JP4732092B2 - 修正液塗布ユニット - Google Patents

Description

この発明は修正液塗布ユニットに関し、特に、基板の欠陥部に修正液を塗布して修正する修正液塗布ユニットに関する。

従来より、液晶表示パネルの電極が欠けた電極欠陥（オープン欠陥）に塗布針を用いて導電性ペーストを塗布したり、液晶表示パネル用カラーフイルタの色抜け欠陥に塗布針を用いてインクを塗布することにより、基板の欠陥部を修正する修正液塗布ユニットが提案されている（たとえば特許文献１〜３参照）。
特開平８−２９２４４２号公報 特開平９−２３６９３３号公報 特開平９−６１２９６号公報

このような修正液塗布ユニットでは、欠陥部の寸法と塗布針の先端径とが大きく異なる場合、欠陥部の寸法に合せて塗布針を交換する必要がある。しかし、従来の修正液塗布ユニットでは、１本の塗布針のみがネジで塗布針駆動シリンダに取付けられていたので、塗布針を交換する場合は、ネジを緩めて塗布針を外し、他の塗布針を取付けてネジを締め、塗布針の先端と基板の当たり具合を微調整する必要があり、塗布針の交換に手間と時間がかかるという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、塗布針を容易かつ迅速に交換することが可能な修正液塗布ユニットを提供することである。

この発明に係る修正液塗布ユニットは、基板の欠陥部に修正液を塗布して修正する修正液塗布ユニットであって、複数の塗布針と、修正液が収容された容器と、複数の塗布針のうちのいずれかの塗布針を選択する選択手段と、複数の塗布針のうちの選択手段によって選択された塗布針の先端部に容器内の修正液を付着させ、その塗布針の先端に付着した修正液を欠陥部に塗布する駆動手段とを備えたことを特徴とする。

好ましくは、駆動手段は、複数の塗布針のうちの選択手段によって選択された塗布針のみを下方に突出させる第１の駆動装置と、第１の駆動装置を上下動させて、選択手段によって選択された塗布針の先端部に容器内の修正液を付着させ、その塗布針の先端に付着した修正液を欠陥部に塗布する第２の駆動装置とを含む。

また好ましくは、各塗布針の先端には平坦面が形成されており、各塗布針の平坦面の寸法は、他の塗布針の寸法と異なる。

この発明に係る修正液塗布ユニットでは、複数の塗布針と、それらのうちのいずれかの塗布針を選択する選択手段と、選択手段によって選択された塗布針を用いて基板の欠陥部に修正液を塗布する駆動手段とが設けられる。したがって、塗布針を容易かつ迅速に交換することができる。

図１は、この発明の一実施の形態による微細パターン修正装置の全体構成を示す図である。図１において、この微細パターン修正装置は、大きく分類すると、観察光学系１、ＣＣＤカメラ４、レーザ５、インク塗布ユニット６、およびインク硬化用光源７から構成される欠陥修正ヘッド部と、この欠陥修正ヘッド部を修正対象ガラス基板８に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸テーブル９と、Ｚ軸テーブル９を搭載してＸ軸方向に移動させるためのＸ軸テーブル１０と、修正対象ガラス基板８を搭載してＹ軸方向に移動させるためのＹ軸テーブル１１と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ１２と、制御用コンピュータ１２に作業者からの指令を入力するための操作パネル１３から構成される。

観察光学系１は、落射照明用光源２、対物レンズ３、図示しない透過照明用光源などを含み、修正対象ガラス基板８の表面状態や、インク塗布ユニット６でインク塗布している状態を観察するためのものである。観察光学系１によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ４により電気信号に変換され、制御用コンピュータ１２のモニタ画面に表示される。レーザ５は、修正対象ガラス基板８上のカラーフィルタの色抜け欠陥部に塗布したインクのうちの不要部分や、修正対象ガラス基板８上のショート欠陥にレーザ光を照射し、その熱エネルギーでインクや電極材料を昇華または飛散させて除去する。

インク塗布ユニット６は、修正対象ガラス基板８上のカラーフィルタの色抜け欠陥部に塗布針を用いてインクを塗布したり、修正対象ガラス基板８上の電極のオープン欠陥に塗布針を用いて導電性ペーストを塗布する。インク硬化用光源７は、インク塗布ユニット６で塗布されたインクを硬化させるための光を照射する。インクが紫外線硬化タイプの場合は、紫外線光源がインク硬化用光源７として選択されて装置に搭載される。インクが熱硬化タイプの場合は、ハロゲン光源がインク硬化用光源７として選択されて装置に搭載される。

