TW201502649A - 用於提供液晶顯示面板經偏極補償之多光譜雷射修補的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

一種用來修補包含偏光膜的液晶顯示面板的系統被揭示。該系統包括一雷射修補光學系統、一測量光學系統、及一處理器。該雷射修補光學系統包括一偏極單元，用來修改一沿著一朝向工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極。該測量光學系統包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明，及一用來偵測被反射的測量照明之偵測器。該處理器調整該偏極單元以回應該被反射的測量照明。

Description

用於提供液晶顯示面板經偏極補償之多光譜雷射修補的系統及方法
本發明大致上係有關於電子裝置(其包括分離電路的陣列)的雷射修補，該等分離的電路的任何一者在該分離的電路是有缺陷的時候可被隔離，及特別地關於液晶顯示面板的修補。
液晶顯示器(LCD)面板大致上可包括夾設在玻璃板結構之間的液晶層，該等玻璃板結構的一者包括在一實質地透明的電極層中之一陣列的電晶體元件(其具有訊號線及閘極線)。另一玻璃板結構大致上包括一大數量之形成彩色顯示像素的彩色濾光片組(如，紅、綠及藍)。
已知的是，個別的電晶體元件在製造時會是有缺陷的。該等缺陷可造成像素即使是在它被打開時仍然是暗的，或會造成該像素在該顯示面板被通電但該像素被 關閉時仍然是亮的。進一步已知的是，一暗的像素(darkpixel)並不是嚴重的問題，因為人類的眼睛很可能不會注意到在整個面板中沒有開啟的一個很小的像素。相反地，一亮的像素在它應該是暗的時候卻是亮著，所以很容易被注意到。許多程序已被開發出來嘗試要減少或消除亮像素缺陷。
例如美國專利第6,812,992號；第7,502,094號；及第7,755,380號大致上揭露了使用了射輻射來降低一受損的像素的彩色濾光片的透射性。美國專利第5,142,386號揭露了使用雷射輻射來干擾該等液晶分子的分子配向性，並阻斷一受損的像素的彩色濾光片。其它的技術涉及了切斷和該待修理的像素有關該等電晶體元件的導電部分。
美國專利第7,636,148號揭露了使用一修補膜(一透明的有機膜)，它被塗覆在該裝置外露的表面上，其中該修補膜被特別設計來在施用相關連的雷射輻射的時候變成不透明。美國專利第7,697,108號揭露藉由1)形成一凹陷於和該有缺陷的像素對準的外基材上、2)將一可被UV硬化的樹脂沉積在該凹陷中、及3)用紫外線輻射照射該樹脂來將該受損的像素變暗。
該等個別的像素(如，被彩色濾光片所界定者)並不彼此接觸，而是每一像素被一黑色矩陣材料所包圍。美國專利申請案第2009/0141231號揭露了藉由施加雷射輻射至該黑色矩陣的一些部分來造成黑色矩陣顆粒變 成被驅散在該顏料層和上基材之間藉以封閉該像素藉此將受損的像素變暗。此參考資料亦揭露了使用UV輻射來破壞相關連的對準層以造成液晶分子變成未對準。
同樣已知的是，施加雷射輻射至一像素內的膜層會造成氣泡的形成，這會遷移至該液晶面板之包含相鄰像素的功能的其它區域。例如，美國專利申請案第2006/0087321號揭露了使用雷射輻射來中斷受損像素的對準膜，且該雷射的重複率被控制，用以讓任何被該輻射形成的泡泡立即成為另一雷射束的目標。該參考資料揭露了當第一雷射能量打擊到包含此泡泡的像素時，該雷射照明能量大部分被對準膜所吸收，造成對準膜被汽化。該等被汽化的成分在該泡泡內漂移並最終沉澱成為一暗膜層，降低光線穿透的量。
許多液晶顯示器至少在顯示裝置的外表面上包括一偏光膜或偏光板(polarizer)。該偏光膜或偏光板提供所想要的顯示器觀看功能且可在該偏光膜或偏光板的不同部分包括各式各樣的偏極配向(orientation)。在裝置的一外表面上使用偏光膜或偏光板的裝置中，該像素修補處理更形複雜，因為不同的偏極配向將會造成不同的偏極化雷射能量被施加至該等有缺陷的像素上。
