JP2006323032A - フラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置及びその欠陥画素リペア方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輝点欠陥画素、滅点欠陥画素のリペア加工とそのリペア加工の成否の確認が１台の装置で行うことができるフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置及びその欠陥画素リペア方法を得る。
【解決手段】点灯用駆動回路１７と、順バイアスに電圧が印加されたパネルＦの画像表示面から欠陥画素を検出する欠陥画素検出用カメラ１０と、逆バイアス電圧を印加する逆バイアス回路１８と、その状態のパネルＦの滅点欠陥画素Ｆｆから出射する微弱光の赤外線を２次元座標で特定するための微弱光画素検出用カメラ２０と、微弱光のエネルギ強度を予め登録されている良品のパネルの基準値と比較してリーク箇所３６であるか否かを判別する画素処理ユニット１１と、パネルＦを載置して、全画素領域の検出と欠陥画素位置へ移動させられる可動ステージ１９と、欠陥画素に対してレーザ光を照射するためのリペア用レーザ光源１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造されたフラットパネルディスプレイディバイスに輝点欠陥画素や滅点欠陥画素などの欠陥画素があるか否か、そして欠陥画素があればリペアし、基準内の輝度で画像表示を行えるフラットパネルディスプレイディバイスにリペアされているか否かを検査できるフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置及びその欠陥画素リペア方法に関するものである。

ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）パネルディスプレイディバイスやＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）のようなフラットパネルディスプレイディバイスの製造においては、薄膜形成の際にピンホール、パーティクルまたはコンタミネーションなどが必然的に発生し、このような欠陥のためにＴＦＴ回路や電極間における短絡または微細な電流のリークが生じ、前者の現象が生じた場合は輝点欠陥画素（後記）となり、後者の現象が生じた場合は滅点欠陥画素（後記）になる。

図２に製造直後のもので、リペアされるべき欠陥画素が存在するフラットパネルディスプレイディバイス（以下、「被加工フラットパネルディスプレイディバイス」と記す）Ｆを拡大し、そして模式的に平面図で示した。また、図２は点灯用駆動回路１７（図１、説明は後記する）により順方向にバイアス電圧を印加して被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの各画素を点灯させた状態を示していて、右上がり斜線を施した区画部分は輝点欠陥画素Ｆｓとして、右下がり斜線を施した区画部分は滅点欠陥画素Ｆｆとして検出された画素を指し、基準値の輝度で点灯した画素は正常な画素として符号Ｆｎで示したものである。

本明細書では、被加工フラットパネルディスプレイデバイスＦがカラーディスプレイデバイスで赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素で形成されている場合、点灯用駆動回路１７により、或る一色の画素を点灯させた場合に、ＴＦＴ、電極など欠陥にによりその色の或る画素のカソード電極とアノード電極との間に常時電圧が掛かり、その輝度が基準値の輝度よりも高輝度で点灯する画素及び或る一色の画素のみを点灯させている場合に、点灯させていなくても基準値の輝度よりも高輝度で点灯する画素を「輝点欠陥画素」と呼び、点灯用駆動回路１７により画素を点灯させても、前記リークなどにより基準値の輝度で点灯しない画素を「滅点欠陥画素」と呼ぶことにする。

これらの欠陥画素は出力特性を低下させるものであることから、例えば、レーザ照射やエッチングなどにより、その欠陥箇所の一方の電極の全部或いは一部を除去することによりリペアが行われている。

前記欠陥画素の検出は、従来、全面にわたって顕微鏡などで観察したり、或いは被加工フラットパネルディスプレイディバイスに逆バイアスの電圧を印加し、欠陥画素を発熱させ、この時の発光を肉眼で観察するなどの方法により行われている。また、発熱箇所の特定のため、微弱光を検知する、いわゆるサーモビュアを用い、逆バイアス印加時の発熱箇所を特定するなどの手法も行われている。

このようにして欠陥画素を発見した後で、手作業によりマーキングなどを施し、次にリペア用レーザ照射装置を用いてマーキングした部分に一定の大きさ及び形状を有するレーザ光を照射してリペアを行っている。

しかし、被加工フラットパネルディスプレイディバイスの大面積化が進むにつれて、前記のような従来の欠陥画素の発見及びリペアでは対処することができなくなってきている。即ち、被加工フラットパネルディスプレイディバイスが大面積化するに伴い、欠陥画素の発生する確率が高くなると共に、１枚の被加工フラットパネルディスプレイディバイスにおいて多数の欠陥画素が存在する。

そのような大面積の被加工フラットパネルディスプレイディバイスにおける滅点欠陥画素のリペアに関しては、例えば、［特許文献１］に開示されている光電変換素子のリーク箇所検出リペア装置を挙げることができる。このリーク箇所検出リペア装置は、逆バイアス印加手段により逆バイアスされた光電変換素子の被測定面から出射される赤外線の２次元座標を赤外線検知手段で検知し、この２次元座標上の各赤外線のエネルギー強度を基準値と比較してリーク箇所であるか否かをリーク箇所判別手段で判別し、次に、リーク箇所であると判別された箇所の２次元座標情報を記憶手段で記憶し、この記憶手段に記憶されたリーク箇所の２次元座標に基づき、光電変換素子に対してレーザ光照射位置制御手段によりレーザ光照射位置を判定し、その部分へ前記レーザ光照射手段によりレーザ光を照射し、そのリーク箇所の電極層を除去してリペアする技術が開示されている。

