KR20060092368A - The repair method of lc modulator and tft array tester using it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전압영상법을 써서 TFT 기판의 화소전극(104)에 걸리는 전압을 알아내는 액정변조기(Liquid Crystal Modulator)의 수리방법과 이것을 이용하는 장치에 관한 것이다. 액정변조기의 하부기판(215)의 두께는 보통 수십㎛ 이하이다. 이렇게 얇은 기판은 이동하는 과정에서 먼지나 기타 기계적 충격으로 흠집이 쉽게 생겨, 사용기간이 제한적이었고, 수리하는 방법이 잘 알려지지 않아, 재활용보다는 폐기 처리하였다. 본 발명은 흠집이 생긴 하부기판을 고쳐서 쓰는 액정변조기 및 그 수리방법에 관한 것이다. 액정변조기 하부기판에 유기물로 된 보호박막을 스핀코팅으로 입히거나 또는 무기물로 된 보호박막을 피막한 후에 보호박막을 연마하여 하부기판의 흠집을 평탄화하였다. 하부기판과 보호막은 유전률 차이가 작을수록 수리의 효과가 크다. 본 발명의 액정변조기와 그것을 이용한 TFT 기판검사장치는 액정변조기의 사용시간을 늘였고, 또한 액정변조기를 일정기간 사용한 후에 흠집이 커지기 전에, 보호막을 입히고 평탄화하므로 액정변조기를 여러 번 고쳐서 쓸수 있으므로 비용을 절감할 수 있다.The present invention relates to a method of repairing a liquid crystal modulator that finds a voltage applied to a pixel electrode 104 of a TFT substrate using voltage imaging and an apparatus using the same. The thickness of the lower substrate 215 of the liquid crystal modulator is usually several tens of micrometers or less. Such thin substrates were easily scratched by dust or other mechanical impacts during the movement, and their use period was limited. The repair method was not known, and thus was disposed of rather than recycled. The present invention relates to a liquid crystal modulator for repairing a scratched lower substrate and a repair method thereof. The protective thin film was coated on the lower substrate of the liquid crystal modulator by spin coating, or after the protective thin film of the inorganic material was coated, the protective thin film was polished to planarize scratches on the lower substrate. The smaller the difference in dielectric constant between the lower substrate and the protective layer, the greater the effect of repair. The liquid crystal modulator of the present invention and the TFT substrate inspection apparatus using the same extend the use time of the liquid crystal modulator, and after the liquid crystal modulator is used for a certain period of time, the protective film is coated and flattened before the scratches become large. Can be saved.

TFT, 대형기판, 액정변조기, 사용시간, TV, TFT, large substrate, liquid crystal modulator, operating time, TV,

Description

액정변조기 수리방법과 수리한 액정변조기를 이용한 티에프티 기판 검사장치{The Repair Method of LC Modulator and TFT array tester using it}Repair Method of LC Modulator and TFT array tester using it

도1은 TFT기판의 등가회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram of a TFT substrate.

도2는 전압영상법의 TFT기판의 검사장치의 개략도이다.Fig. 2 is a schematic diagram of an inspection apparatus for a TFT substrate by voltage imaging.

도3은 액정층에 걸린 전압을 구하는 등가회로도이다.3 is an equivalent circuit diagram for obtaining a voltage applied to a liquid crystal layer.

도4는 액정변조기의 광특성곡선이다.4 is an optical characteristic curve of a liquid crystal modulator.

도5는 화소전극의 불량을 결정하는 판별도이다.5 is a discrimination diagram for determining a defect of a pixel electrode.

도6은 TFT기판 검사용 액정변조기의 단면도이다.Fig. 6 is a sectional view of the liquid crystal modulator for TFT substrate inspection.

도7은 액정층에 걸리는 전압을 구하는 설명도이다.7 is an explanatory diagram for obtaining a voltage applied to a liquid crystal layer.

도8은 흠집이 생긴 액정변조기의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a scratched liquid crystal modulator.

도9는 흠집으로 축적용량이 달라진 것을 보여주는 설명도이다.9 is an explanatory diagram showing that the accumulation capacity is changed due to scratches.

도10은 스핀코팅으로 보호막을 피막한 액정변조기의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of a liquid crystal modulator with a protective film formed by spin coating.