雖然許多程序已被開發來將一液晶顯示器中有缺陷的像素變暗，但對於能夠克服傳統方法的缺點(譬如，當液晶分子被中斷時難以管理被包陷的泡泡、及當偏光膜被使用於該液晶顯示器中時很難實施處理步驟)的系 統及方法仍存在著需求。
依據一實施例，本發明提供一種LCD修補系統，用來修補包括上偏光膜的液晶顯示面板。該LCD修補系統包括一雷射修補光學系統、一測量光學系統、及一處理器。該雷射修補光學系統包括一偏極單元(polarization unit)，用來修改一沿著一朝向工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極。該測量光學系統包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明，及一用來偵測被反射的測量照明之偵測器。該處理器調整該偏極單元以回應該被反射的測量照明。
依據另一實施例，本發明提供一種LCD修補系統，用來修補包括偏光膜的液晶顯示面板，其中該LCD修補系統包括一雷射修補光學系統、一處理器及一測量光學系統。該雷射修補光學系統包括一偏極單元，用來修改一沿著一朝向工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極。該處理器決定該雷射修補光束的最佳偏極，用以在該工件處提供一所想要的雷射能量。該測量光學系統包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明，及一用來偵測被反射的測量照明之偵測器。該處理器決定一用來調整該偏極單元的調整量以回應該雷射修補光束的該最佳偏極，用以在該工件提供所想要的能量及被反射的測量照明。
依據又另一實施例，本發明提供一種修補LCD顯示器的方法。該方法包括的步驟為：提供一雷射修補光學系統，其包括一偏極單元，用來修改一沿著一朝向工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極；決定該雷射修補光束的最佳偏極，用以在該工件處提供一所想要的雷射能量；提供測量光學系統包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明；偵測被反射的測量照明；及決定一用來調整該偏極單元的調整量以回應該最佳偏極，用以在該工件處提供所想要的能量，及回應該被反射的測量照明。
12‧‧‧液晶層
14a‧‧‧彩色濾光片
14b‧‧‧彩色濾光片
14c‧‧‧彩色濾光片
14d‧‧‧彩色濾光片
16a‧‧‧電晶體元件
16b‧‧‧電晶體元件
16c‧‧‧電晶體元件
16d‧‧‧電晶體元件
18‧‧‧上偏極膜
20‧‧‧下偏極膜
22‧‧‧照明板
24‧‧‧黑色矩陣
14x‧‧‧彩色濾光片
14y‧‧‧彩色濾光片
30‧‧‧塔架
34‧‧‧光學修補頭
44‧‧‧工件(LCD顯示器)
46‧‧‧雷射系統
32‧‧‧半波板
38‧‧‧分束器
40‧‧‧分束器
48‧‧‧物鏡
42‧‧‧照明器(光源)
36‧‧‧偵測器
50‧‧‧攝影裝置(成像系統)
56‧‧‧X軸AOBD偵測器
58‧‧‧Y軸AOBD偵測器
60‧‧‧中繼鏡片
62‧‧‧偏轉掃描圖案
52‧‧‧圓形偏極器
54‧‧‧工件
64‧‧‧偏極旋轉器
66‧‧‧偵測器
86‧‧‧材料層
88‧‧‧偏極線
90‧‧‧區域
120‧‧‧測量區域
124‧‧‧所不想要的反射
122‧‧‧想要的反射
126‧‧‧遮罩
200‧‧‧個人電腦
202‧‧‧集線器
204‧‧‧Isomet iHHS控制器
206‧‧‧雷射系統
208‧‧‧快門
210‧‧‧快門
214‧‧‧偏極旋轉器
216‧‧‧功率計