また、大面積の被加工フラットパネルディスプレイディバイスにおける輝点欠陥画素に関しては、例えば、液晶表示パネルでは、その輝点欠陥画素の配光膜の配光性をレーザ光で崩すことで、光を透過させなくして輝点欠陥画素を滅点欠陥画素に変えるリペア方法が普及している。また、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）表示パネルにおける輝点欠陥画素は、ＴＦＴ回路の配線をレーザ光でカットして、ＥＬ層に電圧を印加しないというリペア手法を採っている。
特開平９−２６６３２２号（第１頁、図１）

しかし、前記［特許文献１］に開示されている技術は光電変換素子のリーク箇所検出方法であり、ＥＬ表示パネルに適用した場合、滅点欠陥画素のリーク箇所は検出できるが、致命的な欠陥である輝点欠陥画素はＥＬ層のアノードとカソードのショート以外でＴＦＴ回路などの欠陥が原因である場合が殆どであるため、検出することができない。そしてリーク箇所のリペアが成功しても、欠陥画素が正常になったか否かの確認は、他の手法や他の検査装置で確認しなければならない。

また、後者のリペア方法では、効率の良い検出及びリペアを行うことができないという課題がある。

本発明は、これらの課題を解決しようとするものであって、大面積の被加工フラットパネルディスプレイディバイスであっても、発生している輝点欠陥画素及び滅点欠陥画素のリペア加工とそのリペア加工の成否の確認が１台の装置で行うことができるフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置（以下、単に「欠陥画素リペア装置」と記す）及びその欠陥画素リペア方法（以下、単に「欠陥画素リペア方法」と記す）を得ることを目的とする。

それ故、本発明の欠陥画素リペア装置は、被加工フラットパネルディスプレイディバイスに順バイアス方向に電圧を印加して該被加工フラットパネルディスプレイディバイスを点灯する点灯用駆動回路と、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスに逆バイアス方向に電圧を印加する逆バイアス回路と、前記順バイアス方向に電圧が印加された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの画像表示面の欠陥画素を検出する欠陥画素検出用カメラと、前記逆バイアス方向に電圧が印加された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素から出射される微弱光を、該欠陥画素の２次元座標で特定するための微弱光画素検出用カメラと、前記欠陥画素検出用カメラで検出された各画素の輝度のエネルギ強度を予め登録されている良品のフラットパネルディスプレイディバイスの基準値の輝度と比較して、高輝度であれば輝点欠陥画素として、また、低輝度であればリーク箇所のある滅点欠陥画素として判別し、該輝点欠陥画素及び該滅点欠陥画素を前記画像表示面の２次元座標で特定して記憶する機能を備えた画素処理ユニットと、前記輝点欠陥画素に対しては、そのカソード電極の全領域に、前記滅点欠陥画素に対しては、そのカソード電極のリーク箇所範囲にレーザ光を照射して、前記カソード電極の全部または一部分を除去するリペア用レーザ光源と、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスを載置、固定する可動ステージと、該可動ステージと前記リペア用レーザ光源からのレーザ光の照射位置とを前記画素処理ユニットに記憶させてある２次元座標情報に基づいて前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画素領域で検出された前記輝点欠陥画素と前記滅点欠陥画素の領域へ相対的に移動させる移動制御手段とを備えて構成されていることを特徴とする。

前記可動ステージは、少なくともＸ方向及びＹ軸方向の２次元方向に移動できることを特徴とする。

前記移動制御手段は、前記画素処理ユニットからの情報に基づいて、前記可動ステージを少なくとも２次元方向に制御し、前記可動ステージに載置、固定された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画素領域の前記輝点欠陥画素及び又は前記滅点欠陥画素の２次元座標位置を前記リペア用レーザ光源からのリペア用レーザ光の照射位置へ移動させる機能を備えていることを特徴とする。

そして前記フラットパネルディスプレイディバイスはエレクトロルミネッセンスパネル、或いはフィールドエミッションデバイスパネルであることを特徴とする。

また、本発明の欠陥画素リペア方法は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な可動ステージ上に被加工フラットパネルディスプレイデバイスを水平状態で載置、固定する工程と、該被加工フラットパネルディスプレイディバイスに順バイアス方向に電圧を印加する工程と、順バイアス方向に電圧が印加された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画像表示面にわたって欠陥画素の有無の検査を行う工程と、前記欠陥画素の有無の検査工程で、基準値の輝度より高輝度の画素があれば、該画素を輝点欠陥画素として捉えて該輝点欠陥画素の２次元座標を記憶し、前記基準値の輝度より低輝度の画素があれば、該画素を滅点欠陥画素として捉えて該滅点欠陥画素の２次元座標を記憶させる工程と、前記検査後の前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの前記記憶しておいた各輝点欠陥画素の領域にレーザ光を照射し、該輝点欠陥画素のカソード電極を除去する工程と、前記検査後の前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスに逆バイアス方向に電圧を印加し、前記記憶しておいた各滅点欠陥画素のリーク箇所から出射される微弱光を検出しながら、該リーク箇所にリペア用レーザ光を照射し、前記リーク箇所の面積に応じたカソード電極を除去する工程とを含んでいることを特徴とする。

