CN100437315C - 用于校正液晶显示器的坏点的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过以一激光束扫描所述坏点来校正一液晶显示器的所述坏点的方法。移动所述液晶显示器以使所述坏点面对一会聚所述激光束的透镜。在与所述激光束光轴正交的方向上相对于所述透镜移动所述激光束以扫描所述坏点。

Description

用于校正液晶显示器的坏点的方法和装置
本申请案是基于并主张于2004年3月25日申请的先前日本专利申请案第2004-90117号的优先权，该案的全文以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于校正液晶显示器的坏点的方法和装置，具体而言，涉及一种通过使用激光束扫描坏点来校正所述坏点的方法和装置。
背景技术
在制作液晶显示器(LCD)时，当薄膜晶体管(TFT)不能正确运作或液晶未经正确定向时，便会形成坏点。由于坏点不能阻挡所传送的光，因而坏点导致亮点瑕疵。尽管在设计及制作过程中可采取各种措施以减少亮点瑕疵的发生率(其会降低显示质量)，但很难降低亮点瑕疵的发生率。
在现有方法中，当LCD制成后，检查LCD的各个像素是否有坏点。当存在坏点时，便逐一加以校正。第07-225381号、第08-015660号、第08-201813号和第10-260419号日本专利公开案(Japanese Patent Disclosure)揭示出通过使用激光束照射坏点以减少其透射率从而校正坏点的方法。
这些揭示中显示的用于校正坏点的方法使用一发射激光束的激光装置以通过焦点透镜照射坏点。在照射之前，移动固持LCD的平台，以使得坏点恰恰被置于焦点透镜下方。此移动是一项定位移动。然后，所述坏点被由焦点透镜会聚的激光束所照射。所述激光束在形成于一玻璃基板上的配向膜上运作以产生微小颗粒。所述微小颗粒从作用点向各个方向散开并沉积在坏点的内表面。微小颗粒的沉积减少配向膜对液晶分子的定向作用，从而坏点中的液晶分子以随机定向方式排列。结果，坏点的透射率减少并且坏点也变得不明显。
当使用上述常规方法来作用配向膜时，一激光束扫描所述坏点以作用缺陷薄膜(defective film)的配向膜的整个部分。此移动被称作扫描移动。通过移动固持LCD的平台以使得激光束相对于所述LCD相对地移动，从而执行所述扫描移动。由于激光束并非相对于所述焦点透镜移动，因而所述激光束的光轴能始终穿过焦点透镜的中心。因而，可以使扫描路径稳定。
然而，在校正例如电视机显示器的大型LCD中的坏点时，定位移动的定位分辨率基本上不同于扫描移动的分辨率。因而，桌台很难将扫描与定位移动相协调。
某些装置具有一用于定位移动的第一平台和一用于扫描移动的第二平台。具体而言，扫描移动是通过移动所述第二平台的桌台而实现的，其中所述第二平台上紧固有激光装置、衰减器、监视器和光学***。
同时，坏点的某种缺陷无法被发现直至其被校正装置检测。因此，如果单个校正装置可校正若干种坏点，那么其将更为有效。
为了使校正装置能够校正若干种坏点，所述校正装置需要具有集合光学***(collective optical system)与成像光学***。然而，如果成像光学***与集合光学***都被紧固在相同的桌台上，成像光学***很重，以至于对于扫描移动而言，以精细的定位分辨率来移动所述光学***是相当困难的。
发明内容
