KR100909958B1 - 표시 장치의 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법 - Google Patents

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Abstract

LCD 모듈에 포함되는 불량 화소를 수리할 시에 상기 불량 화소에 대응되는 컬러 필터의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스에 두 개의 레이저 빔이 동시에 조사될 수 있도록 함으로써 수리에 소요되는 시간을 반으로 줄이는 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, LCD 모듈의 불량 화소를 수리하기 위한 화소 수리 장치에 있어서, 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부, 및 상기 레이저 빔이 형성하는 스팟의 특성을 제어하는 멀티 스팟 슬릿(Multi Spot Slit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 장치가 제공된다.
불량 화소, 블랙 매트릭스, 레이저, 스팟, 멀티 슬릿

Description

표시 장치의 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REPARING PIXEL OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치의 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 LCD 모듈의 불량 화소를 수리할 시에 상기 불량 화소에 대응되는 컬러 필터의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스에 두 개의 레이저 빔이 동시에 조사될 수 있도록 함으로써 수리에 소요되는 시간을 반으로 줄이는 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법에 관한 것이다.
최근, 무겁고 큰 음극선관(cathode ray tube; CRT)을 대신하여 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display; OLED), 플라스마 표시 장치(plasma display panel; PDP), 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)와 같은 평판 표시 장치에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.
그 중 일반적으로 널리 사용되는 것이 액정 표시 장치인데, 이러한 액정 표시 장치의 구성을 도 1a에 도시하였다.
도 1a에 도시되는 바와 같이, 액정 표시 장치는 일반적으로 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등이 형성되어 있는 박막 트랜지스터(110), 상기 박막 트랜지스터(110)에 대향하여 배치되는 컬러 필터층(130) 및 박막 트랜지스터(110)와 컬러 필터(130) 사이에 채워지는 액정층을 포함한다.
상기 컬러 필터층(130)은 각 화소에 대응되는 부분에 색상을 표시하기 위한 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러 필터를 포함하며, 상기 R, G, B 사이에는 블랙 매트릭스(Black Matrix; 133)가 형성된다. 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계로 인하여 액정층에 포함되는 액정이 회전하면서 빛의 투과율이 변하게 되며, 백라이트 유닛에서 제공되는 빛이 액정의 투과율 변화에 따라 많이 투과되거나 적게 투과되면서 화상을 표현하게 된다. 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계는 화소 전극에 의하여 조절되며, 화소 전극 전압의 제어는 박막 트랜지스터(110)에 포함되는 스위칭 소자에 의해 이루어진다. 여기서, 박막 트랜지스터는 게이트선을 따라 전송되는 주사 신호에 기초하여, 데이터선을 따라 전송되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단함으로써 화상을 표시한다.
액정층은 화소 전극과 공통 전극에 전압이 가해지지 않는 경우에는 박막 트랜지스터(110)와 블랙 매트릭스 표시판의 표면에 형성되는 배향막에 의하여 일정한 방향으로 배열되어 있다가 전압이 가해지면 전계의 방향에 따라 회전하게 된다.
이러한 원리에 의해 작동되는 액정 표시 장치는 공정상의 문제 등의 이유로 불량 화소가 발생할 수 있다.
액정 표시 장치에 불량 화소가 발생하는 경우에는 도 1b에 도시되는 바와 같이 불량 부분이 밝게 빛나는 이른바 밝은 화소(bright pixel) 현상이 나타나게 된다. 이러한 불량 화소가 발생되는 경우에는 검사를 통하여 발견한 후 해당 화소를 수리하여 도 1c에 도시되는 바와 같이 최대한 블랙으로 만들어준다.
일반적으로 불량 화소를 수리하는 방법으로는 첫째로 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(131)에 직접 레이저를 조사하여 검게 탄화시키는 방법과, 둘째로 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(131)의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스(133)에 레이저를 조사함으로써 녹이고 이를 이용하여 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(131)를 도포하는 방법이 있다.
현재는 소요 시간이 상대적으로 적게 드는 두 번째 방법을 많이 사용하는데, 이 또한 불량 화소에 대응되는 위치의 컬러 필터(131)의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스(133)를 번갈아가며 레이저 조사해야 하기 때문에 수리에 소요되는 시간이 길어지게 된다.
