CN101004491B - 液晶面板及其修补方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶面板，包括：其上排列了多个颜色的像素的第一基板；第二基板；以及夹在第一基板和第二基板之间的液晶。在第一和第二基板的至少一个中与液晶接触的表面上，在多个颜色的像素之中具有最高相对发光度的颜色的像素的至少一部分中形成一凹部。或者，在第一和第二基板的至少一个中与液晶接触的表面上，与多个颜色的像素之中具有最高相对发光度的颜色的像素的周线相对应地形成一凸起。

Description

液晶面板及其修补方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2005年7月14日提交的在先日本专利申请第2005-205339号并要求其优先权；该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及液晶面板及其修补方法，尤其涉及具有红(R)、绿(G)、蓝(B)或其它颜色像素的液晶面板及其修补方法。

背景技术

液晶面板作为用于各种家用电器和包括电视机、个人计算机和移动电话的信息终端的屏幕装置正在逐渐流行。为满足日益增长的用户需求，重要的是增大屏幕尺寸和提高分辨率，并降低制造成本。

为降低有源矩阵液晶面板的成本，存在一种通过激光照射来修补有缺陷的像素的方法。例如，由于无法阻挡由TFT(薄膜晶体管)故障引起的透射光以及像素电极或取向膜中的缺陷会发生“亮点缺陷”。具有亮点缺陷的像素的取向膜可用激光照射来扰乱定向，由此降低了透射率以降低亮点缺陷对比度，使得包括这类像素的产品可在商业上使用(例如，JP 5-313167A(1993)和JP 8-015660A(1996))。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种液晶面板，包括：其上排列了多个颜色的像素的第一基板；第二基板；以及夹在第一基板和第二基板之间的液晶，在第一和第二基板的至少一个中与液晶接触的表面上，在多个颜色的像素之中具有最高相对发光度的那个颜色的像素的至少一部分中形成凹部。

根据本发明的另一方面，提供了一种液晶面板，包括：其上排列了多个颜色的像素的第一基板；第二基板；夹在第一和第二基板之间的液晶，在第一和第二基板的至少一个中与液晶接触的表面上，与多个颜色的像素之中具有最高相对发光度 的那个颜色的像素的周线相对应地形成一凸起。

根据本发明的另一方面，提供了一种修补液晶面板的方法，该液晶面板包括其上排列了多个颜色的像素的第一基板、第二基板、以及夹在第一基板和第二基板之间的液晶，其中，在第一和第二基板的至少一个中与液晶接触的表面上，在多个颜色的像素之中具有最高相对发光度的那个颜色的像素的至少一部分中形成一凹部或凸起，该方法包括：用激光照射具有最高相对发光度的那个颜色的像素以干扰液晶的定向。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个实施例的液晶面板的横截面的示意图。

图2和3是示出根据本发明的该实施例的液晶面板的像素排列的概念图。

图4是示出修补本发明的该实施例的液晶面板的方法的序列的流程图。

图5A、5B和6A、6B是给出修补本实施例的液晶面板的描述的示意性横截面图。

图7A、7B和8A、8B是给出向一比较示例的液晶面板应用类似的修补方法的描述的示意性横截面图。

图9是示出液晶的粘滞性的温度依赖性的曲线图。

图10是示出相对发光度与光波长的关系的曲线图。

图11是示出修补本发明的该实施例的液晶面板的方法的另一序列的流程图。

图12是示出本发明的该实施例的液晶面板的第二示例的示意性横截面图。

图13是示出本发明的该实施例的液晶面板的第三示例的示意性横截面图。

图14是示出本发明的该实施例的液晶面板的第四示例的示意性横截面图。

图15是示出本发明的该实施例的液晶面板的第五示例的示意性横截面图。

图16是示出本发明的该实施例的液晶面板的第六示例的示意性横截面图。

图17是示出本发明的该实施例的液晶面板的第七示例的示意性横截面图。

图18是示出本发明的该实施例的液晶面板的第八示例的示意性横截面图。

图19是示出本发明的该实施例的液晶面板的第九示例的示意性横截面图。

图20是示出本发明的该实施例的液晶面板的第十示例的示意性横截面图。

图21是示出可用于修补本实施例的液晶面板的修补装置的基本配置的概念图。

图22是示出可用于修补本实施例的液晶面板的方法的另一修补装置的基本配置的概念图。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明的一个实施例。

