CN1746730A

CN1746730A - 液晶显示装置的缺陷修补方法及缺陷修补装置

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Publication number: CN1746730A
Application number: CNA2005100990271A
Authority: CN
Inventors: 梅津一成
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: JP2006072229A; US7440074B2; US20060050223A1; CN100380181C; JP3969408B2

Abstract

本发明的目的在于提供一种亮点缺陷的修补方法，可不影响周围的像素，采用简易的工序使亮点黑点化，即便时间经过，也不恢复亮点而被维持。本发明修补具备液晶面板的液晶显示装置的亮点缺陷像素(B)，该液晶面板由一对基板(20a、20b)、介于该一对基板间的液晶层(10)和设置在基板与液晶层之间，限制液晶层的液晶取向的取向膜(12a、12b)构成，其特征在于：包含对应于取向膜的亮点缺陷像素的范围照射激光，使取向膜的取向限制力局部降低或消失的工序；在使液晶显示时，通过降低透过使所述取向限制力降低或消失的范围的光的强度，来修补亮点缺陷像素。

Description

液晶显示装置的缺陷修补方法及缺陷修补装置

技术领域

本发明涉及一种修补液晶显示装置的像素缺陷的方法及装置。

背景技术

在液晶显示装置的制造工序中产生的缺陷中有：不得不作为次品废弃该液晶显示装置的严重缺陷；和既便保留该缺陷也可作为成品出厂的轻微缺陷。

例如，在不施加电压时为白显示的常白型显示装置的情况下，在对全部像素施加电压成为黑显示时，如果存在因任何缺陷、光会透过的像素，则这种缺陷(下面称为亮点缺陷)在人的视觉特性上非常容易识别，即为明显缺陷。因此，具有亮点缺陷的液晶显示装置多作为次品处理，不能为成品。

亮点缺陷由于接触孔外露、ITO片残余、构成像素电路的薄膜晶体管等的电极间漏电、金属片等异物导致的像素间短路、异物导致的光散射等各种原因而产生，所以对应于原因的修补是困难的。

另外，在对全部像素施加电压成为白显示时，如果存在因任何缺陷、光不透过的像素，则这种缺陷(下面称为黑点缺陷)具有比亮点缺陷难以让人眼识别的特性。因此，既便液晶显示装置具有黑点缺陷，根据其程度，有时也可作为成品。

因此，研究通过对亮点缺陷施加某些处理，使其转换成黑点缺陷，从而修理次品，提高成品率，谋求制造成本降低的方法。例如，在特开平9-90304号公报中，提议如下方法，即：通过对液晶显示装置的缺陷像素照射第1激光束，使包含缺陷像素的周围液晶层中产生气泡，在该气泡产生状态下，对该缺陷像素照射第2激光束，以其能量使该缺陷像素的构成材料在气泡内飞散，通过使该飞散物附着、沉积在液晶显示装置的相对向电极上而黑点化。

然而，在产生上述气泡的现有方法中，难以长时间维持供给缺陷像素的部分液晶层的变性，有时附着、沉积的飞散物脱落，黑点化了的像素再次恢复为亮点缺陷像素。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种长时间维持黑点化状态的亮点缺陷的修补方法。

为了解决上述课题，本发明的液晶显示装置的缺陷修补方法修补具备液晶面板的液晶显示装置的亮点缺陷像素，该液晶面板由一对基板、介于该一对基板间的液晶层、和设置在基板和液晶层之间限制该液晶层的液晶取向的取向膜而构成，其特征在于：包含对对应于取向膜的亮点缺陷像素的范围照射激光，使取向膜的取向限制力局部地降低或消失的工序，在使液晶显示时，通过降低透过使取向限制力降低或消失的范围的光的强度，以修补亮点缺陷像素。

液晶显示装置通过施加电压、使液晶分子的排列变化，切换明暗显示。例如，在取向方式为TN型的液晶显示装置中，将液晶分子夹在取向限制力的方向直行的2个取向膜中。而且，在对像素不施加电压的状态下，由于取向以使液晶分子沿该取向限制力的方向扭曲，所以射入光的振动分量旋转90度。但是，在本发明的缺陷修补方法中，由于通过对对应于取向膜的亮点缺陷像素的范围照射激光，使取向限制力局部地降低或消失，所以液晶分子不沿取向膜取向。结果，在对像素不施加电压的状态下，射入光的振动分量即便通过液晶层也被不旋转。

