(57)【要約】【課題】画素電極（スイッチング素子）の欠陥のみならず、液晶部分に異物等が存在することによる輝点についても、画像表示素子を損傷させることなく、良好に補正することができる画像表示素子の欠陥補正方法を提供し、画像表示素子の歩留まりの向上及び製造コストの低廉化を図る。【解決手段】欠陥画素電極６ａ、または、異物７に対応する透明部材４の所定箇所に対し、パルス幅が１フェムト秒乃至数千フェムト秒であるフェムト秒レーザ光１１を照射し、透明部材４の所定箇所の透過率を制御することによって、欠陥画素の補正を行う。【選択図】図２
2008233566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極の画像表示面側に、液晶層と、少なくとも一の透明部材とを有する画像表示素子の欠陥補正方法であって、
画像表示装置の輝点欠陥を検出し、
前記輝点欠陥に対応する前記透明部材の所定箇所に対し、エネルギー密度が高く透明部材によっても吸収されることによってガラス材料の透過率を部分的に変化させることができるレーザ光を照射し、前記透明部材の所定箇所の透過率を制御することによって、前記輝点欠陥の補正を行う
ことを特徴とする画像表示素子の欠陥補正方法。
【請求項２】
画素電極の画像表示面側に、液晶層と、少なくとも一の透明部材とを有する画像表示素子の製造方法であって、
画像表示装置の輝点欠陥を検出する検査工程と、
前記検査工程において輝点欠陥が検出された場合には、該輝点欠陥に対応する前記透明部材の所定箇所に対し、エネルギー密度が高く透明部材によっても吸収されることによってガラス材料の透過率を部分的に変化させることができるレーザ光を照射するレーザ光照射工程と
を有し、
前記レーザ光照射工程において、前記透明部材の所定箇所の透過率を制御することによって、前記輝点欠陥の補正を行う
ことを特徴とする画像表示素子の製造方法。
【請求項３】
画素電極の画像表示面側に、液晶層と、少なくとも一の透明部材とを有する画像表示素子であって、
前記透明部材は、欠陥画素に対応する領域の透過率が、他の領域の透過率よりも低くなっている
ことを特徴とする画像表示素子。
【請求項４】
前記透明部材において、透過率が他の領域よりも低くなっている領域は、前記液晶層側に透過率の低い箇所が形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の画像表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示デバイスなどの画像表示素子における欠陥を補正して歩留まり向上を図ることができる画像表示素子の欠陥補正方法及び画像表示素子の製造方法に関し、また、これらの方法が適用された画像表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる直視型ディスプレイや、小型の表示デバイスを拡大投影して画像表示を行うプロジェクタなどを構成する液晶表示デバイスの如き画像表示素子が提案されている。このような画像表示素子は、１枚のパネルに数十万乃至数百万の画素が形成されて構成されており、小型化されたものでは、画素のサイズが１０μｍ以下となっているものがある。
【０００３】
近年では、画像表示素子の表示品質に対する要求が一段と高まっており、特に、常に白表示を行う欠陥画素（以下、「輝点」という。）をなくすことが求められている。しかし、多数の製造プロセスを経て製造される画像表示素子において、このような欠陥画素を完全になくすことは困難である。
【０００４】
そこで、従来の液晶表示デバイスにおいては、特許文献１に記載されているように、輝点の箇所について、レーザ光の照射によってソース電極とゲート電極とを短絡させることによって、常に黒表示を行う画素（以下、「減点」という。）としてしまう欠陥補正方法が提案されている。
【０００５】
また、液晶表示デバイスにおいては、特許文献２に記載されているように、輝点の箇所について、液晶配向膜にレーザ光を照射して透過率を低減させ、輝点を目立たなくする欠陥補正方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０９５１２公報
【特許文献２】特開２００２−１３１７１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１及び特許文献２に記載された技術のいずれにおいても、スイッチング素子の欠陥が原因で生ずる輝点について、減点化し、または、液晶配向膜の透過率を低減させることによる欠陥補正方法である。
【０００８】
そのため、液晶部分に異物等が存在し、この異物による反射が原因で輝点となる欠陥については、従来の欠陥補正方法によっては有効な補正ができない。
【０００９】
