JPH08201813A - 液晶ディスプレイ用レーザリペア方法及びその装置 - Google Patents
液晶ディスプレイ用レーザリペア方法及びその装置Info
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- JPH08201813A JPH08201813A JP7012001A JP1200195A JPH08201813A JP H08201813 A JPH08201813 A JP H08201813A JP 7012001 A JP7012001 A JP 7012001A JP 1200195 A JP1200195 A JP 1200195A JP H08201813 A JPH08201813 A JP H08201813A
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Abstract
リペアを行う。 【構成】液晶ディスプレイ2の欠陥画素G上に、パルス
レーザ発振器30から出力されたQスイッチ出力の1〜
3μmの小径パルスレーザスポットをスキャンして欠陥
画素Gにおける配向性を低下させるもので、この場合、
各パルスレーザスポット間のオーバラップ率aを、パル
スレーザスポット径d、このパルスレーザの繰り返し周
波数f、スキャン速度vとすると、 a=1−(v/f・d) で定義し、かつこのパルスレーザスポットのオーバラッ
プ率aを0.5〜0.9に設定する。
Description
現性及び加工性よくリペアする液晶ディスプレイ用レー
ザリペア方法及びその装置に関する。
ィスプレイは、マトリックス状の複数の画素電極が配列
され、これら画素電極にそれぞれスイッチング素子が形
成されている。そして、これらスイッチング素子をオン
・オフ動作することにより、各画素電極に必要な電荷を
充放電して液晶を駆動している。
画素を表示するために形成するスイッチング素子と画素
電極との数が、数10万個に達し、中には100万個を
越えるものも製造されるようになってきた。
数の画素を形成する過程では、何らかの原因によってス
イッチング素子が動作しない、又は画素駆動電極が正常
に形成されないために液晶が駆動しない画素の箇所、つ
まり欠陥画素が発生する。
ては、例えば特開昭60−243635号公報にその開
示がある。このリペア方法は、画素サイズに近い比較的
大きな径のレーザスポット、例えば70×200μmの
レーザスポットに形成し、このレーザを数ショット配向
膜や画素電極に照射し、これら配向膜や画素電極を除去
加工するものである。
とで、液晶層の配向を乱だしてリペアを行ってきたが、
この配向膜や画素電極の除去加工について詳細な実験を
行って検討した結果、これら配向膜や画素電極を完全に
除去すると、輝度が低下する場合もあるが、レーザ照射
時の分解生成物によって周囲の画素に新たな欠陥が生じ
ることが確認された。
せない安定したリペアを行うためには、配向膜等を除去
する方法よりも、配向膜の表面を粗し、その配向を乱す
方法の方が有効であることが確認された。
のモホロジーを粗すためには、配向膜に急激な温度変化
を与えればよい。すなわち、配向膜へのレーザ照射を終
了した後は、このレーザ照射後に配向膜は冷却され、こ
の冷却過程で液晶が配向膜に常時接触することで実現す
る。
きな径のレーザスポットを一括して欠陥画素に照射する
方法では、配向膜を加工するために必要なレーザエネル
ギーが数mJ/Pと大きいため、液晶はレーザ照射時に
蒸発し、このときに気化した液晶が、欠陥画素付近に気
泡となって滞在してしまう。このため、レーザ照射後の
冷却過程で液晶が配向膜に接触することは不可能とな
り、配向膜を除去しないでその表面を粗すことは困難で
ある。
リペアを行うために、画素サイズに近い比較的大きな径
のレーザスポットを欠陥画素に照射する方法では、液晶
がレーザ照射時に蒸発して欠陥画素付近に気泡となって
滞在し、レーザ照射後の冷却過程において液晶が配向膜
に接触すること出来ず、配向膜を除去しないでその表面
を粗すことは困難である。そこで本発明は、安定したリ
ペアができる液晶ディスプレイ用レーザリペア方法及び
その装置を提供することを目的とする。
ディスプレイの欠陥画素上に小径のパルスレーザスポッ
トをスキャンして欠陥画素における配向性を低下させる
もので、各パルスレーザスポット間のオーバラップ率a
