TW201300918A - 雷射照設裝置及使用其之液晶顯示面板的輝點修正方法 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種從波長相異的複數雷射光配合其照射目的來選擇波長以便能夠照射在照射對象物之雷射照射裝置，其係在該複數波長的雷射光所構成之混合光的光線路徑上具備有：狹縫，其寬度係相當於該複數波長雷射光中之至少最短波長雷射光的回折極限；以及對物鏡片，係使通過該狹縫之雷射光聚光在該照射對象物上。

Description

雷射照設裝置及使用其之液晶顯示面板的輝點修正方法
本發明關於一種從波長相異的複數雷射光配合其照射目的來選擇波長以便能夠照射在照射對象物之雷射照射裝置，特別是可使裝置小型化，且能夠從複數波長的混合雷射光以高波長純度來獲得最短波長雷射光之雷射照射裝置及使用其之液晶顯示面板的輝點修正方法。
習知的這類雷射照射裝置係具備有產生波長較短的第1雷射光之第1雷射產生器，與產生波長較第1雷射光要長的第2雷射光之第2雷射產生器，其係在將第1雷射光照射在液晶顯示面板之有輝點缺陷的液晶胞(crystal cell)，並使該液晶胞的彩色濾光片從基板剝離而在兩者間形成有間隙後，將第2雷射光照射在上述液晶胞，而可使該液晶胞之彩色濾光片的物理特性改變來降低透光性(參照例如日本特開2008-165164號公報)。
但上述習知的雷射照射裝置由於係具備有2台產生波長相異的雷射光之雷射產生器，而藉由分別切換開、關來獲得特定波長的雷射光，因此難以使裝置小型化。
相對於此，雖亦考慮了藉由1個雷射產生器，而 由其基本波來生成高諧波以獲得波長相異的複數雷射光後，使用例如雙色分光鏡來將該複數波長的雷射光進行波長分離，再使分離後之複數波長的雷射光分別通過複數光線路徑，並且開閉各光線路徑來獲得特定波長的雷射光，但此情況下，由於複數光線路徑係設置為橫向地較為寬廣，故不容易使裝置小型化。
又，雖亦可使用濾光片從在相同光線路徑行進之複數波長的混合雷射光來獲得特定波長的雷射光，但濾光片的特性上，使例如266nm的雷射光與波長接近之355nm的雷射光分離來獲得高波長純度較為困難。於是，使用例如266nm的雷射光，為了修正液晶顯示面板的輝點缺陷而將該有輝點缺陷之液晶胞的彩色濾光片從基板剝離的情況，便會因未被上述濾光片去除而殘留之355nm的雷射光，而有熱影響危及上述液晶胞的周邊部分之危險性。
是以，本發明有鑑於上述問題點，其目的在於提供一種可使裝置小型化，且能夠從複數波長的混合雷射光以高波長純度來獲得最短波長雷射光之雷射照射裝置及使用其之液晶顯示面板的輝點修正方法。
為達成上述目的，本發明之雷射照射裝置係從波長相異的複數雷射光配合其照射目的來選擇波長以便能夠照射在照射對象物；其特徵為係在該複數波長的 雷射光所構成之混合光的光線路徑上具備有：狹縫，其寬度係相當於該複數波長雷射光中之至少最短波長雷射光的回折極限；以及對物鏡片，係使通過該狹縫之雷射光聚光在該照射對象物上。
藉由上述結構來使波長相異的複數雷射光的混合光通過寬度相當於至少最短波長雷射光的回折極限之狹縫，並從上述複數波長的雷射光配合其照射目的來選擇波長，而使該所選擇之雷射光藉由對物鏡片聚光在照射對象物上。
