JP4537983B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関するもので、詳しくは、液晶パネル内に異物が残留しているとき、この異物による視感低下を最小化するようにリペアされた液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

最近、情報化社会が発展するにつれて、表示装置に対する要求も多様な形態で増大している。さらに、このような要求に応じて、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの多様な平板表示装置が研究されつつあり、その一部は、既に多様な装置において表示装置として活用されている。

上記の平板表示装置のうち、現在、優れた画質、軽量、薄型、低消費電力などの特徴及び長所により、移動型画像表示装置の用途として、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の代わりにＬＣＤが最も多く用いられている。さらに、ＬＣＤは、ノートブックコンピュータのモニタなどの移動型の用途以外に、放送信号を受信してディスプレイするテレビ及びコンピュータのモニタ用としても開発されている。

上記の液晶表示装置は、一般的な画面表示装置として多様な装置に用いられるために、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を維持しながら、高精細度、高輝度、大面積などの高品位画像を実現しなければならない。

以下、従来の液晶表示装置に対し、図面に基づいて説明する。

図１は、一般的な液晶表示装置を示した分解斜視図である。

液晶表示装置は、図１に示すように、所定の空間を有して合着された第１基板１及び第２基板２と、これら第１基板１と第２基板２との間に注入された液晶層３とから構成される。

より具体的に説明すると、第１基板１には、画素領域Ｐを定義するために所定の間隔を有して一方向に配列される複数個のゲートライン４と、ゲートライン４に垂直な方向に所定の間隔を有して配列される複数個のデータライン５とが含まれる。また、各画素領域Ｐには画素電極６が形成され、ゲートライン４とデータライン５との交差部には、ゲートライン４に印加される信号によってデータライン５のデータ信号を各画素電極６に印加する薄膜トランジスタＴが形成される。

また、第２基板２には、画素領域Ｐを除いた部分の光を遮断するためのブラックマトリックス層７が形成され、各画素領域に対応する部分には、色相を表現するためのＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタ層８が形成され、カラーフィルタ層８上には、画像を生成するための共通電極９が形成される。

上記のような液晶表示装置においては、画素電極６と共通電極９との間の電界によって第１基板１及び第２基板２の間に形成された液晶層３の液晶が配向されるが、この液晶層３の配向程度によって、液晶層３を透過する光量を調節することで画像を表示できる。

かかる液晶表示装置をＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置という。このＴＮモード液晶表示装置の他に、水平電界を用いた横電界（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＩＰＳ）モード液晶表示装置が開発された。横電界（ＩＰＳ）モード液晶表示装置においては、第１基板の画素領域に画素電極及び共通電極が所定距離だけ離隔して平行に形成されることで、画素電極と共通電極との間に横電界（水平電界）が発生し、横電界によって液晶層が配向される。

以下、一般的な液晶表示装置において見られる輝点の要因について、以下に説明する。

図２は、一般的な液晶表示装置において、異物が発生した場合を示した平面図であり、図３は、図２の断面図である。

図２及び図３に示すように、ＴＮモードで実現される液晶表示装置は、図１に基づいて説明したように、互いに対向した第１基板１及び第２基板２と、第１基板１の画素領域ごとに形成された画素電極６と、第２基板２の全面に形成された共通電極９とを含んで構成される。また、第２基板２上の非画素領域にはブラックマトリックス層７が対応し、画素領域にはカラーフィルタ層８が対応して形成される。

上記のように形成されたＴＮモードの液晶表示装置において、画素電極６上部の所定部位に伝導性の異物２１が残留している場合、この異物２１が第２基板２の共通電極９と接するようになり、これにより、異物２１に接した第１基板１上の画素電極６及び第２基板２上の共通電極９が互いに導通される。このような異物２１は、金属や透明電極をエッチングする工程後にチャンバー内に残っている残留物として、洗浄後にも除去されず、第１基板１または第２基板２上に残っている粒子である。特に、この異物２１が画素電極６の形成部位に残る場合、その上下部にある共通電極９及び画素電極６を導通させ、伝導性の異物２１が残った部位に該当する画素電極６及び共通電極９は、常にショット状態になるという問題点があった。

