CN101707897A - 修复平板显示器的方法 - Google Patents

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Abstract

在此公开了修复显示器装置的亮点像素瑕疵的方法，该方法能够选择性地使用一波长范围的激光——该波长范围的激光关于具有亮点像素瑕疵的滤色器具有高吸收光谱，从而有效地修复该滤色器的亮点像素瑕疵。当修复有起偏振片附接到其上的显示器装置的亮点像素瑕疵时，该方法包括：当具有亮点像素瑕疵的滤色器是红色(R)区域时，照射具有400至550nm的波长的激光；当具有亮点像素瑕疵的滤色器是绿色(G)区域时，照射具有400至480nm的波长或600至750nm的波长的激光；和/或，当具有亮点像素瑕疵的滤色器是蓝色(B)区域时，照射具有520至750nm的波长的激光。

Description

修复平板显示器的方法
技术领域
本发明涉及修复显示器装置的亮点像素(bright pixel)瑕疵的方法，且更具体地涉及这样一种修复显示器装置的亮点像素瑕疵的方法，该方法能够选择性地使用一波长范围的激光——该波长范围的激光关于具有亮点像素瑕疵的滤色器具有高吸收光谱，从而有效地修复该滤色器的亮点像素瑕疵。
背景技术
近些年，液晶显示器作为具有低功耗和高便携性、技术密集和高附加值的下一代高技术显示器装置已成为众所瞩目的中心。其中，一种有源矩阵型液晶显示器——其包括用于开关针对每个像素所施加的电压的开关装置——因其高分辨率和优质的动态画面(motionpicture)实现而最为引人瞩目。
参见图1，液晶面板500被构造为这样的结构，在该结构中，为上衬底的滤色器衬底530和为下衬底的薄膜晶体管(TFT)阵列衬底510彼此接合并且彼此相对，且一个液晶层520被布置在这些衬底之间。液晶面板500被以这样的方式驱动，其中，通过用于像素选择的地址线(address wire)，开关连接到几十万个像素的TFT，以施加电压到相应的像素。这里，滤色器衬底530包括玻璃531，红/绿/蓝(RGB)滤色器532，形成于滤色器532之间的黑色基质533，外覆层，用于公共电极的氧化铟锡(ITO)膜535，以及配向膜(alignment film)536。在玻璃的顶部附接有起偏振片(polarizing plate)537。
执行薄膜晶体管阵列衬底工艺、滤色器衬底工艺以及液晶晶元(cell)工艺，以制造这样的液晶板。
薄膜晶体管阵列衬底工艺是一种重复执行沉积、光刻法(photolithography)和蚀刻以在玻璃衬底上形成栅线(gate wire)、数据线(data wire)、薄膜晶体管和像素电极的工艺。
滤色器衬底工艺是用于制造以预定序列布置在具有黑色基质的玻璃上的RGB滤色器以实现颜色并且形成用于公共电极的ITO膜的工艺。
液晶晶元工艺是这样一种工艺：用于接合薄膜晶体管阵列衬底和滤色器衬底使得在薄膜晶体管阵列衬底和滤色器衬底之间保持预定间隙，并且将液晶注入薄膜晶体管阵列衬底和滤色器衬底之间的所述间隙以形成液晶层。替代地，近些年已经使用滴注(one drop filling)(ODF)工艺以均匀地将液晶施用到薄膜晶体管阵列衬底，然后将该薄膜晶体管阵列衬底与滤色器衬底接合。
在检查这样的液晶显示器时，在液晶面板的屏幕上显示测试图案，以检测是否存在瑕疵像素。当瑕疵像素被发现时，执行用于修复瑕疵像素的工艺。液晶瑕疵可包括点瑕疵、线瑕疵和显示不均匀。点瑕疵可由于不良TFT器件、不良像素电极或不良滤色器线路而出现。线瑕疵可由于在线路之间的开路、线路之间的短路、静电所导致的TFT击穿或与驱动电路的不良连接而出现。显示不均匀可由于不均匀的晶元厚度、不一致的液晶配向、特定地方的TFT分布或相对较大的线路时间常数而出现。
其中，点瑕疵和线瑕疵通常由于不良线路而出现。在常规技术中，当发现开路线路时，只是将开路线路彼此连接，当发现短路线路时，只是将短路线路彼此分开。
除上述瑕疵之外，在液晶面板制造期间，包括灰尘、有机物、金属等等的杂质可被吸附到液晶面板。当这样的杂质被吸附到靠近某些滤色器的区域时，相应于这些滤色器的像素会发射出比其余正常像素的亮度明亮得多的光，这称为漏光现象。现在正在研究使用激光修复这样的亮点像素瑕疵的方法。
日本专利申请公布No.2006-72229公开了这样一种技术：将激光照射到配向膜使得该配向膜被损坏，以削弱液晶的排列特性(arrangement property)并因而降低液晶的透光率，从而消除漏光现象。然而，此技术的问题在于，不能彻底消除液晶的排列特性，且需要大量时间来完成此工艺。
