(57)【要約】【課題】カラーフィルタの製造工程で生じる突起欠陥、白欠陥、黒欠陥を全て容易に修正し、良品率を大幅に向上させることができるカラーフィルタの欠陥修正方法を提供することを目的とする．【解決手段】カラーフィルタの欠陥修正方法において、レーザ光の照射によりカラーフィルタの欠陥部を除去する際に、レーザ光の径を欠陥部を含む円形修正領域に設定し、円形修正領域の除去後、円形修正領域にレーザＣＶＤ法によって厚み１０００オングストローム以上の金属膜を蒸着させることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の照射によりカラーフィルタの欠陥部を除去する際に、レーザ光の径を欠陥部を含む円形修正領域に設定し、円形修正領域の除去後、円形修正領域にレーザＣＶＤ法によって厚み１０００オングストローム以上の金属膜を蒸着させることを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項２】
レーザＣＶＤ法によって蒸着する金属膜は、クロム若しくはタングステンを主成分とすることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項３】
レーザ光の照射により除去する欠陥部は、黒欠陥であることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルタの欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用のカラーフィルタを製造する工程において、カラーフィルタに生じる突起欠陥や白黒欠陥を修正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６により、カラーフィルタの製造方法の１例について説明する。ガラス等の透明基板２上に例えばスクリーン印刷にて、線幅２０μｍ、ピッチ８０μｍ、膜厚０．５μｍ程度のストライブ状パターンからなるブラック遮光層ＢＭを形成する。次に、ブラック遮光層上に、レッドの着色用感材Ｒを塗布し、フォトマスクを配置し露光した後、現像を行いレッドのパターン層を形成し、次いで同様にグリーン、ブルーのパターン層を形成する。各カラーパターン層は長手方向の両側がブラック遮光層ＢＭに対して１０μｍ程度の重なりを持ち膜厚は２μｍ程度である。次に、物理化学的保護、表面の整面化、平坦化を目的として、カラーパターン層の上に光硬化性樹脂を塗布して保護膜層ＯＰを膜厚２〜３μｍ程度に形成する。さらに、保護膜層ＯＰの上に真空成膜法を用いて酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を成膜した後、マスク蒸着法、エッチング法等により電極パターン加工を行い、透明電極層を形成してカラーフィルタを製造する。
【０００３】
上記カラーフィルタの製造工程において、図６に示すように着色用感材の塗布工程において、ゴミ等の異物ａが混入し、これがカラーパターン層Ｒ、Ｇ、Ｂに残留したり、カラーパターン層の表面にゴミ等の異物が付着すると、カラーパターン層の上に保護膜層ＯＰを形成したとき、ゴミ等の異物に対応する部分に突起欠陥ｂが形成されてしまう。また、フォトマスクにゴミが付着するとカラーパターン層に白欠陥ｃが生じたり、ブラック遮光層ＢＭの黒欠陥が生じてしまう。このような欠陥は、カラーフィルタの表面に設けられる液晶セル内の液晶の配向を阻害したり、撮像した映像や表示する映像の欠陥になり、カラーフィルタを使用した製品が不良になってしまう。従来、上記欠陥を修正するために、欠陥部をレーザ光でカットしたり、テープで研磨したり、刃物で削り取った後、着色感材を塗布する方法が採用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の欠陥修正方法は、着色感材の塗布における作業性が悪く、また、修正後の良品率が低いという問題を有している。とくに、近年、基板の大型化が進んでおり、１つでも欠陥が生じるとその影響が大きいため、不良品の修正が重要な課題となっている。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するものであって、カラーフィルタの製造工程で生じる突起欠陥、白欠陥、黒欠陥を全て容易に修正し、良品率を大幅に向上させることができるカラーフィルタの欠陥修正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、レーザ光の照射によりカラーフィルタの欠陥部を除去する際に、液の浸透、拡散性が良く液の回り込み不足による色ムラを発生させないように、レーザ光の径を欠陥部を含む円形修正領域、好ましくは欠陥部に外接する外接円からなる円形修正領域に設定し、円形修正領域の除去後、円形修正領域にレーザＣＶＤ法によって厚み１０００オングストローム以上の金属膜を蒸着させることにより、バックライト光を完全に遮光可能にすることを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、レーザＣＶＤ法によって蒸着する金属膜は、クロム若しくはタングステンを主成分とすることを特徴とする。
