JP2009092850A - 液晶表示装置の回路欠陥補修方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 各画素の開口率を低下させることなく、より簡便で廉価に補修することができるようにすることにある。
【解決手段】 本発明による液晶表示装置の回路欠陥補修方法および装置は、前記欠陥を生じた画素の画素電極に隣接する信号線を覆う保護層に開口部を形成して前記信号線の一部を露出させ、導電性材料を前記開口部及びその近傍に堆積させると共に、堆積された導電性材料と前記画素電極とを電気的に接続する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置のための回路基板上に形成された回路の欠陥を補修する方法及び装置に関するものである。

液晶表示装置としては、現在、アクティブマトリクス型の装置が多く用いられている。これは、液晶表示装置（液晶表示パネル）の回路基板であるガラス基板上に、画素電極の駆動のために薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のようなスイッチング素子を画素電極毎に設けたものである。

上記のような補修技術の一つとして、予め各画素電極に複数のスイッチング素子を基板に形成しておくことにより冗長性を持たせたり、一つの画素電極に対応するスイッチング素子に欠陥が生じたときに、この画素電極と、このスイッチング素子と接続する配線部とを短絡させる導電路を予め形成しておいたりするものがある（特許文献１及び２）。これらの補修技術は、要するに、基板の製造中にスイッチング素子に欠陥が生じることを見越して、補修のための配線部を予め形成しておくものである。

他の補修技術の１つとして、断線の生じた箇所を覆う保護層に穴を開け、レーザＣＶＤやスパッタリングにより導電性材料を堆積させるものがある（特許文献３，４及び５）。

特開平９−２３０３８５公報 特開２００５−９２１５４号公報 特開平９−１５２５６８号公報 特開平１１−２６０８１９号公報 特開平２００２−１８２２４６号公報

しかし、特許文献１及び２の補修技術では、補修のための回路を基板上に予め作り込んでおくものであるため、各画素の開口率が低くなり、また作り込んだ回路により生じるカップリング電位がノイズの混入等の原因となる。

一方、特許文献３，４及び５の補修技術では、レーザＣＶＤやスパッタリングにより補修を行うため、コスト高となり、また補修作業に時間を要する。

本発明の目的は、各画素の開口率を低下させることなく、より簡便で廉価に補修することができるようにすることにある。

本発明に係る、液晶表示装置の回路欠陥補修方法は、前記欠陥を生じた画素の画素電極に隣接する信号線を覆う保護層に開口部を形成して前記信号線の一部を露出させる第１の工程と、導電製材料を前記開口部およびその近傍に堆積させ、かつ、堆積された導電性材料と前記画素電極とを電気的に接続する第２の工程とを含む。

本発明に係る、液晶表示装置の回路欠陥補修装置は、前記欠陥を生じた画素の画素電極に隣接する信号線を覆う保護層に開口部を形成して前記信号線の一部を露出させる開口部形成装置と、導電性材料と前記開口部およびその近傍に堆積させ、かつ、堆積された導電性材料と前記画素電極とを電気的に接続する短絡配線形成装置とを含む。

前記導電性材料は、導電性ペーストとして前記開口部およびその近傍に堆積させることができる。

前記導電性ペーストはナノ金属粒子とバインダとを含むことができる。

前記第二の工程は、さらに、大気圧下でプラズマ化させた酸素ラジカルを前記堆積された導電性ペーストに吹き付けることを含んでいても良い。

前記第二の工程は、さらに、大気圧下でプラズマ化させた加熱用ガスを前記堆積された導電性ペーストに吹き付けることを含んでいても良い。

前記第一の工程は、前記開口部を形成すべき箇所にレーザ光を照射して当該箇所の前記保護層の一部を除去することを含んでいても良い。

また、前記第一の工程は、前記開口部を形成すべき箇所にプラズマ化させた還元性ガスを噴射して当該箇所の前記保護層の一部を除去することを含んでいても良い。

前記短絡配線形成装置は、前記導電性材料としてナノ金属粒子とバインダとを含む導電性ペーストを前記開口部およびその近傍に堆積させる堆積装置を含むことができる。

前記短絡配線形成装置は、さらに、大気圧下でプラズマ化させた酸素ラジカルを前記堆積された導電性ペーストに吹き付けるプラズマ発生装置を含むことができる。

前記短絡配線形成装置は、さらに、前記堆積された導電性ペーストを加熱する加熱装置を含むことができ、この加熱装置は、大気圧下でプラズマ化させた加熱用ガスを前記堆積された導電性ペーストに吹き付けるプラズマ発生装置であっても良いし、レーザ光を前記堆積された導電性ペーストに照射するレーザ光発生装置でも良い。

