JP3631350B2 - 液晶ディスプレイのレ−ザリペア装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶ディスプレイの画素欠陥をレ−ザ光によってリペアするレ−ザリペア装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
アクティブマトリックス液晶ディスプレイは、マトリックス状に存在する画素電極の各々に対応するスイッチング素子が形成されており、このスイッチング素子により画素電極に電荷を充放電して液晶を駆動するものである。
【0003】
上記構成において、画素を表示するために形成されるスイッチング素子と画素電極の数は数十万個であり、中には100万個を越えるものも製造されるようになってきた。
【0004】
このような多数の画素を形成していく過程では何らかの原因によってスイッチング素子が作動しない、あるいは画素駆動電極が正常に形成されていないために液晶を駆動できない欠陥箇所が生じることがある。欠陥の発生は製造歩留まりを低下させ、コストアップの要因となっていた。
【0005】
このような対策として、特開平5−210111号公報に示されるように、レ−ザ光を用いてゲ−ト電極とドレン電極を接続し、常に欠陥画素の表示電極部に直流電圧を印加し、画素の透過光を減少させて目立たなくさせることが知られている。
【0006】
このようなリペア方法によると、画素電極に印加される直流電圧によって液晶中のイオンがリペア部の片側電極に集積され、液晶ディスプレイの寿命を短くする欠点があった。
【0007】
他のリペア方法としては特開昭60−243635号公報に開示されている。このリペア方法は画素サイズに近い、比較的大きな径のレ−ザスポット、たとえば70×200μmのレ−ザスポットを形成し、このレ−ザスポットを配向膜や画素電極に照射し、これらを除去加工する。それによって、液晶層の配向性が選択的に消失するから、透過光を減少させることができる。
【0008】
しかしながら、このようなリペア方法によると、大きな面積のレ−ザスポットを欠陥画素に一括照射するため、単位時間当たりの入熱量が高くなり、配向膜や画素電極以外の部分が損傷を受け易いということがあった。また、急激な温度上昇による液晶層の気化によって加工部分が液晶層によって冷却されにくくなるため、損傷が顕著になるということもある。
【0009】
このような欠陥をなくすため、上記レ−ザスポットを画素よりも十分に小さくして照射するということが考えられている。つまり、レ−ザスポットを小さくすれば、単位時間当たりの入熱量を低くできるから、画素電極以外の部分に損傷を与えるのを防止できることになる。
【0010】
その場合、レ−ザスポットは欠陥画素に比べて十分に小さいため、レ−ザスポットによって欠陥画素全体を照射するためには、そのレ−ザスポットを走査させなければならない。レ−ザスポットを走査せる場合には、欠陥画素の座標を認識したり、その認識に基づいて欠陥画素に対してレ−ザスポットを位置決めするなどのことを行わなければ走査させることができない。したがって、そのようなリペア作業を行うための装置の開発が望まれていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
このように、レ−ザ光によって欠陥画素をリペアする場合、画素電極以外の部分に損傷を与えるのを防止するためには、レ−ザスポットを欠陥画素に比べて十分に小さく走査させなければならないということがある。
【0012】
この発明は上記事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、欠陥画素よりも小さなスポットのレ−ザ光によって上記欠陥画素をリペアできる液晶ディスプレイのレ−ザリペア装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、液晶ディスプレイの欠陥画素に、この欠陥画素よりも小さなスポットのレ−ザ光を照射してリペアするレ−ザリペア装置において、
上記液晶デイスプレイが保持されるワ−クステ−ジと、
このワ−クステ−ジをX、Yおよびθ方向に駆動する第1の駆動手段と、
