液晶顯示裝置的製造方法

2023-06-10 17:58:21

專利名稱：液晶顯示裝置的製造方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示裝置的製造方法。
背景技術：
液晶顯示裝置由在一對玻璃基板之間設有液晶層的液晶面板和設置在液晶面板 背面側的照明裝置構成。在這種液晶顯示裝置中，通常在一對玻璃基板中的一方玻璃基板 上設置排列有R(紅色)、G(綠色)以及B(藍色)等著色部的濾色器，從照明裝置供給的白 色光通過該濾色器，由此呈現各種顏色。 這種液晶顯示裝置所具備的濾色器例如是在玻璃基板的表面塗敷由顏料或者染 料著色的樹脂材料並通過利用光致抗蝕劑蝕刻該樹脂材料的光刻法形成的。根據該方案， 能夠在玻璃基板上高精度地排列呈現任意顏色的部分。 但是，作為使具有透光性的無色部件有色化的方案，除了上述方案之外，已知例如
專利文獻1所記載的方法。在專利文獻1中公開了如下方法用聚光點位於包含金屬離子
的玻璃材料的內部而聚光的脈衝雷射照射玻璃材料，由此在玻璃材料內部形成選擇析出金
屬微粒子的區域，使該區域著色。 專利文獻1 :日本特開平11-60271號公報

發明內容
制脾船迪、nl題 上述濾色器由非常薄的樹脂層形成，因此，在液晶顯示裝置的製造過程中，有時例 如由異物的刮蹭會造成濾色器的局部產生破損。在該情況下，與該破損部分對應的顯示成 為僅呈現從照明裝置供給的光的顏色(一般為白色)的顏色缺陷、所謂的亮點狀態，顯示質 量降低。 本發明是根據上述情況而完成的，其目的在於提供一種在濾色器中產生顏色缺陷 的情況下修正為能顯示規定顏色的液晶顯示裝置的製造方法。另外，其目的在於提供一種 具備帶有濾色器功能且難以破損的部件的液晶顯示裝置。
肝碰l、口扁勺錄 為了解決上述問題，在本發明的液晶顯示裝置的製造方法中，所述液晶顯示裝置 包括在一對玻璃基板之間設置液晶層而成的液晶面板和對該液晶面板供給照明光的照明 裝置，上述玻璃基板中的至少一方具備多種顏色的色部按規定排列而成的濾色器，所述液 晶顯示裝置的製造方法的特徵在於包括在上述濾色器中產生顏色缺陷的情況下修正該顏 色缺陷的顏色缺陷修正工序，上述顏色缺陷修正工序具有如下工序在上述一對玻璃基板 中的至少一方玻璃基板中，確定與成為上述顏色缺陷原因的顏色缺陷產生部在該玻璃基板 上的投影重疊的修正位置的工序；摻雜工序，在所述摻雜工序中，對確定的上述玻璃基板的 上述修正位置摻雜與包含上述顏色缺陷產生部的上述色部所呈現的顏色對應的金屬離子； 以及有色部形成工序，在所述有色部形成工序中，對上述摻雜的金屬離子照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射，形成有色部，所述有色部使該修正位置呈現與包含上述顏色缺陷產生 部的上述色部相同的顏色。 本發明的發明人反覆研究例如由濾色器的破損等造成的顏色缺陷(所謂亮點)的 修正方案，發現將在玻璃基板中與成為顏色缺陷原因的顏色缺陷產生部重疊的修正位置著 色成該顏色缺陷本來所呈現的顏色的方案。並且，在這樣對玻璃基板進行著色的情況下， 從照明裝置供給的光中通過濾色器的顏色缺陷產生部的光必定通過玻璃基板的著色部位 (有色部)。其結果是當該光通過濾色器的顏色缺陷產生部時不顯色，但是當通過玻璃基 板的有色部時顯色，因此，在顯示面中被視覺識別為與通過濾色器的通常部的光相同的顏 色，能夠適當地修正顏色缺陷。 並且，作為該玻璃基板的著色方案，選擇了對玻璃基板的修正位置摻雜金屬離子， 對該金屬離子照射雷射來著色成規定顏色的方案。這種摻雜金屬離子的著色方案難以造成 玻璃基板的強度降低，另外，能根據金屬離子的種類呈現各種顏色，因此，優選作為玻璃基 板的著色方案。 另外，關於上述雷射照射，照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射。雖然照射具有皮秒 以上的脈衝寬度的雷射也能夠使玻璃基板著色，但平均的能量強度過大，因此，存在雷射照 射點的周圍部位受到熱損傷，導致修正位置的周圍的玻璃基板發生白濁的情況。另一方面， 當照射飛秒級以下的雷射時，雷射產生的熱與向照射點周圍傳導相比，熱量更快速地被照 射部位吸收，因此，雷射照射點的周圍部位不會受到熱、化學損傷。 另外，在上述摻雜工序中，能夠對上述玻璃基板中的除了上述修正位置以外的部 位施加覆蓋該玻璃基板的掩模。 這樣，通過對除了修正位置之外的部位施加掩模，能夠僅對該修正位置摻雜金屬 離子，能夠抑制與不同的顯色部位的混色。 另外，上述色部中包含藍色部，在該藍色部中包含上述顏色缺陷產生部的情況下， 能夠摻雜鈷離子作為上述金屬離子。 