前記開口部形成装置は、レーザ光発生装置を含むことができる。

前記開口部形成装置は、前記開口部を形成すべき箇所にレーザ光を照射して当該箇所の保護層を除去するレーザ光発生装置を含むことができる。

上記の代わりに、前記開口部形成装置は、前記開口部を形成すべき箇所にプラズマ化させた還元性ガスを噴射して当該箇所の前記保護層の一部を除去するプラズマ発生装置を含むことができる。

本発明に係る欠陥補修装置は、さらに、前記回路基板が配置されるＸ−Ｙ平面を規定する支持台と、該支持台に配置された回路基板の上方においてＸ軸方向へ移動可能の可動フレームとを含むことができる。この場合、前記開口部形成装置及び前記短絡配線形成装置は、前記回路基板の上方においてＹ軸方向へ移動可能に前記可動フレームに支持されている。

本発明によれば、信号線、ゲート線、画素電極、スイッチング素子、接続用配線等を回路基板に形成した後に、スイッチング素子、接続配線等に欠陥が存在する欠陥画素について、画素電極に隣接する信号線を覆う保護層に開口部を形成して信号線の一部を露出させ、導電性材料を開口部及びその近傍に吹き付け、塗布等により堆積させ、堆積された導電性材料と画素電極とを短絡させる補修を行う。

このため、補修のための冗長回路等を回路基板に予め作る必要がなく、各画素の開口率が低下しない。また、補修作業を大気中で行うことができ、その結果従来技術に比べ、簡便で廉価に補修することができる。

導電性材料を含む導電性ペーストを用いると、より低コストで、かつ、より短時間で補修することができる。特に、導電性材料としてのナノ金属粒子とバインダとを含む導電性ペーストを大気状態において開口部およびその近傍に堆積させると、さらに、保護層の開口部およびその近傍に確実に付着することとなる。

次に、堆積された導電性ペーストに酸素ラジカルをプラズマ状態にして吹き付けると、導電性ペーストがこの酸素ラジカルの分子に晒されることとなる。

上記酸素ラジカル分子は、外殻電子に不対電子を有する分子であり、前記導電性ペースト中のバインダ（一般に有機材料が用いられる）と化学反応を生じる。この化学反応により、バインダ中の水素は水となり、炭素は二酸化炭素となってそれぞれ蒸発して大気中に放出される。さらに、バインダに含まれる他の元素もガス化して大気中の放出されることとなる。

上記した化学反応によって導電性ペーストからバインダが除去されると、表面エネルギーの高いナノ金属粒子は、粒子間および粒子と電極（信号線）材料との間でそれぞれ直接接触することとなり、その表面エネルギーによって金属結合が生じる。それによって信号線と画素電極とを接続する短絡路が形成される。

なお、この他、レーザ光などの加熱手段を用いて加熱することにより、導電性ペーストを焼成することとしても良い。この場合も、加熱によって導電性ペースト中のバインダが除去されることとなる。

図１及び図２を参照するに、修復される回路基板１０は、ガラス基板上にマトリクス状に設けられた多数の画素のそれぞれをスイッチング素子で駆動させて表示する、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられるものである。

図示の回路基板１０は、Ｙ方向に間隔を有して配列されてＸ方向へ延在する多数の信号線１２と、Ｘ方向に間隔を有して配列されてＹ方向へ延在する多数のゲート電極１４と、信号線１２とゲート電極１４との交差部に配置された多数の画素電極１６と、画素電極１６毎に設けた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のようなスイッチング素子１８とをガラス基板などの透明な基板２０の一方の面に形成した、いわゆるＴＦＴアレイ基板となっている。

図示の例では、信号線１２は透明基板２０の一方の面に直接形成されており、画素電極１６及びスイッチング素子１８は信号線１２を覆うように透明基板２０に形成された電気絶縁材料製の保護層２２の上に形成されている。

