JP2006251561A - 欠陥画素リペア方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リペア工程前に行われる画像欠陥検査及び電気的動作確認検査から算出される欠陥位置を示す座標データを用いてリペアすべき欠陥を求め、最終工程の点灯検査においてリペア結果の確認が容易にできるようにする。
【解決手段】まず、各製造工程においてTFT基板の欠陥検査を行い、欠陥画像及び欠陥画素の座標データを保存する。そして、欠陥画素を修復する前のリペア前欠陥画像に欠陥が発生した製造工程を記すための紐付けを行い、この紐付け結果に基づいて、製造工程の最終工程で行われる点灯検査結果において、リペア後の欠陥画像のリペアが正常に行われたかどうかを確認する。
【選択図】 図5

Description

本発明は、フラットパネル・ディスプレィ(FPD:Flat Panel Display)の製造工程における欠陥画素リペア方法に関し、特に不良部分がどの工程で発生したかを後処理工程で正確に確認することができる欠陥画素リペア方法に関する。
近年、液晶パネル等のFPDはその軽量、薄型、低消費電力等の影響でテレビ、コンピュータを始めとして多くの分野で利用されている。この液晶パネルは多くの画素を有しているため、パネル全体の中では暗いはずの点が白く輝いて見える輝点や白く明るいはずの点が暗く見える滅点等の欠陥画素が発生することが多く見られる。このため、その修復(リペア)に多くの時間を割かなければならないという問題があった。
そこで、液晶パネル等のFPDの製造工程においては、欠陥画素を特定し、かつそれを分類してすばやくリペアをすることが要請されており、特に液晶パネル用TFT基板の製造工程においては、それぞれの工程で欠陥検査を行うとともに、その欠陥をリペアすることが行われている。
例えば、点灯した状態の液晶パネル上を画像処理用のCCDを移動させて画像データを取り込み、この画像データを処理することによって欠陥画素を検出するとともに、この欠陥画素の位置にレーザ光照射を行って欠陥画素をリペアする方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)
特許文献1に記載の欠陥画素リペア方法は、表示パネルにテスト用信号を供給して点灯状態にし、この点灯状態で認識された表示パネルの欠陥画素に対してレーザ光を照射してリペアを行う方法であり、表示パネルの点灯状態を画像データとして取り込み、この画像データから欠陥画素の位置や種類などの情報を生成し、この生成した欠陥画素に関する情報をもとに、表示パネルの欠陥画素のリペアを行うものである。
このリペア方法では、表示パネルを点灯させた状態で欠陥画素の検出とそのリペアとを行うようにしているので、表示パネルを点灯検査装置とリペア装置との間で繰り返し往復させる必要がなく、表示パネルの移動と点灯検査装置のセットに要する時間が短縮される。また、リペア前後の画像データをもとにリペアの成功と不成功を判定しているので、作業者が目視により判定する場合に比べて作業時間が短くなるという利点もある。
特開2001−296510号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている表示パネル上の欠陥画素のリペア方法では、リペア工程前後でリペア前画像とリペア後画像の比較をしており、各製造工程の欠陥検査などの幾つかの工程を経た後の完成検査工程(点灯検査)まで網羅するものではなかった。すなわち、従来のものは、製造工程の途中にリペア工程を入れるというものではなく、したがって、リペアする際に、リペア前検査で発見した欠陥のうち、どの欠陥をリペアすればよいか、またリペアした箇所が最終的な点灯検査においてどの様な結果になったかを調べるには、人手によるデータ収集及び分析が必要であった。つまり、どの製造工程で欠陥が発生したか、そしてリペアを行った結果が、FPD完成時にどのような影響を及ぼしたかを判断するための手法、いわゆる「紐付け」の手法が確立されていなかった。
