JP2001091964A - パターン修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の剥離現象がなく、液晶層へのダメージ
も少ない安定したレーザウエルディングを可能としたパ
ターン修正装置を提供する。 【解決手段】 チャック台４によって保持されたセル状
態の液晶ディスプレイをＸＹテーブル２で水平方向に移
動させ、Ｚ軸テーブル３に取付けられているレーザ照射
機構１に内蔵されている高周波発振タイプのレーザ光源
からのレーザ光をパターンの電極重なり部に照射して輝
点欠陥を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はパターン修正装置
に関し、特に、アクティブマトリックス駆動方式（ＴＦ
Ｔ方式）液晶ディスプレイの製造工程中に発生する欠陥
について、製造工程途中のセル工程にて欠陥を修正でき
るようなパターン修正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、
ノートパソコンのメイン表示デバイスとしてその地位を
確立し、さらにはデスクトップ型パソコンの表示デバイ
スとしてもその地位を確立しつつある。このような状況
において、さらなる需要拡大のためにはＬＣＤの低価格
化が必要であり、コスト削減のためＬＣＤメーカーにお
いては、歩留まり向上を目指し、より完成品に近いセル
状態での欠陥修正を行なうようになってきている。

【０００３】ここで、セル状態とは、ＬＣＤを構成する
２枚のガラス基板が貼り合わされた状態をいう。ガラス
基板の間にはすでに液晶が封入されており、駆動回路を
接続して信号を与えればディスプレイとして動作可能な
状態となっている。

【０００４】このようなセル状態においては、すでに多
くの製造工程を経てきており、この時点での欠陥の発生
による製品の廃棄は最終出荷製品コストへの影響も大き
い。セル状態での主な欠陥には、電極オープン欠陥とシ
ョート欠陥によるものと、ＴＦＴ動作不良によるものが
ある。

【０００５】製品として出荷する上で、セル状態におけ
る欠陥で特に問題となるのは、ＬＣＤとしての動作状態
において、常に光が透過する画素となってしまう欠陥、
これは通常「輝点欠陥」と呼ばれる。

【０００６】輝点欠陥は、上述したように常時光が透過
するため、欠陥が人の目に目立ちやすく、ＬＣＤ表示品
質を大きく低下させるため、製品として出荷することが
できない。

【０００７】ここでは、特にノーマリホワイトモードの
ＬＣＤにおける輝点欠陥修正について説明する。ノーマ
リホワイトモードＬＣＤとは、電源がオフ状態において
光を透過させ、電源がオン状態において光を遮光するモ
ードのＬＣＤであり、近年の透過型ＬＣＤはほとんどが
このモードを採用している。このモードに対抗するモー
ドとして、ノーマリブラックモードＬＣＤがあるが、ノ
ーマリブラックモードにおいては、黒色表示品質がノー
マリホワイトモードＬＣＤに比べて劣るため、現在はほ
とんど採用されていない。

【０００８】ノーマリホワイトモードＬＣＤにおける輝
点欠陥とは、電極オープン，ショート欠陥やＴＦＴの動
作不良などにより、画素電極に駆動電圧が印加されなく
なることによって発生する。このような輝点欠陥を修正
する方法としては、すでに特開平８−１１０５２７号公
報などによって提案されている。

【０００９】従来提案されている修正方法は、輝点欠陥
となった画素のＴＦＴのソース電極（またはドレイン電
極）とゲート電極をレーザウエルディングと呼ばれる方
法により短絡することによって、輝点欠陥を黒点欠陥と
する方法である。

【００１０】ここで、レーザウエルディングとは、レー
ザにより溶接を行なう方法である。実際の液晶セル状態
でのレーザウエルディングは、図２に示したようにＴＦ
Ｔパターンが形成されたガラス基板１１を介してＴＦＴ
のドレイン電極１６（またはソース電極１５）とゲート
電極１２の重なり部にレーザ光１０を照射し、レーザ光
１０による熱エネルギにより電極同士を溶接し、電気的
に短絡させるという方法によって行なわれている。

