(57)【要約】【課題】焼成ムラ、焼成不足を発生させず、修正部のみが良好に焼成、硬化され、また、品目毎に、ヒータの強度を設定し直しを要しないカラーフィルタの修正方法を提供する。【解決手段】Ａ）熱源として、ＩＲスポット径φ１を調節でき、照射部の実温度測定により、照射部の設定温度に保持するようにヒータの強度を制御するＩＲスポットヒータ１０を用い、Ｂ）照射部の実温度の測定に、測定スポット径φ２を調節でき、赤外線の照射中に、照射部の実温度を測定するＩＲ放射温度計２０を用い、実温度によりヒータの強度を制御して、修正液（修正部）の温度を設定温度に保持した状態で加熱して修正液５４を焼成、硬化する。【選択図】図２
2008180864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、黒色フォトレジストを用いたブラックマトリックス、着色フォトレジストを用いた着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの欠陥の修正方法において、
Ａ）熱源として、
１）照射するＩＲ（赤外）スポット径を絞りによって調節することが可能で、
２）照射部の実温度のフィードバックにより、照射部の温度を任意な設定温度に保持するようにＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御することが可能なＩＲ（赤外）スポットヒータを用い、
Ｂ）照射部の実温度の測定手段として、
１）その測定スポット径を絞りによって調節することが可能で、
２）ＩＲ（赤外）スポットの照射中に、非接触で照射部の実温度を測定することが可能なＩＲ（赤外）放射温度計を用い、
Ｃ）１）前記着色画素に発生したピンホール（修正部）或いは異物除去後の着色画素欠落部（修正部）に熱硬化型の修正液を付与し、
２）前記ＩＲ（赤外）スポット径を該ピンホール（修正部）或いは異物除去後の着色画素欠落部（修正部）のサイズに合わせて修正液（修正部）にＩＲ（赤外）スポットを照射し、
３）ＩＲ（赤外）スポットを照射中の修正液（修正部）の実温度を測定して、前記ＩＲ（赤外）スポットヒータにフィードバックし、
４）実温度のフィードバックによりＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御して、修正液（修正部）の温度を設定温度に保持した状態で加熱して修正液を焼成、硬化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】
前記ＩＲ（赤外）スポット径は、５μｍφ〜５０μｍφの範囲で調節することが可能で、前記測定スポット径は、１．５μｍφ〜１１．０μｍφの範囲で調節することが可能であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの欠陥の修正に関するものであり、特に、ＩＲスポットヒータを熱源として用いたカラーフィルタの欠陥の修正にて、焼成ムラ、或いは焼成不足を発生させず、修正部のみが良好に焼成、硬化されるカラーフィルタの修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やプラズマディスプレイパネルにおいて、カラー表示、反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは有用な手段となっている。この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの場合、画素として形成されて使用される。
図３は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図４は、図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【０００３】
図３、及び図４に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）が順次に形成されたものである。
図３、及び図４はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（５２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。
【０００４】
ブラックマトリックス（５１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（５２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
【０００５】
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックスの材料として樹脂を用いた例である。
