JP2005345602A - 液晶パネルの製造方法および液晶パネル、並びにプロジェクタおよびリアプロジェクションテレビ - Google Patents
液晶パネルの製造方法および液晶パネル、並びにプロジェクタおよびリアプロジェクションテレビ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 欠陥画素が発生した場合であっても、簡単な作業によって輝点を目立たなくする(リペアする)ことができる液晶パネルの製造方法、リペアされた液晶パネル、該液晶パネルを備えたプロジェクタおよびリアプロジェクションテレビを提供する。
【解決手段】 液晶パネル1aに透過光を照射して輝点欠陥7を検出し、輝点欠陥7が検出された場合、その位置を特定する工程と、輝点欠陥7が検出された場合、特定された輝点欠陥7の発生位置でTFT基板3のガラス基板31または対向基板5のガラス基板51の一方に向けてレーザを照射する工程とを有す。液晶パネル1aは対向基板5のガラス基板51で欠陥画素7に相当する位置に、透過光の直進性を低下させる加工痕(表層変形部)9aが形成されている。さらに、プロジェクタは液晶パネル1aを装備し、リアプロジェクションテレビは該プロジェクタを装備している。
【選択図】 図4
【解決手段】 液晶パネル1aに透過光を照射して輝点欠陥7を検出し、輝点欠陥7が検出された場合、その位置を特定する工程と、輝点欠陥7が検出された場合、特定された輝点欠陥7の発生位置でTFT基板3のガラス基板31または対向基板5のガラス基板51の一方に向けてレーザを照射する工程とを有す。液晶パネル1aは対向基板5のガラス基板51で欠陥画素7に相当する位置に、透過光の直進性を低下させる加工痕(表層変形部)9aが形成されている。さらに、プロジェクタは液晶パネル1aを装備し、リアプロジェクションテレビは該プロジェクタを装備している。
【選択図】 図4
Description
本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)を用いた液晶表示装置(以下「液晶パネル」と称す)の製造方法および液晶パネル、特に、輝点欠陥が発生した場合であってもこれを目立たなくする(以下「リペア」と称す)液晶パネルの製造方法およびリペアされた液晶パネル、並びに、該液晶パネルを備えたプロジェクタおよびリアプロジェクションテレビに関する。
図8は、欠陥画素を有する液晶パネルを模式的に示す断面図である。図8において、液晶パネル1cは、TFT基板3と、TFT基板3と所定の間隔を設けて対峙する対向基板5と、TFT基板3と対向基板5とに挟まれた液晶4とを有し、外面にはそれぞれ偏光板2が配置されている。
TFT基板3はガラス基板31と、画素電極33と、ポリイミド配向膜34とが積層され、対向基板5はガラス基板51と、ブラックマスク52と、対向電極53と、ポリイミド配向膜54とが積層されたものである。
TFT基板3はガラス基板31と、画素電極33と、ポリイミド配向膜34とが積層され、対向基板5はガラス基板51と、ブラックマスク52と、対向電極53と、ポリイミド配向膜54とが積層されたものである。
そして、液晶パネル1cは高密度加工技術の進歩によって高密度化(高画素数化)や液晶パネル自体の広面積化が進み、画素の絶対数が増大している。このため、画素電極33、53の断線やポリイミド配向膜34、54の配向不良等によって欠陥画素7が僅かながら発生することがある。
このとき、欠陥画素7を駆動しようとしても、欠陥画素7には適正に電圧が印加されないため、光の透過(図中、矢印にて示す)が阻止されることなく、常時光が透過する(以下「白表示」と称す)ことになる。すなわち、電圧の印加によって黒表示(光の透過が阻止されている)となる正常画素6の表示領域内にあって、白表示である欠陥画素7に相当する位置ではスクリーン8上に輝点が現れ、表示画像の品質が悪化するという問題があった。また、所定の程度(個数等)以上の輝点が表れた液晶パネルは不良品として廃却されるため、商品歩留まりが低下するという問題があった。
このとき、欠陥画素7を駆動しようとしても、欠陥画素7には適正に電圧が印加されないため、光の透過(図中、矢印にて示す)が阻止されることなく、常時光が透過する(以下「白表示」と称す)ことになる。すなわち、電圧の印加によって黒表示(光の透過が阻止されている)となる正常画素6の表示領域内にあって、白表示である欠陥画素7に相当する位置ではスクリーン8上に輝点が現れ、表示画像の品質が悪化するという問題があった。また、所定の程度(個数等)以上の輝点が表れた液晶パネルは不良品として廃却されるため、商品歩留まりが低下するという問題があった。
そこで、欠陥画素を有しながらも、欠陥画素自体を修復する(電圧の印加が可能な状態にする)のではなく、白表示による輝点を目立たなくすることによって、表示画像の品質維持および商品歩留まりの向上を図ろうとする発明が開示されている。
たとえば、液晶パネルの欠陥画素の部分にレーザを照射することにより、液晶中に一旦気泡を発生させ、液晶中に気泡が発生している状態で、再度レーザ光を照射して欠陥画素の部分の構成物(対向基板および配向膜等)を気化および破壊して飛散させ、配向膜の表面に飛散物を堆積させるものである。これによると、前記堆積物は液晶中に混入することなく、配向膜に付着・堆積したままになるから、配向膜上に構成物が付着することによって配向膜の配向性が変化し、偏光を90°変化させる。すなわち、かかる欠陥画素は画素駆動電圧の印加の有無にかかわらず常に黒表示をするようになり、表示領域内の輝点は目立たなくなる(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−90304号公報(4頁、図4)