本発明は、リペア工程前に行われる画像欠陥検査及び電気的動作確認検査から算出される欠陥位置を示す座標データをその都度データベースに保存しておき、この座標データを元にリペアすべき欠陥を求めるとともに、最終工程の点灯検査の座標データを元にリペア結果の確認ができるようなソフトウェアを用いることにより、リペア工程の信頼性・作業効率の向上を目指すことを目的としている。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の欠陥検査及び欠陥画素リペア方法は、フラットパネル・ディスプレイ用TFT基板の製造工程における欠陥検査及びリペアを行う欠陥画素リペア方法において、各製造工程においてTFT基板の欠陥検査を行い、欠陥画像及び欠陥画素の座標データを蓄積保存する工程と、各製造工程における欠陥検査により検出した欠陥画素を修復するリペア工程と、製造工程の最終工程としての点灯検査工程を備え、この点灯検査工程において発見された欠陥画素を、各製造工程において発見された欠陥画素の座標データに紐付けするとともに、この紐付けによって各製造工程において発見された欠陥画素が、リペア工程において正常にリペアされたか否かを確認することを特徴としている。
本発明によれば、FPDパネルのTFT基板のリペアを行う際に、それぞれの製造工程で欠陥検査を行い、各工程で発見された欠陥画素と点灯検査時に発見された欠陥画素とを紐付けしているので、最終工程である点灯検査において、リペア前の欠陥画像が正常にリペアされたか否かを極めて容易に確認することができる。
また、本発明の好ましい形態は、上述した各製造工程に加え、TFT基板の電気的動作確認検査による欠陥検査工程を更に含むことを特徴としている。また、リペア工程において、各製造工程における欠陥検査の検査結果と電気的動作確認検査の工程の欠陥検査結果を元に、リペアすべき欠陥画素を見出すことを特徴としている。さらに、TFT基板の製造工程において、最終工程で行われる点灯検査の結果を元に、各製造工程における欠陥検査工程の情報と比較して、点灯不良の原因調査することもできるようにしている。
本発明によれば、各製造工程を終えた後の点灯検査工程、すなわち完成検査工程において、各製造工程における欠陥検査による欠陥画素をリペア工程でリペアを行った結果が、FPDパネルの完成時にどのようになったかが紐付けできるため、作業者にとってFPDパネルの欠陥状態を容易に把握することができるという利点がある。また、電気的特性試験結果に基づいて欠陥画素のリペアを行うので、電気的特性試験結果がリペアに及ぼす影響度合いを判断することができる。
更に、本発明では、リペア工程以外の工程においても、欠陥画像検査さえ行われていれば、最終工程における完成品であるFPDの点灯結果から、どの製造工程で発生した不良であるかを紐付けすることができるので、作業者にとって製造工程と欠陥画素の発生度合いが容易に把握することが可能となる。
さらに、本発明によれば、今まで膨大な時間や人手がかかっていた欠陥分析やリペア結果の検証を、容易に行えるようになりFPD開発の効率を向上させることができるとともに、リペアした結果の分析精度が上がるため、リペア工程の信頼性の向上にも繋がる。
以下、本発明のFPDの欠陥画素リペア方法の実施の形態の例につき図1〜図4に基づいて説明する。
本例においては、FPD製造工程における欠陥画素リペア方法につき説明するが、本発明は、FPDに限らずFPD以外でも、複数の製造工程により製造されるものであって、その途中にリペア工程を含むものであれば、その全ての製造工程のリペア工程に適用される。
図1は、FPD製造工程におけるTFT基板製造工程の欠陥検査時に発生した欠陥画素を点灯検査時に紐付けを行う例を示したものである。ここで、「紐付け」とは、FPDの各製造工程のどの工程部分で発生した欠陥であるかを次の工程及び最終的な点灯検査工程に連絡するための情報を付与することを意味している。
図1に示すように、TFT工程の中の製造工程Aに入った液晶パネル等のFPD1は、A工程の処理が行われた後、欠陥検査工程2において欠陥検査が行われる。この欠陥検査は、不図示の検査ステージに置かれたFPD1を、レーザ光ユニットで走査し、その反射光を例えばCCD等で検出することによって行われる。ここで検査されて検出された欠陥情報は、不図示のデータベースに記憶される。なお、FPD1における欠陥情報としては、滅点6と輝点7の2種類が考えられる。ここで、滅点6は本来白く光っていなければならない部分が黒くなっている欠陥画素(画面に絵を表示させても黒いまま変わらない画素)であり、輝点7は本来暗くなっていなければならないのに白く光っている欠陥画素(画面に絵を表示させたときに例えば緑のまま変わらない画素)である。
