JP3478813B2 - 輝点欠陥の修正方法及び液晶表示器の作製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、輝点欠陥修正方法
及び液晶表示器に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示器は、パソコン等の電子情報機
器に設けられたユーザインタ−フェースである。最近の
液晶表示器は大型且つ単位面積当たりの画素数が高密度
である。したがって、１つの液晶表示器当たり数個の画
素に欠陥があることもある。

【０００３】このような欠陥画素は、黒色表示の際に白
色輝点として画面上に現れる。従来、この白色輝点が表
示されないように液晶表示器の欠陥を修正する方法が考
案されている。

【０００４】なお、液晶表示器は、液晶パネルの裏面側
にバックライトが取り付けられ、表面側にカラーフィル
タ及び偏光板（膜）が取り付けられて完成する。また、
液晶表示器の完成品においては、液晶パネルは裏面側に
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子を備
えている。

【０００５】従来から知られる液晶表示器の欠陥修正方
法は、以下の文献（１）〜（１２）に記載されている。

【０００６】（１）特開昭６０−２４３６３５号公報

【０００７】文献（１）は、欠陥画素に液晶パネル表面
側からレーザ光を照射することによって、液晶の配向状
態を乱すことにより、当該画素の表示色をバックライト
点灯時と消灯時の各色の中間色とする方法を開示してい
る。このような方法においては、欠陥の修正後、カラー
フィルタが表示器の表面側に取り付けられる。

【０００８】（２）特開昭６３−２４０５２１号公報

【０００９】文献（２）は、欠陥画素に液晶パネルの裏
面側からレーザ光を照射することにより、液晶内に発生
する気泡によって当該液晶を除去した後、液晶スイッチ
ング用のトランジスタの特定部分にレーザを更に照射し
て、これを切断することにより、欠陥画素を修正する方
法を開示している。

【００１０】（３）特開平０１−１８７５３２号公報

【００１１】文献（３）は、欠陥画素に液晶パネルの表
面側からレーザ光を照射することにより、表示器の最表
面に位置する偏光膜に傷をつけることにより、欠陥画素
を修正する方法を開示している。液晶及びカラーフィル
タを順次透過して当該偏光膜に至った光は、傷のついた
部分で散乱し、この画素においては中間色が表示され
る。

【００１２】（４）特開平０３−２１９２８号公報

【００１３】文献（４）は、欠陥画素に液晶パネルの表
面側からレーザ光を照射することにより、カラーフィル
タを焼いて黒化させる欠陥画素の修正方法を開示してい
る。

【００１４】（５）特開平０３−２０９４２２号公報

【００１５】文献（５）は、欠陥画素に液晶パネルの裏
面側からレーザ光を照射することにより、液晶スイッチ
ング素子の特定部分を切断する欠陥が画素の修正方法
と、表示器の移動方法について開示している。

【００１６】（６）特開平０４−３０１６１５号公報

【００１７】文献（６）は、欠陥画素に液晶パネルの表
面側からレーザ光を照射することにより、偏光膜及びガ
ラス基板に傷をつけることにより、欠陥画素を修正する
方法を開示している。液晶及びカラーフィルタを順次透
過し、ガラス基板に至った光は、傷のついた部分で拡散
し、この画素においては中間色が表示される。

【００１８】（７）特開平０６−８２８０１号公報

【００１９】文献（７）は、製造中のスイッチング素子
の配線上をプローブでなぞることにより、配線の検査を
行い、配線に不良がある場合には、当該配線にレーザ光
を照射して切断し、しかる後、液晶表示器の組み立てを
行う方法を開示している。

【００２０】（８）特開平０８−１４６３７０号公報

【００２１】文献（８）は、欠陥画素に液晶パネルの裏
面側からレーザ光をマスクを介して照射することによ
り、液晶を垂直配向させ、欠陥画素を修正する方法を開
示している。

【００２２】（９）特開平０８−２０１８１３号公報

【００２３】文献（９）は、欠陥画素に液晶パネルの裏
面側から、特定の走査速度と直径のレーザ光を照射する
ことにより、配向膜又は裏面側の偏光膜を傷つけ、これ
により液晶の配向性を低下させ、欠陥画素を修正する方
法を開示している。

【００２４】（１０）特開平０９−９０３０４号公報

【００２５】文献（１０）は、欠陥画素にレーザ光を照
射することにより、液晶内に発生する気泡によって当該
液晶を除去した後、続いてレーザ光を照射することで液
晶充填空間の内面に形成されている物質を配向上に飛散
・付着させることにより、欠陥画素を修正する方法を開
示している。

【００２６】（１１）特開平１１−１０１９６９号公報

【００２７】文献（１１）は、液晶が接触する配向膜の
ラビングの仕方を工夫することで、欠陥の発生を本質的
に抑制する方法を開示している。

【００２８】（１２）特開平１１−２６４９６１号公報

【００２９】文献（１２）は、液晶表示器を組み上げる
前に、欠陥画素を観察しながら、レーザ光を照射して、
これを修正し、液晶パネルを移動させる装置を開示して
いる。

【００３０】すなわち、従来、液晶表示器の完成前、す
なわち、バックライトを取り付けない状態で、液晶パネ
ルの欠陥状態を評価し、その欠陥を裏面側から修正する
方法（文献（２，５，８，９））と、表面側から修正す
る方法（文献（１，３，４，６，１０））とが知られて
いる。また、従来、液晶パネルを組み上げる前に欠陥の
発生を未然に防ぐ方法（文献（７、１１））や、液晶パ
ネルを組み上げる前にレーザ光を照射する際の観察光学
系についても知られている。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法においては、液晶表示器における輝点欠陥の修正に
改良の余地がある。本発明は、このような課題に鑑みて
なされたものであり、輝点欠陥を充分に修正可能な輝点
欠陥の修正方法及び液晶表示器を提供することを目的と
する。