たとえば、液晶パネルの欠陥画素の部分にレーザを照射することにより、液晶中に一旦気泡を発生させ、液晶中に気泡が発生している状態で、再度レーザ光を照射して欠陥画素の部分の構成物(対向基板および配向膜等)を気化および破壊して飛散させ、配向膜の表面に飛散物を堆積させるものである。これによると、前記堆積物は液晶中に混入することなく、配向膜に付着・堆積したままになるから、配向膜上に構成物が付着することによって配向膜の配向性が変化し、偏光を90°変化させる。すなわち、かかる欠陥画素は画素駆動電圧の印加の有無にかかわらず常に黒表示をするようになり、表示領域内の輝点は目立たなくなる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に開示された発明には、以下の問題があった。
(あ)配向膜の配向性を変化されるものであるところ、配向性が経時的に元に戻るため、修正された欠陥画素が再び輝点になる。
(い)修正に複数のプロセス(レーザを照射して液晶内に気泡を発生させるステップ、発生した気泡を測定するステップ、レーザ照射用マスクを変更するステップ、再度レーザを照射して構成物を飛散させるステップ等)が必要となり、製造工数が増す(TATが低下するに同じ)。
(う)液晶内に一旦気泡を発生させた後、その後に気泡を消滅させるため、液晶が変質ないし劣化するおそれがある。
(あ)配向膜の配向性を変化されるものであるところ、配向性が経時的に元に戻るため、修正された欠陥画素が再び輝点になる。
(い)修正に複数のプロセス(レーザを照射して液晶内に気泡を発生させるステップ、発生した気泡を測定するステップ、レーザ照射用マスクを変更するステップ、再度レーザを照射して構成物を飛散させるステップ等)が必要となり、製造工数が増す(TATが低下するに同じ)。
(う)液晶内に一旦気泡を発生させた後、その後に気泡を消滅させるため、液晶が変質ないし劣化するおそれがある。
本発明は上記課題を解決するためのものであり、欠陥画素が発生した場合であっても、簡単な作業によって輝点を目立たなくすることができる液晶パネルの製造方法、およびリペアされた液晶パネル、並びに該液晶パネルを備えたプロジェクタおよびリアプロジェクションテレビを提供することを目的とする。
本発明に係る液晶パネルの製造方法は、TFT基板と、対向基板と、該TFT基板と該対向基板とに挟まれた液晶とを具備する液晶パネルにおいて、
前記液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の有無を検査する工程と、
輝点欠陥が検出された場合、輝点欠陥の位置を特定する工程と、
前記特定された輝点欠陥の発生位置に該当する前記TFT基板または前記対向基板の一部分に向けてレーザを照射する工程とを有することを特徴とする。
これによれば、レーザの照射によってTFT基板または対向基板の一部分に形状的または材質的な変化部分(以下「加工痕」と称す)が形成され、該加工痕において光の直進性が低下する。すなわち、輝点欠陥が発生している位置(欠陥画素に同じ)を透過しようとする光は、加工痕において反射したり、散乱したり、あるいは、屈折したりして、スクリーン上の一点に集中しないから、輝点が表れなくなる。
すなわち、欠陥画素を有する液晶パネルであっても、輝点を目立たなくすることができるから、表示画像の品質改善、さらに、商品歩留まりの向上並びに製造コストの低減(Fコストの低減に同じ)が可能になる。特に、レーザの照射によって加工痕を形成するものであるから、製造工程が簡素(TAT短縮に同じ)であって、加工痕が経時的に変化することがなく、また、液晶が変質ないし劣化することがない。
前記液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の有無を検査する工程と、
輝点欠陥が検出された場合、輝点欠陥の位置を特定する工程と、
前記特定された輝点欠陥の発生位置に該当する前記TFT基板または前記対向基板の一部分に向けてレーザを照射する工程とを有することを特徴とする。
これによれば、レーザの照射によってTFT基板または対向基板の一部分に形状的または材質的な変化部分(以下「加工痕」と称す)が形成され、該加工痕において光の直進性が低下する。すなわち、輝点欠陥が発生している位置(欠陥画素に同じ)を透過しようとする光は、加工痕において反射したり、散乱したり、あるいは、屈折したりして、スクリーン上の一点に集中しないから、輝点が表れなくなる。
すなわち、欠陥画素を有する液晶パネルであっても、輝点を目立たなくすることができるから、表示画像の品質改善、さらに、商品歩留まりの向上並びに製造コストの低減(Fコストの低減に同じ)が可能になる。特に、レーザの照射によって加工痕を形成するものであるから、製造工程が簡素(TAT短縮に同じ)であって、加工痕が経時的に変化することがなく、また、液晶が変質ないし劣化することがない。
また、本発明に係る液晶パネルは、TFT基板と、対向基板と、該TFT基板と該対向基板とに挟まれた液晶とを有し、
前記TFT基板または前記対向基板の一方に、欠陥画素に相当する位置に、光の直進性を低下させる加工痕を有することを特徴とする。
