JP2003279722A

JP2003279722A - カラーフィルタの欠陥除去方法

Info

Publication number: JP2003279722A
Application number: JP2002086088A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nakatani; 中谷　　純一; Hideaki Fujisaki; 藤崎　　英明; Toshihiro Sano; 敏弘佐野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】カラーフィルタの着色層からなる着色パタン
部上の異物をレーザ光の照射により除去する方法で、着
色層に損傷を与えないで、レーザ光で異物を除去できる
方法を提供する。更に具体的には、着色層からなる着色
パタン部の異物欠陥部に対して、レーザ光を照射し、異
物欠陥部を含む領域をぬけ部として新たに白欠陥を形成
した後、ぬけ部に対応する色の修正用インキをディスペ
ンサ等により充填して、異物欠陥部を修正する、カラー
フィルタの異物欠陥の修正方法において、レーザ光を照
射した際に飛散して発生する飛散物を除去できる方法を
提供する。【解決手段】カラーフィルタの着色層からなる着色パ
タン部上の異物をレーザ光の照射により除去する方法で
あって、着色層に損傷を与えない程度の照射エネルギー
にて、且つ、レーザ光の照射領域を異物上のみとして、
レーザ光を異物に照射する。

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
ース基材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の着色層からなる着色パタン
部上の異物を除去する方法に関する。

【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。この従来のＹＡＧレーザ（第２
高調波）を用いる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、レジスト内部に金属や顔
料の異物を含む欠陥を除去した場合、欠陥部分がすべて
昇華されず、数μｍ単位の大きさの異物が多数飛散して
しまい、除去したにもかかわらず、これら飛散した異物
が欠陥として残ることがあった。そしてまた、欠陥除去
部分に飛散した異物が残留したまま、修正のためのイン
キを塗布すると、修正された部分の膜厚が周辺より高く
なり、その結果、突起欠陥となってしまうこともあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
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、欠陥部分にＹＡＧレーザ（第
２高調波）等のレーザ光を照射し、異物とともにその下
および周辺の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修正方法が採られ
ていたが、この欠陥修正方法は、工程が多くその対応が
求められていた。また、この欠陥修正方法においては、
ＹＡＧレーザ（第２高調波）を照射により飛散した異物
が着色層上に欠陥として残り、これが欠陥となることが
あり、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、カラーフィルタの着色層からなる着色パ
タン部上の異物をレーザ光の照射により除去する方法
で、着色層に損傷を与えないで、レーザ光で異物を除去
できる方法を提供しようとするものである。更に具体的
には、着色層からなる着色パタン部の異物欠陥部に対し
て、レーザ光を照射し、異物欠陥部を含む領域をぬけ部
として新たに白欠陥を形成した後、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して、異物
欠陥部を修正する、カラーフィルタの異物欠陥の修正方
法において、レーザ光を照射した際に飛散して発生する
飛散物を除去できる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
の欠陥除去方法は、カラーフィルタの着色層からなる着
色パタン部上の異物をレーザ光の照射により除去する方
法であって、着色層に損傷を与えない程度の照射エネル
ギーにて、且つ、レーザ光の照射領域を異物上のみとし
て、レーザ光を異物に照射することを特徴とするもので
ある。そして、上記において、着色層からなる着色パタ
ン部上の異物は、着色パタン部の異物欠陥部に対して、
レーザ光を照射し、異物欠陥部を含む領域をぬけ部とし
て新たに着色パタン部に白欠陥を形成した後、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
して、異物欠陥部を修正する、カラーフィルタの異物欠
陥の修正方法において、レーザ光を照射した際に飛散し
て発生する飛散物であることを特徴とするものである。

