JP2017054049A - 表示装置とその輝度欠陥修正方法及び輝度欠陥修正装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】輝点欠陥に起因した表示品位の低下を抑えることができる表示装置とその製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】ＴＦＴ基板ＳＵＢ１は、ガラス基板ＧＢ１と、ガラス基板ＧＢ１に形成されたゲート線ＧＬ、データ線ＤＬ、画素電極ＰＩＴ及び共通電極ＣＩＴと、を備え、ＣＦ基板ＳＵＢ２は、ガラス基板ＧＢ２と、ガラス基板ＧＢ２に形成されたカラーフィルタＣＦ及びブラックマトリクスＢＭと、を備え、ガラス基板ＧＢ２の内部に、光の透過量を減少させる複数の減光領域２０からなる減光部１０が形成されており、減光部１０は、平面的に見て、輝度欠陥が生じる領域を覆うように形成されている。【選択図】図５
Description
本発明は、表示装置とその輝度欠陥修正方法及び輝度欠陥修正装置に関するものである。
各種表示装置のうち、例えば液晶表示装置は、画素電極と共通電極との間に発生する電界を、一対の基板に挟持される液晶層に印加して液晶を駆動させることにより、画素電極と共通電極との間の領域を透過する光の量を調整して画像表示を行う。
従来、例えば液晶表示装置において、画素の表示輝度が所望の輝度よりも高くなる、所謂、輝点欠陥（画素欠陥ともいう。）の問題が知られている。輝点欠陥は、例えば、液晶表示装置の製造工程において一対の基板間に異物が混入し、この異物によって、液晶の配向が乱されたり、画素電極と共通電極とが短絡したりすることにより生じる。
上記輝点欠陥を修正する方法が、例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１の方法では、異物の周縁部分の共通電極にレーザを照射して、異物が接触する共通電極を他の回路から分離させている。
特許文献１の方法では、異物の周縁部分の共通電極にレーザを照射して、異物が接触する共通電極を他の回路から分離させている。
しかしながら、特許文献１の方法では、レーザを共通電極に照射して共通電極を破壊させているため、破壊時に電極材料が飛散したり、熱エネルギーが他の回路に悪影響を及ぼしたりする問題が生じ得る。このため、従来の方法では、特に高精細化した近年の表示装置において、周辺回路を破壊することにより周辺画素の表示精度が低下する場合があり、輝点欠陥に起因した表示品位を向上できたとしても表示装置全体の表示品位を維持させることは困難である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示装置全体の表示品位を維持しながら輝点欠陥に起因した表示品位の低下を抑えることができる表示装置とその製造方法及び製造装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、第１ガラス基板と第２ガラス基板の少なくとも一方の基板の内部に光の透過量を減少させる減光部を形成し、かつ、減光部は輝度欠陥が生じる領域を覆うように配置し、減光部が多数の光の透過量が減少された領域を平面的に配列するものである。
これにより、表示装置における輝点欠陥の発生を抑制することができる。
本発明は、複数の減光領域から成る減光部を表示装置内に形成することで、表示装置内に混入した異物による偏光の乱れにより表示装置の表示光量（バックライトからの透過光量）の制御ができずに生じる表示品質（輝点欠陥）の低下を抑えることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
以下の実施形態では、液晶表示装置を例に挙げるが、本発明に係る表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ表示装置等であってもよい。
以下の実施形態では、液晶表示装置を例に挙げるが、本発明に係る表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ表示装置等であってもよい。
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。
液晶表示装置ＬＣＤは、画像を表示する表示パネルＤＰと、表示パネルＤＰを駆動する駆動回路（データ線駆動回路３０、ゲート線駆動回路３１）と、駆動回路を制御する制御回路（図示せず）と、表示パネルＤＰに背面側から光を照射するバックライト（図示せず）とを含んでいる。
液晶表示装置ＬＣＤは、画像を表示する表示パネルＤＰと、表示パネルＤＰを駆動する駆動回路（データ線駆動回路３０、ゲート線駆動回路３１）と、駆動回路を制御する制御回路（図示せず）と、表示パネルＤＰに背面側から光を照射するバックライト（図示せず）とを含んでいる。
図２は、表示パネルＤＰの一部の構成を示す平面図である。図３は、図２のＡ１−Ａ２線で切断した断面図である。なお、図２及び図３では、１つの画素Ｐを示している。
表示パネルＤＰは、背面側に配置される薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１（以下、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１という。）と、表示面側に配置され、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１に対向するラーフィルタ基板ＳＵＢ２（以下、ＣＦ基板ＳＵＢ２という。）と、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２の間に挟持される液晶層ＬＣと、を含んでいる。ＴＦＴ基板ＳＵＢ１は第１基板であり、ＣＦ基板ＳＵＢ２は第２基板である。
