KR101163398B1 - 불량화소가 제거된 액정표시소자 및 불량화소 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정표시소자의 불량화소 제거방법은 복수의 액정패널 상부에 블랙수지필름을 형성하는 단계와, 상기 액정패널을 가동하여 불량이 발생한 화소에 대응하는 영역의 블랙수지를 경화시키는 단계와, 경화된 블랙수지를 제외한 상기 블랙수지필름을 제거하는 단계로 구성된다. 경화된 블랙수지는 불량화소를 투과하는 광을 차단하여 불량화소에 대응하는 화면상의 휘점을 암점으로 바꾼다.

액정표시소자, 불량화소, 블랙수지필름, 휘점,암점

Description

불량화소가 제거된 액정표시소자 및 불량화소 제거방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITHOUT BAD PIXEL AND METHOD OF REMOVING BAD PIXEL}

도 1은 일반적인 액정표시소자를 나타내는 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.

도 3a～도 3d는 본 발명에 따른 액정표시소자의 불량화소 제거방법을 나타내는 도면.

도 4a는 본 발명에 사용되는 블랙수지필름의 구조를 나타내는 단면도.

도 4b는 본 발명에 사용되는 블랙수지필름의 다른 구조를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 액정패널 120 : 제1기판

140 : 제2기판 150 : 액정층

160 : 백라이트 170 : 편광판

180 : 블랙수지필름

본 발명은 액정표시소자의 불량화소 제거방법에 관한 것으로, 특히 감광성 블랙수지를 부착한 후 광에 의해 블랙수지를 경화함으로써 액정패널의 휘점을 제거할 수 있는 액정표시소자의 불량화소 제거방법에 관한 것이다.

액정표시소자(Liquid Crystal Display device)는 투과형 평판표시장치로서, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 전자기기에 널리 적용되고 있다. 이러한 LCD는 경박단소화가 가능하고 고화질을 구현할 수 있다는 점에서 다른 평판표시장치에 비해 현재 많은 실용화가 이루어지고 있는 실정이다. 더욱이, 디지털TV나 고화질TV, 벽걸이용 TV에 대한 요구가 증가함에 따라 TV에 적용할 수 있는 대면적 LCD에 대한 연구가 더욱 활발히 이루어지고 있다.

일반적으로 LCD는 액정분자를 동작시키는 방법에 따라 몇 가지 방식으로 나누어질 수 있지만, 현재에는 반응속도가 빠르고 잔상이 적다는 점에서 주로 액티브매트릭스(active matrix) 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) LCD가 주로 사용되고 있다.

도 1에 상기 TFT LCD의 패널(1) 구조가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)에는 종횡으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인(3)과 데이터라인(5)이 형성되어 있다. 각 화소 내에는 스위칭소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 배치되어 상기 게이트라인(3)을 통해 주사신호가 입력되는 경우 스위칭되어 데이터라인(5)을 통해 입력되는 신호를 액정층(9)에 인가한다. 도면에서, 도면부호 11은 축적캐패시터로서, 입력되는 데이터신호를 다음 주사신호의 인가시까지 유지하는 역할을 한다.

상기와 같은 구성된 액정패널(1)의 구조를 도 2에 도시된 단면도를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 이때, 도면에는 다수의 화소중 하나의 화소만을 도시하였다.

도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 하부 기판(20)상에는 금속으로 이루어진 게이트전극(22)이 형성되어 있으며, 상기 게이트전극(22)이 형성된 기판(20) 전체에 걸쳐서 게이트절연층(24)이 적층되어 있다. 게이트절연층(24) 위에는 반도체층(26)이 형성되어 있으며, 그 위에 금속으로 이루어진 소스/드레인전극(28)이 형성되어 있다. 상기 소스/드레인전극(28)에는 보호층(passivation layer;32)가 형성되어 있으며, 그 위에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 금속으로 이루어진 화소전극(30)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소전극(30)은 보호층(32)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 소스/드레인전극(28)과 전기적으로 접속된다.

상기와 같이 구성된 액정표시소자는 최종적으로 검사를 거쳐 완성된다. 검사는 통상적으로 외관검사와 점등검사로 나뉜다. 점등검사는 제작된 액정표시소자에 테스트신호를 인가하여 액정표시소자의 화소의 불량여부를 검사하는 것이다. 만약에, 게이트라인이나 데이터라인에 이상이 발생할 경우 해당 라인에 형성되는 화소가 모두 불량으로 된다. 또한, 화소에 형성되는 박막트랜지스터에 이상이 발생하는 경우에도 해당 화소가 불량으로 된다.

