(57)【要約】【課題】レーザー加工装置のレーザー光線の照射時、焼成物が基板に飛散しないレーザー加工装置及びその装置を用いた欠陥修正方法によるカラーフィルタ基板を提供することである。【解決手段】異物を除去することによりカラーフィルタ基板を修正するレーザー加工装置において、台座の中央に、ｘｙ駆動の機能を具備するステージ部と、該ステージの上面、又は下面の一方に吸引ノズル部と、その他方にはレーザー光源及び制御するレンズ系を具備するレーザー照射ノズル部とを備え、ステージ上に載置したカラーフィルタ基板の画素形成面の裏側方向よりレーザー光線を照射して画素形成面を修正するレーザー加工時に、該レーザー光線の照射位置の画素形成表面に対向するように非接触で且つ極近接位置に吸引ノズル部の吸引ノズルの先端を配置したレーザー加工装置及びその装置を用いた修正方法によるカラーフィルタ基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の片側に着色材料を含む樹脂よりなる画素を形成したカラーフィルタ基板上に付着する異物にレーザー光線を照射することにより、除去するカラーフィルタ基板修正用のレーザー加工装置において、該装置は、台座の中央に、ｘｙ駆動の機能を具備するステージ部と、該ステージの上面、又は下面の一方に吸引ノズル部と、その他方にはレーザー光源及びレーザー光線を制御するレンズ系を具備するレーザー照射ノズル部とを備え、ステージ上に載置したカラーフィルタ基板の画素形成面の裏側方向よりレーザー光線を照射して画素形成面を修正するものであり、該レーザー光線の照射位置の画素形成面の表側に、非接触で且つ極近接した位置に吸引ノズルの先端を配置したことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
前記吸引ノズルの先端からカラーフィルタ基板の画素形成表面までの距離が、１．０ｍｍより小さく且つ非接触であることを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
前記吸引ノズルが、５ｍｍφ〜１０ｍｍφであることを特徴とする請求項１、又は２記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
前記レーザー光線が、波長１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のレーザー加工装置。
【請求項５】
請求項１乃至４項のいずれか１項記載のレーザー加工装置を用いて、着色材料を含む樹脂よりなる画素を形成するカラーフィルタ基板に付着する異物をレーザー光線を照射することにより、除去する修正方法を用いることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記着色材料が、顔料、又は染料であることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタの基板の修正方法において、該基板上の微小形状の不要物を除去するレーザー加工装置及びその装置を用いた欠陥修正方法によるカラーフィルタ基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置では、液晶駆動回路を具備する透明電極基板（以下駆動回路基板と記す）と、着色材料を含む樹脂層を形成するカラーフィルタを具備する透明電極基板（以下カラーフィルタ基板と記す）との間に５μｍ近傍のギャップを形成した後、該ギャップ内に液晶樹脂を封入し、前記２枚の電極間に電圧を印加して、液晶を駆動させ前記カラーフィルタの透明電極面側に画像を表示するものである。
【０００３】
前記画像が、カラー表示をさせるためには、複数色による画素、例えばＲ画素（赤色画素），Ｇ画素（緑色画素），Ｂ画素（青色画素）より形成したカラーフィルタを設けることが一般的である。
【０００４】
図３は、液晶表示装置を説明する部分拡大の側断面図である。駆動回路基板（３）と、カラーフィルタ基板（１０）の画素上の透明電極（１６）間に、所定の電圧が印加すると、液晶（４）層内に光線が透過するスリットが形成され、該スリットを介してバックライト（２）の光源から画面下側に光線がカラーフィルタ画素を透過し、カラーフィルタ基板（１０）の裏面にカラー画像を形成する。前記カラーフィルタ基板は、美しく且つ無欠陥のカラー画像を表示するためには、重要な部品である。
【０００５】
図４は、カラーフィルタ基板（１０）を説明する部分拡大の側断面図である。カラーフィルタ基板（１０）は、透明基板（１１）上に形成したブラックストライプ（１２）の間に、Ｒ画素（１３）及びＧ画素（１４）及びＢ画素（１５）を形成し、その上面に透明電極（１６）が形成されている。
【０００６】
カラーフィルタ基板（１０）の製造において、微小形状の異物の付着、又は画素形成用樹脂の残さ等は、レーザー加工装置を用いて除去することが一般的である。前記の異物や樹脂の残さを残したまま液晶表示装置用の透明電極を形成した場合には、前記異物により両電極が短絡すること、又は前記樹脂残さによる黒点や白点の不具合のある液晶表示画像ができること等の問題がある。