次に、FPD1はTFT工程の第2の製造工程であるB工程に送られる。このB工程においても、B工程終了後に、A工程と同様にパネルの欠陥検査工程2で欠陥検査が行われ、FPD1の欠陥情報(滅点6と輝点7)が検出される。そして、検出された画面の欠陥情報はその画像情報と欠陥画素の座標データが不図示のデータベースに保存される。
この検査工程で出てくる欠陥の座標値は、図2に示されるように、X/Y座標上の欠陥の座標値である。つまり、TFTの検査工程時には、画素番号とは関係なく、パネル上にある欠陥の座標位置が検出される。
TFT工程のA工程とB工程を終了したFPD1は、電気的特性試験工程3において、結線状態の検査等の各種試験が行われる。例えば、この電気的特性試験工程3では、形成される回路の縦と横の信号線に電流を流し、何番目の縦の信号線と何番目の横の信号線がショートしているかといった結線の欠陥情報が検出される。
電気的特性試験が行われた後のFPD1のTFT基板は、続いて基板分割工程4に送られる。この基板分割工程4では、製品複数個分に相当するFPD1が一つの製品単位のFPDに分割される。つまり、この基板分割工程4は、複数製品をカバーする大きなFPD基板を一つの製品単位に分割する工程であり、ここで1製品単位でのFPDの欠陥検査が行われる。
最後に、製造工程の最終工程である点灯検査工程5において点灯検査が行われる。この点灯検査は、例えば液晶パネルとして完成したFPDに電源を供給して、液晶パネルとして点灯させた上で、欠陥画素の位置にマーキングを施すなどによって行われる。こうして、完成した液晶パネル等のFPDの欠陥画素が判明し、これが不図示のデータベースに蓄積保存される。
ここで、点灯検査工程で得られた輝点や滅点は、あくまでも図3に示すような画素の番号(例えば、横○○画素目、縦××画素目)として得られる。図3は、縦方向は同じ色で、横方向に赤(R)、緑(G)、青(B)、赤(R)・・・の画素が並んでいる例であるが、横004画素目、縦599画素目に位置する赤(R)の画素が白く光っている欠陥画素を示している。このような欠陥を示す上記画素の番号情報は、検査工程で用いられるX/Y座標に変換される。この場合、画素という単位は、当然ある面積を持っているので、X○○mm〜○○mm、Y△△mm〜△△mmという値に変換される。
そして、この変換された座標値と同じ場所に検出された製造工程における欠陥検査で見つけられた欠陥をこの輝点や滅点の原因として「紐付け」するようにする。この「紐付け」の際に、製造工程における欠陥検査工程で見つけられた画素内の配線のショート(短絡)やオープン(断線)、画素上にあるゴミなどが欠陥原因として紐付けされる。ここで、欠陥検査工程2のあるA工程及びB工程で発生した欠陥のうち、点灯検査工程4の点灯検査で欠陥になった画素の画素番号を変換したX/Y座標に、各製造工程において見つけられた一番近い欠陥画素が選定され、その欠陥画素が見つけられた欠陥検査工程を有する製造工程(例えばB工程)における欠陥原因を導くようにしている。
次に、図4を参照しつつ、上記欠陥画素をリペアする方法について説明する。図4は、FPD製造工程におけるTFT基板製造工程で発見された欠陥をリペアした結果の検証例を示した図である。図4に示すC工程及びD工程では、図1に示すA工程及びB工程と異なり、欠陥画素を分類する自動欠陥分類工程(ADC:Automatic Defect Classification)8と欠陥画素を修復するリペア工程9が存在している。
すなわち、図4に示すC工程における欠陥検査工程2で検査され発見された欠陥画素情報は、ADC工程8に送られる。このADC工程8は、欠陥検査工程2で検査され欠陥情報として保存された情報が分類される工程であり、このADC工程8で埃等のリペアの必要ない欠陥情報と、リペアが必要な欠陥情報が分けられて保存される。なお、ここでADC工程8及びリペア工程9を持っていない図1にしめすA工程及びB工程の欠陥検査で発見された欠陥画素もADC工程8で欠陥の分類が行われ、次のリペア工程9に送られる。
