JP2008064969A - Laser repair apparatus and laser repair method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザリペア装置及びレーザリペア方法に関し、より詳細には、液晶表示装置の欠陥を補修するレーザリペア装置及びレーザリペア方法に関する。 The present invention relates to a laser repair device and a laser repair method, and more particularly to a laser repair device and a laser repair method for repairing a defect in a liquid crystal display device.
テレビ、パソコン、携帯電話をはじめとする各種の家電機器や情報端末機器に、液晶表示装置が使用されている。近年、大画面化及び高精細化に伴い、アクティブマトリックス型の液晶表示装置の製造工程において不良率が増加している。例えば、TFT(Thin Film Transistor)の動作不良や、画素電極あるいは配向膜の配置不良などが生じると、透過光が遮断されない部分に「輝点欠陥」が発生することがある。このような輝点欠陥は、液晶表示装置の表示品質を低下させる。また、液晶表示装置の製造工程において発生する各種の不良のうち、輝点欠陥の発生率が最も高いということも知られている。しかし、輝点欠陥などの欠陥画素を全く発生させずに液晶表示装置を大量生産することは、技術的に極めて困難である。 Liquid crystal display devices are used in various home appliances and information terminal devices such as televisions, personal computers and mobile phones. In recent years, the defect rate has increased in the manufacturing process of an active matrix type liquid crystal display device with an increase in screen size and resolution. For example, when a TFT (Thin Film Transistor) malfunction or a pixel electrode or alignment film arrangement failure occurs, a “bright spot defect” may occur in a portion where transmitted light is not blocked. Such bright spot defects degrade the display quality of the liquid crystal display device. It is also known that among various defects that occur in the manufacturing process of the liquid crystal display device, the incidence of bright spot defects is the highest. However, it is technically very difficult to mass-produce liquid crystal display devices without generating defective pixels such as bright spot defects.
そこで、このような欠陥画素にレーザ光を照射して局所的に液晶を蒸発させて気泡を形成し、配向膜を気泡中に飛散させて配向性を乱し、輝点欠陥を暗化させる液晶表示装置のレーザリペア装置が開示されている(例えば、特許文献1)。気泡を形成して配向膜の飛散を容易にすると、配向膜の配向性を十分に乱すことができ、輝点欠陥部分の透過率を低下させることができる。しかし、従来の技術では、レーザ光を照射するタイミングや照射エネルギーの切替に関して考慮がされておらず、輝点欠陥のリペアを効率的に行うことができなかった。
本発明は、液晶表示装置の欠陥を効果的且つ安定的にレーザリペアをするためのレーザリペア装置及びレーザリペア方法を提供する。 The present invention provides a laser repair device and a laser repair method for effectively and stably repairing defects in a liquid crystal display device.
本発明の一態様によれば、被照射部材が載置される移動可能なステージと、レーザ光を放出するレーザ発振部と、出射された前記レーザ光のエネルギーを伝達可能に設けられた第1のアッテネータと、出射された前記レーザ光のエネルギーを伝達可能に設けられた第2のアッテネータと、前記第1及び第2のアッテネータの少なくともいずれかを介して前記レーザ光を取り出す第1の光路と、前記第1及び第2のアッテネータの前記少なくともいずれかを介さずに前記レーザ光を取り出す第2の光路と、を切替可能な切替手段と、前記第1及び第2の光路を介した前記レーザ光を前記被照射部材に導く光学手段と、前記切替手段を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするレーザリペア装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a movable stage on which an irradiated member is placed, a laser oscillation unit that emits laser light, and a first laser beam that can transmit energy of the emitted laser light. An attenuator, a second attenuator provided so that the energy of the emitted laser light can be transmitted, and a first optical path for extracting the laser light via at least one of the first and second attenuators A switching means capable of switching between a second optical path for extracting the laser light without passing through at least one of the first and second attenuators, and the laser via the first and second optical paths. There is provided a laser repair apparatus comprising optical means for guiding light to the irradiated member and a control unit for controlling the switching means.
また、本発明の他の一態様によれば、レーザ光のエネルギーを減衰させる第1のアッテネータと、レーザ光のエネルギーを前記第1のアッテネータよりも高い減衰量で減衰させる第2のアッテネータと、を用い、前記第1及び第2のアッテネータの少なくともいずれかを介したレーザ光を液晶表示装置の被照射部に照射する工程と、その後、前記第1及び第2のアッテネータの前記少なくともいずれかを介さないレーザ光を前記液晶表示装置の前記被照射部に照射する工程と、を備えたことを特徴とするレーザリペア方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a first attenuator for attenuating the energy of the laser light, a second attenuator for attenuating the energy of the laser light with a higher attenuation than the first attenuator, Irradiating the irradiated portion of the liquid crystal display device with laser light via at least one of the first and second attenuators, and then performing at least one of the first and second attenuators. And a step of irradiating the irradiated portion of the liquid crystal display device with a laser beam that does not pass therethrough.