따라서, 불량 화소 발생 시 수리에 소요되는 시간을 더욱 감축시킬 수 있는 기술에 대한 개발이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈에 불량 화소 발생 시에 해당 화소에 대응되는 컬러 필터의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스에 레이저 빔을 동시에 조사하여 수리에 소요되는 시간을 종래 기술에 비해 반으로 줄일 수 있는 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 액정 표시 장치 모듈에 불량 화소가 발생하는 경우, 그 수리에 소요되는 시간을 반으로 줄임으로써 액정 표시 장치 패널의 수율을 두 배로 증가시키는 화소 수리 장치 및 화소 수리 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈의 불량 화소를 수리하기 위한 화소 수리 장치에 있어서, 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부, 및 상기 레이저 빔이 형성하는 스팟의 특성을 제어하는 멀티 스팟 슬릿(Multi Spot Slit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 장치가 제공된다.
한편, 상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈의 불량 화소를 수리하는 방법에 있어서, 레이저 빔을 조사하는 단계, 및 상기 레이저 빔이 형성하는 스팟의 특성을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈에 포함되는 컬러 필터에 불량 화소 발생 시에 해당 화소에 대응되는 컬러 필터의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스에 레이저 빔을 동시에 조사하여 수리함으로써 수리에 소요되는 시간을 종래 기술에 비해 반으로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액정 표시 장치 모듈에 불량 화소가 발생하는 경우, 그 수리에 소요되는 시간이 반으로 줄어듦으로써 액정 표시 장치 패널의 수율을 두 배로 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
화소 수리 장치의 구성
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 수리 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 화소 수리 장치(200)는 레이저 빔 조사부(210), 제1 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens; 230), 반사경(250), 제2 실린드리컬 렌즈(270), 및 멀티 스팟 슬릿(multi spot slit; 300)을 포함한다.
레이저 빔 조사부(210)는 통상의 화소 수리 장치에 구비되는 것과 동일한 것 을 사용할 수 있으며, 소정 파장을 갖는 레이저 빔을 소정 펄스 동안 소정 주기로 조사할 수 있다.
한편, 레이저 빔 조사부(210)는 도 3a에 도시되는 바와 같은 가우시안(Gaussian) 형태의 빔을 조사한다. 일반적으로 레이저 빔을 사용하여 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈(290)의 불량 화소를 수리하기 위해서는 화소 수리에 필요한 파장 영역을 갖는 레이저 빔이 필요하다.
종래에는 단일 슬릿(slit)을 사용하여 컬러 필터에 레이저 빔을 조사함으로써 불량 화소를 수리하였고, 상기 단일 슬릿은 레이저 빔의 가운데에 위치하였기 때문에, 가우시안 형태의 레이저 빔을 사용한다 할지라도 화소 수리에 필요한 파장 영역의 레이저 빔이 단일 슬릿을 통과하여 컬러 필터에 조사될 수 있었다. 그러나, 본 발명의 화소 수리 장치는 후술하는 바와 같이, 멀티 슬릿(multi slit)을 사용하기 때문에, 가우시안 형태의 레이저 빔을 사용하면 불량 화소의 수리에 필요한 파장 영역의 레이저 빔이 슬릿을 통과할 수 없게 된다. 구체적으로 설명하면, 두 개의 슬릿을 사용하는 화소 수리 장치의 경우, 두 개의 슬릿은 레이저 빔의 중앙점을 대칭점으로 하여 배치되기 때문에, 두 개의 슬릿의 거리에 따라 화소 수리에 필요한 파장 영역의 레이저 빔이 슬릿을 통과할 수 없게 된다.
따라서, 가우시안 형태의 레이저 빔을 라인(line) 형태의 레이저 빔으로 만들어 불량 화소의 수리에 필요한 파워(power)를 갖는 레이저 빔이 두 개의 슬릿을 통과할 수 있도록 해야 한다. 즉, 레이저 빔 조사부(210)로부터 방출된 가우시안 형태의 레이저 빔을 도 3b에 도시되는 바와 같은 라인 형태의 레이저 빔으로 만들 어 복수 개의 슬릿이 대칭적으로 배치되더라도 화소 수리에 필요한 파장 영역의 레이저 빔이 상기 슬릿들을 통과할 수 있도록 해야 한다.
