(57)【要約】【課題】カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法において、修正液を白欠陥部の外へはみ出すことなく塗ることができ、従って新たな混色や突起を発生させることの無い修正方法を提供する。【解決手段】修正加工用構造形成樹脂を白欠陥部とそれを囲む近接部に塗布する工程、該塗布された修正加工用構造形成樹脂を硬化する工程、修正加工用構造形成樹脂の少なくとも白欠陥を埋める部分を除去する工程、該修正加工用構造形成樹脂が除去された部分に修正用着色樹脂を塗布する工程、該塗布された修正用着色樹脂を硬化する工程、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法であって、修正加工用構造形成樹脂を白欠陥部とそれを囲む近接部に塗布する工程、該塗布された修正加工用構造形成樹脂を硬化する工程、修正加工用構造形成樹脂の少なくとも白欠陥を埋める部分を除去する工程、該修正加工用構造形成樹脂が除去された部分に修正用着色樹脂を塗布する工程、該塗布された修正用着色樹脂を硬化する工程、を含むことを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
【請求項２】
カラーフィルタの着色層における黒欠陥を修正する方法であって、黒欠陥部を含む黒欠陥周辺の着色層を除去することによって、黒欠陥を白欠陥に加工する工程、および該白欠陥に対して、請求項１記載の白欠陥を修正する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
【請求項３】
カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法であって、白欠陥部にレーザ光を照射して欠陥の形状を整形する工程、および該整形された白欠陥に対して、請求項１記載の白欠陥を修正する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
【請求項４】
前記修正加工用構造形成樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に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、液晶表示装置（ＬＣＤ）用カラーフィルタの点欠陥の修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型ディスプレイ装置が多く使われるようになってきており、中でもＬＣＤ（液晶表示装置）は、特にカラーフィルタによって色表示を行う多色カラータイプがテレビ、モニタ、携帯端末等の表示パネルに利用が進んでいる。多色カラー化のために一般にマイクロセル構造のカラーフィルタが多用され、カラーフィルタはパネルの表示品質を決める重要な役割を担っている。                                                      
【０００３】
カラーフィルタの製造工程で発生する欠陥の内、着色層と重なって存在する微小な異物や突起を黒欠陥と呼び、着色層の微小領域の抜けである色抜け（白欠陥）と合わせて、点欠陥と総称する。これらの点欠陥はそれ自体がパネル表示の際に現れる明暗の異常を伴う主要な欠陥の一つとなるばかりでなく、黒欠陥の突起に関しては、カラーフィルタ基板の液晶側の表面に一定の高さ以上の突起が存在すると、仮にそれが透明な突起であっても、対向して貼り合わせられるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板との間で電気的に短絡を生じる原因を作ることとなるため、ＬＣＤの表示駆動における全体異常にもつながる。
【０００４】
上記の点欠陥はカラーフィルタ製造における良品率を下げる主要な要因となる。しかし、個々の点欠陥は、各々修正を加えることにより、カラーフィルタが良品として救済される可能性も大きい欠陥が多い。特に近年のパネルサイズの大型化に伴い、欠陥密度低減の必要性が益々重要になる中で、これらの点欠陥の修正により、最終良品率を向上させる対策も強く望まれている。
【０００５】
点欠陥の修正方法として一般的に行われているのは、白欠陥は対象となる着色層が抜けた凹部に周囲の着色部と同様に着色した修正液を塗布して凹みを埋める方法、黒欠陥はレーザ光により異物や突起を除去し、除去後に白欠陥となった部分を前述の白欠陥と同様に修正液を塗って凹みを埋める方法である。修正液の塗り方としては、ディスペンサを用いて微少量を吐出する方法や針部材の先端に修正液を付着させて接触塗布する方法がある。（特許文献１参照）修正液の乾燥には、溶剤系の液の場合は、修正部にヒーターなどの外部熱源を近づけ、溶剤を揮発させる。