【０００７】
図５は、従来のレーザー加工装置を説明する部分拡大の側面図である。カラーフィルタ基板（１０）をレーザー加工装置のステージに載置し、透明基板（１１）、例えばガラス基板上に形成された着色材料を含む樹脂（以下カラーレジストと記す）Ｒ画素及びＧ画素及びＢ画素の残さをレーザー加工装置のレーザー光線を照射して、前記残さ等の欠陥部分を除去修正のためレーザー加工する場合、該レーザー光線の照射により焼成されたカラーレジストは、分散し極超微細粒子となり、近傍周辺に飛散し、基板上に再付着して、異物付着の欠陥不良となる問題が発生する。図５上に示すように、レーザー照射の発塵源（１０１）より飛散したレジスト焼成物（３１）は、周辺近傍に浮遊し、極短時間に基板（１０）表面に再付着し、再付着の異物（３２）となる。
【０００８】
吸引ノズル（２２）は、飛散したレジスト焼成物（３１）の異物を吸引する際、レーザー照射ノズル（２１）と飛散粒子の吸引ノズル（２２）とが互いに干渉し、照射局部の発塵源（１０１）に極近距離まで近接できずに、吸引する効果が少ない。すなわち、図５に示すように、レーザー加工装置のレーザー光線の照射により飛散したレジスト焼成物（３１）が、吸引ノズル（２２）の先端口（２２１）内に捕集される前に、基板（１０）上に再付着する問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
レーザー加工装置のレーザー光線の照射時、焼成物が基板に飛散しないレーザー加工装置及びその装置を用いた欠陥修正方法によるカラーフィルタ基板を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、基板の片側に着色材料を含む樹脂よりなる画素を形成したカラーフィルタ基板上に付着する異物にレーザー光線を照射することにより、除去するカラーフィルタ基板修正用のレーザー加工装置において、該装置は、台座の中央に、ｘｙ駆動の機能を具備するステージ部と、該ステージの上面、又は下面の一方に吸引ノズル部と、その他方にはレーザー光源及びレーザー光線を制御するレンズ系を具備するレーザー照射ノズル部とを備え、ステージ上に載置したカラーフィルタ基板の画素形成面の裏側方向よりレーザー光線を照射して画素形成面を修正するものであり、該レーザー光線の照射位置の画素形成面の表側に、非接触で且つ極近接した位置に吸引ノズルの先端を配置したことを特徴とするレーザー加工装置である。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、前記吸引ノズルの先端からカラーフィルタ基板の画素形成表面までの距離が、１．０ｍｍより小さく且つ非接触であることを特徴とする請求項１記載のレーザー加工装置である。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、前記吸引ノズルが、５ｍｍφ〜１０ｍｍφであることを特徴とする請求項１、又は２記載のレーザー加工装置である。
【００１３】
本発明の請求項４に係る発明は、前記レーザー光線が、波長１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のレーザー加工装置である。
【００１４】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１乃至４項のいずれか１項記載のレーザー加工装置を用いて、着色材料を含む樹脂よりなる画素を形成するカラーフィルタ基板に付着する異物をレーザー光線を照射することにより、除去する修正方法を用いることを特徴とするカラーフィルタ基板である。
【００１５】
本発明の請求項６に係る発明は、前記着色材料が、顔料、又は染料であることを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタ基板である。
【００１６】
【作用】
ステージの上面、又は下面の一方の片側に吸引ノズル部と、その他方の片側にはレーザー照射ノズル部とを備え、ステージ上に載置したカラーフィルタ基板の画素形成面の裏側方向よりレーザー光線を照射して画素形成面を修正するレーザー加工時において、該レーザー光線の照射位置の画素形成面に非接触で且つ極近接した位置に吸引ノズルの先端口を近接させたことにより、レーザー加工時に飛散したレジスト焼成物を極短時間に完全に捕集することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明のレーザー加工装置の一実施例を説明する部分拡大の側面図である。図面上側には、吸引ノズル（２２）を配置されている。前記吸引ノズルの先端口（２２１）は、画素形成面から飛散したレジスト焼成物を捕集する役割がある。その捕集量は、前記先端口（２２１）を焼成物の発塵源（１０１）に近接させるほど大きくなり、より完全になる。前記近接距離は、１．０ｍｍより離れると吸引効果が不十分となり、０．３ｍｍ程度近傍が最適な距離である。