图1是示出根据该实施例的液晶面板的横截面的示意图。

图2和3是示出其像素排列的概念图。

更具体地，本示例的液晶面板用来自后方的背光来照射，并控制透射光来显示期望的图像。然而，本发明不限于此。例如，本发明可采用反射从前侧入射的光的以显示图像的形式来实施。

该液晶面板具有一对玻璃基板35、70。偏振片(未示出)被粘附在每一玻璃基板35、70的外主表面上。玻璃基板35的内主表面被形成为阵列区40，其上形成取向膜45。阵列区40用于为每一像素向液晶施加电压，并包括例如互连层、TFT或其它开关元件、层间绝缘膜、由树脂等制成的平面化区以及像素电极。

在相对侧上，在玻璃基板70的内主表面上，按如下顺序层叠了滤色片65、对置电极60、取向膜55等。滤色片65通常由对应于光的三原色的三种颜色65R(红)、65G(绿)和65B(蓝)构成。然而，本发明不限于这一组合，而是可采用颜色的任何其它组合。注意，滤色片65可被设置在阵列区40之上。可构想具有这一滤色片的各种像素排列，包括如图3所示的所谓的“条带化”排列，以及如图2所示的所谓的“犬牙织纹”排列。

液晶50被压紧在取向膜45和55之间。

在该示例中，在三种R、G和B像素之中，G(绿)像素具有凹部C。更具体地，使滤色片65G的膜厚比其它颜色65R和65B的膜厚要薄，并且将对置电极60和取向膜55形成于滤色片65G上。在图2和3中，每一像素区由虚线来表示，且凹部C由实线来表示。这一凹部C允许当由激光器修补时可靠地修补“亮点缺陷”或其它缺陷。

更具体地，在这一液晶面板的制造过程中会发生故障。例如，如果在阵列区40中设置的TFT或其它开关元件中发生了故障，或者如果没有正常地形成像素电极、取向膜等，则在像素中不能遮挡透射光，这会导致“亮点缺陷”，其中对应的部分总是为亮。

这一亮点缺陷使液晶面板的图像质量恶化。因此，需要注意在液晶面板的制造过程中不要产生故障。然而，很难以100％的成品率来制造没有诸如亮点缺陷等故障的液晶面板。另一方面，如果将仅有一个亮点缺陷或其它故障的液晶面板作为次品而丢弃，则提高了制造成本，且应当在资源和能量的有效使用方面进行改进。

与之相对，本实施例的液晶面板被配置成使得对应于一种颜色的像素具有凹部C。具体地，较佳的是在对应于高相对发光度的颜色的像素中形成凹部C。例如，当滤色片由三种颜色R(红)、G(绿)和B(蓝)组成时，在具有最高相对发光度的G(绿)像素中设置凹部C。由此，当在对肉眼最显著的像素中通过激光来修补“亮点缺陷”等时，它可通过保持该像素中的气泡并可靠地使它变暗来修补。

图4是示出修补本实施例的液晶面板的方法的序列的流程图。

图5A、5B和6A、6B是给出修补本实施例的液晶面板的描述的示意性横截面图。

图7A、7B和8A、8B是给出向一比较示例的液晶面板应用类似的修补方法的描述的示意性横截面图。

更具体地，当执行通过激光器修补的方法时，用激光照射液晶面板的缺陷像素(步骤S100)。此处假定绿像素Pn具有亮点缺陷。

像素Pn说明性地具有矩形形状，它在一侧上被测得约为几十或几百微米。激光100可说明性地具有约1到10微米的光斑直径，且具有约0.1到10微焦的能量。它可具有脉冲或连续的波形。它可具有约100到50000赫兹的重复频率，以及约0.1mm/秒到10mm/秒的扫描速度。激光100的源可以说明性地是波长为1064纳米的YAG激光器，它说明性地具有大约1微焦的功率。

