(57)【要約】【課題】  輝点欠陥の位置を迅速かつ高精度で検出しうる検出装置を提供する。【解決手段】  光透過を制御可能な光透過制御部３０を内蔵しかつ相互に対向する第１面２０と第２面１０とを有する表示パネル１に発生した輝点欠陥を検出するための検出装置であって、表示パネル１の第１面２０に形成したポジ型のレジスト層４０を備え、レジスト層４０は、輝点欠陥の位置に対応する位置に形成した空孔であって輝点欠陥からの光によってセルフ露光し現像した空孔４２を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過を制御可能な光透過制御部を内蔵しかつ相互に対向する第１面と第２面とを有する表示パネルに発生した輝点欠陥を検出するための検出装置であって、
前記表示パネルの前記第１面に形成したポジ型のレジスト層を備え、
前記レジスト層は、輝点欠陥の位置に対応する位置に形成した空孔であって輝点欠陥からの光によってセルフ露光し現像した空孔を備えていることを特徴とする輝点欠陥の検出装置。
【請求項２】
前記空孔の位置は、前記輝点欠陥から最短に位置する請求項１記載の輝点欠陥の検出装置。
【請求項３】
前記ポジ型のレジスト層は、温度６０〜９０℃で加熱処理されている請求項１記載の輝点欠陥の検出装置。
【請求項４】
請求項１記載の輝点欠陥の検出装置を製造する製造方法であって、
相互に対向する第１面と第２面とを有する前記表示パネルの当該第１面にポジ型のレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
形成したレジスト層を、光透過制御部の遮光条件下に、前記第１面に対向する第２面側からの光照射により発生した輝点欠陥からの光によって、セルフ露光する露光工程と、
露光したレジスト層を現像してセルフ露光した露光部を選択的に除去し、これにより前記レジスト層に空孔を形成する現像工程とを含んでなることを特徴とする検出装置の製造方法。
【請求項５】
露光工程において、表示パネルの第２面側からの光照射は、当該第２面に対し略垂直に照射され、前記空孔の位置は、前記輝点欠陥から最短に位置する請求項４記載の検出装置の製造方法。
【請求項６】
前記レジスト形成工程後であって前記現像工程前に、露光したレジスト層を温度６０〜９０℃で加熱処理して当該レジスト層中に含まれる溶剤を除去する加熱工程を行う請求項４記載の検出装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の輝点欠陥検出装置を用いて輝点欠陥を検出することを特徴とする輝点欠陥の検出方法。
【請求項８】
請求項７記載の輝点欠陥検出方法によって検出した輝点欠陥を修復することを特徴とする輝点欠陥の修復方法。
【請求項９】
請求項８記載の輝点欠陥の修復方法によって輝点欠陥が修復されていることを特徴とする表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルの輝点欠陥の検出装置、この検出装置の製造方法、かかる検出装置を用いて輝点欠陥を検出する検出方法、この検出方法によって検出した輝点欠陥を修復する修復方法、およびこの修復方法によって修復した表示パネルに関する。
本発明の検出装置は、検出が非常に容易な空孔を備えており、この空孔はセルフ露光を介し、輝点欠陥に対応するレジスト層の所定の位置に形成される。
【背景技術】
【０００２】
表示パネルとして、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルが知られている。液晶表示パネルにおいては、各画素に対応して設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子の作動により、液晶層等の光透過制御部における光透過が制御され、光の透過または遮断が行われる。このような液晶表示パネルは、スイッチング素子の特性不良等によりバックライト光が常時透過する状態になると、この画素がユーザに輝点欠陥として認識されるおそれがあることから、輝点欠陥を修復する方法が従来から種々提案され、例えば、配向膜を機能不全にしたり（特許文献１）、偏光板の加工処理（特許文献２）やカラーフィルタのレーザによる暗色化処理（特許文献３）やインクジェットによるパネル基板への塗布処理などによって遮光層を形成している〔以下、このような輝点欠陥修復のための処理を変質処理と呼ぶ。〕。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３１３１６７号公報
【特許文献２】特開２００６−１７１０５７号公報
