KR100502792B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 활성 영역의 화소 영역과 동일한 형태의 측정용 패턴인 TEG(test element group)가 표시 영역에 인접한 부분에 형성되어 있다. 즉, 다수의 화소 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 액정 용량 및 유지 용량이 동일하게 TEG에도 형성되어 있다. 그러므로 TEG 검사를 통하여 공정 변동 사항 및 제품의 특성 변화를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 제품에 대한 양호/불량 및 특성을 판단하기 위한 TEG가 형성되어 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
각종 정보를 표시하기 위한 표시 소자 중에서 액정 표시 장치는 실제 이미지를 표시하는 화소 전극에 의해 동영상 데이터를 표현하고 있으며, 각각의 화소 영역에는 그 크기에 적당한 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 하나 이상 형성되어 있으며, 이 박막 트랜지스터는 스위칭 소자로서 화소 전극에 인가되는 데이터 신호의 온(ON)/오프(OFF)를 제어하는 역할을 한다.
박막 트랜지스터를 사용하는 액정 표시 장치의 적용에 따라 화소 영역의 크기가 결정되면 각각의 화소 영역에 맞는 박막 트랜지스터의 크기가 결정된다.
이러한 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 제조 공정 중에 검사(test) 공정이 필수적이다.
검사 공정이란 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 대상으로, 생산되는 제품의 전기적 특성 및 전기 광학적 특성을 평가하여 양품 또는 불량품인지를 선별하는 작업으로 정확한 판정으로 생산비용을 절감하고 추구하는데 목적을 두고 있다.
검사 공정에는 액정 기판에 형성되어 있는 다수의 배선(게이트선, 데이터선 등)이 단선(open)되었는지 단락(short)되었는지를 검사하는 단계와 다수의 게이트선과 데이터선에 의해 정의되는 다수의 화소 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 또는 축전기(capacitor) 등 액정 패널의 특성을 측정하는 단계 등이 있다.
여기서 액정 패널의 특징을 측정하는 방법으로는 TEG 측정 방법을 이용하는 것이 일반적이다.
TEG 측정이란 TFT 기판에 형성되어 있는 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 드레인 전극은 게이트선과 데이터선으로 연결되어 있으나, 나머지 전극인 소스 전극은 화소 영역에 형성되어 있는 화소 전극과 연결되어 있으므로, 구조상 플로팅(floating)되어 있는 상태이다. 따라서, 표시 영역(활성 영역)의 내부에서의 박막 트랜지스터의 특성 및 화소 전극에서 형성되는 용량(capacitor) 특성을 측정하기가 용이하지 않다. 그러므로 활성 영역의 외부에 활성 영역 동일하게 측정용 패턴(TEG)을 형성하여 소자의 특성 및 저항 커패시터 등을 측정하는 것으로, 이러한 TEG 측정을 통하여 공정 변동 사항 및 제품의 특성 변화를 간접적으로 알 수 있게 하고 있다.
일반적인 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판으로 구성되며, 박막 트랜지스터 기판에는 다수의 게이트선과 데이터선이 서로 교차하고 있으며, 이들의 교차로 정의되는 부분은 화소 영역이라 하며 각각 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있다. 또한 다수의 화소 영역의 집합을 화면으로 표시되는 활성 영역이라 한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치 및 그 내부에 형성되어 있는 TEG의 위치를 설명한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도이며, 도 2 및 도 3은 도 1의 액정 표시 장치에서 측정용 패턴의 위치를 도시한 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치는 컬러 필터 기판(2)과 박막 트랜지스터 기판(2)으로 구성되며, 두 기판(1, 2)의 중앙부는 화면으로 표시되는 활성 영역(A)이다.
이러한 두 기판(1, 2) 사이에는 액정 물질(3)이 주입되어 있으며, 액정 물질(3)은 봉인재(4)에 의해 봉입되어 있으며, 봉인재(4)는 두 기판(1, 2)을 평해하게 지지하고 있다.