根据本发明提供一种通过使用激光束扫描液晶显示器的坏点来校正所述坏点的方法。所述方法包含：移动所述液晶显示器以使得所述坏点面对会聚所述激光束的透镜，并在与所述激光束光轴正交的方向上相对于所述透镜移动所述激光束以扫描所述坏点。
在根据本发明的一个方面中，提供一种用于校正液晶显示器的坏点的装置。所述装置包含：用于发射一激光束的激光装置；用于会聚所述激光束的透镜；用于移动液晶显示器以使所述坏点面对所述透镜的第一平台和用于在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述透镜以使所述激光束扫描所述坏点的第二平台。
在根据本发明的另一方面中，提供一种用于校正液晶显示器的坏点的装置。所述装置包含：用于发射一激光束的激光装置；用于会聚所述激光束的透镜；用于移动液晶显示器以使所述坏点面对所述透镜的第一平台和用于在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述激光束以使所述激光束能扫描所述坏点的扫描仪。
附图说明
图1为用于校正液晶显示器D的坏点的装置100的示意图。
图2为激光振荡器7的示意图。
图3展示出当激光束L的重复频率为1kHz且LD电流为20.0A时，在某种LD温度下激光束L的强度分布。
图4为形成激光光点S的激光束L的扫描路径。
图5为重复频率(f)、激光光点S的直径(d)和扫描速度(V)之间的关系。
图6展示液晶显示器D的截面示意图。
图7为用于校正液晶显示器D的坏点的装置200的示意图。
图8展示激光束L的强度分布，和透明孔4与形成激光光点S的激光束L之间的位置关系。
图9展示激光束L的强度与激光束L和透明孔4之间相对位置之间的关系。
图10展示用于校正液晶显示器D的坏点的装置300的示意图。
图11展示根据本发明的第五实施例的激光束L的扫描路径。
图12展示根据本发明的第六实施例的激光束L的扫描路径。
具体实施方式
参看图1到图6来解释根据本发明的第一实施例。
首先，参看图6解释液晶显示器(LCD)D的结构。图6为LCD D的垂直截面。
LCD D配备有一对彼此面对的玻璃基板61和62。偏光膜63和64分别结合在玻璃基板61和62的外表面上。液晶65被密封在玻璃基板61与62之间。
形成在玻璃基板61内表面上的薄膜晶体管(TFT)66以格栅排列。配向膜67形成在TFT 66上。红色、绿色或蓝色的彩色滤光片68形成在玻璃基板62的内表面上，并面对TFT 66。覆盖膜69形成在彩色滤光片68上。氧化铟锡(ITO)薄膜70和配向膜71进一步以此顺序形成。
驱动LCD D的TFT 66改变液晶分子66的定向，以控制背光的传送与切断。
接着，参看图1到图5解释用于校正LCD坏点的装置100。
图1展示装置100的示意图。
如图1所示，装置100配备有一连接到一控制器2的第一平台1。控制器2向所述第一平台1发出一个命令信号，借此移动所固持的液晶显示器(LCD)D。第一平台1为用于将LCD移动几毫米到几百毫米的大冲程定位平台。
用于会聚激光束L的大功率聚光透镜3(透镜)被设置在第一平台1的顶面上方。聚光透镜3呈圆柱状。聚光透镜3的轴线大体上与第一平台1的顶面正交。透明孔4形成在聚光透镜3径向上的中心位置处，并沿聚光透镜3的轴线延伸。一激光束L从上方穿过透明孔4并在聚光透镜3的下方形成激光光点S。
在此实施例中，激光束L的直径小于聚光透镜3的透明孔4的内径，从而激光束L可以完全入射到透明孔4。
电旋转器41不仅固持聚光透镜3而且固持低功率物镜42以观察坏点G。旋转器41旋转以在聚光透镜3与物镜42之间进行选择。
