JP2004279753A - 輝点画素の滅点化方法および液晶モジュール - Google Patents
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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
【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(Super Extended Graphics Array)+やUXGA(Ultra Extended Graphics Array)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(Extended Graphics Array)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(Thin Film Transistor)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(Pulse Per Second)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
【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(Super Extended Graphics Array)+やUXGA(Ultra Extended Graphics Array)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(Extended Graphics Array)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(Thin Film Transistor)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(Pulse Per Second)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 (7)
- 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。
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