この場合、一般的にノーマリーホワイトモードで駆動されるＴＮモードの液晶表示装置においては、画素電極６に電圧が印加されるか否かに関係なく、画素電極６の該当部位が常にホワイト状態を示しており、特に、電圧が印加されるブラック状態の条件では、輝点として観察される。その他に、電気的な短絡や断線によっても輝点が発生する。

一方、異物２１が伝導性でないか、あるいは、液晶表示装置がＴＮモードでない場合も、第１基板１及び第２基板２が対向するそれぞれの最上部層に配向膜を形成し、これをラビングするとき、異物２１が残った部位では、他の部位とは異なって配向処理が円滑に行われず、この部位が光漏れ不良として観察される。液晶表示装置においては、不均一な配向領域によって光漏れが発生し、この光漏れは、液晶３の光透過率を妨害することにより輝点の要因となる。

一般的に、高いグレー（ホワイト状態）を実現する場合、光漏れによって一領域が暗く見える部分を暗点といい、低いグレー（ブラック状態）を実現する場合、光漏れによって一領域が明るく見える部分を輝点という。このとき、人の目は、明るい状態での暗点よりも相対的に暗い状態での輝点に敏感に反応するので、液晶パネルの不良可否を判定するとき、暗点よりも輝点の不良に一層厳しい基準を与えている。よって、輝点の発生によるパネルの不良率を最小化するための方法を提供することが必要である。

従来の液晶表示装置において、第１基板１及び第２基板２の各薄膜に不良が発生すると、リワーク工程により再び該当の薄膜の蒸着工程を行うか、または、レーザーなどを用いて該当の部位をリペアする工程を行う。

しかしながら、上述したリワーク工程またはリペア工程を行うときも、図２及び図３に示すように、前記第１基板１及び第２基板２の間に異物２１が残ってしまうが、異物２１が残った状態で第１基板１及び第２基板２が合着されると、リワークが不可能になり、リペアも容易でなくなる。例えば、回路上の短絡や断線であっても、レーザーを用いてリペアするときに、リペアに失敗する場合が多くなる。

上記のような従来の液晶表示装置及びこのリペア方法においては、液晶パネル内部の上下部基板の間に異物が残留している場合には、モードによって程度に差はあるが、異物によって輝点の不良が発生する。液晶パネルの製造時、上下部基板を合着する前の各基板のアレイ工程で異物が薄膜上に残った場合には、該当の薄膜を再び蒸着するリワーク工程を行うか、あるいは、該当の部位をリペアするなどして異物を容易に除去できる。しかし、これら工程を通しても異物が除去されないか、あるいは、蒸着後、洗浄工程などで発生した異物を残したまま、液晶パネルの上下部基板が合着された場合、これによって発生する輝点の不良に対する解決策が全くないのが実情である。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、液晶パネル内に異物が残留しているときにも、これによる視感低下を最小化するようにリペアできる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示装置は、互いに対応する部位に複数個の画素領域が形成され、互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間に形成された液晶層と、前記第１基板及び前記第２基板の間に残留する異物に対応して、表示面の反対側である第２基板の背面側に形成されたマイクロホールと、前記マイクロホールの内部に形成され、前記異物により生成される輝点の光強度に応じた光学密度値を有することで前記起点をブロッキングする光遮断物質層とを含み、前記光遮断物質層は、輝点の発生部位を検査した際に測定された前記輝点の光強度に応じた光学密度値を有するものが適用されることを特徴とする。

前記光遮断物質層は、０．０１〜１０．０の光学密度値を有する。

前記光遮断物質層は、顔料物質からなる。

前記マイクロホールは、前記異物が残留する所定の画素領域に応じた大きさで形成される。

前記マイクロホールは、前記異物の発生部位に応じて前記画素領域の一部分の大きさで形成される。

前記第１基板の上面及び前記第２基板の背面に形成された偏光板をさらに含む。

前記偏光板は、前記第２基板の背面に形成された偏光板を貫通する。
前記マイクロホールの内部における前記光遮断物質層の下に透明物質層がさらに形成される。
前記マイクロホールの深さは、前記第２基板の厚さの半分程度である。
前記第２基板の厚さは、０．５〜０．７ｍｍであり、前記マイクロホールの深さは、０．０５〜０．２ｍｍである。