【０００７】尚、上記において、照射するレーザ光とし
ては、ＹＡＧレーザ（第２、３、４高調波）、エキシマ
レーザ等の波長１μｍ以下のレーザが挙げられる。

【０００８】

【作用】本発明のカラーフィルタの欠陥除去方法は、こ
のような構成にすることにより、着色層に損傷を与えな
いで、レーザ光で異物を除去できる方法の提供を可能と
している。更に具体的には、着色層からなる着色パタン
部の異物欠陥部に対して、レーザ光を照射し、異物欠陥
部を含む領域をぬけ部として新たに白欠陥を形成した
後、ぬけ部に対応する色の修正用インキをディスペンサ
等により充填して、異物欠陥部を修正する、カラーフィ
ルタの異物欠陥の修正方法において、レーザ光を照射し
た際に飛散して発生する飛散物を除去できる方法の提供
を可能にしている。結果、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。詳しくは、カラーフィルタの着色層からな
る着色パタン部上の異物をレーザ光の照射により除去す
る方法であって、着色層に損傷を与えない程度の照射エ
ネルギーにて、且つ、レーザ光の照射領域を異物上のみ
として、レーザ光を異物に照射することにより、これを
達成している。尚、レーザ光を照射した際に飛散した飛
散物を、吸引手段にて吸い取り除去する方法と兼用して
も良い。例えば、吸引手段にて吸い取りができない箇所
についてのみ、レーザ光を照射して除去しても良い。

【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
除去方法の実施の形態の１例の工程を示した工程図で、
図２は図１に示すカラーフィルタの欠陥除去方法を従来
のカラーフィルタの欠陥修正方法に適用した場合の工程
平面図である。尚、図１（ａ）（ロ）、図１（ｂ）
（ロ）、図１（ｃ）（ロ）は、それぞれ、図１（ａ）
（イ）、図１（ｂ）（イ）、図１（ｃ）（イ）のＡ１−
Ａ２における断面図である。図１、図２中、１０はカラ
ーフィルタ、１１は第１の着色層、１２は第２の着色
層、１２Ａは異物下の着色層、１３は第３の着色層、１
４はブラックストライプ、１５はベース基材、１７は異
物、１８はレーザ照射領域、１９はレーザ光、２０は突
起欠陥、２１は飛散物、２１Ａは着色層上に付着した飛
散物、２２はぬけ部（白欠陥部とも言う）、２３は修正
部である。

【００１０】はじめに、本発明のカラーフィルタの欠陥
除去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透明なベース基板１５
の一面上に第１の着色層１１、第２の着色層１２、第３
の着色層１３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、着色層上
にある異物を、その下の着色層を損傷しないでレーザ照
射により除去する方法である。ここでは、第２の着色層
１２上に異物１７があるとしている。図１（ａ）に示す
ように、カラーフィルタ作製途中なんらかの原因で第２
の着色層１２上に異物１７が付着する場合があるが、本
例は、この第２の着色層１２上に付着した異物１７を、
その下の着色層１２Ａに損傷を与えずにレーザ光１９の
照射により除去する方法である。図１（ｂ）に示すよう
に、レーザ光の照射領域１８を異物１７上のみとして、
第２の着色層１２に損傷を与えない程度の照射エネルギ
ーにて、レーザ光１９を異物１７に照射する。第２の着
色層１２に損傷を与えずに、異物１７のみが、レーザ光
の照射により、昇華あるいは、更に小さくなり飛散す
る。本例のようにして異物１７の除去を行なうことによ
り、このような異物と一緒にその下の着色層をレーザ照
射により昇華除去して、その部分をぬけ部として新たに
着色層の白欠陥を形成した後、形成された白欠陥部に対
応する色の着色材（インキ）を充填する従来の修正方法
に比べ、大幅に工程を簡略化できる。本例の場合は、こ
のような従来の方法の場合に比べ、レーザ光の照射エネ
ルギーを約半分程度で行なう。レーザ光を照射し、異物
の除去を行なう。異物欠陥が最大幅４５μｍである場合
には、３５μｍ□に照射する。照射するレーザ光として
は、ＹＡＧレーザ（第２、３、４高調波）、エキシマレ
ーザ等の波長１μｍ以下のレーザが適宜用いられる。
尚、ここでは、第２の着色層１２についての異物欠陥の
修正を述べたが、第１の着色層１１や第３の着色層１３
上に異物がある場合についても同様である。また、第１
の着色層１１、第２の着色層１２、第３の着色層１３と
しては、例えば、レッド、グリーン、ブルーの着色層が
挙げられる。