【特許文献１】特開２００１−１６６１２９号公報  しかしながら、白欠陥を埋める修正液が低粘度であれば、塗布後、欠陥部の周辺の正常な着色層部上に色の上塗り状態が生じて過大な膜厚部分を作ったり、塗布された修正液が異なる色領域上まで拡大侵入して新たな混色欠陥を発生させたりする。また、白欠陥を埋める修正液が高粘度であれば、白欠陥に近接した周囲に突起状の欠陥を生じることが多い。
【０００６】
また、黒欠陥の修正において、上述のようにレーザ光による異物や突起の除去を行い、除去後に新たな白欠陥となった部分に対して、元からある白欠陥と同様に、修正液を塗って凹みを埋める方法を行うが、修正液のタイプに応じて上述のように新たな混色や突起の欠陥を生じることがある。
【０００７】
また、白欠陥の修正において、元の白欠陥の形状やサイズが様々であることによる修正品質のばらつきを防ぐ目的で、初めに白欠陥部にレーザ光を照射して欠陥の形状を整形しておき、然る後に形状を修正した白欠陥部に対して、従来の白欠陥の修正方法と同様に、修正液を塗って凹みを埋める方法を行うが、修正液のタイプに応じて上述のように新たな
混色や突起の欠陥を生じることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その課題とするところは、カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法において、修正液を白欠陥部の外へはみ出すことなく塗ることができ、従って新たな混色や突起を発生させることの無い修正方法を提供することである。また、本発明の他の課題は、カラーフィルタの着色層における黒欠陥を修正する方法において、新たな欠陥を生じさせない修正方法を提供することである。また、本発明の他の課題は、カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法において、修正品質のばらつきが少なく、かつ、新たな欠陥を生じさせない修正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法であって、修正加工用構造形成樹脂を白欠陥部とそれを囲む近接部に塗布する工程、該塗布された修正加工用構造形成樹脂を硬化する工程、修正加工用構造形成樹脂の少なくとも白欠陥を埋める部分を除去する工程、該修正加工用構造形成樹脂が除去された部分に修正用着色樹脂を塗布する工程、該塗布された修正用着色樹脂を硬化する工程、を含むことを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、カラーフィルタの着色層における黒欠陥を修正する方法であって、黒欠陥部を含む黒欠陥周辺の着色層を除去することによって、黒欠陥を白欠陥に加工する工程、および該白欠陥に対して、請求項１記載の白欠陥を修正する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、カラーフィルタの着色層における白欠陥を修正する方法であって、白欠陥部にレーザ光を照射して欠陥の形状を整形する工程、および該整形された白欠陥に対して、請求項１記載の白欠陥を修正する工程を含むことを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記修正加工用構造形成樹脂が熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタの修正方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のカラーフィルタの修正方法によれば、カラーフィルタの着色層における白欠陥に対して、修正液を白欠陥部の外へはみ出すことなく塗ることができ、従って新たな混色や突起を発生させることが無い。
【００１４】
すなわち、本発明において白欠陥部とそれを囲む近接部に塗布する修正加工用構造形成樹脂は白欠陥部の周縁部に適正な土手を形成する機能を有する。そのため、該修正加工用構造形成樹脂の少なくとも白欠陥部を埋める部分を除去した後の除去凹部を埋める役割の修正用着色樹脂は、周縁部の土手で流れ出しが規制されるため、内部の平坦形状と良好な色特性と耐性を有することが可能となる。その結果、それぞれの使用する樹脂の選択に大きな許容範囲や自由度を持つことができる。なお、土手形成機能を目的とする修正加工用構造形成樹脂は着色させる必要は無く無色透明でも構わず、従って、土手の高さが対向するＴＦＴ基板との間で電気的に短絡を生じるほどの高さでなければ、土手としての役割終了後も透明樹脂を残しておく選択も可能となり、工程を徒に長くすることがない。
【００１５】
また、本発明のカラーフィルタの修正方法によれば、黒欠陥の原因となる異物や突起を
下部の着色層とともに除去することで発生した新たな白欠陥や、白欠陥部をレーザ光で所定の形状に整形した白欠陥に対しても、修正用着色樹脂を白欠陥部の外へはみ出すことなく塗ることができ、従って新たな混色や突起を発生させることが無い。なお、レーザ光を用いた白欠陥の形状整形としては白欠陥より一回り大きい形状にする、白欠陥を囲む円形または方形に整形するなどの手段が挙げられる。
