(57)【要約】【課題】マイクロディスペンサを用いた修正を行う際に、チクソトロピー性を有する修正液を用いても、吐出していない時間の経過に影響されず安定した吐出量でカラーフィルタの欠陥の修正を行うカラーフィルタの欠陥修正方法を提供する。【解決手段】マイクロディスペンサを用いて修正液を吐出する欠陥修正方法において、修正液の吐出から一定時間が経過した後に修正液の吐出を再開する際には、カラーフィルタとは異なる試し塗布基板５１上にマイクロディスペンサ２２から修正液を試し吐出した後に、修正液の吐出を再開すること。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色画素が形成されたカラーフィルタの欠陥部に修正口を設け、該修正口にマイクロディスペンサを用いて修正液を吐出するカラーフィルタの欠陥修正方法において、
前記修正液の吐出の終了から一定時間が経過した後に修正液の吐出を再開する際には、前記カラーフィルタとは異なる試し塗布基板上に前記マイクロディスペンサから修正液を試し吐出した後に、前記修正液の吐出を再開することを特徴とする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、カラーフィルタの欠陥修正に関するものであり、特に、マイクロディスペンサを用いた修正を行う際に、経時に影響されず安定した吐出で欠陥の修正を行うことのできるカラーフィルタの欠陥修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置において、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、カラーフィルタは画素として形成されて使用される。この表示装置に用いるカラーフィルタの画素を形成する方法としては、フォトリソグラフィ法が広く用いられている。
【０００３】
図５は、液晶表示装置に用い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６は、図５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、及び図６に示すように、液晶表示装置に用いるカラーフィルタは、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）、及び透明導電膜（４３）が順次に形成されたものである。
図５、及び図６はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（４２）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】
液晶表示装置の多くに用いられている、上記構造のカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次に、このブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜を位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。
ブラックマトリックス（４１）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（４２）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り、透明導電膜（４３）は、透明な電極として設けられたものである。
【０００５】
ブラックマトリックス（４１）は、着色画素（４２）間のマトリックス部（４１Ａ）と、着色画素（４２）が形成された領域（表示部）の周辺部を囲む額縁部（４１Ｂ）とで構成されている。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。
【０００６】
ガラス基板上へのブラックマトリックスの形成は、例えば、ガラス基板（４０）上に、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塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によってブラックマトリックス（４１）を形成するといった方法がとられている。
【０００７】
また、着色画素（４２）の形成は、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、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て塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。また、透明導電膜（４３）の形成は、ブラックマトリックス、着色画素が形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
すなわち、一例として示す液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいては、透明導電膜を除きフォトリソグラフィ法によって画素（パターン）として形成されている。
【０００８】