在液晶显示装置中，将液晶面板配置在使振动分量相差90度的光透过的2块偏光板之间。因此，透过射入侧的偏光板的光只要在液晶层中其振动分量不被旋转，就不能透过射出侧的偏光板。因而，降低或消失了取向限制力的像素在不施加电压时，遮断透过光，成为黑显示。

另一方面，在施加了电压的状态下，由于液晶分子沿与基板垂直的方向排列，所以射入液晶层的光的振动分量不被旋转，不能透过射出侧的偏光板。如上所述，照射激光、使取向膜的取向限制力降低或消失的亮点缺陷像素与施加电压与否无关，通常不使光透过而黑点化。

对亮点缺陷像素照射的激光，使用具有取向膜可吸收的波长的光。例如，最好是在由聚酰亚胺等有机膜或高分子膜构成的取向膜的情况下，使用波长450nm以下的激光。另外，最好是激光的波长为200nm以上，以使基板不吸收激光。

另外，最好是本发明的液晶显示装置的缺陷修补方法还包含如下工序，即：在照射激光时，在液晶面板的一面和另一面分别配置偏光板，设定偏光轴，以使透过一方偏光板的光在取向膜的取向限制力消失时能透过另一方偏光板，测定透过一方偏光板和液晶面板的激光透过另一方偏光板的光量，检测变性对应于亮点缺陷像素范围的取向膜。

如果设定偏光轴，以使透过一方偏光板的光在取向膜的取向限制力消失时能透过另一方偏光板，则在取向膜的取向限制力充分降低之前，照射的激光不能透过该另一方偏光板。但是，随着照射一定时间后取向限制力降低，透过该另一方偏光板的激光的光量增加。因此，如果测定透过配置在液晶面板的光的射出侧的偏光板之激光的光量，则可评价对应于亮点缺陷像素的范围的取向膜之取向限制力降低的程度。

并且，本发明还提供一种液晶显示装置的缺陷修补装置，其特征在于，具备：激光振荡器；载置液晶显示装置的台；控制照射位置，以使从激光振荡器输出的激光照射到液晶显示装置的亮点缺陷像素的部件；和检测透过液晶显示装置的激光的量的检测器，载置液晶显示装置的台的一部分或全部具有光透过性，通过由检测器检测照射到亮点缺陷像素的激光透过液晶显示装置的量，可评价亮点缺陷像素的缺陷消失的程度。

如上所述，如果在液晶面板的一面和另一面，配置成透过一方偏光板的光在取向膜的取向限制力消失时可透过另一方的偏光板，则可通过测定透过2块偏光板两者的激光的光量，评价取向膜的取向限制力降低的程度。因而，存在如下优点：即，通过构成为载置液晶显示装置的台的一部分或全部具有光透过性，并可由检测器检测照射到亮点缺陷像素的激光透过液晶显示装置的量，从而可在评价黑点化中也可使用为了变性取向膜而照射到亮点缺陷像素的激光，不必为检测亮点缺陷像素的透过光而准备其他的光源。

附图说明

图1是说明亮点缺陷像素的说明图。

图2是表示亮点缺陷像素因激光照射导致黑点化的说明图。

图3是表示亮点缺陷像素和黑点缺陷像素的说明图。

图4是表示本发明的缺陷修补方法及缺陷修补装置的构成的示意图。

图5是表示激光照射装置之一实施方式的示意图。

图6是表示激光照射装置之一实施方式的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的最佳实施方式。

首先，使用图1及图2，以TN模式的液晶显示装置为例，说明本发明的液晶显示装置的缺陷修补方法。图1及图2分别表示3个像素A、B、C的截面图，各像素具备由一对玻璃基板20a及20b、介于两基板间的液晶层10、设置在基板20a及20b和液晶层10之间的取向膜12a及12b构成的液晶基板。取向膜12a和12b由聚酰亚胺构成，限制取向的方向，即取向限制力的方向相互正交。另外，玻璃基板20a和取向膜12a之间备有像素电极16a～16C，但在玻璃基板20b和取向膜12b之间具备相对向电极14及黑色掩膜18。在玻璃基板20a和20b的表面设置有偏光板22a及22b，以使分别相差90度的振动分量透过。

在图1的液晶显示装置中像素6为亮点缺陷像素。

在不对像素施加电压时，如图1(A)的像素A～C模式地表示的那样，基于取向膜的取向限制力，包含在液晶层的液晶分子24扭曲地排列。由此，由于透过偏光板22a的光在通过液晶层10时其振动分量被旋转90度，所以可透过偏光板22b。

