KR20020014758A - 결함 수정 방법 및 결함 수정 장치 - Google Patents

Abstract

빔 웨이스트 방식으로 레이저 웰딩 수정을 행함으로써, 수정 확률을 대폭 향상시키는 결함 수정 방법 및 결함 수정 장치를 제공한다.

레이저 조사 기구(1)로부터의 레이저 광(16)을 보정 렌즈(19)로 빔 웨이스트 상태로 보정하고, 보정한 레이저 광(16)을 결상 렌즈(18)로 결상하며, 대물 렌즈(15)를 개재시켜 휘점 결함 부분에 조사하여, 전극과 전극끼리를 레이저 웰딩에 의해 수정한다.

Description

결함 수정 방법 및 결함 수정 장치{Method and device for correcting a defect}

본 발명은 결함 수정 방법 및 결함 수정 장치에 관한 것이며, 특히, 액티브 매트릭스 구동 방식(TFT 방식) 액정 디스플레이의 제조 공정 중에 발생하는 결함에 관해서, 제조 공정 중의 셀 공정에서 결함을 수정하는 결함 수정 방법 및 결함 수정 장치에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이(LCD)는 노트형 퍼스널 컴퓨터의 메인 표시 디바이스로서 그 지위를 확립하고, 나아가서는 디스크 탑형 퍼스널 컴퓨터의 표시 디바이스로서도 그 지위를 확립하고 있다. 이러한 상황에 있어서, 한층 더 수요 확대를 위해서는 LCD의 저가격화가 필요하며, 코스트 삭감을 위해 LCD 메이커에 있어서는, 제품 비율 향상을 목표로 하여, 보다 완성품에 가까운 셀 상태에서의 결함 수정을 행하도록 되어 오고 있다.

여기서, 셀 상태란 LCD를 구성하는 2장의 유리 기판이 조합된 상태인 것을 호칭하며, 유리 기판 사이에는 이미 액정이 봉입되어 있으며, 구동 회로를 접속하여 신호를 주면 디스플레이로서 동작 가능한 상태로 되어 있는 것을 말한다. 이러한 셀 상태에 있어서는, 이미 많은 제조 공정을 거쳐 오고 있으며, 이 시점에서의 결함 발생에 의한 제품 폐기는 최종 출하 제품의 코스트 업으로 이어진다.

셀 상태에서의 주된 결함에는, 본래 접속되어 있는 전극이 결여되어 있는 전극 오픈 결함이나 전극끼리가 단락하는 쇼트 결함에 의한 것과, TFT 동작 불량에 의한 것이 있다. 제품으로서 출하하는 데, 셀 상태에 있어서의 결함으로 특히 문제가 되는 것이 LCD로서 동작하고 있는 상태에 있어서, 항상 광이 투과하는 화소가 되어버리는 결함, 이것은 통상 「휘점 결함」이라 불리고 있다. 휘점 결함은 상기 광이 투과하기 때문에, 결함이 사람의 눈에 띄기 쉬워 LCD 표시 품질을 크게 저하시키기 때문에, 제품으로서 출하할 수 없다.

여기서, 특히 표준 화이트 모드의 LCD에 있어서의 휘점 결함 수정에 대해서 설명한다. 여기서 말하는 표준 화이트 모드 LCD란 전원이 오프인 상태에 있어서 화소가 광을 투과시키며, 전원이 온 상태에 있어서 화소가 광을 차광하는 모드의 LCD로, 최근의 투과형 LCD는 대개가 이 모드를 채용하고 있다. 이에 대해, 표준 블랙 모드 LCD도 있지만, 표준 블랙 모드에 있어서는, 흑색 표시 품질이 표준 화이트 모드 LCD에 비해 떨어지기 때문에, 현재는 거의 채용되고 있지 않다.

표준 화이트 모드 LCD에 있어서의 휘점 결함은 전극 오픈이나 쇼트 결함이나 TFT 동작 불량 등에 의해, 화소 전극에 구동 전압이 인가되지 않게 됨으로써 발생한다. 이러한 휘점 결함을 수정하는 방법으로서, 이미 일본국 공개 특허 공보 제(평) 8-1110527호에 의해 제안되고 있다. 종래부터 제안되고 있는 수정 방법은 휘점 결함이 된 화소의 TFT의 소스 전극(또는 드레인 전극)과 게이트 전극을 레이저 웰딩(laser welding)이라 불리는 방법에 의해 단락함으로써, 휘점 결함을 흑점 결함으로 하는 방법이다.

도 3a 및 도 3b는 그러한 휘점 결함을 수정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a에 있어서, TFT 패턴이 형성된 유리 기판(11) 너머 절연층(14)을 개재시킨 TFT의 소스 전극(또는 드레인 전극)(12)과 게이트 전극(13)의 중복부에 대물렌즈(15)를 개재시켜 레이저 광(16)을 조사하고, 레이저 광(16)에 의한 열 에너지에 의해 전극(12과 13)을 용접하여 전기적으로 단락시킨다. 그것에 의해, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 전극(12과 13)이 접속된다.