下面的描述可參考附圖被進一步瞭解，其中圖1顯示一液晶顯示器的例示性的部分剖面圖，一依據本發明的一實施例的修補系統及處理可被使用於該液晶顯示器中；圖2顯示一液晶顯示器的示意平面圖，其具有三個彩色濾光片、一個一直是暗的有缺陷的像素及一個一直是亮的有缺陷的像素；圖3A-3C顯示一液晶顯示器的一部分在三個時間點的例示性平面圖，在這些時間期間一雷射修補光束被用來將一被選定的像素變成暗的，及圖3D及3E顯示當該黑色矩陣的一些部分被用來將一被選定的彩色濾光片變暗時該液晶顯示器的一部分； 圖4顯示依據本發明的一實施例的塔架系統(gantry system)的例示性示意圖；圖5顯示依據本發明的一實施例的光學修補頭的例示性示意圖；圖6顯示依據本發明的一實施例的一使用固定式偏光器的系統的例示性示意圖；圖7顯示依據本發明的一實施例的一系統的光學組件的例示性示意圖；圖8顯示依據本發明的一實施例的一使用可變式偏光器的系統的例示性示意圖；圖9顯示依據本發明的系統的例示性示意圖，在該系統中一偵測器以一非同軸的方式被使用；圖10顯示依據本發明的又另一實施例的系統的例示性圖式，在該系統中一偵測器以同軸方式被使用；圖11顯示依據本發明的一實施例的一偏極軸測量處理的例示性流程圖；圖12顯示依據本發明的一實施例的液晶顯示器的例示性平面圖，其包括一偏極層；圖13顯示依據本發明的一實施例之用來指出一測量位置的處理程序的例示性流程圖；圖14顯示依據本發明的一測量處理的測量反射的例示性平面圖；圖15顯示依據本發明的一實施例的測量處理的例示性流程圖； 圖16顯示依據一未校準的能量實施例修補處理的例示性流程圖；圖17顯示依據一實施例的輸出能量vs.偏極校準處理的例示圖；圖18顯示在一經過校準的能量實施例中的一修補處理的例示圖；及圖19顯示一用於依據本發明的系統中的控制系統的例示性示意圖。
這些圖只是為了例示的目的而被示出。
一液晶顯示器(LCD)是不同功能性層的三明治式結構，其包括一上偏光板、一彩色濾光片陣列、一液晶、一下偏光板及一照明器。每一偏光板具有一對應於透射穿過各偏光板的光線的偏光軸線的偏光軸。該液晶被控制，用以轉動在該上及下偏光板之間的光線的偏光軸並藉以控制光線穿過該LCD的透射性。
如圖1所示，一LCD可包括一液晶層12、多個彩色濾光片14a，14b，14c及14d、一透明的電極層，其包括各自的電晶體元件16a，16b，16c及16d、一上偏光膜18、一下偏光膜20及一照明板22。該等彩色濾光片可例如以三片一組被設置，其中彩色濾光片14a及14d是紅色，彩色濾光片14b是綠色及彩色濾光片14c是藍色。如圖2進一步所示，該彩色濾光片的陣列可被設置在一黑 色塑膠材料的矩陣24內，用以將所不想要的光線的透射性最小化。當使用於本文中時，像素一詞可被視為一和該電極層的一或多個電晶體元件及/或當該顯示器是彩色顯示器時的一或多個彩色濾光片相關連的畫面元件。
如圖2中所示，該顯示器可包括具有缺陷的像素。例如，和彩色濾光片14x相關連的像素被顯示為發出所不想要的光線(一亮點像素缺陷)，及和彩色濾光片14y相關連的像素被顯示為一沒有發出所想要的光線(一暗點像素缺陷)。
亮點像素缺陷將例如藉由把表現出亮點像素缺陷的像素變暗來加以修補。修補會限制該LCD的一部分的照射來改變材料特性，用以減少通過一亮點像素缺陷區域的照明量。如上文中討論的，各種以雷射為主的修補技術是已知的，例如，藉由直接或間接的雷射照射來切斷導電元件以修補或讓像素功能喪失並讓彩色濾光片材料變暗。
例如在圖3A-3C中所示，和該亮點像素缺陷相關連的該彩色濾光片14x可藉由用一預定的掃描模式將雷射輻射直接施加至彩色濾光片14x上來將其變暗。在另一實施例中，該彩色濾光片可藉由施加雷射輻射來改變圍繞該彩色濾光片14x的該黑色矩陣列材料24(如圖4D所示)而被變暗，然後(使用該掃描式雷射)將該被中斷的黑色矩陣材料散布在該彩色濾光片上，如圖3E所示。其它的雷射修補程序可包括機械式操作，譬如將亮點缺陷上 墨。