일반적으로 상기와 같이 화소에 불량이 발생한 액정표시소자는 불량품으로서 폐기 처분된다. 게이트라인이나 데이터라인을 따라 형성되는 일련의 화소에 불량이 발생하는 경우에는 당연히 폐기 처분하는 것이 바람직하지만, 작은 수의 화소에 불 량이 발생하는 경우에도 액정표시소자를 폐기 처분하는 것은 너무 낭비가 심하다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 점을 문제를 해결하기 위한 것으로, 화소불량에 의한 휘점의 광투과를 차단하여 암점으로 만듦으로써 손쉬운 방법에 의해 사용자가 화소불량을 감지하지 못하게 하는 액정표시소자의 불량화소 제거방법 및 불량화소가 제거된 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 블랙수지필름을 액정패널에 부착한 후 불량화소 를 투과하는 광에 의해 블랙수지를 경화시켜 불량화소에 대한 광차단층을 형성하므로써 신속하고 저렴한 가격에 의해 불량화소를 해결할 수 있는 불량화소 제거방법 및 불량화소가 제거된 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기하 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자의 불량화소 제거방법은 복수의 액정패널 상부에 블랙수지필름을 형성하는 단계와, 상기 액정패널을 가동하여 불량이 발생한 화소에 대응하는 영역의 블랙수지를 경화시키는 단계와, 경화된 블랙수지를 제외한 상기 블랙수지필름을 제거하는 단계로 구성된다.

상기 블랙수지의 경화는 액정패널의 가동시 불량화소를 통해 투과되는 광에 의해 이루어지는데, 이때 액정패널은 블랙모드로 가동된다.

또한, 본 발명에 따른 액정표시소자는 불량화소가 형성된 액정패널과, 상기 불량화소에 대응하는 영역의 액정패널에 형성되어 투과되는 광을 차단하는 블랙수지로 이루어진다.

상기 액정패널은 박막트랜지스터 및 전극이 형성된 제1기판과, 컬러필터층이 형성된 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어지며, 상기 광차단층은 블랙수지층으로 이루어진다.

박막트랜지스터와 같은 스위칭소자의 불량 또는 화소전극의 단선 등에 의해 화소에 불량이 발생하는 경우, 화상신호가 인가되어도 스위칭소자가 작동하지 않거나 화상신호가 화소전극에 인가되지 않기 때문에, 해당 화소에서는 광의 투과율이 제어되지 않게 되어 백라이트로부터 공급되는 광이 그대로 투과하게 된다.

즉, 불량화소에 대응하는 영역의 화면상에 밝게 빛나는 휘점(輝點)이 발생하는 것이다. 이러한 휘점은 특히 LCD TV에서와 같이 동영상을 주로 표시하는 액정표시소자에서 사용자의 눈에 잘 띄기 때문에 문제가 발생한다.

만약에 화소불량에 의해 휘점이 아니라 암점(暗點)이 발생한다면, 사용자의 눈에 이 암점이 띄지는 않을 것이다. 다시 말해서, 휘점과 마찬가지로 화소의 불량에 의해 암점이 발생하지만, 사용자는 이를 불량으로 감지하지 못한다는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 관점을 이용하여 화소의 불량을 해결한다. 즉, 화소불량의 원인을 직접적으로 해소하여 불량화소 자체를 정상적인 화소로 만드는 것이 아니라, 불량화소의 휘점을 암점으로 변경함으로써 사용자가 불량화소를 감지할 수 없도록 하는 것이다. 따라서, 복잡하고 고가이 비용이 소모되는 리페어공정이 필요없게 된다.

휘점을 암점으로 변경하는 가장 손쉬운 방법은 휘점이 발생하는 지점에 직접 검은 색을 칠하거나 광차단물질을 부착하는 것이다. 그러나, 대량 생산되는 액정표시소자는 불량화소가 발생하는 지점이 각각 다르기 때문에, 상기와 같이 불량화소의 휘점에 직접 광차단물질을 부착하기 위해서는 작업자가 모든 액정표시소자에 발생하는 휘점을 일일이 찾아 수작업으로 직접 광차단물질을 부착해야만 하기 때문에 실질적으로 불가능한 일이었다.