종래는, 이 레이저 웰딩에, 도 4에 도시하는 바와 같이 Q스위치 부착 YAG 레이저 광원 등을 사용하여, 슬릿(17)과 결상 렌즈(18)에 의해 레이저 광(16)을 임의의 조사 형상으로 조여, 대물 렌즈(15)를 개재시켜 결함부에 조사함으로써 수정을 행했었다.

종래부터 사용되고 있는 Q스위치 부착 레이저 광원의 레이저 광(16)을 슬릿(17)으로 조인 광학계에 의한 레이저 웰딩 수정에서는, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 슬릿(17) 형상으로 조인 레이저 광(16)의 조사 범위 내에 강도 분포 차이가 있기 때문에, 수정은 가능하지만 수정 성공율이 낮다는 문제점이 있었다

그러므로, 본 발명의 주된 목적은 빔 웨이스트 방식으로 레이저 웰딩 수정을 행함으로써, 수정 확률을 대폭 향상시키는 것이 가능한 결함 수정 방법 및 결함 수정 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 결함 수정 장치의 외관 사시도.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예인 빔 웨이스트 방식에 의한 광학계 개념도.

도 3a 및 도 3b는 종래의 휘점 결함을 수정하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 4a 및 도 4b는 종래의 슬릿을 사용한 광학계의 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 레이저 조사 기구 2: X-Y 테이블

3: Z축 테이블 4: 차크대

5: 호스트 컴퓨터 6: 화상 처리 기구

7: 제어용 컴퓨터 8: 투과 조명 광원

9: 모니터 15: 대물 렌즈

16: 레이저 광 17: 슬릿

18: 결상 렌즈 19: 보정 렌즈

본 발명은 전원 오프 시에 화소가 광을 투과시키고, 전원 온 시에 화소가 광을 차광하는 모드를 갖는 액정 디스플레이에 있어서, 항상 화소가 광을 투과시켜버리는 휘점 결함을 수정하는 결함 수정 방법으로, 휘점 결함을 수정하기 위해, 레이저 광의 빔 웨이스트를 사용하는 것을 특징으로 한다.

다른 발명은, 전원 오프 시에 화소가 광을 투과시키고, 전원 온 시에 화소가 광을 차광하는 모드를 갖는 액정 디스플레이에 있어서, 항상 화소가 광을 투과시켜버리는 휘점 결함을 수정하는 결함 수정 장치로, 수정 대상이 되는 피수정 대상 기판을 수평 방향으로 이동시키기 위한 테이블과, 피수정 대상 기판 상의 화소의 휘점 결함을 검사하기 위한 검사 수단과, 검사 수단으로 검사된 휘점 결함을 수정하기 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 광원과, 레이저 광의 광축 상에 삽입되며, 레이저 광을 빔 웨이스트 상태로 하는 보정 광학계를 구비한 것을 특징으로 한다.

따라서, 이들 발명에 의하면, 레이저 광의 빔 웨이스트를 사용함으로써, 수정 확률을 대폭 향상할 수 있다.

또, 검사 수단은 관찰 광학계를 포함하여, 관찰 광학계의 광축과 레이저 광원의 광축을 동일 축 상에 배치한 것을 특징으로 한다.

또, 레이저 광을 스캔함으로써, 전극끼리가 단락하는 결함의 수정 혹은 휘점 결함의 원인이 되는 전극끼리를 용접하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 테이블을 수평 방향으로 이동시킴으로써 레이저 광을 스캔하는 것을 특징으로 한다.

(발명의 실시예)

도 1은 본 발명의 결함 수정 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다. 도 1에 있어서, 레이저 조사 기구(1)는 레이저 웰딩을 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 광원과, CCD 카메라 등에 의해 결함부를 관찰하기 위한 관찰 광학계를 포함하고 있으며, 레이저 광축과 관찰 광학계의 광축이 동일 축이 되도록 구성되어 있다. X-Y 테이블(2)은 차크대(4)로 보존되어 있는 워크를 X-Y 방향(수평 방향)으로 이동시킨다. Z축 테이블(3)은 레이저 조사 기구(1)를 Z축 방향(상하 방향)으로 이동시킨다. 호스트 컴퓨터(5)는 장치 전체를 제어하는 것으로, 화상 처리 기구(6)는 레이저 조사 기구(1)에 포함되어 있는 CCD 카메라로 촬상된 화상을 처리하여, 휘점 결함을 판별한다. 제어용 컴퓨터(7)는 각 장치를 제어한다. 투과 조명(8)은 X-Y 테이블(2) 아래쪽으로부터 워크를 조사하여, 관찰 및 화상 처리 시에 있어서의 광원이 된다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 결함 수정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에서는, 레이저 웰딩을 위해, 레이저 광(16)을 도 4에 도시한 바와 같이 슬릿(17)으로 조이는 것이 아니라, 레이저 광(16)을 집광시킨 빔 웨이스트 상태에서 사용함으로써, 유사적으로 레이저 강도 격차를 억제하여, 수정 확율을 더욱 향상시키는 것을 가능하게 한다. 즉, 빔 웨이스트 방식에서는, 화상 포커스 위치와 레이저 포커스 위치(빔 웨이스트 위치)를 맞추기 위해, 결상 렌즈(18)의 레이저 광원 측에 보정 렌즈(19)를 삽입하여, 빔 웨이스트에서의 수정을 실현한다. 빔 웨이스트의 경우도, 레이저 광(16) 자체가 도 2b에 도시하는 바와 같이 가우시안 분포를 갖기 때문에, 엄밀히 말하면 강도 격차는 존재하지만, 수정 대상에 대해 빔계가 충분히 작기 때문에, 격차가 문제 없는 레벨이 된다. 따라서, 본 발명에 의한 빔 웨이스트 방식으로 레이저 웰딩 수정을 행함으로써, 수정 확률을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

