(57)【要約】  【課題】輝点欠陥部の修正を効率的に行うことができ、しかも様々な種類の液晶表示装置に対応することが可能なレーザリペア装置、レーザリペア装置動作プログラム及び液晶表示装置の修正方法を提供する。  【解決手段】レーザ光３０の照射中に液晶２１と配向膜１８との間でレーザ光３０の焦点の位置を無段階に制御可能な対物レンズ制御手段３１６と、レーザ光３０の焦点が液晶２１と配向膜１８との間を移動する際に当該レーザ光３０の減衰率を無段階に制御可能なアッテネータユニット制御手段３１２とを具備する。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を照射することにより、配向膜を有した一対の基板間に液晶が封入された液晶表示装置における輝点欠陥部を修正するものであって、
レーザ光を出力するレーザ光学系と、前記液晶表示装置を載置可能であり当該液晶表示装置の面方向に移動可能なステージと、このステージ上に載置される前記液晶表示装置に対して照射する前記レーザ光の焦点位置を設定する収束光学系とを備え、前記レーザ光学系が、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器により発振されたレーザ光を減衰させる減衰器と、減衰されたレーザ光の照射面積を制御する可変スリットとを有するものにおいて、
前記レーザ光の照射中に前記液晶と前記配向膜との間で前記レーザ光の焦点の位置を無段階に制御可能な収束光学系制御手段と、
前記レーザ光の焦点が前記液晶と前記配向膜との間を移動する際に当該レーザ光の減衰率を無段階に制御可能な減衰器制御手段とを具備することを特徴とするレーザリペア装置。
【請求項２】
前記収束光学制御手段が前記液晶と前記配向膜との間で前記レーザ光の焦点の位置を移動させる際に、前記レーザ光の照射面積を無段階に制御可能な可変スリット制御手段を具備する請求項１記載のレーザリペア装置。
【請求項３】
前記レーザ光の照射中に、前記レーザ光の焦点の位置が前記ステージ上に載置された前記液晶表示装置における前記輝点欠陥部上を所定の経路で走査するよう前記ステージの移動を制御するステージ制御手段を具備する請求項１又は２記載のレーザリペア装置。
【請求項４】
前記レーザ発振器はＹＡＧレーザを発振するものである請求項１、２又は３記載のレーザリペア装置。
【請求項５】
レーザ光を出力するレーザ光学系と、液晶表示装置を載置可能であり当該液晶表示装置の面方向に移動可能なステージと、このステージ上に配置される前記液晶表示装置に対して照射する前記レーザ光の焦点位置を設定する収束光学系とを備え、前記レーザ光学系が、レーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器により発振されたレーザ光を減衰させる減衰器と、減衰されたレーザ光の照射面積を制御する可変スリットとを有し、配向膜を有した一対の基板間に液晶が封入された液晶表示装置に対して前記レーザ光学系からレーザ光を照射することにより前記輝点欠陥部を修正するレーザリペア装置の動作を制御するコンピュータに格納されるレーザリペア装置動作プログラムであって、
前記レーザ光の照射中において、前記コンピュータを通じて、前記収束光学系に対し、前記液晶と前記配向膜との間で前記レーザ光の焦点の位置を移行させる収束光学系制御処理を実行させるとともに、前記減衰器に対し、前記レーザ光の焦点が前記液晶と前記配向膜との間を移動する際に当該レーザ光の減衰率を無段階に変更させる減衰器制御処理を実行させることを特徴とするレーザリペア装置動作プログラム。
【請求項６】
前記コンピュータを通じて、前記収束光学系制御処理と前記減衰器制御処理の実行中に、前記可変スリットに対し、前記レーザ光の照射面積を無段階に制御する可変スリット制御処理を実行させる請求項５記載のレーザリペア装置動作プログラム。
【請求項７】
前記コンピュータに前記輝点欠陥部に係る座標データの入力を受け付けさせる座標データ受付処理を実行させるとともに、前記レーザ光の照射中に、前記コンピュータを通じて前記ステージに対し、前記レーザ光の焦点の位置が前記ステージ上に載置された前記液晶表示装置における前記輝点欠陥部上を所定経路で走査するよう前記座標データに基づいて前記ステージの移動を制御するステージ制御処理を実行させる請求項５又は６記載のレーザリペア装置動作プログラム。
【請求項８】
配向膜を有した一対の基板間に液晶が封入された液晶表示装置にレーザ光を照射する液晶表示装置における輝点欠陥部の修正方法であって、
前記液晶中において輝点欠陥部に該当する箇所に、前記レーザ光を照射することにより気泡を発生させる気泡発生ステップと、
前記レーザ光の照射により前記配向膜における前記気泡に接する箇所を変質させる配向膜変質ステップとからなり、
レーザ光の照射中に、前記レーザ光の焦点を前記配向膜と前記液晶との間で無段階に移動させつつ前記レーザ光の減衰率を連続的に変化させながら、前記気泡発生ステップから前記配向膜変質ステップへ連続的に移行することを特徴とする液晶表示装置の修正方法。
【請求項９】
レーザ光の照射面積を連続的に変化させながら前記気泡発生ステップから前記配向膜変質ステップへ連続的に移行するものである請求項８記載の液晶表示装置の修正方法。
【請求項１０】
前記配向膜変質ステップにおいてレーザ光の焦点の位置を前記輝点欠陥部上を所定経路で走査させるものである請求項８又は９記載の液晶表示装置の修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置をレーザ光を用いて修正するためのレーザリペア装置及びレーザリペア装置プログラム、並びに液晶表示装置の修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は精密な構造を有しているため、その製造過程において輝点と呼ばれる欠陥が形成されることがある。ここで輝点とは、液晶表示装置の画素において光の透過・非透過を正しく制御できず、その画素において常に光が透過する状態となった部分を指す。このような輝点を１つでも有する液晶表示装置は不良品として取り扱われる。