이를 위해 레이저 빔 조사부(210)의 전면에는 실린드리컬 렌즈(230, 270)가 배치될 수 있다. 가우시안 형태의 레이저 빔이 실린드리컬 렌즈(230, 270)를 통과하게 되면 라인 형태의 레이저 빔으로 바뀌게 되며, 실린드리컬 렌즈가 많이 배치될수록 라인 형태의 레이저 빔에 있어서 그 장방향 길이는 길어지게 된다. 화소 수리 장치(200)는 제1 실린드리컬 렌즈(230) 만을 포함할 수도 있으나, 후에 설명되는 멀티 슬릿, 예를 들면 두 개의 슬릿 간 거리에 비해 제1 실린드리컬 렌즈(230)를 통과한 화소 수리에 필요한 파장 영역의 라인 형태의 레이저 빔의 장방향 길이가 짧을 경우에는 제1 실린드리컬 렌즈(230)와 함께 제2 실린드리컬 렌즈(270)를 더 포함하여 라인 형태의 레이저 빔의 장방향 길이를 더 길게 만들 수도 있다. 실린드리컬 렌즈(230, 270)들 간의 거리는 라인 형태의 레이저 빔의 모양에 중요한 영향을 미치는데, 일반적으로 복수의 실린드리컬 렌즈(230, 270)들은 소정 거리 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 2 개의 실린드리컬 렌즈(230, 270)가 포함되는 경우에는 두 개의 렌즈 간의 거리를 소정 거리 이상으로 하여 배치할 수 있으며, 도 2에 도시되는 바와 같이, 원하는 형태의 레이저 빔을 얻기 위한 실린드리컬 렌즈(230, 270)들 간의 거리보다 짧은 거리에 레이저 빔의 경로를 전환시키기 위한 반사경(250)이 위치해야 하는 경우에는 반사경(250)을 전후로 하여 제1 실린드리컬 렌즈(230)와 제2 실린드리컬 렌즈(270)가 배치될 수 있다.
반사경(250)은 전술한 바와 같이 레이저 빔의 경로를 전환시켜주는 역할을 한다. 레이저 빔 조사부(210)와 수리하고자 하는 불량 화소의 위치에 따라 1 이상의 반사경(250)이 포함될 수 있다.
멀티 스팟 슬릿(300)은 컬러 필터의 수리에 사용될 레이저 빔의 길이와 폭을 조절하고, 하나의 레이저 빔을 복수 개의 레이저 빔으로 분리하는 역할을 한다.
멀티 스팟 슬릿(300)에 의해 그 특성이 조절된 레이저 빔은 대물렌즈(280)를 통과하여 액정 표시 장치 모듈(290)에 조사됨으로써 불량 화소를 수리하게 된다.
이하, 본 발명의 주요 특징적 구성인 멀티 스팟 슬릿(300)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
멀티 스팟 슬릿의 구성
도 4a 내지 도 4c는 멀티 스팟 슬릿(300)에 포함되는 각 슬릿 블레이드(blade)의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 5a 내지 도 5c는 각 슬릿 블레이드가 분해된 상태의 평면도이다.
멀티 스팟 슬릿(300)은 3 개의 슬릿 블레이드 쌍(310, 330, 350)을 포함할 수 있다. 3 개의 슬릿 블레이드 쌍(310, 330, 350) 각각은 두 개의 슬릿 블레이드를 포함한다.
이하, 3 개의 슬릿 블레이드 쌍(310, 330, 350) 각각에 대한 구성 및 그 기능에 대해 설명하도록 한다.
도 4a에 도시되는 바와 같은 제1 슬릿 블레이드 쌍(310)은 도 5a에 도시되는 바와 같은 두 개의 슬릿 블레이드(311, 313)를 포함한다. 두 개의 슬릿 블레이 드(311, 313)는 모두 직사각형의 슬릿 블레이드로서 중간 부분에 삼각형 홈이 형성되어 있는 형태이다. 홈의 형태는 삼각형에 한정되는 것이 아니라, 원 또는 사각형 등 다양한 형태일 수 있다. 이러한 형태를 하는 두 개의 슬릿 블레이드(311, 313)는 서로 맞물려 하나의 구멍을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시되는 바와 같이 삼각형의 홈이 형성된 두 개의 슬릿 블레이드(311, 313)는 서로 맞물려 도 4a에 도시되는 바와 같은 사각형 구멍(410)을 형성한다. 슬릿 블레이드(311, 313) 간의 거리가 멀어질수록 형성되는 구멍(410)의 크기는 커지며, 반대로 더 가까이 만날수록 구멍(410)의 크기는 작아진다. 이 구멍(410)이 레이저 빔의 통로가 된다.