在用这一激光100照射之后，其能量在照射部分处局部升高了液晶50的温度，这使其被蒸发。由此，如图5A、5B和7B所示，在缺陷像素Pn的液晶中形成气泡120(步骤S110)。此外，在气泡120周围形成低粘滞度区110，其中液晶50具有升高的温度且因此具有低粘滞度。

此处，描述了液晶50的粘滞度的温度依赖性。

图9是示出液晶的粘滞度的温度依赖性的曲线图。

如图9所示，液晶的粘滞度往往随着温度的升高而非对称地朝向0降低。由此，可以理解，激光100的照射能量产生低粘滞度区110。

当如此形成低粘滞度区110时，气泡120变得易于朝向低浓度区110周围移动。具体低，在图8A、8B所示的比较示例中，气泡120变得易于在低粘滞度区110中移动，因为从两侧夹住液晶50的取向膜45和55具有平坦的表面。如果气泡120以此方式移动，则用激光100照射的照射部分155在液态中再次由液晶覆盖。

因此，激光100的能量很可能被液晶50吸收。此外，用激光100照射的照射部分155处的取向膜45和55中产生的热量很可能被液晶50吸收，这降低了加热 的效率。这使得难以使取向膜45和55断裂。即使取向膜45和55以及诸如阵列区40、对置电极60和滤色片65等底层元件在用激光100照射的照射部分P处被足够地加热，它们也难以被打碎且不能在缺陷像素Pn处的取向膜45和55上产生沉积，因为它们被液晶50覆盖。即，如图8B所示，缺陷像素Pn处的液晶的定向不能被有效地扰乱，这使得难以修补亮点缺陷。

与之相反，根据该实施例，在像素中设置一凹部C。由此，阻止了气泡120移动，并将其固定到像素(步骤S120)。即，由凹部C边缘处的台阶阻止了所形成的气泡120移动，并因此使其停留在台阶之间。因此，激光100的能量不被液晶50吸收，且有效地被取向膜45和55以及其上和其下所设置的其它元件吸收。结果，如图6A所示，取向膜45和55被迅速加热，并可靠地断裂(步骤S130)。同样，阵列区40、对置电极60、滤色片65以及取向膜45和55下方的其它元件被有效地加热和断裂。结果，可防止取向膜45和55的定向效果以有效地扰乱缺陷像素P处液晶的定向，由此可靠地降低了光学透射率，如图6B所示。即，能可靠地使亮点缺陷变暗(140)并修补它。

在发明人为通过用激光100照射亮点缺陷而成功地变暗的像素的详细观察所进行的实验中，情况通常是大小大约为0.1微米或更小的微粒被均匀地沉积在阵列基板和对置基板的表面(与液晶50接触的表面)上。然而，在上文参考图7和9所描述的比较示例中，根据当用激光100照射时无法变暗的像素的观察，未观察到微粒的这一沉积。

较佳地，凹部C的深度在0.01到1微米的范围之内。浅于0.01微米的凹部C不足以防止气泡120的移动。当凹部C深于1微米时，其在单元间隙(液晶50的厚度)上的效果是不可忽略的。

注意，由用激光100照射而产生的气泡120随后在用激光100的照射停止且液晶的温度降低时会消失。

此处，描述在具有高相对发光度的像素中设置凹部C的原因。

图10是示出相对发光度与光波长之间的关系的曲线图。此处所使用的“相对发光度”指的是肉眼对光的敏感度(发光度)，它相对于波长为550nm的最高发光度来表示。

如图10所示，在550nm的波长，即绿光左右来最大化相对发光度。在该连接中，700nm左右的波长在视觉上被察觉为红光，而440nm左右的波长为蓝光。由此，当出现在绿色像素中时，亮点缺陷可能是最显著的。另外，由于绿色是最可察 觉的，因此期望在绿色像素中尽可能完全地修补亮点缺陷。

