KR101566429B1 - 표시판, 박막 트랜지스터 표시판 및 기판의 수리 방법 - Google Patents

표시판, 박막 트랜지스터 표시판 및 기판의 수리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 표시판은 제1 절연 기판, 제1 절연 기판에 위치하는 복수의 제1 색필터 및 제1 색필터와 동일한 층에 형성된 검은색 제2 색필터를 포함하는 색필터를 포함하는 복수의 화소로 이루어진다.
액정표시장치, 색필터, 수리, 화이트불량, 검은색불량

Description

표시판, 박막 트랜지스터 표시판 및 기판의 수리 방법{PANEL, THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL AND METHOD FOR REPAIRING PANEL}
본 발명은 표시판, 박막 트랜지스터 표시판 및 기판의 수리 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극과 연결되어 있는 스위칭 소자와 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치를 제조하는 공정에서 발생하는 여러가지 원인으로 인해서 화소가 항상 밝게 표시되는 화이트 불량(white defect)이 발생하는데, 이는 눈에 쉽게 띈다. 따라서 눈에 쉽지 띄지 않도록 화소가 항상 어둡게 표시되는 검은색 불량(black defect)으로 바꾸는 수리를 진행한다.
현재는 검은색 불량으로 바꾸기 위해서 화소 내에 형성된 수리용 신호선 또는 유지 전극선과 화소 전극을 레이저로 단락시키는 방법을 이용하고 있다.
그러나 신호선의 폭이 좁아짐으로 인해서 레이저를 이용한 단락의 성공률이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 레이저를 이용하지 않으면서도 검은색 불량으로 바꾸는 수리를 용이하게 할 수 있는 표시판, 박막 트랜지스터 표시판 및 기판의 수리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제를 달성하기 위한 표시판은 제1 절연 기판, 제1 절연 기판에 위치하는 복수의 제1 색필터 및 제1 색필터와 동일한 층에 형성된 검은색 제2 색필터를 포함하는 색필터를 포함하는 복수의 화소로 이루어진다.
제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판, 제2 절연 기판 위에 위치하는 복수의 게이트선, 게이트선과 교차하는 복수의 데이터선, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 복수의 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제 2 색필터는 격벽에 의해 둘러싸일 수 있다.
제2 색필터로 이루어진 화소는 블랙 화면에서 밝게 빛나는 불량 화소일 수 있다.
제2 색필터를 둘러싸는 격벽의 표면은 소수성일 수 있고, 제2 색필터를 둘러싸는 격벽의 표면에 실록산을 포함하는 소수성막이 위치할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 위치하는 복수의 게이트선, 게이트선과 교차하는 복수의 데이터선, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 복수의 박막 트랜지스터, 절연 기판 위에 위치하는 복수의 제1 색필터 및 제1 색필터와 동일한 층에 형성된 검은색 제2 색필터를 포함하는 색필터를 포함하는 복수의 화소로 이루어진다.
제1 및 제 2 색필터는 격벽에 의해 둘러싸일 수 있고, 제2 색필터로 이루어진 화소는 블랙 화면에서 밝게 빛나는 불량 화소일 수 있다.
제2 색필터를 둘러싸는 격벽의 표면은 소수성일 수 있고, 제2 색필터를 둘러싸는 격벽의 표면에 실록산을 포함하는 소수성막이 위치할 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판의 제조 방법은 색필터를 포함하는 기판을 제조하는 단계, 복수의 제1 색필터 중 일부를 제거하여 빈 공간을 형성하는 단계, 빈 공간에 검은색 잉크를 채워 제 2 색필터를 형성하는 단계를 포함한다.
빈 공간 주변을 소수화 처리하는 단계를 더 포함할 수 있고, 소수화 처리는 플라스마 처리, 잉크젯 인쇄 및 접촉 인쇄 중 적어도 하나일 수 있다.
플라스마 처리는 SF6 또는 CF4를 사용하여 진행할 수 있다.
접촉 인쇄는 소수성 용액을 준비하는 단계, 소수성 용액에 찍기 부재를 접촉하는 단계, 빈 공간을 주변에 소수성 용액이 뭍은 찍기 부재를 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
색필터를 포함하는 기판을 제조하는 단계는 기판을 복수의 영역으로 분리하는 격벽을 형성하는 단계와 격벽에 의하여 분리된 영역에 색필터를 형성하는 단계를 포함하고, 찍기 부재의 평면 모양은 빈 공간을 둘러싸는 격벽의 평면 모양과 동일할 수 있다.
소수성 용액은 실록산을 포함할 수 있고, 소수성 용액은 폴리디메틸실록산일 수 있다.
색필터를 포함하는 기판을 제조하는 단계는 기판을 복수의 영역으로 분리하는 격벽을 형성하는 단계, 격벽에 의하여 분리된 영역에 색필터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
빈 공간 주변을 소수화 처리하는 단계에서 소수화 처리는 격벽에 진행할 수 있다.
