JP6390049B2 - 表示装置とその製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置とその製造方法及び製造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。
前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、ガラス基板内部にレーザ光を照射して、平面的に見て、輝点欠陥が生じる領域を覆うように着色層を形成させ、光の透過量を減少させている。

特開２０１５−１７５８５７号公報

しかしながら、従来のように着色層のみでは、着色が不十分となる場合があり、輝点欠陥の不良が十分に修正されていないことがあった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、輝点欠陥に起因した表示品位の低下を抑えた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。

前記課題を解決するために、本発明の１つの態様に係る表示装置は、
第１ガラス基板と、
前記第１ガラス基板と対向して表示面側に位置する第２ガラス基板と、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おいて、前記表示面側から見て輝点欠陥部を覆う減光部を有し、
前記減光部は、
前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる着色層と、
複数のボイドを含むボイド層と、を含み、
前記複数のボイドのそれぞれは、直径が１ｎｍ以上５０μｍ以下である。

本発明の前記態様によれば、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。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す図 図１の液晶表示装置の表示パネルの一部の構成を示す平面図 図２のＡ１−Ａ２線で切断した切断部の端面図 図１の液晶表示装置での輝点欠陥の一例を模式的に示す断面図 第１実施形態に係る液晶表示装置において、減光部を有する画素の構成を示す断面図 ガラス基板内部における非架橋酸素ホールセンタ形成の模式図 多光子吸収の模式図 超短パルスレーザ光をガラス基板の内部に集光させる際のエネルギ密度における加工現象を示す図 図１の液晶表示装置での減光部の加工原理を示す模式図 加工後のレーザ光がボイドにより散乱される様子の模式図 第１実施形態の第１変形例に係る液晶表示装置において、減光部を有する画素の他の構成を示す断面図 第２実施形態に係る液晶表示装置において、輝点欠陥の修正方法を示すフロー図 輝点欠陥の修正方法を実施できる表示装置の製造装置のブロック図 第２実施形態の変形例に係る液晶表示装置において、輝点欠陥の修正方法を示すフロー図 第２実施形態に係る液晶表示装置の製造装置の構成を示す模式図 その他の変形例に係る液晶表示装置の製造装置の構成を示す模式図

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表示装置又はプラズマディスプレイパネル等であってもよい。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ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を駆動する表示パネル用駆動回路（データ線駆動回路３０、ゲート線駆動回路３１）と、表示パネル用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光を照射するバックライト１３４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線で切断した切断部の端面図である。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。）（第１基板）と、表示面側に配置され、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１に対向するカラーフィルタ基板ＳＵＢ２（以下、ＣＦ基板ＳＵＢ２という。）（第２基板）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）等の透明（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、第１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。第１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、第２ガラス基板ＧＢ２（図３の第２ガラス基板ＧＢ２の下面側）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。第２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。よって、第２ガラス基板ＧＢ２は、第１ガラス基板ＧＢ１と対向して表示面側に位置しているとともに、液晶層ＬＣは、第１ガラス基板ＧＢ１と第２ガラス基板ＧＢ２との間に配置されている。

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、第１実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤ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３１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３０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が輝点欠陥部１３３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との間に有機物や又は金属等の異物３３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がある輝点欠陥部１３３となる。

第１実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤでは、前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の第２ガラス基板ＧＢ２の内部に、バックライト光３４の透過量を減少させる減光部１が形成されている。減光部１は、平面的に配列されており、第２ガラス基板ＧＢ２の表示面側から見た際に、異物３３による輝点欠陥部１３３を覆い隠すように形成されている。すなわち、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２の少なくとも一方の内部において、表示面側から見て輝点欠陥部１３３を覆う減光部１０を配置している。減光部１は、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２のそれぞれと色が異なる着色層２と、着色層２の下の複数のすなわち多数のボイドが形成されたボイド層３とを含む。着色層２は、非架橋酸素ホールセンタからなる。

図６は、第２ガラス基板ＧＢ２の内部における非架橋酸素ホールセンタ形成の模式図である。図７は、多光子吸収の模式図である。図８は超短パルスレーザ光をガラス基板に内部集光させる際のエネルギ密度における加工現象を示す図である。図９は減光部１の加工原理を示す模式図である。図１０は、加工後のレーザ光がボイドにより散乱される様子を示す集光点近傍の拡大図である。