これによれば、液晶パネルが欠陥画素を有する場合、該欠陥画素(輝点欠陥が発生している位置に同じ)に相当する位置に加工痕を有するから、透過しようとする光は、該加工痕において散乱したり、あるいは屈折したりして、光の直進性が低下するから輝点が表れない。
すなわち、欠陥画素を有する液晶パネルであっても、輝点が目立たないから、表示画像の品質が良好に維持される。また、欠陥画素が発生した場合であっても、液晶パネルの廃却が回避できるから、製品歩留まりが向上して製造コストが低減する(Fコストの低減に同じ)。
前記TFT基板または前記対向基板の一方に、欠陥画素に相当する位置に、光の直進性を低下させる加工痕を有することを特徴とする。
これによれば、液晶パネルが欠陥画素を有する場合、該欠陥画素(輝点欠陥が発生している位置に同じ)に相当する位置に加工痕を有するから、透過しようとする光は、該加工痕において散乱したり、あるいは屈折したりして、光の直進性が低下するから輝点が表れない。
すなわち、欠陥画素を有する液晶パネルであっても、輝点が目立たないから、表示画像の品質が良好に維持される。また、欠陥画素が発生した場合であっても、液晶パネルの廃却が回避できるから、製品歩留まりが向上して製造コストが低減する(Fコストの低減に同じ)。
また、前記加工痕が、前記TFT基板または前記対向基板の具備するガラス基板の表層変形部であることを特徴とする。
これによれば、加工痕が、ガラス基板の表層(表面および表面から所定深さの範囲)における形状的な変化部(表面に通じる穴や所定範囲の凹凸面(面粗度の大きな範囲)等)であるから、これに入射する光の入射方向またはこれから出射する光の出射方向が変更されたり、光が反射されたりするから、光の直進性が確実に低下している。
これによれば、加工痕が、ガラス基板の表層(表面および表面から所定深さの範囲)における形状的な変化部(表面に通じる穴や所定範囲の凹凸面(面粗度の大きな範囲)等)であるから、これに入射する光の入射方向またはこれから出射する光の出射方向が変更されたり、光が反射されたりするから、光の直進性が確実に低下している。
また、前記加工痕が、前記加工痕が、前記TFT基板または前記対向基板の具備するガラス基板の内部変質部であることを特徴とする。
これによれば、加工痕が、ガラス基板の内部に形成された光の屈折率が変化する領域(「内部変質部」と称する)であるから、ここにおいて、光の屈折率が変化して進行方向が変化するから、光の直進性が確実に低下している。なお、かかる内部とは、表層を含むものである。
これによれば、加工痕が、ガラス基板の内部に形成された光の屈折率が変化する領域(「内部変質部」と称する)であるから、ここにおいて、光の屈折率が変化して進行方向が変化するから、光の直進性が確実に低下している。なお、かかる内部とは、表層を含むものである。
さらに、本発明に係るプロジェクタは 照明光学系と、色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成する光変調装置と、その画像を投写する投写レンズとを有し、
前記光変調装置が前記いずれかの液晶パネルを備えることを特徴とする。
これによれば、該プロジェクタは前記液晶パネルを備えるから、安価に製造され、経時的な劣化のない良好な投写画像を提供する。
前記光変調装置が前記いずれかの液晶パネルを備えることを特徴とする。
これによれば、該プロジェクタは前記液晶パネルを備えるから、安価に製造され、経時的な劣化のない良好な投写画像を提供する。
さらに、本発明に係るリアプロジェクションテレビは、照明光学系と、色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成する光変調装置と、その画像を投写する投写レンズと、投写された画像が表示されるスクリーンとを有し、
前記光変調装置が前記いずれかの液晶パネルを備えることを特徴とする。
これによれば、該リアプロジェクションテレビは前記液晶パネルを備えるから、安価に製造され、経時的な劣化のない良好な投写画像を提供する。
前記光変調装置が前記いずれかの液晶パネルを備えることを特徴とする。
これによれば、該リアプロジェクションテレビは前記液晶パネルを備えるから、安価に製造され、経時的な劣化のない良好な投写画像を提供する。
以下、液晶パネルの製造方法を実施形態1に、液晶パネルを実施形態2に、プロジェクタを実施形態3に、リアプロジェクションテレビを実施形態4に、それぞれ図を参照しながら説明する。なお、以下および背景技術における各図において同じ部分にはそれぞれ同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
[実施形態1−液晶パネルの製造方法]
図1は本発明の実施形態1に係る液晶パネルの製造方法を説明する工程図である。図1において、液晶パネルの製造方法は、
TFT基板を形成するTFT基板形成ステップ(S1)と、
対向基板を形成する対向基板形成ステップ(S2)と、
形成されたTFT基板と対向基板とを重ね合わせる重ね合わせステップ(S3)と、
重ね合わせられたTFT基板と対向基板との隙間に液晶を注入して実装する実装ステップ(S4)と、
実装した液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の有無を検査するサブステップと、輝点欠陥が検出された場合に輝点欠陥の位置を特定するサブステップとからなる点灯検査ステップ(S5)と、
特定された輝点欠陥の発生位置に該当する一部分に向けてレーザを照射して、加工痕を形成する(黒点化する)リペアステップ(S6)とを有している。
