(57)【要約】【課題】照射する照度をＵＶ修正液に対応した上限の照度より高めても、硬化した被膜にムラが発生しない、また低感光度のＵＶ修正液でも被膜の硬化不足による不具合が発生しないカラーフィルタの欠陥修正方法及び欠陥修正装置を提供する。【解決手段】欠落部に充填したＵＶ修正液４０の分光感度のピーク波長域以外の光をカットするフィルタ６０をＵＶ光源に設け、ピーク波長域の光Ｌ１をＵＶ修正液に照射すること。欠落部に充填したＵＶ修正液にＵＶ光を照射する際に、ＵＶ修正液上に窒素ガス７１を吹き付けながらＵＶ光を照射すること。【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、着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥修正方法において、
用いるＵＶ修正液の分光感度のピーク波長域以外の光をカットするフィルタをＵＶ光源に設け、該ピーク波長域の光を前記欠落部に充填したＵＶ修正液に照射す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】
前記カットする光の波長域が、３００ｎｍ以下及び４００ｎｍ以上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欠陥修正方法。
【請求項３】
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一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥修正方法において、
前記欠落部に充填したＵＶ修正液にＵＶ光を照射する際に、該ＵＶ修正液上に窒素ガスを吹き付けながらＵＶ光を照射す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４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するカラーフィルタの欠陥修正方法を用いたことを特徴とする欠陥修正装置。
【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、ＵＶ光を光源として用いたカラーフィルタの欠陥修正にて、修正した被膜にムラを発生させたり、修正した被膜に硬化不足による不具合を発生させないカラーフィルタの欠陥修正方法、及び欠陥修正装置に関する。
【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１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２は、図１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１、及び図２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１、及び図２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】
上記樹脂ブラックマトリックス（５１）或いは着色画素（５２）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（５０）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。
【０００８】
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。
【０００９】
従って、樹脂ブラックマトリックス（５１）或いは着色画素（５２）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。
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。
【００１０】
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、例えば、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、レーザで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。
【００１１】
この際に用いられる修正液としては、例えば、熱硬化型の修正液、ＵＶ硬化型の修正液（ＵＶ修正液）などが広く用いられている。熱硬化型の修正液を用いた際には、その乾燥にＩＲ光源、或いは加熱オーブンが利用され、またＵＶ硬化型の修正液を用いた際には、その乾燥にＵＶ光源が利用される。
熱硬化型の修正液の組成としては、顔料９％〜１４％、樹脂８％〜１１％、モノマー４％〜１１％、添加剤０％〜０．０１％、溶剤６６％〜７６％であり、固形分比２４％〜３４％、粘度４３〜６８ｍＰａ・ｓ程度のものが用いられている。
【００１２】
