JP2004279753A

JP2004279753A - 輝点画素の滅点化方法および液晶モジュール

Info

Publication number: JP2004279753A
Application number: JP2003071312A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Wada; 竹彦和田; Shigetaka Kobayashi; 繁隆小林
Original assignee: Chi Mei Electronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07
Also published as: TWI305848B; TW200419221A

Abstract

【課題】本発明は、液晶モジュールからバックライトなどを取り外さずに、簡単に輝点画素を滅点化する方法および滅点化された液晶モジュールを提供することにある。
【解決手段】本発明は、カラーフィルター基板３２およびアレイ基板３４の電極２２，２８に電圧を印加するステップと、輝点画素１０において、第１軌跡１２を描くように第１レーザー４４を走査するステップと、第１軌跡１２とは異なる第２軌跡１３，１４を描くように第２レーザー４６を走査するステップと、を含む。第２軌跡１３，１４自身が交叉した箇所の配向膜１６，３０に穴１８，１９が開く。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶モジュールの輝点画素を滅点画素にするための滅点化方法および滅点化された液晶モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶モジュールは画素数の増加や高精細化によって、製造の難易度が高くなっている。したがって、製造された液晶モジュールに欠陥が発生する確率も高く、欠陥を修理したり目立たなくしたりする必要がある。
【０００３】
欠陥の例として、画素電極に電圧を印加しない状態で黒くなるはずの画素が、明るく光る場合がある。このような欠陥のある画素は輝点画素と呼ばれる。輝点画素は、人間の視覚によく反応して目立つ。
【０００４】
そこで輝点画素を滅点化（または暗点化ともいう）することがおこなわれている。滅点画素であれば、画素の欠陥が判別しにくくなる。輝点画素の滅点化は、表示画素の小さなＳＸＧＡ（ＳｕｐｅｒＥｘｔｅｎｄｅｄＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒａｙ）＋やＵＸＧＡ（ＵｌｔｒａＥｘｔｅｎｄｅｄＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒａｙ）などの高精細製品に対しては、液晶モジュール表面からレーザーを照射する。レーザー照射によって液晶の配向が乱れるため、バックライトの光が透過しなくなる。すなわち、レーザー照射によって輝点画素が滅点画素となる。
【０００５】
しかし、ＳＸＧＡ＋やＵＸＧＡ製品を滅点化した方法を、画素面積がＳＸＧＡ＋やＵＸＧＡ製品の２倍以上あるＸＧＡ（ＥｘｔｅｎｄｅｄＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒａｙ）製品に適用する場合、輝点修正のための安定した条件を得るのが困難である。これは、画素面積が大きいために、配向を乱さなければならない液晶が多く、レーザーを多く照射する必要があり、レーザーを照射しすぎると液晶が変質してしまう場合がある。滅点を視覚的に判別できないレベルで保持させながら、信頼性試験でも輝度変化が少なく安定した結果を得る必要がある。
【０００６】
２回のレーザー照射で輝点画素を滅点画素にする方法が特許文献１に開示されている。１回目のレーザー照射で液晶に気泡を発生させる。気泡がある間に２回目のレーザー照射を行い、配向膜を変質させる。ある程度時間がたつと気泡が消えて、気泡のあった位置に液晶が戻る。そのとき液晶は基板に対して垂直に配向されており、光が透過せず、滅点となる。
【０００７】
しかし、特許文献１の図面より、液晶セルの裏面よりレーザーを照射している。したがって、液晶セルにバックライトなどの部品を接続し、液晶モジュールを組み立てた後に滅点化をおこなうのであれば、バックライトなどを取り外す必要がある。一度取り付けた部品を取り外すために手間がかかる。また部品を取り外すときに、液晶モジュールなどを破損する恐れがある。