在该方面，根据该实施例，对具有最高相对发光度的绿色像素设置了凹部。由此，固定了由于用激光照射而形成的气泡，并且能对其上和其下的取向膜进行可靠的加热、打碎和沉积。结果，具有亮点缺陷的液晶面板可按视觉上最有效的方式来修补。这允许提高高分辨率液晶面板的制造成品率，降低成本，并减少丢弃的次品，由此也减少了对资源和环境的负担。

对于形成如图1所示的凹部C的方法，例如，可将绿色滤色片65G形成为具有比其它滤色片65R和65B更薄的厚度。或者，可通过选择性地蚀刻绿色滤色片65G或通过在形成滤色片65R、65G和65B之后用对应的凸起压模来使绿色滤色片65G专门凹陷。

该实施例也在阵列区40等的表面一般例如被平面化时达到了显著的效果。更具体地，用于增强液晶面板的性能的新近技术之一是使用平面化树脂来扩大像素区。在该技术中，将平面化树脂施加在互连层、开关元件等上，以一般平面化其上大面积形成像素电极的表面，由此扩大了有效孔径区。

然而，在通过该技术制造的液晶面板中，阵列区40的表面是平坦的。因此，由于用激光100照射而形成的气泡120易于移动。即，由于没有防止气泡120移动的凹部，因此气泡120易于移动。为此，如上文参考图7和8所描述的，气泡120逃离用激光100照射的部分，并且取向膜和其它元件无法被适当地加热、打碎和沉积。结果，无法适当地修补缺陷像素的问题加重了。

与之相对，根据本实施例，平面化树脂的表面不是完全平面化的，而是如图1所示，设置了对应于其颜色为高相对发光度的像素的凹部C。由此，即使对于设置了平面化处理的高清晰度液晶面板，也能可靠地修补亮点缺陷。

图11示出了本发明的实施例的修补液晶面板的方法的另一顺序的示例的流程图。

更具体地，本实施例的基本过程在如上文参考图4的示例所描述的对缺陷像素用激光照射(步骤S100)之前具有缺陷像素数据的输入步骤(步骤S90)。缺陷像素数据例如指示缺陷像素的位置，诸如在使用LCD(液晶显示器)检查装置的观察中所获得的亮点缺陷。这使得能够在较短的时间内标识具有高发光度的颜色的像素。

在下文中，参考各种示例更详细地描述了该实施例的液晶面板。

图12是示出本实施例的液晶面板的第二示例的示意性横截面图。对于图12 和以下各图，与参考先前各图所描述的类似的元件用相同的参考标号来标记，并不再详细描述。

在该示例中，在其边界在红色像素Pn-1和蓝色像素Pn+1的绿色像素Pn的两条边上，增加像素65的厚度以形成一对凸起T。其平面构造可以类似于上文参考图2和3所描述的构造。对应于像素Pn的周线的凸起T的的这一结构也可阻止像素Pn中形成的气泡的移动，由此可靠地修补了液晶面板。

较佳地，凸起T的高度在0.01到1微米的范围之内，如上文参考第一示例所描述的。低于0.01微米的凸起T不足以防止气泡120的移动。当凸起T高于1微米时，其在单元间隙(液晶50的厚度)上的效果是不可忽略的。

图13是示出本实施例的液晶面板的第三示例的示意性横截面图。

更具体地，在该示例中，设置了具有比绿色像素Pn小的平面尺寸的凹部C。小于该像素的这一凹部C也可实现防止由于激光照射形成的气泡的移动的效果。结果，能可靠地进行修补处理。此外，在该示例中，由于凹部C小于像素Pn，因此凹部C的位置有利地具有增加的余量。即，即使凹部C是以较差的位置准确度形成的且其位置在某种程度上未对齐，它也能被包含在预期的像素Pn中，这便于制造。

图14是示出该实施例的液晶面板的第四示例的示意性横截面图。

在该示例中，玻璃基板70被局部削薄以在绿色像素Pn中提供一凹部C。由此，也可通过控制玻璃基板70的厚度来形成凹部C，由此允许通过激光修补的可靠处理。在该示例中，可使诸如滤色片65等元件的厚度在各像素之间相等，这可便于设计和制造。