そして前記欠陥画素リペア方法においては、前記欠陥画素の有無の検査工程で、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの前記画像表示面における前記滅点欠陥画素の数が許容範囲内であるか皆無であり、前記基準値の輝度と同等かその許容範囲内の輝度の画素が大部分か全てであれば、前記フラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア工程から外し、新規の被加工フラットパネルディスプレイディバイスを投入する工程を含んでいることを特徴とする。

前記記憶しておいた各輝点欠陥画素にレーザ光を照射する領域は、該輝点欠陥画素のカソード電極の全範囲であることを特徴とする。

また、欠陥画素リペア方法では、前記全ての輝点欠陥画素及び又は滅点欠陥画素の除去工程の終了後、再度、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスに順方向のバイアス電圧を印加して前記画像表示面を点灯し、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスが所望の状態にリペアされているか否かを検査する工程を含むことを特徴とする。

従って、本発明の欠陥画素リペア装置及びその欠陥画素リペア方法によれば、大面積の被加工フラットパネルディスプレイディバイスであっても、その画像表示面を構成する全画素を点灯検査し、その点灯検査で検出された輝点欠陥画素及び滅点欠陥画素のリペアとリペア確認が１台の装置で行うことができ、しかも、その点灯検査で検出された欠陥画素を効率良く、かつ高精度でリペアすることができる。

本発明の欠陥画素リペア装置及びその欠陥画素リペア方法によれば、
１．被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画素を点灯検査した後、欠 陥画素数の判断が可能なので、そのフラットパネルディスプレイディバイスはリ ペアすべきものであるか否かを判断でき、無駄なリペアを防ぐことが可能である こと
２．前記の全画素を点灯検査した後、その点灯検査で検出された輝点欠陥画素の電 極をレーザ光を照射することにより除去して点灯させなくできること
３．前記の全画素を点灯検査した後、その点灯検査で検出された滅点欠陥画素の中 のリーク箇所を逆バイアスで効率良く検出できるので、高精度でリペアが可能で あること
４．各欠陥画素をリペアした後、その被加工フラットパネルディスプレイデバイス を点灯用駆動回路により再度点灯させることで、欠陥画素のリペアが成功したか を確認できるため、良質なフラットパネルディスプレイディバイスを得ることが できること
５．フラットパネルディスプレイディバイスの完成後にリペアが可能なため、不良 品の発生を著しく低減させることができ、歩留まりの向上を図れること
など、数々の優れた効果が得られる。

本発明は、被加工フラットパネルディスプレイディバイスのＲ、Ｇ、Ｂの各画素毎に全画素を点灯検査し、その点灯検査で検出された欠陥画素を効率良く、かつ高精度でリペアするものである。

即ち、被加工フラットパネルディスプレイディバイスを点灯用駆動回路によりＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の各画素毎に点灯させ、全画素領域を画素検出用カメラで検出し、欠陥画素が輝点欠陥画素か滅点欠陥画素かを画素処理ユニットで検出し、それらの欠陥画素の２次元座標を記憶する。欠陥画素が検出されたら、次に、欠陥画素であると判別された画素位置に可動ステージを移動させる。

欠陥画素が輝点欠陥画素である場合は、点灯用駆動回路により前記輝点欠陥画素を点灯させ、画素領域全体の前記輝点欠陥画素に対してリペア用レーザ光を照射してリペアする。

欠陥画素が滅点欠陥画素の場合は、逆バイアス回路により逆バイアス方向に電圧を被加工フラットパネルディスプレイデバイスに印加し、その被加工面から出射する微弱光の２次元座標を微弱光画素検出用カメラで検出し、この２次元座標上の微弱光のエネルギー強度を基準値と比較してリーク箇所であるか否かを前記画素処理ユニットで判別する。前記画素処理ユニットで判別されたリーク箇所の２次元座標に基づき、前記可動ステージを移動するかリペア用レーザ光の照射位置を微調整してから、全リーク箇所に対してリペア用レーザ光を照射し、それらをリペアする。

全欠陥画素のリペアが成功したか否かは、点灯用駆動回路により、再度、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスを点灯させ、前記画素処理ユニットで確認する。

以下、図を用いて、本発明の画素リペア装置及びその欠陥画素リペア方法を説明する。

図１は本発明の一実施例の欠陥画素リペア装置の基本的構成を示す機能ブロック図、図２は点灯検査で検出された滅点欠陥画素を示す被加工フラットパネルディスプレイディバイスの一部平面図、図３は被加工フラットパネルディスプレイディバイスにおける１画素の概略構成図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上の断面図、図４は図３に示した被加工フラットパネルディスプレイディバイスに生じている滅点欠陥画素の模式図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図、図５は図４に示した滅点欠陥画素のレーザ光によるリペアを説明するための概略図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図、図６は輝点欠陥画素のレーザ光によるリペアを説明するための概念図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図、そして図７は欠陥画素のレーザ光によるリペアフロー図である。