ＵＶ硬化型の修正液（ＵＶ修正液）を用いた際の修正液の硬化方法には、１）被修正カラーフィルタの全面にＵＶ光を照射して硬化させる方法と、２）被修正カラーフィルタの修正部に局所的にＵＶ光を照射して硬化させる方法に区分される。被修正カラーフィルタの全面にＵＶ光を照射する方法では、その所要出力は比較的大きなものとなるので、画素欠陥を修正する修正装置とは別に、ＵＶ照射装置を設けることになる。
一方、局所的にＵＶ光を照射する方法では、その所要出力は比較的小さいために、修正装置に内蔵させることが可能になり、設置スペースの問題は少ない。
【００１３】
図３は、局所的にＵＶ光を照射する方法の一例を示す説明図である。この方法で用いる照射装置は、ＵＶ照射装置（３０）とＵＶライトガイド（３１）で構成されている。図３に示すように、ステージ（１０）上には、ガラス基板（５０）上に形成された着色画素（５２）の一部が欠落した欠落部に対して、既にＵＶ修正液（４０）が充填された被修正カラーフィルタが載置されている。
【００１４】
また、ＵＶ照射装置（３０）に接続され、図示せぬ定位置にあるＵＶライトガイド（３１）の先端は、既に上記欠落部に充填されたＵＶ修正液（４０）の上方に移動している。このような状態でＵＶ修正液（４０）の上方より、ＵＶライトガイド（３１）の先端にある光射出部からＵＶ光（Ｌ１）を局所的に照射し、ＵＶ修正液（４０）を硬化させ被膜とする方法である。
【００１５】
上記のようなＵＶ修正液の硬化方法において、ＵＶ光に対し、ある感光度を有するＵＶ修正液を用いた際に、例えば、照射時間を短縮するために、ＵＶ光源の発光強度を強くし、ＵＶ光の照射面での照度（放射照度）を高めると、その高める度合いが高過ぎる場合には、ＵＶ修正液が硬化した被膜が変質し、硬化した被膜にムラが発生する。
すなわち、硬化する際の照度には、上記ある感光度を有するＵＶ修正液に対応した上限が
ある。
【００１６】
この、照度を高める度合いが高過ぎる場合に被膜が変質する原因は、照射するＵＶ光に含まれている、このＵＶ修正液の光重合に寄与する水銀スペクトル線以外の水銀スペクトル線及び熱線によるものと推量されている。
例えば、ＵＶインキ乾燥用として広く用いられている光化学用水銀ランプの分光分布は、２００ｎｍ〜可視域の領域においては、強度の弱い連続スペクトルと、波長２５４ｎｍ、３６５ｎｍ（ｉ線）、４０５ｎｍ（ｈ線）、４３６ｎｍ（ｇ線）などの強度の強い水銀スペクトル線で構成されている。
【００１７】
例えば、分光感度のピーク波長域が３００ｎｍ〜４００ｎｍの領域にあるＵＶ修正液を用いた場合、ＵＶ修正液は主に３６５ｎｍ（ｉ線）の水銀スペクトル線によって光重合が行われるが、３６５ｎｍ（ｉ線）以外の強度の強い水銀スペクトル線、特に波長２５４ｎｍの水銀スペクトル線によって、被膜は変質されてしまう。
このＵＶ修正液は、３６５ｎｍ（ｉ線）の水銀スペクトル線によって光重合が行われ、更に過剰なｉ線の照射があれば、ｉ線の過剰な照射によって被膜に変質が発生するのであるが、ｉ線のみの過剰な照射による被膜に変質が発生する以前に、他の強度の強い水銀スペクトル線及び熱線によって被膜の変質が行われてしまうことになる。
【００１８】
一方、前記ある感光度より過なり感光度の低い、低感光度のＵＶ修正液、例えば、ＵＶ光の照射時に周囲に酸素が存在すると、酸素によって光重合が阻害されるような光硬化型のＵＶ修正液を用いた際には、ＵＶ光源の発光強度を強くし、ＵＶ光の照射面での照度を高めても、硬化が十分に行われずに、被膜（ＵＶ修正液）の硬化不足による不具合、例えば、硬化不足の被膜（ＵＶ修正液）が修正部から剥離するなどの問題が発生する。
【特許文献１】特開２００６−７１２６号公報
【特許文献２】特開２００６−１３３４３号公報
【特許文献３】特開２００３−４３２３６号公報
【特許文献４】特願２００４−３４５８２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、上記ある感光度を有するＵＶ修正液を用いた際に、ＵＶ光の照射面での照度を、上記ある感光度を有するＵＶ修正液に対応した前記上限の照度より高めても、硬化した被膜にムラが発生することのないカラーフィルタの欠陥修正方法、及び欠陥修正装置を提供することを課題とするものである。
【００２０】
また、本発明は、低感光度のＵＶ修正液、例えば、酸素によって光重合が阻害されるような光硬化型のＵＶ修正液を用いた際に、被膜の剥離など、被膜の硬化不足による不具合が発生することのないカラーフィルタの欠陥修正方法、及び欠陥修正装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第一の発明は、ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥修正方法において、
用いるＵＶ修正液の分光感度のピーク波長域以外の光をカットするフィルタをＵＶ光源に設け、該ピーク波長域の光を前記欠落部に充填したＵＶ修正液に照射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。
