(57)【要約】【課題】液晶パネルの輝点欠陥を確実に暗点化可能にするような、液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法を提供する。【解決手段】液晶パネル１５は、複数の画素が配列したカラーフィルタ基板１３と、各画素に対応した画素電極を駆動するための薄膜トランジスタアレイ基板１４と、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタアレイ基板との間に封入された液晶７とを備えている。この液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法は、輝点欠陥画素に向けて当該画素よりも小さいスポットサイズでレーザ光を照射し、少なくともカラーフィルタ基板の一部を変質させて光透過率を低下させる第１レーザ照射工程と、輝点欠陥画素に向けて第１レーザ照射工程と異なるレーザ加工条件でレーザ光を照射し、第１レーザ照射工程で変質させた領域の厚みを均一化する第２レーザ照射工程とを含む。レーザ光は、輝点欠陥画素内で走査しながら照射する。【選択図】図３
2014215387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が配列したカラーフィルタ基板と、
各画素に対応した画素電極を駆動するための薄膜トランジスタアレイ基板と、
カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタアレイ基板との間に封入された液晶とを備えた液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法であって、
輝点欠陥を有する輝点欠陥画素に向けて該輝点欠陥画素よりも小さいスポットサイズでレーザ光を照射し、少なくとも前記カラーフィルタ基板の一部を変質させて光透過率を低下させる第１レーザ照射工程と、
前記輝点欠陥画素に向けて第１レーザ照射工程と異なるレーザ加工条件でレーザ光を照射し、第１レーザ照射工程で変質させた領域の厚みを均一化する第２レーザ照射工程とを含み、
第１レーザ照射工程及び第２レーザ照射工程では、レーザ光を液晶パネルに対して相対的に移動させて、前記輝点欠陥画素内でレーザ光を走査することを特徴とする、液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法。
【請求項２】
前記レーザ加工条件は、加工点でのレーザ出力、レーザパルス波形、レーザ波長、レーザスポット形状、走査経路及び走査速度からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法。
【請求項３】
第２レーザ照射工程におけるレーザ光の走査経路を生成するために、第１レーザ照射工程後に、前記輝点欠陥画素において光透過率の低下の度合いが小さい領域を検出する低暗点化度領域検出工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法。
【請求項４】
低暗点化度領域検出工程では、撮像素子を用いて前記輝点欠陥画素を撮影し、その撮影画像の輝度値を基に前記光透過率の低下の度合いが小さい領域を検出することを特徴とする、請求項３に記載の液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法。
【請求項５】
液晶パネルは、レーザ光の照射により変質する前記カラーフィルタ基板の一部としてカラーフィルタ色材を有し、
該カラーフィルタ色材と液晶との間には、保護膜が設けられたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの画素に発生した輝点欠陥にレーザ光を照射して暗点化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルには、製造工程における異物混入などにより、輝点欠陥と呼ばれる欠陥が発生することがある。輝点欠陥は、黒など暗い色を表示した際にも明るい画素として視認される欠陥である。こうした輝点欠陥は、人間の目に視認されやすく目立つことから、輝点欠陥が発生した液晶パネルは不良品として廃棄されることが多く、液晶パネルの製造における歩留まり低下の原因となっている。
【０００３】
このような液晶パネルにおける輝点欠陥を修正する方法として、従来、輝点欠陥が生じた画素のカラーフィルタ色材にレーザを照射して当該画素を暗点化することにより、輝点欠陥を目立たなくする技術が存在する（例えば特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２１９２８