表示パネルＤＰは、背面側に配置される薄膜トランジスタ基板ＳＵＢ１（以下、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１という。）と、表示面側に配置され、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１に対向するラーフィルタ基板ＳＵＢ２（以下、ＣＦ基板ＳＵＢ２という。）と、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２の間に挟持される液晶層ＬＣと、を含んでいる。ＴＦＴ基板ＳＵＢ１は第１基板であり、ＣＦ基板ＳＵＢ２は第２基板である。
ＴＦＴ基板ＳＵＢ１には、列方向に延在する複数のデータ線ＤＬと、行方向に延在する複数のゲート線ＧＬとが形成され、複数のデータ線ＤＬと複数のゲート線ＧＬとのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている。また、隣り合う２本のデータ線ＤＬと隣り合う２本のゲート線ＧＬとにより囲まれる矩形領域が、１つの画素Ｐとして規定される。画素Ｐは、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１において、マトリクス状に複数配置されている。
画素Ｐには、スズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透光性導電膜からなる画素電極ＰＩＴ（表示用電極）が形成されている。図２に示すように、画素電極ＰＩＴは、開口部３２（例えばスリット）を有し、ストライプ状に形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート絶縁膜ＧＳＮ（図３参照）上に、非晶質シリコン（ａＳｉ）からなる半導体層ＳＥＭが形成され、半導体層ＳＥＭ上にドレイン電極ＤＭ及びソース電極ＳＭが形成されている（図２参照）。ドレイン電極ＤＭは、データ線ＤＬに電気的に接続されている。ソース電極ＳＭと画素電極ＰＩＴとは、コンタクトホールＣＯＮＴを介して互いに電気的に接続されている。
画素Ｐを構成する各部の積層構造は、図３の構成に限定されるものではなく、周知の構成を適用することができる。例えば図３に示す構成では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１において、ガラス基板ＧＢ１上にゲート線ＧＬ（図２参照）が形成され、ゲート線ＧＬを覆うようにゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。また、ゲート絶縁膜ＧＳＮ上にデータ線ＤＬが形成され、データ線ＤＬを覆うように絶縁膜ＰＡＳが形成されている。また、絶縁膜ＰＡＳ上に共通電極ＣＩＴ（表示用電極）が形成され、共通電極ＣＩＴを覆うように上層絶縁膜ＵＰＡＳが形成されている。さらに、上層絶縁膜ＵＰＡＳ上に画素電極ＰＩＴが形成され、画素電極ＰＩＴを覆うように配向膜ＡＦが形成されている。ガラス基板ＧＢ１の背面側には、偏光板ＰＯＬ１（第１偏光板）が形成されている。
また、ＣＦ基板ＳＵＢ２において、ガラス基板ＧＢ２上にブラックマトリクスＢＭ（遮光部）及びカラーフィルタＣＦ（例えば、赤色部、緑色部、青色部）（光透過部）が形成され、これらを覆うようにオーバコート層ＯＣが形成されている。ガラス基板ＧＢ２の表示面側には、偏光板ＰＯＬ２（第２偏光板）が形成されている。
図３に示す構成によれば、液晶表示装置ＬＣＤは、いわゆるＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の構成を有しているが、本実施形態に係る液晶表示装置はこれに限定されない。
次に、液晶表示装置ＬＣＤの駆動方法を簡単に説明する。ゲート線駆動回路から出力された走査用のゲート電圧がゲート線ＧＬに供給され、データ線駆動回路から出力された映像用のデータ電圧がデータ線ＤＬに供給される。ゲート線ＧＬにゲートオン電圧が供給されると、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層ＳＥＭが低抵抗となり、データ線ＤＬに供給されたデータ電圧が、ソース電極ＳＭを介して画素電極ＰＩＴに供給される。また、共通電極駆動回路（図示せず）から出力された共通電圧が、共通電極ＣＩＴに供給される。これにより、画素電極ＰＩＴと共通電極ＣＩＴとの間に電界（駆動用電界）が発生し、該電界により液晶層ＬＣが駆動され、画像が表示される。
ここで、液晶表示装置ＬＣＤは、その製造工程において、画素の表示輝度が所望の輝度よりも高くなる輝点欠陥（画素欠陥）が生じる場合がある。図４には、画素Ｐが輝点欠陥となる場合の一例を示している。図４では、液晶表示装置ＬＣＤの製造工程において、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１とＣＦ基板ＳＵＢ２との間に有機物や金属等の異物が混入した場合を例示している。図４に示す画素Ｐでは、異物（混入物）３３によって液晶の配向が乱されることにより、バックライト光３４の光漏れが生じて輝点欠陥となる。