【０００３】
液晶表示装置は、特に近年において、個々の画素が小型化することによる高精細化及び液晶表示装置そのものが大型化することに伴って、１枚の液晶表示装置内に輝点が形成されるロットの比率が高くなってしまうことにより、相対的に製品の歩留まりが低下しているのが現状である。そこで、輝点を有する不良品を少しでも多く修正できるよう、液晶表示装置の輝点を修正するに際し、精度及び効率の高い修正方法及び修復装置が求められている。
【０００４】
液晶表示装置におけるこのような輝点を修正する方法としては、例えば特許文献１に示すように、液晶表示装置の輝点へレーザ光を照射することにより当該輝点を有する箇所の修正を行うレーザリペア装置を用いて修正する方法が提案されている。斯かる従来の修正方法について図１１〜図１４を用いて説明する。
【０００５】
図１１は光学素子としての液晶表示装置１０の部分断面図である。まず同図を用いて液晶表示装置１０の構成について説明する。この液晶表示装置１０はモジュール工程を経て図示しない駆動回路等が設けられた状態の、いわゆる液晶モジュールである。液晶表示装置１０にはガラス等からなる透明な基板１１、１２が対向して設けられている。基板１１と基板１２の対向面（内側面）の間には液晶２１がシール材２４によって封入されている。基板１１の内側面には、互いに所定間隔をあけてカラーフィルタ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂが設けられ、カラーフィルタ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ間はブラックマトリクスが設けられている。例えばカラーフィルタ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂは、それぞれ光の三原色である赤、緑、青のフィルタである。そして、カラーフィルタ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを覆うようにしてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性薄膜からなる共通電極１５が設けられている。さらに共通電極１５の上には配向膜１８が設けられている。以下、カラーフィルタ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂが設けられている基板１１をＣＦ側基板１１という。一方、基板１２の内側面には、ＣＦ側基板１１の共通電極１５に対向するようにして、液晶材料の駆動素子としてＴＦＴ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂと、表示電極１７ｒ、１７ｇ、１７ｂとが設けられ、さらにそれら全面を覆うようにして配向膜１９が設けられている。以下、ＴＦＴ１６ｒ、１６ｇ、１６ｂが設けられた基板１２をＴＦＴ側基板１２という。配向膜１８と配向膜１９は、例えばＰＩ(Polyimide)膜からなり、互いに直交する向きにラビング処理が施されている。そのため、配向膜１８、１９間に挟まれた液晶２１は、ＣＦ側基板１１からＴＦＴ側基板１２に向かって螺旋状に９０°ねじれた方向に配向されている。ＣＦ側基板１１とＴＦＴ側基板１２の外側面には、それぞれの配向膜１８、１９のラビング方向に一致する偏向軸を有する偏光板１３、１４が設けられている。そして、ＴＦＴ側基板１２側の偏光板１４の外側面にはバックライト２２が反射板２３と共に設けられている。このような構成を有する液晶表示装置１０においては、バックライト２２からの光は、ＴＦＴ側基板１２側の偏光板１４によって直線偏光に変化し、この直線偏光は液晶２１の配向方向に沿って旋回し、ＣＦ側基板１１側の偏光板１３から射出する。液晶表示装置１０の各電極に電圧を印加すると、液晶２１は基板１１、１２に対して垂直に配向し、光が透過しない状態となる。液晶表示装置１０では、表示電極１７ｒ、１７ｇ、１７ｂと、ＴＦＴ１８ｒ、１８ｇ、１８ｂとの組み合わせごとに１つの画素を構成するサブピクセル５０ｒ、５０ｇ、５０ｂが形成されており、各画素において光の透過率が制御される。各サブピクセル５０ｒ、５０ｇ、５０ｂには、カラーフィルタ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂが設けられているので、各画素ごとに光の透過率が制御された結果、液晶表示装置１０の表示面１０ｓにカラー画像が表示される。なお表示面１０ｓにおける表面反射を防止するため、偏光板１３の表示面１０ｓ側には、表面反射を防止するため、微小な凹凸を施したアンチグレア処理が施されている。
【０００６】
このような液晶表示装置１０において、輝点が形成された場合に、その修正が行われる。輝点は、バックライト２２若しくは他の光源を用いた点灯検査によって検出することができる。ここで液晶表示装置１０において輝点が形成された箇所について以後輝点欠陥部と記すが、輝点欠陥部とは、その輝点が形成される原因となる欠陥部分そのものを意味するのではなく、液晶表示装置１０の表示面１０ｓから観察したときに、輝点が発生しているサブピクセル５０ｒ、５０ｇ、５０ｂ…の、表示面１０ｓに直交する方向に位置するいずれかの領域を意味する。
【０００７】