另外，上述色部中包含綠色部，在該綠色部中包含上述顏色缺陷產生部的情況下， 能夠摻雜鉻離子作為上述金屬離子。 另外，上述色部中包含紅色部，在該紅色部中包含上述顏色缺陷產生部的情況下， 能夠摻雜硒離子和鎘離子作為上述金屬離子。 玻璃基板被著色的顏色由對該玻璃基板摻雜的金屬離子的種類決定。因此，根據 包含顏色缺陷產生部的色部來選擇呈現出與該色部相同顏色的合適的金屬種類，由此能夠 使顏色缺陷不被視覺識別。 另外，本發明的液晶顯示裝置的製造方法是包括在一對玻璃基板之間設置液晶層 而成的液晶面板和對該液晶面板供給照明光的照明裝置的液晶顯示裝置的製造方法，其特 徵在於包括製作玻璃基板的玻璃基板製作工序和使用上述製作的玻璃基板來製作液晶面 板的工序，上述玻璃基板製作工序具有如下工序按規定排列對玻璃基材摻雜多種金屬離 子的排列摻雜工序；以及對在上述玻璃基材中摻雜了上述金屬離子的部位照射飛秒級以下 的脈衝寬度的雷射來使該部位著色，從而在該玻璃基材中按規定排列形成多種顏色的著色 部的彩色化工序。 根據該製造方法，能夠得到具備多種顏色的著色部按規定排列的玻璃基板的液晶顯示裝置。根據該液晶顯示裝置，當從照明裝置供給的光通過該玻璃基板的各著色部時會 顯色，能夠發揮與以往的濾色器相同的效果。 並且玻璃基板本身被著色，因此，與以往的由樹脂製成的濾色器相比，機械強度較 大，製造過程中幾乎不會發生由異物等造成的破損。 另外，作為這種玻璃基材的著色方案，選擇了通過按規定排列摻雜金屬離子並對 該金屬離子照射雷射來著色為規定顏色的方案。這種摻雜金屬離子的著色方案難以造成玻 璃基材的強度降低，另外，能夠根據金屬離子的種類呈現各種顏色，因此，優選作為在玻璃 基材中形成著色部的方案。 另外，在上述雷射照射中，照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射。雖然照射具有皮秒 以上的脈衝寬度的雷射也能夠在玻璃基板中形成著色部，但平均的能量強度過大，因此，存 在雷射照射點的周圍部位受到熱損傷，該著色部的周圍的玻璃基板發生白濁的情況。另一 方面，當照射飛秒級以下的雷射時，雷射產生的熱與向照射點周圍傳導相比，熱量更快速地 被照射部位吸收，因此，雷射照射點的周圍部位不會受到熱、化學損傷。 另外，在上述排列摻雜工序中，能夠對在該玻璃基材中不摻雜規定的金屬離子的 部位施加覆蓋該玻璃基材的掩模。 在這種情況下，在該玻璃基材中，摻雜一種金屬離子的部位從該玻璃基材表面露 出，其以外的部位(即摻雜不同的金屬離子的部位)被掩模覆蓋。這樣，對不摻雜規定的金 屬離子的部位施加掩模並進行圖案化，由此能夠僅對需要的部位摻雜金屬離子，能夠抑制 與相鄰部位的金屬離子混合，進而能夠抑制著色部的混色。 另外，在上述彩色化工序中，能夠在將與上述多種顏色的著色部分別對應的金屬 離子全部摻雜了之後，照射上述雷射。 這樣，通過分別依次摻雜金屬離子之後一起進行雷射照射，能夠提高作業效率。
另外，包括形成藍色著色部作為上述著色部的工序，能夠對上述玻璃基材中形成 該藍色著色部的部位摻雜鈷離子作為上述金屬離子。 另外，包括形成綠色著色部作為上述著色部的工序，能夠對上述玻璃基材中形成 該綠色著色部的部位摻雜鉻離子作為上述金屬離子。 另外，包括形成紅色著色部作為上述著色部的工序，能夠對上述玻璃基材中形成 該紅色著色部的部位摻雜硒離子和鎘離子作為上述金屬離子。 在玻璃基材中形成的著色部的顏色由對該玻璃基材進行摻雜的金屬離子種類決 定。因此，通過對玻璃基材摻雜上述金屬離子，能夠形成需要的著色部。
發明效果 根據本發明，能夠提供在濾色器中產生顏色缺陷的情況下修正為能顯示規定顏色 的液晶顯示裝置的製造方法。並且，能夠提供具備帶有濾色器功能的難以破損的部件的液 晶顯示裝置。


圖1是示出本發明的實施方式1的液晶顯示裝置的概要結構的立體圖。 圖2是圖1的液晶顯示裝置的A-A線截面圖。 圖3是圖1的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的要部截面圖。