如圖4所示，一塔架30攜載該光學修補頭34於該工件(LCD 44)上方，如圖4中的A所示，且將該修補頭置於須要被修補的有缺陷的像素上方。其它已知的相對定位系統(譬如，疊架及分裂桌台(stacked and split stage))亦可被用來將該光學修補頭置於該等有缺陷的像素上方。相對運動可在數百公釐至大於1公尺的範圍內。被期待的是，該相對運動的範圍將持續增加以容納更大的面板及可獲得之母玻璃基板尺寸。例如，目前的母玻璃尺寸範圍從第一代的300mm×400mm到第10代的2850mm×3050mm。該光學頭的功能大致上和在該LCD面板上方的運動範圍無關，但大的基板可從快速修補及提高的產出率獲得許多修補好處。
如圖5所示，該雷射修補光學系統包括一雷射系統46、一旋轉式半波板32、分束器38，40、及一物鏡48。該測量光學系統包括一照明器42、該分束器38，40、該物鏡48、一偵測器36及一攝影裝置50。光學路徑在該分束器38和該工件之間重合，且兩個光學路徑被朝向載負該將使用一雷射系統46的輸出予以修補的LCD面板44的該工件支撐結構導引。該照明器42提供從該工件的一部分被反射的照明，該偵測器36從該反射中可決定在該工件上的該偏極層的該部分的偏極。該光學子系統包括至少一高倍率的成像系統50，用來觀察該等像素結構。
該雷射次系統(sub-system)包括一雷射系統，其藉由照射該LCD來處理缺陷的元件。該成像系統的視野包括該彩色濾光片的至少一部分及一些非濾光片的區域。較佳地，該成像系統包含一顏色經過校正的成像物鏡(譬如，顯微鏡物鏡)，用以提供影像給一影像感測器(譬如，攝影機)並輸出影像訊號、待處理的原始影像檔或經過處理的影像檔。該成像系統亦可包括影像處理能力(譬如，圖案比對或像素平均化)，且可輸出經過處理的影像或經過計算的影像數值。該成像系統可進一步包括其它已知的成像元件，譬如中繼鏡片或管狀鏡片，用以提供一被聚焦的影像至該具有一預定的放大倍率及解析度的攝影機。較佳地，該成像系統亦包括一同軸照明器，用來從上側照亮該視野。其它類型的照明亦可被使用，譬如偏離軸線的上側照明或從該LCD的底側向上透射的照明。
該雷射系統46包括一或多個產生適當的修補光束的雷射源。大致上，在一多光譜的實施例中，多個波長被用來實施不同的修補工作，譬如將該陣列中不同的顏色的次像素(sub-pixel)變暗。例如，一綠色雷射輸出(如，515nm)可被用來照射紅色濾光片及/或切斷電子數據線，及一紅色雷射輸出(如，1030nm)可被用來照射綠色及藍色濾光片。在一些實施例中，一UV輸出(如，343nm)可被使用在某些應用中。為了方便起見，該雷射輸出被稱為修補光束，但將被理解的是，這可以是一單一波長雷射光束、多個波長的多雷射光束及具有不同功率及 脈衝特性的雷射，譬如紅外線、紫外線、及超短脈衝雷射，只要該雷射輸出能夠透射穿過物鏡照射到該LCD即可。該雷射輸出可被一受控制的單一雷射產生，用以改變輸出特性、或被多個具有不同輸出特性的雷射產生，其被結合成該修補光束。
該雷射修補光束被導引，用以撞擊到在該成像系統的視野內的工件上。較佳地，為了要將該修補光束引導至該工件，該修補光束被受控制地偏向，用以提供在一偏向域(deflection field)內的工件的隨意接近(random access)。不同類型的光偏向器可被用在例如至少一如圖6所示的實施例中，該偏向器是一2軸聲光光束偏向器(AOBD)，其包括X軸AOBD偏向器56及Y軸AOBD偏向器58。光束偏向的各種態樣被揭露在美國專利公開案第2011/0210105號中，該申請案的內容藉此參照被併於本文中。該AOBD提供快速的光束定位及雷射脈衝能量控制；在一些情形中，偏向是以每一脈衝為主進行的。
然後，該雷射修補光束在到達該LCD顯示器44之前通過該等中繼鏡片60。在該偏向域內的該等偏向掃描圖案62可在單次通過或多次通過時照射一或多個次像素的區域。一特定的圖案可和一被照射的特殊材料相關連且例如可以是一光柵(raster)、顫動(dither)或漫射(diffusion)圖案。該照射規範(regimen)包括受控制的雷射輸出特性及一偏向圖案，其例如可從辨識出在一被取 得的影像內的缺陷來決定。
