JP2002250810A

JP2002250810A - カラーフィルタの欠陥修正方法

Info

Publication number: JP2002250810A
Application number: JP2001051030A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Sano; 敏弘佐野; Hideaki Fujisaki; 藤崎　　英明; Takashi Yaguchi; 矢口　　孝
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-06
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP4930740B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶ディスプレイ用のカラーフィルタを、顔
料分散法、染色法等にて作製する際、欠陥部の修正を歩
留まり良くできる修正方法を提供する。【解決手段】ベース基板の一面上に着色層が形成され
た、フィルタ部の欠陥の修正方法であって、着色層から
なる着色パタン領域内に着色層の無いぬけ部を有する白
欠陥に対しては、そのまま、着色層からなる着色パタン
領域内に異物を含む異物欠陥に対しては、異物を除去
し、前記異物欠陥を含む領域をぬけ部として新たに白欠
陥を形成する白欠陥形成工程を施した後、順に、ぬけ部
に紫外線を照射する紫外線照射工程、紫外線が照射され
たぬけ部に対応する色の修正用インキをディスペンサ等
により、充填する修正用インキ充填工程とを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板等のベ
ース基板の一面上に着色層が形成された、液晶ディスプ
レイ用等のカラーフィルタを、顔料分散法、染色法等に
より作製する際の、フィルタ部の欠陥の修正方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、携帯電
話の普及に伴い、パーソナルコンピュータ用の液晶ディ
スプレイ、携帯電話用の液晶ディスプレイの需要が増加
する傾向にあり、これらの液晶ディスプレイには、画素
の精細化とコストダウンが、益々、求められるようにな
ってきている。このような中、これらの液晶ディスプレ
イ用のカラーフィルタについても、益々の、画素の精細
化と、その製造のコストダウンが求められている。これ
ら液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造について
は、従来より、顔料分散法、染色法、電着法、
印刷法、インクジェット法が知られている。顔料分散法は、基板上に顔料を分散した感光性樹脂層
を形成し、これをパターニングすることにより単色のパ
ターンを得る工程を、３回繰り返すことにより、Ｒ，
Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層を形成する。染色法は、ガラス基板上に染色用の材料である水溶性
高分子材料を塗布し、これをフォトリソグラフィー工程
により所望の形状にパターニングした後、得られたパタ
ーンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る工程
を、３回繰り返すことによりＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィル
タ層を得る。電着法は、基板上に透明電極をパターニングし、顔
料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して第１
の色を電着する工程を、３回繰り返してＲ，Ｇ，Ｂを塗
り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより表色層を形
成するものである。印刷法は、熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を
３回繰り返すことによりＲ，Ｇ，Ｂを塗り分けた後、樹
脂を熱硬化させることにより着色層を形成するものであ
る。インクジェット法は、ノズルないしオリフィス等の開
口から着色剤を含む液（以下、インクないしペーストと
も言う）を吐出してカラーフィルタ部を形成するもので
ある。

【０００３】これら〜の方法に共通している点は、
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色を着色するために同一の工程を３回繰
り返す必要があり、コスト高になることである。また、
工程が多いほど歩留まりが低下するという問題点を有し
ている。さらに、顔料分散法、染色法では、ガラス
基板への感光剤塗布工程では、スピンコーターを使用す
ることが主流であり、その使用量が多くなるという問題
や、塗布精度が均一ではないという問題もある。さら
に、電着法においては、形成可能なパターン形状が限
定されるため、現状の技術ではＴＦＴ方式のカラー液晶
ディスプレイには適用が難しい。また、印刷法は、解
像性、平滑性が悪いためファインピッチのパターンは形
成が難しい。インクジェット法は、これら〜の方
法の欠点を補う製造方法として、種々提案されており、
最近では、特に、携帯電話用の液晶ディスプレイの急速
の普及に伴い、特にコストダウンを目的として注目され
るようになってきた。しかし、インクジェット法で
は、インクジェットの制御、調整が必要で、且つ難しい
という問題があり、まだ実用段階とは言えない。