を、パルスレーザスポット径d、このパルスレーザの繰
り返し周波数f、スキャン速度vとすると、 a=1−(v/f・d) で定義し、かつこのパルスレーザスポットのオーバラッ
プ率aを0.5〜0.9に設定して上記目的を達成しよ
うとする液晶ディスプレイ用レーザリペア方法である。
し周波数fを、オーバラップ率aが一定値になるように
スキャン速度vに同期させる液晶ディスプレイ用レーザ
リペア方法である。
置するテーブルと、パルスレーザ発振器と、このパルス
レーザ発振器から出力されたパルスレーザを小径スポッ
トに形成して液晶ディスプレイの欠陥画素に照射する照
射光学系と、テーブルと小径スポットのパルスレーザと
を相互に移動してこのパルスレーザを欠陥画素上にスキ
ャンさせるコントローラとを備え、かつ各パルスレーザ
スポット間のオーバラップ率aを、パルスレーザスポッ
ト径d、このパルスレーザの繰り返し周波数f、スキャ
ン速度vとすると、 a=1−(v/f・d) で定義し、このパルスレーザスポットのオーバラップ率
aを0.5〜0.9に設定して上記目的を達成しようと
する液晶ディスプレイ用レーザリペア装置である。
し周波数fを、オーバラップ率aが一定値になるように
スキャン速度vに同期させる液晶ディスプレイ用レーザ
リペア装置である。
トのパルスレーザを、そのオーバラップ率aをa=1−
(v/f・d)なる関係、具体的には0.5〜0.9に
設定してスキャンすることにより、配向膜の温度は上昇
し、このときに液晶から発生する気泡は少なく、レーザ
の通過後、液晶が配向膜に接触して冷却され、欠陥画素
における配向性は低下し、さらに配向膜や画素電極等に
対して入熱過剰とならず、別の欠陥を発生させることが
ない。
し周波数fを、オーバラップ率aが一定値になるように
スキャン速度vに同期させて、配向膜や画素電極等に対
して入熱過剰とならないようにしている。
ら出力されたパルスレーザを照射光学系により小径スポ
ットに形成して液晶ディスプレイの欠陥画素に照射し、
この状態に、液晶ディスプレイを載置するテーブルと小
径スポットのパルスレーザとをコントローラにより相互
に移動し、パルスレーザを欠陥画素上にスキャンさせ
る。このとき、パルスレーザのオーバラップ率aをa=
1−(v/f・d)なる関係、具体的には0.5〜0.
9に設定してスキャンする。これにより、配向膜の温度
は上昇し、このときに液晶から発生する気泡は少なく、
レーザスポットの通過後、液晶が配向膜に接触して冷却
され、欠陥画素における配向性は低下する。そのうえ、
配向膜や画素電極等に対して入熱過剰とならず、別の欠
陥を発生させることがない。
し周波数fを、オーバラップ率aが一定値になるように
スキャン速度vに同期させることにより、確実に配向膜
や画素電極等に対して入熱過剰とならず、別の欠陥を発
生させることがない。
参照して説明する。図1は液晶ディスプレイ用レーザリ
ペア装置の構成図である。XYテーブル1上には、液晶
ディスプレイ2が載置されている。このXYテーブル1
には、開口3が形成され、この開口3の下方にバックラ
イト用の透過照明器具4が配置されている。
成となっている。すなわち、2枚のガラス板10、11
が、シール材12を介して対向配置されている。これら
ガラス板10、11の外側面には、それぞれ偏光フィル
ム13、14が形成されている。
(赤)G(緑)B(青)の各カラーフィルター15が形
成され、これらカラーフィルター15を覆うように保護
膜16が形成されている。
17が形成され、さらに配向膜18が形成されている。
他方のガラス板11の内側面には、各カラーフィルター
15の配置位置に対応して各駆動部(薄膜トランジスタ
等を有する)19が形成され、これら駆動部19を覆う
ように配向膜20が形成されている。
は、液晶21が封入されている。なお、液晶21が、共
通電極17と駆動部19との間において平行状態であれ
ば光を透過せず、共通電極17と駆動部19との方向に
並べば光を透過することは周知のことである。
器(以下、レーザ発振器と省略する)30が設けられて
いる。このQスイッチNd:YAGレーザを選定した理
由は、薄膜加工に有利な高いピークパワーが安定して得
られ、かつ光学系の製作が容易であり、さらにメンテナ
ンスが簡便といった特徴を有し、実用性が高いことによ
る。
は、ハーフミラー31が配置され、レーザ発振器30か
ら出力されたパルスレーザが液晶ディスプレイ2に向か