【００３２】上述の課題を解決するため、本発明に係る
輝点欠陥の修正方法は、液晶パネルの裏面側にバックラ
イトを取り付ける工程と、前記バックライトを取り付け
た状態で、前記液晶パネルの画像表示側から、カラーフ
ィルタを介して、前記液晶パネルに含まれる輝点欠陥に
欠陥修正用のレーザ光を照射する工程とを備えることを
特徴とする。

【００３３】従来、液晶パネルの表面側からレーザ光を
照射する場合、カラーフィルタがレーザ光照射の弊害と
考えられていたため、バックライトの取り付け前に行わ
れていた。バックライトを取り付けた状態で輝点欠陥に
レーザ光を照射することはなく、輝点欠陥が発見された
場合には、バックライトを取り外して液晶パネルの裏面
側からレーザ光を照射していた。

【００３４】このような工程は、製造のスループットを
著しく低下させる。本発明の方法においては、バックラ
イトの取り付け後に画像表示側から液晶パネルに含まれ
る輝点欠陥にレーザ光を照射するので、バックライトを
取り外す必要が無くなり、製造のスループットが著しく
改善される。当初、カラーフィルタの損傷によって欠陥
修正に不具合が発生するものと予想されたが、この予想
に反してレーザ光の照射によって充分に欠陥修正が行わ
れた。

【００３５】また、本発明の輝点欠陥の修正方法は、前
記バックライトの取り付け前に、前記液晶パネルの画像
表示側に保護フィルムを貼り付ける工程と、前記レーザ
光の照射時に前記保護フィルムを介して前記輝点欠陥を
観察し、前記レーザ光照射時の照射位置に前記輝点欠陥
を移動させる工程とを更に備えることを特徴とする。

【００３６】レーザ光の照射においては、液晶パネルを
観察する必要があるが、液晶パネルの表面には微小な凹
凸があるため、観察像がボケる場合がある。このような
場合、保護フィルムを貼り付けると、観察像が鮮明にな
り、輝点欠陥位置をより正確に検出し、これをレーザ光
照射位置に移動させることができる。この保護フィルム
は、バックライトの取り付け時においても液晶パネルの
保護も行う。換言すれば、保護フィルムが、バックライ
トの取り付け前には保護機能を有し、バックライトの取
り付けた後においては観察像の鮮明化を行うことにな
る。

【００３７】また、このような方法により作製された液
晶表示器は、微小な凹凸を有する表面を画像表示側に備
えた液晶表示器であって、前記表示面上にレーザ光照射
跡の形成された保護フィルムが画像表示側に貼り付けら
れてなる。また、本発明に係る輝点欠陥の修正方法は、
液晶パネルの前記バックライトへの取り付け工程は、前
記液晶パネルの外周部及び前記バックライトの外周部を
共に枠に固定することによって行われることを特徴とす
る。また、本発明に係る輝点欠陥の修正方法は、前記レ
ーザ光の照射工程前に、前記液晶パネルのＩＤ番号を欠
陥修正装置の制御装置に入力する工程と、前記液晶パネ
ルに前記バックライトが取り付けられてなる液晶表示器
を前記欠陥修正装置にセットする工程と、前記ＩＤ番号
に対応する欠陥位置の座標情報に基づいて、前記液晶表
示器を移動させる工程とを備えることを特徴とする。ま
た、本発明に係る輝点欠陥の修正方法は、前記バックラ
イトを点灯させて前記液晶パネルを裏面側から照明し、
前記液晶パネルの像を撮像素子によって撮影する工程
と、前記液晶表示器を全黒状態で動作させる工程と、こ
の時撮影された画像情報に基づき、発光した欠陥が、前
記欠陥修正装置において出射されるレーザ光の結像レン
ズの光軸上に位置するようにＸＹ方向駆動ステージを微
小駆動させて前記液晶表示器を更に移動させる工程とを
更に備えることを特徴とする。また、本発明に係る輝点
欠陥の修正方法は、前記制御装置に前記液晶表示器の水
平面内におけるアライメント調整を行わせる工程を更に
備えることを特徴とする。また、本発明に係る輝点欠陥
の修正方法は、前記レーザ光の照射工程は、レーザ光照
射によって前記液晶パネルの液晶層内に気泡を発生させ
る第１照射工程と、前記気泡発生後のレーザ光照射によ
って前記液晶パネルの配向膜を飛散させる第２照射工程
とを備えることを特徴とする。また、本発明に係る輝点
欠陥の修正方法は、前記レーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧレー
ザ発振器又はエキシマレーザ発振器から出射されること
を特徴とする。また、本発明に係る輝点欠陥の修正方法
は、前記レーザ光の照射工程の後、前記撮像素子によっ
て撮像された画像内の輝度が、設定された閾値以下とな
った場合に、輝点欠陥修正終了と判定することを特徴と
する。また、本発明に係る輝点欠陥の修正方法は、前記
第２照射工程においては、前記液晶表示器を水平面内に
おいて移動させながら、レーザ光のパルスを出射し、次
々にレーザ光の照射位置を変えていくことを特徴とす
る。また、本発明に係る輝点欠陥の修正方法は、前記第
２照射工程のレーザ光の径は、前記第１照射工程のレー
ザ光の径よりも小さいことを特徴とする。また、本発明
に係る液晶表示器は、上述の欠陥修正方法によって欠陥
修正されたものであることを特徴とする。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る輝点欠陥
の修正方法（リペア方法）について説明する。

【００３９】図１は液晶表示器ＬＣＤの平面図、図２は
図１に示した液晶表示器ＬＣＤのＩＩ−ＩＩ矢印縦断面
図、図３は液晶表示器ＬＣＤを一部破断して示す液晶表
示器ＬＣＤの斜視図である。