図６に示すように、ガラス基板ＧＢの内部にある非架橋酸素に紫外線又はガンマ線１００を照射すると、電子が１個放出され、非架橋酸素ホールセンタを形成する。この非架橋酸素ホールセンタは、紫外域から可視域に吸収を持ち、赤茶色を呈する。通常、この非架橋酸素ホールセンタは、紫外線や又はガンマ線等の短波長の光線を照射することで形成されるが、多光子吸収と呼ばれる現象を利用することで、より長い波長の光線照射でも形成可能である。図７の（ａ）に示すように、短波長の光線の持つエネルギは大きく、光子１個の吸収で非架橋酸素は電子を１個放出して、非架橋酸素ホールセンタを形成する。一方、長い波長の光線の持つエネルギは小さく、光子１個では電子を放出するのに十分なエネルギを与えることはできない。しかし、フェムト秒レーザ光のような超短パルスレーザ光の場合、電場強度が非常に強いため、集光領域において、複数の光子が同時に吸収されることがある。これを多光子吸収と呼び（図７の（ｂ）参照）、多光子吸収によって非架橋酸素は電子を放出するのに十分なエネルギ（基底状態から励起状態に至るまでのエネルギ）を得ることができて、非架橋酸素ホールセンタを形成する。集光領域のエネルギ密度を空間的にさらに大きくすると、屈折率変化、又は空孔形成、又はクラック形成といった現象を起こすことができる。超短パルスレーザ光４をガラス基板ＧＢの内部に高集光レンズを使用して集光させるとき、超短パルスレーザ光４のパルスエネルギを適当な値にすると、焦点Ｆにおいて直径１ｎｍ以上５０μｍ以下の微小な空孔形成が起きる（図８の空孔形成を参照）。超短パルスレーザ光４とガラス基板ＧＢとの位置をガラス基板ＧＢの面方向に相対的に移動させることで、図９に示すように、ガラス基板ＧＢの内部で面方向に焦点Ｆが移動しながら超短パルスレーザ光４がガラス基板ＧＢに照射されるので、直径１ｎｍ以上５０μｍ以下の微小な空孔が面方向に多数形成されて、ボイド層３が形成される。この時、ガラス基板ＧＢの、焦点Ｆよりも表面に近いところでは、空孔が形成されるほどエネルギ密度は高くないが、非架橋酸素ホールセンタが形成されるには十分なエネルギを持つ領域が存在する。超短パルスレーザ光４とガラス基板ＧＢとの位置を面方向に相対的に移動させることで、この領域がガラス基板ＧＢの内部で面方向に広がって、着色層２が形成される。この着色層２とボイド層３とで構成される減光部１に対して、ガラス基板ＧＢの裏面から照射したバックライト光３４は、まず、ボイド層３によって細かく散乱される。そして、散乱されながら透過してきた光を着色層２が吸収することで減光されて、減光された光がガラス基板ＧＢの表面に出てくるので、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。また、超短パルスレーザ光４とガラス基板ＧＢとの位置を面方向に相対的に移動させる際、超短パルスレーザ４は、焦点Ｆで集光後、加工に使われなかった光が拡がりながらガラス基板ＧＢを通過し、その先にあるカラーフィルタＣＦ、又は、液晶層ＬＣに照射される。焦点Ｆからガラス基板ＧＢの裏面までの距離が短いとき、光が十分に拡がりエネルギ密度が下がる前にカラーフィルタＣＦ又は液晶層ＬＣに照射されることになり、カラーフィルタＣＦ又は液晶層ＬＣにダメージを与える恐れがある。しかしながら、それまでの照射で形成されたボイド層３によって、図１０に示されるように、加工に使われなかった光は、細かく散乱され、エネルギ密度を下げる。これにより、ガラス基板ＧＢを通過した光がカラーフィルタＣＦ又は液晶層ＬＣに照射されても、カラーフィルタＣＦ又は液晶層ＬＣに与えるダメージは小さい。超短パルスレーザ光４は、ガラス基板ＧＢの内部で多光子吸収を起こすことができるようなパルス幅、波長、及びパルスエネルギである必要があり、波長が１００以上１００００ｎｍ以下、パルス幅が１ｆｓ以上〜１００ｐｓ以下、パルスエネルギが１μＪ以上２０μＪ以下であることが好ましい。また、高集光レンズはＮＡ（開口数）が０．３以上０．６以下であることが好ましく、収差補正機能を持ったものであれば尚よい。この条件のレーザ光４をガラス基板ＧＢに照射することで、焦点Ｆの位置で図９のような多数の空孔を含むボイド層３が形成され、焦点Ｆの位置よりもガラス基板ＧＢの表面に近い位置に着色層２が形成される。

第１実施形態によれば、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２の少なくとも一方の内部において、表示面側から見て輝点欠陥部１３３を覆う減光部１を有し、かつ、減光部１は、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２とは色の異なる着色層２と、複数のボイドを含むボイド層３とで構成されている。このように構成することにより、カラーフィルタＣＦ及び液晶層ＬＣに与えるダメージを抑え、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。