図1は本発明の実施形態1に係る液晶パネルの製造方法を説明する工程図である。図1において、液晶パネルの製造方法は、
TFT基板を形成するTFT基板形成ステップ(S1)と、
対向基板を形成する対向基板形成ステップ(S2)と、
形成されたTFT基板と対向基板とを重ね合わせる重ね合わせステップ(S3)と、
重ね合わせられたTFT基板と対向基板との隙間に液晶を注入して実装する実装ステップ(S4)と、
実装した液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の有無を検査するサブステップと、輝点欠陥が検出された場合に輝点欠陥の位置を特定するサブステップとからなる点灯検査ステップ(S5)と、
特定された輝点欠陥の発生位置に該当する一部分に向けてレーザを照射して、加工痕を形成する(黒点化する)リペアステップ(S6)とを有している。
なお、点灯検査ステップ(S5)において輝点が検出されない場合、リぺアステップ(S6)は当然に省略されるものである。
また、TFT基板形成ステップ(S1)ないし実装ステップ(S4)は、それぞれ図示するサブステップ(S1の1、S1の2、・・・等)を有しているが、これらは背景技術に同じであるから説明を省略する。また、点灯検査ステップ(S5)は、液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の発生の有無を検査し、輝点欠陥が検出された場合に限ってその位置(XY座標における位置)を特定するものであるが、背景技術に同じであるから説明を省略する。さらに、図中、TFT基板形成ステップ(S1)と対向基板形成ステップ(S2)とを並行して実施するように示しているが、何れを先に実施してもよい。
また、TFT基板形成ステップ(S1)ないし実装ステップ(S4)は、それぞれ図示するサブステップ(S1の1、S1の2、・・・等)を有しているが、これらは背景技術に同じであるから説明を省略する。また、点灯検査ステップ(S5)は、液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の発生の有無を検査し、輝点欠陥が検出された場合に限ってその位置(XY座標における位置)を特定するものであるが、背景技術に同じであるから説明を省略する。さらに、図中、TFT基板形成ステップ(S1)と対向基板形成ステップ(S2)とを並行して実施するように示しているが、何れを先に実施してもよい。
(リペアステップ)
図2は図1におけるリペアステップの様子を示す模式図である。図中、液晶パネル1cは二方向(XY方向に同じ)に移動自在なテーブル91に載置され、アライメントカメラ92によってモニタリングされながら、あらかじめ検出された欠陥画素7の位置にレーザ照射位置が一致するように移動される。そして、レーザビームはレーザ発信器93の図示しないレーザトーチから照射され、ミラー94において反射され、さらに、レンズ95において絞られる。このとき、液晶パネル1cには偏光板2が設置されていない。
図2は図1におけるリペアステップの様子を示す模式図である。図中、液晶パネル1cは二方向(XY方向に同じ)に移動自在なテーブル91に載置され、アライメントカメラ92によってモニタリングされながら、あらかじめ検出された欠陥画素7の位置にレーザ照射位置が一致するように移動される。そして、レーザビームはレーザ発信器93の図示しないレーザトーチから照射され、ミラー94において反射され、さらに、レンズ95において絞られる。このとき、液晶パネル1cには偏光板2が設置されていない。
そして、レーザビームの焦点を液晶パネル1cを構成するガラス基板31またはガラス基板41の表層部に合わせて、レーザビームを照射すれば、該照射によって表層部の材料が撤去されて穴(凹部)が形成されたり、あるいは表面形状や表面粗度が変化して凹凸面(面が荒れている)が形成されたりする(以下まとめて「表層変形部9a」と称す)。一方、レーザビームの焦点を液晶パネル1cを構成するガラス基板31またはガラス基板41の内部に合わせれば、そこに屈折率が変化する領域(以下「内部変質部9b」と称す)が形成される。
なお、レーザビームは、TFT基板3のガラス基板31または対向基板5のガラス基板41の何れに照射してもよい。また、説明の便宜上、表層変形部9aが形成されたものを液晶パネル1aと、内部変質部9bが形成されたものを液晶パネル1bと称す。ただし、表層変形部または内部変質部は厳格に区別されるものではなく、表層変形部の周囲に内部変質部が形成される場合がある。そこで、両者をまとめて「加工痕」と称する。
(表層変形部の加工)
図3は、図1に示す液晶パネルの製造方法によって製造された液晶パネルを模式的に示す平面図である。図3において、液晶パネル1bは方眼状に配置された正常画素6と、その中に発生した欠陥画素7とを有し、欠陥画素7にレーザビームが照射され、そこに表層変形部9aが加工(穴掘り加工に同じ)されている。ちなみに、表層変形部9aの直径は略15μmである。
図3は、図1に示す液晶パネルの製造方法によって製造された液晶パネルを模式的に示す平面図である。図3において、液晶パネル1bは方眼状に配置された正常画素6と、その中に発生した欠陥画素7とを有し、欠陥画素7にレーザビームが照射され、そこに表層変形部9aが加工(穴掘り加工に同じ)されている。ちなみに、表層変形部9aの直径は略15μmである。