도11은 흠집이 생긴 액정변조기에 보호막을 증착한 액정변조기의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of a liquid crystal modulator in which a protective film is deposited on a scratched liquid crystal modulator.

도12는 도11의 액정변조기의 보호막을 연마했을 때의 단면도이다.FIG. 12 is a cross-sectional view when the protective film of the liquid crystal modulator of FIG. 11 is polished.

도13은 흠집의 수리가 쉬운 본 발명의 액정변조기이다.Fig. 13 is a liquid crystal modulator of the present invention for easy repair of scratches.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing

10 : 광원부 20 : 빔분할부 30 : 영상검출부10: light source unit 20: beam splitter 30: image detector

100 : TFT 기판 101 : 주사선 102 : 신호선100 TFT substrate 101 scanning line 102 signal line

103 : TFT 104 : 화소전극 200 : 액정변조기103 TFT 104 pixel electrode 200 liquid crystal modulator

210 : 액정셀 211 : 상부기판 212 : 액정전극210: liquid crystal cell 211: upper substrate 212: liquid crystal electrode

213 : 액정층 214 : 반사막 215 : 하부기판213: liquid crystal layer 214: reflective film 215: lower substrate

216 : 스핀 코팅 보호막 217 : 증착 보호막 218 : 흠집216: spin coating protective film 217: deposited protective film 218: scratch

본 발명은 전압에 따라 배열이 달라지는 액정의 특성을 이용하여, TFT 기판의 화소전극(104)에 걸리는 전압을 알아내는 액정변조기(Liquid Crystal Modulator)의 수리방법과 이것을 이용하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of repairing a liquid crystal modulator that finds a voltage applied to a pixel electrode 104 of a TFT substrate using characteristics of liquid crystals whose arrangement varies with voltage, and an apparatus using the same.

TFT는 현재 LCD를 구동하는 소자로 많이 쓰이고 있다. 도1은 TFT 기판의 등가회로도이다. TFT 기판에는 게이트선(101)과 신호선(102)과 TFT(103)와 그리고 화소전극(104)이 만들어져 있다. TFT가 n채널인 경우에, 게이트선에 신호선보다 높은 전압을 걸어주면, TFT 채널의 저항이 줄어들어, 신호선의 전압이 화소전극에 걸린다.TFT is widely used as a device for driving LCD. 1 is an equivalent circuit diagram of a TFT substrate. On the TFT substrate, a gate line 101, a signal line 102, a TFT 103, and a pixel electrode 104 are formed. In the case where the TFT is an n-channel, when a voltage higher than that of the signal line is applied to the gate line, the resistance of the TFT channel is reduced, so that the voltage of the signal line is applied to the pixel electrode.

