(57)【要約】【課題】  表示装置に用いられるカラーフィルタを形状精度良く修正することができる修正方法及び修正装置を提供する。【解決手段】  透明基板上に、所定の領域に遮光層により区画化されて形成された着色層に生じた欠陥をインクジェットにより修正する修正方法及び装置において、欠陥部位を、隣接する遮光層の辺縁と平行な辺を有する多角形形状で除去し、除去された部位に所定の色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填することを特徴とする。欠陥が除去された部位にインクジェットにより着色材料を吐出させる際、吐出と乾燥を繰り返すことで、形状精度良く修正することが可能となる。【選択図】図４
2006030283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正方法において、
前記着色層の欠陥部位を、該着色層に隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の領域において除去し、
前記領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填することを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
【請求項２】
透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正方法において、
前記着色層の欠陥部位の一部を、隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第１の領域において除去し、
前記第１の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、
前記充填した後の前記第１の領域の一部を含み且つ隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去し、
前記第２の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記欠陥部位が略なくなるまで繰り返すことを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
【請求項３】
透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正方法において、
前記着色層の欠陥部位の一部を、隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第１の領域において除去し、
該第１の領域と重ならないように間隔を空け、隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去する工程を、前記欠陥部位がなくなるまで繰り返し、
前記第１の領域に前記着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、
前記第２の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記欠陥部位が略なくなるまで繰り返すことを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
【請求項４】
前記領域が、隣接する遮光層辺縁の略中心に位置することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項５】
前記領域が、隣接する遮光層辺縁で略左右対称であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項６】
前記領域に前記着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する際、複数回に分けて繰り返し吐出させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項７】
前記領域の体積をＶとすると、インクジェットヘッドにより吐出される着色材料が、始めにＶを超える量を吐出させた後、Ｖを超えない量を繰り返し吐出することを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項８】
前記繰り返し吐出が、前に吐出された着色材料の一部が乾燥してから行われることを特徴とする請求項６記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項９】
前記乾燥を赤外線ランプで行うことを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項１０】
前記乾燥を温風で行うことを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項１１】
前記乾燥を半導体レーザによる照射で行うことを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項１２】
前記吐出される着色材料の固形分％をｘとしたときに、吐出される着色材料の総量が、Ｖ／（ｘ／１００）±５０％であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項１３】
前記着色層の欠陥部位の除去が、エキシマレーザ加工によることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項１４】
前記着色層の欠陥部位の除去が、ＹＡＧレーザ加工によることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカラーフィルタの修正方法。
【請求項１５】
透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正装置であって、
前記着色層の着色材料の少なくとも１色を吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出される前記着色材料の量を制御する制御装置と、