ADC工程8で分類された欠陥情報は、いったんリペア前欠陥画像としてリペア前欠陥画像データベース15(図5参照)に保存される。そして、リペア工程9において不図示の検査ステージ上に載置されたFPD1にレーザ光が照射されて、欠陥画素の修復が行われる。欠陥画素の修復が行われた後は、リペア後欠陥画像データベース16(図5参照)に保存される。
続いて、TFT工程のD工程に入り、所定の製造工程処理が行われるとともに、C工程と同様に欠陥検査工程2、自動欠陥分類(ADC)工程8、リペア工程9を経て、次の、電気的特性試験工程3に送られる。電気的特性試験工程3は、図1に示すA工程及びB工程後の電気的特性試験工程と同じものである。
そして、基板分割工程4に進み、1製品対応のFPD用TFT基板に分割され、次の点灯検査工程5に送られる。点灯検査工程5では図1と同様に、完成品としてのFPD1を点灯させ、欠陥等に印を付す作業が行われる。この結果、リペア前の欠陥画像はリペア前欠陥画像データベース15(図5参照)に蓄積保存され、リペア後の欠陥画像はリペア後欠陥画像データベース16(図5参照)に蓄積保存される。
図4に示すように、C工程やD工程の検査により発見された欠陥はそれぞれの製造工程におけるリペア工程9でリペアが行われ、この欠陥画素の座標情報から、最終工程である点灯検査工程5において、その欠陥が見出された画素が正常に点灯しているかどうかを確認される。図5はその判断のための紐付け処理を説明するための図である。
次に、図5に基づいて、本発明の実施の形態の例における欠陥情報の紐付け処理について詳細に説明する。図5は、本発明の紐付け処理システムを機能ブロック図として示した例である。
本例の紐付けシステムは、FPDを点灯して欠陥画素をチェックする点灯検査部10と、パネルの欠陥を表す画素位置を製造工程で統一的に使用される座標であるX/Y基板座標値に変換するパネル欠陥位置の相互変換部11と、各製造工程における画像検査及びリペア等の処理結果を紐付けする処理を行う紐付け処理部12から構成される。他に、電気的特性試験を行ってその処理結果との紐付けを行う電気的検査処理の紐付け部18と、電気的検査の検査結果から欠陥情報を抽出する欠陥情報抽出部19を有している。
以下、これらの各機能ブロックの機能及び作用について説明する。点灯検査部10において、FPDを点灯して点灯検査された結果は欠陥画像はその画像番号とともに点灯欠陥画像データベース13に蓄積保存される。なお、この点灯検査で発見された欠陥画像としての輝点、滅点、輝線、滅線が紐付けの対象とされるものである。この点灯検査では、電気的検査部18で検査された電気的特性試験の結果も参照される。
この電気的特性試験による検査結果で得られた欠陥は、電気的検査処理部18において、点灯検査部10で発見された欠陥と紐付けがなされ、この電気的検査で得られた欠陥情報は欠陥情報抽出部19において抽出されて、アレイテスタ検査結果データベース20に蓄積される。なお、ここで蓄積される欠陥情報は、電気的特性試験による電気的検査の結果、例えば縦信号線と横信号線のショートなどの欠陥情報である。
そして、パネル欠陥位置の相互変換部11において、FPDの欠陥位置の座標データが、X/Y基板座標データに変換される。この座標データの変換は、各製造工程における欠陥検査の結果、見つかった欠陥の座標データを製造工程全体にわたって統一的な座標値に変換する処理であり、これによって以後の紐付け処理で統一的な座標データが利用できるようになる。
パネル欠陥位置の相互変換部11で座標変換された欠陥情報は、紐付け処理部12において、統一座標に基づいた紐付け処理が行われる。すなわち、各製造工程における欠陥検査の結果、欠陥画像として判定された結果は、画像検査欠陥画像データベース14に蓄積保存されるとともに、その画像検査の欠陥画像はその製造工程で入力された欠陥画素の座標データがパネル欠陥位置の相互変換部11で変換された座標データとしてリペア前欠陥画像データベース15に蓄積保存される。