图15是示出本实施例的液晶面板的第五示例的示意性横截面图。

在该示例中，玻璃基板70被局部削薄以提供具有小于绿色像素Pn的平面尺寸的凹部C。由此，也可通过控制玻璃基板70的厚度来形成凹部C，由此允许通过激光修补的可靠处理。同样在该示例中，由于凹部C小于像素Pn，因此凹部C的位置有利地具有增加的余量。即，即使凹部C是以较差的位置准确度形成且其位置在某一程度上未对齐，它也可被包含在预期的像素Pn中，这便于制造。此外，可使诸如滤色片65等元件的厚度在各像素之间相等，这可便于设计和制造。

图16是示出本实施例的液晶面板的第六示例的示意性横截面图。

在该示例中，玻璃基板70被局部削薄以在绿色像素Pn周围形成凸起T。由此，也可通过控制玻璃基板70的厚度来形成凸起T，由此允许通过激光修补的可 靠处理。在该示例中，可使诸如滤色片65等元件的厚度在各像素之间相等，这可便于设计和制造。

图17是示出本实施例的液晶面板的第七示例的示意性横截面图。

在该示例中，在阵列基板侧形成凹部C。更具体地，可削薄阵列区40的一部分以在像素Pn中形成凹部C。阵列区40包括未示出的元件，诸如互连、TFT或其它开关元件、电容器、绝缘层以及平面化层。在这些元件中，可控制例如绝缘层和平面化层的厚度以形成对应于像素Pn的凹部C。

在阵列基板侧上形成的这一凹部C也能够防止气泡的移动并可靠地执行通过激光修补的处理。此外，在该示例中，对置电极侧的结构可以与常规结构相同，这可便于设计和制造。

图18是示出本实施例的液晶面板的第八示例的示意性横截面图。

在本示例中，阵列基板侧上的玻璃基板35被局部削薄以形成对应于绿色像素Pn的凹部C。由此，也可通过控制阵列基板侧上的玻璃基板35的厚度来形成凹部C。在该示例中，可使诸如阵列区40和取向膜45等元件的厚度在各像素之间相等，这可便于设计和制造。

图19是示出本实施例的液晶面板的第九示例的示意性横截面图。

在该示例中，在对置电极侧和阵列基板侧上都形成凹部。更具体地，玻璃基板70被局部削薄以在绿色像素Pn中形成凹部C1。此外，阵列基板侧上的玻璃基板35被局部削薄以形成对应于绿色像素Pn的凹部C2。由此，可通过在夹住液晶50的两块基板中都设置凹部C1和C2来更可靠地防止气泡的移动。结果，可通过激光来更可靠地修补具有高相对发光度的像素。

图20是示出本实施例的液晶的第十示例的示意性横截面图。

在该示例中，在对置电极侧和阵列基板侧上都形成凸起。更具体地，滤色片65被局部削薄以在绿色像素Pn周围形成凸起T1。此外，阵列基板侧上的阵列区40被本地削薄以在绿色像素Pn周围形成凸起T2。由此，可通过在夹住液晶50的两块基板中设置凸起T1和T2来更可靠地防止气泡的移动。结果，可通过激光更可靠地修补具有高相对发光度的像素。注意，这些凸起T1和T2可通过如上参考图15所述的局部削薄玻璃基板35和70来形成。

接着，参考一个示例来描述可用于修补本实施例的液晶面板的修补装置的基本配置。

图21是示出可用于修补本实施例的液晶面板的修补装置的基本配置的概念 图。

本示例的修补装置包括激光振荡器200、XY平板250、控制器260、CCD摄像机280以及透射照明290。激光振荡器200输出激光100，它由衰减器210调整，由功率监视器220监视，由半透明反射镜相对于其光路修正，由聚光透镜240会聚，然后入射到安装在XY平板250的液晶面板W上。此处，激光100可通过移动XY平板250在液晶面板上扫描。或者，激光可使用可移动反射镜或可移动透镜代替移动XY平板250来扫描。用激光100的照射可能不是连续的，而是可以是间歇的，其中连续地位移照射光斑。