【００１１】従来は、このレーザウエルディングにＱス
イッチ付のＹＡＧレーザなどが使用されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来使用されていたＱ
スイッチ付レーザは、図３に示すように、１回の照射パ
ワーが大きく、またレーザ照射間隔が１ｐｐｓ〜２０ｐ
ｐｓ（１照射／秒〜２０照射／秒）と長いため、修正の
ためのレーザウエルディングに用いた場合、１照射の瞬
間的な熱エネルギにより熱して接続を行なうことにな
る。

【００１３】この場合、図２に示したドレイン電極１６
が瞬間的な熱エネルギにより図４に示すようにゲート電
極１２と接続されず、逆にａ−Ｓｉ膜から剥離してしま
う場合があり、修正状態が安定せず、修正確率が低くな
るという問題点があった。

【００１４】Ｑスイッチ付レーザでも１照射のパワーを
低くして、ドレイン電極１５が剥離しないような条件で
レーザを照射することも可能であるが、この場合、１照
射で接続可能な熱エネルギを与えることができず、数回
のレーザ照射が必要となり、Ｑスイッチ付レーザのレー
ザ照射間隔が長いため、レーザウエルディングに必要な
温度まで熱することができず、この場合修正が不可能と
なる。

【００１５】それゆえに、この発明の主たる目的は、電
極が剥離する現象がなく、液晶層へのダメージも少ない
安定したレーザウエルディングを可能にしたパターン修
正装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
電源がオフ状態で光を透過させ、電源がオン状態で光を
遮光するモードを有する液晶ディスプレイのパターン不
良により、光が透過する画素になってしまう輝点欠陥を
修正するためのパターン修正装置において、高周波発振
タイプのレーザ光源を備え、そのレーザ光源からのレー
ザ光をパターンの電極重なり部に照射して輝点欠陥を修
正することを特徴とする。

【００１７】請求項２に記載のパターン修正装置は、請
求項１のレーザ光源はパターンの電極重なり部の修正と
電極の短絡部を切断するために兼用されることを特徴と
する。

【００１８】請求項３に係るパターン修正装置では、さ
らにパターン不良を観察するための観察光学系を含み、
レーザ光源は観察光学系と同軸上に設置されることを特
徴とする。

【００１９】請求項４に係るパターン修正装置では、請
求項２のレーザ光源からのレーザ光をスキャンさせてパ
ターンの電極重なり部の修正と電極の短絡部を切断する
ことを特徴とする。

【００２０】請求項５に係るパターン修正装置では、さ
らに液晶ディスプレイを水平方向に移動させてレーザ光
源からのレーザ照射位置を変えて修正を行なうためのＸ
Ｙテーブルを含むことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施形態のパ
ターン修正装置の外観斜視図である。図１において、パ
ターン修正装置は、レーザおよびその光学系からなるレ
ーザ照射機構１がＸＹテーブル２に対して、上下方向
（ｚ方向）に移動可能なようにＺ軸テーブル３に固定さ
れている。レーザ照射機構１はレーザ光源の光軸と観察
光学系の光軸とが同軸になるように構成されている。

【００２２】ＸＹテーブル２はチャック台４で保持され
ているワークを搭載するものであり、ワークを水平方向
に移動可能に構成され、レーザ光源からのレーザ照射位
置を変えて修正を行なうことができる。ＸＹテーブル２
の下部には、観察および画像処理用光源としての透過照
明８が設けられている。

【００２３】さらに、パターン修正装置は、装置全体を
制御するホストコンピュータ５と、欠陥を認識するため
の画像処理機構６と、装置を制御する制御用コンピュー
タ７とを含む。