本発明によれば、液晶表示装置の欠陥を効果的且つ安定的にレーザリペアをするためのレーザリペア装置及びレーザリペア方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser repair apparatus and laser repair method for carrying out laser repair of the defect of a liquid crystal display device effectively and stably are provided.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るレーザリペア装置の第1の具体例を例示する構成図である。ここで、図1(a)は、高照射エネルギーのレーザ光を照射する状態を表し、図1(b)は、低照射エネルギーのレーザ光を照射する状態を表す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a first specific example of a laser repair apparatus according to this embodiment. Here, FIG. 1A shows a state in which a laser beam with high irradiation energy is irradiated, and FIG. 1B shows a state in which a laser beam with low irradiation energy is irradiated.
また、図2は、比較例のレーザリペア装置を例示する構成図である。ここで、図2(a)は、高照射エネルギーのレーザ光を照射する状態を表し、図2(b)は、低照射エネルギーのレーザ光を照射する状態を表す。ここで、高照射エネルギーあるいは低照射エネルギーとは、レーザリペア装置から照射されたときのレーザ光のエネルギー状態をいう。 FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a laser repair device of a comparative example. Here, FIG. 2A represents a state in which laser light with high irradiation energy is irradiated, and FIG. 2B represents a state in which laser light with low irradiation energy is irradiated. Here, high irradiation energy or low irradiation energy refers to the energy state of laser light when irradiated from a laser repair device.
まず、図2の比較例から説明する。
本比較例のエネルギー制御手段であるアッテネータ6は、ポラライザ75と偏光板80とからなり、ポラライザ75と偏光板80とは、レーザ発振器45から照射されるレーザ光の光路上に配置されている。ポラライザ75は、レーザ発振器45と偏光板80の間に配置されている。すなわち、レーザ発振器45から照射されたレーザ光Lは、ポラライザ75と、偏光板80と、をこの順に通過してアッテネータ6から照射される。ポラライザ75は、直線偏光であるレーザ光LをP波とS波と、に分岐して、特定の偏光成分のみを透過させる役割を有する。これにより、レーザ光の透過量を偏光面方向で制御することができる。偏光板80は、P波あるいはS波のどちらか一方を透過させる役割を有する。偏光板80は、モータ(図示せず)により自転可能とされている。アッテネータ6は、偏光板80の偏光方向をポラライザ75の偏光方向に合わせたり、例えば、数度〜数10度ずらしたりして、レーザ光の照射エネルギーを調整する役割を有する。この偏光板80の動作時間は、例えば、100ミリ秒程度である。
First, the comparative example of FIG. 2 will be described.
The
アッテネータ6から高照射エネルギーのレーザ光L1を照射する場合、図2(a)に表すように、ポラライザ75の偏光方向と、偏光板80の偏光方向と、を略一致させる。このようにすると、ポラライザ75を通過したP波あるいはS波が遮蔽されないで、高照射エネルギーのレーザ光L1を照射させることができる。
When the high-energy laser beam L1 is irradiated from the
また、アッテネータ6から低照射エネルギーのレーザ光L2を照射する場合、図2(b)に表すように、偏光板80を自転させ、ポラライザ75の偏光方向に対して偏光板80の偏光方向をずらす。これにより、レーザ光Lの一部が遮蔽されるので、低照射エネルギーのレーザ光L2を照射させることができる。
Further, when the low-energy laser beam L2 is irradiated from the
ここで、本比較例のアッテネータ6では、レーザ光の照射エネルギーを切り替えるときに、レーザ光の照射を数100ミリ秒程度停止させている。そして、レーザ光の照射エネルギーを所望の値とするには数100ミリ秒程度の時間を要する。そのため、レーザ光の照射が断続的となり、レーザリペアに不具合が生じたり加工速度が低下したりするという問題が生じる。
Here, in the
これに対して、本具体例のレーザリペア装置5によれば、短時間でレーザ光の照射エネルギーを切り替えることができ、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることができる。
On the other hand, according to the
すなわち、本具体例のレーザリペア装置は、エネルギー制御ユニット5を備える。エネルギー制御ユニット5は、図1に表すように、第1エネルギー制御手段である第1アッテネータ10と、第2エネルギー制御手段である第2アッテネータ15と、からなるレーザ光切替手段と、を有する。また、レーザ光切替手段は、第1ガルバノミラー25と、第1ミラー30と、第2ガルバノミラー35と、第2ミラー40と、を有する。
That is, the laser repair apparatus of this specific example includes the
第1アッテネータ10は、レーザ発振器45から照射されるレーザ光の光路上に配置されている。レーザ発振器45と第1アッテネータ10との間には、第1ガルバノミラー25が配置されている。第1アッテネータ10を挟むように第1ガルバノミラー25と反対方向には、第2ガルバノミラー35が配置されている。
