(57)【要約】【課題】本発明は、表示装置の修理装置及び修理方法に関する。【解決手段】複数の信号線が形成されている第１基板を含む表示装置の修理装置は、前記信号線に焦点を合せて所定の波長及びフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅を有するレーザー光７５０を照射するレーザー装備７００を含み、前記所定の波長の範囲は、７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍである。このような方式で、適切なパルス幅及び波長を有するレーザー装備７００を選択し、特にフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅及び７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍの波長範囲のレーザー光を使用すれば、テスト段階別に別途の修理装置を使用せずに一つのレーザー装備を使用して全工程で修理を行うことができる。【選択図】図７
2007102223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号線が形成されている第１基板を含む表示装置の修理装置であって、
前記信号線に焦点を合せて所定の波長及びフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅を有するレーザー光を照射するレーザー装備を含む、表示装置の修理装置。
【請求項２】
前記所定の波長の範囲は、７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍである、請求項１に記載の表示装置の修理装置。
【請求項３】
前記表示装置は、前記第１基板と対向していて、色フィルターが形成されている第２基板をさらに含む、請求項２に記載の表示装置の修理装置。
【請求項４】
前記色フィルターは、前記第２基板に向かっている第１面及び前記第２基板の反対方向に向かっている第２面を含み、
前記レーザー光は、前記第１面に焦点を合せて照射される、請求項３に記載の表示装置の修理装置。
【請求項５】
前記レーザー光は、前記第２基板を通過して照射される、請求項４に記載の表示装置の修理装置。
【請求項６】
前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される、請求項５に記載の表示装置の修理装置。
【請求項７】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、
前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化する、請求項６に記載の表示装置の修理装置。
【請求項８】
前記レーザー光が照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収する、請求項７に記載の表示装置の修理装置。
【請求項９】
前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含む、請求項８に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１０】
前記遮光部材は有機物質からなる、請求項９に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１１】
前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアである、請求項１０に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１２】
前記レーザー装備のレーザー光源はイッテルビウムドープファイバレーザである、請求項１０に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１３】
前記表示装置は、前記第２基板の外部に付着される偏光板をさらに含み、
前記レーザー光は、前記偏光板を通過して照射される、請求項４に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１４】
前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される、請求項１３に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１５】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、
前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化する、請求項１４に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１６】
前記レーザー光が照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収する、請求項１５に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１７】
前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含む、請求項１６に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１８】
前記遮光部材は有機物質からなる、請求項１７に記載の表示装置の修理装置。
【請求項１９】
前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアである、請求項１８に記載の表示装置の修理装置。
【請求項２０】
前記レーザー装備のレーザー光源はイッテルビウムドープファイバレーザである、請求項１８に記載の表示装置の修理装置。
【請求項２１】
複数の信号線が形成されている第１基板を含む表示装置の修理方法であって、
前記表示装置を検査する段階、
レーザー装備を前記表示装置の上側に位置させる段階、
前記レーザー装備から照射されるレーザー光の焦点を合せる段階、そして
前記信号線に前記レーザー光を照射する段階を含み、
前記レーザー光は、所定の波長及びフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅を有する、表示装置の修理方法。
【請求項２２】
前記所定の波長の範囲は、７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍである、請求項２１に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２３】
前記表示装置は、前記第１基板と対向していて、色フィルターが形成されている第２基板をさらに含む、請求項２２に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２４】
前記色フィルターは、前記第２基板に向かっている第１面及び前記第２基板の反対方向に向かっている第２面を含み、
前記レーザー光は、前記第１面に焦点を合せて照射される、請求項２３に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２５】
前記レーザー光は、前記第２基板を通過して照射される、請求項２４に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２６】
前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される、請求項２５に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２７】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、
前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化する、請求項２６に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２８】
前記レーザー光が照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収する、請求項２７に記載の表示装置の修理方法。
【請求項２９】
前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含む、請求項２８に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３０】
前記遮光部材は有機物質からなる、請求項２９に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３１】
前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアである、請求項３０に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３２】
前記レーザー装備のレーザー光源はイッテルビウムドープファイバレーザである、請求項３０に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３３】
前記表示装置は、前記第２基板の外部に付着される偏光板をさらに含み、
前記レーザー光は、前記偏光板を通過して照射される、請求項２４に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３４】
前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される、請求項３３に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３５】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、
前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化する、請求項３４に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３６】
