JP3905299B2 - 欠陥修正装置および欠陥修正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は欠陥修正装置および欠陥修正方法に関し、特に、液晶パネルのカラーフィルタ基板上に発生した異物混入やプラズマディスプレイパネルの背面に形成された電極パターンの欠陥を修正する欠陥修正装置および欠陥修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などのフラットディスプレイパネルの背面基板に形成された電極、特に焼成前の電極に異物が混入した場合、あるいはＲＧＢ（赤，緑，青）３色に分けてリブ間に充填された蛍光体ペーストの一部に混色が生じた場合には、たとえば特開平１１−１９１３７４号公報に記載されているように、スクラッチ針を用いて欠陥部を除去する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スクラッチ針の先端は、平坦あるいは球状の加工が施されており、その直径は微細なパターンにも対応できるように数十μｍ程度と非常に小さい。このため、わずか数〜数十ｇ程度の荷重（自重）が加わっても、面圧（単位面積当たりの加圧力）は非常に大きくなり、その結果、欠陥部を除去するために針をガラス面に接触させた状態で横方向にストロークさせた場合には、ガラス面に傷がつき、修正品位を著しく劣化させる問題点があった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ガラス面などに損傷を与えることなく、品位の高い修正が可能な欠陥修正装置および欠陥修正方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る欠陥修正装置は、基板上のパターン不良あるいは異物混入などの欠陥を修正する欠陥修正装置であって、その先端部で欠陥を除去するための針と、針を所定の範囲で上下動可能に保持するスライダと、針がスライダに対して相対移動した距離を測定する測定手段と、スライダを下降させて針の先端を基板の表面に接触させた後、測定手段の測定結果に基づいてスライダを上昇させ、基板の表面に対して針の先端を所望の高さに設定するスライダ駆動手段と、設定手段によって先端の高さが設定された針を欠陥に対して相対移動させて欠陥を除去する移動手段とを備えて構成される。
【０００６】
また、この発明に係る欠陥修正方法は、基板上のパターン不良あるいは異物混入などの欠陥を修正する欠陥修正方法であって、その先端部で欠陥を除去するための針と、針を所定の範囲で上下動可能に保持するスライダと、針がスライダに対して相対移動した距離を測定する測定手段とを設け、スライダを下降させて針の先端を基板の表面に接触させた後、測定手段の測定結果に基づいてスライダを上昇させ、基板の表面に対して針の先端を所望の高さに設定し、針を欠陥に対して相対移動させて欠陥を除去する。
したがって、この発明に従えば、針先端の高さを基板から適当な高さに制御した上で横方向にストロークすることにより、基板に損傷を与えることなく、品位の高い修正が可能となる。
【０００８】
好ましくは、スライダを下降させて針の先端を基板の表面に接触させた後、針がスライダに対して相対移動した距離だけスライダを上昇させて基板の表面に針の先端を当接させ、針を欠陥に対して相対移動させて欠陥を除去する。
【０００９】
また好ましくは、液晶パネルのカラーフィルタ基板上に発生した異物混入の欠陥を修正する。
【００１０】
また好ましくは、プラズマディスプレイパネルの背面パネルに形成された電極パターンの欠陥を修正する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の欠陥修正装置の全体の構成を示す図である。図１において、欠陥修正装置本体は、主にＸ軸テーブル１と、Ｙ軸テーブル２と、Ｚ軸テーブル３とからなる位置決めテーブルおよびこれらの制御機器（図示せず）から構成されている。Ｘ軸テーブル１には、欠陥部分を除去するためのレーザ４と、除去した部分にペーストを充填するための塗布機構５と、修正対象を観察するためのＣＣＤカメラ６と、スクラッチ針機構７などが搭載されている。
【００１２】
ＰＤＰ基板やカラーフィルタ基板などの修正対象基板８はＹ軸テーブル２に搭載され、欠陥位置情報に基づいた任意の位置に位置決めされた後、除去あるいは塗布により修正される。基板上の薄膜パターンは、一般的にはＹＡＧレーザやＹＬＦレーザなどを用いてカット，除去することが多いが、たとえば図２（ａ）に示すように、液晶カラーフィルタの基板のＲＧＢレジスト１０の中に埋没した異物１１を除去する場合には、針を用いて図２（ｂ）に示すようにある範囲を走査する方が確実に異物を除去できる。また、図３（ａ）に示したように、ＰＤＰ基板のパターン形成時に発生した銀電極１２のショート欠陥１３の場合には、針を用いて図３（ｂ）に示すある範囲を走査する方がレーザによる方法よりも効率よくかつ飛散物が少ない修正が可能となる。