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圖4是圖3的液晶面板所具備的濾色器的要部平面圖。 圖5是示出檢查對象液晶面板的點亮檢查工序的形態的說明圖。 圖6是示出顏色缺陷修正裝置的概要結構的側面圖。 圖7是示出實施方式1的液晶顯示裝置所發揮的作用效果的說明圖。 圖8是本發明的實施方式2的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的要部截面圖。 圖9是圖8的液晶面板所具備的彩色玻璃的要部平面圖。 圖10是示出彩色玻璃形成裝置的概要結構的側面圖。 附圖標記說明 10 :液晶顯示裝置；11、H1 :液晶面板；12 :背光裝置(照明裝置)；31、41、141 :玻 璃基板；141a :玻璃基材；42 :濾色器；46 :色部；46B :藍色部；46G :綠色部；46R :紅色部； 50 :液晶層；60、160 :金屬離子；61有色部；141a :彩色玻璃；146 :著色部；146B :藍色著色 部；146G :綠色著色部；146R :紅色著色部；X :顏色缺陷產生部。
具體實施例方式〈實施方式1> 根據圖1至圖7說明本發明的實施方式。首先用圖1至圖4說明利用本發明的制 造方法能夠得到的液晶顯示裝置。 圖1是示出本實施方式的液晶顯示裝置的概要結構的立體圖，圖2是圖1的液晶 顯示裝置的A-A線截面圖，圖3是圖1的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的要部截面圖，圖 4是液晶面板所具備的濾色器的要部平面圖。 首先，說明液晶顯示裝置10的整體結構。如圖1和圖2所示，液晶顯示裝置10具 備呈矩形的液晶面板ll和作為配置在該液晶面板ll的面板面(顯示面)的背面正下方的 外部光源的背光裝置(照明裝置)12，由外框13等將它們保持為一體。
背光裝置12具備上面側開口的大致呈箱形的背光底座(底座)14、被安裝成覆蓋 背光底座14的開口部的多個光學部件15(從圖示下側起按順序為擴散板、擴散片、透鏡片、 反射型偏光板)以及用於將這些光學部件15保持在背光底座14上的框架16。並且，在背 光底座14內，以使其長度方向(軸線方向)與背光底座14的長邊方向一致的狀態配設有 呈細環狀的冷陰極管17，配設有用於保持該冷陰極管17的兩個端部的橡膠製支架18、一起 覆蓋冷陰極管17組和支架18組的燈架19以及用於將冷陰極管17安裝到背光底座14上 的燈夾20。此外，在該背光裝置12中，冷陰極管17的光學部件15側成為光射出側，冷陰極 管17射出白色光。 然後，說明液晶面板11 。如圖3所示，在液晶面板11中，使一對基板30 、 40以隔著 規定的間隔的狀態貼合，並且在兩個基板30、40之間封入液晶，利用該液晶形成液晶層50。
基板30是元件基板，具備玻璃基板31、形成在該玻璃基板31的液晶層50側的作 為半導體元件的TFT(薄膜電晶體)32、與該TFT32電連接的像素電極33以及形成在該TFT 32和像素電極33的液晶層50側的取向膜34。另外，在玻璃基板31的與液晶層50側相反 的一側配設有偏光板35。此外，一對基板30、40中的該基板30(玻璃基板31)被配置在背 光裝置12側。 另一方面，基板40是對置基板，具備玻璃基板41、形成在該玻璃基板41的液晶層50側的濾色器42、形成在該濾色器42的液晶層50側的對置電極43以及形成在該對置 電極43的液晶層50側的取向膜44。另外，在玻璃基板41的與液晶層50側相反的一側配 設有偏光板45。 此外，如圖4所示，上述濾色器42隔著黑色層47按規定排列配置有R(紅色)、 G(綠色)、B (藍色)等各色部46 (有時分別稱為46R、46G、46B)。 下面，說明上述液晶顯示裝置10的製造方法。在此，主要說明包括修正工序的制
造工序。 圖5是示出檢查對象液晶面板的點亮檢查工序的方式說明圖，圖6是示出顏色缺 陷修正裝置的概要結構的側面圖，圖7是示出本實施方式的液晶顯示裝置所發揮的作用效 果的說明圖。 首先，準備玻璃基板31，在該玻璃基板31上形成TFT 32和像素電極33。然後，在
該TFT 32和像素電極33上形成取向膜34而製作作為元件基板的基板30。 另一方面，與上述玻璃基板31分開準備玻璃基板41，在該玻璃基板41上形成隔著
黑色層47按規定排列配置有R (紅色)、G (綠色)、B (藍色)等各色部46的濾色器42 (參
照圖4)，在該濾色器42上形成對置電極43，並且，在對置電極43上形成取向膜44而製作
作為對置基板的基板40。 將這些基板30和基板40隔開規定的間隔貼合，對其間隙封入液晶來形成液晶層 50。並且，在兩個基板30、40的與液晶層50側相反的一側的面上分別配設偏光板35、45來 製作液晶面板11 (參照圖3)。此外，在後述的液晶面板11和背光裝置12的組裝工序中，將 兩個基板30、40中的基板30(玻璃基板31)配置在背光裝置12側。 在上述製造過程中，在形成液晶層50後，進行用於檢查有無顯示不良的點亮檢查
(下面，將這種情況下的處於製造中途的液晶面板稱為檢查對象液晶面板lla)。 具體地說，如圖5所示，首先配置一對檢查用偏光板71以夾住檢查對象液晶面板