なお、本発明におけるレーザは限定するものではく、たとえば、エキシマレーザを採用することができる。エキシマレーザは紫外線レーザであるが、出力が大きいため加工範囲を広げた面加工や、エネルギ強度分布の均一性が高いため、マウスを介して任意の形状を縮小投影した加工が可能である。特に、波長157ナノメートル(nm)のF2レーザになると石英やテフロン(登録商標)といった従来直接加工することが不可能であった材料(石英は吸収が低く、テフロン(登録商標)は結合エネルギが高い)に対しても吸収があるため、加工が可能になり、加工形状や加工深さの自由度が高い表層変形部が得られる。
(内部変質部の加工)
さらに、たとえば、フェムト秒レーザを用いて内部変質部の加工をすることができる。フェムト秒レーザは10-15秒オーダーのパルス幅を持つことと、それに伴いピークパワーが非常に高いことが特徴であるため、石英(波長800nmでは吸収が無い)に対して多光子吸収という通常とは異なる吸収メカニズムが発生し、加工が可能になる。そして、パルス幅が狭いことから、熱が拡散する前にレーザのエネルギ注入が終了し、熱影響のほとんど発生しない加工が可能となる。したがって、ガラス基板の内部にフェムト秒レーザの焦点を合わせて照射すれば、所定範囲に内部変質部を形成することができる。
さらに、たとえば、フェムト秒レーザを用いて内部変質部の加工をすることができる。フェムト秒レーザは10-15秒オーダーのパルス幅を持つことと、それに伴いピークパワーが非常に高いことが特徴であるため、石英(波長800nmでは吸収が無い)に対して多光子吸収という通常とは異なる吸収メカニズムが発生し、加工が可能になる。そして、パルス幅が狭いことから、熱が拡散する前にレーザのエネルギ注入が終了し、熱影響のほとんど発生しない加工が可能となる。したがって、ガラス基板の内部にフェムト秒レーザの焦点を合わせて照射すれば、所定範囲に内部変質部を形成することができる。
[実施形態2−液晶パネル(表層変形部を具備)]
図4は本発明の実施形態2に係る液晶パネルの実施例を模式的に示す断面図である。図4において、液晶パネル1aは表層変形部9aを有している。すなわち、対向基板5のガラス基板51に表層(表面から所定深さの範囲)で、欠陥画素7の光軸上に表層変形部9a(図中、断面三角形にて示す)が形成されている。
したがって、電源を投入(ON)した時、欠陥画素7を通過した光は、表層変形部9aにおいて反射したり、表層変形部9aから出射する方向が変更されたりするから、光の直進性が低して散乱している。また、表層変形部9aの周囲に後記内部変質部が形成されている場合には、光の直進性がさらに低している。
図4は本発明の実施形態2に係る液晶パネルの実施例を模式的に示す断面図である。図4において、液晶パネル1aは表層変形部9aを有している。すなわち、対向基板5のガラス基板51に表層(表面から所定深さの範囲)で、欠陥画素7の光軸上に表層変形部9a(図中、断面三角形にて示す)が形成されている。
したがって、電源を投入(ON)した時、欠陥画素7を通過した光は、表層変形部9aにおいて反射したり、表層変形部9aから出射する方向が変更されたりするから、光の直進性が低して散乱している。また、表層変形部9aの周囲に後記内部変質部が形成されている場合には、光の直進性がさらに低している。
このため、欠陥画素7を通過した光がスクリーン8の一点に集中しないから、輝点が目立たなくなる(実質的に黒点化されているに同じ)。一方、このとき、正常画素6では液晶が正常に機能するから、光は遮断され、スクリーン8は黒表示になっている。
よって、液晶パネル1aは欠陥画素7を有しながらも、欠陥画素7自体の修復(電圧を印加可能にする等)をすることなく、輝点が目立たなくなっているから、修復コストの削減や歩留まりの向上によって安価に製造され、かつ、良好な画像品質を提供する。
なお、表層変形部9aは対向基板5のガラス基板51の表面に形成されるものに限定するものではなく、TFT基板3のガラス基板31の表面に形成されるものも、同様の作用効果を奏する。また、表層変形部9aの形状や形成方法は限定するものではなく、たとえば、表面を荒らしたり(表面粗度を高めるに同じ)、実施形態1に示すようにレーザによって加工したりしてもよい。
よって、液晶パネル1aは欠陥画素7を有しながらも、欠陥画素7自体の修復(電圧を印加可能にする等)をすることなく、輝点が目立たなくなっているから、修復コストの削減や歩留まりの向上によって安価に製造され、かつ、良好な画像品質を提供する。
なお、表層変形部9aは対向基板5のガラス基板51の表面に形成されるものに限定するものではなく、TFT基板3のガラス基板31の表面に形成されるものも、同様の作用効果を奏する。また、表層変形部9aの形状や形成方法は限定するものではなく、たとえば、表面を荒らしたり(表面粗度を高めるに同じ)、実施形態1に示すようにレーザによって加工したりしてもよい。
[実施形態2−液晶パネル(内部変質部を具備)]
図5は本発明の実施形態2に係る液晶パネルの実施例を模式的に示す断面図である。図5において、液晶パネル1bは内部変質部9bを有している。すなわち、対向基板5のガラス基板51の内部で、欠陥画素7の光軸上に内部変質部9b(図中、円形にて示す)が形成されている。そして、かかる内部変質部9bは光の屈折率を変化させる領域であるから、電源を投入(ON)した時、欠陥画素7を通過した光は、内部変質部9bにおいて屈折し、進行方向を変更され散乱している。