第二平台5固持旋转器41。连接到控制器2的第二平台5根据来自控制器2的命令信号沿与激光束L光轴正交的X和Y方向移动具有旋转器41的聚光透镜3。第二平台5为小冲程平台，用以移动聚光透镜3几微米到几百微米。
发射激光束L的激光装置6配备有激光振荡器7、衰减器8、电源监视器9和反射镜10。
图2展示激光振荡器7的示意图。激光振荡器7配备有激光二极管(LD)11、激发光透镜12、激光棒13、Q开关14和输出镜15。激光棒13为掺杂了Nd的YVO4碱金属晶体。LD11经配置以能够变化地设定其LD的温度。
将电流供给到LD11以从活动层(未图示)发射出激发光M。激发光M穿过激发光透镜12而入射到激光棒13。激光棒13、Q开关14和输出镜15与激发光M共振，从而将其输出为激光束L。由于激发光M具有温度依赖性，因而从激光振荡器7中输出的激光束L的模式依赖于LD11的LD温度。
即，激发光M的波长依赖于LD11的LD温度。激光棒13中所掺杂的Nd对激发光M的吸收取决于激发光M的波长。因此，激光棒13的加热度数根据LD温度而变化。而后，激光棒13根据加热度数而变形，并且热透镜效应改变激光束L的模式。
图3展示出在供给到LD11的电流为20.0A且激光束L的重复频率为1kHz的条件下，激光束L与LD11的LD温度之间的关系。
如图3所示，当LD11的LD温度为26℃到28℃时，激光束L具有环形强度分布，其被称为多模。当LD11的LD温度为38℃到40℃时，激光束L具有高斯强度分布，其被称为单模(TEMoo)。
接着描述装置100的运作。
当在LCD D中检测到坏点G时，第一平台1移动所述坏点G以使其面对聚光透镜3。当坏点G恰好置于透明孔4下方时，将LD11的LD温度调整为26℃到28℃以发射多模激光束，从而产生气泡。
作为多模激光束的激光束L穿过衰减器8和电源监视器9，被反射镜10反射以穿过透明孔4。而后，聚光透镜3将激光束L会聚以在坏点G上形成激光光点S。
激光光点S逐渐加热坏点G，致使玻璃基板61与62之间产生气泡。由于激光束L为多模，并具有较低的能量密度，因而配向膜67和71几乎不会受损。
在玻璃基板61与62之间产生气泡后，将LD11的LD温度调整到38℃到40℃，从而激光振荡器7发射出重复频率(f)的单模脉冲激光束L。激光束L穿过衰减器8和电源监视器9，并被反射镜10反射以穿过聚光透镜3的洞4。聚光透镜3将激光束L会聚以在坏点G上形成激光光点S。
激光光点S将玻璃基板61与62上的配向膜67与71部分地融化并蒸发，即，作用。微小颗粒从作用点朝向各个方向飞散，并沉积在配向膜67和71的表面上以降低对液晶65的定向度数。借此，坏点G附近的液晶分子被随机定向。接着，引起亮点瑕疵的透明光束减弱并且坏点G变得不明显。
在激光束L照射坏点G的同时，第二平台5在与激光束L光轴正交的X与Y方向上移动聚光透镜3，以扫描坏点G。因而，坏点G上形成的激光光点S在与聚光透镜3的移动方向相同的方向上移动与之相同的距离。
如图4所示，通过移动聚光透镜3，激光光点S在坏点G上方移动，以几乎作用坏点G的整个配向膜67和71。
如图5所示，通过将激光束L的重复频率(f)与第二平台5的移动同步化，各个激光光点S以恒定的重叠率(a)与相邻激光光点重叠。当设定经会聚的光束的直径或激光束L在作用点处为(d)，激光束L的重复频率为(f)以及激光束L的扫描速度为(v)时，所述重叠率(a)表示为下文中的公式。
a = 1 - v f × d .