【００１６】
さらに、本発明において修正加工用構造形成樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、カラーフィルタの各着色組成物とほぼ同等の材料を使用することで、信頼性に対する懸念が無く、塗布、硬化、除去のプロセスにおける従来のカラーフィルタの修正方法のプロセス技術を活用することができる。以上により、修正箇所の品質向上に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態を工程順に説明する。修正工程に入る前に予め、カラーフィルタの点欠陥を検査機にて検出し、修正対象を確認しておく。以下、図面に従って説明する。
【００１８】
図１は白欠陥を模式的に示す説明図である。上段が平面説明図を、下段がそれに対応する断面説明図を表す。上段と下段の組み合わせで表現する表示は、以下の図２〜図４も同様である。図１において、カラーフィルタの着色層１の一部に白欠陥２が存在する。白欠陥２は、カラーフィルタの製造工程で発生した白欠陥の場合と、黒欠陥を除去して白欠陥に加工した場合と、白欠陥を整形して所定の形状の白欠陥に加工した場合とを含むが、いずれの場合も凹部を埋めるための修正対象箇所の位置と対象欠陥の情報を予め得ておき、その情報をもとに以下の修正を行う。
【００１９】
次いで、図２に示すように、上記の白欠陥２を覆うように、修正加工用構造形成樹脂３を塗布する。修正加工用構造形成樹脂３は白欠陥２の凹部を完全に埋めるばかりでなく、白欠陥２を囲む近接部のカラーフィルタ着色層１上に盛り上げ塗布する。修正加工用構造形成樹脂３の塗布方法は、従来の修正液の塗布方法と同様に、ディスペンサで吐出したり、針で接触塗布をしたりする。微量の液量が制御できれば、白欠陥の凹部の容積や修正加工用構造形成樹脂の特性を勘案して、吐出量を決めるディスペンサ方式が望ましい。凹部から溢れた流れ出しが微量であり、尚且つ断面説明図で表される周辺部での盛り上げの土手形状が適正となるように、塗布される樹脂の粘度は概略２００〜３００ｍＰａ・ｓが望ましい。
【００２０】
図３は修正加工用構造形成樹脂の除去を模式的に示す説明図である。図２の修正加工用構造形成樹脂３の中央部に例えばＹＡＧレーザ源からレーザ光を照射して樹脂を局部的に加熱除去する。修正加工用構造形成樹脂の除去部２１が新たな凹部となり、凹部を囲む近接部には修正加工用構造形成樹脂の除去残部３１が土手形状を形成する。修正加工用構造形成樹脂の除去部２１は図１の白欠陥２と同一もしくは少し超える大きさとし、白欠陥の凹部を埋めた修正加工用構造形成樹脂３の下部は全て除去されるものとする。なお、樹脂の除去に際して、レーザ光の特性や樹脂の性質により、以下のように状況は変わることがある。
【００２１】
例えば修正加工用構造形成樹脂３が着色顔料等を含まず透明な材料のみで構成された場合は、レーザ光は多くが透過し樹脂を直接加熱して分解することは少ないため、レーザ光のパワーを高く設定する必要も生じるが、修正加工用構造形成樹脂３の下にカラーフィルタの着色層１が混在していると、透明な修正加工用構造形成樹脂３を通してカラーフィルタの着色層１が加熱、分解され、界面の分解ガスの影響により、透明な修正加工用構造形成樹脂３が剥離、除去される。この場合は、上述のような、元からある白欠陥を予め整形して新たな白欠陥に加工するということは差し控えた方が良い場合である。
【００２２】
図４は修正用着色樹脂の塗布を模式的に示す説明図である。図３の修正加工用構造形成樹脂の除去部２１に修正対象となる着色をした修正用着色樹脂４１を塗布して、修正加工用構造形成樹脂の除去残部３１を堰き止め用の土手として用い、塗布領域を限定する。ここで、色修正部の画素面からの段差量Ａは、修正加工用構造形成樹脂の除去残部３１の土手としての部分の高さを超えず、かつ、色修正部の最上面はカラーフィルタの着色層１の画素面の高さＢ（１〜３μｍ）の上面に近く、すなわち、段差量Ａとしては０が望ましい。目処としては、色修正部の画素面からの段差量Ａは−０．５μｍから＋０．５μｍ程度の範囲に入れる。修正用着色樹脂４１の塗布方法は、従来の修正液の塗布方法と同様に、ディスペンサで吐出したり、針で接触塗布をしたりする。微量の液量が制御できれば、上記の段差量からの目標と修正加工用構造形成樹脂の除去部２１の凹部の容積や修正用着色樹脂の特性も勘案して、吐出量を調節することが可能である、ディスペンサ方式が望ましい。
【００２３】
次に、上記のように塗布された修正用着色樹脂４１を硬化する。使用する材料に合わせて、色特性、耐性に影響する硬化度を考慮して、熱硬化性樹脂であれば加熱条件を、ＵＶ硬化性樹脂であればＵＶ照射条件を決める。
【００２４】