（第１変形例）
図１１は、第１実施形態の第１変形例に係る液晶表示装置ＬＣＤにおいて、前記輝点欠陥を抑えるための他の構成を示す。なお、図１１には、簡便のため、以下の第２変形例及び第３変形例も存在する例を例示しているが、これに限定されるものではなく、第１実施形態に加えて、第１変形例〜第３変形例のいずれか１つのみが存在してもよく、これらのうちの任意の組み合わせであってもよいことはいうまでもない。

減光部１を形成する際、加工条件によっては着色層２（第１着色層）とボイド層３との間に隙間ができる。この隙間に照射された光のエネルギ密度は、着色層２を形成するよりも高く、ボイド層３を形成するには低いので、図８にあるように、ガラス基板ＧＢの屈折率（１．４〜１．６）が最大で０．０２増加した屈折率変化層５（第１屈折率変化層）が形成されている。つまり、減光部１は、第１着色層２とボイド層３との間に、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２よりも大きい屈折率を示す屈折率変化層５をさらに含む。この屈折率変化層５により、輝点欠陥による光をより高精度に遮蔽できるため、表示装置の表示品位の低下をより防止できる。

（第２変形例）
次に、第１実施形態の第２変形例を以下に説明する。焦点Ｆ（ボイド層３）よりも深い位置（第１ガラス基板ＧＢ１側）にも、着色層２ａ（第２着色層）が形成されるようにしてもよい。このとき、ボイド層３は、第１着色層２と第２着色層２ａとの間に位置している。第２着色層２ａは、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２のそれぞれと色が異なっている。これは、焦点Ｆでボイド層３を形成した後の透過光のエネルギ密度が十分に大きいため、非架橋酸素ホールセンタ形成による着色を起こす結果として、第２着色層２ａを形成することができる。ただし、第２着色層２ａの着色濃度はエネルギ密度に依存するため、透過光によって形成された第２着色層２ａは、入射光によって形成された第１着色層２よりも、着色濃度が低い。このように形成された第２着色層２ａにより、減光部１の減光能力が、より向上する。

（第３変形例）
次に、第１実施形態の第３変形例を以下に説明する。減光部１は、ボイド層３と第２着色層２ａとの間に位置して焦点Ｆでボイド層３を形成した後の透過光によって形成され、第１ガラス基板ＧＢ１又は第２ガラス基板ＧＢ２よりも大きい屈折率を示す第２屈折率変化層５ａを更に含むようにしてもよい。この場合、屈折率の増加量はエネルギ密度に依存するため、透過光によって形成された第２屈折率変化層５ａは、入射光によって形成された屈折率変化層５よりも屈折率は小さい。第１屈折率変化層５と第１ガラス基板ＧＢ１及び第２ガラス基板ＧＢ２との屈折率の差は最大で０．０１５程度である。第２屈折率変化層５ａは、異物３３により近い位置に形成されている。このため、異物３３の影響で斜め方向にバックライト光３４が広がった場合でも、第２屈折率変化層５ａで屈折させて、バックライト光３４の広がり角度を小さくすることができる。それにより、バックライト光３４の広がりが抑制され、第２屈折率変化層５ａが形成されていない場合よりも、ボイド層３に入射するバックライト光３４が増加する。ゆえに、減光部１の減光能力が向上する。

ここで、第２変形例にかかる第２着色層２ａは、波長が２００ｎｍ以上９０００ｎｍ以下、パルス幅が２ｆｓ以上〜９０ｐｓ以下、パルスエネルギが２μＪ以上１８μＪ以下のレーザ光を用いて形成する。レーザ光を集光するレンズのＮＡは、０．３５以上０．５５以下である。

第３変形例にかかる第２屈折率変化層５ａは、波長が３００ｎｍ以上８０００ｎｍ以下、パルス幅が３ｆｓ以上〜８０ｐｓ以下、パルスエネルギが３μＪ以上１７μＪ以下のレーザ光を用いて形成する。レーザ光を集光するレンズのＮＡは、０．４以上０．５以下である。