【００４０】液晶表示器ＬＣＤは、液晶パネルＬＣＰの
裏面側にバックライトＢＬを取り付けてなる。それぞれ
の外周部を金属枠ＭＦＭ内に固定することにより、液晶
パネルＬＣＰにバックライトＢＬが取り付けられる。バ
ックライトＢＬから出射された光は、下側偏光板ＰＰ
１、下側ガラス基板ＧＳ１、下側配向膜ＯＦ１、液晶層
ＬＣ、上側配向膜ＯＦ２、透明電極ＴＥ２、ブラックマ
トリクス又はブラックストライプ等の遮光枠ＢＭ内に赤
（R）、緑（G）、青（B）の着色樹脂が埋設されてなる
カラーフィルタＣＦ、上側ガラス基板ＧＳ１、上側偏光
板ＰＰ２、反射防止膜（誘電体多層膜）ＤＦＭ、保護フ
ィルムＰＦＭを順次透過する。保護フィルムＰＦＭは、
下部の反射防止膜ＤＦＭの凹凸面を覆うので、表示され
る画像を鮮明にしている。

【００４１】なお、配向膜ＯＦ１，ＯＦ２は、液晶層Ｌ
Ｃの配向を制御する膜であり、本例では、ガラス基板Ｇ
Ｓ１，ＧＳ２上にコーティングされた配向制御用の有機
膜に、ラビングという物理的な処理を施すことによって
形成される。また、液晶層ＬＣの幅方向への漏れを抑制
するため、ＴＦＴ側基板（ＰＰ１，ＧＳ１，ＯＦ１）と
カラーフィルタ側基板（ＰＦＭ，ＤＦＭ，ＰＰ２，ＧＳ
２，ＣＦ，ＴＥ，ＯＦ２）との間に、枠体ＦＭが介在し
ている。

【００４２】バックライトＢＬからの光は、下側偏光板
ＰＰ１によって特定の偏光成分が選択され、液晶層ＬＣ
が偏光方位を９０度回転させれば、この回転した偏光成
分がカラーフィルタＣＦを透過し、上側偏光板ＰＰ２に
入射する。上側偏光板ＰＰ２の偏光方位が、下側偏光板
ＰＰ１の偏光方位に対して９０度回転していれば、この
時、バックライトＢＬの光は表示側へ抜け、カラーフィ
ルタＣＦの透過色が表示される。

【００４３】液晶層ＬＣが偏光方位の変換を行わなけれ
ば、バックライトＢＬの光は表示側に抜けず、カラーフ
ィルタＣＦの透過色は表示されない。すなわち、この時
には黒色が観察される。詳説すれば、液晶層ＬＣがな
い場合、配向膜が無い又はその配向性付与度が低いた
めに液晶層ＬＣが配向性を有さない場合、或いは電圧
の印加によって液晶層ＬＣの分子が縦方向に並んだ場合
には、黒色表示ということになる。

【００４４】なお、偏光板ＰＰ１，ＰＰ２と液晶層ＬＣ
の偏光方位の関係は原理的には幾つもある。また、偏光
板を用いない形式の表示方法も提案されている。

【００４５】ここでは、結果的に液晶層ＬＣの配向性が
低下すると、液晶層ＬＣにおける光の透過率が低下する
ように設定されているものとする。

【００４６】図４は、図２に示したカラーフィルタＣＦ
における１つの着色樹脂（Ｇ）の１画素内の領域を、Ｔ
ＦＴ側基板に設けられたスイッチング素子と共に抜き出
して示す斜視図である。スイッチング素子は薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）Ｓであり、薄膜トランジスタＳには電
界印加用の透明電極ＴＥ１が電気的に接続されている。
透明電極ＴＥ１と透明電極ＴＥ２との間に印加される電
圧を制御すると、液晶層ＬＣ内の電界が変化し、これを
透過する偏光方位を制御することができる。すなわち、
薄膜トランジスタＳを制御することで、図２に示したバ
ックライトＢＬからの白色光Ｌの透過率を制御すること
ができる。

【００４７】本実施の形態に係る輝点欠陥の修正方法
は、液晶層ＬＣを挟む配向膜ＯＦ１，ＯＦ２を有する液
晶パネル本体の画像表示側にカラーフィルタＣＦを設け
てなる液晶パネルにおける輝点欠陥の修正方法におい
て、この輝点欠陥の位置を検出する第１工程と、検出さ
れた輝点欠陥に画像表示側から、カラーフィルタＣＦに
孔が開くエネルギーを有するレーザ光ＬＢをカラーフィ
ルタＣＦに照射し、このレーザ光を配向膜ＯＦ１，ＯＦ
２に到達させる第２工程とを備える。

【００４８】輝点欠陥の位置は、液晶パネルＬＣＰにお
いて黒色表示を行い、これをＣＣＤ（ビデオ）カメラに
より観察することにより検出し、検出された位置に一致
するようにレーザ光源からレーザ光ＬＢを照射する。こ
の位置は、有限の面積を有する領域として与えられる。
レーザ光ＬＢの照射時においては、この領域内の指定さ
れた地点にレーザ光ＬＢを照射する。この領域は透明電
極ＴＥ１の大きさに一致する。

【００４９】また、レーザ光ＬＢは保護フィルムＰＦＭ
を通過している。すなわち、保護フィルムＰＦＭが貼っ
てあるので、レーザ光ＬＣ照射時にボケの少ない画像を
得ることができ、正確な欠陥位置を検出することができ
る。

【００５０】図４においては、上記領域の重心位置と、
重心位置から所定距離の位置にレーザ光ＬＢを照射す
る。また、この領域の端部の位置を検出して、当該端部
からの離隔距離を指定し、レーザ光ＬＢを照射してもよ
い。本例のレーザ光ＬＢは平行光又はカラーフィルタＣ
Ｆよりも深部側に焦点を有する。

【００５１】第１回目のレーザ光ＬＢ（パルス）は大き
な径（光軸に垂直な断面積が大きい）を有し、この照射
によってカラーフィルタＣＦに孔を開けると共に、液晶
層ＬＣ内に気泡を発生させる。カラーフィルタＣＦの材
料の一部は配向膜ＯＦ１に付着する。

