JP4335422B2

JP4335422B2 - パターン修正装置

Info

Publication number: JP4335422B2
Application number: JP2000230794A
Authority: JP
Inventors: 昭浩山中; 茂夫清水
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP2002040674A

Description

【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、フラットディスプレイの製造工程時に発生する欠陥を修正するパターン修正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＰＤＰ（プラズマディスプレイ）に代表されるフラットディスプレイの製造工程において、ショート欠陥やオープン欠陥が生じることがある。
【０００３】
ショート欠陥は、図１５（ａ）に示すように、隣接する電極パターン同士がエッチング不良により短絡してしまうものであり、オープン欠陥は図１６（ａ）に示すように、電極パターンの一部が過度のエッチングなどにより欠如するものである。
【０００４】
このような欠陥の生じたものをすべて廃棄するとコスト高になるため、欠陥を修正して使用に耐えられるものは製品として出荷される。ショート欠陥に対しては、図１５（ｂ）に示すように、短絡部分にレーザ光を照射し、繋がった部分の電極材料がレーザ照射による熱エネルギで昇華または飛散させて除去される。
【０００５】
オープン欠陥に対しては、図１６（ｂ）に示すように、欠陥部分に導電性ペーストなどを塗布した後、焼成する処理が施される。このような欠陥の修正は、たとえば特開２０００−４２７４６号公報や特開平０８−２９２４４２号公報に記載されているパターン修正装置によって行われる。
【０００６】
また、ＰＤＰにおいては、リブ（隔壁）間に蛍光体部が形成されているが、その製造工程において赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の蛍光体が混色する混色欠陥を生じることがある。このような混色欠陥に対する修正装置については、特開平１１−１９１３７４号公報において記載されている。
【０００７】
さらに、液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタは、図１７（ａ）に示すように、ガラス基板上にブラックマトリクスが形成され、各ブラックマトリクスの間にカラーフィルタ部が形成される。ところが、製造時にカラーフィルタ部には異物欠陥の生じる場合がある。このような欠陥に対しては、特開平９−６１２９６号公報に記載されている方法が用いられ、図１７（ｂ）に示すようにカラーフィルタの異物欠陥をレーザ光により除去してカラーフィルタが色抜けとなった部分に、図１７（ｃ）に示すように同色のインクを塗布することにより修正が行なわれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１５（ａ）に示したＬＣＤのショート欠陥を修正する場合、元々の電極膜厚が数１０００Å程度というように極めて薄く、電極と電極とが繋がった欠陥部分の膜厚も薄く、レーザ光で除去したときの飛散物もごくわずかであるため、修正品位も良好であり、これまでほとんど問題にならなかった。
【０００９】
しかし、ＰＤＰの場合、電極膜厚が１０数μｍ程度とＬＣＤの電極に比べて厚いため、図１５（ｂ）に示すようにレーザ光で欠陥部を除去したときの飛散物が多く、この飛散物が図１５（ｃ）に示すように電極の周辺に付着し、欠陥修正部分の光透過率の低下が問題となっている。
【００１０】
また、図１６（ａ）に示したオープン欠陥の場合、電極の欠如している部分に修正用ペーストを塗布し、焼成しても電極材料の種類によっては修正箇所の抵抗値が正常箇所の抵抗値に比べて高くなってしまうおそれがある。
【００１１】
さらに、蛍光体欠陥部を特定する際に、蛍光体の色情報が得られず、色欠陥位置近傍画像のわずかな段差や形状変化などの情報から欠陥位置を特定しなければならない。
【００１２】
さらに、図１７（ａ）に示したカラーフィルタの欠陥を修正する場合は、カラーフィルタそのものが修正はされても、カラーフィルタ上のオーバコート層がカットされた状態となってしまっている。
【００１３】