The
第2アッテネータ15は、第1アッテネータ10と対向するように配置されている。第1ガルバノミラー25と対向するように、第1ミラー30が配置されている。第2ガルバノミラー35と対向するように、第2ミラー40が配置されている。また、第2アッテネータ15は、第1ミラー30及び第2ミラー40に挟まれた構造を有する。
The
このような構造のレーザ光切替手段は、レーザ発振器45から照射されたレーザ光の光路を選択的に切り替える機能を有する。第1及び第2ガルバノミラー25、35は、図示しない揺動手段が接続されており、揺動することにより反射角度を変えることができる。第1ミラー30及び第2ミラー40の反射角度は固定されている。第1及び第2ガルバノミラー25、35が揺動する動作時間は、例えば、数ミリ秒である。
The laser beam switching means having such a structure has a function of selectively switching the optical path of the laser beam emitted from the
ここで、第1アッテネータ10から照射されるレーザ光の照射エネルギーは、第2アッテネータ15から照射されるレーザ光のエネルギーよりも高くなるように設定されている。
すなわち、第1アッテネータ10は、ポラライザ75の偏光方向と、偏光板80の偏光方向と、が略一致しており、P波あるいはS波が遮蔽されることなく透過する状態を保っている。
Here, the irradiation energy of the laser light emitted from the
That is, in the
一方、第2アッテネータ15は、ポラライザ75の偏光方向に対して偏光板80の偏光方向を数度〜数10度ずらした状態を保っている。これにより、第2アッテネータ15を透過するレーザ光の一部が遮蔽されるため、第1アッテネータ10から照射されるレーザ光の照射エネルギーよりも低くなる。
On the other hand, the
ただし、本具体例では、第1アッテネータ10から照射されるレーザ光の照射エネルギーは、第2アッテネータ15よりも高くしているが、これには限定されない。第2アッテネータ15から照射されるレーザ光の照射エネルギーが第1アッテネータ10より高くてもよい。
However, in this specific example, the irradiation energy of the laser light emitted from the
また、本具体例のレーザリペア装置が備えるエネルギー制御ユニット5は、2つのアッテネータを用いているが、これには限定されない。それぞれ所定の照射エネルギーに設定された複数のアッテネータを設けてもよい。
Moreover, although the
さらにまた、本具体例のレーザリペア装置が備えるエネルギー制御ユニット5に第1ミラー30及び第2ミラー40を用いているが、これには限定されない。第1ミラー30及び第2ミラー40の代わりにガルバノミラーを用いて光路の微調整を行うこともできる。
Furthermore, although the
エネルギー制御ユニット5により高照射エネルギーのレーザ光を照射する場合、図1(a)に表すように、第1ガルバノミラー25及び第2ガルバノミラー35は、レーザ光の光路に対して略平行状態を保持している。そのため、レーザ発振器45から照射したレーザ光は直接的に、第1アッテネータ10に入射する。そして、エネルギー制御ユニット5から被加工部材に向けて高照射エネルギーのレーザ光L1が、照射されることとなる。
When irradiating a laser beam with high irradiation energy by the
また、エネルギー制御ユニット5により低照射エネルギーのレーザ光を照射する場合、図1(b)に表すように、ガルバノミラー25、35を揺動させてレーザ発振器45から照射されたレーザ光が第1ガルバノミラー25と、第1ミラー30と、をこの順に反射しつつ進行して、第2アッテネータ15に入射するようにさせる。そのようにすれば、第2アッテネータ15から照射された低照射エネルギーのレーザ光L2が、第2ミラー40と、第2ガルバノミラー35と、をこの順に反射しつつ進行して、エネルギー制御ユニット5から低照射エネルギーのレーザ光L2として照射されることとなる。
When the laser beam with low irradiation energy is irradiated by the
前述した図2の比較例においては、単一のアッテネータを用いてレーザ光の照射エネルギーの切り替えを行っていた。それに比べて、本具体例では、第1及び第2ガルバノミラー25、35で光路を切り替えて、所望のレーザ光の照射エネルギーが得られるよう予め調整された第1及び第2アッテネータ15にレーザ光を選択的に入射させている。これにより、高照射エネルギーや低照射エネルギーのレーザ光をエネルギー制御ユニット5から短時間で切り替えて照射させることができる。
In the comparative example of FIG. 2 described above, the irradiation energy of the laser beam is switched using a single attenuator. In contrast, in this specific example, the first and second galvanometer mirrors 25 and 35 switch the optical path, and the first and
次に、本具体例のエネルギー制御ユニット5を搭載したレーザリペア装置を用いて、液晶表示装置50のレーザリペアをする場合について説明する。
Next, the case where the laser repair of the liquid
図3及び図4は、図1の本具体例のエネルギー制御ユニットを用いて液晶表示装置のレーザリペアをする場合の工程を例示するための工程断面図である。 3 and 4 are process cross-sectional views for illustrating the process in the case of performing laser repair of the liquid crystal display device using the energy control unit of this specific example of FIG.