図１において、符号１は本発明の一実施例の欠陥画素リペア装置を指す。この欠陥画素リペア装置１は、欠陥画素検出用カメラ１０、画素処理ユニット１１、ハーフミラー１２、観察用光源１３、ハーフミラー１４、リペア用レーザ光源１５、レンズ１６、点灯用駆動回路１７、逆バイアス回路１８、可動ステージ１９、微弱光画素検出用カメラ２０、コールドミラー２１を備えて構成されている。

欠陥画素検出用カメラ１０としては、例えば、日本のＦＲＯＶＥＬ社製の１１００万画素ＣＣＤデジタルカメラＡＤＫ−１１００Ｂ型を用いることができる。このＡＤＫ−１１００Ｂ型ＣＣＤデジタルカメラは画素数４００８（Ｈ）×２７７２（Ｖ）、１画素サイズは（９×９）μｍと受光面積が広いのでダイナミックレンジが広い。この欠陥画素検出用カメラ１０による大面積の被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦを検査する場合は、その画像表示面を所定の面積に分割して行う。

また、微弱光画素検出用カメラ２０としては、例えば、米国のフォトニックインスツルメンツ社製の近赤外域まで感度を持った２００万画素ＣＣＤデジタルカメラ、ＭｉｃｒｏＦｉｒｅ Ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅを用いることができる。画素数１６００（Ｈ）×１２００（Ｖ）、１画素サイズは（７．４×７．４）μｍである。
画素処理ユニット１１は、欠陥画素検出用カメラ１０と微弱光画素検出用カメラ２０の出力に接続されていて、欠陥画素検出用カメラ１０と微弱光画素検出用カメラ２０で補足された画素の輝度が格納されている基準値の輝度と比較し、その基準値以上の輝度で光る画素を輝点欠陥画素として特定し、その基準値以下の輝度で光る画素を滅点欠陥画素として特定し、それらの２次元座標を記憶する機能を備えている。また、後記するが、リペア用レーザ光が前記欠陥画素を正確に照射するように記憶した２次元座標に基づいて可動ステージ１９或いはリペア用レーザ光の照射位置を移動、制御する。更にまた、滅点欠陥画素のリーク箇所の面積をも記憶でき、それぞれの面積に応じて前記リペア用レーザ光の照射面積をも可変させる機能を備えている。

可動ステージ１９は、水平な表面上に被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦを載置、固定でき、欠陥画素であると判別された画素の位置へ、図示していない駆動制御装置によりＸ軸方向及びＹ軸方向に微細に可動できる機能を備えている。

点灯用駆動回路１７は、可動ステージ１９上に固定されている被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに順方向にバイアス電圧を印加し、そのＲ、Ｇ、Ｂの各画素毎に全画素を点灯させる機能を備えている。この点灯用駆動回路１７による被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの点灯は画像表示面に輝点欠陥画素が存在するか否かを検査する場合のみならず、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦのリペアの成否を確認する場合にも、前記と同様に被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦを点灯させるために用いられる。

逆バイアス回路１８は、その被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに逆バイアス方向に電圧を印加する機能を備えている。逆バイアス電圧を印加することにより、その被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの画像表示面から近赤外領域の微弱光が出射する。前記の微弱光画素検出用カメラ２０はこの微弱光を感知する。

観察用光源１３は被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの各画素を観察するための光源である。

リペア用レーザ光源１５は欠陥画素に対してリペア用レーザ光を照射するための光源である。リペア用レーザ光としては、リペア箇所の構成材料に応じてＹＡＧレーザ光、その他のレーザ光を用いる。

ハーフミラー１２は観察用光源１３からの光を欠陥画素検出用カメラ１０及び微弱光画素検出用カメラ２０の光軸上に一致させて反射し、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの所定の画素を照射し、ハーフミラー１４はリペア用レーザ光源１５からのレーザ光を欠陥画素検出用カメラ１０及び微弱光画素検出用カメラ２０の光軸上に一致させて反射させ、輝点欠陥画素及び滅点欠陥画素の欠陥画素を照射させる。

この実施例の欠陥画素リペア装置１では、可動ステージ１９の上方に、その水平な被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの載置面に対して光軸Ｌが垂直になるように微弱光画素検出用カメラ２０が配設されている。そして両者間にコールドミラー２１、ハーフミラー１２、ハーフミラー１４及びレンズ１６が所定の間隔を開けて配設されている。コールドミラー２１とハーフミラー１２とは所定の間隔を開けて互いに平行に、そして可動ステージ１９の前記載置面に対して４５度の角度で配設されており、ハーフミラー１４は前記載置面に対して１３５度の角度で配設されている。

被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦからの微弱光の近赤外線はコールドミラー２１を通過し、微弱光画素検出用カメラ２０に入射する。一方、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦからの可視光線はコールドミラー２１で反射し、コールドミラー２１の平面に対して４５度の角度で配設されている欠陥画素検出用カメラ１０に入射する。欠陥画素検出用カメラ１０及び微弱光画素検出用カメラ２０の出力端子は画素処理ユニット１１の入力端子に接続されている。