【００５２】図５は、このレーザ光照射時の液晶パネル
ＬＣＰの部分断面図である。カラーフィルタＣＦの着色
樹脂Ｒ、透明電極ＴＥ２、配向膜ＯＦ２、ＯＦ１、透明
電極ＴＥ１に孔が開き、孔の周囲には付着物が堆積し、
また、液晶層ＬＣ中に気泡ＢＢが発生している。気泡の
大きさはレーザ光ＬＢのエネルギー密度に依存する。な
お、エネルギー密度は、エネルギー／断面積で与えられ
る。レーザ光ＬＢのエネルギー密度は、気泡ＢＢが複数
の画素を含む大きさを有するように設定される。

【００５３】第２回目以降のレーザ光ＬＢは、相対的に
上記よりも小さな径（光軸に垂直な断面積が小さい）を
有し、上記気泡ＢＢの消滅前に照射される。この照射に
よって、少なくともカラーフィルタＣＦの材料の一部は
配向膜に付着する。

【００５４】すなわち、本実施形態の方法においては、
第２工程（以降）において照射されたレーザ光ＬＢより
も大径のレーザ光ＬＢを第２工程の前にカラーフィルタ
に照射しておいたので、かかるレーザ光ＬＢによって液
晶層ＬＣ内に気泡を形成することができ、第２工程（以
降）において照射されるレーザ光ＬＢによってカラーフ
ィルタ材料や他の構成物の付着を促進することができ
る。

【００５５】カラーフィルタ材料は、ホトレジストに染
料又は顔料を含ませてなる。カラーフィルタ材料の付着
によって配向膜ＯＦ１による液晶層ＬＣの配向性を低下
させることができる。レーザ光のエネルギーは、カラー
フィルタＣＦを黒化させるに必要なレーザ光のエネルギ
ーよりも大きい。

【００５６】なお、本例においては、レーザ光ＬＢは、
配向膜ＯＦ１を貫通しており、貫通孔の周辺部にカラー
フィルタ材料が付着している。換言すれば、カラーフィ
ルタＣＦに形成された孔の径よりも、液晶層ＬＣの配向
性低下に寄与する領域の面積の方が大きい。

【００５７】液晶層ＬＣの配向性が低下すると、液晶層
ＬＣにおける光の透過率が低下する。したがって、黒色
表示時の輝点欠陥は当該配向性の低下によって、その明
るさが減少し、当該欠陥部位は目立たなくなる。また、
白色表示時においては、偏光方位の関係から原理的には
当該欠陥部位を光が透過しない場合においても、僅かな
成分が欠陥部位を透過した場合に、カラーフィルタに孔
が開いているので、カラーフィルタＣＦによる減衰量が
小さくなり、当該欠陥部位が目立たなくなる。

【００５８】特に、配向性低下は黒色表示時の透過光量
の低下をもたらすが、カラーフィルタＣＦに形成された
孔の径は、白色表示時における輝度の増加に寄与するの
で、上述のように、カラーフィルタＣＦに形成された孔
の径よりも、液晶層ＬＣの配向性低下に寄与する領域の
面積の方が大きい場合には、黒色表示時の輝度の低下と
白色表示時の輝度の増加を部分的に独立して制御するこ
とができる。

【００５９】図６は、上記輝度欠陥の修正を行う欠陥修
正装置のブロック図である。ＸＹＺステージＳＴＧ上に
は、液晶表示器ＬＣＤが配置される。落射照明ＩＬから
出射した照明光はハーフミラーＨＭ１によって反射さ
れ、ハーフミラーＨＭ２を透過し、結像レンズ（対物レ
ンズ）ＯＢＪによって集光され、液晶表示器ＬＣＤの画
像表示側を照明する。なお、ハーフミラーＨＭ１，ＨＭ
２は、それぞれ、ダイクロイックミラーとすることがで
きる。

【００６０】液晶表示器ＬＣＤによる上記照明光の反射
光、或いはバックライトＢＬからの光Ｌは、レンズＯＢ
Ｊ、ミラーＨＭ２，ＨＭ２、結像レンズＬＮＳを順次通
過して、撮像素子（電荷結合素子）ＣＣＤに入射する。
したがって、液晶表示器ＬＣＤの対物レンズＯＢＪ直下
の像が撮像素子ＣＣＤよって撮像され、この映像信号は
制御装置ＣＯＮＴに入力され、表示器ＤＳＰに表示され
る。制御装置ＣＯＮＴは、入力された映像信号に基づい
て、欠陥部位の位置を検出する。

【００６１】すなわち、まず、液晶表示器ＬＣＤによっ
て黒色表示を行い、ＸＹＺステージＳＴＧを駆動しなが
ら、撮像素子ＣＣＤに観察される液晶表示器ＬＣＤの表
面の走査を行う。走査時において、輝点が観察された場
合、すなわち、映像信号に含まれる輝度信号が所定値を
超えた場合、その領域を欠陥部位の位置として認定す
る。当該位置の検出後、ＸＹＺステージＳＴＧを駆動
し、結像レンズＯＢＪの直下に欠陥部位を位置させ、上
述したように、レーザ光ＬＢを照射する。

【００６２】レーザ光源ＬＳから出射されたレーザ光Ｌ
Ｂは、減光器（アッテネータ）ＡＴによって光量調整が
行われた後、シャッターＳＴを通過し、反射率が５０％
を超えるハーフミラーＨＭ３によって反射され、マスク
交換器ＭＣ内に設置された所望のマスクを透過し、ミラ
ーＨＭ２によって反射され、結像レンズＯＢＪによって
集光され、検出された欠陥部位に照射される。レーザ光
源ＬＳとしては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器、ＸｅＣｌ
エキシマレーザ発振器等を用いることができる。

【００６３】なお、制御装置ＣＯＮＴは、ＸＹＺステー
ジＳＴＧの他、レーザ光源ＬＳ、減光器ＡＴ、シャッタ
ーＳＴ、マスク交換器ＭＣ、落射照明ＩＬを、それぞ
れ、制御信号Ｓ_M、Ｓ_L、Ｓ_A、Ｓ_S、Ｓ_C、Ｓ_Iによって制
御している。ハーフミラーＨＭ３を透過したレーザ光Ｌ
Ｂの光量は光検出器ＰＤによって検出され、制御装置Ｃ
ＯＮＴは当該検出値に基づいて、液晶表示器ＬＣＤに照
射されるレーザ光ＬＢのエネルギーを制御する。