それゆえに、この発明の主たる目的は、カラーフィルタ欠陥を完全に修正し得るパターン修正装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基板上に積層されたカラーフィルタおよびオーバコート層の欠陥部を修正するパターン修正装置であって、基板を水平方向に移動させるテーブルと、レーザ光を照射して欠陥部を除去するレーザ光源と、レーザ光源によって欠陥部が除去された部分にカラーフィルタと同色のインクを塗布した後にオーバコート材料を塗布する塗布手段と、塗布手段を上下方向に移動させる駆動機構と、塗布手段によって塗布されたインクおよびオーバコート材料を硬化させるための硬化手段とを備えたものである。塗布手段は、インクまたはオーバコート材料を塗布するためにそれぞれの先端部が互いに接触して、その部分でインクまたはオーバコート材料を保持する２本の針を含む。このパターン修正装置は、さらに、２本の針に付着したインクおよびオーバコート材料を洗浄するための洗浄液が溜められる洗浄容器と、洗浄容器内で洗浄液を攪拌するための攪拌機構と、洗浄液によって洗浄された２本の針に付着した洗浄液とインクおよびオーバコート材料の残物を拭き取るための拭き取り手段と、洗浄液によって洗浄された２本の針に付着した洗浄液を吹き飛ばし、２本の針を乾燥させるための乾燥機構とを備え、２本の針のそれぞれの先端部を広げた状態で洗浄することを特徴とする。
【００２２】
また、硬化手段は紫外線硬化または熱硬化手段を含む。
【００２３】
【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。
【００２４】
図１において、レーザ光源１とペースト塗布機構２とＣＣＤカメラ３はＺ軸テーブル４に固定されていて、Ｚ軸テーブル４はＺ軸方向（上下方向）に移動可能に構成されている。Ｚ軸テーブル４はＸ軸テーブル５上にＸ軸方向（横方向）に移動可能に設けられている。Ｙ軸テーブル６上には、被修正対象基板７が載置されており、Ｙ軸テーブル６はＹ軸方向（縦方向）に移動自在に設けられている。
【００２５】
レーザ光源１は、被修正対象基板７上のショート欠陥の電極の繋がり部分にレーザ光を照射し、その熱エネルギで電極材料を昇華または飛散させて除去する。レーザ光源１に関しては、より具体的には特開２０００−４２７６４号公報に記載された機構を用いることができる。ペースト塗布機構２は被修正対象基板７のオープン欠陥と呼ばれる電極の欠如部分に導電性ペーストを塗布する。ＣＣＤカメラ３は欠陥部分を撮像し、撮像した画像を図示しないテレビモニタに表示する。
【００２６】
レーザ光源１，ペースト塗布機構２およびＣＣＤカメラ３はＺ軸テーブル４に取付けられているので、被修正対象基板７の上に任意の高さに位置させることができかつＺ軸テーブル４はＸ軸テーブル５上に載置されているため、被修正対象基板７に対してＸ軸方向に任意の位置に移動できる。さらに、被修正対象基板７は、Ｙ軸テーブル６上に載置されているので、Ｙ軸方向に任意の位置に移動させることができる。したがって、レーザ光源１とペースト塗布機構２とＣＣＤカメラ３は被修正対象基板７上のいずれの位置にも移動させることができる。
【００２７】
その他に、各機構を制御するための制御用コンピュータ１５と、装置全体を制御するためのホストコンピュータ１６とが設けられている。
【００２８】
図２はこの発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートであり、図３は図１に示したパターン修正装置でショート欠陥を修正する方法を説明するための図であり、図４は図１に示したパターン修正装置でオープン欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【００２９】
図１〜図４を参照して、この発明の一実施形態の動作について説明する。図１に示すＸ軸テーブル５とＹ軸テーブル６をＸ方向，Ｙ方向へ移動させかつＺ軸テーブル４をＺ軸方向に移動させ、ＣＣＤカメラ３によって被修正対象基板７上を撮像する。撮像した画像は図示しないＴＶモニタに表示され、オペレータはその表示を見てショート欠陥やオープン欠陥があるか否かを目視によって判断する。ただし、この判断は、目視によることなく、画像処理によって判断してもよい。
【００３０】
前述の図１５（ａ）に示すショート欠陥の存在を判別したときには、レーザ光源１からレーザ光をショート欠陥部分に照射し、図１５（ｂ）に示すように、電極の不要な部分を昇華あるいは飛散させて除去する。このとき、除去された電極が飛散物となって図１５（ｃ）に示すように基板にこびりつく。
【００３１】
