JP2006322973A - 画像表示パネルの修復方法 - Google Patents

Abstract

【課題】修復個所にエネルギーの安定したレーザ光を照射できる画像表示パネルの修復方法を提供する。
【解決手段】画像表示パネルの修復方法は、画素に欠陥が生じているかどうか検査し、検査した画素に欠陥が生じている場合、円偏光のレーザ光を第１偏光板または第２偏光板の外側から欠陥が生じている画素の修復個所に向けて照射し、欠陥が生じている画素を修復する。
【選択図】図７

Description

この発明は、画像表示装置の修復方法に関し、特に、偏光板を備えた画像表示装置をレーザ光を照射して修復する画像表示装置の修復方法に関する。

近年、画像表示を行う画像表示装置として、例えば液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は画像表示パネルとしての液晶表示パネルを備えている。液晶表示パネルはガラス基板を有したアレイ基板を備えている。ガラス基板上には、複数の信号線及び複数の走査線が交差して配設され、信号線及び走査線で囲まれた領域には画素がそれぞれ形成されている。

各画素は、信号線及び走査線の各交差部に設けられたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、このＴＦＴに接続された画素電極と、この画素電極に接続された補助容量素子とを有している。補助容量素子は、走査線に平行な補助容量線と、この補助容量線に絶縁膜を介して重なった補助容量電極とを有し、補助容量電極は画素電極と接続されている。

また、液晶表示パネルは、他のガラス基板上に対向電極等を形成した対向基板を備えている。所定の隙間を保持して対向配置されたアレイ基板及び対向基板の間には液晶層が狭持されている。アレイ基板及び対向基板の外面にはそれぞれ偏光板が備えられている。

上記のように構成された液晶表示パネルは、大量のデータを表示するため、非常に多くの画素を必要としている。例えば、パーソナルコンピュータに用いられる液晶表示パネルの画面は、複数の画素で構成されている。各画素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色のいずれか１色を有している。そのため、液晶表示パネルの代表的な画素数は数百万になる。昨今では、画像表示に対する要求は年々高度なものになり、画像表示の際、画素の不良で生じる点欠陥が無いもの（少ないもの）が要求されている。この点欠陥の画素は、例えば、補助容量線と補助容量電極とのショートに起因している。

上記した点欠陥の画素を修復するため、点欠陥の画素にレーザ光を照射している（例えば、特許文献１参照）。点欠陥の画素を修復するため、レーザ光を点欠陥の画素に対し偏光板を透過させて照射している。上記した場合、レーザ光を照射してショートした補助容量電極と画素電極とを切り離すことにより、点欠陥の画素の修復が可能となる。
特開２００３−２９２２７号公報

しかしながら、レーザ光は直線偏光であるため、上記したようにレーザ光が偏光板を透過する場合、レーザ光の直線偏光の方向と偏光板の透過容易軸の方向とが一致しない場合がある。レーザ光の直線偏光の方向と偏光板の透過容易軸の方向とが一致しなければ偏光板を透過したレーザ光にエネルギーロスが発生するため、修復に必要なレーザ光エネルギーが得られない恐れがある。十分なエネルギーが得られない場合、ショートした補助容量電極と画素電極とを切り離すこと等が困難となる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、修復個所にエネルギーの安定したレーザ光を照射できる画像表示パネルの修復方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る画像表示パネルの修復方法は、
第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板及び第２基板間に設けられた複数の画素と、前記第１基板の外面に設けられた第１偏光板と、前記第２基板の外面に設けられた第２偏光板とを備えた画像表示パネルの修復方法において、
前記画素に欠陥が生じているかどうか検査し、
前記検査した画素に欠陥が生じている場合、円偏光のレーザ光を前記第１偏光板または第２偏光板の外側から前記欠陥が生じている画素の修復個所に向けて照射し、前記欠陥が生じている画素を修復することを特徴としている。

また、本発明の他の態様に係る画像表示パネルの修復方法は、
基板および前記基板上にマトリクス状に形成された複数の画素を有した画像表示パネルと、前記画像表示パネルに設けられた偏光板とを備えた画像表示パネルの修復方法において、
前記画素に欠陥が生じているかどうか検査し、
前記検査した画素に欠陥が生じている場合、円偏光のレーザ光を前記偏光板の外側から前記欠陥が生じている画素の修復個所に向けて照射し、前記欠陥が生じている画素を修復することを特徴としている。