図示してはいないが、保護層２２は、信号線１２を覆うように透明基板２０の上に形成された第１の保護層と、該第１の保護層を覆うように第１の保護膜の上に形成されて信号線１２とゲート線１４とを電気的に絶縁する第２の保護膜とからなる。このため、ゲート線１４は第１の保護膜の上に形成されており、画素電極１６及びスイッチング素子１８は第２の保護膜の上に形成されている。

各スイッチング素子１８は、図示の例では、対応する信号線１２に接続されたソースと、対応する画素１６に接続されたドレインと、ソース及びドレイン間のチャンネルを制御すべくゲート線１４に接続されたゲートとを備える電界効果型のトランジスタであり、また対応する画素電極１６を駆動させる駆動信号を、導電路２４を介して対応する画素電極１６に出力する。

しかし、スイッチング素子１８は、駆動信号を対応する画素電極１６に出力するものであれば、ＰＮＰ型トランジスタ、ＮＰＮ型トランジスタ、半導体リレー等、他のタイプのものであってもよい。

図示の例では、図１における左端の画素電極１６が、導電路２４の断線２６によって欠陥となっている。しかし、本発明は、画素電極１６に対応するスイッチング素子１８自体の不具合や、スイッチング素子１８と信号線１２またはゲート線１４とを接続する導電路（図示せず）の断線等により欠陥となった場合にも適用することができる。

以下、図２を参照して、上記のような欠陥の補修方法について説明する。

図２は、補修すべき箇所近傍を拡大した縦断面図である。補修前においては、補修すべき箇所は、図２（Ａ）に示す状態にある。

先ず、欠陥を生じた画素の画素電極１６に隣接する信号線１２を覆う保護層２２にレーザ光発生装置により所望のスポット径に収束された加熱用のレーザ光が上方から照射されて、保護層２２の一部、特に欠陥を生じた画素の画素電極１６の近くにあって信号線１２の上側の部分の保護層材料が加熱されて蒸発することにより除去される。これにより、図２（Ｂ）に示すように、信号線１２の一部を上方に向かって露出させる開口部２８が保護層２２に形成される。

上記のようなレーザ発生装置としては、集束したレーザ光を発生する市販の加工用レーザ光発生装置を用いることができる。

次いで、導電性材料３０を、体積装置により開口部２８及びその近傍に吹き付け、塗布等によって開口部２８内に充填させ、さらに導電性材料３０を、開口部２８と画素電極６との間の保護層２２の上と、画素電極６の端縁の上とに、これら導電性材料３０が連続するように堆積させる。

上記の結果、図２（Ｃ）に示すように、開口部２８内及び開口部２８の近傍に導電性材料３０が堆積されて、信号線１２と欠陥画素の画素電極１６とが、堆積された導電性材料３０を介して電気的に接続されることとなる。

上記のような堆積装置として、インクジェットノズルのような噴射ノズルを用いた吹き付け装置、例えばインクジェット方式による導電性ペーストの吹き付けは、米国、オプトメック社のマスクレスメソスケール材料堆積（Maskless Mesoscale Material Deposition:M^３D（商標））装置(米国特許第７，０４５，０１５号）を用いることができる。しかし、堆積装置として、他の噴射ノズルを用いた吹き付け装置、一般的なペースト塗布装置等、他の装置を用いてもよい。

導電性材料３０は、導電性材料としてのナノ金属粒子と有機物のバインダとを含む導電性ペーストの形で、堆積装置により大気状態において開口部２８及びその近傍に堆積される。

この時点においては、導電性材料３０は、導電性ペーストに含有された状態で存在する。そのため、次に、プラズマ発生装置によってプラズマ化した酸素ラジカルを導電性ペーストに吹き付ける。それによって、導電性ペーストが酸素ラジカル分子に晒されることとなる。

この酸素ラジカル分子は、外殻電子に不対電子を有する分子であり、前記導電性ペースト中のバインダと化学反応を生じる。この化学反応により、バインダ中の水素は水となり、炭素は二酸化炭素となってそれぞれ蒸発して大気中に放出される。さらに、バインダに含まれる他の元素もガス化して大気中の放出されることとなる。