TFT 기판의 불량 화소를 검사하는 방법 가운데 미국의 PDI(Photon Dynamic, Inc)회사의 전압영상법(Voltage Image Method)을 널리 쓰고 있다. (참고문헌 SID DIGEST 1994, p755) 전압영상법은 TFT 기판의 화소전극(104)과 액정변조기(200)의 액정전극(212) 사이에 바이어스 전압을 걸어주고, 액정변조기의 광투과 또는 반사특성을 재서, 이로부터 화소전극의 불량을 알아낸다. 액정변조기는 투과형이나 반사형 모두 만들 수 있지만, 투과형인 경우에는 광원부(10)와 영상검출부(30)가 TFT기판(100)을 사이에 두고 떨어져 있어야하므로 검사장치 구성이 복잡하다. 반사형에서는 광원부(10)와 영상검출부(30)를 일체화할 수 있으므로 검사장치 구성이 간단하다. 따라서 액정변조기(200)는 도2에서와 같이 주로 반사형으로 만든다. 도2는 전압영상법의 TFT 기판 검사장치의 개략도이다. TFT 기판 위에 약 20㎛ 정도 사이를 띄고, 액정변조기가 놓인다. TFT 기판(100)의 화소전극(104)과 액정변조기의 액정전극(212) 사이에 바이어스 전압(V)을 걸어준다. 광원부(10)에서 나온 빛 가운데 빔분할부(Beam Splitter;20)에서 반사된 빛만 액정변조기로 들어간다. 액정변조기에 들어온 빛은 액정층을 지나면서 빛의 편광이나 밝기 등이 변조되고, 액정변조기의 반사막에서 반사된다. 반사막에서 반사된 빛은 다시 액정층을 지나면서 빛의 밝기나 편광 등이 달라져서, 빔분할부에 들어가서 투과된 빛만이 영상검출부(30)로 들어간다. 영상검출부는 주로 CCD(Charge Coupled Device) 카메라로 구성되는데, CCD의 각각의 화소는 TFT기판의 각각의 화소전극에 대응되게 구성한다. TFT기판의 화소전극이 불량이면, 그 화소전극에 대응되는 액정층에 걸리는 전압이 달라지므로, 이를 영상검출부에서 알아내어, 화소전극의 불량여부를 결정한다. 액정변조기의 크기는 대각선의 길이가 보통 20cm 정도이고, TFT 기판은 대각선의 길이가 100㎝가 넘는다. 따라서 액정변조기가 TFT 기판 위에 여러 곳을 움직이면서 불량여부를 검사한다.Among the methods for inspecting bad pixels on a TFT substrate, the Voltage Image Method of PDI (Photon Dynamic, Inc.) of the United States is widely used. (Reference SID DIGEST 1994, p755) The voltage imaging method applies a bias voltage between the pixel electrode 104 of the TFT substrate and the liquid crystal electrode 212 of the liquid crystal modulator 200, and applies the light transmission or reflection characteristics of the liquid crystal modulator. Again, the defect of the pixel electrode is found therefrom. The liquid crystal modulator can be made of both a transmissive type and a reflective type. However, in the case of a transmissive type, the light source unit 10 and the image detecting unit 30 must be separated from each other with the TFT substrate 100 interposed therebetween, so that the configuration of the inspection apparatus is complicated. In the reflection type, the light source unit 10 and the image detection unit 30 can be integrated, so that the inspection apparatus is simple. Therefore, the liquid crystal modulator 200 is mainly made of a reflective type as shown in FIG. Fig. 2 is a schematic diagram of a TFT substrate inspection device of the voltage imaging method. The liquid crystal modulator is placed on the TFT substrate with a gap of about 20 mu m. A bias voltage V is applied between the pixel electrode 104 of the TFT substrate 100 and the liquid crystal electrode 212 of the liquid crystal modulator. Of the light emitted from the light source unit 10, only the light reflected by the beam splitter 20 enters the liquid crystal modulator. The light entering the liquid crystal modulator is modulated by the polarization and the brightness of the light while passing through the liquid crystal layer, and reflected by the reflective film of the liquid crystal modulator. The light reflected from the reflective film passes through the liquid crystal layer again, and the brightness or polarization of the light is changed, so that only light transmitted through the beam splitter enters the image detector 30. The image detection unit is mainly composed of a CCD (Charge Coupled Device) camera. Each pixel of the CCD is configured to correspond to each pixel electrode of the TFT substrate. If the pixel electrode of the TFT substrate is defective, the voltage applied to the liquid crystal layer corresponding to the pixel electrode is changed. Therefore, the image detecting unit detects this and determines whether the pixel electrode is defective. The size of the liquid crystal modulator is usually about 20 cm in the length of the diagonal, the TFT substrate is more than 100 cm in the length of the diagonal. Therefore, the liquid crystal modulator moves to various places on the TFT substrate and checks for defects.

액정변조기의 작동을 파악하기 위한 등가회로가 도3에 나타나 있다. 등가회로는 도3과 같이 화소전극과 액정변조기의 액정전극 사이에 액정층(CL)과 절연층(Cd)의 두 축적용량(capacitor)이 직렬로 연결된 구조이다. 절연층은 액정변조기가 TFT 기판으로부터 떠있는 공기층과 액정변조기의 하부기판의 축적용량이 직렬로 연결된 구조이다. 화소전극에 유도된 전압이 Vp이고, 화소전극과 액정변조기의 액정전극 사이에 걸리는 바이어스 전압이 VB라면, 액정층에 걸리는 전압(VL)은 아래식과 같다.An equivalent circuit for grasping the operation of the liquid crystal modulator is shown in FIG. The equivalent circuit has a structure in which two capacitors of the liquid crystal layer C L and the insulating layer C d are connected in series between the pixel electrode and the liquid crystal electrode of the liquid crystal modulator as shown in FIG. 3. The insulating layer has a structure in which an air layer in which the liquid crystal modulator floats from the TFT substrate and a storage capacity of the lower substrate of the liquid crystal modulator are connected in series. If the voltage induced in the pixel electrode is Vp and the bias voltage applied between the pixel electrode and the liquid crystal electrode of the liquid crystal modulator is V B , the voltage V L applied to the liquid crystal layer is as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112005502067223-PAT00001
Figure 112005502067223-PAT00001

