JP2004301882A

JP2004301882A - 液晶表示パネルの欠陥検出方法

Info

Publication number: JP2004301882A
Application number: JP2003091391A
Authority: JP
Inventors: Keiji Imoto; 圭爾井元
Original assignee: Fujitsu Display Technologies Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】液晶表示パネルの欠陥を低コストでかつ効率的に検出する。
【解決手段】輝度向上フィルム１１ｂと一体型の偏光板１１ａを用いたノーマリブラックの液晶表示パネル１０の欠陥をＴＦＴアレイ基板１１側から検出する際に、液晶表示パネル１０に電圧を印加して白表示状態または中間調表示状態とした上で、ＴＦＴアレイ基板１１側から反射照明によって光を照射し、同時にＣＦ基板１２側から透過照明によって光を照射する。これにより、液晶表示パネル１０のＴＦＴアレイ基板１１に形成されている配線やＴＦＴ素子などの画素パターンが見え易くなり、画素パターンに存在する欠陥検出の際あるいは欠陥リペアの際に、偏光板１１ａを剥がしたり貼り直したりする作業が不要になる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示パネルの欠陥検出方法に関し、特に液晶表示パネルに形成された配線や素子などの画素パターンに存在する欠陥を検出する液晶表示パネルの欠陥検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラットパネルディスプレイの中で現在最も広く利用されているのが液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）である。特にＬＣＤの各画素領域を薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）を用いて表示制御するＴＦＴ−ＬＣＤは、パソコン、モニタ、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯電話などへの応用により急速に市場が拡大している。
【０００３】
ＴＦＴ−ＬＣＤの中でも垂直配向モードの液晶表示パネルを用いたＬＣＤは、広視野角および高コントラストを実現し、大型高精細パネルなどの高品位が求められるＬＣＤへの適用が期待されている。しかし、垂直配向モードの液晶表示パネルは、通常のＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードなどと比較して光の透過率が低く、そのため、輝度向上フィルムと組み合わせることによって近年強く要望されている高輝度化に対応している。輝度向上フィルムは、偏光分離層を有しており、液晶表示パネルとバックライトの間に配置されて、光を液晶表示パネルの偏光板に入射する前に偏光分離し、偏光板を透過しない偏光の光をバックライト側に反射して再利用する役割を果たしている。最近では、コストダウンや輝度向上率を高めるといった理由から、そのような輝度向上フィルムが偏光板に貼り合わされて一体化されるようになってきている。
【０００４】
ところで、ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示パネルには、配線やＴＦＴ素子といった画素パターンが形成されたアレイ基板（特に「ＴＦＴアレイ基板」という。）が用いられるが、その画素パターンなどに欠陥が存在する場合に、その欠陥をレーザで切除するなどしてリペアすることが可能な場合がある。通常、そのような欠陥の検出は、ＴＦＴアレイ基板側から液晶表示パネルに反射照明を当てて顕微鏡などで観察することにより行なわれる。これは、ＴＦＴアレイ基板と液晶層を挟んで対向するＣＦ基板にはＣＦと共にブラックマスクが形成されていて、ＣＦ基板側から液晶表示パネルに反射照明を当てて観察してもＴＦＴアレイ基板の画素パターンを見ることができないためである。
【０００５】
液晶表示パネルの欠陥検出に関しては、液晶表示パネルに電圧を印加する機能を備えたリペア装置を用い、その液晶表示パネルの構成（反射型、透過型）に応じて反射照明と透過照明を適宜切り替えて光を照射して欠陥を検出し、リペアするようにした提案などがなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１８７２４６号公報（段落番号［００２６］〜［００２８］）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、輝度向上フィルムは、その透過率を向上させるために偏光分離層が擦りガラスやハーフミラーのような構造になっており、ＴＦＴアレイ基板側の偏光板に輝度向上フィルムが一体化されている場合、ＴＦＴアレイ基板側から反射照明を照射してもその画素パターンがはっきりと見えにくく、欠陥を検出するのが困難であるという問題点があった。
【０００８】
