JP5368220B2 - 表示板、薄膜トランジスター表示板および基板の修理方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示板、薄膜トランジスター表示板および基板の修理方法に関する。

液晶表示装置は、現在最も広く使用されている平板表示装置のうちの一つであって、画素電極及び共通電極などの電場生成電極（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が形成されている二枚の表示板と、その間に注入されている液晶層とを含む。液晶表示装置は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層に電場を生成し、これを通じて液晶層の液晶分子の方向を決定して入射光の偏光を制御することによって、映像を表示する。

また、液晶表示装置は、各画素電極と連結されているスイッチング素子と、スイッチング素子を制御して、画素電極に電圧を印加するためのゲート線及びデータ線などの多数の信号線とを含む。

このような液晶表示装置を製造する工程で発生する多様な原因によって、画素が常に明るく表示されるホワイト不良が発生するが、これは目に付きやすい。したがって、目に付かないように、画素が常に暗く表示される黒色不良に変える修理を行なう。

現在は、黒色不良に変えるために、画素内に形成された修理用信号線または維持電極線及び画素電極をレーザーで短絡させる方法を利用している。

しかし、信号線の幅が狭くなることによって、レーザーを利用した短絡の成功率が低下するという問題点がある。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、レーザーを利用せずに黒色不良に変える修理を容易に行なうことができる表示板、薄膜トランジスター表示板および基板の修理方法を提供することにある。

本発明の課題を達成するための表示板は、第１絶縁基板、第１絶縁基板に位置する複数の第１カラーフィルタおよび第１カラーフィルタと同一の層に形成された黒色第２カラーフィルタを含んだカラーフィルタを含む複数の画素からなる。
第１絶縁基板と向かい合う第２絶縁基板、第２絶縁基板上に位置する複数のゲート線、ゲート線と交差する複数のデータ線、ゲート線およびデータ線と連結されている複数の薄膜トランジスターをさらに含むことができる。

第１および第２カラーフィルタは、隔壁によって取り囲まれる。
第２カラーフィルタからなる画素は、ホワイト不良を修理した画素である。
第２カラーフィルタを取り囲む隔壁の表面は疎水性であり、第２カラーフィルタを取り囲む隔壁の表面にシロキサンを含む疎水性膜が位置することができる。

前記課題を達成するための薄膜トランジスター表示板は、絶縁基板、絶縁基板上に位置する複数のゲート線、ゲート線と交差する複数のデータ線、ゲート線およびデータ線と連結されている複数の薄膜トランジスター、絶縁基板上に位置する複数の第１カラーフィルタおよび第１カラーフィルタと同一な層に形成された黒色第２カラーフィルタを含んだカラーフィルタを含む複数の画素からなる。

第１および第２カラーフィルタは、隔壁によって取り囲まれ、第２カラーフィルタからなる画素は、ホワイト不良を修理した画素である。
第２カラーフィルタを取り囲む隔壁の表面は疎水性であり、第２カラーフィルタを取り囲む隔壁の表面にシロキサンを含む疎水性膜が位置することができる。

前記他の課題を達成するための本発明による基板の製造方法は、カラーフィルタを含む基板を製造する工程、複数の第１カラーフィルタのうちの一部を除去して空き空間を形成する工程、および空き空間に黒色インクを満たして第２カラーフィルタを形成する工程を含む。

空き空間の周辺を疎水化処理する工程をさらに含むことができ、疎水化処理は、プラズマ処理、インクジェット印刷、および接触印刷のうちの少なくとも一つである。
プラズマ処理は、ＳＦ_６またはＣＦ_４を使用して行なうことができる。
接触印刷は、疎水性溶液を準備する工程、疎水性溶液にスタンピング部材（ｓｔａｍｐｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）を接触する工程、および空き空間の周辺に疎水性溶液が付着しているスタンピング部材を接触させる工程を含むことができる。

カラーフィルタを含む基板を製造する工程は、基板を複数の領域に分離する隔壁を形成する工程と、隔壁によって分離された領域にカラーフィルタを形成する工程とを含み、スタンピング部材の平面形状は、空き空間を取り囲む隔壁の平面形状と同一である。
疎水性溶液は、シロキサンを含むことができ、疎水性溶液は、ポリジメチルシロキサンである。