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（５０）上に、例えば、ブラックマトリックス形成用の黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたものである。
【０００６】
また、着色画素（５２）は、この樹脂ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成されている。
【０００７】
このようなカラーフィルタの製造プロセスにおいて、着色画素にピンホールや異物といった欠陥が発生した場合には、その欠陥には修正が施される。一般的な着色画素の大きさは、（６０〜１２０μｍ）×（１００〜３００μｍ）□の大きさであり、修正の対象となる欠陥の大きさは１０μｍφ程度以上となる。
【０００８】
ピンホールのように、着色画素の一部が欠落した欠陥に対しては、先端部を加工した針の先端に修正液を付着させて、その修正液をピンホールに押しつけて修正する方法、ディスペンサーによって修正液を必要量滴下する方法、インクジェットにより修正液を吐出させる方法、欠陥部にフィルムを転写させる方法などが提案されている。
また異物が付着、あるいは埋め込まれている場合には、針にて削り取ったり、レーザ光を照射して異物を除去した後に、上記針、ディスペンサー、インクジェット、フィルム転写等の方法により修正が行なわれる。
【０００９】
この際、修正液の硬化には、ＵＶ硬化或いは熱硬化が用いられる。熱硬化としては、これまでにＩＲ（赤外）スポットヒータ、ＣＯ2 レーザー、半導体レーザー、熱風ヒータ、ホットプレート、オーブンなど、様々な熱硬化の方法が実施されていた。
上記熱硬化の方法は、ホットプレート、オーブンのように、１）カラーフィルタ全体を加熱して修正液を焼成、硬化させる方法と、ＩＲ（赤外）スポットヒータなどのように、２）局所的に加熱して修正液を焼成、硬化させる方法に区分される。
【００１０】
１）カラーフィルタ全体を加熱して修正液を焼成、硬化させる方法は、その焼成に長時間を要するために、多段式のオーブンを用い大量のカラーフィルタを一括して焼成することにより、生産能力を維持している。  
しかし、多段式のオーブンを用いる方法は、広い設置スペースが必要となるといった問題を抱えている。また、多段式のオーブンを用いる方法は、修正作業中に異物が付着し、付着したまま焼成が行われ、新たな異物欠陥を発生させることがある。このような欠陥の発生を防止するために、修正作業後に、カラーフィルタには改めて洗浄を施すといった問題を抱えている。
【００１１】
一方、２）局所的に加熱して修正液を焼成、硬化させる方法は、上記設置スペース、洗浄作業といった問題のない方法である。
しかし、修正部に限定した温度制御が困難であり、照射スポット径に準じた局所内で温度過剰による焼成ムラが発生し易いといった難点を有している。
【００１２】
例えば、熱源としてＩＲスポットヒータを用いる際には、ＩＲスポットヒータの強度を予め設定しておく。この強度の設定は、電圧を調節して行われるが、ＩＲスポットを修正部に照射した場合に、修正部に付与された修正液が良好に焼成、硬化される温度になるようにＩＲスポットヒータの強度を予め設定しておく。
そして、修正部への照射は、この設定した強度を一定して、すなわち、一定電圧で行われる。従って、実際の作業において、一定強度の照射が行われると、照射面が同一温度を長時間にわたって保持されることはない。
つまり、照射される熱量と消費される熱量の関係からして、上記修正液の焼成、硬化に好適な設定温度に対し、実温度は経時的に変動、乖離したものとなる。
【００１３】
そこで、実際の作業において、修正液の焼成、硬化が十分に行われるように、上記一定強度を強めると、照射面の温度は高くなり焼成ムラが発生し易くなる。
また、逆に焼成ムラに対し十分に安全な、すなわち、焼成ムラが発生し難いように、上記一定強度を弱めると、照射面の温度は低くなり焼成不足が発生し易くなる。この焼成不足は、後工程において不具合を誘発するので好ましいことではない。
【００１４】
図１は、カラーフィルタに発生した焼成ムラを説明する平面図である。図１は、ガラス基板（５０）上に、幅（Ｗ）２０μｍ程度のブラックマトリックス（５１）、幅（ａ）１００μｍ程度の着色画素（５２）が形成された例である。着色画素（５２）の一隅の近傍に生じた径１０μｍφ程度のピンホールに修正液（５４）が付与され、５０μｍφ程度の一定の径を有するＩＲスポット（Ｓ）が照射されている状態を表したものである。
【００１５】
一定強度のＩＲスポットの照射により、修正液（５４）が前記設定温度に達していれば、修正部に付与された修正液（５４）は、良好に焼成、硬化される。また、ＩＲスポット（Ｓ）内のブラックマトリックス（５１）及び着色画素（５２）に悪影響を及ぼすことはない。
しかし、一定強度のＩＲスポットの照射において、経時により照射面の温度は高くなった際には、或いは前記のように、修正液の焼成、硬化が十分に行われるように、前記一定強度を強めた際には、図１中、符号（５３）で示すブラックマトリックス（５１）内の二重斜線部分が焼成ムラとなってしまう。
