KR100965529B1 - 불량화소 흑화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 불량화소 흑화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광매개 공진기를 구비함으로써 하나의 레이저만으로도 모든 불량화소를 흑화처리할 수 있는 불량화소 흑화장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 불량화소 흑화장치는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기; 및 상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저 빔의 파장을 변환하여 출력하는 광매개 공진기(Optical Parametric Oscillator);를 포함한다.
레이저. 불량화소. 흑화. 광매개 공진기.

Description

불량화소 흑화장치{Apparatus for blacking defect pixel}
본 발명은 레이저를 이용한 불량화소 흑화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광매개 공진기를 구비함으로써 하나의 레이저만으로도 모든 불량화소를 흑화처리할 수 있는 불량화소 흑화장치에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호하여 기술집약적이며
부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. 이러한 액정표시장치 중에서도, 각 화소(pixel)별로 인가되는 전압을 스위칭할 수 있는 스위칭 소자가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
이러한 액정표시장치 검사 과정에서는, 액정패널의 화면에 테스트 패턴을 띄
우고 불량 화소의 유무를 탐지하여 불량 화소가 발견되었을 때 이에 대한 리페어 작업을 수행하게 된다. 액정패널의 불량에는 점결함, 선결함과 표시불균일로 나눌 수 있다. 점결함은 TFT 소자, 화소전극, 컬러필터 배선의 불량 등에 의해 발생되며, 선결함은 배선간의 단선(Open), 쇼트(Short), 정전기에 의한 TFT들의 파괴, 구동회로와 접속불량에 기인한다. 표시불균일은 셀 두께 불균일, 액정배향의 불균일, TFT 특성 장소 산포 및 상대적으로 큰 배선의 시정수에 의해 발생될 수 있다.
이 중, 점결함 및 선결함은 일반적으로 배선의 불량이 그 원인으로 종래에는
단선(open)된 배선이 발견되면, 단선된 부분을 연결해 주고, 쇼트(short)의 경우 해당 배선들을 단선시키는 정도에 불과하였다.
이러한 결함 외에도 특정 픽셀이 매우 밝게 빛을 발하는 빛샘현상이 있다. 이러한 특정 화소의 빛샘현상은 인간의 시각 특성상 인식되기 쉬우며, 빛샘현상이 발견된 패널은 불량으로 분류된다. 그러나, 빛샘현상은 배선의 전기적 단선 및 쇼트와는 무관한 것이어서, 종래와 같이 배선을 가공처리하는 기술로는 해결할 수 없다.
도 1은 불순물이 흡착된 액정패널의 단면도이다. 액정패널은 제1기판(140)과 제2기판(160) 사이에 액정층(150)이 형성되고, 상기 제1기판(140)은 ITO(110)와 컬러필터(120), 블랙 매트릭스(130) 등이 포함되며, 제2기판(160)은 TFT와 배향막 등을 포함하여 구성된다.
그런데, 액정패널을 제조하는 과정에서 먼지, 유기물 및 금속을 포함하는 불순물(170)이 흡착되기도 하는데, 이러한 불순물(170)이 컬러필터(120) 부근에 흡착될 경우, 해당 픽셀은 패널구동시 다른 정상적인 픽셀의 밝기보다 매우 밝은 빛을 내는, 이른바 빛샘현상을 유발하는 휘도 불량 화소로 형성되기 때문에, 패널 검사과정에서 불량패널로 분류된다. 그러나, 이러한 패널의 불순물이 흡착된 화소를 흑화처리하여 사람의 눈에 인식되지 않도록 하여 출하를 하게 된다.
일 예로서, 대한민국 특허출원 제2007-59221호에서는 불량화소에 특정 파장 의 레이저 빔을 조사하여 흑화처리하는 기술이 개시되었다.
도 2는 액정 패널 중 컬러필터의 투과율을 나타낸 것이다. RGB 중 하나를 흑화시키기 위해선 상기 그래프를 참조해야 한다. 즉, 260nm ~ 780nm파장을 가진 레이저 빔을 이용하면 RGB픽셀 모두 흑화처리가 가능하다.
다만, 흑화하고자 하는 픽셀의 색상과 유사한 파장 영역의 레이저는 피하는 것이 좋다. 왜냐하면 같은 파장 대역에서 투과율이 높기 때문에 더 많은 에너지가 필요로 하게 되고 이로 인해 하부막층에 손상을 주는 위험 요인이 크기 때문이다.
예를 들어, 500nm 파장대역을 가지는 영역-녹색(Green)-을 흑화시키기 위해서는 녹색파장 이외의 레이저, 즉, 청색이나 적색 파장의 레이저를 사용한다는 것이다.
도 3은 편광판의 파장에 따른 투과율 그래프를 나타낸 것이다. 이를 살펴보면, 가시광영역에서 50% 이하의 투과율을 나타내며 자외선(UV)영역에서는 전혀 투과되지 않고 근적외선 영역으로 갈수록 투과율이 증가하게 됨을 확인할 수 있다. 따라서 편광판이 부착되어있는 패널의 RGB중 하나를 흑화시키고자 하는 경우에는 400nm파장 이상의 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.
위와 같이 도 2 및 도 3의 그래프를 참조하여 해당 불량화소를 흑화처리할 수 있는데, 편광판의 유무에 따라, 불량화소의 종류에 따라 적합한 레이저 빔을 조사하여야 한다.
따라서 종래의 흑화장치에서는 다양한 파장대의 레이저 빔을 조사하기 위하여 2개 이상의 레이저 발진기를 구비한다.
도 4를 참조하면, 2개의 레이저 발진기(210a, 210b)와, 빔 조절수단(220a, 220b)과, 빔 형성수단(230a, 230b)과, 미러(241a, 241b)와, 빔 슬릿(243) 등으로 구성된다.
상기 한 쌍의 레이저 발진기(210a, 210b)는 각자 다른 파장의 레이저 빔을 발진하는데, 예를 들어, 적색파장의 레이저 빔을 조사하는 제 1 레이저 발진기(210a)와, 녹색 및 청색파장의 레이저 빔을 조사하는 제 2 레이저 발진기(210b)로 구성할 수 있다.
