(57)【要約】【課題】単一のレーザーを用いることで処理装置のコスト低減を可能にする。【解決手段】液晶表示パネルは、ブラックマトリクス層で囲まれた一単位のカラーフィルター層１が複数配列されている基板を備えている。検出された輝点欠陥が存在する一単位のカラーフィルター層における開口内に輝点相当部分１Ｐを特定し、輝点相当部分１Ｐに設定された波長及びパルス数のレーザービーム３を照射してカラーフィルター層１の輝点相当部分１Ｐを黒化させる。【選択図】図２
2014102445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルの輝点欠陥を除去する方法であって、
前記液晶表示パネルは、ブラックマトリクス層で囲まれた一単位のカラーフィルター層が複数配列されている基板を備えており、
検出された輝点欠陥が存在する一単位のカラーフィルター層における開口内に輝点相当部分を特定し、当該輝点相当部分に設定された波長及びパルス数のレーザービームを照射して前記カラーフィルター層の輝点相当部分を黒化させることを特徴とする液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項２】
前記一単位のカラーフィルター層の周囲における前記ブラックマトリクス層を含む箇所に前記レーザービームを照射し、前記レーザービームを前記カラーフィルター層の周縁に沿った方向に走査させることによって、前記レーザービームの照射によって細粉化された前記ブラックマトリクス層の黒色成分を、前記レーザービームが照射された箇所の近傍における前記カラーフィルター層の開口内に分散させることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項３】
一単位の前記カラーフィルター層の平面形状は、互いに交差する第１の辺と第２の辺を有する矩形状であり、前記第１の辺より長い前記第２の辺に沿って前記レーザービームを走査させることを特徴とする請求項２に記載された液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項４】
前記レーザービームの走査は、前記第２の辺に沿った主走査の後、前記カラーフィルター層の周縁で前記第１の辺に沿って副走査し、その後再度前記第２の辺に沿って主走査することを特徴とする請求項３に記載された液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項５】
前記主走査と前記副走査によって前記カラーフィルター層の一単位全体を走査した後、前記第１の辺に沿った主走査と前記第２の辺に沿った副走査を行うことを特徴とする請求項４に記載された液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項６】
前記レーザービームの走査は、前記レーザービームを前記カラーフィルター層の全周に沿って移動させた後、前記カラーフィルター層周縁の内側に移動させることを特徴とする請求項２に記載された液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項７】
前記レーザービームは、前記カラーフィルター層における隣接する他単位との間の中間位置を越えないように走査されることを特徴とする請求項２に記載された液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載された方法に使用される装置であって、
前記レーザービームを前記カラーフィルター層の開口内における輝点相当部分に照射するレーザービーム照射手段と、
前記レーザービームと前記基板を相対的に移動させて前記レーザービームを走査させる走査手段とを備えることを特徴とする液晶表示パネルの輝点欠陥除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルの輝点欠陥を除去する方法及びその方法に使用される装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示パネルは、一対の基板間に液晶材料層を挟んで構成される液晶セルとその背面側に配置されるバックライトを備え、液晶セルの光透過性を表示単位（画素又はサブ画素）毎に制御することで所望の画像を表示させている。このような液晶表示パネルは、製造過程での異物混入などにより、液晶セルの表示単位を正しく制御できない欠陥（欠陥画素）が生じる場合がある。このような欠陥の典型的な種類としては、常に光を透過させる状態になる輝点欠陥と、常に光を遮断する状態になる暗点（黒点）欠陥とがある。