上記ブラックマトリックス（４１）或いは着色画素（４２）を形成する際に、画素（パターン）には欠陥が生じることがある。画素（パターン）欠陥は、主として、画素の一部が欠落した白欠陥と異物の付着などによる黒欠陥に分類される。
白欠陥は、例えば、ガラス基板表面のフォトレジストの弾き、フォトレジスト中の気泡、画素上の異物の脱落に伴う膜剥がれなどにより生じる画素の欠落部、すなわち、ピンホールである。ピンホールのあるカラーフィルタが液晶表示装置に組み込まれると、白点として光って観視されるので表示品質を損ねる。
【０００９】
また、黒欠陥は、工程中で発生するパーティクル、作業場に浮遊する塵埃などが付着したものであり、画素上では突起となることが多い。この突起の高さが液晶表示装置の対向基板に接触するような高さであると、短絡を起こし表示品質を損ねる。
従って、ブラックマトリックス（４１）或いは着色画素（４２）を形成する際に発生した白欠陥や黒欠陥などの画素（パターン）欠陥に対しては修正が施される。
【００１０】
図１（ａ）〜（ｄ）は、白欠陥（ピンホール）を修正する方法の一例の説明図である。この修正方法は、修正針を用いて白欠陥部に修正液を付与し、白欠陥を修正する修正方法である。
図１（ａ）は、ガラス基板（４０）上にブラックマトリックス（４１）、着色画素（４２）が順次に形成された段階で、着色画素（４２）に白欠陥（Ｄ１）が発生した状態を表したものである。着色画素（４２）の大きさ（ａ×ｂ）は、３００μｍ×１００μｍ程度であり、膜厚は１．０μｍ程度である。白欠陥（Ｄ１）は、２０μｍ〜７０μｍ程度の大きさ（ｃ）のものが修正の対象となる。
【００１１】
図１（ｂ）は、着色画素（４２）の白欠陥（Ｄ１）の部分に修正口（Ｓ１）が形成された段階を表したものである。白欠陥（Ｄ１）の平面形状は不定型であるので、修正を容易にするために単純な形状、例えば、図１（ｂ）に示すように、正方形の形状に白欠陥（Ｄ１）の周囲の着色画素を除去したものである。この着色画素の除去には、例えば、レーザーを用い当該部分を揮散させる。
【００１２】
図１（ｃ）は、着色画素（４２）内の修正口（Ｓ１）に対して修正が施され、修正膜（４５）が形成された段階を表したものである。また、図１（ｄ）は、図１（ｃ）におけるＸ−Ｘ線での断面図である。修正口（Ｓ１）に対しては、修正針の先端に修正液を付着させ修正口（Ｓ１）、すなわち、修正口（Ｓ１）から露出しているガラス基板表面に修正液を被着させる。
ガラス基板表面の修正液の被膜には、修正液の組成に準じ、例えば、ＵＶ照射による硬化、或いは加熱処理による硬化を行い、修正膜（４５）となし、白欠陥（ピンホール）の修正を完了する。
【００１３】
しかし、このような修正針を用いた白欠陥の修正方法では、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、修正を施した修正口（Ｓ１）の周囲、すなわち、修正を施す必要のない正常な着色画素（４２）上にも修正液が被着されてしまい、修正口（Ｓ１）の周囲には修正液による突起（４４）が形成されてしまうことがある。
修正口（Ｓ１）が大きくなると、この大きさに準じて突起（４４）の大きさ（ｇ）は大きくなり、着色画素（４２）には突起（４４）の大きさ（ｇ）の色ムラが観視されてしまうことになる。
【００１４】
従って、このような修正によってもたらされる色ムラを回避するために、修正の対象と
なる白欠陥（Ｄ１）の大きさ（ｃ）には、自ずから制約が伴うといった問題がある。また、この修正口（Ｓ１）の周囲に突起（４４）が形成されたカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、この突起が液晶の配向に支障をきたすことがある。
或いは、この突起の高さが液晶表示装置の対向基板に接触するような高さであると、短絡を起こし表示品質を損ねるといった問題がある。
【００１５】
尚、上記は、修正針を用いた白欠陥（Ｄ１）の修正方法を説明したものであるが、黒欠陥の修正方法も同様である。黒欠陥の場合には、黒欠陥（図示せず）及びその周囲の着色画素をレーザーにより揮散して、単純な形状の修正口を設け修正液を被着し、硬化させる。
【００１６】
一方、上述した、修正針を用いた画素の欠陥の修正方法における問題点を解決した修正方法、及び修正液に関するものとして、例えば、特開２００４−６７７７７号公報には修正針に代わりディスペンサを用いる欠陥の修正方法が開示されている。
この修正方法は、ガラス製のディスペンサに修正液を充填し、空気による加圧で修正液を吐出させ、修正口に修正液を被着させるといった修正方法である。本体内径１ｍｍφ程度、先端の吐出口内径５〜１０μｍφ程度のマイクロディスペンサと称する小型のディスペンサを用いるものであるが、先端の吐出口から吐出される修正液の吐出量を調節できることを特徴としている。
【００１７】
例えば、修正口（Ｓ１）の容積は、着色画素の膜厚１．５μｍ、修正口（Ｓ１）の面積５０μｍ□とすると、４ｐｌ程度となるが、マイクロディスペンサの吐出量の調節は４ｐｌ／ｓｅｃ〜４００ｐｌ／ｓｅｃの範囲であり精密な調節が可能なものである。
【００１８】
このような、修正液の吐出量を精密に調節できるマイクロディスペンサを用いることによって、前記修正針を用いた際の問題点、例えば、修正を施す必要のない正常な着色画素（４２）上にも修正液が被着されてしまい、色ムラが観視されてしまうといった問題点は解消される。
