KR100877537B1 - Method of repair for Bad Pixel of Liquid Crystal Panel - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 제 1 기판의 제 1 면과, 제 2 기판의 제 2 면이 서로 마주보며 배치되고, 상기 제 1 기판에 정의된 다수의 화소에 대응하여 상기 제 1 면에 어레이 소자가 형성되며, 상기 제 1 면과 제 2 면 사이에 액정층이 개재된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 기판이 합착된 액정패널에 있어서, 상기 액정패널의 화면을 검사하여 불량화소를 검출하는 단계; 상기 제 1 면과 반대면인 상기 제 1 기판의 제 3면 또는 상기 제 2 면과 반대면인 상기 제 2 기판의 제 4 면 상에, 상기 불량화소에 대응하여 불투명한 물질로 이루어진 암점화 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정패널의 불량화소 리페어 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the first surface of the first substrate and the second surface of the second substrate are disposed to face each other, and an array element is formed on the first surface corresponding to the plurality of pixels defined in the first substrate. In the liquid crystal panel in which the first and second substrates are bonded together with a liquid crystal layer interposed between the first and second surfaces, detecting a defective pixel by inspecting a screen of the liquid crystal panel; A dark ignition pattern made of an opaque material corresponding to the defective pixel on a third surface of the first substrate that is opposite to the first surface or a fourth surface of the second substrate that is opposite to the second surface It provides a method for repairing defective pixels of the liquid crystal panel comprising the step of forming a.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도. 1 is a three-dimensional view of a portion of a general liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 나타낸 도면. 2 is a view showing a bad cell repair process of a conventional liquid crystal panel.
도 3은 본 발명에 따른 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 개략적 나타낸 도면. Figure 3 is a schematic view showing a bad cell repair process of the liquid crystal panel according to the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 암점화 패턴을 포함하는 액정패널에 대한 단면도. 4 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel including a dark ignition pattern according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 암점화 패턴을 포함하는 액정패널에 대한 단면도.
5 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel including a dark ignition pattern according to a second embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
210 : 제 1 기판 230 : 제 2 기판210: first substrate 230: second substrate
232 : 블랙매트릭스 234 : 컬러필터232: black matrix 234: color filter
236 : 컬러필터층 238 : 오버코트층236: color filter layer 238: overcoat layer
240 : 공통 전극 250 : 액정층
240
IV : 어레이 소자
IV: array device
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 액정표시장치의 불량셀 리페어(repair) 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal displays have been spotlighted as next generation advanced display devices having low power consumption, good portability, technology-intensive, and high added value.
일반적으로, 액정을 디스플레이에 이용하려면 액정셀을 제작해야 한다. In general, in order to use a liquid crystal for a display, a liquid crystal cell must be manufactured.
상기 액정셀은 두 개의 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판 사이에 액정을 채운 구조로 되어 있다. 이 액정에 전압을 인가할 수 있도록 기판에는 투명 전극(공통 전극, 화소 전극)이 형성되어 있다. 이 투명 전극은 상기 액정에 전압을 가하여 온/오프를 제어하는 역할을 한다. The liquid crystal cell has a structure in which a liquid crystal is filled between two glass substrates or a transparent plastic substrate. A transparent electrode (common electrode, pixel electrode) is formed on the substrate so that voltage can be applied to the liquid crystal. The transparent electrode serves to control on / off by applying a voltage to the liquid crystal.
즉, 액정표시장치의 광 투과량은 상기 투명 전극에 인가되는 전압에 의해 제어되고, 광 셔터(shutter) 효과에 의해 문자/화상을 표시하게 된다. That is, the light transmission amount of the liquid crystal display device is controlled by the voltage applied to the transparent electrode, and displays characters / images by the optical shutter effect.