上記の化学反応により導電性ペーストからバインダが除去されると、表面エネルギーの高いナノ金属粒子は、バインダを介することなく直接にナノ金属粒子同士、および信号線１２や画素電極１６とそれぞれ相互接触することで、その表面エネルギーによって金属結合を生じる。その結果、ヒータやレーザ光による物理的な過熱現象を利用することなく、接触金属粒子間の金属結合により、信号線１２と画素電極１６とを接続する堅固な短絡路が図２（Ｃ）に示すように形成されることとなる。

上記のように、導電性ペーストに含まれるバインダを酸素ラジカル分子に晒すために、酸素ラジカル分子をプラズマ発生装置によって回路基板１０上の所定の箇所に向けて噴射することができる。

プラズマ発生装置は、正負の荷電粒子が共存している状態のガスを発生するが、このガス中に酸素ラジカルのようなラジカル分子が含まれる。したがって、このプラズマ発生装置から発生するプラズマガスを回路基板１０上の所定の箇所に向けて噴射することにより、前記所定の箇所の有機材料を酸素ラジカル分子又はそのガスに晒すことができる。

上記プラズマ発生装置として、市販されている大気プラズマ発生装置を用いることができる。

そのような大気プラズマ発生装置は、ほぼ大気圧で酸素ラジカル分子を生成することができるので、前記所定の箇所を含む基板を真空中に保持することなく、ほぼ大気中に晒した状態で、ラジカル分子を回路基板１０の所定の箇所に照射することができる。そのため、被補修物である回路基板１０を真空中に保持するための真空チャンバが不要となるから、大気プラズマ発生装置を用いることにより、より容易にかつより廉価に短絡路を形成することができる。

また、プラズマガスの温度を例えば冷却によって低下させることにより、プラズマガス中のラジカル分子の割合を増大させることができる。このラジカル分子の割合が増大したガスをパターン部に吹き付けることにより、より効果的に有機材料を除去することができるので、これにより短絡路を一層効率的に形成することができる。

ナノ金属粒子は、数ナノメートル乃至数百ナノメートルの粒子径を有する、例えば金、銀、銅などの導電性の金属微粒子である。このような金属微粒子は、表面エネルギーが極めて高いので、バインダを除去するだけで、より確実に金属結合を生じさせることができる。このような金属微粒子とバインダとを含む導電性ペーストとして、例えばハリマ化成株式会社から販売されている製品（商品名「ナノペースト」）を使用することができる。

このナノ金属粒子は、各粒子が保護膜でコーティングされていることが望ましい。このような保護膜は、ラジカル分子との未反応状態ではナノ金属粒子間の直接接触による不所望な金属結合を確実に防ぎ、またラジカル分子の照射により迅速かつ確実に除去されて、ナノ金属粒子間の直接接触による金属結合を可能とする。

このナノ金属粒子は、各粒子が保護膜でコーティングされていることが望ましい。このような保護膜は、ラジカル分子との未反応状態ではナノ金属粒子間の直接接触による不所望な金属結合を確実に防ぎ、またラジカル分子の照射により迅速かつ確実に除去されて、ナノ金属粒子間の直接接触による金属結合を可能とする。

以下、図３を参照して、上記した欠陥処理に用いる大気プラズマ発生装置４０の一実施例について説明する。図３は、大気プラズマ発生装置４０を部分的に示す概略図である。

大気プラズマ発生装置４０は、上端がガス導入口４２ａとなり、また下端がプラズマ噴射口４２ｂとなる例えばガラスのような誘電体からなるプラズマ噴射ノズル４２と、噴射ノズル４２の長手方向に相互に間隔ｄをおいて配置されそれぞれが噴射ノズル４２を取り巻いて配置された一対の電極４４、４４と、両電極４４間に交番電圧又はパルス状電圧を印加するための電源装置４６とを備える。

噴射ノズル４２のガス導入口４２ａには、酸素ガス又は空気のような酸化ガスＧｏ、及び窒素又はアルゴン等のキャリアガスＣａが、それぞれ、ガス源４８及び５０から開閉バルブ５２を経て、選択的に案内される。噴射ノズル４２のプラズマ噴射口４２ｂは、開口部２８及びその近傍に向けられている。

開閉バルブ５２が開放されると、キャリアガス源４６からのキャリアガスＣａと共に酸化ガス源４４からの酸化ガスＧｏが噴射ノズル４２内をそのプラズマ噴射口４２ｂに向けて案内される。