【０００８】
【特許文献１】特許第３２１９６６４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、液晶モジュールからバックライトなどを取り外さずに、簡単に輝点画素を滅点化する方法および滅点化された液晶モジュールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の滅点化方法の要旨は、カラーフィルター基板と、前記カラーフィルター基板と対向するアレイ基板と、前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた電極と、前記カラーフィルター基板とアレイ基板との間に封止された液晶と、を含む液晶モジュールにおける輝点画素の滅点化方法であって、前記電極に電圧を印加するステップと、前記輝点画素において、第１軌跡を描くように第１レーザーを走査するステップと、前記第１軌跡とは異なり、複数方向に第２軌跡を描くように第２レーザーを走査するステップと、を含む。電極に液晶の駆動電圧を印加した状態で、２回のレーザー照射をおこなう。１回目のレーザー照射で液晶に気泡を発生させる。２回目のレーザー照射で液晶の配向を乱す。また、電極に電圧を印加してレーザー照射をおこなうことにより液晶の粘性が上がり、発生した気泡が小さくても液晶が動きにくくなる。
【００１１】
前記輝点画素において、前記第２軌跡自身が複数の点で交叉する。第２レーザーの軌跡が交叉した点は、２回のレーザー照射がおこなわれ、液晶の配向を乱すことができる。
【００１２】
前記第１レーザーおよび第２レーザーをカラーフィルター基板側から前記輝点画素に照射する。カラーフィルター基板側からレーザーを照射するため、液晶モジュールにバックライトなどを接続しても、取り外す必要はない。
【００１３】
前記第１レーザーおよび第２レーザーの焦点が、前記カラーフィルター基板の外側である。カラーフィルター基板やアレイ基板の配向膜や電極にレーザーで穴を開けるとき、レーザーの焦点をカラーフィルター基板の外側にすることによって、カラーフィルター基板の配向膜などの穴が小さくなり、アレイ基板の配向膜などの穴が大きくなる。カラーフィルター基板の穴は小さく目立たない。また、アレイ基板の穴は大きく、液晶の配向を乱すことができる。
【００１４】
前記第１レーザーのパワー密度を第２レーザーのパワー密度よりも小さくする。液晶を変質させることなく、第１レーザーで液晶に気泡を発生させ、さらに第２レーザーで配向膜を除去することができる。
【００１５】
本発明の液晶モジュールの要旨は、カラーフィルター基板と、前記カラーフィルター基板と対向するアレイ基板と、前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた電極と、前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた配向膜と、前記カラーフィルター基板とアレイ基板との間に封止された液晶と、を含む液晶モジュールであって、前記カラーフィルター基板の配向膜とアレイ基板の配向膜にそれぞれ穴が設けられ、該穴の大きさは異なる。輝点画素の配向膜に穴があることによって、液晶の配向が乱され、光が透過しないようになり、滅点画素となる。
【００１６】
前記カラーフィルター基板の配向膜の穴はアレイ基板の配向膜の穴よりも小さい。カラーフィルター基板の配向膜の穴を小さくすることによって、液晶モジュールの表面から穴の存在をわかりにくくする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る液晶モジュールにおける輝点画素の滅点化方法および滅点化された液晶モジュールについて、図面を用いて説明する。
【００１８】
液晶モジュール４０は、図２に示すように、カラーフィルター基板３２と、カラーフィルター基板３２と対向するアレイ基板３４と、カラーフィルター基板３２とアレイ基板３４との間に封止され、液晶層３８を形成する液晶３６と、を備える。また、カラーフィルター基板３２およびアレイ基板３４は、それぞれのガラス基板２０，２６上に設けられた電極２２，２８と、それぞれの電極２２，２８上の配向膜１６，３０と、を備える。さらに、カラーフィルター基板３２はカラーフィルター層２１や偏光板２３を備え、アレイ基板３４は縦横に施された配線や配線の交叉部のＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や偏光板２３を備える。液晶モジュール４０は縦横に複数の画素に分割される。液晶モジュール４０は、バックライトやドライバー回路を搭載することによって表示装置として使用できる。