これにより、従来よりも大きな白欠陥（Ｄ１）の修正も可能となり、修正の対象となる白欠陥（Ｄ１）の大きさは拡大される。
【００１９】
また、前記修正針を用いた際の問題点、例えば、修正口（Ｓ１）の周囲には修正液による突起（４４）が形成され液晶の配向に支障をきたすといった問題点は解消される。
加えて、マイクロディスペンサによる修正方法は、その所要時間が修正針による修正方法に比較して短いものなので、１枚のカラーフィルタ内に複数箇所の白欠陥が存在する際、或いは、隣接する着色画素にまたがる白欠陥が存在する際などでも、修正に要する相応の時間は短縮される。
【００２０】
図２は、マイクロディスペンサを用いたカラーフィルタの欠陥修正装置の一例の概略を示す説明図である。図２に示すように、この欠陥修正装置は、ステージ（１０）、透過照明用光源（１１）、対物レンズ（１２）、反射照明用光源（１３）、観察用カメラ（１４）、硬化用光源（１５）、トリミング用光源（１６）、及び塗布機構（２０）で構成されている。ステージ（１０）上には、修正が施されるカラーフィルタ（３０）が載置されている。
【００２１】
この欠陥修正装置を用いて、カラーフィルタの欠陥を修正する手順の一例は、先ず、図示せぬＸＹ座標の位置出し機構により、観察用カメラ（１４）の視野内に欠陥部を導く。反射照明用光源（１３）からの垂直落射照明による照射光（Ｌ２）を上方より欠陥部に照射し、観察用カメラ（１４）に付随するモニター画面を用いて、光軸に欠陥部の位置を正確に設定する。反射照明用光源（１３）としては、例えば、ハロゲンランプが用いられて
いる。
【００２２】
次に、トリミング用光源（１６）からの照射光（Ｌ４）を上方より欠陥部に照射し、欠陥部及びその周辺部に修正口を形成する（図１（ｂ）参照）。
欠陥部の平面形状は不定型であるので、修正を容易にするために単純な形状、例えば、正方形にする。また、この修正口は、マイクロディスペンサの吐出量を考慮して、修正口の面積（容積）を意図的に大きなものとしている。
トリミング用光源（１６）としては、例えば、ＹＡＧレーザーの第２高調波が用いられている。
【００２３】
次に、反射照明用光源（１３）からの照射光（Ｌ２）を修正口に照射し、観察用カメラ（１４）によって撮像されたモニター画面を観察しながら、マイクロディスペンサの先端の吐出口から修正液を修正口に吐出し修正液を被着する。
続いて、硬化用光源（１５）からの照射光（Ｌ３）を上方より被膜に照射し、被膜を硬化させ修正を完了する。硬化用光源（１５）としては、修正液が紫外線硬化型の修正液の際には、例えば、超高圧水銀ランプが用いられている。
【００２４】
図３は、図２に示す欠陥修正装置の対物レンズ（１２）と塗布機構（２０）の部分を拡大して示す説明図である。図３に示すように、塗布機構（２０）は、マイクロディスペンサ（２２）と４軸移動手段（２３）、例えば、直角座標ロボットで構成されている。図３は、４軸移動手段（２３）によって、マイクロディスペンサ（２２）の先端の吐出口（２１）が、修正口に接近し、修正口に修正液を吐出する修正位置にある状態を表している。修正口に修正液を被着する修正作業は、対物レンズ（１２）の直下に、すなわち、修正口の直上にマイクロディスペンサ（２２）の吐出口（２１）を位置させて、モニター画面を観察しながら行う。
【００２５】
しかしながら、このような修正方法では、本来、修正液の吐出量の精密な調節が可能なマイクロディスペンサを用いていながら、マイクロディスペンサからの吐出量は不安定なものになり易く、修正作業に支障をきたすといった難点がある。
例えば、紫外線硬化型の修正液は、高分子樹脂に顔料を分散剤を用いて分散させ、この分散液に重合性モノマー、光重合開始剤、増感剤、溶剤などを添加して調製されるものであるが、この修正液は高濃度のサスペンションであり、チクソトロピー性を有するため、静止した状態では流動性を失い粘度が増加する。
【００２６】
このため、修正液の吐出の終了から長時間経過した後に、マイクロディスペンサから再び修正液が吐出されると、その吐出量は減少する。すなわち、マイクロディスペンサからの吐出量は、吐出していない時間の経過に影響され吐出量は不安定なものとなっている。
【特許文献１】特開２００４−６７７７７号公報
【特許文献２】特開２００６−７１２６号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
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、ガラス基板上にブラックマトリックス、着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの白欠陥や黒欠陥などの画素（パターン）欠陥の修正において、修正液を吐出する治具としてマイクロディスペンサを用いた修正を行う際に、チクソトロピー性を有する修正液を用いても、吐出していない時間
の経過に影響されず安定した吐出量でカラーフィルタの欠陥の修正を行うことのできるカラーフィルタの欠陥修正方法を提供すること課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色画素が形成されたカラーフィルタの欠陥部に修正口を設け、該修正口にマイクロディスペンサを用いて修正液を吐出するカラーフィルタの欠陥修正方法において、