【特許文献２】特開２００６−２２７６２１
【特許文献３】特開２００８−１７０９３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような、液晶パネルの輝点欠陥の暗点化、或いはいわゆるレーザリペアでは、レーザ照射によって液晶パネルに含まれるカラーフィルタ色材などが加熱され、熱変性して黒化する反応を利用する。これにより、バックライトからの光が、輝点欠陥を有する画素を透過しないようにする。このとき、レーザ照射により加熱されて得られる黒化物の厚みが不均一になることがある。
【０００６】
そして、黒化物が薄いところは、局所的に暗点化度合いが低い領域（以下、低暗点化度領域）となる。この低暗点化度領域が発生すると、当該領域からバックライトからの光が漏れるため、輝点欠陥を遮蔽することができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような問題を解決するためになされたもので、液晶パネルの輝点欠陥を確実に暗点化可能にするような、液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法は、複数の画素が配列したカラーフィルタ基板と、各画素に対応した画素電極を駆動するための薄膜トランジスタアレイ基板と、カラーフィルタ基板と薄膜トランジスタアレイ基板との間に封入された液晶とを備えた液晶パネルの輝点欠陥の暗点化方法である。この方法は、輝点欠陥を有する輝点欠陥画素に向けてその輝点欠陥画素よりも小さいスポットサイズでレーザ光を照射し、少なくとも前記カラーフィルタ基板の一部を変質させて光透過率を低下させる第１レーザ照射工程と、当該輝点欠陥画素に向けて第１レーザ照射工程と異なるレーザ加工条件でレーザ光を照射し、第１レーザ照射工程で変質させた領域の厚みを均一化する第２レーザ照射工程とを含む。第１レーザ照射工程及び第２レーザ照射工程では、レーザ光を液晶パネルに対して相対的に移動させて、当該輝点欠陥画素内でレーザ光を走査する。
【発明の効果】
【０００９】
第１レーザ照射工程で変質した領域の厚みが第２レーザ照射工程で均一化されることにより、液晶パネルの輝点欠陥を確実に暗点化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１による液晶モジュールを示す概略断面図である。
【図２】液晶パネルの輝点欠陥の暗点化装置を示す概略構成図である。
【図３】レーザ照射工程のフローを示す説明図である。（Ａ），（Ｂ）は暗点化工程前後の暗点化対象画素を、（Ｃ），（Ｄ）は均一化工程前後の暗点化対象画素を示す。（ａ）は暗点化対象画素を液晶パネルの主面側から見た平面図を、（ｂ）は（ａ）のｃ−ｃ’線断面図を示す。
【図４】本発明の実施の形態１による液晶パネルの変形例を示す部分概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるレーザスポットの走査経路の生成方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。なお、図面によっては、理解が容易になるように一部を誇張して示すことがある。例えば、図示した液晶モジュールにおける各要素の厚みは、実際の比率とは大きく異なる。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１による液晶モジュールの概略断面図である。
液晶モジュール１６は、液晶パネル１５と、バックライト１２と、液晶パネル駆動制御基板１７と、などを備える。バックライト１２は、液晶パネル１５の背面側（液晶パネルを見るとき眼に向く面と反対側の面、図１では下側）に配置される。液晶パネル１５及びバックライト１２は、これらの動作を制御する液晶パネル駆動制御装置１７と電気的に接続される。
【００１３】
液晶パネル１５は、カラーフィルタ基板１３と薄膜トランジスタ基板（以下、ＴＦＴ(TFT：Thin Film Transistor)基板という）１４との間に封入された液晶７を有する。
【００１４】
カラーフィルタ基板１３は、液晶パネル１５の正面側から、カラーフィルタ基板側偏光板２と、カラーフィルタ基板側ガラス基板３と、赤、緑、青などに相当する特定の波長域の光を透過して色を表現するカラーフィルタ色材１と、隣接する画素間に配置され透過光を遮るブラックマトリックス４と、液晶７に電圧を印加するための対向電極５と、液晶７の分子を所定の向きに配向させるためのカラーフィルタ基板側配向膜６とを有する。