ここで、特許文献１では図１２〜図１４に示すように輝点欠陥部を有する液晶表示装置１０に対して、レーザ処理装置を用いて、減衰率及び焦点の位置がそれぞれ異なるレーザ光３０を表示面１０ｓ側から計２回照射することにより、１箇所の輝点欠陥部の修正を行っている。詳細には、１回目のレーザ光３０を液晶２１に焦点が合うようにして照射すると、図１２に示すようにレーザ光３０の焦点付近の液晶２１が気化して気泡３５が発生する。この気泡３５が発生した箇所においては一時的にではあるが液晶２１が両脇へ退避しており、その間に改めて２回目のレーザ光３０をＣＦ側基板１１側の配向膜１８へ焦点を合わせて照射を行っている。このようにして行う２回のレーザ光３０の照射を行う際には図１４に示すように配向膜１８、１９間に液状の液晶２１が存在しない状態で行うことができるので、液晶２１の配向に沿ってレーザ光３０がＴＦＴ側基板１２側へ抜けてしまうことなく照射先である配向膜１８へエネルギーが集中し、配向膜１８を確実に変質することができる。この結果、図１４に示すように配向膜１８に変質部１８ｄが形成され、変質部１８ｄではラビング処理により形成された配向膜１８上の細かい溝が崩れ、変質部１８ｄにおいては液晶分子が正しく配向しなくなる。その結果、変質した箇所ではバックライト２２からの光が液晶２１の配向方向に沿って旋回せず、光が透過しなくなる。すなわち、変質した箇所において光は出射されないので、変質した箇所は黒色となり、これをもって輝点欠陥部の修正は完了する。
【０００８】
すなわち、同文献に示すような従来の液晶表示装置の修正方法では、修正に係る各工程が終わるごとにレーザ光３０の減衰率並びに照射面積を変更する必要があるために、その都度レーザ光３０を切って減衰率及び照射面積を段階的に調節し直し、再度レーザ光３０の照射を行うようにしており、このような手順をふまえる方法が一般的になされている。
【特許文献１】特開２００２−３４１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、レーザ光を２回に分けて照射することにより、気泡を発生させるステップと配向膜を変質させるステップとを個別に行う従来の方法では、その１回目のレーザ光の照射から２回目のレーザ光の照射へ移行するためには、一旦レーザ光の照射を切った状態として減衰率及び焦点を変更し、再びレーザ光を照射しなければならず、このような作業手順では１箇所の輝点欠陥部の修正にも多大な時間が掛かってしまい、極めて効率の悪いものとなっている。
【００１０】
また、液晶表示装置の製造現場において、１種類のみの液晶表示装置を生産しているというのはまれで、複数種類の表示装置を生産しているのが通例であるが、上述したような輝点欠陥部の修正を行うためのレーザ処理装置はレーザ光の減衰率並びに照射面積は、限られた数段階しか設定できない。そのため、１つのレーザリペア装置で対応可能な液晶表示装置の種類は少なく、多種類の液晶表示装置を製造する現場においては対応可能な液晶表示装置の機種ごとにレーザリペア装置を準備しなければならない。
【００１１】
本発明は、このような不具合に着目したものであり、液晶表示装置における輝点欠陥部の修正を好適且つ効率的に行うことができ、しかも様々な種類の液晶表示装置に対応することが可能なレーザリペア装置、このようなレーザリペア装置を動作させるためのプログラム及び液晶表示装置の修正方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係るレーザリペア装置は、レーザ光を照射することにより、配向膜を有した一対の基板間に液晶が封入された液晶表示装置における輝点欠陥部を修正するものであって、レーザ光を出力するレーザ光学系と、液晶表示装置を載置可能であり当該液晶表示装置の面方向に移動可能なステージと、このステージ上に載置される液晶表示装置に対して照射するレーザ光の焦点位置を設定する収束光学系とを備え、レーザ光学系が、レーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ発振器により発振されたレーザ光を減衰させる減衰器と、減衰されたレーザ光の照射面積を制御する可変スリットとを有するものにおいて、レーザ光の照射中に液晶と配向膜との間でレーザ光の焦点の位置を無段階に制御可能な収束光学系制御手段と、レーザ光の焦点が液晶と配向膜との間を移動する際に当該レーザ光の減衰率を無段階に制御可能な減衰器制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るレーザリペア装置動作プログラムは、上述したようなレーザリペア装置の動作を制御するコンピュータに格納されるレーザリペア装置動作プログラムであって、レーザ光の照射中において、コンピュータを通じて、収束光学系に対し、液晶と配向膜との間でレーザ光の焦点の位置を移行させる収束光学系制御処理を実行させるとともに、減衰器に対し、レーザ光の焦点が液晶と配向膜との間を移動する際に当該レーザ光の減衰率を無段階に変更させる減衰器制御処理を実行させることを特徴とする。
【００１４】
このようなレーザリペア装置及びレーザリペア装置動作プログラムであれば、レーザ光の照射中に減衰率及び焦点位置を制御して連続的に変化させることが可能であるので、液晶表示装置の液晶に気泡を発生させる処理から配向膜を変質させるまでの処理を連続して行うことができ、レーザ光を一旦停止させて再び照射する必要がないため、輝点欠陥部の修正に係る時間を大幅に短縮することが可能となる。また、レーザ光の減衰率と焦点位置を無段階に制御することができるので、様々な液晶表示装置に対して最適な値を設定することにより、様々な種類の液晶表示装置に適用することができる。ここで、レーザ光の焦点位置とは、単にレーザ光が収束された交点を示すのみならず、レーザ光が一定以上のパワー密度をもって所定の照射面積を照射する場合の当該照射位置をも含むものである。
【００１５】