여기서, 박막 트랜지스터 기판(1)은 컬러 필터 기판(2) 보다 크므로 박막 트랜지스터 기판(1)의 일부는 외부에 노출되어 있으며, 측정용 패턴인 TEG(5)는 박막 트랜지스터 기판(1)의 가장자리 일부에 형성되어 있다
그러나, 이러한 종래의 액정 표시 장치에서 TEG는 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판의 사이 액정 물질이 채워진 부분에 형성되어 있지 않으므로 표시 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터의 특성과 다른 특성을 가진다. 즉 화소 영역에서 형성되는 액정 용량이나 기생 용량이 측정용 패턴인 TEG에서는 형성되지 않는다. 그러므로 액정 용량이나 기생 용량으로 인하여 발생하는 오차는 TEG에서는 측정할 수 없으므로, 이로 인하여 발생하는 오차는 보정할 수 없는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시 장치의 TEG을 통하여 공정 변동 사항 및 제품의 특성 변화를 보다 정확하게 측정하는 데 있다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 측정용 패턴인 TEG는 표시 영역에 이웃하는 부분에 형성되어 있다. 즉 액정 물질이 채워진 두 기판 사이의 한 기판에 형성되어 있다.
따라서, TEG는 화소 영역과 동일한 환경으로 형성되어 있으므로 TEG도 화소 영역의 특성과 동일한 특성이 측정된다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도이며, 도 5 및 도 6은 도 4의 액정 표시 장치에서 TEG의 위치를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 종래의 구조와 동일하게 컬러 필터 기판(20)과 박막 트랜지스터 기판(10)이 평행하게 위치하며, 두 기판(10, 20)의 가장자리에는 두 기판(10, 20)을 평행하게 지지하며 액정 물질(30)을 봉입하고 있는 봉인재(40)가 형성되어 있다.
종래와 다르게 측정용 패턴인 TEG(50)는 컬러 필터 기판(20)과 박막 트랜지스터 기판(10) 사이에 형성되어 있다. 더욱 상세하게는, 표시 영역(A)과 봉인재(40) 사이의 박막 트랜지스터 기판(10)에 형성되어 있다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 7은 TEG를 포함하는 액정 표시 장치의 구조를 더욱 상세하게 도시한 회로도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 표시 영역(A)에는 다수의 게이트선(11)과 다수의 데이터선(12)이 가로 방향과 세로 방향으로 각각 형성되어 있으며, 이들이 서로 교차하면서 행렬 형태로 화소 영역(P)의 행렬을 정의하고 있다. 각각의 화소 영역(P)에는 스위칭 소자이며, 게이트 단자는 게이트선(11)과, 드레인 단자는 데이터선(12)과, 그리고 소스 단자는 액정 용량(CLC)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 여기서, 액정 용량(CLC)의 타측 단자는 컬러 필터 기판(20)(도 5 참조)에 형성되어 있는 공통 전극(도시하지 않음)이다. 그리고 각각의 화소 영역(P)에는 일측 단자가 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 단자와 연결되어 있고 타측 단자는 유지 용량용 배선(도시하지 않음)과 연결되어 있는 유지 용량(CST)이 형성되어 있다.
그리고, 각각의 게이트선(11) 및 데이터선(12)의 일측 단자는 활성 영역(A)의 밖에 실장되어 있는 게이트 구동 집적 회로(13) 및 데이터 구동 집적 회로(14)와 각각 연결되어 있다. 여기서, 게이트 구동 집적 회로(13) 및 데이터 구동 집적 회로(14)는 박막 트랜지스터 기판(10)의 상부에 직접 실장할 수도 있으며, 실장용 패키지(TCP : tape carrier package)에 실장할 수도 있다.
또한, 활성 영역(A)의 외부 중 모서리 네 부분에 측정용 패턴인 TEG(50)가 형성되어 있다. 여기서, 각각의 TEG(50)은 활성 영역(P)과 동일한 형태로 형성되어 있다. 즉, TEG(50)에는 게이트 단자는 게이트선(11)과, 드레인 단자는 데이터선(12)과, 그리고 소스 단자는 액정 용량(CLC)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있으며, 일측 단자가 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 단자와 연결되어 있고 타측 단자는 유지 전극(도시하지 않음)과 연결되어 있는 유지 용량(CST)이 형성되어 있다. 또한, 각각의 TEG(50)에 인접한 부분에는 외부로부터 별도의 신호를 인가하기 위해 TEG용 패드(51, 52)가 활성 영역(A)의 외부에 형성되어 있다. 여기서, TEG용 패드(51)는 TFT의 게이트 단자에 주사 신호를 인가하기 위해 게이트선(11)과 연결되어 있으며, TEG용 패드(52)는 TFT에 데이터 신호를 인가하기 위해 데이터선(12)과 연결되어 있다.
