JPH04353821A - 液晶表示装置および液晶表示装置の欠陥修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一組の偏向板に挟まれ
た一対の透明基板間に液晶が封入され、表示用の絵素が
マトリクス状に配列された透過型液晶パネルと、該透過
型液晶パネルの背面方向より表示用の照明光を照射する
光源手段とを有する液晶表示装置および該液晶表示装置
の液晶パネルに発生する輝点欠陥を修正する欠陥修正方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の液晶表示装置の一例として、プ
ロジェクション装置に使用されるアクティブマトリクス
駆動方式の液晶パネルがある。この液晶パネルは貼り合
わされる一対のガラス基板の内の一方のガラス基板上に
マトリクス状に配設される絵素電極にＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）を接続し、該ＴＦＴのスイッチング動作によ
り各絵素電極の選択、非選択を行って表示動作を行う。 このため、単純マトリクスの欠点である非選択時のクロ
ストークを発生せず、高画質のディスプレイを実現でき
る。

【０００３】ところで、ＴＦＴはガラス基板上にゲート
電極やソース電極およびドレイン電極等を積層した多層
構造であるため、これらの金属薄膜をガラス基板上に積
層する工程と、該金属薄膜をパターニングする工程が繰
り返し行われる。このため欠陥のない完全なＴＦＴを作
製するには、製造工程において各種条件を維持、管理す
るために非常な努力を要する。

【０００４】それ故、場合によっては正常なＴＦＴ特性
が得られていない欠陥ＴＦＴを発生することもあり、欠
陥が修復可能なものはその欠陥内容により、それぞれの
修正技術を用いて修復が図られる。このようなＴＦＴの
欠陥の一例として、回路形成パターン上での修復ができ
ず、表示駆動した場合に、ＴＦＴに接続された絵素電極
に相当する絵素が輝点となって表示画面上で認識される
輝点欠陥がある。

【０００５】この輝点欠陥の修正方法の一従来例として
図１１および図１２に示される方法がある。この方法は
液晶パネル１の輝点絵素５に対応する入射側のガラス基
板２の表面付近（以下この位置を輝点欠陥修正部６とい
う）不透明遮光膜６を形成し、これによりに光源（図示
せず）から輝点絵素５に入射される光を減光して輝点絵
素５を目立たないように修正する手法をとる。

【０００６】ここで、不透明遮光膜６が形成されるガラ
ス基板２上の輝点絵素５に対応する部分、すなわち修正
箇所は輝点絵素５と光源からの照明光の入射経路が同一
になるガラス基板２の表面位置が選定される。より具体
的には、コンデンサレンズ７を通して光源から表示パネ
ル１に入射され、投影レンズ８に収束される光束の内の
輝点絵素５を通過する経路Ａ上にあるガラス基板２の表
面位置をいう。図１２は、輝点絵素５と不透明遮光膜６
が同一経路上にあることを模式的に示している。なお、
ガラス基板２は貼り合わされる２枚のガラス基板２、３
の内の入射側に位置するガラス基板であり、両基板間に
表示媒体としての液晶が封入される。

【０００７】また、不透明遮光膜６は具体的には以下の
ようにして形成される。すなわち、ＵＶ硬化型樹脂（紫
外線硬化型樹脂）インクをマーキング針の先端微小Ｒ（
アール）の箇所に付着させ、これを上記修正箇所に転写
した後、紫外線を照射して硬化させ、これによりガラス
基板２の表面に接着する。なお、この不透明遮光膜６の
大きさは液晶パネルの機種により若干異なるが、直径が
約１００〜２５０μｍ、厚みが１０μｍ程度の非常に微
小なものである。

【０００８】但し、上記した修正方法が適用されるのは
輝点絵素５と修正箇所の光軸が常に一定となるプロジェ
クション装置用の液晶パネル等に限られ、直視型のよう
に視角が一定でないものには適用することができない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た修正方法は以下に示す欠点があるため、液晶表示装置
における輝点欠陥の悪影響を完全に排除するには限界が
ある。

【００１０】■不透明遮光膜６は表面が非常に平滑なガ
ラス面に対する接着力が十分でないため、塵埃等の汚れ
を除去するために表面を拭きとる等の清掃作業を行うと
、ガラス基板２の表面から剥離したり、欠損を生じたり
する不具合を生じ易く、信頼性の面で劣る欠点がある。