また、上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、互いに対向する部位に複数個の画素領域が定義された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間に充填された液晶層とを含む液晶パネルを準備する段階と、前記液晶パネルの異物が発生した画素領域と、前記異物により生成される輝点の光強度を検出し、前記輝点の光強度を測定する段階と、前記測定された光強度によって異なる光学密度値を有する光遮断物質層を準備する段階と、前記輝点の発生部位に対応して、表示面の反対側である第２基板の背面側にマイクロホールを形成する段階と、前記マイクロホール内に、前記輝点の前記光強度に応じた光学密度値を有し、前記輝点をブロッキングする光遮断物質層を充填する段階と、前記光遮断物質層を硬化する段階とを含んで構成されることを特徴とする。

また、前記液晶パネルを準備する段階は、前記第１基板の上面及び前記第２基板の背面に第１偏光板及び第２偏光板がそれぞれ付着された液晶パネルを準備し、前記マイクロホールを形成する段階は、前記輝点の発生部位に対応して、前記第２基板に付着された前記第２偏光板を含む背面側から所定厚さのマイクロホールを形成する。

前記マイクロホールを形成する段階は、マイクロドリル、ミリングマシン、超音波機器及びレーザーのうちいずれか１つの機器を用いて、前記第２基板を所定厚さだけ除去して前記マイクロホールを形成する。

前記光遮断物質層を充填する段階は、前記マイクロホールの入口表面を覆うように前記光遮断物質層を残した後、前記マイクロホールの周辺部を含む前記基板の背面に真空キャップを被せることにより、前記光遮断物質層の外部と前記マイクロホールの内部との気圧差を利用して、前記光遮断物質層を前記マイクロホール内に充填する。

前記光遮断物質層は、光硬化性の顔料物質からなる。この場合、前記光遮断物質層を充填する段階の後に、前記顔料物質を硬化させる段階をさらに含む。前記顔料物質を硬化させる段階は、紫外線ランプを通して紫外線を照射して行われる。
前記マイクロホールの内部における前記硬化された光遮断物質層の下に透明物質層を充填する段階と、前記透明物質層を紫外線硬化させる段階とをさらに含む。
前記マイクロホールの深さは、前記第２基板の厚さの半分程度である。
前記第２基板の厚さは、０．５〜０．７ｍｍで、前記マイクロホールの深さは、０．０５〜０．２ｍｍである。
前記マイクロホールは、前記異物の発生部位に応じて前記画素領域の一部分の大きさで形成される。

本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法には、次のような効果がある。

本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法は、輝点に対するリペア処理として、輝点の発生部位に対応して上下部基板のいずれか一方の基板の背面（表面）から所定深さのマイクロホールを形成し、このマイクロホール内に、該当の輝点の光強度に応じた光遮断物質層を適用するものであり、この結果、実際に駆動するとき、グレー画面でもリペア処理部位が格別に黒く観察されないので視感の向上を図ることができる。また、マイクロホール内に、適当な光学密度値が適用された光遮断物質層を形成し、正面では異物による輝点の発生を完全にブロッキングし、側面から入射される光を所定量だけ透過させることで、隣接画素が前記マイクロホールの側面で遮られることを防止できる。また、液晶パネルに偏光板が付着された状態でも、リペアが可能である。さらに、ブラック状態で輝点が発生する不良パネルをリペア処理によって良品化することで、液晶パネルの生産収率を高めることができる。

以下、本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法に対し、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図４は、本発明に係る液晶表示装置を示した断面図である。

