TWI774885B - 顯示面板的雷射修復及檢測方法和與其適宜的修復及檢測設備 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種雷射修復裝置及檢測方法和與其適宜的裝置，從利用雷射的面板修復裝置照射雷射，並為了確認狀態在拍攝物件的面板區域的下部(反面側)設置照射相應區域而透過面板的紅外線透射光源，從而，在與用於修復的雷射照射同時或在雷射照射後，對於面板表面不照射影像光，從面板反面照射紫外線光，進行為檢測相應區域的拍攝，並在拍攝裝置確認其拍攝影像，確認相應區域的修復工藝的成功與否。根據本發明，對於面板進行雷射修復加工時，能夠減少對其成果的再檢測負擔，立即以較高的準確度容易地確認修復加工的成果，因此，能夠提高雷射修復加工的有效性和活用度。

Description

顯示面板的雷射修復及檢測方法和與其適宜的修復及檢測設備

本發明涉及顯示面板的雷射修復，更詳細地，涉及一種立即確認顯示面板的雷射修復的結果，而能夠減少檢測負擔的雷射修復及檢測方法和與其適宜的修復及檢測設備。

雷射加工是指將發生同步化程度較高的單一波長光線，並具有通過聚光鏡集光而獲得的高密度的能源的雷射向被加工物的極小部分，以執行切斷(Cutting)、去除(Ablation)、蒸發、熔融等作業的加工方法。

用於此類雷射加工的雷射光束，相對容易控制其形態或大小，因此，通過數位控制裝置進行控制，而適宜複雜的形狀的加工或精密加工。

通常的雷射加工裝置由生成雷射的雷射振盪器；將從所述雷射振盪器發生的雷射光束向加工作業位置引導，並集束的光學單元；使得通過所述光學單元集束的雷射光束到達至被加工物的所需位置的位置控制器等構成。

圖1概略表示以往的雷射修復裝置的構成例的構成概念圖。

從雷射光源10出發的雷射通過縫隙20、第1光束分離器91、鏡筒透鏡40、第2光束分離器81、第3光束分離器51、物鏡60到達加工對象物即基板70的加工區域。

此時，縫隙是包括廣義的光罩的概念，作用是決定通過該縫隙到達基板加工區域的雷射的大小和形狀。鏡筒透鏡40和物鏡60一同發揮作用，使得雷射以所需的集束度到達基板70的加工區域，而進行基板加工。

影像光源53向第3光束分離器51照射光，使得從此反射的光通過物鏡60照射基板的加工區域。從加工區域反射、散射的光是影像光，攜帶加工區域的影像資訊逆向通過物鏡60，並逆向通過第3光束分離器51、第2光束分離器81、鏡筒透鏡40後，從第1光束分離器91反射向拍攝裝置93投射，而使得拍攝裝置能夠獲得關於加工區域的影像。

從而，在此類構成中，鏡筒透鏡40與物鏡60一同構成基板加工用雷射到達至基板的路徑及基板加工區域的影像資訊向拍攝裝置傳送的路徑，並且，起到決定雷射的集束度的作用和通過無限光學系統物鏡的影像光的成像及數次補正等作用。

並且，影像光的一部分從第2光束分離器81反射後向其側方的自動焦點感測器83投射，為了通過拍攝裝置93正確地確認在加工物件物的基板70的相應區域加工的圖案的加工過程和結果等，焦點感測器83根據確認通過雷射在基板70的上面(表面)進行加工的圖案的物鏡60的各個倍率自動地對齊物鏡60的焦點。

具有如上述構成的雷射修復裝置或雷射加工裝置，因上述的便利性和精密加工性被廣泛應用於平面顯示器製造領域等。尤其，在包括 LCD或OLED的平面顯示器領域中為了圖元修復而廣泛使用。例如，不良圖元可分為輝點圖元和暗點圖元，而通常性允許的輝點圖元的基準相比暗點圖元的基準嚴格，因此，將輝點圖元暗點化而提高顯示面板的收益率。

作為上述的將輝點圖元暗點化的通常的方法，將雷射向黑色矩陣照射而熔化黑色矩陣，並將熔化的黑色矩陣物質向異物質側引導，而將輝點圖元暗點化的方法和直接向透過光區域的濾色鏡，而使得濾色鏡的顏色變為黑色，將輝點圖元暗點化的方法。