前記着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層辺縁と平行な辺を有する形状の領域で除去する除去手段と、
前記カラーフィルタを固定し、前記インクジェットヘッドと相対的に移動するステージと、
前記インクジェットヘッドより吐出された前記着色材料を乾燥する手段とを備え、
前記除去手段により、前記着色層の欠陥部位を、前記領域において除去し、前記領域に前記着色層に対応する色の着色材料を前記インクジェットヘッドにより吐出させて充填することを特徴とするカラーフィルタの修正装置。
【請求項１６】
透明基板上に、光を透過しない遮光材料により区画化されて着色材料が形成されたカラーフィルタの修正装置であって、
前記着色材料の少なくとも１色を吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出される前記着色材料の量を制御する制御装置と、
前記着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層辺縁と平行な辺を有する形状の領域で除去する除去手段と、
前記カラーフィルタを固定し、前記インクジェットヘッドと相対的に移動するステージと、
前記インクジェットヘッドより吐出された前記着色材料を乾燥する手段とを備え、
前記除去手段により、前記着色層の欠陥部位の一部を第１の領域において除去し、
前記第１の領域に前記着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、
前記除去手段により、前記充填した後の前記第１の領域の一部を含む第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去し、前記第２の形状に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、
前記欠陥部位がなくなるまで繰り返すことを特徴とするカラーフィルタの修正装置。
【請求項１７】
透明基板上に、光を透過しない遮光材料により区画化されて着色材料が形成されたカラーフィルタの修正装置であって、
前記着色材料の少なくとも１色を吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出される前記着色材料の量を制御する制御装置と、
前記着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層辺縁と平行な辺を有する形状の領域で除去する除去手段と、
前記カラーフィルタを固定し、前記インクジェットヘッドと相対的に移動するステージと、
前記インクジェットヘッドより吐出された前記着色材料を乾燥する手段とを備え、
前記除去手段により、前記着色層の欠陥部位の一部を、第１の領域において除去し、
前記第１の領域と重ならないように間隔を空けた第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去する工程を、前記欠陥部位がなくなるまで繰り返し、
前記第１の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、
前記第２の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記欠陥部位が略なくなるまで繰り返すことを特徴とするカラーフィルタ装置。
【請求項１８】
前記領域が、隣接する遮光層辺縁の略中心に位置することを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【請求項１９】
前記領域が、隣接する遮光層辺縁で略左右対称であることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【請求項２０】
前記乾燥する手段が赤外線ランプであることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【請求項２１】
前記乾燥する手段がエアーヒータであることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【請求項２２】
前記乾燥する手段が半導体レーザであることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【請求項２３】
前記欠陥部位の除去が、エキシマレーザ加工によることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【請求項２４】
前記欠陥部位の除去が、ＹＡＧレーザ加工によることを特徴とする請求項１５〜請求項１７のいずれかに記載のカラーフィルタの修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に用いられるカラーフィルタの修正方法及び修正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、パーソナルコンピュータのディスプレイだけでなく、ＴＶ用画面として、その薄型化や大画面化を特徴に需要が増大する傾向にある。  液晶表示装置には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に着色された着色層が、ストライプ状あるいは格子状に多数配列されたカラーフィルタが使用されている。このようなカラーフィルタの製造方法としては、顔料分散カラーレジストを用いるＰＤＣＲ（Pigment   Dispersed   Color   Resist）法や、顔料分散カラーレジストをフィルムにしてコーティングするＦＭＴ（Filmed  Mass  Transfer）法、印刷法、レジスト電着法などがある。（例えば、非特許文献１）
ディスプレイの大画面化に伴い、カラーフィルタの歩留まり向上は、低コストで液晶表示装置を製造するためには不可欠となっているが、従来のカラーフィルタの製造方法では、欠陥の無いカラーフィルタを作製することは困難である。そこで、微小な欠陥を修正することで、不良品を良品に変える提案がなされており、特に、大画面のカラーフィルタを製造する場合、微小な欠陥を修正することで歩留まりを向上させる取り組みが重要となっている。