前記レーザー光が照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収する、請求項３５に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３７】
前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含む、請求項３６に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３８】
前記遮光部材は有機物質からなる、請求項３７に記載の表示装置の修理方法。
【請求項３９】
前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアである、請求項３８に記載の表示装置の修理方法。
【請求項４０】
前記レーザー装備のレーザー光源はイッテルビウムドープファイバレーザである、請求項３８に記載の表示装置の修理方法。
【請求項４１】
前記表示装置は液晶表示装置である、請求項２１に記載の表示装置の修理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の修理装置及び修理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が形成されている二つの表示板、及びその間に挿入されている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層を含む。画素電極は、行列形態に配列されて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に連結されていて、一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は、表示板の全面にかけて形成されていて、共通電圧の印加を受ける。画素電極及び共通電極、そしてその間の液晶層は、回路的にみると、液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタは、これに連結されたスイッチング素子と共に、画素を構成する基本単位となる。
【０００３】
このような液晶表示装置では、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって、所望の画像を表示する。また、画素電極に対応する共通電極の領域に三原色、例えば赤色、緑色、または青色の色フィルターを形成して、色表示を実現する。
【０００４】
一方、液晶表示装置は、製造過程で多様な検査過程を経て検査過程で発見された欠陥を修理する。
【０００５】
例えば、このような液晶表示装置を製造する過程で、表示信号線などが断線または短絡していたり、画素に欠陥がある場合、これらを一定の検査によって予め判別する。このような検査の種類には、アレイテスト（ａｒｒａｙ  ｔｅｓｔ）、ＶＩ（ｖｉｓｕａｌ  ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）テスト、グロステスト（ｇｒｏｓｓ  ｔｅｓｔ）、及びモジュールテスト（ｍｏｄｕｌｅ  ｔｅｓｔ）などがある。
【０００６】
アレイテストは、個別のセル（ｃｅｌｌ）に分離される前に一定の電圧を印加して、出力電圧の有無によって表示信号線の断線の有無を判別する検査であり、ＶＩテストは、個別のセルに分離された後に一定の電圧を印加して、肉眼で見ながら表示信号線の断線の有無を判別する検査である。グロステストは、上部表示板及び下部表示板を結合して駆動回路を実装する前に実際の駆動電圧と同一な電圧を印加して、画面の表示状態によって画素の欠陥及び表示信号線の断線の有無を判別する検査であり、モジュールテストは、二つの表示板の外部に偏光板を付着して駆動回路を装着して、最終的に駆動回路の適正な動作の有無を判別する検査である。
【０００７】
ここで、実際の駆動状況と類似した状況で行われるグロステストでは、画面全体を黒くして、画素の欠陥の有無も検査する。このとき、液晶層に異物が存在したり、配線の断線または短絡などによって、欠陥の部分が明るく光る、いわゆる明画素（ｂｒｉｇｈｔ  ｐｉｘｅｌ）または高画素（ｈｉｇｈ  ｐｉｘｅｌ）現象が現れる。
【０００８】
このような明画素または高画素現象は、前記液晶表示装置だけでなく、大部分の表示装置で現れる。
【０００９】
このような高画素現象による不良を修理するために、化学気相蒸着などによって表示板の外部の高画素が位置した領域を遮光膜で覆う。しかし、このような方式は、表示装置の正面からは光が漏れないが、側面からは光が漏れる現象が発生して、修理の目的を完全に達成することができない問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明が目的とする技術的課題は、表示装置の画素の欠陥を修理することができる、表示装置の修理装置及び修理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような技術的課題を達成するための本発明の一実施形態は、複数の信号線が形成されている第１基板を含む表示装置の修理装置であって、前記信号線に焦点を合せて所定の波長及びフェムト秒（１０−１５ｓ：ｆｅｍｔｏ  ｓｅｃｏｎｄ）乃至ピコ秒（１０−１２ｓ：ｐｉｃｏ  ｓｅｃｏｎｄ）のパルス幅を有するレーザー光を照射するレーザー装備を含む。
【００１２】
このとき、前記所定の波長の範囲は、７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍである。
【００１３】
また、前記表示装置は、前記第１基板と対向していて、色フィルターが形成されている第２基板をさらに含み、前記色フィルターは、前記第２基板に向かっている第１面及び前記第２基板の反対方向に向かっている第２面を含み、前記レーザー光は、前記第１面に焦点を合せて照射される。
【００１４】
また、前記レーザー光は、前記第２基板を通過して照射される。このとき、前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される。
【００１５】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化し、より詳細には、レーザーが照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収することができる。
【００１６】
また、前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含み、この遮光部材は有機物質からなる。
【００１７】
このとき、前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアまたはイッテルビウムドープファイバレーザである。
【００１８】
一方、前記表示装置は、前記第２基板の外部に付着される偏光板をさらに含み、前記レーザー光は、前記偏光板を通過して照射される。
【００１９】
このとき、前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される。
【００２０】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化し、より詳細には、レーザーが照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収することができる。
【００２１】
前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含み、この遮光部材は有機物質からなる。
【００２２】
このとき、前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアまたはイッテルビウムドープファイバレーザである。
【００２３】
本発明の一実施形態は、複数の信号線が形成されている第１基板を含む表示装置の修理方法であって、前記表示装置を検査する段階、レーザー装備を前記表示装置の上側に位置させる段階、前記レーザー装備から照射されるレーザー光の焦点を合せる段階、そして前記信号線に前記レーザー光を照射する段階を含み、前記レーザー光は、所定の波長及びフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅を有する。
【００２４】
このとき、前記所定の波長の範囲は、７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍである。
【００２５】
また、前記表示装置は、前記第１基板と対向していて、色フィルターが形成されている第２基板をさらに含み、前記色フィルターは、前記第２基板に向かっている第１面及び前記第２基板の反対方向に向かっている第２面を含み、前記レーザー光は、前記第１面に焦点を合せて照射される。
【００２６】
また、前記レーザー光は、前記第２基板を通過して照射される。このとき、前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される。
【００２７】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化し、より詳細には、レーザーが照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収することができる。
【００２８】
また、前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含み、この遮光部材は有機物質からなる。
【００２９】
このとき、前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアまたはイッテルビウムドープファイバレーザである。
【００３０】
一方、前記表示装置は、前記第２基板の外部に付着される偏光板をさらに含み、前記レーザー光は、前記偏光板を通過して照射される。
【００３１】
このとき、前記レーザー光は、透過領域及び遮光領域を含むスリットを通じて照射される。
【００３２】