次に、この微細パターン修正装置の動作について説明する。Ｘ軸テーブル１０およびＹ軸テーブル１１をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、かつＺ軸テーブル９をＺ軸方向に移動させ、観察光学系１によって修正対象ガラス基板８の表面を観察するとともに、ＣＣＤカメラ４によって撮像する。撮像した画像は制御用コンピュータ１２のモニタ画面に表示され、オペレータはその表示を見て色抜け欠陥、ショート欠陥、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、目視によらず、画像処理によって判断してもよい。

カラーフィルタの色抜け欠陥の存在を判別した場合は、インク塗布ユニット６によって欠陥部にインクを塗布し、インク硬化用光源７によって硬化させる。硬化したインクによって不要部が生じた場合は、レーザ５から不要部にレーザ光を照射し、レーザ光の熱エネルギーで昇華または飛散させる。ショート欠陥は、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る。電極のショート欠陥の存在を判別した場合は、レーザ装置１から短絡部分にレーザ光を照射し、繋がった部分をレーザ光の熱エネルギーで昇華または飛散させる。オープン欠陥は、電極パターンの一部が過度のエッチングにより欠如したものである。オープン欠陥の存在を判別した場合は、インク塗布ユニット４によって欠陥部分に導電性ペーストなどを塗布し、硬化させる。

図２は、インク塗布ユニット６の構成を示す一部省略した斜視図である。図２において、このインク塗布ユニット６は、インク塗布用の２本の塗布針２１，２２と、塗布針２１と２２を切換えるための切換装置２５と、切換装置２５を介して塗布針２１，２２を垂直駆動させるための塗布針駆動シリンダ２６とを含む。塗布針２１，２２は、それぞれ保持部材２３，２４を介して切換装置２５に取付けられる。切換装置２５は、塗布針駆動シリンダ２６の駆動軸２７の先端部に設けられる。

このインク塗布ユニット６は、水平に設けられた回転テーブル３０を含み、回転テーブル３０上には円周方向に複数のインクタンク３３〜３６が順次配置され、さらに、回転テーブル３０上には洗浄装置３７とエアパージ装置３８とが設けられる。回転テーブル３０の中心には回転軸３１が立設されている。また、回転テーブル３０には、インク塗布時に針２１，２２を通過させるための切欠部３２が形成されている。インクタンク３３〜３６には、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）および黒の各色のインクが適宜注入されている。洗浄装置３７は、塗布針２１，２２に付着したインクを除去するためのものであり、エアパージ装置３８は塗布針２１，２２に付着した洗浄液を吹き飛ばすためのものである。インクタンク３３〜３６、洗浄装置３７およびエアパージ装置３８の上面には、２本の塗布針２１，２２を同時に挿入することが可能な孔が開口されている。

さらに、このインク塗布ユニット６は、回転テーブル３０の回転軸３１を回転させるためのインデックス用モータ４０を含み、さらに回転軸３１とともに回転するインデックス板４１と、インデックス板４１を介して回転テーブル３０の回転位置を検出するためのインデックス用センサ４２と、インデックス板４１を介して回転テーブル３０の回転位置が原点に復帰したことを検出するための原点復帰用センサ４３とが設けられる。モータ４０はセンサ４２，４３の出力に基づいて制御され、回転テーブル３０を回転させて切欠部３２、インクタンク３３〜３６、洗浄装置３７およびエアパージ装置３８のうちいずれかを塗布針２１，２２の下方に位置させる。

次に、このインク塗布ユニットの動作について説明する。まず、たとえば微細パターン修正装置の使用者が、選択手段である操作パネル１３を操作して、欠陥部の寸法に応じて２本の塗布針２１，２２のうちのいずれかの塗布針（たとえば２１）を選択する。これに応じて切換装置２５は、選択された方の塗布針２１を所定の距離だけ下方に突出させる。次いでテーブル９〜１１が駆動され、カラーフィルタ基板の欠陥部の上方の所定位置に塗布針２１の先端が位置決めされる。次いで、モータ４０によって回転テーブル３０が回転され、所望のインクタンク（たとえば３３）が塗布針２１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２６によって切換装置２５を介して塗布針２１が上下に駆動され、塗布針２１の先端部にインクが付着される。

