JP2008122855A - 欠陥修正方法および欠陥修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥部の近傍にダメージを与えたり、汚染することなく、微細な白欠陥部を容易に修正することが可能な欠陥修正方法を提供する。
【解決手段】この欠陥修正方法では、フィルム７に白欠陥部２ａに応じた形状の孔７ａを形成し、孔７ａの開口部を白欠陥部２ａに隙間を開けて対峙させ、塗布針１７を用いて孔２ａを含む所定の範囲でフィルム７をカラーフィルタ基板１に押圧するとともに孔２ａを介して白欠陥部２ａに修正インク１６を塗布する。したがって、修正インク１６を塗布するときのみフィルム７をカラーフィルタ基板１に接触させるので、毛細管現象によって修正インク１６がフィルム７とカラーフィルタ基板１の隙間に侵入することを防止できる。
【選択図】図２

Description

この発明は欠陥修正方法および欠陥修正装置に関し、特に、液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタ基板の白欠陥部を修正する欠陥修正方法および欠陥修正装置に関する。

近年、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの大型化、高精細化に伴い、ガラス基板上に形成された電極や液晶カラーフィルタなどに欠陥が存在する確率が高くなっており、歩留まりの向上を図るため欠陥を修正する方法が提案されている。

たとえば、液晶パネルをカラー化するために用いられるカラーフィルタは、画面の大型化、高精細化に伴って画素数が増大している。そのため、欠陥の無いカラーフィルタを製造することが困難となり、白抜け欠陥や黒欠陥、異物欠陥、突起欠陥、混色欠陥などが発生する。白抜け欠陥に対しては修正インクを滴下して修正する方法が採用され、黒欠陥、異物欠陥に対してはレーザ光を照射することによって欠陥部を含む範囲を除去した後、修正インクを塗布する方法が採用されている。また、突起欠陥に関しては、レーザ光で除去する代わりに研磨などで突起部を平らにする方法が取られている。白抜け欠陥部に修正インクを塗布する方法としては、針先端にインクを付着させて塗布する針方式がある。また、他には、微小なインク滴を高速に噴出するインクジェット方式、インク液を一定量ずつ吐出するディスペンサ方式などがある。

下記の特許文献１には、比較的簡単な構成でカラーフィルタの白欠陥および黒欠陥を自動的に修正することのできる欠陥修正方法および欠陥修正装置が開示されている。これによると、画像処理機構によってカラーフィルタの欠陥部分を認識し、認識されたカラーフィルタの欠陥部分に、インク塗布機構のインク塗布用針で、針方式によってインクを塗布する。

また、欠陥部を覆うようにフィルムを設け、欠陥部とフィルムとをレーザ光を用いて略同時に除去し、除去した部分にフィルムをマスクとしてインクを塗布し、その後、フィルムを剥離除去する方法がある（たとえば、特許文献２，３参照）。
特開平９−６１２９６号公報 特開平１１−１２５８９５号公報 特開２００５−９５９７１号公報

しかし、針方式では、塗布径は使用する塗布針先端の平坦面の径で決定され、２０〜３０μｍが最小限度である。したがって、幅２０μｍ以下のブラックマトリックス部に生じた白欠陥に塗布した場合、その幅以上に塗布されるため、はみ出した部分をレーザ照射で除去する必要があり、修正が容易でなかった。

また、フィルムをマスクとして使用する方法では、フィルムと欠陥部をレーザ光で略同時に除去するので、大きなレーザパワーが必要となり、欠陥部の周辺にダメージを与えてしまう。あるいは、欠陥部に付着（密着）したフィルムにレーザアブレーションにより孔を形成するため、そのときに発生する異物（ごみ）がフィルムと基板の隙間に侵入し、欠陥部近傍を汚染することも想定される。

さらに、フィルムが基板に付着あるいは密着した状態で、修正インクを孔に塗布すると、フィルムと基板との隙間に毛細管現象で修正インクが吸い込まれて広がり、基板を汚染することも考えられる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、欠陥部の近傍にダメージを与えたり、汚染することなく、微細な白欠陥部を容易に修正することが可能な欠陥修正方法および欠陥修正装置を提供することである。

この発明に係る欠陥修正方法は、カラーフィルタ基板の白欠陥部を修正する欠陥修正方法において、フィルムに白欠陥部に応じた形状の孔を形成し、孔の開口部を白欠陥部に隙間を開けて対峙させ、孔を含む所定の範囲でフィルムをカラーフィルタ基板に押圧するとともに孔を介して白欠陥部に修正インクを塗布することを特徴とする。

好ましくは、塗布針の先端面に修正インクを付着させ、塗布針の先端面を所定の範囲に押圧して孔を介して白欠陥部に修正インクを塗布し、フィルムがカラーフィルタ基板に接触したことに応じて塗布針を上方に退避させ、フィルムの復元力でフィルムをカラーフィルタ基板から剥離させる。

また好ましくは、フィルムのカラーフィルタ基板側の表面に、孔を囲むようにして、修正インクが毛細管現象によってフィルムとカラーフィルタ基板との隙間に広がるのを防止するための溝を形成する。

また好ましくは、フィルムは、第１の孔が開けられた下方フィルムの上に、第２の孔が開けられた上方フィルムを重ねたものであり、第１の孔の少なくとも一部は第２の孔に連通しており、修正インクを第１および第２の孔を介して白欠陥部に塗布する。