【０００３】
このような修正方法としては、欠陥を有する画素格子内のカラーフィルタ層を色要素の概ね全てを除去して、ブランクになった格子内に新たな色要素を埋め込む方法や（例えば、特許文献１）、色抜けの生じた感光性の着色剤を、カラーフィルタの上に再度被着させて、透明基板側から露光硬貨させることで、色抜け部分のみを充填する方法が提案されている。（例えば、特許文献２）
しかしながら、特許文献１の方法では、画素全てを除去した後に手作業による埋め込み作業が必要となり、埋め込みの精度が悪く、作業に時間がかかるという問題がある。また、特許文献２の方法では、埋め込みの精度は良いが、微小な欠陥を修正するために、大面積に着色剤に被着させる必要があり、材料の無駄が多いという問題がある。
【０００４】
上記問題を解決する方法として、インクジェットにより着色剤を吐出し、フィルタエレメントの色抜けあるいは色ムラを着色する方法や、（例えば、特許文献３）着色層のピンホールに対してインクジェット法により着色材料を吐出する、あるいは、異物をレーザにより除去し、除去した部分にインクジェット法により着色材料を吐出する修正方法が開示されている。（例えば、特許文献４）
しかし、これらの方法においても、微小なピンホールに着色材料をインクジェットにより吐出して埋めることは、ピンホール以外の領域に着色材料が溢れて凸形状となって段差が生じ、カラーフィルタ上に形成される透明電極と対向する透明電極が短絡したり、両透明電極の間隔に不均一が生じ液晶分子の配向が乱れて色ムラが生じるという問題がある。また、異物をレーザで除去した後にその部位をインクジェットにより修正する場合でも、異物を除去する形状や大きさにより、インクジェットにより吐出された着色材料が除去された部位に均一に埋まらなかったり、除去された領域の周辺部の着色材料との濡れ性の不均一性のため、除去された部位を精度良く修正できないという問題がある。
【非特許文献１】山田泰：最新の液晶用カラーフィルタ製造技術、精密工学会誌  Ｖｏｌ．６９、Ｎｏ７、２００３
【特許文献１】特開平３−２７４５０４号公報
【特許文献２】特開平５−３０３０１４号公報
【特許文献３】特開平３０３４４３８号公報
【特許文献４】特開平１１−２７１７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来のカラーフィルタの修正方法では、材料の歩留まりの悪さや、精度良く修正できない等の問題がある。
【０００６】
本発明は、着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状で除去し、除去された部位を精度良く修正することができ、カラーフィルタの歩留まりを向上させることができるカラーフィルタの修正方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、次の構成を備えている。
【０００８】
透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正方法において、前記着色層の欠陥部位を、該着色層に隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の領域において除去し、前記領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填することを特徴とする。
【０００９】
前記事項により、形状精度良くカラーフィルタの修正を施すことができ、歩留まりを向上させることが可能である。
【００１０】
本発明は、透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正方法において、前記着色層の欠陥部位の一部を、隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第１の領域で除去し、前記第１の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、前記充填した後の第１の領域の一部を含み且つ隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去し、前記第２の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記欠陥部位が略なくなるまで繰り返すことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、欠陥部位の除去と修正を連続して繰り返すので、欠陥部位の大きさが大きい場合でも、欠陥部位全てを精度良く修正することが可能である。
【００１２】
本発明は、透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正方法において、前記着色層の欠陥部位の一部を、隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第１の領域において除去し、該第１の領域と重ならないように間隔を空け、隣接する前記遮光層の辺縁と平行な辺を有する形状の第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去する工程を、前記欠陥部位がなくなるまで繰り返し、前記第１の領域に前記着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、前記第２の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記除去部位が略なくなるまで繰り返すことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、欠陥部位の除去を繰り返し、その後、修正を繰り返すので、欠陥部位の大きさが大きい場合でも、短時間に修正することが可能である。
【００１４】
本発明の実施態様では、前記領域が、隣接する遮光層辺縁の略中心に位置する。