並且，在進行雷射修復時，為了防止損傷面板的其他層或部位，並將能源集中在黑色矩陣或濾色鏡層等為暗點化的特定層，可利用偏光的性質和集束透鏡的焦點距離。

例如，在韓國註冊專利第0981306號公開了'利用偏光的液晶顯示面板的修復方法'。其公開了一種利用在液晶顯示面板自身設置的偏光板，將圖元的不良部分暗點化的方式的修復加工方法。

以往在完成面板後的主要生產線上通過點燈檢測檢測基板的不良時，如果檢測基板的不良，將該面板向雷射修復裝置移動進行修復，並將其再次向主要生產線上移動，通過點燈檢測確認是否消除了面板的不良。此時，在較多情況下需要在進行修復後通過點燈檢測等再次檢測是否完全進行完整的修復，面板不良是否整體性地修復，尤其，對於不良的修復成功率降低時必須要進行再檢測。從而，將面板從修復加工裝置向檢測設備移動裝載，並根據需要從新設置等繁瑣和時間性、工藝效率性負擔較多。

為瞭解決上述的問題，開發了一種在主要生產線的點燈檢測 時如果發生不良，直接進行雷射修復，並進行再檢測，或為了在雷射修復裝置進行再檢測而結合工藝設備的技術。

圖2為概略性地表示說明能夠同時進行修復及再檢測的修復裝置中與圖1的修復裝置存在差異的部分的部分性構成概念圖。

此時，再檢測時要再次進行點燈檢測，通過如圖1的影像光源的照明光下，還形成有在面板70下側(反面側)的可視光透射光源310，並且，從該透射光源將可視光線區域的光或白色光向面板整體照射。

此時，進行修復前點燈檢測，問題圖元如果是時常使得光通過的強制發光圖元，使得整體圖元無法通過光而容易發現，但，修復後進行點燈檢測而照射影像光和透射光時，相應問題圖元未得到完全修復時也難以像以前一樣確切地區分。

並且，此時為了點燈檢測向相應圖元的電極或液晶施加電壓或電流，由此，增加檢測中對液晶層和電極給予損傷的可能性。尤其，檢測的同時自動或手動地發現問題圖元而進行修復時，在點燈狀態下照射影像光和透射光並照射雷射而對於相應圖元進行暗點化，在該過程中增加在液晶發生泡沫、材質變性可能性，從而，增加對於相應圖元或鄰接圖元產生新的問題點的可能性。

最終，因上述問題而使得修復成功率及顯示面板的工藝收益率下降，因此，需要對其的適當的解決方案。

本發明關於上述的以往的利用雷射的面板修復加工及再檢測方法，目的為提供一種減少需要進行再檢測的負擔，並且，在面板修復 加工時，即時地保持較高的正確度，而便於確認修復加工的成果的雷射修復及檢測方法和與其適宜的裝置。

本發明的目的為提供一種實質上同時進行對於修復加工及其結果的檢測，並且，在必要時還能夠進行修復再加工的雷射修復及檢測方法和與其適宜的裝置。

本發明的技術方案在於：為了實現上述目的，本發明的雷射修復及檢測方法，從利用以往的雷射的面板修復裝置照射雷射，並為了確認狀態在拍攝物件的面板區域的下部(反面側)設置照射相應區域而透過面板的紅外線透射光源，從而，在與用於修復的雷射照射同時或在雷射照射後，對於面板表面不照射影像光，從面板反面照射紫外線光，進行為檢測相應區域的拍攝，並在拍攝裝置確認其拍攝影像，確認相應區域的修復工藝的成功與否。

在本發明的方法中，確認成功與否後，如果未判斷成功時，對於相應區域再進行雷射照射，並附加照射紫外線光進行再檢測的過程。

本發明的方法中，可使用如下方法：為修復的雷射照射和紫外線光照射可同時進行，並且，為了再檢測紫外線光照射進行更加充分的時間，或紫外線光與雷射照射無關地連續地將紅外線透射光源點燈。

本發明的方法可通過原位方法進行為對於附著有偏光膜的面板整體的點燈檢測和對於點燈檢測中確認的問題圖元的雷射修復和只有在為確認修復結果的紅外線透射光的環境下進行的非點燈檢測。