図４に示すように、本発明に係る液晶表示装置は、互いに対向して薄膜トランジスタアレイ及びカラーフィルタアレイがそれぞれ形成された第１基板１００及び第２基板１１０と、これら第１基板１００及び第２基板１１０の間に充填された液晶層１３０とを含んで構成される。また、前記第１基板１００及び第２基板１１０の間の所定部位に異物１２１が残留しており、これに対応して、異物１２１によって発生する輝点に対応する部位の第１基板１００または第２基板１１０の背面側に、所定深さｈのマイクロホール１２０が形成され、このマイクロホール１２０内には、該当する輝点の光強度に応じて前記輝点をブロッキングする光学密度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ）値を有する光遮断物質層１２５が形成される。

マイクロホール１２０の内部には、図示したように、その全体に、該当する輝点の光強度に応じて前記輝点を遮断する光遮断物質層１２５のみを充填することができるが、場合によっては、マイクロホール１２０の底部（基板の内側表面に近い側）からマイクロホール１２０内の所定厚さ（ｈ１＜ｈ）で前記輝点を遮断する光遮断物質層１２５を形成し、残りのマイクロホール１２０の内部に透明物質を充填することもできる。

そして、このような光遮断物質層１２５は、その値に応じて光を遮断する割合が異なる光学密度値を有する光遮断物質で構成することができる。前者の場合は、光遮断物質層１２５の光学密度値を調節することで、正面から出る光を遮断し、マイクロホール１２０内の光遮断物質層１２５を経て側面から入射される光を適正量だけ透過させる。また、後者の場合は、光遮断物質層１２５の所定厚さｈ１を適切に調節することで、同じ効果を得ることができる。

ここで、後者の場合、マイクロホール１２０内の光遮断物質層１２５には、遮光性の良い光学密度値を有する材料を用いており、このときの所定厚さは、異物１２１を通過する正面光を完全に遮断できる程度の厚さである。このように光学密度値が調節された光遮断物質層１２５をなす物質として、顔料物質が挙げられるが、この顔料物質の光学密度値は、輝点の強さによって異なる。例えば、ブラックマトリックス層と同じブラック顔料の光学密度値は、約３．４μｍ程度に調整され、光遮断物質層１２５の光学密度値は、３．４μｍ程度に調節される。

一方、光学密度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ）は、入射光に対する透過光の強度比率を示したものである。すなわち、これを数式で表現すると、以下のようになる。
ＯＤ=ｌｏｇ_１０（Ｉｉｎ／Ｉｏｕｔ）
ここで、Ｉｉｎは、入射光の強度であり、Ｉｏｕｔは、出射光の強度である。この数式から分かるように、光学密度値（ＯＤ値）が高いということは、光をよく遮断する（吸光力が良い）ことを意味し、光学密度値が低いということは、相対的に透過する光量が多いことを意味する。薄膜の場合、厚さの程度によって投光量（あるいは吸光量）に差が発生するので、一般的に１μｍの厚さによる入射光及び透過光の強度を計算し、該当の光学密度値（／μｍの単位で求められる）を求める。

上記のように、本発明に係る液晶表示装置において、光学密度値を考慮した光遮断物質層１２５をマイクロホール１２０内に充填した理由は、例えば、光の強度が弱い弱輝点が発生した部分に、光学密度値が非常に高い完全に黒色のブラック顔料を充填すると、グレー画面でリペア処理された黒い点が濃く見える可能性があるので、輝点の光強度とは関係なしに、ブラック顔料のみで遮ったときに発生する視感低下を解消するためである。

したがって、本発明に係る液晶表示装置においては、異物１２１によって発生した輝点をリペアするとき、該当の輝点の光強度に応じて該当の輝点を遮断できる程度の光学密度値を有する光遮断物質層１２５で該当の輝点を遮る。この場合、輝点検査段階で、複数個の輝点発生時に輝点部位別に光強度が異なる場合、各輝点領域と各輝点の光強度を同時に判断し、各輝点領域に対応する部位の第１基板１００及び第２基板１１０のうち少なくとも一つの基板にマイクロホール１２０を形成する。

一方、第１基板１００上に形成される薄膜トランジスタアレイは、互いに交差して画素領域を定義するゲートライン（図示せず）及びデータライン（図示せず）と、これらゲートラインとデータラインとの交差部に形成される薄膜トランジスタと、画素領域に形成される画素電極１０６とを含む。