휘점 결함 수정은 휘점 결함 화소의 TFT 소스 전극(또는 드레인 전극)과 게이트 전극의 중복부에 레이저 조사 기구(1)에 탑재된 고주파 발진 레이저로부터 레이저 광(16)을 조사하고, 전극끼리를 용접함으로써 전기적으로 단락함으로써, 휘점 결함을 흑점 결함으로 한다. 이 때, X-Y 테이블(2)을 반복하여 수평 방향으로 이동시킴으로써 레이저 광을 스캔하여 전극끼리를 단락시킨다.

셀 상태에 있어서의 휘점 결함에 있어서, 그 휘점 결함의 원인이 전극 쇼트에 의한 것에 대해서는, 상술한 레이저 웰딩 전에 쇼트 개소를 전기적으로 개방할 필요가 있는 것이 있다. 본 발명의 실시예에서 사용한 레이저 광원에 의하면, 레이저 파워를 레이저 웰딩 시보다도 강하게 설정하고, 전극 쇼트 개소에 조사함으로써 쇼트 부분을 컷하는 것이 가능하기 때문에, 전기적으로 개방할 수도 있다.

또한, 상술한 설명에서는, 셀 상태에 대한 휘점 결함 수정에 대해서 설명했지만, 이에 한하지 않고 어레이 상태에 있어서도 당연하지만 동일한 전극부 쇼트 결함 컷 및 웰딩에 의한 수정이 가능하다. 여기서, 어레이 상태란 유리 기판 상에 TFT 패턴이나 전극 패턴이 형성된 상태로, 이 단계에서는 상술한 셀 상태와는 달리 유리 기판 단체 상태로 되어 있다.

이번 개시된 실시예는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 도시되며, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 전원 오프 시에 화소가 광을 투과시키고,전원 온 시에 화소가 광을 차광하는 모드를 갖는 액정 디스플레이에 있어서, 항상 화소가 광을 투과시켜버리는 휘점 결함을 수정하기 위해 레이저 광의 빔 웨이스트를 사용하도록 했기 때문에, 액정 셀의 휘점 결함 수정 성공율을 크게 향상시키는 것이 가능해진다.

Claims (5)

1. 전원 오프 시에 화소가 광을 투과시키고, 전원 온 시에 화소가 광을 차광하는 모드를 갖는 액정 디스플레이에서, 항상 화소가 광을 투과시켜버리는 휘점 결함을 수정하는 결함 수정 방법에 있어서,

   상기 휘점 결함을 수정하기 위해, 레이저 광의 빔 웨이스트를 사용하는 것을 특징으로 하는 결함 수정 방법.
2. 전원 오프 시에 화소가 광을 투과시키고, 전원 온 시에 화소가 광을 차광하는 모드를 갖는 액정 디스플레이에서, 항상 화소가 광을 투과시켜버리는 휘점 결함을 수정하는 결함 수정 장치에 있어서,

   수정 대상이 되는 피수정 대상 기판을 수평 방향으로 이동시키기 위한 테이블과,

   상기 피수정 대상 기판 상의 화소의 휘점 결함을 검사하기 위한 검사 수단과,

   상기 검사 수단으로 검사된 휘점 결함을 수정하기 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 광원과,

   상기 레이저 광의 광축 상에 삽입되어, 해당 레이저 광을 빔 웨이스트 상태로 하는 보정 광학계를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 수정 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 검사 수단은 관찰 광학계를 포함하여, 해당 관찰 광학계의 광축과 상기 레이저 광원의 광축을 동일 축 상에 배치한 것을 특징으로 하는 결함 수정 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 레이저 광을 스캔함으로써, 전극끼리가 단락하는 결함의 수정 혹은 상기 휘점 결함의 원인이 되는 전극끼리를 용접하는 것을 특징으로 하는 결함 수정 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 테이블을 수평 방향으로 이동시킴으로써 상기 레이저 광을 스캔하는 것을 특징으로 하는 결함 수정 장치.