【０００３】
液晶表示パネルの使用時、輝点欠陥は暗点欠陥よりも視認されやすく、画像品質低下の原因になりやすい。このため、液晶表示パネルの不良を判定する基準としては暗点欠陥の数よりも輝点欠陥の数の方が厳しく判定される。よって、液晶表示パネルの歩留向上には、輝点欠陥の個数を低減することが重要となり、生じてしまった輝点欠陥を修復又は除去することで液晶表示パネルの歩留まりを効果的に高めることがなされている。この際、輝点欠陥はその原因が様々で修復困難な場合もあるので、比較的簡易な歩留まり向上策として、輝点欠陥を暗点化して輝点欠陥の個数を減らす手法（輝点欠陥除去方法）が一般に採用されている。
【０００４】
このような輝点欠陥除去方法の一つの従来技術としては、液晶表示パネルに存在する輝点セルを検出し、第１レーザーを用いて輝点セルのカラーフィルターにギャップを形成し、その後、第２レーザーを用いて、ギャップが形成されたカラーフィルターの光透過性を低下させることがなされている（下記特許文献１参照）。また他の従来技術としては、カラーフィルターの周囲に形成されているブラックマトリクスを細粉化してカラーフィルターと基板の間に形成したギャップに分散させることで、輝点欠陥に対応したカラーフィルターの画素を黒化することが提案されている（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６５１６４号公報
【特許文献２】米国特許第７８６８９９３明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された従来技術は、一つの輝点欠陥に対応したカラーフィルターを処理するに際して、ギャップを形成する工程と光透過性を低下させる工程の２工程が必要になり、それぞれの工程で異なるレーザーを用いているので、設備費が嵩むことが問題になり、処理装置のコスト低減が求められている。また、特許文献２に記載された従来技術は、カラーフィルター周辺のブラックマトリクスの黒色成分をカラーフィルターと基板との間に形成されたギャップに分散させるので、一つの表示単位内のカラーフィルターにおける中心部分ではその周辺からの黒色成分が届きにくく、カラーフィルターの表示単位全体を均一に黒化することができない問題があった。輝点欠陥の除去が適正に成されているか否かの確認は表示単位毎に行われるので、カラーフィルター層の表示単位全体を均一に黒化することはその後の検査工程における目視検査を行い易くする上で重要な処理になる。
【０００７】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、単一のレーザーを用いることで処理装置のコスト低減を可能にすること、単一のレーザーを用いた連続工程で処理を行うことで短いタクトタイムで輝点欠陥除去を完了することができること、カラーフィルターの表示単位全体を均一に黒化することによってその後の検査工程における目視検査を行い易くすること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
液晶表示パネルの輝点欠陥を除去する方法であって、前記液晶表示パネルは、ブラックマトリクス層で囲まれた一単位のカラーフィルター層が複数配列されている基板を備えており、検出された輝点欠陥が存在する一単位のカラーフィルター層における開口内に輝点相当部分を特定し、当該輝点相当部分に設定された波長及びパルス数のレーザービームを照射して前記カラーフィルター層の輝点相当部分を黒化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このような特徴を備えた液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法によると、検出された輝点欠陥が存在する一単位のカラーフィルター層における開口内に輝点相当部分を特定し、その輝点相当部分に設定された波長及びパルス数のレーザービームを照射することで開口内を部分的に黒化させる。この方法によると、一単位のカラーフィルター層に対して単一のレーザービームを用いて一連の工程で輝度欠陥除去の処理を完了させることができる。このため、処理装置のコスト削減が可能であり、また、連続工程での短いタクトタイムで輝点欠陥除去を完了することができる。