【００１９】
また、先端口（２２１）の内径は、５ｍｍφ〜１０ｍｍφの範囲であり、７．５ｍｍφ近傍が最適な口径である。
【００２０】
その気流量は、焼成物の飛散エリア内での気流が全て先端口（２２１）方向に層流となるように調整することが重要となる。さらに、前記先端口（２２１）の断面では、内側に湾曲させ発塵源（１０１）を囲うようにすることや、先端口（２２１）と基板表面との距離を制御する等の調整も重要となる。
【００２１】
本発明の装置では、台座（２５）の中央には、ｘｙ駆動ステージ（２６）が配置され、該ステージ内にカラーフィルタ基板を、画素形成面を上面にして載置する。予め、基板検査により検出した欠陥（１０１ａ）は、装置の中央位置に移動させる。次に、レーザー照射ノズル（２１）は、カラーフィルタ基板の下面位置に配置されている。
【００２２】
前記レーザー照射ノズルのレーザー光線は、前記欠陥（１０１ａ）上に焦点を合わせて照射する。前記レーザー光源（２３）は、ＹＡＧレーザー、Ａｒ＋やＫｒ＋のイオンレーザー光で、波長では、５３２ｎｍ、４８８ｎｍ、５１５ｎｍ、６４７ｎｍ及びルビーレーザー光の６９４ｎｍ、エキシマレーザー等が使用できる。レンズ系（２４）は、ビーム径の調整や連続又は不連続照射等を制御する役割をもつ部位である。
【００２３】
本発明に適用できるカラーフィルタ基板の画素形成の材質については、被着色樹脂としては、ゼラチンカゼイングリュー等の天然樹脂のほか、ポリビニールアルコール、ポリイミド、アクリル酸樹脂等合成樹脂がある。着色材は、染料及び顔料がある。
【００２４】
【実施例】
本発明のレーザー加工装置及びその装置を用いた修正方法によるカラーフィルタ基板の具体的な実施例に従って説明する。
【００２５】
＜実施例１＞
まず、公知の方法により、カラーフィルタ基板（１０）を作製した。透明基板（１１）上にブラックストライプ（１２）、該ブラックストライプ間の画素領域にＲ画素（１３）及びＧ画素（１４）及びＢ画素（１５）を形成した。その形成方法は、フォトプロセス法、すなわち、感光性レジストをスピンコートによりレジスト層を形成し、該レジスト層にフォトマスクを介して露光処理後、現像及び腐食処理し、レジスト剥膜処理であり、前記フォトプロセスを４回繰り返し画素形成層を形成した。なお、前記カラーフィルタ基板には、異物の欠陥（１０１ａ）として形状１０μｍφの円形の欠陥が生じているものである。
【００２６】
図２は、本発明のレーザー加工装置の照射方法を説明する部分拡大の側面図である。前記カラーフィルタ基板を本発明のレーザー加工装置のｘｙ駆動ステージ上に載置し、前記欠陥（１０１ａ）を装置中央の位置まで移動させた。吸引ノズルの先端（２２１）は、画素形成面上までの距離を０．３ｍｍ迄に近接させた。
【００２７】
レーザー光源は、ＹＡＧレーザーの第２高周波５３２ｎｍを用いた。３．１５μｍφスポット光を透明基板（１１）側よりカラーフィルタ基板の欠陥（１０１ａ）に照射した。照射時間は、１０−９秒以下のパルスで、同一部位で２回照射し、１５μｍ角のエリアを順次照射し欠陥部を完全に除去した。
【００２８】
次に、その表面に透明電極（１６）を蒸着法により形成し、無欠陥の正常なカラーフィルタ基板ができた。
【００２９】
次に、前記無欠陥の正常なカラーフィルタ基板を異物検査装置により修正部位を詳細に検査した。飛散したレジスト焼成物が、周辺部に再付着した現象は確認されなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のレーザー加工装置の吸引ノズルを基板の画素形成面に限りなく近接させるために、レーザー光線の照射時、飛散した焼成物を極短時間で完全に捕集され、基板に再付着しないレーザー加工装置が提供できた。その装置を用いた欠陥修正方法によるカラーフィルタ基板を製造するため、不良基板を発生する問題を解消できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザー加工装置の一実施例を説明する部分拡大の側面図である。
【図２】本発明のレーザー加工装置の照射方法を説明する部分拡大の側面図である。
【図３】従来の液晶表示装置を説明する部分拡大の側断面図である。
【図４】従来のカラーフィルタ基板を説明する部分拡大の側断面図である。
【図５】従来のレーザー加工装置を説明する部分拡大の側面図である。
【符号の説明】
１…液晶表示装置
２…バックライト
３…駆動回路基板
４…液晶
１０…カラーフィルタ基板
１１…透明基板
１２…ブラックストライプ
１３…ｒ画素
１４…ｇ画素
１５…ｂ画素
１６…透明電極
２１…レーザー照射ノズル
２２…吸引ノズル
２３…光源
２４…レンズ系
２５…台座
２６…ｘｙ駆動ステージ
３２…再付着の異物
３１…飛散したレジスト焼成物
１０１…発塵源
１０１ａ…欠陥
２２１…先端口
【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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