前記表示装置は、前記色フィルターに光を供給する光源部をさらに含み、前記レーザー光が前記色フィルターに照射される場合に、前記色フィルターは透過量が変化し、より詳細には、レーザーが照射された前記色フィルターは、前記光源部からの光を吸収することができる。
【００３３】
前記表示装置は、前記色フィルターを囲んでいる遮光部材をさらに含み、この遮光部材は有機物質からなる。
【００３４】
このとき、前記レーザー装備のレーザー光源はチタンサファイアまたはイッテルビウムドープファイバレーザである。
【００３５】
一方、前記表示装置は液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、適切なパルス周波数及び波長を有するレーザー装備を選択し、特にフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅及び７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍの波長範囲または１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍの波長範囲を有するレーザー光を使用することによって、テスト段階別に別途の修理装置を使用せずに一つのレーザー装備を使用して全工程で修理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。
【００３８】
図面では、各層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似した部分については、同一な図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとするとき、これは他の部分の“真上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“真上”にあるとするとき、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
【００３９】
以下、本発明の実施形態による表示装置の修理装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【００４１】
図１に示したように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐａｎｅｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、これに連結されているゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結されている階調電圧生成部８００、液晶表示板組立体３００に光を照射するバックライト装置９００、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。
【００４２】
液晶表示板組立体３００は、等価回路でみると、複数の信号線（Ｇ１−Ｇｎ，Ｄ１−Ｄｍ）、及びこれに連結されていて、ほぼ行列形態に配列されている複数の画素（ｐｉｘｅｌ）を含む。
【００４３】
表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ，Ｄ１−Ｄｍ）は、ゲート信号（「走査信号」ともいう）を伝達する複数のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）及びデータ信号を伝達するデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）を含む。ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）は、ほぼ行方向にのびていて、互いにほぼ平行であり、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）は、ほぼ列方向にのびていて、互いにほぼ平行である。
【００４４】
各画素は、表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ，Ｄ１−Ｄｍ）に連結されているスイッチング素子（Ｑ）、これに連結されている液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃｓｔ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、必要に応じて省略することができる。
【００４５】
薄膜トランジスタなどのスイッチング素子（Ｑ）は、下部表示板１００に形成されていて、三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）及びデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）に連結されている。
【００４６】
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は、図２を参照すると、下部表示板１００の画素電極１９１及び上部表示板２００の共通電極２７０を二つの端子とし、二つの電極１９１，２７０の間の液晶層３は、誘電体としての役割を果たす。画素電極１９１は、スイッチング素子（Ｑ）に連結されており、共通電極２７０は、上部表示板２００の全面に形成されていて、共通電圧（Ｖｃｏｍ）の印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０は、下部表示板１００に形成される場合もあり、この場合には、二つの電極１９１，２７０のうちの少なくとも一つが線状または棒状に形成されることができる。
【００４７】
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、下部表示板１００に形成された別個の信号線（図示せず）及び画素電極１９１が絶縁体を間において重畳して構成され、この別個の信号線には、共通電圧（Ｖｃｏｍ）などの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極１９１及びその真上の前段ゲート線が絶縁体を間において重畳して構成されることもできる。
【００４８】
一方、色表示を実現するためには、各画素が三原色のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間によって交互に三原色を表示するようにして（時間分割）、これら三原色の空間的、時間的合計によって所望の色相が認識されるようにする。図２は空間分割の一例として、各画素の画素電極１９１に対応する領域に赤色、緑色、または青色の色フィルター２３０が形成されていることを示している。図２とは異なって、色フィルター２３０は、下部表示板１００の画素電極１９１の上または下に形成されることもできる。
【００４９】
バックライト装置９００は、インバータ（図示せず）及び光源部９１０を含み、光源部９１０は、液晶表示板組立体３００の下部に装着されていて、少なくとも一つのランプを含む。ランプとしては、ＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）またはＥＥＦＬ（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）を使用するが、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを使用することもできる。
【００５０】
液晶表示板組立体３００の二つの表示板１００，２００の外側面には、光源部９１０からの光を偏光させる偏光板（図示せず）が付着されている。
【００５１】
階調電圧生成部８００は、画素の透過率に関する二組の複数の階調電圧を生成する。二組のうちの一組は共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し、他の一組は負の値を有する。
【００５２】
ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されていて、外部からのゲートオン電圧（Ｖｏｎ）及びゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加し、通常は複数の集積回路からなる。
【００５３】
データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されていて、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加し、通常は複数の集積回路からなる。
【００５４】
複数のゲート駆動集積回路またはデータ駆動集積回路は、ＣＯＧ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）方式で液晶表示板組立体３００に装着される。これとは異なって、ＴＣＰ（ｔａｐｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐａｃｋａｇｅ）に実装してＴＣＰを液晶表示板組立体３００に付着することもでき、これら集積回路チップと同じ役割を果たす回路を液晶表示板組立体３００に直接形成することもできる。
【００５５】
信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する。
【００５６】
次に、このような液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。
【００５７】
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）及び水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などの印加を受ける。信号制御部６００は、入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び入力制御信号に基づいて、画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理して、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成した後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）はゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）及び処理した画像信号（ＤＡＴ）はデータ駆動部５００に出力する。