観察用光源１３は、その光軸がハーフミラー１２の平面に対して４５度の角度になるように配設されている。

そしてリペア用レーザ光源１５は、その光軸がハーフミラー１４の平面に対して４５度の角度になるように配設されている。

点灯用駆動回路１７及び逆バイアス回路１８はどちらか一方が切り換えられて被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに接続されている。

図３は、フラットパネルディスプレイディバイスとしてＥＬ表示パネル方式のものを採り上げて図示した。同図ＡはこのＥＬ表示パネルの発光部の正常な１画素Ｆｎの平面構造を模式的に示したものであり、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面構造として模式的に示したものである。発光部である正常画素ＦｎはＥＬ層３１とアノード電極３２とカソード電極３３とを分離するための絶縁層３４で構成されている。図３では正常画素Ｆｎの平面構造の開口部領域３５が発光する。

ＥＬ表示パネル方式のＥＬ素子は蛍光性化合物に電場を加えることにより励起し、発光する素子であり、ＥＬ素子にはＥＬ層が無機化合物である無機ＥＬ素子と、有機化合物である有機ＥＬ素子とがある。無機ＥＬ素子のＥＬ層の材料は主にストロンチュウム（Ｓｒ）、ガリウム（Ｇａ）、硫黄（Ｓ）、セリウム（Ｃｅ）などを含んだ硫化物系である。また、有機ＥＬ素子のＥＬ層の材料は、金属錯体系の８−ヒドロキシノリンのアルミニム錯体による有機蛍光体やジスチリルベンゼン誘導体などの低分子材料と、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系やポリフルオレン（ＰＦ）系の高分子材料がある。

図４は、アノード電極３２やＥＬ層３１の薄膜形成の際にピンホール、パーティクルなどが発生し、アノード電極３２とカソード電極３３がショートしてリーク箇所３６が発生した一欠陥例の滅点欠陥画素Ｆｆを示したのもである。このような滅点欠陥画素Ｆｆが発生すると、その画素はリーク箇所の面積にもよるが、基準値以下の輝度でしか点灯しない。そして、滅点欠陥画素Ｆｆでは、例えば、数十ｎｍ程度の微小なリーク箇所３６を光学顕微鏡などで検出することは困難であり、検出できたとしてもその箇所３６が真の欠陥か否かを非破壊で特定することができない。

このような滅点欠陥画素Ｆｆがある場合は、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに、逆バイアス回路１８により逆バイアスを印加することによりリーク箇所３６からホットエレクトロンなどの近赤外領域の微弱光が放出されるので、放出される微弱光を微弱光画素検出用カメラ２０でその位置を検出することにより、そのリーク箇所３６を特定することが可能となる。本実施例では、図４の被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに、通常５〜１０V程度の逆バイアス電圧を印加してリーク箇所３６を特定している。

図５は、滅点欠陥画素Ｆｆのリーク箇所３６が特定されると、リペア用レーザ光を照射するカソード電極３３の範囲３３ａを決定し、リペア用レーザ光の照射範囲のカソード電極３３の微小箇所３３ｂのみを除去してリペアする。微弱光画素検出用カメラ２０でリーク箇所３６であると判別された場合には、このリーク箇所３６の２次元座標情報とリーク箇所３６の面積が画素処理ユニット１１に記憶され、そのリーク箇所情報に基づき、リペア用レーザ光源１５から照射されるリペア用レーザ光がリーク箇所３６を照射するように、リペア用レーザ光照射位置が位置決めされる。例えば、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの位置を可動ステージ１９を移動することにより位置決めしてもよいし、リペア用レーザ光源１５から出射されるリペア用レーザ光の光路をハーフミラー１４の角度を変更させることにより位置決めするようにしてもよい。また、これらの両方の方法を併用して位置決めしてもよい。

以上のようにして、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦのリーク箇所３６にリペア用レーザ光を照射し、リーク箇所３６の一方のカソード電極３３の微小箇所３３ｂを除去することにより、滅点欠陥画素Ｆｆをリペアすることができる。

リーク箇所３６をリペアするためのリペア用レーザ光としては、リペア箇所の構成材料にもよるが、その構成材料に応じてＹＡＧレーザ光、その他のレーザ光を用いることができる。図５においてカソード電極３３の材質はＩＴＯ膜で膜厚が数十ｎｍ程度であれば、１０６４ｎｍの波長のＹＡＧレーザ光を使用した場合、数μＪのエネルギーでカソード電極３３のみを除去することができる。

図６は輝点欠陥画素Ｆｓのリペア用レーザ光によるリペアを説明するための概念図である。ＴＦＴ回路などの欠陥（不図示）によりアノード電極３２とカソード電極３３との間に、常時、電圧が印加され、輝点欠陥画素Ｆｓとなった画素のリペア方法を示した例である。欠陥画素検出用カメラ１０で輝点欠陥画素Ｆｓであると判別された場合には、画素の開口部領域２５のサイズ情報に基づき、リペア用レーザ光源１５から照射されるリペア用レーザ光が開口部領域３５全体に照射されるように、リペア用レーザ光照射位置が位置決めされる。例えば、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの位置を可動ステージ１９を移動させることにより位置決めするようにしてもよいし、或いはリペア用レーザ光源１５から出射されるリペア用レーザ光の光路を変更させることにより位置決めするようにしてもよい。また、これら両方の位置決め方法を併用して位置決めするようにしてもよい。