図5は本発明の実施形態2に係る液晶パネルの実施例を模式的に示す断面図である。図5において、液晶パネル1bは内部変質部9bを有している。すなわち、対向基板5のガラス基板51の内部で、欠陥画素7の光軸上に内部変質部9b(図中、円形にて示す)が形成されている。そして、かかる内部変質部9bは光の屈折率を変化させる領域であるから、電源を投入(ON)した時、欠陥画素7を通過した光は、内部変質部9bにおいて屈折し、進行方向を変更され散乱している。
このため、液晶パネル1a(表層変形部9aを有している)と同様に、輝点が目立たなくなっている(実質的に黒点化されているに同じ)。よって、液晶パネル1bは製造コストが安価であり、かつ、良好な画像品質を提供する。
なお、内部変質部9bがTFT基板3のガラス基板31の内部に形成されるものも、同様の作用効果を奏する。また、内部変質部9bの形成方法は限定するものではなく、たとえば、実施形態1に示すようにレーザによって加工してもよい。
また、表層変形部または内部変質部は厳格に区別されるものではなく(両者をまとめて「加工痕」と称している)、表層変形部の周囲に内部変質部が形成される場合がある。
なお、内部変質部9bがTFT基板3のガラス基板31の内部に形成されるものも、同様の作用効果を奏する。また、内部変質部9bの形成方法は限定するものではなく、たとえば、実施形態1に示すようにレーザによって加工してもよい。
また、表層変形部または内部変質部は厳格に区別されるものではなく(両者をまとめて「加工痕」と称している)、表層変形部の周囲に内部変質部が形成される場合がある。
[実施形態3−プロジェクタ]
図6は本発明のの構成図である。図6において、プロジェクタ100は、照明光学系300と、色光分離光学系380と、リレー光学系390と、液晶パネル410R、410G、410Bと、クロスダイクロイックプリズム420と、投写レンズ600等を備えている。そして、液晶パネル410R、410G、410Bの1または2以上が、実施形態2に示す液晶パネル1aまたは1bの何れかであることを特徴とする。以下、プロジェクタ100の作用を簡単に説明する。
図6は本発明のの構成図である。図6において、プロジェクタ100は、照明光学系300と、色光分離光学系380と、リレー光学系390と、液晶パネル410R、410G、410Bと、クロスダイクロイックプリズム420と、投写レンズ600等を備えている。そして、液晶パネル410R、410G、410Bの1または2以上が、実施形態2に示す液晶パネル1aまたは1bの何れかであることを特徴とする。以下、プロジェクタ100の作用を簡単に説明する。
(照明光学系)
照明光学系300は、ランプ装置310、第1レンズアレイ330と、第2レンズアレイ340と、偏光変換素子アレイ360と、重畳レンズ370とを備え、液晶パネル410R、410G、410Bの画像形成領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ照明光学系である。
まず、発光管311からの出射光は直接または反射鏡312によって反射されて、凹レンズ320に入り光の進行方向が照明光学系300の光軸とほぼ平行に調整される。平行化された光は、第1レンズアレイ330の各小レンズ331に入射し、小レンズ331の数に応じた複数の部分光束に分割される。さらに、第1レンズアレイ330を出た各部分光束は、その各小レンズ331にそれぞれ対応した小レンズ341を有してなる第2レンズアレイ340に入射する。
そして、第2レンズアレイ340からの出射光は、光の偏向方向を同じ種類の直線偏光光に揃える偏光変換素子アレイ360に入射する。そして、偏光変換素子アレイ360で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は重畳レンズ370に入り、そこで液晶パネル410R、410G、410Bに入射する各部分光束が、対応するパネル面上で重さなり合うように調整される。
照明光学系300は、ランプ装置310、第1レンズアレイ330と、第2レンズアレイ340と、偏光変換素子アレイ360と、重畳レンズ370とを備え、液晶パネル410R、410G、410Bの画像形成領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ照明光学系である。
まず、発光管311からの出射光は直接または反射鏡312によって反射されて、凹レンズ320に入り光の進行方向が照明光学系300の光軸とほぼ平行に調整される。平行化された光は、第1レンズアレイ330の各小レンズ331に入射し、小レンズ331の数に応じた複数の部分光束に分割される。さらに、第1レンズアレイ330を出た各部分光束は、その各小レンズ331にそれぞれ対応した小レンズ341を有してなる第2レンズアレイ340に入射する。
そして、第2レンズアレイ340からの出射光は、光の偏向方向を同じ種類の直線偏光光に揃える偏光変換素子アレイ360に入射する。そして、偏光変換素子アレイ360で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は重畳レンズ370に入り、そこで液晶パネル410R、410G、410Bに入射する各部分光束が、対応するパネル面上で重さなり合うように調整される。
(光変調装置)
重畳レンズ370を出た光は、反射ミラー372で反射された後、色光分離光学系380に入射する。色光分離光学系380は、照明光学系300から射出された光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する光学系であり、ダイクロイックミラー382、386と、反射ミラー384とを備える。第1ダイクロイックミラー382は、重畳レンズ370から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。