【００１３】
図４は図１に示したスクラッチ針機構７を示す図である。
次に、図４を参照して、この発明の特徴となるスクラッチ針機構７についてより具体的に説明する。スクラッチ針機構７はＺ軸取付板１４を介して図１に示したＺ軸テーブル３に取付けられている。Ｚ軸取付板１４にはスライダ保持部１６をその先端に有し、エアを駆動源としてＺ軸方向（上下方向）にストロークするエアシリンダ１５が固定されている。スライダ保持部１６にはスクラッチ針１９とこの針を保持する針ホルダ１８がスライダ１７を介して取付けられている。スライダ１７はスライダ案内１７ａとスライダキャリア１７ｂとからなり、スライダ案内１７ａはスライダ保持部１６側に固定されており、スライダキャリア１７ｂは針ホルダ１８側に固定されている。また、スライダ保持部１６の下端にはスライダキャリア１７ｂの下端を系止するためのストッパ２０が設けられている。
【００１４】
図４（ａ）はスクラッチ開始前の状態を示しており、（ｂ）は針を基板に接触させた状態を示し、（ｃ）はＺ軸テーブル３を上方に移動したときの位置関係を示している。
【００１５】
図４（ａ）に示すように、エアシリンダ１５が上昇端にあり、スクラッチ針１９はガラス基板２１の電極パターン２２には接触していない状態にある。スライダキャリア１７ｂはスライダ保持部１６の下端に設置されたストッパ２０に接触した位置にあり、このときの針ホルダ１８とスライダ保持部１６との相対位置をセンサ（図示せず）によって測定した値を距離δ１とする。
【００１６】
次に、図４（ｂ）に示すように、スクラッチ針１９をガラス基板２１に接触させるが、まずエアシリンダ１５を下降端までストロークした後、Ｚ軸テーブル３をある設定した量だけ低速で駆動し、スクラッチ針１９が電極パターン２２あるいはガラス基板２１に接触するまで降下させる。
【００１７】
エアシリンダ１５とＺ軸テーブル３の両方を下降させる理由は、エアシリンダ１５で大きなストロークを高速で動かすことにより動作時間を短縮して、Ｚ軸で低速駆動することにより、スクラッチ針１９がガラス基板２１に接触するときの衝撃を防ぐことにある。Ｚ軸のストローク量は、装置の温度変化などによる寸法変化があっても、スクラッチ針１９がガラス基板２１に確実に接触する任意の量に設定される。スクラッチ針１９がガラス基板２１に接触した後も、Ｚ軸が下降を続けるため、スライダ１７は上方にスライドする。このときの針ホルダ１８とスライダ保持部１６との距離をδ２とする。
【００１８】
図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）および（ｂ）で得られた距離δをもとに、Ｚ軸テーブル３を上方に移動したときの位置関係を示しており、スクラッチ針１９によるスクラッチ動作を開始できる状態を示している。エアシリンダ１５を下降端としたまま、距離δ１と距離δ２の差分だけＺ軸テーブル３を上昇させると、スクラッチ針１９の針先は図４（ｂ）に示す状態と同じ位置となる。すなわち、スライダ１７はストッパ２０に接触して、距離δ１に戻る。
【００１９】
この状態で、Ｚ軸テーブル１とＹ軸テーブル２を駆動して水平方向にスクラッチ針１９を操作させると、スクラッチ針１９の針先はガラス基板２１と同一の高さでスクラッチすることになる。修正する対象物の硬さによっては、図４（ｂ）における針位置は、ガラス基板２１上になるとは限らない。このような場合には、その量を実験などにより求め、Ｚ軸テーブル３の移動量を補正する必要がある。一方、距離δ２の測定時には、針位置はガラス基板２１の面上にあるが、スクラッチする場合は、ガラス面よりわずかに上方に浮かして修正する必要がある場合もある。これらの補正値をδ３とすると、Ｚ軸の移動量はδ１−δ２±δ３となる。
【００２０】
距離δを測定するセンサとしては、光検出式，渦電流式，静電容量式などの非接触型変位センサやプランジャ型リニアスケールなどの接触式変位センサが考えられるが、これら以外の方法を用いてもよい。
【００２１】
また、上述の説明では、センサ値を数値として入力し、それに見合う量をＺ軸テーブル３に入力して高さを制御するようにしたが、たとえば距離δ１のときにのみに位置信号（１パルス）が出力できるようにし、図４（ｃ）の位置となるときにＺ軸テーブル３を停止するようにしても、上述の実施形態と同様の機能を持たせることができる。