また、第２基板１１０上に形成されたカラーフィルタアレイは、画素領域を除いた領域（ゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ形成部）に対応して形成されるブラックマトリックス層１１１と、画素領域を含む領域に対応して形成されるカラーフィルタ層１１２と、第２基板１１０の全面に形成される共通電極１１３とを含んで構成される。

図４に示した液晶表示装置は、ＴＮモードに関するもので、本発明の異物に対応する部位にマイクロホールが形成され、このマイクロホールの内部に、異物による輝点の光強度に応じた光学密度値を有する光遮断物質を充填した構造は、ＩＰＳモードなどのその他のモードでも適用可能である。

この場合、ＩＰＳモードの液晶表示装置は、第１基板の画素領域に画素電極及び共通電極が交互に形成され、第２基板の共通電極の代りにオーバーコート層が形成された点を除けば、上述したＴＮモードの液晶表示装置の構造と類似している。

図５Ａ乃至図５Ｄは、本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。

図５Ａに示すように、互いに対向して薄膜トランジスタアレイ及びカラーフィルタアレイがそれぞれ形成された第１基板１００及び第２基板１１０と、これら第１基板１００及び第２基板１１０の間に充填された液晶層１３０とを含んで構成される液晶パネルを準備する。液晶パネル内の薄膜トランジスタアレイ及びカラーフィルタアレイをなす構成要素は、液晶表示装置がＴＮモードであるか、IＰＳモードであるかによって異なり、図示された図面では、ＴＮモードを基準にして説明する。

ここで、第１基板１００上には、各画素領域に対応して画素電極１０６が形成され、第２基板１１０上には、各画素領域を除いた領域に対応するブラックマトリックス層１１１と、各画素領域を含む各領域に対応するカラーフィルタ層１１２と、第２基板１１０の全面に形成される共通電極１１３とが形成される。

上記のように形成された液晶パネルは、画素電極１０６及び共通電極１１３にそれぞれ電圧信号を印加し、ブラック状態（この場合、液晶パネルは、ノーマリーホワイトモードで、電圧印加時にブラック状態を示す）の条件を与え、液晶パネルで異物１２１による輝点の発生部位を検査する。この場合、輝点の発生部位と一緒に輝点の光強度も判断し、その情報にしたがって、該当の輝点を遮断できる程度の光学密度値を有する物質を準備する。

図５Ａに示した液晶パネルは、反転された状態を示したもので、輝点による異物の検査後、マイクロホールを形成しようとする基板面を上側にして示したものである。図５Ａでは、マイクロホールを第１基板１００、すなわち、第１基板１００の背面から形成するために上記のように反転を行った。この場合、液晶パネルを反転せずに、上側となる第２基板１１０上に、異物１２１部位に対応してマイクロホールの形成工程を行うことも可能である。

異物１２１の発生部位は、電圧を印加してブラック状態の条件を与え、液晶パネルの輝点を検査する検査工程で輝点が観察される部位であり、以下のリペア工程は、異物１２１の発生部位に対して行われる。

次いで、図５Ｂに示すように、第１基板１００の背面側から異物１２１に対応する部位を、マイクロドリル１５０を用いて、異物１２１によって誘発される輝点の発生部位を含める程度の幅及び所定の深さで穿孔することで、マイクロホール１２０を形成する。

このマイクロホール１２０は、異物１２１が残留する所定の画素領域に相応する大きさで形成することもでき、あるいは、異物１２１の発生部位のみに相応して画素領域の一部分の大きさで形成することもできる。