（第４変形例）
次に、第１実施形態の第４変形例を以下に説明する。パルスエネルギを１μＪ以上４μＪ以下に下げてレーザ光を照射すると、焦点Ｆでボイド層３は形成されるが、焦点Ｆよりもガラス基板ＧＢの表面に近い位置には、着色層２が形成されないか、又は、目視で認識できないほどの薄い着色となる。すなわち、ボイド層３のみが単独で形成される。ボイド層３が単独で存在しても、バックライト光３４を散乱させる効果はあるが、減光する効果は無い。この状態で、パルスエネルギを３μＪ以上１３μＪに上げ、単独のボイド層３よりもガラス基板ＧＢの表面に近い位置に集光するようにレーザ光を照射し、上述の実施形態及び変形例に係る減光部１を形成する。このとき、焦点Ｆで集光され、その近傍で着色又はボイド形成といった反応が起きる。この反応に使われなかったエネルギは、拡がりながらガラス基板ＧＢの裏面に向かって照射されるが、その間に単独ボイド層３が存在するため、レーザ光はボイド層３の多数のボイドによって散乱し、エネルギ密度が低下する。これにより、ガラス基板ＧＢの裏面に近い位置にあるカラーフィルタＣＦ及び液晶層ＬＣへのダメージが抑制される。加工後は、ボイド層３と着色層２とからなる減光部１が、単独ボイド層よりガラス基板ＧＢの表面に近い位置に形成される。

（その他の変形例）
減光部１は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の第１ガラス基板ＧＢ１に形成されていてもよい。また、減光部１は、第１ガラス基板ＧＢ１及び第２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１は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の第１ガラス基板ＧＢ１及びＣＦ基板ＳＵＢ２の第２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。

第１ガラス基板ＧＢ１と第２ガラス基板ＧＢ２との両方に減光部１を形成すると、減光能力を向上させることができる。この場合、両方に減光部１を形成する場合、それぞれの減光部１の減光量は、いずれか一方のガラス基板ＧＢのみに形成させる場合よりも、小さくてもよい。そのため、各ガラス基板に照射する超短パルスレーザ光４の出力を下げることができ、透過光による下層へのダメージがつきにくくなる。

また、第１ガラス基板ＧＢ１と第２ガラス基板ＧＢ２との両方のうちのいずれか一方のガラス基板ＧＢにのみ減光部１を形成する場合、第２ガラス基板ＧＢ２に減光部１を形成するほうが好ましい。異物３３による輝点欠陥より照射される光は、異物３３よりも表示画素側で遮断するほうが、表示品位を、より向上できるからである。特に、表示装置が、第１ガラス基板ＧＢ１と第２ガラス基板ＧＢ２との間に位置する液晶層ＬＣを有し、この液晶層ＬＣ内に異物３３による輝点欠陥部１３３が含まれる場合において、第２ガラス基板ＧＢ２側に減光部１を形成するのがよい。異物３３により生じた液晶分子の配列乱れに起因する光を遮断するためである。

また、第１ガラス基板ＧＢ１に形成される減光部１の第１ガラス基板ＧＢ１の内部の位置と、第２ガラス基板ＧＢ２に形成される減光部１の第２ガラス基板ＧＢ２の内部の位置とは、同じであってもよいし異なっていてもよい。例えば、減光部１は、第１ガラス基板ＧＢ１の内部のバックライト側に形成され、減光部１は、第２ガラス基板ＧＢ２の内部の液晶層ＬＣ側に形成されていてもよい。しかしながら、なるべく異物３３に近いところに減光部１を形成させる方が好ましい。なぜなら、形成する減光部１の面積が同じ場合、異物３３に近い箇所に形成させたほうが、異物３３により斜め方向に広がった光も減光することができるからである。

前記構成によれば、輝点欠陥部１３３となる画素の輝度を低くすることができるため、輝点欠陥（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。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態として、第１実施形態にかかる液晶表示装置ＬＣＤの製造方法について説明する。当該方法は、第１ガラス基板ＧＢ１と、前記第１ガラス基板ＧＢ１と対向して表示面側に位置する第２ガラス基板ＧＢ２と、を備える表示装置の製造方法について説明する。この表示装置の製造方法は、前記表示装置の点灯検査を行って前記画素の輝点欠陥を検出する検出工程と、前記輝点欠陥を覆うように前記第１又は第２ガラス基板ＧＢ１又はＧＢ２にレーザ光４を照射して、着色層２及びボイド層３を形成する照射工程と、を有する。前記照射工程で照射されるレーザ光４は、波長が１００ｎｍ以上かつ１００００ｎｍ以下、パルス幅が１フェムト秒以上１００ピコ秒以下、パルスエネルギが１μＪ以上２０μＪ以下であり、かつ、ＮＡが０．３以上０．６以下のレンズで集光される。

より詳細には、本製造方法は、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の貼り合わせ工程と、液晶注入工程と、表示パネルＤＰの点灯検査工程と、輝点欠陥修正工程とを含んでいる。