색필터를 포함하는 표시판을 제조하는 단계는 절연 기판 위에 게이트선, 게이트선과 교차하는 데이터선 그리고 게이트선 및 데이터선과 연결되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 박막 트랜지스터 위에 색필터를 형성하는 단계, 색필터 위에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터 위에 색필터를 형성하는 단계는 절연 기판을 복수의 영역으로 분리하는 격벽을 형성하는 단계와 격벽에 의하여 분리된 영역에 색필터를 형성 하는 단계를 포함할 수 있다.
빈 공간 주변을 소수화 처리하는 단계에서 소수화 처리는 격벽에 진행할 수 있다.
본 발명의 실시예에서와 같이 검은색 잉크를 이용하면 신호선의 폭이 줄어들더라도 실패하지 않고 용이하게 화소 불량을 수리할 수 있다.
또한, 본 발명에서와 같은 방법으로 검은색 화소를 형성하면 검은색 잉크로 인해서 이웃하는 화소가 오염되는 것을 방지할 수 있어 고품질의 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 불량 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 화소를 수리하는 방법을 차례대로 도시한 단면도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 적색 색필터(R), 녹색 색필터(G), 청색 색필터(B)가 복수 개 형성된 기판을 준비한다. 복수의 색필터(R, G, B)는 행렬을 이루도록 배열되어 있다(도시하지 않음). 각각의 색필터(R, G, B)는 격벽(361)으로 구분되는 화소내에 형성될 수 있다. 격벽(361)은 생략될 수 있고, 색필터(R, G, B)가 서로 직접 접촉할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 적색, 녹색, 청색을 예로 들었으나, 흰색 등과 같이 표시장치의 화소를 형성할 수 있는 모든 색 중 어느 하나일 수 있다.
기판(100)에 형성된 색필터(R, G, B) 중 어느 한 화소는 게이트선 또는 데이터선과 화소 전극이 단락(도시하지 않음)되어 표시 장치가 블랙을 표시하는 블랙 화면 일 때 밝게 빛나는 화이트 불량이다. 설명을 용이하게 하기 위해서 본 발명의 실시예에서는 녹색 색필터(G)를 포함하는 화소를 불량 화소라 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 레이저를 이용하여 녹색 색필터(G)가 형성된 화소의 색필터를 제거한다.
이후 색필터가 제거된 빈 화소(30)의 격벽(361)에 소수화 처리를 진행하다. 소수화 처리는 플라스마(plasma) 처리, 접촉 인쇄(contact printing), 잉크젯 인쇄(inkjet printing) 등을 이용할 수 있다.
플라스마 처리는 CF4 또는 SF6와 같은 불소(F)를 포함하는 기체의 플라스마를 발생시켜 격벽(361)의 표면을 처리함으로써 소수성으로 바꿀 수 있다.
그리고 접촉 인쇄 방법은 도 4에서와 같이, 소수성을 가지는 용액에 찍기 부재(10)를 담군후 용액(12)이 묻은 찍기 부재(10)를 빈 화소(30)를 이루는 격벽(361)의 표면에 접촉시켜 격벽(361)의 표면에 소수성을 가지는 용액이 남겨지도록 한다. 소수성 용액은 실록산(siloxane)기를 포함하며, 예를 들어 폴리디메틸실록산(PMDS, polydimethylsiloxane)을 사용할 수 있다.
찍기 부재(10)의 평면 패턴은 도 5에서와 같이 빈 화소(30)를 둘러싸고 있는 격벽(빗금친 부분)과 동일한 평면 패턴을 가진다.
잉크젯 인쇄 방법은 잉크젯용 헤드를 이동하면서 소수성 용액을 적하하고 건조시키는 방식으로, 빈 화소(30)를 둘러싸는 격벽(361)의 표면에만 국부적으로 인쇄 되도록 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 빈 화소(30)에 잉크젯 인쇄 방법으로 수정용 색필터(I)를 형성한다. 수정용 색필터(I)는 검은색 안료를 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 도 2에서와 같이 빈 화소(30)의 격벽에 소수화 처리를 함으로써 수정용 색필터(I)를 적하할 때 격벽(361)과 수정용 색필터(I) 사이의 반발력으로 인해서 수정용 색필터(I)가 이웃 화소로 번져 이웃 화소가 오염되어 색재현성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
그럼 이러한 수리 방법을 이용하여 표시판을 제조 하는 방법에 대해서 설명 한다.
먼저, 도 6을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시판에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 액정 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 두 표시판(100, 200) 사이에 충진되어 있는 액정층(도시하지 않음)으로 이루어진다. 액정층은 밀봉재(310)에 의해서 가둬진다.
하부 표시판(100)은 투명한 절연 기판 위에 게이트선, 데이터선 및 박막 트랜지스터(Q)가 형성되어 있고, 이들과 연결되어 있는 화소 전극(191)을 포함한다.
그리고 하부 표시판(100)의 각 화소는 잉크젯 인쇄 방법으로 형성된 복수의 색필터(230)를 포함한다. 색필터(230)는 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나이다. 이때, 어느 한 화소는 수리된 화소로 화소 전극(191)을 포함하지 않고 수정용 색필터(I)를 포함하고, 수정용 색필터(I)는 검은색 잉크로 형성되어 있다.