なお、本発明に係る液晶表示装置の修正方法は、配向膜を有した一対の基板間に液晶が封入された液晶表示装置にレーザ光を照射する液晶表示装置における輝点欠陥部の修正方法であって、液晶中において輝点欠陥部に該当する箇所に、レーザ光を照射することにより気泡を発生させる気泡発生ステップと、レーザ光の照射により配向膜における気泡に接する箇所を変質させる配向膜変質ステップとからなり、レーザ光の照射中に、レーザ光の焦点を配向膜と液晶との間で無段階に移動させつつレーザ光の減衰率を連続的に変化させながら、気泡発生ステップから配向膜変質ステップへ連続的に移行することを特徴とする。
【００１６】
したがって、このような方法であれば上述したレーザリペア装置並びにレーザリペア装置動作プログラムを利用するか否かを問わず、気泡発生ステップから配向膜変質ステップへ連続して移行することができるので、レーザ光を一旦停止させて再び照射する必要がないため、輝点欠陥部の修正に係る時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１７】
また、本発明に係るレーザリペア装置を、収束光学制御手段が液晶と配向膜との間で前記レーザ光の焦点の位置を移動させる際に、レーザ光の照射面積を無段階に制御可能な可変スリット制御手段を具備するものとした場合、１回のレーザ光の照射において液晶中に設けるレーザ光の焦点におけるパワー密度を適宜調節することができるとともに、配向膜にレーザ光を照射する場合ではレーザ光の照射面積を最適の値を設定できるようになる。なお、このような制御を行うためには、レーザリペア装置動作プログラムを、前記コンピュータを通じて、前記収束光学系制御処理と前記減衰器制御処理の実行中に、前記可変スリットに対し、前記レーザ光の照射面積を無段階に制御する可変スリット制御処理を実行させるものとすることが望ましい。
【００１８】
これに対応する本発明に係る液晶表示装置の修正方法は、レーザ光の照射面積を連続的に変化させながら気泡発生ステップから配向膜変質ステップへ連続的に移行するというものであり、このようにすることで、より効率的に配向膜変質ステップを行うようにすることができる。
【００１９】
さらに、レーザ光の照射面積よりも大きな面積を有する輝点欠陥部を確実にレーザ光で処理するためには、レーザリペア装置を、レーザ光の照射中に、レーザ光の焦点の位置がステージ上に載置された前記液晶表示装置における前記輝点欠陥部上を所定の経路で走査するようステージの移動を制御するものとすることが好適である。また、これに対する本発明に係るレーザリペア装置動作プログラムとしては、コンピュータに前記輝点欠陥部に係る座標データの入力を受け付けさせる座標データ受付処理を実行させるとともに、コンピュータを通じて前記ステージに対し、前記レーザ光の照射中に、レーザ光の焦点の位置がステージ上に載置された液晶表示装置における前記輝点欠陥部上を所定経路で走査するよう前記座標データに基づいてステージの移動を制御するステージ制御処理を実行させるものを挙げることができる。
【００２０】
そして、本発明に係る液晶表示装置の修正方法について、輝点欠陥部の大きさに関わらず、１箇所の輝点欠陥部の範囲内における配向膜を隙間無く変質させるためには、配向膜変質ステップにおいてレーザ光の焦点の位置を前記輝点欠陥部上を所定経路で走査させるものであることが望ましい。
【００２１】
また、高いピークパワーが安定して得られ、かつ操作が容易であり、メンテナンスが簡便といった特徴を有し、実用性が高いものとするためには、本発明に係るレーザリペア装置に用いるレーザ発振器はＹＡＧレーザを発振するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
以上に詳述した本発明に係るレーザリペア装置並びにレーザリペア装置動作プログラムによれば、レーザ光の照射中に減衰率及び焦点位置を制御して連続的に変化させることが可能であるので、液晶表示装置の液晶に気泡を発生させる処理から配向膜を変質させるまでの処理を連続して行うことができる。すなわち、レーザ光を一旦停止させて再び照射する必要がないため、輝点欠陥部の修正に係る時間を大幅に短縮することが可能となる。また、レーザ光の減衰率と焦点位置を無段階に制御することができるので、様々な液晶表示装置に対して最適な値を設定することにより、様々な種類の液晶表示装置に適用することができる。
【００２３】
そして、本発明に係る液晶表示装置の修正方法によれば、気泡発生ステップから配向膜変質ステップへ連続して移行することができるので、レーザ光を一旦停止させて再び照射する必要がないため、輝点欠陥部の修正に係る時間を大幅に短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１〜１０において図１１〜図１４と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略している。
【００２５】
図１は本発明を実施するレーザリペア装置１の構成を示す図である。このレーザリペア装置１は、レーザ処理装置１００とコンピュータ２００とをインターフェースケーブル４００によって接続することにより構成しており、コンピュータ２００の有する補助記憶装置２０６に格納したレーザリペア装置動作プログラム２０９をＣＰＵ２０１で実行することによって、レーザ処理装置１００の動作を制御するようにしている。
【００２６】
レーザ処理装置１００は、レーザ光３０を出力するレーザ光学系１１０と、前記液晶表示装置を載置し面方向に移動可能なステージたるＸＹステージ１３０と、このＸＹステージ１３０上に配置される液晶表示装置１０を前記レーザ光３０により加工する収束光学系１２０と、これらの動作を制御するべくコンピュータ２００との各種データの授受を管理するコントロールユニット１４０とを備えている。
【００２７】