【００１５】
前記実施態様によれば、該欠陥部位を除去する領域が遮光層の間の略中心に位置するので、該欠陥部位を除去する領域を同色の着色材料で均一に埋めることができ、色ムラのないカラーフィルタの修正を行うことが可能である。
【００１６】
本発明の実施態様によれば、前記領域が、隣接する遮光層辺縁で略左右対称である。
【００１７】
前記実施態様によれば、該欠陥部位除去部に着色材料をインクジェットにより吐出して埋め込んだときに、該欠陥除去部で略左右対称に広がるので、形状精度よくカラーフィルタの修正が可能である。
【００１８】
本発明の実施態様では、前記領域に前記着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する際、複数回に分けて繰り返し吐出させる。
【００１９】
前記実施態様によれば、複数回に分けて繰り返し吐出させるので、形状精度良くカラーフィルタの修正が可能である。
【００２０】
本発明の実施態様では、前記除去部の体積をＶとすると、インクジェットヘッドにより吐出される着色材料が、始めにＶを超える量を吐出させた後、Ｖを超えない量を繰り返し吐出する。
【００２１】
前記実施態様によれば、始めに吐出されたＶを超える量の着色材料が該欠陥除去部位の内部に十分濡れ広がり、後から吐出されるＶを超えない量の着色材料の濡れ広がりを均一にすることが可能である。
【００２２】
本発明の実施態様では、前記繰り返し吐出が、前に吐出された着色材料の一部が乾燥してから繰り返される。
【００２３】
前記実施態様によれば、始めにＶを超える量の着色材料の該欠陥除去部位周辺
部に溢れた部分が、前記欠陥除去部の内部に存在する着色材料よりも早く乾燥して続いて吐出される着色材料に対する濡れ性が小さくなるので、前記後に吐出される着色材料が前記欠陥除去部から溢れることがなくなる。
【００２４】
本発明の実施態様では、前記乾燥を赤外線ランプで行う。
【００２５】
前記実施態様によれば、容易に乾燥の時間を早くすることができ、修正に要する時間を短縮することが可能である。
【００２６】
本発明の実施態様では、前記乾燥を温風で行う。
【００２７】
前記実施態様によれば、容易に乾燥の時間を早くすることができ、修正に要する時間を短縮することが可能である。
【００２８】
本発明の実施態様では、前記乾燥を半導体レーザによる照射で行う。
【００２９】
前記実施態様によれば、照射領域を小さくすることができる。すなわち、未修正領域への熱の影響を小さくして必要な部位のみを乾燥することが可能となり、修正に要する時間を短縮することが可能である。
【００３０】
本発明の実施態様では、前記吐出される着色材料の固形分％をｘとしたときに、吐出される着色材料の総量が、Ｖ／（ｘ／１００）±５０％とする。
【００３１】
前記実施態様によれば、カラーフィルタの厚みをｔとした場合、修正後の修正部位の着色層の厚さは０．５×ｔ〜１．５×ｔとなり、対向する透明電極と短絡せず、液晶の配向が乱れない形状に修正することが可能である。
【００３２】
本発明の実施態様では、前記着色層欠陥部位の除去が、エキシマレーザ加工によることとする。
【００３３】
前記実施態様によれば、前記欠陥部位の異物や前記着色層を容易に除去することができ、レーザのパワーや照射領域を調整することで、前記着色層の下に存在する透明基板にダメージを与えることなく、任意の大きさに該欠陥部位を除去することが可能である。
【００３４】
本発明の実施態様では、前記着色層欠陥部位の除去が、ＹＡＧレーザ加工によることとする。
【００３５】
前記実施態様によれば、前記欠陥部位の異物や前記着色層を容易に除去することができ、レーザのパワーや照射領域を調整することで、前記着色層の下に存在する透明基板にダメージを与えることなく、任意の大きさに該欠陥部位を除去することが可能である。
【００３６】
本発明は、透明基板上に、遮光層により複数の着色層が区画化されたカラーフィルタの修正装置であって、前記着色層の着色材料の少なくとも１色を吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出される前記着色材料の量を制御する制御装置と、前記着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層辺縁と平行な辺を有する形状の領域で除去する除去手段と、前記カラーフィルタを固定し、前記インクジェットヘッドと相対的に移動するステージと、前記インクジェットヘッドより吐出された前記着色材料を乾燥する手段とを備え、前記除手段により、前記着色層の欠陥部位を、前記領域において除去し、前記領域に前記着色層に対応する色の着色材料を前記インクジェットヘッドにより吐出させて充填することを特徴とする。
【００３７】
本発明によれば、形状精度よくカラーフィルタの修正を施すことができ、歩留りを向上させることが可能である。
【００３８】
本発明は、透明基板上に、光を透過しない遮光材料により区画化されて着色材料が形成されたカラーフィルタの修正装置であって、前記着色材料の少なくとも１色を吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出される前記着色材料の量を制御する制御装置と、前記着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層辺縁と平行な辺を有する形状の領域で除去する除去手段と、前記カラー
フィルタを固定し、前記インクジェットヘッドと相対的に移動するステージと、
前記インクジェットヘッドより吐出された前記着色材料を乾燥する手段とを備え、前記第１の領域に前記着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、前記除去手段により、前記充填した後の前記第１の領域の一部を含む第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去し、前記第２の形状に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記欠陥部位がなくなるまで繰り返すことを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、欠陥部位の除去と修正を連続して繰り返すので、欠陥部位の大きさが大きい場合でも、欠陥部位全てを精度良く修正することが可能である。