また、特許文献２に記載された技術においては、画像表示素子自体の損傷を招来する虞があり、欠陥の良好な補正が行えない場合がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、スイッチング素子の欠陥のみならず、液晶部分に異物等が存在することによる輝点についても、画像表示素子を損傷させることなく、良好に補正することができる画像表示素子の欠陥補正方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような画像表示素子の欠陥補正方法を適用した画像表示素子の製造方法を提供し、このような製造方法を経て欠陥が良好に補正された画像表示素子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】
【００１１】
上述の課題を解決するため、本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法は、以下の構成を有するものである。
【００１２】
〔構成１〕
画素電極の画像表示面側に液晶層と少なくとも一の透明部材とを有する画像表示素子の欠陥補正方法であって、画像表示装置の輝点欠陥を検出し、輝点欠陥に対応する透明部材の所定箇所に対しエネルギー密度が高く透明部材によっても吸収されることによってガラス材料の透過率を部分的に変化させることができるレーザ光を照射し透明部材の所定箇所の透過率を制御することによって輝点欠陥の補正を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
なお、透明部材としては、ガラス材料、または、透明導電膜からなるものを用いることができる。
【００１４】
また、本発明に係る画像表示素子の製造方法は、以下の構成を有するものである。
【００１５】
〔構成２〕
画素電極の画像表示面側に液晶層と少なくとも一の透明部材とを有する画像表示素子の製造方法であって、画像表示装置の輝点欠陥を検出する検査工程と、検査工程において輝点欠陥が検出された場合には該輝点欠陥に対応する透明部材の所定箇所に対しエネルギー密度が高く透明部材によっても吸収されることによってガラス材料の透過率を部分的に変化させることができるレーザ光を照射するレーザ光照射工程とを有し、レーザ光照射工程において、透明部材の所定箇所の透過率を制御することによって、輝点欠陥の補正を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
そして、本発明に係る画像表示素子は、以下のいずれかの構成を有するものである。
【００１７】
〔構成３〕
画素電極の画像表示面側に液晶層と少なくとも一の透明部材とを有する画像表示素子であって、透明部材は、欠陥画素に対応する領域の透過率が、他の領域の透過率よりも低くなっていることを特徴とするものである。
【００１８】
〔構成４〕
構成３を有する画像表示素子において、透明部材において透過率が他の領域よりも低くなっている領域は、液晶層側に透過率の低い箇所が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法は、構成１を有することにより、輝点欠陥に対応する透明部材の所定箇所に対しエネルギー密度が高く透明部材によっても吸収されることによってガラス材料の透過率を部分的に変化させることができるレーザ光を照射し透明部材の所定箇所の透過率を制御することによって欠陥画素の補正を行うので、スイッチング素子の欠陥を原因とする欠陥画素（輝点）のみならず、液晶部分における異物等の存在を原因とする欠陥画素（輝点）についても、良好な補正を行うことができ、画像表示素子の歩留りを向上させ、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る画像表示素子の製造方法は、構成２を有することにより、レーザ光照射工程において、透明部材の所定箇所の透過率を制御することによって欠陥画素の補正を行うので、スイッチング素子の欠陥を原因とする欠陥画素（輝点）のみならず、液晶部分における異物等の存在を原因とする欠陥画素（輝点）についても、良好に補正された画像表示素子を製造することができ、画像表示素子の歩留りを向上させ、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２１】
そして、本発明に係る画像表示素子は、構成３を有することにより、透明部材は、欠陥画素に対応する領域の透過率が他の領域の透過率よりも低くなっているので、スイッチング素子の欠陥を原因とする欠陥画素（輝点）のみならず、液晶部分における異物等の存在を原因とする欠陥画素（輝点）についても、良好に補正されている。
【００２２】
また、本発明に係る画像表示素子は、構成４を有することにより、透明部材において透過率が他の領域よりも低くなっている領域は、液晶層側に透過率の低い箇所が形成されているので、透過率の低い箇所の面積を極力小さくした状態で、欠陥画素（輝点）が良好に補正されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
