(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶モジュールに生じた輝点欠陥を消去（修正、補正）し、輝点が目視できないようにする。【解決手段】レーザビームＬ１を発生するレーザ光源２と、該レーザ光源２から照射されたレーザビームＬ１をステージ３に裁置した液晶モジュール４におけるカラーフィルタ上の指定フォーカス位置に集光させる光学集光手段５と、指定フォーカス位置に集光された集光レーザビームＬ２を、液晶モジュール４に発生した輝点欠陥の領域におけるカラーフィルタ上にスキャン照射するスキャニング手段６とを具備し、集光レーザビームＬ２を、スキャニング手段６によりカラーフィルタに所望のパターンでスキャン照射させることにより、カラーフィルタに遮光機能を惹起させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から発光され光学集光手段を経由して集光された集光レーザビームを、液晶モジュールに発生した輝点欠陥の領域に存するカラーフィルタ上表面、または、該カラーフィルタ上面に密接する透明ガラス上表面または透明ガラス内部に、所望のパターンでスキャン照射することにより、前記カラーフィルタまたは前記透明ガラス内部に遮光機能を惹起させることを特徴とする輝点消去装置。
【請求項２】
レーザビームを発生するレーザ光源と、該レーザ光源から照射されたレーザビームをステージに裁置した液晶モジュールにおけるカラーフィルタ上の指定フォーカス位置に集光させる光学集光手段と、前記指定フォーカス位置に集光された集光レーザビームを、前記液晶モジュールに発生した輝点欠陥の領域におけるカラーフィルタ上にスキャン照射するスキャニング手段とを具備し、前記集光レーザビームを、前記スキャニング手段により前記カラーフィルタに所望のパターンでスキャン照射させることにより、前記カラーフィルタに遮光機能を惹起させることを特徴とする輝点消去装置。
【請求項３】
前記光学集光手段は、レーザビームを所望の強度に制御するパワー調整機構と、該強度調整されたレーザビームを集光する集光レンズと、該集光レンズを透過した集光レーザビームのフォーカス位置を調整するフォーカス機構とで構成され、該フォーカス機構により、前記集光レーザビームを、前記輝点欠陥の発生した前記カラーフィルタ上表面近辺の指定位置に、前記カラーフィルタ上表面に接着した透明ガラスを介して、フォーカスまたはデフォーカスに調整して照射することを特徴とする請求項２記載の輝点消去装置。
【請求項４】
前記光学集光手段は、レーザビームを所望の強度に制御するパワー調整機構と、該強度調整されたレーザビームを集光する集光レンズと、該集光レンズを透過した集光レーザビームのフォーカス位置を調整するフォーカス機構とで構成し、該フォーカス機構により、前記集光レーザビームを、前記輝点欠陥の発生した前記透明ガラス上表面近辺の指定位置に、フォーカスまたはデフォーカスに調整して照射することを特徴とする請求項２記載の輝点消去装置。
【請求項５】
前記スキャニング手段によるスキャン照射のパターンは、前記カラーフィルタ表面近辺または前記透明ガラス表面近辺に集光した集光レーザビームを、等間隔のスキャンピッチでストロークさせ、かつ、ストロークさせる前記集光したレーザビームの直径が、スキャンピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の輝点消去装置。
【請求項６】
前記スキャニング手段は、前記パターンに沿って前記輝点欠陥の領域を少なくとも一回以上で、かつ、所定の指定速度でスキャニングすることを特徴とする請求項５記載の輝点消去装置。
【請求項７】
前記レーザ光源は、ＣＷ波レーザまたはパルスレーザであって、パルスレーザの場合は、中心波長は３００〜１１００ｎｍ、パルス幅が５〜５０ｎｓ、繰り返し周波数が５〜１００ＫＨｚのレーザビームを発生することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の輝点消去装置。
【請求項８】