【特許文献３】特開２００７−１０２２２３号公報
【０００４】
しかしながら、従来の修復方法における輝点欠陥の検出は、かかる輝点欠陥をルーペまたは顕微鏡により目視で検出していたため、欠陥位置を迅速かつ正確に特定することが困難であった。すなわち、輝点欠陥の発生源は、表示パネル内の深部（通常は、表示パネルの視認側パネル表面から２００μｍ以上の深さ）に存在することから、顕微鏡で目視しても、輝点欠陥はその発生源からの拡散により朦朧とした光源としか認識できないため、以上のような問題があった。他方、このような輝点欠陥を迅速かつ正確に検出する方法および装置を開示する技術文献は、見当たらない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記問題点に鑑み、本発明の課題は、輝点欠陥の位置を迅速かつ高精度で検出しうる検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００６】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、フォトリソグラフィ法の応用により、輝点欠陥よりもより近接した位置、すなわち表示パネルの表面（例えば、ガラス基板表面）においてレジスト層・空孔を形成し、この空孔を一次標的として検出しうるような装置とすると、従来法よりも輝点欠陥を迅速かつ高精度で検出できることを見出し、この知見に基づき、本発明が完成するに至ったのである。
すなわち本発明は、光透過を制御可能な光透過制御部を内蔵しかつ相互に対向する第１面と第２面とを有する表示パネルに発生した輝点欠陥を検出するための検出装置であって、
前記表示パネルの前記第１面に形成したポジ型のレジスト層を備え、
前記レジスト層は、輝点欠陥の位置に対応する位置に形成した空孔であって輝点欠陥からの光によってセルフ露光し現像した空孔を備えていることを特徴とする輝点欠陥の検出装置を提供する。
なお、フォトリソグラフィ法は、半導体製造に採用されている技術ではあるが、かかる技術をそのまま適用しても本発明が成立するものではなく、本発明の特許性は明白である。例えば、フォトリソグラフィ法に必須のプリベーク処理およびポストベーク処理、特に後者のポストベーク処理は、本発明には包含されない。このような処理、特に後者のポストベーク処理は、付加的な工程であるだけでなく、のちの剥離工程が不可能ないし困難となる不利益を引き起こすだけである。
本発明によれば、輝点欠陥からの光を用いて、この輝点欠陥に対応するレジスト層部分（好適には輝点欠陥から最短距離の部分）のみを露光し（セルフ露光し）、このセルフ露光した露光部分を現像して空孔を形成することができ、これにより、既知の検出法（輝点欠陥自体の検出）よりも、より近接した空孔を一次標的として検出することにより、輝点欠陥の位置を短時間かつ高精度で検出できるという、技術的効果を奏することができたのである。
好適には、前記空孔の位置は、前記輝点欠陥から最短に位置し、好適には、前記ポジ型のレジスト層は、温度６０〜９０℃で加熱処理されている。
【０００７】
また本発明は、その第２の態様によれば、本発明の輝点欠陥の検出装置を製造する製造方法であって、
相互に対向する第１面と第２面とを有する前記表示パネルの当該第１面にポジ型のレジスト層を形成するレジスト形成工程と、
形成したレジスト層を、光透過制御部の遮光条件下に、前記第１面に対向する第２面側からの光照射により発生した輝点欠陥からの光によって、セルフ露光する露光工程と、
露光したレジスト層を現像してセルフ露光した露光部を選択的に除去し、これにより前記レジスト層に空孔を形成する現像工程とを含んでなることを特徴とする検出装置の製造方法を提供する。好適には、露光工程において、表示パネルの第２面側からの光照射は、当該第２面に対し略垂直に照射され、前記空孔の位置は、前記輝点欠陥から最短に位置し、好適には、前記レジスト形成工程後であって前記現像工程前に、露光したレジスト層を加熱処理して当該レジスト層中に含まれる溶剤を除去する加熱工程を行う。
【０００８】
また本発明は、その第３の態様によれば、本発明の検出装置を用いて輝点欠陥を検出する方法を提供する。この検出方法は、前記製造工程、すなわち前記レジスト工程と、前記露光工程と、現像工程とを含み、さらに検出工程とを含む。
また本発明は、その第４の態様によれば、上記第３の態様により検出した輝点欠陥を修復する方法を提供する。