雷射圖案和偏向圖案的結合可被電子地儲存及取得，用以根據一被取得的影像而被使用。其它型式的偏向器亦可被使用，其包括檢流計掃描器、快速轉向鏡及類此者。這些以面鏡為主的偏向器具有的優點為，偏向角度和波長以及大的掃描角度無關，然而，聲光光束偏向器提供該掃描域內更快速的隨意接近及能量控制而無需一額外的調制器。在其它的應用中，其它類型的偏向器可包括電光學偏向器。
當一包括例如447nm(三倍頻率1343(藍光))及671nm波長的多光譜輸出被使用時，每一波長可被不同的光學掃描器組偏向或可被一設計來在多雷射波長下工作的單一個多軸偏向器組共同地偏向。在該套組內的每一偏向器可以是一AOBD，其具有用於每一波長之不同的中心頻率，使得用於每一波長的中心偏向角度是在一預定公差內(譬如，4mrad或更小)且具有一至少70%的最佳化折射效率及約37mrad的折射角度掃描。AOBD的一個優點為可獲得該光束能量(同AOM)的完全極細微的能量控制，以及該偏向也是。再者，微能量控制對於能夠設定一極低能階，非破壞性的測量光束及設定處理能量而言是很重要的。適合的TeO2裝置例如可從英國Somerset的Gooch & Housego PLC(即以前的Crystal Technologies,LLC)購得。
該雷射系統包括至少一光學元件，用來修改 該修補光束的偏極狀態。偏極被修改以提高經由上偏光板耦合至工件。在一些例子中，根據一被線性地偏極的修補光束及該上偏光板的相對配向，一圓形的偏光板修改該修補光束以提高能量耦合。
如圖6所示，例如在一實施例中，該光源42可在光線到達工件54之前提供對一圓形偏光板52的照明。因為在此例子中該經過修改的偏極被設計為圓形，所以該經過修改的光束不受該LCD上偏光板的配向性的影響且該圓形偏極應傳遞均勻的能量至該彩色濾光片，不受該上偏光板軸線配向誤差的影響。
實際上，該光束可以沒有被完美地偏極化且該圓形的偏極可以是不純正的(如，是橢圓形的)，造成能量耦合隨著該上偏光板的配向性而改變。例如，即使是在光束路徑中用圓形的偏光板，耦合仍會有高達10%的變化。再者，圓形偏極可能無法完全最佳地將能量耦合至平躺在該上偏光板底下的該LCD結構。即使在不同的上偏光板的配向下該圓形偏極是理想的且能量傳遞是均勻的，仍然有大約一半的能量會被該上偏光板吸收，降低了在底下待處理的結構的處理能量。再者，被吸收到該上偏光板中的能量會造成損害。這兩種效應會將處理能量窗口(window)侷限至所不想要的能階。
能量耦合可在一被線性地偏極的修補光束如圖8所示地藉由轉動而和該上偏光板對準時被提高，其中來自該光源42的雷射輸出在到達工件54之前被一偏極旋 轉器64調整。當該上偏光板軸線的對準充分精確時，處理光束的線性偏極可因而被對準以用於處理。偏極轉動可用一可轉動於該雷射路徑中的半波板來達成。對於一多光譜系統而言，每一雷射光束可和一波長特定的半波板無關地被轉動，或共用一光路徑之不同的光束可用一無色的(achromatic)波板來加以轉動。在任一種情形中，零級波板比多級波板好。或者，藉由使用其它已知的偏極旋轉技術，線性偏極可被修改成和該上偏光板軸線對準。
已知的是，線性偏極可被轉動該半波板的角度的兩倍。因此，360度的偏極轉動可用180度的機械式轉動來達成。在一些情形中，該偏極範圍可以是180度，其係用90度的機械式轉動來達成。熟習此技藝者將了解的是，其它偏極旋轉器亦可被使用，譬如影像旋轉器、Pockels cells及類此者。各種類型之已知的控制電子設施可被用來驅動致動器及機械地轉動偏極或驅動其它種類的光學或用於固態偏極旋轉的光電偏極旋轉器。
該上偏光板的偏極軸線的配向被拙劣地控制且該軸線配向甚至會在工件之間改變。所造成的向誤差可以有數十度。因此，靜態對準或對準至一預定的標稱(nominal)配向可造成實質的配向誤差且因而造成能量耦合誤差，其侷限了該修補處理的效率。有鑑於在標稱線性偏光板配向上的限制，因而被瞭解到的是，對準到該上偏光板的實際偏極軸線的一被線性地偏極的修補光束可改善在一或多個修補位置的能量耦合。