【００６４】すなわち、減光器ＡＴを制御すれば、レー
ザ光ＬＢのエネルギーの大きさを変えることができ、マ
スク交換器ＭＣを制御すればレーザ光ＬＢの断面形状や
直径を変えることができ，シャッターＳＴの開閉を制御
すれば、レーザ光ＬＢの照射時間を制御することができ
る。なお、マスク交換器ＭＣ内には遮光板もマスクとし
て格納されている。また、このマスクは、レンズＯＢＪ
の倍率に応じて切り替えることができる。

【００６５】また、対物レンズＯＢＪは、倍率の異なる
複数の対物レンズ群からなり、それぞれが電動のレボル
バＲＶ（図７参照）に固定されている。制御装置ＣＯＮ
Ｔは、レボルバＲＶを回転させることにより、対物レン
ズＯＢＪの倍率を可変することができる。レーザ光ＬＢ
の照射及び観察には２５倍の高倍率レンズが、観察には
７．６倍の低倍率のレンズが用いられる。すなわち、レ
ーザ光ＬＢの照射時においては、観察時よりも倍率を上
げる。なお、上記では、レーザ光の照射光学系と、観察
光学系とは同軸光学系を構成している。

【００６６】図７は図６に示した欠陥修正装置の正面
図、図８は側面図である。なお、図６において示した表
示器ＤＳＰ及び制御装置ＣＯＮＴの記載は省略してあ
る。

【００６７】ＸＹＺステージＳＴＧは、Ｚ方向駆動ステ
ージ上に固定されたＸＹ方向駆動ステージと、当該ＸＹ
方向駆動ステージ上に固定された載置台１からなる。載
置台１は水平に配置される。ＸＹ方向駆動ステージは、
直交する2軸方向に延在するボールネジとＡＣサーボモ
ータからなり、載置台１を水平面内において前後左右に
移動させる。Ｚ方向駆動ステージは、ＸＹ方向駆動ステ
ージを鉛直方向に移動させる。

【００６８】レーザ光源ＬＳからマスク交換器ＭＣに至
るレーザ光学系ＯＰ１は、レボルバＲＶの上部に取り付
けられている。

【００６９】ＸＹＺステージＳＴＧ、撮像素子ＣＣＤ、
レーザ光学系ＯＰ１等の装置主要部は、除振台の上に固
定された整形箱ＢＯＸ内に収納されており、整形箱ＢＯ
Ｘは前面側に開口ＯＰＮを有する。ＸＹ方向駆動ステー
ジを駆動し、更に、このステージと載置台１との間の相
対的一次元水平移動を行うスライドレールＳＬＤを介し
て載置台１を移動させると、開口ＯＰＮから液晶表示器
ＬＣＤが露出する。この場合、作業者は液晶表示器ＬＣ
Ｄを容易に装着できる。

【００７０】載置台１の下には、液晶表示器ＬＣＤの駆
動を行う信号を中継する駆動信号中継ユニットＣＩＲが
設けられている。作業者は、液晶表示器ＬＣＤを載置台
１上に固定すると共に、液晶表示器ＬＣＤから延びる配
線を中継ユニットＣＩＲに接続する。中継ユニットＣＩ
Ｒは、載置台１の下部に配置されているので、これらの
接続配線距離を短くし、駆動信号の遅延を抑制する。な
お、液晶表示器ＬＣＤが大型の場合には、中継ユニット
は複数であることが好ましく、スライドレールＳＬＤに
よって中継ユニットＣＩＲは整形箱ＢＯＸの外に取り出
されるので、作業が効率化される。

【００７１】図９は、上記装置において行われる欠陥修
正工程を示すフローチャートである。

【００７２】まず、製品のＩＤ番号を制御装置ＣＯＮＴ
に入力する（Ｓ１００）。すなわち、液晶表示器ＬＣＤ
の種類及び当該パネルのＩＤ番号を制御装置ＣＯＮＴに
入力する。この入力はキーボードを介して行ってもよい
が、液晶表示器ＬＣＤにバーコードが貼り付けられてい
る場合には、バーコードリーダを用いて行っても良い。

【００７３】次に、液晶表示器ＬＣＤを欠陥修正装置に
取り付ける（Ｓ１０２）。開口ＯＰＮから載置台１を引
き出し、この上に液晶表示器ＬＣＤをセットする。更
に、液晶表示器ＬＣＤと中継ユニットＣＩＲとを電気的
に接続する。

【００７４】続いて、制御装置ＣＯＮＴは、液晶表示器
ＬＣＤの水平面内におけるアライメント調整を行う（Ｓ
１０４）。すなわち、液晶表示器ＬＣＤの画素列がＸ又
はＹ方向に一致するように、水平面内において液晶表示
器ＬＣＤの位置を移動させる。なお、液晶パネルＬＣＰ
のアライメントマークＡＭは、金属枠ＭＦＭの内側に位
置するため、制御装置ＣＯＮＴは撮像素子ＣＣＤによっ
て撮像された画像内の端部の位置を検出し、この位置を
基準に移動量に補正をかけることができる。

【００７５】しかる後、欠陥画素のある部位（輝点欠
陥）の座標を制御装置ＣＯＮＴに入力する（Ｓ１０
６）。上述の説明においては、制御装置ＣＯＮＴは液晶
表示器ＬＣＤの表面の走査後に、続けて、欠陥修正を行
ったが、ここでは、欠陥位置の検査自体は別工程におい
て既に行われているものとする。このような場合におい
て、制御装置ＣＯＮＴが、ＬＡＮケーブルを介してホス
トコンピュータに接続されている場合、制御装置ＣＯＮ
ＴはＩＤ番号に対応する欠陥位置の座標をホストコンピ
ュータから受信することができる。