マイクロホール１２０は、上述したマイクロドリル１５０のみならず、ミリングマシン、あるいは、レーザーや超音波機械を用いて、第１基板１００の背面から所定の深さだけ穿孔して形成する。この場合、マイクロホール１２０の形状は、マイクロドリルを用いた場合は、マイクロドリルの移動方向が垂直方向であり、マイクロドリリングを行った後のマイクロホールの断面形状が円状に近くなり、ミリングマシンを用いた場合は、ミリングの移動方向が上下、左右、前後方向であり、マイクロホールの断面形状を任意に指定可能である。その他として、レーザーや超音波機器を用いた場合は、照射領域あるいは投射領域及び強さによって厚さ及び形状が決定される。第１基板１００の厚さが０．５〜０．７ｍｍである場合、マイクロホール１２０の厚さは、第１基板１００の厚さの半分ほど、あるいは、その前後にする。例えば、マイクロホール１２０側で残った第１基板１００の厚さは、約０．０５〜０．２ｍｍであることが好ましい。このとき、マイクロホール１２０は、第１基板１００の下部側にバックライトユニット（図示せず）が位置する場合、正面の他に側面に抜け出る光量を勘案し、その厚さ及び幅を調節して形成される。

図５Ｃのように、マイクロホール１２０の内部に入ってくる管の長いノズル１５５を用いて、マイクロホール１２０の内部に、該当の異物１２１による輝点の光強度に応じた光学密度値を有する（前記輝点を遮る程度の光学密度値を有する）光遮断物質１２５ａを充填する。この場合、光遮断物質１２５ａは、液状で光硬化性を有する物質であり、例えば、顔料物質が考慮される。液状の光遮断物質１２５ａを充填するときは、可能な限りノズル１５５がマイクロホール１２０内部に入るようにし、気泡などの発生なしに底部から充填する。マイクロホール１２０の内部に光遮断物質１２５ａの噴射を完了した後は、ノズル１５５の管をマイクロホール１２０から取り出す。

一方、ノズル１５５の管がマイクロホール１２０の底部近くに入ってくると、特に、輝点の光強度に応じた光学密度値を有する光遮断物質１２５ａの他に、別途の透明物質層（図示せず）を充填するとき、透明物質層が充填される壁面に光遮断物質１２５ａが残らなくなり、透明物質層を経て側面を透過する透過光は、小さい遮断率で上部に伝達される。

一方、輝点の光強度に応じた光学密度値を有する光遮断物質１２５ａは、ノズル１５５の代わりに、インクジェット装置を用いてマイクロホール１２０内に直接ドッティング（ｄｏｔｔｉｎｇ）する方式によって形成することも可能である。

図５Ｄのように、紫外線ランプ１６０を通してマイクロホール１２０の内部に充填された光遮断物質１２５ａを硬化させ、硬化された光遮断物質層１２５を形成する。この硬化工程は、光遮断物質１２５ａが液状で残っている場合、反転や移動などでマイクロホール１２０に充填された物質が外部に抜け出るか、下部基板１００の背面などに付く危険をなくすために行うものである。

ここで、マイクロホール１２０の底部に光遮断物質層１２５をマイクロホール１２０内の一部分の厚さで形成する場合は、硬化工程後、再び残りのマイクロホール１２０の内部に透明物質を充填した後、これを硬化させる工程をさらに行う。

上述したように、リペア工程を完了した後、液晶パネルの第１基板１００及び第２基板１１０の背面に第１偏光板及び第２偏光板（図示せず）を付着する工程をさらに行う。

以下、マイクロホール１２０に、輝点をブロッキングする光学密度値を有する光遮断物質層を形成する他の方法を説明する。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明のマイクロホール１２０に、輝点をブロッキングする光学密度値を有する光遮断物質層を形成する様々な方法を示した図である。

図６Ａのように、マイクロホール１２０にスプレー１５６を通して光遮断物質１２５ａを噴霧することにより光遮断物質層１２５を形成することができる。この場合、スプレー１５６の内部容器に光遮断物質層１２５をなす光遮断物質１２５ａを入れた後、マイクロホール１２０が形成された基板１００、１１０の背面側に噴霧するが、このような工程時、スプレー１５６をマイクロホール１２０と正確に整列させ、噴霧されて基板１００、１１０上に残った光遮断物質１２５ａは、拭き取るか吸い込むことにより基板１００、１１０の表面から除去し、マイクロホール１２０のみに光遮断物質１２５ａを残す。

また、図示されていないが、光遮断物質層をマイクロホール１２０に充填する段階は、インクジェット装置（図示せず）を用いて、マイクロホール１２０の内部に光遮断物質層１２５をなす光遮断物質１２５ａをドッティングして行うこともできる。この場合、インクジェット装置をマイクロホール１２０に正確に対応させ、マイクロホール１２０の内部に光遮断物質１２５ａを充填する。