図5及び図6は、図2の比較例のエネルギー制御ユニットを用いて液晶表示装置のレーザリペアをする場合の工程を例示するための工程断面図である。 5 and 6 are process cross-sectional views for illustrating the process in the case of performing laser repair of the liquid crystal display device using the energy control unit of the comparative example of FIG.
まず、比較例から先に説明する。
図5(a)に表すように、アクティブマトリックス型の液晶表示装置50は、一対のガラス基板58、70を有する。これらガラス基板58、70の外側の主面上には、偏光板(図示せず)がそれぞれ貼り付けられている。また、ガラス基板58の内側の主面上には、アレイ領域60と、カラーフィルタ62と、がこの順に形成され、カラーフィルタ62の上に配向膜64が形成されている。アレイ領域60は液晶65に対して画素毎に電圧を印加するために設けられ、例えば、図示しない配線層、TFT(Thin Film Transistor)などのスイッチング素子、層間絶縁膜、樹脂などからなる平坦化領域、画素電極などを適宜含む。TFTが形成されたアレイ領域60には、多数の信号線及びゲート線がマトリックス状に形成されており、信号線とゲート線との交差部には、画素電極に電荷を充放電するためのTFTが設けられている。そして、これらのTFTに隣接して数10〜数100マイクロメータ程度の寸法を有する画素電極がマトリックス状に設けられている。また、カラーフィルタ62は、典型的には、光の3原色に対応させて赤色、緑色、青色の3色を有する。
First, the comparative example will be described first.
As illustrated in FIG. 5A, the active matrix liquid
一方、これに対向するガラス基板70の内側の主面上には、対向電極68、配向膜66などがこの順に積層されている。
On the other hand, a
このような液晶表示装置50は、その製造工程において不良が発生することがある。例えば、アレイ領域60に設けられたTFTなどのスイッチング素子が動作不良を起こしたり、画素電極あるいは配向膜64、66などが正常に形成されていないと、画素において透過光を遮断することができなくなり、その部分が常に明るい「輝点欠陥」となることがある。ここでは、図5(a)の欠陥画素52が輝点欠陥であるとする。
Such a liquid
レーザ光の照射条件は、レーザ発振器45から照射するレーザ光のエネルギーをパルスあたり約8マイクロメータジュールとした。そして、後述する第1ステップにおいては、アッテネータの透過量を約87.5パーセントとして、パルスあたり約7マイクロメータジュールを有する高照射エネルギーのレーザ光L1を照射することとした。また、後述する第2ステップにおいては、アッテネータの透過量を約10パーセントとして、パルスあたり約0.8マイクロメータジュールを有する低照射エネルギーのレーザ光L2を照射することとした。これは、配向膜64、66の配向性を乱すためのレーザ光の照射エネルギーL2が、気泡54を形成するためのレーザ光の照射エネルギーL1よりも大きいと(L1<L2)、レーザ光の衝撃で気泡54が移動してしまうからである。
The laser light irradiation condition was such that the energy of the laser light irradiated from the
まず、液晶表示装置50に存在する欠陥画素52のレーザリペアをする場合、通常、図5(b)に表すように、欠陥画素52に高照射エネルギーのレーザ光L1を照射して、局所的に液晶65を蒸発させて液晶65中に気泡54を形成させる(第1ステップ)。その後、低照射エネルギーのレーザ光L2を欠陥画素52に照射して、液晶表示装置50の一部である配向膜64、66を気泡54中に飛散させる(第2ステップ)。このようにして、配向膜64、66の配向を乱して欠陥画素52を暗化させ、液晶表示装置50をレーザリペアしている(2ステップ・プロセス)。
First, when performing laser repair of the
しかし、このような2ステップ・プロセスをとったとしても、液晶表示装置50の画素パターンによっては気泡54が移動してしまうことがある。また、気泡54のサイズは、液晶65の温度の低下に伴い縮小して、常温程度で消滅してしまう場合もある。したがって、レーザリペア装置には、レーザ光の照射エネルギーの切り替え時間が短いことが必要となる。
However, even if such a two-step process is taken, the
しかし、図2の比較例のエネルギー制御ユニット6を用いた場合、レーザ光の照射エネルギーの切り替えには、約2.5秒程度の時間を要する。そのため、図6(a)に表すように、レーザ光の照射エネルギーを切り替えている間に、気泡54が欠陥画素52から移動したり消滅して、配向膜64、66の飛散が不十分となる場合がある。その結果、欠陥画素52を十分に暗化させることができず、液晶表示装置50のレーザリペアを確実にすることができなかった。
これに対して、本具体例のエネルギー制御ユニット5によれば、10ミリ秒程度の短時間でレーザ光の光路、すなわち、照射エネルギーを切り替えることができ、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることができる。ここで、図3(a)は、液晶表示装置50の構造を例示しており、前述した図5(a)と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。
ここで、レーザ光の照射条件は、前述した比較例の場合と同様である。すなわち、第1ステップに用いる第1アッテネータ10の透過量を約87.5パーセントとして、パルスあたり約7マイクロメータジュールの照射エネルギーのレーザ光を照射した。また、第2ステップに用いる第2アッテネータ15の透過量を約10パーセントとして、パルスあたり約0.7マイクロメータジュールの照射エネルギーのレーザ光を照射した。
However, when the
On the other hand, according to the