【００１５】
カラーフィルタ色材１としては、例えばポリイミド、アクリル系、エポキシ系の樹脂に着色したものなどが用いられ、膜厚は例示的に１μｍ程度である。カラーフィルタ色材１では同じ色が連続することなく、赤、緑、青が順番に配列されている。ブラックマトリクス４は遮光性に優れた膜であり、カーボンを添加した黒色の樹脂、又は金属のクロム膜などが用いられ、金属クロム膜では膜厚を０．１μｍ程度と薄くできる。対向電極５は、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)のような透明導電膜で形成され、厚みは例示的に５０〜１５０ｎｍ程度である。カラーフィルタ基板側配向膜６は、例えばポリイミドなどで形成され、膜厚は例示的に数十ｎｍ程度である。
【００１６】
ＴＦＴ基板１４は、液晶パネル１５の背面側から、ＴＦＴ基板側偏光板１１と、ＴＦＴ基板側ガラス基板１０と、各色画素単位で液晶７に印加する電圧を制御するためのＴＦＴアレイ９と、液晶７の分子を所定の向きに配向させるためのＴＦＴ基板側配向膜８とを有する。ＴＦＴ基板側配向膜８としては、カラーフィルタ基板側配向膜６と同じものを使用できる。ＴＦＴアレイ９には、液晶７の各画素に対応して電圧を印加するための図示しない画素電極と、アレイ状に配置されたＴＦＴと、などが含まれる。
【００１７】
バックライト１２としては、例えば発光ダイオード、蛍光管といった点光源又は線光源とライトガイドとを用いて面光源を形成したもの、或いはエレクトロルミネッセンス素子による面光源などが使用される。
【００１８】
駆動制御基板１７は、制御用のＩＣなどを含み、ＴＦＴアレイ９及びバックライト１２と電気的に接続されており、液晶パネル１５のＴＦＴアレイ９の動作を制御することによって液晶７を駆動するとともに、バックライト１２の動作も制御する。
【００１９】
以上のような液晶モジュール１６において、液晶パネル１５の製造時に異物混入などに起因して、液晶パネル１５に輝点欠陥が発生することがある。本実施形態に係る輝点欠陥の暗点化方法は、このような輝点欠陥が発生した液晶パネル１５を対象とし、液晶パネル１５を構成するカラーフィルタ色材１のうち、輝点欠陥を有する画素（以下、輝点欠陥画素という）に形成されたカラーフィルタ色材などに対してレーザを照射することによって輝点欠陥画素を暗点化し、液晶パネル１５上の輝点欠陥を遮蔽する。
【００２０】
次に、液晶パネルの輝点欠陥の暗点化装置１００について説明する。
ここで、「輝点欠陥の暗点化」とは、輝点欠陥画素を完全に黒化することだけでなく、輝点欠陥画素の光透過率をある程度低下させて画素の輝度を暗くすることによって目立ちにくくすることも含むものとする。
【００２１】
図２は、液晶パネルの輝点欠陥の暗点化装置を示す概略構成図である。
暗点化装置１００は、レーザ照射・観察部１８と液晶パネル設置部１９とで構成される。レーザ照射・観察部１８は、レーザ光の発生、整形（調整）、集光などの機能と、液晶パネル１５の観察という機能とを有する。液晶パネル設置部１９は、レーザ光の照射対象である液晶パネル１５が設置される部分であるとともに、レーザ照射・観察部１８に対して液晶パネル１５を互いに略直交するＸ、Ｙ方向に移動させる機能を有する。この装置１００では、レーザ照射・観察部１８で発生したレーザ光を、液晶パネル設置部１９に設置された液晶パネル１５上の輝点欠陥画素に向けて照射することによって、輝点欠陥画素のカラーフィルタ色材１などをレーザ加工して変質させる。
【００２２】
まず、レーザ照射・観察部１８について説明する。
レーザ照射・観察部１８のうち、レーザ光を発生させる部分は、レーザ発振器２０、レーザ駆動電源２１などで構成され、レーザ駆動電源２１からレーザ発振器２０に電力が供給されてレーザ光が発生する。レーザ発振器２０としては、固体レーザ、ガスレーザ、レーザダイオード（ＬＤ）、ファイバーレーザなどの光源を使用できる。
【００２３】
レーザ照射・観察部１８のうち、レーザ光を調整・集光する部分は、レーザ光調整光学系２２、転写マスク２３、対物レンズ２４などで構成される。レーザ光調整光学系２２は、球面レンズ又は円筒面レンズなどのレンズ、プリズム、回折光学素子などで構成され、レーザ光を、輝点欠陥画素の暗点化に適したビームプロファイルに調整する。
【００２４】