本実施の形態に係る液晶表示装置ＬＣＤでは、上記輝点欠陥を抑えるための構成を有している。具体的には、図５に示すように、ＣＦ基板ＳＵＢ２のガラス基板ＧＢ２の内部に、バックライト光３４が透過する透過量を、周囲のガラス基板ＧＢ２をバックライト光３４が透過する透過量より減少させる減光領域２０を複数平面的に配列させた減光部１０を形成する。減光領域２０は、減光領域２０が形成されたガラス基板ＧＢ２の光の透過率より光の透過率を減少させた領域であり、複数の減光領域２０が集まって減光部１０を形成する。減光領域２０はガラス基板ＧＢ２が着色されたり相変換されることにより、周囲のガラス基板より光の透過率が低減されることにより形成される。
図６は、本実施の形態に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、上記輝点欠陥を抑えるための他の構成を示す。図７は、本実施の形態に係る液晶表示装置において、減光領域が重なりを持って配列した場合の拡大模式図を示す。
減光部１０において、平面的に配列された減光部１０より小さな複数の減光領域２０は、隣接する減光領域２０と互いに重なりあってもよい。一般的に減光領域２０は中心部より外周部における減光性能が低いため、減光領域２０を互いに間隔をあけたり隣接するように配列した場合、減光部１０の領域内に減光特性のバラツキが生じる。図７に示すように、隣接する減光領域２０を互いに重なり合わせ、減光特性の低い減光領域２０の外周部を重畳することで、減光部１０の減光特性を均一にすることが可能となる。
図８は、輝度欠陥部上に形成された減光部を液晶表示面側から見た上視模式図である。
減光部１０は、異物３３の輝度欠陥上を覆うように、異物３３の輝度欠陥形状に沿った形状であっても良いし、輝度欠陥形状を拡大した形状であってもよい。つまり、減光部１０は、平面視で異物３３の輝度欠陥形状と同じ形状，大きさとし、輝度欠陥形状に一致して覆うように配置しても良く、あるいは平面視で異物３３の輝度欠陥形を相対的に拡大した形状とし、輝度欠陥形状をはみ出して覆うように配置しても良い。さらに、減光部１０は、平面視で輝度欠陥形状を覆うように配置できれば、輝度欠陥形状と同じ形状とする必要はない。ここで、平面視での異物３３の輝度欠陥形状と同じ形状とは、異物３３をガラス基板ＧＢ２の表面と直行する方向にガラス基板ＧＢ２表面に投影した時の異物３３の輝度欠陥形状を言う。減光部１０は、常に光を遮蔽し、表示装置として光を透過させたい場合においても、光を遮蔽してしまう。図８に示すように、輝度欠陥の形状に合わせて、必要十分な領域にのみ減光部１０を形成することで、減光部１０以外の領域は有効に機能し、輝度欠陥が存在する画素全体が無効になることを防ぐことが可能となる。また、必要十分な領域にのみ減光部１０を形成するため、減光部１０を形成する生産性を向上することができる。逆に、異物３３の輝度欠陥形状より大きくすることにより、より確実に輝度欠陥部を抑制することができる。また、減光部１０を輝度欠陥形状より相対的に大きくする場合、表示パネルＤＰを斜め方向から見たときに、光の漏れを防ぐことができる大きさとなる拡大倍率であればよい。そのため、輝度欠陥の状況に応じて減光部１０の形状および大きさを決定することがより好ましい。
減光部１０は、異物３３の輝度欠陥上を覆うように、異物３３の輝度欠陥形状に沿った形状であっても良いし、輝度欠陥形状を拡大した形状であってもよい。つまり、減光部１０は、平面視で異物３３の輝度欠陥形状と同じ形状，大きさとし、輝度欠陥形状に一致して覆うように配置しても良く、あるいは平面視で異物３３の輝度欠陥形を相対的に拡大した形状とし、輝度欠陥形状をはみ出して覆うように配置しても良い。さらに、減光部１０は、平面視で輝度欠陥形状を覆うように配置できれば、輝度欠陥形状と同じ形状とする必要はない。ここで、平面視での異物３３の輝度欠陥形状と同じ形状とは、異物３３をガラス基板ＧＢ２の表面と直行する方向にガラス基板ＧＢ２表面に投影した時の異物３３の輝度欠陥形状を言う。減光部１０は、常に光を遮蔽し、表示装置として光を透過させたい場合においても、光を遮蔽してしまう。図８に示すように、輝度欠陥の形状に合わせて、必要十分な領域にのみ減光部１０を形成することで、減光部１０以外の領域は有効に機能し、輝度欠陥が存在する画素全体が無効になることを防ぐことが可能となる。また、必要十分な領域にのみ減光部１０を形成するため、減光部１０を形成する生産性を向上することができる。逆に、異物３３の輝度欠陥形状より大きくすることにより、より確実に輝度欠陥部を抑制することができる。また、減光部１０を輝度欠陥形状より相対的に大きくする場合、表示パネルＤＰを斜め方向から見たときに、光の漏れを防ぐことができる大きさとなる拡大倍率であればよい。そのため、輝度欠陥の状況に応じて減光部１０の形状および大きさを決定することがより好ましい。
図９は、本実施の形態に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、上記輝度欠陥を抑えるための他の構成を示し、減光部の構成を示す拡大模式図である。減光部を重ねて複数層形成してもよく、減光部を複数層形成することで、減光する程度を、減光部の層数により制御することが可能となる。混入する異物の大きさや形状によって、輝度欠陥の状態が変化するため、必要とする減光部の減光特性が変わる。輝度欠陥の程度に合わせて、必要十分な減光部の層数とすることで、減光部を形成する生産性を向上することができる。