여기서, TEG용 패드(51, 52)는 외부에서 별도의 신호를 인가하기 위해 컬러 필터 기판(20)에 의해 노출되는 박막 트랜지스터(10)에 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 TEG(50)는 추가되는 공정 또는 마스크(mask)없이 활성 영역(A)의 화소 영역(P)의 박막 트랜지스터(TFT), 액정 용량(CLC) 및 유지 용량(CST)과 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 또한 TEG용 패드(51, 52)를 이용하여 외부에서 신호를 별도로 입력하여 화소 영역(P)의 박막 트랜지스터(TFT)의 실질적인 특성을 측정할 수 있을 뿐 아니라, TEG용 패드(51, 52)에 인가하는 신호를 다양하게 변화시켜 표시 장치의 불량 분석도 가능하다. 또한 TEG(50)은 활성 영역(A)의 모서리 4 부분에 형성할 수 있으므로 각각을 필요에 따라 다양한 형태로 형성할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 표시 영역의 화소 영역과 동일한 형태의 측정용 패턴인 TEG을 형성함으로써 오차 없이 공정 변동 사항 및 제품의 특성 변화를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도이며,
도 2 및 도 3은 도 1의 액정 표시 장치에서 측정용 패턴(TEG : test element group)의 위치를 도시한 단면도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도이며,
도 5 및 도 6은 도 4의 액정 표시 장치에서 TEG의 위치를 도시한 단면도이고,
도 7은 TEG를 포함하는 액정 표시 장치의 구조를 더욱 상세하게 도시한 회로도이다.

Claims (9)

  1. 중앙부에 다수의 화소 영역의 집합으로 이루어진 활성 영역을 포함하고 있으며, 서로 평행하게 마주하는 제1 기판 및 제2 기판,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 주입되어 있는 액정 물질,
    상기 제1 기판과 제2 기판의 평행하게 지지하며, 상기 액정 물질을 봉입하도록 상기 활성 영역의 둘레에 형성되어 있는 봉인재,
    상기 화소 영역과 동일한 패턴으로 형성되어 있으며, 상기 봉인재와 상기 활성 영역 사이에 형성되어 있는 측정용 패턴(TEG)을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 화면으로 표시되는 활성 영역에서 서로 교차하여 행렬 형태의 화소 영역을 정의하는 다수의 게이트선과 데이터선,
    각각의 상기 화소 영역에 형성되어 있으며, 상기 게이트선에 인가되는 주사 신호를 통하여 상기 데이터선으로 인가되는 데이터 신호를 온/오프하는 박막 트랜지스터,
    상기 화소 영역에 형성되어 있으며, 일측 단자는 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 액정 용량,
    상기 활성 영역의 둘레에 형성되어 있는 봉인재,
    상기 활성 영역과 상기 봉인재 사이에 형성되어 있으며, 측정용 박막 트랜지스터, 측정용 액정 용량으로 이루어진 측정용 패턴(TEG)을 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 게이트선에 상기 주사 신호를 인가하기 위해 상기 게이트선과 출력단이 연결되어 있는 게이트 구동 집적 회로를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 데이터선에 상기 데이터 신호를 인가하기 위해 상기 데이터선과 출력단이 연결되어 있는 데이터 구동 집적 회로를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 측정용 패턴의 단자는 상기 게이트 구동 집적 회로 및 데이터 구동 집적 회로와 연결되어 있는 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 측정용 박막 트랜지스터의 게이트 단자, 드레인 단자 및 소오스 단자는 상기 봉인재로 정의되는 영역밖에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 측정용 박막 트랜지스터의 상기 게이트 단자는 상기 게이트선과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 측정용 박막 트랜지스터의 상기 소오스 단자는 상기 데이터선과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  9. 제2항에서,
    상기 화소 영역에 형성되어 있으며, 일측 단자는 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있고 타측 단자는 유지 전극과 연결되어 있는 유지 용량을 더 포함하는 액정 표시 장치.
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