(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された電極の断線欠陥の場所を特定する基板上の欠陥電極の検査方法であって、
第１の導体を検査対象となる１本の電極ラインに接触させ、第２の導体を検査対象となる前記電極ラインおよびこの電極ラインに隣合う他の電極ラインに接触させ、前記第１の導体と前記第２の導体との間の電流値または電圧値を監視して、欠陥の生じている電極を特定し、
前記第１の導体を特定された前記電極ラインに接触させた状態で、前記第２の導体を特定された前記電極ラインおよびこの電極ラインに隣合う他の電極ラインに沿って移動させて、このときの前記第１の導体と前記第２の導体との間の電流値または電圧値の変化を監視して、前記特定された電極ラインの欠陥箇所を特定することを特徴とする基板上の欠陥電極の検査方法。
【請求項２】
前記第２の導体をブラシ状とする請求項１記載の基板上の欠陥電極の検査方法。
【請求項３】
基板上に形成された電極の断線欠陥の位置を特定する基板上の欠陥電極の検査装置であって、
断線欠陥のある１本の電極ラインの一端に接触する第１の導体と、断線欠陥のある前記電極ラインおよびこの電極ラインに隣合う他の電極ラインに接触する第２の導体と、前記第２の導体を断線欠陥のある前記電極ラインに沿って移動させる移動装置と、両導体間の電流または電圧を監視する検査回路とを有することを特徴とする基板上の欠陥電極の検査装置。
【請求項４】
前記第２の導体がブラシ状である請求項３記載の基板上の欠陥電極の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のガラス基板上などに形成される電極の欠陥を検査する基板上の欠陥電極の検査方法と検査装置に関し、特に電極の断線欠陥の位置を特定することができる基板上の欠陥電極の検査方法と検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータなどに使用される表示装置としてブラウン管を使用した表示装置に取って代わって液晶を使用したマトリクスタイプの表示装置が多く採用されてきている。このような装置は、画面上に一度に表示できるデータを多くするために、大画面あるいは高解像度な液晶表示装置の開発も進んでおり、基板上に形成される電極がより小さなパターンになってきている。そのため、歩留まりの低下で欠陥基板の発生が多くなり、この欠陥基板の修復が行われている。また、液晶表示装置のコスト削減のためにも欠陥基板の修復が行われている。
【０００３】
上記のような液晶表示装置には、マトリクスタイプの液晶基板が使用されている。通常のマトリクスタイプの液晶基板は、２枚のガラス基板にそれぞれＩＴＯなどからなる透明なＸ電極、透明なＹ電極がエッチング処理により形成され、各基板の電極形成面がマトリクス状に対向させて配置され、このガラス基板間に液晶が封入されて形成される。
【０００４】
上記のように、電極をガラス基板に形成した場合、図７（Ｂ）および（Ｃ）に示す欠陥が生じることがある。このような欠陥は、エッチング処理時に異物の混入やエッチング処理不良などが原因で発生し、図７（Ａ）の良品に対して、（Ｂ）は隣り合うラインの一部が接している状態のショート欠陥、（Ｃ）は同一ライン上の一部が欠損している状態の断線（オープン）欠陥を示している。
【０００５】
上記（Ｂ）のショート欠陥に対しては、従来から使用されている検査装置により、ショート欠陥がどのラインの電極で発生し、そのラインのどの位置で発生しているか特定することができた。一方、（Ｃ）の断線欠陥に対しては、画像処理装置や作業者の目視に頼っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図７（Ｃ）の断線欠陥に対しては、どのラインの電極で断線欠陥が発生しているかは特定できるものの、長さ方向の位置は測定原理上特定できなかった。
そのため、電極３のライン上を▲１▼カメラとモニターとを用いて画像処理による方法で監視したり、▲２▼作業者が目視で監視したりしていた。