カラーフィルタを含む基板を製造する工程は、基板を複数の領域に分離する隔壁を形成する工程、および隔壁によって分離された領域にカラーフィルタを形成する工程を含むことができる。

空き空間の周辺を疎水化処理する工程において、疎水化処理は隔壁に行なうことができる。
カラーフィルタを含む表示板を製造する工程は、絶縁基板上にゲート線、ゲート線と交差するデータ線、そしてゲート線およびデータ線と連結される薄膜トランジスターを形成する工程、薄膜トランジスター上にカラーフィルタを形成する工程、およびカラーフィルタ上に画素電極を形成する工程を含むことができる。

薄膜トランジスター上にカラーフィルタを形成する工程は、絶縁基板を複数の領域に分離する隔壁を形成する工程、および隔壁によって分離された領域にカラーフィルタを形成する工程を含むことができる。
空き空間の周辺を疎水化処理する工程において、疎水化処理は隔壁に行なうことができる。

本発明の実施例でのように、黒色インクを利用すれば、信号線の幅が狭くなっても失敗せずに容易に画素の不良を修理することができる。
また、本発明でのような方法で黒色画素を形成すれば、黒色インクによって隣接画素が汚染されるのを防止することができて、高品質の液晶表示装置を提供することができる。

本発明の一実施例による不良画素を含む液晶表示装置の画素を修理する方法を順に示した断面図である。 本発明の一実施例による不良画素を含む液晶表示装置の画素を修理する方法を順に示した断面図である。 本発明の一実施例による不良画素を含む液晶表示装置の画素を修理する方法を順に示した断面図である。 本発明の一実施例による接触印刷方法を説明するための図である。 本発明の一実施例による接触印刷方法を説明するための図である。 本発明の液晶表示装置を簡略に示した断面図である。 液晶表示装置を製造する方法を説明するためのフローチャートである。

以下、添付図面を参考にして、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。しかしながら、本発明は、様々な相異した形態で具現でき、ここで説明する実施例に限られない。
図面においては、多様な層および領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似した部分には、同一な符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは他の部分の「直上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上に」あるとする時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。

図１から図３は、本発明の一実施例による不良画素を含む液晶表示装置の画素を修理する方法を順に示した断面図である。図４および図５は、本発明の一実施例による接触印刷方法を説明するための図である。

図１に示したように、赤色フィルタ（Ｒ）、緑色フィルタ（Ｇ）、青色フィルタ（Ｂ）が複数個形成された基板を準備する。複数のカラーフィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、行列をなすように配列されている（図示省略）。それぞれのカラーフィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、隔壁３６１によって区分される画素内に形成される。隔壁３６１が省略されて、カラーフィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が互いに直接接触してもよい。本発明の実施例では、赤色、緑色、および青色を例に挙げたが、白色などのように表示装置の画素を形成することができる全ての色のうちのいずれか一つであればよい。

基板１００に形成されたカラーフィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうちのいずれか一つの画素は、ゲート線またはデータ線と画素電極とが短絡（図示省略）して、表示装置がブラックを表示するブラック画面である時に、明るく光るホワイト不良である。説明を容易にするために、本発明の実施例では、緑色フィルタ（Ｇ）を含む画素を不良画素とする。

図２に示したように、レーザーを利用して緑色フィルタ（Ｇ）が形成された画素のカラーフィルタを除去する。
その後、カラーフィルタが除去された空き画素３０の隔壁３６１に疎水化処理を行なう。疎水化処理は、プラズマ処理、接触印刷（ｃｏｎｔａｃｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、およびインクジェット印刷などを利用することができる。

プラズマ処理は、ＣＦ_４またはＳＦ_６のようなフッ素（Ｆ）を含む気体のプラズマを発生させて隔壁３６１の表面を処理することによって、疎水性に変えることができる。

そして、接触印刷方法は、図４に示したように、疎水性を有する溶液にスタンピング部材１０を浸した後、溶液１２が付着しているスタンピング部材１０を空き画素３０をなす隔壁３６１の表面に接触させて、隔壁３６１の表面に疎水性を有する溶液が残るようにする。疎水性溶液は、シロキサン基を含み、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＭＤＳ）を使用することができる。