【００１９】
輝点画素１０を滅点化するための装置は、輝点画素１０に照射するレーザーと、レーザーを制御するコンピューターと、液晶モジュール４０を載置し、縦横に移動可能なステージと、輝点画素１０に電圧を印加するための手段とを備える。
【００２０】
図２に示すように、バックライトの光４２が液晶モジュール４０を透過し、輝点画素１０となっている画素を滅点化する方法について説明する。検査において輝点画素１０を発見した後、上記の滅点化するための装置のステージに液晶モジュール４０を載置する。
【００２１】
輝点画素１０の電極２２，２８に電圧（液晶駆動電圧）を印加し、液晶３６を駆動状態にする。電圧を印加した状態で後述するレーザー照射をおこなう。例えば、この電圧は３．０Ｖから３．９Ｖである。電圧を印加した状態でレーザー照射をおこなうと液晶３６の粘性が上がり、液晶３６の配向の乱れを保持しやすくなる。
【００２２】
液晶３６の粘性が上がる理由を説明する。液晶駆動電圧を印加しない状態では、配向膜１６，３０上の配向方向にそって液晶３６が並んでいる。一般的に対向する配向膜１６，３０の配向方向は９０°ねじれているため、図２に示すように、液晶３６はねじれて配列している。この時、液晶３６は横方向に移動しやすくなっている。液晶駆動電圧を高めに印加すると、液晶３６は電極２２，２８に引かれて、基板２０，２６に対して垂直に立ち、液晶３６が移動しにくくなるため、液晶３６の粘性が上がる。
【００２３】
次にレーザー照射を行い、輝点画素１０の液晶３６の配向を乱す。使用するレーザーは、ＹＬＦレーザー（イルフレーザー）であり、波長は１０５３ｎｍである。図１（ａ）に示すように、レーザー照射は２回おこなう。１回目のレーザー照射は、気泡を作るためにレーザーを走査する。２回目のレーザー照射は、点線の軌跡１３および１４になるようにレーザーを走査する。２回目のレーザー照射は図１（ａ）において、横の軌跡１３および縦の軌跡１４となっている。２回目のレーザー照射の軌跡１３，１４は逆であっても良い。
【００２４】
１回目と２回目のレーザー照射において、レーザーの出力などを変更する。その違いの一例を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
例えばレーザーの発振周波数は、２から１００ｐｐｓ（ＰｕｌｓｅＰｅｒＳｅｃｏｎｄ）である。レーザースポット送り速度は１０から１５０μｍ／ｓｅｃである。なお、レーザースポット送り速度は、輝点画素１０の表面においてレーザースポットが移動する速度であり、言い換えるとレーザーの走査速度である。例えば、発振周波数２０ｐｐｓ、レーザースポット送り速度４０μｍ／ｓｅｃのときに最も配向を乱すことができる。
【００２７】
レーザーの画素走査ピッチは５から１０μｍである。図１（ａ）において２回目のレーザー照射によって軌跡１３，１４が並行にならび、その間隔をレーザーの画素走査ピッチとする。
【００２８】
１回目のレーザー照射において、図３に示すように、レーザー４４の熱量で液晶層３８に気泡４８を発生させる。２回目のレーザー４６の照射において、図４に示すように、配向膜１６，３０および電極２２，２８を除去する。なお、カラーフィルター層２１は除去されない。配向膜１６，３０などが除去される部分は、１回目のレーザー４４の照射で気泡４８が発生して液晶３６が無い部分である。言い換えると、図１（ｂ）に示すように、２回目のレーザーの縦と横の軌跡１３，１４が交叉する部分に穴１８，１９が形成される。２回目のレーザー照射において、一定間隔で軌跡１３，１４を描くようにすると、一定間隔で配向膜１６，３０や電極２２，２８が除去されることになる。
【００２９】
２回目のレーザー照射が終了後、液晶層３８に発生した気泡４８は徐々に液晶３６に吸収されて小さくなり、例えば約５分後に気泡４８が無くなる。図５に示すように、気泡４８が収縮する際、液晶３６が配向膜１６，３０のない穴１８，１９の箇所にふれると配向が乱れる。２回目のレーザー照射の軌跡１３，１４は複数の箇所で交叉しているため、複数の箇所で液晶３６の配向が乱れる。さらに、配向膜１６，３０が残った箇所の液晶３６は、配向が乱された液晶３６の影響を受けて配向が乱される。したがって、図５に示すように、バックライトの光４２が透過しなくなり、輝点画素１０が滅点化される。