【００４０】
本発明は、透明基板上に、光を透過しない遮光材料により区画化されて着色材料が形成されたカラーフィルタの修正装置であって、前記着色材料の少なくとも１色を吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出される前記着色材料の量を制御する制御装置と、前記着色層の欠陥部位を、隣接する遮光層辺縁と平行な辺を有する形状の領域で除去する除去手段と、前記カラーフィルタを固定し、前記インクジェットヘッドと相対的に移動するステージと、前記インクジェットヘッドより吐出された前記着色材料を乾燥する手段とを備え、前記除去手段により、前記着色層の欠陥部位の一部を、第１の領域において除去し、前記第１の領域と重ならないように間隔を空けた第２の領域において前記欠陥部位の残部を除去する工程を、前記欠陥部位がなくなるまで繰り返し、前記第１の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填し、前記第２の領域に当該着色層に対応する色の着色材料をインクジェットヘッドにより吐出させて充填する工程を、前記欠陥部位が略なくなるまで繰り返すことを特徴とする。
【００４１】
本発明によれば、欠陥部位の除去を繰り返し、その後、修正を繰り返すので、欠陥部位の大きさが大きい場合でも、短時間に修正することが可能である。
【００４２】
本発明の実施態様では、前記領域が、隣接する遮光層辺縁の略中心に位置する。
【００４３】
前記実施態様によれば、該欠陥部位を除去する領域が遮光層の間の着中心に位置するので、該欠陥部位を除去する領域を同色の着色材料で均一に埋めることができ、色ムラのないカラーフィルタの修正を行うことが可能である。
【００４４】
本発明の実施態様では、前記領域が、隣接する遮光層辺縁で略左右対称である。
【００４５】
前記実施態様によれば、該欠陥部位除去部に着色材料をインクジェットにより
吐出して埋め込んだときに、該欠陥除去部で略左右対称に広がるので、形状精度よくカラーフィルタの修正が可能である。
【００４６】
本発明の実施態様では、前記乾燥する手段が赤外線ランプである。
【００４７】
前記実施態様によれば、容易に乾燥の時間を早くすることができ、修正に要する時間を短縮することが可能である。
【００４８】
本発明の実施態様では、前記乾燥する手段がエアーヒータである。
【００４９】
前記実施態様によれば、容易に乾燥の時間を早くすることができ、修正に要する時間を短縮することが可能である。
【００５０】
本発明の実施態様では、前記乾燥する手段が半導体レーザである。
【００５１】
前記実施態様によれば、照射領域を小さくすることができる。すなわち、未修正領域への熱の影響を小さくして必要な部分のみを乾燥することが可能となり、修正に要する時間を短縮することが可能である。
【００５２】
本発明の実施態様では、前記欠陥部位の除去手段が、エキシマレーザ加工である。
【００５３】
前記実施態様によれば、前記欠陥部位の異物の前記着色層を容易に除去することができ、レーザのパワーや照射領域を調整することで、前記着色層の下に存在する透明基板にダメージを与えることなく、任意の大きさに該欠陥部位を除去することが可能である。
【００５４】
本発明の実施態様によれば、前記欠陥部位の除去手段が、ＹＡＧレーザ加工である。
【００５５】
前記実施態様によれば、前記欠陥部位の異物や前記着色層を容易に除去することができ、レーザのパワーや照射領域を調整することで、前記着色層の下に存在する透明基板にダメージを与えることなく、任意の大きさに該欠陥部位を除去することが可能である。
【発明の効果】
【００５６】
本発明に係るカラーフィルタの修正方法およびその修正装置によれば、形状精度良くカラーフィルタの欠陥を修正し、カラーフィルタの製造歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
本発明による実施の形態を図１から図１３を用いて詳細に説明する。
【００５８】
（実施形態１）
図１は、本発明に係るカラーフィルタの断面図（a ）及び平面図（b ）を示している。ここでは、非特許文献１に記載のＰＤＣＲ（Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｓｉｓｔ）法により作製されたカラーフィルタを用いて説明する。
【００５９】
図１（a ）は、図１（ｂ）のＩ−Ｉ' 断面図である。
【００６０】
カラーフィルタは透明基板上１の上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層２が所定の領域に形成され、各色の間には、遮光材料としてブラックマトリックス（ＭＢ）である遮光層３が形成されている。着色層２には、顔料を分散したレジストが用いられ、フォトリソ工程によりパターニングされており、厚みは、１〜２μｍ程度、画素の幅として５０〜２００μｍ程度のものが使用されるが、本実施形態では、厚み１．５μｍ、幅９０μｍである。遮光層３には、クロム、ニッケルなどの金属膜の他にカーボンブラックやチタンブラックなどを分散させた樹脂を用いることが可能である。樹脂で遮光層３を形成する場合、感光性の樹脂をフォトリソ工程によりパターニングする方法が用いられ、厚みは１〜２μｍ、幅は５０〜７０μｍ程度のものが使用される。
【００６１】
本実施形態では、カーボンブラックを分散させた樹脂で、厚み１μｍ、幅３０μｍで遮光層３が形成されている。
【００６２】
着色層２と遮光層３が形成された透明基板１は、その上に、必要に応じて保護膜４が形成され、前記保護膜４上に、透明導電膜５が形成されてカラーフィルタ１０となる。
【００６３】
保護膜４には、熱硬化性や紫外線硬化性の透明樹脂や、スパッタ法や蒸着法による無機膜を用いてもよい。透明電極膜５には、ＩＴＯ（Indium  Tin   Oxide ）が用いられ、スパッタ法、蒸着法などにより厚さ１５００Å程度に形成される。