前記修正液の吐出の終了から一定時間が経過した後に修正液の吐出を再開する際には、前記カラーフィルタとは異なる試し塗布基板上に前記マイクロディスペンサから修正液を試し吐出した後に、前記修正液の吐出を再開することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、修正口にマイクロディスペンサを用いて修正液を吐出するカラーフィルタの欠陥修正方法において、修正液の吐出の終了から一定時間が経過した後に修正液の吐出を再開する際には、カラーフィルタとは異なる試し塗布基板上にマイクロディスペンサから修正液を試し吐出した後に、修正液の吐出の再開を行うカラーフィルタの欠陥修正方法であるので、修正液を吐出する治具としてマイクロディスペンサを用いた修正を行う際に、チクソトロピー性を有する修正液を用いても、吐出していない時間の経過に影響されず安定した吐出量でカラーフィルタの欠陥の修正を行うことのできるカラーフィルタの欠陥修正方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図４は、本発明によるカラーフィルタの欠陥修正方法において用いられる、欠陥修正装置のステージの一例を示す平面図である。
図４に示すように、このステージ（１０）には被修正カラーフィルタ（３０）が載置されており、試し塗布基板載置台（５０）は、ステージ（１０）の周辺部、図４中、ステージ（１０）の右方に設けられている。試し塗布基板載置台（５０）には、試し塗布基板（５１）が載置されている。また、マイクロディスペンサの先端部を洗浄する洗浄槽（６０）は、ステージ（１０）の周辺部、図４中、試し塗布基板載置台（５０）に隣接して設けられている。
【００３１】
修正液の吐出の終了から一定時間が経過した後に修正液の吐出を再開する際には、マイクロディスペンサは、例えば、前記図３に示す４軸移動手段（２３）によって、試し塗布基板載置台（５０）に載置された試し塗布基板（５１）上へ移動し、試し塗布基板（５１）に修正液を試し吐出する。
この修正液の試し吐出によって、マイクロディスペンサ内で静止していた修正液は流動を再開し、その粘度は元に戻る。
【００３２】
すなわち、吐出していない時間の経過による修正液の粘度の増加の影響を回避することができ、安定した吐出量を保つこととなる。例えば、修正作業において、何らかの原因により修正液の吐出を一時停止し、次に吐出を再開する際に、このような修正液の試し吐出が施される。
この試し吐出における吐出量や吐出回数は、適宜に設定される。
【００３３】
また、上記一定時間は、修正液の組成、マイクロディスペンサの容積、時間当たりの吐出量により変動するものであるが、常温においては、概ね１〜３分以内である。
また、例えば、マイクロディスペンサを交換した際の調整、或いはマイクロディスペンサの先端部を洗浄した際の調整においても、このような試し吐出を施すとよい。
【００３４】
実際の修正作業において、本発明によるカラーフィルタの欠陥修正方法を採用したところ、硬化後の修正膜の膜厚は、設定した膜厚１〜３μｍに対して、±０．３μｍ以内のバラツキのものが得られている。これは、従来における修正膜の膜厚のバラツキが略±１．０μｍであることと比較し、本発明による効果が顕著であることを実証している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、白欠陥（ピンホール）を修正する方法の一例の説明図である。
【図２】マイクロディスペンサを用いたカラーフィルタの欠陥修正装置の一例の概略を示す説明図である。
【図３】マイクロディスペンサの先端の吐出口が、修正口に接近し、修正口に修正液を吐出する修正位置にある状態を表している説明図である。
【図４】本発明によるカラーフィルタの欠陥修正方法において用いられる、欠陥修正装置のステージの一例を示す平面図である。
【図５】液晶表示装置に用い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６】図５に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・ステージ
１１・・・透過照明用光源
１２・・・対物レンズ
１３・・・反射照明用光源
１４・・・観察用カメラ
１５・・・硬化用光源
１６・・・トリミング用光源
２０・・・塗布機構
２１・・・マイクロディスペンサの先端の吐出口
２２・・・マイクロディスペンサ
２３・・・４軸移動手段
３０・・・（被修正）カラーフィルタ
４０・・・ガラス基板
４１・・・ブラックマトリックス
４２・・・着色画素
４３・・・透明導電膜
４４・・・突起
４５・・・修正膜
５０・・・試し塗布基板載置台
５１・・・試し塗布基板
６０・・・洗浄槽
Ｄ１・・・白欠陥
Ｌ１・・・透過照明用光源からの照射光
Ｌ２・・・反射照明用光源からの照射光
Ｌ３・・・硬化用光源からの照射光
Ｌ４・・・トリミング用光源からの照射光
Ｓ１・・・修正口
【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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