図１０は、本実施の形態に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、上記輝度欠陥を抑えるための他の構成を示し、輝度欠陥部を液晶表示面側から見た上視模式図である。減光部１０を複数層形成する場合において、減光部１０は輝度欠陥形状を平面視で相対的に拡大した形状であり、輝点欠陥に近い層の減光部１１の拡大倍率は、輝度欠陥から遠い層の減光部１２の拡大倍率より小さくてもよい。図１０では平面形状の大きさを異ならせた減光部１０，減光部１１を重ねている。輝度欠陥からの漏れ光は、輝度欠陥から放射状に広がるため、輝度欠陥から遠い位置に形成される減光部１０の拡大倍率が大きくすることで、より効果的に漏れ好を減光することが可能となる。
図１１は、本実施の形態に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、上記輝度欠陥を抑えるための他の構成を示し、減光部の構成を示す拡大模式図である。減光部１０を複数層形成する場合において、減光部１０を形成する減光領域２０の減光部１０が形成されたガラス基板に直交する中心３５が、隣接する層の減光部１１を形成する減光領域２０のガラス基板に直交する中心３６と重ならなくてもよい。減光領域２０の中心部と外周部で減光量がことなるため、隣接する層の減光部１０を形成する減光領域２０の中心３５をずらすことで、表示装置の厚み方向において、減光領域２０の中心部と外周部が交互に配列し、複数重ねられた減光部１０全体として均一な減光特性を実現することができる。減光部１１を形成する２つの減光領域２０の中心３６の中間に、減光部１０を形成する減光領域２０の中心３５が位置するように形成することにより、最も均一な減光特性を実現することができる。なお、３以上の減光部が形成される場合、隣り合う減光部を形成する夫々の減光領域の中心を互いに離間させても良い。
図１２は、本実施の形態に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、上記輝度欠陥を抑えるための他の構成を示し、減光部の構成を示す拡大模式図である。減光部を複数層形成する場合において、輝度欠陥に近い層の減光部１１を形成する減光領域１３の体積より、輝度欠陥から離れた層の減光部１２を形成する減光領域１４の体積が大きくてもよい。減光領域の大きさは、照射する高エネルギービーム強度や密度に影響を受け、高強度の高エネルギービームを照射すると形成される減光領域は大きくなる。一方で、減光領域を形成する際に、一部の高エネルギービームは、下面の液晶層へ到達する。高エネルギービームが液晶層に到達すると、液晶層がダメージを受ける。そのため、輝度欠陥に近い位置の減光部１１を形成する減光領域１３を低強度の高エネルギービームで形成することで液晶層へのダメージを低減する事ができて良い。
さらに、輝度欠陥に近い位置に減光部１１が形成されており、より輝度欠陥に遠い位置に減光部１２を形成する場合において、減光領域１４を形成する際に漏れる高エネルギービームの一部は、すでに形成されている輝度欠陥に近い位置に形成された減光部１１により吸収されるため、高強度の高エネルギービームを照射しても、液晶へのダメージの可能性が低減でき、減光部１２を形成する生産性を向上することができる。なお、上述において様々な実施の形態を示したが、生産性など幾つかの観点から、図６に相当する形態、図９に相当する形態、図１２に相当する形態の順で好適である。
減光部１０，１１，１２は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１のガラス基板ＧＢ１に形成されていてもよい。また、減光部１０，１１，１２は、ガラス基板ＧＢ１及びガラス基板ＧＢ２の両方に形成されていてもよい。すなわち、減光部１０，１１，１２は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１のガラス基板ＧＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２のガラス基板ＧＢ２の少なくとも何れか一方に形成されていればよい。また、ガラス基板ＧＢ１に形成される減光部のガラス基板ＧＢ１内部の位置と、ガラス基板ＧＢ２に形成される減光部のガラス基板ＧＢ２内部の位置とは、同じであってもよいし異なっていてもよい。例えば、ガラス基板ＧＢ１に形成される減光部は、ガラス基板ＧＢ１内部のバックライト側に形成され、ガラス基板ＧＢ２に形成される減光部は、ガラス基板ＧＢ２内部の液晶層ＬＣ側に形成されていてもよい。
上記構成によれば、輝度欠陥となる画素の輝度を低くすることができるため、輝度欠陥（光漏れ）を目立たなくすることができる。これにより、輝点欠陥に起因した表示品位の低下を抑えることができるとともに、液晶表示装置ＬＣＤの製造歩留まりを高めることができる。なお、上記説明では、輝度が明るくなる輝度欠陥に減光部を設ける場合を例に説明したが、輝度が暗くなる輝度欠陥に減光部を設けてバックライト光が透過する量を調整し、輝度欠陥を抑制しても良い。
次に、液晶表示装置ＬＣＤの製造方法について説明する。液晶表示装置ＬＣＤの製造方法は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の製造工程と、ＣＦ基板ＳＵＢ２の製造工程と、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２の貼り合せ工程と、液晶注入工程と、表示パネルＤＰの点灯検査工程と、輝度欠陥修正工程とを含んでいる。
上記各工程のうち、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の製造工程、ＣＦ基板ＳＵＢ２の製造工程、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２の貼り合せ工程、液晶注入工程、及び点灯検査工程は、周知の方法を適用することができる。