【００１０】
更に、一単位のカラーフィルター層周辺のブラックマトリクスから黒色成分をカラーフィルター層の開口内に分散させてカラーフィルター層の一単位全体を黒化する場合にも、既に開口内の輝点相当部分が黒化されているので、周辺のブラックマトリクスからの黒色成分の分散によって一単位のカラーフィルター層全体を均一に黒化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの表示単位の例を示した説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの輝点欠陥除去方法を説明する説明図である。
【図３】周辺のブラックマトリクスをカラーフィルター層の開口内に分散させる工程を示した説明図である。
【図４】レーザービームの走査形態例を示した説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る輝点欠陥除去方法に使用される輝点欠陥除去装置を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示パネルの表示単位の例を示した説明図である。液晶表示パネルは、一対の基板間に液晶層を配備した構成を備えており、一対の基板における一方側の基板がカラーフィルター側基板になっている。カラーフィルター側基板は、表示単位毎に区画されたカラーフィルター層１と各カラーフィルター層１を区分けするようにその周囲に形成されるブラックマトリクス層２を備えている。ここでいう表示単位とは所謂画素或いはサブ画素（色画素）を含むものである。カラーフィルター側基板には、ブラックマトリクス層２で囲まれた一表示単位（一単位）のカラーフィルター層１が複数配列されている。図示の例では、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三色のカラーフィルター層１が所定の規則でドットマトリスクス状に配置されている。
【００１３】
図２は、本発明の実施形態に係る輝点欠陥除去方法の工程を示す説明図である。輝点欠陥除去を行うには、先ず、除去対象の輝点欠陥を既知の方法で検出し、検出された輝点欠陥が存在する一単位のカラーフィルター層１を特定する。そして、更に一単位のカラーフィルター層１の開口内に輝点相当部分１Ｐを特定する。輝点相当部分１Ｐはカラーフィルター層１の開口内の一部であり、この輝点相当部分１Ｐを黒化（暗点化）することで輝点欠陥除去は一応完了する。
【００１４】
輝点相当部分１Ｐを黒化するには、図２（ａ）に示すように、特定された輝点相当部分１Ｐの周囲に設定された波長及びパルス数のレーザービーム３を照射して、輝点相当部分１Ｐを含む領域を部分的に黒化する。輝点相当部分１Ｐを含む領域に沿ってレーザービーム３を走査することで、カラーフィルター層１の開口内に部分的な黒化部分１Ｆが形成される（図２（ｂ）参照）。
【００１５】
輝点相当部分１Ｐを黒化部分１Ｆで覆うことで輝点欠陥処理は完了したことになるが、その後に行われる検査工程は表示単位毎に行われるので、表示単位全体を均一に黒化することでその後の目視による検査が行い易くなる。そのために、黒化部分１Ｆをカラーフィルター層１の開口内に形成した後に、同じレーザービーム３をカラーフィルター層１の周辺におけるブラックマトリクス２を含む箇所に移動させる（図２（ｂ）参照）。
【００１６】
そして、レーザービーム３をカラーフィルター層１の周縁に沿った方向に走査させることによって、レーザービーム３の照射によって細粉化されたブラックマトリクス層の黒色成分を、レーザービーム３が照射された箇所の近傍におけるカラーフィルター層１の開口内に分散させる（図２（ｂ）参照）。
【００１７】