공기층과 액정변조기 하부기판의 직렬연결된 절연층의 축적용량(Cd)은 공기층의 축적용량(CA)과 하부기판의 축적용량(CS)을 알면 아래 식으로 계산할 수 있다. The storage capacitance C d of the air insulating layer and the lower layer of the liquid crystal modulator connected in series can be calculated by the following equation when the storage capacitance C A of the air layer and the storage capacitance C S of the lower substrate are known.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112005502067223-PAT00002
Figure 112005502067223-PAT00002

유전율이 ε이고 두께가 δ인 단위면적 절연체의 축적용량 C는 아래식과 같다.The storage capacity C of a unit area insulator having a dielectric constant of ε and a thickness of δ is as follows.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112005502067223-PAT00003
Figure 112005502067223-PAT00003

축적용량을 알면 액정층에 걸린 전압을 계산할 수 있다.Knowing the storage capacitance, the voltage across the liquid crystal layer can be calculated.

액정변조기를 지나온 빛의 반사광의 세기를 재서 화소전극의 불량을 알아낸다. 도4는 액정변조기의 광특성을 나타내는 전기광학곡선이다. 가로축은 액정층에 걸리는 전압을 나타내고, 세로축은 반사율을 나타낸다. 도4에서는 액정층에 전압이 걸리지 않았을 때에 반사도가 높고, 문턱치 이상의 전압이 걸리면 반사율이 낮아지는 액정의 모드이다. 수학식1에서와 같이 화소전극에 걸리는 전압(Vp)이 다르면, 각각의 화소에 대응되는 액정변조기의 액정층에 걸리는 전압이 달라져, 영상검출부에서 반사도가 다르게 검출된다. TFT 기판에서 불량인 화소전극은 정상적으로 작동하는 화소전극과 전압 차이가 생기는데, 그 전압 차이로 정상인 화소전극과 불량인 화소전극에서 반사되는 빛의 강도가 달라진다. 정상으로 동작되는 액정변조기의 반사도를 도5에서와 같이 상한치(R1)와 하한치(R2)를 정하여, 불량여부를 판별한다.The defect of the pixel electrode is found by measuring the intensity of the reflected light of the light passing through the liquid crystal modulator. 4 is an electro-optical curve showing the optical characteristics of the liquid crystal modulator. The horizontal axis represents voltage applied to the liquid crystal layer, and the vertical axis represents reflectance. In FIG. 4, the liquid crystal layer has a high reflectivity when no voltage is applied to the liquid crystal layer, and a reflectance is lowered when a voltage higher than a threshold is applied. As shown in Equation 1, when the voltage Vp applied to the pixel electrode is different, the voltage applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal modulator corresponding to each pixel is different, so that the reflectance is differently detected by the image detector. The defective pixel electrode in the TFT substrate has a voltage difference from the normally operating pixel electrode, and the intensity of light reflected from the normal pixel electrode and the defective pixel electrode is changed by the voltage difference. As shown in FIG. 5, the upper limit value R1 and the lower limit value R2 are determined for the reflectivity of the liquid crystal modulator operating normally, and it is determined whether there is any defect or not.