赤色光成分は、第1ダイクロイックミラー382を透過して反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400Rを通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。
緑色光成分(第1ダイクロイックミラー382で反射された青色光成分および緑色光成分のうちの緑色光成分)は、第2ダイクロイックミラー386で反射され、フィールドレンズ400Gを通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。
重畳レンズ370を出た光は、反射ミラー372で反射された後、色光分離光学系380に入射する。色光分離光学系380は、照明光学系300から射出された光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する光学系であり、ダイクロイックミラー382、386と、反射ミラー384とを備える。第1ダイクロイックミラー382は、重畳レンズ370から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。
赤色光成分は、第1ダイクロイックミラー382を透過して反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400Rを通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。
緑色光成分(第1ダイクロイックミラー382で反射された青色光成分および緑色光成分のうちの緑色光成分)は、第2ダイクロイックミラー386で反射され、フィールドレンズ400Gを通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。
青色光成分は、第2ダイクロイックミラー386を透過し、リレー光学系390に入射する。リレー光学系390は、色光分離光学系380のダイクロイックミラー386を透過した青色光を液晶パネル410Bまで導く機能を有する光学系であり、入射側レンズ392と、リレーレンズ396と、反射ミラー394、398とを備える。すなわち、青色光成分は、入射側レンズ392、反射ミラー394、リレーレンズ396、及び反射ミラー398を通り、さらにフィールドレンズ400Bを通って青色光用の液晶パネル410Bに達する。なお、青色光にリレー光学系390が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するため、つまり、入射側レンズ392に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ400Bに伝えるためである。また、リレー光学系390は、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。
続いて、3つの液晶パネル410R、410G、410Bが、そこに入射した各色光を与えられた画像情報に従って変調し、各色光の画像を形成する。なお、液晶パネル410R、410G、410Bの光入射面側および光出射面側には、通常、偏光板が設けられている。なお、液晶パネル410R、410G、410Bの少なくとも1枚は、前述のように前記加工痕を具備する液晶パネル1a(欠陥画素に相当する位置に表層変形部を具備する)または液晶パネル1b(欠陥画素に相当する位置に内部変質部を具備する)の一方である。
そして、液晶パネル410R、410G、410Bから射出された各色光の変調光は、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム420に入射する。クロスダイクロイックプリズム420には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成される。
そして、液晶パネル410R、410G、410Bから射出された各色光の変調光は、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム420に入射する。クロスダイクロイックプリズム420には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成される。
(投写レンズ)
最後に、クロスダイクロイックプリズム420から射出されたカラー画像が、投写レンズ600によってスクリーン上に拡大投写される。
したがって、プロジェクタ100によれば、液晶パネル410R、410G、410Bの少なくとも1枚が、前述の液晶パネル1aまたは1bの何れかであるから、製造コストが安価であって、スクリーン上には輝点が目立たない良好な投写画像が提供される。
最後に、クロスダイクロイックプリズム420から射出されたカラー画像が、投写レンズ600によってスクリーン上に拡大投写される。
したがって、プロジェクタ100によれば、液晶パネル410R、410G、410Bの少なくとも1枚が、前述の液晶パネル1aまたは1bの何れかであるから、製造コストが安価であって、スクリーン上には輝点が目立たない良好な投写画像が提供される。
[実施形態4−リアプロジェクションテレビ]