前記各工程のうち、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の貼り合わせ工程、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、第１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Ｐｒ、緑色に対応する緑色画素Ｐｇ、及び青色に対応する青色画素Ｐｂを含んでもよい。また、ＣＦ基板ＳＵＢ２の製造工程は、第２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、本製造方法のうちの点灯検査工程及び輝点欠陥修正工程について説明する。
図１２Ａは、輝点欠陥の修正方法のフロー図を示す。図１２Ｂは、輝点欠陥の修正方法を実施できる表示装置の製造装置９５のブロック図を示す。

表示装置の製造装置９５は、少なくとも、表示装置の点灯検査を行って画素の輝点欠陥を検出する検査装置９０と、輝点欠陥修正装置６とを備えている。製造装置９５は、さらに、制御装置９３と演算部９１とを備えていても良い。制御装置９３は、検査装置９０と演算部９１と輝点欠陥修正装置６とをそれぞれ動作制御する。演算部９１は、後述するように所定の演算を行う。

先ず、点灯検査工程では、検査装置９０により、輝点欠陥を検出する。例えば、検査装置９０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（ステップＳ００１）。

次に、検査装置９０は、閾値を超える輝度が測定された画素を輝点欠陥部１３３（画素欠陥部）として検出する（ステップＳ００２）。検査装置９０は、輝点欠陥部１３３として検出した画素の位置情報を、後述の輝点欠陥修正装置６に出力する。輝点欠陥部１３３の検出は、作業者による目視で行ってもよい。輝点欠陥部１３３が検出されると、輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０）に移行する。輝点欠陥部１３３が検出されないときは、このフローを終了する。

図１４には、輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０）を行うための輝点欠陥修正装置６の概略構成を示している。輝点欠陥修正装置６は、超短パルスレーザ発振機構７と、高集光レンズ８などの光学系とを含んでいる。

第２実施形態では、一例として、超短パルスレーザ発振機構７として、１５５２ｎｍのレーザ光の波長及びパルス幅８００ｆｓのレーザ光を用いている。

輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０）は、ステップＳ００３〜ステップＳ００６の工程を含む。

輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０）では、先ず、輝点欠陥修正装置６が、検査装置９０から、輝点欠陥の画素の位置情報及び形状情報（例えば、位置、大きさ、形状）を取得する（ステップＳ００３）。

次に、取得した形状情報より、演算部９１において、超短パルスレーザ光４を照射して形成する減光部１の形状及び位置情報（例えば、位置、大きさ、形状）を演算する（ステップＳ００４）。

次に、制御装置９３での制御の下に、演算部９１で演算して取得した減光部１の位置情報に基づいて、輝点欠陥修正装置６の高集光レンズ８などの光学系を位置合わせする。

次に、制御装置９３での制御の下に、輝点欠陥修正装置６は、超短パルスレーザ光４の焦点Ｆの位置が、第２ガラス基板ＧＢ２の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、輝点欠陥の原因となる異物の大きさ、又は、測定された輝度値に基づいて調整される。例えば、図１４に示すように、第２ガラス基板ＧＢ２の内部において、異物３３の近傍側に超短パルスレーザ光４の焦点Ｆが合うように調整する。

次に、制御装置９３での制御の下に、輝点欠陥修正装置６は、超短パルスレーザ発振機構７から超短パルスレーザ光４を出射させる。これにより、超短パルスレーザ発振機構７から出射された超短パルスレーザ光４は、高集光レンズ８により、第２ガラス基板ＧＢ２の内部の焦点Ｆに集光されて照射される。

次に、制御装置９３での制御の下に、超短パルスレーザ光４の照射位置を、移動装置９２により移動させつつ、超短パルスレーザ光４を連続的に照射することにより、減光部１を形成し（ステップＳ００５）、輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０）を完了する（ステップＳ００６）。

前記実施形態にかかる製造方法又は製造装置によれば、既存の検査装置を用いて検査ができるとともに、欠陥が有ったものだけ修正工程に流すので、全体の工程タクトに影響を与えないといった利点がある。

（変形例）
図１３は、第２実施形態の変形例として、輝点欠陥の他の修正方法のフロー図を示す。
先ず、検査装置９０において、表示装置を点灯させ（ステップＳ００７）、輝点欠陥を検出する（ステップＳ００８）。検査装置９０は、ステップＳ００２と同様に、閾値を超える輝度が測定された画素を輝点欠陥部１３３（画素欠陥部）として検出する。検査装置は、輝点欠陥部１３３として検出した画素の位置情報を輝点欠陥修正装置６に出力する。輝点欠陥部１３３の検出は、作業者による目視で行ってもよい。輝点欠陥部１３３が検出されると、輝点欠陥修正工程（ステップＳ０４０）に移行する。輝点欠陥部１３３が検出されないときは、このフローを終了する。

