JPH0743655A - 薄型表示機器の修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】薄型表示機器の欠陥の修正が効率良く行え、作
業者の負担を軽減するとともに製造コストを低減する。 【構成】顕微鏡システム３で液晶表示パネル１を拡大観
察し、絵素の微小部分をテンプレートパターン２０とし
て外部記憶装置１６に登録しその微小部分の特定座標も
登録する。レーザービームを照射すべき欠陥位置までの
偏差の座標も登録する。テンプレートパターン２０に基
づいたパターンマッチングにより欠陥をもつ画素の該当
検出座標を記録座標として登録する。パターンマッチン
グによりレーザービーム光軸中心を基準として特定座標
を合致させた後、前記偏差の座標分だけ移動してレーザ
ー照射システム７よりレーザービームを照射し欠陥を修
正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶テレビなどに用い
る液晶表示パネルなどの薄型表示機器を対象として、そ
れの製造工程で発生する表示不良品の修正を行うための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近来、薄型表示機器の大型化，高精度
化，細密化が要求され、表示機器の絵素数が飛躍的に増
加している。各種の欠陥が表示機器内に発生する確率も
絵素数の増加に比例して高くなってきている。そのた
め、従来通りの製造プロセスを踏襲していくだけでは、
欠陥のない表示機器を高い歩留まりで生産することはき
わめてむずかしい。

【０００３】そこで、薄型表示機器の製造の歩留まりを
向上させるために、半完成品（パネル）に組み立てた時
点で検査を行い、その検査工程で不合格品として選別さ
れたパネルのうち、修正可能と判断されたパネルの欠陥
を修正し、欠陥のない薄型表示機器を製造することで歩
留まりを向上することが考えられている。また、修正し
ないまでも不良原因を前工程にフィードバックするため
にその欠陥の解析を行い、工程の歩留まりを向上させる
ことが考えられている。

【０００４】液晶表示パネルなどの薄型表示機器を製造
する工程においては、電気的検査工程や光学的検査工程
などのいくつかの検査工程が設けられている。これらの
検査において、製造途中の薄型表示機器が所定基準の品
質状態を満足していない場合、その薄型表示機器は一応
不合格となる。薄型表示機器において欠陥を引き起こす
要因は、０．５〜５０μｍ程度の大きさであるため、解
析や修正を行うためには顕微鏡で倍率が５０程度の対物
レンズを用いて拡大観察する必要がある。作業者が顕微
鏡を用いて不合格品の欠陥部分を目視で観察し、不良解
析や修正を行う。配線パターンがショートしている欠陥
部分に対してはレーザービームを照射し切断することに
よって修正する。その際に、顕微鏡を通した画像をＣＣ
Ｄカメラで撮像しモニターディスプレイに映し出し、作
業者がその画面を見ながらジョイスティックやボリュー
ム摘みなどを使用してステージとともにステージ上の薄
型表示機器を移動させ、欠陥部分をレーザー照射位置に
位置合わせする。これらの作業は手動で行う。レーザー
照射条件の設定も手動で行う。なお、このような従来方
式の一例として特開平３−２０９４２２号公報を挙げる
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】顕微鏡で観察して見つ
けた欠陥部分に対してレーザービームを照射して修正を
施すサイズは２μｍ角〜３０μｍ角程度であり、位置精
度は１μｍ以下が要求される。しかし、このような精度
をジョイスティック等の手動操作による位置合わせで行
うことを作業者に要求することは、過酷な労働を強いる
ことになる。また、レーザー照射位置の微妙な精度が得
られなかったりして、かえって欠陥を致命的なものにし
てしまう可能性もあり、品質についての信頼性を低下さ
せる原因となっていた。