【００７６】次に、欠陥位置の検索を行う（Ｓ１０
８）。すなわち、まず、制御装置ＣＯＮＴは、上記座標
情報に基づいて、欠陥が結像レンズＯＢＪの直下に位置
するようにＸＹ方向駆動ステージを駆動する。続いて、
バックライトＢＬを点灯させ、液晶パネルＬＣＰを裏面
側から照明し、液晶パネルＬＣＰの像を撮像素子ＣＣＤ
によって撮影する。中継ユニットＣＩＲを介して液晶表
示器ＬＣＤを全黒状態で動作させる。この時、欠陥は発
光するので、制御装置ＣＯＮＴは撮影された画像情報に
基づき、欠陥が結像レンズ（対物レンズ）ＯＢＪの光軸
上に位置するように、ＸＹ方向駆動ステージを微小駆動
する。

【００７７】この欠陥位置の検索時においては、その重
心位置が欠陥位置として与えられる。対物レンズＯＢＪ
の実視野は１．４ｍｍ程度に設定する。このような方法
は、大型のパネル、例えば２２型のパネルを水平移動さ
せる場合にも有効であり、移動ストローク５００ｍｍ、
位置決め精度が３０μｍ程度であっても輝度欠陥位置を
正確に検出することができる。

【００７８】次に、液晶層ＬＣ中に気泡を発生させる
（Ｓ１１０）。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、まず、
マスク交換器ＭＣを駆動し、第１のマスクを光路上に移
動させ、続いて、レーザ光源ＬＳを駆動する。レーザ光
源ＬＳからは１つのレーザ光パルスが出射され、第１の
マスクを透過して、欠陥に照射される。パルスの生成は
シャッタＳＴの断続的な開閉によって行うこともでき
る。この照射によって、カラーフィルタＣＦに孔が開
き、液晶層ＬＣ中には気泡ＢＢが発生する。この時、気
泡ＢＢを撮像素子ＣＣＤによって確認することができ
る。

【００７９】次に、マスクの交換とレーザ光出力の変更
を行う（Ｓ１１２）。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、
マスク交換器ＭＣを駆動し、第２のマスクを光路上に移
動させる。レーザ光ＬＢの出力は減光器ＡＴによって調
整される。

【００８０】続いて、レーザ光源ＬＳを駆動し、カラー
フィルタＣＦに孔を開ける（Ｓ１１４）。この場合、レ
ーザ光源ＬＳからは、まず、１つのレーザ光パルスが出
射され、第２のマスクを透過して、欠陥内の別の地点に
照射される。この照射によって、カラーフィルタＣＦに
孔が開き、カラーフィルタ材料、ＩＴＯ材料、配向膜材
料等が飛散し、配向膜ＯＦ１上に付着する。ＸＹ方向駆
動ステージを駆動することによって液晶表示器ＬＣＤを
水平面内において移動させながら、繰り返し周波数ｆで
レーザ光ＬＢのパルスを出射し、次々にレーザ光ＬＢの
照射位置を変えていく。

【００８１】第２のマスク使用時のレーザ光ＬＢの径
は、第１のマスク使用時のレーザ光ＬＢの径よりも小さ
い。２回目以降のレーザ光ＬＢは第１回目のものよりも
エネルギーが小さい。これは、液晶層ＬＣが気泡によっ
て排除された状態においては、エネルギーは小さくて
も、材料の充分な付着を行わせることができることがで
きるからである。なお、付着した堆積物は、気泡ＢＢの
消滅後も付着したままである。

【００８２】最後に、修正された欠陥を検査する（Ｓ１
１６）。この場合、表示器ＤＳＰに表示された画像を観
察しながら、輝度欠陥の修正状態を検査し、入力された
結果を制御装置ＣＯＮＴに入力し、制御装置ＣＯＮＴ内
に記憶する。なお、制御装置ＣＯＮＴがＬＡＮケーブル
を介してホストコンピュータに接続されている場合は、
修正終了の旨をホストコンピュータに通知する。なお、
輝度の閾値を設定し、画像内の輝度が全て当該閾値以下
となった場合に、制御装置ＣＯＮＴが自動的に輝度欠陥
の修正終了を判定してもよい。

【００８３】以上、説明したように、本輝点欠陥の修正
方法は、液晶パネルＬＣＰの裏面側にバックライトＢＬ
を取り付ける工程と、バックライトＢＬの取り付け後
に、液晶パネルＬＣＰの画像表示側から、液晶パネルＬ
ＣＰに含まれる輝点欠陥にレーザ光ＬＢを照射する工程
とを備える。

【００８４】従来、液晶パネルの表面側からレーザ光を
照射する場合、カラーフィルタがレーザ光照射の弊害と
考えられていたため、バックライトの取り付け前に行わ
れていた。バックライトを取り付けた状態で輝点欠陥に
レーザ光を照射することはなく、輝点欠陥が発見された
場合には、バックライトを取り外して液晶パネルの裏面
側からレーザ光を照射していた。

【００８５】このような工程は、製造のスループットを
著しく低下させるが、本方法においては、バックライト
ＢＬの取り付け後に画像表示側から液晶パネルＬＣＰに
含まれる輝点欠陥にレーザ光ＬＢを照射するので、バッ
クライトＢＬを取り外す必要が無くなり、製造のスルー
プットが著しく改善される。当初、カラーフィルタの損
傷によって欠陥修正に不具合が発生するものと予想され
たが、上述のように、この予想に反してレーザ光ＬＢの
照射によって充分に欠陥修正が行われた。

【００８６】また、本輝点欠陥の修正方法は、バックラ
イトＢＬの取り付け前に、液晶パネルＬＣＰの画像表示
側に保護フィルムＰＦＭを貼り付ける工程と、レーザ光
の照射時に保護フィルムＰＦＭを介して輝点欠陥を観察
し、レーザ光照射時の照射位置に輝点欠陥を移動させる
工程とを更に備えている。