また、本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、レーザ光の照射により除去する欠陥部は、黒欠陥であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カラーフィルタの製造工程で生じる突起欠陥、白欠陥、黒欠陥を全て容易に修正し、良品率を大幅に向上させることができる。また、バックライト光を完全に遮光することができる。また、円形修正領域がカラーパターン層であってもブラック遮光膜ＢＭの金属膜を蒸着させることとなるが、製品となったカラーフィルタには問題はなく、黒欠陥だけではなく、カラーパターン層に生じる突起欠陥、白欠陥を修正することができる。また、レーザＣＶＤ法を用いた装置によると、蒸着させる金属膜の厚さを調整することができるため、膜厚にバラツキがないカラーパターン層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明におけるカラーフィルタの欠陥修正方法の１実施形態を説明するための構成図である。
【図２】図１におけるレーザ光の径の設定を説明するための図である。
【図３】図１の実施例１を説明するための図である。
【図４】図１の実施例２を説明するための図である。
【図５】図１の比較例を説明するための図である。
【図６】カラーフィルタの欠陥を説明するための拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明におけるカラーフィルタの欠陥修正方法の１実施形態を説明するための構成図である。
【００１０】
図１において、ＸＹθステージ（基板移動ステージ）１上には前述したカラーパターン層が形成された基板２が載置されている。このＸＹθステージ１は、駆動機構３によりＸＹ平面および傾斜角θで移動可能にされている。欠陥検出装置４は、前述したカラーフィルタの欠陥を検査する装置であり、ＣＣＤカメラ５は、対物レンズ６、半透鏡７、結像レンズ８を介して基板２を撮像し、撮像された画像データは画像処理部９に送られ、ここで予め設定された閾値で２値化され、基板２上の欠陥部を抽出する。抽出された欠陥情報は、ディスプレイ１０に表示されその確認が行われると同時に、演算処理部１１に送られる。
【００１１】
レーザ照射装置１２は、欠陥検出装置で検出された欠陥部にレーザ光を照射し、領域内の物質を除去する装置である。紫外レーザ発振器１３（ＹＡＧレーザであり出力１５ｍｊ以上（波長１０６７ｎｍ）または２ｍｊ以上（波長５３３．５ｎｍ））から発射されたレーザ光は、密度調整器１４により照射エネルギ密度が増減され、拡径器１５で径が拡大されてレーザ光の強度が均一化され、ミラー１６を経て開口調節器１７に入射される。開口調節器１７は、開口の周囲に複数の移動プレートを備えており、駆動機構１８により移動プレートを移動させることにより開口の径を調節し、レーザ光の径を所望の大きさに調節可能にしている。すなわち、図２に示すように、ＣＣＤカメラの画素Ｉ上に欠陥部Ｄが抽出されたとき、欠陥部Ｄに外接する外接円からなる円形修正領域Ｍでレーザ光の径ｒを設定し、その中心を欠陥部Ｄの位置情報としている。なお、円形修正領域Ｍは欠陥部Ｄを含む円でもよい。径ｒは５０〜１５０μｍ程度で変更可能にされている。開口調節器１７により所望の径に調節されたレーザ光は、ミラー１９、結像レンズ２０、半透鏡７および対物レンズ６を経て、ＸＹθステージ１上に載置された基板２に照射される。
【００１２】