コンピュータ２００は、レーザリペア装置動作プログラム２０９の実行によってこのレーザリペア装置全体の動作制御を司るＣＰＵ２０１、ＣＰＵ２０１が必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリ２０２、レーザ処理装置１００との各種データの授受を管理するインターフェースユニット２０３、レーザ処理装置１００で取得された画像や各種の情報の表示を行う表示装置２０４、コンピュータ２００に対するユーザからの指示を取得するキーボードやマウスなどからなる入力装置２０５、各種のプログラムや画像データなどを記憶しておく例えばハードディスク装置などの補助記憶装置２０６、及びフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク（光磁気ディスク）等の記録媒体２１０からデータを読み出すドライブ装置２０７を有して構成されている。なお、ＣＰＵ２０１、メインメモリ２０２、インターフェースユニット２０３、表示装置２０４、入力装置２０５、補助記憶装置２０６及びドライブ装置２０７はいずれもＣＰＵ２０１に接続されており、ＣＰＵ２０１の管理の下で相互にデータの授受が行える。
【００２８】
そして、補助記憶装置２０６には、ＣＰＵ２０１において並行して複数のプログラムの実行を可能とするオペレーティングシステム２０８、レーザ処理装置１００の機種毎あるいは製造メーカ毎に提供されレーザ処理装置１００の制御のために使用されるとともに、レーザリペア装置全体の動作を管理するレーザリペア装置動作プログラム２０９が予め格納されている。また、個々の液晶表示装置１０の輝点欠陥部に係る座標データを含んでいるリペアデータＲＤが、ドライブ装置２０７が読み出し可能な記憶媒体２１０に格納されている。ここで、リペアデータＲＤは、輝点欠陥部の座標データの他に、例えば、修理する液晶表示装置１０の種類、ＩＤ等の液晶表示装置１０を特定するためのデータや、修理する液晶表示装置１０がセル工程であるかモジュール工程であるか等の液晶表示装置１０の状態に関するデータ等が含まれている。
【００２９】
なお、図１に示すレーザリペア装置１は、レーザリペア装置動作プログラム２０９をリペアデータＲＤと同じくフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク（光磁気ディスク）等の記録媒体に記録しておき、ＣＰＵ２１がこのドライブ装置２０７を制御して記録媒体からこれらのプログラムを読み出して実行する構成とすることもできる。
【００３０】
図２は、本実施の形態における液晶表示装置１０の修正に用いるレーザ処理装置１００の構成図である。レーザ処理装置１００は、レーザ光学系１１０として、近赤外光であるＹＡＧレーザの基本波（１０６４ｎｍ）を発振するレーザ発振器たる発振器１１１、アッテネータユニット１１２、ビームエクスパンダ１１３及び可変スリット１１４を備えている。また、輝点欠陥部の位置検出のため、収束光学系１２０として、ＣＣＤカメラ１２１、接眼レンズ１２２、ペンタプリズム１２３、結像レンズ１２２、落射照明１２３、ハーフミラー１２４、ダイクロックミラー１２５、対物レンズ１２６及び電動レボルバ１２７を備えている。さらに液晶表示装置１０を載せるＸＹテーブル１３０を備えている。また、これらレーザ光学系１１０、収束光学系１２０及びＸＹテーブル１３０は、コントロールユニット１４０にそれぞれ接続されている。
【００３１】
レーザ光学系１１０において、図示しないレーザダイオードにより励起されることにより発振器１１１から出射したレーザ光３０は、アッテネータユニット１１２に内蔵されている減衰器１２１ａにおいて減衰される。ここで、減衰されたレーザ光３０をそのままの状態で液晶表示装置１０に照射すると、液晶表示装置１０の偏光板１３を透過するときにさらに減衰してしまう。そこで、アッテネータユニット１１２は、偏光板１２１ｂを設けることにより単にレーザ光３０を減衰させるだけでなく、レーザ光３０が液晶表示装置１０の偏光板１３を透過するような偏光方向に偏光させるものとしている。レーザ光３０は、ビームエクスパンダ１１３を介することにより光束が拡大される。拡大されたレーザ光３０は、可変スリット１１４によりレーザ光３０の照射面積（レーザスポットサイズ）が調整される。
【００３２】
このように可変スリット１１４により照射面積が調整されたレーザ光３０は、ダイクロックミラー１２５にて反射され、対物レンズ１２６にて集光されてＸＹテーブル１３０上に載置された液晶表示装置１０に照射される。ＸＹテーブル１３０には、図示しない移動機構が設けられており、ＸＹテーブル１３０をＸＹ平面上において水平移動させ、ＸＹテーブル１３０上に載置された液晶表示装置１０の位置を制御できるように構成されている。
【００３３】
一方、落射照明１２３から出射された落射光は、ハーフミラー１２４で分岐され、ダイクロックミラー１２５を透過して対物レンズ１２６により集光されて液晶表示装置１０に照射される。この照射された光の反射光が、対物レンズ１２６、ダイクロックミラー１２５、ハーフミラー１２４、結像レンズ１２２、ペンタプリズム１２３及び接眼レンズを通ってＣＣＤカメラ１１０で受光される。このようにしてＣＣＤカメラ１１０によって液晶表示装置１０を撮影する。ここで本実施形態において、対物レンズ１２６は電動レボルバ１２７に備え付けられており、この電動レボルバ１２７を回転させることにより異なる倍率の対物レンズ１２６を適用することが可能である。
【００３４】
本実施形態に係るレーザリペア装置１は、図３に示すように、上述したコンピュータ１００の補助記憶装置１０６に格納されたオペレーティングシステム２０８及びレーザリペア装置動作プログラム２０９をＣＰＵ２０１に読み込ませ、逐次実行させることによってそれらのプログラムと補助記憶装置２０６、インターフェースユニット２０３及びコントロールユニット１４０等が協働し、リペアデータ受付手段３０１、装置情報データベース３０２、リペアデータ処理手段３０３、制御情報送信手段３０４、手動操作受付手段３０５、制御情報受付手段３１０、発振器制御手段３１１、減衰器制御手段３１２、可変スリット制御手段３１３、ＣＣＤカメラ制御手段３１４、落射照明制御手段３１５、収束光学系制御手段たる対物レンズ制御手段３１６、電動レボルバ制御手段３１７及びＸＹステージ制御手段３１８として機能している。