転写マスク２３は、略円形、略矩形などの開口形状であり、開口の大きさを変化させる機構を有する。転写マスク２３の例として、円形の場合にはアイリス絞り、矩形の場合にはスリットを使用できる。アイリス絞りでは、絞り羽の重なり具合を調整することで開口径を調整可能である。スリットは略直交する２ペアのスリット部で構成され、スリット部間の距離を調整することで開口幅を調整可能である。レーザ光調整光学系２２により好適なビームプロファイルに調整されたレーザ光は、転写マスク２３を通過する際に、転写マスク２３の開口形状（例えば、円形、矩形など）に整形される。
【００２５】
対物レンズ２４は、転写マスク２３により整形されたレーザ光を、所定のスポットサイズで液晶パネル１５上に縮小転写する。ここで、「スポットサイズ」とは、２次元的な広がりを有するレーザスポットの外形の代表的な長さであり、レーザスポットが円形の場合には直径、矩形の場合には一辺の長さとすることができる。また、加工点でのレーザ出力は、レーザ発振器２０で発生するレーザ出力、加工点でのスポットサイズなどにより調整可能である。
【００２６】
液晶パネル１５上でのスポットサイズは、転写マスク２３の開口形状と対物レンズ２４の倍率とによって決定する。例えば、転写マスク２３の開口の大きさを２００μｍ、対物レンズ２４の倍率を４０倍とすると、２００μｍを１／４０倍で転写することになるため、液晶パネル１５上でのスポットサイズは、２００μｍ×１／４０＝５μｍとなる。
【００２７】
ここで、スポットサイズが大きすぎると、カラーフィルタ色材１などが変質せずに、カラーフィルタ基板１３を破損する確率が高くなる。一方、スポットサイズが小さすぎると、輝点欠陥の遮蔽に充分な暗点化レベルを得ることができない。それゆえ、加工パラメータとして転写マスク２３の開口形状を調整することによって、或いは対物レンズ２４の転写倍率を変更することによって、液晶パネル１５の機種、カラーフィルタ色材１の種類に応じてスポットサイズを最適化する。
【００２８】
レーザ照射・観察部１８のうち、レーザ光を観察する部分は、ミラー２５、カメラ２６などで構成される。カメラ２６は、例えばＣＣＤカメラであって、特許請求の範囲の「撮像素子」の一例に相当する。液晶パネル１５を照らした光の一部は、ミラー２５によりカメラ２６の方向に反射されて、これによりカメラ２６で液晶パネル１５の状態を観察できる。
【００２９】
レーザ照射・観察部１８には、駆動部としてアクチュエータ、モータなどを有するＺステージ２７が設置される。輝点欠陥画素の暗点化用のレーザ光を照射するとき、又は液晶パネル１５を観察するときには、液晶パネル１５にフォーカスを合わせることが必要となる。Ｚステージ２７は、図２の上下方向へ移動可能に構成されている。これにより、レーザ照射・観察部１８と液晶パネル１５との間の距離が調整されてフォーカスが調整される。
【００３０】
ここで、液晶パネル１５上でのスポットサイズが数μｍと小さい場合に、例えば液晶パネル１５の傾きなどによって対物レンズ２４と液晶パネル１５との間の距離が変動したときには、カラーフィルタ色材１におけるレーザスポットの形状が変化していまい、これによりレーザ加工が不安定になる。安定した加工のためには、対物レンズ２４と液晶パネル１５との距離を所定値に維持することが有効である。これは例えば、後述する処理部２００による画像処理により、対物レンズ２４と液晶パネル１５との間の距離を算出し、この距離を元に自動的にＺステージ２７を制御して行うことができる。
【００３１】
次に、液晶パネル設置部１９について説明する。
液晶パネル設置部１９は、駆動部としてアクチュエータ、モータなどを有するＸＹステージ２８、液晶パネル１５を設置するためのパネル設置部２９、ＸＹステージ２８の背面側に設置された観察用光源３０などで構成される。観察用光源３０としては、発光ダイオード、ランプなどを使用できる。パネル設置部２９はＸＹステージ２８の正面側に設置され、液晶パネル１５に入射するレーザ光に対して略垂直な面内で略直交する２方向に移動できるようになっている。パネル設置部２９は、このＸＹステージ２８の移動により、液晶パネル１５上の任意の場所にレーザ光を照射できるように位置決めされる。
【００３２】
なお、レーザ照射・観察部１８が液晶パネル１５に対して相対的に移動すれば、パネル設置部２９の位置決めを行うことができるので、ＸＹステージ２８でなくレーザ照射・観察部１８側がＸ、Ｙ方向に移動できるように構成されてもよい。
【００３３】
また、パネル設置部２９には透過穴３１が設けられており、観察用光源３０から出射された光は透過穴３１を通って液晶パネル１５に照射され、これにより加工中の液晶パネル１５を観察できるようになっている。この出射された光は、レーザ照射・観察部１８の対物レンズ２４に併設されたカメラ２６により観察できる。また、観察用光源３０から出射された光を集光するために、光源３０とパネル設置部２９との間に集光レンズなどが設けられることが好ましい。