이에 따라 레이저 빔이 제1 슬릿 블레이드 쌍(310)을 통과하게 되면, 슬릿 블레이드(311, 313)가 맞물려 형성하는 구멍(410)의 크기에 대응하는 스팟이 형성되게 된다. 즉, 제1 슬릿 블레이드 쌍(310)은 컬러 필터를 수리하기 위한 레이저 빔의 특성에 있어서 스팟의 길이를 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 라인 형태의 레이저 빔이 제1 슬릿 블레이드 쌍(310)을 통과하게 되면, 레이저 빔이 형성할 스팟의 장방향 길이가 조절되게 된다.
슬릿 블레이드(311, 313)의 이동, 즉 슬릿 블레이드(311, 313) 간의 거리 조절은 스텝핑 모터(stepping motor) 등에 의해 이루어질 수 있으며, 이를 통해 슬릿 블레이드(311, 313) 간의 거리를 조절함으로써 레이저 빔의 특성 중 스팟의 길이를 조절할 수 있다.
다음으로, 도 4b에 도시되는 바와 같은 제2 슬릿 블레이드 쌍(330)은 도 5b 에 도시되는 바와 같은 두 개의 슬릿 블레이드(331, 333)를 포함한다. 두 개의 슬릿 블레이드(331, 333) 또한 직사각형의 슬릿 블레이드로서 중간 부분에 사다리꼴 형태의 홈이 형성되어 있다. 홈의 형태는 사다리꼴 형태에 한정되는 것이 아니라, 직사각형 또는 다각형 등 다양한 형태일 수 있다. 또한, 두 개의 슬릿 블레이드(331, 333)에 형성되어 있는 홈의 형태는 상하방향으로 대칭되는 형태일 수 있다. 이러한 형태를 하는 두 개의 슬릿 블레이드(331, 333)는 서로 맞물려 도 4b에 도시되는 바와 같은 긴 직사각형 형태의 공간(430)을 형성할 수 있다. 슬릿 블레이드(331, 333) 간의 거리가 멀어질수록 형성되는 직사각형 공간(430)의 폭은 넓어지며, 반대로 더 가까이 만날수록 직사각형 공간(430)의 폭은 작아진다. 이 공간(430) 또한 제1 슬릿 블레이드 쌍(310)이 형성하는 구멍(410)과 함께 레이저 빔의 통로가 되는 것이며, 슬릿 블레이드(331, 333)에 형성되는 홈의 형태는 서로 맞물려 긴 직사각형 형태 등의 공간을 형성할 수 있으면 족하다.
이에 따라 레이저 빔이 제2 슬릿 블레이드 쌍(330)을 통과하게 되면, 슬릿 블레이드(331, 333)가 맞물려 형성하는 공간(430)의 폭에 대응하는 스팟이 형성되게 된다. 즉, 제2 슬릿 블레이드 쌍(330)은 컬러 필터를 수리하기 위한 레이저 빔의 특성에 있어서 스팟의 폭을 조절하는 역할을 한다. 예를 들어, 라인 형태의 레이저 빔이 제2 슬릿 블레이드 쌍(330)을 통과하게 되면, 레이저 빔이 형성할 스팟의 단방향 길이, 즉 폭이 조절된다.
슬릿 블레이드(331, 333)의 이동, 즉 슬릿 블레이드(331, 333) 간의 거리 조절 또한 스텝핑 모터(stepping motor) 등에 의해 이루어질 수 있으며, 이를 통해 슬릿 블레이드(331, 333) 간의 거리를 조절함으로써 레이저 빔의 특성 중 스팟의 폭을 조절할 수 있게 된다.