【００８７】レーザ光ＬＢの照射においては、液晶パネ
ルＬＣＰを観察する必要があるが、液晶パネルＬＣＰの
表面には微小な凹凸があるため、観察像がボケる場合が
ある。このような場合、保護フィルムＰＦＭを貼り付け
ると、観察像が鮮明になり、輝点欠陥位置をより正確に
検出し、これをレーザ光照射位置に移動させることがで
きる。この保護フィルムＰＦＭは、バックライトＢＬの
取り付け時においても液晶パネルの保護も行う。換言す
れば、保護フィルムＰＦＭが、バックライトＢＬの取り
付け前には保護機能を有し、バックライトＢＬの取り付
けた後においては観察像の鮮明化を行うことになる。

【００８８】このような方法により作製された液晶表示
器ＬＣＤは、レーザ光照射跡の形成された保護フィルム
ＰＦＭが画像表示側に貼り付けられてなる。

【００８９】図１０は、液晶表示器ＬＣＤの全体の検査
・修正工程を示すフローチャートである。

【００９０】まず、液晶パネルＬＣＰの欠陥検査を行う
（検査Ｉ：Ｓ１）。

【００９１】検査の結果が良好であれば、次の工程に進
むが、欠陥が発見された場合には、ＴＦＴ基板側から当
該欠陥部位にレーザ光を照射し、欠陥を修正する（Ｓ
２）。この修正工程は、レーザ光の照射方向が逆である
点を除いて、上記方法と同じである。この修正工程の
後、再び、修正が確実に行われたどうかを検査する（検
査ＩＩ：Ｓ３）。

【００９２】検査Ｉの結果が良好であった液晶パネルＬ
ＣＰ、或いは修正が確実に行われた液晶パネルＬＣＰに
は、バックライトＢＬが取り付けられ、モジュールとし
て組み立てられる（Ｓ４）。

【００９３】再び、組み立てられたモジュール、すなわ
ち、液晶表示器ＬＣＤの検査を行う（検査ＩＩＩ：Ｓ
５）。

【００９４】検査の結果が良好であれば、検査工程は終
了となるが、欠陥が発見された場合には、カラーフィル
タ基板側から当該欠陥部位にレーザ光を照射し、欠陥を
修正し（Ｓ６）、その後、検査を行う（検査ＩＶ：Ｓ
７）。

【００９５】なお、これらの検査（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，
ＩＶ）の方法は、上述のステップ１１６と同一であり、
また、ステップＳ６において行われる輝度欠陥の修正工
程は、上述の通りである。

【００９６】なお、検査Ｉにおいては、上記に加えて、
断線検査、ムラ・シミ検査、液晶内に設けられるスペー
サの不均一性検査、偏光板の検査を行うこともできる。
また、輝点欠陥は、ＴＦＴアレイ不良、カラーフィルタ
不良、異物混入等によって生じ、断線はＴＦＴアレイ不
良、異物混入等によって生じ、ムラ・シミは洗浄不良、
配向印刷不良、ラビング不良、異物混入によって生じ、
スペーサの不均一性はスペーサの散布や異物混入によっ
て生じる。

【００９７】次に、第１回目に照射される気泡発生用レ
ーザ光ＬＢの断面形状と、第２回目以降に照射される微
調整用レーザ光ＬＢの断面形状について説明する。

【００９８】図１１は、第１回目に照射されるレーザ光
ＬＢの透明電極ＴＥ１上での形状を示し、図１２は第２
回目以降に照射されるレーザ光ＬＢの透明電極ＴＥ１上
での形状を示す。これらの形状は、レーザ光ＬＢの横断
面（光軸に垂直な断面）形状と同一であり、カラーフィ
ルタＣＦ或いは配向膜ＯＦ１、ＯＦ２に形成された貫通
孔の形状と同一である。

【００９９】図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１
（ｃ）、図１１（ｄ）、図１１（ｅ）に示すように、第
１回目に照射されるレーザ光ＬＢの断面形状は円形又は
方形であり、円形の場合は直径、方形の場合は最大径が
８μｍ乃至２４μｍに設定され、レーザ光ＬＢのエネル
ギー密度は１５Ｊ／ｃｍ²乃至５０Ｊ／ｃｍ²である。

【０１００】図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２
（ｃ）、図１２（ｄ）に示すように、第２回目以降に照
射される複数のレーザ光ＬＢの断面形状は円形又は方形
であり、円形の場合は直径、方形の場合は最大径が２μ
ｍ乃至４μｍに設定され、レーザ光ＬＢのエネルギー密
度は２５Ｊ／ｃｍ²乃至６５Ｊ／ｃｍ²である。レーザ光
ＬＢが照射される領域の幅は２μｍ乃至透明電極ＴＥ１
の幅であり、長さは２μｍ乃至透明電極ＴＥ１の長さで
ある。これらは、それぞれＸ及びＹ方向に一致する。全
体としてレーザ光ＬＢのスポットは複数個形成される
が、これらのスポットは行列状に整列する。行数は１行
以上である。なお、図１２（ｄ）に示されるレーザ光Ｌ
Ｂのスポットのうち大径のものは、図１１（ｃ）に示し
たものである。

【０１０１】また、上記では気泡発生用レーザ光を１回
だけ照射したが、２回以上照射してもよい。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の輝度欠陥修正方法によれば、輝
点欠陥を充分に修正することができた液晶表示器を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示器の平面図である。

【図２】図１に示した液晶表示器のＩＩ−ＩＩ矢印縦断
面図である。

【図３】図３は液晶表示器ＬＣＤを一部破断して示す液
晶表示器ＬＣＤの斜視図である。

【図４】図２に示したカラーフィルタＣＦにおける１つ
の着色樹脂（Ｇ）の１画素内の領域を、ＴＦＴ基板に設
けられたスイッチング素子と共に抜き出して示す斜視図
である。