【００３４】
以上の構成に加えて、暗点化装置１００は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、メモリと、マウス又はタッチパネルなどの入力部とを有する処理部２００を備える。処理部２００は、ケーブルでカメラ２６に接続され、Ｚステージ２７及びＸＹステージ２８の駆動部に、それぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介してケーブルで接続されている。
【００３５】
処理部２００は、カメラ２６により撮影された画像を処理して画素毎の輝度値、及び一画素内での輝度値の分布を算出する画像処理手段２１０と、レーザスポットの走査経路を自動生成する走査経路生成手段２２０とを有する。画像処理手段２１０は、撮影された画像を基に、例えば画素のサイズをリファレンスとして対物レンズ２４と液晶パネル１５との間の距離を算出する機能も有する。
【００３６】
さらに、処理部２００は、画像処理手段２１０により算出された画素毎の輝度値、又は一画素内での輝度値の分布の算出結果、或いは自動生成された走査経路に応じて、ＸＹステージ２８の駆動部に制御信号を送信できるようになっている。同様に、画像処理手段２１０により算出された対物レンズ２４と液晶パネル１５との間の距離が所定値となるように、Ｚステージ２７の駆動部に制御信号を送信できるようになっている。
【００３７】
続いて、輝点欠陥画素の暗点化方法について説明する。
【００３８】
ここで、暗点化対象となる領域は、液晶パネル１５の画素、又は画素の一部であり、一辺が数十μｍ〜数百μｍの矩形、又は矩形に近い形状である。レーザ照射により変質するのは、液晶パネル１５のカラーフィルタ色材１、配向膜６、８などである。これらは厚みが数μｍ以下の薄膜である。レーザ光を照射すると、これらの薄膜はレーザ光を吸収して加熱され、熱変性して暗点化する。ただし、これらの薄膜すべてが熱変性する必要はなく、少なくとも１つが熱変性して光透過率が低下すればよい。
【００３９】
このような薄膜のレーザ加工においては、加工点でのレーザ出力が大きすぎると、レーザ照射による急加熱により、急激な熱膨張により薄膜に対する応力が発生し、当該薄膜が破損するおそれがある。このように、液晶パネル中でカラーフィルタ色材１などが破損すると、液晶中に不純物、異物が散乱され、暗点化した画素の周辺の画素で新たな欠陥が生じる。
【００４０】
一方で、加工点でのレーザ出力を小さくすると、薄膜の破損を抑制できるが、レーザ出力が小さすぎる場合には、暗点化対象の薄膜に与えるエネルギーが不足し、輝点欠陥を遮蔽するのに充分な暗点化度合いを得ることができない。
【００４１】
それゆえ、薄膜の破損を抑制しつつ充分な暗点化度合いを得るためには、加工点でのレーザ出力、及び加工点でのスポットサイズを最適化する必要がある。この実施形態において、加工点でのスポットサイズは、数μｍ〜数十μｍ程度が最適である。当該スポットサイズを有するレーザスポットを用いて、一辺が数十μｍ〜数百μｍの輝点欠陥画素内を隙間無く暗点化するために、本実施形態ではレーザスポットを液晶パネルに対して相対的に走査する。
【００４２】
上記の通り、輝点欠陥画素の暗点化は、レーザ照射による温度上昇でカラーフィルタ色材１などが熱変性し黒化することに起因する。ところで、暗点化中若しくは暗点化後に、暗点化対象となる領域中に、局所的に暗点化度合いが低い低暗点化度領域が発生することがある。この現象は、画素の面積が大きく、したがって暗点化対象となる領域の面積が大きい場合に特に顕著となる。低暗点化度領域では、光の透過率が高いので、暗点化対象となる領域の面積に対して所定の割合以上で低暗点化度領域が発生すると、輝点欠陥を充分に遮蔽することができず、したがってレーザリペアの失敗につながる。
【００４３】
本発明者の調査により、上記低暗点化度領域では、薄膜中で黒化した物質（以下、黒化物）が薄くなっていることが判った。これは、レーザ照射による加熱で暗点化した物質が冷却され収縮する際に、局所的に黒化物が薄くなるためであると考えられる。
【００４４】
それゆえ、本発明は、レーザ照射によるカラーフィルタ色材１などの変質の際に発生する、局所的な低暗点化度領域の発生を抑制し、レーザリペアの成功確率を高めるためになされたものである。
【００４５】
以上の考察に基づいて、輝点欠陥画素の暗点化方法に含まれる各工程について説明する。
まず、ＸＹステージ２８上に液晶パネル１５を設置する。このとき、観察用光源３０から出射される観察光が液晶パネル１５に照射されるように、ＸＹステージ２８の透過穴３１の上に液晶パネル１５を設置する。