【００３０】
表１に示すように１回目と２回目のレーザー照射においてレーザーパワーなどを変更する。１回目のレーザー照射は、液晶３６を気化させて気泡４８を作るのを目的とする。レーザー４４のパワー密度を上げすぎると液晶３６が変質してしまい、イオン性の物質が析出し、液晶モジュール４０に白いムラの不良を引き起こすことがある。したがって、液晶３６がある箇所にレーザー４４を照射するときに、一定以上のパワー密度にすることができない。そこで、１回目のレーザー照射では低いパワー密度にしながら、図１（ａ）の軌跡１２のようなスリットを描くようにレーザー４４を走査する。レーザー４４の照射面積が大きくなり、輝点画素１０に照射するレーザー４４全体の熱量が大きくなる。
【００３１】
２回目のレーザー照射は、１回目のレーザー照射によって液晶３６が気泡４８になってしまったところに照射するため、レーザー４６のパワー密度が上げられる。配向膜１６，３０に穴１８，１９を開ける箇所と開けない箇所を狭い間隔（例えば８μｍ以下）で作るためにレーザー４６のパワー密度を上げながらビームサイズを約３×３μｍ程度にして、細い軌跡１４を描く。２回目のレーザー照射によって、配向膜１８，３０に高密度および等間隔で複数の穴１８，１９を開ける。
【００３２】
１回目のレーザー照射は、１箇所でのパルス数を１回にして照射するか、または複数パルスを短時間で照射するようにする。なお、一挙に気泡４８を発生させるためにパルス数を１回にするのが好ましい。２回目のレーザー照射は、例えば４０μｍ／ｓｅｃ、２０ｐｐｓ位の値で連続照射しながら走査する。
【００３３】
上記のように、２回目のレーザー照射の軌跡１３，１４が交叉する箇所の配向膜１６，３０を除去できる。レーザー４４，４６を制御するコンピューターの性能などに依存するが、一般的なレーザー４４，４６の照射において、線を描くようにレーザー照射する方が複数の座標を指定してレーザー照射するよりも早い。１回目のレーザー照射によって発生した気泡４８が安定している時間は１から２分くらいである。短時間に２回目のレーザー照射を完了させるために、輝点画素１０上に線を描くようにレーザー４４，４６を走査すると、レーザー４４，４６を照射する位置を決めてレーザー照射をするよりも効率よく配向膜１６，３０に穴１８，１９を開けることができる。
【００３４】
レーザー照射は、カラーフィルター基板３２側からおこなう。すなわち、レーザー照射をおこなうときに液晶モジュール４０からバックライトなどを取り外す必要はない。
【００３５】
図３および図４に示すように、レーザー４４，４６の焦点Ａはカラーフィルター基板３２の上方にする。例えば、焦点位置はカラーフィルター基板３２の表面から２０μｍ以下とする。レーザー４４，４６の焦点Ａがカラーフィルター基板３２の上方にあるため、カラーフィルター基板３２の配向膜１６の方がアレイ基板３４の配向膜３０よりも小さな穴１８が開くことになる。カラーフィルター基板３２の配向膜１６の穴１８を小さくすることによって、液晶モジュール４０の表面は、レーザー照射による配向膜１６の穴１８を目立たなくすることができる。なお、１回目のレーザー４４および２回目のレーザー４６における焦点Ａの位置は同じである。
【００３６】
以上、本発明は、輝点画素１０の複数の箇所で液晶３６の配向が乱れることによって、輝点画素１０の全ての液晶３６の配向を乱すことができる。レーザー４４，４６を照射するときに電圧を印加することによって液晶３６の粘性が上がり、配向の乱れを保持しやすくなる。２回のレーザー照射はいずれもカラーフィルター基板３２の上方から照射するため、液晶モジュール４０からバックライトなどを取り外す必要はない。
【００３７】
以上、本発明について実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるのもではない。例えば、第２レーザー４６は縦と横の軌跡１３，１４の２回に分けて走査したが、液晶３６の配向を乱す部分で２回連続してレーザーを照射しても良い。この場合、２回のレーザー照射でのレーザーの出力などを異なるようにする。
【００３８】