【図５】レーザ光照射時の液晶パネルＬＣＰの部分断面
図である。

【図６】輝度欠陥の修正を行う欠陥修正装置のブロック
図である。

【図７】図６に示した欠陥修正装置の正面図である。

【図８】図６に示した欠陥修正装置の側面図である。

【図９】欠陥修正装置において行われる欠陥修正工程を
示すフローチャートである。

【図１０】液晶表示器ＬＣＤの全体の検査・修正工程を
示すフローチャートである。

【図１１】第１回目に照射されるレーザ光ＬＢの透明電
極ＴＥ１上での形状を示す該当部位の平面図である。

【図１２】第２回目以降に照射されるレーザ光ＬＢの透
明電極ＴＥ１上での形状を示す該当部位の平面図であ
る。

【符号の説明】

１…載置台、ＡＴ…減光器、ＢＢ…気泡、ＢＬ…バック
ライト、ＢＭ…遮光枠、ＢＯＸ…整形箱、ＣＣＤ…撮像
素子、ＣＦ…カラーフィルタ、ＣＩＲ…駆動信号中継ユ
ニット、ＣＯＮＴ…制御装置、ＤＳＰ…表示器、ＴＥ１
…透明電極、ＦＭ…枠体、ＧＳ１，ＧＳ２…ガラス基
板、ＨＭ１，ＨＭ２…ハーフミラー、ＨＭ３…ハーフミ
ラー、ＩＬ…落射照明、Ｌ…白色光、ＬＢ…レーザ光、
ＬＣ…液晶層、ＬＣＤ…液晶表示器、ＬＣＰ…液晶パネ
ル、ＬＮＳ…結像レンズ、ＬＳ…レーザ光源、ＭＣ…マ
スク交換器、ＭＦＭ…金属枠、ＯＢＪ…結像レンズ、Ｏ
Ｆ１，ＯＦ２…配向膜、ＯＰ１…レーザ光学系、ＯＰＮ
…開口、ＰＤ…光検出器、ＰＦＭ…保護フィルム、ＰＰ
１，ＰＰ２…偏光板、ＲＶ…レボルバ、Ｓ…薄膜トラン
ジスタ、ＳＬＤ…スライドレール、ＳＴ…シャッター、
ＳＴＧ…ステージ、ＴＥ２…透明電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 典夫 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 久野 耕司 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−153519（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−90304（ＪＰ，Ａ) 特開2001−124660（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11316（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−264961（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−62796（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 G02F 1/13357

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルの裏面側にバックライトを取
   り付ける工程と、前記バックライトを取り付けた状態
   で、前記液晶パネルの画像表示側から、カラーフィルタ
   を介して、前記液晶パネルに含まれる輝点欠陥に欠陥修
   正用のレーザ光を照射する工程とを備えることを特徴と
   する輝点欠陥の修正方法。
2. 【請求項２】 前記バックライトの取り付け前に、前記
   液晶パネルの画像表示側に保護フィルムを貼り付ける工
   程と、前記レーザ光の照射時に前記保護フィルムを介し
   て前記輝点欠陥を観察し、前記レーザ光照射時の照射位
   置に前記輝点欠陥を移動させる工程とを更に備えること
   を特徴とする請求項１に記載の輝点欠陥の修正方法。
3. 【請求項３】 前記液晶パネルの前記バックライトへの
   取り付け工程は、前記液晶パネルの外周部及び前記バッ
   クライトの外周部を共に枠に固定することによって行わ
   れることを特徴とする請求項１又は２に記載の輝点欠陥
   の修正方法。
4. 【請求項４】 前記レーザ光の照射工程前に、前記液晶
   パネルのＩＤ番号を欠陥修正装置の制御装置に入力する
   工程と、前記液晶パネルに前記バックライトが取り付け
   られてなる液晶表示器を前記欠陥修正装置にセットする
   工程と、前記ＩＤ番号に対応する欠陥位置の座標情報に
   基づいて、前記液晶表示器を移動させる工程とを備える
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
   の輝点欠陥の修正方法。
5. 【請求項５】 前記バックライトを点灯させて前記液晶
   パネルを裏面側から照明し、前記液晶パネルの像を撮像
   素子によって撮影する工程と、前記液晶表示器を全黒状
   態で動作させる工程と、この時撮影された画像情報に基
   づき、発光した欠陥が、前記欠陥修正装置において出射
   されるレーザ光の結像レンズの光軸上に位置するように
   ＸＹ方向駆動ステージを微小駆動させて前記液晶表示器
   を更に移動させる工程とを更に備えることを特徴とする
   請求項４に記載の輝点欠陥の修正方法。
6. 【請求項６】 前記制御装置に前記液晶表示器の水平面
   内におけるアライメント調整を行わせる工程を更に備え
   ることを特徴とする請求項４又は５に記載の輝点欠陥の
   修正方法。
7. 【請求項７】 前記レーザ光の照射工程は、レーザ光照
   射によって前記液晶パネルの液晶層内に気泡を発生させ
   る第１照射工程と、前記気泡発生後のレーザ光照射によ
   って前記液晶パネルの配向膜を飛散させる第２照射工程
   とを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
   １項に記載の輝点欠陥の修正方法。
8. 【請求項８】 前記レーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発
   振器又はエキシマレーザ発振器から出射されることを特
   徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の輝点欠
   陥の修正方法。
9. 【請求項９】 前記レーザ光の照射工程の後、前記撮像
   素子によって撮像された画像内の輝度が、設定された閾
   値以下となった場合に、輝点欠陥修正終了と判定するこ
   とを特徴とする請求項５に記載の輝点欠陥の修正方法。
10. 【請求項１０】 前記第２照射工程においては、前記液
    晶表示器を水平面内において移動させながら、レーザ光
    のパルスを出射し、次々にレーザ光の照射位置を変えて
    いくことを特徴とする請求項７に記載の輝点欠陥の修正
    方法。
11. 【請求項１１】 前記第２照射工程のレーザ光の径は、
    前記第１照射工程のレーザ光の径よりも小さいことを特
    徴とする請求項７又は８に記載の輝点欠陥の修正方法。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれか１項に記
    載の輝点欠陥の修正方法を含む液晶表示器の作製方法。