lla的基板30、40。然後，點亮檢查用背光裝置72，並且將形成在玻璃基板31上的各配線與
檢查用電路連接並分別適當供給信號來驅動TFT 32。這樣通過圖像處理或者檢查人員的目
測等來檢查通過控制構成液晶層50的液晶的取向狀態而得到的顯示狀態。 此時，有時會檢測出即使進行彩色顯示仍然總是顯示為白色的顏色缺陷(所謂的
亮點)。該顏色缺陷有時是由於例如混入液晶層50的異物等造成濾色器42的色部46的局
部發生破損(稱為顏色缺陷產生部X)而產生的，在檢測出這種顏色缺陷的情況下，通過下
面示出的顏色缺陷修正工序來修正該顏色缺陷。 該顏色缺陷修正工序包括如下工序確定在玻璃基板41中與顏色缺陷產生部X在 該玻璃基板41上的投影重疊的修正位置的工序；對確定的玻璃基板41中的修正位置摻雜 與包含顏色缺陷產生部X的色部46所呈現的顏色對應的金屬離子60的摻雜工序以及對摻 雜的金屬離子60照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射來形成與該色部46顏色相同的有色部 61的工序。 在顏色缺陷修正工序中，使用圖6示出的顏色缺陷修正裝置70來修正顏色缺陷。 顏色缺陷修正裝置70由用於載置作為修理對象的檢查對象液晶面板lla的載置臺73 (在 圖5中省略圖示)、夾著載置臺73配置的一對檢查用偏光板71、檢查用背光裝置72以及相 對於載置臺73平行和垂直移動的XYZ驅動部74構成。其中在XYZ驅動部74中，按規定的位置關係設置有用於拍攝顏色缺陷產生部X及其周邊的CCD照相機75、用於注入金屬離子 60的離子注入部76以及照射用於形成有色部61的雷射的雷射照射部77。此外，載置臺73 是玻璃制的，能夠透射從檢查用背光裝置72射出的光。 首先使用該顏色缺陷修正裝置70確定玻璃基板41中與顏色缺陷產生部X在該玻 璃基板41上的投影重疊的修正位置。首先在載置臺73上的規定位置上載置成為修理對象 的檢查對象液晶面板lla。此時，使玻璃基板41處於上側。然後，點亮檢查用背光裝置72， 使檢查對象液晶面板lla進行黑顯示。在這種狀態下，使XYZ驅動部74相對於載置臺73 平行地移動，並且利用CCD照相機75拍攝顯示狀態，對其拍攝結果進行圖像處理，得到顏色 缺陷產生部X的位置和大小信息。然後，根據該信息，確定玻璃基板41中與該顏色缺陷產 生部X的投影重疊的修正位置。 然後，轉到如下工序對確定的玻璃基板41的修正位置摻雜與包含顏色缺陷產生 部X的色部46所呈現的顏色對應的金屬離子60。 在本工序中，首先對玻璃基板41中除了確定的修正位置以外的部位施加掩模。在 本實施方式中，利用光刻法對玻璃基板41施加掩模，通過蝕刻該掩模中確定的修正位置上 的部位使玻璃基板41的表面(圖6的檢查對象液晶面板lla的上表面)露出。
然後，對確定的修正位置(未施加上述掩模的部位)摻雜金屬離子60。在本實施 方式中，示出了在R(紅色)色部46R中包含顏色缺陷產生部X的情況，摻雜硒離子和鎘離 子作為與色部46R對應的金屬離子60。通過離子注入法進行這些離子的摻雜，具體地說， 移動XYZ驅動部74，將XYZ驅動部74所具備的離子注入部76配置到確定的修正位置的正 上方來進行金屬離子60的摻雜。在本實施方式中，在該摻雜作業中改變加速電壓等注入條 件，從玻璃基板41表面摻雜到其厚度方向的一半。 然後，轉到如下工序在摻雜了上述金屬離子60的部分形成顏色與包含顏色缺陷 產生部X的色部46所呈現的顏色相同的有色部61。在該工序中，通過對玻璃基板41照射 具有10-13秒級的脈衝寬度的飛秒級雷射來形成有色部61。具體地說，移動XYZ驅動部74， 將XYZ驅動部74所具備的雷射照射部77配置在摻雜了金屬離子60的部分的正上方來進 行雷射照射。此外，在本實施方式中，以波長為780nm、脈衝寬度為100fs、重複頻率為lkHz、 脈衝能量為lmj、輸出為1W的條件進行雷射照射。 當對作為金屬離子60摻雜了硒離子和鎘離子的部位照射雷射時，這些離子的存 在形態發生變化，呈現出與色部46R相同的紅色。在玻璃基板41的內部連續地移動該雷射 的聚光點，由此能夠形成呈現紅色的區域作為符合聚光點的軌跡的連續區域。由此，在本實 施方式中，從玻璃基板41表面到其厚度方向的一半形成呈現與包含顏色缺陷產生部X的色 部46R相同的紅色的有色部61。 將通過其它工序製作的驅動器(未圖示)、背光裝置12組裝到經過上述工序修正 了顏色缺陷的液晶面板11上來製作液晶顯示裝置10。 根據包括上述修正工序的本實施方式的液晶顯示裝置10的製作方法，能夠得到