レーザビームを発生させるレーザビーム発生ステップと、該レーザビームをステージに裁置した液晶モジュール上の指定フォーカス位置に集光させる集光ステップと、該集光された集光レーザビームを輝点欠陥の存するカラーフィルタ上に所望のパターンでスキャン照射するスキャニングステップとを有することを特徴とする輝点消去方法。
【請求項９】
レーザ光源から発光され光学集光手段を経由して集光された集光レーザビームを、液晶モジュールに発生した輝点欠陥の領域に存するカラーフィルタ上表面、または、該カラーフィルタ上面に密接する透明ガラス上表面に、所望のパターンでスキャン照射することにより、前記カラーフィルタに遮光機能を惹起させることを特徴とする輝点消去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＦＴ(薄膜トランジスタ)方式液晶ディスプレイ装置(ＬＣＤ)ないしは液晶画像表示装置(以下、「液晶モジュール」という)の製造過程で生じた輝点欠陥をコスト安価に消去(補正)し、液晶モジュールの製品歩留まりを向上するに適した輝点消去装置および輝点消去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、輝点欠陥を解消する技術として、例えば、特許文献１および特許文献２に記載のものが知られている。特許文献１および特許文献２は液晶モジュールに発生するレーザビームを、駆動回路におけるＴＦＴソース電極(またはドレイン電極)とゲート電極の重なり部に照射して電極同士を溶接して短絡させ、あるいは、短絡を惹起している箇所にレーザビームを当てて回路をカットする構成の技術である。係る構成により、欠陥画素、すなわち輝点欠陥を、常時輝点から常時黒点に変更することで、目立ちにくくし、製品歩留まりを向上するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−６６７７８号公報
【特許文献２】特開平８−１１０５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に記載の技術にあっては、レーザビームのパワー密度が高いレーザビームである。そのため、照射ポイントが少しでもずれると、輝点欠陥を生じている周辺の正常なＴＦＴにまで熱的な悪影響を与え易くなる。したがって、輝点欠陥の処理工程の効率が低下する問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであって、液晶モジュールに生じた輝点欠陥を、カラーフィルタ表面またはカラーフィルタの上面に被覆されるガラス表面に直接レーザビームで照射して加工することにより、バックライト光が加工の施されたカラーフィルタ部位だけを透過しないことで、輝点が目視できないように消去(補正、修正)した輝点消去装置および輝点消去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
(1)本発明は、レーザ光源から発光され光学集光手段を経由して集光された集光レーザビ
ームを、液晶モジュールに発生した輝点欠陥の領域に存するカラーフィルタ上表面、または、該カラーフィルタ上面に密接する透明ガラス上表面または透明ガラス内部に、所望のパターンでスキャン照射することにより、前記カラーフィルタまたは透明ガラス内部に遮光機能を惹起させることを特徴とする輝点消去装置である。
【０００６】
本発明によれば、集光レーザビームを液晶モジュールの裏面から照射するのではなく、液晶モジュールの表側におけるカラーフィルタ上表面または透明ガラス上表面から照射する。これにより、カラーフィルタ上表面または透明ガラス内部が処理され、遮光機能が惹起される。この結果、周辺のＴＦＴで成る駆動回路を損傷させることなく簡単に輝点欠陥が修正される。したがって、液晶モジュールの歩留まりを向上でき、液晶モジュールの製造コストを安価にできるようになる。
(2)本発明はまた、レーザビームを発生するレーザ光源と、該レーザ光源から照射された