【００１１】■遮光特性において、この不透明遮光膜６
はほぼ完全に透過光を遮断するので、表示画面が明るい
映像場面の場合に、該不透明遮光膜６が黒点となって視
認されるため、修正箇所がディスプレイの端部位置に限
定される欠点がある。

【００１２】本発明は、このような従来技術の欠点を解
決するものであり、修正に対する信頼性の向上および修
正位置が限定されることがない液晶表示装置および液晶
表示装置の欠陥修正方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置は
、対向配置される偏向板間に挟まれた一対の透明基板間
に液晶が封入され、表示用の絵素がマトリクス状に配列
された透過型液晶パネルと、該透過型液晶パネルの背面
方向より表示用の照明光を照射する光源手段とを有する
液晶表示装置において、輝点欠陥が発生している該絵素
を照射する該照明光の照射経路上に位置する該偏向板の
表面付近に凹陥加工部が形成され、該凹陥加工部の底面
が光散乱特性を示す粗面形状に形成されてなり、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００１４】また、本発明の液晶表示装置の欠陥修正方
法は、対向配置される偏向板間に挟まれた一対の透明基
板間に液晶が封入され、表示用の絵素がマトリクス状に
配列された透過型液晶パネルと、該透過型液晶パネルの
背面方向より表示用の照明光を照射する光源手段とを有
する液晶表示装置の欠陥修正方法において、該照明光を
該透過型液晶パネルに照射して該絵素に発生している輝
点欠陥を検出する工程と、 該輝点欠陥が発生している該絵素を照射する該照明光の
照射経路上に位置する該偏向板の表面付近に、底面が光
散乱特性を示す粗面形状に形成された凹陥加工部を形成
する工程と を含んでなり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１５】好ましくは、深さの浅い部位と深い部位が
交互に連設されて形成されるステップ状の底面を有する
凹陥加工部を形成する。また、エキシマレーザーエッチ
ングで凹陥加工部を形成することが好ましい。更には、
入射側のみならず出射光側の偏向板にも凹陥加工部を形
成することもできる。

【００１６】

【作用】上記のように表示用の照明光の照射経路上に位
置する偏向板の表面付近に凹陥加工部を形成し、その底
面を粗面化処理すると、この部分を通過する照明光が拡
散される。従って、表示画面上において、輝点欠陥の輝
度レベルが周囲の絵素に対して目立たなくなるレベルに
迄減光されることになる。この結果、輝点絵素の存在が
周囲の正常絵素に対して目立たない状態になる。すなわ
ち、輝点絵素が修正されたことになる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例を説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例にかかる欠陥の修
正方法を模式的に示しており、エキシマレーザ発振器９
から出射されたレーザビーム１０はスリットパターン１
１を通り、紫外線反射ミラー１２で反射された後、レン
ズ１３を経て載置台１４上にセットされた液晶パネル１
の輝点修正部１６に集光されて照射される。図２に斜線
で示すように、この輝点修正部１６は照射光に対して輝
点を発生している輝点絵素５と同一の照射経路上にある
。

【００１９】また、本実施例の輝点修正部１６は、図３
に示すように貼り合わされる一対のガラス基板２、２７
の両外側に配設される一対の偏向板３１、３１の内、光
源からの照明光４０が液晶パネル１に入射される側の偏
向板３１の表面付近に選定される。偏向板３１、３１は
ヨウ素系等の染料系偏向板で形成され、該輝点修正部１
６は上記同様に輝点絵素５を照射する照明光４０の照射
経路上にある。

【００２０】入射側のガラス基板２の内面側、すなわち
対向面側にはカラーフィルタ２４およびブラックストラ
イプ２５が交互に配設される。カラーフィルタ２４は全
て同色のカラーフィルタ（図示例ではＲ（赤）のカラー
フィルタ）であって、該カラーフィルタ２４およびブラ
ックストライプ２５は絵素に対応して配設される。更に
、このように配設されるカラーフィルタ２４およびブラ
ックストライプ２５の内面側には対向電極２６が配設さ
れる。対向電極２６は一対のガラス基板２、２７間に封
入されるツィステッドネマティック液晶層３０に電圧を
印加するために配設される。なお、カラーフィルタ２４
はガラス基板２の外表面側に配設することにしてもよい
。