如下液晶顯示裝置10，其在玻璃基板41中，在與濾色器42的顏色缺陷產生部X的投影重疊
的位置形成有與包括該顏色缺陷產生部X的色部46R顏色相同的有色部61。 利用圖7說明這種液晶顯示裝置10的顏色缺陷的修正作用。此外，在圖7中，單
點劃線箭頭示出從冷陰極管17供給的白色光，實線箭頭示出與46R顏色相同的紅色光。
如圖7所示，當從冷陰極管17供給的光在通過色部46R時，白色光呈現紅色向顯示面射出。另一方面，在從冷陰極管17供給的光在通過色部46R的顏色缺陷產生部X的情況下，不呈現紅色而原樣保持白色光。但是，在與顏色缺陷產生部X在玻璃基板41上的投影重疊的位置(圖7的顏色缺陷產生部X的正上方)形成有紅色的有色部61，因此，該光通過有色部61從而呈現出與色部46R顏色相同的顏色。其結果是在該液晶顯示裝置10的顯示面中，通過了顏色缺陷產生部X的光也被視覺識別為與通過了濾色器42的通常部的光顏色相同，能夠確保較高的顯示質量。 並且，在本實施方式中，對玻璃基板41的修正位置摻雜金屬離子60並對該金屬離子60照射飛秒雷射，由此形成有色部61。 摻雜這種金屬離子60的著色方案難以造成玻璃基板41的強度降低，因此，優選作為批量生產工序中的修正方案。 另外，在對玻璃基板照射飛秒雷射的情況下，雷射產生的熱與向照射點周圍傳導相比，能量更快地被照射部位吸收，因此，雷射照射點的周圍的玻璃基板不會受到熱、化學損傷，液晶顯示裝置10的顯示質量不會發生惡化。 另外，在本實施方式中，在摻雜金屬離子60的工序中，對玻璃基板41中的除了修正位置以外的部位施加覆蓋該玻璃基板41的掩模。 這樣，對除了修正位置以外的部位施加掩模，由此能夠僅對該修正位置正確地摻雜金屬離子60，能夠抑制與不同的顯色部位混色的情況。 另外，在本實施方式中，R(紅色)色部46R包含顏色缺陷產生部X，在這種情況下，摻雜硒離子和鎘離子作為金屬離子60。 這樣，對應於包含顏色缺陷產生部X的色部46R，選擇適當的金屬種類(在本實施方式中是硒離子和鎘離子)，由此能夠形成呈現與色部46R相同的紅色的有色部61。
上面示出了本發明的實施方式l，但是本發明不限於上述記載和附圖所說明的實施方式，例如下面的方式也包含在本發明的技術範圍內。 在上述實施方式l中，示出了在R(紅色)色部46R中產生破損的情況，本發明也可以應用於例如在B(藍色)色部46B中產生破損的情況。在這種情況下，對玻璃基板摻雜鈷離子作為金屬離子60，由此能夠得到呈現藍色的有色部。 在上述實施方式l中，示出了在R(紅色)色部46R中產生破損的情況，本發明也可以應用於例如在G(綠色)色部46G中產生破損的情況。在這種情況下，對玻璃基板摻雜鉻離子作為金屬離子60，由此能夠得到呈現綠色的有色部。 在上述實施方式1中，在配置在與背光裝置12相反的一側(即顯示面側)的玻璃基板41中形成有色部61，但是也可以形成在配置於在背光裝置12側的玻璃基板31中。
在上述實施方式1中，有色部61的厚度是玻璃基板41的厚度方向的一半，但是有色部的厚度不限於此，也可以例如形成在玻璃基板41的整個厚度方向上。
在上述實施方式1中，利用顏色缺陷修正裝置70進行在玻璃基板41中確定修正位置的工序、摻雜金屬離子60的工序以及照射雷射形成有色部61的工序，但是為了避免該裝置的複雜化，也可以分別另行準備裝置來進行。 在上述實施方式1中，在顏色缺陷修正裝置70中，具備CCD照相機75、離子注入部76以及雷射照射部77的XYZ驅動部74在相對於載置臺73平行和垂直的方向上移動，但是也可以是載置臺在相對於固定的CCD照相機、離子注入部以及雷射照射部平行和垂直
的方向上移動。〈實施方式2> 下面，根據圖8至圖10說明本發明的實施方式2。與上述實施方式l的區別在於 在液晶面板的製造工序中包括發揮與濾色器相同的顯色效果的玻璃基板、即具有著色部的 玻璃基板(下面也稱為彩色玻璃)的製造工序，其它內容與上述實施方式相同。對與上述 實施方式相同的部分標註同一附圖標記省略重複說明。此外，在本實施方式中將上述實施 方式1的液晶面板11稱為液晶面板111。 圖8是本實施方式的液晶顯示裝置所具備的液晶面板的要部截面圖，圖9是圖8 的液晶面板所具備的彩色玻璃的要部平面圖，圖10是示出彩色玻璃形成裝置的概要結構 的側面圖。 如圖8所示，液晶面板111使一對基板30、 140以隔著規定的間隔的狀態貼合，並 且在兩個基板30、 140之間封入液晶，利用該液晶形成液晶層50。 基板140是對置基板，具備玻璃基板141、形成在該玻璃基板141的液晶層50側 的對置電極43以及形成在該對置電極43的液晶層50側的取向膜44。另外，在玻璃基板 141的與液晶層50側相反的一側配設有偏光板45。 如圖9所示，玻璃基板141隔著黑色部147按規定排列配置有R(紅色)、G(綠色) 以及B (藍色)等各著色部146 (有時分別稱為紅色著色部146R、綠色著色部146G以及藍色 著色部146B)。該黑色部147是為了抑制各著色部146所呈現的顏色發生混色而形成的。
