JP2009136857A - 画素修正装置および画素修正機台 - Google Patents

Abstract

【課題】修正液を継続的に供給することが可能なため、画素欠陥を一回で修正することができる画素修正装置および画素修正機台を提供する。
【解決手段】画素修正装置は、表示パネル１０１中の欠陥画素１０２を修正し、修正液を収納する容器と、容器と連通するノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄと、容器と接続し、修正液を駆動し、ノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄから流出させるエアポンプ１０７と、を備える。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は表示装置の画素修正装置およびその応用に関し、特に、画素修正装置および画素修正機台に関する。

液晶表示装置の画像画素は、一般に２つの透明基板の間に配置され、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ：ＣＦ）および薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）または有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）により画定される。

カラーフィルタ、薄膜トランジスタおよび有機発光ダイオードは、フォトリソグラフィ工程を用いる必要があった。例えば、カラーフィルタの製造工程は、まず、透明基板上に黒色樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ工程により露光、現像、検査およびベークを行ってブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）を形成し、同様の方法によりブラックマトリックス中に赤色、緑色または青色のパターンを形成し、カラーフィルタを構成する。しかし、フォトリソグラフィ工程で用いられるレジスト材料は、安定性を制御することが困難であった。そのため、画像画素の密度に対する要求が高まるに従い、カラーフィルタまたは薄膜トランジスタのパターンに発生した欠陥を修正する画素修正工程をさらに行わなければならなかった。

従来の画素修正工程は、レーザ方式または研磨方式により、局所的に障害部に付着した基板表面上の残留物質を除去し、赤色、緑色、青色または黒色の修正液が直接付着された修正針の針先または修正液が充填された毛細管を用い、障害部に修正液を付着させたりスプレー塗布したりする。そして、障害部に紫外線を局所的または全面的に照射した後に、赤外線でベークして修正工程を完了させる。

しかし、針先または毛細管により画素を修正する方法は、１回で提供できる修正液の量が固定されている上、障害部の体積が針先または１つの毛細管により提供される修正液よりも多かった。そのため、修正液を繰り返して付着させたり、毛細管を繰り返して交換したりしなければならなかったが、これは工程に悪影響を与えることがあった。つまり、修正液を繰り返して付着させたり毛細管を何度も交換したりした場合、機台が何度も作動されるため、修正の位置決め精度に悪影響を与え、修正工程でエラーが発生してしまうことがあった。

従来の画素修正技術には、インクジェットヘッドを電圧駆動させ、修正材料を吐出し、障害部を修正する方法があった（例えば、特許文献１）。

しかし、インクジェットを用いる方法は、修正材料を微細な液滴状にした後に揮発させて硬化させ、基板上に付着させる必要があった。しかし、微細な液滴は、修正材料の物理特性の違いにより、揮発の過程で修正の均一性に悪影響を与え、基板と修正物質とが相分離（ｐｈａｓｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）してしまうことがあった。この問題を解決するため、修正材料を選択したりインクジェットヘッドの方向を調整したりする必要があるが、そうした場合、製造工程の制御が複雑となり、ハードウェア構成にかかるコストも大幅に増大してしまうことがあった。

そのため、低コスト、簡単な構造および良好な操作性といった特性を有し、修正精度および品質が高い表示装置の画素修正装置および画素修正機台が求められていた。

米国特許第５７１４１９５号明細書

本発明の目的は、表示パネル中の欠陥画素を修正する画素修正装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、表示パネル中の欠陥画素を修正する画素修正機台を提供することにある。

（１） 表示パネル中の欠陥画素を修正する画素修正装置であって、修正液を収納する容器と、前記容器と連通されたノズルと、前記容器と接続され、前記修正液を駆動させて前記ノズルから流出させるエアポンプと、を備えることを特徴とする画素修正装置。

（２） 前記ノズルは、前記容器中の液体と連通された中空管路であり、該中空管路はガラス管またはマイクロディスペンサであることを特徴とする（１）に記載の画素修正装置。

（３） 前記エアポンプは、前記容器を介して前記ノズルと直列に接続され、前記容器中にある前記修正液を正圧により駆動し、前記ノズルから流出させることを特徴とする（１）に記載の画素修正装置。

