폐회로의 구성이 가능하다.

도 7에 도시된 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)의 중첩 확장부에 의해 형성된 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 크기가 사전에 설정된 값의 범위를 벗어나는 경우 출력전압의 상승 또는 강하를 검출하여 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)의 불량을 판단할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 OS검사회로의 출력파형의 파형도이다. 도 7의 검사회로(700)에서 검사신호로 400KHz, 100V의 교류파를 사용하면, 배선 저항(Rd)과 기생 캐패시터 및 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 영향에 의해서 55V의 출력전압이 출력 노드(T_N)에서 검출된다. 출력된 파형의 전압을 검출하는 것으로 데이터 패드 라인의 불량 여부를 판단할 수 있다.

도 8의 B 구간은 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)이 모두 정상적으로 형성되어 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 설정 용량이 정상범위 50pF일 때의 출력 파형을 나타낸다. 본 발명에서는 50pF을 정상 범위의 기준점으로 설계하였으나, 패널의 크기와 팬아웃부의 길이, 라인의 저항 값, 게이트 절연막의 유전율 등의 특성 등에 따라서 값의 차이가 발생하기 때문에 패널의 특성에 따라서 팬아웃 캐패시터는 차이가 있다. 검사신호 100V의 교류파는 출력단에서 55V의 전압으로 검출된다.

도 8의 A구간은 팬아웃부(400)의 데이터 패드 라인(310)에서 발생한 단선으로 인해서 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 일측은 그라운드 전위를 유지할 수 없고 팬아웃 캐패시터(C_FO)는 플로팅 상태가 된다. 플로팅 상태에서는 검사 신호에 의한 팬아웃 캐패시터(C_FO)의 충방전이 되지 않아 출력전압은 팬아웃 캐패시터를 연결하지 않을 때와 같고 정상 동작 상태 보다 더 높은 전압이 출력된다. 출력전압은 정상 출력전압보다 높은 60V가 검출된다.

도 8의 C구간은 데이터 패드 라인(310)이 인접한 데이터 패드 라인(310)과 단락되어 팬아웃 캐패시터(C_FO)가 정상 설정 용량 50pF을 증가한 값으로 형성된 경우의 출력신호 파형을 나타낸다. 팬아웃 캐패시터(C_FO)가 증가되어 출력 파형의 최대 전압이 정상 동작 상태 55V 보다 하락한 45V로 검출된다.

도 8의 설명에서는 신호전압의 출력을 검출하여 출력되는 전압의 크기에 따라 팬아웃 영역(400)에서의 데이터 패드 라인(310)의 불량을 검출하는 방법을 예로 들었다. 다만, 이것은 전압 검출을 이용한 한 예로서 이외에도 펄스폭이 넓은 펄스를 입력하여 펄스의 상승 시간(Rt)을 검출하거나, 검사 신호의 주파수를 변동시키면서 회로의 주파수 특성을 검사하는 방법 등을 활용할 수도 있다. 캐패시터의 용량을 검출하는 다양한 검사 회로 및 판단 방법을 통해서 이격된 상태의 배선의 이상 여부를 판단할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 팬아웃부(400)의 구조를 나타낸 평면도이다.

실런트(600)은 하부 기판과 상부 기판을 결합하고 고정하는 역할을 한다. 실런트(600)는 화소영역(500)의 둘레를 따라 형성되어 있으며, 도전성을 가지는 도전 볼(미도시)를 포함할 수도 있다. 도전성 실런트를 사용하면 유도되는 정전기 등을 접지 전위로 빠르게 방출하여 주는 효과를 갖는다.

도 9에 도시된 바와 같이 데이터 팬아웃 확장부(321)와 데이터 패드 확장부(311)의 중첩 영역은 화소영역(500)과 하부 기판과 상부 기판을 합착하는 실런트(600)의 사이 영역에 위치한다. 특히 실런트(600)가 도전성을 가지는 경우에는 데이터 팬아웃 라인(320)과 실런트의 단락이나 기생 캐패시터 증가를 막기 위하여 데이터 팬아웃 라인(320)이 실런트(600)와 중첩되지 않도록 하는 것이 좋다.