下面，說明上述液晶顯示裝置10的製造方法。在此主要說明玻璃基板141的製造 工序。 玻璃基板製造工序包括如下工序按規定排列對玻璃基材141a摻雜多種金屬離 子160的排列摻雜工序；對摻雜了上述金屬離子160的部位照射飛秒級以下的脈衝寬度的 雷射使該部位著色，由此按規定排列形成多種顏色的著色部146的彩色化形成工序。
在該工序中，使用圖10示出的彩色玻璃形成裝置80來形成玻璃基板141。彩色玻 璃形成裝置80由用於載置玻璃基材141a的載置臺81和相對於載置臺81平行和垂直移動 的XYZ驅動部82構成。其中在XYZ驅動部82中，按規定的位置關係設置有用於注入金屬 離子160的離子注入部83和照射用於形成著色部146的雷射的雷射照射部84。
在排列摻雜工序中，首先準備玻璃基材141a，在該玻璃基材141a中對除了形成藍 色著色部146B以外的部位施加掩模。在本實施方式中，通過光刻法對玻璃基材141a表面 施加掩模並對該掩模中的與成為按規定排列的藍色著色部146B的部位相當的部分進行蝕 刻，由此形成被圖案化的玻璃基材141a的露出部。 然後，對形成藍色著色部146B的部位(未施加上述掩模的部位)摻雜鈷離子作為 金屬離子160。通過離子注入法進行該離子的摻雜，具體地說，移動XYZ驅動部82，使XYZ 驅動部82所具備的離子注入部83配置在確定的修正位置的正上方來進行金屬離子160的 摻雜。在本實施方式中，在該摻雜作業中，改變加速電壓等注入條件，從玻璃基材141a表面 摻雜到其厚度方向的一半。然後，剝離上述掩模，結束用於形成藍色著色部146B的金屬離 子160的排列摻雜工序。對形成綠色著色部146G、紅色著色部146R以及分別存在於著色部146之間的黑
11色部147的部位依次進行上述排列摻雜工序。此外，在本實施方式中，對形成綠色著色部
146G的部位摻雜鉻離子作為金屬離子160，對形成紅色著色部146R的部位摻雜硒離子和鎘
離子，另外，對形成黑色部147的部位摻雜鈷離子、鉻離子、硒離子以及鎘離子。 這樣，對形成3種著色部146和黑色部147的部位摻雜各自對應的金屬離子160，
然後轉入彩色化工序。 在彩色化(彩色玻璃形成)工序中，對玻璃基材141a照射具有10-13秒級的脈衝寬度的飛秒雷射來形成著色部146和黑色部147。具體地說，移動XYZ驅動部82，將XYZ驅動部82所具備的雷射照射部84配置在摻雜了金屬離子160的部位的正上方並進行雷射照射。此外，在本實施方式中，以波長為780nm、脈衝寬度為100fs、重複頻率為lkHz、脈衝能量為lmj、輸出為1W的條件進行雷射照射。 當對摻雜了鈷離子作為金屬離子160的部位照射雷射時，這些離子的存在形態發生變化，呈現藍色。同樣地，當對摻雜了鉻離子的部位以及摻雜了硒離子和鎘離子的部位照射雷射時，分別呈現綠色和紅色。另外，當對摻雜了鈷離子、鉻離子、硒離子以及鎘離子的部位照射雷射時，呈現黑色。 使該雷射的聚光點在玻璃基材141a的內部連續地移動，由此能夠使呈現各種顏色的部分沿著聚光點的軌跡形成為連續區域。由此，形成藍色著色部146B、綠色著色部146G、紅色著色部146R以及黑色部147按規定排列(參照圖9)的玻璃基板141。此外，在本實施方式中，從玻璃基材141a的表面到相對於其厚度方向大致一半的深度形成各著色部146和黑色部147。 在經過上述工序形成的玻璃基板141中的形成有各著色部146的一側形成對置電極43，並且在對置電極43上形成取向膜44，製作作為對置基板的基板140。
將該基板140和另行製作的基板30隔開規定的間隔貼合，對其間隙封入液晶，由此形成液晶層50。並且，在兩個基板30、140中，在與液晶層50側相反的一側的面上分別配設偏光板35、45來製作液晶面板111 (參照圖8)。 將該液晶面板111和通過其它工序製作的驅動器(未圖示)、背光裝置12組裝來製作液晶顯示裝置10。此外，在背光裝置12的組裝工序中，將兩個基板30、140中的基板30(玻璃基板31)配置在背光裝置12側。 根據包括上述玻璃基板製作工序的本實施方式的液晶顯示裝置10的製造方法，
能夠得到具備多種顏色的著色部146按規定排列的玻璃基板(彩色玻璃)141的液晶顯示
裝置10。根據該液晶顯示裝置10，當從背光裝置12供給的光通過該玻璃基板141的各著