【００１６】
これは、ブラックマトリックス（５１）は黒色であるために、修正液（５４）及び着色画素（５２）よりも熱吸収が良く、温度の上昇が激しいことによるものと推量している。
【００１７】
また、実際の作業において、熱源としてＩＲスポットヒータを用いる際には、修正液が良好に焼成、硬化される温度になるように、カラーフィルタの仕様の異なる品目毎に設定温度を予め求め、前記ＩＲスポットヒータの強度を設定し直すといった煩わしさがある。これは、カラーフィルタの仕様、すなわち、用いる黒色フォトレジスト及び着色フォトレジストの種類、塗膜の膜厚、着色画素のサイズなどにより、熱吸収量が異なってくるためである。従って、修正液を良好に焼成、硬化させるためには、カラーフィルタの仕様毎に最適なＩＲスポットヒータの強度に設定し直す必要があり、相応の煩わしさが伴う。
【００１８】
尚、特開２００３−４３２３６号公報には、カラーフィルタの欠陥修正方法が開示されている。
この技法は、（ａ）レーザー照射等より、異物およびまたは欠陥部を含む範囲の着色層を必要に応じて除去する除去工程と、
（ｂ）カラーフィルタの白欠陥部分あるいは前記除去工程により、欠陥部あるいは欠陥部と欠陥部領域を含む範囲の着色層が除去された、本来着色層があるべき領域に、針状塗布部の先端に付着した着色インクを接触させて塗布し、塗布した着色インクを硬化させ、修正用の着色層を新たに形成する修正用着色層形成工程とを行うものである。
【００１９】
この技法は、前記修正用着色層形成工程において、着色インクを接触させて塗布後、硬化前に、カラーフィルタを形成する基板に振動または加速を与え、塗布部の膜厚を均一化する、塗布膜厚均一化処理を行う。すなわち、本願本願における上記問題を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００３−４３２３６号公報
【特許文献２】特願２００４−３４５８２８号公報
【特許文献３】特開２００５−２７５０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ＩＲスポットヒータを熱源として用いたカラーフィルタの欠陥の修正にて、長時間稼働させても照射面の温度の変化の少ない、すなわち、ブラックマトリックスの焼成ムラ、或いは修正液の焼成不足を発生させず、修正部の修正液のみが良好に焼成、硬化され、また、仕様の異なる品目毎に、ＩＲスポットヒータの強度を設定し直すといった煩わしさのないカラーフィルタの修正方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、ガラス基板上に、黒色フォトレジストを用いたブラックマトリックス、着色フォトレジストを用いた着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの欠陥の修正方法において、
Ａ）熱源として、
１）照射するＩＲ（赤外）スポット径を絞りによって調節することが可能で、
２）照射部の実温度のフィードバックにより、照射部の温度を任意な設定温度に保持するようにＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御することが可能なＩＲ（赤外）スポットヒータを用い、
Ｂ）照射部の実温度の測定手段として、
１）その測定スポット径を絞りによって調節することが可能で、
２）ＩＲ（赤外）スポットの照射中に、非接触で照射部の実温度を測定することが可能なＩＲ（赤外）放射温度計を用い、
Ｃ）１）前記着色画素に発生したピンホール（修正部）或いは異物除去後の着色画素欠落部（修正部）に熱硬化型の修正液を付与し、
２）前記ＩＲ（赤外）スポット径を該ピンホール（修正部）或いは異物除去後の着色画素欠落部（修正部）のサイズに合わせて修正液（修正部）にＩＲ（赤外）スポットを照射し、
３）ＩＲ（赤外）スポットを照射中の修正液（修正部）の実温度を測定して、前記ＩＲ（赤外）スポットヒータにフィードバックし、
４）実温度のフィードバックによりＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御して、修正液（修正部）の温度を設定温度に保持した状態で加熱して修正液を焼成、硬化することを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。
【００２２】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの修正方法において、前記ＩＲ（赤外）スポット径は、５μｍφ〜５０μｍφの範囲で調節することが可能で、前記測定スポット径は、１．５μｍφ〜１１．０μｍφの範囲で調節することが可能であることを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、Ａ）熱源として、１）照射するＩＲ（赤外）スポット径を絞りによって調節することが可能で、２）照射部の実温度のフィードバックにより、照射部の温度を任意な設定温度に保持するようにＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御することが可能なＩＲ（赤外）スポットヒータを用い、