【０００７】
上記▲１▼の画像処理による場合には、専用のカメラやモニタを使用するため装置自体が非常に高価であり、基板を照らす照明などの条件設定が容易でなく、さらには投資金額の割には処理が遅いなどの問題があった。
また、液晶の電極パターンというのは非常に微細なパターンで形成されているため、上記▲２▼の目視による場合には、検査を行うのに非常に多くの時間を必要としなければならず、また欠陥を見落とす危険があり確実性に欠けるものであった。さらには上記のような検査は非常に神経を使うものであり作業者へかなりの負担が強いられるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、断線欠陥の長さ方向の位置を、条件設定が容易で且つ検査の所要時間が短い安価な装置により特定することができる基板上の欠陥電極の検査方法と検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板上の欠陥電極の検査方法は、基板上に形成された電極の断線欠陥の場所を特定する基板上の欠陥電極の検査方法であって、
第１の導体を検査対象となる１本の電極ラインに接触させ、第２の導体を検査対象となる前記電極ラインおよびこの電極ラインに隣合う他の電極ラインに接触させ、前記第１の導体と前記第２の導体との間の電流値または電圧値を監視して、欠陥の生じている電極を特定し、
前記第１の導体を特定された前記電極ラインに接触させた状態で、前記第２の導体を特定された前記電極ラインおよびこの電極ラインに隣合う他の電極ラインに沿って移動させて、このときの前記第１の導体と前記第２の導体との間の電流値または電圧値の変化を監視して、前記特定された電極ラインの欠陥箇所を特定することを特徴とするものである。
【００１０】
上記手段により、電極の長さ方向の一端に第１の導体が接触されるとともに他端に第２の導体が接触されて電極上の両導体間の導通性が検査される。このとき、電極に断線欠陥が発生していれば両導体間には電流は流れず、一方電極に断線欠陥が発生していなければ両導体間に電流が流れるようになり、この導通の変化を回路内に発生する電流値または電圧値によって監視することによりどのラインの電極で断線欠陥が発生しているか特定することができる。
【００１２】
導体間の電流値または電圧値を監視して断線欠陥のある電極のライン方向の位置が特定されると、第２の導体が、電極上を摺動しながら移動する。上記両導体が断線欠陥を境にして異なる側に存在すると電流値または電圧値に変化は見られず、第２の導体が移動して両導体が同じ側に存在すると両導体間が導通して電流値または電圧値が変化する。上記のようにして、欠陥電極の正確な位置が特定される。
【００１３】
この場合に、前記第２の導体をブラシ状とすることが好ましい。
【００１４】
液晶表示基板に形成される電極は非常に微細であるため、欠陥電極の検査時に移動可能な側の導体が針状の導体であると、移動時に導体が電極のラインから外れるなどして検査ミスが発生し、欠陥位置の特定が確実に行われず、そのため基板の位置決めにかなり高精度な補正装置が必要であったが、上記のように一方の導体をブラシ形状に形成し、且つ隣り合う電極にまたがるように形成することにより、基板の位置決めに高精度な補正装置を必要とせず、検査ミスを防止することができるものである。
【００１５】
また本発明は、基板上に形成された電極の断線欠陥の位置を特定する基板上の欠陥電極の検査装置であって、
断線欠陥のある１本の電極ラインの一端に接触する第１の導体と、断線欠陥のある前記電極ラインおよびこの電極ラインに隣合う他の電極ラインに接触する第２の導体と、前記第２の導体を断線欠陥のある前記電極ラインに沿って移動させる移動装置と、両導体間の電流または電圧を監視する検査回路とを有することを特徴とするものである。この場合に、前記第２の導体がブラシ状であることが好ましい。
【００１６】
上記装置により、高価な装置を使用することなく安価な装置で構成することができるとともに、確実に素早く検査することができるものである。