為了要將偏極對準局部地最佳化，該上濾光片偏極軸線的對準測量被用作為一參考，用以將偏極誤差最小化並將能量耦合最大化以用於更有效率的修補程序。再者，修補測量對於提供高產出率而言是較佳的。在圖9所示的至少一實施例中，該光學修補頭包括一用來偵測從該工件54反射出的照明的偵測器66(圖8)且該偏極旋轉器64的調整被自動地控制。
再次參考圖9，該被反射的光可傳播至和該入射雷射處理光束軸線同軸的偵測器，且該回返的反射路徑被一分束器38分開且被引導至一偵測器36。在被示意地例示於圖10的另一例子中，該偵測器36接收一和該處理光束的軸線夾一角度之非同軸的被反射的光。此一配置可被用來將一或多個分束器從該雷射處理光束軸線的光路徑上消除掉。將LCD的反射最大化相當於該修補光束偏極軸線和該上偏光板偏極軸線的對準。這被認為主要是因為在該上偏光板中的吸收被最小化。
參考圖11，一偏極測量開始於(步驟70)讓該工件被載入(步驟72)且該測量雷射源被設定為未破壞性(步驟74)。該光束被導引至該工件上的一測量位置(步驟76)，該測量光束的偏極配向被設定在一配向範圍內(步驟78)，及來自工件的反射透過相對配相向的範圍被測量(步驟80)。該最大反射係從該被獲得的資料及此被設定的配向來決定(步驟82)且被用於該測量位置或該測量位置附近的後續修補程序。該測量處理然 後結束(步驟84)。該測量源可以是一被設定為非壞性的雷射修補光束源，但該測量源可以是一額外的專屬光源。
在該光束偵測器的是視野內，不同的材料鋪設在該上偏光板底下，如圖12中的86所示。除了上文中參考圖2所討論的彩色濾光片之外，圖12亦示意地顯示具有偏極線88的偏極膜。對於偏極軸線的測量而言，一相對高反射性的材料可被選為在有興趣的範圍內之用於測量的反射器。換言之，區域90可以是散佈在該裝置上的許多反射器區域中的一個區域。如在90中所示，一黑色矩陣24區域被選擇來用於偏極測量。
參考圖13，該處理開始於(步驟110)，接著讓該照明被打開(步驟102)，該LCD的影像被取得(步驟104)，及該用於測量的較佳材料的位置在該偏轉器的視野內被指認出來(步驟106)。該位置可例如使用影像處理技術來決定或可由一操作員手動地或半自動地來實施。在指認出該測量位置之後，該照明為了後續的測量而被關掉(步驟108)且該處理結束(步驟110)。
如圖14中所示意地顯示的，該測量區域120的照射可造成所不想要的反射124，這將降低所想要的反射122的測量精確度。因此一遮罩126被用來隔離該有興趣的區域。參考圖15，此測量處理開始於(步驟130)，接著打開非破壞性之經過偏極的測試光束(步驟132)，設定該偏極轉動(步驟134)，取得一影像(步驟 136)，及將一有興趣的區域遮罩起來(步驟138)。該將一有興趣的區域遮罩起來的步驟可涉及根據一所想要的測量反射及將被排除的所不想要的反射來包圍該測量位置。例如，像素強度只在一有興趣的區域內而不是在整個影像框內被積分(integrated)且為了取樣平均化，多個測量可被取得以改善測量精確度。尤其是，在光束強度被測量(步驟140)之後，該處理決定是否應該有更多資料被平均(步驟142)，如果是的話，則該處理如所示地回到步驟136。
此類型的空間濾光(spatial filtering)是在影像處理期間被實施，無關的反射被自動地遮蓋掉。當決定不再需要資料來平均化時(步驟142)，該處理即儲存該強度資料(步驟144)並回到步驟134，除非測量角度是待測量的最後一個測量角度(步驟146)，在此情形中，該處理即結束(步驟148)。該雷射輸出能量及/或偵測器增益可在偵測之前被調整以確保該偵測器未被飽和化，且大致上背景照明將被最小化以用於精確的測量。例如，一場域照明器可在測量之前被關掉。