図7は本発明の実施形態4に係るリアプロジェクションテレビを模式的に説明する側面視の断面図である。図7おいて、リアプロジェクションテレビ200(以下「リアプロ200」と称す)は、筐体201と、筐体201内に収容された投写エンジン202(プロジェクタに同じ)と、投写エンジン202から投写された投写光を反射するミラー203と、ミラー203によって反射された投写光が入射する透過型スクリーン204とを有している。
そして、投写エンジン202が、実施形態3に示すプロジェクタ100に同じ、すなわち、実施形態2に示す液晶パネル1aまたは1bの何れかを具備することを特徴とする。
このとき、リアプロ200によれば、投写エンジン202が前述の液晶パネル1aまたは1bの何れかを具備するから、製造コストが安価であって、透過型スクリーン204には輝点が目立たない良好な投写画像が提供される。
図7は本発明の実施形態4に係るリアプロジェクションテレビを模式的に説明する側面視の断面図である。図7おいて、リアプロジェクションテレビ200(以下「リアプロ200」と称す)は、筐体201と、筐体201内に収容された投写エンジン202(プロジェクタに同じ)と、投写エンジン202から投写された投写光を反射するミラー203と、ミラー203によって反射された投写光が入射する透過型スクリーン204とを有している。
そして、投写エンジン202が、実施形態3に示すプロジェクタ100に同じ、すなわち、実施形態2に示す液晶パネル1aまたは1bの何れかを具備することを特徴とする。
このとき、リアプロ200によれば、投写エンジン202が前述の液晶パネル1aまたは1bの何れかを具備するから、製造コストが安価であって、透過型スクリーン204には輝点が目立たない良好な投写画像が提供される。
以上のように本発明の液晶パネルの製造方法、欠陥画素が生じた場合であっても、輝点欠陥を黒点化(リペア)することができる液晶パネルの製造方法として広く利用することが可能であり、これによってリペアされた液晶パネルは各種光学装置に装備されて広く利用することができる。
1a:液晶パネル、1b:液晶パネル、1c:液晶パネル、2:偏光板、3:TFT基板、4:液晶、5:対向基板、6:正常画素、7:欠陥画素、8:スクリーン、9a:表層変形部、9b:内部変質部、31:ガラス基板、33:画素電極、34:ポリイミド配向膜、41:ガラス基板、51:ガラス基板、52:ブラックマスク、53:対向電極、54:ポリイミド配向膜、91:テーブル、92:アライメントカメラ、93:レーザ発振器、94:ミラー、95:レンズ、100:プロジェクタ、200:リアプロジェクションテレビ、201:筐体、202:投写エンジン、203:ミラー、204:透過型スクリーン、300:照明光学系、380:色光分離光学系、390:リレー光学系、410B:液晶パネル、410G:液晶パネル、410R:液晶パネル、600:投写レンズ
Claims (6)
- TFT基板と、対向基板と、該TFT基板と該対向基板とに挟まれた液晶とを具備する液晶パネルの製造方法であって、
前記液晶パネルに光を照射して輝点欠陥の有無を検査する工程と、
輝点欠陥が検出された場合、輝点欠陥の位置を特定する工程と、
前記特定された輝点欠陥の発生位置に該当する前記TFT基板または前記対向基板の一部分に向けてレーザを照射する工程とを有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。 - TFT基板と、対向基板と、該TFT基板と該対向基板とに挟まれた液晶とを有する液晶パネルであって、
前記TFT基板または前記対向基板の一方に、欠陥画素に相当する位置に、光の直進性を低下させる加工痕を有することを特徴とする液晶パネル。 - 前記加工痕が、前記TFT基板または前記対向基板の具備するガラス基板の表層変形部であることを特徴とする請求項2記載の液晶パネル。
- 前記加工痕が、前記TFT基板または前記対向基板の具備するガラス基板の内部変質部であることを特徴とする請求項2または3記載の液晶パネル。
- 照明光学系と、色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成する光変調装置と、その画像を投写する投写レンズとを有するプロジェクタであって、
前記光変調装置が請求項2乃至4の何れかに記載の液晶パネルを備えることを特徴とするプロジェクタ。 - 照明光学系と、色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成する光変調装置と、その画像を投写する投写レンズと、投写された画像が表示されるスクリーンとを有するリアプロジェクションテレビであって、
前記光変調装置が請求項2乃至4の何れかに記載の液晶パネルを備えることを特徴とするリアプロジェクションテレビ。
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JP2004163159A JP2005345602A (ja) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | 液晶パネルの製造方法および液晶パネル、並びにプロジェクタおよびリアプロジェクションテレビ |
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-
2004
- 2004-06-01 JP JP2004163159A patent/JP2005345602A/ja not_active Withdrawn
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