도6은 액정변조기의 단면도이다. 액정변조기는 액정셀(210)과 기판부(220)로 구성된다. 기판부(220)는 액정셀(210)과 부착되어 액정셀이 휘는 것을 방지한다. 액정셀은 하부기판(215)과 상부기판(211) 사이에 반사막(214)과 액정층(213)과 그리고 투명한 액정전극(212)이 놓인 구조이다. 액정의 모드는 고분자분산형(PDLC; Polymer Dispersed Liquid Crystal)으로, 인쇄방식으로 피막하여 만든다. 투명도전막(212)이 피막된 상부기판(211)에 고분자분산형 액정층(213)을 피막한 다음에, 반 사막(214)이 피막된 얇은 플라스틱 필름을 붙인다. 고분자분산형 액정은 문턱치 전압 이상에서는 액정분자의 장축이 고분자 도플렛(doplet) 안에서 서서히 전기장 방향으로 정렬하여 빛의 산란도가 줄어든다. 고분자분산형 액정은 문턱치 전압 이하에서는 도플렛의 방향이 불규칙하므로 도플렛과 도플렛 사이에서 빛이 산란되어 우유 빛처럼 된다. (참고자료 LCD Engineering p53 성안당출판)6 is a cross-sectional view of the liquid crystal modulator. The liquid crystal modulator includes a liquid crystal cell 210 and a substrate unit 220. The substrate unit 220 is attached to the liquid crystal cell 210 to prevent the liquid crystal cell from bending. The liquid crystal cell has a structure in which a reflective film 214, a liquid crystal layer 213, and a transparent liquid crystal electrode 212 are disposed between the lower substrate 215 and the upper substrate 211. The liquid crystal mode is a polymer dispersed liquid crystal (PDLC), which is formed by coating a film. The polymer dispersed liquid crystal layer 213 is coated on the upper substrate 211 on which the transparent conductive film 212 is coated, and then a thin plastic film on which the anti-desert 214 is coated is attached. In the polymer dispersed liquid crystal, the light scattering degree is reduced by the long axis of the liquid crystal molecules aligned in the direction of the electric field in the polymer doplet above the threshold voltage. In the polymer dispersed liquid crystal, the doplet has an irregular direction at or below a threshold voltage, so that light is scattered between the doplet and the dopant to become milky. (Reference LCD Engineering p53 Sungandang Publishing Co., Ltd.)

도7은 액정층에 걸리는 전압을 구하는 설명도이다. 하부기판과 접하는 부분의 액정층의 A에 유도되는 전압은 인접 화소전극(104)과 액정전극(212)에 걸린 전압과 각각의 전극으로부터 떨어진 거리를 알면 구할 수 있다. 도7에서는 편의상 하부기판이 없는 것으로 가정하였다. 도7에서와 같이 액정변조기의 액정전극(212)에 걸린 전압이 V3이고, 화소전극은 2개만 있다고 가정하고 각각에 걸린 전압이 V1, V2이고, A가 매우 작은 면적의 전극이라고 가정한다. A와 액정변조기의 액정전극(212) 사이에 축적용량이 C3이고, V1전압과 V2전압이 걸린 화소전극과 이루는 축적용량을 C1, C2라고 가정하면, A에 유도되는 전압 V는 아래식과 같다. 플로팅된 전극에 유도된 전압은 주위 전극과의 축적용량과 전압으로부터 구할 수 있다.7 is an explanatory diagram for obtaining a voltage applied to a liquid crystal layer. The voltage induced in A of the liquid crystal layer in contact with the lower substrate can be obtained by knowing the voltage applied to the adjacent pixel electrode 104 and the liquid crystal electrode 212 and the distance away from each electrode. In FIG. 7, it is assumed that there is no lower substrate for convenience. As shown in FIG. 7, it is assumed that the voltage applied to the liquid crystal electrode 212 of the liquid crystal modulator is V3, there are only two pixel electrodes, and the voltages applied to each of the voltages are V1 and V2, and A is an electrode having a very small area. Assuming that the storage capacitance is C3 between A and the liquid crystal electrode 212 of the liquid crystal modulator, and the storage capacitances formed by the pixel electrodes subjected to the V1 and V2 voltages are C1 and C2, the voltage V induced in A is as follows. The voltage induced in the floated electrode can be obtained from the storage capacitance and the voltage with the surrounding electrode.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112005502067223-PAT00004
Figure 112005502067223-PAT00004

하부기판이 두꺼울수록 축적용량 C1과 C2가 작아지므로 A에 유도되는 전압은 V3에 접근한다. 액정층에 걸리는 전압의 차이(액정전극과 A의 전압 차이)는 하부기판이 두꺼울수록 0V에 수렴한다. 하부기판의 두께가 d이고 상대유전률이 ε이라면, 하부기판 두께에 의한 효과를 공기층의 유효거리로 환산하면 d를 상대유전률이 ε으로 나눈 값과 같다. 만약 하부기판이 TiO2 층으로 유전율이 24라면, 하부기판의 두께가 24㎛ 되면, 공기 중의 1㎛과 그 효과가 같다.The thicker the lower substrate, the smaller the capacitance C1 and C2, so the voltage induced by A approaches V3. The difference in the voltage across the liquid crystal layer (the difference in voltage between the liquid crystal electrode and A) converges to 0V as the lower substrate becomes thicker. If the thickness of the lower substrate is d and the relative dielectric constant is ε, the effect of the lower substrate thickness is converted into the effective distance of the air layer, and d is equal to the value of the relative dielectric constant divided by ε. If the lower substrate is a TiO 2 layer having a dielectric constant of 24, if the thickness of the lower substrate is 24 µm, the effect is the same as that of 1 µm in air.