마지막으로, 도 4c에 도시되는 바와 같은 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)은 멀티 스팟 슬릿(300)을 통과하는 하나의 레이저 빔을 두 개의 레이저 빔으로 분리하고, 두 레이저 빔 사이의 거리를 조절하는 역할을 한다. 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)은 도 5c에 도시되는 바와 같은 두 개의 슬릿 블레이드(351, 353)를 포함한다. 두 개의 슬릿 블레이드(351, 353) 또한 직사각형의 슬릿 블레이드일 수 있으며 중간 부분에 두 개의 다각형 형태의 홈이 연속적으로 배치되어 하나의 홈을 형성할 수 있다. 일례로서, 도 5c에 도시되는 바와 같이, 사각형 홈과 삼각형 홈이 합쳐져 하나의 홈을 형성할 수 있다. 이러한 홈의 형태는 이에 한정되는 것이 아니며 다양한 다각형 형태로 구현될 수 있다. 한편, 두 개의 슬릿 블레이드(351, 353)에 형성되는 홈 역시 서로 상하 방향 대칭일 수 있다.
이러한 형태를 하는 두 개의 슬릿 블레이드(351, 353)는 서로 맞물려 도 4c에 도시되는 바와 같은 두 개의 공간(451, 453)을 형성할 수 있다. 두 개의 공간(451, 453)은 서로 맞닿을 수도 있고, 슬릿 블레이드(351, 353) 간의 거리에 따라 소정 거리 이격되어 있을 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 슬릿 블레이드(351, 353)가 서로 떨어져 있는 상태에서 점점 맞물리는 경우, 처음에는 하나의 공간을 형성하지만 점차 가까워 짐에 따라 하나의 공간이 슬릿 블레이드(351, 353)에 형성되어 있는 홈의 형태에 따라 두 개로 분리되고 분리된 두 개의 공간(451, 453) 간의 거리는 점차 멀어지게 된다. 즉, 슬릿 블레이드(351, 353)가 서로 가까 워질수록 형성되는 두 공간(451, 453) 사이의 거리는 멀어지게 되는 것이다.
하나의 레이저 빔이 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)이 형성하는 두 개의 공간을 통과하게 되면 두 개의 레이저 빔으로 분리되게 되고, 슬릿 블레이드(351, 353) 간의 거리에 따라 두 레이저 빔 사이의 거리가 조절될 수 있게 된다. 즉, 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)은 레이저 빔을 두 개로 분리하고, 상기 두 레이저 빔이 형성하는 스팟 간의 거리를 조절하는 역할을 한다.
슬릿 블레이드(351, 353)의 이동, 즉 슬릿 블레이드(351, 353) 간의 거리 조절 또한 스텝핑 모터(stepping motor) 등에 의해 이루어질 수 있으며, 이를 통해 슬릿 블레이드(351, 353) 간의 거리를 조절함으로써 레이저 빔을 두 개로 분리할 수 있고, 둘 사이의 거리를 조절할 수 있게 된다.
이러한 제1 슬릿 블레이드 쌍(310), 제2 슬릿 블레이드 쌍(330)에 포함되는 슬릿 블레이드들의 거리를 조절함으로써 컬러 필터를 수리하기 위한 레이저 빔의 스팟 길이 및 스팟 폭을 조절할 수 있으며, 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)을 포함하여 레이저 빔을 두 개로 분리하는 경우에는 두 레이저 빔이 형성하는 스팟 간의 거리를 조절할 수 있다.
슬릿 블레이드 쌍(310, 330, 350)들은 모두 불량 화소의 수리에 필요한 파워 영역 대에서 수 미크론(micron) 범위의 제어가 가능하므로, 이러한 제어를 통해 컬러 필터의 불량 화소 수리에 사용될 수 있는 것이다.
한편, 제1 슬릿 블레이드 쌍(310), 제2 슬릿 블레이드 쌍(330), 및 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)은 서로 겹쳐진 상태로 배치되며, 제1 슬릿 블레이드 쌍(310), 제 2 슬릿 블레이드 쌍(330), 및 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)의 상대적인 상하 위치는 어떠한 방식으로 배치되더라도 레이저 빔의 길이, 폭 등을 조절할 수 있으면 상관없다.