次いで、モータ４０によって回転テーブル３０が回転され、切欠部３２が塗布針２１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２６によって塗布針２１が上下に駆動され、塗布針２１の先端部に付着したインクがカラーフィルタ基板の欠陥部に塗布される。

塗布針２１の洗浄時は、モータ４０によって回転テーブル３０が回転され、洗浄装置３７が塗布針２１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２６によって塗布針２１が上下に駆動され、塗布針２１に付着したインクが洗浄される。次いで、モータ４０によって回転テーブル３０が回転され、エアパージ装置３８が塗布針２１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２６によって塗布針２１が上下に駆動され、塗布針２１に付着した洗浄液が吹き飛ばされる。

図３（ａ）は図２に示した切換装置２５の構成を示す正面図であり、図３（ｂ）は切換装置２５の後面図であり、図３（ｃ）は切換装置２５の側面図である。図３（ａ）〜（ｃ）において、切換装置２５は、塗布針２１，２２のうちの選択された塗布針（図では２１）を下方に突出させるための針切換シリンダ５１，５２を含む。針切換シリンダ５１，５２は、Ｌ字型金具５３を介して支持板５４の裏面に固定され、支持板５４の上端は支持ブロック５５を介して塗布針駆動シリンダ２６の駆動軸２７の下端に固定されている。支持板５４の下部両端部には垂直方向の長孔５４ａ，５４ｂが開口されている。

保持部材２３，２４の各々は、支持板５４の表面に設けられた図示しないレールに沿って垂直方向に移動可能に設けられている。針切換シリンダ５１の駆動軸５１ａの先端部と保持部材２３は、長孔５４ａを通る連結部材５６を介して結合されている。針切換シリンダ５２の駆動軸５２ａの先端部と保持部材２４は、長孔５４ｂを通る連結部材５７を介して結合されている。

塗布針２１を保持部材２３に横から挿入してネジ２３ａを締めると塗布針２１が保持部材２３に固定され、ネジ２３ａを緩めると塗布針２１が保持部材２３から外れる。塗布針２２を保持部材２４に横から挿入してネジ２４ａを締めると塗布針２２が保持部材２４に固定され、ネジ２４ａを緩めると塗布針２２が保持部材２４から外れる。

塗布針２１と２２は、互いに異なる先端径を有する。たとえば塗布針２１の先端径は、塗布針２２の先端径よりも小さく設定されている。小さな色抜け欠陥部にインクを塗布する場合は先端径が小さな塗布針２１を選択し、大きな色抜け欠陥部にインクを塗布する場合は先端径が大きな塗布針２２を選択する。塗布針２１を選択すると、針切換シリンダ５１の駆動軸５１ａが突出し、塗布針２１，２２のうちの塗布針２１のみが下方に突出される。また、塗布針２２を選択すると、針切換シリンダ５２の駆動軸５２ａが突出し、塗布針２１，２２のうちの塗布針２２のみが下方に突出される。塗布針２１，２２のうちの下方に突出された塗布針２１の先端にインクが付着され、その塗布針２１の先端が欠陥部に接触されて欠陥部にインクが塗布される。

なお、小さな色抜け欠陥部に先端径が大きな塗布針を用いてインクを塗布すると、色抜け部の周囲の正常な部分にもインクが塗布され、インクが重ね塗りされた部分の光透過率が小さくなる。また、大きな色抜け欠陥部に先端径が小さな塗布針を用いてインクを塗布すると、多数回塗布する必要が生じ、修正時間が長くなる。また、カラーフィルタの色付き部の色抜け欠陥は、ブラックマトリックスの色抜け欠陥に比べてはるかに大きい。

図４（ａ）は塗布針２１の先端部にインク６０を付着させた状態を示す断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。図４（ａ）（ｂ）において、この塗布針２１の先端部には、インク６０の表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針２１の先端から基端に向かって塗布針２１の断面積が漸次拡大するテーパ部６１が設けられ、塗布針２１の先端には平坦面６２が設けられている。このように先端部にテーパ部６１と平坦面６２を設けたことにより、塗布針２１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部６１の上部にインク溜まりが発生し、平坦面６２およびその近傍は薄いインク層で覆われる。