팬아웃부(400)의 화소 영역(500)에 근접하여 형성된 브릿지 전극(340)은 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)을 전기적으로 연결한다. 도 9를 참조하면 브릿지 전극은 데이터 절연막과 보호막을 제거하고 데이터 팬아웃 확장부(321)과 데이터 패드 확장부(311)의 영역을 전기적으로 연결하고 있다. 데이터 패드 확장부(311)가 데이터 팬아웃 확장부(321)보다 하층에 위치하기 때문에 데이터 패드 확장부(311)의 면적을 더 넓게 형성하는 것을 통해 확장부 중첩 영역과 브릿지 전극 형성부를 동시에 확보할 수 있다.

도 10은 도 9 평면도의 C-C’를 따라 절단된 면의 단면도이다. 데이터 패드 라인(310), 게이트 절연막(150), 게이트 절연막(150) 상에 형성된 데이터 팬아웃 라인(320), 데이터 팬아웃 라인(320)을 보호하는 보호막(160)이 형성된 하부 기판(100)과 상부 기판(110) 및 기판들을 합착하는 실런트(600)가 위치한다.

실런트(600)는 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 도전 볼(610)을 포함할 수도 있다. 도전 볼(610)은 유기물 등이 도전 볼(610) 매개 물질 안에 분산될 수 있다. 도전 볼(610)은 대체로 구 형태의 탄성체일 수 있고, 도전성을 가지는 금(Au), 은(Ag) 등의 금속물질로 코팅될 수도 있다. 도전 볼(610)의 크기는 하부 기판 및 상부 기판 상이의 간격 즉 셀갭보다 크거나 같을 수 있다. 도전 볼(610)의 크기가 셀 갭보다 클 경우 도전 볼(610)은 탄성을 가지고 있어서 하부 기판(100) 및 상부 기판(110)이 가압에 의해 합착되면 도전 볼도 셀 갭만큼의 높이로 압축된다. 도전성 실런트(600)를 사용하면 데이터 팬아웃 라인(320)이 실런트(600)에 의해서 단락이 발생할 가능성이 있다. 팬아웃 캐패시터를 형성하는 중첩영역을 위해서 데이터 팬아웃 라인(320)이 연장되더라도 가능하면 실런트의 하부 영역까지 연장되지 않는 것이 바람직하다. 실런트 도포 공정의 공정 편차 등을 고려하면 이격은 최소 100um의 간격을 갖는 것이 바람직하다.

도 11은 도9의 D-D’ 절단선을 따라 자른 단면도이다.

하부 기판(100)에는 데이터 패드 라인(310), 게이트 절연막(150), 데이터 팬아웃 라인(320), 보호막(160) 및 브릿지 전극(340)이 형성된다. 브릿지 전극(340)은 보호막(160)이 형성된 후에 절연막과 보호막의 일부를 식각으로 제거한 후 도전성 전극을 형성한 것이다. 브릿지 전극(340)은 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)이 서로 도전되도록 전도성이 높은 재료를 이용하여 형성된다. 브릿지 전극(340)은 화소전극과 동일한 공정을 통해서 형성되기 때문에 투명한 금속 산화물막이 사용된다. 투명 금속 산화물로서 ITO, IZO, AZO, GZO, GIZO 중 적어도 하나의 도전성 전극 재료를 포함하여 브릿지 전극을 형성하는 것이 바람직하다.

도 11에서는 데이터 팬아웃 라인(320)과 데이터 패드 라인(310)이 중첩된 중첩 확장부와 인접한 위치에 브릿지 전극(340)을 형성한 것을 도시하고 있으나, 반드시 중첩 확장부와 인접하게 브릿지 전극(340)을 형성할 필요는 없다. 중첩 확장부와 브릿지 전극은 서로 이격되어 형성될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

하부 기판 100 게이트 절연막 150
보호막 160 게이트 라인 200
데이터 라인 300 데이터 패드 라인 310
데이터 패드 확장부 311 데이터 팬아웃 라인 320
데이터 팬아웃 확장부 321 브릿지 전극 340
팬아웃부 400 화소영역 500
실런트 600 도전 볼 610
검사회로 700 검사 스위치 710

Claims (20)