【００２４】上述のレーザ照射機構１のレーザ光源とし
ては、前述の図３に示した高周波発振タイプのレーザが
用いられる。高周波発振レーザの場合、高繰返し回数で
のレーザ照射が可能なため、１照射のレーザパワーを低
くしてもレーザウエルディングに必要な熱エネルギを確
保することができるため、Ｑスイッチ付レーザの場合の
ように、１照射によりドレイン電極１５が図４に示すよ
うに剥離してしまうことはなく、また照射回数を適切に
制御することにより、レーザウエルディングに必要とな
る最適なレーザエネルギ量を照射できるため、液晶層へ
のダメージも最低限に止めることが可能となる。

【００２５】そして、この実施形態では、輝点の欠陥修
正は、輝点欠陥画素のＴＦＴドレイン電極１５とゲート
電極重なり部へ、レーザ照射機構１に搭載された高周波
発振レーザからレーザ光を照射し、電極同士を溶接する
ことにより、電気的に短絡することで、輝点欠陥を黒点
欠陥にすることができる。

【００２６】なお、セル状態における輝点欠陥におい
て、その輝点欠陥の原因が電極のショート（短絡）によ
るものについては、前述のレーザウエルディングの前に
ショート箇所を電気的に開放する必要のあるものがあ
る。この発明で用いたレーザによれば、レーザパワーを
レーザウエルディング時よりも強く設定し、前記電極シ
ョート箇所に照射することによりショート部分をカット
することが可能なため、電気的に開放することができ
る。

【００２７】なお、これまでは、セル状態についての修
正について説明したが、アレイ状態においても、当然な
がら前述の説明と同様の電極部ショート欠陥カットおよ
びウエルディングによる修正が可能である。ここで言う
アレイ状態とは、ガラス基板上にＴＦＴパターンや電極
パターンが形成された状態を言い、この段階は前述のセ
ル状態とは違い、ガラス基板単体の状態となる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、高周
波発振タイプのレーザ光源からのレーザ光をパターンの
電極重なり部に照射して輝点欠陥を修正することによ
り、液晶セルの輝点欠陥修正成功率を大きく向上させる
ことが可能となる。しかも、修正時の液晶層へのダメー
ジを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態の外観斜視図である。

【図２】 ＴＦＴパターンが形成されたガラス基板の断
面図である。

【図３】 Ｑスイッチ付レーザと高周波発振レーザのレ
ーザパワー対照射周波数の特性を示す図である。

【図４】 ＴＦＴパターンが形成されたガラス基板にお
いて、ソース電極が剥離している状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ レーザ照射機構、２ ＸＹテーブル、３ Ｚ軸テー
ブル、４ チャック台、５ ホストコンピュータ、６
画像処理機構、７ 制御用コンピュータ、８透過照明。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩本 憲市 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA14 FA30 HA06 MA20 2H092 JA26 MA35 MA47 MA52 NA29 5G435 AA16 AA17 BB12 BB15 CC09 EE25 HH12 KK05 KK10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源がオフ状態で光を透過させ、電源が
   オン状態で光を遮光するモードを有する液晶ディスプレ
   イのパターン不良により、光が透過する画素になってし
   まう輝点欠陥を修正するためのパターン修正装置におい
   て、 高周波発振タイプのレーザ光源を備え、該レーザ光源か
   らのレーザ光を前記パターンの電極重なり部に照射して
   輝点欠陥を修正することを特徴とする、パターン修正装
   置。
2. 【請求項２】 前記レーザ光源は、前記パターンの電極
   重なり部の修正と電極の短絡部を切断するために兼用さ
   れることを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正
   装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記パターン不良を観察するた
   めの観察光学系を含み、 前記レーザ光源は、前記観察光学系と同軸上に設置され
   ることを特徴とする、請求項１または２に記載のパター
   ン修正装置。
4. 【請求項４】 前記レーザ光源からのレーザ光をスキャ
   ンさせて前記パターンの電極重なり部の修正と電極の短
   絡部を切断することを特徴とする、請求項２に記載のパ
   ターン修正装置。
5. 【請求項５】 さらに、前記液晶ディスプレイを水平方
   向に移動させて前記レーザ光源からのレーザ照射位置を
   変えて修正を行なうためのＸＹテーブルを含むことを特
   徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。