【０００６】さらに、薄型表示機器に生じる欠陥は複数
種類に及び、修正方法も各欠陥ごとに応じて変える必要
があるが、その場合に修正作業が１回だけでなく複数回
の作業によって１つの作業として扱うこともあって、欠
陥の修正に多大な作業時間をさかれてしまうため、歩留
まりを向上させたといっても薄型表示機器の製造コスト
がかえって高くなってしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、薄型表示機器の欠陥の修正を効率良
く行えるようにして、作業者に与える負担を軽減すると
ともに製造コストを低減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため次のような構成をとる。その最大の特徴
は、位置検出および位置合わせの手段としてテンプレー
トパターンを利用することにある。すなわち、本発明に
係る薄型表示機器の修正装置は、薄型表示機器を載置支
持してＸ，Ｙ方向に移動させる手段と、この薄型表示機
器の一部分を光学的に拡大して観察および撮像する手段
と、拡大した薄型表示機器のある絵素における特徴のあ
る微小部分のパターンをテンプレートパターンとして登
録する手段と、前記微小部分の特定座標を基準とした場
合の欠陥修正のレーザービームを照射すべき位置の偏差
の座標を登録する手段とを有している。そして、前記テ
ンプレートパターンに基づいて薄型表示機器の欠陥があ
る画素において該当する検出座標を記録座標として登録
する手段を有する。さらに、パターンマッチングに基づ
いてレーザービーム光軸中心に特定座標を合致させる手
段と、その特定座標から前記偏差の座標分だけを移動さ
せる手段と、その移動後においてレーザービームを照射
し欠陥を修正する手段と、修正すべき欠陥がなくなるま
で前記修正動作を繰り返す手段とを備えている。

【０００９】

【作用】テンプレートパターンを基準としてレーザー照
射ポイントを検索しレーザービーム光軸中心に合致させ
るから、欠陥修正が効率良くしかも高精度に行える。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る薄型表示機器の修正装置
の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１は薄型表示機器の修正装置の概略的構
成図である。図１において、１は薄型表示機器の代表で
ある液晶テレビの製造途中段階の液晶表示パネル、２は
液晶表示パネル１を位置決め状態で載置し水平方向で縦
横に移動可能なＸＹステージ、３は対物レンズ４と接眼
レンズ５を有しＸＹステージ２の上方に配置された顕微
鏡システムである。顕微鏡システム３でＸＹステージ２
上の液晶表示パネル１を拡大観察することができるが、
この顕微鏡システム３にＣＣＤカメラ６を取り付けてあ
り、撮像によって電子的な画像データが得られるように
なっている。７は不良絵素を修正するために顕微鏡シス
テム３の光軸の途中から液晶表示パネル１に対してレー
ザービームを照射するレーザー照射システムであり、こ
のレーザー照射システム７は、励起ランプをもつレーザ
ー発振源８と、レーザービームの照射サイズやパワーを
制御する駆動部９と、レーザー発振源８および駆動部９
のコントローラ１０などから構成されている。１１はＸ
Ｙステージ２を制御するコントローラ、１２は両コント
ローラ１０，１１を制御するメインコントローラであ
る。

【００１２】１３はＣＣＤカメラ６から画像データを入
力し後述するテンプレートパターンデータとのパターン
マッチング処理を行うパターンマッチング画像処理部、
１４は画像合成部、１５はディスプレイ、１６は外部記
憶装置、１７はジョイスティック、１８はボリューム摘
みである。ディスプレイ１５にはＣＣＤカメラ６で得ら
れた生の画像やパターンマッチング画像処理部１３で処
理された後の画像が表示される。画像合成部１４は中心
位置などを合成表示するためのものである。外部記憶装
置１６にはテンプレートパターンデータを含む各種のデ
ータが格納されるようになっている。

【００１３】次に、動作を説明する。

【００１４】ＸＹステージ２に載置し位置決めした液晶
表示パネル１を顕微鏡システム３の対物レンズ４と接眼
レンズ５を通して観察すると、図２に示すような拡大像
となる。図２では液晶表示パネル１における１つの絵素
の全体とその周囲８つの絵素の一部分とが現れている。
液晶表示パネル１の配線パターンは、１つの絵素のパタ
ーンを基準としてその繰り返しパターンとなっている。
視野に同時に２つの絵素が入らないように顕微鏡システ
ム３の倍率を定める必要がある。