って反射するものとなっている。
照射光学系としての集光レンズ32が配置されている。
この集光レンズ32は、パルスレーザのレーザスポット
径を、例えば1〜3μmの比較的小さいレーザスポット
径に集光して、液晶ディスプレイ2の画素上に照射する
機能を有している。
Y方向に移動制御して図3に示すようにQスイッチ出力
のパルスレーザを欠陥画素G上にラスタースキャンさ
せ、かつこのときのレーザ発振器30のパルスレーザの
繰り返し周波数fを、これらパルスレーザの欠陥画素G
上におけるオーバラップ率aが一定値になるようにスキ
ャン速度vに同期させる機能を有している。
上にパルスレーザをラスタースキャンする場合、図4に
示すように各パルスレーザスポット間のオーバラップ率
aを、画素を形成する材質や膜厚に応じた値に設定して
いる。
きのずれ量をxとしたときのパルスレーザスポットのオ
ーバラップ率aは、パルスレーザスポット径d、このパ
ルスレーザの繰り返し周波数f、スキャン速度vとする
と、 x=v/f …(1) であり、 a=(d−x)/d …(2) と定義すれば、 a=1−(v/f・d) …(3) なる関係に設定される。
0.5〜0.9に設定される。又、コントローラ33
は、パルスレーザをラスタースキャンさせる場合、この
スキャン速度を図5に示すように起動時及び停止時にお
いてそれぞれ加減速しているので、レーザ発振器30の
パルスレーザの繰り返し周波数fを、各パルスレーザの
欠陥画素G上におけるオーバラップ率aが一定値になる
ように加減速のあるスキャン速度vに同期させる機能を
有している。
31を通る光路上には、リレーレンズ34を介してCC
Dカメラ35が配置されている。このCCDカメラ35
は、液晶ディスプレイ2を撮像してその画像信号をモニ
タテレビジョン等に送り、欠陥画素等を検索しやすいも
のとしている。
いて説明する。CCDカメラ35により液晶ディスプレ
イ2上の欠陥画素が検索されると、この欠陥画素に対す
るリペアが行われる。
例えば1kHzでQスイッチ出力のパルスレーザを出力
する。これらパルスレーザは、ハーフミラー31で反射
し、集光レンズ32によりレーザスポット径d、例えば
2μmに集光されて欠陥画素G上に照射される。
1をXY方向に移動制御してパルスレーザを図3に示す
ように欠陥画素G上にラスタースキャンさせる。これと
共にコントローラ33は、レーザ発振器30のパルスレ
ーザの繰り返し周波数fを、これらパルスレーザの欠陥
画素G上におけるオーバラップ率aが一定値になるよう
にスキャン速度vに同期させる。
ップ率a、パルスレーザスポット径d、このパルスレー
ザの繰り返し周波数f、スキャン速度vとの関係が上記
式(3) を満足するように、欠陥画素G上にラスタースキ
ャンさせ、パルスレーザの繰り返し周波数fを制御す
る。
スタースキャンさせると、これらパルスレーザは、図2
に示す液晶ディスプレイ2の配向膜18に吸収され、こ
の配向膜18の温度は上昇する。
なパルスレーザを照射するので、液晶21に発生する気
泡は非常に少なくなる。従って、パルスレーザ通過後
は、液晶21が配向膜18に接触し、配向膜18を急速
に冷却する。
ヒートショックに起因する溶融、再凝固によって表面が
粗くなり、配向性が低下する。なお、典型的な加工条件
としては、レーザスポット径2μm、レーザエネルギー
1μJ/P、パルスレーザの繰り返し周波数1kHz、
スキャン速度1mm/sである。
パルスレーザ発振器30から出力されたQスイッチ出力
のパルスレーザを集光レンズ32により1〜3μmの小
径レーザスポットに形成して欠陥画素Gに照射し、かつ
液晶ディスプレイ2を載置するXYテーブル1をコント
ローラ33により移動制御してパルスレーザを欠陥画素
G上にラスタースキャンさせるので、パルスレーザは配
向膜18に吸収されて配向膜の温度は上昇し、パルスレ
ーザ通過後は、液晶21が配向膜18に接触し、配向膜
18を急速に冷却してこれに起因する溶融、再凝固によ
って配向膜18の表面が粗くなり、配向性を低下でき
る。
性良く配向膜18の表面を粗すことができ、欠陥画素G
の輝度を安定に低下できる。そのうえ、このときに液晶
21から発生する気泡の量は少なく、この気泡によりレ
ーザ照射後の冷却過程で液晶21が配向膜18に接触不
可能となることはない。
し、気泡が消えるまでに要する時間が24時間から2時
間へと大幅に短縮されるので、液晶ディスプレイ2に対