酸化ガスＧｏが噴射ノズル４２に案内される間、電源装置４６からの電圧が一対の電極３８，３８間に印加されて、誘電体バリア放電による放電空間領域が一対の電極３８，３８間の間隔ｄ２に対応する領域に形成される。そのため、噴射ノズル４２のガス導入口４２ａからプラズマ噴射口４２ｂへ向けて案内される酸化ガスＧｏが、この放電空間領域を経る過程でプラズマ状態に置かれる。

この酸化ガスＧｏをプラズマ源とするプラズマが回路基板１０上に噴射されると、プラズマ中に含まれる酸素ラジカルが導電性ペースト中の有機物バインダと化学反応を生じる。

上記の結果、有機物バインダは、主として酸素ラジカルとの化学反応により除去される。導電性ペーストから有機物バインダが除去されると、導電性パースと中のナノ金属粒子が相互に接触する。この相互接触が生じると、ナノ金属粒子の表面エネルギーにより、ナノ金属粒子は焼結して、信号線１２と画素電極１６とを短絡する固体の導電路すなわち短絡路が形成される。

以下、図４から図６を参照して、欠陥補修装置６０の一実施例について説明する。

欠陥補修装置６０は、矩形のＸ−Ｙ平面６２を規定する門型の支持台６４と、該支持台上に支持される可動フレーム６６とを備える。支持台６４のＸ−Ｙ平面６２の各側部には、例えばアルミニゥム製の一対のレール６８及び６８がそれぞれＸ−Ｙ平面６２のＹ軸方向に間隔をおいてＸ軸方向に平行に伸びる状態に配置されている。

Ｘ−Ｙ平面６２上には、該平面６２の両側部に配置されたレール６８，６８間に補修すべき欠陥箇所を有する回路基板１０が配置される。回路基板１０を跨ぐように、可動フレーム６６がＹ軸方向に沿って配置されている。

可動フレーム６６は、回路基板１０の上方でＹ軸方向に伸びる梁部６６ａと、梁部６６ａの両端に一体的に形成された一対の脚部４６ｂ、４６ｂとを備える。各脚部４６ｂには、対応する各レール６８に嵌合する摺動子７０が設けられている。この摺動子７０と対応するレール６８との嵌合により、可動フレーム６６は、Ｘ−Ｙ平面６２上をＸ軸方向へ移動可能である。

図示の例では、可動フレーム６６を自走式にするべく、対応する各レール６８と対応する摺動子７０とは、リニアモータを構成している。このリニアモータの構成のために、図示しない界磁コイルが各摺動子７０に組み込まれている。

各界磁コイルは、交流電力の供給を受けることにより、移動磁界を発生する。この移動磁界の電磁誘導により対応するレール６８に誘導電流が発生すると、該誘導電流と摺動子７０の各界磁コイルの移動磁界との相互作用により、レール６８に沿った推進力が摺動子７０に作用する。したがって、各摺動子７０に組み込まれた界磁コイルへの電力供給の制御により、可動フレーム６６をＸ軸方向へ移動させ、所望の位置に停止させることができる。

可動フレーム６６の梁部６６ａには、その長手方向（Ｙ軸方向）に沿って一対のレール７２、７２が設けられている。両レール７２には、両レール７２と共に前記したと同様のリニアモータを構成するベースプレート７４が支持されている。したがって、ベースプレート７４は、可動フレーム６６上で該フレームの梁部６６ａに沿ってＹ軸方向へ駆動可能である。

ベースプレート７４には、レーザ光発生装置７６、堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０及び光学顕微鏡８０が支持されている。レーザ光発生装置７６及び堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０、並びに顕微鏡８０を上下方向であるＺ軸方向へ移動可能に保持するために、図６に示すように、ベースプレート７４には互いに平行に上下方向へ伸びる４つのレール８２が固定されている。

レーザ光発生装置７６、堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０及び光学顕微鏡８０としては、それぞれ、市販されている公知の装置を用いることができる。特に、大気プラズマ発生装置４０は、図３に示す装置を用いることができる。

レーザ光発生装置７６、堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０及び顕微鏡８０には、それぞれに対応するレール８２に嵌合する各摺動子８４が固定されている。