該偵測器可以是一照相機，但對於被該工件反射的雷射輻射敏感的其它類型的偵測器亦可被用來取代照相機，例如額外的偵測器可改善該被反射的光線的測量敏感度。該偵測器照相機亦可被用來對準該工件或一第二專屬的照相機可被用來改善產出率及/或測量精確度。
參考圖16，在一未校準(non-calibrated)的 能量實施例中，該處理開始於(步驟150)，接著測量工件偏極軸線(步驟152)。該光束偏極配向然後被設定(步驟154)，能量被送至該工件(步驟156)。該上偏光板的配向根據該等反射而被決定/測量，且該修補光束然後被調整，用以和上偏光板對準。該修補光束然後被送至該工件(步驟156)且該處理結束(步驟158)。偏極測量及對準可自每一修補位置被實施，用以克服上濾光片偏極軸線的易變性並在每一修補位置提供最佳化的能量耦合。
當測量的偏極被旋轉時，被引導至該工件表面的輸出的能量應是穩定的，例如，設備應被暖機並熱穩定。然而，輸出會因為光束路徑元件(譬如，分束器及折疊式鏡)的偏極靈敏度而改變。此輸出誤差將在偏極被旋轉時造成測量誤差及修補能量設定誤差。參考圖17，一校準常式可考量輸出能量及偏極這兩者。該處理開始於(步驟160)，接著讓標稱雷射參數被設定(步驟162)，及偏極範圍及解析度被設定(步驟164)。雷射輸出然後透過偏極旋轉的範圍被測量且變化被測量(步驟166)，且能量校正值被計算(步驟168)，用以產生一輸出校正表(步驟170)。該處理然後結束(步驟172)。雷射輸出可使用功率或能量計在工件表面進行測量。該偵測器可在該工件的平面或接近該工件的平面處被設置成緊鄰該基材，例如在美國專利第6,501,061號中所描述者，該專利的揭露內容藉此參照被併於本文中。
參考圖18，該等經過校正的能量值可被使用在一經過補償的修補處理中，其開始於(步驟180)，接著依據偏極來校正被輸送的輸出能量(步驟182)，如上文中參考圖16所討論者。該工件偏極軸線然後被測量(步驟184)，該光束偏極然後被設定(步驟186)且經過校正的能量然後被輸送至該工件(步驟188)。該處理然後結束(步驟190)。該校正因而被用於該測量光束，用以提供用於偏極軸測量之經過校正的能量。用於該修補程序的該偏極配向據此被設定且經過校正的能量被送至該工件。以此方式，能量傳遞被最大化，因為沒有太多的能量被吸收到該偏光板中是很重要的。而且，一致的(且正確的)量被傳遞及輸送至彩色濾光片以進行雷射修補，因為該處理窗口典型地很窄且將該彩色濾光片變暗之實際的最佳能量被極為小心地決定，用以避免不必要地傷及該LCD。對於校正及測量步驟而言，該雷射較佳地將被穩定一段預定的時間。
如圖19所示，該控制系統可包括一電腦，譬如個人電腦200，其可被耦接至一用USB供電的集線器(hub)202，該集線器接著被耦接至一Isomet iHHS控制器204、該雷射系統206(透過一RS232轉接器)、一用於671nm修補光束的快門208、一用於447nm修補光束的快門210、該偏極旋轉器214、及一功率計216，譬如由設在美國加州Santa Clara市的Coherent公司所販售之Coherent Powermax UV/VIS功率計。
熟習此技藝者將瞭解的是，可在不偏離本發明的精神及範圍下可對上文所描述的實施例實施許多修改及變化。
12‧‧‧液晶層
14a‧‧‧彩色濾光片
14b‧‧‧彩色濾光片
14c‧‧‧彩色濾光片
14d‧‧‧彩色濾光片
16a‧‧‧電晶體元件
16b‧‧‧電晶體元件
16c‧‧‧電晶體元件
16d‧‧‧電晶體元件
18‧‧‧上偏極膜
20‧‧‧下偏極膜
22‧‧‧照明板
24‧‧‧黑色矩陣

Claims (19)

  1. 一種LCD修補系統，用來修補包括偏光膜的液晶顯示面板，該系統包含：一雷射修補光學系統，其包括一偏極單元，用來修改一沿著一朝向一工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極；一測量光學系統，其包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明，及一偵測器，用來偵測被反射的測量照明；及一處理器，用來決定用於該偏極單元的調整，用以回應該被反射的測量照明。