为了解决上述问题，以本申请的申请人的名义提交了韩国专利申请No.10-2006-86569。此专利申请公开了一种使用飞秒(femtosecond)激光使瑕疵像素变暗的方法。
当使用飞秒激光时，可有效地使瑕疵像素变暗；然而，存在的问题是，用于振荡飞秒激光的设备非常昂贵。
发明内容
技术问题
因此，鉴于上述问题作出了本发明，本发明的一个目的是提供一种修复显示器装置的亮点像素瑕疵的方法，该方法能够使用一波长范围的激光非常有效地修复亮点像素瑕疵，该波长范围的激光关于滤色器具有高吸收光谱。
技术方案
根据本发明，上述和其他目的可通过提供一种修复有起偏振片附接到其上的显示器装置的亮点像素瑕疵的方法实现，该方法包括：当具有亮点像素瑕疵的滤色器是红色(R)区域时，照射具有400至550nm的波长的激光；当具有亮点像素瑕疵的滤色器是绿色(G)区域时，照射具有400至480nm的波长或600至750nm的波长的激光；和/或，当具有亮点像素瑕疵的滤色器是蓝色(B)区域时，照射具有520至750nm的波长的激光。
优选地，该激光具有100ns或更少的脉冲持续时间，且该激光具有1Hz至1kHz的重复频率。
优选地，该方法还包括调整该激光的强度。
优选地，该方法还包括调整该激光的强度和焦距，以使得滤色器的厚度的20％至90％由该激光变暗。
优选地，当该显示器装置不具有外覆层时，该激光具有50ns或更少的脉冲持续时间，该激光具有1Hz至100Hz的重复频率，且该激光具有10mW或更小的功率。
优选地，通过扫描型激光照射方法、阻发(block shot)型激光照射方法或多阻发型激光照射方法将所述激光照射到滤色器。在此情况下，优选将所述激光照射到滤色器和与之邻近的黑色基质。
优选地，该激光是使用从由下列项组成的组中选择的至少一个产生：镱激光器、钛-蓝宝石(Ti-Sapphire)激光器、钕:YLF激光器、钕:玻璃激光器、钕:钒酸盐(YV04)激光器、钕:YAG激光器、光纤激光器和染料(Dye)激光器.
有益效果
根据本发明，根据以上描述明显的是，可通过选择性地使用一波长范围的激光来非常有效地修复滤色器的亮点像素缺陷，该波长范围的激光关于该滤色器具有高吸收光谱。
具体地，当起偏振片附接到显示器装置时，可考虑起偏振片的按照其波长的透射比而更有效地使滤色器变暗。
附图说明
根据结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其它优点，在附图中：
图1是示出了含杂质的液晶面板的剖面图；
图2是按照滤色器的波长示出其透射比的曲线图；
图3是按照起偏振片的波长示出其透射比的曲线图；
图4至6是示出了各种不同的激光照射方法的视图；
图7是示出了照射激光同时调整焦距的工艺的视图；
图8是示出了变暗工艺的流程图；
图9是示出了不具有外覆层的液晶面板的剖面图；
图10是示出了外覆层的光吸收的曲线图；以及
图11是示出了根据本发明的激光束轮廓(profile)(形状)的曲线图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细描述本发明的一个优选实施方案。
根据本发明的修复显示器装置的亮点像素瑕疵的方法，照射具有亮点像素瑕疵的像素(滤色器及其相邻黑色基质)以使该瑕疵像素变暗。
当激光照射到有机膜诸如滤色器时，构成该膜的有机物的分子结合断裂，结果该有机膜消蚀，同时发射基团(radical)、团簇(cluster)、电子和光子，包括由中性原子、分子以及正离子和负离子组成的等离子体，由此使该有机膜变暗。
消蚀是这样一种现象，其中由于有机物的分子结合的离解，有机物被分解成分子和离子。然而，为了实现这样的离解，需要吸收大于该有机物的能级的能量。
该变暗像素的透光率降低，因此，该变暗像素不透射而是吸收从显示器装置的光源(背光单元)产生的光。这样，瑕疵像素被修复，从而瑕疵像素的亮点像素变成暗像素(dark pixel)。
从而，需要对待变暗的像素照射波长具有低透射比也即波长具有高吸收性的激光。
此波长参考图2而选择.例如，当具有亮点像素瑕疵的滤色器是红色(R)区域时，可以看见红色区域的具有高吸收性的波长是550nm或更小.当具有大于550nm的波长的激光被照射到红色(R)区域时，透射比高，因此需要更大量的能量，结果在该滤色器之下的几个膜层诸如外覆层、ITO膜和配向膜等可能被严重损坏.如果在该滤色器之下的膜层被损坏，则液晶达到损坏区域，结果产生气泡，这导致滤色器更为严重的缺陷.