例えば、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の製造工程は、ガラス基板ＧＢ１上に、ゲート線ＧＬ、データ線ＤＬ、画素電極ＰＩＴ、共通電極ＣＩＴ、各種絶縁膜、及び偏光板ＰＯＬ１を形成する工程を含む。ＴＦＴ基板ＳＵＢ１で規定される画素Ｐは、赤色に対応する赤色画素、緑色に対応する緑色画素、及び青色に対応する青色画素を含んでもよい。また、ＣＦ基板ＳＵＢ２の製造工程は、ガラス基板ＧＢ２上に、ブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＣＦ、及び偏光板ＰＯＬ２を形成する工程を含む。
以下では、点灯検査工程及び輝度欠陥修正工程について説明する。
先ず、点灯検査工程では、検査装置（図示せず）により、輝度欠陥を検出する。例えば、検査装置は、表示パネルＤＰを全点灯又は１ラインごとに点灯させて各画素の輝度を測定する。そして、検査装置は、所定の輝度範囲から外れる画素、例えば、あらかじめ定めた閾値を超える輝度が測定された画素を輝度欠陥（画素欠陥）として検出する。検査装置は、輝度欠陥として検出した画素の位置情報を、後述の輝度欠陥修正装置１００に出力する。輝度欠陥の検出は、作業者による目視で行ってもよい。輝度欠陥が検出されると、輝度欠陥修正工程に移行する。
図１３は、輝度欠陥の修正方法のフロー図を示す。図１５には、輝度欠陥修正装置１００の概略構成を示している。輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービーム発振機構１０１と、スリット１０２と、集光レンズ１０３とを含んでいる。本実施の形態では、高エネルギービーム発振機構１０１として、１５５２ｎｍのレーザ波長、パルス幅８００ｆｓのレーザを用いた場合を例に説明する。
先ず、点灯検査工程では、検査装置（図示せず）により、輝度欠陥を検出する。例えば、検査装置は、表示パネルＤＰを全点灯又は１ラインごとに点灯させて各画素の輝度を測定する。そして、検査装置は、所定の輝度範囲から外れる画素、例えば、あらかじめ定めた閾値を超える輝度が測定された画素を輝度欠陥（画素欠陥）として検出する。検査装置は、輝度欠陥として検出した画素の位置情報を、後述の輝度欠陥修正装置１００に出力する。輝度欠陥の検出は、作業者による目視で行ってもよい。輝度欠陥が検出されると、輝度欠陥修正工程に移行する。
図１３は、輝度欠陥の修正方法のフロー図を示す。図１５には、輝度欠陥修正装置１００の概略構成を示している。輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービーム発振機構１０１と、スリット１０２と、集光レンズ１０３とを含んでいる。本実施の形態では、高エネルギービーム発振機構１０１として、１５５２ｎｍのレーザ波長、パルス幅８００ｆｓのレーザを用いた場合を例に説明する。
表示装置を点灯して（ステップ１）輝度欠陥を検出した後（ステップ２）、輝度欠陥修正工程では、先ず、輝度欠陥修正装置１００が、検査装置から輝度欠陥の画素の位置情報及び形状情報を取得する（ステップ３）。次に、取得した形状情報より、演算機構（図示せず）において、高エネルギービームを照射して形成する減光部１０の形状を演算する（ステップ４）。次に取得した位置情報に基づいて、輝度欠陥修正装置１００の光学系を位置合わせする。次に、輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービームの焦点Ｆが、ガラス基板ＧＢ２内部の所望の位置に合うように調整する。焦点Ｆの位置は、例えば、輝度欠陥の原因となる異物の大きさや、測定された輝度値に基づいて調整される。例えば、図１５に示すように、ガラス基板ＧＢ２内部において、異物の近傍側に高エネルギービームの焦点Ｆが合うように調整する。次に、輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービーム発振器１０１から高エネルギービームを出射させる。これにより、高エネルギービーム発振器１０１から出射された高エネルギービームは、高エネルギービームを減光領域の形成領域まで空間的に伝送するスリット１０２を通り、集光レンズ１０３により、ガラス基板ＧＢ２内部の焦点Ｆに集光されて照射して減光領域が形成される（ステップ５）。次に、高エネルギービームの照射位置を移動させつつ、高エネルギービームを連続的に照射することにより、複数の減光領域が形成して減光部を形成する。
これにより、輝度欠陥の形状や大きさに合わせて、減光部を形成するため、必要十分な領域のみ修正を行い、修正後に再び検査・修正を繰り返すことで、修正不足をなくすことができる。その結果、より表示品質の低下を抑えることができる。
なお、減光部を複数層形成する場合において、輝度欠陥に近い減光部は、それより遠い減光部より低パワーのパルスレーザで形成されることが好ましい。なお、パルスレーザを低パワー化する際には、ピーク強度を低くしたり波長を短くしたりすることができる。これにより、液晶層への影響を低減することができる。
図１４は、輝度欠陥の他の修正方法のフロー図を示す。
先ず、表示装置を点灯して（ステップ１）輝度欠陥を検出した後（ステップ２）、輝度欠陥修正装置１００が、検査装置から輝度欠陥の画素の位置情報及び形状情報を取得する（ステップ３）。次に、取得した形状情報より、演算機構（図示せず）において、高エネルギービームを照射して形成する減光部の形状を演算する（ステップ４）。