この発明によれば、修復個所にエネルギーを安定させてレーザ光を照射できる画像表示パネルの修復方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明に係る画像表示パネルの修復方法を液晶表示パネルの修復方法に適用した実施の形態について詳細に説明する。始めに、液晶表示パネル１の構成について説明する。

図１に示すように、液晶表示パネル１は、アレイ基板２と、このアレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置されている対向基板３と、これら両基板間に狭持された液晶層４とを備えている。液晶表示パネル１は、アレイ基板２及び対向基板３に重なった表示領域Ｒを有している。アレイ基板２及び対向基板３は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板５ｂａ、５ｂをそれぞれ備えている。

図２に示すように、表示領域Ｒにおいて、ガラス基板５ａ上には画素部１１が形成されている。表示領域Ｒの外側において、ガラス基板５ａ上には走査線駆動回路１２、信号線駆動回路１３及び補助容量線駆動回路１４が形成されている。画素部１１において、ガラス基板５ａ上には、複数の走査線１５及びこれら走査線に直交した複数の信号線１６が配置されている。ガラス基板５ａ上には、走査線１５に平行な複数の補助容量線１７が形成されている。この実施の形態において、隣接する２本の信号線１６及び２本の補助容量線１７で囲まれた各領域には画素１８が形成されている。これらの画素１８はマトリクス状に配置されている。

次に、画素１８を１つ取り出して詳述する。
図３及び図４に示すように、画素１８は、画素電極２１、この画素電極に接続されたスイッチング素子としてのＴＦＴ２２及び補助容量素子２３を有している。

図３、図４及び図５に示すように、ガラス基板５ａ上には半導体膜３１が形成され、ガラス基板及び半導体膜上にはゲート絶縁膜３２が形成されている。半導体膜３１と重なった各々の領域において、ゲート絶縁膜３２上には、走査線１５の一部を延出したゲート電極３３が形成されている。ゲート絶縁膜３２及びゲート電極３３上には層間絶縁膜３５が形成されている。

層間絶縁膜３５上には信号線１６及びコンタクト配線３８が形成され、これら信号線及びコンタクト配線はゲート絶縁膜３２及び層間絶縁膜一部を貫通して半導体膜３１にそれぞれ接続されている。ここで、信号線１６は半導体膜３１のソース領域ＲＳに接続され、コンタクト配線３８は半導体膜３１のドレイン領域ＲＤに接続されている。

次いで、補助容量素子２３について説明する。図３及び図４に示すように、補助容量線１７及び補助容量電極４１は補助容量素子２３を形成している。

図３、図４及び図６に示すように、ガラス基板５ａ上に形成されたゲート絶縁膜３２上には、導電材料として、例えばアルミニウムにより、補助容量線１７が形成されている。ゲート絶縁膜３２及び補助容量線１７上には層間絶縁膜３５が形成されている。

補助容量素子２３において、層間絶縁膜３５上には、補助容量線１７に重なった補助容量電極４１と、この補助容量電極に接続された接続配線４４とが形成されている。接続配線４４は、補助容量素子２３及び画素電極２１を接続するとともに切断可能に形成されている。

上記した補助容量電極４１、接続配線４４、コンタクト配線３８及び信号線１６は、同一の導電膜で形成されている。補助容量電極４１、接続配線４４及びコンタクト配線３８は一体に形成されている。

図５及び図６に示すように、ＴＦＴ２２及び補助容量素子２３が形成されたガラス基板５ａ上には、赤色、緑色及び青色の複数の着色層５１が形成されている。着色層５１上には複数の画素電極２１が形成されている。画素電極２１は、隣接する２本の信号線１６及び２本の補助容量線１７に周縁を重ねて形成されている。着色層５１及び画素電極２１上には配向膜５２が形成されアレイ基板２を形成している。図５及び図６に示すように、ガラス基板５ｂ上には対向電極６１及び配向膜６２が順次形成され、対向基板３を形成している。