藉此，便可從在相同光線路徑行進之複數波長雷射光的混合光配合其照射目的來選擇並獲得所需波長的雷射光，且可謀求裝置的小型化。又，由於上述混合光會通過寬度相當於最短波長雷射光的回折極限之狹縫，因此便可從上述混合光以高波長純度來獲得最短波長的雷射光。於是，不同於習知技術，便可排除所獲得之最短波長的雷射光中殘留的波長較長雷射光對雷射照射區域周邊部所造成的熱影響來進行雷射加工。再者，藉由使用最短波長的雷射光，便可使焦點深度較波長較長的雷射光要來得淺，從而可減少雷射照射區域周邊部的累積熱量。於是，便可穩定地進行薄膜的雷射加工。
較佳地，該狹縫係由寬度相當於該最短波長雷射光的回折極限之第1狹縫及寬度寬於其之第2狹縫所構成，而並排地形成於該混合光的光線路徑上；另設 置有用以開閉通過至少該第2狹縫之雷射光的通道之遮光機構，以便能夠選擇照射在該照射對象物之雷射光的波長。藉此，只要開閉操作遮光機構，便可從混合光對應於照射目的而獲得2種波長的雷射光。此情況下，可從第1狹縫而以高波長純度來獲得熱量最小之最短波長的雷射光，且可從第2狹縫來獲得以該第2狹縫幅為回折極限之波長以下之包含有上述最短波長的雷射光之雷射光。於是，便可藉由選擇性地通過上述第1狹縫所獲得之最短波長雷射光來抑制熱影響而進行雷射加工，且可使用通過第2狹縫之複數波長雷射光當中熱量最大之最長波長的雷射光來進行雷射加工。
更佳地，該第1狹縫係形成於該混合光的光線路徑中央部；該第2狹縫係平行地並排形成於該第1狹縫的兩側。藉此，便可增加通過第2狹縫之雷射光在照射對象物上的照射面積，來提高雷射加工的效率。
又，較佳地，至少該第1狹縫係平行地並排形成為複數條。藉此，便可增加通過第1狹縫之最短波長雷射光在照射對象物上的照射面積，來提高熱影響已受到抑制之雷射加工的效率。
又，本發明之液晶顯示面板的輝點修正方法係使用波長相異的第1及第2雷射光來修正液晶胞的輝點缺陷；其特徵為係在將該第1及第2雷射光的混合光輸出至相同光線路徑之狀態下，進行以下階段：藉由 選擇性地通過寬度相當於波長較短之該第1雷射光的回折極限之第1狹縫之該第1雷射光，來使該有輝點缺陷之液晶胞的彩色濾光片從基板剝離而於兩者間形成間隙之階段；藉由通過寬度寬於該第1狹縫的第2狹縫之波長較長的該第2雷射光，來削除該有輝點缺陷之液晶胞周邊的黑色陣列以使黑色粉塵產生之階段；以及藉由通過該第1狹縫之該第1雷射光，或通過至少該第2狹縫之該第1及第2雷射光，來使該黑色粉塵移動而分散於該間隙之階段。
藉此，由於混合光會通過寬度相當於最短波長第1雷射光的回折極限之第1狹縫，因此便可從上述混合光以高波長純度來獲得最短波長的第1雷射光。於是，不同於習知技術，便可排除所獲得之第1雷射光中殘留的波長較長第2雷射光對雷射照射區域周邊部造成的熱影響來進行雷射加工。再者，藉由最短波長的第1雷射光，便可使焦點深度較波長較長的第2雷射光要來得淺，從而可減少雷射照射區域周邊部的累積熱量。於是，便可穩定地進行彩色濾光片的剝離加工。另一方面，黑色陣列的切削加工可藉由通過第2狹縫之第1及第2雷射光當中熱量較大的第2雷射光來進行。
較佳地，該第1及第2狹縫係平行地並排形成於該混合光的光線路徑上；藉由遮光機構來開閉通過該第2狹縫之雷射光的通道，以便能夠選擇照射在該液 晶顯示面板之雷射光的波長。藉此，只要開閉操作遮光機構，便可從混合光對應於照射目的而獲得2種波長的雷射光。
更佳地，至少該第1狹縫係平行地並排形成於該雷射光的光線路徑中央部而為複數條，且該第2狹縫係形成於該複數條第1狹縫的兩側。藉此，便可分別增加照射在液晶顯示面板之第1雷射光及第2雷射光的照射面積。於是，便可有效率地利用第1雷射光來進行彩色濾光片的剝離加工，及利用第2雷射光來進行黑色陣列的切削加工。是以，便可縮短液晶顯示面板之的輝點缺陷的修正作業時間，來提高產能。