そこで、レーザ光源１の出力を７０％程度まで低下させる。このようなレーザ光源１の出力低下は、オペレータが制御用コンピュータ１０に指令を与えてレーザ光源に供給する電力を減少させたり、その他の方法で行なわれる。そして、図３（ａ）に示すように、オペレータは不要な電極を除去した後の飛散物の状態を目視し、制御用コンピュータ１５によってレーザ光源１からスキャンする範囲を設定する。スキャンする範囲が設定されると、レーザ光源１は出力を７０％程度まで弱くしたレーザ光をスキャンピッチで順次スキャンする。
【００３２】
その結果、図３（ｃ）に示すように、基板に堆積している飛散物を除去することができる。この場合、レーザ光の出力は定格出力に対して７０％程度まで弱められているため、正常な電極部に悪影響を与えることはない。
【００３３】
一方、図４（ａ）に示すように、オープン欠陥であることを判別したときには、レーザ光源１の出力を上述の説明と同様にして定格出力の７０％程度まで弱くしてオープン欠陥を生じている電極表面をスキャンし、酸化膜を除去する。その後、図４（ｃ）に示すように、図１に示したペースト塗布機構２を用いて電極の欠如している部分に導電性ペーストを塗布する。その後、レーザ光源１を定格出力にしてレーザ光を塗布した導電性ペースト上に照射して焼成する。
【００３４】
図５は図１に示したパターン修正装置によって蛍光体混色欠陥を除去する方法を説明するための図である。混色欠陥は、図５に示す基板２１上のＰＤＰのリブ２２間の蛍光体部に形成されるＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体が混色することによってできる。この混色欠陥２３をＣＣＤカメラ３によって撮像可能とするために、図１に示したＺ軸テーブル４には紫外線照明光源８が設けられる。この紫外線照明光源８はたとえば波長２５４ｎｍを含む紫外線を発光する。この紫外線照明光源８を用いることにより、図５に示す混色欠陥２３や形状崩れなどをモニタ画面で観察することが可能になる。これにより、観察の特定が簡単になり、欠陥を特定するための時間を短縮でき、誤った修正を防止できる。また、モニタ画面によって欠陥情報を見ることができるため、修正作業者が熟練者である必要もなくなる。
【００３５】
図６はカラーフィルタの欠陥を修正するパターン修正装置の外観図である。この図６に示したパターン修正装置は、図１に示したパターン修正装置のペースト塗布機構２に代えてインク塗布機構９が設けられるとともに、さらにハロゲンランプ照明光源１０が設けられる。インク塗布機構９はカラーフィルタの欠陥部にインクまたはオーバコート材料を塗布するものであり、塗布されたインクは紫外線照明光源８からの紫外線またはハロゲンランプ照明光源１０からの熱によって硬化される。
【００３６】
図７は図６に示したパターン修正装置によるカラーフィルタの欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、カラーフィルタの基板３１上には複数のブラックマトリクス３２が平行に形成されており、各ブラックマトリクス３２，３２の間にフィルタ３３が形成され、そこに異物が混入したりすると異物欠陥３４が生じる。
【００３８】
ＣＣＤカメラ３によって異物欠陥３４が撮像されてモニタに表示され、オペレータがその異物欠陥３４を認識すると、レーザ光源１を異物欠陥３４の上に位置させ、図７（ｂ）に示すように、レーザ光源１からのレーザ光を照射して異物欠陥３４を削除する。その後、異物を削除した位置上にインク塗布機構９を移動させて図７（ｃ）に示すようにインクを塗布し、その後図７（ｄ）に示すようにインク塗布機構９によってオーバコート材料を塗布する。その後、オーバコート材料上を紫外線照明光源８で紫外線を照射するかあるいはハロゲンランプ照明光源１０からの熱により熱硬化させる。
【００３９】
ところで、図１に示したペースト塗布機構２や図６に示したインク塗布機構９は、塗布針にペーストやインクを付着させて欠陥部に塗布する機構を有している。ペーストやインクを塗布した後、塗布針に付着している余分なペーストやインクを除去するために洗浄する必要があるが、塗布針は複雑な形状をしているため、手による洗浄作業を必要としている。しかし、手作業による洗浄では、力の入れすぎなどにより、塗布針がわずかながら曲がってしまうことがあり、塗布針が曲がってしまうと塗布位置もずれてしまい、思った塗布位置に塗布ができなくなってしまうため、塗布針洗浄のたびに、塗布針位置の確認と作業が必要となる。また、手作業による洗浄のため、洗浄のたびに塗布針を洗浄位置（手の届く位置）まで移動しなければならず、最近の基板の大型化に伴い、移動に時間がかかり修正タクトが長くなるという問題がある。