これにより、図５に示すように、レーザ光発生装置７６はレーザ光出射口を回路基板１０へ向けた状態に、堆積装置７８は導電性ペースト噴射口を回路基板１０へ向けた状態に、大気プラズマ発生装置４０はそのプラズマ噴射口４２ｂを支持台６４上の回路基板１０へ向けた状態に、顕微鏡８０はその対物レンズを回路基板１０に向けた状態に、それぞれベースプレート７４に上下方向へ移動可能に配置されている。

各レール８２とこれに対応する摺動子８４とは、前記したと同様のリニアモータを構成している。したがって、これらリニアモータへの電力供給の制御により、レーザ光発生装置７６、堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０及び顕微鏡８０を独立して上下方向へ駆動させることができ、またそれらを所望の昇降位置に維持することができる。

これにより、大気プラズマ発生装置４０のプラズマ噴射口４２ｂは、被処理物である回路基板１０との間隔を例えば１〜２０ｍｍの間で調整可能である。また、レーザ光発生装置７６、堆積装置７８及び顕微鏡８０も同程度に調整可能である。

支持台６４のＸ−Ｙ平面６２上への回路基板１０の配置時及びＸ−Ｙ平面６２からの回路基板１０の取り出し時には、レーザ光発生装置７６、堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０及び顕微鏡８０を最上方の待避位置に退避させることができる。これにより、これらと回路基板１０との干渉を防止して、回路基板１０のＸ−Ｙ平面６２上への配置作業及びこれからの取り出し作業を迅速かつ容易に行なうことができる。

本実施例では、図５及び図６に示すように、ベースプレート７４の上部に酸化ガスとキャリアガスとを別々に貯留しているタンク８６が保持されており、タンク８６から噴射ノズル４２に伸びる配管８８を経て酸化ガスとキャリアガスとが供給される。

欠陥補修装置６０においては、可動フレーム６６をＸ軸方向へ移動させ、ベースプレート７４をＹ軸方向へ移動させることにより、レーザ光発生装置７６、堆積装置７８、大気プラズマ発生装置４０及び顕微鏡８０のそれぞれを回路基板１０の所望位置に移動させることができる。

顕微鏡８０の投影レンズが欠陥画素の位置（ｘ、ｙ）の上方に移動されると、顕微鏡８０の視野の像を、必要に応じて液晶表示装置のような適宜な表示装置に映し出すことができ、その画面上で、回路基板１０の欠陥画素を観察することができる。

顕微鏡８０の位置から、補修すべき欠陥画素の位置（ｘ、ｙ）が求められると、ベースプレート７４の移動により、レーザ光発生装置７６が、顕微鏡８０に代わって、その投光レンズが欠陥画素の位置（ｘ、ｙ）の上方となるように、移動される。

先ず、レーザ光発生装置７６の投光レンズが欠陥画素の位置（ｘ、ｙ）の上方に移動されると、図２に示す開口部２８を形成すべく、レーザ光発生装置７６からレーザ光が回路基板の欠陥画素に対応する箇所に照射される。

次いで、堆積装置７８のペースト噴射口が欠陥画素の位置（ｘ，ｙ）の上方に移動されると、導電性ペーストが信号線１２と画素電極１６との間に短絡部を形成すべく堆積装置７８から開口部２８及びその近傍に放出される。これにより、導電性材料としての金属粒子を含む導電性ペーストが開口部２８及びその近傍に堆積される。

次いで、大気プラズマ発生装置４０の噴射口４２ｂが欠陥画素の位置（ｘ、ｙ）の上方に移動されると、大気プラズマ発生装置４０の切り換えバルブ３４が作動されて、図３に示すキャリアガス源５０のキャリアガスＣａと酸化ガス源４８の酸化ガスＧｏとの混合ガスが噴射ノズル４２に供給される。

上記混合ガスの供給により、比較的高温のプラズマ２２ｂが噴射ノズル４２の噴射口４２ｂから、堆積した金属微粒子に吹き付けられて、導電性ペースト内の有機物バインダが除去されて、金属粒子が結合される。

その後、除冷に伴って、信号線１２と欠陥画素の画素電極１６とが、より安定した金属粒子によって確実に短絡されることとなる。

上記の結果、１つの欠陥画素についての補修作業は終了するが、必要に応じて、大気プラズマ発生装置４０に代えて顕微鏡８０を補修箇所に移動させることにより、該補修箇所を観察することができる。複数の欠陥画素が存在する場合には、上記補修作業が欠陥画素毎に行われる。