【００５８】
ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力開始を指示する垂直同期開始信号（ＳＴＶ）、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力時期を制御するゲートクロック信号（ＣＰＶ）、及びゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）などを含む。
【００５９】
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、画像データ（ＤＡＴ）の入力開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）へ当該データ電圧の印加を指示するロード信号（ＬＯＡＤ）、共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対するデータ電圧の極性（以下、「共通電圧に対するデータ電圧の極性」を略して「データ電圧の極性」とする）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）、及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）などを含む。
【００６０】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって一行の画素に対する画像データ（ＤＡＴ）を順次に受信してシフトして、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各画像データ（ＤＡＴ）に対応する階調電圧を選択することによって、画像データ（ＤＡＴ）を当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。
【００６１】
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）によってゲートオン電圧（Ｖｏｎ）をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加して、このゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されたスイッチング素子（Ｑ）をターンオンさせ、それによって、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子（Ｑ）を通じて当該画素に印加される。
【００６２】
画素に印加されたデータ電圧及び共通電圧（Ｖｃｏｍ）の差は、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配向が異なり、光源部９１０からの光は、液晶層３を通過しながら液晶分子の配向によってその偏光が変化する。このような偏光の変化は、偏光板によって光の透過率の変化として現れる。
【００６３】
１水平周期（または１Ｈ）［水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）、ゲートクロック（ＣＰＶ）の一周期］が過ぎると、データ駆動部５００及びゲート駆動部４００は、次の行の画素に対して同一な動作を繰返す。このような方式で、１フレーム（ｆｒａｍｅ）の間に全てのゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加して、全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終われば次のフレームが始まって、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前のフレームで各画素に印加されるデータ電圧の極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（フレーム反転）。このとき、１フレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が反対になったり（例：行反転、点反転）、一行の画素に印加されるデータ電圧の極性が互いに反対になることがある（例：列反転、点反転）。
【００６４】
次に、図３乃至図６を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の構造について詳細に説明する。
【００６５】
図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図４は本発明の一実施形態による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図であり、図５は図３の薄膜トランジスタ表示板及び図４の共通電極表示板からなる液晶表示装置の配置図であり、図６は図５の液晶表示装置のＶＩ−ＶＩ´線による断面図である。
【００６６】
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００、共通電極表示板２００、そして二つの表示板１００、２００の間の液晶層３を含む。
【００６７】
まず、図３、図５、及び図６を参照して、薄膜トランジスタ表示板１００について詳細に説明する。
【００６８】
絶縁基板１１０上に、複数のゲート線（ｇａｔｅ  ｌｉｎｅ）１２１、複数の維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｌｉｎｅｓ）１３１ａ、１３１ｂ、及び複数の容量性補助電極１３６が形成されている。
【００６９】
ゲート線１２１は、主に横方向にのびて互いに分離されていて、ゲート信号を伝達する。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極（ｇａｔｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２４、及び他の層または外部装置との接続のために面積が広い端部１２９を含む。
【００７０】
各々の維持電極線１３１ａ、１３１ｂは、主に横方向にのびていて、互いに隣接するゲート線１２１の間で各々対に配置されている。各々の維持電極線１３１ａ、１３１ｂは、隣接するゲート線１２１付近に位置していて、上下に突出した維持電極１３７ａ、１３７ｂを各々含む。二つの維持電極線１３１ａ、１３１ｂは、隣接するゲート線１２１の間の中心線に対して対称な構造からなる。維持電極線１３１ａ、１３１ｂには、液晶表示装置の共通電極表示板２００の共通電極（ｃｏｍｍｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２７０に印加される共通電圧（ｃｏｍｍｏｎ  ｖｏｌｔａｇｅ）などの所定の電圧が印加される。
【００７１】
各々の容量性補助電極１３６は、隣接する二つのゲート線１２１の間の中央に位置して、横方向に長い長方形で、端部にゲート線１２１に対して約４５゜に傾いた斜辺を有してじょうご形態である。
【００７２】
ゲート線１２１、維持電極線１３１ａ、１３１ｂ、及び容量性補助電極１３６は、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属、モリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタルなどからなるのが好ましく、単一膜構造からなったり、多層膜構造からなることができる。多層膜構造は、例えば、物理的性質が異なる二つの膜、つまり下部導電膜及びその上の上部導電膜を含むことができる。一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減少させることができるように、低い比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）の金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系金属からなることができる。これとは異なって、他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）との接触特性が優れている物質、例えばクロム、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金、タンタル（Ｔａ）、またはチタニウム（Ｔｉ）などからなることができる。二つの導電膜の好ましい例としては、クロム／アルミニウム−ネオジム（Ｎｄ）合金、またはモリブデンまたはモリブデン合金／アルミニウム合金がある。
【００７３】
また、ゲート線１２１、維持電極線１３１ａ、１３１ｂ、及び容量性補助電極１３６の側面は基板１１０の表面に対して傾いていて、その傾斜角は約３０−８０゜であるのが好ましい。
【００７４】
ゲート線１２１、維持電極線１３１ａ、１３１ｂ、及び容量性補助電極１３６上には、窒化ケイ素（ＳｉＮＸ）などからなるゲート絶縁膜（ｇａｔｅ  ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）１４０が形成されている。
【００７５】
ゲート絶縁膜１４０の上部には、水素化非晶質シリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）（非晶質シリコンは、略して「ａ−Ｓｉ」とする）などからなる複数の島型半導体１５４が形成されている。各々の島型半導体１５４は、主にゲート電極１２４の上部に位置して、後にデータ線１７１が通過するゲート線１２１の上部まで拡張されている。島型半導体１５４と同一層で、データ線１７１が通過する維持電極線１３１の上部に、バッファー層が追加されることもできる。
【００７６】