【００３５】
リペアデータ受付手段３０１は、オペレーティングシステム２０８及びレーザリペア装置動作プログラム２０９を読み込んだＣＰＵ２０１の指示により、記憶媒体２１０に格納されたリペアデータＲＤをドライブ装置２０７に読み込ませ、当該リペアデータを補助記憶装置２０６の所定箇所へ一時保存させる機能を有する。
【００３６】
装置情報データベース３０２は、補助記憶装置２０６に格納されている、レーザリペア装置が適応可能な全ての液晶表示装置１０に関する外寸法、表示画素数、表示画素寸法、その他の情報から構成されるものである。
【００３７】
リペアデータ処理手段３０３は、リペアデータ受付手段３０１によって補助記憶装置２０６に一時保存されたリペアデータＲＤをＣＰＵ２０１に読み込ませるとともに、装置情報データベース３０２から必要な情報を同じくＣＰＵ２０１に読み込ませ、演算処理を行うことによりレーザ処理装置１００に送信する制御情報Ｃを算出し、当該制御情報Ｃを補助記憶装置２０６へ一時保存させる機能を有する。
【００３８】
制御情報送信手段３０４は、補助記憶装置２０６に一時保存された制御情報ＣをＣＰＵ２０１に読み込ませるとともに、インターフェースユニット２０３にインターフェースケーブル４００を介してレーザ処理装置１００のコントロールユニット１４０内の制御情報受付手段３１０へ送信する機能を有する。
【００３９】
なお、手動制御受付手段３０５によって、上述したリペアデータ受付手段３０１、リペアデータ処理手段３０３が動作していない状態では、レーザリペア装置を使用者が任意に操作することも可能である。詳細には、オペレーティングシステム２０８及びレーザリペア装置動作プログラム２０９を読み込んだＣＰＵ２０１の指示により、表示装置２０４に所定の画面を表示させるとともに、使用者が入力装置を用いて所定の入力を行うことによりマニュアル制御情報Ｃ’を算出し、当該制御情報Ｃ’を補助記憶装置２０６へ一時記憶させる機能を有するものである。
【００４０】
制御情報受付手段３１０は、制御情報送信手段３０４より制御情報Ｃ、Ｃ’を受信するとともに、当該制御情報Ｃ、Ｃ’をコントロールユニット１４０へ読み込ませる事により、コントロールユニット１４０に制御情報Ｃをそれぞれ発振器制御情報Ｃ１、減衰器制御情報Ｃ２、可変スリット制御情報Ｃ３、ＣＣＤカメラ制御情報Ｃ４、落射照明制御情報Ｃ５、対物レンズ制御情報Ｃ６、電動レボルバ制御情報Ｃ７、ＸＹステージ制御情報Ｃ８へと変換し、発振器制御手段３１１、減衰器制御手段３１２、可変スリット制御手段３１３、ＣＣＤカメラ制御手段３１４、落射照明制御手段３１５、収束光学系制御手段たる対物レンズ制御手段３１６、電動レボルバ制御手段３１７及びＸＹステージ制御手段３１８へとそれぞれ伝達する機能を有する。
【００４１】
発振器制御手段３１１は、コントロールユニット１４０より発振器制御情報Ｃ１を受け取るとともに、当該発振器制御情報Ｃ１に従って発振器１１１の制御を行う機能を有する。詳細には、レーザを励起させるレーザダイオードに与える電流の量を調節する事により、発振されたレーザ光３０の強度又は周波数の制御を行う処理を実行する。
【００４２】
減衰器制御手段たるアッテネータユニット制御手段３１２は、コントロールユニット１４０よりアッテネータユニット制御情報Ｃ２を受け取るとともに、当該アッテネータユニット制御情報Ｃ２に従ってアッテネータユニット１１２の制御を行う機能を有する。詳細には、アッテネータユニット１１２を構成する減衰器１１２ａの減衰率を無段階且つ連続的に制御する減衰器制御処理を実行するとともに、偏光板１２１ｂの向きを設定する機能を有している。
【００４３】
可変スリット制御手段３１３は、コントロールユニット１４０より可変スリット制御情報Ｃ３を受け取るとともに、当該可変スリット制御情報Ｃ３に従って可変スリット１１４の制御を行う機能を有する。詳細には、アッテネータユニットより射出されたレーザ光３０の照射面積を無段階且つ連続的に調節する処理を実行するとともに、照射面のスリット形状を例えば、Ｘ方向の長方形状、Ｙ方向の長方形状、又はθ方向の長方形状といったように変更する処理を実行する。
【００４４】
ＣＣＤカメラ制御手段３１４はコントロールユニット１４０よりＣＣＤカメラ制御情報Ｃ４を受け取るとともに、当該ＣＣＤカメラ制御情報Ｃ４に従ってＣＣＤカメラ１２１の制御を行う機能を有する。詳細には、ＣＣＤカメラの露出や表示画面の画素数、明度、色彩等を調節する処理を実行する。
【００４５】
落射照明制御手段３１５はコントロールユニット１４０より落射照明制御情報Ｃ５を受け取るとともに、当該落射照明御情報Ｃ４に従って落射照明１２３の制御を行う機能を有する。詳細には、落射照明１２３の照度調節等を調節する処理を実行する。
【００４６】
収束光学系制御手段たる対物レンズ制御手段３１６は、コントロールユニット１４０より対物レンズ制御情報Ｃ６を受け取るとともに、対物レンズ御情報Ｃ４に従って対物レンズ１２６の制御を行うことにより、レーザ光３０のビームの形状を制御する機能を有する。詳細には、対物レンズ１２６を無段階且つ連続的に制御することによりレーザ光３０のビームの形状を適宜制御することにより、レーザ光３０の焦点または照射面積、パワー密度等を調節する収束光学系制御処理を実行する。ここで、レーザ光３０の焦点とは、単にレーザ光３０が収束された交点を示すのみならず、レーザ光３０が一定以上のパワー密度をもって所定の照射面積を照射する場合の当該照射位置をも含むものである。