輝点欠陥修正工程（ステップＳ０４０）は、ステップＳ００９〜ステップＳ０１３を含む。

輝点欠陥修正工程（ステップＳ０４０）では、まず、輝点欠陥修正装置６が、検査装置から、輝点欠陥の画素の位置情報及び形状情報（例えば、位置、大きさ、形状）を取得する（ステップＳ００９）。

次に、取得した形状情報より、演算部９１において、超短パルスレーザ光４を照射して形成する減光部１の形状及び位置情報（例えば、位置、大きさ、形状）を演算する（ステップＳ０１０）。

次に、制御装置９３での制御の下に、演算部９１で演算して取得した減光部１の位置情報に基づいて、輝点欠陥修正装置６の高集光レンズ８などの光学系を位置合わせする。

次に、制御装置９３での制御の下に、輝点欠陥修正装置６は、超短パルスレーザ光４の焦点Ｆの位置が、第２ガラス基板ＧＢ２の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、輝点欠陥の原因となる異物の大きさ、又は、測定された輝度値に基づいて調整される。例えば、図１４に示すように、第２ガラス基板ＧＢ２の内部において、異物３３の近傍側に高エネルギービームである超短パルスレーザ光４の焦点Ｆが合うように調整する。

次に、制御装置９３での制御の下に、輝点欠陥修正装置６は、超短パルスレーザ発振機構７から超短パルスレーザ光４を出射させる。これにより、超短パルスレーザ発振機構７から出射された超短パルスレーザ光４は、高集光レンズ８により、第２ガラス基板ＧＢ２の内部の焦点Ｆに集光されて照射される。

次に、制御装置９３での制御の下に、超短パルスレーザ光４の照射位置を、移動装置９２により移動させつつ、超短パルスレーザ光４を連続的に照射することにより、減光部１を形成する（ステップＳ０１１）。

減光部１を形成した後に、制御装置９３での制御の下に、再度、点灯検査を行い（ステップＳ０１２）、輝点欠陥が消失していることを確認して、輝点欠陥修正工程（ステップＳ０４０）を完了する（ステップＳ０１３）。

制御装置９３での制御の下に、２回目以降の点灯検査工程において輝点欠陥が検出された場合には、ステップＳ００９に戻って、再度、輝点欠陥修正を行う（ステップＳ００９からステップＳ０１１）。２回目以降の輝点欠陥修正において、１回目に形成した減光部１と形状又は大きさが違っていてもよい。

このように、第２実施形態又はその変形例の輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０又はＳ０４０）では、ガラス基板ＧＢ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ＧＢの内部又は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、前記輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０又はＳ０４０）を実行することができる。また、減光部１は、ガラス基板ＧＢと同一材料からなるため、屈折率が変化することもない。

この変形例によれば、修正後に再度検査することで、修正が十分なされているか、着色により黒点不良化していないか、を確認することができる。

（その他の変形例）
なお、輝点欠陥修正工程（ステップＳ０３０又はＳ０４０）では、輝点欠陥となる輝点欠陥部１３３に対応する画素の色に応じて、超短パルスレーザ光４の強度を調整して照射してもよい。これにより、減光部１は、輝点欠陥部１３３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点欠陥部１３３を覆う減光部１は、該減光部１の光の透過率が、他の色の画素（例えば、赤色画素、青色画素）に対応する輝点欠陥部１３３を覆う減光部１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。

前記の説明では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１とＣＦ基板ＳＵＢ２との間に異物３３が混入した場合の輝点欠陥を示しているが、輝点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、又は、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。第２実施形態又はその変形例に係る輝点欠陥修正方法は、これらの輝点欠陥にも適用することができる。

また、輝点欠陥が生じ得る異物３３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、第１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点欠陥が生じ得る。この場合は、減光部１が、第１ガラス基板ＧＢ１の内部における異物の近傍に形成されていてもよい。また、第２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点欠陥が生じ得る。この場合は減光部１が、第２ガラス基板ＧＢ２の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、図１５に示すように、１枚の表示パネルＤＰにおいて、輝点欠陥を生じさせる異物１００１，１０００が、第１ガラス基板ＧＢ１及び偏光板ＰＯＬ１の間（第１位置）と、第２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減光部１が、第１位置の異物１０００に対応して、第１ガラス基板ＧＢ１の内部における異物１０００の近傍に形成され、第２減光部１ａが、第２位置の異物１００１に対応して、第２ガラス基板ＧＢ２の内部における異物１００１の近傍に形成されていてもよい。なお、この場合に、輝点欠陥修正工程の作業効率を考慮して、第１減光部１及び第２減光部１ａの両方が、第２ガラス基板ＧＢ２の表示面側に形成されていてもよい。また、第１減光部１と、第２減光部１ａとは、互いに透過率が異なるように形成されていてもよい。具体的には、図１５に示す位置に、第２減光部１ａを配する。この場合、画素Ｐ内において、図１５中、第２ガラス基板ＧＢ２と偏光板ＰＯＬ２との界面の右よりに異物１０００が存在し、第１ガラス基板ＧＢ１と偏光板ＰＯＬ１との界面の左よりに異物１００１が存在し、異物１０００及び異物１００１は、共に異物３３と比べて小さい。これらの異物１０００，１００１による輝点欠陥を修正するため、図１５に示すように、異物１０００の液晶層ＬＣ側に第１減光部１、異物１００１の液晶層ＬＣ側に第２減光部１ａを設ける。これにより、輝点欠陥の修正をより効率的に行うことができる。