将激光束L的重复频率(f)与第二平台5的移动相同步化预防在扫描速度降低的扫描路径上的F处(图4)配向膜过度加热。借此，配向膜67和71的整个表面都能够在均衡能量下运作，从而不会损伤彩色滤光片68。
装置100具有第一和第二平台1和5。第一平台1是大冲程定位平台，其具有低的定位分辨率以便仅将坏点G置于聚光透镜3的下方。第二平台5为小冲程平台，其具有高分辨率以使用激光束L扫描坏点G。
尽管待校正的LCD是例如电视机的LCD的大型LCD，但装置100是通过移动聚光透镜3而非移动激光装置6来校正坏点。因而，甚至可以安装能够校正多种坏点的大型成像光学装置。
另外，控制并改变LD温度以在多模与单模激光束L之间进行选择。因而，激光装置6能够通过仅控制LD11的LD温度来产生气泡并作用配向膜，从而简化装置100的结构。
接着，参看图7来解释根据本发明的第二实施例。
图7为用于校正液晶显示器的坏点的校正装置200的示意图。
如图7所示，校正装置200配备有设置在激光装置6与聚光透镜3之间的扫描单元21，以通过在与激光束L光轴正交的方向上移动由激光振荡器7发射出的激光束L来扫描坏点G。
扫描单元21配备有两个用于反射激光束L的镜面(未图示)。在激光束L入射到聚光透镜3之前，其中聚光透镜3在此实施例中被设置为固定的，通过改变两个镜面的角度而在与激光束L光轴正交的X与Y方向上移动激光束L。
聚光透镜3将激光束L会聚以仅在聚光透镜3下方形成激光光点S。根据通过扫描单元21移动的激光束L的移动，激光光点S(激光束L)扫描坏点G以作用配向膜67和71。
因而，大型液晶显示器的坏点G可被校正。由于校正装置200通过不重的扫描单元21，而非移动激光装置6来扫描坏点G，因而校正装置200可负载具有集合光学装置和成像光学装置的大型振荡器6，从而能够校正各种缺陷。
接着，将参看图8和图9来解释根据本发明的第三实施例。
图8展示激光束L的强度分布，且图9展示激光光点S的强度分布。
如图8所示，在此实施例中，激光束L的直径大于聚光透镜3的透明孔4的内径。
激光束L被称为具有非均衡强度分布的高斯光束。因此，如图9所示，激光光点S的强度(垂直轴线)取决于激光束L与透明孔4之间的相对位置(水平轴线)。因此，当相对于激光透镜3移动激光束来扫描坏点G时，很难将均衡的能量施加到遍布坏点G的整个部分。
由于高斯光束的强度分布在理论上是已知的，因此，衰减器8可根据激光束L的理论值来调整激光束L的强度以将均衡能量施加到遍布坏点G。
即使激光束具有不同于高斯强度分布的强度分布，但激光光点S的强度与激光束L和聚光透镜3的相对位置之间的关系实际上能够被测得，从而可使用衰减器8或其它装置来调整激光光点S的强度。
图10展示用于校正液晶显示器坏点的校正装置300的示意图。
校正装置300包含设置在第二平台5下方的激光二极管(LD)31。LD 31发射激光束K，所述激光束K穿过第一平台1的通孔1a到达LCD D，以逐渐加热坏点G。通过激光束K在玻璃基板61与62之间产生气泡。
然后，图11展示出根据本发明的第五实施例。
图11展示出激光束L的示意性扫描路径。
在此实施例中，激光束L在扫描路径的折回部分处逐渐改变其方向，以保持其速度大体恒定。
由于仅通过以恒定间隔发射激光束L，所以几乎相同的能量都被施加到配向膜67和71的整个部分上，因而无需控制激光束L的重复频率(f)来保持重叠率(a)恒定。因此，在大体均衡的能量下作用配向膜67和71的整个部分，而不损坏彩色滤光片68或ITO薄膜70。
图12展示根据本发明第六实施例的校正装置600扫描坏点G的扫描路径。
如图12所示，激光束L在第一方向602上移动。然后，当其在第一方向602上持续移动时，避免激光束L在坏点G外照射坏点G。激光束L改变其方向并开始在第二方向604上移动，与此同时，避免其照射坏点G。当激光光点S进入坏点G时，激光束L开始再次照射坏点G。由机械或电挡阀控制激光束L的切断。
由于扫描路径上的折回部分位于坏点G外，且在此处激光束L改变其方向并降低扫描速度，因而无需控制激光束L的重复频率(f)以保持重叠率(a)恒定。因而，仅通过以恒定间隔发射激光束L从而将几乎相同的能量施加到配向膜67和71的整个部分。结果，在几乎相同的能量下作用配向膜67和71的整个部分，而不会损坏彩色滤光片68或ITO薄膜70。
根据上述教示，仍可作出本发明的各种修正。因此，应理解：在前述权利要求书的范畴内，本发明能够以不同于本文所描述的方式来实施。

Claims (19)

1.一种通过以一激光束扫描所述坏点来校正一液晶显示器的所述坏点的方法，其包含：
移动所述液晶显示器以使所述坏点面对一会聚所述激光束的透镜；和
在与所述激光束光轴正交的方向上使所述透镜与所述激光束相对地移动以扫描所述坏点。
2.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其进一步包含：调整激光束强度，所述激光束强度对应于所述透镜和所述激光束之间的相对位置。