本發明的方法中，將不良圖元暗點化的步驟是通過附著在面板的表面側的偏光膜和物鏡系的焦點距離的調整，而使得雷射的能源集中 在面板的濾色鏡層。

本發明的裝置除了通常的修復裝置之外形成有作為從面板的反面側照射面板的透射光源的紅外線透射光源。

本發明的拍攝裝置，整體上觀察時為能夠以充分的感度識別紫外線光，並且，從紅外線透射光源至相機等拍攝裝置的路徑上未形成有紅外線濾鏡或過濾物質，或能夠代替。

本發明裝置形成有至少一個能夠即時地顯示相應區域或自動分析的顯示裝置或分析裝置，優選地，該顯示裝置或分析裝置即時地運行。

10,110:雷射光源

20,120:縫隙

40:鏡筒透鏡

51,81,91,127,151,281:光束分離器

53,153:照明光源(影像光源)

60,160:物鏡(物鏡系)

70,170:面板

83:自動焦點感測器

93,193:拍攝裝置

125:反射鏡

140:第1鏡筒透鏡

240:第2鏡筒透鏡

310:可視光透射光源

330:紅外線透射光源

以下，參照附圖通過本發明的實施例更詳細地說明本發明。

圖1為表示通常的雷射修復裝置的構成的構成概念圖；圖2為在以往的雷射修復及再檢測設備的構成中，概略圖示與圖1進行比較的部分的構成的構成概念圖；圖3為概略性地表示適宜本發明的雷射修復及檢測設備的構成的構成概念圖；圖4為表示本發明的雷射修復及檢測方法的一實施例的流程圖；圖5為將拍攝根據以往的再檢測方法照射影像光和可視透射光的狀態下的問題圖元部分的面板表面側的照片與根據本發明的雷射修復檢測方法進行雷射修復後從後方(反面側)向面板照射紫外線光的狀態下拍攝問題圖元部分的面板表面側的比較相片。

以下，參照附圖通過本發明的實施例更詳細地說明本發明。

圖3為概略表示適宜實施本發明的方法的雷射修復加工及檢測設備的構成概念圖。

根據本實施例的雷射修復加工及檢測設備(以下簡稱為裝置)，包括：雷射光源110，放射雷射；縫隙120，使得雷射通過，並調整雷射的大小和形態；第1鏡筒透鏡140，將通過縫隙的雷射進行一次性調整；物鏡系160，接收通過第1鏡筒透鏡的光並使其通過，將集束度進行二次性調整，向加工物件物即面板照射，並使得加工物件物的影像光向逆方向通過，而調整影像光的集束度；照明光源(影像光源：153)，放射通過物鏡系照射加工對象物即顯示面板的照明光；拍攝裝置193，接收通過第2鏡筒透鏡240，接收通過第2鏡筒透鏡的影像光，獲取加工物件物的影像。

在此，雷射光源110是包括所有雷射振盪器和快門等對於雷射放射所需的部件要素的概念。

縫隙120是包括形成使得雷射通過的縫隙而決定雷射的大小的部分和決定雷射的形態的圖案掩膜的廣義的概念，通過其限定通過的雷射的大小和形態。

在此，通過縫隙的雷射光束向反射鏡125反射，而更換路徑向第1鏡筒透鏡140投射。第1鏡筒透鏡140通常使用焦點距離為200mm的。在縫隙120的光路徑上的前端可形成有向縫隙120提供照明的縫隙照明120a。

通過第1鏡筒透鏡的雷射光束在此從光束分離器127反射，通過物鏡系160再次集束，而向顯示面板的既定位置照射。由此，能夠將濾色 鏡的相應圖元的色彩層物質黑化。

並且，從照明光源153放射照明光，通過光學系從光束分離器151反射，透射光束分離器127通過物鏡系160向通過雷射被修復的顯示面板170，並反射散射，而生成具有關於加工區域的加工狀態的影像資訊的影像光。

上述影像光從逆方向通過物鏡系160被集束，通過光束分離器127,151向第2鏡筒透鏡240。

第2鏡筒透鏡使得投射的影像光通過，調整影像光而向拍攝裝置193投射。由此，拍攝裝置能夠獲取焦點準確適宜的影像。拍攝裝置通過與其連接的電腦和顯示器顯示影像，通過顯示的影像能夠確認雷射修復工藝中的相應區域的加工狀態。

在第2鏡筒透鏡與拍攝裝置之間可設置濾光器197或偏振濾色鏡195，而在光量過多時，減少光量，或以適合於拍攝裝置的波長範圍的影像進行限制。

並且，在此與圖2的以往的情況不同地，在顯示面板反面側下部)與可視光透射光源310一同設置有紅外線透射光源330。紅外線透射光源330與發生可視透射光的可視光透射光源310一同設置，而根據需要只照射可視透射光，或只照射紅外線透射光，或兩個透射光都照射。透射光源可為只照射面板的部分區域，但，在此，使用整體性照射面板的透射光源。