1. 화소를 포함하는 화소영역과 상기 화소영역 주변에 위치한 팬아웃부를 갖는 제 1기판;
   상기 제 1기판 상에 배치된 복수의 게이트 라인;
   상기 제 1기판 상에 배치되어 상기 복수의 게이트 라인과 교차하는 복수의 데이터 라인;
   상기 데이터 라인에서 연장되어 상기 팬아웃부에 배치되는 데이터 팬아웃 라인;
   상기 팬아웃부에 배치되고 구동 집적 회로와 전기적으로 연결되는 데이터 패드 라인;
   상기 제 1기판과 대향하는 제 2기판; 및
   상기 제 1기판과 상기 제 2기판을 합착하는 실런트를 포함하고,
   상기 데이터 팬아웃 라인과 상기 데이터 패드 라인 각각이 지그재그 패턴 구조를 포함하며,
   상기 데이터 팬아웃 라인의 지그재그 패턴 구조는 화소 영역과 실런트 사이에서 상기 데이터 패드 라인의 지그재그 패턴 구조와 중첩하는 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 데이터 팬아웃 라인과 상기 데이터 패드 라인을 이격하여 캐패시터를 형성하도록 제 1 절연막을 더 포함하는 표시 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 데이터 팬아웃 라인과 상기 데이터 패드 라인은 서로 다른 도전성 재료를 포함하는 표시 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 데이터 패드 라인은 알루미늄, 은, 구리, 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 또는 이의 합금 중 어느 하나 이상의 도전성 재료를 포함하는 표시 장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 데이터 팬아웃 라인은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 또는 티타늄 중 어느 하나 이상의 도전성 재료를 포함하는 표시 장치.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1절연막은 게이트 절연막과 동시에 형성되는 표시 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 데이터 패드 라인은 상기 게이트 라인과 동일한 도전성 재료를 포함하는 표시 장치.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 데이터 패드 라인은 상기 게이트 라인과 동시에 패터닝되는 표시 장치.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 2항에 있어서,
    상기 데이터 팬아웃 라인은 넓은 선폭을 갖는 데이터 팬아웃 확장부 갖고, 상기 데이터 패드 라인은 넓은 선폭을 갖는 데이터 패드 확장부를 갖고, 상기 데이터 팬아웃 확장부는 상기 데이터 패드 확장부와 중첩하는 표시 장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 데이터 패드 확장부는 상기 데이터 팬아웃 확장부보다 더 넓은 선폭을 갖는 표시 장치.
13. 제 11항에 있어서,
    상기 데이터 팬아웃 라인과 상기 데이터 패드 라인을 도전시키는 브릿지 전극을 더 포함하는 표시 장치.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 브릿지 전극이 데이터 패드 확장부와 데이터 팬아웃 확장부에 위치하는 표시 장치.
15. 제 13항에 있어서,
    상기 브릿지 전극은 ITO, AZO, GZO, IZO, GIZO 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 재료를 포함하는 표시 장치.
16. 제 2항에 있어서,
    상기 실런트가 도전성을 갖는 표시 장치.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 실런트는 도전 볼을 포함하는 표시 장치.
18. 제 16항에 있어서,
    상기 데이터 패드 라인은 상기 실런트로 밀봉되지 않은 영역에서 상기 구동 집적 회로와 전기적으로 접속되는 표시 장치.
19. 화소를 포함하는 화소영역과 상기 화소영역 주변에 위치한 팬아웃부를 갖는 제 1기판;
    상기 제 1기판 상에 배치되고 구동 회로와 전기적으로 연결되며 일부가 상기 팬아웃부에 배치되어진 패드 라인;
    상기 패드 라인상에 배치된 절연막;
    트랜지스터의 게이트 전극 또는 소스 전극에 연결되도록 구성되며, 게이트 라인 또는 데이터 라인인 도전 라인; 및
    상기 도전 라인으로부터 확장되어 상기 팬아웃부에 배치되어 지고, 상기 패드 라인의 일부와 적어도 부분적으로 마주보도록 구성된 팬아웃 라인;을 포함하고,
    상기 팬아웃 라인과 상기 패드 라인 각각이 지그재그 패턴 구조를 포함하며,
    상기 팬아웃 라인의 지그재그 패턴 구조는 상기 패드 라인의 지그재그 패턴 구조와 중첩하는 표시 장치.
20. 제 19항에 있어서,
    상기 팬아웃 라인과 전기적으로 연결되도록 구성된 브릿지 전극을 더 포함하며;
    상기 패드 라인의 일부는 패드 확장부를 포함하고,
    상기 팬아웃 라인은 상기 브릿지 전극의 형성에 앞서 캐패시터를 형성하도록 상기 패드 확장부에 대면하는 팬아웃 확장부를 포함하는 표시 장치.

Images