以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は前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前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。

また、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

本発明の前記態様にかかる表示装置とその製造方法及び製造装置は、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て、特に表示装置を内蔵する液晶ディスプレイ又は有機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とその製造方法及び製造装置等、及び表示装置を有する電気機器又は装置に幅広く利用することができる。

ＡＦ 配向膜
ＢＭ ブラックマトリクス
ＣＦ カラーフィルタ
ＣＩＴ 共通電極
ＣＯＮＴ コンタクトホール
ＤＬ データ線
ＤＭ ドレイン電極
ＤＰ 表示パネル
ＧＢ，ＧＢ１，ＧＢ２ ガラス基板
ＧＳＮ 絶縁膜、
ＧＬ ゲート線
ＬＣ 液晶層
ＬＣＤ 液晶表示装置
ＯＣ オーバコート層
ＰＡＳ 絶縁膜、
ＰＩＴ 画素電極
ＰＯＬ１，ＰＯＬ２ 偏光板
ＳＥＭ 半導体層
ＳＭ ソース電極
ＳＵＢ１ ＴＦＴ基板
ＳＵＢ２ ＣＦ基板
ＵＰＡＳ 絶縁膜、
１，１ａ 減光部
２ 着色層
３ ボイド層
４ 超短パルスレーザ光
５ 屈折率変化層
６ 輝点欠陥修正装置
７ 超短パルスレーザ発振機構
８ 高集光レンズ
３２ 開口部
３３，１０００，１００１ 異物
３４ バックライト光
９０ 検査装置
９１ 演算部
９２ 移動装置
９３ 制御装置
９５ 表示装置の製造装置
１００ 紫外線又はガンマ線
１３３ 輝点欠陥部
１３４ バックライト
Ｆ 焦点

Claims (14)