Here, the laser light irradiation conditions are the same as those in the comparative example described above. That is, the transmission amount of the
まず、図3(b)に表すように、第1アッテネータ10により高照射エネルギーのレーザ光を欠陥画素52に入射して、液晶65中に気泡54を形成させた。その直後に、図4(a)に表すように、第2アッテネータ15により低照射エネルギーのレーザ光を照射して、気泡54を介して配向膜64、66を飛散させた。図1の具体例のエネルギー制御ユニット5によれば、レーザ光の照射エネルギーの切り替えを短時間で行うことができるので、気泡54が移動したり消滅する前に、気泡54中に配向膜64、66を飛散させることができた。これにより、図4(b)に表すように、輝点欠陥を有する欠陥画素52を効果的且つ安定的に暗化71させることが可能となった。
First, as shown in FIG. 3B, a laser beam with high irradiation energy was incident on the
すなわち、本具体例のエネルギー制御ユニット5によれば、短時間でレーザ光の光路、すなわち、照射エネルギーを10ミリ秒程度で切り替えることができ、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることができる。さらに、輝点欠陥が発生しやすい高精細な液晶表示装置50の製造歩留まりを向上させ、コストを下げて、環境に与える負荷も減らすことができる。
That is, according to the
ここで、本発明者は検討の結果、液晶表示装置50のレーザリペアをする場合、高照射エネルギーL1と低照射エネルギーL2の値を、10:1程度とすることでレーザリペアを良好に行うことができるとの知見を得た。さらに、高照射エネルギーの値を低下させると、気泡寸法が小さくなるので、配向膜64、66を十分に飛散させることができない。これとは逆に、低照射エネルギーの値を増加させると、レーザ光の衝撃により、気泡54が移動する場合がある。
Here, as a result of the study, when the laser repair of the liquid
以上、本具体例のエネルギー制御ユニット5によれば、レーザ発振器45から照射されたレーザ光の高照射エネルギーと低照射エネルギーを短時間で切り替えて、選択的に照射することができ、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることができる。さらに、輝点欠陥が発生しやすい高精細な液晶表示装置50の製造歩留まりを向上させ、コストを下げ、環境に与える負荷を減らすこともできた。
As described above, according to the
図7は、本実施形態に係るレーザリペア装置の第2の具体例を例示する構成図である。図7(a)は、高照射エネルギーのレーザ光に切り替えた状態を表し、図7(b)は、低照射エネルギーのレーザ光に切り替えた状態を表す。 FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a second specific example of the laser repair apparatus according to this embodiment. FIG. 7A shows a state in which the laser light is switched to a high irradiation energy, and FIG. 7B shows a state in which the laser light is switched to a low irradiation energy.
本具体例のレーザリペア装置は、エネルギー制御ユニット7を備える。エネルギー制御ユニット7は、分岐手段85と、切替手段であるシャッタ90と、第1アッテネータ10と、合成手段95と、第1ミラー30と、第2アッテネータ15と、第2ミラー40と、を有する。分岐手段85と、シャッタ90と、第1アッテネータ10と、合成手段95と、は、レーザ発振器45から照射されるレーザ光の光路上に配置されている。第1アッテネータ10とレーザ発振器45の間には、分岐手段85が設けられ、第1アッテネータ10を挟んで分岐手段85と反対方向には合成手段95が設けられている。分岐手段85と第1アッテネータ10の間にはシャッタ90が設けられている。第2アッテネータ15は、第1アッテネータ10と対向して配置されている。第1ミラー30は分岐手段85と対向している。第2ミラー40は、合成手段95と対向している。
The laser repair apparatus of this specific example includes an
ここで、合成手段95は、第1及び第2アッテネータ15から照射されたレーザ光のS波あるいはP波を合わせて高照射エネルギー化させる役割を有する。シャッタ90は第1アッテネータ10に入射するレーザ光を遮蔽する役割を有し、光路に対して略垂直方向に昇降する。
Here, the synthesizing
ただし、本具体例では、シャッタ90は、分岐手段85と第1アッテネータ10の間に配置されているが、これには限定されない。第1アッテネータ10と合成手段95の間、第1ミラー30と第2アッテネータ15の間、第2アッテネータ15と第2ミラー40の間、第2ミラー40と合成手段95の間、に配置させても同様の効果が得られる。
However, in this specific example, the
また、本具体例のエネルギー制御ユニット7は、2つのアッテネータ10、15を用いているが、これには限定されない。すなわち、それぞれ異なる所定の照射エネルギーが照射されるように複数のアッテネータを設けてもよい。
Moreover, although the
エネルギー制御ユニット7から高照射エネルギーのレーザ光L1を照射する場合、図7(a)に表すように、レーザ発振器45から照射されたレーザ光Lは、例えば、ハーフミラーのような分岐手段85により分岐された後、第1アッテネータ10と、第1ミラー30を介して第2アッテネータ15と、のそれぞれに入射する。ここで、シャッタ90は、アッテネータ10に向かうレーザ光の光路を遮蔽しない位置に保持されている。また、第1アッテネータ10及び第2アッテネータ15は、それぞれ所定の照射エネルギーのレーザ光が照射されるように設定されている。合成手段95において、第1アッテネータ10から照射されたレーザ光の照射エネルギーと、第2ミラー40を介して第2アッテネータ15から照射されたレーザ光の照射エネルギーと、が合成されるので、高照射エネルギーのレーザ光L1がエネルギー制御ユニット7から照射されることになる。