以下，根據添附圖式來詳細說明本發明實施型態。圖1係顯示本發明之雷射照射裝置的實施型態之前視圖。此雷射照射裝置由於係從波長相異的複數雷射光配合其照射目的來選擇波長以便能夠照射在照射對象物，因此係構成為具備有雷射震盪器1、狹縫2、遮光機構3及對物鏡片4。
上述雷射震盪器1係用以產生複數波長的雷射光，而為例如固體YAG雷射或準分子雷射等，可從1064nm的基本波生成其第4高諧波之266nm的第1雷射光，及第3高諧波之355nm的第2雷射光，並輸出其混合光。然後，係具備有將光束徑擴大為能夠充 分覆蓋後述遮罩5所設置之狹縫2的形成區域程度之擴束器。
上述雷射光L的光線路徑上係設置有狹縫2。該狹縫2係用以從上述第1及第2雷射光的混合光選擇性地分離並輸出至少第1雷射光，而為寬度相當於第1雷射光的回折極限之細長狀開口，且係形成於被覆在透明基板之遮光膜而構成遮罩5的型態。
詳細來說，上述狹縫2係由寬度相當於第1雷射光(266nm)的回折極限之第1狹縫2A，與寬度相當於第2雷射光(355nm)的回折極限之第2狹縫2B所構成，而將該第1及第2狹縫2A、2B橫向地並排設置在雷射光L的光線路徑上。此情況下，當然，第1狹縫2A的寬度係較第2狹縫2B的寬度要來得狹窄。
更詳細來說，如圖2所示，上述遮罩5上之雷射光照射區域內(同圖所示之圓內)的中央部係平行地並排形成有複數第1狹縫2A，且形成有平行地並排於該複數第1狹縫2A的兩側之複數第2狹縫2B。藉此，便可增加照射在照射對象物Ob上之第1及第2雷射光的照射面積，來謀求雷射加工的效率提升。
此外，在1064nm的基本波已被事先去除的情況，則第2狹縫2B的寬度亦可較相當於第2雷射光(355nm)的回折極限之寬度要來得大。
上述遮罩5之雷射光L的射出側係設置有遮光機構3。該遮光機構3係用以開閉通過遮罩5所設置的 第2狹縫2B之雷射光L的通道，而如圖2所示般地將4片短冊狀遮光板6A、6B、6C、6D以在中央部形成開口7之方式配置呈四角形框狀，各遮光板6A~6D係可分別朝其短軸方向(同圖所示之X軸、Y軸方向)移動。此情況下，係藉由上述遮光板6A、6B來開閉通過第2狹縫2B之雷射光L的通道，且藉由遮光板6C、6D來調整照射在照射對象物Ob上之雷射光L的長軸長度。此外，圖1中雖係顯示將遮光機構3設置在遮罩5之雷射光L的射出側之情況，但亦可設置在遮罩5之雷射光L的入射側。
上述雷射光L的光線路徑上係對向於照射對象物Ob而設置有對物鏡片4。該對物鏡片4會使通過上述遮罩5的第1及第2狹縫2A、2B之第1及第2雷射光聚光在照射對象物Ob上，其係安裝在換鏡轉盤8，可配合雷射光L的照射目的來從複數對物鏡片4選擇1個來使用。例如在使用266nm的第1雷射光來使薄膜從基板剝離(Lift Off)為目的的情況，可選擇UV20倍或50倍的對物鏡片4來使用，在使用355nm的第2雷射光來削除例如液晶顯示面板之有機物質所構成的黑色陣列(black matrix)時，則可選擇NUV20倍或50倍的對物鏡片4來使用。此時，對物鏡片4的成像位置與上述遮罩5的位置係構成相互共軛的關係。