最後に、その第５の態様によれば、上記第４の態様により修復した表示パネルを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明することにより本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施形態に制限されるものではない。図１は、本発明の検出装置の一実施形態に関し、その検出対象となる表示パネルの模式的断面図、図２および図３は、それぞれ輝点欠陥の検出方法（製造方法）および輝点欠陥の修復方法の一実施形態を説明する模式的工程断面図である。
なお、輝点欠陥の検出方法に関する以下の記載は、技術的に相互に矛盾しない限り、検出装置の製造方法に関する記載と読み替えることができる。
＜表示パネル１＞
図１〜図３に示すように、この実施形態では、表示パネル１はバックライト（図示せず）を備えた透過型の液晶パネルである。図１に示す表示パネル１は、画素基板１０（例えば、厚み50〜100 μm）と、第１面としての対向基板２０（例えば、厚み50〜100 μm）との間に液晶層３０（例えば、厚み６ μm）が挟持されている。第２面としての画素基板１０は、各画素に対応してマトリクス状に配置された画素電極１２と、各画素電極１２に印加される電圧をスイッチングする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子１４とを備えている。また、対向基板２０は、各画素電極１２と対向するように配置される対向電極２２を備えており、対向基板２０と対向電極２２との間には、カラーフィルタ２４が配置されている。画素基板１０および対向基板２０は、通常はガラス基板からなり、液晶層３０側に配向膜１６，２６を備え、液晶層３０とは反対側外方に偏光板１８，２８を備えている。したがって、液晶層３０は、液晶化合物からなる液晶層本体３０’を介し、一対の配向膜１６,２６がサンドイッチ状に配置されている。このように構成された表示パネル１は、画素電極１０の外面側からバックライトの光を照射した状態で、画素電極１２と対向電極２２との間に印加する電圧を制御することにより、液晶層３０の液晶分子の配列方向を変化させて、光の透過または遮断を行うことができる。このように、液晶層３０は、配向膜１６，２６および偏光板１８，２８との協働により、光透過を制御可能な光透過制御部として機能する。表示パネル１のスイッチング素子１４に特性不良が生じる等して、液晶層３０の光透過が遮断された状態にも拘わらず、一部の画素から光漏れが生じると、この部分が輝点欠陥になる。
前記したように、この実施形態では、透過型の液晶パネルを使用したが、反射型の液晶パネルのみならず、光透過制御部を内蔵して輝点欠陥が起こりうる表示パネル（例えば、有機ＥL表示パネル）であれば、本発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、カラーフィルタとスイッチング素子１４とは、液晶層３０を中心にして反対側に配置されているが、両方とも同じ側に配置されている液晶パネル１も、本発明の対象である。さらに電子ペーパーや、電子粉流体を用いた表示パネルも、本発明の対象である。
【００１０】
好適な本発明の輝点欠陥検出方法および輝点欠陥の修復方法は、上記表示パネル１を用い、順に、次の段階を含んでなる。
（1）前処理段階
（2）輝点欠陥の検出段階
（3）輝点欠陥の修復段階
（4）後処理段階
−（1）前処理段階−
既知の点灯検査装置にバックライト取付前の表示パネル１を設置し、液晶層３０のシャッター機能を閉じた状態で点灯検査装置の検査用バックライトを点灯させ、ルーペまたは顕微鏡によって輝点欠陥を有する表示パネル１のみを抽出する。抽出する表示パネル１は、輝点欠陥のサイズが基準値（例えば、直径１００μｍ）未満のものであり、輝点欠陥のサイズが基準値以上のものは、修復不能な不良品として廃棄される。抽出された表示パネル１は、偏光板１８,２８を外し、必要に応じて外表面を洗浄した後、専用トレイケース内に、変質処理対象としてのカラーフィルタ２４（対向基板２０）が上方位置となるように配置する。
【００１１】
−（2）輝点欠陥の検出段階−
この検出段階は、イエロールーム環境（非感光環境）下に行い、順に、次の工程を含んでなる。
（２−１）レジスト形成工程
（２−２）加熱処理工程
（２−３）露光工程
（２−４）現像工程
（２−５）検出工程
【００１２】
（２-１）レジスト層形成工程
まず、図２（ａ）に示すように、表示パネルの第１面としての対向基板２０の外面に、ロールコータやスピンコータ等のレジスト塗布手段を用いて、レジスト材料を塗布してレジスト層４０を形成する。レジスト材料は、ポジ型のものであれば特に限定されず、既知各種のものを使用できる。レジスト層４０の厚みは、例えば、２μｍ程度である。