（４） 前記容器は、少なくとも１つの交換型針シリンダまたは少なくとも１つの充填型針シリンダであることを特徴とする（１）に記載の画素修正装置。

（５） 前記エアポンプと、前記ノズルとの間に配置され、気圧の出力量を制御する圧力変換装置をさらに備えることを特徴とする（１）に記載の画素修正装置。

（６） 表示パネル中の欠陥画素を修正する画素修正機台であって、前記欠陥画素の位置決めを行う光学検査装置と、前記欠陥画素を除去し、障害部を提供する欠陥画素除去装置と、修正液を収納する容器と、前記容器と連通されたノズルと、前記容器と接続され、前記修正液を駆動させて前記ノズルから流出させ、前記障害部を充填するエアポンプと、 前記障害部に充填された前記修正液をベークする修正液硬化装置と、を備えることを特徴とする画素修正機台。

（７） 前記ノズルは、前記容器中の液体と連通された中空管路であり、該中空管路はガラス管またはマイクロディスペンサであることを特徴とする（６）に記載の画素修正機台。

（８） 前記エアポンプは、前記容器を介して前記ノズルと直列に接続され、前記容器中にある前記修正液を正圧により駆動し、前記ノズルから流出させることを特徴とする（６）に記載の画素修正機台。

（９） 前記容器は、少なくとも１つの交換型針シリンダまたは少なくとも１つの充填型針シリンダであることを特徴とする（６）に記載の画素修正機台。

（１０） 前記エアポンプと、前記ノズルとの間に配置され、気圧の出力量を制御する圧力変換装置をさらに備えることを特徴とする（６）に記載の画素修正機台。

本発明の画素修正装置および画素修正機台は、修正液を継続的に供給することが可能なため、画素欠陥を一回で修正することができる。そのため、修正装置が往復移動を複数回繰り返して修正液を付着させたり毛細管を何度も交換したりしなければならなかった従来技術の問題点がない上、修正装置の往復移動および位置決めを行う回数を減らすことができる。そのため、修正工程の精度および収率が向上する上、画素の修正にかかる時間が減り、スループット全体を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図１Ａを参照する。図１Ａは、本発明の一実施形態によるカラーフィルタまたは薄膜トランジスタの製造工程を行っている時の状態を示す斜視図である。図１Ａに示すように、画素修正機台１００は、表示パネル１０１のカラーフィルタ（または薄膜トランジスタ）の製造工程で用い、表示パネル１０１中の欠陥画素１０２を修正する。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、画素修正機台１００は、光学検査装置１０３、欠陥画素除去装置１０４、容器、ノズル、エアポンプ１０７および修正液硬化装置１０８を備える。光学検査装置１０３は、欠陥画素１０２の位置決めを行うために用いられる。本発明の他の実施形態では、光学検査装置１０３は、マイクロレンズを有するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）を用いてもよい。欠陥画素除去装置１０４は、欠陥画素１０２を除去して障害部１０９を画定する。欠陥画素除去装置１０４は、機械研磨装置またはレーザ発振装置でもよい。図１Ｂに示すように、本発明の一実施形態の光学検査装置１０３、修正液硬化装置１０８および欠陥画素除去装置１０４は、同一の固定座１１５上に固定されている。

本発明の一実施形態では、光学検査装置１０３にＣＣＤが用いられ、レーザ発振装置（欠陥画素除去装置１０４）とともにマイクロレンズを共用するが、他の実施形態では光学検査装置１０３と、欠陥画素除去装置１０４とは互いに離間されていてもよい。

容器は、修正液を収納する充填型または交換型の針シリンダ（例えば、針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ）である。各針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄには、欠陥画素の特性に応じ、異なる修正液（例えば、赤色のレジスト液、緑色のレジスト液、青色のレジスト液、黒色のレジスト液またはその他の色のレジスト液）がそれぞれ充填されている。