액정변조기의 하부기판의 두께는 수십㎛ 이하로, 액정변조기에는 하부기판을 페리클(pellicle)이라 부르는 플라스틱 수지로 만들었다. 페리클의 재질은 NC(Nitro Cellulose), CE(Cellulose Ester), FC(Flurocarbon polymer) 등과 같은 유기화합물로 강도가 낮다. 또한 액정변조기의 하부기판을 유리나 GaAs등을 연마하여 얇게 만든 경우에도 기판의 강도는 높지만, 하부기판은 충격에 약하다. 액정 변조기가 TFT 기판 위를 이동하며 화소전극의 영상을 재는 과정에서 TFT 기판 위의 먼지나 기타 파편 등의 충격으로 하부기판에 흠집이 쉽게 생긴다. 흠집 부분에서는 반사막이 갈라지거나 표면의 평탄도가 달라져 빛의 반사도가 차이가 생기므로, 검출력이 떨어져 사용시간이 제한적이었다. 흠집이 생긴 액정변조기는 수리하는 방법이 잘 알려지지 않아, 재활용보다는 폐기 처리하였다. 본 발명은 흠집이 생긴 하부기판을 고쳐서 쓰는 액정변조기 및 그 수리방법에 관한 것이다.The lower substrate of the liquid crystal modulator has a thickness of several tens of micrometers or less, and the lower substrate of the liquid crystal modulator is made of a plastic resin called a pellicle. The material of the pellicle is organic compounds such as NC (Nitro Cellulose), CE (Cellulose Ester) and FC (Flurocarbon polymer). In addition, even when the lower substrate of the liquid crystal modulator is made thin by polishing glass or GaAs, the strength of the substrate is high, but the lower substrate is weak to impact. As the liquid crystal modulator moves on the TFT substrate and measures the image of the pixel electrode, the lower substrate is easily scratched by the impact of dust or other debris on the TFT substrate. In the scratched portion, the reflecting film was cracked or the surface flatness was changed, resulting in a difference in reflectance of light. Scratched liquid crystal modulators are not well known for their repairs and were disposed of rather than recycled. The present invention relates to a liquid crystal modulator for repairing a scratched lower substrate and a repair method thereof.

도8은 흠집이 생긴 액정변조기의 단면도이다. 하부기판(215)이 강도가 낮아 흠집이 생기기 쉽다. 흠집이 난 부분에는 반사막이 기계적인 충격을 받아 곡면이 되서, 흠집이 생긴 부분에서 광특성이 달라진다. 또한 흠집이 생기면 액정층에 걸 린 전압도 달라진다. 도9에서와 같이, 액정변조기가 TFT 기판에서 g만큼 떨어져있고, 하부기판의 두께가 d이고 흠집의 평균 두께가 h라고 가정하여, 흠집에 의한 전기장 변화를 수학식1, 2, 3으로부터 구할 수 있다. 흠집이 없었을때의 공기층의 축적용량을 CA, 액정변조기 하부기판의 축적용량을 CG라고하면, 흠집이 생겼을 때의 공기층의 두께가 h만큼 커졌으므로, 축적용량은 g/(g+h) 만큼 작아지고, 액정변조기 하부기판은 두께가 h만큼 줄어들었으므로, 축적용량은 d/(d-g)만큼 커진다. 따라서 흠집이 생긴 액정층에서 액정이 받는 전압도 달라진다. 흠집이 생긴 부분은 하부기판과 유전율이 비슷한 물질로 채우고, 기판을 평탄화 시켜야한다. 기판의 흠집이 생겼을 때의 하부기판과 유전율이 다른 물질로 평탄화시켰을 때는 공기층의 축적용량은 같지만, 액정변조기의 하부기판의 축적용량이 달라진다. 따라서 하부기판과 유전율 차이가 적은 물질로 평탄화해야한다.8 is a cross-sectional view of a scratched liquid crystal modulator. The lower substrate 215 is low in strength and easily scratched. In the scratched portion, the reflecting film is curved due to mechanical impact, and thus the optical characteristics of the scratched portion are changed. In addition, if a scratch occurs, the voltage across the liquid crystal layer also changes. As shown in Fig. 9, assuming that the liquid crystal modulator is separated from the TFT substrate by g, the thickness of the lower substrate is d, and the average thickness of the scratch is h, the electric field change due to the scratch can be obtained from Equations 1, 2, and 3 have. If the accumulation capacity of the air layer when there is no scratch is C A and the accumulation capacity of the lower substrate of the liquid crystal modulator is C G , the thickness of the air layer when the scratch is increased by h, so the accumulation capacity is g / (g + h) As a result, the liquid crystal modulator lower substrate is reduced in thickness by h, so that the storage capacitance is increased by d / (dg). Therefore, the voltage received by the liquid crystal in the scratched liquid crystal layer is also different. The scratched part should be filled with a material having a similar dielectric constant to the lower substrate and planarized. When the lower substrate at the time of scratching of the substrate is flattened with a material having a different dielectric constant, the storage capacity of the air layer is the same, but the storage capacity of the lower substrate of the liquid crystal modulator is different. Therefore, the lower substrate and the dielectric constant should be flattened with a material having a small difference.