【００１５】 （１）テンプレートパターンデータの登録処理 ディスプレイ１５において液晶表示パネル１の拡大され
た配線パターンを見ながら、ジョイスティック１７を操
作することによりメインコントローラ１２およびコント
ローラ１１を介してＸＹステージ２を動かし、図２のよ
うに視野内に１つの絵素の全体が入るようにする。次
に、ＣＣＤカメラ６で撮像されパターンマッチング画像
処理部１３および画像合成部１４を通してディスプレイ
１５に映し出された絵素のパターンにおいて特徴のある
微小パターン部分のエリアを指定して、これをテンプレ
ートパターン２０のデータとして外部記憶装置１６に登
録する。このテンプレートパターンデータＤ_A は、テン
プレートパターン２０としての形状およびサイズのデー
タを含んでいる。このようにして図３で選択され登録さ
れたテンプレートパターン２０を図４に示す。

【００１６】 （２）レーザー照射位置のティーチング処理 図３に示すようにテンプレートパターン２０内にお
いて横線と縦線とが交わるある点を基準位置として、そ
の基準位置が視野の光軸中心に移動するようにジョイス
ティック１７を操作してＸＹステージ２を制御する。光
軸中心に合致した基準位置の座標をステージ系座標で
（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）とする。

【００１７】 テンプレートパターンデータＤ_A を用
いてパターンマッチングによるパターン検索を行い、検
出されたパターン２０内における特定位置の座標例えば
左角隅の画像内座標（例えば画像左上コーナーを原点と
した相対的な座標）を求め、これを特定座標（Ｘ_A0，Ｙ
_A0）として外部記憶装置１６に登録する。

【００１８】 次に、欠陥があってレーザービームを
照射すべき位置が光軸中心に合致するようにジョイステ
ィック１７を操作してＸＹステージ２を制御する。これ
が図５の状態である。３０がレーザー照射ポイントであ
る。レーザー照射ポイント３０が光軸中心に合致するよ
うにしてある。このレーザー照射ポイント３０について
の基準位置（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）からの偏差の座標が（Ｘ₁ ，
Ｙ₁ ）であり、サイズは水平方向幅Ｈ₁ 、垂直方向幅Ｖ
₁ である。

【００１９】 ディスプレイ１５の画像を見ながら、
手動にてレーザー照射条件として、水平方向幅Ｈ₁ ，垂
直方向幅Ｖ₁ および照射パワーＰ₁ を入力し、それを登
録する。

【００２０】 再び、テンプレートパターンデータＤ
_A を用いてパターンマッチングによるパターン検索を行
い、ティーチング時に登録したパターン２０′の検出座
標（Ｘ_A1，Ｙ_A1）を求め登録する。この登録された検出
座標を記録座標と称することにする。

【００２１】 次いで、同一絵素内でレーザービーム
を照射すべきポイントがあるかどうかを判断し、ある場
合にはへ戻り、以下同様の処理を繰り返す。

【００２２】液晶表示パネル１の各絵素の配線パターン
は互いに同一であるので、１つの絵素につき基準位置
（Ｘ₀ ，Ｙ₀ ）とレーザー照射ポイント３０の基準位置
（Ｘ₀，Ｙ₀ ）からの変位量（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）とサイズＨ
₁ ，Ｖ₁ とが決定されれば、他の絵素においても全く同
様のデータが当てはまることになる。すなわち、このテ
ィーチングで登録したデータをそのまま流用することが
できる。

【００２３】さて、以上は１つの修正方法についてのテ
ィーチングであったが、欠陥の種類が異なれば修正方法
も異なってくる。修正方法がほかにもある場合にはに
戻って、以下同様の処理を繰り返す。以上のティーチン
グは、薄型表示機器の修正装置を最初に立ち上げたとき
に一度行えばよい。次のレーザー照射実行は、多数の液
晶表示パネル１に対して順次に繰り返し行うことにな
る。