半導体１５４の上部には、シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）またはリンなどのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどからなる複数の島型抵抗性接触部材（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ）１６３、１６５が形成されている。二つの島型抵抗性接触部材１６３、１６５は対をなして半導体１５４上に配置されているので、ゲート電極１２４を中心に互いに対向する。
【００７７】
島型の半導体１５４及び抵抗性接触部材１６３、１６５の側面も基板１１０の表面に対して傾いていて、その傾斜角は３０−８０゜であるのが好ましい。
【００７８】
抵抗性接触部材１６３、１６５及びゲート絶縁膜１４０上には、各々複数のデータ線（ｄａｔａ  ｌｉｎｅ）１７１、これから分離されている複数のドレイン電極（ｄｒａｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１７５、及びドレイン電極１７５に連結されている容量性結合電極１７６が形成されている。
【００７９】
データ線１７１は、主に縦方向にのびてゲート線１２１及び維持電極線１３１ａ、１３１ｂと交差していて、データ電圧（ｄａｔａ  ｖｏｌｔａｇｅ）を伝達する。各データ線１７１は、他の層または外部装置との接続のために面積が広い端部１７９を含む。
【００８０】
各々のドレイン電極１７５は、各々の維持電極１３７ａ、１３７ｂと重畳する長方形拡張部１７７ａ、１７７ｂを含む。ドレイン電極の拡張部１７７ａ、１７７ｂの辺は、維持電極１３７ａ、１３７ｂの辺と実質的に平行で、互いに隣接するゲート線１２１の中心線に対して対称な構造からなる。データ線１７１の各々は複数の突出部を含み、この突出部は、半導体１５４の上部に位置するドレイン電極１７５の一端部分を一部囲むソース電極１７３を構成する。一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３、及び一つのドレイン電極１７５は、半導体１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５の間の半導体１５４に形成される。
【００８１】
容量性結合電極１７６は、容量性補助電極１３６と重畳して、容量性補助電極１３６の辺と平行な辺を有して左側一部はじょうご形態である。容量性結合電極１７６は、境界線内で容量性補助電極１３６の上部に位置する開口部７６を含む。
【００８２】
ドレイン電極１７５は、ドレイン電極１７５の二つの拡張部１７７ａ、１７７ｂ及び容量性結合電極１７６を互いに連結して、データ線１７１に隣接して平行で、互いに隣接するゲート線１２１の中心線に対して対称にのびた連結部１７８ａ、１７８ｂを含む。したがって、ドレイン電極１７５、容量性結合電極１７６、及び容量性補助電極１３６は、互いに隣接するゲート線１２１の中心線に対して対称な構造からなる。このとき、連結部１７８ａ、１７８ｂは、ゲート線１２１及びデータ線１７１で囲まれた領域の最外側周縁に配置されるので、画像が表示される透過領域を減少させずに、透過領域の周縁で発生するテクスチャーを遮断する役割を果たす。
【００８３】
このとき、データ線１７１及び容量性結合電極１７６は、他の物質、特にＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）またはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性が優れている物質、例えばモリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金［例：モリブデン−アルミニウム（ＭｏＡｌ２）合金］、クロム（Ｃｒ）などからなる上部膜１７１ｒ、データ信号遅延や電圧降下を減少させることができるように低い比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）の金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属からなる中間膜１７１ｑ、及びアルミニウム系金属が半導体１５４または抵抗性接触部材１６３、１６５に拡散するのを防止するための金属、例えばモリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金［例：モリブデン−タングステン（ＭｏＷ）合金］、クロム（Ｃｒ）などからなる下部膜１７１ｐを含む。図６で、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５、及びデート線１７１の端部１７９の下部膜、中間膜、及び上部膜は、各々図面符号１７３ｐ、１７３ｑ、１７３ｒ、１７５ｐ、１７５ｑ、１７５ｒ、及び１７９ｐ、１７９ｑ、１７９ｒで示されている。
【００８４】
データ線１７１、容量性結合電極１７６、及びドレイン電極１７５の側面もゲート線１２１及び維持電極線１３１ａ、１３１ｂと同様に傾いていて、その傾斜角は約３０−８０゜であるのが好ましい。
【００８５】
抵抗性接触部材１６３、１６５は、その下部の半導体１５４及びその上部のデータ線１７１及びドレイン電極１７５の間にだけ位置して、接触抵抗を低くする役割を果たす。島型半導体１５４は、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５の間をはじめとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で覆われずに露出された部分を含む。
【００８６】
データ線１７１、ドレイン電極１７５、及び容量性結合電極１７６、そしてこれらに覆われずに露出された半導体１５４部分上には、保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）１８０が形成されている。保護膜１８０は、平坦化特性が優れていて感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有する有機物質、プラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ、ａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの誘電率が４．０以下の低誘電率絶縁物質、または無機物質である窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなるのが好ましい。
【００８７】
保護膜１８０には、ドレイン電極１７５の拡張部１７７ａ、１７７ｂ及びデータ線１７１の端部１７９を各々露出する複数の接触孔（ｃｏｎｔａｃｔ  ｈｏｌｅ）１８２、１８５ａ、１８５ｂが形成されており、ゲート絶縁膜１４０と共に容量性補助電極１３６及びゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔１８１、１８６が形成されている。接触孔１８１、１８２、１８５ａ、１８５ｂ、１８６は、多角形または円形など多様な形状に形成されることができる。接触孔１８１、１８２の面積は、約０．５ｍｍ×１５μｍ以上約２ｍｍ×６０μｍ以下であるのが好ましい。接触孔１８１、１８２、１８５ａ、１８５ｂ、１８６の側壁は、３０゜乃至８５゜の角度で傾いているか階段型である。
【００８８】
このとき、容量性補助電極１３６を露出する接触孔１８６は、容量性結合電極１７６の開口部７６内に位置するので、接触孔１８６の側壁によって生じる段差によって液晶分子の配向が歪曲されてこの部分から光が漏れても、容量性結合電極１７６によって遮断される。したがって、画素の開口率を確保しつつ、ディスクリネーション（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ）が発生するのを遮断することができる。
【００８９】
保護膜１８０上には、ＩＴＯまたはＩＺＯからなる複数の第１乃至第３画素電極（ｐｉｘｅｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃ、遮蔽電極（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）８８、及び複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８１、８２が形成されている。これとは異なって、第１乃至第３画素電極１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃが透明な導電性ポリマーからなることもあり、反射型液晶表示装置の場合には、第１乃至第３画素電極１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃが不透明な反射性金属からなることもある。この場合、接触補助部材８１、８２は、第１乃至第３画素電極１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃと異なる物質、例えばＩＴＯやＩＺＯからなることができる。
【００９０】
第１乃至第３画素電極１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃは、接触孔１８５ａ、１８５ｂ、１８６を通じてドレイン電極１７５と物理的・電気的に連結されていて、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。
【００９１】
画素電極１９１及び共通電極２７０は、キャパシタ［以下、液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）とする］を構成して、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持するが、電圧維持能力を強化するために、液晶キャパシタと並列に連結される他のキャパシタを形成することもでき、これをストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）という。ストレージキャパシタは、画素電極１９１及び維持電極線１３１ａ、１３１ｂの重畳などによって構成され、ストレージキャパシタの静電容量、つまり保持容量を増加させるために、維持電極線１３１ａ、１３１ｂに維持電極１３７ａ、１３７ｂを形成して画素電極１９１に連結されたドレイン電極１７５を延長及び拡張して重畳させることによって、端子の間の距離を短くして、重畳面積を大きくする。