上記液晶ディスプレイの欠陥画素を指示するための指示用光を出射する指示用光源と、
上記欠陥画素をリペアする上記レ−ザ光を出力するためのレ−ザ装置と、
上記ワ−クステ−ジを駆動して上記指示用光のスポットに上記液晶デイスプレイの欠陥画素を合わせたときに、上記ワ−クステ−ジの移動量から上記欠陥画素の座標を算出する演算手段と、
上記欠陥画素をリペアするときの上記レ−ザ光のスタ−ト座標を設定するために上記演算手段によって算出された座標に基づいて位置決めされた上記液晶用ディスプレイの欠陥画素を撮像する撮像手段と、
上記レ−ザ装置と上記撮像手段とをX、YおよびZ方向に駆動する第2の駆動手段と、
上記第1の駆動手段あるいは上記第2の駆動手段を作動させ上記欠陥画素に対して上記レ−ザ光を上記撮像手段によって設定されたスタ−ト座標に基づいて所定のパタ−ンで走査させる制御手段と
を具備したことを特徴とする。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、上記液晶ディスプレイの高温欠陥画素を検出するために、上記ワ−クステ−ジに保持された液晶ディスプレイを加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする。
【0015】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、上記液晶ディスプレイの光欠陥画素を検出するために、上記ワ−クステ−ジに保持された液晶ディスプレイに検出光を照射する検出光源が設けられていることを特徴とする。
【0018】
請求項1の発明によれば、液晶ディスプレイの欠陥画素の座標を算出し、この算出結果に基づいて上記欠陥画素を撮像することで、リペア時のレ−ザ光のスポットのスタ−ト座標が設定されるから、その設定に基づきレ−ザ光を上記欠陥画素に対して相対的に走査させることで、その欠陥画素をリペアすることができる。
【0019】
請求項2の発明によれば、液晶ディスプレイの欠陥画素が温度が高いときに反応する場合、上記液晶ディスプレイを温度上昇させてその欠陥画素を見つけることができる。
【0020】
請求項3の発明によれば、液晶用ディスプレイの欠陥画素が光に反応する場合、その液晶ディスプレイに光を照射してその欠陥画素を見つけることができる。
【0021】
【発明の実施形態】
以下、この発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図1に示すこの発明のレ−ザリペア装置は基体1を備えている。この基体1の上面にはベ−ス板2が水平に設けられている。このベ−ス板2の上面にはフレ−ム3が設けられ、このフレ−ム3の内部にはワ−クステ−ジ4が設けられている。上記フレ−ム3の内部にはそれぞれ平行に離間対向した一対のXロッド5とYロッド6とが上記フレ−ム3のX方向およびY方向に沿って移動自在に設けられ、これらロッド5、6に上記ワ−クステ−ジ4がX、Y方向に移動自在に支持されている。
【0022】
上記Xロッド5はX駆動源7によってX方向に沿って駆動され、Yロッド6はY駆動源8によってY方向に駆動される。上記ワ−クステ−ジ4は上述したようにXロッド5とYロッド6にスライド自在に設けられている。したがって、X駆動源7によってXロッド5がX方向に駆動されることで、ワ−クステ−ジ4はYロッド6に沿ってX方向に移動し、Y駆動源8によってYロッド6がY方向に駆動されることで、Xロッド5に沿ってY方向に移動するようになっている。
【0023】
図2は上記装置の全体構成を示すブロック図で、上記X駆動源7、Y駆動源8は制御装置10にドライバ7a、8aを介して接続され、この制御装置10に接続された操作盤30を操作することで出力される駆動信号によって駆動されるようになっている。
【0024】
上記ワ−クステ−ジ4の移動量はエンコ−ダやリニアスケ−ルなどによって検出される。上記制御装置10は、エンコ−ダやリニアスケ−ルからの検出信号から上記ワ−クステ−ジ4の移動座標を演算する演算機能と、この演算機能によって演算された座標を記憶したり、欠陥画素をリペアするときに、その画素の形状に応じてレ−ザ光の走査パタ−ンを記憶する記憶機能などが設けられている。
【0025】