【００６４】
図１（b ）は、カラーフィルタの平面図であり、ストライプ配列のものを示している。カラーフィルタの配列には、他にも、モザイク配列、デルタ配列、４画素配列などがあるが、本発明の適用には差はないので、ストライプ配列のものを用いる。
【００６５】
図２は、Ｒの着色層２に色抜け欠陥１１を有するカラーフィルタのＩ−Ｉ' 断面図（a ）及び平面図（b ）である。
【００６６】
このような色抜けは、着色層２を形成するフォトリソ工程において、カラーレジストと透明基板との密着不良が原因となって生じ、色抜け部分は光が透過するために欠陥部位が輝点となり表示品質を劣化させる。光が透過しない欠陥（黒点）は、微小なものであれば表示品質に問題はないが、輝点は、微小なものであっても重大な欠陥となるので、カラーフィルタの歩留まり向上には輝点の修正が不可欠である。
【００６７】
次に、図３、図４を用い、修正装置２０により欠陥部を除去する工程を説明する。
【００６８】
図３は、本発明によるところのカラーフィルタの修正を行う修正装置を示している。
【００６９】
図４は、カラーフィルタの修正方法で欠陥部位を除去したところのカラーフィルタのＩ−Ｉ' 断面図（ａ）及び平面図（ｂ）の部分拡大図である。
【００７０】
図３において、修正必要なカラーフィルタ１３は、Ｘ，Ｙ方向に移動できる基板ステージ２１に固定されており、基板ステージ２１を跨ぐように設けられた門型の取り付け用ステージ２５が設けられている。前記取り付けステージ２５には、３色の着色材料が吐出可能なインクジェットヘッド２２、赤外線ランプ２３、欠陥部位を除去するＹＡＧレーザ照射手段２４が設けられている。
【００７１】
ＹＡＧレーザ照射手段は、同軸で欠陥の観察が出来るように光学系が組み込まれているものを用いているが、欠陥観察用の顕微鏡を別途設けても良い。又、インクジェットヘッド２２、赤外線ランプ２３、ＹＡＧレーザ照射手段２４は、それぞれ独立にＺ方向に移動可能であり、必要に応じて、取り付け用ステージ２５にＸ方向に移動可能に取り付けることも出来る。
【００７２】
インクジェットヘッド２２、赤外線ランプ２３、ＹＡＧレーザ照射手段２４は、それぞれ図示しない制御装置にて制御されている。
【００７３】
先ず、図４に示すように、Ｒの着色層２に生じた色抜け欠陥領域を全て除去できるように、ＹＡＧ照射手段２４によりＹＡＧレーザを照射して欠陥部位１１を除去する。
【００７４】
なお、図４では、説明のために除去された欠陥部位１１を点線で示している。ここで、ＹＡＧレーザの照射位置は、予め修正装置の欠陥観察手段（本実施例では、ＹＡＧレーザ照射手段と同じ）で欠陥の位置を特定し、特定された欠陥位置を修正装置２０の基板ステージ２１に位置データとして送ることで決定することができる。
【００７５】
図４で示すように、ＹＡＧレーザの照射領域は、欠陥のある着色層２に隣接する遮光層３の辺縁に平行な辺を有する四角形形状の領域６で、隣接する遮光層３の間で略中心に位置し、又略左右対称形状となっている。この四角形形状の領域６の一辺の長さは、欠陥の大きさやインクジェットヘッド２２から吐出される着色材料の体積等により、適宜決定すればよいが、インクジェットヘッド２２によるカラーフィルタの修正を成功させるためには、３０μｍ以上必要となり、より好ましくは５０μｍ以上である。
【００７６】
例えば、インクジェット２２により吐出される着色材料の体積が最小で２ｐｌの場合、着色層の厚みを１．５μｍとすると一辺が３６．５μｍの四角形で除去された部位の体積が２ｐｌとなり、インクジェットにより吐出される液滴を四角形形状で除去された部位に収めるには５０μｍ以上が好適となる。
【００７７】
本実施形態では、画素の幅９０μｍに対し、その中心に一辺８０μｍの四角形で、除去部位を除去した。又、本実施形態では、着色層２の厚みは１．５μｍであるので、除去された部位の体積は９．６ｐｌである。なお、本実施形態では、ＹＡＧレーザは、波長２６６ｎｍのものを用い、照射パワーおよび照射時間は、除去する着色層の材質や厚みにより適宜調整すればよい。
【００７８】
次に、図５〜図８を用い、インクジェット２２により欠陥部位と同色の着色材料を吐出する工程を説明する。
【００７９】
図５は、カラーフィルタの修正方法でインクジェット２２により修正するところのカラーフィルタの断面図である。
【００８０】
図５に示すように、四角形形状の領域６へインクジェットヘッド２２により欠陥部位と同色の着色材料を吐出する。インクジェットヘッド２２による着色材料の吐出位置は、予め特定された欠陥位置を修正装置２０の基板ステージ２１に位置データとして送ることにより決定される。
【００８１】
前記着色材料をインクジェットヘッド２２により、領域６に吐出させて充填する際、複数回に分けて繰り返し吐出させる。
【００８２】
この時、前記四角形形状の領域６の体積をＶとすると、インクジェットヘッドにより吐出される前記着色材料が、初めにＶを超える量を吐出させた後、Ｖを超えない量を繰り返し吐出する。
【００８３】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２として、１滴の大きさが３．３ｐｌの液滴を吐出できる圧電方式のインクジェットヘッドを用い、吐出される着色材料は、固形分（乾燥硬化後の体積％）が１５％である。着色材料は、四角形形状の領域６に、連続的に３滴吐出される。従って、吐出された着色材料の体積は、９．９ｐｌとなり、四角形形状の内部の体積の９．６ｐｌよりも大きい。
【００８４】
図６は、カラーフィルタの修正方法でインクがインクジェットヘッドにより、四角形形状の領域６へ５回吐出された後の、カラーフィルタの平面図及びＩ−Ｉ' 断面図である。
【００８５】
着色材料は、液体状態では、その表面張力により、四角形形状の領域６内部の壁を伝って、四角形形状の領域６の周辺部に微小な量で溢れる。隣接する遮光層３は、着色層２とは材質が異なるので液体の着色材料の濡れ性が着色層２とは異なるが、四角形形状の領域６は、隣接する遮光層３の辺縁の略中心に位置し、又隣接する遮光層３の辺縁で略左右対称であるので、隣接する遮光層３方向への溢れた着色材料が遮光層３に達するまでの距離が等しく、遮光層３方向への溢れ領域が等しくなる。