【００２２】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの欠陥修正方法において、前記カットする光の波長域が、３００ｎｍ以下及び４００ｎｍ以上であ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。
【００２３】
また、本発明の第二の発明は、ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥修正方法において、
前記欠落部に充填したＵＶ修正液にＵＶ光を照射する際に、該ＵＶ修正液上に窒素ガスを吹き付けながらＵＶ光を照射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。
【００２４】
また、本発明の第三の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するカラーフィルタの欠陥修正方法を用いたことを特徴とする欠陥修正装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第一の発明は、カラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥修正方法において、用いるＵＶ修正液の分光感度のピーク波長域以外の光をカットするフィルタをＵＶ光源に設け、ピーク波長域の光を上記欠落部に充填したＵＶ修正液に照射するので、ある感光度を有するＵＶ修正液を用いた際に、ＵＶ光の照射面での照度を、ある感光度を有するＵＶ修正液に対応した上限の照度より高めても、硬化した被膜にムラが発生することのないカラーフィルタの欠陥修正方法となる。
また、カットする光の波長域が、３００ｎｍ以下及び４００ｎｍ以上であるので、カラーフィルタの欠陥部を修正するのに好適なＵＶ修正液を用いた修正方法となる。
【００２６】
また、本発明の第二の発明は、カラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥修正方法において、欠落部に充填したＵＶ修正液にＵＶ光を照射する際に、ＵＶ修正液上に窒素ガスを吹き付けながらＵＶ光を照射するので、酸素によって光重合が阻害されるような光硬化型のＵＶ修正液を用いた際に、被膜の剥離など、被膜の硬化不足による不具合が発生することのないカラーフィルタの欠陥修正方法となる。
【００２７】
また、本発明の第三の発明は、上記カラーフィルタの欠陥修正方法を用いた硬化装置であるので、ＵＶ光の照射面での照度を、ある感光度を有するＵＶ修正液に対応した上限の照度より高めても、硬化した被膜にムラが発生させない、または、酸素によって光重合が阻害されるような光硬化型のＵＶ修正液を用いた際に、被膜の剥離など、被膜の硬化不足による不具合が発生させないカラーフィルタ用欠陥修正装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図４は、本発明によるカラーフィルタ修正方法の一実施例を示す説明図である。図４には本発明による修正方法で用いられる照射装置の一例と、窒素ガスの吹き出し口の一例が示されている。すなわち、図４に示す説明図は、請求項１または２に係わる発明と、請求項３に係わる発明を説明するものである。この照射装置は、ＵＶ照射装置（３０）とＵＶ照
射装置に設けられたフィルタ（６０）と、ＵＶライトガイド（３１）で構成されている。
【００２９】
このフィルタ（６０）は、使用するＵＶ修正液の分光感度のピーク波長域以外の光をカットするフィルタである。従って、ＵＶライトガイド（３１）の先端にある光射出部から照射されるＵＶ光（Ｌ２）は、ＵＶ修正液の分光感度のピーク波長域内のＵＶ光である。例えば、使用するＵＶ修正液の分光感度のピーク波長域が３００ｎｍ〜４００ｎｍにある場合、フィルタ（６０）は、波長３００ｎｍ以下及び波長４００ｎｍ以上の光をカットする。すなわち、波長３００ｎｍ〜波長４００ｎｍの光を透過させるフィルタであり、光射出部から照射されるＵＶ光（Ｌ２）は、主に波長３６５ｎｍのｉ線となる。
【００３０】
図４に示すように、ステージ（１０）上には、ガラス基板（５０）上に形成された着色画素（５２）の一部が欠落した欠落部に対して、既にＵＶ修正液（４０）が充填された被修正カラーフィルタが載置されている。
また、ＵＶ照射装置（３０）に接続され、図示せぬ定位置にあるＵＶライトガイド（３１）の先端は、既に上記欠落部に充填されたＵＶ修正液（４０）の上方に移動している。また、図４中、ＵＶ修正液（４０）の左上方には、窒素ガスの吹き出し口（７０）が設けられている。
【００３１】
吹き出し口（７０）から吹き出される窒素ガス（７１）によって、ＵＶ修正液（４０）とＵＶライトガイドの光射出部の間の雰囲気は窒素ガスで充満される。
この窒素ガス（７１）の流量は、１ｌ／分程度で十分である。窒素ガス（７１）の流量が過剰であるとＵＶ修正液（４０）の表面が揺れ動くので、過剰とならぬような調整を要する。
【００３２】
図４に示すＵＶ修正液（４０）が、例えば、ある感光度を有し、分光感度のピーク波長域が３００ｎｍ〜４００ｎｍにある場合、フィルタ（６０）は波長３００ｎｍ〜波長４００ｎｍの光を透過させるフィルタが用いられるので、光射出部から照射されるＵＶ光（Ｌ２）は、波長３００ｎｍ〜波長４００ｎｍの光、すなわち、主に波長３６５ｎｍのｉ線となる。