上記ワ−クステ−ジ4は上記X、Yロッド5、6に支持された箱形状の基部11の上面にθテ−ブル12が設けられてなり、このθテ−ブル12の上面に液晶デイスプレイ20が保持されるようになっている。
【0026】
上記θテ−ブル12は、上記制御装置10にドライバ13aを介して接続されたθ駆動源13によってθ(回転)方向に駆動されるようになっており、また上記基部11の下方には上記θテ−ブル12に保持された液晶ディスプレイ10を下面側から照明するバックライト14が設けられている。
【0027】
上記バックライト14を点灯させれば、上記液晶ディスプレイ20に欠陥画素がある場合、バックライト14の光がその欠陥画素を通過するから、その欠陥画素を認識することができる。
【0028】
図1に示すように、上記ベ−ス板2の上面後方側で、上記フレ−ム3の両側にはそれぞれ脚部材15が立設されている。これら脚部材15には載置板16が上記ベ−ス板2の左右方向に沿って架設されている。
【0029】
上記ベ−ス板2の上面中央部には、このベ−ス板2上にX方向に沿って移動自在なXテ−ブル22と、このXテ−ブル22上にY方向に沿って移動自在なYテ−ブル24とが設けられている。図2に示すように上記Xテ−ブル22は制御装置10にドライバ21aを介して接続されたX駆動源21によって駆動され、上記Yテ−ブル24は上記制御装置10にドライバ23aを介して接続されたY駆動源23によって駆動されるようになっている。
【0030】
上記Yテ−ブル24の一端側にはリペア用のレ−ザ光を発振出力するレ−ザ装置25が光軸をY方向に沿わせて配置され、このレ−ザ装置25の出力側にはレ−ザ装置25から出力されたレ−ザ光の光路をY方向に偏向する光学系26が設けられている。
【0031】
上記Yテ−ブル24の他端側にはZテ−ブル27が設けられ、このZテ−ブル27には撮像光学系28がZ方向に移動自在に設けられている。この撮像光学系28は図2に示すZ駆動源29によってZ方向に駆動されるようになっている。このZ駆動源29は上記制御装置10にドライバ29aを介して接続されている。
【0032】
上記撮像光学系28は、図2に示すように鏡筒31を有し、この鏡筒31の下端にはレボルバ32が設けられている。このレボルバ32はドライバ32aを介して制御装置10に接続され、この制御装置10からの駆動信号によって回転駆動される。
【0033】
上記レボルバ32には低倍率レンズ33と高倍率レンズ34とが設けられている。低倍率レンズ33あるいは高倍率レンズ34によって撮像された画像は上記鏡筒31の上端に設けられたCCDモニタ35に入射して電気信号に変換される。
【0034】
CCDモニタ35からの電気信号はCCU35aを介して画像処理部36に入力されて処理される。画像処理部36で処理された電気信号は第1の表示装置37に入力されて上記画像を表示するとともに、上記制御装置10にも入力されるようになっている。
【0035】
なお、図2に示すように、上記撮像光学系28の上方と下方には、良好な撮像状態を維持するための上部照明光源38と下部照明光源39とが配設されている。
【0036】
上記レ−ザ装置25から出力されて光学系26で進路が偏向されたレ−ザ光は上記撮像光学系28の鏡筒31にシャッタ41を介して入射する。鏡筒31に入射したレ−ザ光はダイクロイックミラ−42で反射してレボルバ32の低倍率レンズ33あるいは高倍率レンズ34から出射する。したがって、レボルバ32の下方に液晶ディスプレイ20を位置させれば、その液晶ディスプレイ20を照射できるようになっている。
【0037】
なお、レ−ザ装置25から出力されるレ−ザ光は、その色を上記液晶ディスプレイ20の画素の色によって変えることができるようになっている。
上記Zテ−ブル27と第1の表示装置37との間には取付け板43が立設され、この取付け板43には可視レ−ザ光からなる指示用光を出射する指示用光源44が設けられている。この指示用光源44から出射される指示用光は一定の位置を照射するようになっている。したがって、ワ−クステ−ジ4に保持された液晶ディスプレイ20の欠陥画素が上記指示用光に照射されるように、上記ワ−クステ−ジ4をX、Y方向に駆動することで、その移動量から上記欠陥画素の座標を検出できる。