図１に示すように、アレイ基板２及び対向基板３間の隙間はスペーサとして、例えば柱状スペーサ６により保持されている。アレイ基板２及び対向基板３は、これら両基板の周縁部に配置されたシール材７により接合されている。液晶表示パネル１は、アレイ基板２の外面に配置された第１偏光板８ａと、対向基板３の外面に配置された第２偏光板８ｂとを有している。液晶表示パネル１は、第１偏光板８ａを覆った第１保護フィルム９ａと、第２偏光板８ｂを覆った第２保護フィルム９ｂとを有している。なお、液晶表示パネル１に図示しないバックライトユニット等を取付けることで液晶表示装置が完成する。

次に、上記のように形成された液晶表示パネル１の修復装置７０について説明する。この修復装置７０は、アレイ基板２の外面に第１偏光板８ａ及び第１保護フィルム９ａを、対向基板３の外面に第２偏光板８ｂ及び第２保護フィルム９ｂをそれぞれ設けた後、画素１８に欠陥が生じている場合に欠陥の画素を修復（リペア）するための装置である。

図７に示すように、修復装置７０は、リペア対象である液晶表示パネル１を支持するステージ７１と、このステージを液晶表示パネルの面の一方向（互いに直交する第１方向Ｘまたは第２方向Ｙ）に移動させることができるリペア制御用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）７２と、リペア制御用ＰＣ７２の制御によって液晶表示パネルに駆動電圧を与える駆動回路ユニット７３と、リペア制御用ＰＣ７２によって制御され、ステージが移動する方向と直交する方向に移動可能なレーザユニット７４と、このレーザユニット７４が取得した画像データを表示可能な画像モニタ７５とを有している。なお、修復装置７０は、ステージ７１が全く移動せずに、レーザユニット７４が第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに移動するように構成しても良い。

レーザユニット７４は光学系としての対物レンズ７６等複数の対物レンズを有している。レーザユニット７４はレーザフラッシュランプを備えた光源７７を有している。なお、光源７７は、レーザロッドを励起させるため、フラッシュランプの換わりにＬＤ（laser diode）を用いて励起させても良い。レーザユニット７４は、基本波（例えば、波長１０６４ｎｍ）のレーザ光の他、第２高調波（５３２ｎｍ）等のレーザ光を対物レンズ７６等から照射することができる。レーザユニット７４はλ／４波長板７８を有しているため、対物レンズ７６等から円偏光のレーザ光を照射することができる。

修復装置７０は、ステージ７１に対して対物レンズ７６等の反対側に配置された光源としての透過光源８１を有している。透過光源８１はレーザ光が放出される対物レンズ（対物レンズ７６等）と対向配置されている。

レーザユニット７４はＣＣＤカメラ７９を有している。透過光源８１は液晶表示パネル１に向けて光を放出するため、レーザユニット７４によって取得される画素１８（レーザ光照射個所）の画像の情報はＣＣＤカメラ７９を介して画像モニタ７５に伝送される。このため、画像モニタ７５はレーザ照射個所の画像を表示することができる。

次に、液晶表示パネル１の画素１８に欠陥が生じているかどうか検査した後、検査した画素に欠陥が生じている場合に上記したように構成された修復装置７０を用いて欠陥の画素を修復する修復（リペア）方法について説明する。

まず、処理対象としての液晶表示パネル１を用意する。図８に示すように、この実施の形態において、液晶表示パネル１の１つ又は複数の画素１８の補助容量線１７及び補助容量電極４１間にショートが発生している場合について説明する。補助容量線１７及び補助容量電極４１間のショートは例えば補助容量線１７が隆起したり、図示せぬ異物が両者間に生じることにより生じる。補助容量線１７及び補助容量電極４１間にショートが発生した画素１８は、常時、明表示又は黒色表示となり、欠陥の画素となる。

次に、液晶表示パネル１を搬送し、この液晶表示パネルをステージ７１上に配置する。このとき、第２偏光板８ｂが対物レンズ７６に対向するように液晶表示パネルを配置する。その後、透過光源８１を点灯させて液晶表示パネルに光を放出する。すると、欠陥の画素１８は良好な画素の表示色と異なる。欠陥の画素１８は例えば目視により検出できるため、欠陥の画素の有無を検査することができる。

次いで、ステージ７１を移動させて欠陥の画素１８と対物レンズ７６とを対向させ、この対物レンズを介して取得される欠陥の画素の画像を画像モニタ７５に表示させる。続いて、レーザユニット７４を用い、第２保護フィルム９ｂの外側から対物レンズ７６を介して修復個所に、例えば基本波のレーザ光を照射する。この実施の形態で、修復個所とは、欠陥の画素１８の接続配線４４である。