先ず、表示装置を点灯して（ステップ１）輝度欠陥を検出した後（ステップ２）、輝度欠陥修正装置１００が、検査装置から輝度欠陥の画素の位置情報及び形状情報を取得する（ステップ３）。次に、取得した形状情報より、演算機構（図示せず）において、高エネルギービームを照射して形成する減光部の形状を演算する（ステップ４）。
次に取得した位置情報に基づいて、輝度欠陥修正装置１００の光学系を位置合わせする。次に、輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービームの焦点Ｆが、ガラス基板ＧＢ２内部の所望の位置に合うように調整する。焦点Ｆの位置は、例えば、輝度欠陥の原因となる異物の大きさや、測定された輝度値に基づいて調整される。例えば、図１５に示すように、ガラス基板ＧＢ２内部において、異物の近傍側に高エネルギービームの焦点Ｆが合うように調整する。次に、輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービーム発振器１０１から高エネルギービームを出射させる。これにより、高エネルギービーム発振器１０１から出射された高エネルギービームは、スリット１０２を通り、集光レンズ１０３により、ガラス基板ＧＢ２内部の焦点Ｆに集光されて照射して減光領域が形成される（ステップ５）。
次に、高エネルギービームの照射位置を移動させつつ、高エネルギービームを連続的に照射することにより、複数の減光領域を形成して減光部を形成する。
減光部１０を形成した後に、再度点灯検査を行い、輝度欠陥が消失していることを確認する（ステップ６）。２回目以降の点灯検査工程においても、輝度欠陥が検出された場合には、再度輝度欠陥修正を行う。そして、輝度欠陥が検出されなくなるまでステップ１〜ステップ５を繰り返す。２回目以降の輝度欠陥修正において、１回目に形成した減光部１０と形状や大きさが違っていてもよい。
減光部１０を形成した後に、再度点灯検査を行い、輝度欠陥が消失していることを確認する（ステップ６）。２回目以降の点灯検査工程においても、輝度欠陥が検出された場合には、再度輝度欠陥修正を行う。そして、輝度欠陥が検出されなくなるまでステップ１〜ステップ５を繰り返す。２回目以降の輝度欠陥修正において、１回目に形成した減光部１０と形状や大きさが違っていてもよい。
図１６は輝度欠陥修正装置１００の他の概略構成を示している。輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービーム発振機構１０１と、スリット１０２と、ビームセパレータ１０４と、集光レンズ１０３とを含んでいる。
図１６に示すように、輝度欠陥修正装置１００は、高エネルギービーム発振器１０１から高エネルギービームを出射させる。これにより、高エネルギービーム発振器１０１から出射された高エネルギービームは、スリット１０２を通り、ビームセパレータ１０４により複数のビームに分岐又は分割する。複数のビームに分岐させた高エネルギービームは集光レンズ１０３により、ガラス基板ＧＢ２内部の焦点Ｆに重畳して集光されて照射される。次に、高エネルギービームの照射位置を移動させつつ、高エネルギービームを連続的に照射することにより、減光部を形成する。
これにより、減光部の形成に寄与せず透過した高エネルギービームは大きく拡散する。ビームを拡散させることで、液晶に到達した際の高エネルギービームのエネルギー密度を低くすることで、液晶へのダメージを低減できる。図１６では一つの集光レンズ１０３を用いているが、減光部を形成する所定の位置に焦点を重畳させることができれば、複数の集光レンズを用いてもよい。複数の集光レンズを用いることで、それぞれの高エネルギービームの集光性が高くなりよく、減光部を透過した高エネルギービームの拡散性も高くなり、液晶へのダメージを低減できるためよい。ビームセパレータ１０４は、ビームスプリッターや回折光学素子などを用いればよい。
なお、上述したように、減光部１０はガラス基板ＧＢ１に形成されてもよいし、ガラス基板ＧＢ１及びガラス基板ＧＢ２の両方に形成されてもよい。ガラス基板ＧＢ２に減光部を形成する場合は、背面側からガラス基板ＧＢ２に高エネルギービームを照射すればよい。
なお、図１５，図１６に示す輝度欠陥修正装置は、図示していないが、輝度欠陥を検出する検出機構と、高エネルギービームの照射領域と表示装置とを相対移動させる駆動装置とを備え、高エネルギービームを照射して形成する減光部の位置、大きさ、形状の演算及び輝度欠陥の位置、大きさ、形状の演算には演算機構を用いる。また、高エネルギービーム発振機構は、１ｐｓ以下のパルスレーザ光を発生可能であることが好ましい。また、高エネルギービーム発振機構は複数の波長の高エネルギービームを発振することが可能で、減光領域を形成するために照射する前記高エネルギービームの波長を選択可能であることが好ましい。
輝度欠陥修正工程では、ガラス基板に焦点を合わせて高エネルギービームを照射することにより、ガラス材料を着色させているため、ガラス基板自体の形状変化は起こらない。例えば、ガラス基板の内部や表面が破壊されて外形が変化することはない。そのため、例えばＴＦＴ基板ＳＵＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２に偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２を形成した状態で、すなわち、表示パネルＤＰの完成後に、上記輝度欠陥修正工程を実行することができる。また、減光部は、ガラス基板と同一材料からなるため、屈折率が変化することもない。なお、ガラス材料を着色するに限らず、ガラス材料を相変換させることにより、光の透過率を変化させても良い。