欠陥修正装置２１は、レーザ照射装置１２により物質が除去された除去部にパターン層を充填する装置であり、インク吐出装置２２、これを駆動するための駆動回路２３およびインク硬化装置２４を備えている。なお、インク吐出装置２２としては、ディスペンス装置またはインクジェット装置を用いることができる。このうちディスペンス装置の吐出方法としては、インクを連続して吐出する連続吐出法および液滴を作ってから間欠的に塗布させる間欠吐出法を適用することができる。また、インクジェット装置には、コンティニュアスタイプまたはオンデマンドタイプを採用することができ、前者はインクが出続けているところに電界をかけ、インクを捕集皿に回収してカラーフィルタ基板上に塗布されないようにする方法で、後者はカラーフィルタ基板を移動させ、その位置に応じてインク吐出のオンオフを行うものである。以上述べたインク吐出装置２２としては、インクジェット装置が好ましい。このため以下にインクジェット装置を例に挙げて説明する。
【００１３】
インクジェット装置２２は、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび黒色の４色の修正インクを滴下する装置であり、修正インクは表面張力が大きい熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂からなるものが好ましい。また、インク硬化装置２４は、加熱ブロックまたは紫外線照射スポット光源からなる。なお、インクジェット装置２２およびインク硬化装置２４は、昇降機構（図示せず）により基板２へ近接可能にされている。
【００１４】
演算処理部１１は、欠陥部の形状およびその位置を示す情報を駆動機構１８に送り、開口調節器１７を駆動してレーザ光の径を変更するとともに、ＸＹθステージ１を駆動してレーザ光の照射位置決めを行う。また、紫外レーザ発振器１３および密度調整器１４に信号を送り、照射時間、照射回数、照射エネルギ密度を制御する。また、駆動回路２３にインキの色およびインキ滴下量の信号を送りインクジェット装置２２を制御する。
【００１５】
次に、本実施形態の実施例１、２および比較例について説明する。先ず、実施例１を図３により説明する。
【００１６】
図３（Ａ）は、グリーンのパターン層Ｇの欠陥部を含む円形修正領域Ｍをレーザ光のにより除去した状態を示している。なお、本例は、ブラック遮光層ＢＭの線幅が２０μｍ、ＢＭ間隔が８０μｍ、着色層ＲＧＢの膜厚が１．４μｍ、円形修正領域Ｍの直径が５５μｍである。次に、円形修正領域Ｍにインクジェット装置２２によりグリーンの修正インクＧ'を図３（Ｂ）に示すように滴下する。グリーン修正インクＧ'としては、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂としては、バインダー樹脂：ベンジルメタクリレートとグリシジルメタクリレートの共重合体多官能エポキシ樹脂：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂多価カルボン酸：トリメット酸溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートＧ顔料：Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.ピグメントグリーン３６Ｙ顔料：Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.ピグメントイエロー１５０分散剤：アビシア社製ソルスパース２４０００紫外線硬化性樹脂としては、バインダー樹脂：メタクリ酸とベンジルメタクリレートの共重合体多官能モノマー：トリメチロールプロパントリアクリレート光重合開始剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製イルガーキュア９０７溶剤：エトキシエチルプロピオネートＧ顔料：Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.ピグメントグリーン３６Ｙ顔料：Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.ピグメントイエロー１５０分散剤：アビシア社製ソルスパース２４０００に示す成分の顔料分散組成物を用いた。
【００１７】
このインクの吐出量（体積）は２０ＰＩ／滴で４滴、すなわち８０ＰＩを滴下し、円形修正領域の上面に球状に膨らんだ状態とする（図３（Ｂ））。最後に、インク硬化装置２４により修正インクＧ'を硬化させると、図３（Ｃ）に示すように、修正インクＧ'は収縮し、円形修正領域Ｍを略面一に充填、修正することにより、膜厚バラツキを０．１μｍまで平坦化でき色ムラも実用上問題のないレベルを達成することができる。
【００１８】