【００９２】
第１乃至第３画素電極１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃは、データ線１７１及びゲート線１２１で囲まれた領域内に大部分が位置して、境界の大部分がゲート線１２１及びデータ線１７１と平行で、長方形をなす。第１乃至第３画素電極１９１ａ、１９１ｂ、１９１ｃは互いに分離されているので、第１及び第２画素電極１９１ａ、１９１ｂは互いに分離されていて、第３画素電極１９１ｃを中心に上部及び下部に位置する二つの部分からなって、第３画素電極１９１ｃが第１画素電極１９１ａ及び第２画素電極１９１ｂの間に挟まった形態である。第１及び第２画素電極１９１ａ、１９１ｂ及び第３画素電極１９１ｃは互いに対向して、ゲート線１２１に対して±４５゜に傾いた辺を有して、互いに隣接するゲート線１２１の間の中心線に対して対称な構造からなる。
【００９３】
第１及び第２画素電極１９１ａ、１９１ｂは、各々接触孔１８５ａ、１８５ｂを通じて一対のドレイン電極１７５と物理的に連結されていて、これから直接データ電圧の印加を受ける。第３画素電極１９１ｃは、接触孔１８６を通じて容量性補助電極１３６に連結されているが、容量性補助電極１３６は、ドレイン電極１７５に連結された容量性結合電極１７６と重畳している。したがって、第３画素電極１９１ｃは、第１画素及び第２電極１９１ａ、１９１ｂに電磁気的に結合（容量性結合）されている。
【００９４】
各画素電極１９１は、角が面取りされていて、面取りされた斜辺は、ゲート線１２１に対して約４５°の角度をなす。
【００９５】
画素電極１９１は、中央切開部９１、９２、下部切開部９３ａ、９４ａ、９５ａ、及び上部切開部９３ｂ、９４ｂ、９５ｂを含み、画素電極１９１は、これら切開部９１−９５ｂによって複数の領域に分割される。切開部９１−９５ｂは、容量性結合電極１７６の横中心線または互いに隣接するゲート線１２１の間の中心線に対してほぼ対称な構造からなり、第１及び第２画素電極１９１ａ、１９１ｂの二つの部分及び第３画素電極１９１ｃは、対向する二つの切開部９３ａ、９３ｂによって分離されている。
【００９６】
下部及び上部切開部９３ａ−９５ａ、９３ｂ−９５ｂは、画素電極１９１の左側辺から右側辺にほぼ斜めにのびていて、画素電極１９１を横方向に二等分する中心線によって分割される下半面及び上半面に各々位置している。下部及び上部切開部９３ａ−９５ａ、９３ｂ−９５ｂは、ゲート線１２１に対して約４５°の角度をなして互いに垂直にのびていて、中央切開部９１、９２は、下部切開部９３ａ−９５ａ及び上部切開部９３ｂ−９５ｂに各々ほぼ平行な一対の分枝からなる。中央切開部９１、９２は、中央から横方向にのびた横部を含む。
【００９７】
したがって、画素電極１９１の上半面及び下半面は、切開部９１、９２、９３ａ、９３ｂ、９４ａ、９４ｂ、９５ａ、９５ｂによって各々６つの領域に分割されて、このような領域は、画素電極１９１を上下に分割する二等分線または互いに隣接するゲート線１２１の間の中心線に対して対称な構造からなる。また、ドレイン電極１７７ａ、１７７ｂ、維持電極線１３１ａ、１３１ｂ、容量性結合電極１７６、及び容量性補助電極１３６などのような薄膜でなっていない領域も、画素電極１９１を上下に分割する二等分線または互いに隣接するゲート線１２１の間の中心線に対して対称な構造からなる。このとき、領域の数または切開部の数は、画素の大きさ、画素電極の横辺及び縦辺の長さの比、液晶層３の種類や特性などの設計条件によって変化する。
【００９８】
画素電極１９１は、また、隣接するゲート線１２１またはデータ線１７１と重畳して、開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｒａｔｉｏ）を高めている。
【００９９】
接触補助部材８１、８２は、接触孔１８１、１８２を通じてゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と各々連結されている。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の露出された端部１２９及びデータ線１７１の露出された端部１７９と外部装置との接続性を補完して、これらを保護する役割を果たす。接触補助部材８１、８２は、異方性導電膜（図示せず）などを通じて外部装置に連結される。
【０１００】
ゲート駆動回路が薄膜トランジスタ表示板１００に集積される場合には、接触補助部材８１は、ゲート駆動回路の金属層及びゲート線１２１を連結する役割を果たすことができる。同様に、データ駆動回路が薄膜トランジスタ表示板１００に集積される場合には、接触補助部材８２は、データ駆動回路の金属層及びデータ線１７１を連結する役割を果たすことができる。
【０１０１】
遮蔽電極８８は、データ線１７１及びゲート線１２１に沿ってのびていて、データ線１７１の上部に位置する部分はデータ線１７１を完全に覆い、ゲート線１２１の上部に位置する部分はゲート線１２１の幅より小さい幅でゲート線１２１の境界線内に位置する。しかし、その幅を調節して、データ線１７１より小さい幅にすることもでき、ゲート線１２１の境界線外に位置する境界線を含むこともできる。遮蔽電極８８には共通電圧が印加されるが、このために、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０の接触孔（図示せず）を通じて維持電極線１３１に連結されたり、共通電圧を薄膜トランジスタ表示板１００から共通電極表示板２００に伝達する短絡点（ｓｈｏｒｔ  ｐｏｉｎｔ）（図示せず）に連結されることもできる。このとき、開口率の減少が最少になるように、遮蔽電極８８及び画素電極１９１の間の距離を最短にするのが好ましい。
【０１０２】
このように、共通電圧が印加される遮蔽電極８８をデータ線１７１の上部に位置させれば、遮蔽電極８８がデータ線１７１及び画素電極１９１の間、そしてデータ線１７１及び共通電極２７０の間で形成される電界を遮断して、画素電極１９１の電圧歪曲及びデータ線１７１が伝達するデータ電圧の信号遅延が減少する。
【０１０３】
また、画素電極１９１及び遮蔽電極８８の短絡を防止するために、これらの間に距離をおかなければならないので、画素電極１９１がデータ線１７１からより遠くなって、これらの間の寄生容量が減少する。さらに、液晶層３の誘電率（ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ）が保護膜１８０の誘電率より高いため、データ線１７１及び遮蔽電極８８の間の寄生容量が遮蔽電極８８がない時のデータ線１７１及び共通電極２７０の間の寄生容量に比べて小さい。
【０１０４】
それだけでなく、画素電極１９１及び遮蔽電極８８が同一層に形成されるため、これらの間の距離が一定に維持され、それによってこれらの間の寄生容量が一定である。
【０１０５】
次に、図４乃至図６を参照して、共通電極表示板２００について説明する。
【０１０６】
透明なガラスなどからなる絶縁基板２１０上に遮光部材２２０が形成されており、遮光部材２２０は、画素電極１９１と対向して、画素電極１９１とほぼ同一な形状の複数の開口部を含む。これとは異なって、遮光部材２２０は、データ線１７１に対応する部分及び薄膜トランジスタに対応する部分からなることもできる。なお、遮光部材２２０は、たとえば、有機物質からなる。
【０１０７】
基板２１０上には、また、複数の色フィルター２３０が形成されていて、遮光部材２２０に囲まれた領域内に大部分が位置している。色フィルター２３０は、画素電極１９１に沿って縦方向に長くのびることができる。色フィルター２３０は、赤色、緑色、及び青色などの原色のうちの一つを表示することができる。
【０１０８】
色フィルター２３０上には、蓋膜２５０が形成されている。
【０１０９】
蓋膜２５０上には、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明な導電体などからなる共通電極２７０が形成されている。
【０１１０】
共通電極２７０は、複数組の切開部７１−７６ｂの集合を含む。
【０１１１】
一組の切開部７１−７６ｂは、一つの画素電極１９１と対向して、中央切開部７１、７２、７３、下部切開部７４ａ、７５ａ、７６ａ、及び上部切開部７４ｂ、７５ｂ、７６ｂを含む。切開部７１−７６ｂの各々は、隣接する画素電極１９１の切開部９１−９５ｂの間、またはその周縁の切開部９５ａ、９５ｂ及び画素電極１９１の斜辺の間に配置されている。また、各切開部７１−７６ｂは、画素電極１９１の切開部９１−９５ｂと平行にのびた少なくとも一つの斜線部を含む。
【０１１２】
下部及び上部切開部７４ａ−７６ａ、７４ｂ−７６ｂの各々は、画素電極１９１の右側辺から下側または上側辺に向かってほぼ斜めにのびた斜線部、そして斜線部の各端部から画素電極１９１の辺に沿って辺と重畳しながらのびて斜線部と鈍角をなす横部及び縦部を含む。
【０１１３】
中央切開部７１、７２、７３は、画素電極１９１の左側辺から横部にのびた中央横部、この中央横部の端部から中央横部と鋭角をなして画素電極１９１の左側辺に向かってのびた一対の斜線部、そして斜線部の各端部から画素電極１９１の左側辺に沿って左側辺と重畳しながらのびて斜線部と鈍角をなす終端縦部を含む。
【０１１４】
切開部７１−７６ｂの数は設計条件によって変化することがあり、遮光部材２２０が切開部７１−７６ｂと重畳して切開部７１−７６ｂ付近で光が漏れるのを遮断することができる。
【０１１５】
表示板１００、２００の内側面には垂直配向膜１１、２１が各々塗布されていて、外側側面には偏光板１２、２２が付着されている。
【０１１６】
二つの偏光板１２、２２の透過軸は直交し、これらのうちの一つの透過軸はゲート線１２１に対して平行である。反射型液晶表示装置の場合には、二つの偏光板１２、２２のうちの一つを省略することができる。
【０１１７】
液晶層３は、負の誘電率異方性を有し、液晶層３の液晶分子３１０は、電界が生成されない状態でその長軸が二つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向されている。したがって、入射光は、直交する偏光板１２、２２を通過することができずに遮断される。
【０１１８】