レーザビームをステージに裁置した液晶モジュールにおけるカラーフィルタ上の指定フォーカス位置に集光させる光学集光手段と、前記指定フォーカス位置に集光された集光レーザビームを、前記液晶モジュールに発生した輝点欠陥の領域におけるカラーフィルタ上にスキャン照射するスキャニング手段とを具備し、前記集光レーザビームを、前記スキャニング手段により前記カラーフィルタに所望のパターンでスキャン照射させることにより、前記カラーフィルタに遮光機能を惹起させることを特徴とする輝点消去装置である。
【０００７】
本発明によれば、集光レーザビームを、ステージに裁置した液晶モジュールをひっくり返すことなく、カラーフィルタ上から所望のパターンでスキャン照射できる。これにより、検査工程において、周辺のＴＦＴで成る駆動回路を損傷させることなくカラーフィルタ上表面に光を透過させない表面処理が行える。これにより、輝点欠陥の消去を簡単に行え、液晶モジュールの歩留まりを向上でき、液晶モジュールの製造コストを安価にできるようになる。
【０００８】
(3)本発明はまた、前記光学集光手段は、レーザビームを所望の強度に制御するパワー調
整機構と、該強度調整されたレーザビームを集光する集光レンズと、該集光レンズを透過した集光レーザビームのフォーカス位置を調整するフォーカス機構とで構成され、該フォーカス機構により、前記集光レーザビームを、前記輝点欠陥の発生した前記カラーフィルタ上表面近辺の指定位置に、前記カラーフィルタ上表面に接着した透明ガラスを介して、フォーカスまたはデフォーカスに調整して照射することを特徴とする前記(２)記載の輝点消去装置である。
【０００９】
本発明によれば、集光レーザビームを、カラーフィルタ上表面に接着した透明ガラスを介して、輝点欠陥を生じたカラーフィルタ上表面近辺の指定位置に、フォーカスまたはデフォーカスして照射する。これにより、液晶モジュールが仮に透明ガラス上表面に合成樹脂材の偏光板を接着したままでも、係る偏光板に熱的損傷を与えることなくカラーフィルタ上表面だけを効率的に処理できる。その結果、液晶モジュールから偏光板を剥がす手間をかけることなく、カラーフィルタの表面処理を行い、輝点欠陥の消去をスムーズに行うことができるようになる。
【００１０】
(4)本発明はまた、前記光学集光手段は、レーザビームを所望の強度に制御するパワー調
整機構と、該強度調整されたレーザビームを集光する集光レンズと、該集光レンズを透過した集光レーザビームのフォーカス位置を調整するフォーカス機構とで構成し、該フォーカス機構により、前記集光レーザビームを、前記輝点欠陥の発生した前記透明ガラス上表面近辺の指定位置に、フォーカスまたはデフォーカスに調整して照射することを特徴とする前記(２)記載の輝点消去装置である。
【００１１】
本発明によれば、液晶モジュールが透明ガラス上表面に、合成樹脂製の偏光板を接着しない態様で輝点欠陥を修正する場合には、透明ガラス上表面近辺にフォーカスまたはデフォーカスされた集光レーザビームを照射することで、カラーフィルタ上表面を遮光機能を有する表面処理を行うことができる。これにより、偏光板を接着しない液晶モジュールの製造行程において、輝点欠陥の修正を行った後に、偏光板を接着することで、製品歩留まりを向上できるようになる。
【００１２】
(5)本発明はまた、前記スキャニング手段によるスキャン照射のパターンは、前記カラー
フィルタ表面近辺または前記透明ガラス表面近辺に集光した集光レーザビームを、等間隔のスキャンピッチでストロークさせ、かつ、ストロークさせる前記集光したレーザビームの直径が、スキャンピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする前記(１)〜(４)のいずれかに記載の輝点消去装置である。
【００１３】
本発明によれば、隣り合う集光レーザビームは重なり合うので、スキャンする領域内で集光レーザビームの強度をほぼ一定にできる。そのため、カラーフィルタが例えば２μｍ程度の薄膜であっても、カラーフィルタ下面に配置されるＴＦＴで成る駆動回路やその周辺部位に熱的損傷を与えることなく輝点欠陥の消去加工をできるようになる。
【００１４】