이하, 화소 수리 장치(200)를 이용하여 액정 표시 장치의 불량 화소를 수리하고자 하는 경우, 상기 설명한 멀티 스팟 슬릿(300)을 제어하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
멀티 스팟 슬릿의 제어 방법
설명의 편의를 위해 도 6에 도시되는 바와 같은 컬러 필터층(700)에 레이저 빔을 조사함으로써 불량 화소를 수리하고자 하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(710)의 단방향 길이, 즉 폭에 맞춰 레이저 빔 조사부(210)로부터 방출되는 가우시안 형태의 레이저 빔을 라인 형태로 만들기 위한 실린드리컬 렌즈(230, 270)를 레이저 빔의 경로에 배치한다. 실린드리컬 렌즈(230, 270)는 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(710)의 폭에 따라 하나만 배치될 수도 있고, 복수 개 배치될 수도 있다.
다음으로, 멀티 스팟 슬릿(300)의 슬릿 블레이드 쌍(310, 330, 350)들을 조절하여 레이저 빔의 특성을 제어한다.
먼저, 제1 슬릿 블레이드 쌍(310)의 슬릿 블레이드(311, 313) 간 거리를 조절하여 레이저 빔이 형성하는 스팟의 길이를 조절한다. R, G, B 컬러 필터들 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(Black Matrix)에 레이저 빔을 조사하여 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(710)를 덮는 수리 방식을 택하는 경우에는, 스팟의 길이를 블랙 매트릭스의 폭에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 한편, 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(710)에 직접 레이저 빔을 조사하여 검게 탄화시켜 수리하는 방식을 택하는 경우에는, 컬러 필터(710)의 크기에 맞춰 스팟의 길이를 적절하게 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이 슬릿 블레이드(311, 313) 간 거리 조절은 스텝핑 모터 등에 의해 이루어질 수 있고, 슬릿 블레이드(311, 313)는 수평면을 XY평면이라고 할 때, X 방향을 따라 수평 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지면서 레이저 빔이 형성할 스팟의 길이를 조절할 수 있다.
다음으로, 제2 슬릿 블레이드 쌍(330)의 슬릿 블레이드(331, 333) 간 거리를 조절하여 레이저 빔이 형성하는 스팟의 폭을 조절한다. 이 또한, 블랙 매트릭스 또는 컬러 필터(710)의 크기에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
제2 슬릿 블레이드 쌍(330)의 슬릿 블레이드(331, 333)는 Y 방향을 따라 수평 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지면서 레이저 빔이 형성할 스팟의 폭을 조절할 수 있다.
한편, 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)의 슬릿 블레이드(351, 353) 간 거리를 조절하여 레이저 빔을 두 개로 나누고, 각 레이저 빔이 형성하는 스팟 간의 거리를 조절한다. 화소들 사이에 위치하는 블랙 매트릭스에 레이저 빔을 조사하여 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(710)를 덮는 수리 방식을 택하는 경우에는, 2 개로 분리되는 레이저 빔이 컬러 필터(710)의 양측에 형성되는 블랙 매트릭스의 위치에 조사되어야 하므로, 스팟 간의 거리가 컬러 필터(710)의 양측에 있는 블랙 매트릭스 간 거리와 동일해야 한다. 따라서, 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)이 형성하는 두 개 의 공간(451, 453)에 의해 분리된 두 개의 레이저 빔 간의 거리를 슬릿 블레이드(351, 353) 간 거리를 조절하여 적절하게 제어해야 한다. 슬릿 블레이드(351, 353)는 X 방향을 따라 수평 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지면서 하나의 레이저 빔을 두 개로 분리하고, 분리된 레이저 빔이 형성하는 스팟 간의 거리를 조절할 수 있다.
한편, 불량 화소에 대응되는 컬러 필터(710)에 레이저 빔을 직접 조사하여 수리하는 방식을 택하는 경우에는, 레이저 빔을 두 개로 분리할 필요가 없으므로 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)이 생략될 수도 있다.
제1 슬릿 블레이드 쌍(310), 제2 슬릿 블레이드 쌍(330), 및 제3 슬릿 블레이드 쌍(350)의 제어는 설명의 편의상 순차적으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 어떠한 순서에 의하더라도 상관없다.