ノズルと容器とは連通されている。本発明の一実施形態において、ノズルは中空管路を有するガラス管またはマイクロディスペンサであり、１本の管路（図示せず）を介して容器中の液体と連通している。各針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄは、本発明の一実施形態では、それぞれ１つのノズル（例えば、ノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ）と別々に連通されているが、他の実施形態では単一のノズルを共有してもよい。

エアポンプ１０７は、空気流量調整装置（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｆｌｏｗ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、導管を介して容器と接続され、修正液を駆動してノズルから流出させ、障害部１０９に充填させる。図１Ａに示すように、エアポンプ１０７は、導管１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを介して針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄとそれぞれ直列に接続されている。針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄは、それぞれノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄと連通されている。エアポンプ１０７は、針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ中にある修正液を正圧により直接駆動し、ノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄから流出させる。本発明の他の実施形態において、エアポンプ１０７は、導管１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを介してノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄとそれぞれ連通し、針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄは、導管１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄのそれぞれと対応するように接続され、並列状に配置されている。エアポンプ１０７は、針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄからノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄの方向へ修正液を導く負圧を提供する。

エアポンプ１０７は、エアポンプ１０７と、ノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄとの間に配置され、各導管１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄの気圧の出力量を制御する圧力変換装置（例えば、吸気絞り装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ）をさらに含む。エアポンプ１０７（空気流量調整装置）は、プログラムモジュール（図示せず）により、導管上の吸気絞り装置１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄを制御して各導管１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄに必要な分圧を加えて、針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ中のレジスト液の残量を判断し、ユーザに交換を促す。

修正液硬化装置１０８は、使用する修正液の化学特性に基づき、紫外線照射装置１０８ａを選択し、障害部１０９に充填された修正液を照射してもよい。本発明の一実施形態では、障害部１０９に充填された修正液を紫外線照射装置１０８ａにより局所的に照射する以外に、さらに赤外線照射装置１０８ｂによりベークを行い、障害部１０９に充填された修正液を硬化させる。

本発明の一実施形態では、表示パネル１０１が移動式の作業台１１４上に固定され、画素修正機台１００が表示パネル１０１の上方に固定されている。作業台１１４は、ＣＣＤの検出結果を基に、横軸Ｘ、縦軸ＹおよびＺ軸に沿って往復移動し、位置決めを行う。そして、作業台１１４は、欠陥画素除去装置１０４を用いて行う除去工程および後続の修正工程の必要に応じ、横軸Ｘ、縦軸ＹおよびＺ軸に沿って三次元の空間を移動する（図１Ａを参照する）。本発明の他の実施形態では、画素修正機台１００は、移動式フレーム（図示せず）上に配置され、光学検査工程、欠陥画素除去工程および後続の修正工程の必要に応じ、横軸Ｘ、縦軸ＹおよびＺ軸に沿って三次元空間を移動する。

図２を参照する。図２は、図１Ａの画素修正機台により表示パネル１０１中の欠陥画素１０２を修正する方法を示す流れ図である。図２に示すように、この修正方法には、工程Ｓ２１、工程Ｓ２２、工程Ｓ２３および工程Ｓ２４が含まれる。

まず、工程Ｓ２１において、光学検査装置１０３を用いて欠陥画素１０２の位置決めを行う。続いて、工程Ｓ２２において、欠陥画素除去装置１０４を用いて欠陥画素１０２を除去し、障害部１０９を画定する。さらに工程Ｓ２３において、図１Ａに示すように、容器（針シリンダ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ）、ノズル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄおよびエアポンプ１０７を含む画素修正装置を用いて障害部１０９を修正する。障害部１０９の修正工程では、エアポンプ１０７を用いて修正液を駆動し、ノズルから流出させて障害部１０９を充填する。最後に、工程Ｓ２４において、修正液硬化装置１０８を用いて障害部１０９に充填された修正液を硬化させる。

ここで、上述した画素修正機台１００および修正方法は、カラーフィルタの修正工程に適用できるだけでなく、薄膜トランジスタや有機発光ダイオードの修正工程にも適用することができる。