【００４６】
次に、液晶パネル駆動制御装置１７から液晶パネル１５へ全黒表示の信号を送って液晶パネル１５を全黒表示状態とする。このように、液晶パネル１５を観察するときは、全黒表示にすることが好ましい。全黒表示にすることによって、輝点欠陥以外の部分は黒表示となる一方で、輝点欠陥の部分では観察用光源３０から出射された観察光が漏れて輝点となり、輝点欠陥として判別がしやすくなる。
【００４７】
次に、観察用光源３０から観察光を液晶パネル１５へ照射し、液晶パネル１５から漏れた光をカメラ２６で受光して液晶パネル１５の輝点欠陥を観察する。次に、ＸＹステージ２８を移動させ、液晶パネル１５の暗点化対象画素４０（図３を参照）に向けてレーザ光を照射できるように位置決めする。
【００４８】
次に、レーザ照射工程を実施する。ここで、液晶パネル１５のカラーフィルタ基板側偏光板２及びＴＦＴ基板側偏光板１０を貼り付けた状態で、レーザ照射による暗点化処理を実施できれば、レーザリペアの救済効果が大きくなる。しかし、レーザ照射での偏光板の損傷が裂けられない、或いは暗点化対象の観察が難しいなどの場合には、片方、又は両方の偏光板を除去してから暗点化処理を実施してもよい。
【００４９】
図３は、レーザ照射工程のフローを示す説明図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、暗点化工程前後の暗点化対象画素を、図３（Ｃ），（Ｄ）は、均一化工程前後の暗点化対象画素を示す。また、図３の（ａ）は暗点化対象画素を液晶パネルの主面側から見た平面図を、（ｂ）は（ａ）のｃ−ｃ’線断面図を示す。なお、図３ではカラーフィルタ色材１のみが黒化した場合について示している。
【００５０】
本実施形態による暗点化方法は、レーザ照射工程として、レーザ照射によりカラーフィルタ色材１などの薄膜中の物質を熱変性させて黒化させ、暗点化対象となる領域を暗点化する暗点化工程と、黒化物の厚みを均一化する均一化工程という２つの工程を含む。均一化工程は、必要に応じて２回以上実施する。暗点化工程、均一化工程は、それぞれ特許請求の範囲の「第１レーザ照射工程」「第２レーザ照射工程」に相当する。
【００５１】
まず、暗点化工程について説明する。
暗点化工程では、図３（Ａ）に矢印で示す走査経路に従って、レーザ光を走査しながら照射する。レーザ発振器２０から出射されたレーザ光は、レーザビーム調整光学系２２、転写マスク２３、対物レンズ２４を通して整形、集光され液晶パネル１５上の暗点化対象画素（輝点欠陥画素）４０に向けて照射される。これによりカラーフィルタ基板１３の一部を変質させ、光透過率を低下させることによって、輝点欠陥を暗点化する。
【００５２】
また、レーザ光の走査は、液晶パネル１５が設置されたパネル設置部２９のＸＹステージ２８を駆動することによって実施する。レーザ照射・観察部１８側がＸ、Ｙ方向に移動できるように構成された場合には、レーザ照射・観察部１８側をＸ、Ｙ方向に移動させて走査を実施してもよい。
【００５３】
この暗点化工程では、暗点化対象となる領域において隙間無くレーザスポットを走査することが必要である。図３（Ａ）に示すように、暗点化対象画素４０の一角部から走査経路に沿ってジグザグ状に隙間なくレーザスポットを往復走査し、加工開始点の近くの角部とは異なる角部に到達した時点で走査を終了する。なお、この走査経路は図３（Ａ）に示したものには限られず、暗点化対象となる領域を隙間無く走査する経路であれば、どのような経路でもよい。また、図３（Ａ）ではレーザスポットを正方形領域としているが、長方形領域などでもよい。
【００５４】
スポットサイズは、カラーフィルタ色材１、配向膜６，８などの薄膜の破損を抑制するために、比較的小さいことが望ましく、例示的には３μｍである。
【００５５】
暗点化工程では、暗点化領域の周辺への熱影響を低減しつつ暗点化に必要なカラーフィルタ色材１などの温度上昇を得るために、レーザ光を連続(CW: Continuous Wave)発振又は準連続(QCW: Quasi-Continuous Wave)発振させることが有効である。特に、準連続発振とすることで、暗点化領域周辺への熱影響を低減することが可能である。
【００５６】
次に、均一化工程について説明する。
暗点化工程後には、図３（Ｂ）に示すように、黒化物の厚みが不均一になり、局所的に低暗点化度領域４２が発生することがある。そこで、暗点化工程に続いて均一化工程を実施し、再度のレーザ照射により黒化物の厚みを均一化する。ただし、暗点化工程においては、カラーフィルタ色材１などの薄膜の熱変性のために、当該薄膜などの充分な温度上昇が必要であったところ、均一化工程では、レーザ照射による当該薄膜の温度上昇でなく、生じた黒化物の移動が必要となる。それゆえ、均一化工程では、暗点化工程とは異なるレーザ加工条件でレーザ照射を実施する。