１回目のレーザー照射で液晶３６に気泡４８を発生させ、２回目のレーザー照射で配向膜１６，３０を除去できるのであれば、線を描くようにレーザー４４，４６を照射せず、座標を指定してレーザー４４，４６を照射しても良い。
【００３９】
レーザー４４，４６の種類はＹＬＦレーザーに限定されることはなく、他のレーザーを使用しても良い。１回目と２回目のレーザー照射でレーザーの種類を異なるようにしても良い。
【００４０】
所定間隔で配向膜１６，３０に穴が開き、液晶３６の配向を乱すことができるのであれば、２回のレーザー走査は、図１に示した以外の経路で走査してもよい。
【００４１】
上記の実施形態ではレーザー４４，４６の焦点Ａを液晶層３８内ではなくカラーフィルター基板３２の上方にしたが、液晶層３８のカラーフィルター基板３２に近い位置に焦点を合わせてもよい。この場合、カラーフィルター基板３２の配向膜１６に形成される穴１８がアレイ基板３４の配向膜３０に形成される穴１９よりも小さくなる。カラーフィルター基板３２の配向膜１６などの穴１８が目立たない。
【００４２】
その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によると、画素の電極に電圧を印加しながらレーザーを照射するため、液晶の粘性が上がり、レーザーによって乱された配向を保持しやすくなる。液晶モジュールのカラーフィルター基板側からレーザーを照射するため、液晶モジュールにバックライトなどが接続された状態でも、輝点画素を滅点化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の滅点化方法を示す図であり、（ａ）はレーザーの軌跡を表す図であり、（ｂ）は配向膜に設けられる穴を示す図である。
【図２】液晶モジュールの断面図であり、バックライトの光が透過する図である。
【図３】液晶モジュールに１回目のレーザー照射をおこなう様子を示す図である。
【図４】液晶モジュールに２回目のレーザー照射をおこなう様子を示す図である。
【図５】滅点化された液晶モジュールの断面図であり、バックライトの光が透過しない様子を示す図である。
【符号の説明】
１０：輝点画素
１２：１回目のレーザー照射の軌跡
１３，１４：２回目のレーザー照射の軌跡
１６，３０：配向膜
１８，１９：穴
２０，２６：ガラス基板
２１：カラーフィルター層
２２，２８：電極
２３：偏光板
３６：液晶
３８：液晶層
４０：液晶モジュール
４２：光
４４：１回目のレーザー
４６：２回目のレーザー
４８：気泡

Claims

カラーフィルター基板と、
前記カラーフィルター基板と対向するアレイ基板と、
前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた電極と、
前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた配向膜と、
前記カラーフィルター基板とアレイ基板との間に封止された液晶と、
を含む液晶モジュールにおける輝点画素の滅点化方法であって、
前記電極に電圧を印加するステップと、
前記輝点画素において、第１軌跡を描くように第１レーザーを走査するステップと、
前記第１軌跡とは異なり、複数方向に第２軌跡を描くように第２レーザーを走査するステップと、
を含む滅点化方法。
前記輝点画素において、前記第２軌跡自身が複数の点で交叉する請求項１に記載の滅点化方法。
前記第１レーザーおよび第２レーザーをカラーフィルター基板側から前記輝点画素に照射する請求項１または２に記載の滅点化方法。
前記第１レーザーおよび第２レーザーの焦点が、前記カラーフィルター基板の外側である請求項１乃至３に記載の滅点化方法。
前記第１レーザーのパワー密度を第２レーザーのパワー密度よりも小さくする請求項１乃至４に記載の滅点化方法。
カラーフィルター基板と、
前記カラーフィルター基板と対向するアレイ基板と、
前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた電極と、
前記カラーフィルター基板およびアレイ基板のそれぞれに設けられた配向膜と、
前記カラーフィルター基板とアレイ基板との間に封止された液晶と、
を含む液晶モジュールであって、
前記カラーフィルター基板の配向膜とアレイ基板の配向膜にそれぞれ穴が設けられ、該穴の大きさが異なる液晶モジュール。
前記カラーフィルター基板の配向膜の穴がアレイ基板の配向膜の穴よりも小さい請求項６に記載の液晶モジュール。