また、酸化ガスＧｏをプラズマガス源とする大気プラズマ発生装置４０の噴射ノズル４２の噴射口４２ａから噴射されるプラズマガス中の酸素ラジカル分子の含有率を高め、回路基板１０の不要な温度上昇を抑制する上で、噴射ノズル４２のプラズマ噴射口４２ｂから噴射されるプラズマガス流の温度をできる限り低下させることが望ましい。

噴射口４２ｂから噴射されるプラズマ流の温度を例えば２００℃とすることにより、酸素ラジカル分子の含有率を高め、これにより、周辺部の過熱を招くことなく前記配線パターン部分の有機物バインダを効果的に除去することができるので、例えば３０秒程度の短時間のプラズマガスの吹き付けによってナノ金属粒子を焼結することができる。

大気プラズマ発生装置４０の運転条件は、例えば、電源装置から一対の電極４４，４４に印加される電圧の立ち上がり時間又は立ち下がり時間の少なくとも一方が１００μ秒以下、電源装置からの電圧Ｖの波形の繰り返し周波数が０．５〜１０００ｋＨ、一対の電極４４，４４間に適用される電界強度が０．５〜２００ｋＶ/ｃｍの範囲で適宜選択することができる。また、噴射ノズル４２の噴射口４２ｂと回路基板１０との間隔を例えば１〜２０ｍｍの範囲で調整することが望ましい。

上記のような欠陥補修装置６０を用いることにより、開口部２８の形成から、補修材料である金属微粒子の補修箇所への堆積及びその焼成までを支持台６４上で行うことができる。

なお、顕微鏡８０を不要とすることができる。しかし、支持台６４上で欠陥画素を観察し、また補修後の状態を観察することができるので、より確実な補修を迅速に行う上で、顕微鏡８０を可動フレーム６６に設けることが望ましい。

上記実施例においては、可動フレーム６６及びベースプレート７４等の駆動機構としてリニアモータ用いたが、これに代えて種々の駆動機構を用いることができ、またこれらを手動操作することもできる。

開口部２８の形成にレーザ光発生装置７６を用いる代わりに、大気プラズマ発生装置４０又はそれと同様の他の大気プラズマ発生装置を用いて、加熱用ガスを大気プラズマ発生装置から回路基板１０の所定の箇所に噴出するようにしてもよい。

また、堆積装置７８として、導電性ペーストの吹き付け装置を用いる代わりに、大気プラズマ発生装置４０又はそれと同様の他の大気プラズマ発生装置を用いて、加熱用ガスを大気プラズマ発生装置から回路基板１０の所定の箇所に噴出するようにしてもよい。

上記いずれの場合も、一酸化炭素ガスや水素ガスのような還元性ガスを貯留した還元性ガス源を、図３に示す大気プラズマ発生装置４０又はこれと同様な他の大気プラズマ発生装置に用い、開口部２８を形成する際に、還元性ガス源からの還元性ガスと、キャリアガス源からのキャリアガスとを噴射ノズルに供給するようにしても良い。すなわち、この還元性ガスと保護層２２とを化学反応させ、それによって保護層２２を除去する（いわゆるプラズマエッチングと同様のプロセスを行う）ことにより、開口部２８を形成するものである。

しかし、回路基板１０の温度上昇を最小に抑える上からは、レーザ光発生装置７６及び導電性ペーストの吹き付け装置を用いることが好ましい。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明により修復する回路基板の一実施例の一部を示す拡大図である。 図１における２−２線に沿って得た拡大断面図であって本発明に係る補修方法の一実施例を示し、（Ａ）は未補修の状態を示し、（Ｂ）は開口部を形成した状態を示し、（Ｃ）は補修を完了した状態を示す。 大気プラズマ発生装置の一実施例を概略的に示す図である。 本発明に係る欠陥補修装置の一実施例を示す斜視図である。 図４に示す欠陥装置の側面図である。 図４に示す欠陥補修装置の要部を拡大して示す斜視図である。