【００８６】
始めに吐出された３適の一部が乾燥するまで時間を置いてから、再びインクジェット２２により２滴を連続して吐出する。この繰り返し吐出は、前に吐出された着色材料の一部が乾燥してから行われる。吐出されたインクの乾燥は、赤外線ランプにより行われる。なお、本実施形態では吐出されたインクの乾燥は、赤外線ランプ２３を用いることにより行われるが、エアーヒータによる温風や半導体レーザで乾燥してもよい。
【００８７】
図７は、カラーフィルタの修正方法でインクが四角形形状の領域６へ、インクジェットヘッドにより３滴吐出された後のカラーフィルタの断面図である。
【００８８】
四角形形状の領域６の周辺部より溢れた部分は乾いているが四角形形状の領域６の内部では完全には乾いていない状態である。
【００８９】
図８は、カラーフィルタの修正方法でインクが四角形形状の領域６へ、インクジェットヘットにより、３滴吐出された後、一部乾燥後に、２滴吐出されたところのカラーフィルタの断面図である。
【００９０】
先に連続して３滴吐出された後、四角形形状の領域６の内部は、半乾きのゲル状になっており、つづいて吐出された２滴は、四角形形状の領域６の内部に溜まることができる。つまり、インクジェットヘッド２２からの吐出を繰り返す際に、先に吐出した材料の一部が乾いてから吐出を繰り返すことで、四角形形状の領域６の外部に大きく溢れることはなく、除去された四角形形状の領域６を形状精度良く埋めることができる。
【００９１】
なお、吐出される着色材料の固形分％をｘとしたときに、吐出される着色材料の総量が、Ｖ／（ｘ／１００）±５０％であれば、修正後の修正領域の光学特性には問題はない。
【００９２】
本実施形態では、着色材料の固形分が１５％であるので、全量６４ｐｌの着色材料を吐出すれば良く、始めに３滴を吐出した後、乾燥と２滴づつの吐出を５回繰り返し、さらに、乾燥と１滴づつの吐出を６回繰り返すことで、全量６２．７ｐｌの着色料を吐出し、四角形形状の領域６を埋めたが、吐出される着色材料の全量が四角形形状の領域６の体積の±５０％の量である。又、透明導電膜を形成後に、対向する透明電極と短絡したり、液晶の配向が乱れて色ムラが生じることは無い。
【００９３】
本実施形態では、カラーフィルタの欠陥として色抜けを修正する方法を示したが、欠陥が、異物や遮光層のはみ出しや色の混色であっても、同様の方法で修正することができる。
【００９４】
又、欠陥部位を正方形の四角形形状に除去するが、欠陥の大きさに合わせた形状に除去すれば良く、隣接する遮光層の辺縁と平行な辺をもつ形状であれば、六角形形状や縦横比が３以下の長方形形状も好適に用いることができる。
【００９５】
更に、本実施例では、画素の幅９０μｍに対し、幅８０μｍの四角形形状に欠陥を除去するが、画素の幅一杯の９０μｍに除去しても良く、表示品質上問題なければ、画素の幅以上に除去しても良い。
【００９６】
又、本実施例では、欠陥部位の除去にＹＡＧレーザを用いたが、エキシマレーザも好適に用いることが可能である。
【００９７】
（実施形態２）
図９〜図１２を用いて、本発明による第２の実施形態に係るカラーフィルタの修正工程について説明する。
【００９８】
図９は、カラーフィルタに生じた欠陥を有するカラーフィルタの平面図である。
【００９９】
図１０は、カラーフィルタの修正方法で第１の領域を除去したところのカラーフィルタの平面図である。
【０１００】
図１１は、カラーフィルタの修正方法でインクジェットヘッドによる修正の途中段階で第１の領域を修正したところのカラーフィルタの平面図である。
【０１０１】
図１２は、カラーフィルタの修正方法でインクジェットヘッドによる修正の途中段階で第１の領域を修正した後に、第２の領域を除去したところのカラーフィルタの平面図である。
【０１０２】
なお、本実施形態では、欠陥の大きさが大きく、欠陥の種類が実施形態１とは異なる。又、欠陥部位の除去とインクジェットによる修正を繰り返す以外は、実施形態１と同様である。
【０１０３】
図９において、欠陥部１２は、遮光層３が本来の領域からはみ出して着色層２に形成されている。前記欠陥部１２は、着色層２を形成する際のカラーレジストあるいは遮光層３を形成する際の遮光材料のフォトリソ工程での露光ミスがあった場合に形成される。
【０１０４】
通常、このような欠陥は、光が透過しない黒点となるので、表示品質への影響は少ないが、図９に示すように、黒点の領域が大きくなると、表示品質の低下をもたらすので修正の対象となる。
【０１０５】
図９のような大きな欠陥は、欠陥部位を一度に除去してしまうと、インクジェットによる修正の際に形状精度よく修正することが困難である。インクジェットで吐出される液体を、縦横比の長い長方形形状などの穴内部に均一に広げることが困難なためである。特に、縦横比が３を超える形状は困難である。
【０１０６】
本実施形態では、縦横比が３を超えるような大きな欠陥を、小さな修正領域の繰り返しで修正する修正方法について説明する。
【０１０７】
図９に示す欠陥部位１２は図の上方向の長さが３５０μｍ程度であり、表示品質に悪影響がでる大きさの黒点であり、このような場合、図１０に示すように、実施形態１と同様のＹＡＧレーザ手段２４を用い、一辺が９０μｍの四角形形状の第一の領域７において除去を行う。第１の領域は、隣接する遮光層３の辺縁と平行な辺を有する形状であり、前記領域が隣接する遮光層３の間の略中心に位置し、略左右対称となるように設定することは、実施形態１と同様である。
【０１０８】
当該第１の領域である除去領域７に、実施形態１に示した修正方法と同じ手順で、インクジェットにより着色材料の吐出と乾燥を繰り返すことで修正を施す。（図１１参照）
続いて、図１２に示すように、第１の領域に着色材料を充填した後の領域と一部が重なるようにして、前記第１の領域と同じ大きさの四角形形状領域である第２の領域８を設定し、この第２の領域８下で除去を行う。この場合も、実施形態１と同様に、前記第２の領域８における四角形形状は、隣接する遮光層３の辺縁と平行な辺を有する形状であり、該領域８も隣接する遮光層３の間の略中心に位置し、略左右対称となるように形成される。