이러한 액정표시장치 중에서도, 각 화소(pixel)별로 전압의 온/오프를 조절할 수 있는 스위칭 소자가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Among such liquid crystal display devices, an active matrix liquid crystal display device having a switching element capable of controlling voltage on / off for each pixel is attracting the most attention due to its excellent resolution and video performance.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부영역에 대한 입체도로서, 액정이 구동 되는 영역으로 정의되는 액티브 영역을 중심으로 도시하였다. FIG. 1 is a three-dimensional view of a partial area of a general liquid crystal display, and is shown centering on an active area defined as an area in which a liquid crystal is driven.
도시한 바와 같이, 서로 일정간격 이격되어 상부 및 하부 기판(10, 30)이 대향하고 있고, 이 상부 및 하부 기판(10, 30) 사이에는 액정층(50)이 개재되어 있다. As shown in the figure, the upper and
상기 하부 기판(30) 상부에는 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(32, 34)이 서로 교차되어 있고, 이 게이트 및 데이터 배선(32, 34)이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 게이트 및 데이터 배선(32, 34)이 교차되는 영역으로 정의되는 화소 영역(P)에는 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소 전극(46)이 형성되어 있다. A plurality of gates and
도면으로 제시하지는 않았지만, 박막트랜지스터(T)는 게이트 전압을 인가받는 게이트 전극과, 데이터 전압을 인가받는 소스 및 드레인 전극과, 게이트 전압과 데이터 전압 차에 의해 전압의 온/오프를 조절하는 채널(ch ; channel)로 구성된다. Although not shown in the drawing, the thin film transistor T includes a gate electrode to which a gate voltage is applied, a source and drain electrode to which a data voltage is applied, and a channel for controlling voltage on / off by a difference between the gate voltage and the data voltage ( ch; channel).
그리고, 상부 기판(10) 하부에는 컬러필터층(12), 공통 전극(16)이 차례대로 형성되어 있다. The
도면으로 상세히 도시하지 않았지만, 컬러필터층(12)은 특정한 파장대의 빛만을 투과시키는 컬러필터와, 컬러필터의 경계부에 위치하여 액정의 배열이 제어되지 않는 영역상의 빛을 차단하는 블랙매트릭스로 구성된다. Although not shown in detail in the drawing, the
그리고, 상부 및 하부 기판(10, 30)의 각 외부면에는 편광축과 평행한 빛만을 투과시키는 상부 및 하부 편광판(52, 54)이 위치하고, 하부 편광판(54) 하부에 는 별도의 광원인 백라이트(back light)가 배치되어 있다. In addition, upper and
이러한 액정표시장치는 스위칭 소자 및 화소 전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 거친 기판을 이용하여, 이 두 기판 사이에 액정을 개재하는 액정셀 공정을 거쳐 완성된다. The liquid crystal display device uses a substrate that has undergone an array substrate manufacturing process for forming a switching element and a pixel electrode and a color filter substrate manufacturing process for forming a color filter and a common electrode, and a liquid crystal cell process that interposes liquid crystal between the two substrates. Completed through
상기 액정셀 공정은 어레이 공정이나 컬러필터 공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라고 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성공정과 셀 갭(cell gap) 형성공정, 셀 절단(cutting) 공정, 액정주입 공정으로 크게 나눌 수 있고, 이러한 공정을 거친 액정셀은 품질검사를 통해 선별된 액정패널의 외측에 각각 편광판을 부착한 후, 구동회로를 연결하면 액정 표시 장치가 완성된다.The liquid crystal cell process may be characterized in that the process is relatively little compared to the array process or the color filter process. The whole process can be largely divided into an alignment layer forming process for forming the liquid crystal molecules, a cell gap forming process, a cell cutting process, and a liquid crystal injection process. After attaching the polarizing plates to the outside of the liquid crystal panel, the liquid crystal display device is completed by connecting the driving circuits.
도 2는 종래의 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a bad cell repair process of a conventional liquid crystal panel.