3.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中，使所述透镜与所述激光束相对地移动包括在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述透镜。
4.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中，使所述透镜与所述激光束相对地移动包括在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述激光束。
5.根据权利要求4所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述激光束包括使用一具有一镜面以反射所述激光束的扫描单元来移动所述激光束。
6.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其还包含：
在使所述透镜与所述激光束相对地移动之前，以所述激光束照射所述坏点以产生一气泡。
7.根据权利要求6所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中，以一激光束照射所述坏点以产生一气泡包括以一多模激光束照射所述坏点，并且使所述透镜与所述激光束相对地移动包括相对于所述透镜移动一单模激光束。
8.根据权利要求7所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其还包含：
调整一激光二极管的LD温度以发射一多模激光束，用于产生所述气泡；和
调整所述激光二极管的LD温度以发射一单模激光束，用于扫描所述坏点。
9.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中使所述透镜与所述激光束相对地移动包括相对于所述透镜移动所述激光束以作用所述坏点的配向膜。
10.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其还包含使用一衰减器来调节所述激光束的强度。
11.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中，使所述透镜与所述激光束相对地移动包括相对于所述透镜移动一脉冲激光束，其中坏点上的每个激光光点均以一恒定重叠率与所述相邻激光光点重叠。
12.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其还包括在改变所述激光束相对于所述透镜的移动方向时，避免所述激光束照射所述坏点。
13.根据权利要求1所述的用于校正液晶显示器坏点的方法，其中，使所述透镜与所述激光束相对地移动包括在与所述激光束光轴正交的一第一方向上使所述透镜与所述激光束相对地移动，以扫描所述坏点，其还包含：
当在所述第一方向上使所述透镜与所述激光束相对地移动时，避免所述激光束照射所述坏点；
当在避免所述激光束照射所述坏点时，改变所述激光束相对于所述透镜的移动方向；和
在一与所述激光束光轴正交的第二方向上使所述透镜与所述激光束相对地移动，以扫描所述坏点。
14.一种用于校正液晶显示器坏点的装置，其包含：
一用于发射一激光束的激光装置；
一用于会聚所述激光束的透镜；
一用于移动所述液晶显示器以使所述坏点面对所述透镜的第一平台；和
一在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述透镜以使所述激光束扫描所述坏点的第二平台。
15.根据权利要求14所述的用于校正液晶显示器坏点的装置，其进一步包含：调整激光束强度的装置，所述激光束强度对应于所述透镜和所述激光束之间的相对位置。
16.根据权利要求14所述的用于校正液晶显示器坏点的装置，其中所述激光装置包含：
一激光棒；和
一将激发光发射到所述激光棒的激光二极管，所述激光二极管经配置以改变LD温度。
17.一种用于校正液晶显示器坏点的装置，其包含：
一用于发射一激光束的激光装置；
一用于会聚所述激光束的透镜；
一用于移动所述液晶显示器以使所述坏点面对所述透镜的第一平台；和
一用于在与所述激光束光轴正交的方向上移动所述激光束以使所述激光束扫描所述坏点的扫描仪。
18.根据权利要求17所述的用于校正液晶显示器坏点的装置，其进一步包含：调整激光束强度的装置，所述激光束强度对应于所述透镜和所述激光束之间的相对位置。
19.根据权利要求17所述的用于校正液晶显示器坏点的装置，其中所述激光装置包含：
一激光棒；和
一将激发光发射到所述激光棒的激光二极管，所述激光二极管经配置以改变LD温度。
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