図５（ａ）〜（ｄ）は塗布針２１を用いて基板８の表面にインク６０を塗布する動作を示す断面図であり、図５（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ図５（ａ）〜（ｄ）で示した塗布針２１の先端の拡大図である。

まず図５（ａ）（ｅ）に示すように、先端部にインク６０を付着させた塗布針２１を基板８の表面に対して垂直に保持し、かつ塗布針２１の先端を所定位置に位置決めする。次いで図５（ｂ）（ｆ）に示すように、塗布針２１先端の平坦面６２を基板８の表面に接触させる。これにより、塗布針２１先端の平坦面６２に付着したインク６０は、基板８に転写塗布される。図５（ｃ）（ｄ）（ｇ）（ｈ）に示すように、塗布針２１を上方に移動させると、基板８の表面にインク層６３が形成される。インク層６３の直径は、塗布針２１先端の平坦面６２と略同じ大きさになる。塗布針２２は、塗布針２１よりも平坦面６２の直径が大きいだけで他の構成は同じであるので、その説明は繰り返さない。

この実施の形態では、先端径の異なる２本の塗布針２１，２２と、欠陥部の寸法に応じて塗布針２１，２２のうちのいずれかの塗布針を選択する操作パネル１３と、操作パネル１３によって選択された塗布針を下方に突出させる切換装置２５とを設けたので、塗布針２１と２２を容易かつ迅速に交換することができる。

なお、この実施の形態では、先端径の異なる２本の塗布針２１，２２を設けたが、先端の平坦面の形状や寸法の異なる３本以上の塗布針を設け、それらのうちの所望の塗布針を選択できるようにしてもよい。

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。

この発明の一実施の形態による微細パターン修正装置の全体構成を示す斜視図である。 図１に示したインク塗布ユニットの構成を示す一部省略した斜視図である。 図２に示した切換装置の構成を示す図である。 図３に示した塗布針の構成を示す図である。 図４に示した塗布針を用いたインク塗布方法を示す図である。

符号の説明

１ 観察光学系、２ 落射照明用光源、３ 対物レンズ、４ ＣＣＤカメラ、５ レーザ、６ インク塗布ユニット、７ インク硬化用光源、８ 修正対象ガラス基板、９ Ｚ軸テーブル、１０ Ｘ軸テーブル、１１ Ｙ軸テーブル、１２ 制御用コンピュータ、１３ 操作パネル、２１，２２ 塗布針、２３，２４ 保持部材、２３ａ，２４ａ ネジ、２５ 切換装置、２６ 塗布針駆動シリンダ、２７，５１ａ，５２ａ 駆動軸、３０ 回転テーブル、３１ 回転軸、３２ 切欠部、３３〜３６ インクタンク、３７ 洗浄装置、３８ エアパージ装置、４０ モータ、４１ インデックス板、４２ インデックス用センサ、４３ 原点復帰用センサ、５１，５２ 針切換シリンダ、５３ Ｌ字型金具、５４ 支持板、５４ａ，５４ｂ 長孔、５５ 支持ブロック、５６，５７ 連結部材、６０ インク、６１ テーパ部、６２ 平坦面、６３ インク層。

Claims (3)

1. 基板の欠陥部に修正液を塗布して修正する修正液塗布ユニットであって、
   複数の塗布針と、
   前記修正液が収容された容器と、
   前記複数の塗布針のうちのいずれかの塗布針を選択する選択手段と、
   前記複数の塗布針のうちの前記選択手段によって選択された塗布針の先端部に前記容器内の修正液を付着させ、その塗布針の先端に付着した修正液を前記欠陥部に塗布する駆動手段とを備えたことを特徴とする、修正液塗布ユニット。
2. 前記駆動手段は、
   前記複数の塗布針のうちの前記選択手段によって選択された塗布針のみを下方に突出させる第１の駆動装置と、
   前記第１の駆動装置を上下動させて、前記選択手段によって選択された塗布針の先端部に前記容器内の修正液を付着させ、その塗布針の先端に付着した修正液を前記欠陥部に塗布する第２の駆動装置とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の修正液塗布ユニット。
3. 各塗布針の先端には平坦面が形成されており、
   各塗布針の平坦面の寸法は、他の塗布針の寸法と異なることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の修正液塗布ユニット。

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