1. 第１ガラス基板と、
   前記第１ガラス基板と対向して表示面側に位置する第２ガラス基板と、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おいて、前記表示面側から見て輝点欠陥部を覆う減光部を有し、
   前記減光部は、
   前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる着色層と、
   複数のボイドを含むボイド層と、を含み、
   前記複数のボイドのそれぞれは、直径が１ｎｍ以上５０μｍ以下である、表示装置。
2. 前記減光部は、前記第２ガラス基板内に形成され、前記着色層を前記表示面側に含む、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記減光部は、前記着色層と前記ボイド層との間に、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板よりも大きい屈折率を示す屈折率変化層をさらに含む、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記着色層は、第１着色層であり、
   前記減光部は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる第２着色層を更に含み、
   前記ボイド層は、前記第１着色層と前記第２着色層との間に位置する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記第２着色層の着色濃度は、前記第１着色層の着色濃度よりも低い、請求項４に記載の表示装置。
6. 前記屈折率変化層は、第１屈折率変化層であり、
   前記着色層は、第１着色層であり、
   前記減光部は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる第２着色層を更に含み、
   前記減光部は、前記ボイド層と前記第２着色層の間に位置し、前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板よりも大きい屈折率を示す第２屈折率変化層を更に含む、請求項３に記載の表示装置。
7. 前記第２屈折率変化層の屈折率は、前記第１屈折率変化層の屈折率よりも小さい、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記第１ガラス基板と前記第２ガラス基板との間に位置して前記輝点欠陥部を含む液晶層を更に有し、
   前記減光部は、前記第２ガラス基板内に形成されている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の表示装置。
9. 第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板と対向して表示面側に位置する第２ガラス基板と、を備える表示装置の製造方法であって、
   前記表示装置の点灯検査を行って画素の輝点欠陥部を検出する検出工程と、
   前記輝点欠陥部を覆うように前記第１又は第２ガラス基板にレーザ光を照射して、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おいて、前記表示面側から見て前記輝点欠陥部を覆いかつ着色層及びボイド層を有する減光部を形成する照射工程と、を有し、
   前記ボイド層は複数のボイドを含み、各ボイドは直径が１ｎｍ以上５０μｍ以下であり、
   前記照射工程で照射される前記レーザ光は、波長が１００ｎｍ以上かつ１００００ｎｍ以下、パルス幅が１フェムト秒以上１００ピコ秒以下、パルスエネルギが１μＪ以上２０μＪ以下であり、かつ、ＮＡが０．３以上０．６以下のレンズで集光される、表示装置の製造方法。
10. 前記照射工程では、前記レーザ光として、波長が２００ｎｍ以上かつ９０００ｎｍ以下、パルス幅が２フェムト秒以上９０ピコ秒以下、パルスエネルギが２μＪ以上１８μＪ以下であるレーザ光を、ＮＡが０．３５以上０．５５以下のレンズで集光して、前記減光部を形成し、
    前記着色層は、第１着色層であり、
    前記減光部は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる第２着色層を更に含み、
    前記ボイド層は、前記第１着色層と前記第２着色層との間に位置するものである、請求項９に記載の表示装置の製造方法。
11. 前記照射工程では、前記レーザ光として、波長が３００ｎｍ以上かつ８０００ｎｍ以下、パルス幅が３フェムト秒以上８０ピコ秒以下、パルスエネルギが３μＪ以上１７μＪ以下であるレーザ光を、ＮＡが０．４以上０．５以下のレンズで集光して、前記減光部を形成し、
    前記減光部は、前記着色層と前記ボイド層との間に、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板よりも大きい屈折率を示す第１屈折率変化層をさらに含む
    前記着色層は、第１着色層であり、
    前記減光部は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる第２着色層を更に含み、
    前記減光部は、前記ボイド層と前記第２着色層の間に位置し、前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板よりも大きい屈折率を示す第２屈折率変化層を更に含む、請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
12. 第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板と対向して表示面側に位置する第２ガラス基板と、を備える表示装置の製造装置であって、
    前記表示装置の点灯検査を行って画素の輝点欠陥部を検出する検査装置と、
    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焦点の位置を調整して、光学系を介して超短パルスレーザ光を出射させる超短パルスレーザ発振機構を有する輝点欠陥修正装置とを備えて、
    前記超短パルスレーザ発振機構で出射される前記超短パルスレーザ光は、波長が１００ｎｍ以上かつ１００００ｎｍ以下、パルス幅が１フェムト秒以上１００ピコ秒以下、パルスエネルギが１μＪ以上２０μＪ以下であり、かつ、ＮＡが０．３以上０．６以下のレンズで集光され、
    前記超短パルスレーザ発振機構は、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の前記焦点の位置に、前記光学系を介して前記超短パルスレーザ光を出射させて、前記検査装置で検出された前記輝点欠陥部を覆うように、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、前記表示面側から見て前記輝点欠陥部を覆う着色層及びボイド層を有する減光部を形成し、
    前記ボイド層は複数のボイドを含み、各ボイドは直径が１ｎｍ以上５０μｍ以下である、表示装置の製造装置。
13. 出射される前記超短パルスレーザ光は、波長が２００ｎｍ以上かつ９０００ｎｍ以下、パルス幅が２フェムト秒以上９０ピコ秒以下、パルスエネルギが２μＪ以上１８μＪ以下であり、かつ、ＮＡが０．３５以上０．５５以下のレンズで集光されて、前記減光部を形成し、
    前記着色層は、第１着色層であり、
    前記減光部は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる第２着色層を更に含み、
    前記ボイド層は、前記第１着色層と前記第２着色層との間に位置するものである、請求項１２に記載の表示装置の製造装置。
14. 出射される前記超短パルスレーザ光は、波長が３００ｎｍ以上かつ８０００ｎｍ以下、パルス幅が３フェムト秒以上８０ピコ秒以下、パルスエネルギが３μＪ以上１７μＪ以下であり、かつ、ＮＡが０．４以上０．５以下のレンズで集光され、
    前記減光部は、前記着色層と前記ボイド層との間に、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板よりも大きい屈折率を示す第１屈折率変化層をさらに含む
    前記着色層は、第１着色層であり、
    前記減光部は、前記第１ガラス基板及び前記第２ガラス基板と色の異なる第２着色層を更に含み、
    前記減光部は、前記ボイド層と前記第２着色層の間に位置し、前記第１ガラス基板又は前記第２ガラス基板よりも大きい屈折率を示す第２屈折率変化層を更に含む、請求項１３に記載の表示装置の製造装置。