【００２４】（３）レーザー照射実行 自動でレーザービームを照射するに当たっては、ま
ず、欠陥絵素を作業者などが顕微鏡に入るように移動さ
せるが、その時点では配線パターンがどのような配置に
なっているか不明であるため、メインコントローラ１２
は、まず、パターンマッチング画像処理部１３を制御し
て視野内の広範囲でテンプレートパターンデータＤ_A を
用いてパターンマッチングによるパターン検索を行う。

【００２５】 すでに登録されている基準座標を光軸
中心に移動させるため、メインコントローラ１２は、パ
ターンマッチングによって得られた現在の検出座標と記
録座標との偏差を求め、コントローラ１１を制御してそ
の偏差がなくなるようにＸＹステージ２を移動させる。
これにより、基準座標がほぼ光軸中心と合致することに
なる。つまり、図６で説明すると、現在の基準座標（Ｘ
₀ ′，Ｙ₀ ′）が光軸中心にある基準座標（Ｘ_C ，
Ｙ_C ）とずれているので、そのずれをなくすようにＸＹ
ステージ２を制御して推測基準位置を光軸中心に合致さ
せるのである。

【００２６】 上記のの処理では移動量が大きく、
移動誤差も大きいかも知れないために、の調整ではま
だずれが生じている可能性がある。そこで、ティーチン
グ時に登録したパターン２０′のサイズよりもやや広い
だけの狭範囲でパターンマッチングを行う。

【００２７】 現在の検出座標と記録座標との偏差が
あればＸＹステージ２を駆動して推測基準位置を光軸中
心に合わせるように微調整し、へ戻るが、差がなくな
ったときは次のに進む。

【００２８】 登録されているレーザー照射ポイント
に移動するために、ＸＹステージ２を（Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）だ
け移動させる。これにより、レーザー照射ポイント３０
が図５とほぼ同様に光軸中心に合致することになる。そ
して、レーザー照射ポイントごとに設定されているレー
ザー照射条件（サイズおよびパワー）に更新する。

【００２９】 ティーチング時に登録したパターン２
０′のサイズよりもやや広いだけの狭範囲でパターンマ
ッチングを実施し、現在の検出座標と記録座標との偏差
があれば、その偏差がなくなるようにＸＹステージ２を
補正移動し、所要の精度になるまで繰り返す。

【００３０】 コントローラ１０を制御し、レーザー
照射システム７を駆動してレーザービームを顕微鏡シス
テム３に出射し、液晶表示パネル１上の該当する絵素の
レーザー照射ポイント３０に対して設定された条件のも
とでレーザービームを照射する。

【００３１】 次のレーザー照射ポイントがあるか否
かを判断し、ある場合にはに戻る。この〜の動作
は１つの絵素内において存在する欠陥がすべて修正され
るまで繰り返される。

【００３２】次のレーザー照射ポイントがなければ別の
絵素の欠陥があるかどうかを判断し、あるときはに戻
って上記と同様のことを繰り返す。なければその液晶表
示パネル１に対するレーザー照射実行を終了し、次の液
晶表示パネル１に対する修正へと進む。

【００３３】なお、ここまではパターンマッチング用の
テンプレートパターン２０が１つであることを中心に説
明してきたが、配線パターンの崩れの発生やレーザービ
ーム照射によるパターン形状の変化があって１つのテン
プレートパターンではパターンマッチングにミスを起こ
すことも考えられる。これに対応するため、仮に１つで
失敗してもほかで実施できるようにテンプレートパター
ンを２つ以上用意してもよい。