そして、欠陥のリペアが行われた後の画像情報は、その欠陥がリペアされ、どの欠陥がリペアされなかったかも含め、リペア後欠陥画像データベース16に蓄積保存される。ここでリペア条件等のデータベース17には、欠陥のリペアを行った際のレーザの出力及びその周波数等の条件が保存されている。
この紐付け処理部12においては、点灯欠陥画像データベース13、画像検査欠陥画像データベース14、リペア前欠陥画像データベース15、リペア後欠陥画像データベース16、リペア条件等データベース17及び電気的検査結果を保存したアレイテスタ検査結果データベース20のそれぞれに蓄積された欠陥画素の座標データが統一的な座標値で紐付けされるようになっている。このように、点灯検査、欠陥検査、リペアを行った際に、それぞれの欠陥の画像を関連付けてそれぞれのデータベースに保存している。この関連付けられて保存される画像が「リンク画像」である。このリンク画像は、点灯検査の結果、欠陥となった箇所に相当する画像の表示を作業者がパソコン上で指示することによって表示される。
このように、どの製造工程で発見された欠陥が、最終工程の点灯検査で見つかったか、あるいはある製造工程で見つかった欠陥がその後のリペア工程で完全にリペアされなかったかを容易に判別することが可能となる。
表1は、紐付け結果のリストの例を示したものである。
この表において「灯検査欠陥番号」が点灯検査における検査結果の欠陥番号を示しており、「アレイテスタ欠陥番号」が、電気的動作確認試験で得られた結果の欠陥番号を示している。この表から明らかなように、点灯検査で発見された欠陥番号1は、電気的動作確認試験で発見されたアレイテスタ欠陥番号10と紐付けられ、さらに製造工程における欠陥検査Process1の100、Process2の101と紐付けられている。
すなわち、この表1から、点灯検査の欠陥番号1の原因は、製造工程(例えば図1のA工程)の欠陥検査Process1で発見された欠陥番号100か、製造工程(例えば図4のC工程)の欠陥検査Process2の101によるものと判断される。この表1に示す紐付け結果リストは、各製造工程で得られた検査結果を元にそれぞれの工程で、発生原因と思われる欠陥結果を一覧で示すリストである。
Figure 2006251561
この点灯検査と各製造工程等の紐付け処理から明らかなように、点灯検査の結果を元に、各製造工程における欠陥検査の情報と比較して、点灯不良の原因調査することが極めて容易に行うことができることが分かる。
次に、図6フローチャートに基づいて、本発明の欠陥画素リペア方法の工程を順に説明する。
まず、製造工程にFPD1がロットインされると、FPD1のロット番号、型番、製造年月日等の登録(台帳登録)が行われる(ステップS1)。この台帳登録にはFPD1毎の各検査結果のファイルの保存先等を記録する場所も入力される。この登録は作業者が直接PCに入力してもよいし、FPD1に付与されたバーコード等の読み取りによって行ってもよい。
続いて、FPD1の設計値の入力が行われる(ステップS2)。このパネル設計値には、各検査装置の基板座標の基準値のほか、FPD1の縦方向及び横方向の画素数、それから、各々の座標値を紐付ける際に指定される必要なマージン(誤差範囲)等が含まれる。このパネル設計値の入力も作業者が手入力で行ってもよいが、タグ等をバーコードリーダー等で読み取って行うことも可能である。
ステップS1とステップS2で基礎的なデータ入力が終了した後は、図1、図2に基づいて説明した欠陥検査(点灯検査)が行われる(ステップS3)。
この欠陥検査と点灯検査については既に図1と図2の欠陥検査工程で説明しているので、詳細は省略するが、ここでは製造工程のそれぞれの工程(A,B,C,D工程等)で見つけられたFPD1の欠陥画素が関連付けされて整理された状態で提示されるようになっている。
ステップS3で欠陥検査(点灯検査)が行われると、次に図5に基づいて既に説明したような欠陥画素の紐付け処理が開始される(ステップS4)。このステップS4における紐付け処理が終わると、引き続き紐付け結果のリスト(表1参照)が作成されるとともに、欠陥画素のマップが作成されて全体の画像とリンクされる。こうして作成された欠陥画素のリンク画像はデータベースに保存され、必要に応じて不図示の表示装置の画面に表示される。