また、図６Ｂのように、光遮断物質層をマイクロホールに充填する段階は、マイクロホール１２０の入口表面を覆うように光遮断物質１２５ａを残した後、マイクロホールの周辺部を含む基板１００、１１０の背面に真空キャップ１５８を被せ、光遮断物質層の外部とマイクロホール１２０の内部との気圧差により光遮断物質１２５ａをマイクロホール１２０の内部に充填することもできる。

以下、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法に対し、図面に基づいて説明する。

図７は、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。

本発明の他の実施の形態に係るリペア工程が行われた液晶表示装置は、リペア処理が偏光板の形成後に行われた場合を示している。

すなわち、図７のように、本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法に用いられる液晶パネルは、互いに対向して形成された第１基板１００及び第２基板１１０と、これら第１基板１００及び第２基板１１０の間に充填された液晶層１３０と、第１基板１００に形成された画素電極１０６上部の所定部位に残留する異物１２１と、第１基板１００及び第２基板１１０の背面にそれぞれ形成された第１偏光板１４１及び第２偏光板１４２とを含んで構成される。

ここで、第１基板１００は、互いに交差して画素領域を定義するゲートライン（図示せず）及びデータライン（図示せず）と、これらゲートラインとデータラインとの交差部に形成された薄膜トランジスタ（図示せず）と、前記画素領域に形成された画素電極１０６とを含む。

また、第２基板１１０は、画素領域を除いた領域に対応して形成されたブラックマトリックス層１１１と、画素領域に対応して形成されたカラーフィルタ層１１２と、第２基板１１０の全面に形成された共通電極１１３とを含む。

上記のように、形成された液晶パネルのブラック状態での輝点検査を通して異物の発生部位における輝点の光強度を判断する。

次いで、異物１２１が残留する部位に対応する第１基板１００あるいは第２基板１１０の該当部位の背面に所定深さのマイクロホール１２０を形成し、マイクロホール１２０の内部に、異物による輝点の光強度に応じた光学密度値を有する光遮断物質層１２５を充填して硬化させる。この場合、液晶パネルは、その上下部に第１偏光板１４１及び第２偏光板１４２が付着された状態であり、マイクロホール１２０は、このマイクロホール１２０が形成される基板に付着された偏光板と共に基板が所定厚さだけ除去されて形成され、偏光板の除去部位にも、輝点の光強度に応じた光学密度値を有する光遮断物質を充填する。

上記のようなマイクロホール１２０の形成には、上述したマイクロホール形成に用いられた方法が全て適用できる。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、ＴＮモード、ＩＰＳモードのみならず、様々な駆動モードに適用可能な方法であり、異物によって誘発される輝点の不良をリペア処理することで、不良液晶パネルを良品化することができる。

また、本発明に係る液晶表示装置は、輝点に対するリペア処理として、該当の輝点の光強度に応じた光学密度値を有する光遮断物質を適用するもので、輝点の明るさが弱い場合には光学密度値の小さい物質が用いられ、輝点の明るさが強い場合には光学密度値の大きい物質が用いられる。よって、実際に駆動するとき、グレー画面でもリペア処理部位が格別に黒く観察されないので、輝点に対してブラック顔料のみでリペア処理した方法に比べると、相対的に視感の向上を図ることができる。

一般的な液晶表示装置を示した分解斜視図である。 一般的な液晶表示装置において、異物が発生した場合を示した平面図である。 図２の断面図である。 本発明に係る液晶表示装置を示した断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。 本発明のマイクロホールに、輝点をブロッキングする光学密度値を有する物質層を形成する様々な方法を示した図である。 本発明のマイクロホールに、輝点をブロッキングする光学密度値を有する物質層を形成する様々な方法を示した図である。 本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法を示した工程断面図である。