【００３４】上記の一連の動作を行うために登録される
データ構造の一例を示すと、 ０， ０， ０，Ｈ₀ ，Ｖ₀ ，Ｐ₀ ，Ｄ_A ，Ｘ_A0，
Ｙ_A0，Ｄ_B ，Ｘ_B0，Ｙ_B0 １，Ｘ₁ ，Ｙ₁ ，Ｈ₁ ，Ｖ₁ ，Ｐ₁ ，Ｄ_A ，Ｘ_A1，
Ｙ_A1，Ｄ_B ，Ｘ_B1，Ｙ_B1 ２，Ｘ₂ ，Ｙ₂ Ｈ₂ ，Ｖ₂ ，Ｐ₂ ，Ｄ_A ，Ｘ_A2，
Ｙ_A2，Ｄ_B ，Ｘ_B2，Ｙ_B2 のようになる。ここで、１，２はレーザー照射ポイント
番号を示し、０は基準位置検出時のデータである。
Ｘ_n ，Ｙ_n は基準位置からの移動量を示し、Ｈ_n ，
Ｖ_n ，Ｐ_n はレーザービームの照射サイズと照射パワー
を示し、Ｄ_A ，Ｄ_B はテンプレートパターンの番号を示
し、Ｘ_Ai，Ｙ_Ai，Ｘ_Bi，Ｙ_Bi…はパターンの画像内座標
つまり記録座標を示す。

【００３５】なお、上記実施例では、第１ポイント以降
も毎回パターンマッチングを行うという方法で説明した
が、ステージの移動精度が所望の範囲内であれば、第０
ポイント（絵素基準位置）だけであってもよい。また、
逆に、最初に基準となる位置（第０ポイント）を決め、
そこからのシフト量としてステージ座標を記録するよう
にしていたが、いきなり基準位置なしでレーザー照射ポ
イントからパターンマッチングを行うという方法をとっ
ても構わない。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、薄型表
示機器の欠陥の修正を効率良く行うことができ、作業者
の負担を軽減するとともに製造コストを低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る薄型表示機器の修正装
置を示す概略的構成図である。

【図２】実施例において顕微鏡システムを通して液晶表
示パネルを観察したときの拡大像の図である。

【図３】実施例において基準位置とレーザー照射ポイン
トとの位置関係を示す図である。

【図４】実施例においてパターンマッチングに使用する
テンプレートパターンを示す図である。

【図５】実施例においてレーザービームを照射するとき
のパターン位置を示す図である。

【図６】実施例において基準位置を検出するときのパタ
ーンを示す図である。

【符号の説明】

１……液晶表示パネル ２……ＸＹステ
ージ ３……顕微鏡システム ４……対物レン
ズ ５……接眼レンズ ６……ＣＣＤカ
メラ ７……レーザー照射システム ８……レーザー
発振源 ９……駆動部 １０……レーザー
系のコントローラ １１……ＸＹステージのコントローラ １２……メインコントローラ １３……パターンマッチング画像処理部 １４……画像合成部 １５……ディス
プレイ １６……外部記憶装置 １７……ジョイ
スティック １８……ボリューム摘み ２０……テンプ
レートパターン ３０……レーザー照射ポイント

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄型表示機器を載置支持してＸ，Ｙ方向
   に移動させる手段と、この薄型表示機器の一部分を光学
   的に拡大して撮像する手段と、拡大した薄型表示機器の
   ある絵素における特徴のある微小部分のパターンをテン
   プレートパターンとして登録する手段と、前記微小部分
   の特定座標を基準とした場合の欠陥修正のレーザービー
   ムを照射すべき位置の偏差の座標を登録する手段と、前
   記テンプレートパターンに基づいて薄型表示機器の欠陥
   がある画素において該当する検出座標を記録座標として
   登録する手段と、パターンマッチングに基づいてレーザ
   ービーム光軸中心に特定座標を合致させる手段と、その
   特定座標から前記偏差の座標分だけを移動させる手段
   と、その移動後においてレーザービームを照射し欠陥を
   修正する手段と、修正すべき欠陥がなくなるまで前記修
   正動作を繰り返す手段とを備えたことを特徴とする薄型
   表示機器の修正装置。