도시한 바와 같이, 액정패널(90)에는 서로 교차되는 방향으로 다수 개의 게이트 및 데이터 배선(62, 74)이 형성되어 있고, 게이트 및 데이터 배선(62, 74)이 교차되는 지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소별로 화소 전극(76)이 형성되어 있다. As illustrated, a plurality of gates and
이때, 상기 게이트 배선(62)과 화소 전극(76)이 중첩되는 영역은 미도시한 절연체가 개재된 상태에서 스토리지 캐패시터(CST)를 이룬다. In this case, a region where the
이러한 액정패널(90)의 검사 과정에서는, 액정패널(90)의 화면에 테스트 패 턴을 띄우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을 때 이에 대한 리페어 작업을 행하게 된다. In the inspection process of the
액정패널(90)의 불량에는 화소셀 별 색상 불량, 휘점(항상 켜져 있는 셀), 암점(항상 꺼져 있는 셀) 등의 점 결함과, 상기 게이트 배선(62)과 인접한 데이터 배선(74)간의 단락(short)으로 인해 발생하는 선 결함(Line Defect) 등이 있다. 이러한 불량은 완성된 액정패널(90)에 테스트 패턴들을 띄웠을 때 작업자의 눈에 확연히 드러나게 되고, 작업자는 불량 화소의 위치를 파악하여 이 후에 그 부분에 대한 리페어(repair) 작업을 행하게 된다. The defects of the
도면에서는, 화면 상에 블랙 패턴을 띄웠을 때, 쇼트 불량 또는 신호 불량 등의 이유로 휘점으로 나타나는 불량셀(Ⅱ)을 리페어를 위해 암점화하는 공정을 일 예로 도시하였다. In the drawing, when the black pattern is floated on the screen, a process of darkening the defective cell (II), which appears as a bright point for the reason of short or signal failure, for dark repair for example.
종래에는, 휘점에 대한 리페어 공정으로 불량셀(Ⅱ)의 화소 전극(76)을 게이트 배선(62)에 레이저로 단접하고, 상기 화소 전극(76)의 일부를 절단하여 게이트 배선(62)에 인가되는 게이트 전압이 불량셀(Ⅱ)에 머무르도록 하여 불량셀(Ⅱ)을 암점화하는 방법이 주로 이용되었다. Conventionally, the
그러나, 상기 레이저를 이용한 단접 공정에서는, 공정중 분쇄된 이물질이 균일하게 퍼지지 않고 국부적으로 뭉침에 따라 이물 백점 불량이 발생되는 문제점이 있었다. However, in the single-contact process using the laser, there is a problem that the foreign matter white point defect is generated by locally agglomerating the foreign matter crushed during the process does not spread evenly.
상기 화소 전극(76)과 게이트 배선(62) 단접 및 ITO 등의 물질로 이루어진 상기 화소전극(76)의 절단 공정에서 상기 화소전극(76)의 절단이 잘 이루어지지 않을 경우, 상기 게이트 및 데이터 배선(62, 74)가 서로 단락되어 선 결함이 발생되는 문제점이 있다. When the
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 암점화가 용이하고 리페어로 인한 주변부 흐림 현상이나 2차 불량을 줄일 수 있는 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 제공하고자 한다.
In order to solve this problem, the present invention is to provide a defective cell repair process of the liquid crystal panel that can easily darken and reduce the peripheral blur due to the repair or secondary defects.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 제 1 기판의 제 1 면과, 제 2 기판의 제 2 면이 서로 마주보며 배치되고, 상기 제 1 기판에 정의된 다수의 화소에 대응하여 상기 제 1 면에 어레이 소자가 형성되며, 상기 제 1 면과 제 2 면 사이에 액정층이 개재된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 기판이 합착된 액정패널에 있어서, 상기 액정패널의 화면을 검사하여 불량화소를 검출하는 단계; 상기 제 1 면과 반대면인 상기 제 1 기판의 제 3면 또는 상기 제 2 면과 반대면인 상기 제 2 기판의 제 4 면 상에, 상기 불량화소에 대응하여 불투명한 물질로 이루어진 암점화 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정패널의 불량화소 리페어 방법을 제공한다. In order to achieve the above object, in the present invention, the first surface of the first substrate and the second surface of the second substrate are disposed to face each other, and correspond to the plurality of pixels defined in the first substrate. In the liquid crystal panel in which the array element is formed, and the first and second substrates are bonded while the liquid crystal layer is interposed between the first and second surfaces, the screen of the liquid crystal panel is inspected to detect defective pixels. Detecting; A dark ignition pattern made of an opaque material corresponding to the defective pixel on a third surface of the first substrate that is opposite to the first surface or a fourth surface of the second substrate that is opposite to the second surface It provides a defective pixel repair method of a liquid crystal panel comprising the step of forming a.