以上のようにして、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの輝点欠陥画素Ｆｓの開口部３５全体にリペア用レーザ光を照射し、開口部３５の全領域のカソード電極３３を除去することにより、ＥＬ層３１には、常時、電圧が印加されなくなるので発光しなくなる。即ち、輝点欠陥画素Ｆｓを一種の滅点欠陥画素Ｆｆに変更することができる。

輝点欠陥画素Ｆｓをリペアするためのリペア用レーザ光としては、リペア箇所の構成材料に応じてＹＡＧレーザ光、その他のレーザ光を用いることができる。図６において、カソード電極３３の材質がＩＴＯ膜で、その膜厚が数十ｎｍ程度であって、１０６４ｎｍの波長のＹＡＧレーザ光を使用した場合、数μＪのエネルギーでカソード電極３３のみを除去することができる。

輝点欠陥画素Ｆｓのリペア方法は、前記のように、正常画素Ｆｎへのリペア方法ではないが、滅点欠陥画素Ｆｆに比べて輝点欠陥画素Ｆｓは、欠陥として目立つため、フラットパネルディスプレイディバイスにおいては、パネルサイズに関わらず、輝点欠陥画素Ｆｓが１画素でもあると、不良品となるのが一般的である。滅点欠陥画素Ｆｆは、パネルサイズにもよるが、数十インチのパネルサイズでは、滅点欠陥画素Ｆｆの存在が数個程度であれば良品とされるため、本発明の輝点欠陥画素Ｆｓを滅点欠陥画素Ｆｆにするリペア方法は非常に有効であり、かつ、簡単に輝点欠陥画素Ｆｓを滅点欠陥画素Ｆｆにできる手法である。

次に、以上の欠陥画素リペア方法を踏まえて、前記のように構成された欠陥画素リペア装置１の動作を図７を用いて説明する。図７は、本発明の欠陥画素リペア装置１による被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに対するリペア動作の１フローを示すものである。

先ず、可動ステージ１９上の載置面に被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦを水平状態に載置、固定する。

次に、その被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦを点灯用駆動回路１７によりＲ、Ｇ、Ｂの各画素毎に点灯させ、パネル点灯検査を開始する。

そして全画素領域を欠陥画素検出用カメラ１０で検出し、輝点欠陥画素Ｆｓ及び又は滅点欠陥画素Ｆｆの欠陥画素を画素処理ユニット１１で検出する。欠陥画素が検出されたら、その欠陥画素の輝度、範囲、位置は、逐次、画素処理ユニット１１に記憶される（ステップS１）。被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの全画素領域を検出する方法は、数千万画素クラスの欠陥画素検出用カメラ１０を用いて一括検査してもよいし、可動ステージ１９を移動させて分割検査を行う方法を採ってもよい。

全画素の検査が終了したら、輝点欠陥画素Ｆｓまたは滅点欠陥画素Ｆｆが検出さ
れたか否かを判断する（ステップS２）。

輝点欠陥画素Ｆｓまたは滅点欠陥画素Ｆｆが検出されなかった場合には、次の被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに交換する（ステップＳ１３）。

次に、輝点欠陥画素Ｆｓ及びまたは滅点欠陥画素Ｆｆが検出されたら、例えば、画素処理ユニット１１の前記欠陥画素位置情報に基づいて可動ステージ１９を制御し、その欠陥画素をリペア用レーザ光で照射できる状態に位置決めする（ステップＳ３）。

そして次のステップＳ４で、その欠陥画素が輝点欠陥画素Ｆｓであるか滅点欠陥画素Ｆｆであるかを判断する。

このステップＳ４で欠陥画素が輝点欠陥画素Ｆｓと判断された場合は、画素処理ユニット１１で判別された輝点欠陥画素Ｆｓの開口部３５のサイズ情報に基づき、リペア用レーザ光源１５から照射されるリペア用レーザ光が開口部領域３５全体に照射されるように、リペア用レーザ光の照射範囲を調整する。この調整が完了したらリペア用レーザ光の照射を実施するステップＳ５の輝点欠陥画素Ｆｓリペア用レーザ光照射へ移行する。

また、ステップＳ４で欠陥画素が滅点欠陥画素Ｆｆであると判断されたら、逆バイアス回路１８により被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦに逆バイアスで電圧を印加する（ステップＳ６）。

そして、逆バイアスされた被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦのリーク箇所３６から出射される微弱光の２次元座標を微弱光画素検出用カメラ２０で検出し、この２次元座標上の微弱光のエネルギー強度を、前もって登録されている良品のフラットパネルディスプレイディバイスの基準値と比較してリーク箇所３６であるか否か、リーク箇所３６であれば、その範囲３３ａ（図５Ａ）の大小を画素処理ユニット１１で判別するステップＳ７に移行する。