本発明において、表示パネル１は、相互に対向する第１面と第２面とを有し、この実施形態では、第１面として対向基板２０を選択したが、これに限定されるものではなく、「表示パネルの第１面」は、変質処理対象の位置並びに輝点欠陥の位置を総合的に考慮して決定される。輝点欠陥検出の容易性の観点から言えば、好適には輝点欠陥により近い第１面が選択され、変質処理の容易性の観点から言えば、変質処理対象により近い第１面が選択される。いずれの光透過制御部の構造においても、いずれの第１面を選択しても、本発明の検出法は、一次標的としての空孔４２の形成により、既知の検出法よりも、より迅速にかつより高精度に検出することができる。
【００１３】
（２-２）加熱処理工程
レジスト層を形成した液晶パネル１を、専用トレイケースごとに炉内に投入し、有機溶剤を蒸発させてレジスト層が対向基板２０に付着ないし接着しうるような温度条件（好適には６０〜９０℃、より好適には７０〜８５℃）および時間条件（好適には、0.5〜２時間）に、加熱処理する。これら温度／時間条件は、その上限を越えれば、レジスト層の基板への過度の接着により、後のレジスト層剥離工程が不可能ないし困難になる一方、その下限を下回れば、接着力不足により、後の露光工程などにおいてレジスト層の脱落が起こりうる。
この加熱工程を上記条件で実施することにより、既知のフォトリソグラフィでは必須のポストベーク処理を排除しており、この点でも、既知のフォトリソグラフィ法とは明確な相違が存在する。
（２−３）露光工程
加熱処理した表示パネル１を１枚ずつ取り出して、点灯検査装置にセットする。そして、液晶層３０の光透過を遮断した状態、すなわち液晶層３０のシャッター機能を閉じた状態で、図２（ｂ）に示すように、前記第１面に対向する前記第２面側としての画素電極１０の外面側から、この外面に対し略垂直に、光照射を均一に行い、表示パネル１内の輝点欠陥部Ａを透過した光によってセルフ露光した露光部Ｂを形成する。
なお、この実施形態においては、表示パネル１に対する光照射を１枚ずつ行っているが、表示パネル１を並列で点灯させる治具を用いる等して、複数の表示パネル１を同時に露光するようにしてもよい。また、図２（ｂ）では、輝点欠陥部Ａは、スイッチング素子１４の近傍に模式的に示したが、必ずしもこの位置に限定されるものではない。また、照射光の光源は、一般的な点灯検査装置が備える蛍光管などの検査用バックライトをそのまま使用することができるが、レジスト層４０を露光できるものであれば特に限定されず、例えば、欠陥部Ａが微細であっても確実に露光できるように、エキシマレーザ光源や電子線源など短波長の光源を使用することも可能である。
（２−４）現像工程
セルフ露光した露光部Ｂを含むレジスト層４０を、アルカリ溶液などの現像液を用いて現像して、レジスト層４０を貫通する空孔４２を形成する〔図２（ｃ）〕。なお、レジスト層４０はポジ型であるため、露光部Ｂのみが除去される。
この図2（C）は、本発明の輝点欠陥の検出装置に関し、その一実施形態を示す。この空孔４２は、その一端開口部が対向基板２０に当接する一方、その他端開口部は、系外に向いた自由端である。
（２−５）検出工程
最後に、形成した空孔４２を、一次標的として輝点欠陥を検出する。
このように、この実施形態では、空孔４２を形成し、特に、表示パネル１の欠陥部Ａの直上の位置に形成されることから、輝点欠陥の検出においては、従来のように表示パネル１の内部からの拡散により朦朧とした光を検出するのではなく、空孔４２を検出すればよいので、欠陥部Ａの位置特定を迅速かつ高精度で行うことができる。
【００１４】
−（３）輝点欠陥の修復段階−
この実施形態では、修復方法として、フェムト秒レーザによるカラーフィルタの黒色化を選択して、輝点欠陥の修復工程を行い、修復済みの液晶パネル１を得た。
この段階では、まず、レジスト層４０に空孔４２が形成された表示パネル１を、Ｘ−Ｙ位置合わせ器具にセットする。このＸ−Ｙ位置合わせ器具は、後述するレーザ照射工程で使用するフェムト秒レーザ装置に付随するものを使用することができる。
ついで、Ｘ−Ｙ位置合わせ器具において、ルーペまたは顕微鏡で表示パネル１上の空孔４２の位置（すなわち、輝点欠陥の位置）を決定した後、表示パネル１を固定する。なお、空孔４２は、外縁を把握することによって位置検出を行うことができ、従来のようにバックライト光を照射する必要がないことから、使用するＸ−Ｙ位置合わせ器具には、パネル点灯機能が不要である。