レーザユニット７４はλ／４波長板７８を有しているため、対物レンズ７６からは、円偏光のレーザ光が放出される。この円偏光のレーザ光は、レーザユニット７４が出力する直線偏光のレーザ光がλ／４波長板７８を透過することにより得られる。円偏光のレーザ光は、第２偏光板８ｂを透過することにより直線偏光のレーザ光となるため、直線偏光のレーザ光が接続配線４４に照射される。

これにより、図９に示すように、接続配線４４に切断部４７が形成され、補助容量素子２３と画素電極２１とが切り離される。そのため、ショートした補助容量素子２３からの不所望な電荷の流入またはショートした補助容量素子２３への不所望な電荷の流出を無くすことができ、欠陥が生じている画素１８は修復される。欠陥が生じている画素１８が複数存在する場合は、複数の欠陥の画素にそれぞれ上記したようにレーザ光を照射すれば良い。

ここで、本願発明者は、λ／４波長板７８を設けて形成された修復装置７０と、λ／４波長板を設けずに形成された修復装置とをそれぞれ用いてレーザ光を照射して第２偏光板８ｂを透過させ、この第２偏光板を透過したレーザ光のエネルギーを測定した。

図１０に示すように、レーザ光のエネルギーを測定する場合は、透過光源８１の代わりに検出器８２を設けて修復装置７０を形成した。第２偏光板８ｂは、その透過容易軸の方向が第１方向Ｘ（θ＝０°）と平行になるように配置されている。レーザ光のエネルギーを測定する際は、第２偏光板８ｂを、その透過容易軸の方向が第２方向Ｙ（θ＝９０°）と平行になるまで１０°毎に回転させ、１０°回転する毎にレーザ光を照射して測定した。

まず、λ／４波長板７８を設けて形成された修復装置７０を用いた場合について説明する。図１０及び図１１に示すように、対物レンズ７６から放出されるレーザ光は円偏光のレーザ光であるため、検出器８２は常に第２偏光板８ｂを透過した直線偏光のレーザ光を検出することができる。検出器８２でレーザ光のエネルギーを測定したところ、折れ線Ｌ１で示すように、θ＝０°ないし９０°で、１５０μＪ程度の安定したエネルギーが得られた。また、上記得られたレーザ光のエネルギーは修復に必要なレーザ光のエネルギー帯域ＢＲ内であった。

次に、λ／４波長板７８を設けずに形成された修復装置７０を用いた場合について説明する。対物レンズ７６から放出されるレーザ光は直線偏光のレーザ光である。このため、検出器８２は、直線偏光の方向と、第２偏光板８ｂの透過容易軸の方向とが平行である場合（θ＝０°）に第２偏光板を透過した直線偏光のレーザ光を検出することができる。しかしながら、直線偏光の方向と、第２偏光板８ｂの透過容易軸の方向とが直交している場合（θ＝９０°）、レーザ光は第２偏光板を透過しないため、検出器８２はレーザ光を検出することができない。検出器８２でレーザ光のエネルギーを測定したところ、折れ線Ｌ２で示すように、不安定なエネルギーが得られ、θ＝６０°ないし９０°では修復に必要なレーザ光のエネルギーが得られなかった。

以上のように構成された、液晶表示パネル１の修復方法によれば、補助容量線１７及び補助容量電極４１間のショートによる欠陥の画素が有る場合、λ／４波長板７８を透過させた円偏光のレーザ光は第２保護フィルム９ｂの外側から接続配線４４に照射されている。円偏光のレーザ光は常に第２偏光板８ｂを透過し、透過したレーザ光は直線偏光のレーザ光として接続配線４４に照射することができる。

このため、第２偏光板８ｂの透過容易軸の方向がいかなる方向を向いている場合であっても、第２偏光板を透過することによるレーザ光のエネルギー損失が抑制され、接続配線４４にエネルギーの安定したレーザ光を照射することができ、欠陥の画素の修復を常に良好に行うことができる。