【0038】
なお、欠陥画素には液晶ディスプレイ20が温度上昇したときにその欠陥を現す高温欠陥画素や光を照射したときに欠陥を現す光欠陥画素がある。これらの欠陥画素を認識するために上記フレ−ム3内にはワ−クステ−ジ4に保持された液晶デイスプレイ20を温風で加熱するための温風発生器45が設けられ、上記取付け板43には液晶デイスプレイ20に検査光を照射するための検査光源46が設けられている。
【0039】
上記制御装置10にはジョイスティック51が接続されている。このジョイスティック51を操作することで、上記ワ−クステ−ジ4を駆動するX、Yおよびθ駆動源7、8、13と、上記撮像光学系28を駆動するX、YおよびZ駆動源21、23、29を微動させることができる。
【0040】
したがって、上記ジョイスティック51は、上記指示用光源44からの指示用光を液晶ディスプレイ20の欠陥画素に合わせたり、その欠陥画素を撮像光学系28の高倍率レンズ34によって拡大表示する場合などに利用される。
【0041】
上記ワ−クステ−ジ4に保持される液晶ディスプレイ20は液晶モジュ−ルや液晶セルのどちらの状態であってもよい。ワ−クステ−ジ4に保持された液晶ディスプレイ20は、図2に示すように治具52を介して液晶駆動装置53に電気的に接続できるようになっている。この液晶駆動装置53によって上記液晶ディスプレイ20を駆動することで、その欠陥画素を認識することができる。
【0042】
上記制御装置10には、上記ワ−クステ−ジ4に載置された液晶ディスプレイ10を吸着保持するための吸引力を発生させるフットッスイッチ54やワ−クステ−ジ4が移動してバックライト14が露出したときに、そのバックライト14を覆うシャッタ(図示せず)を駆動するためのシリンダ55、装置の運転状態をランプで表示するシグナルタワ−55などが電気的に接続されている。
【0043】
さらに、上記載置板16の一端側には第2の表示装置57が設けられている。この第2の表示装置57にはリペア装置が運転されているときの運転モ−ドやエラ−メッセ−ジなどが表示されるようになっている。
【0044】
つぎに、上記構成のリペア装置によって液晶ディスプレイ20の欠陥画素をリペアする場合の手順を図3のフロ−チャ−トを参照しながら説明する。
まず、所定のロ−ド位置でワ−クステ−ジ4に液晶ディスプレイ20をセットし、この液晶ディスプレイ20を液晶駆動装置53に電気的に接続して駆動する。それと同時にバックライト14を点灯させる。
【0045】
上記液晶ディスプレイ20に欠陥画素があると、図4に示すように上記バックライト14からの光L1 が欠陥画素G1 を通過するから、作業者はその欠陥画素G1 を目視によって認識することができる。欠陥画素G1 を認識したならば、指示用光源44を点灯するとともに、ジョイスティック51を操作してワ−クステ−ジ4をX、Y方向に駆動し、上記指示用光源44からの指示用光のスポットを上記欠陥画素G1 に合わせる。
【0046】
欠陥画素G1 には、液晶ディスプレイ20が温度上昇したときにその欠陥を現す高温欠陥画素や光を照射したときに欠陥を現す光欠陥画素などがあり、それらの欠陥を認識する場合には熱風ヒ−タ45を作動させたり、検出光源46を作動させることで、認識することができる。
【0047】
指示用光のスポットが上記欠陥画素G1 を照射したならば、操作盤30に設けられた図示しない登録スイッチを押してその欠陥画素の座標を制御装置10に登録する。欠陥画素G1 が複数ある場合には、ワ−クステ−ジ4の移動と登録を繰り返して行うことで、それぞれの欠陥画素の座標が順次登録される。
【0048】
登録が終了したならば、操作盤30に設けられた図示しない実行スイッチを押す。それによって、ワ−クステ−ジ4は撮像光学系28の下方へ移動する。撮像光学系28は、まず低倍率レンズ33を通じて上記欠陥画素G1 の部分を撮像し、その画像を第1の表示装置37に写し出す。第1の表示装置37に欠陥画素G1 が写し出されたならば、ジョイスティック51を操作してZテ−ブル27を駆動し、フォ−カスを合わせる。ついで、上記ジョイスティック51によってθテ−ブル12を駆動し、上記欠陥画素G1 を第1の表示装置37の画面の電子クロスラインを基準にして角度調整する。