R, G, B 컬러 필터들 사이에 있는 블랙 매트릭스에 레이저 빔을 조사하여 불량 화소를 도포하여 수리하고자 하는 경우에 본 발명의 화소 수리 장치에 의하면, 불량 화소에 대응되는 컬러 필터의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스를 동시에 조사할 수 있음으로써 수리에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
즉, 멀티 슬릿 스팟에 의해 길이와 폭 및 서로 간의 거리가 적절하게 제어된 두 개의 레이저 빔이 불량 화소에 대응되는 컬러 필터의 양측에 위치하는 블랙 매트릭스를 동시에 조사할 수 있기 때문에, 종래 불량 화소를 수리하기 위해 컬러 필터 양측의 블랙 매트릭스를 한 번씩 조사하였던 수리 방식에 비해 수리 시간이 반으로 줄어들게 된다.
또한, 수리에 소요되는 시간이 반으로 감소함에 따라 수리되는 컬러 필터를 채용하는 액정 표시 장치 패널의 수율은 두 배 증가하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명 이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1a는 종래 액정 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1b는 액정 표시 장치에 불량 화소가 존재하는 경우 패널에 나타나는 이미지이다.
도 1c는 도 1b의 불량 화소가 수리된 후에 패널에 나타나는 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 수리 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3a는 도 2의 화소 수리 장치의 레이저 빔 조사부로부터 방출되는 가우시안(Gaussian) 형태의 레이저 빔의 파워 분포를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 레이저 빔이 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)에 의해 라인(line) 형태의 레이저 빔으로 전환된 후의 파워 분포를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 화소 수리 장치의 멀티 스팟 슬릿에 포함되는 각 슬릿 블레이드(blade)의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4a 내지 도 4c의 각 슬릿 블레이드가 분해된 상태의 평면도이다.
도 6은 액정 표시 장치의 불량 화소를 수리하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200: 화소 수리 장치 210: 레이저 빔 조사부
230, 270: 실린드리컬 렌즈 250: 반사경
300: 멀티 스팟 슬릿 310: 제1 슬릿 블레이드 쌍
330: 제2 슬릿 블레이드 쌍 350: 제3 슬릿 블레이드 쌍

Claims (9)

  1. 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈의 불량 화소를 수리하기 위한 화소 수리 장치에 있어서,
    레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사부,
    상기 레이저 빔이 형성하는 스팟의 특성을 제어하는 멀티 스팟 슬릿(Multi Spot Slit)을 포함하고,
    상기 멀티 스팟 슬릿은,
    상기 스팟의 길이를 조절하는 제1 슬릿 블레이드 쌍,
    상기 스팟의 폭을 조절하는 제2 슬릿 블레이드 쌍, 및
    상기 레이저 빔을 두 개로 분리하고 분리된 각 레이저 빔이 형성하는 스팟 간 거리를 조절하는 제3 슬릿 블레이드 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 슬릿 블레이드 쌍 또는 상기 제2 슬릿 블레이드 쌍은 소정 형태의 홈이 형성된 두 개의 슬릿 블레이드를 각각 포함하고 상기 두 개의 슬릿 블레이드 간의 거리를 조절함으로써 상기 스팟의 길이 또는 폭을 조절하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 슬릿 블레이드 쌍은 소정 형태의 홈이 형성된 두 개의 슬릿 블레이드를 포함하고, 상기 슬릿 블레이드를 서로 맞물리게 하여 상기 레이저 빔을 두 개로 분리하고, 상기 슬릿 블레이드 간의 거리를 조절하여 상기 분리된 레이저 빔이 형성하는 스팟 간 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 조사부로부터 조사되는 가우시안(Gaussian) 형태의 레이저 빔을 라인(line) 형태의 레이저 빔으로 만드는 적어도 1 이상의 실린드리컬 렌즈(cylindrical lens)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 장치.
  7. 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD) 모듈의 불량 화소를 수리하는 방법에 있어서,
    레이저 빔을 조사하는 단계,
    상기 레이저 빔이 형성하는 스팟의 특성을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 스팟의 특성을 제어하는 단계는,
    상기 스팟의 길이를 조절하는 단계,
    상기 스팟의 폭을 조절하는 단계, 및
    상기 레이저 빔을 두 개로 분리하고 분리된 각 레이저 빔이 형성하는 스팟 간 거리를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화소 수리 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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