なお、修正インクＧ'を硬化させる際、熱硬化性樹脂の場合は、加熱ブロックにおいて、２２０℃、１０分のベーキングを行った。この加熱処理により、インク滴下後に周辺部より５μｍ高い球状の膨らみが、周辺部より０．０５μｍ低い凹レンズ状に減少した。紫外線硬化性樹脂の場合は、滴下面積をおおうように紫外線により１０００ｍｊ／ｃｍ2のスポット照射を行った後、加熱ブロックにおいて２００℃、３０分のベーキングを行った。この加熱処理により、インク滴下後に周辺部より５μｍ高い球状の膨らみが、周辺部より０．０９μｍ高い凸レンズ状に減少した。
【００１９】
次に、実施例２を図４により説明する。図４（Ａ）は、レッドのパターン層Ｒを示し、画素の大きさが１００×３００μｍ、膜厚が１μｍで突起欠陥部Ｄが存在する状態を示している。図４（Ｂ）は、欠陥部Ｄを含む円形修正領域Ｍをレーザ光により除去した状態を示し、円形修正領域Ｍの直径は６０μｍである。次に、円形修正領域Ｍにインクジェット装置２２によりレッドの修正インクＲ'図４（Ｃ）に示すように滴下する。レッド修正インクＧ'としては、熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂としては、バインダー樹脂：ベンジルメタクリレートとグリシジルメタクリレートの共重合体多官能エポキシ樹脂：クレゾールノボラック型エポキシ樹脂多価カルボン酸：トリメット酸溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートＲ顔料：Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.ピグメントレッド２５４Ｙ顔料：Ｃ.Ｉ.Ｎｏ.ピグメントイエロー１３９分散剤：アビシア社製ソルスパース２４０００このインクの吐出量（体積）は２０ＰＩ／滴で４滴、すなわち８０ＰＩを滴下し、円形修正領域Ｍの上面に５μｍ高さの球状に膨らんだ状態とする（図４（Ｃ））。最後に、加熱ブロックにおいて、２２０℃、１０分のベーキングを行った。この加熱処理により、インク滴下後に周辺部より５μｍ高い球状の膨らみが、周辺部より０．９μｍ低い凹レンズ状に減少した（図４（Ｄ））。レッドのパターン層Ｒと同一の色相を持つ修正インクを充填したため、修正部の色の違いは殆ど認められなかった。
【００２０】
次に、比較例を図５により説明する。実施例２の図４（Ａ）と同様に、画素の大きさが１００×３００μｍ、膜厚が１μｍで突起欠陥部Ｄが存在するレッドパターン層Ｒについて修正を行った。図５（Ａ）に示すように、矩形の開口を持つマスクを配置して欠陥部Ｄを含む修正領域Ｍ'をレーザ光により除去した。除去部の形状は１００×３００μｍでほぼ一画素分である。次に、除去部の修正領域Ｍ'に、実施例２と同様の修正インクおよび方法でレッドの修正インクＲ'を滴下したところ、図５（Ｂ）に示すように矩形状の修正領域Ｍ'の四隅において、インク未充填部（または不足部）Ｘが生じてしまい、次に、実施例２と同様の方法でベーキングを行ったところ、図５（Ｃ）に示すように、白抜け部Ｃや膜厚不足による色ムラ部Ｃ'が生じてしまった。
【００２１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。前記実施形態においては、欠陥修正装置２１は、インクジェット装置２２、駆動回路２３、インク硬化装置２４からなるが、本実施形態においては、この欠陥修正装置の代わりに、レーザＣＶＤ法を用いた装置によって、Ｃｒ（Ｃ０）6、Ｗ（ＣＯ）6等のクロム若しくはタングステンを主成分とするブラック遮光膜ＢＭの金属膜を厚み１０００オングストローム以上で蒸着させる。この方法は、欠陥修正装置２１と同様に演算処理部１１から送られてきた情報により検出された円形修正領域Ｍの物質を除去し、この円形修正領域Ｍにブラック遮光膜ＢＭの金属膜を蒸着させる。これにより、バックライト光を完全に遮光することができる。また、円形修正領域がカラーパターン層であってもブラック遮光膜ＢＭの金属膜を蒸着させることとなるが、製品となったカラーフィルタには問題はなく、黒欠陥だけではなく、カラーパターン層に生じる突起欠陥、白欠陥を修正することができる。また、レーザＣＶＤ法を用いた装置によると、蒸着させる金属膜の厚さを調整することができるため、膜厚にバラツキがないカラーパターン層を形成することができる。
【符号の説明】
【００２２】
２：基板、４：欠陥検査装置、１２：レーザ照射装置、２２：インク吐出装置（インクジェット装置）、２４：インク硬化装置、Ｄ：欠陥部、Ｇ'、Ｒ'：修正インク、Ｍ：円形修正領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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