以上説明したように、各製造工程における欠陥検査の結果や、点灯検査工程の検査結果の情報を登録した後、既に図5に基づいて説明したソフトウェアによる処理が行われ、紐付け結果のリスト作成、マップ表示(欠陥位置表示)、リンク画像(紐付けされた欠陥の各検査工程における欠陥画像)表示などが行えるようになる。この作業はキーボードやマウスなどの入力装置を備えたパーソナルコンピューターなどで行うことができる。
つまり、各製造工程における欠陥検査結果の結果見つかった欠陥画素の位置座標データを、統一座標値であるX/Y座標値に相互変換するようにしているので、それぞれの工程で発見された欠陥を簡単に紐付けることができる。なお、図5に示す各種データベースは、1台のパーソナルコンピューター(PC)の中に保存されているものであってもよいが、複数のパーソナルコンピューター(PC)に別々に保存されているデータベースをネットワークで繋いだものでもよい。
以上、本発明の欠陥画素検査及びリペア方法の実施の形態の例について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の実施の形態を含むものであることは言うまでもない。
本発明の実施の形態における製造工程に発生した欠陥と点灯検査時に発生した欠陥の紐付けを行う例である。 本発明の実施の形態における欠陥検査工程における欠陥の座標値を示す図である。 本発明の実施の形態における点灯検査で得られる画素番号を示す図である。 本発明の実施の形態における製造工程に発生した欠陥をリペア工程で修復した結果を、点灯検査時に検証する例である。 本発明の実施の形態における欠陥検査及びリペア方法と欠陥の紐付け処理を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態の欠陥検査及びリペア方法における紐付け処理を示すフローチャートである。
符号の説明
1・・・FPDパネル、2・・・欠陥検査工程、3・・・電気的特性試験工程、4・・・基板分割工程、5・・・点灯検査工程、6・・・滅点、7・・・輝点、8・・・自動欠陥分類(ADC)工程、9・・・リペア工程、10・・・点灯検査部、11・・・パネル欠陥位置の相互変換部、12・・・紐付け処理部、18・・・電気的検査処理結果との紐付け部、19・・・電気的検査結果からの欠陥情報抽出部、13、14、15、16、17、20・・・データベース

Claims (4)

  1. フラットパネル・ディスプレイ用TFT基板の製造工程における欠陥検査及びリペアを行う欠陥画素リペア方法において、
    各製造工程において前記TFT基板の欠陥検査を行い、欠陥画像及び欠陥画素の座標データを蓄積保存する工程と、
    前記各製造工程における前記欠陥検査により検出した前記欠陥画素を修復するリペア工程と、
    前記製造工程の最終工程としての点灯検査工程を備え、
    前記点灯検査工程において発見された欠陥画素を、前記各製造工程において発見された前記欠陥画素の前記座標データに紐付けを行うとともに、
    前記紐付けによって前記各製造工程において発見された前記欠陥画素が、前記リペア工程において正常にリペアされたか否かを確認することを特徴とする欠陥画素リペア方法。
  2. 前記各製造工程に加え、前記TFT基板の電気的動作確認検査による欠陥検査工程を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の欠陥画素リペア方法。
  3. 前記リペア工程において、前記各製造工程における欠陥検査の検査結果と前記電気的動作確認検査の工程の欠陥検査結果を元に、リペアすべき欠陥画素を見出すことを特徴とする請求項2に記載の欠陥画素リペア方法。
  4. 前記TFT基板の製造工程において、前記点灯検査の結果を元に、前記各製造工程における前記欠陥検査の情報と比較して、点灯不良の原因調査することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の欠陥画素リペア方法。
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