When irradiating the laser beam L1 with high irradiation energy from the
エネルギー制御ユニット7から低照射エネルギーのレーザ光L2を照射する場合、図7(b)に表すように、第1アッテネータ10に入射するレーザ光の光路をシャッタ90で遮蔽させる。したがって、第1アッテネータ10にはレーザ光は入射しないこととなる。
When the laser light L2 having low irradiation energy is irradiated from the
一方、第2アッテネータ15を通過したレーザ光は、第2ミラー40と合成手段95とをこの順に介してエネルギー制御ユニット7から照射される。これにより、低照射エネルギーのレーザ光が照射されることになる。
On the other hand, the laser beam that has passed through the
すなわち、本具体例のエネルギー制御ユニット7によれば、レーザ発振器45から照射されたレーザ光を分岐手段85により分岐させて、分岐させた一方のレーザ光をシャッタ90で遮蔽させずに合成手段95で合わせたり、シャッタ90で遮蔽させることにより、エネルギー制御ユニット7から高照射エネルギーあるいは低照射エネルギーのレーザ光を切り替えて照射することができる。したがって、シャッタ90の昇降をするだけで、照射エネルギーを切り替えることができ、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることが可能となる。
That is, according to the
図8は、本実施形態に係るレーザリペア装置の第3の具体例を例示する構成図である。図8(a)は、レーザリペア装置から高照射エネルギーのレーザ光を照射する状態を表し、図8(b)は、レーザリペア装置から低照射エネルギーのレーザ光を照射する状態を表す。 FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a third specific example of the laser repair apparatus according to this embodiment. FIG. 8A shows a state in which a laser beam having a high irradiation energy is irradiated from the laser repair device, and FIG. 8B shows a state in which a laser beam having a low irradiation energy is irradiated from the laser repair device.
本具体例のエネルギー制御ユニット8は、第1アッテネータ10と第2アッテネータ15と、第1ミラー30と、合成手段95と、を有する。第1アッテネータ10及び合成手段95は第1レーザ発振器45から照射されるレーザ光Lの光路上に配置されている。合成手段95は、第1アッテネータ10を挟んで第1レーザ発振器45と反対方向に配置されている。第1アッテネータ10は、第2アッテネータ15と対向して配置されている。第2アッテネータ15及び第1ミラー30は、第2レーザ発振器46から照射されるレーザ光Lの光路上に配置されている。第1ミラー30は、第2アッテネータ15を挟んで第2レーザ発振器46と反対方向に配置されている。これらのレーザ発振器45、46にはレーザ光切替手段47が接続されている。レーザ光切替手段47は、第1レーザ発振器45及び第2レーザ発振器46から照射されるレーザ光の照射及び停止を制御している。
The
エネルギー制御ユニット8から高照射エネルギーのレーザ光L1を照射する場合、図8(a)に表すように、第1及び第2レーザ発振器45、46から照射されたレーザ光は、第1及び第2アッテネータ15のそれぞれに入射する。そして、第1アッテネータ10及び第2アッテネータ15から、それぞれ所定の照射エネルギーが照射される。その後、第1アッテネータ10から照射されたレーザ光と、第2アッテネータ15から照射され第1ミラー30を介したレーザ光と、が合成されるので、高照射エネルギーのレーザ光L1がエネルギー制御ユニット8から照射されることになる。
When the laser beam L1 with high irradiation energy is irradiated from the
また、エネルギー制御ユニット8から低照射エネルギーのレーザ光L2を照射する場合、図8(b)に表すように、第1レーザ発振器45から照射されるレーザ光を止め、第2レーザ発振器46のみからレーザ光を照射して、第2アッテネータ15に入射させる。その後、第2アッテネータ15から所定の照射エネルギーを有するレーザ光を照射させて、第1ミラー30を介して合成手段95に入射させる。これにより、低照射エネルギーのレーザ光L2がエネルギー制御ユニット8から照射されることになる。
Further, when the laser beam L2 with low irradiation energy is irradiated from the
本具体例のエネルギー制御ユニット8によれば、レーザ光の照射と停止を選択的に行うことだけで、所望のレーザ光の照射エネルギーの切り替えを短時間で行うことができることとなるので、照射エネルギーを切り替えることができ、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることができる。
According to the
図9は、本具体例の変型例のレーザリペア装置を表す模式図である。
本変型例においては、第1アッテネータ10を介する光路を遮断するシャッタ90が設けられている。図9(a)に表したように、このシャッタ90を開くことにより高エネルギーのレーザ光を照射し、図9(b)に表したように、シャッタ90を閉じることにより低エネルギーのレーザ光を照射することができる。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a laser repair apparatus according to a modification of this specific example.