同时，具有低于270nm的波长的激光不透射过玻璃，结果该激光不到达滤色器。具有大于750nm的波长的激光透射过滤色器，结果该激光对该滤色器不起反应。
总之，当具有亮点像素瑕疵的滤色器是红色区域时，优选地将具有270至550nm的波长的激光照射到该滤色器，由此可非常有效地使该滤色器变暗，使得该滤色器的亮点像素瑕疵被修复，而不损坏在该滤色器之下的膜层。
这样，当要修复此类亮点像素瑕疵时，需要照射具有一具有低像素透射比的波长的激光。对于红色(R)区域，如前所述，优选地照射具有270至550nm的波长的激光。对于绿色(G)区域，优选地照射具有270至480nm的波长或600至750nm的波长的激光。对于蓝色(B)区域，优选地照射具有270至390nm的波长或520至750nm的波长的激光。
发明模式
图3是按照起偏振片的波长示出其透射比的曲线图。如图1所示，一起偏振片附接到滤色器衬底的顶部。被照射以修复亮点像素瑕疵的激光必须透射过该起偏振片。从而，需要参考图3的透射比曲线图。
由图3的透射比曲线图可见，该起偏振片在可见光线区域具有50％或更小的透射比，该起偏振片在紫外(UV)区域透射比为0，且该起偏振片的透射比向着近红外区域增加。为此原因，当需要使该起偏振片附接到其上的面板的RGB滤色器中的任一个变暗时，优选地使用具有400nm或更大的波长的激光。
从而，有必要从由图2的曲线图推得的波长中除去小于400nm的波长，以有效地使起偏振片附接到其上的显示器装置变暗。总之，当具有亮点像素瑕疵的滤色器是红色(R)区域时，优选地向该滤色器照射具有400至550nm的波长的激光。当具有亮点像素瑕疵的滤色器是绿色(G)区域时，优选地向该滤色器照射具有400至480nm的波长或600至750nm的波长的激光。当具有亮点像素瑕疵的滤色器是蓝色(B)区域时，优选地向该滤色器照射具有520至750nm的波长的激光。
图4至6是示出了将激光照射到具有亮点像素瑕疵的像素的各种不同方法的视图。具体地，图4示出了扫描型激光照射方法，图5示出了阻发型激光照射方法，图6示出了多阻发型激光照射方法。
这里，扫描型激光照射方法是扫描具有相应于具有亮点像素缺陷的像素的部分区域的光束大小(见图4中的“S”)的激光，以将该激光照射到该像素的整个区域。阻发型激光照射方法是一次照射具有相应于具有亮点像素缺陷的像素的整个区域的光束大小的激光。多阻发型激光照射方法是扫描型激光照射方法和阻发型激光照射方法的结合。也即，多阻发型激光照射方法是按照阻发型激光照射方法照射激光，且同时，按照扫描型激光照射方法连续地照射激光。
虽然可使用这些激光照射方法中的任一种，但优选地将激光部分地照射到滤色器和邻近该滤色器的每个黑色基质的一部分。
参照图7，可照射激光几次，以令人满意地使滤色器变暗。
具体地，当首次照射激光(S1)时，使用Z轴移动扫描仪以将焦深(DOF)定位在相应于滤色器厚度的10％的一个区域，且然后使用XY轴移动扫描仪使该滤色器变暗.当由电荷耦合装置(CCD)照相机确认了滤色器的变暗程度，并且确定该滤色器的变暗程度不足时，驱动Z轴移动扫描仪，使得DOF被定位于相应于滤色器厚度的20％的一个区域，且然后使用XY轴移动扫描仪再次照射激光(S2).当此过程被重复执行2至4次时，可令人满意地使该滤色器变暗到期望的变暗程度.