輝度欠陥修正工程では、輝度欠陥となる部分に対応する画素の色に応じて、高エネルギービームの強度を調整して照射してもよい。これにより、減光部は、輝度欠陥となる部分に対応する画素の色に応じて光の透過率が異なるように形成される。例えば、緑色画素に対応する輝度欠陥が生じる領域を覆う減光部は、該減光部の光の透過率が、他の色の画素（例えば、赤色画素、青色画素）に対応する輝度欠陥が生じる領域を覆う減光部の光の透過率よりも低くなるように、形成されていてもよい。
ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の製造工程は、ガラス基板ＧＢ１に着色用材料をドープするドープ工程を含んでもよい。同様に、ＣＦ基板ＳＵＢ２の製造工程は、ガラス基板ＧＢ２に着色用材料をドープするドープ工程を含んでもよい。ドープ工程では、例えば、着色用材料をガラス材料に混入させてもよいし、着色用材料をガラス基板の表面に被覆させてもよい。着色用材料としては、金、銀、銅、アルミニウム、鉛、白金等の微粒子、およびこれら金属の合金の微粒子を用いることができる。着色用材料がドープされたガラス基板に高エネルギービームを照射することにより、減光部は、着色用材料に応じた色に着色されることによって、輝度欠陥となる部分を所望の色に着色して、光漏れを目立たなくすることができる。
上記の説明では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１とＣＦ基板ＳＵＢ２との間に異物が混入した場合の輝度欠陥を示したが、輝度欠陥の原因はこれに限定されない。例えば、薄膜トランジスタＴＦＴの不具合による光漏れや、基板間に配置されるスペーサに起因した光漏れ等が起こり得る。本実施形態に係る輝度欠陥修正方法は、これらの輝度欠陥にも適用することができる。
また、輝度欠陥が生じ得る異物の混入位置は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１とＣＦ基板ＳＵＢ２との間に限定されない。例えば、ガラス基板ＧＢ１と偏光板ＰＯＬ１との間に異物が混入した場合も輝度欠陥が生じ得る。この場合は、減光部が、ガラス基板ＧＢ１内部における異物の近傍に形成されていてもよい。また、ガラス基板ＧＢ２と偏光板ＰＯＬ２との間に異物が混入した場合も輝度欠陥が生じ得る。この場合は、図７に示すように、減光部１０が、ガラス基板ＧＢ２内部における異物の近傍に形成されていてもよい。このように、異物は、表示パネルＤＰの不特定の位置に混入し得る。そのため、例えば、１枚の表示パネルＤＰにおいて、輝度欠陥を生じさせる異物が、ガラス基板ＧＢ１及び偏光板ＰＯＬ１の間（第１位置）と、ガラス基板ＧＢ２及び偏光板ＰＯＬ２の間（第２位置）とに混入した場合、第１の減光部１０が、第１位置の異物に対応して、ガラス基板ＧＢ１内部における異物の近傍に形成され、第２の減光部１０が、第２位置の異物に対応して、ガラス基板ＧＢ２内部における異物の近傍に形成されていてもよい。なお、この場合に、輝度欠陥修正工程の作業効率を考慮して、第１の減光部１０及び第２の減光部１０の両方が、ガラス基板ＧＢ２の表示面側に形成されていてもよい。
また、減光部は、ガラス基板の内部に限定されず、ガラス基板の表面に形成されていてもよい。例えば、減光部は、ガラス基板ＧＢ１の表示面側の表面と、ガラス基板ＧＢ２の背面側の表面とに形成されていてもよい。また、減光部は、ガラス基板ＧＢ１の背面側の表面と、ガラス基板ＧＢ２の表示面側の表面とに形成されていてもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
本発明は、特に表示装置を内蔵する液晶ディスプレイや有機ＥＬフラットパネルディスプレイに有用であり、高輝度・高精細・画質均一性が要求されるディスプレイの表示装置に用いるのに最適であり、ディスプレイを有する電気機器・装置に幅広く利用することができる。
ＬＣＤ 液晶表示装置
ＤＰ 表示パネル
ＳＵＢ１ ＴＦＴ基板
ＳＵＢ２ ＣＦ基板
ＬＣ 液晶層
ＧＢ１，ＧＢ２ ガラス基板
ＧＳＮ，ＰＡＳ，ＵＰＡＳ 絶縁膜
ＧＬ ゲート線
ＤＬ データ線
ＳＭ ソース電極
ＤＭ ドレイン電極
ＳＥＭ 半導体層
ＣＩＴ 共通電極
ＰＩＴ 画素電極
ＴＦＴ 薄型トランジスタ
Ｐ 画素
ＡＦ 配向膜
ＣＦ カラーフィルタ
ＢＭ ブラックマトリクス
ＯＣ オーバコート層
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２ 偏光板
ＣＯＮＴ コンタクトホール
１０ 減光部
１１ 減光部
１２ 減光部
１３ 減光領域
１４ 減光領域
２０ 減光領域
３０ データ線駆動回路
３１ ゲート線駆動回路
３２ 開口部
３３ 異物
３４ バックライト光
３５ 中心
３６ 中心
１００ 輝度欠陥修正装置
１０１ 高エネルギービーム発振器
１０２ スリット
１０３ 集光レンズ
１０４ ビームセパレータ
Ｆ 焦点
ＤＰ 表示パネル
ＳＵＢ１ ＴＦＴ基板
ＳＵＢ２ ＣＦ基板
ＬＣ 液晶層
ＧＢ１，ＧＢ２ ガラス基板
ＧＳＮ，ＰＡＳ，ＵＰＡＳ 絶縁膜
ＧＬ ゲート線
ＤＬ データ線
ＳＭ ソース電極
ＤＭ ドレイン電極
ＳＥＭ 半導体層
ＣＩＴ 共通電極
ＰＩＴ 画素電極
ＴＦＴ 薄型トランジスタ
Ｐ 画素
ＡＦ 配向膜
ＣＦ カラーフィルタ
ＢＭ ブラックマトリクス
ＯＣ オーバコート層
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２ 偏光板