する輝度判定を加工終了後の早い時間に行えるようにな
り、生産性を向上できる。
加工する配向膜18の材質や膜厚に応じて適正範囲、例
えば0.5〜0.9程度に設定するので、確実に配向膜
18や画素電極等に対して入熱過剰とならず、別の欠陥
を発生させることがない。
ーバーラップ率aが適正範囲よりも高くなると、配向膜
18への入熱は過剰となり、配向膜18や画素電極1
7、19、カラーフィルタ15等が損傷として別の欠陥
が発生し、一方、オーバーラップ率aが適正範囲よりも
低いと、単位面積当たりに照射されるレーザエネルギー
が減少し、配向膜18は十分に加熱されなくなるが、本
発明ではこのような状態にはならない。
5に示すように起動時、停止時に加減速しているが、こ
のスキャン速度vに同期してパルスレーザの繰り返し周
波数fを制御するので、スキャンの折り返し部でパルス
レーザのオーバーラップ率aが高くなって配向膜18へ
の入熱が過剰となることはない。
る。図6は輝点欠陥画素の修正に適用される液晶ディス
プレイ用レーザリペア装置の構成図である。
イ2が載置されている。この液晶ディスプレイ2は、図
7に示すように簡略化して2枚のガラス板41、42を
対向配置し、これらガラス板41、42の各外側にそれ
ぞれ偏光板43、44を設け、かつこれらガラス板4
1、42の間に液晶45を封入した構成となっている。
励起AO−Qスイッチ動作のFHG−YAGレーザ発振
器が設けられている。このパルスレーザ発振器46は、
波長266nmのパルス状の紫外線レーザ光を出力する
ものとなっている。
上には、ミラー47が配置され、このミラー47の反射
光路上に集光光学系48が配置されている。この集光光
学系48は、パルスレーザ発振器46から出力された紫
外線レーザ光を液晶ディスプレイ2のガラス板41の付
近に集光、例えば30μm程度の微小スポットに集光す
るものとなっている。
動作制御するもので、パルスレーザ発振器46から出力
された紫外線レーザを、液晶ディスプレイ2の画素上に
図3に示すようにラスタースキャンさせる機能を有する
ものである。
ーバラップ率aを、紫外線レーザスポット径d、この紫
外線レーザの繰り返し周波数f、スキャン速度vとする
と、 a=1−(v/f・d) で定義し、かつこのレーザスポットのオーバラップ率a
を0.5〜0.9に設定する。
いて説明する。パルスレーザ発振器46から紫外線レー
ザ光が出力されると、この紫外線レーザ光は、ミラー4
7で反射し、集光光学系48により30μm程度の微小
スポットに集光されて液晶ディスプレイ2の画素、つま
り輝点欠陥画素に照射される。
ように微小スポットに集光されてガラス板41の表面上
に集光される。このような紫外線レーザ光の照射により
ガラス板41及び偏光板43は、共に波長266nmの
紫外線レーザ光をほぼ100%吸収するので、偏光板4
3は除去され、さらにガラス板41の表面も除去加工さ
れて、いわゆるザラ加工される。
40を、紫外線レーザが液晶ディスプレイ2の輝点欠陥
画素上に図3に示すラスタースキャンさせるように動作
制御する。
外線レーザ光は、輝点欠陥画素上に走査速度1mm/
s、送りピッチ20μmでラスタースキャンする。この
結果、輝点欠陥画素におけるガラス板41は、すり硝子
状に加工される。なお、輝点欠陥画素上における紫外線
レーザ光のラスタースキャンは、コントローラ49の制
御により輝点欠陥画素よりもやや大きめの部分をすり硝
子状に加工している。
加工を施した液晶ディスプレイ2の断面図である。すり
硝子状に加工を施したガラス板41により、この部分に
入射するバックライト光は散乱される。この結果として
輝点欠陥画素を透過するバックライト光は減少する。
晶ディスプレイ2のガラス板41の表面のみをすり硝子
状に加工するので、液晶ディスプレイ2内部を加工する
方法とは異なり、他の正常な画素に対して悪影響を及ぼ
すことなく、加工むらが生じない。これにより、輝点欠
陥画素の全体にわたり均一に透過光を減少でき、欠陥画
素のリペアを確実にできる。
るものでなく次の通りに変形してもよい。例えば、パル
スレーザのスキャン方法は、ラスタースキャンに限ら
ず、欠陥画素Gの全面に対してスキャンする方法であれ
ばよい。
テーブル1を移動制御するに限らず、パルスレーザを直
接移動させることにより、パルスレーザを欠陥画素G上
にスキャンさせてもよい。さらに、パルスレーザは、Q