본 발명에서는 작업자가 직접 수작업으로 휘점을 막는 것이 아니라 일련의 공정, 즉 불량화소 자체에서 투과되는 광에 의한 광경화공정에 의해 모든 불량화소로 광이 투과되는 것을 차단할 수 있게 된다.

도 3a～도 3d에 본 발명에 따른 액정표시소자의 불량화소 제거방법이 도시되어 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 우선 액정패널(100)을 점등검사에 의해 검사하여 불량화소의 발생여부를 검사한다. 상기 액정패널(100)은 투명한 유리 등으로 이루어진 제1기판(120)과 제2기판(140) 및 그 사이에 액정층(150)으로 이루어진다. 상기 제1기판(120) 및 제2기판(140)은 실런트(152)에 의해 합착되며, 동시에 상기 실런트(152)에 의해 액정층(150)이 밀봉된다. 상기 제1기판(120)은 스위칭소자인 박막트랜지스터 및 화소전극과 같은 각종 전극이 형성되는 TFT어레이기판이고 제2기판(140)은 컬러필터층이 형성되는 컬러필터기판이다.

또한, 상기 제2기판(140)의 상부에는 편광판(170)이 부착되어 있으며, 제1기판(120)의 하부에는 광을 발광하는 램프(162)를 구비하는 백라이트(160)가 설치된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 백라이트(160)에는 램프(162)로부터 방출된 광을 액정패널(100)로 인도하는 도광판이나 광의 효율을 향상시키기 위한 각종 광학부재들이 구비되어 있다.

불량화소를 검사하기 위한 점등검사는 상기와 같이 구성된 액정패널을 광이 방출되는 검사대에 올려 놓고 신호를 인가함으로서 이루어진다. 즉, 신호의 인가시 화면상에 휘점이 발생하는 지를 관찰함으로서 불량화소를 검사하는 것이다.

불량화소가 발생하지 않는 경우 해당 액정패널(100)은 양품임을 판단하여 제품으로써 출하되며, 화면에 휘점이 발견되는 경우 불량화소가 발생하였음을 판단하여 편광판(170) 위에 감광성 블랙수지필름(black resin film;180)을 놓고 압력을 인가하여 부착한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 감광성 블랙수지필름(180)은 광이 조사됨에 따라 경화되는 광경화층(180a)과, 블랙수지로 이루어져 광을 차단하는 블랙수지층(180b)과, 상기 블랙수지층(180b)을 보호하는 보호필름(180c)으로 구성된다. 또한, 상기 블랙수지필름(180)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 블랙나노입자가 혼합되어 경화됨과 동시에 광을 차단하는 광경화층(181a) 및 보호필름(181b)으로 이루어질 수도 있다.

상기와 같이, 불량화소가 발생한 액정패널(100)에 위치하는 편광판(170) 위에 블랙수지필름(180)을 부착한 후 도 3b에 도시된 바와 같이, 블랙모드로 액정패널(100)을 구동한다. 이와 같이, 블랙모드로 액정패널(100)을 구동하면, 정상적인 화소에서는 액정층(150)과 편광판(170)에 의해 광이 액정패널(100)밖으로 투과되지 않는 반면에, 불량화소에서는 광이 액정층(150)과 편광판(170)을 그대로 투과하게 된다(즉, 휘점이 발생한다). 따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 액정패널(100)의 상면 전체에 걸쳐 부착된 블랙수지필름(180)중, 상기 휘점이 발생하는 지점의 블랙수지필름(180)의 경화층(180a 또는 181a)만이 광이 조사됨에 따라 경화되어 편광판(170)에 단단히 부착되는 것이다.

그 후, 상기 블랙수지필름(180)을 제거하면, 도 3d에 도시된 바와 같이 경화되어 편광판(170)에 부착된 블랙수지층(183)만이 편광판(170) 위에 남게 된다. 이 블랙수지층(183)은 경화되어 편광판(170)에 단단히 부착된 층으로, 불량화소를 통해 광이 누설되는 것을 차단하는 일종의 광차단층이다. 이 광차단층에 의해 화소불량에 의한 휘점이 암점으로 변경되고, 액정패널 사용자는 불량화소를 인식하지 못하게 된다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 블랙수지층(183)이 형성된 편광판(170)에는 보호층이 형성될 수도 있다.