상기 암점화 패턴은 에어 커튼에 의한 진공상태에서 레이저 조사를 통하여 가스상태의 크롬 카보네이트을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 기판은 컬러필터 기판인 것을 특징으로 한다.The dark ignition pattern is formed by using a gas chromium carbonate through a laser irradiation in a vacuum state by the air curtain.
The second substrate is characterized in that the color filter substrate.
그리고, 상기 암점화 패턴의 두께는 1500 ~ 2000 Å인 것을 특징으로 한다. And, the thickness of the dark ignition pattern is characterized in that 1500 ~ 2000 kPa.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액정패널의 불량셀 리페어 공정을 개략적 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a bad cell repair process of the liquid crystal panel according to the present invention.
도시한 바와 같이, 액정패널(190)에는 제 1 방향으로 다수 개의 게이트 배선(162)이 형성되어 있고, 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 다수 개의 데이터 배선(174)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 게이트 및 데이터 배선(162, 174)이 교차되는 영역은 화소 영역(P)으로 정의되며, 화소 영역(P)별로 게이트 및 데이터 배선(162, 174)이 교차되는 지점에 박막트랜지스터(T)가 위치하고, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 화소 전극(176)이 형성되어 있다. As illustrated, a plurality of
그리고, 상기 게이트 배선(162)과 교차되는 화소 전극(176)은 미도시한 절연체가 개재된 상태에서 스토리지 캐패시터(CST)를 이룬다. In addition, the
그러나, 본 발명에서는 공통 방식 캐패시터 전극과 화소 전극의 중첩 영역을 스토리지 캐패시터로 이용하는 공통 방식을 적용할 수도 있다. However, in the present invention, a common method using the overlapping region of the common method capacitor electrode and the pixel electrode as the storage capacitor may be applied.
이러한 구조의 액정패널(190) 상에 불량셀(III)에 의해 휘점이 발생될 경우, 불량셀(III)을 덮는 영역 상에 리페어 역할을 하는 암점화 패턴(200)을 형성하는 것을 특징으로 한다. When bright spots are generated by the defective cells III on the
특히, 상기 암점화 패턴(200)은 크롬 카보네이트(Cr carbonate)를 금속착물로 이용하여 별도의 에어 커튼(air curtain)에 의한 부분 진공상태에서, 금속착물 을 가스 상태로 형성하여, 레이저를 통해 기판 상에 크롬층을 형성하는 NEC(Nippon Electric Company)사의 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치(이하, NEC-CVD 장치로 약칭함)를 이용하는 것을 특징으로 한다. In particular, the
상기 NEC-CVD 장치에 의하면, 레이저 장치의 슬릿 크기 조절을 통해 미세한 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. According to the NEC-CVD apparatus, it is possible to easily form a fine pattern by adjusting the slit size of the laser device.
<실시예 1><Example 1>
실시예 1은 암점화 패턴을 상부 기판의 바깥면의 불량셀을 덮는 영역에 형성하는 실시예이다. Example 1 is an example in which a dark ignition pattern is formed in a region covering a defective cell on the outer surface of the upper substrate.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 암점화 패턴을 포함하는 액정패널에 대한 단면도로서, 암점화 패턴의 배치구조를 중심으로 도시하기 위하여, 어레이 기판 구조는 개략적으로 도시하였다. FIG. 4 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel including a dark ignition pattern according to a first embodiment of the present invention. In order to show the arrangement structure of the dark ignition pattern, the array substrate structure is schematically illustrated.