【０００４】このため、画素の精細化が求められる液晶
ディスプレイ用のカラーフィルタの製造方法としては、
現状では、顔料分散法、染色法が主流となっている
が、顔料分散法、染色法においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの
３色を着色するために同一の工程を３回繰り返す必要が
あり、工程全体が長く複雑となっており、作成されたフ
ィルタ部に欠陥を有することが多々あるため、欠陥部を
修正する修正工程が必要に応じて行われている。カラー
フィルタの製造工程において、フォトリソグラフィー用
のマスクへの異物等の付着、露光不良等により、黒欠陥
（突起欠陥を含む）、白欠陥（欠け欠陥を含む）等の欠
陥を生じることがある。クリーンルーム等の発塵量の少
ない環境においても、完全には異物の付着を防止するこ
とは困難である。これら欠陥部の修正方法としては、従
来、欠陥部分にＹＡＧレーザ（第２高調波）を照射し、
欠陥部を含む領域の欠陥あるいは着色レジストの除去を
行ない、除去部分に対応する所定の色のインキを塗布す
る方法が採られていたが、修正歩留まりが悪く問題とな
っていた。詳しくは、従来の欠陥修正方法においては、
ＹＡＧレーザ（第２高調波）を照射して、除去部分にそ
のままインキを塗布すると、除去部分のガラスの濡れ性
と周辺の着色レジスト部分の濡れ性の違いから着色レジ
スト方向に修正インキが引きよせられて、除去部分に残
るインキ量が少なくなるという欠点があり、修正の成功
率は著しく低かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、液晶デ
ィスプレイ用のカラーフィルタを、顔料分散法、染色法
等にて作製する際、欠陥部の修正歩留まりが悪く、その
対応が求められていた。本発明は、これに対応するもの
で、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタを、顔料分散
法、染色法等にて作製する際、欠陥部の修正を歩留まり
良くできる修正方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
の欠陥修正方法は、ベース基板の一面上に着色層が形成
された、フィルタ部の欠陥の修正方法であって、着色層
からなる着色パタン領域内に着色層の無いのぬけ部を有
する白欠陥に対しては、そのまま、着色層からなる着色
パタン領域内に異物を含む異物欠陥に対しては、異物を
除去し、前記異物欠陥を含む領域をぬけ部として新たに
白欠陥を形成する白欠陥形成工程を施した後、順に、ぬ
け部に紫外線を照射する紫外線照射工程、紫外線が照射
されたぬけ部に対応する色の修正用インキをディスペン
サ等により、充填する修正用インキ充填工程とを行なう
ことを特徴とするものである。そして、上記の紫外線照
射工程において、ぬけ部を照射する紫外線が、短波長紫
外線であることを特徴とするものであり、紫外線は、低
圧水銀灯、あるいはエキシマＵＶランプを光源とするこ
とを特徴とするものである。尚、ここでは、２６０ｎｍ
以下の波長の紫外線を短波長紫外線としている。そして
また、上記において、異物欠陥に対して、新たに白欠陥
を形成する白欠陥形成工程は、異物欠陥を含む領域に波
長１μｍ以下のレーザを照射し、異物を除去し、前記異
物欠陥を含む領域をぬけ部とするものであることを特徴
とするものである。尚、波長１μｍ以下のレーザとして
は、ＹＡＧレーザ（第２、３、４高調波）、エキシマレ
ーザ等が挙げられる。

【０００７】

【作用】本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、こ
のような構成にすることにより、液晶ディスプレイ用の
カラーフィルタを、顔料分散法、染色法等にて作製する
際、欠陥部の修正を歩留まり良くできる修正方法の提供
を可能としている。具体的には、着色パタン内に着色層
の無いのぬけ部を有する白欠陥に対しては、そのまま、
着色層からなる着色パタン領域内に異物を含む異物欠陥
に対しては、異物を除去し、前記異物欠陥を含む領域を
ぬけ部として新たに白欠陥を形成する白欠陥形成工程を
施した後、順に、ぬけ部に紫外線を照射する紫外線照射
工程、紫外線が照射されたぬけ部に対応する色の修正用
インキをディスペンサ等により、充填する修正用インキ
充填工程とを行なうことにより、これを達成している。
即ち、ぬけ部に紫外線を照射することにより、修正用イ
ンキの塗布性能を向上させることができ、カラーフィル
タの高品位修正を可能としている。