【００１１】次いで、図１に示すカラーフィルタの欠陥
除去方法を、従来のカラーフィルタの欠陥修正方法に適
用した場合について、図２に基づいて簡単に説明してお
く。従来の欠陥修正方法は、先にも少し述べたが、異物
が着色層内部に入り込む欠陥あるいは異物が着色層上に
付着した欠陥等の異物欠陥部（図２（ａ））に対し、異
物欠陥部を含む領域にレーザ光を照射し、異物と着色層
とを昇華除去した（図２（ｃ））後、着色層１２のぬけ
部（白欠陥部とも言う）に、対応する色の着色材（イン
キ）をディスペンサ、マイクロシリンジ、針状塗布部等
により充填して修正するものである。（図２（ｄ））Ｙ
ＡＧレーザ（第２高調波等）を照射して、欠陥部の周辺
のグリーン着色層１２を含む、所定の小領域を昇華除去
する。例えば、異物欠陥が最大幅４５μｍである場合に
は、５０μｍ□に照射除去する。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。

【００１２】しかし、異物２０と着色層１２とを除去す
る際に、図２（ｂ）に示すように飛散物２１がその周辺
の着色層上やぬけ部に付着し、付着した飛散物２１が欠
陥となることがある。したがって、着色層上に付着した
飛散物２１Ａの除去が必要となるが、着色層上に付着し
た飛散物２１Ａは、着色層との付着力が弱いのが一般的
で、図１に示す本発明の実施の形態例の欠陥除去方法
を、この飛散物２１Ａの除去に適用することができる。
ここで、レーザ光を照射した際に飛散した飛散物を、図
示していない吸引手段にて吸い取り除去する方法と兼用
しても良い。例えば、吸引手段にて吸い取りができない
箇所についてのみ、レーザ光を照射して除去しても良
い。ここでも、第２の着色層１２についての突起欠陥修
正を述べたが、第１の着色層１１、第３の着色層１３に
ついても同様である。尚。第１の着色層１１、第２の着
色層１２、第３の着色層１３としては、例えば、レッ
ド、グリーン、ブルーの着色層が挙げられる。

【００１３】尚、レーザ光を照射するレーザ照射手段
は、一般的で、図示していないが、簡単には、レーザ光
源と光学系とを有し、レーザ光源からのレーザ光を拡大
し、フィルター、スリット、結像レンズ、対物レンズ１
１１を通過してレーザ光を照射するものであり、通常、
光学系は、ビームスプリッターを介してモニターにてモ
ニタリングできるようになっている。

【００１４】

【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、着色層に損傷を与えないで、レーザ光で異
物を除去できる方法の提供を可能とした。カラーフィル
タの表面上に付着した付着した異物をレーザ光の照射の
みで異物のみ除去する場合には、着色パタン部の異物欠
陥部に対して、レーザ光を照射し、異物欠陥部を含む領
域をぬけ部として新たに着色パタン部に白欠陥を形成し
た後、ぬけ部に対応する色の修正用インキをディスペン
サ等により充填して、異物欠陥部を修正する、従来の修
正方法に比べ、異物欠陥の修正工程を簡略化できる。ま
た、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、図２にそ
の工程を示すような、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除去方法の実施
の形態の１例の工程を示した工程図である。

【図２】図１に示すカラーフィルタの欠陥除去方法を従
来のカラーフィルタの欠陥修正方法に適用した場合の工
程平面図である。

【符号の説明】

１０カラーフィルタ１１第１の着色層１２第２の着色層１２Ａ異物下の着色層１３第３の着色層１４ブラックストライプ１５ベース基材１７異物１８レーザ照射領域１９レーザ光２０突起欠陥２１飛散物２１Ａ着色層上に付着した飛散２２ぬけ部（白欠陥部とも言う）２３修正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野敏弘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 BA02 BA11 BA12 BA45 BA55 BB02 BB42 2H088 FA14 HA12 MA20 2H091 FA02Y LA12 LA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーフィルタの着色層からなる着色パ
タン部上の異物をレーザ光の照射により除去する方法で
あって、着色層に損傷を与えない程度の照射エネルギー
にて、且つ、レーザ光の照射領域を異物上のみとして、
レーザ光を異物に照射することを特徴とするカラーフィ
ルタの欠陥除去方法。
【請求項２】請求項１において、着色層からなる着色
パタン部上の異物は、着色パタン部の異物欠陥部に対し
て、レーザ光を照射し、異物欠陥部を含む領域をぬけ部
として新たに着色パタン部に白欠陥を形成した後、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
充填して、異物欠陥部を修正する、カラーフィルタの異
物欠陥の修正方法において、レーザ光を照射した際に飛
散して発生する飛散物であることを特徴とするカラーフ
ィルタの欠陥除去方法。