【００２１】一方、照明光４０が出射される側のガラス
基板２７の内面にはマトリクス状に配列された絵素電極
２８と該絵素電極２８への給電をスイッチングするＴＦ
Ｔ２９が形成され、両ガラス基板２、２７間には９０度
またはそれ以上ねじれ配向されたツィステッドネマティ
ック液晶層３０が封入されている。なお、この実施例で
は液晶パネル１として３枚パネル方式の投影型液晶表示
装置に用いられる液晶表示パネル１を例示している。こ
の場合、液晶パネル１に組み込まれるカラーフィルタ２
４は上記のように同一のパネル内で同色となり、３枚の
液晶パネル１が合成されて三原色フルカラー表示が行わ
れることになる。

【００２２】また、液晶パネル１としては、直視型ある
いは投影型いずれの液晶表示装置を用いることもでき、
表示方式としては、偏向フィルム３１と液晶分子のねじ
れ配向効果を利用したＴＦＴ駆動型、ＭＩＭ駆動型又は
デューテイ駆動型等広く適用可能である。更には、上記
構造以外に照明光４０の入射側にＴＦＴ付ガラス基板、
出射側にカラーフィルタ付ガラス基板側に輝点修正部１
６を形成する構成としてもよい。

【００２３】なお、スリットパターン１１には輝点修正
部１６の外形サイズが拡大された形状のパターンが形成
されており、該スリットパターン１１を通した縮小スリ
ット露光によりレーザビーム１０が輝点修正部１６の位
置に精度よく照射されるようになっている。加えて、こ
のようなスリットパターン１１を用いれば、次に説明す
る粗面１７を種々の凹凸段差で形成できる利点がある。 また、載置台１４は、例えば水平面内において、Ｘ−Ｙ
直交２軸方向に移動可能になっており、該載置台１４の
移動によりレーザビーム１０を所望の輝点修正部１６に
照射できるようになっている。

【００２４】また、輝点絵素５の検出は、前工程におい
て、液晶パネル１に光源より照明光４０を照射し、駆動
状態にある液晶パネル１の表示画像を表示画面上に投影
し、この投影像を検査員が視認して行われる。

【００２５】図３に示すように、輝点修正部１６に対す
る修正処理は該輝点修正部に矢印Ｉ１方向からレーザビ
ーム１０を照射して行われる。これにより照射部はレー
ザエッチングされ、偏向板３１のエッチング部底面、す
なわち凹部１８の底面に微小な凹凸からなる粗面１７が
形成される。従って、以後、この粗面化処理部に光源よ
り矢印Ｉ１方向と同様のＩ２方向から照明光４０を照射
すると、該照明光４０は粗面１７により拡散された後、
表示画面に向けて出射される。それ故、粗面形状の程度
に応じて同一の経路上にある輝点絵素５から観測者に到
達する直達光量が減少し、輝点絵素５の輝度レベルが表
示画面上において、周囲の正常絵素５０の輝度レベルと
差のないレベル迄低下されることになる。この結果、輝
点絵素として認識されなくなる。すなわち、輝点絵素５
の減光効果により輝点絵素５が修正されたことになる。

【００２６】上記の輝度低減効果を観測者に到達する直
達光量の変化として表現すると、粗面化後の光量をレー
ザビーム１０照射前の８０％〜１０％程度の範囲に適宜
制御することが可能である。本実施例ではレーザビーム
１０照射前の光量の５０％±１０％程度に低減させて良
好な輝点欠陥の修正効果を得ている。尚、偏向板３１は
入射側と出射側の両方に配置されるため、上記の輝度減
光量を大きくしたい場合は、両方の偏向板３１、３１に
凹部１８および粗面１７を形成すればよい。

【００２７】上記した粗面化処理はＣＯ２レーザによる
レーザエッチングで行ってもよいし、あるいはダイヤモ
ンド針や超硬合金製の針を用いた触刻によって行うこと
もできるが、エキシマレーザエッチングによればこれら
の方法に比して以下に示す利点がある。