色部146時呈現出規定的顏色，能夠實現與以往的濾色器相同的顯色效果。 並且，玻璃基板141本身被著色而成為彩色玻璃，因此，與以往的由樹脂製成的濾
色器相比，機械強度較大，在製造過程中的幾乎不會發生由異物等造成的破損。 並且，在本實施方式中，在玻璃基材141a中摻雜金屬離子160使其成為規定的排
列並對該金屬離子160照射飛秒雷射，由此形成呈按規定排列的著色部146。 摻雜這種金屬離子160的著色方案難以造成玻璃基材141a的強度降低，因此，優
選作為批量生產工序中的修正方案。 另外，在對玻璃基材141a照射飛秒雷射的情況下，雷射產生的熱與向照射點周圍傳導相比，能量更快地被照射部位吸收，因此，雷射照射點的周圍的玻璃基材141a不會受到熱、化學損傷，液晶顯示裝置10的顯示質量不會發生惡化。 另外，在本實施方式中，在排列摻雜工序中，對玻璃基材141a中的不摻雜規定的 金屬離子160的部位施加覆蓋該玻璃基材141a的掩模。 在這種情況下，在玻璃基材141a中，在摻雜一種金屬離子160的部位該玻璃基材 141a的表面露出，其以外的部位(即摻雜不同的金屬離子的部位)被掩模覆蓋。這樣，對不 摻雜規定的金屬離子160的部位施加掩模並進行圖案化，由此能夠僅對需要的部位摻雜金 屬離子160，能夠抑制與相鄰部位的金屬離子160混合，進而能夠抑制著色部146的混色。
另外，在本實施方式中，在將分別與R(紅色)、G(綠色)以及B(藍色)的多種顏 色的著色部146對應的金屬離子160全部摻雜了之後，進行雷射照射。
這樣，首先分別順序地摻雜金屬離子160，然後一起對玻璃基材141a進行雷射照 射，由此能夠提高作業效率。 另外，在本實施方式中，包括形成藍色著色部146B、綠色著色部146G以及紅色著 色部146R作為著色部146的工序，摻雜與各著色部對應的金屬離子160。具體地說，對形成 藍色著色部146B的部位摻雜鈷離子，對形成綠色著色部146G的部位摻雜鉻離子，對形成紅 色著色部146R的部位摻雜硒離子和鎘離子。 這樣，根據著色部146選擇恰當的金屬種類，由此能夠形成呈現需要顏色的著色 部146。 上面示出了本發明的實施方式2，但是本發明不限於上述記載和附圖所說明的實 施方式，例如下面的方式也包含在本發明的技術範圍內。 在上述實施方式2中，在配置在顯示面側的玻璃基板141中形成著色部146，但是 也可以形成在配置在背光裝置12側的玻璃基板31中。 在上述實施方式2中，對玻璃基材141a摻雜鈷離子、鉻離子、硒離子以及鎘離子， 由此形成存在於各著色部146之間的黑色部147，但是黑色部只要能夠抑制相鄰的顏色在 顯示面中混色即可，可以是任意的方式，例如也可以在玻璃基板的液晶層側的表面形成黑 色部。 在上述實施方式2中，著色部146的厚度是玻璃基材141a的厚度方向的一半，但
是著色部的厚度不限於此，也可以形成在例如玻璃基材141a的整個厚度方向上。 在上述實施方式2中，利用彩色玻璃形成裝置80來進行在玻璃基材141a中摻雜
金屬離子160的工序和照射雷射形成著色部146的工序，但是為了避免該裝置的複雜化，也
可以分別另行準備裝置進行。 在上述實施方式2中，在彩色玻璃形成裝置80中，具備離子注入部83和雷射照射 部84的XYZ驅動部82在相對於載置臺81平行和垂直的方向上移動，但是也可以是載置臺 相對於固定的離子注入部和雷射照射部在平行和垂直的方向上移動。
〈其它實施方式〉 上面示出了本發明的實施方式1、2，但是本發明不限於上述記載和附圖所說明的 實施方式，例如下面的實施方式也包含在本發明的技術範圍內。 在上述實施方式1、2中，通過照射脈衝寬度為100fs的飛秒雷射來形成有色部61 或者著色部146，但是從抑制對聚光點周圍的損傷的觀點出發，優選脈衝寬度越小越好，在 製造效率允許的範圍內，也可以使用脈衝寬度更小的雷射。
在上述實施方式1、2中，為了形成有色部61或者著色部146，使所照射的雷射波長 為780nm，但是雷射的波長沒有特別限定，能夠任意地選擇紫外線區域的波長(例如260nm) 等。並且，其它的照射條件也是可以根據照射對象的玻璃基板的組成等的不同而改變。
另外，本發明也可以應用於使用了 TFT 32以外的開關元件的液晶顯示裝置。
權利要求