【０１０９】
なお、本実施形態では、前記第１の領域と前記第２の領域は５μｍ重なるようにしている。
【０１１０】
第２の領域の修正は、第１の領域を修正したのと同じ手順で施される。このような除去と修正を欠陥部位がなくなるまで繰り返すことで、欠陥部位を全て修正する。
【０１１１】
このように、本実施形態で示したカラーフィルタの修正方法は、従来の修正方法では、形状精度良く修正できなかったような大きな欠陥も、形状精度良く修正可能である。
【０１１２】
なお、本実施形態では、全ての四角形形状を同じ大きさにしたが、欠陥の形状に合わせて大きさを変更してもよい。又、縦横比が３以下の長方形形状などの形状であれば、インクジェットヘッドより吐出される着色材料の吐出量と繰り返し回数を最適化することで、形状精度良く修正が可能である。
【０１１３】
（実施形態３）
図１３を用いて、本発明による第３の実施形態に係るカラーフィルタの修正方法を説明する。
【０１１４】
図１３は、カラーフィルタの修正方法で、着色層２の欠陥部位１２の一部を残して除去したところのカラーフィルタの平面図を示している。
【０１１５】
なお、本実施形態では、先ず始めに、着色層２の欠陥部位１２の一部を隣接する遮光層３の辺縁と平行な辺を有する形状の第１の領域において除去する。前記第１の領域と重ならないように間隔を空け、隣接する前記遮光層３の辺縁と平行な辺を有する形状の第２の領域において前記欠陥部位１２の残部を除去する工程を前記欠陥部位がなくなるまで繰り返し、その後に、インクジェット２２による修正を繰り返す方法以外は、実施形態２と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１１６】
本実施形態では図１３に示すように、前記着色層２の欠陥部位１２の一部を残して除去する。この際、除去される領域の間は、幅５μｍで欠陥が残っている。又、欠陥部位１２の上下方向の長さが３５０μｍ程度であるので、４箇所に除去領域９を形成すればよい。
【０１１７】
除去された領域を順番に、実施形態１で示した修正方法と同じ手順で、インクジェット２２により着色材料の吐出と乾燥を繰り返すことで除去領域に着色材料を埋め込み、４箇所の除去領域９を全て修正する。このように、欠陥部位の除去工程とインクジェット２２による修正工程をそれぞれ別工程でまとめて施すので、大きな欠陥に対しても、短時間で修正することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、全ての四角形形状を同じ大きさにしているが、遮光層の辺縁に平行な辺をもつ形状であれば、欠陥部位の形状に合わせて大きさを変更してもよい。又、欠陥部位を除去する形状が四角形形状であったが、縦横比が３以下の長方形形状などの形状であれば、インクジェットヘッドより吐出される着色材料の吐出量と繰り返し回数を最適化することで、形状精度良く修正が可能なことは、実施形態２と同様である。
【０１１９】
本実施形態では、除去領域へのインクジェットによる着色材料の吐出を一ヶ所ずつ順番に行ったが、予め、除去領域の間隔とインクジェットヘッド２２吐出ノズルの間隔を合わせておけば、インクジェットによる着色材料の吐出をまとめて実施することもでき、修正時間をさらに短縮することが可能となる。
【０１２０】
なお、本実施形態では、欠陥部位１２は一部残るが、微小な領域で黒点となるため表示品質に問題はない。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明に係るカラーフィルタの断面及び平面の部分拡大図
【図２】カラーフィルタに生じた欠陥を示す断面及び平面の部分拡大図
【図３】カラーフィルタの修正装置を示した図
【図４】カラーフィルタの修正方法で欠陥部位を除去したところを示した断面の部分拡大図
【図５】カラーフィルタの修正方法でインクジェットによる修正を示した断面の部分拡大図
【図６】カラーフィルタの修正方法でインクジェットヘッドによる修正の途中段階を示した断面及び平面図の部分拡大図
【図７】カラーフィルタの修正方法でインクジェットヘッドによる修正の途中段階をしめした断面の部分拡大図
【図８】カラーフィルタの欠陥部位を修正した後の断面の部分拡大図
【図９】カラーフィルタに生じた欠陥を示す平面の部分拡大図
【図１０】カラーフィルタの修正方法で欠陥部位の一部を除去したところを示した平面の部分拡大図
【図１１】カラーフィルタの修正方法でインクジェットヘッドによる修正の途中段階を示した平面の部分拡大図
【図１２】カラーフィルタの修正方法でインクジェットヘッドによる修正の途中段階で欠陥部位の一部を除去したところを示した平面の部分拡大図
【図１３】カラーフィルタの修正方法で欠陥部位の一部を残して除去したところを示した部分拡大図
【符号の説明】
【０１２２】
１−透明基板
２−着色層
３−遮光層
４−保護膜
５−透明導電膜
６−四角形形状の領域
７−第１の四角形形状
８−第２の四角形形状
１０−カラーフィルタ
１１−色抜け欠陥部位
１２−遮光層のはみ出しによる欠陥部位
１３−欠陥を有するカラーフィルタ
２０−カラーフィルタの修正装置
２１−基板ステージ
２２−インクジェットヘッド
２３−赤外線ランプ
２４−ＹＡＧレーザ照射手段
２５−取り付け用ステージ
【図１】
2006030283.tif 000003
【図２】
2006030283.tif 000004
【図３】
2006030283.tif 000005
【図４】
2006030283.tif 000006
【図５】
2006030283.tif 000007
【図６】
2006030283.tif 000008
【図７】
2006030283.tif 000009
【図８】
2006030283.tif 000010
【図９】
2006030283.tif 000011
【図１０】
2006030283.tif 000012
【図１１】
2006030283.tif 000013
【図１２】
2006030283.tif 000014
【図１３】
2006030283.tif 000015