此外，圖1中，符號9係用以載置照射對象物Ob之台座，而在對應於照射對象物Ob上的觀察區域處 形成有開口10來使後述背面照明光能夠通過。又，符號11係用以觀察照射對象物Ob上的雷射加工區域，或觀察雷射加工狀態之CCD照相機。再者，符號12係用以從內面側來照明作為照射對象物Ob之例如液晶顯示面板，以檢測出有輝點缺陷的液晶胞之背面照明光源。又，符號13係從表面側來照明例如液晶顯示面板，以便能夠觀察有輝點缺陷之液晶胞的修正狀態之落射照明光源。再者，符號14係插入至落射照明光源13的光線路徑，來使例如上述有輝點缺陷的液晶胞處之彩色濾光片的剝離狀態觀察變得容易之偏光觀察機構。然後，符號15係為了能夠藉由CCD照相機11來觀察照射對象物Ob表面而插入至雷射震盪器1的光線路徑上，來使紫外線穿透而可見光會反射之雙色分光鏡，符號16係為了將從落射照明光源13所發出的照明光引導至照射對象物Ob而插入至雷射震盪器1的光線路徑上，來使紫外線穿透而可見光會反射之雙色分光鏡。
接下來，針對上述方式所構成之雷射照射裝置的動作及使用其之液晶顯示面板的輝點修正方法，參照圖3的流程圖來加以說明。此處，係針對液晶顯示面板之有輝點缺陷的液晶胞已被檢測出的情況加以說明。
首先，在步驟S1中，係在將雷射震盪器1的功率設定為能夠藉由後述第1雷射光(266nm)來使後述藍 色彩色濾光片20B剝離的程度之狀態下，藉由雷射震盪器1來從1064nm的基本波生成為其第4高諧波之266nm的第1雷射光，以及第3高諧波之355nm的第2雷射光，再將該等混合光輸出至相同的光線路徑上。再者，混合光係藉由擴束器而被擴大為能夠以光束徑來充分覆蓋遮罩5所設置之狹縫2的形成區域之程度。
接下來，在步驟S2中，從雷射震盪器1輸出的混合光會照射在於照射區域中央部處形成有第1狹縫2A，並於該第1狹縫2A的兩側平行地並排形成有第2狹縫2B之遮罩5。此時，遮光機構3會使其遮光板6A、6B沿著X軸往圖2所示之箭頭A、B方向移動，而為遮斷通過第2狹縫2B之雷射光L的通道之狀態。
本實施型態中，由於第1狹縫2A的寬度係形成為相當於第1雷射光(266nm)的回折極限，因此照射在遮罩5的混合光當中，第1雷射光(266nm)雖可穿透第1狹縫2A，但波長較第1雷射光要長之基本波(1064nm)的雷射光及第2雷射光(355nm)則會無法穿透第1狹縫2A。
另一方面，由於第2狹縫2B的寬度係形成為相當於第2雷射光(355nm)的回折極限，因此照射在遮罩5的混合光當中，第1雷射光(266nm)及第2雷射光(355nm)雖可穿透第2狹縫2B，但波長較第2雷射光要長之基本波(1064nm)的雷射光則會無法穿透。
於是，在步驟S2中，係如上所述地藉由遮光機構 3來使通過第2狹縫2B之雷射光L的通道為關閉狀態，因此穿透遮罩5的各狹縫2之雷射光L當中，穿透第2狹縫2B之第1雷射光及第2雷射光便會因遮光機構3而被遮斷，而如圖4所示般地僅有穿透第1狹縫2A之第1雷射光L1會通過對物鏡片4而照射在為照射對象物Ob之液晶顯示面板17之有輝點缺陷(例如對應於藍色(B))的液晶胞18B上。此外，同圖中，符號18R係對應於紅色(R)之液晶胞，符號18G係對應於綠色(G)之液晶胞。
此情況下，第1雷射光L1係如圖5所示般地，在穿透透明對向電極基板19後，會聚光在有輝點缺陷之液晶胞之例如藍色彩色濾光片20B與被覆有該藍色彩色濾光片20B之對向電極基板19的界面附近處。藉此，藍色彩色濾光片20B的上述界面附近部便會被熱分解，使得藍色彩色濾光片20B從對向電極基板19剝離，而在藍色彩色濾光片20B與對向電極基板19之間形成有間隙21。此外，同圖中，符號20R為紅色彩色濾光片，符號20G為綠色彩色濾光片。
再者，使台座9相對於對物鏡片4而在平行於XY平面之面內相對移動，且如圖4之箭頭所示般地，將第1雷射光L1掃描在有輝點缺陷的液晶胞18B內。如此便可如圖5所示般地，使得上述液晶胞18B的藍色彩色濾光片20B整體從對向電極基板19剝離。