In this modification, a
図10は、本実施形態のレーザリペア装置の全体構成を例示する模式図である。 FIG. 10 is a schematic view illustrating the overall configuration of the laser repair apparatus of this embodiment.
本具体例のレーザリペア装置100は、レーザ光を照射させるレーザ発振器45と、レーザ光の照射エネルギーを制御するエネルギー制御ユニット5と、光路を変更させるガルバノミラー105と、レーザ光を集光するための集光レンズ110と、被加工部材Wを観察するために画像の焦点を合わせるリレーレンズ115、被加工部材Wの画像を検出する画像センサ120と、被加工部材Wを照らすための照明125と、被加工部材Wを載置し、平面方向に移動が可能なステージ130と、レーザ発振器45、エネルギー制御ユニット5及びステージ130を制御するコントローラ135と、を有する。
The
ここで、レーザ発振器45と、エネルギー制御ユニット5と、ガルバノミラー105と、集光レンズ110と、をレーザ放射器から照射されたレーザ光を被加工部材Wに導くための光学手段とする。リレーレンズ115と、画像センサ120と、照明125と、を観察手段とする。
Here, the
レーザ発振器45から照射されたレーザ光Lは、エネルギー制御ユニット5と、ガルバノミラー105と、集光レンズ110と、をこの順に通過して被加工部材Wに入射する。ステージ130を挟んで集光レンズ110と反対方向には照明125が設けられている。ステージ130にはモータ(図示せず)が接続されており、モータの駆動によりステージ130を移動させることができる。また、このモータにはコントローラ135が接続されており、コントローラ135によりステージ130の位置が制御されるようになっている。被加工部材Wの画像は、リレーレンズ115を介して画像センサ120により撮像される。撮像された画像は図示しない画像処理手段により画像情報とされ、コントローラ135に伝達される。
The laser light L emitted from the
また、コントローラ135には、図示しない合否判断手段が接続されており、画像情報に基づいてレーザリペアの継続あるいは停止の判断を行う役割を果たしている。これにより、レーザ光の照射、レーザ光の切り替え及びステージ130の移動などの動作が決定される。次に、レーザリペア装置100の動作について説明する。
The
まず、レーザ発振器45から照射したレーザ光Lは、エネルギー制御ユニット5に入射する。エネルギー制御ユニット5から照射されたレーザ光は、ガルバノミラー105に入射する。ガルバノミラー105で反射したレーザ光は、集光レンズ110を介して被加工部材Wに入射して、被加工部の不良部分のレーザリペアをする。レーザリペアされた被加工部材Wの画像は、リレーレンズ115を介して画像センサ120により撮像された後、画像情報としてコントローラ135に伝達される。
First, the laser beam L emitted from the
ここで、ガルバノミラー105を揺動させると、被加工部材Wの局所領域をレーザ光で走査させることができる。また、ステージ130を移動させることで、被加工部材W以外の他の領域にもレーザ光を照射させることができる。このようにすれば、被加工部材Wの全面にわたってレーザリペアをすることもできる。
Here, when the
この場合のレーザ光のスポット径は、例えば1〜10マイクロメータ程度とすることができる。レーザ光は、パルス状あるいは連続状のいずれでもよい。また、レーザ光を走査させる場合の繰り返し周波数は100〜50000ヘルツ程度で、ガルバノミラー105を揺動させたときの走査速度は0.1mm/秒から10mm/分程度とすることができる。レーザ光100の光源としては、例えば、波長1064ナノメータ帯のYAGレーザを用いることができる。
In this case, the spot diameter of the laser beam can be set to about 1 to 10 micrometers, for example. The laser beam may be either pulsed or continuous. The repetition frequency when scanning with laser light is about 100 to 50000 hertz, and the scanning speed when the
本レーザリペア装置には、図1に表す第1具体例のエネルギー制御ユニット5を用いたが、これには限定されない。例えば、図7の第2具体例や図8の第3具体例のエネルギー制御ユニット7、8を用いても同様の効果が得られる。
In this laser repair apparatus, the
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
例えば、電子部品をプリント基板に半田付け実装したときに生じる接合不良部分、半導体素子の内部回路の切り替えなどに対しても本具体例と同様に、短時間でレーザ光の照射エネルギーを切り替えて、効率的且つ安定的に不良部分のレーザリペアをすることができる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
For example, switching the irradiation energy of the laser light in a short time as well as this example for switching the defective part of the electronic component when soldered to the printed board and switching the internal circuit of the semiconductor element, It is possible to repair the defective portion efficiently and stably.