【００２２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、欠陥を除去するための針の高さを修正面あるいは修正面よりわずかに浮かせた高さに制御して欠陥を除去するようにしたので、修正面へのダメージがなく、品位の高い修正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の欠陥修正装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明が適用されるカラーフィルタ基板と異物を示す図である。
【図３】 この発明が適用されるＰＤＰ基板と電極欠陥を示す図である。
【図４】 この発明の一実施形態のスクラッチ針機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ Ｘ軸テーブル、２ Ｙ軸テーブル、３ Ｚ軸テーブル、４ レーザ、５ 塗布機構、６ ＣＣＤカメラ、７ スクラッチ針機構、８ 修正対象基板、１４Ｚ軸取付板、１５ エアシリンダ、１６ スライダ保持部、１７ スライダ、１７ａ スライダ案内、１７ｂ スライダキャリア、１８ 針ホルダ、１９ スクラッチ針、２０ ストッパ、２１ ガラス基板、２２ 電極パターン。
【発明の属する技術分野】
この発明は欠陥修正装置および欠陥修正方法に関し、特に、液晶パネルのカラーフィルタ基板上に発生した異物混入やプラズマディスプレイパネルの背面に形成された電極パターンの欠陥を修正する欠陥修正装置および欠陥修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などのフラットディスプレイパネルの背面基板に形成された電極、特に焼成前の電極に異物が混入した場合、あるいはＲＧＢ（赤，緑，青）３色に分けてリブ間に充填された蛍光体ペーストの一部に混色が生じた場合には、たとえば特開平１１−１９１３７４号公報に記載されているように、スクラッチ針を用いて欠陥部を除去する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スクラッチ針の先端は、平坦あるいは球状の加工が施されており、その直径は微細なパターンにも対応できるように数十μｍ程度と非常に小さい。このため、わずか数〜数十ｇ程度の荷重（自重）が加わっても、面圧（単位面積当たりの加圧力）は非常に大きくなり、その結果、欠陥部を除去するために針をガラス面に接触させた状態で横方向にストロークさせた場合には、ガラス面に傷がつき、修正品位を著しく劣化させる問題点があった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ガラス面などに損傷を与えることなく、品位の高い修正が可能な欠陥修正装置および欠陥修正方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る欠陥修正装置は、基板上のパターン不良あるいは異物混入などの欠陥を修正する欠陥修正装置であって、その先端部で欠陥を除去するための針と、針を所定の範囲で上下動可能に保持するスライダと、針がスライダに対して相対移動した距離を測定する測定手段と、スライダを下降させて針の先端を基板の表面に接触させた後、測定手段の測定結果に基づいてスライダを上昇させ、基板の表面に対して針の先端を所望の高さに設定するスライダ駆動手段と、設定手段によって先端の高さが設定された針を欠陥に対して相対移動させて欠陥を除去する移動手段とを備えて構成される。
【０００６】
また、この発明に係る欠陥修正方法は、基板上のパターン不良あるいは異物混入などの欠陥を修正する欠陥修正方法であって、その先端部で欠陥を除去するための針と、針を所定の範囲で上下動可能に保持するスライダと、針がスライダに対して相対移動した距離を測定する測定手段とを設け、スライダを下降させて針の先端を基板の表面に接触させた後、測定手段の測定結果に基づいてスライダを上昇させ、基板の表面に対して針の先端を所望の高さに設定し、針を欠陥に対して相対移動させて欠陥を除去する。
したがって、この発明に従えば、針先端の高さを基板から適当な高さに制御した上で横方向にストロークすることにより、基板に損傷を与えることなく、品位の高い修正が可能となる。
【０００８】
好ましくは、スライダを下降させて針の先端を基板の表面に接触させた後、針がスライダに対して相対移動した距離だけスライダを上昇させて基板の表面に針の先端を当接させ、針を欠陥に対して相対移動させて欠陥を除去する。
【０００９】
また好ましくは、液晶パネルのカラーフィルタ基板上に発生した異物混入の欠陥を修正する。
【００１０】