도10은 도8처럼 흠집이 생긴 액정변조기에 스핀코팅으로 유기보호막(216)을 피막하고 경화시킨 액정변조기의 단면도이다. 스핀코팅의 경우에는 흠집에 유기보호막이 채워지면서 바로 평탄화되기 때문에 보호막에는 흠집의 모양이 잘 드러나지 않는다. 흠집이 큰 경우에는 유기보호막을 여러 번 코팅하고 경화하면 경화할 때 유기막의 체적의 변화를 작게 할 수 있어 흠집이 생기는 부분을 균일하게 평탄화할 수 있다. 하부기판이 페리클처럼 유기막일 경우 유기보호막을 스핀코팅으로 입힌다. 도11은 흠집이 난 하부기판을 증착으로 피막한 경우이다. 증착속도가 낮으면 도11과 같이 보호막에 흠집의 모양이 어느 정도 남는다. 도11의 경우에는 하부기판 이 유리나 GaAs 등과같은 무기물이고, 보호막도 TiO2나 Al2O3 Ta2 O5등과 같은 유전율이 큰 산화막을 진공으로 증착했을 때의 흠집이 남는 액정변조기의 단면도이다. 도12는 도11의 보호막을 연마하여 보호막에서 흠집의 모양을 제거한 것이다.FIG. 10 is a cross-sectional view of a liquid crystal modulator in which an organic protective film 216 is coated and cured by spin coating on a scratched liquid crystal modulator as shown in FIG. 8. In the case of spin coating, since the scratches are flattened immediately by filling the organic protective film, the shape of the scratch is hardly revealed on the protective film. If the scratch is large, coating and curing the organic protective film several times can reduce the volume change of the organic film during curing, thereby making it possible to uniformly flatten the portion where the scratch occurs. If the lower substrate is an organic film like a pellicle, the organic protective film is coated by spin coating. 11 shows a case where a scratched lower substrate is formed by vapor deposition. If the deposition rate is low, some scratches remain on the protective film as shown in FIG. In the case of Fig. 11, the lower substrate is an inorganic material such as glass or GaAs, and the protective film is a sectional view of the liquid crystal modulator in which scratches are left when vacuum-depositing an oxide having a high dielectric constant such as TiO 2 or Al 2 O 3 Ta 2 O 5 . FIG. 12 polishes the protective film of FIG. 11 to remove scratches from the protective film.

하부기판이 유기막인 경우에는 도13과 같이, 스핀코팅으로 얇게 유기물로 흠집을 평탄화하고, 무기물로 된 보호막을 약 10㎛ 이상 입힌다. 무기보호막의 경도가 높으므로 흠집도 잘 생기지 않고 또한 흠집이 생겼을 때도 무기보호막을 증착하고, 연마하면 액정변조기의 하부기판을 평탄화할 수 있다.In the case where the lower substrate is an organic film, as shown in Fig. 13, the scratches are flattened with a thin organic material by spin coating, and a protective film made of an inorganic material is coated by about 10 mu m or more. Since the hardness of the inorganic protective film is high, scratches are less likely to occur, and even when the scratch is formed, depositing and polishing the inorganic protective film can flatten the lower substrate of the liquid crystal modulator.