〔画像表示素子の欠陥補正方法〕
図１は、本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法を実施するための欠陥補正装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法は、図１に示すように、エネルギー密度が高く透明部材によっても吸収されることによってガラス材料の透過率を部分的に変化させることができるレーザ光の光源を有する欠陥補正装置を用いて実施する。このような光源として、この欠陥補正装置は、フェムト秒レーザ２１を有している。
【００２６】
フェムト秒レーザからの射出光は、パルス幅が１フェムト秒（１０−１５sec）から数千フェムト秒と短く、エネルギー密度を高めると、多光子吸収により、透明部材によっても吸収される。例えば、フォーカス点の位置をガラス材料の内部に設定すると、その部分のみで吸収がおこり、ガラス材料の透過率を部分的に変化させることができる。
【００２７】
この欠陥補正装置において使用するフェムト秒レーザ２１は、例えば、発振波長８００ｎｍ、パルス幅１００フェムト秒、エネルギー１ｍＪを標準条件とするものを使用することができる。
【００２８】
フェムト秒レーザ２１から射出されたレーザ光は、光学ユニット２２を経て、顕微鏡２７に入射される。顕微鏡２７は、入射されたレーザ光を、サンプルステージ２６上に載置した試料に集光させて照射する。顕微鏡２７のフォーカス点におけるスポットサイズは、１μｍが標準条件となっている。また、サンプルステージ２６は、０．５μｍステップで試料を２軸方向に移動操作することが可能となっている。
【００２９】
そして、顕微鏡２７には、ＣＣＤカメラ２５が取付けられており、この顕微鏡２７の焦点周辺の画像を撮像できるようになっている。ＣＣＤカメラ２５によって撮像された画像は、モニタ２８によって表示されるとともに、コンピュータ装置２４に送られる。コンピュータ装置２４は、ＣＣＤカメラ２５によって撮像された画像及び外部操作に応じて、制御装置２３を介して、フェムト秒レーザ２１を制御する。また、コンピュータ装置２４は、光学ユニット２２を制御するようになっている。
【００３０】
図２は、本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法によって欠陥補正をなされる画像表示素子の構成を示す断面図である。
【００３１】
本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法によって欠陥補正をなされる画像表示素子は、この実施の形態においては、反射型の液晶表示デバイスであって、図２に示すように、複数の画素電極６が形成されたシリコン基板５と、共通電極８が形成された透明部材となる透明基板４とを有し、これら画素電極６及び共通電極８を対向させて構成されている。そして、これら画素電極６及び共通電極８の間には、液晶層９が封止されている。シリコン基板５及び透明基板４の周囲部は、封止部材によって封止されており、これらシリコン基板５及び透明基板４の間は密閉されている。
【００３２】
この画像表示素子１において、共通電極８が形成された透明基板４の側は、表示面側となるので、この透明基板４は、ガラス材料等の透明な材料によって形成されている必要がある。この透明基板４の厚さは、０．５ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度である。そして、画素電極６が形成されたシリコン基板５は、透過型の液晶表示デバイスにおいては、透明材料からなる基板となる。
【００３３】
この画像表示素子１においては、画素電極６に配線不良があると、このような欠陥画素電極６ａに対応する領域において、白表示の電圧が常時液晶層９に印加されることとなり、輝点欠陥となる。また、この画像表示素子１においては、液晶層９中に何らかの異物７が混入し、液晶の配向が乱れると、黒表示の電圧が印加されても白表示となり、この場合も輝点欠陥となる。
【００３４】
本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法においては、画素電極６の配線不良による輝点欠陥、液晶層９中への異物７の混入による輝点欠陥及びその他の理由による輝点欠陥のいずれについても、良好に補正を行うことができる。この画像表示素子の欠陥補正方法においては、図１に示すように、サンプルステージ２６上に画像表示素子１を設置し、顕微鏡２７を介して、図２に示すように、輝点欠陥を検出し、輝点欠陥に対応する透明基板４の所定箇所に対し、フェムト秒レーザ２１からのレーザ光１１を集光して照射する。
【００３５】