ノーマリホワイトの液晶表示パネルの場合は、このような輝度向上フィルム一体型の偏光板が用いられていても、反射照明と共に透過照明を同時に使用することにより欠陥を認識できる程度には画素パターンを観察することが可能になる。しかし、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）などノーマリブラックの液晶表示パネルの場合には、たとえ輝度向上フィルム一体型の偏光板が用いられていなくても、そのままでは反射照明、透過照明のいずれかあるいは両方を使用しても画素の輪郭が辛うじて見える程度であり、詳細な欠陥検出はほとんど不可能であった。
【０００９】
そこで、輝度向上フィルム一体型の偏光板が用いられたノーマリブラックの液晶表示パネルについて欠陥検出を行なう場合には、液晶表示パネルから輝度向上フィルムの付いた偏光板を一旦剥がした後、反射照明を当てながら顕微鏡などで欠陥を検出する。そして、検出した欠陥がリペア可能であればその欠陥をレーザでリペアし、リペア後、再度偏光板を液晶表示パネルに貼り直すといった方法が採られる。そのため、このような液晶表示パネルの欠陥検出においては、偏光板の貼り替えによる部材費の損失や貼り替え作業工数の増加が問題となっていた。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネルの欠陥を低コストでかつ効率的に検出することのできる液晶表示パネルの欠陥検出方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に例示する方法で実現可能な液晶表示パルの欠陥検出方法が提供される。本発明の液晶表示パネルの欠陥検出方法は、画素電極を駆動するスイッチング素子および配線が形成されたアレイ基板と前記アレイ基板に対向する対向基板との間に液晶層が挟まれたノーマリブラックの液晶表示パネルの欠陥を検出する液晶表示パネルの欠陥検出方法において、前記アレイ基板側から欠陥を検出する際に、前記液晶表示パネルに電圧を印加し、電圧が印加されている前記液晶表示パネルに前記アレイ基板側から反射照明によって光を照射するとともに前記対向基板側から透過照明によって光を照射して欠陥を検出することを特徴とする。
【００１２】
この図１に示すような液晶表示パネル１０の欠陥を検出する際には、液晶表示パネル１０に電圧を印加しながら、ＴＦＴアレイ基板１１側から反射照明によって光を照射し、同時にＣＦ基板１２側から透過照明によって光を照射して、液晶表示パネル１０内に存在する欠陥を検出する。ノーマリブラックの液晶表示パネル１０は、電圧を印加することによって白表示状態または中間調表示状態になり、その表示状態のままで液晶表示パネル１０に反射照明および透過照明によって光を照射することにより、ＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンが見え易くなる。そのため、液晶表示パネル１０に例えば輝度向上フィルム１１ｂが一体化された偏光板１１ａが用いられていても、欠陥検出の際あるいは欠陥リペアの際に偏光板１１ａを剥がしたり貼り直したりするといった作業が不要になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、輝度向上フィルム一体型の偏光板が用いられたノーマリブラックの液晶表示パネルの欠陥検出および欠陥リペアに適用した場合を例に、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図２はＬＣＤの要部断面模式図、図３は偏光板の配置関係の説明図である。
液晶表示パネル１０は、図２に示すように、各画素領域に画素電極を駆動するスイッチング素子としてＴＦＴ素子が形成されたアクティブマトリクス型のＴＦＴアレイ基板１１と、ＣＦや対向電極が形成されたＣＦ基板１２とを有し、これら両基板間に液晶層１３が挟まれた構造を有している。この液晶表示パネル１０の液晶層１３には、ネガ型ネマチック液晶が用いられ、ＴＦＴアレイ基板１１およびＣＦ基板１２の液晶層１３側の表面には、両基板の貼り合わせ前に垂直配向膜がそれぞれ形成されている。さらに、液晶層１３は、画素領域内で分割された複数の領域ごとに液晶分子が一定のプレチルト角をなすように配向制御され、これにより、ＭＶＡモードの液晶表示パネル１０が構成されている。
【００１５】
このような構成の液晶表示パネル１０には、ＴＦＴアレイ基板１１、ＣＦ基板１２それぞれの外面側に偏光板１１ａ，１２ａが貼り付けられている。偏光板１１ａ，１２ａは、図３に示すように、互いの光の吸収軸が直交するように配置されており、この液晶表示パネル１０はノーマリブラックになる。すなわち、電圧無印加状態ではＴＦＴアレイ基板１１側に配置されたバックライト１４の光が偏光板１１ａまたは偏光板１２ａを透過できず、黒表示状態になる。一方、電圧印加状態では液晶分子が倒れて偏光板１１ａ透過後の光が液晶層１３内で散乱して偏光板１２ａを透過し、白表示状態または中間調表示状態になる。
【００１６】