表示板１００、２００及び偏光板１２、２２の間には、各々液晶層３の遅延値を補償するための位相遅延フィルム（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｆｉｌｍ）が位置することができる。位相遅延フィルムは、複屈折性（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）を有して、液晶層３の複屈折性を逆に補償する役割を果たす。遅延フィルムとしては、一軸性または二軸性光学フィルムを使用することができ、特に負の（ｎｅｇａｔｉｖｅ）一軸性光学フィルムを使用することができる。
【０１１９】
また、共通電極２７０及び遮蔽電極８８に同一な共通電圧が印加されるので、両者の間には電界がほとんど生成されない。したがって、共通電極２７０及び遮蔽電極８８の間に位置する液晶分子３１０は、初期の垂直配向状態をそのまま維持するので、この部分に入射された光は透過することができずに遮断される。
【０１２０】
一方、液晶分子３１０の傾斜方向及び偏光板１２、２２の透過軸が４５°をなせば最高輝度を得ることができるが、本実施形態の場合、全てのドメインで液晶分子３１０の傾斜方向がゲート線１２１と４５゜の角をなし、ゲート線１２１は表示板１００、２００の周縁と垂直または水平である。従って、本実施形態の場合、偏光板１２、２２の透過軸を表示板１００、２００の周縁に対して垂直または平行になるように付着すれば、最高輝度を得ることができるだけでなく、偏光板１２、２２を安価に製造することができる。
【０１２１】
共通電極２７０に共通電圧を印加して画素電極１９１にデータ電圧を印加すれば、表示板の表面にほぼ垂直な主電界（ｐｒｉｍａｒｙ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）が生成される。液晶分子３１０は、電界に応答して、その長軸が電界の方向に対して垂直をなすように方向を変化させようとする。一方、共通電極２７０及び画素電極１９１の切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂ及び画素電極１９１の辺は、主電界を歪曲して、液晶分子の傾斜方向を決定する水平成分を形成する。主電界の水平成分は、切開部７１−７５ｂ、９１−９６ｂの辺及び画素電極１９１の辺に垂直である。また、切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂの対向する二つの辺での主電界の水平成分は、互いに反対方向である。
【０１２２】
このような電界を通じて、切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂは、液晶層３の液晶分子の傾斜方向を制御する。隣接する切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂによって定義されたり切開部７６ａ、７６ｂ及び画素電極１９１の右側斜辺によって定義される各ドメイン内にある液晶分子は、切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂの長さ方向に対して垂直をなす方向に傾く。各ドメインの最も長い二辺はほぼ平行で、ゲート線１２１と約±４５°をなし、ドメイン内で液晶分子の大部分は４方向に傾く。
【０１２３】
切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂの幅は約９μｍ乃至約１２μｍであるのが好ましい。
【０１２４】
少なくとも一つの切開部７１−７６ｂ、９１−９５ｂは、突起（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）（図示せず）や陥没部（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）（図示せず）で代替することができる。突起は、有機物または無機物からなることができ、電界生成電極１９１、２７０上または下に配置されて、その幅は約５μｍ乃至約１０μｍであるのが好ましい。
【０１２５】
それでは、このような構造からなる液晶表示装置の修理装置及び修理方法について、図７乃至図１３を参照して詳細に説明する。
【０１２６】
本発明の修理方法は、表示装置を検査する段階、レーザー装備を表示装置の上側に位置させる段階、レーザー装備から照射されるレーザー光の焦点を合せる段階、そして信号線にレーザー光を照射する段階が含まれる。
【０１２７】
図７は本発明の実施形態による液晶表示装置の修理方法を概略的に示す図面である。
【０１２８】
図７を参照すれば、図６に示した液晶表示装置で、下部基板１１０、上部基板２１０、及び色フィルター２３０が示されている。このとき、上部基板２１０の上側からレーザー装備７００を使用して色フィルター２３０及び上部基板２１０の境界面２１１にレーザー光７５０の焦点（ｆｏｃｕｓ）を合せてレーザー光７５０を照射する。それによって、色フィルター２３０の透過率が変化して、光源部９１０からの光９５０が遮断される。
【０１２９】
一方、図７に示したように、レーザー装備７００は、液晶表示装置の外部に位置して色フィルター２３０にレーザー光７５０を照射しなければならない。つまり、レーザー光７５０は、偏光板２２及び上部基板２１０を通過しなければならず、色フィルター２３０の境界面２１１を除く他の部分の損傷なく、色フィルター２３０の透過率を変化させることができるレーザー装備７００を模索する必要があり、これについて図８乃至図１１を参照して詳細に説明する。
【０１３０】
図８は本発明の一実施形態による液晶表示装置の修理に使用されるレーザー装備で、レーザー光を選定するための条件を説明するためのグラフであり、図９は色フィルター別の透過率特性を示したグラフである。図１０は色フィルター試片を示した図面であり、図１１は本発明の一実施形態による液晶表示装置の修理に使用されるレーザー装備を選択するためのレーザー光の強さ特性を示した図面である。
【０１３１】
図８には、ガラスからなって互いに厚さが異なる３つの試片（ｔｅｓｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）に対する異なる波長の透過率を測定したグラフを示した。グラフの横軸は波長を示して単位はマイクロメーター（μｍ）であり、縦軸は透過率を百分率で示したものである。
【０１３２】
各試片は、商標名ＢＯＲＯＦＬＯＡＴというガラスであり、厚さは２ｍｍ、６ｍｍ、１５ｍｍである。
【０１３３】
図面に示したように、レーザー光の波長が約３００ｎｍ以上、つまり０．３μｍ以上、より具体的に２５０ｎｍ以上であれば、レーザー光は厚さに関係なく透過することが分かる。
【０１３４】
一方、図９は色フィルター別の分光特性を示したグラフであって、横軸はレーザー光の波長を示して単位はｎｍであり、横軸は透過率を百分率で示したものである。
【０１３５】
このとき、色フィルター２３０を変性させるためには、色フィルター２３０がレーザー光のエネルギーを全て吸収することが好ましいので、図８に示したグラフとは異なって、レーザー光を透過させずに全て吸収することができる波長が好ましい。このようにすれば、レーザー光が色フィルター２３０を透過して薄膜トランジスタ表示板１００に配置されたデータ線１７１をはじめとする多様な配線を損傷するのを防止することができる。
【０１３６】
ここで、色フィルター２３０の変性とは、レーザー光を色フィルター２３０に照射することによって色フィルター２３０の成分または性質を変化させて、光源部９１０からの光を透過させずに吸収することを意味し、また、変性に至る前に色フィルター２３０の分解などが起こるが、光源部９１０からの光を十分に遮断することができない状態を意味する。
【０１３７】
このとき、色フィルター２３０は、赤色、緑色、及び青色の色相別に互いに異なる波長範囲で吸収及び透過が行われるので、色相別に互いに異なる波長のレーザー光を使用することができる。また、色相の区分なく吸収が行われる波長のレーザー光を選択することもでき、このようなレーザー光は、実際の工程で作業時間及び作業容易性の側面で長所がある。
【０１３８】
図面に示したように、透過率が０の波長、つまり色相の区分なくほとんど全てのエネルギーを吸収することができる波長は、３８０ｎｍ以下または７４０ｎｍ以上の波長が好ましいことが分かる。
【０１３９】
一方、このような波長に対する情報に基づいてレーザー装備を選択し、これについて説明する。
【０１４０】
図１０は別途に製作された色フィルター試片を示した図面であって、上部基板２１０に色フィルター２３０のみを形成したもの、つまり偏光板２２、蓋膜２５０、共通電極２７０、及び配向膜２１を除去したものである。
【０１４１】
現在使用されているレーザー装備は、２種類の光特性を有し、一つは持続波（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｗａｖｅ：ＣＷ）モードであり、一つはパルス波（ｐｕｌｓｅ  ｗａｖｅ：ＰＷ）モードであって、図１１の左側に示したグラフが持続波モードの強さ特性（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）であり、右側に示したグラフがパルス波モードの強さ特性である。
【０１４２】
持続波モードのレーザー装備は、時間によって数ｍＷ乃至数ｋＷの範囲の一定の電力を有するレーザー光を連続的に排出し、パルス波モードのレーザー装備は、一定の時間間隔で数ｍＷ以上のパルスを周期的に排出する。
【０１４３】
表１は現在使用可能な多様なレーザー装備に対する実験条件を示したものである。
【０１４４】
【表１】
2007102223.tif 000003
【０１４５】
ここで、レーザー装備は、レーザー光を構成するソース（ｓｏｕｒｃｅ）、つまり光源によって分類した。レーザー装備（Ｈｅ−Ｃｄ）は、レーザー光の波長が５４３ｎｍであって持続波モードであり、レーザー装備（Ｎｄ：ＹＡＧ）は、レーザー光の波長が３５５ｎｍであってパルス波モードであり、レーザー装備（Ａｒ）は、レーザー光の波長が４８８ｎｍであって持続波モードであり、レーザー装備（Ｎｄ：ＹＡＧ）は、レーザー光の波長が１０６４ｎｍであって持続波モードである。
【０１４６】