接下來，在步驟S3中，係將雷射震盪器1的功率 提升至能夠藉由第2雷射光L2來將後述黑色陣列22削除的程度，且使遮光機構3的遮光板6A、6B沿著X軸往圖2所示箭頭C、D方向移動，來打開通過第2狹縫2B之雷射光L的通道，而如圖6所示般地將穿透第2狹縫2B之第2雷射光L2照射在上述有輝點缺陷之液晶胞18B周邊之有機物質所構成的黑色陣列22上。然後，一邊使台座9相對於對物鏡片4而在平行於XY平面之面內相對移動，一邊削除黑色陣列22的一部分來使黑色粉塵23產生。此情況下，通過第1及第2狹縫2A、2B之第1雷射光L1雖亦會照射在黑色陣列22上，但由於第1雷射光L1的熱量係小於第2雷射光L2，故第1雷射光L1對削除黑色陣列22來說沒有助益。
接著，在步驟S4中，係將雷射震盪器1的功率降低至黑色陣列22不會因第2雷射光L2而被削除的程度之狀態下，使台座9相對於對物鏡片4而在平行於XY平面之面內相對移動，來掃描穿透第1狹縫2A之第1雷射光L1以及穿透第2狹縫2B之第1及第2雷射光L1、L2，而如圖7所示般地使上述黑色粉塵23從黑色陣列22上移動至上述液晶胞20B側，並略均等地分散於上述間隙21內。藉此，便可降低有輝點缺陷之液晶胞20B的光穿透率，來使輝點變得不明顯。
此外，上述實施型態中，雖已針對藉由第1及第2雷射光L1、L2來使黑色粉塵23移動之情況加以說 明，但本發明不限於此，於步驟S4中，亦可在藉由遮光機構3來關閉通過第2狹縫2B之雷射光L的通道之狀態下，僅使用穿透第1狹縫2A之第1雷射光L1來使黑色粉塵23移動。
又，上述實施型態中，雖已針對第1及第2狹縫2A、2B係分別由複數條狹縫2所形成之情況加以說明，但本發明不限於此，第1及第2狹縫2A、2B亦可分別為1條。
再者，上述實施型態中，雖已針對將第1狹縫2A及第2狹縫2B並排形成於雷射光L的光線路徑上，且藉由遮光機構3來開閉通過第2狹縫2B之雷射光L的光線路徑之情況加以說明，但本發明不限於此，亦可不設置遮光機構3，而是使充分地分離所形成之第1狹縫2A與第2狹縫2B相互移動來進行切換。
又，上述實施型態中，雖已針對第1及第2狹縫2A、2B係形成於遮罩5的開口之情況加以說明，但本發明不限於此，而亦可為形成於金屬板之橫剖面為細長狀的貫穿孔。
再者，上述實施型態中，雖已針對使用第1狹縫2A的回折極限光來使液晶顯示面板17的藍色彩色濾光片20B剝離之情況加以說明，但本發明不限於此，而亦可使用於半導體基板等之製程中之薄膜的剝離(Lift Off)。
然後，以上的說明中雖已針對使用本發明雷射照 射裝置之液晶顯示面板的輝點缺陷修正方法加以敘述，但本發明不限於此，雷射照射裝置只要能夠從波長相異的複數雷射光配合其照射目的來選擇波長而照射在照射對象物，則可為任意裝置。
Ob‧‧‧照射對象物
L‧‧‧雷射光
L1、L2‧‧‧第1及第2雷射光
1‧‧‧雷射震盪器
2‧‧‧狹縫
2A‧‧‧第1狹縫
2B‧‧‧第2狹縫
3‧‧‧遮光機構
4‧‧‧對物鏡片
5‧‧‧遮罩
6A~6D‧‧‧遮光板
7‧‧‧開口
8‧‧‧換鏡轉盤
9‧‧‧台座
10‧‧‧開口
11‧‧‧雷射加工區域
12‧‧‧背面照明光源
13‧‧‧落射照明光源
14‧‧‧偏光觀察機構
15、16‧‧‧雙色分光鏡
17‧‧‧液晶顯示面板
18B、18G、18R‧‧‧液晶胞
19‧‧‧對向電極基板
20B‧‧‧藍色彩色濾光片
20G‧‧‧綠色彩色濾光片
20R‧‧‧紅色彩色濾光片
21‧‧‧間隙
22‧‧‧黑色陣列
23‧‧‧黑色粉塵
圖1係顯示本發明之雷射照射裝置的實施型態之前視圖。