ただし、特に、短時間でレーザ光の照射エネルギーの切り替えが要求される液晶表示装置の輝点欠陥に用いることは好適である。 However, it is particularly suitable to use for a bright spot defect of a liquid crystal display device that requires switching of laser beam irradiation energy in a short time.
また、エネルギー制御ユニット及びそれを用いたレーザリペア装置を構成する各要素においても当業者が各種の変更や追加を加えたものであっても、本発明の要旨を含む限りにおいて本発明の範囲に包含される。 In addition, even if each person configuring the energy control unit and the laser repair apparatus using the energy control unit has various modifications and additions, the scope of the present invention is included as long as the gist of the present invention is included. Is included.
5、6、7、8エネルギー制御ユニット、10、11第1エネルギー制御手段(第1アッテネータ)、15第2エネルギー制御手段(第2アッテネータ)、25第1ガルバノミラー、30第1ミラー、35第2ガルバノミラー、40第2ミラー、45レーザ発振器、46第2レーザ発振器、50液晶表示装置、52欠陥画素、54気泡、71暗化、75ポラライザ、80偏光板、85分岐手段、90シャッタ、95合成手段、100レーザリペア装置、105ガルバノミラー、110集光レンズ、115リレーレンズ、120画像センサ、125照明、130ステージ、135コントローラ 5, 6, 7, 8 energy control unit, 10, 11 first energy control means (first attenuator), 15 second energy control means (second attenuator), 25 first galvanometer mirror, 30 first mirror, 35th 2 galvanometer mirrors, 40 second mirror, 45 laser oscillator, 46 second laser oscillator, 50 liquid crystal display device, 52 defective pixels, 54 bubbles, 71 darkening, 75 polarizer, 80 polarizing plate, 85 branching means, 90 shutter, 95 Combining means, 100 laser repair device, 105 galvanometer mirror, 110 condenser lens, 115 relay lens, 120 image sensor, 125 illumination, 130 stage, 135 controller
Claims (5)
レーザ光を放出するレーザ発振部と、
出射された前記レーザ光のエネルギーを伝達可能に設けられた第1のアッテネータと、
出射された前記レーザ光のエネルギーを伝達可能に設けられた第2のアッテネータと、
前記第1及び第2のアッテネータの少なくともいずれかを介して前記レーザ光を取り出す第1の光路と、前記第1及び第2のアッテネータの前記少なくともいずれかを介さずに前記レーザ光を取り出す第2の光路と、を切替可能な切替手段と、
前記第1及び第2の光路を介した前記レーザ光を前記被照射部材に導く光学手段と、
前記切替手段を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするレーザリペア装置。 A movable stage on which the irradiated member is placed;
A laser oscillation section for emitting laser light;
A first attenuator provided to transmit energy of the emitted laser beam;
A second attenuator provided to transmit energy of the emitted laser beam;
A first optical path for extracting the laser light via at least one of the first and second attenuators, and a second optical path for extracting the laser light without passing through at least one of the first and second attenuators. Switching means capable of switching between, and
Optical means for guiding the laser light through the first and second optical paths to the irradiated member;
A control unit for controlling the switching means;
A laser repair device comprising:
前記第1のレーザ発振器から放出されたレーザ光は前記第1のアッテネータに導かれ、
前記第2のレーザ発振器から放出されたレーザ光は前記第2のアッテネータに導かれることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザリペア装置。 The laser oscillation unit includes a first laser oscillator and a second laser oscillator,
The laser beam emitted from the first laser oscillator is guided to the first attenuator,
3. The laser repair device according to claim 1, wherein the laser light emitted from the second laser oscillator is guided to the second attenuator. 4.
A first attenuator for attenuating the energy of the laser light and a second attenuator for attenuating the energy of the laser light with a higher attenuation than the first attenuator, and at least one of the first and second attenuators. A step of irradiating the irradiated portion of the liquid crystal display device with the laser light via any one of the liquid crystal display devices, and then the irradiation of the liquid crystal display device with the laser light not passing through the at least one of the first and second attenuators. And a step of irradiating the laser beam.
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