【００１７】
なお、本発明の基板は、液晶表示装置のガラス基板に代表されるが、他のＩＣ搭載基板などであってもよく、また電極は、液晶表示装置の場合にはＩＴＯなどの透明電極であるが、他の銅箔や金箔電極であってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の基板上の欠陥電極の検査方法を図１および図２を示して説明する。図１は、基板の検査から修復までの装置全体を示す説明図であり、図２（Ａ）は基板と検査装置との位置関係を示す上面図、（Ｂ）はその側面図および回路図である。
通常、液晶表示装置に使用される基板は、図７に示すように、ガラス基板２上にＩＴＯなどの材料からなるＸ電極あるいはＹ電極３が等間隔でライン状にエッチング処理により形成されている。前記エッチング処理による電極形成時に異物が混入するなどして、電極３には図７（Ｃ）にあるような断線欠陥部６が生じることがある。
【００１９】
上記のような断線欠陥部６の位置を特定するための装置が図２に示す検査装置８である。
前記検査装置８は、第１の導体としての検査プローブ８ａ、第２の導体としての検査ブラシ８ｂ、検査回路８ｃから構成されているものである。
電極３が形成されたガラス基板２は、図１に示すテーブル１２に載置され、電極３の検査が行われる。ガラス基板２が位置決めされた後、２本の導体からなる検査プローブ８ａおよび検査ブラシ８ｂが電極３のラインの両端に配置される。なお、必要であれば、テーブル１２をＸ−Ｙ方向あるいはθ方向に移動させてガラス基板２の位置を微調整することができる。
【００２０】
また、前記検査プローブ８ａはその先端が針状に形成されている。また、前記検査ブラシ８ｂは、隣り合う電極３のラインにまたがるように幅広に形成されており、このため検査ブラシ８ｂが電極３のラインから多少ずれたとしても検査ミスが起こることはない。なお、前記検査ブラシ８ｂは、電極３を損傷させることがないように、軟らかな毛先を有する導電性ブラシを用いることが好ましい。
前記検査プローブ８ａと検査ブラシ８ｂとは検査回路８ｃに接続されている。この検査回路８ｃには、電源Ｅ、抵抗Ｒ、および抵抗Ｒに流れる電圧Ｖを計測する電圧計を有しており、この検査回路８ｃの両端が前記検査プローブ８ａと検査ブラシ８ｂとにそれぞれ接続されている。なお、前記抵抗Ｒは、電極３よりも十分に大きい抵抗のものが使用されている。
【００２１】
電極３が正常に形成されている場合には、電極３間に電流Ｉが流れて回路が導通し、抵抗Ｒには電圧Ｖ（＝ＩＲ）が発生する。一方、電極３に断線欠陥部６が存在している場合には、回路全体が導通せず、抵抗Ｒには電流が流れないため電圧は発生しない。この電圧値（Ｖ）の有無をモニター上で監視することにより、断線欠陥部６が電極３のどのラインで発生しているのかを特定することができる。
続いて、電極３の長さ方向の欠陥位置の特定が行われる。
【００２２】
図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、検査ブラシ８ｂが検査プローブ８ａの方向すなわち▲１▼から▲４▼の方向へ移動を開始して断線欠陥部６が発生している場所を検査する。この場合の検査ブラシ８ｂは、電極３上を摺動しながら移動する。このとき断線欠陥部６の手前に位置する状態▲２▼では抵抗Ｒには電圧は発生せず、断線欠陥部６を越えた時点の状態▲３▼で電圧が発生し、断線欠陥部６を境にして電圧変化が起こり、断線欠陥部６の位置が特定される。
上記のようにして、断線欠陥部６がどのラインで発生し、しかもラインのどの場所であるかまでが正確に特定されるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、上記検査装置８は、移動装置１３ｃおよび制御装置１１に接続されており、前記移動装置１３ｃにより検査プローブ８ａおよび検査ブラシ８ｂを移動させることができ、制御装置１１により上記動作が制御され、さらに断線欠陥部６の位置データが保存され、このデータが次の修復のための装置へ送られる。