Ｂ）照射部の実温度の測定手段として、１）その測定スポット径を絞りによって調節することが可能で、２）ＩＲ（赤外）スポットの照射中に、照射部の実温度を測定することが可能なＩＲ（赤外）放射温度計を用い、
実温度のフィードバックによりＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御して、修正液（修正部）の温度を設定温度に保持した状態で加熱して修正液を焼成、硬化するカラーフィルタの修正方法であるので、ブラックマトリックスの焼成ムラ、或いは修正液の焼成不足は発生せず、修正部の修正液のみを良好に焼成、硬化させるカラーフィルタの修正方法となる。
【００２４】
また、本発明は、照射部の実温度により赤外線の発熱量（強度）を制御するので、カラーフィルタの仕様の異なる品目毎に、ＩＲスポットヒータの強度を設定し直すといった煩わしさのないカラーフィルタの修正方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図２は、本発明によるカラーフィルタの修正方法において用いられる加熱装置の概略を示す説明図である。
図２に示すように、加熱装置には、熱源としてＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）、照射部の実温度の測定手段としてＩＲ（赤外）放射温度計（２０）が用いられている。
【００２６】
ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、筐体（１１）内に発光部（１２）及び集光用反射鏡（１３）が設けられ、赤外線は射出部に取り付けられた絞り（１４）を経て外部へ射出されるようになっている。ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、発光部（１２）に流す電圧を調節して赤外線の発熱量（強度）を制御し、その強度を設定する。
絞り（１４）は、例えば、赤外線を通過させる開口部を設けた遮光板であり、照射するＩＲ（赤外）スポット径（φ１）を調節できるように、複数枚の遮光板が用意されている。ＩＲ（赤外）スポット径（φ１）は、５μｍφ〜５０μｍφの範囲で開口部の大きさを任意に設けた遮光板を交換することにより調節することが可能となっている。
【００２７】
また、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）からの照射部の実温度のフィードバックにより、実温度と設定温度を比較し、照射部の温度を設定温度に保持するように赤外線の発熱量（強度）を制御することが可能となっている。
【００２８】
ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）は、非接触で照射部の表面の実温度を測定するものであり、測定された実温度をＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）にフィードバックするようになっている。照射部から放射される赤外線をレンズで集光し、熱電対が多数個直列に接続された構造の検出素子に焦点を結ばせ、電圧を発生させ照射部の温度を求めるものである。
ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）の測定スポット径（φ２）は、１．５μｍφ〜１１．０μｍφの範囲で調節することが可能である。尚、ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）としては、例えば、（株）キーエンス製：赤外放射温度計があげられる。
【００２９】
図５は、上記加熱装置における温度制御の一例を示す説明図である。図５（ａ）は、ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）により測定された照射部の実温度の挙動を示した説明図である。また、図５（ｂ）は、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）における電圧の調節を示した説明図である。設定温度は１９０℃〜２００℃とし、赤外線の発熱量（強度）の制御は電圧の高低により行う例である。
【００３０】
ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）からの実温度のフィードバックにより、実温度が常温から上昇して１９０℃を超えると、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、発光部（１２）に流す電圧をＶ1 からＶ3 に変更し、発熱量（強度）を抑える。また、ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）からの実温度のフィードバックにより、実温度が降下して１９０℃に近づくと、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、発光部（１２）に流す電圧をＶ3 からＶ2 に変更し、発熱量（強度）を増加させる。つまり、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、照射部の実温度を設定温度に保持するように、発光部（１２）に流す電圧を変更し赤外線の発熱量（強度）を制御している。
【００３１】
本発明によるカラーフィルタの修正方法は、先ず、着色画素に発生したピンホール（修正部）或いは異物除去後の着色画素欠落部（修正部）に熱硬化型の修正液を付与する。次に、上記加熱装置を用いて、ＩＲ（赤外）スポットを修正液（修正部）に照射し、修正液（修正部）を焼成、硬化させる。
ＩＲ（赤外）スポット径（φ１）は、ピンホール或いは異物除去後の着色画素欠落部のサイズに合わせるが、このサイズよりやや大きい方が位置合わせが容易である。サイズは、やや大きくても着色画素に悪影響を与えることはない。
【００３２】
ＩＲ（赤外）放射温度計（２０）は、照射中の修正液（修正部）の実温度を測定して、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）に常時フィードバックしているので、ＩＲ（赤外）スポットヒータ（１０）は、実温度のフィードバックにより発光部（１２）に流す電圧を常時変更し赤外線の発熱量（強度）を制御している。
従って、修正液（修正部）の温度は設定温度に常時保持した状態にあり、この設定温度で
の加熱で修正液を焼成、硬化することになる。
尚、この焼成、硬化の処理時間は、３０〜１２０秒程度のものである。
【００３３】
上記のように、本発明によるカラーフィルタの修正方法は、熱源として、照射するＩＲ（赤外）スポット径を絞りによって調節することが可能で、照射部の実温度のフィードバックにより、照射部の温度を任意な設定温度に保持するようにＩＲ（赤外）スポットヒータの強度を制御することが可能なＩＲ（赤外）スポットヒータを用い、また、照射部の実温度の測定手段として、その測定スポット径を絞りによって調節することが可能で、ＩＲ（赤外）スポットの照射中に、照射部の実温度を測定することが可能なＩＲ（赤外）放射温度計を用いるので、ブラックマトリックスの焼成ムラ、或いは修正液の焼成不足は発生せず、修正部の修正液のみが良好に焼成、硬化される。
【００３４】
また、本発明によるカラーフィルタの修正方法は、照射部の実温度により赤外線の発熱量（強度）を制御するので、カラーフィルタの仕様の異なる品目毎に、ＩＲスポットヒータの強度を設定し直すといったことは不要なものとなる。
【００３５】
また、本発明によるカラーフィルタの修正方法は、設定温度を保持するように、赤外線の発熱量（強度）を制御するので、加熱作業を開始できる温度に達するまでの装置の立ち上げ時間は、従来の相応の時間に比較して短い立ち上げ時間（図５に示す符号（Ｔ0 ））となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】カラーフィルタに発生した焼成ムラを説明する平面図である。
【図２】本発明によるカラーフィルタの修正方法において用いられる加熱装置の概略を示す説明図である。
【図３】液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図４】図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図５】（ａ）は、ＩＲ（赤外）放射温度計により測定された照射部の実温度の挙動を示した説明図である。（ｂ）は、ＩＲ（赤外）スポットヒータにおける電圧の調節を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０・・・ＩＲ（赤外）スポットヒータ
１１・・・筐体
１２・・・発光部
１３・・・集光用反射鏡
１４・・・絞り
２０・・・ＩＲ（赤外）放射温度計
５０・・・ガラス基板
５１・・・ブラックマトリックス
５２・・・着色画素
５３・・・焼成ムラ
５４・・・修正液
Ｓ・・・ＩＲスポット
Ｔ・・・時間
Ｗ・・・ブラックマトリックスの幅
ａ・・・着色画素の幅
φ１・・・ＩＲ（赤外）スポット径
φ２・・・測定スポット径
【図１】
2008180864.tif 000003
【図２】
2008180864.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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