专利名称：平面显示器的修补方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及修补技术，尤其是指平面显示器的修补方法与系统。
背景技术：
液晶显示器为非主动发光元件，其色彩的显示必须透过背光模块提供的光源，搭配驱动电路与液晶控制形成灰阶的亮度显示，并透过滤光片的红色(R)、绿色(G)以及蓝色 (B)色层给予每一个像素特定颜色，不同颜色的像素即形成彩色画面。面板若存在瑕疵，将造成显示器中该像素无法正确显示所需色彩，而形成亮点或是暗点，尤以亮点对显示器使用者而言特别明显，因此亮点数亦为面板等级评定要素之一。在已知技术中，例如中国台湾专利公开号200827819所提出的液晶显示面板的修复方法，其是利用第一道纳秒激光使滤光片产生间隙裂缝，第二道飞秒激光G50nm、10MHz 以上)或二极管激光(Diode Laser)，透过线性吸收使已有间隙的滤光片产生物理性质变化，以降低亮点透光性。此外，又如中国台湾专利公开号200拟9977披露一种液晶显示面板的修复方法与装置，其是使用波长为400-490nm的连续(CW)或脉冲(Pulse)激光或者是使用频率为> IOMHz且波长为450nm的飞秒激光，利用RGB线性吸收区间进行修复，需由液晶显示器的晶体管面加工，若从彩色滤光面进行修复，则易破坏偏光膜。该技术中所使用的激光400nm-490nm波段对R和G彩色光致抗蚀剂穿透度低，可以将适当的能量施加在亮点光致抗蚀剂上。另外又如WO 2008-156286披露一种修补方法，其透过激光照射，使光致抗蚀剂材料和玻璃之间形成间隙(gap)，再透过激光配合扫描将周围黑色矩阵(black matrix)融化带至间隙(gap)中，使有亮点的光致抗蚀剂区域形成黑化(非直接黑化光致抗蚀剂)。又如美国专利US7，502，094也披露一种修补方法，其透过激光(Nd: YAG激光380 740nm， < 55Hz)以光掩模的方式照射，使滤光片面向基底面产生黑化(使光源所产生的光线无法通过滤光片)，因照射过程中产生扩散区，因此需以三组大小不同的光掩模进行加工，修补亮点。此外，又如美国专利US7，636，148则披露一种修复液晶显示器的方法与系统，其披露三种修复方式，第一种为在面板上的玻璃基底上镀上一层修复膜，将有亮点的位置利用激光(YAG、准分子、二极管激光)加工修复膜。第二种在黑色矩阵加工。第三种在支撑物 (pattern spacer)加工将融化的支撑物覆盖到有亮点的彩色光致抗蚀剂上。而美国专利 US7，126，232，亦是属于将修复膜(impair film)转移至缺陷位置的一种修补机制。另外，又如美国专利US5，926，246也披露一种修复方法，其利用激光加工在液晶面板里的配向膜，利用偏光膜旋转方向来检测亮点区，进行激光加工配向膜。激光波长范围 200-450nm，主要是不让其它区域受到激光照射影响而受损，激光使液晶呈现不规则排列， 降低光的透光度。而中国台湾实用新型M381804，则提供一种含有滤光片的显示器的修补装置，包含至少一个激光源、至少二个反射镜组、至少二个镜头与至少一个镜组控制单元，其可选择性输出不同波长的激光以黑化滤光片上不同颜色的色点，而完成亮点修补。
发明内容
本发明提供平面显示器的修补方法与系统，其利用飞秒激光聚焦至平面显示器的透光基底内，而对透光基底进行改性加工，由于飞秒激光可让被加工的基底产生多光子非线性吸收、热影响区小以及控制加工深度的特点，因此可以直接对封装后的平面显示器的面板内部进行修补。本发明提供平面显示器的修补方法与系统，其可对完成封装的液晶显示面板进行修补，将飞秒激光聚焦于含有偏光膜的滤光片的透光基底上，对滤光片的透光基底进行改性黑化，以消除显示器亮点，使原来所形成面板上的亮点变成暗点，并且不会对其他区域造成伤害，提高显示器产品的品质与等级。此外，由于不会对其他区域或元件，例如偏光膜，进行伤害，因此可以减少修补所需的时间。在实施例中，本发明提供一种平面显示器修补方法，其包括有下列步骤提供平面显示器，其具有透光基底，该平面显示器具有至少一亮点；以及提供飞秒激光聚焦照射于对应该亮点的透光基底上，使对应该亮点的透光基底产生非线性多光子吸收而改性，进而将该亮点转换成暗点。在另一实施例中，本发明提供一种平面显示器修补方法，其包括有下列步骤提供平面显示器，其具有液晶模块以及滤光片，其设置于该液晶模块上，该液晶模块具有第一透光基底，该滤光片上具有第二透光基底以及彩色光致抗蚀剂层，该平面显示器具有至少一亮点；以及提供飞秒激光聚焦照射于对应该亮点的第一透光基底或者是第二透光基底，使对应该亮点的第一透光基底或第二透光基底产生非线性多光子吸收而改性，进而将该亮点转换成暗点。在另一实施例中，本发明还提供一种平面显示器修补系统，其包括有移动平台； 平面显示器，其设置于该移动平台上，该平面显示器具有透光基底，该平面显示器具有至少一亮点；以及飞秒激光源，其提供飞秒激光，以聚焦照射于对应该亮点的透光基底上，使对应该亮点的透光基底产生非线性多光子吸收而改性，进而将该亮点转换成暗点。