【００４０】
図８に塗布針洗浄位置への移動についての概念を示す。図８に示すように、洗浄時は現在修正を行なっていた位置から、洗浄（手でのふき取り）を行なう位置まで一度移動しなければならない。そのため、基板が大型化すると移動時間が長くなってしまう。
【００４１】
そこで、図９に示すように、インクの塗布，洗浄機構を設けたパターン修正装置が用いられる。図１０は図９に示した塗布，洗浄機構の外観斜視図である。
【００４２】
図１０に示したパターン修正装置は、図１に示したペースト塗布機構２に代えて塗布，洗浄機構１１を設けたものである。なお、図１に示した紫外線照明光源８は省略している。
【００４３】
塗布，洗浄機構１１は図１０に示すように、塗布針によるペーストの塗布機能と塗布針の洗浄機能を有している。アクチュエータ１１１は駆動軸１１２を上下させるものであり、駆動軸１１２の先端部には塗布針１２を保持する針保持部１１３が設けられている。
【００４４】
ペーストタンクテーブル１１５は水平面内にて回転し、このペーストタンクテーブル１１５上にはペーストを収納するペーストタンク１１６と、塗布針１２を洗浄する洗浄部１１７と、洗浄した塗布針にエアーを噴射して乾燥させるエアー噴射乾燥部１１８と、塗布針１１２に付着した不要なペーストなどをふき取るためのふき取り部１１９が設けられている。
【００４５】
図１１は図１０に示した塗布針を示す図であり、（ａ）は塗布針１２１と１２２とが接触している状態を示し、（ｂ）は塗布針１２１と１２２とが開いている状態を示す。
【００４６】
図１１において、塗布針１２は針保持部１１３から垂直に下方向に延びる塗布針１２１と、その一方の先端部が塗布針１２１の先端部に接触する塗布針１２２とを含む。塗布針１２２の他方端部は針ステー１２３の下端に保持されている。針ステー１２３の中央部は回転軸１２４を中心にして針保持部１１３に対して回動可能に設けられている。針ステー１２３は針ステー１２５が上昇したときに、塗布針１２２を時計方向に回動可能に支持している。
【００４７】
塗布針１２が図１１（ｂ）に示すように洗浄のために降下したとき、針ステー１２５が上昇するとともに針ステー１２３が回転軸１２４を中心にして時計方向に回動することにより、塗布針１２２が塗布針１２１から離れて開かれ、塗布針１２１と１２２との間隔が一定に保たれて洗浄しやすくされる。
【００４８】
図１２は塗布針の洗浄工程から乾燥工程を示す図である。図１２（ａ）は図１０に示した洗浄部による塗布針１２１，１２２の洗浄工程を示す。洗浄部１１７には、容器１３１が設けられており、その中に洗浄液１３２が満たされている。容器１３１内で洗浄液１３２を撹拌するための撹拌ペラー１３３が洗浄用モータ１３４で回転駆動される。図１１（ｂ）に示したように、塗布針１２１と１２２が開かれた状態で、容器１３１上に形成された孔１３５から容器１３１内に挿入され、撹拌ペラー１３３で撹拌されている洗浄液１３２によって塗布針１２１，１２２に付着したペーストが洗浄される。
【００４９】
図１２（ｂ）は図１０に示したふき取り部１１９を示す図であり、容器１４１内にはスポンジ１４２が収められていて、洗浄部１１７で洗浄された塗布針１２１と１２２に付着しているペーストの残りがスポンジ１４２によってふき取られる。
【００５０】
図１２（ｃ）は図１０に示したエアー噴射乾燥部１１８を示し、容器１５１内には図示しないコンプレッサからエアー１５２が噴射される。この容器１５１内に塗布針１２１，１２２を挿入し、エアー１５２を吹きつけることによって塗布針１２１，１２２が乾燥される。
【００５１】
これらの洗浄部１１７，エアー噴射乾燥部１１８およびふき取り部１１９を用いての塗布針１２１，１２２の洗浄ステップは図１３に示す手順によって行なわれ、塗布針１２１，１２２にペーストが付着し、洗浄しづらいものについては洗浄液１３２による洗浄とスポンジ１４２によるふき取りが繰返し行なわれる。最後に、再度洗浄液で洗浄が行なわれ、エアー噴射乾燥部１１８で洗浄針１２１，１２２に付着した洗浄液が乾燥される。この時点でも、洗浄液１３２により乾燥状態の悪い場合は、数回エアー噴射乾燥が繰返し行なわれる。
【００５２】
図１４はこの発明のさらに他の実施形態のパターン修正装置の外観図である。この図１４に示した実施形態は、前述の図９に示した塗布，洗浄機構１１に代えて、ペースト塗布機構２を設け、Ｙ軸テーブル６の両側に４台の洗浄機構１３を設けたものである。洗浄機構１３は図１０に示した洗浄部１１７とエアー噴射乾燥部１１８とふき取り部１１９とから構成されている。この例では、Ｙ軸テーブル６の両側に洗浄機構１３を設けたことによって、洗浄の都度最も近傍の洗浄機構まで塗布機構２を移動させて洗浄を行う。洗浄に若干時間がかかってしまうことがあるが、塗布機構２の周りに洗浄機構を搭載することができない場合に有効となる。