レーザービーム３の口径は、一単位のカラーフィルター層１のサイズに応じて設定される。一例を示すと、カラーフィルター層１のサイズが短辺２０μｍ×長辺７０μｍの矩形状の場合には、レーザービーム３の口径を５μｍ程度にすることが好ましい。レーザービーム３は、３５５ｎｍ，５３２ｎｍなどのピーク波長を有する単波長パルスレーザーが用いられ、２０〜１００Ｈｚ（例えば、６０Ｈｚ）のパルス数を有するものを用いることができる。例えば、カラーフィルター層１が形成された基板に偏光フィルムが存在する場合は５３２ｎｍ波長のレーザービーム３を用いることができ、基板に偏光フィルムが存在しない場合は３５５ｎｍ波長のレーザービーム３を用いることができる。
【００１８】
レーザービーム３の最初の照射位置は、カラーフィルター層１における輝点相当部分１Ｐの周辺であるが、カラーフィルター層１の開口内に黒化部分１Ｆを形成した後には、レーザービーム３の照射位置をブラックマトリクス層２とカラーフィルター層１の両方を含む位置に移動させる。この際のレーザービーム３の位置はカラーフィルター層１とブラックマトリクス層２の境界付近であることが好ましい。図２（ｂ）に示した例では、位置変更したレーザービーム３の照射位置を矩形状のカラーフィルター層１の角部の第１位置３ａに設定しており、そのレーザービーム３をカラーフィルター層１の周縁に沿った第２位置３ｂ，第３位置３ｃに連続的に移動させている。このレーザービーム３の移動に伴って、ブラックマトリクス層２の黒色成分が分散される領域Ａ１の範囲が徐々に拡大されることになる。
【００１９】
図３は、周辺のブラックマトリクスをカラーフィルター層の開口内に分散させる工程を示した説明図である。図においては、カラーフィルター側基板の断面図が模式的に示されている。カラーフィルター側基板は、光透過性を有する基板１０の背面側にカラーフィルター層１とブラックマトリクス層２が形成されており、ブラックマトリクス層２の開口内を埋めるようにカラーフィルター層１が形成されている。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、基板１０の表面側からレーザービーム３を照射し、基板１０を透過したレーザービーム３がブラックマトリクス層２に照射される。レーザービーム３がカラーフィルター層１の一端外側のブラックマトリクス層２に照射されると、ブラックマトリクス層２がレーザービーム３のエネルギーを吸収して加熱され、図３（ｂ）に示すように黒色成分の細粉化層２ａが形成され、同時に細粉化層２ａがカラーフィルター層１側に分散されることになる。
【００２１】
図３（ｃ）に示すように、レーザービーム３を走査すると、レーザービーム３の照射位置がカラーフィルター層１の周縁に沿ってシフトし、ブラックマトリクス層２の新たな細粉化層２ａが形成され、同時にカラーフィルター層１側に黒色成分の細粉化層２ａが分散される。このようにレーザービーム３の走査を連続的に継続することで、図３（ｄ）に示すように、レーザービーム３の移動に伴って黒色成分の分散範囲が拡大することになる。図３（ｅ）に示すように、レーザービーム３の照射位置をカラーフィルター層１の他端外側まで移動させると、レーザービーム３の通過位置の近傍全体において基板１０とカラーフィルター層１の間にブラックマトリクス層２の黒色成分が分散される。
【００２２】
図４は、レーザービームの走査形態例を示した説明図である。カラーフィルター層１の一単位全体を黒化するために、走査方向を変えて前述したレーザービーム３の走査を連続的に継続させる。図４に示した例では、一単位のカラーフィルター層１の平面形状が互いに交差する第１の辺１Ａと第２の辺１Ｂを有する矩形状であり、第１の辺１Ａより長い第２の辺１Ｂに沿ってレーザービーム３を主走査させており、第２の辺１Ｂに沿った主走査の後、カラーフィルター層１の周縁で第１の辺１Ａに沿って副走査し、その後再度第２の辺１Ｂに沿って主走査させている。
【００２３】
図４に示した例では、レーザービーム３は、カラーフィルター層１における隣接する他単位との間の中間位置ＣＬを越えないように走査がなされている。これによって、輝点欠陥に対応していない他の単位（健全なカラーフィルター層）に黒化処理の影響が及ばないようにしている。
【００２４】
図４（ａ）に示した例は、カラーフィルター層１に対して、第２の辺１Ｂに沿った主走査と第１の辺１Ａに沿った副走査によってカラーフィルター層１の一単位全体を走査した後、第１の辺１Ａに沿った主走査と第２の辺１Ｂに沿った副走査を行っている。このように走査方向を変えてレーザービームの主走査と副走査を連続させることで、カラーフィルター層１全体の黒化を均一にすることができる。