图8是示出了使滤色器变暗同时按照上述方法移动焦距的工艺的流程图。
如图8所示，首先将激光照射到滤色器(S10)，以使滤色器变暗到大约10％的变暗程度(S20)，然后确认该滤色器的变暗程度(S30)，以确定该滤色器是否已变暗到令人满意的程度(S40)。当确定该滤色器已变暗到期望的程度时，该过程结束(S50)。另一方面，当确定该滤色器未变暗到期望的程度时，移动焦距(S60)，然后将激光再照射到该滤色器，以进一步使该滤色器变暗。
焦深(DOF)是通过在Z轴移动扫描仪和扫描透镜之间的焦距以及入射光束在2μm或更小范围内的直径计算出的。
[数学方程式1]
DOF＝λ/2(NA)2
[数学方程式2]
NA＝nsinθ
[数学方程式3]
f/#＝1/2(NA)
[数学方程式4]
数学方程式5可通过数学方程式3和数学方程式4的组合而推导出。
[数学方程式5]
Figure G2008800207315D00072
在上述数学方程式中，NA表示有效数值孔径，λ(希腊语的第十一个字母)表示激光的波长，而ef1表示有效焦距。
可证实，入射光束的直径越大，激光的波长越短，则焦深(DOF)越浅。还可证实，透镜的焦距(ef1)越短，数值孔径(NA)就越大，且因此焦深(DOF)越浅。
优选地，变暗厚度小于滤色器厚度的90％至最大值，优选地是滤色器厚度的20％至40％，以防止在液晶面板的视角范围内发生漏光现象。当小于滤色器厚度的20％被变暗时，可能不能完全(100％)防止发生漏光。另一方面，当不小于滤色器厚度的90％被变暗时，在该滤色器之下堆叠的膜可能被损坏。同样，激光能量对于使有机膜变暗达适当的厚度起重要的作用。也就是说，可根据激光的输出能量调整变暗厚度。
参照图9，示出了不具有外覆层以降低制造成本和简化制造工艺的显示器装置。
同时，外覆层具有光吸收性，如图10所示。由图10可见，在紫外(UV)区域以下的区域，达到很少的透射，而在UV区域，达到了大约80％的吸收和大约20％的透射。
从而，需要对不具有外覆层的显示器装置以不同于具有外覆层的显示器装置的方式进行修复.这是因为，由被照射以修复亮点像素瑕疵的激光产生的能量会被外覆层吸收.从而，当修复不具有外覆层的显示器装置的亮点像素瑕疵时，透射过滤色器的能量会到达液晶层，结果该液晶层可能被损坏.
为此原因，可能可使用具有低能量的激光以避免对液晶层的损坏；然而，在此情况下，可能没有反应会发生。
从而，虑及上述问题，必须满足激光具有低能量且能量施加时间短这些条件。实验结果显示，当使用具有50ns或更少的脉冲持续时间、1Hz至100Hz的重复频率以及10mW或更少的功率的激光时，不具有外覆层的显示器装置的亮点像素瑕疵令人满意地被修复。
图11是示出了根据本发明的激光束轮廓的曲线图。
从激光振荡器振荡的激光，是能量集中在一个中央区域的高斯型激光束。当这个激光束通过光束成形器或光束均化器时，该激光束的强度在一个特定范围内被均一化，结果该激光束被转化成具有扩展尺寸的平顶轮廓。此时，所照射的激光的区域也随着光束轮廓的改变而改变。平顶轮廓可变成矩形平顶300或圆形平顶301的形状。
可使用光束成形器和光束调整器改变所照射的激光束的幅度和强度。所照射的激光束的面积越小，使多个像素全部变暗所需的时间就越多。激光束的幅度可被均一地转换，以增加变暗速度，由此本发明可应用于生产线以大规模生产产品。转换成矩形平顶300或圆形平顶301的、具有适当强度的激光可通过Z轴移动扫描仪使组成液晶面板的多个有机膜中的RGB像素变暗达期望的厚度。
虽然为说明的目的公开了本发明的优选实施方案，但是本领域技术人员应理解，在不偏离所附权利要求中所公开的本发明的范围和主旨的前提下，各种修改、增添和替换是可能的。

Claims (14)

1.一种修复有起偏振片附接到其上的显示器装置的亮点像素瑕疵的方法，所述方法包括：
当具有亮点像素瑕疵的滤色器是红色(R)区域时，照射具有400至550nm的波长的激光；
当具有亮点像素瑕疵的滤色器是绿色(G)区域时，照射具有400至480nm的波长或600至750nm的波长的激光；和/或
当具有亮点像素瑕疵的滤色器是蓝色(B)区域时，照射具有520至750nm的波长的激光。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光具有100ns或更少的脉冲持续时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光具有1Hz至1kHz的重复频率。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
调整所述激光的强度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光具有平顶轮廓。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
调整所述激光的强度和焦距，使得滤色器的厚度的20％至90％由该激光变暗。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述显示器装置不具有外覆层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述激光具有50ns或更少的脉冲持续时间。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述激光具有1Hz至100Hz的重复频率。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述激光具有10mW或更小的功率。
11.根据权利要求1所述的方法，其中通过扫描型激光照射方法将所述激光照射到滤色器。
12.根据权利要求1所述的方法，其中通过阻发型激光照射方法或多阻发型激光照射方法将所述激光照射到滤色器。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述激光被照射到滤色器和与之邻近的黑色基质。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光是使用从由下列项组成的组中选择的至少一个产生：镱激光器、钛-蓝宝石激光器、钕：YLF激光器、钕：玻璃激光器、钕：钒酸盐(YV04)激光器、钕：YAG激光器、光纤激光器和染料激光器。
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