【００４７】
電動レボルバ制御手段３１７はコントロールユニット１４０より電動レボルバ制御情報Ｃ７を受け取るとともに、電動レボルバ制御情報Ｃ７に従って電動レボルバ１２７の制御を行う機能を有する。詳細には電動レボルバ１２７を回転させて対物レンズ１２６を選択する処理を実行する。
【００４８】
ＸＹステージ制御手段３１８は、コントロールユニット１４０よりＸＹステージ制御情報Ｃ８を受け取るとともに、ＸＹステージ制御情報Ｃ８に従ってＸＹステージ１２９の制御を行う機能を有する。詳細には、レーザ光３０の焦点を輝点欠陥部の位置へ合わせる機能や、輝点欠陥部の範囲内をレーザ光３０の焦点又は照射面が走査するようレーザ光３０の照射方向に直交する方向にＸＹステージ１３０を移動させるステージ制御処理を実行する。
【００４９】
以降、本実施形態におけるレーザリペア装置において、コンピュータ２００においてＣＰＵ２０１に読み込まれたレーザリペア装置動作プログラムとレーザ処理装置１００等が協働することによってなされる、液晶表示装置１０における輝点欠陥部を修正する手順を図４のフロー図を参照して述べるとともに、併せてその際の液晶表示装置１０の状況について図５〜図１０を用いて説明する。
【００５０】
ここで、液晶表示装置１０の輝点欠陥部は予め検出されており、検出された輝点欠陥部の位置に関するデータはリペアデータＲＤとして液晶表示装置１０に関する他のデータとともに記憶媒体２１０に格納されて、ドライブ装置２０７を介してＣＰＵ２０１に読み込み可能な状態となっているものとする。そして、液晶表示装置１０の輝点欠陥部の修正を行うに先立ち、輝点欠陥部が検出された液晶表示装置１０に対してアライメント（位置合わせ）を行う。詳細には、レーザ処理装置１００のＸＹテーブル１３０上に、液晶表示装置１０を載置する。このとき、予め設定された例えば２点のアライメントポイントの検出をＣＣＤカメラ１２１によって行う。アライメントポイントの検出が行われると、レーザ光３０の照射目標に輝点欠陥部が正確に位置するように、ＸＹテーブル１３０を駆動させることが可能となる。
【００５１】
まず、アライメントポイントの検出が正常に行えたことを確認したとき（アライメント確認ステップＳ１）、ＸＹステージ制御手段３１８によってＸＹステージ１３０を、レーザ光３０の焦点が図１０（ａ）〜図１０（ｂ）に示す輝点欠陥部に該当する領域ｋ内の所定箇所に来るよう移動させる（ステージ調節ステップＳ２）。アライメントが行われていないときは処理が終了する。そして、発振器制御手段３１１、アッテネータユニット制御手段３１２、可変スリット制御手段３１３及び対物レンズ制御手段３１６を起動させ、レーザ光３０の焦点を液晶２１に合わせて照射することにより、図５及び図１０（ａ）に示すように液晶２１中に気泡３５を発生させる（気泡発生ステップＳ３）。気泡３５を発生させた後、アッテネータユニット制御手段３１２によってレーザ光３０の減衰率を、可変スリット制御手段３１３によってレーザ光３０の照射面積を、対物レンズ制御手段３１６によってレーザ光３０の焦点をそれぞれ連続的に調節しながらレーザ光３０を配向膜１８に照射する（焦点移行ステップＳ４）。そして、対物レンズ制御手段３１６によってレーザ光３０の照射面を配向膜１８に合わせながらＸＹステージ制御手段３１８によりレーザ光３０の照射面が配向膜１８上の領域ｋ内を、レーザリペア装置動作プログラム２０９又はリペアデータＲＤによって予め決められた所定経路ｒに沿って図６及び図１０（ｂ）のように走査するよう、ＸＹステージ１３０を液晶表示装置１０の面方向へ移動させる。（配向膜変質ステップＳ５）。レーザ光３０の照射面が上述した気泡３５の範囲内の位置からはみ出ない程度の所定距離を走査したとき、レーザ光３０が上述した所定経路ｒの全てを走査したかかどうかをＸＹステージ制御手段３１８により確認し（照射確認ステップＳ６）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）のようにレーザ光３０が所定経路を走査していなければ気泡発生ステップＳ３へ戻り、図７のように気泡３５を発生させ、図８のように焦点移行ステップＳ４及び配向膜変質ステップＳ５を経て照射確認ステップＳ６までの処理を行う。レーザ光３０が所定経路ｒを全て走査していれば、図１０（ｄ）のように領域ｋ内の配向膜１８が全て変質部１８ｄとなり、その時点でレーザ光３０の照射を停止するとともに（照射停止ステップＳ７）、他に修正されていない輝点欠陥部が存在するか否かをＸＹステージ制御手段３１８により確認し（輝点欠陥部確認ステップＳ８）、他にも輝点欠陥部が存在する場合にはステージ調節ステップＳ２へ移行させる。他に輝点欠陥部が存在しない場合は処理を終了する。
【００５２】
以上に説明したように本実施形態によれば、収束光学系制御手段たる対物レンズ制御手段３１６が、レーザ光３０の照射中に液晶２１と配向膜１８との間でレーザ光３０の焦点の位置を無段階に制御する処理として収束光学系制御処理を行うとともに、減衰器制御手段たるアッテネータユニット制御手段３１２がレーザ光３０の焦点が液晶２１と配向膜１８との間を移動する際に当該レーザ光３０の減衰率を無段階に制御する減衰器制御処理を実行している。言い換えれば、レーザ光３０の照射中に、レーザ光３０の焦点を配向膜１８と液晶２１との間で無段階に移動させつつレーザ光３０の減衰率を連続的に変化させながら、気泡発生ステップＳ３から配向膜変質ステップＳ５へ連続的に移行する液晶表示装置１０の修正方法を実現している。
【００５３】