【００５７】
「レーザ加工条件」とは、加工点でのレーザ出力、レーザパルス波形、レーザ波長、レーザスポット形状（スポットサイズを含む）、走査経路、走査速度などである。暗点化工程でのレーザ加工条件を考慮し、黒化物の移動が好適に生じるように均一化工程でレーザ加工条件を選択する。
【００５８】
例えば、均一化工程では、好ましくはパルスレーザを使用する。したがって、レーザピーク出力が高く、レーザ平均出力が低い条件が最適となる傾向がある。こうした高ピーク出力、低平均出力のレーザ光を得るために、例えばＬＤ、Ｑスイッチレーザ、モードロックレーザなどを使用できる。特に、Ｑスイッチレーザは、レーザ光の周波数を比較的自由に調整でき、高ピーク出力で低平均出力のレーザ光を得ることが容易である。これらのように、レーザ平均出力が低く、レーザピーク出力の高いレーザ光で加工することで、熱影響を抑制しつつ効率的に黒化物の厚みを均一化することが可能である。
【００５９】
また、均一化工程においては、より効率的な均一化のために、暗点化工程と比較して大きなスポットサイズが最適となる。ただし、暗点化工程と同様、スポットサイズが大きすぎるとカラーフィルタ色材１、配向膜６，８などの薄膜破損の原因となる。したがって、図３（Ｃ）に示すような異方性の高い長方形領域、例えば２μｍ×１０μｍなどのレーザスポットを用いることで、効率的な均一化と薄膜破損の抑制とを両立することができる。
【００６０】
また、均一化工程でも暗点化工程での走査経路と同様に、暗点化対象画素４０全体に隙間無くレーザ照射を実施すれば、黒化物が薄い領域がどこに発生するかによらず、黒化物の厚みを均一化できる。しかし、均一化工程において加工対象となる領域は、黒化物が薄くなった領域の周辺であるところ、暗点化工程において黒化物が薄くなりやすい領域は、走査経路、レーザスポット、液晶パネル１５の構成などにより、ある程度予想できる。
【００６１】
そこで、例えば暗点化工程の前に、上記の暗点化工程において黒化物が薄くなりやすい領域を予め処理部に入力しておき、走査経路生成手段２２０により走査経路を生成する。そして、図３（Ｃ）に矢印で示すような生成された走査経路に従って、当該領域の周辺のみでレーザスポットを走査する。均一化工程でのレーザ照射を暗点化領域の一部分のみにとどめることで、加工時間を短縮させて生産性を向上させることができ、更には余分な熱を印加することによるレーザリペアの失敗を抑制できる。
【００６２】
以上、本実施形態１によれば、暗点化工程に加えて、暗点化工程とは異なるレーザ加工条件の下で均一化工程を実施することにより、確実に液晶パネル１５の輝点欠陥を暗点化することができる。
【００６３】
図４は、本発明の実施の形態１による液晶パネルの変形例を示す部分概略断面図である。
図４の構成は、カラーフィルタ色材１の液晶７側にオーバーコート（保護膜）５０が設けられている点で、図１の構成と異なる。オーバーコート５０には、例えばアクリル系の樹脂が用いられる。
【００６４】
上記の通り、例えば加工点でのレーザ出力が大きすぎると、薄膜が破損するおそれがある。このように液晶パネル１５中で薄膜が破損すると、液晶７中に不純物、異物が散乱され、暗点化した画素の周辺の画素で新たな欠陥が生じるおそれがある。
【００６５】
この変形例のように、オーバーコート５０が設けられた液晶パネル１５では、黒化したカラーフィルタ色材１がオーバーコート５０の内部に閉じ込められるため、不純物、異物の拡散を防止でき、この現象に起因するレーザリペアの失敗確率が相対的に低くなる。したがって、本発明をこの変形例に係る液晶パネルに対して適用することにより、レーザリペアの成功確率を高める効果がより顕著に現れることになる。
【００６６】
実施の形態２．
以下では、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
実施形態１では、暗点化工程の結果によらず、事前に均一化工程の走査経路を生成したが、本実施形態２では、暗点化工程の結果に応じて当該走査経路を生成する。また、当該走査経路の生成のために、暗点化対象画素４０中で黒化物が薄く、したがって暗点化工程による光透過率の低下の度合いが小さい領域、即ち低暗点化度領域を検出する工程を実施する。
【００６７】