符号の説明

１００ 第１基板、１０６ 画素電極、１１０ 第２基板、１１１ ブラックマトリックス層、１１２ カラーフィルタ層、１１３ 共通電極、１２０ マイクロホール、１２１ 異物、１２５ 光遮断物質層、１２５ａ 光遮断物質、１３０ 液晶層、１４１ 第１偏光板、１４２ 第２偏光板、１５０ マイクロホール、１５５ ノズル、１６０ 紫外線ランプ。

Claims (19)

1. 互いに対応する部位に複数個の画素領域が形成され、互いに対向して配置された第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板の間に形成された液晶層と、
   前記第１基板及び前記第２基板の間に残留する異物に対応して、表示面の反対側である第２基板の背面側に形成されたマイクロホールと、
   前記マイクロホールの内部に形成され、前記異物により生成される輝点の光強度に応じた光学密度値を有することで前記輝点をブロッキングする光遮断物質層と
   を含み、
   前記光遮断物質層は、輝点の発生部位を検査した際に測定された前記輝点の光強度に応じた光学密度値を有するものが適用される
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記光遮断物質層は、０．０１〜１０．０の光学密度値を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記光遮断物質層は、顔料物質からなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記マイクロホールは、前記異物が残留する所定の画素領域に応じた大きさで形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記マイクロホールは、前記異物の発生部位に応じて前記画素領域の一部分の大きさで形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１基板の上面及び前記第２基板の背面に形成された偏光板をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記偏光板は、前記第２基板の背面に形成された偏光板を貫通することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記マイクロホールの内部における前記光遮断物質層の下に透明物質層がさらに形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記マイクロホールの深さは、前記第２基板の厚さの半分程度であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記第２基板の厚さは、０．５〜０．７ｍｍであり、前記マイクロホールの深さは、０．０５〜０．２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 互いに対向する部位に複数個の画素領域が定義された第１基板及び第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板の間に充填された液晶層とを含む液晶パネルを準備する段階と、
    前記液晶パネルの異物が発生した画素領域と、前記異物により生成される輝点の光強度とを検出し、前記輝点の光強度を測定する段階と、
    前記測定された光強度によって異なる光学密度値を有する光遮断物質層を準備する段階と、
    前記輝点の発生部位に対応して、表示面の反対側である第２基板の背面側にマイクロホールを形成する段階と、
    前記マイクロホール内に、前記輝点の前記光強度に応じた光学密度値を有し、前記輝点をブロッキングする光遮断物質層を充填する段階と、
    前記光遮断物質層を硬化する段階と
    を含んで構成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
12. 前記液晶パネルを準備する段階は、前記第１基板の上面及び前記第２基板の背面に第１偏光板及び第２偏光板がそれぞれ付着された液晶パネルを準備し、
    前記マイクロホールを形成する段階は、前記輝点の発生部位に対応して、前記第２基板に付着された前記第２偏光板を含む背面側から所定厚さのマイクロホールを形成することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
13. 前記マイクロホールを形成する段階は、マイクロドリル、ミリングマシン、超音波機器及びレーザーのうちいずれか１つの機器を用いて、前記第２基板を所定厚さだけ除去して前記マイクロホールを形成することを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
14. 前記光遮断物質層を充填する段階は、前記マイクロホールの入口表面を覆うように前記光遮断物質層を残した後、前記マイクロホールの周辺部を含む前記基板の背面に真空キャップを被せることにより、前記光遮断物質層の外部と前記マイクロホールの内部との気圧差を利用して、前記光遮断物質層を前記マイクロホール内に充填することを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 前記光遮断物質層は、紫外線硬化性の顔料物質からなることを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
16. 前記マイクロホールの内部における前記硬化された光遮断物質層の下に透明物質層を充填する段階と、
    前記透明物質層を紫外線硬化させる段階と
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
17. 前記マイクロホールの深さは、前記第２基板の厚さの半分程度であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
18. 前記第２基板の厚さは、０．５〜０．７ｍｍで、前記マイクロホールの深さは、０．０５〜０．２ｍｍであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置。
19. 前記マイクロホールは、前記異物の発生部位に応じて前記画素領域の一部分の大きさで形成されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の液晶表示装置の製造方法。

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