第２偏光板８ｂを覆う第２保護フィルム９ｂは、面内の偏光特性が均一でないため、第２保護フィルム９ｂを透過した直線偏光のレーザ光のエネルギー損失は大きくなってしまう。この場合、高出力タイプのレーザを用いても欠陥の画素の修復に必要なレーザ光のエネルギーが得られない恐れがある。また、レーザ光が第２偏光板８ｂを透過し過ぎると、液晶表示パネルへ与えるダメージが大きすぎることになり、液晶表示パネルそのものが不良となる恐れがある。なお、レーザ光のエネルギーが得られたとしても高出力タイプのレーザは高価であり、光源７７のレーザフラッシュランプの寿命が短い欠点がある。しかしながら、第２保護フィルム９ｂを円偏光のレーザ光が透過するため、エネルギー損失が抑制され、高出力タイプのレーザを用いることなく欠陥の画素の修復に必要なレーザ光のエネルギーを得ることができる。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、補助容量線１７及び補助容量電極４１間のショートによる欠陥のため、修復個所が接続配線４４であったが、欠陥はこれに限らず、欠陥個所に応じた修復個所にレーザ光を照射すれば良い。λ／４波長板７８は対物レンズ（対物レンズ７６等）のレーザ光放出口に対向した位置に配置しても良く、液晶表示パネル１に円偏光のレーザ光を照射できるように配置されていれば良い。円偏光のレーザ光は、第１保護フィルム９ａまたは第２保護フィルム９ｂの外側から欠陥が生じている画素１８の修復個所に向けて照射すれば良い。

この発明は、液晶表示パネル１の修復方法に限定されることなく、偏光板を備えた有機ＥＬ表示パネルの修復方法等、偏光板を備えた画像表示パネルの修復方法にも適用することができる。

本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの修復方法によって修復される対象の液晶表示パネルの断面図。 図１に示したアレイ基板の平面図。 図１及び図２に示したアレイ基板の一部を拡大して示す平面図。 図３に示したアレイ基板の等価回路図。 図３に示した液晶表示パネルの線Ａ−Ａ断面図。 図３に示した液晶表示パネルの線Ｂ−Ｂ断面図。 本発明の実施の形態に係る液晶表示パネルの修復装置を示す概略構成図。 図３及び図６に示した接続配線にレーザ光が照射されている状態を示す液晶表示パネルの断面図。 上記接続配線が切断されて修復された画素を示す平面図。 レーザ光のエネルギーの測定に用いる上記液晶表示パネルの修復装置。 第２偏光板の角度に対するレーザ光のエネルギーの変化をグラフで示した図。

符号の説明

１…液晶表示パネル、２…アレイ基板、３…対向基板、４…液晶層、８ａ…第１偏光板、８ｂ…第２偏光板、９ａ…第１保護フィルム、９ｂ…第２保護フィルム、１８…画素、２３…補助容量素子、４４…接続配線、７０…修復装置、７４…レーザユニット、７８…λ／４波長板、Ｒ…表示領域。

Claims (4)

1. 第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板及び第２基板間に設けられた複数の画素と、前記第１基板の外面に設けられた第１偏光板と、前記第２基板の外面に設けられた第２偏光板とを備えた画像表示パネルの修復方法において、
   前記画素に欠陥が生じているかどうか検査し、
   前記検査した画素に欠陥が生じている場合、円偏光のレーザ光を前記第１偏光板または第２偏光板の外側から前記欠陥が生じている画素の修復個所に向けて照射し、前記欠陥が生じている画素を修復することを特徴とする画像表示パネルの修復方法。
2. 直線偏光のレーザ光をλ／４波長板を透過させて前記円偏光のレーザ光とし、この円偏光のレーザ光を前記修復個所に向けて照射することを特徴とする請求項１に記載の画像表示パネルの修復方法。
3. 基板および前記基板上にマトリクス状に形成された複数の画素を有した画像表示パネルと、前記画像表示パネルに設けられた偏光板とを備えた画像表示パネルの修復方法において、
   前記画素に欠陥が生じているかどうか検査し、
   前記検査した画素に欠陥が生じている場合、円偏光のレーザ光を前記偏光板の外側から前記欠陥が生じている画素の修復個所に向けて照射し、前記欠陥が生じている画素を修復することを特徴とする画像表示パネルの修復方法。
4. 直線偏光のレーザ光をλ／４波長板を透過させて前記円偏光のレーザ光とし、この円偏光のレーザ光を前記修復個所に向けて照射することを特徴とする請求項３に記載の画像表示パネルの修復方法。

Images