【００２５】
図４（ｂ）に示した例は、カラーフィルター層１に対して、レーザービームをカラーフィルター層１の全周に沿って移動させた後、カラーフィルター層１周縁の内側に移動させている。この際、カラーフィルター層１の開口内にはすでに黒化部分１Ｆが形成されているので、既に形成されている黒化部分１Ｆを含めてカラーフィルター層１の一単位全体が黒化した時点でレーザービーム３の走査を終了することができる。
【００２６】
図５は、前述した輝点欠陥除去方法に使用される輝点欠陥除去装置を示した説明図である。この輝点欠陥除去装置１００は、レーザービーム照射手段２０，支持台３０，走査手段４０（４０Ａ，４０Ｂ）を基本構成として備えている。レーザービーム照射手段２０は、レーザー光源２１、照明光源２２、観察装置２３、集光光学系２４、ダイクロイックミラー２５，２６、光軸表示光源２７などを備えている。
【００２７】
レーザー光源２１から出射されたレーザービーム３は、集光光学系２４を通って支持台３０上に支持されている液晶表示パネルＷに照射される。レーザービーム３の光軸上には、照明光源２２から出射される照明光２２ａをレーザービーム３の照射位置に照射するためのダイクロイックミラー２６が配置されている。ダイクロイックミラー２６はレーザービーム３の単波長光を透過し且つ照明光２２ａの可視光を反射する機能を有する。また、レーザービーム３の光軸上には、液晶表示パネルＷで反射した観察光（可視光）２３ａを反射して観察装置２３に導き且つレーザービーム３を透過するダイクロイックミラー２５が配置されている。ダイクロイックミラー２５，２６は、観察光２３ａの光軸と照明光２２ａの光軸がレーザービーム３の光軸と重なるように設置されている。観察装置２３は目視観察するための顕微鏡や、観察画像を表示するための撮像装置を採用することができる。光軸表示光源２７は、観察装置２３の観察視野内にレーザービーム３の光軸を表示するためのポインタ機能を有するものである。
【００２８】
走査手段４０は、レーザービームと基板を相対的に移動させてレーザービームを走査させるものであり、レーザービーム照射手段２０を支持台３０に対して移動させるレーザービーム走査手段４０Ａと支持台３０をレーザービーム照射手段２０に対して移動させる支持台走査手段４０Ｂを備えている。レーザービーム走査手段４０Ａと支持台走査手段４０Ｂはそれら両方を備える必要は無く、そのいずれかを備えていればよい。
【００２９】
このような輝点欠陥除去装置１００によると、支持台３０上に支持された液晶表示パネルＷのカラーフィルター側基板表面を観察装置２３で観察し、レーザービーム３を照射すべき箇所に観察視野内の光軸表示点を合わせ、所望の箇所にレーザービーム３を照射しながら集光光学系２４を調整してレーザービーム３のスポット径を調整する。前述した輝点欠陥除去処理を行うには、検出された輝点欠陥に対応する一単位のカラーフィルター層１を特定し、特定されたカラーフィルター層１の周囲におけるブラックマトリクス層２を含む箇所にレーザービーム３の照射位置を合わせ、設定口径のレーザービーム３を照射する。その後、走査手段４０（４０Ａ，４０Ｂ）を操作することで、前述したレーザービーム３の走査を行う。
【００３０】
このような本発明の実施形態によると、レーザービーム３の走査工程を連続的に行うことで輝点欠陥の黒化が可能になるので、短いタクトタイムで輝点欠陥除去を完了することができ、カラーフィルターの黒化によって確実に輝点欠陥を除去して画像品質の向上を図ることができる。また、処理装置の構造を簡略化することができるので装置の低価格化を達成することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１：カラーフィルター層，１Ｐ：輝点相当部分，１Ｆ：黒化部分，
２：ブラックマトリクス層，２ａ：細粉化層，３：レーザービーム，
１０：基板，２０：レーザービーム照射手段，３０：支持台，４０：走査手段，
Ｗ：液晶表示パネル，１００：輝点欠陥除去装置
【図１】
2014102445.tif 000003
【図２】
2014102445.tif 000004
【図３】
2014102445.tif 000005
【図４】
2014102445.tif 000006
【図５】
2014102445.tif 000007