图1为本发明的平面显示器修补方法实施例流程示意图。图2为平面显示器剖面示意图。图3A为本发明飞秒激光聚焦投射至第二透光基底剖面示意图。图IBB为第二透光基底能量吸收范围示意图。
图3C与图3D分别为第二透光基底改性门槛与吸收飞秒激光能量关系示意图。图4A为利用飞秒激光使得第二透光基底产生散射的第二透光基底剖面示意图。图4B为本发明利用飞秒激光聚焦照射于第二透光基底而产生双折射现象示意图。图4C为本发明的具有布拉格光栅的改性区域示意图。图5为步骤21的另一实施例示意6为本发明的平面显示器修补系统示意图。附图标记说明2-平面显示器修补方法
20 21-步骤3-平面显示器30-液晶模块300-第一透光基底301-薄膜晶体管层302-液晶层303-支撑物304、305_ 偏光膜31-滤光片310-第二透光基底3100-裂缝3101-周期结构3102-布拉格光栅结构3103、3104_不同密度的结构310a-黑化透光基底311-彩色光致抗蚀剂层312-黑色矩阵32-背光模块320-背光4-平面显示器修补系统40-移动平台400-平台401-驱动单元41-飞秒激光源42-控制单元43-调整单元430-激光频率及能量调整装置431-激光波长调整装置44-聚焦单元45-反射镜90-飞秒激光91-区域92-改性门槛93-区域94-改性区域95、96-偏极方向97-径向偏振飞秒激光98-改性区域
具体实施例方式为了有助于对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文特将本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，从而可以了解本发明的特点， 然而本发明不限于这些具体描述。详细说明陈述如下请参阅图1所示，该图为本发明的平面显示器修补方法实施例流程示意图。该修补方法2首先以步骤20提供平面显示器。如图2所示，该图为平面显示器剖面示意图。图 2的平面显示器为液晶平面显示器。该平面显示器3具有液晶模块30、滤光片31以及背光模块32。该液晶模块30，其具有第一透明基底300，其材料可为透明的玻璃或高分子聚合物，例如塑胶等材料。该第一透明基底300上有薄膜晶体管层301。薄膜晶体管层301上具有液晶层302，其内具有支撑物303(spacer)。液晶层302上具有该滤光片31，其包括有第二透明基底310，其材料可以为透明的玻璃或者是高分子聚合物，例如塑胶。该第二透光基底310上具有光致抗蚀剂层311，其与该液晶层302相对应。本实施例中，该滤光片31为彩色滤光片，而该光致抗蚀剂层311为彩色光致抗蚀剂层。除此之外，该滤光片亦可为单色滤光片，光致抗蚀剂层亦可为单色光致抗蚀剂层。在本实施例中，该光致抗蚀剂层311具有红色光致抗蚀剂(R)、绿色光致抗蚀剂(G)以及蓝色光致抗蚀剂(B)，附图中的彩色光致抗蚀剂311代表绿色光致抗蚀剂。在绿色光致抗蚀剂一侧具有黑色矩阵312 (black matrix) 0该背光模块32则提供背光320以通过该液晶模块 30。该平面显示器3存在瑕疵，本实施例中的瑕疵为亮点的缺陷。所谓的亮点缺陷，可能由光致抗蚀剂层311、液晶模块30的液晶或者是电路缺陷所造成的。而在该滤光片31的第二透光基底310的上表面以及第一透光基底300的下表面分别设置有偏光膜304与305。接着进行步骤21，提供飞秒激光90聚焦照射于对应该亮点的透光基底上，使对应该亮点的透光基底产生非线性多光子吸收而改性黑化，进而将该亮点转换成暗点。要说明的是，本实施例中的步骤21中的透光基底，为第二透光基底310。而步骤21中的改性，可以通过飞秒激光光束，使对应亮点的透光基底上的区域因为多光子吸收，而产生物理改变，造成散射、双折射、布拉格(Bragg)光栅等效应，使此预定区域形成黑化，亦不会有其它区域受损。