(6)本発明はまた、前記スキャニング手段は、前記パターンに沿って前記輝点欠陥の領域
を少なくとも一回以上で、かつ、所定の指定速度でスキャニングすることを特徴とする前記(５)記載の輝点消去装置である。
【００１５】
本発明によれば、スキャニングを複数回行うことで、より確実に輝点欠陥を消去できるようになる。
【００１６】
(７)本発明はまた、前記レーザ光源は、ＣＷ波レーザまたはパルスレーザであって、パルスレーザの場合は、中心波長は３００〜１１００ｎｍ、パルス幅が５〜５０ｎｓ、繰り返し周波数が５〜１００ＫＨｚのレーザビームを発生することを特徴とする前記(１)〜(６)のいずれかに記載の輝点消去装置である。
【００１７】
なお、ＣＷ波レーザはパワーをＯＮにすると、一定のレーザ出力が出るレーザ、換言すると、周波数やパルス幅に依存しないレーザである。
【００１８】
(８)本発明はまた、レーザビームを発生させるレーザビーム発生ステップと、該レーザビ
ームをステージに裁置した液晶モジュール上の指定フォーカス位置に集光させる集光ステップと、該集光されたレーザビームを輝点欠陥の存するカラーフィルタ上に所望のパターンでスキャン照射するスキャニングステップとを有することを特徴とする輝点消去方法である。
【００１９】
(９)本発明はまた、レーザ光源から発光され光学集光手段を経由して集光された集光レーザビームを、液晶モジュールに発生した輝点欠陥の領域に存するカラーフィルタ上表面、または、該カラーフィルタ上面に密接する透明ガラス上表面に、所望のパターンでスキャン照射することにより、前記カラーフィルタに遮光機能を惹起させることを特徴とする輝点消去装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、輝点欠陥を生じた領域の周辺に集光レーザビームによる熱的損傷を与えることなく、カラーフィルタ上表面を荒らすことができ、バックライト光の透過を阻止して輝点消去装置および輝点消去方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の輝点消去装置および輝点消去方法に係る実施形態を図に基づいて詳述する。図１は輝点消去装置の全体の概要を示す構成図、図２はＴＦＴ方式の液晶モジュールに係り、(ａ)はその要部を拡大して示した部分断面図、(ｂ)は(ａ)を上方からみた部分断面図である。
【００２２】
輝点消去装置１の概要構成は図１に示すように、レーザビームを発生するレーザ光源２と、該レーザ光源２から照射されたレーザビームＬ１をＸＹステージ３に裁置した液晶モジュール(以下、「被対象物」という)４に集光させる光学集光手段５と、光学集光照射５により被対象物４の指定フォーカス位置に集光された集光レーザビームＬ２を、被対象物４に発生した輝点欠陥が生じている領域における後述のカラーフィルタ上にスキャン照射するスキャニング手段６と、制御手段７とで構成される。以下、各構成要素を説明していく。
【００２３】
上記レーザ光源２が発振するレーザビームとしては、例えばいわゆるＹＡＧレーザおよびその高調波のレーザといった固体レーザによるレーザビームが用いられる。
上記の光学集光手段５は、レーザビームＬ１を所望の強度に制御する不図示のパワー調整機構と、該パワー調整機構で強度調整されたレーザビームＬ１を集光する不図示のレンズ群でなる集光レンズと、該集光レンズを透過した集光レーザビームＬ２のフォーカス位置を調整する不図示のフォーカス機構とで構成される。
【００２４】
また、光学集光手段５には、例えば不図示のＣＣＤカメラが内臓され、ＸＹステージ３の下方からバックライトで照らした被対象物４の撮像画像に基づいて、後述する制御手段７により被対象物４の輝点欠陥が判別されるようになっている。
ＸＹステージ３はＣＣＤカメラにより撮像された画像処理により、被対象物４上に輝点欠陥の発生が判別されると、制御手段７により、集光レーザビームＬ２がスキャン照射されるＸＹ平面内の指定位置へストローク方向およびスキャン方向へ移動されるようになっている。勿論、作業者により手動操作によりＸＹステージ３を移動できる構成とすることも可能である。
【００２５】