상기 빔 조절수단(220a, 220b)은 레이저 빔의 세기, 각도, 편광상태 등을 조절하는 구성요소이다.
상기 빔 형성수단(230a, 230b)은 레이저 빔의 세기를 균일하게 하고, 크기가 확장된 형태(Flat Top)의 프로파일로 변환하는 구성요소이다.
상기 빔 조절수단(220a, 220b)과 빔 형성수단(230a, 230b)을 통과한 레이저 빔은 상기 미러(241a, 241b)에 의해 광경로가 조절되고, 빔 슬릿(243)에 의해 레이저 빔의 크기가 조절되어 포커스 렌즈(242)를 통해 액정패널(250)에 조사된다. 상기 액정패널(250)은 재치대(260)에 고정되어 있다.
액정패널(250)에 레이저 빔이 조사되어 흑화되는 과정은 CCD(246)를 통해 실시간으로 확인할 수 있다. 이를 위해 광원(247)과, 하프미러(244)가 구비된다.
미설명 부호 245는 포커스 센서이며, 이와 포커스 렌즈(242)를 이용하여 흑화처리할 불량화소에 레이저 빔의 초점을 맞춘다.
그러나 복수의 파장을 가지는 레이저 빔이 반드시 필요하기 때문에, 고가의 레이저 발진기가 복수로 구비되어야 한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광매개 공진기를 구비하여 하나의 레이저만으로도 모든 불량화소를 흑화처리할 수 있는 불량화소 흑화장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 불량화소 흑화장치는 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기; 및 상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 레이저 빔의 파장을 변환하여 출력하는 광매개 공진기(Optical Parametric Oscillator);를 포함한다.
특히, 상기 레이저 발진기는 UV파장의 레이저 빔을 발진하고, 상기 광매개 공진기는 상기 레이저 발진기로부터 발진된 UV파장의 V레이저 빔을 260nm ~ 780nm파장으로 변환하여 출력하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 레이저 빔의 반복주파수는 1Hz ~ 10kHz인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 하나의 레이저 발진기만으로도 다양한 파장대의 빔을 출력할 수 있어 모든 불량화소를 흑화처리할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 흑화장치의 구성 및 작용을 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예는 레이저 발진기(210)와, 광매개 공진기(270)와, 빔 조절수단(220)과, 빔 형성수단(230)과, 미러(214)와, 빔 슬릿(243) 등으로 구성된다.
본 실시예는 도 4에 도시된 종래의 장치와 달리 1개의 레이저 발진기(210)만 구비한다는 것을 알 수 있다. 특히, 상기 레이저 발진기(210)는 UV파장(355nm) 레이저를 발진한다.
상기 광매개 공진기(270)는 상기 레이저 발진기(210)로부터 발진된 특정파장의 레이저 빔을 편광판의 유무 또는 불량화소의 종류에 따라 다양한 파장으로 변환하기 위한 수단으로서, 미국특허 제6,295,160호 등에 의해 공지된 수단이다.
기타, 빔 조절 수단(220)과, 빔 형성수단(230)과, 미러(241) 등의 구성요소는 도 4의 장치와 동일하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 실시예의 작동을 설명한다.
예를 들어 편광판의 부착 후, 녹색화소를 흑화처리하고자 하는 경우, 도 2 및 도 3에 의하면 적색 파장의 레이저 빔이 가장 효율적이다는 것을 알 수 있다. 이를 위하여 먼저, 레이저 발진기(210)는 UV파장의 레이저 빔을 발진한다.
다음으로, 상기 레이저 빔(210)을 광매개 공진기(270)에 의해 상기 레이저 빔의 파장을 적색영역이 되도록 변환하여 출력한다.
이와 같이 변환 출력된 적색 파장의 레이저 빔을 상기 녹색화소에 조사하여 흑화처리한다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 불순물이 흡착된 액정패널의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 액정패널의 파장별 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 편광판의 파장별 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 종래 불량화소를 흑화하는 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 불량화소 흑화장치를 나타낸 것이다.

Claims (4)

  1. 레이저를 이용하여 불량화소를 흑화하는 장치에 있어서,
    UV파장의 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기; 및
    상기 레이저 발진기로부터 발진된 상기 UV파장의 레이저 빔을 260nm ~ 780nm파장의 범위에서 선택적으로 변환하여 출력하는 광매개 공진기(Optical Parametric Oscillator);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 불량화소 흑화장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 반복주파수는 1Hz ~ 10kHz인 것을 특징으로 하는 불량화소 흑화장치.
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KR20070010876A (ko) * 2005-07-20 2007-01-24 (주)미래컴퍼니 기판 결함 수정장치 및 방법

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