【０００８】特に、ぬけ部を照射する紫外線が短波長紫
外線である場合、着色層の不要な残さや除去した異物の
汚れや残さを除去でき、ぬけ部の露出したベース基板面
の濡れ性を、紫外線を照射しない場合に比べ、向上させ
ることができる。短波長紫外線の光源としては、低圧水
銀灯、あるいはエキシマＵＶランプが挙げられる。着色
層の不要な残さや、除去した異物の汚れや残さの除去
を、ここで、低圧水銀灯による照射の場合を例にとり、
簡単に説明しておく。低圧水銀灯は１８５ｎｍ、２５４
ｎｍの短波長紫外線を放射する。１８５ｎｍのような短
波長紫外線は光エネルギーが強く、有機物の分子結合を
切断すると言われている。一方、１８５ｎｍ紫外線は、
空気中の酸素Ｏ₂に吸収されてオゾンＯ₃を発生し、こ
のオゾンに２５４ｎｍの紫外線が吸収されると、励起酸
素原子が発生する。したがって、低圧水銀灯により、ぬ
け部に１８５ｎｍ、２５４ｎｍの短波長紫外線を放射す
ると、有機物の分子結合が切断されて発生した分子に、
酸化力の強い励起酸素原子が反応し、結果、ＣＯ、ＣＯ
₂、Ｈ₂Ｏのような気体となり、飛散除去される。この
ようにして、着色層の不要な残さや、除去した異物の汚
れや残さは除去される。エキシマＵＶランプとしては、
例えば、１７２ｎｍ波長の誘電体バリア放電エキシマラ
ンプ（ウシオ電機製、ＵＶＳ−４２００等）が挙げられ
る。短波長で高エネルギー、単一波長で高効率である。
異物欠陥に対し、新たに白欠陥を形成する白欠陥形成工
程としては、異物欠陥を含む領域にＹＡＧレーザ（第２
高調波）を照射し、異物を除去し、前記異物欠陥を含む
領域をぬけ部とするものが挙げられる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例を図に基
づいて説明する。図１は本発明のカラーフィルタの欠陥
修正方法の実施の形態の１例の工程を示した図である。
尚、図１中、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、
それぞれ、修正前、ぬけ部形成後、修正後の状態を示し
た図で、図１（ａ１）、図１（ｂ１）、図１（ｃ１）
は、それぞれ、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）の
Ａ１−Ａ２における断面図である。図１中、１１０はベ
ース基板、１２１は第１色の着色層、１２２は第２色の
着色層、１２３は第３色の着色層、１３０はブラックマ
トリックス、１５１は異物欠陥、１５２はぬけ部、１５
３は修正部、１６１は白欠陥（ぬけ部）、１６３は修正
部である。

【００１０】本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法の
実施の形態の１例を、図１に基づいて説明する。本例
は、ガラス基板からなるベース基板１１０の一面上に着
色層１２１、１２２、１２３が形成された、顔料分散法
により作製された液晶ディスプレイ用等のカラーフィル
タで、着色層１２２からなる着色パタン領域内に異物を
含む異物欠陥１５１を修正する欠陥方法である。通常、
ラインセンサやエリアセンサを用い、欠陥部からの反射
光や透過光を処理して欠陥部を検出する欠陥検査装置等
により、欠陥箇所を把握しておき、欠陥箇所を顕微鏡や
ＴＶモニターにて確認し、修正前に、異物欠陥や白欠陥
の欠陥箇所は把握される。図１（ａ）、図１（ａ１）に
示すように、異物欠陥１５１が着色層１２２からなる着
色パタン領域内にある場合、先ず、異物を除去し、異物
欠陥１５１を含む領域をぬけ部１５２として新たに白欠
陥を形成する白欠陥形成工程を施す。（図１（ｂ）、図
１（ｂ１））本例では、ＹＡＧレーザ（第２高調波）を照射し、異物
を除去し、前記異物欠陥１５１を含む領域をぬけ部１５
２とする従来から行われているぬけ部形成方法を採る
が、ぬけ部１５２形成方法はこれに限定されない。例え
ば、異物部とこの周辺を変質し、剥がれ易い状態として
粘着層により剥がすような方法や針により異物を削り取
るスクラッチ方式でも良い。本例のように、ＹＡＧレー
ザ（第２高調波）を照射する場合、異物欠陥１５１とそ
の周辺の着色層１２２を含む、所定の小領域を昇華除去
する。例えば、異物欠陥１５１が最大幅４５μｍである
場合には、５０μｍ□に照射除去する。