【0049】
つぎに、レボルバ32を切換え、欠陥画素G1 の撮像を低倍率レンズ33から高倍率レンズ34に切換え、第1の表示装置37に1つの欠陥画素G1 を拡大表示させる。ついで、拡大表示された欠陥画素G1 にレ−ザ装置25からのレ−ザ光を走査させる際に、その走査のスタ−トとなる点S(図5に示す)に上記電子クロスラインの交点が位置するよう、ジョイスティック51によって撮像光学系28が設けられたXテ−ブル22、Yテ−ブル24を駆動する。また、画素の色に合わせてレ−ザ装置25から出力されるレ−ザ光のパワ−を設定する。この設定は、操作盤30に設けられた設定ボタンによって設定できる。
【0050】
上記第1の表示装置37の電子クロスラインに、欠陥画素G1 のスタ−ト点を合わせたならば、操作盤30に設けられた実行スイッチを押す。それによって、図5に示すように制御装置10に予め設定された走査パタ−ンに基づきリペア用のレ−ザ光L2 が欠陥画素G1 を走査する。つまり、欠陥画素G1 がリペアされることになる。
【0051】
上記レ−ザ光L2 の走査は撮像光学系28がX、Y方向に駆動されることで行われるが、ワ−クステ−ジ4をX、Y方向に駆動して上記レ−ザ光L2 を上記欠陥画素G1 に対して相対的に走査させるようにしてもよい。
【0052】
欠陥画素G1 のリペアが終了し、登録された他の欠陥画素も続いてリペアするときには、操作盤30の実行スイッチを押すことで、つぎに登録されている欠陥画素に対して上述した工程が繰り返して行われる。
【0053】
登録された欠陥画素のリペアがすべて終了すると、ワ−クステ−ジ4が初期位置に移動するから、その位置でリペアが終了した液晶ディスプレイ20を取り外して未処理の新たな液晶ディスプレイ20を供給することで、そのリペアを繰り返すことができる。
【0054】
図6乃至図8はそれぞれこの発明のワ−クステ−ジの変形例を示す。なお、上記第1の実施形態と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。
図6(a)、(b)に示すこの発明の第2の実施形態は、XYテ−ブル61上には長尺な取付けテ−ブル62が一端部を固定して設けられ、他端部をリペア装置の前方へ突出させている。この取付けテ−ブル62の前方へ突出した他端部の上面にはθテ−ブル63が設けられている。このθテ−ブル63上にはバックライト64を介して液晶ディスプレイ20を保持するための保持具65が設けられている。
【0055】
このような構成によれば、上記保持具65に対して液晶ディスプレイ20を着脱する際、XYテ−ブル61を前方へ駆動することで、取付けテ−ブル62に設けられた保持具65を十分にリペア装置の前方へ突出させることができるから、上記保持具65に対して液晶ディスプレイ20の着脱を容易に行うことができる。
【0056】
図7(a)、(b)に示すこの発明の第2の実施形態は、XYテ−ブル61上にはスライドテ−ブル71が一端部を固定し、他端部をリペア装置の前方へ突出させて設けられている。このスライドテ−ブル71上にはθテ−ブル63が上記スライドテ−ブル71の前後方向に沿ってスライド自在に設けられ、このθテ−ブル63上にはバックライト64を介して液晶ディスプレイ20を保持するための保持具65が設けられている。
【0057】
このような構成によれば、上記第2の実施形態と同様、上記保持具65をスライドテ−ブル62の突出した他端部へスライドさせることで、十分にリペア装置の前方へ突出させることができるから、上記保持具65に対して液晶ディスプレイ20の着脱を容易に行うことができる。
【0058】
図8(a)、(b)はこの発明の第4の実施形態で、この実施形態はXYテ−ブル61上にθテ−ブル63を設け、このθテ−ブル63上にバックライト64をその前端側を支点として前方へ回動自在に設け、図示しないシリンダなどの駆動源によって図中鎖線で示すように所定の角度で起立させることができるようになっている。このバックライト64の上面には保持具65が設けられている。
【0059】
したがって、上記保持具65を所定の角度で起立させれば、この保持具65に保持された液晶ディスプレイ20の着脱を容易に行うことができる。