ＣＯＮＴ コンタクトホール
１０ 減光部
１１ 減光部
１２ 減光部
１３ 減光領域
１４ 減光領域
２０ 減光領域
３０ データ線駆動回路
３１ ゲート線駆動回路
３２ 開口部
３３ 異物
３４ バックライト光
３５ 中心
３６ 中心
１００ 輝度欠陥修正装置
１０１ 高エネルギービーム発振器
１０２ スリット
１０３ 集光レンズ
１０４ ビームセパレータ
Ｆ 焦点
Claims (16)
- 第１ガラス基板に複数の信号線及び表示用電極が形成される第１基板と、第２ガラス基板に複数の光透過部及び遮光部が形成される第２基板とを含み、輝度欠陥を備える表示装置であって、
前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板の少なくとも一方の内部に形成される減光部を有し、
前記減光部は前記減光部が形成される前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板の光の透過率より光の透過率が低い複数の減光領域が配列されて成り、前記減光部は前記輝度欠陥上を覆う領域に渡って形成されることを特徴とする表示装置。 - 夫々の前記減光領域は、隣接する前記減光領域と重なる領域を備えることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
- 前記減光部は、前記輝度欠陥の形状を拡大投影した形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
- 前記減光部は、前記減光部が形成される前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板の厚み方向に複数層形成されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の表示装置。
- 前記輝度欠陥に近い位置に形成される減光部は、輝度欠陥から遠い位置に形成される減光部より小さい形状であることを特徴とする請求項４記載の表示装置。
- １つの前記減光部を形成する夫々の減光領域の中心が、前記１つの前記減光部に隣接する減光部を形成する減光領域の中心から離間することを特徴とする請求項４又は５に記載の表示装置。
- 前記輝度欠陥に近い位置に形成される減光部を形成する減光領域は、前記輝度欠陥から遠い位置に形成される減光部を形成する減光領域より体積が小さいことを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の表示装置。
- 表示パネルの点灯検査を行って輝度欠陥を検出する検査工程と、
前記輝度欠陥の位置と形状を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記輝度欠陥から減光部形成領域の位置と形状を演算する演算工程と、
前記ガラス基板上の前記減光部形成領域の一部に高エネルギービームを照射して減光領域を形成する照射工程と、
前記照射工程を前記減光部形成領域の全体に行って複数の前記減光領域から成る減光部を形成する形成工程と
を有することを特徴とする輝度欠陥修正方法。 - 前記輝度欠陥が検出されなくなるまで前記検査工程から前記形成工程を繰り返すことを特徴とする請求項８記載の輝度欠陥修正方法。
- 前記照射工程および前記形成工程を複数回行って前記減光部を複数層形成し、前記輝度欠陥に近い減光部に形成される減光領域は、それより遠い減光部に形成される減光領域より低パワーのパルスレーザで形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の輝度欠陥修正方法。
- 前記輝度欠陥に近い減光部に形成される減光領域は、それより遠い減光部に形成される減光領域より低ピーク強度のパルスレーザで形成されることを特徴とする請求項１０記載の輝度欠陥修正方法。
- 前記輝度欠陥に近い減光部に形成される減光領域は、それより遠い減光部に形成される減光領域より短い波長のパルスレーザで形成されることを特徴とする請求項１０記載の輝度欠陥修正方法。
- 表示装置を点灯して前記表示装置の輝度欠陥を検出する検出機構と、
検出された前記輝度欠陥の位置、形状から複数の減光領域から成る減光部を形成する減光部形成領域を演算する演算機構と、
前記減光領域の形成に用いる高エネルギービームを射出する高エネルギービーム発振機構と、
前記減光領域が形成される位置まで前記高エネルギービームを空間的に伝送するスリットと、
前記高エネルギービームを集光する集光レンズと、
前記高エネルギービームの照射領域と前記表示装置とを相対移動させる駆動装置と、
を備えることを特徴とする輝度欠陥修正装置。 - 前記高エネルギービーム発振機構は、１ｐｓ以下のパルスレーザ光を発生させることを特徴とする請求項１３記載の輝度欠陥修正装置。
- 前記高エネルギービーム発振機構は複数の波長の高エネルギービームを発振し、前記減光領域を形成するために照射する前記高エネルギービームの波長を選択可能であることを特徴とする請求項１３記載の輝度欠陥修正装置。
- 前記スリットを通過した前記高エネルギービームを複数の高エネルギービームに分岐又は分割するビームセパレータをさらに備え、
分岐又は分割された夫々の高エネルギービームは前記集光レンズにより集光され、夫々の高エネルギービームの焦点同士が重畳することを特徴とする請求項１３〜１５の何れか１項に記載の輝度欠陥修正装置。
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