上述の実施形態から分かるように、本発明の画素修正装置および画素修正機台は、ノズル、容器およびエアポンプが結合された単純な構造により表示パネル中の欠陥画素を修正することができる。この画素修正装置は、修正液を継続的に供給することが可能なため、画素の欠陥を一回で修正することができる。そのため、修正装置が往復移動を複数回繰り返して修正液を付着させたり毛細管を交換したりしなければならなかった従来技術の問題点を解決することができる。これにより、修正装置の往復移動および位置決めを行う回数を減らし、修正工程の精度および収率を向上させることができる。同時に、画素の修正にかかる時間を減らし、スループット全体を向上させることができる。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の一実施形態によるカラーフィルタまたは薄膜トランジスタの製造工程を行っている時の状態を示す斜視図である。 図１Ａの画素修正機台の固定座を示す底面図である。 図１Ａの画素修正機台により表示パネル中の欠陥画素を修正する方法を示す流れ図である。

符号の説明

１００…画素修正機台、
１０１…表示パネル、
１０２…欠陥画素、
１０３…光学検査装置、
１０４…欠陥画素除去装置、
１０５ａ…導管、
１０５ｂ…導管、
１０５ｃ…導管、
１０５ｄ…導管、
１０６ａ…ノズル、
１０６ｂ…ノズル、
１０６ｃ…ノズル、
１０６ｄ…ノズル、
１０７…エアポンプ、
１０８…修正液硬化装置、
１０８ａ…紫外線照射装置、
１０８ｂ…赤外線照射装置、
１０９…障害部、
１１２ａ…針シリンダ、
１１２ｂ…針シリンダ、
１１２ｃ…針シリンダ、
１１２ｄ…針シリンダ、
１１３ａ…吸気絞り装置、
１１３ｂ…吸気絞り装置、
１１３ｃ…吸気絞り装置、
１１３ｄ…吸気絞り装置、
１１４…作業台、
１１５…固定座、
Ｘ…横軸、
Ｙ…縦軸、
Ｚ…Ｚ軸。

Claims (10)

1. 表示パネル中の欠陥画素を修正する画素修正装置であって、
   修正液を収納する容器と、
   前記容器と連通されたノズルと、
   前記容器と接続され、前記修正液を駆動させて前記ノズルから流出させるエアポンプと、を備えることを特徴とする画素修正装置。
2. 前記ノズルは、前記容器中の液体と連通された中空管路であり、該中空管路はガラス管またはマイクロディスペンサであることを特徴とする請求項１に記載の画素修正装置。
3. 前記エアポンプは、前記容器を介して前記ノズルと直列に接続され、前記容器中にある前記修正液を正圧により駆動し、前記ノズルから流出させることを特徴とする請求項１に記載の画素修正装置。
4. 前記容器は、少なくとも１つの交換型針シリンダまたは少なくとも１つの充填型針シリンダであることを特徴とする請求項１に記載の画素修正装置。
5. 前記エアポンプと、前記ノズルとの間に配置され、気圧の出力量を制御する圧力変換装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画素修正装置。
6. 表示パネル中の欠陥画素を修正する画素修正機台であって、
   前記欠陥画素の位置決めを行う光学検査装置と、
   前記欠陥画素を除去し、障害部を提供する欠陥画素除去装置と、
   修正液を収納する容器と、
   前記容器と連通されたノズルと、
   前記容器と接続され、前記修正液を駆動させて前記ノズルから流出させ、前記障害部を充填するエアポンプと、
   前記障害部に充填された前記修正液をベークする修正液硬化装置と、を備えることを特徴とする画素修正機台。
7. 前記ノズルは、前記容器中の液体と連通された中空管路であり、該中空管路はガラス管またはマイクロディスペンサであることを特徴とする請求項６に記載の画素修正機台。
8. 前記エアポンプは、前記容器を介して前記ノズルと直列に接続され、前記容器中にある前記修正液を正圧により駆動し、前記ノズルから流出させることを特徴とする請求項６に記載の画素修正機台。
9. 前記容器は、少なくとも１つの交換型針シリンダまたは少なくとも１つの充填型針シリンダであることを特徴とする請求項６に記載の画素修正機台。
10. 前記エアポンプと、前記ノズルとの間に配置され、気圧の出力量を制御する圧力変換装置をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の画素修正機台。
    

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