また好ましくは、プラズマディスプレイパネルの背面パネルに形成された電極パターンの欠陥を修正する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の欠陥修正装置の全体の構成を示す図である。図１において、欠陥修正装置本体は、主にＸ軸テーブル１と、Ｙ軸テーブル２と、Ｚ軸テーブル３とからなる位置決めテーブルおよびこれらの制御機器（図示せず）から構成されている。Ｘ軸テーブル１には、欠陥部分を除去するためのレーザ４と、除去した部分にペーストを充填するための塗布機構５と、修正対象を観察するためのＣＣＤカメラ６と、スクラッチ針機構７などが搭載されている。
【００１２】
ＰＤＰ基板やカラーフィルタ基板などの修正対象基板８はＹ軸テーブル２に搭載され、欠陥位置情報に基づいた任意の位置に位置決めされた後、除去あるいは塗布により修正される。基板上の薄膜パターンは、一般的にはＹＡＧレーザやＹＬＦレーザなどを用いてカット，除去することが多いが、たとえば図２（ａ）に示すように、液晶カラーフィルタの基板のＲＧＢレジスト１０の中に埋没した異物１１を除去する場合には、針を用いて図２（ｂ）に示すようにある範囲を走査する方が確実に異物を除去できる。また、図３（ａ）に示したように、ＰＤＰ基板のパターン形成時に発生した銀電極１２のショート欠陥１３の場合には、針を用いて図３（ｂ）に示すある範囲を走査する方がレーザによる方法よりも効率よくかつ飛散物が少ない修正が可能となる。
【００１３】
図４は図１に示したスクラッチ針機構７を示す図である。
次に、図４を参照して、この発明の特徴となるスクラッチ針機構７についてより具体的に説明する。スクラッチ針機構７はＺ軸取付板１４を介して図１に示したＺ軸テーブル３に取付けられている。Ｚ軸取付板１４にはスライダ保持部１６をその先端に有し、エアを駆動源としてＺ軸方向（上下方向）にストロークするエアシリンダ１５が固定されている。スライダ保持部１６にはスクラッチ針１９とこの針を保持する針ホルダ１８がスライダ１７を介して取付けられている。スライダ１７はスライダ案内１７ａとスライダキャリア１７ｂとからなり、スライダ案内１７ａはスライダ保持部１６側に固定されており、スライダキャリア１７ｂは針ホルダ１８側に固定されている。また、スライダ保持部１６の下端にはスライダキャリア１７ｂの下端を系止するためのストッパ２０が設けられている。
【００１４】
図４（ａ）はスクラッチ開始前の状態を示しており、（ｂ）は針を基板に接触させた状態を示し、（ｃ）はＺ軸テーブル３を上方に移動したときの位置関係を示している。
【００１５】
図４（ａ）に示すように、エアシリンダ１５が上昇端にあり、スクラッチ針１９はガラス基板２１の電極パターン２２には接触していない状態にある。スライダキャリア１７ｂはスライダ保持部１６の下端に設置されたストッパ２０に接触した位置にあり、このときの針ホルダ１８とスライダ保持部１６との相対位置をセンサ（図示せず）によって測定した値を距離δ１とする。
【００１６】
次に、図４（ｂ）に示すように、スクラッチ針１９をガラス基板２１に接触させるが、まずエアシリンダ１５を下降端までストロークした後、Ｚ軸テーブル３をある設定した量だけ低速で駆動し、スクラッチ針１９が電極パターン２２あるいはガラス基板２１に接触するまで降下させる。
【００１７】
エアシリンダ１５とＺ軸テーブル３の両方を下降させる理由は、エアシリンダ１５で大きなストロークを高速で動かすことにより動作時間を短縮して、Ｚ軸で低速駆動することにより、スクラッチ針１９がガラス基板２１に接触するときの衝撃を防ぐことにある。Ｚ軸のストローク量は、装置の温度変化などによる寸法変化があっても、スクラッチ針１９がガラス基板２１に確実に接触する任意の量に設定される。スクラッチ針１９がガラス基板２１に接触した後も、Ｚ軸が下降を続けるため、スライダ１７は上方にスライドする。このときの針ホルダ１８とスライダ保持部１６との距離をδ２とする。
【００１８】
図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）および（ｂ）で得られた距離δをもとに、Ｚ軸テーブル３を上方に移動したときの位置関係を示しており、スクラッチ針１９によるスクラッチ動作を開始できる状態を示している。エアシリンダ１５を下降端としたまま、距離δ１と距離δ２の差分だけＺ軸テーブル３を上昇させると、スクラッチ針１９の針先は図４（ｂ）に示す状態と同じ位置となる。すなわち、スライダ１７はストッパ２０に接触して、距離δ１に戻る。
【００１９】