상부 표시판(200) 또한 하부 표시판(100)과 같은 투명한 절연 기판으로 이루어지며, 절연 기판(200) 위에 공통 전극(270)등이 형성되어 있다.
이상 설명한 도 6의 액정 표시 장치의 제조 방법을 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저 도 7에 도시한 바와 같이, 하부 및 상부 모기판을 각각의 공정으로 완성(S100, S200)한다. 하부 모기판은 도 6의 하부 표시판을 복수 개로 형성할 수 있는 기판이고, 상부 모기판은 도 6의 상부 표시판을 복수 개로 형성할 수 있는 기판이다.
하부 모기판에 형성된 각 화소의 불량을 검출하기 위한 검사를 실시한다(S102). 검사는 검은색(black) 화면이 되도록 신호를 입력하여 진행할 수 있으며, 화소 전극 또는 채널 불량에 의한 단락(short)으로 인한 불량은 빛이 새는 화이트 불량으로 검출된다.
불량 화소가 검출되지 않으면 다음 단계인 배향막 형성공정(S108)으로 진행되고, 불량 화소가 검출되면 검출된 불량 화소를 수리하는 공정(S106)으로 진행된다.
검출된 불량 화소는 도 1 내지 도 5에 도시한 액정 표시 장치의 화소를 수리하는 방법으로 수리할 수 있다.
즉, 검출된 불량 화소에 형성되어 있는 화소 전극, 절연막 및 색필터를 레이저를 이용하여 모두 제거한다. 그리고 도 2에 도시한 바와 같이 소수화 공정을 진행하여 불량 화소를 둘러싼 격벽의 표면이 소수성을 가지도록 한다. 이후 도 3에서와 같이 잉크젯 인쇄 방법으로 빈 화소에 수정용 색필터(I)를 형성한다.
수정용 색필터(I)는 검은색 안료를 포함하는 것으로 화이트 불량이 발생하더라도 검은색으로 인식되도록 한다.
이후 수리된 기판 위에 배향막을 형성(S108) 한다.
한편, 준비된 상부 모기판은 공통 전극 및 배향막을 포함한다. 이후 상부 모기판 위에 액정이 충진되는 위치를 한정하기 위한 밀봉재를 형성한다(S202).
밀봉재는 광, 예를 들어 UV에 의해서 경화되는 물질로 형성할 수 있다. 다음으로 밀봉재 내에 액정 물질을 적하한다(S204).
이후 상, 하부 모기판을 정렬시킨다(S300). 그런 다음 UV 조사로 밀봉재를 경화시켜 상, 하부 모기판을 합착한다(S302).
그리고 나서 결합되어 있는 두 모기판을 절단하여 액정 셀 단위로 분리(S304)한다.
이상의 실시예에서는 색필터가 하부 모기판에 형성되는 것을 예로 들었으나, 색필터는 상부 표시판에 형성될 수도 있다. 따라서 하부 모기판에서 불량 화소가 검출되면 상부 모기판에서 하부 모기판의 불량 화소와 대응하는 색필터를 제거하고, 수정용 색필터를 상부 모기판에 형성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 불량 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 화소를 수리하는 방법을 차례대로 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 접촉 인쇄 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 액정 표시 장치를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 7은 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 찍기 부재 30: 빈 화소
100: 기판 191: 화소 전극
230: 색필터 270: 공통 전극
310: 밀봉재 361: 격벽
B: 청색 색필터 G: 녹색 색필터
I: 수정용 색필터 R: 적색 색필터

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  14. 기판 위에 복수의 영역으로 분리하는 격벽을 형성하는 단계,
    상기 격벽에 의하여 분리된 영역에 복수의 제1 색필터를 형성하는 단계,
    상기 복수의 제1 색필터 중 일부를 제거하여 빈 공간을 형성하는 단계,
    상기 빈 공간의 주변을 접촉 인쇄를 이용하여 소수화 처리하는 단계, 그리고
    상기 빈 공간에 검은색 잉크를 채워 제2 색필터를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 접촉 인쇄는
    소수성 용액을 준비하는 단계,
    상기 소수성 용액에 찍기 부재를 접촉하는 단계, 그리고
    상기 빈 공간의 주변에 상기 소수성 용액이 묻은 상기 찍기 부재를 접촉시키는 단계를 포함하고,
    상기 찍기 부재의 평면 모양은 상기 빈 공간을 둘러싸는 상기 격벽의 평면 모양과 동일한 기판의 수리 방법.
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  20. 제14항에서,
    상기 소수성 용액은 실록산을 포함하는 기판의 수리 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 소수성 용액은 폴리디메틸실록산인 기판의 수리 방법.
  22. 삭제
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  24. 제14항에서,
    상기 빈 공간의 주변을 소수화 처리하는 단계에서
    상기 소수화 처리는 상기 격벽에 진행하는 기판의 수리 방법.
  25. 제14항에서,
    상기 기판 위에 상기 격벽을 형성하는 단계 전에,
    상기 기판 위에 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 그리고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 기판의 수리 방법.
  26. 제25항에서,
    상기 제1 색필터 위에 상기 박막 트랜지스터에 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 기판의 수리 방법.
  27. 삭제
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