【００３３】
従って、例えば、照射時間を短縮するために、ＵＶ光源の発光強度を強くし、ＵＶ光の照射面での照度をかなり高めても、ｉ線以外の水銀スペクトル線はカットされているので、被膜が変質し、硬化した被膜にムラが発生することはない。
これにより、例えば、照射時間をかなり短縮することが可能となり、生産効率の向上に寄与する。
【００３４】
尚、分光感度のピーク波長域が４００ｎｍ〜５００ｎｍにあるＵＶ修正液の場合、フィルタとして波長４００ｎｍ〜波長５００ｎｍの光を透過させるフィルタが用いられ、光射出部から照射されるＵＶ光は、波長４００ｎｍ〜波長５００ｎｍの光、すなわち、主に波長４３６ｎｍのｇ線となる。しかし、この種のＵＶ修正液は、硬化後の被膜の分光透過率が、可視領域では波長４００ｎｍ〜波長５５０ｎｍにおいて低下するので、カラーフィルタの欠陥部を修正するＵＶ修正液としては好ましいものではない。
【００３５】
また、図４に示すＵＶ修正液（４０）が、例えば、酸素によって光重合が阻害されるような、前記低感光度のＵＶ修正液の場合、吹き出し口（７０）から吹き出される窒素ガス（７１）によって、ＵＶ修正液（４０）とＵＶライトガイドの光射出部の間の雰囲気は窒素ガスで充満されるので、ＵＶ修正液（４０）は酸素に阻害されることなく、すなわち、実効感度を高めた状態でＵＶ光の照射を受ける。
従って、低感光度のＵＶ修正液を用いても、ＵＶ修正液の硬化は十分に行われ、被膜の硬化不足による、例えば、剥離のような不具合は解消される。
【００３６】
酸素によって光重合が阻害されるＵＶ修正液の組成としては、例えば、以下のものが挙げられる。
・顔料                １７％〜２９％
・分散剤                ２％〜  ６％
・単官能モノマー      ３０％〜５４％
・多官能モノマー      １２％〜３８％
・光重合開始剤      ２．７％〜５．１％
・溶剤              ２．７％〜６．１％
・固形分比            ９４％〜９７％
このＵＶ修正液の粘度は、６０〜１３０ｍＰａ・ｓ程度のものである。
【００３７】
また、図４に示すＵＶ照射装置（３０）にはフィルタ（６０）が設けられているので、上記剥離のような不具合が解消されるだけでなく、更に、ＵＶ光の照射面での照度を高めることにより、低感光度のＵＶ修正液においても、例えば、照射時間を短縮することが可能となる。
【００３８】
また、ＵＶ修正液（４０）には、感光度、分光感度以外に、例えば、塗布性、目詰まり性、安定性、被膜の色度など、修正液に具備させる幾つかの特性がある。ＵＶ修正液（４０）が前記低感光度のＵＶ修正液の場合、感光度、分光感度の問題は、本発明における窒素ガス（７１）による酸素遮断によって解消されたものとなる。
これは、上記幾つかの特性を具備させるＵＶ修正液を設計する際の制約条件が少なくなったことである。これにより、ＵＶ修正液としては、例えば、極めて優れた塗布性を有するなどの、実作業に則したより有用なＵＶ修正液が得られ易くなる。
【００３９】
本発明に用いられるＵＶ照射装置としては、例えば、モリテックス（株）製：スポットエリア照射タイプＵＶ照射装置（商品名）、型番ＭＵＶ−２０２Ｕが挙げられる。このＵＶ照射装置は、水銀キセノンランプ２００Ｗを用いており、紫外線強度（３６５ｎｍ）は３，０００ｍＷ／ｃｍ2 である。
また、ＵＶライトガイドとしては、例えば、モリテックス（株）製：ＵＶ石英ライトガイド（商品名）、型番ＭＳＳ５−２０００Ｓ−ＵＶＩＩＩ、光射出部の口径：５ｍｍφが挙げられる。
また、フィルタとしては、例えば、ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ（株）製：Ｆｉｌｔｅｒ  ＲＴ（商品名）、透過領域３００ｎｍ〜４００ｎｍが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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２】図１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３】局所的にＵＶ光を照射する方法の一例を示す説明図である。
【図４】本発明によるカラーフィルタの欠陥修正方法の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・ステージ
３０・・・ＵＶ照射装置
３１・・・ＵＶライトガイド
４０・・・ＵＶ修正液
５０・・・ガラス基板
５１・・・（樹脂）ブラックマトリックス
５２・・・着色画素
６０・・・フィルタ
７０・・・窒素ガスの吹き出し口
７１・・・窒素ガス
Ｌ１・・・従来のＵＶ光
Ｌ２・・・本発明におけるＵＶ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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