在由像素电极16a～16C及相对向电极14对像素施加电压时，如图1(B)所示，在正常的像素A及C中，液晶分子24沿与基板垂直的方向排列，不使光透过射入侧偏光板22a的偏光轴变化地通过液晶层10。因此，通过液晶层10的光不能透过射出侧偏光板22b，像素A及C变为黑显示。

另外，因缺陷存在未对像素B施加电压，所以液晶24由于取向膜的取向限制力仍扭曲地排列。因此，透过射入侧偏光板22a及液晶层10的光的振动分量被旋转90度，透过射出侧偏光板22b。结果，像素B常为白显示的亮点缺陷像素。如图3(A)模式地表示的那样，在画面整体为黑显示中，变为亮点缺陷的像素B容易被人眼识别，非常明显，使液晶显示装置的品质降低。

下面，使用图2说明通过对图1所示的液晶显示装置照射激光，使取向膜变性的状态。图2(A)表示未对像素施加电压的状态。这时，在正常的像素A及C中，液晶层10的液晶分子因取向膜扭曲地排列，透过射入侧偏光板22a的光透过射出侧偏光板22b。结果，像素A及像素B变为白显示。

另一方面，像素B因变性取向膜，取向限制力降低或消失，液晶分子不扭曲地排列。结果，由于既便通过液晶层10，光的振动分量也不变化，所以该光不透过射出侧偏光板22b，像素B在未施加电压的状态下为黑显示。

图2(B)表示对照射激光后的液晶显示装置施加电压的状态。若对像素A～C施加电压，则在像素A及C中，液晶分子沿垂直于基板的方向排列。另外，因缺陷存在，对像素B未施加电压。因而，在像素A～C全部中，液晶24不扭曲地排列。结果，透过偏光板22a的光既便通过液晶层10，其振动分量也不被旋转，不能透过射出侧偏光板22b，变为黑显示。

这样，通过对像素B照射激光、变性取向膜，可构成无论在施加还是不施加电压的情况下都始终显示黑色的黑点缺陷像素。在人眼的特性上，黑点缺陷比亮点缺陷难以引人注目，(参照图3(B))，作为产品可处理为轻微缺陷，所以可考虑利用黑点化来改善液晶显示装置的品质。

图4表示对缺陷像素的取向膜照射激光的缺陷修补装置的一实施方式。激光照射装置40具备：激光振荡器400；载置液晶显示装置的工作台(台)408；和检测透过液晶显示装置406的激光的功率表414。

激光振荡器40可使用能振荡例如一般的聚酰亚胺取向膜容易吸收的波长为355nm、405nm、441nm的激光之激光振荡器。工作台408可沿XYZ方向调整位置，激光振荡器400振荡的激光被反射镜402反射，由透镜404缩小焦点，照射到液晶显示装置406的规定像素上。由于在工作台的中央设置贯通孔，所以若激光不能透过液晶显示装置，则由功率表414检测。

在本实施方式中，不对液晶显示装置的最终产品，而是对安装偏光板前的液晶面板406，即，使液晶层、取向膜、电极、黑色掩膜介于2块玻璃基板间的结构照射激光，修补亮点缺陷像素。而且，在工作台408上载置液晶面板406时，配置2块偏光板410及412以夹持该面板。

这里，如果配置成两偏光板透过相同方向的光的振动分量，则亮点缺陷像素在未施加电压时不使光透过。但是，随着照射激光、降低取向膜的取向限制力，液晶层的液晶分子未扭曲地取向，由于透过偏光板410的激光的振动分量不被旋转，所以透过偏光板412。透过偏光板412的激光经工作台408的贯通孔，由功率表41检测。这样，功率表414检测的光量的增加表示取向膜的取向限制力的降低。

在配置成偏光板使相差90度的光的振动分量透过的情况下，因变性取向膜，光不能透过偏光板。因而，这时，由功率表检测透过光减少，可评价取向膜的变性。另外，由于通常检测光量增加比检测透过光变弱容易，所以如果配置成2块偏光板透过相同方向的光的振动分量，则可更高灵敏度地检测取向膜的取向限制力的降低，即缺陷消失的程度。

如果由功率表414检测激光，则功率表414向激光振荡器400输出使激光振荡停止的振荡停止信号。具体地说，例如在功率表414和激光振荡器400之间设置反馈控制机构416，通过该反馈控制机构416，可对应激光振荡器414检测的光的强度，向激光振荡器400输出控制激光振荡的信号。由此，可照射足以使取向膜的取向限制力降低所需的激光，可高效率地修补缺陷。