スタンピング部材１０の平面形状は、図５に示したように、空き画素３０を取り囲んでいる隔壁（斜線部分）と同一の平面形状である。

インクジェット印刷方法は、インクジェット用ヘッドを移動させながら疎水性溶液を滴下して乾燥させる方式であって、空き画素３０を取り囲む隔壁３６１の表面にだけ局所的に印刷されるようにする。

図３に示したように、空き画素３０にインクジェット印刷方法で修正用カラーフィルタ（Ｉ）を形成する。修正用カラーフィルタ（Ｉ）は、黒色顔料を含む。

本発明の実施例では、図２に示したように、空き画素３０の隔壁に疎水化処理を行なうことによって、修正用カラーフィルタ（Ｉ）を滴下する時に、隔壁３６１と修正用カラーフィルタ（Ｉ）との間の反発力によって修正用カラーフィルタ（Ｉ）が隣接画素に広がって、隣接画素が汚染されて色再現性が低下するのを防止することができる。

以下、このような修理方法を利用して表示板を製造する方法について説明する。
まず、図６を参照して、本発明の一実施例による表示板について説明する。
図６は、本発明の液晶表示装置を簡略に示した断面図である。
本発明による液晶表示装置は、向かい合う下部表示板１００及び上部表示板２００、二枚の表示板１００、２００の間に充填されている液晶層（図示省略）からなる。液晶層は、密封材３１０によって密封されている。
下部表示板１００は、透明な絶縁基板上にゲート線、データ線、および薄膜トランジスター（Ｑ）が形成されており、これらと連結されている画素電極１９１を含む。

そして、下部表示板１００の各画素は、インクジェット印刷方法で形成された複数のカラーフィルタ２３０を含む。カラーフィルタ２３０は赤色、緑色および青色のうちのいずれか一つである。この時、いずれか一つの画素は、修理された画素で、画素電極１９１を含まずに修正用カラーフィルタ（Ｉ）を含み、修正用カラーフィルタ（Ｉ）は、黒色インクで形成されている。
上部表示板２００は、下部表示板１００と同様な透明な絶縁基板からなり、絶縁基板２００上に共通電極２７０などが形成されている。

以上で説明した図６の液晶表示装置の製造方法について、図７を参照して説明する。
図７は、液晶表示装置を製造する方法を説明するためのフローチャートである。
まず、図７に示したように、下部および上部母基板をそれぞれの工程で形成する（Ｓ１００、Ｓ２００）。下部母基板は、図６の下部表示板を複数個に形成することができる基板であり、上部母基板は、図６の上部表示板を複数個に形成することができる基板である。

下部母基板に形成された各画素の不良を検出するための検査を実施する（Ｓ１０２）。検査は、黒色画面になるように信号を入力して行なうことができ、画素電極またはチャンネル不良による短絡による不良は、光がもれるホワイト不良と検出される。

次に、不良画素の検出有無を判断し（Ｓ１０４）、不良画素が検出されなければ、次の工程である配向膜形成工程に進む（Ｓ１０８）。不良画素が検出されれば、検出された不良画素を修理する工程に進む（Ｓ１０６）。

検出された不良画素は、図１から図５に示した液晶表示装置の画素を修理する方法で修理することができる。
つまり、検出された不良画素に形成されている画素電極、絶縁膜およびカラーフィルタを、レーザーを利用して全て除去する。そして、図２に示したように、疎水化工程を行なって、不良画素を取り囲んだ隔壁の表面が疎水性を有するようにする。その後、図３に示したように、インクジェット印刷方法で空き画素に修正用カラーフィルタ（Ｉ）を形成する。
修正用カラーフィルタ（Ｉ）は、黒色顔料を含むことによって、ホワイト不良が発生しても黒色に認識されるようにする。
その後、修理された基板上に配向膜を形成する（Ｓ１０８）。

一方、準備された上部母基板は、共通電極および配向膜を含む。その後、上部母基板上に液晶が充填される位置を規定するための密封材を形成する（Ｓ２０２）。
密封材は、光、例えばＵＶによって硬化する物質から形成することができる。
次に、密封材内に液晶物質を滴下する（Ｓ２０４）。

その後、上下部母基板を整列させる（Ｓ３００）。その後、ＵＶ照射で密封材を硬化させて、上、下部母基板を合着する（Ｓ３０２）。
結合した二枚の母基板を切断して、液晶セル単位に分離する（Ｓ３０４）。