一種液晶顯示裝置的製造方法，所述液晶顯示裝置包括在一對玻璃基板之間設置液晶層而成的液晶面板和對該液晶面板供給照明光的照明裝置，上述玻璃基板中的至少一方具備多種顏色的色部按規定排列而成的濾色器，所述液晶顯示裝置的製造方法的特徵在於包括在上述濾色器中產生顏色缺陷的情況下修正該顏色缺陷的顏色缺陷修正工序，上述顏色缺陷修正工序具有如下工序在上述一對玻璃基板中的至少一方玻璃基板中，確定與成為上述顏色缺陷原因的顏色缺陷產生部在該玻璃基板上的投影重疊的修正位置的工序；摻雜工序，在所述摻雜工序中，對確定的上述玻璃基板的上述修正位置摻雜與包含上述顏色缺陷產生部的上述色部所呈現的顏色對應的金屬離子；以及有色部形成工序，在所述有色部形成工序中，對上述摻雜的金屬離子照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射，形成有色部，所述有色部使該修正位置呈現出與包含上述顏色缺陷產生部的上述色部相同的顏色。
2. 根據權利要求1所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於在上述摻雜工序中，對上述玻璃基板中的除了上述修正位置以外的部位施加覆蓋該玻 璃基板的掩模。
3. 根據權利要求1或2所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於 上述色部中包含藍色部，在該藍色部中包含上述顏色缺陷產生部的情況下，摻雜鈷離子作為上述金屬離子。
4. 根據權利要求1 3中的任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於 上述色部中包含綠色部，在該綠色部中包含上述顏色缺陷產生部的情況下，摻雜鉻離子作為上述金屬離子。
5. 根據權利要求1 4中的任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於 上述色部中包含紅色部，在該紅色部中包含上述顏色缺陷產生部的情況下，摻雜硒離子和鎘離子作為上述金屬離子。
6. —種液晶顯示裝置的製造方法，所述液晶顯示裝置包括在一對玻璃基板之間設置 液晶層而成的液晶面板和對該液晶面板供給照明光的照明裝置，所述液晶顯示裝置的製造 方法的特徵在於包括製作玻璃基板的玻璃基板製作工序；以及 用上述製作的玻璃基板來製作液晶面板的工序， 上述玻璃基板製作工序具有如下工序對玻璃基材按規定排列摻雜多種金屬離子的排列摻雜工序；對在上述玻璃基材中摻雜了上述金屬離子的部位照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射 使該部位著色，由此在該玻璃基材中按規定排列形成多種顏色的著色部的彩色化工序。
7. 根據權利要求6所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於在上述排列摻雜工序中，對該玻璃基材中不摻雜規定金屬離子的部位施加覆蓋該玻璃 基材的掩模。
8. 根據權利要求6或7所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於 在上述彩色化工序中，在將與上述多種顏色的著色部分別對應的金屬離子全部摻雜了之後，照射上述雷射。
9. 根據權利要求6 8中的任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於 包括形成藍色著色部作為上述著色部的工序，對上述玻璃基材中形成該藍色著色部的部位摻雜鈷離子作為上述金屬離子。
10. 根據權利要求6 9中的任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於包括形成綠色著色部作為上述著色部的工序，對上述玻璃基材中形成該綠色著色部的 部位摻雜鉻離子作為上述金屬離子。
11. 根據權利要求6 10中的任一項所述的液晶顯示裝置的製造方法，其特徵在於包括形成紅色著色部作為上述著色部的工序，對上述玻璃基材中形成該紅色著色部的 部位摻雜硒離子和鎘離子作為上述金屬離子。
全文摘要
本發明的液晶顯示裝置10的製造方法的特徵在於包括在由多種顏色的色部46構成的濾色器42中產生顏色缺陷的情況下修正該顏色缺陷的顏色缺陷修正工序，上述顏色缺陷修正工序包括如下工序在一對玻璃基板31、41中的至少一方玻璃基板41中，確定與成為上述顏色缺陷原因的顏色缺陷產生部X在該玻璃基板41上的投影重疊的修正位置的工序；在確定的上述玻璃基板41的上述修正位置，摻雜與包含上述顏色缺陷產生部X的上述色部46所呈現的顏色對應的金屬離子60的摻雜工序以及對上述摻雜的金屬離子60照射飛秒級以下的脈衝寬度的雷射，形成有色部61的有色部形成工序，所述有色部61使該修正位置呈現出與包含上述顏色缺陷產生部X的上述色部46相同的顏色。
文檔編號G02B5/20GK101784944SQ20088010281
公開日2010年7月21日 申請日期2008年5月1日 優先權日2007年8月16日
發明者池田正暉 申請人:夏普株式會社