ＴＦＴアレイ基板１１側に貼り付けられている偏光板１１ａには輝度向上フィルム１１ｂが貼られ、輝度向上フィルム１１ｂが偏光板１１ａに一体化されている。このように偏光板１１ａに輝度向上フィルム１１ｂが一体化されているものとしては、例えばＮＩＰＯＣＳ−ＰＣＦ（「ＮＩＰＯＣＳ」は日東電工株式会社の登録商標）、Ｖｉｋｕｉｔｉ−ＤＢＥＦ（「Ｖｉｋｕｉｔｉ」は住友３Ｍ株式会社の登録商標）など、市販のものを用いることができる。
【００１７】
輝度向上フィルム１１ｂは、液晶表示パネル１０とバックライト１４との間に配置され、バックライト１４から照射された偏光板１１ａ入射前の光を偏光分離し、偏光板１１ａを透過しない偏光の光をバックライト１４側に反射して再利用するようにしている。そのため、輝度向上フィルム１１ｂには偏光分離層が形成されており、また更に拡散成分が付与されている場合もあり、ＴＦＴアレイ基板１１側からＴＦＴ素子やゲートバスライン、ドレインバスラインといった配線などの画素パターンを確認することが難しくなっている。一方、ＣＦ基板１２には、ＣＦが形成された各画素領域の境界領域にブラックマスクが形成されているため、ＣＦ基板１２側からＴＦＴアレイ基板１１に形成されている画素パターンを確認することはできない。
【００１８】
図１は液晶表示パネルの欠陥検出方法の原理説明図である。
ここでは偏光板１１ａに輝度向上フィルム１１ｂが一体化されたＭＶＡモードの液晶表示パネル１０を例にして、欠陥検出を行なって、さらにレーザを用いて欠陥をリペアするレーザリペア装置について述べる。
【００１９】
レーザリペア装置２０は、観察する液晶表示パネル１０が載置されてＸＹ方向に移動可能なステージ２１、およびステージ２１に載置された液晶表示パネル１０を観察する対物レンズ２２ａを備えた顕微鏡２２を有している。さらに、このレーザリペア装置２０は、ステージ２１に載置された液晶表示パネル１０に顕微鏡２２側から光を照射するための反射照明２３、およびステージ２１に載置された液晶表示パネル１０にステージ２１側から光を照射するための透過照明２４を有している。反射照明２３および透過照明２４には、例えばハロゲンランプが用いられる。また、このレーザリペア装置２０は、液晶表示パネル１０の欠陥にレーザを照射してその欠陥をリペアするためのレーザ照射部２５を有している。
【００２０】
液晶表示パネル１０は、レーザリペア装置２０のステージ２１上に、ＴＦＴアレイ基板１１が顕微鏡２２側になるように、すなわち輝度向上フィルム１１ｂが顕微鏡２２側になるように載置される。このように載置された状態のままでは、液晶表示パネル１０がノーマリブラックであることおよび輝度向上フィルム１１ｂが設けられていることにより、反射照明２３、透過照明２４を用いても、ＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンを観察することはできない。そのため、このレーザリペア装置２０では、ステージ２１上に載置された液晶表示パネル１０に適当な電圧を印加できるようになっている。
【００２１】
図４は液晶表示パネルへの電圧印加方法の説明図である。
レーザリペア装置２０は、ステージ２１上に載置された液晶表示パネル１０に電圧を印加する電圧印加装置２６、および電圧印加装置２６に電圧信号を送る信号源２７が設けられている。電圧印加装置２６は、画素パターンを観察する液晶表示パネル１０に電気的に接続されていればその配置場所に特に制限はなく、図３に示したステージ２１上に配置することも、それ以外の場所に配置することもできる。信号源２７から電圧印加装置２６を介して液晶表示パネル１０に電圧を印加することにより、液晶表示パネル１０を駆動して、これを白表示状態または中間調表示状態にすることができるようになっている。
【００２２】
このようなレーザリペア装置２０を用いて、ＭＶＡモードの液晶表示パネル１０についてその欠陥の検出を行なう場合には、まず、液晶表示パネル１０をステージ２１上に載置する。次いで、信号源２７によって液晶表示パネル１０に所定の電圧を印加し、液晶表示パネル１０を白表示状態または中間調表示状態にする。次いで、この電圧印加状態で、液晶表示パネル１０に対して、ＴＦＴアレイ基板１１側から反射照明２３によって光を照射し、同時に、ＣＦ基板１２側から透過照明２４によって光を照射する。この状態で液晶表示パネル１０を顕微鏡２２で観察すると、輝度向上フィルム１１ｂ側からであっても、ＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンを容易に観察することが可能になる。
【００２３】
このように、液晶表示パネル１０を白表示状態または中間調表示状態とした上で、反射照明２３と透過照明２４から同時に光を照射することにより、反射照明２３の反射光によって観察されるＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンが、透過照明２４の透過光によってそのコントラストが強められてより明瞭に観察されるようになる。
【００２４】
そして、ステージ２１を移動させ、液晶表示パネル１０の全部あるいは一部の領域について顕微鏡２２で観察を行ない、リペア可能な欠陥が検出された場合には、レーザ照射部２５からレーザを照射し、例えば線欠陥を点欠陥にするなどしてリペアする。それにより、その液晶表示パネル１０を良品にすることが可能になる。