【００２８】まず、触彫法と比較すると、粗面加工が容
易になると共に、凹凸形状の精度がよい粗面１７を形成
できる利点がある。

【００２９】一方、ＣＯ２レーザと比較すると、ＣＯ２
レーザエッチングは熱加工であるため、輝点修正部１６
周囲に熱的ダメージを与えることになるが、エキシマレ
ーザエッチングによればこのような熱的ダメージを与え
ることがないという利点がある。従って、以上の理由に
よりエキシマレーザエッチングにより粗面１７を形成す
る修正方法が実施する上で最も好ましいものになる。

【００３０】更に、エキシマレーザエッチングは封入ガ
スとして、発振波長１９３ｎｍのＡｒＦ、発振波長２４
８ｎｍのＫｒＦ、発振波長３０８ｎｍのＸｅＣｌ等が使
用され、該封入ガスの種類によってエキシマレーザ発振
器９のパルスエネルギーが異なり、粗面１８の表面粗さ
も異なることになるが、本発明者等による以下の実験結
果により、封入ガスとしてＫｒＦを使用したエキシマレ
ーザエッチング加工が最も好ましい修正方法であること
を確認できた。

【００３１】すなわち、輝点修正部１６からの出射光を
減光させる粗面化に最適なエキシマレーザガスの種類を
検討するため、封入ガスの種類を変え、同一のパルスシ
ョット条件で実験したところ、粗面１７の表面粗さはＫ
ｒＦが最も粗く、次いでＡｒＦであった。そして、表面
粗さを最も粗面化できたＫｒＦによる粗面１７を顕微鏡
で観察すると、粗面１７が砂粒状を呈し、透過照明の透
過が十分に抑制されることが確認できた。

【００３２】従って、このＫｒＦを用いて図２に示す輝
点修正部１６の全域に一様にレーザビームを照射して輝
点消失効果を確認したところ、輝点の輝度レベルが正常
絵素の輝点レベルと差のない低いレベル迄減光されてい
ることが確認できた。

【００３３】図４は図３に示される粗面化処理の変形例
を示しており、この変形例では半球状の凹部１８ａを入
射側の偏向板３１の表面付近に形成し、その底面に粗面
１７を形成する粗面化処理を行う。この変形例において
も、輝度減光量を大きくしたい場合は両偏向板３１、３
１に凹部１８ａおよび粗面１７を形成すればよい。

【００３４】図５および図６は本発明の第２実施例を示
しており、この第２実施例では、輝点修正部１６の微小
面積内に多数の凹部１９（図の斜線部分）と凸部２０（
図の白枠部分）を形成し、且つこの凹部１９の底面およ
び凸部２０の表面に粗面１７を形成する修正方法をとる
。なお、上記微小面積は液晶パネルの機種毎に異なるが
、小さいもので１２０×１００μｍ、大きいもので２５
０×２３０μｍ程度である。

【００３５】この第２実施例によれば、粗面化処理がい
わば二重に施されることになるので、光源からの入射光
を更に一層拡散、減光できる利点がある。この第２実施
例によれば、プロジェクション装置の今後の技術動向に
対応する上で都合のよいものになる。すなわち、今後の
技術動向として、光源となるメタルハライドランプの高
輝度化が進むことが予想されるため、これに対応すべく
粗面化処理部における輝点輝度の減光効果を更に一層向
上させる必要があるからである。

【００３６】なお、この修正方法はレーザビーム１０を
以下の手順で輝点修正部１６に照射して行われる。すな
わち、まず輝点修正部１６の全域にレーザビーム１０を
一様に照射し、次いで、メッシュ状のスリットパターン
マスクを使用してこれの上方から２度目のレーザビーム
照射を行って凹部１９を形成する。

【００３７】図７および図８は本発明の第３実施例を示
しており、この第３実施例では輝点修正部１６に図７に
斜線で示される多数の丸穴状の凹部２１を形成し、該凹
部２１の底面に粗面１７を形成する修正方法をとる。こ
の第３実施例の修正方法は上記第２実施例同様の手順で
行われ、同様の減光効果を奏する。

【００３８】図９は第３実施例で示される粗面化処理の
変形例を示しており、この変形例では凹部２１ａをテー
パ状に形成し、その底面に粗面１７を形成する粗面化処
理を行う。