このようなレーザー装備を使用して図１０に示した色フィルター試片にレーザー光を照射した結果、二つのレーザー装備（Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ）の場合には５分以上照射しても変性が起こらず、レーザー装備（Ｎｄ：ＹＡＧ／ＣＷ）の場合には強さによってむしろ色フィルター２３０に穴が空いたりしたが、変性はなかった。ただし、レーザー装備（Ｎｄ：ＹＡＧ／ＰＷ）の場合には色フィルター２３０が変性することが確認され、さらに、強さやパルスの数、つまり周波数によって変性の程度が異なることが確認された。
【０１４７】
したがって、持続波モードのレーザー装備よりはパルス波モードのレーザー装備を使用するのが好ましいことが分かり、レーザー光の波長も、前記のように、２５０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の範囲のものを使用するのが好ましい。
【０１４８】
もちろん、持続波モードのレーザー装備でも、前記実験条件とは異なるようにレーザー光源、波長、または強さなどの特性を変化させれば使用可能である。前記実験は一実施形態であって、他のレーザー光源、波長を有する持続波またはパルス波の使用を完全に排除するものではない。
【０１４９】
それでは、前記で説明した波長が３５５ｎｍであってパルス波モードのレーザー装備（Ｎｄ：ＹＡＧ）を使用して色フィルター２３０を変性させる多様な方式について、詳細に説明する。
【０１５０】
図１２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の修理装置に使用されるスリットを示した図面であり、図１３は本発明の一実施形態によって液晶表示装置の修理装置を使用して色フィルターにレーザー光を照射する方式を示した図面である。
【０１５１】
ここで、スリット７６０は、レーザー光の焦点を所望の画素に固定する役割を果たすものであって、レーザー光の焦点が画素より大きい場合に使用される。このとき、スリット７６０は、液晶表示装置の製造工程に使用されるスリットマスクと類似して、透過領域７６１及びその外側の遮光領域を含むことができ、画素の大きさに合せて透過領域７６１の大きさを調節することができる。また、透過領域７６１は、透明な基板や空の空間である切開部であってもよい。
【０１５２】
このとき、図１３に示したように、欠陥がある色フィルター２３０に、例えば色フィルター２３０の上側から下側に矢印方向に透過領域７６１を通じてレーザー光を照射する。それによって、レーザー光が照射された領域は変性された部分７６５になり、このような変性によって色フィルター２３０は透過特性が変化して、光源部９１０からの光９５０を全て吸収する。
【０１５３】
以下、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の修理装置について、図６、図７、及び図９を参照して詳細に説明する。
【０１５４】
本発明の他の実施形態による液晶表示装置の修理装置、つまりレーザー装備７００は、前の実施形態とは異なって、パルス幅がピコ秒（１０−１２秒：ｐｉｃｏ  ｓｅｃｏｎｄ）乃至フェムト秒（１０−１５秒：ｆｅｍｔｏ  ｓｅｃｏｎｄ）である光源を使用して、波長は３８０ｎｍ以上の波長のうちで特に７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍの範囲または１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍの範囲の波長を使用する。
【０１５５】
この範囲の波長では、上部基板２１０に偏光板２２が付着された状態でレーザー光７５０を照射することができる。つまり、偏光板２２は３５５ｎｍ近くの波長を吸収するが、このような吸収波長から遠くかけ離れているのはもちろん、図９に示したように、赤色、緑色、及び青色フィルター１、２、３の透過波長からもかけ離れていることが分かる。これによって、緑色フィルター２の場合にも変性が完全に行われる。したがって、偏光板２２を付着しない状態はもちろん、偏光板２２の吸収波長とかけ離れてあるので、偏光板２２を付着した状態でも修理が可能である。つまり、偏光板２２の付着の有無に関係なく修理を行うことができるので、二つの表示板１００、２００を結合した後で偏光板１２、２２を付着する前に行なわれるグロステスト段階だけでなく、偏光板１２、２２を付着した後に行なわれるモジュールテスト段階でも修理を行うことができる。
【０１５６】
また、フェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅を有するレーザー光７５０は、多重光子吸収（ｍｕｌｔｉ−ｐｈｏｔｏｎ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）現象を起こすので、データ線１７１及びゲート線１２１をはじめとする多様な配線を修理するのに使用することができる。これによって、二つの表示板１００、２００を結合する前に行なわれるアレイテスト及びＶＩテストで、配線の断線または短絡を修理するのに使用することができる。
【０１５７】
また、フェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅を有するレーザー光７５０は、短時間に多くのエネルギーを伝達するので、必要な部位にだけ衝撃を加えてその周辺部に与える影響を最少化する。したがって、配線または色フィルター２３０に有機膜を使用している場合には、さらに有利である。
【０１５８】
このとき、例えばフェムト秒乃至ピコ秒のパルス幅及び７５０ｎｍ乃至８５０ｎｍまたは１０００ｎｍ乃至１１００ｎｍの波長を有するレーザー光で修理する場合には、各テスト段階ごとに修理装備を交換せずに、全てのテスト段階で一つの装備だけで修理を行うことができる。
【０１５９】
一方、ピコ秒またはフェムト秒のパルス幅を生成することができるレーザー光源としては、チタンサファイア（Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅ）またはイッテルビウムドープファイバレーザ（Ｙｂｄｏｐｅｄ−ｆｉｂｅｒ  ｌａｓｅｒ：ＹＤＦＬ）などがある。また、本発明の他の実施形態でも、前記実施形態と同様に、スリット７６０を使用して修理を行うことができる。つまり、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）及びゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）のような信号線を修理しようとする場合、または色フィルター２３０を修理しようとする場合にも、修理しようとする対象に焦点を合せるのにスリット７６０を使用することができる。
【０１６０】
一方、本発明の実施形態では、液晶表示装置を中心に説明したが、本発明は液晶表示装置だけでなく、色フィルターを含む全ての表示装置に使用することができる。つまり、色フィルターに光を供給して、前記色フィルター通過前または色フィルター通過後に光の強さを調節することができ、使用者が色相または／及び多様な階調表現を認識することができる全ての表示装置に使用することができる。
【０１６１】
以上で、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図４】本発明の一実施形態による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図である。
【図５】図３の薄膜トランジスタ表示板及び図４の共通電極表示板からなる液晶表示装置の配置図である。
【図６】図５の液晶表示装置のＶＩ−ＶＩ´線による断面図である。
【図７】本発明の実施形態による液晶表示装置の修理方法を概略的に示した図面である。
【図８】本発明の一実施形態による液晶表示装置の修理に使用されるレーザー装備を選定する条件を説明するためのグラフである。
【図９】色フィルター別の透過率特性を示したグラフである。
【図１０】本発明の実施形態による実験に使用される色フィルター試片を示した図面である。
【図１１】本発明の実施形態による液晶表示装置の修理に使用されるレーザー装備を選択するためのレーザー光の二つの特性を示した図面である。
【図１２】本発明の実施形態による液晶表示装置の修理装置に使用されるスリットを示した図面である。
【図１３】本発明の実施形態によって液晶表示装置の修理装置を使用して色フィルターにレーザー光を照射する方式を示した図面である。
【符号の説明】
【０１６３】
３    液晶層、
１２、２２    偏光板、
１００    下部表示板、
１９１    画素電極、
２００    上部表示板、
２３０    色フィルター、
２７０    共通電極、
３００    液晶表示板組立体、
４００    ゲート駆動部、
５００    データ駆動部、
６００    信号制御部、
７００    レーザー装備、
７５０    レーザー光、
７６０    スリット、
７６１    透過領域、
７６５    変性部分、
８００    階調電圧生成部、
９００    バックライト装置、
Ｒ、Ｇ、Ｂ    入力画像信号、
ＤＥ    データイネーブル信号、
ＭＣＬＫ    メインクロック、
Ｈｓｙｎｃ    水平同期信号、
Ｖｓｙｎｃ    垂直同期信号、
ＣＯＮＴ１    ゲート制御信号、
ＣＯＮＴ２    データ制御信号、
ＤＡＴ    画像データ、
Ｃｌｃ    液晶キャパシタ、
Ｃｓｔ    ストレージキャパシタ、
Ｑ    スイッチング素子。
【図１】
2007102223.tif 000004
【図２】
2007102223.tif 000005
【図３】
2007102223.tif 000006
【図４】
2007102223.tif 000007
【図５】
2007102223.tif 000008
【図６】
2007102223.tif 000009
【図７】
2007102223.tif 000010
【図８】
2007102223.tif 000011
【図９】
2007102223.tif 000012
【図１０】
2007102223.tif 000013
【図１１】
2007102223.tif 000014
【図１２】
2007102223.tif 000015
【図１３】
2007102223.tif 000016