【００２５】
以上説明したように、輝度向上フィルム１１ｂ一体型の偏光板１１ａが貼り付けられたＭＶＡモードの液晶表示パネル１０に電圧を印加しながら反射照明２３と透過照明２４から同時に光を照射することにより、輝度向上フィルム１１ｂ一体型の偏光板１１ａを貼り付けた状態のまま、ＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンの観察を行なうことができる。それにより、欠陥をリペアするために輝度向上フィルム１１ｂ一体型の偏光板１１ａを剥がし、リペア後に再度貼り直すといった作業が不要になる。これにより、偏光板１１ａの貼り替えによる部材費の損失および貼り替え作業工数を削減することができるようになり、液晶表示パネル１０内に存在する欠陥の検出およびリペアを精度良く、低コストで、かつ効率的に行なえるようになる。
【００２６】
なお、上記レーザリペア装置２０において、透過照明２４は設けなくてもＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンの観察が可能な場合がある。ただし、画素パターンに存在する欠陥を精度良く検出してリペアするためには、反射照明２３と透過照明２４を共に設け、欠陥検出および欠陥リペアの際には同時に照射するようにすることが好ましい。
【００２７】
また、上記レーザリペア装置２０においては、顕微鏡２２の対物レンズ２２ａと液晶表示パネル１０の間に、更に偏光板を設ける構成とすることもできる。その場合、対物レンズ２２ａと液晶表示パネル１０の間に設ける偏光板は、その吸収軸が、液晶表示パネル１０の偏光板１１ａ，１２ａの吸収軸と例えば４５°といった一定の角度をなして配置されるようにする。このような構成とすることにより、液晶表示パネル１０からの反射光および透過光がその偏光板によって選択され、ＴＦＴアレイ基板１１の画素パターンをより明瞭に観察することができるようになる。
【００２８】
また、以上のように本発明は輝度向上フィルム一体型の偏光板が用いられたノーマリブラックの液晶表示パネルの欠陥検出および欠陥リペアに好適に用いることができるが、輝度向上フィルムが用いられていないノーマリブラックの液晶表示パネルやノーマリホワイトの液晶表示パネルなど、種々の形態の液晶表示パネルに適用可能である。さらに、本発明は、ＣＦがアレイ基板側に形成された構造を有する液晶表示パネルにも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、アレイ基板側から欠陥を検出する際に、液晶表示パネルに電圧を印加し、電圧が印加されている液晶表示パネルにアレイ基板側から反射照明によって光を照射するとともに対向基板側から透過照明によって光を照射して欠陥を検出するようにした。これにより、欠陥検出の際に偏光板を剥がしたり貼り直したりすることが不要になり、液晶表示パネルの欠陥を精度良く、低コストで、効率的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示パネルの欠陥検出方法の原理説明図である。
【図２】ＬＣＤの要部断面模式図である。
【図３】偏光板の配置関係の説明図である。
【図４】液晶表示パネルへの電圧印加方法の説明図である。
【符号の説明】
１０液晶表示パネル
１１アレイ基板
１１ａ，１２ａ偏光板
１１ｂ輝度向上フィルム
１２ＣＦ基板
１３液晶層
１４バックライト
２０レーザリペア装置
２１ステージ
２２顕微鏡
２２ａ対物レンズ
２３反射照明
２４透過照明
２５レーザ照射部
２６信号源

Claims

画素電極を駆動するスイッチング素子および配線が形成されたアレイ基板と前記アレイ基板に対向する対向基板との間に液晶層が挟まれたノーマリブラックの液晶表示パネルの欠陥を検出する液晶表示パネルの欠陥検出方法において、
前記アレイ基板側から欠陥を検出する際に、前記液晶表示パネルに電圧を印加し、電圧が印加されている前記液晶表示パネルに前記アレイ基板側から反射照明によって光を照射するとともに前記対向基板側から透過照明によって光を照射して欠陥を検出することを特徴とする液晶表示パネルの欠陥検出方法。
前記液晶表示パネルは、垂直配向モードであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの欠陥検出方法。
前記液晶表示パネルには、輝度向上フィルムが設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの欠陥検出方法。
前記輝度向上フィルムは、前記アレイ基板側に貼り付けられる偏光板に一体化されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示パネルの欠陥検出方法。
前記反射照明から照射されて前記液晶表示パネルで反射する反射光と前記透過照明から照射されて前記液晶表示パネルを透過する透過光とを、前記液晶表示パネルに貼り付けられる偏光板の光の吸収軸と一定の角度をなす吸収軸を有する偏光板を介して検出することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの欠陥検出方法。