並且，當照射紅外線透射光時，影像光及雷射可不照射面板表面。

並且，在上述的裝置構成中，為了照射紅外線透射光時在面 板表面明確確認修復結果，理所當然地在透射光透射面板的狀態下要防止從基板表面側至拍攝裝置阻擋紫外線光或嚴重地惡化的問題。

為此，該路徑上的各個光學要素要更換設置能夠使得沒有排除紅外線的過濾功能層，或使得位置可變而在必要時在路徑上可去除，或能夠代替其，對於紅外線照明特殊化，而尤其使得紅外線較好地通過，使其執行相應功能的光學要素。例如，在篩檢程式中沒有紅外線濾鏡，形成拍攝裝置的鏡頭中附屬的鏡片鍍膜或篩檢程式也沒有紅外線濾鏡，光束分離器也要未形成有紅外線過濾鍍膜或該成分混合在主體成分中。

並且，雖然在圖3中未明確地圖示，在影像光路徑上通常形成有自動焦點調節裝置，優選地，在該自動焦點調節裝置中還要能夠容易地識別和驅動通過透射光的紅外線影像。

並且，本發明考慮到與雷射修復一同執行，在光學系的整體性構成中，通過雷射執行修復作業時，要最大限度地防止雷射對於紅外線透射光源或面板內的其他層結構、裝置內的光學要素產生影響。

在上述的構成的雷射修復及檢測設備中進行的一系列的工藝，可通過圖4的流程圖以簡單的形態進行整理。

修復及檢測設備設置在首先完成製造顯示面板後進行點燈檢測的路徑上(參照圖3)。通過以前步驟附著有表面偏光膜的狀態的完成的顯示面板向該裝置投入裝載。

首先，進行對於面板的整體性點燈檢測(S10)。在進行該檢測時，從面板反面側的可視光透射光源310照射可視光或白色光，從面板表面側照射影像光，而使得從面板表面側看到的影像傳送至拍攝裝置。

此時，在所有圖元無法通過光地施加電壓時，整體畫面呈現黑色，但，在不良圖元上，光依然通過而能夠明確地識別。從而，通過該過程能夠識別強制發光不良圖元。通過該影像的識別通過肉眼進行，或通過影像處理以自動影像分析方法進行(S20)。

該裝置上設置有雷射修復裝置，因此，即使感知不良也不移動面板，而以原位(in situ)方式驅動雷射修復裝置，而將不良圖元暗點化、黑化(S30)。

即，確認此類不良圖元的位置，並向各個該位置照射雷射，使得在該位置的形成濾色鏡層的位置方式熱變性。此時，優選地，通過物鏡等在濾色鏡層提高雷射的集束度，提高雷射的加工效率，並利用偏振濾色鏡及偏光的性質最大限度地防止對於面板的其他構成要素的熱化。

通常該物質形成熱變性的黑色的非透明層，而使得光無法通過，但，雷射修復未正確進行時，發現部分漏光現象。

此類問題可在下一步驟的對於雷射修復的結果檢測步驟發現。在結果檢測中與最初的檢測步驟不同地，作為透射光源只使用紅外線透射光源，該非點燈檢測被進行以在表面側沒有影像光(照明光)照射的狀態，進行未開封檢測。從而，在面板未接通電負荷，而在各個圖元通過液晶層使得紅外線透射光源的光透過(S40)。

紫外線光在正常的圖元通過濾色鏡物質層，在較好地感知紅外線的拍攝裝置中識別的影像中顯示較亮的形態，而在通過雷射修復進行暗點化處理的圖元中無法通過熱變性的層，呈現較暗，從而，使得正常區域和不良圖元區域的差異比較鮮明地呈現。

上述的情況可通過圖5的a及b的比較照片進行確認。圖5的a為比較例，b為本實施例。並且，圖5的a的照片是進行以往的修復之後進行再檢測時照射可視透射光，依然照射表面側影像光，在該狀態下，問題圖元和正常圖元之間未明確呈現亮度的差異。

通過如上述的本發明的方法，通過雷射修復的圖元暗點化加工之後，不進行點燈檢測，因此，能夠防止在修復後為了點燈檢測向相應的圖元的電極或液晶施加電壓或電流，而使得液晶層和電極在檢測中受到損傷的問題，並且，能夠防止雷射修復過程中也為了後續的修復後點燈檢測，而繼續點燈的情況下發生的問題。