すなわち、上記第2乃至第4の実施形態によれば、保持具65を作業者が作業し易い角度に傾斜させることができるから、作業者は保持具65に対して液晶ディスプレイ20の着脱を容易に行うことが可能となる。
【0060】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、液晶ディスプレイの欠陥画素の座標を算出し、この算出結果に基づいて上記欠陥画素を撮像し、それによってリペア時のレ−ザ光のスポットのスタ−ト座標を設定したのち、そのレ−ザ光を上記欠陥画素に対して相対的に走査させることで、その欠陥画素をリペアするようにした。
【0061】
そのため、上記欠陥画素のリペアを、その画素よりも小さなスポットのレ−ザ光によって確実に行うことができる装置および方法を提供することができる。
請求項2の発明によれば、ワ−クステ−ジに保持された液晶ディスプレイを加熱する加熱手段を設けたので、欠陥画素が温度が高いときに反応する場合、上記液晶ディスプレイを温度上昇させてその欠陥画素を見つけることができる。
【0062】
請求項3の発明によれば、ワ−クステ−ジに保持された液晶ディスプレイに検査光を照射する検査光源を設けたので、液晶用ディスプレイの欠陥画素が光に反応する場合、その液晶ディスプレイに光を照射してその欠陥画素を見つけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の全体構成を示す斜視図。
【図2】同じく全体構成のブロック図。
【図3】同じくフロ−チャ−ト。
【図4】同じくバックライトによって欠陥画素を認識するときの説明図。
【図5】同じく欠陥画素にレ−ザ光を走査するときの説明図。
【図6】(a)はこの発明の第2の実施形態を示すワ−クホルダの側面図、(b)は同じく斜視図。
【図7】(a)はこの発明の第3の実施形態を示すワ−クホルダの側面図、(b)は同じく斜視図。
【図8】(a)はこの発明の第4の実施形態を示すワ−クホルダの側面図、(b)は同じく斜視図。
【符号の説明】
4…ワ−クステ−ジ
7…X駆動源(第1の駆動手段)
8…Y駆動源(第1の駆動手段)
10…制御装置(記憶手段、制御手段)
20…液晶ディスプレイ
21…X駆動源(第2の駆動手段)
22…Y駆動源(第2の駆動手段)
25…レ−ザ装置
28…撮像光学系(撮像手段)
44…指示用光源
Claims (3)
- 液晶ディスプレイの欠陥画素に、この欠陥画素よりも小さなスポットのレ−ザ光を照射してリペアするレ−ザリペア装置において、
上記液晶ディスプレイが保持されるワ−クステ−ジと、
このワ−クステ−ジをX、Yおよびθ方向に駆動する第1の駆動手段と、
上記液晶ディスプレイの欠陥画素を指示するための指示用光を出射する指示用光源と、
上記欠陥画素をリペアするための上記レ−ザ光を出力するレ−ザ装置と、
上記ワ−クステ−ジを駆動して上記指示用光のスポットに上記液晶デイスプレイの欠陥画素を合わせたときに、上記ワ−クステ−ジの移動量から上記欠陥画素の座標を算出する演算手段と、
上記欠陥画素をリペアするときの上記レ−ザ光のスタ−ト座標を設定するために上記演算手段によって算出された座標に基づいて位置決めされた上記欠陥画素を撮像する撮像手段と、
上記レ−ザ装置と上記撮像手段とをX、YおよびZ方向に駆動する第2の駆動手段と、
上記第1の駆動手段あるいは上記第2の駆動手段を作動させ上記欠陥画素に対して上記レ−ザ光を上記撮像手段によって設定されたスタ−ト座標に基づいて所定のパタ−ンで走査させる駆動制御手段と
を具備したことを特徴とする液晶ディスプレイのレ−ザリペア装置。 - 上記液晶ディスプレイの高温欠陥画素を検出するために、上記ワ−クステ−ジに保持された液晶ディスプレイを加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の液晶ディスプレイのレ−ザリペア装置。
- 上記液晶ディスプレイの光欠陥画素を検出するために、上記ワ−クステ−ジに保持された液晶ディスプレイに検出光を照射する検出光源が設けられていることを特徴とする請求項1記載の液晶ディスプレイのレ−ザリペア装置。
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