そしてその微弱光が検出されたか否かをステップＳ８の微弱光検出有無で判別する。微弱光が検出されなかった場合、前記ステップＳ３の欠陥画素位置へ移動する。

微弱光が検出されたら、画素処理ユニット１１で判別されたリーク箇所３６の２次元座標に基づき、可動ステージ１９でその位置を微調整する。微調整が完了すると、リーク箇所３６に対してリペア用レーザ光源１５からリペア用レーザ光を照射する（ステップＳ９）。リペア用レーザ光を照射する領域は、微弱光画素検出用カメラ２０で検出され、画素処理ユニット１１で処理された微弱光の面積などの大きさに応じて可変させた後、リーク箇所３６に対してリペア用レーザ光を照射してリペアする。

被加工フラットパネルディスプレイデバイスＦの輝点欠陥画素Ｆｓ及び又は滅点欠陥画素Ｆｆのリペアが成功したかどうかを判断するために、その被加工フラットパネルディスプレイデバイスＦはステップＳ１０のパネル点灯へ移行され、点灯用駆動回路１７により、再度、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦを点灯し、リペアが成功したか否かを画素処理ユニット１１で確認する。

次に、ステップＳ１１のリペアＯＫの工程で、前記点灯検査で輝点欠陥画素Ｆｓ及び又は滅点欠陥画素Ｆｆのリペアが成功したか否かを判断し、リペアが成功していない場合は、再度、ステップＳ６に戻る。

リペアが成功した場合は、ステップＳ１２の欠陥有無の工程に移行し、依然としてリペアすべき欠陥画素がある場合は、ステップＳ３の欠陥画素へ移動の工程に移行し、欠陥画素がない場合は、その被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦのリペア処理が終了する。

以上、本発明の欠陥画素リペア装置１を用いて輝点欠陥画素Ｆｓ及び又は滅点欠陥画素Ｆｆをリペアする本発明の欠陥画素リペア方法は、前記リペアフローから明らかなように、作業者を介在させない自動シーケンスで行うことができ、しかも大面積の被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦであっても、その欠陥画素のリペアを効率よく行うことができる。

なお、記すまでもないことであるが、前記のリペアフローでは、被加工フラットパネルディスプレイディバイスＦの画像表示面に滅点欠陥画素Ｆｆ及び輝点欠陥画素Ｆｓを順次リペアできるフローで説明したが、本発明の欠陥画素リペア方法においては、先に全ての滅点欠陥画素Ｆｆ或いは全ての輝点欠陥画素Ｆｓをリペアしてから、次に、全ての輝点欠陥画素Ｆｓ或いは全ての滅点欠陥画素Ｆｆをリペアする方法を採ってもよいこと、また、滅点欠陥画素Ｆｆまたは輝点欠陥画素Ｆｓの多い方を先にリペアし、続いて少ない滅点欠陥画素Ｆｆまたは輝点欠陥画素Ｆｓをリペアするリペアフローを採ってもよいことを付言しておく。

また、前記の実施例においては、フラットパネルディスプレイディバイスとしてＥＬ表示パネルを例に挙げて本発明を説明したが、フィールドエミッションデバイスパネルの欠陥画素の検出、そのリペアにおいても本発明を適用できることを付言しておく。

本発明はフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置を製造する電子機械産業、フラットパネルディスプレイディバイスを製造する電子機器産業で利用することができる。

本発明の一実施例の欠陥画素リペア装置の基本的構成を示す機能ブロック図である。 点灯検査で検出された欠陥画素を示す被加工フラットパネルディスプレイディバイスの一部平面図である。 被加工フラットパネルディスプレイディバイスにおける１画素の概略構成図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上の断面図である。 図３に示した被加工フラットパネルディスプレイディバイスに生じている滅点欠陥画素の模式図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図である。 図４に示した滅点欠陥画素のリペア用レーザ光によるリペアを説明するための概略図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図である。 輝点欠陥画素のリペア用レーザ光によるリペアを説明するための概念図であって、同図Ａはその平面図、同図Ｂは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面図である。 欠陥画素のリペア用レーザ光によるリペアフロー図である。

符号の説明

１…本発明の一実施例の（フラットパネルディスプレイディバイスの）リーク箇所検出リペア装置、１０…欠陥画素検出用カメラ、１１…画素処理ユニット、１２…ハーフミラー、１３…観察用光源、１４…ハーフミラー、１５…リペア用レーザ光源、１６…レンズ、１７…点灯用駆動回路、１８…逆バイアス回路、１９…可動ステージ、２０…微弱光画素検出用カメラ、２１…コールドミラー、３１…ＥＬ層、３２…アノード電極、３３…カソード電極、３３ａ…滅点欠陥画素Ｆｆにおけるカソード電極３３のリペア用レーザ光を照射する範囲、３３ｂ…滅点欠陥画素Ｆｆにおけるリペア用レーザ光で除去されたカソード電極３３の微小箇所、３３ｃ…輝点欠陥画素Ｆｓにおけるリペア用レーザ光を照射する範囲、３３ｄ…輝点欠陥画素Ｆｓにおけるリペア用レーザ光で除去されたカソード電極３３の箇所、３４…絶縁層、３５…１画素の開口部（領域）、３６…リーク箇所、Ｆ…被加工フラットパネルディスプレイディバイス、Ｆｆ…滅点欠陥画素、Ｆｓ…輝点欠陥画素、Ｆｎ…正常な画素