レーザ光源は、ＣＷ波レーザまたはパルスレーザであって、パルスレーザの場合は、中心波長が３００〜１１００ｎｍ、パルス幅が５〜５０ｎｓ、繰り返し周波数が５〜１００ＫＨｚのレーザビームを発生できるものであり、これらレーザビームの出力調整は上記の制御手段７により自動調整できるようになっている。
なお、ＣＷ波レーザはパワーをＯＮにすると、一定のレーザ出力が出る特性のレーザ、換言すると、周波数やパルス幅に依存しないレーザである。
被対象物(液晶モジュール)４はＴＦＴ方式液晶モジュール装置におけるカラーフィルタ部分をいう。すなわち、図２(ａ)に示すように、被対象物４は上から下へ順に、合成樹脂製の偏光板８，厚さ０．７ｍｍの透明ガラス９，厚さ２μｍ程度のカラーフィルタ１０、保護膜１１，厚さ１０００Å程度の透明電極１２，厚さ1μｍ程度の液晶層１３が接着(密着)した積層構造を有する。そして、カラーフィルタ１０と透明電極１２との間は５μｍ以下の厚さの層に形成される。
【００２６】
図２(ｂ)のように、カラーフィルタ１０は格子状のブラックマトリックスＢＭに交互に配設した赤色フィルタＲ、緑色フィルタＧ、および青色フィルタＢで構成される。ハッチングで示した緑色フィルタＧが輝点欠陥を生じている領域(輝点欠陥領域)１４であるとすると、後述するように輝点欠陥領域１４の上方から集光レーザビームＬ２をスキャン照射するようになっている。
【００２７】
本実施形態の特徴である光学集光手段５におけるフォーカス機構は、輝点欠陥領域１４のカラーフィルタ上表面近辺の指定位置に、集光レーザビームＬ２を、フォーカスまたはデフォーカス調整してスキャン照射するように形成されている。
【００２８】
スキャニング手段６によるスキャンパターンは図３(ａ)に示すように、集光レーザビームＬ２を、ストローク方向Ｓ１へ移動させるストローク送りと、一定のスキャンピッチＰすなわち等間隔をなすスキャンピッチＰでスキャン方向Ｓ２へ移動させるスキャン送りとができるように形成される。勿論、スキャン手順は、図３(ａ)のように縦方向のスキャンであってもよいが、横方向のスキャン、または斜め方向のスキャンでもよく、あるいは縦と横方向のスキャンを合わせたスキャンであってもよい。さらに、スキャンの回数は一回でも、複数回でもよい。スキャニングの速度は制御装置７で制御された指定速度で行われる。
【００２９】
レーザビームＬ２の直径とスキャンピッチＰとの関係は、図３(ｂ)に示されるように、レーザビームＬ２の直径がスキャンピッチＰよりも大きく設定される。これにより、集光レーザビームＬ２が輝点欠陥領域１４を所望のスキャンパターンでスキャン照射された場合、カラーフィルタ１０が厚さ２μｍの薄い膜であっても、集光レーザビームＬ２の強度分布が輝点欠陥領域14内、すなわちスキャン領域内でほぼ一定となる。その結果、集光レーザビームＬ２による照射ダメージをカラーフィルタ１０以外の要素に与えるのを回避できるようになる。
【００３０】
低パワー密度の集光レーザビームＬ２で複数回のスキャニングを行った場合でも、輝点欠陥領域１４の上表面を荒らしてカラーフィルタに遮光機能を惹起させることはあっても、偏光板８やＴＦＴ等他の要素にダメージを生じないように構成されている。
【００３１】
なお、光学集光手段５はＸＹ平面に対して上下方向、すなわちＺ方向に移動できる構成を有している。
【００３２】
こうして、本実施形態は輝点消去装置１が構成される。また、本実施形態により、レーザビームＬ１を発生させるレーザビーム発生ステップと、該レーザビームＬ２をステージ３に裁置した被対象物（液晶モジュール）４上の指定フォーカス位置に集光させる集光ステップと、該集光された集光レーザビームＬ２を輝点欠陥の存するカラーフィルタ、すなわち輝点欠陥領域１４上に所望のパターンでスキャン照射するスキャニングステップとにより輝点消去方法が構成される。
【００３３】