最後に、表面の不要物を除去してクリーニングする。修正加工用構造形成樹脂の除去残部３１の最終的な処理は、カラーフィルタ基板全体の最終製造工程での研磨と薬液洗浄の手段により除去することもできるが、修正加工用構造形成樹脂３に透明な材料を使用し、除去残部３１の高さが低い場合は、除去せずに終えることも選択肢の一つとなる。また、除去残部を除去する場合は、有機アルカリ溶液を用いた洗浄で剥離除去する方法が挙げられる。
【００２５】
以下に、修正加工用構造形成樹脂として熱硬化性樹脂を使用した例について具体的に述べる。
【実施例】
【００２６】
カラーフィルタの着色層の中に入り込んだ異物を除去するためにレーザ照射して異物をその周辺の着色層と共に除去し、約５０μｍ□の新たな白欠陥を線幅１００μｍの赤の着色ライン幅のほぼ中央部に作り（図１参照）、そこへ以下の組成の熱硬化性樹脂を精密ディスペンサにより適量滴下した。
【００２７】
〈熱硬化性樹脂の組成例〉
・メラミン樹脂、エポキシ樹脂  ２０〜３０ｗｔ％
・単官能モノマー              ２０〜３０ｗｔ％
・多官能モノマー              ２０〜３０ｗｔ％
・溶剤                        １０〜２０ｗｔ％
・顔料                        ０〜２０ｗｔ％
・分散剤                      ０〜５ｗｔ％
その後、上記の滴下した熱硬化性樹脂の近辺を小型の赤外線スポットヒーターで加熱乾燥し、直径約８０μｍの広がりを持つ塗布状態を形成した（図２参照）。加熱される表面の温度は最大２００℃までに留め、カラーフィルタ着色層への影響を最小限にした。次に、該塗布乾燥済みの熱硬化性樹脂の中心部を狙ってレーザ光にて照射し、白欠陥を埋めていた部分を含めて白欠陥を超えるサイズの熱硬化性樹脂の除去部を作ったところ、凹部の周囲に画素の厚さ１．５μｍに加えて約１μｍ厚さの土手状に熱硬化性樹脂の除去残部を載せた盛り上げ形状が得られた（図３参照）。この凹部に、修正用着色樹脂に相当するＵＶ硬化性樹脂の下記の組成物を精密ディスペンサにより適量滴下し、画素の厚さにほぼ匹敵する厚さの修正部を得た。
【００２８】
〈ＵＶ硬化性樹脂の組成例〉
・顔料                        １０〜２０ｗｔ％
・単官能モノマー              ２０〜３０ｗｔ％
・ウレタンアクリルモノマー    ２０〜３０ｗｔ％
・溶剤                        １０〜２０ｗｔ％
・光重合開始剤                ０．１〜１０ｗｔ％
その後、上記の滴下したＵＶ硬化性樹脂にＵＶランプからの光を照射することにより、硬化した（図４参照）。このように修正を終えたカラーフィルタ基板を研磨後洗浄して、欠陥修正部の周囲に土手状に残った熱硬化性樹脂の除去残部を取り除いた。洗浄には有機アルカリ溶液（商品名：ＰＫ−ＬＣＧ４００シリーズ、パーカーコーポレーション製）を３８℃に加温して使用した。以上により、修正が正常に終了し、良品として救済することができた。
【００２９】
以上、本発明の実施例につき説明したが、本発明の実施の形態は種々の変形を行っても構わない。
【００３０】
例えば、修正加工用構造形成樹脂を紫外線硬化型樹脂とし、修正用着色樹脂を、修正加工用構造形成樹脂とは異なる波長の紫外線で硬化する紫外線硬化型樹脂としても構わない。この場合、修正加工用構造形成樹脂の硬化は、アルカリ溶液を用いた除去残部の除去が可能な程度に硬化する紫外線光量で行い、修正用着色樹脂の硬化は、修正加工用構造形成樹脂に照射した紫外線とは異なる波長の紫外線にてアルカリ溶液で溶解しないまでに硬化させることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】白欠陥を模式的に示す説明図であって、上段が平面説明図を、下段が対応する断面説明図を表す。
【図２】本発明のカラーフィルタの修正方法において、その工程の概要を順に示す説明図であって、修正加工用構造形成樹脂の塗布を模式的に示す説明図である。上段が平面説明図を、下段が対応する断面説明図を表す。
【図３】修正加工用構造形成樹脂の除去を模式的に示す説明図であって、上段が平面説明図を、下段が対応する断面説明図を表す。
【図４】修正用着色樹脂の塗布を模式的に示す説明図であって、上段が平面説明図を、下段が対応する断面説明図を表す。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・・カラーフィルタの着色層
２・・・・白欠陥
３・・・・修正加工用構造形成樹脂
２１・・・修正加工用構造形成樹脂の除去部
３１・・・修正加工用構造形成樹脂の除去残部
４１・・・修正用着色樹脂
Ａ・・・・色修正部の画素面からの段差量
Ｂ・・・・画素面の高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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