상기와 같이, 본 발명에서는 블랙수지필름(180)을 부착한 후 실제 불량화소에서 투과하는 광에 의해 블랙수지를 경화한 다음 블랙수지필름(180)을 제거하기 때문에, 불량화소가 발생한 지점에만 정확하게 광차단층이 블랙수지층(183)이 남아 있게 된다. 따라서, 정확하게 모든 불량화소를 제거할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 불량화소 자체에서 투과하는 광에 의해 블랙수지필름(180)을 경화시키기 때문에, 동일한 공정에 의해 다양한 위치에 형성되는 액정표시소자의 불량화소를 신속하게 제거할 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에서는 불량화소를 검출하기 위한 점등검사를 거치지 않아도 된다. 만약 불량화소가 존재하지 않는 경우 블랙모드로 액정패널을 구동하는 경우 액정패널을 투과하는 광이 전혀 없기 때문에, 액정패널에 부착된 블랙수지필름은 경화된 영역이 하나도 없게 되어 상기 블랙수지필름을 제거하면 원래 형태의 액정패널만이 남아 있게 된다(즉, 액정패널에 불필요한 광차단층이 형성되지 않는 것이다). 이와 같은 관점에서, 본 발명을 적용함에 따라 불량화소를 검출하기 위한 검사공정을 생략할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 블랙수지필름은 편광판이 아니라 액정패널의 유리기판에 직접 부착될 수도 있다. 액정표시소자의 구동모드에 따라 편광판이 액정패널의 상부에 구비되지 않는 경우도 있으며, 편광판을 액정패널 내부에 형성하는 구조도 가능하기 때문에, 이러한 경우에 블랙수지필름은 유리기판에 직접 부착될 것이다.

이와 같이, 본 발명은 특정한 구조에 의해 한정되는 것이 아니다. 도면에 도시한 특정 구조의 액정표시소자나 방법은 본 발명을 설명하기 위한 일례에 불과한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라, 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 블랙수지필름을 액정패널에 부착한 후 불량화소 자체에서 투과되는 광에 의해 블랙수지를 경화시켜 광차단층을 형성하기 때문에, 항상 정확한 위치에 신속하게 광차단층을 형성할 수 있게 된다.

Claims (11)

1. 복수의 액정패널 상부에 블랙수지필름을 형성하는 단계;

   상기 액정패널을 가동하여 불량이 발생한 화소에 대응하는 영역의 블랙수지를 경화시키는 단계; 및

   경화된 블랙수지를 제외한 상기 블랙수지필름을 제거하는 단계로 구성된 액정표시소자의 불량화소 제거방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 액정패널의 화소불량을 검사하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 불량화소 제거방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 블랙수지의 경화는 액정패널의 가동시 불량화소를 통해 투과되는 광에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 불량화소 제거방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은 블랙모드로 가동되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 불량화소 제거방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 블랙수지필름은,

   광이 조사됨에 따라 경화되는 경화층;

   상기 경화층 위에 형성되어 광을 차단하는 블랙수지층; 및

   상기 블랙수지층 위에 형성된 보호필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 불량화소 제거방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 블랙수지필름은,

   광이 조사됨에 따라 경화되고 블랙나노입자가 혼입된 경화층;

   상기 경화층 위에 형성된 보호필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 불량화소 제거방법.
7. 불량화소가 형성된 액정패널; 및

   상기 불량화소에 대응하는 영역의 액정패널에 형성되어 투과되는 광을 차단하는 광차단층으로 구성되며,

   상기 광차단층은 불량화소를 투과하는 광에 의해 경화되는 광경화성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
8. 제7항에 있어서, 상기 액정패널은,

   박막트랜지스터 및 전극이 형성된 제1기판;

   컬러필터층이 형성된 제2기판; 및

   상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
9. 제7항에 있어서, 상기 광차단층은,

   광이 조사됨에 경화되는 광경화층; 및

   상기 광경화층 위에 형성되어 광을 차단하는 블랙수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
10. 제7항에 있어서, 상기 액정패널과 광차단층 사이에 형성된 편광판; 및

    상기 액정패널에 광을 공급하는 백라이트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
11. 제7항에 있어서, 상기 광차단층은 블랙나노입자가 혼입된 광경화층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.

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