  2. 如申請專利範圍第1項之LCD修補系統，其中該系統更包括一雷射源，用來提供多波長的雷射輸出。
  3. 如申請專利範圍第1項之LCD修補系統，其中該雷射輸出路徑及該測量照明路徑在該雷射輸出路徑及該測量照明路徑的至少一部分是同軸的。
  4. 如申請專利範圍第1項之LCD修補系統，其中該偏極調整單元是一可轉動的1/2半波板。
  5. 如申請專利範圍第1項之LCD修補系統，其中該雷射輸出路徑包括一X軸AOBD及一Y軸AOBD。
  6. 如申請專利範圍第1項之LCD修補系統，其中該處理器包括一能量校正表，其具有用於不同偏極的能量校正值。
  7. 如申請專利範圍第1項之LCD修補系統，其中該 系統包括用於決定該雷射修補光束的最佳偏極的校正機構，用來在該工件提供所想要的雷射能量。
  8. 一種LCD修補系統，用來修補包括偏光膜的液晶顯示面板，該系統包含：一雷射修補光學系統，其包括一偏極單元，用來修改一沿著一朝向一工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極；一處理器，其決定該雷射修補光束的最佳偏極，用以在該工件提供一所想要的雷射能量；一測量光學系統，其包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明，及一偵測器，用來偵測被反射的測量照明；及其中該處理器決定一用來調整該偏極單元的調整量以回應該最佳偏極，用以在該工件提供所想要的能量，以及回應該被反射的測量照明。
  9. 如申請專利範圍第8項之LCD修補系統，其中該系統更包括一雷射源，用來提供多波長的雷射輸出。
  10. 如申請專利範圍第8項之LCD修補系統，其中該雷射輸出路徑及該測量照明路徑在該雷射輸出路徑及該測量照明路徑的至少一部分是同軸的。
  11. 如申請專利範圍第8項之LCD修補系統，其中該偏極調整單元是一可轉動的1/2半波板。
  12. 如申請專利範圍第8項之LCD修補系統，其中該雷射輸出路徑包括一X軸AOBD及一Y軸AOBD。
  13. 如申請專利範圍第8項之LCD修補系統，其中該處理器包括一能量校正表，其具有用於不同偏極的能量校正值。
  14. 一種修補LCD顯示器的方法，該方法包含的步驟為：提供一雷射修補光學系統，其包括一偏極單元，用來修改一沿著一朝向一工件導引的雷射輸出路徑的雷射修補光束的偏極；決定該雷射修補光束的最佳偏極，用以在該工件提供一所想要的雷射能量；提供測量光學系統，其包括一照明源，用來沿著一測量照明路徑提供測量照明；偵測被反射的測量照明；及決定一用來調整該偏極單元的調整量以回應該最佳偏極，用以在該工件提供所想要的能量，及回應該被反射的測量照明。
  15. 如申請專利範圍第14項之修補LCD顯示器的方法，其中該方法更包括在多波長提供雷射輸出的步驟。
  16. 如申請專利範圍第14項之修補LCD顯示器的方法，其中該雷射輸出路徑及該測量照明路徑在該雷射輸出路徑及該測量照明路徑的至少一部分是同軸的。
  17. 如申請專利範圍第14項之修補LCD顯示器的方法，其中該偏極調整單元是一可轉動的1/2半波板。
  18. 如申請專利範圍第14項之修補LCD顯示器的方 法，其中該雷射輸出路徑包括一X軸AOBD及一Y軸AOBD。
  19. 如申請專利範圍第14項之修補LCD顯示器的方法，其中該決定一用來調整該偏極單元的調整量以回應該最佳偏極，用以在該工件提供所想要的能量，及回應該被反射的測量照明的步驟包含使用一能量校正表，其具有用於不同偏極的能量修正值。
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