【００３９】図１０は本発明の第４実施例を示しており
、この第４実施例ではレーザビーム１０の照射方向を輝
点修正部１６に対して所定の角度をつけて行い、斜めに
なった凹凸部１９ｂ、２０ｂを形成する修正方法をとる
。この第４実施例による場合も上記第２、第３実施例同
様の効果を奏することができる。

【００４０】なお、本発明が適用される液晶パネルは３
枚パネル方式の投影型液晶表示装置に用いられるものに
限定されず、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色カ
ラーフィルタが交互に配列された直視型の液晶パネルで
あっても同様に実施することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の本発明によれば、上記従来の修正
方法に比して以下に箇条書きする利点を有する。

【００４２】■遮光、減光特性。

【００４３】従来方法によれば、修正部に入射する入射
光を完全に遮光するので、修正部が黒点となるため修正
箇所がディスプレイの端部に限定されるのに対し、本発
明によれば、入射光を拡散減光して修正するので、かか
る黒点を生じず、修正箇所が限定されることがない。

【００４４】■修正の信頼性。

【００４５】不透明遮光膜を使用しないので、当然のこ
とながら、該膜が清掃時等において剥離、欠落する不具
合を発生することがなく、信頼性の向上が図れる。

【００４６】■修正サイズ、修正形状。

【００４７】従来方法によれば、安定した不透明遮光膜
の接着を行わんとすれば、接着形状がどうしても円形の
ものに限定されるため、方形の輝点絵素に対処しづらく
なるのに対し、本発明によれば、スリットパターンを使
用することにより、輝点絵素の形状に対処でき、多種類
の凹凸段差を形成できるので減光度の選択が可能になる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるエキシマレーザ装置
を用いた欠陥の修正方法を模式的に示す図面。

【図２】輝点絵素と輝点修正部が照明光に対して同一の
照射経路上にあることを示す図面。

【図３】エキシマレーザエッチングにより形成された粗
面を示す図面。

【図４】図３で示される粗面化処理の変形例を示す図面
。

【図５】本発明の第２実施例にかかる輝点修正部を示す
図面。

【図６】図５のＢ−Ｂ線による断面図。

【図７】本発明の第３実施例にかかる輝点修正部を示す
図面。

【図８】図７のＣ−Ｃ線による断面図。

【図９】図８で示される粗面化処理の変形例を示す図面
。

【図１０】本発明の第４実施例にかかる輝点修正部の断
面図。

【図１１】従来方法を示す側面図。

【図１２】従来方法における図２に対応する図面。

【符号の説明】

１　　液晶パネル ２　　ガラス基板 ５　　輝点絵素 ９　　エキシマレーザ発振器 １０　　レーザビーム １１　　スリットパターン １４　　載置台 １６　　輝点修正部 １７　　粗面 １８　　凹部 １９　　凹部 ２７　　出射光側ガラス基板 ３０　　ツィステッドネマティック液晶３１　　偏向板 ４０　　照明光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置される偏向板間に挟まれた一対の
   透明基板間に液晶が封入され、表示用の絵素がマトリク
   ス状に配列された透過型液晶パネルと、該透過型液晶パ
   ネルの背面方向より表示用の照明光を照射する光源手段
   とを有する液晶表示装置において、輝点欠陥が発生して
   いる該絵素を照射する該照明光の照射経路上に位置する
   該偏向板の表面付近に凹陥加工部が形成され、該凹陥加
   工部の底面が光散乱特性を示す粗面形状に形成されてい
   る液晶表示装置。
2. 【請求項２】対向配置される偏向板間に挟まれた一対の
   透明基板間に液晶が封入され、表示用の絵素がマトリク
   ス状に配列された透過型液晶パネルと、該透過型液晶パ
   ネルの背面方向より表示用の照明光を照射する光源手段
   とを有する液晶表示装置の欠陥修正方法において、該照
   明光を該透過型液晶パネルに照射して該絵素に発生して
   いる輝点欠陥を検出する工程と、 該輝点欠陥が発生している該絵素を照射する該照明光の
   照射経路上に位置する該偏向板の表面付近に、底面が光
   散乱特性を示す粗面形状に形成された凹陥加工部を形成
   する工程と を含む液晶表示装置の欠陥修正方法。