顕微鏡２７によるレーザ光１１のフォーカス点１０を透明基板４の内部に設定すると、この部分のみで吸収が起こり、透明基板４をなすガラス材料の透過率が部分的に低下する。このように、透明基板４の所定箇所の透過率を制御することによって、輝点欠陥の補正を行うことができる。
【００３６】
この画像表示素子の欠陥補正方法において、レーザ光１１のフォーカス点１０の位置を透明基板４の厚み方向に変化させ、欠陥補正の状態を確認した。すなわち、欠陥補正を行い、画像表示素子１からの出力光をＣＣＤカメラ２５によってモニタし、輝点欠陥の変化を確認した。
【００３７】
この結果、画素電極６の配線不良による輝点欠陥については、初期の出力は１００％であったのに対し、レーザ光１１の照射により、以下の〔表１〕に示すように、出力が減少し、輝点欠陥が補正された。レーザ光１１の照射範囲（照射径）は、画素サイズに相当する１０μｍとし、フォーカス点１０の位置を、液晶層９からの距離を１０μｍ、５０μｍ、１００μｍと変化させた。
【００３８】
【表１】
2008233566.tif 000003
【００３９】
〔表１〕から分かるように、フォーカス点１０の位置を液晶層９の近くにする（例えば、１０μｍ）ことにより、輝点欠陥からの出力を大きく低下させることができ、輝点欠陥を目立たなくすることができた。フォーカス点１０の位置が液晶層９から離れると（例えば、１００μｍ）、光学系のＦ値による斜め成分の入射光の影響で、輝点欠陥の出力をあまり低下させることができなかった。
【００４０】
次に、液晶層９中への異物７の混入による輝点欠陥については、初期の出力は５０％であったのに対し、レーザ光１１の照射により、以下の〔表２〕に示すように、出力が減少し、輝点欠陥が補正された。レーザ光１１の照射範囲（照射径）は、異物７のサイズに相当する７μｍとし、フォーカス点１０の位置を、液晶層９からの距離を１０μｍ、５０μｍ、１００μｍと変化させた。
【００４１】
【表２】
2008233566.tif 000004
【００４２】
〔表２〕から分かるように、フォーカス点１０の位置を液晶層９の近くにする（例えば、１０μｍ）ことにより、輝点欠陥からの出力を大きく低下させることができ、輝点欠陥を目立たなくすることができた。フォーカス点１０の位置が液晶層９から離れると（例えば、１００μｍ）、光学系のＦ値による斜め成分の入射光の影響で、輝点欠陥の出力をあまり低下させることができなかった。
【００４３】
なお、レーザ光１１の照射範囲（照射径）は、異物７のサイズ（輝点サイズ）に相当するものとしたが、これ以上大きく設定すると、正常画素部分の出力が低下してしまうため、好ましくない。
【００４４】
このように、本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法においては、フェムト秒レーザ光の透明基板４への照射により、この透明基板４の所定箇所の透過率を制御することによって、輝点欠陥の補正を行うことができた。
【００４５】
〔画像表示素子の製造方法〕
本発明に係る画像表示素子の製造方法は、前述した画像表示素子１を製造する方法であって、欠陥画素の有無を検査する検査工程を有する。そして、検査工程において欠陥画素が検出された場合には、前述した画像表示素子の欠陥補正方法補を実行して、欠陥画素の補正を行うものである。
【００４６】
〔画像表示素子〕
本発明に係る画像表示素子は、前述した画像表示素子１であって、透明基板４は、欠陥画素に対応する領域の透過率が、前述した画像表示素子の欠陥補正方法補を実行した結果として、他の領域の透過率よりも低くなっているものである。また、透明基板４において透過率が他の領域よりも低くなっている領域においては、前述したように、液晶層９側に透過率の低い箇所が形成されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法を実施するための欠陥補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る画像表示素子の欠陥補正方法によって欠陥補正をなされる画像表示素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    画像表示素子
４    透明基板
５    シリコン基板
６    画素電極
６ａ  欠陥画素電極
７    異物
８    共通電極
９    液晶層
１０    フォーカス点
１１    レーザ光
２１    フェムト秒レーザ
２２    光学ユニット
２３    制御装置
２４    コンピュータ装置
２５    ＣＣＤカメラ
２６    サンプルステージ
【図１】
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【図２】
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