본 발명의 액정변조기와 그것을 이용한 TFT 기판검사장치는 액정변조기의 사용시간을 늘였고, 또한 액정변조기를 일정기간 사용한 후에 흠집이 커지기 전에, 보호막을 입히고 평탄화하므로 액정변조기를 여러 번 고쳐서 쓸 수 있으므로 비용을 절감할 수 있다. 본 발명의 액정변조기와 그것을 이용한 TFT 기판검사장치는 수명시간이 길기 때문에, 검사면적이 큰 대형 TV용 TFT LCD 검사공정에 쓰일 수 있다.The liquid crystal modulator of the present invention and the TFT substrate inspection apparatus using the same extend the use time of the liquid crystal modulator, and after the liquid crystal modulator is used for a certain period of time, the protective film is coated and flattened before the scratches become large. Can reduce the cost. Since the liquid crystal modulator of the present invention and the TFT substrate inspection apparatus using the same have a long life time, they can be used in a TFT LCD inspection process for a large TV with a large inspection area.

Claims (5)

상부기판(211)과 하부기판(215) 사이에 액정층(213)이 형성되고, 상부기판(211)과 액정층(213) 사이에 액정전극(212)이 형성되고, 하부기판에 반사막(214)이 입혀지고, 하부기판에 보호박막을 스핀코팅으로 입히거나 또는 보호박막을 피막한 후에 보호박막을 연마하여 하부기판의 흠집을 평탄화하는 액정변조기 수리방법.The liquid crystal layer 213 is formed between the upper substrate 211 and the lower substrate 215, the liquid crystal electrode 212 is formed between the upper substrate 211 and the liquid crystal layer 213, and the reflective film 214 is formed on the lower substrate. ) And a liquid crystal modulator repairing method for flattening the scratches of the lower substrate by applying a protective thin film to the lower substrate by spin coating, or after the protective thin film is coated. 상부기판(211)과 하부기판(215) 사이에 액정층(213)이 형성되고, 상부기판(211)과 액정층(213) 사이에 액정전극(212)이 형성되고, 하부기판에 반사막(214)이 입혀지고, 하부기판에 보호박막을 스핀코팅으로 입히거나 또는 보호박막을 증착 한 후에 보호막을 연마하여 평탄화하는 액정변조기.The liquid crystal layer 213 is formed between the upper substrate 211 and the lower substrate 215, the liquid crystal electrode 212 is formed between the upper substrate 211 and the liquid crystal layer 213, and the reflective film 214 is formed on the lower substrate. ), And a liquid crystal modulator to apply a protective thin film to the lower substrate by spin coating or to deposit the protective thin film and then to flatten the protective film. 제2항에 있어서 하부기판의 유전율과 보호막의 유전율 차이가 20% 미만인 것을 특징으로하는 액정변조기.The liquid crystal modulator of claim 2, wherein a difference between the dielectric constant of the lower substrate and the dielectric constant of the protective layer is less than 20%. 제2항에 있어서 하부기판이 유기물기판이고, 그 위에 유기물 보호막과 무기물 보호막이 피막된 것을 특징으로하는 액정변조기.The liquid crystal modulator according to claim 2, wherein the lower substrate is an organic substrate, and an organic protective film and an inorganic protective film are coated thereon. TFT 기판위에 액정변조기가 일정한 간격을 유지하고 이동하면서 TFT기판의 화소전극과 액정변조기 전극 사이에 걸리는 전압에 의하여 생기는 전기장으로 TFT 기판의 불량을 검사하는 장치에 있어서, 하부기판에 보호박막을 스핀코팅으로 입히거나 또는 보호박막을 피막한 후에 보호박막을 연마하여 액정변조기의 흠집을 평탄화하는 액정변조기를 사용하는 TFT 기판검사 장치.A device for inspecting a defect of a TFT substrate by an electric field generated by a voltage applied between a pixel electrode of a TFT substrate and a liquid crystal modulator electrode while moving a liquid crystal modulator at regular intervals on a TFT substrate. A TFT substrate inspection apparatus using a liquid crystal modulator for flattening scratches of a liquid crystal modulator by polishing the protective thin film after coating with a film or coating a protective thin film.
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