根據如上述的本發明的方法，能夠在原位進行面板點燈檢測、雷射修復加工、修復後檢測，從而，能夠減少工序負擔，並且，利用紅外線透射光源能夠準確地確認通過修復加工是否對於問題圖元進行充分的暗點化處理，需要時還可進行附加修復，而提高整體性修復成功率，最終能夠提高面板收益率。

以上通過限定的實施例說明瞭本發明，但，其只是為了有助於理解本發明而示例性地說明，本說明並非限定於以上特定的實施例。即，本發明的技術領域的普通技術人員能夠基於本發明進行各種變更或實施應用例，並且，此類變形例或應用例均屬於參附的權利要求範圍。

本發明的有益效果在於：根據本發明，在對於面板進行雷射修復加工時，減少對其成果的再檢測負擔，能夠立即以較高的準確度容易地確認對於修復加工的成果，從而，提高雷射修復加工的有效性及活用度，並且，能夠宏觀地提高LCD或OLED等顯示面板的製造收益率。

Claims (4)

1. 一種雷射修復及檢測設備，包括：一雷射光源，放射一雷射；一縫隙，使得該雷射通過，並調整該雷射的大小和形態；一鏡筒透鏡，使得通過該縫隙的該雷射通過，並一次性地調整集束度，使得對於一面板的影像光通過；一物鏡系，接收通過該鏡筒透鏡的該雷射並使其通過，將該集束度進行二次性調整，向該面板照射，並使得對於該面板的該影像光向逆方向通過，而調整該影像光的該集束度；一照明光源，放射通過該物鏡系照射該面板的一照明光；一拍攝裝置，接收通過該鏡筒透鏡的該影像光，獲得對於該面板的一影像；及一紅外線透射光源及一可視光透射光源，其以該面板為基準設置在該物鏡系的一相反側，照射所述面板；其中在所有圖元(pixel)無法通過光地施加電壓時，使用該可視光透射光源進行對於面板的整體性點燈檢測；當不良圖元(pixel)根據該點燈檢測被識別時，該不良圖元(pixel)被修復；以及，然後進行一非點燈檢測以發現一雷射修復的結果，該非點燈檢測使用該紅外線透射光源作為一透射光源而沒有使用影像光或照明光在該面板的表面側，且該非點燈檢測使用在該面板未接通電負荷(electrical load)；所述的雷射修復及檢測設備更包括：在該物鏡系與該拍攝裝置之間設置一濾光器或一偏振濾色鏡，而在光量過多時減少光量至該拍攝裝置或以適合 於該拍攝裝置的波長範圍的影像進行限制，其中當不良圖元(pixel)的暗點化未完成時，以一原位(in situ)方式未發生該面板的移動而進行一附加修復。
2. 一種雷射修復及檢測方法，為利用申請專利範圍第1項的該雷射修復及檢測設備的雷射修復及檢測方法，包括如下步驟：對於一面板向其一表面側照射通過該照明光源的照明光，向該面板的反面側從該可視光透射光源照射透射光，而進行對於該面板的點燈檢測；通過借助於該點燈檢測從該拍攝裝置獲得的一影像，確認該面板的時常透過光的強制發光不良圖元；對於該面板的經確認之不良圖元照射該雷射，而使得該不良圖元形成暗點化；對於該面板未進行通過該照明光源及該可視光透射光源的照射的狀態下，從該紅外線透射光源照射紅外線，通過從該拍攝裝置獲得的該影像，確認是否正確地執行對於該不良圖元的暗點化，且該面板未接通電負荷(electrical load)；以及根據上述確認結果，以一原位(in situ)方式未發生該面板的移動而進行一附加修復。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的雷射修復及檢測方法，其中將該不良圖元暗點化的步驟是通過附著在該面板的該表面側的一偏光膜和該物鏡系的一焦點距離的調整，使得雷射的能源集中在該面板的一濾色鏡層而執行。
4. 一種雷射修復及檢測方法，作為利用申請專利範圍第1項的雷射修復及檢測設備的雷射修復及檢測方法，包括如下步驟：向該面板的經偵測之一不良圖元照射一雷射，而將該不良圖元暗點化； 對於該面板從該紅外線透射光源照射紅外線，而確認是否正確地執行對於該不良圖元的暗點化；以及根據上述確認結果，以一原位(in situ)方式未發生該面板的移動而進行一附加修復。

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