도시한 바와 같이, 제 1, 2 기판(210, 230)이 서로 대향되게 배치되어 있고, 제 1, 2 기판(210, 230) 사이에는 액정층(250)이 개재되어 있는 구조에서, 제 1 기판(210)의 상부에는 어레이 소자(IV)가 형성되어 있고, 제 2 기판(230)의 하부에는 컬러별 경계부별로 블랙매트릭스(232)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(232)와 일정간격 중첩되게 적, 녹, 청 컬러필터(234a, 234b, 234c)가 차례대로 배열된 컬러필터(234)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(232) 및 컬러필터(234)는 컬러필터층(236)을 이룬다. As illustrated, the first and
상기 컬러필터층(236) 하부에는 오버코트층(238 ; over coat layer), 공통 전극(240)이 차례대로 형성되어 있다.
An
도면으로 자세히 도시하지는 않았지만, 상기 어레이 소자(IV)는 게이트 및 데이터 배선, 박막트랜지스터, 화소 전극을 포함하는 어레이 소자를 의미한다. Although not shown in detail in the drawings, the array element IV refers to an array element including a gate and a data line, a thin film transistor, and a pixel electrode.
한 예로, 상기 녹 컬러필터(234b)화소가 불량셀인 경우, 상기 상부 기판인 제 2 기판(230)의 바깥면의 녹 컬러필터(234b)를 덮는 영역에 암점화 패턴(260)이 형성된다. For example, when the pixel of the
상기 암점화 패턴(260)은 전술한 NEC-CVD법으로 형성된 크롬 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다 The
<실시예 2><Example 2>
실시예 2는 암점화 패턴을 하부 기판의 바깥면의 불량셀을 덮는 영역에 형성하는 실시예이다. Embodiment 2 is an embodiment in which a dark ignition pattern is formed in a region covering a defective cell on the outer surface of the lower substrate.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 암점화 패턴을 포함하는 액정패널에 대한 단면도로서, 녹 컬러필터 화소가 불량셀인 경우에 대해서 설명하며, 상기 도 4와 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다. FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal panel including a dark ignition pattern according to a second embodiment of the present invention. A case in which the green color filter pixel is a defective cell will be described. Omit.
도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 제 2 기판(230)의 바깥면의 녹 컬러필터(234b)와 대응되는 위치의 제 1 기판(210)의 바깥면에 암점화 패턴(360)이 위치하는 것을 특징으로 한다. As shown, in the present embodiment, the
상기 암점화 패턴(360)은 제 1 실시예에 따른 암점화 패턴(도 4의 260)과 동일 방법으로 형성된다. The
그리고, 본 발명에 따른 암점화 패턴은 두께 범위를 1500 ~ 2000 Å로 하여, 상기 제 1, 2 기판의 양쪽 바깥면에 부착되는 편광판과 갭이 발생되지 않도록 한 다. In addition, the dark ignition pattern according to the present invention has a thickness range of 1500 to 2000 mW, so that polarizers and gaps attached to both outer surfaces of the first and second substrates do not occur.
그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시하여도 무방하다.
However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
이와 같이, 본 발명에 따른 액정패널의 불량셀 리페어 패턴에 의하면, 휘점으로 작용하는 불량셀에 대한 암점화가 용이하고, 기존의 이물 백점이나 게이트 배선 단락 등과 같은 2차적인 불량 요소를 제거할 수 있는 신뢰성 높은 리페어 공정을 제공할 수 있다.
As described above, according to the defective cell repair pattern of the liquid crystal panel according to the present invention, it is easy to darken the defective cell serving as the bright point, and it is possible to remove secondary defective elements such as a foreign material white point or a gate wiring short. A reliable repair process can be provided.
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