スイッチNd:YAGレーザに限らず、薄膜加工に有利
な高いピークパワーが安定して得らるレーザであれば適
用できる。
定したリペアができる液晶ディスプレイ用レーザリペア
方法及びその装置を提供できる。
ア装置の第1の実施例を示す構成図。
等の関係を説明するための図。
に対する同期を示す図。
ア装置の第2の実施例を示す構成図。
射を示す図。
晶ディスプレイの断面図。
…配向膜、30…QスイッチNd:YAGレーザ発振器
(レーザ発振器)、32…集光レンズ、33…コントロ
ーラ、40…XYテーブル、46…パルスレーザ発振
器、48…集光光学系、49…コントローラ。
Claims (4)
- 【請求項1】 液晶ディスプレイの欠陥画素上に小径の
パルスレーザスポットをスキャンして前記欠陥画素にお
ける配向性を低下させるもので、前記各パルスレーザス
ポット間のオーバラップ率aを、前記パルスレーザスポ
ット径d、このパルスレーザの繰り返し周波数f、スキ
ャン速度vとすると、 a=1−(v/f・d) で定義し、かつこのパルスレーザスポットのオーバラッ
プ率aを0.5〜0.9に設定することを特徴とする液
晶ディスプレイ用レーザリペア方法。 - 【請求項2】 パルスレーザの繰り返し周波数fを、オ
ーバラップ率aが一定値になるようにスキャン速度vに
同期させることを特徴とする請求項1記載の液晶ディス
プレイ用レーザリペア方法。 - 【請求項3】 液晶ディスプレイを載置するテーブル
と、 パルスレーザ発振器と、 このパルスレーザ発振器から出力されたパルスレーザを
小径スポットに形成して前記液晶ディスプレイの欠陥画
素に照射する照射光学系と、 前記テーブルと前記小径スポットのパルスレーザとを相
互に移動してこのパルスレーザを前記欠陥画素上にスキ
ャンさせるコントローラと、を備え、 かつ前記各パルスレーザスポット間のオーバラップ率a
を、前記パルスレーザスポット径d、このパルスレーザ
の繰り返し周波数f、スキャン速度vとすると、 a=1−(v/f・d) で定義し、このパルスレーザスポットのオーバラップ率
aを0.5〜0.9に設定することを特徴とする液晶デ
ィスプレイ用レーザリペア装置。 - 【請求項4】 パルスレーザの繰り返し周波数fを、オ
ーバラップ率aが一定値になるようにスキャン速度vに
同期させることを特徴とする請求項3記載の液晶ディス
プレイ用レーザリペア装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP01200195A JP3483969B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 液晶ディスプレイ用レーザリペア方法及びその装置並びにアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01200195A JP3483969B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 液晶ディスプレイ用レーザリペア方法及びその装置並びにアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08201813A true JPH08201813A (ja) | 1996-08-09 |
JP3483969B2 JP3483969B2 (ja) | 2004-01-06 |
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ID=11793357
Family Applications (1)
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JP01200195A Expired - Lifetime JP3483969B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 液晶ディスプレイ用レーザリペア方法及びその装置並びにアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの製造方法 |
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Country | Link |
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