圖2係顯示上述實施型態之狹縫與遮光機構的配置關係之平面透視圖。
圖3係顯示本發明之液晶顯示面板的輝點修正方法之流程圖。
圖4係用以說明上述輝點修正方法中，使彩色濾光片剝離來形成間隙的階段之俯視圖。
圖5為圖4的側視圖。
圖6係用以說明上述輝點修正方法中，削除黑色陣列來使黑色粉塵產生的階段之俯視圖。
圖7係用以說明上述輝點修正方法中，使黑色粉塵分散於上述間隙的階段之俯視圖。
Ob‧‧‧照射對象物
L‧‧‧雷射光
1‧‧‧雷射震盪器
2‧‧‧狹縫
2A‧‧‧第1狹縫
2B‧‧‧第2狹縫
3‧‧‧遮光機構
4‧‧‧對物鏡片
5‧‧‧遮罩
8‧‧‧換鏡轉盤
9‧‧‧台座
10‧‧‧開口
11‧‧‧雷射加工區域
12‧‧‧背面照明光源
13‧‧‧落射照明光源
14‧‧‧偏光觀察機構
15、16‧‧‧雙色分光鏡

Claims (7)

  1. 雷射照射裝置，係從波長相異的複數雷射光配合其照射目的來選擇波長以便能夠照射在照射對象物之雷射照射裝置；其特徵為係在該複數波長的雷射光所構成之混合光的光線路徑上具備有：狹縫，其寬度係相當於該複數波長雷射光中之至少最短波長雷射光的回折極限；以及對物鏡片，係使通過該狹縫之雷射光聚光在該照射對象物上。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射照射裝置，其中該狹縫係由寬度相當於該最短波長雷射光的回折極限之第1狹縫及寬度寬於其之第2狹縫所構成，而並排地形成於該混合光的光線路徑上；另設置有用以開閉通過至少該第2狹縫之雷射光的通道之遮光機構，以便能夠選擇照射在該照射對象物之雷射光的波長。
  3. 如申請專利範圍第2項之雷射照射裝置，其中該第1狹縫係形成於該混合光的光線路徑中央部；該第2狹縫係平行地並排形成於該第1狹縫的兩側。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之雷射照射裝置，其中至少該第1狹縫係平行地並排形成為複數條。
  5. 一種液晶顯示面板的輝點修正方法，係使用波 長相異的第1及第2雷射光來修正液晶胞的輝點缺陷之液晶顯示面板的輝點修正方法；其特徵為係在將該第1及第2雷射光的混合光輸出至相同光線路徑之狀態下，進行以下階段：藉由選擇性地通過寬度相當於波長較短之該第1雷射光的回折極限之第1狹縫之該第1雷射光，來使該有輝點缺陷之液晶胞的彩色濾光片從基板剝離而於兩者間形成間隙之階段；藉由通過寬度寬於該第1狹縫的第2狹縫之波長較長的該第2雷射光，來削除該有輝點缺陷之液晶胞周邊的黑色陣列以使黑色粉塵產生之階段；以及藉由通過該第1狹縫之該第1雷射光，或通過至少該第2狹縫之該第1及第2雷射光，來使該黑色粉塵移動而分散於該間隙之階段。
  6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示面板的輝點修正方法，其中該第1及第2狹縫係平行地並排形成於該混合光的光線路徑上；藉由遮光機構來開閉通過該第2狹縫之雷射光的通道，以便能夠選擇照射在該液晶顯示面板之雷射光的波長。
  7. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示面板的輝點修正方法，其中至少該第1狹縫係平行地並排形成於該雷射光的光線路徑中央部而為複數條，且該第2狹縫係形成於該複數條第1狹縫的兩側。
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