このようにすることにより、レーザ光３０の照射中に、減衰率及び焦点位置を制御して連続的に変化させることが可能となるので、従来１箇所の輝点欠陥部に対してレーザ光３０を複数回に分けて照射していた照射回数を１回のみの照射として輝点欠陥部を修正することが可能となり、輝点欠陥部の修正に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。また、レーザ光３０の減衰率と焦点の位置を無段階に制御することにより、レーザ光３０の減衰率、焦点の位置及び照射面積をそれぞれ最適な値に設定することができるので、様々な種類の液晶表示装置１０に適用することができる。
【００５４】
そして、本実施形態に係るレーザリペア装置１及びレーザリペア装置動作プログラム２０９は、可変スリット制御手段３１３がレーザ光３０の照射面積を無段階に制御する可変スリット制御処理を実行するものであり、併せて、レーザ光３０の照射面積を無段階に制御して連続的に変化させながら気泡発生ステップＳ３から配向膜変質ステップＳ５へ連続的に移行することにより液晶表示装置１０の輝点欠陥部を修正するものであるので、１回のレーザ光３０の照射において液晶２１中に設けるレーザ光３０の焦点におけるパワー密度を適宜調節して発生させる気泡の大きさを調節することができるとともに、配向膜１８にレーザ光３０を照射する場合ではレーザ光３０の照射面積を適宜設定することが可能となる。
【００５５】
さらに、配向膜変質ステップＳ５においてレーザ光３０の焦点の位置を輝点欠陥部上を所定経路で走査させることにより、１回のレーザ光３０の照射において輝点欠陥部の範囲内にレーザ光３０を走査させることができるため、輝点欠陥部の大きさに関わらず、１箇所の輝点欠陥部の範囲内における配向膜１８を隙間無く変質させて変質部１８ｄを形成することにより、より精度の高い輝点欠陥部の修正を行うことが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態に係るレーザリペア装置に用いるレーザ発振器たる発振器１１１はＹＡＧレーザを発振するものであるので、高いピークパワーが安定して得られ、かつ操作が容易であり、メンテナンスが簡便といった特徴を有し、実用性が高いものとなっている。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、気泡を発生させるステップと配向膜を走査するステップとを交互に行うものとしたが、その他に、例えば先に気泡を数回に分けて発生させるようにしたり、気泡を発生させながらレーザ光を動作させるようにしてもよい。また、上記実施形態ではレーザ光としてＹＡＧレーザの基本波のみを用いたが、第２高調波を射出可能なものであってもよい。
【００５９】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザリペア装置の構成を示す図。
【図２】同実施形態に係るレーザ処理装置の構成を示す図。
【図３】同実施形態に係るレーザリペア装置の機能ブロック図。
【図４】同実施形態に係るデータの流れを示すフロー図。
【図５】同実施形態に係る液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図６】同実施形態に係る液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図７】同実施形態に係る液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図８】同実施形態に係る液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図９】同実施形態に係る液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図１０】同実施形態に係る液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図１１】液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図。
【図１２】従来の液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図１３】従来の液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【図１４】従来の液晶表示装置の修正方法を示す模式図。
【符号の説明】
【００６１】
１  …レーザリペア装置
１０…液晶表示装置
１１…基板（ＣＦ側基板）
１２…基板（ＴＦＴ側基板）
１８、１９…配向膜
１８ｄ…変質部
２１…液晶
３０…レーザ光
１１０…レーザ光学系
１１１…レーザ発振器（発振器）
１１２ａ…減衰器
１１４…可変スリット
１２０…収束光学系
１３０…ステージ（ＸＹステージ）
２００…コンピュータ
２０９…レーザリペア装置動作プログラム
３１２…減衰器制御手段（アッテネータユニット制御手段）
３１３…可変スリット制御手段
３１６…収束光学系制御手段（対物レンズ制御手段）
３１８…ステージ制御手段（ＸＹステージ制御手段）
ｒ  …所定の経路
Ｓ３…気泡発生ステップ
Ｓ５…配向膜変質ステップ
【図１】
2005274709.tif 000003
【図２】
2005274709.tif 000004
【図３】
2005274709.tif 000005
【図４】
2005274709.tif 000006
【図５】
2005274709.tif 000007
【図６】
2005274709.tif 000008
【図７】
2005274709.tif 000009
【図８】
2005274709.tif 000010
【図９】
2005274709.tif 000011
【図１０】
2005274709.tif 000012
【図１１】
2005274709.tif 000013
【図１２】
2005274709.tif 000014
【図１３】
2005274709.tif 000015
【図１４】
2005274709.tif 000016