ここで、実施形態１では、均一化工程において、黒化物が薄くなりやすい場所の周辺に対してのみ均一化工程を実施した。しかし、液晶パネルの機種、暗点化工程のレーザ加工条件によっては、黒化物が薄くなりやすい特定の場所が存在せず、暗点化領域のどこで黒化物が薄くなるかが暗点化工程の前に判明しないことがある。このとき、実施形態１で説明したように暗点化対象画素４０全体に向けて隙間無くレーザ照射を実施することも考えられるが、加工時間が長くなるという問題がある。そこで、本実施形態２では、このように低暗点化度領域がランダムに発生する場合においても、効率的に均一化工程を実施できるようにしている。
【００６８】
まず、処理部２００において、当該領域を含む均一化工程実施領域６０を指定する。均一化工程実施領域６０は、例えば長方形又は楕円形の組み合わせで構成される。例えば、オペレータが暗点化対象画素４０の観察画像上で低暗点化度領域を認識（手動検出）し、認識した当該領域の位置を処理部２００の入力部に、例えばマウスを用いてポインタを操作し、又はタッチパネル上でタッチ操作して入力することにより、当該指定を行う。
【００６９】
或いは、処理部２００の画像処理手段２１０により、輝度値が一定値未満の領域（低暗点化度領域）を自動検出し、検出された当該領域を長方形又は楕円の組み合わせで自動的に近似するようにしてもよい。
【００７０】
以上のように均一化工程実施領域６０を指定した後、走査経路生成手段２２０により、レーザスポットの走査経路を生成する。
【００７１】
図５は、本発明の実施の形態２による、レーザスポットの走査経路の生成方法の説明図を示す。図５に示す矢印は、自動生成された走査経路を表す。黒化物の厚みを好適に均一化するために、図５に示すような、ジグザグ状に隙間なく往復走査する走査経路を生成することが好ましい。ジグザグのなす角度は基本的に９０度であるが、図５中に符号Ｘで示したように、均一化工程実施領域６０において例えば長方形の領域に重なりが生じたときは、適宜角度を変更して走査経路を生成する。
【００７２】
以上、本実施形態２によれば、暗点化工程後に低暗点化度領域を検出し、かつ検出した当該領域を基に走査経路を生成することにより、低暗点化度領域がランダムに発生し、暗点化工程の前に暗点化対象画素４０にて黒化物が薄くなりやすい領域を予想することが困難な場合にも、加工時間の短縮を図りつつ確実に液晶パネル１５の輝点欠陥を暗点化することができる。
【００７３】
なお、実施形態２で説明したように、均一化工程での低暗点化度領域の検出は、オペレータが認識することにより行われるだけでなく、処理部２００の画像処理手段２１０による輝度値の分布の算出により自動で行うことができる。これを、実施形態１で説明した、暗点化工程におけるＸＹステージ２８の位置決めに適用してもよい。つまり、画像処理手段２１０により画素毎の輝度を算出し、輝度値が一定値未満の画素を暗点化対象画素４０として、ＸＹステージ２８を位置決めすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  カラーフィルタ色材、  ２  カラーフィルタ基板側偏光板、  ３  カラーフィルタ基板側ガラス基板、  ４  ブラックマトリックス、  ５  対向電極、  ６  カラーフィルタ基板側配向膜、  ７  液晶、  ８  ＴＦＴ基板側配向膜、  ９  ＴＦＴアレイ、  １０  ＴＦＴ基板側ガラス基板、  １１  ＴＦＴ基板側偏光板、  １２  バックライト、  １３  カラーフィルタ基板、  １４  ＴＦＴ基板、  １５  液晶パネル、  １６  液晶モジュール、  １７  液晶パネル駆動制御装置、  １８  レーザ照射・観察部、  １９  液晶パネル設置部、  ２０  レーザ発振器、  ２１  レーザ駆動電源、  ２２  レーザ光調整光学系、  ２３  転写マスク、  ２４  対物レンズ、  ２５  ミラー、  ２６  カメラ、  ２７  Ｚステージ、  ２８  ＸＹステージ、  ２９  パネル設置部、  ３０  観察用光源、  ３１  透過穴、  ４０  暗点化対象画素、  ４１  レーザスポット、  ４２  低暗点化度領域、  ４３  黒化物、  ５０  オーバーコート、  ６０  均一化工程実施領域、  ６１  自動生成された走査経路、  １００  暗点化装置、  ２００  処理部、  ２１０  画像処理手段、  ２２０  走査経路生成手段。
【図１】
2014215387.tif 000003
【図２】
2014215387.tif 000004
【図３】
2014215387.tif 000005
【図４】
2014215387.tif 000006
【図５】
2014215387.tif 000007