次に、フェムト秒レーザ装置から、図３（ａ）に示すように、レジスト層４０の空孔４２に向けてレーザ光Ｌを照射する（レーザ照射工程）。使用するレーザ光Ｌは、フェムト秒レーザ光であり、パルス幅がフェムト秒オーダ（例えば＜７００フェムト秒）と極めて短く（１フェムト秒は１０−１５秒）、レーザパルスのピーク値が極めて大きいことから、超微細加工に適している。本発明においては、レジスト層４０の空孔４２を介して表示パネル１の内部にフェムト秒レーザ光を集光させることにより、輝点欠陥の修復を行う。
表示パネル１の輝点欠陥は、一般にはスイッチング素子１４やその近傍で生じるが、スイッチング素子１４にレーザ光を集光してスイッチング素子１４自体を破壊すると、良品化率が大幅に低下することが経験上知られている。そこで、本実施形態においては、フェムト秒レーザ装置の対物レンズの位置制御により、フェムト秒レーザ光の集光位置をカラーフィルタ２４に設定し、欠陥部Ａの直上位置に変質処理部Ｃを形成することにより、欠陥部Ａを覆うように不透明化（黒色化）された領域を形成する。
この結果、変質処理部Ｃは、電圧印加の有無に拘わらず、常に光を透過しない状態になる。すなわち、欠陥部Ａを透過する光を、変質処理部Ｃにおいて確実に遮断することができる。また、フェムト秒レーザ光の集光点においては、大きなエネルギーが局部的に注入されるので、変質処理部Ｃを局部的に形成することができる。したがって、微小面積の変質処理部Ｃによって、正常画素に悪影響を与えることなく、欠陥部Ａからの光漏れを抑制することが可能になり、表示品位の向上を図ることができる。
変質処理部Ｃは、直径１０μｍ〜１００μｍの略円形の領域として形成することが好ましく、これによって、欠陥部Ａの透過光を確実に遮蔽しつつ、表示品位を良好に維持することができる。この略円形領域には、直径が一定の円形状の他、半径が一定ではない円形状や、楕円形状や、リング形状の領域が包含される。このような変質処理部Ｃを形成するためのレーザーパワーは、例えば、８０〜２００ｍＷである。また、レーザ波長は、照射位置におけるカラーフィルタ２４の色や材料に合わせて、カラーフィルタ２４が吸収し易い波長領域であることが好ましく、例えば、８５０〜１２５０ｎｍ、例えば１２４５ｎｍである。なお、変質処理部Ｃの厚み（深さ）は、カラーフィルタ２４の厚みよりも小さく、例えば数十μｍ程度である。
このように、この実施形態の表示パネルの欠陥修復方法によれば、レジスト層４０の空孔４２を介してフェムト秒レーザ光を照射し、カラーフィルタ２４に集光するようにしているので、遮光が必要な位置を精度良く且つ局部的に遮光することが可能である。
＜他の修復方法＞
他の修復方法として、配向膜を機能不全にしたり、偏光板を加工したり、インクジェットにより表示パネルの基板に遮光層を形成することによって、輝点欠陥を修復することができる。
【００１５】
−（4）後処理段階−
この後処理段階は、剥離工程と、確認工程とを含んでなる。
（４−１）剥離工程
カラーフィルタ２４の変質処理部Ｃの形成によって輝点欠陥を修復したのち、レジスト層４０を、環境温度下に現像液によって剥離して除去する〔図３（ｂ）〕。
前記したように、検出工程（２−５）は、「環境温度で」行っていることから、現像工程の開始から剥離工程の終了まで非加熱の条件下で実施している。これは、既知のフォトリソグラフィでは必須のポストベーク処理を排除しており、これにより、剥離段階を容易に実施できるという、技術的効果をも奏することができる。
なおレジスト層４０の剥離を容易にするため、予め、レジスト層４０の表面に、液晶層３０が劣化しない程度のＵＶ（紫外線）光を照射してもよい。
（４−２）確認工程
レジスト層４０が剥離された表示パネル１は、偏光板が表裏セットされた点灯検査装置で、輝点が確実に遮光されているかの確認が行われた後、出荷される。欠陥修復後の表示パネル１は、欠陥部のみが的確に修復されているため、表示品位が良好に維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の検出装置の一実施形態に関し、その検出対象となる表示パネルの模式的断面図である。
【図２】本発明の検出方法の一実施形態（製造方法）を説明する模式的工程断面図である。
【図３】本発明の修復方法の一実施形態を説明する模式的工程断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  表示パネル
１０  画素基板
１４  スイッチング素子
２０  対向基板
２４  カラーフィルタ
３０  液晶層
３０’  液晶層本体
４０  レジスト層
４２  空孔
Ａ  輝点欠陥部
Ｂ  セルフ露光した露光部
Ｃ  変質処理部
【図１】
2010066340.tif 000003
【図２】
2010066340.tif 000004
【図３】
2010066340.tif 000005