本実施形態によれば、図４(ａ)に示すようにフォーカス機構により、集光レーザビームＬ２を、輝点欠陥領域１４におけるカラーフィルタ１０の上表面近辺である、フォーカス調整された指定位置１５または同図(ｂ)のようにデフォーカス調整された指定位置１６にスキャン照射する。これにより、輝点欠陥を生じた領域のカラーフィルタ１０の上表面を荒らし、遮光機能を惹起させることができる。その結果、偏光板８にダメージを与えることなく輝点だけを目視で見えないように消去できる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、図４(ｃ)に示すように透明ガラス９上表面に偏光板８を接着しない状態の被対象物４を輝点消去する場合には、透明ガラス８上表面近辺である、フォーカス調整された指定位置１７、または同図(ｄ)に示すようにデフォーカス調整された指定位置１８にスキャン照射する。これにより、上記の場合と異なり、指定位置がカラーフィルタ１０から遠ざかった位置をスキャン照射することとなるので、ＴＦＴに無用な損傷を与えることなく、輝点欠陥を生じた領域のカラーフィルタ１０の上表面を荒らし、遮光機能を惹起させることができる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、透明ガラスの厚さが０．７ｍｍのものを一例として採用したが、これに限定されないのは言うまでもない。すなわち、ＴＦＴ−ＬＣＤに用いられるガラスの板厚として、0.55〜1.1ｍｍの範囲のものでもよく、さらに将来的には0.3〜1.1ｍｍの厚さを有するガラスにも適用しうる。
【００３６】
また、上記ではカラーフィルタ１０を加工処理して遮光機能を惹起させる構成としたが、この代わりに、光学集光手段５において焦点深度の浅い対物レンズを配置し、透明ガラス９の上表面または透明ガラス９内部に遮光機能を惹起する加工処理を行う構成にすることも可能である。
【００３７】
また、集光レーザビームＬ２の直径はフィルタＲ、Ｇ、Ｂの色に応じて適宜に変化させるように構成してもよい。
また、ＸＹステージ３側をＸＹ平面内に、光学集光手段５側をＺ方向に移動させる構成としたが、ＸＹステージ３側をＺ方向に、光学集光手段５側をＸＹ平面内に移動させる構成にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は液晶モジュールに生じた輝点欠陥を消去する輝点消去装置および輝点消去方法に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係る輝点消去装置の全体を示す構成図である。
【図２】同じく、(ａ)は(ｂ)のＡ−Ａ線における被対象物の要部拡大部分断面図、(ｂ)は被対象物を上から見下ろした部分外面図である。
【図３】同じく、スキャニングパターンの一例に係り、(ａ)はスキャニングパターンの部分拡大平面図、(ｂ)は集光レーザビームの強度分布と輝点欠陥のスキャン位置との関係を示すグラフである。
【図４】同じく、スキャン照射する作用を説明する説明図に係り、(ａ)、(ｂ)は偏光板を有する被対象物をスキャン照射する場合の説明図、(ｃ)、(ｄ)は偏光板を有しない被対象物をスキャン照射する場合の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  輝点消去装置
２  レーザ光源
３  ＸＹステージ
４  被対象物(液晶モジュール)
５  光学集光手段
６  スキャニング手段
７  制御手段
８  偏光板
９  透明ガラス
１０  カラーフィルタ
１１  保護膜
１２  透明電極１３
１３  液晶層
１４  輝点欠陥領域
１５  フォーカス調整された指定位置
１６  デフォーカス調整された指定位置
１７  フォーカス調整された指定位置
１８  デフォーカス調整された指定位置
Ｌ１  レーザビーム
Ｌ２  集光レーザビーム
Ｓ１  ストローク方向
Ｓ２  スキャン方向
【図１】
2011017810.tif 000003
【図２】
2011017810.tif 000004
【図３】
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【図４】
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