図１は、電極３が形成されたガラス基板２の検査から修復までの装置全体を示し、検査装置８、転写装置４、加熱装置５および制御装置１１から構成されているものである。
【００２４】
上述した方法、装置により断線欠陥部６が特定されると、次に転写装置４が作動するようになっている。
前記転写装置４は、転写プローブ４ａ、移動装置１３ａおよび版ペースト１ｃから構成されており、転写プローブ４ａが断線欠陥部６との間を適切に移動できるように制御装置１１により制御されている。また、前記版ペースト１ｃは基台４ｄと版枠４ｃとで形成されており、その版枠４ｃ内にペースト１が流し込まれ、スキージなどによって平坦にならされて版ペースト１ｃとして形成されている。
また、前記加熱装置５は、半導体レーザー５ａと移動装置１３ｂとから構成されているものである。
【００２５】
図３は、断線欠陥部６を有する基板の修復工程を示したものである。
前記転写プローブ４ａにより断線欠陥部６にペースト１が転写され、続いて半導体レーザー５ａによりペースト１に対しての焼成が行われる。この半導体レーザー５ａは、移動装置１３ｂに接続されており、断線欠陥部６に形成されたペースト１の上部へ自由に移動可能となるように制御装置１１により制御されている。
【００２６】
前記転写プローブ４ａの動作を図４を用いて説明すると、転写プローブ４ａはまず初期状態（ｉ）から版ペースト１ｃ上へと移動され（ｉｉ）、降下される（ｉｉｉ）。次いで、転写プローブ４ａは版ペースト１ｃの底部に到達するまで押し込まれ、転写プローブ４ａを上昇させることにより、一定量のペースト１が転写プローブ４ａの先端部に転写される。このとき、図５（Ａ）に示すように、転写プローブ４ａの内部には弾性体としてコイルばね７が配設されており、転写プローブ４ａが版ペースト１ｃの底部に到達されると、コイルばね７の付勢力に抗して転写プローブ４ａの上部から力Ｆで押圧されるようになっている。次いで、転写プローブ４ａは、断線欠陥部６上に移動され（ｉｖ）、降下される（ｖ）。そして、転写プローブ４ａを上昇させることによりペースト１が転写プローブ４ａと分離されて、前記ペースト１が断線欠陥部６に転写させられ、初期状態（ｉ）へと戻る（ｖｉ）。
【００２７】
また、上記転写プローブ４ａは、その材質をベリリウム−銅とすることが好ましく、また図５（Ｂ）に示すように、その先端部が平坦形状４ｂとされることが、転写を容易にする点において好ましい。
上記のような転写プローブ４ａを使用することにより、高精度な位置決めなどの機構や制御が不要になる。また、転写するペースト１の量を変える場合には、版ペースト１ｃの深さを変更することにより容易に対応することができる。
【００２８】
前記金属の有機化合物からなるペースト１は、金粉をベースとした金ペーストではなく、金原子が有機物と結合して形成されたものであり、全体が液状のペーストで形成されたものである。このようなペースト１としては、金レジネートをベースとしたＭＯＤ（メタロオーガニックデポジション）タイプの金ペーストを使用することが好ましく、且つその中でも低温焼成用のものが好ましい。
上記のようにして断線欠陥部６に転写されたペースト１からなる修復前基板１０は、図３（Ｂ）の工程へと送られ、そこでペースト１の焼成が行われる。
【００２９】
この焼成で使用される加熱装置５の加熱源としては、半導体レーザー５ａが用いられ、またその波長は８１０ｎｍ近傍の近赤外線を照射することにより焼成が行われる。なお、前記半導体レーザー５ａは、図示していないが、複数の半導体素子をユニット化したものであり、それぞれの素子から発射されるレーザー光がガラスファイバーを使用して束ねられ、レンズユニットにより集光されて対象物に光を照射できるように形成されている。
【００３０】
上記のような半導体レーザー５ａを使用した場合、図３（Ｂ）の矢印で示されているように、ペースト１に照射される部分はレーザー光が吸収されて発熱が起こり加熱されるが、それ以外の部分はレーザー光は吸収されず、電極３およびガラス基板２を通り抜けてしまう。すなわち、この半導体レーザー５ａは近赤外線が発射される素子を使用しており、上記で例示したペースト１はそのペーストの色が黒色であるため、近赤外線は吸収される。したがって、転写されたペースト１の部分のみ加熱処理が行われ、それ以外のガラス基板２の部分には発熱は起こらず、ガラス基板２が損傷することがない。