以上の実施例では、カラーフィルタが下部母基板に形成されることを例に挙げたが、カラーフィルタは上部表示板に形成することもできる。したがって、下部母基板で不良画素が検出されれば、上部母基板から下部母基板の不良画素と対応するカラーフィルタを除去して、修正用カラーフィルタを上部母基板に形成する。

以上で、本発明の望ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、以下の請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１０ スタンピング部材
３０ 空き画素
１００ 基板
１９１ 画素電極
２３０ カラーフィルタ
２７０ 共通電極
３１０ 密封材
３６１ 隔壁
Ｂ 青色フィルタ
Ｇ 緑色フィルタ
Ｉ 修正用カラーフィルタ
Ｒ 赤色フィルタ

Claims (14)

1. 絶縁基板、
   前記絶縁基板上に位置する複数のゲート線、
   前記ゲート線と交差する複数のデータ線、
   前記ゲート線およびデータ線と連結されている複数の薄膜トランジスター、
   前記絶縁基板に位置する複数の第１色フィルタおよび前記第１色フィルタと同一の層に形成された黒色第２色フィルタを含んだ色フィルタを含む複数の画素からなり、
   前記第１および第２色フィルタは、隔壁によって取り囲まれてなり、
   前記第２色フィルタを取り囲む隔壁の表面が疎水性処理された後に、前記第２色フィルタが形成され、
   前記第２色フィルタからなる画素は、ホワイト画面で黒色を表示する不良画素であることを特徴とする表示板。
2. 前記第２色フィルタを取り囲む隔壁の表面にシロキサンを含む疎水性膜が位置する請求項１に記載の表示板。
3. 前記第２色フィルタからなる画素は、ホワイト不良を修理した画素である請求項１又は２に記載の表示板。
4. 色フィルタを含む基板を製造する工程、
   前記複数の第１色フィルタのうちの一部を除去して、空き空間を形成する工程、
   前記空き空間の周辺を疎水化処理する工程、
   前記空き空間に黒色インクを満たして第２色フィルタを形成する工程を含むことを特徴とする基板の修理方法。
5. 前記疎水化処理は、プラズマ処理、インクジェット印刷および接触印刷のうちの少なくとも一つである請求項４に記載の基板の修理方法。
6. 前記接触印刷は、
   疎水性溶液を準備する工程、
   前記疎水性溶液にスタンピング部材を接触する工程、
   前記空き空間の周辺に前記疎水性溶液が付着している前記スタンピング部材を接触させる工程を含む請求項５に記載の基板の修理方法。
7. 前記色フィルタを含む基板を製造する工程は、前記基板を複数の領域に分離する隔壁を形成する工程と、
   前記隔壁によって分離された領域に色フィルタを形成する工程とを含み、
   前記スタンピング部材の平面形状は、前記空き空間を取り囲む隔壁の平面形状と同一である請求項６に記載の基板の修理方法。
8. 前記疎水性溶液は、シロキサンを含む請求項７に記載の基板の修理方法。
9. 前記疎水性溶液は、ポリジメチルシロキサンである請求項８に記載の基板の修理方法。
10. 前記色フィルタを含む基板を製造する工程は、
    前記基板を複数の領域に分離する隔壁を形成する工程、
    前記隔壁によって分離された領域に色フィルタを形成する工程を含む請求項４に記載の基板の修理方法。
11. 前記空き空間の周辺を疎水化処理する工程において、前記疎水化処理は前記隔壁に行う請求項１０に記載の基板の修理方法。
12. 前記色フィルタを含む基板を製造する工程は、
    絶縁基板上にゲート線、前記ゲート線と交差するデータ線、そして前記ゲート線およびデータ線と連結される薄膜トランジスターを形成する工程、
    前記薄膜トランジスター上に色フィルタを形成する工程、
    前記色フィルタ上に画素電極を形成する工程を含む請求項４に記載の基板の修理方法。
13. 前記薄膜トランジスター上に色フィルタを形成する工程は、
    前記絶縁基板を複数の領域に分離する隔壁を形成する工程と、
    前記隔壁によって分離された領域にカラーフィルタを形成する工程とを含む請求項１２に記載の基板の修理方法。
14. 前記空き空間の周辺を疎水化処理する工程において、前記疎水化処理は前記隔壁に行う請求項４から１３のいずれか１つに記載の基板の修理方法。

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