符号の説明

１０ 回路基板
１２ 信号線
１４ ゲート線
１６ 画素電極
１８ スイッチング素子
２０ 透明基板
２２ 保護層
２４ 導電路
２６ 欠陥（断線）箇所
２８ 開口部
３０ 導電性材料
４０ 大気プラズマ発生装置
４２ プラズマ噴射ノズル
４４ 電極
４６ 電源装置
４８ 酸化ガス源
５０ キャリアガス源
５２ 開閉バルブ
６０ 欠陥補修装置
６２ Ｘ−Ｙ平面
６４ 支持台
６６ 可動フレーム
６８，７２ レール
７０，８４ 摺動子
７４ ベースプレート
７６ レーザ光発生装置
７８ 堆積装置
８０ 顕微鏡

Claims (16)

1. 液晶表示装置の回路欠陥を補修する方法であって、
   前記欠陥を生じた画素の画素電極に隣接する信号線を覆う保護層に開口部を形成して前記信号線の一部を露出させる第１の工程と、
   導電性材料を前記開口部及びその近傍に堆積させて、堆積された導電性材料と前記画素電極とを電気的に接続する第２の工程とを含む、液晶表示装置の回路欠陥補修方法。
2. 前記導電性材料は導電性ペーストとして前記開口部及びその近傍に堆積される、請求項１に記載の回路欠陥補修方法。
3. 前記導電性ペーストは、ナノ金属粒子とバインダとを含む、請求項２に記載の回路欠陥補修方法。
4. 前記第２の工程は、大気圧下でプラズマ化させた酸素ラジカルを堆積された前記導電性ペーストに吹き付けることを含む、請求項３に記載の回路欠陥補修方法。
5. 前記第２の工程は、大気圧下でプラズマ化させた加熱用ガスを堆積された前記導電性ペーストに吹き付けることを含む、請求項３に記載の回路欠陥補修方法。
6. 前記第１の工程は、前記開口部を形成すべき箇所にレーザ光を当該箇所の前記保護層の一部を除去することを含む、請求項１に記載の回路欠陥補修方法。
7. 前記第１の工程は、前記開口部を形成すべき箇所に還元ガスを照射して当該箇所の保護層の一部を除去することを含む、請求項１に記載の回路欠陥補修方法。
8. 液晶表示装置の回路欠陥を補修する装置であって、
   前記欠陥を生じた画素の画素電極に隣接する信号線を覆う保護層に開口部を形成して前記信号線の一部を露出させる開口部形成装置と、
   導電性材料を前記開口部及びその近傍に堆積させて、堆積された導電性材料と前記画素電極とを電気的に接続する短絡配線形成装置とを含む、液晶表示装置の回路欠陥補修装置。
9. 前記短絡配線形成装置は、前記導電性材料としてのナノ金属粒子とバインダとを含む導電性ペーストを前記開口部及びその近傍に堆積させる堆積装置を含む、請求項８に記載の回路欠陥補修装置。
10. 前記短絡配線形成装置は、さらに、大気圧下でプラズマ化された酸素ラジカルを堆積された導電性ペーストに吹き付けるプラズマ発生装置を含む、請求項９に記載の回路欠陥補修装置。
11. 前記短絡配線形成装置は、さらに、堆積された導電性ペーストを加熱する加熱装置を含む、請求項９に記載の回路欠陥補修装置。
12. 前記加熱装置は、大気圧下でプラズマ化された加熱用ガスを前記堆積された導電性ペーストに吹き付けるプラズマ発生装置を含む、請求項１１に記載の回路陥補修装置。
13. 前記加熱装置は、レーザ光を前記堆積された導電性ペーストに照射するレーザ光発生装置を含む、請求項１１に記載の回路欠陥補修装置。
14. 前記開口部形成装置は、前記開口部を形成すべき箇所に前記レーザ光を照射して当該箇所の保護層の一部を除去するレーザ光発生装置を含む、請求項８に記載の回路欠陥補修装置。
15. 前記開口部形成装置は、前記開口部を形成すべき箇所にプラズマ化させた還元ガスを吹き付けて当該箇所の保護層の一部を除去するプラズマ発生装置を含む、請求項８に記載の回路欠陥補修装置。
16. さらに、前記回路基板が配置されるＸ−Ｙ平面を規定する支持台と、該支持台に配置された回路基板の上方においてＸ軸方向へ移動可能な可動フレームとを含み、
    前記開口部形成装置及び前記短絡配線形成装置は、前記回路基板の上方において前記可動フレームにＹ軸方向へ移動可能に支持されている、請求項９に記載の回路欠陥補修装置。

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