透射照明290被设置在XY平板250之下。液晶面板的透射光学图像作为图像信号103通过聚光透镜240、半透明反射镜230和中继透镜270，并可由CCD(电荷耦合器件)摄像机280观察到。这些元件的操作是由控制器260经由控制信号105来控制的。

图22是示出可用于修补本实施例的液晶面板的方法的另一修补装置的基本配置的概念图。

本示例中的修补装置的基本结构类似于图21中所描述的修补装置。然而，将输入缺陷像素数据的测试器295连接到控制器260。测试器295先前检查了LCD中包括的诸如亮点缺陷等缺陷像素，并将其地址或诸如坐标等关于位置的数据输出到控制器260。测试器295和控制器260或者直接连接，或者经由诸如磁性记录媒体等媒体来传输。使用先前在图11中描述的液晶面板的修补方法，本示例中的修补装置的实施例是可行的。

控制器260使得XY平板250根据测试器295输入的数据来移动指定的位置，并即时地准备修补缺陷像素。之后，它通过与图21中所描述的修补装置类似的操作来修补液晶面板。

根据该实施例，当如上所述的修补装置用于修补亮点缺陷等时，能可靠地使具有高相对发光度的像素变暗。这能够提高高清晰度液晶面板的制造成品率，降低成本，并同时降低对环境所施加的负担。

参考各示例描述了本发明的实施例。然而，本发明不限于这些示例。例如，其中设置了凹部或凸起的像素不限于绿色像素。当使用除三种RGB颜色之外的颜色组合的滤色片时，应在滤色片中具有最高相对发光度的像素中形成凹部或凸起。

此外，通过本领域的技术人员的修改和/或添加来以各种方式改变的构成液晶面板的元件也包含在本发明的范围之内，只要它们包括本发明的特征即可。

Claims (10)

1.一种液晶面板，包括：

其上排列了多个颜色的像素的第一基板；

第二基板；以及

夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶，

在所述第一和第二基板的至少一个中与所述液晶接触的表面上，在所述多个颜色的像素之中绿色像素的至少一部分中形成由激光器修补用的一凹部，所述凹部是通过使绿色像素的滤色片比其它像素的滤色片薄来形成的。

2.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，

所述第一和第二基板之一具有用于控制施加于每一所述像素的电压的阵列区，以及

所述凹部是通过减小所述阵列区的厚度在所述绿色像素中形成的。

3.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于：

所述绿色像素具有亮点缺陷。

4.如权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，所述凹部的深度大于0.01微米，且小于1微米。

5.一种修补液晶面板的方法，所述液晶面板包括其上排列了多个颜色的像素的第一基板、第二基板、以及夹在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶，其中，在所述第一和第二基板的至少一个中与所述液晶接触的表面上，在所述多个颜色的像素之中绿色像素的至少一部分中形成由激光器修补用的一凹部，所述方法包括：

用激光照射所述绿色像素以扰乱所述液晶的定向，所述绿色像素中的液晶的定向在通过用激光照射而在所述液晶中产生的气泡被保持在所述凹部中时被扰乱。

6.如权利要求5所述的修补液晶面板的方法，其特征在于，所述激光是在所述绿色像素的位置信息的基础上照射的。

7.如权利要求5所述的修补液晶面板的方法，其特征在于，所述绿色像素具有亮点缺陷。

8.如权利要求5所述的修补液晶面板的方法，其特征在于：

所述修补是通过使用被配置成发射激光的激光振荡器、被配置成固定所述液晶面板的平板、被配置成将激光导向到所述液晶面板的光学系统、以及被配置成控制所述激光振荡器、所述平板和所述光学系统的控制器来进行的。

9.如权利要求8所述的修补液晶面板的方法，其特征在于，所述修补还通过使用被配置成观察具有亮点缺陷的缺陷像素的观察部分来进行的，且所述观察部分也是由所述控制器控制的。

10.如权利要求8所述的修补液晶面板的方法，其特征在于，一地址或位置信息被输入到所述控制器。

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