另外，在激光照射装置40中，配置成2块偏光板410及412使相差90的光的振动分量透过，如果照射激光、由功率表414检测透过光，则也可检测亮点缺陷像素的位置。如果检测亮点缺陷像素的位置，则若使一方偏光板旋转90度，对该缺陷像素照射激光，则由功率表检测激光透过偏光板4124的光量，可评价缺陷修补的程度。

如上所述，根据本发明的缺陷修补方法，通过一次激光照射的简单工序，可不影响周围像素，使亮点缺陷像素黑点化。既便时间经过，由本方法黑点化的像素也不恢复成亮点而被维持。另外，根据本发明的缺陷修补装置可检测缺陷位置及修补程度，有效地破坏缺陷像素的取向膜。

另外，本发明不只限于上述实施方式的内容，可在本发明精神的范围内各种变形后实施。透镜可使用聚光透镜，也可使用成像透镜。取向膜的取向限制力可以不使用激光而使用其他光源来检测。并且，对缺陷像素位置的特定，可使用功率表，也可使用准直照相机。

图5表示使用聚光透镜的激光照射装置之一形态。激光照射装置50具备：激光振荡器500；反射镜502；聚光透镜504；载置可沿XYZ方向控制位置的液晶显示装置的工作台508；和准直照相机510。从激光振荡器500输出的激光由反射镜504反射，经透镜504照射到液晶显示装置506。

缺陷像素的位置可由照相机510检测，通过沿XYZ方向移动工作台508，可调制对缺陷像素照射激光。

由于504是聚光透镜，所以照射到液晶显示装置506的激光的强度分布如图5(B)左图所示，光束形状如右图所示。因而，可通过使工作台508沿Z方向移动来控制照射面积，可不影响周围的像素，仅对缺陷像素照射激光，。

可由照相机来检测是否通过激光的照射而引起取向膜变性。例如，只要将工作台508的一部分或全部设为光透过的构成，在工作台508的下部设置光源，由准直照相机510观察液晶显示装置506的光透过性即可。根据这样的构成，可观察变性取向膜的经过，控制若实现规定的变性则结束激光的照射。

图6表示使用成像透镜的激光照射装置之一形态。激光照射装置60具备：激光振荡器600、均化器610、矩形掩膜312、反射镜302、成像透镜304、可沿XY方向控制位置的工作台608及准直照相机614，在工作台608上载置液晶显示装置606。将透过均化器610及矩形掩膜612的激光由反射镜反射，经成像透镜照射到液晶显示装置606上。照射到液晶显示装置606的激光的强度分布如图6(B)左图所示，光束形成如右图所示，如像素的形状那样，以相同的强度照射。

因此，在激光照射装置60中，不必使工作台沿Z方向移动，只要仅沿XY方向移动、对具有缺陷的像素照射激光即可。

激光照射装置60的其他结构因与激光照射装置50相同，这里省略说明。

Claims

1、一种液晶显示装置的缺陷修补方法，修补具备液晶面板的液晶显示装置的亮点缺陷像素，该液晶面板由一对基板、介于该一对基板间的液晶层、和设置在所述基板和所述液晶层之间、限制该液晶层的液晶取向的取向膜构成，其特征在于：

包含在对应于所述取向膜的所述亮点缺陷像素的范围照射激光，使所述取向膜的取向限制力局部降低或消失的工序，

在使所述液晶显示时，通过降低透过使所述取向限制力降低或消失的范围的光的强度，修补所述亮点缺陷像素。

2、根据权利要求1所述的液晶显示装置的缺陷修补方法，其特征在于：

所述取向膜由有机膜或高分子膜构成，所述激光的波长为450nm以下。

3、根据权利要求1或2所述的液晶显示装置的缺陷修补方法，其特征在于：

还包含如下工序：即在照射所述激光时，在所述液晶面板的一面和另一面分别配置偏光板，设定偏光轴，以使透过一方的所述偏光板的光在所述取向膜的取向限制力降低或消失时可透过另一方的所述偏光板，

透过一方的所述偏光板和所述液晶面板的所述激光测定透过另一所述偏光板的光量，检测所述取向膜的取向限制力的降低或消失。

4、一种液晶显示装置的缺陷修补装置，其特征在于，具备：

激光振荡器；

载置液晶显示装置的台；

控制照射位置，以使从所述激光振荡器输出的激光照射到所述液晶显示装置的亮点缺陷像素上的部件；和

检测透过所述液晶显示装置的激光量的检测器，

所述台的一部分或全部具有光透过性，通过用所述检测器检测照射到所述亮点像素的所述激光透过所述液晶显示装置的量，可评价亮点缺陷像素的缺陷消失程度。