飞秒激光是指激光的时间脉冲宽度短于一皮秒(picosecond，ps = I(T12s)。该飞秒激光投射至该透光基底的投射频率为单发(single shot) 1GHz。接下来说明修补产生物理改变，造成散射、双折射、布拉格(Bragg)光栅的效应。 请参阅图2所示，首先说明散射效应，要让第二透光基底310产生散射效应而使得亮点转换成暗点的方式，主要是在步骤21中以超短脉冲飞秒激光，对第二透光基底310加工，在第二透光基底310内形成局部改性，造成散射效果，以降低背光的穿透，达到局部黑化修补面板的功效。如图3A至图3D所示，其中图3A为本发明飞秒激光聚焦投射至第二透光基底剖面示意图；图3B为第二透光基底能量吸收范围示意图；图3C与图3D分别为第二透光基底改性门槛与吸收飞秒激光能量关系示意图，其中图3C为超过改性门槛示意图；而图3D则为未超过改性门槛示意图。当飞秒激光90聚焦投射至第二透光基底310上时，飞秒激光能量强度只有在区域91的位置可以超过改性门槛92且激光强度范围可以为108W/cm2以上，而使得在区域91的第二透光基底310产生非线性吸收的现象而形成改性区域。至于在区域91 外围的区域93的第二透光基底310其所修收的能量强度则未超过将第二透光基底310的改性门槛92。
如图4A所示，该图为利用飞秒激光使得第二透光基底产生散射的第二透光基底剖面示意图。当飞秒激光照射于对应亮点的第二透光基底310上的区域时，会在该区域内形成多个类似裂缝3100的结构，通过结构的形成，使得背光320通过该区域时，会被结构 3100影响光行进的路径，而产生散射的现象。由于光无法直接通过被黑化的区域，因此原先的亮点缺陷即可以被改变，而形成暗点缺陷。再回到图2所示，由于飞秒激光90的非线性多光子吸收的特点，因此不会对其他区域，例如偏光膜304，造成伤害，进而提高平面显示器 3产品的品质与等级。其中该飞秒激光的波长范围可以为250 3000nm，该飞秒激光投射至该透光基底的投射频率为单发(single shot) IGHz。在产生散射的实施例中，所选用的飞秒激光的波长为532nm、800nm或1064nm、飞秒脉冲频率为IOOOHz 80MHz，而激光投射到透光基底的加工的方式则是于该亮点所涵盖的区域内的每一的投射点以单次投射的方式来产生结构3100。该飞秒激光的脉冲宽度小于等于1皮秒(piCOSeCOnd，pS)。当飞秒激光投射聚焦至第二透光基底时，飞秒激光至对应该亮点的光致抗蚀剂层所具有的激光强度范围可以为108W/cm2以上。当然，虽然本实施例中，修补过程中平面显示器3上是具有偏光膜304，但是在另一实施例中，亦可以将偏光膜304去除直接让飞秒激光90照至对应亮点的第二透光基底310上。另外，为了加强飞秒激光聚焦的效果，还可以在飞秒激光投射至滤光片的光路上设置至少一聚焦透镜单元，其可由至少一透镜或反射镜所构成。如图4B所示，该图为本发明利用飞秒激光聚焦照射于第二透光基底而产生双折射现象示意图。在本实施例中，利用飞秒激光以扫描方式，例如之字形路径扫描，聚焦照射至第二透光基底310对应亮点的区域以形成改性区域94，使得该区域产生周期结构3101， 使得光进入该区域94时产生双折射的效应。请参阅式(1) ( 所示，
权利要求
1.一种平面显示器修补方法，其包括有下列步骤提供平面显示器，其具有透光基底，该平面显示器具有至少一亮点；以及提供飞秒激光聚焦照射于对应该亮点的透光基底上，使对应该亮点的透光基底产生非线性多光子吸收而形成改性区域，进而将该亮点转换成暗点。
2.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该飞秒激光的波长范围为250 3000nm。
3.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该飞秒激光是指激光的时间脉冲宽度短于一皮秒。
4.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该飞秒激光投射至该透光基底的投射功率密度大于108W/cm2。
5.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该飞秒激光投射至该透光基底的投射频率为单发 IGHz。