【００１１】次いで、低圧水銀灯等を用いて、短波長紫
外線をぬけ部１５２全領域所定時間（１０秒間〜２００
秒間程度）照射し、着色層の残さ、異物の汚れ、残さを
除去し、ベース基板の濡れ性を高める。例えば、ぬけ部
１５２が５０μｍ□の場合、ほぼこれに合わせ、低圧水
銀灯からの光をスリットを用い５０μｍ□に集光して照
射する。低圧水銀灯による照射の場合、装置は比較的安
価で、照射が大気中で行なえ、使用が楽である。また、
低圧水銀灯による照射は、熱エネルギーとして消費され
る波長の光をほとんど含まないため、熱による製品部へ
のダメージが発生しない。他には、エキシマＵＶランプ
も使用できる。

【００１２】次いで、ディスペンサー、マイクロシリン
ジ、針状塗布部等により、ぬけ部１５２へ着色層１２２
と同じ着色材を塗布する。（図１（ｃ）、図１（ｃ
１））低圧水銀灯による照射により、ベース基板１１０への濡
れ性がたかまり、ぬけ部１５２へ着色材がほぼ平坦に塗
布することができる。このようにして、異物欠陥１５１
は修正される。

【００１３】白欠陥１６１の修正については、ぬけ部１
５２と同様に、低圧水銀灯等を用いて、短波長紫外線を
白欠陥部（ぬけ部）全領域に所定時間（１０秒間〜２０
０秒間程度）照射し、着色層の残さ、異物の汚れ、残さ
を除去し、ベース基板の濡れ性を高めた後、ディスペン
サー、マイクロシリンジ、針状塗布部等により、白欠陥
部へ対応する着色層の着色材を塗布して、修正を行な
う。この場合、低圧水銀灯からの光をスリットを用い、
ほぼ白欠陥の形状に合わせ集光して短波長紫外線の照射
を行なう。尚、必要に応じてＹＡＧレーザ（第２高調
波）により、白欠陥周辺の着色層の除去を行って、これ
を新たな白欠陥として、同様の修正処理を行っても良い
ことは言うまでもない。各処理については、先の説明で
代用し、ここでは説明を省く。

【００１４】本例は１例で、これに限定はされない。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、上記のように、液晶ディスプ
レイ用のカラーフィルタを、顔料分散法、染色法等にて
作製する際、欠陥部の修正を歩留まり良くできる修正方
法の提供を可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法の実施
の形態の１例の工程を示した図

【符号の説明】

１１０ベース基板１２１第１色の着色層１２２第２色の着色層１２３第３色の着色層１３０ブラックマトリックス１５１異物欠陥１５２ぬけ部１５３修正部１６１白欠陥（ぬけ部）１６３修正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢口孝東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 2H048 BA12 BA43 BA45 BA47 BA48 BB44 2H088 FA14 HA08 HA12 HA14 MA20 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FB02 LA09 LA12 LA30 2H097 BB02 CA13 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース基板の一面上に着色層が形成され
た、フィルタ部の欠陥の修正方法であって、着色層から
なる着色パタン領域内に着色層の無いぬけ部を有する白
欠陥に対しては、そのまま、着色層からなる着色パタン
領域内に異物を含む異物欠陥に対しては、異物を除去
し、前記異物欠陥を含む領域をぬけ部として新たに白欠
陥を形成する白欠陥形成工程を施した後、順に、ぬけ部
に紫外線を照射する紫外線照射工程、紫外線が照射され
たぬけ部に対応する色の修正用インキをディスペンサ等
により、充填する修正用インキ充填工程とを行なうこと
を特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項２】請求項１の紫外線照射工程において、ぬ
け部を照射する紫外線が、短波長紫外線であることを特
徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項３】請求項２における紫外線は、低圧水銀
灯、あるいはエキシマＵＶランプを光源とするものであ
ることを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項４】請求項１ないし３において、異物欠陥に
対して、新たに白欠陥を形成する白欠陥形成工程は、異
物欠陥を含む領域に、波長１μｍ以下のレーザを照射
し、異物を除去し、前記異物欠陥を含む領域をぬけ部と
するもの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。