この状態で、Ｚ軸テーブル１とＹ軸テーブル２を駆動して水平方向にスクラッチ針１９を操作させると、スクラッチ針１９の針先はガラス基板２１と同一の高さでスクラッチすることになる。修正する対象物の硬さによっては、図４（ｂ）における針位置は、ガラス基板２１上になるとは限らない。このような場合には、その量を実験などにより求め、Ｚ軸テーブル３の移動量を補正する必要がある。一方、距離δ２の測定時には、針位置はガラス基板２１の面上にあるが、スクラッチする場合は、ガラス面よりわずかに上方に浮かして修正する必要がある場合もある。これらの補正値をδ３とすると、Ｚ軸の移動量はδ１−δ２±δ３となる。
【００２０】
距離δを測定するセンサとしては、光検出式，渦電流式，静電容量式などの非接触型変位センサやプランジャ型リニアスケールなどの接触式変位センサが考えられるが、これら以外の方法を用いてもよい。
【００２１】
また、上述の説明では、センサ値を数値として入力し、それに見合う量をＺ軸テーブル３に入力して高さを制御するようにしたが、たとえば距離δ１のときにのみに位置信号（１パルス）が出力できるようにし、図４（ｃ）の位置となるときにＺ軸テーブル３を停止するようにしても、上述の実施形態と同様の機能を持たせることができる。
【００２２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、欠陥を除去するための針の高さを修正面あるいは修正面よりわずかに浮かせた高さに制御して欠陥を除去するようにしたので、修正面へのダメージがなく、品位の高い修正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の欠陥修正装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明が適用されるカラーフィルタ基板と異物を示す図である。
【図３】 この発明が適用されるＰＤＰ基板と電極欠陥を示す図である。
【図４】 この発明の一実施形態のスクラッチ針機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ Ｘ軸テーブル、２ Ｙ軸テーブル、３ Ｚ軸テーブル、４ レーザ、５ 塗布機構、６ ＣＣＤカメラ、７ スクラッチ針機構、８ 修正対象基板、１４Ｚ軸取付板、１５ エアシリンダ、１６ スライダ保持部、１７ スライダ、１７ａ スライダ案内、１７ｂ スライダキャリア、１８ 針ホルダ、１９ スクラッチ針、２０ ストッパ、２１ ガラス基板、２２ 電極パターン。
Claims (5)
- 基板上のパターン不良あるいは異物混入などの欠陥を修正する欠陥修正装置であって、
その先端部で前記欠陥を除去するための針と、
前記針を所定の範囲で上下動可能に保持するスライダと、
前記針が前記スライダに対して相対移動した距離を測定する測定手段と、
前記スライダを下降させて前記針の先端を前記基板の表面に接触させた後、前記測定手段の測定結果に基づいて前記スライダを上昇させ、前記基板の表面に対して前記針の先端を所望の高さに設定するスライダ駆動手段と、
前記設定手段によって先端の高さが設定された前記針を前記欠陥に対して相対移動させて前記欠陥を除去する移動手段とを備えたことを特徴とする、欠陥修正装置。 - 基板上のパターン不良あるいは異物混入などの欠陥を修正する欠陥修正方法であって、
その先端部で前記欠陥を除去するための針と、
前記針を所定の範囲で上下動可能に保持するスライダと、
前記針が前記スライダに対して相対移動した距離を測定する測定手段とを設け、
前記スライダを下降させて前記針の先端を前記基板の表面に接触させた後、前記測定手段の測定結果に基づいて前記スライダを上昇させ、前記基板の表面に対して前記針の先端を所望の高さに設定し、前記針を前記欠陥に対して相対移動させて前記欠陥を除去することを特徴とする、欠陥修正方法。 - 前記スライダを下降させて前記針の先端を前記基板の表面に接触させた後、前記針が前記スライダに対して相対移動した距離だけ前記スライダを上昇させて前記基板の表面に前記針の先端を当接させ、前記針を前記欠陥に対して相対移動させて前記欠陥を除去することを特徴とする、請求項２に記載の欠陥修正方法。
- 液晶パネルのカラーフィルタ基板上に発生した異物混入の欠陥を修正することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の欠陥修正方法。
- プラズマディスプレイパネルの背面パネルに形成された電極パターンの欠陥を修正することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の欠陥修正方法。
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