【００５３】
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。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基板上に積層されたカラーフィルタおよびオーバコート層の欠陥部にレーザ光を照射して欠陥部を除去し、欠陥部が除去された部分にカラーフィルタと同色のインクを塗布した後、オーバコート材料を塗布することにより、欠陥部の完全な修正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態のパターン修正装置の外観斜視図である。
【図２】この発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示したパターン修正装置でショート欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【図４】図１に示したパターン修正装置でオープン欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【図５】図１に示したパターン修正装置により蛍光体混色欠陥を除去する方法を説明するための図である。
【図６】カラーフィルタの欠陥を修正するパターン修正装置の外観斜視図である。
【図７】図６に示したパターン修正装置によるカラーフィルタの欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【図８】塗布針の洗浄作業を説明するための図である。
【図９】インクの塗布，洗浄機構を設けたパターン修正装置の外観斜視図である。
【図１０】図９に示した塗布，洗浄機構の外観斜視図である。
【図１１】塗布針を示す図である。
【図１２】塗布針洗浄工程から乾燥工程を示す図である。
【図１３】塗布針の洗浄から乾燥までの処理を示すフローチャートである。
【図１４】洗浄機構を複数設けた例を示すパターン修正装置の外観斜視図である。
【図１５】従来のショート欠陥を除去する方法を説明するための図である。
【図１６】従来のオープン欠陥を修正する方法を説明するための図である。
【図１７】従来のカラーフィルタの異物欠陥を除去する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１レーザ光源、２ペースト塗布機構、３ＣＣＤカメラ、４Ｚ軸テーブル、５Ｘ軸テーブル、６Ｙ軸テーブル、７被修正対象基板、８紫外線照明光源、９インク塗布機構、１０ハロゲンランプ照明光源、１１塗布，洗浄機構、１２塗布針、１３洗浄機構、１５制御用コンピュータ、１６ホストコンピュータ、１１６ペーストタンク、１１７洗浄部、１１８エアー噴射乾燥部、１１９ふき取り部。

Claims

基板上に積層されたカラーフィルタおよびオーバコート層の欠陥部を修正するパターン修正装置であって、
前記基板を水平方向に移動させるテーブルと、
レーザ光を照射して前記欠陥部を除去するレーザ光源と、
前記レーザ光源によって前記欠陥部が除去された部分に前記カラーフィルタと同色のインクを塗布した後にオーバコート材料を塗布する塗布手段と、
前記塗布手段を上下方向に移動させる駆動機構と、
前記塗布手段によって塗布された前記インクおよび前記オーバコート材料を硬化させるための硬化手段とを備え、
前記塗布手段は、前記インクまたは前記オーバコート材料を塗布するためにそれぞれの先端部が互いに接触して、その部分で前記インクまたは前記オーバコート材料を保持する２本の針を含み、
さらに、前記２本の針に付着した前記インクおよび前記オーバコート材料を洗浄するための洗浄液が溜められる洗浄容器と、
前記洗浄容器内で前記洗浄液を攪拌するための攪拌機構と、
前記洗浄液によって洗浄された前記２本の針に付着した前記洗浄液と前記インクおよび前記オーバコート材料の残物を拭き取るための拭き取り手段と、
前記洗浄液によって洗浄された前記２本の針に付着した洗浄液を吹き飛ばし、前記２本の針を乾燥させるための乾燥機構とを備え、
前記２本の針のそれぞれの先端部を広げた状態で洗浄することを特徴とする、パターン修正装置。
前記硬化手段は、紫外線硬化または熱硬化手段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。