6.如权利要求1的平面显示器修补方法，还包括有使该飞秒激光经由至少一聚焦单元而投射至对应该亮点的透光基底上的步骤。
7.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该透光基底为玻璃或者是高分子聚合物。
8.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该改性区域使入射至该改性区域的光产生散射。
9.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该改性区域内成形有布拉格光栅。
10.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该平面显示器为液晶显示器，其具有液晶模块以及滤光片，该透光基底为该液晶模块的基底或者是该滤光片的基底。
11.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该改性区域内形成有双折射结构。
12.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该显示器为发光二极管显示器。
13.如权利要求1的平面显示器修补方法，其中该飞秒脉冲频率为1000Hz 80MHz。
14.一种平面显示器修补系统，其包括有 移动平台；平面显示器，其设置于该移动平台上，该平面显示器具有透光基底，该平面显示器具有至少一亮点；以及飞秒激光源，其提供飞秒激光，以聚焦照射于对应该亮点的透光基底上，使对应该亮点的透光基底产生非线性多光子吸收而改性，进而将该亮点转换成暗点。
15.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该飞秒激光源还具有调整单元，以调整该飞秒激光的波长、脉冲频率、激光剂量以及脉冲宽度。
16.如权利要求15的平面显示器修补系统，其中该飞秒激光的波长范围为250 3000nm。
17.如权利要求14的平面显示器修补系统，其于该飞秒激光的光路上还设置有至少一聚焦单元，以调制该飞秒激光。
18.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该移动平台包括有平台以及驱动单元，该驱动单元驱动该平台以产生三维线性位移运动。
19.如权利要求14的平面显示器修补系统，还包括有控制单元，该控制单元记录关于该亮点的位置，以产生控制信号使该移动平台移动而使该亮点对应到该飞秒激光，使该飞秒激光聚焦于透光基底上。
20.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该显示器为液晶显示器，其具有液晶模块以及滤光片，该透光基底为该液晶模块的基底或者是该滤光片的基底。
21.如权利要求20的平面显示器修补系统，其中该滤光片与该飞秒激光对应的面上还贴设有偏光膜。
22.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该显示器为发光二极管显示器。
23.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该飞秒激光是指激光的时间脉冲宽度短于一皮秒。
24.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该飞秒激光投射至该透光基底的投射，功率密度大于108W/cm2。
25.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中该飞秒激光投射至该透光基底的投射频率为单发 IGHz。
26.如权利要求14的平面显示器修补系统，其中飞秒脉冲频率为1000Hz 80MHz。
全文摘要
本发明提供平面显示器的修补方法与系统，其主要是利用飞秒激光修补具有亮点缺陷的平面显示器。该平面显示器具有透光基底，且具有亮点缺陷。本发明利用飞秒激光照射于对应亮点的透光基底上，使得透光基底产生非线性多光子吸收的效应而改性，进而将该亮点转换成暗点。
文档编号G02F1/1335GK102466900SQ20101053172
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者张光博, 林岑盈, 沈威志, 简志维, 郑中纬 申请人:财团法人工业技术研究院