Claims (9)

1. 被加工フラットパネルディスプレイディバイスに順バイアス方向に電圧を印加して該被加工フラットパネルディスプレイディバイスを点灯する点灯用駆動回路と、
   前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスに逆バイアス方向に電圧を印加する逆バイアス回路と、
   前記順バイアス方向に電圧が印加された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの画像表示面の欠陥画素を検出する欠陥画素検出用カメラと、
   前記逆バイアス方向に電圧が印加された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素から出射される微弱光を、該欠陥画素の２次元座標で特定するための微弱光画素検出用カメラと、
   前記欠陥画素検出用カメラで検出された各画素の輝度のエネルギ強度を予め登録されている良品のフラットパネルディスプレイディバイスの基準値の輝度と比較して、高輝度であれば輝点欠陥画素として、また、低輝度であればリーク箇所のある滅点欠陥画素として判別し、該輝点欠陥画素及び該滅点欠陥画素を前記画像表示面の２次元座標で特定して記憶する機能を備えた画素処理ユニットと、
   前記輝点欠陥画素に対しては、そのカソード電極の全領域に、前記滅点欠陥画素に対しては、そのカソード電極のリーク箇所範囲にレーザ光を照射して、前記カソード電極の全部または一部分を除去するリペア用レーザ光源と、
   前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスを載置、固定する可動ステージと、
   該可動ステージと前記リペア用レーザ光源からのレーザ光の照射位置とを前記画素処理ユニットに記憶させてある２次元座標情報に基づいて前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画素領域で検出された前記輝点欠陥画素と前記滅点欠陥画素の領域へ相対的に移動させる移動制御手段と
   を備えて構成されていることを特徴とするフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置。
2. 前記可動ステージは、少なくともＸ方向及びＹ軸方向の２次元方向に移動できることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置。
3. 前記移動制御手段は、前記画素処理ユニットからの情報に基づいて、前記可動ステージを少なくとも２次元方向に制御し、前記可動ステージに載置、固定された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画素領域の前記輝点欠陥画素及び又は前記滅点欠陥画素の２次元座標位置を前記リペア用レーザ光源からのリペア用レーザ光の照射位置へ移動させる機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア装置。
4. 前記フラットパネルディスプレイディバイスがエレクトロルミネッセンスパネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のフラットパネルディスプレイディバイスのリーク箇所検出リペア装置。
5. 前記フラットパネルディスプレイディバイスがフィールドエミッションデバイスパネルであることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネルディスプレイディバイスのリーク箇所検出リペア装置。
6. Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な可動ステージ上に被加工フラットパネルディスプレイデバイスを水平状態で載置、固定する工程と、
   該被加工フラットパネルディスプレイディバイスに順バイアス方向に電圧を印加する工程と、
   順バイアス方向に電圧が印加された前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの全画像表示面にわたって欠陥画素の有無の検査を行う工程と、
   前記欠陥画素の有無の検査工程で、基準値の輝度より高輝度の画素があれば、該画素を輝点欠陥画素として捉えて該輝点欠陥画素の２次元座標を記憶し、前記基準値の輝度より低輝度の画素があれば、該画素を滅点欠陥画素として捉えて該滅点欠陥画素の２次元座標を記憶させる工程と、
   前記検査後の前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの前記記憶しておいた各輝点欠陥画素の領域にレーザ光を照射し、該輝点欠陥画素のカソード電極を除去する工程と、
   前記検査後の前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスに逆バイアス方向に電圧を印加し、前記記憶しておいた各滅点欠陥画素のリーク箇所から出射される微弱光を検出しながら、該リーク箇所にリペア用レーザ光を照射し、前記リーク箇所の面積に応じたカソード電極を除去する工程と
   を含むフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア方法。
7. 前記欠陥画素の有無の検査工程で、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスの前記画像表示面における前記滅点欠陥画素の数が許容範囲内であるか皆無であり、前記基準値の輝度と同等かその許容範囲内の輝度の画素が大部分か全てであれば、前記フラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア工程から外し、新規の被加工フラットパネルディスプレイディバイスを投入する工程
   を含む請求項５に記載のフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア方法。
8. 前記記憶しておいた各輝点欠陥画素にレーザ光を照射する領域は、該輝点欠陥画素のカソード電極の全範囲であることを特徴とする請求項６に記載のフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア方法。
9. 前記全ての輝点欠陥画素及び又は滅点欠陥画素の除去工程の終了後、再度、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスに順方向のバイアス電圧を印加して前記画像表示面を点灯し、前記被加工フラットパネルディスプレイディバイスが所望の状態にリペアされているか否かを検査する工程
   を含むことを特徴とする請求項６に記載のフラットパネルディスプレイディバイスの欠陥画素リペア方法。
   

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