また、この半導体レーザー５ａは、レーザー光の出力強度を容易にコントロールすることができ、それによって断線欠陥部６が、ペースト１の焼成において、高品質な焼成部として得ることができる。
【００３１】
前述した高品質な焼成部を得るための一例として、図６に示すプロファイルを挙げることができる。すなわち、最初に、所定の出力まで上昇した後（０〜８秒）、一定時間段階的（８〜１６秒、１６〜２４秒）に低出力が保持され、このとき予備焼成が行われて液体であるペースト１中の溶剤分が飛ばされる。その後一定時間（２４〜３４秒）高出力が保持されることにより、本焼成が行われて金属成分の析出が行われ、焼成完了後は徐々に出力を下げて（３４〜４２秒）冷却が行われる。上記のような工程を経ることにより、断線欠陥部６に形成された金属の析出部が、ひび割れのない且つ緻密である高品質な金属薄膜１ａを得ることができる。なお、上記プロファイルは一例であり、ペースト１の転写量等によって適宜変更することができる。
【００３２】
上記のようにして、断線欠陥部６が修復され、図３（Ｃ）に示すような金属の析出物による金属薄膜１ａが得られ、修復された基板１０ａが得られるものである。
上記のように、ガラス基板２上の電極３に生じた断線欠陥部６に対して、転写装置４により金属の有機化合物からなるペースト１が転写され、そのペースト１の部分が半導体レーザー５ａからなる加熱装置５によって焼成され、ペースト１中の金属成分のみを析出させて欠陥部の修復が行われるものである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の基板上の欠陥電極の検査方法は、基板上の欠陥電極の位置の特定をライン方向の特定にとどまること無く、ライン上の位置まで特定することができる。
【００３４】
また、本発明の検査装置は、２本の移動可能な導体と簡単な検査回路という安価な装置で構成することができるとともに、確実に素早く検査することができるものである。さらに、上記検査装置を使用することにより、作業者は欠陥を見落とすことなく確実に欠陥を発見することができるとともに、非常に神経を要する作業が必要でなくなることにより作業者への負担を軽減することができるものである。
【００３５】
また、このような安価な検査装置を使用し、しかも作業スピードを上げることにより、液晶表示基板のコストダウンを図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査装置と、それに伴う修復装置とで構成される装置全体を示す説明図、
【図２】（Ａ）検査装置の配置を示す平面図、（Ｂ）その側面図と検査装置に接続される回路図、
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、欠陥電極の修正方法を示す工程図、
【図４】転写プローブの動作を示す説明図、
【図５】（Ａ）は転写プローブの構造を示す正面図、（Ｂ）は拡大図、
【図６】焼成における時間と出力の関係を示すプロファイル、
【図７】基板上に形成された電極を表す平面図であり、（Ａ）は正常、（Ｂ）はショート欠陥、（Ｃ）は断線欠陥を示す、
【符号の説明】
２  ガラス基板
３  電極
６  断線欠陥部
８  検査装置
８ａ  検査プローブ
８ｂ  検査ブラシ
８ｃ  検査回路
Ｅ  電源
Ｒ  抵抗
Ｖ  電圧
Ｉ  電流
【図１】
0003568753.tif 000002
【図２】
0003568753.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003568753.tif 000006
【図６】
0003568753.tif 000007
【図７】
0003568753.tif 000008