また好ましくは、修正インクを第１および第２の孔を介して白欠陥部に塗布する際に、上方フィルムと下方フィルムの隙間に修正インクを毛細管現象によって吸い込ませる。

また、この発明に係る欠陥修正装置は、カラーフィルタ基板の白欠陥部を修正する欠陥修正装置において、フィルムに白欠陥部に応じた形状の孔を形成する孔形成手段と、孔の開口部を白欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、孔を含む所定の範囲でフィルムをカラーフィルタ基板に押圧するとともに孔を介して白欠陥部に修正インクを塗布する塗布手段とを備えたことを特徴とする。

この発明に係る欠陥修正方法および欠陥修正装置では、フィルムに白欠陥部に応じた形状の孔を形成し、孔の開口部を白欠陥部に隙間を開けて対峙させ、孔を含む所定の範囲でフィルムをカラーフィルタ基板に押圧するとともに孔を介して白欠陥部に修正インクを塗布する。したがって、孔を開けたフィルムをマスクとして用いるので、必要な線幅からはみ出すことなく微細な部分に修正インクを塗布することができ、２０μｍ以下の幅の微細な白欠陥部を容易に修正することができる。また、フィルムに孔を開けた後に、孔の開口部を白欠陥部に対峙させるので、レーザ光によって白欠陥部の近傍にダメージを与えることもない。また、修正インクを白欠陥部に塗布するときのみフィルムをカラーフィルタ基板に接触させるので、毛細管現象によって修正インクがフィルムとカラーフィルタ基板の隙間に侵入することを防止することができ、修正インクによって欠陥部周辺の基板が汚染されるのを防止することができる。

この発明に係る欠陥修正方法では、カラーフィルタ基板の白欠陥部と略同じ形状の孔をフィルムに開け、その孔を白欠陥部に位置合わせし、フィルムをカラーフィルタ基板に一定の隙間を開けて対峙させる。隙間は、フィルムを支持する支点間距離やフィルムの膜厚、フィルムに与える張力によって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度とする。

この状態で、塗布手段、たとえば、先端が平坦に加工され、その周りに修正インクを付着させた塗布針を孔の上から押し付けると、フィルムが変形して、孔を含む微小範囲のフィルムがカラーフィルタ基板の白欠陥部を含む微小範囲に接触する。接触時間は、フィルムに開けた孔を塗布針が押している間であり、修正インクがフィルムとカラーフィルタ基板との隙間に毛細管現象で流れる前に、塗布手段（この場合は塗布針）をフィルムから退避させる。塗布針を上方に退避させると、孔を含む微小範囲のフィルムはその弾性力でカラーフィルタ基板から離れる。したがって、毛細管現象によって修正インクがフィルムとカラーフィルタ基板の隙間に侵入することを防止することができ、修正インクによって欠陥部周辺の基板が汚染されるのを防止することができる。以下、この発明に係る欠陥修正方法について図面を用いて詳細に説明する。

図１（ａ）は修正対象であって、液晶パネルに使用されるカラーフィルタ基板１の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線断面図である。図１（ａ）（ｂ）において、カラーフィルタ基板１は、ガラス基板２と、その表面に格子状に形成されたブラックマトリックス３と、ブラックマトリックス３で囲まれる領域に形成された複数組のＲ（赤色）画素４、Ｇ（緑色）画素５およびＢ（青色）画素６とを備える。ブラックマトリックス３には、その一部の色が抜けた白欠陥部３ａが発生しているものとする。

図２は、この発明の一実施の形態による欠陥修正方法を示す図である。図２において、修正対象は白欠陥部３ａが発生したカラーフィルタ基板１であり、白欠陥部３ａと同じ形状の孔７ａの開いたフィルム７をマスクとして使用する。白欠陥部３ａの上方に孔７ａを位置合わせした状態で、フィルム７をカラーフィルタ基板１の上面に一定の隙間Ｇを開けて配置する。フィルム７は、たとえば薄膜のポリイミドフィルムであり、その幅はマスクとして使用するのに十分な幅があればよく、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度にスリットしたロール状フィルムであり、その厚さＦｔは、その下が透けて見える程度のものが好ましく、たとえば１０〜２５μｍ程度である。

孔７ａの開口部は、たとえば短軸長がＳｗで長軸長がＳｌの角形状である。孔７ａは、レーザ照射によるレーザアブレーションで形成される。レーザとしては、ＹＡＧ第３高調波レーザやＹＡＧ第４高調波レーザ、あるいはエキシマレーザなどのパルスレーザを用いる。たとえば、図３に示すように、レーザ部１０は、観察光学系１１の上部に固定され、観察光学系１１の下端に固定した対物レンズ１２からレーザ光が照射される。孔７ａの形状および寸法は、たとえばレーザ部１０に内蔵される可変スリット（図示せず）により決定され、孔７ａは対物レンズ１２で集光したレーザ光の断面形状に形成される。

フィルム７に孔７ａを開ける工程は、白欠陥部３ａの位置から離れた位置、あるいは、白欠陥部３ａにレーザ光が当たらないように、フィルム７単体で加工が行なわれる。たとえば、フィルム７は、カラーフィルタ基板１から上方に離れた位置で、左右の固定ローラ１３，１４により水平に支持された状態に保持され、左右の固定ローラ１３，１４の中央に当たるフィルム７にレーザ光を照射して孔７ａを形成する。このとき、レーザアブレーションにより発生するごみがカラーフィルタ基板１上に落下しないように、カラーフィルタ基板１とフィルム７との間に遮蔽板１５を配置してもよい。

このように、白欠陥部３ａにフィルム７を付着、あるいは密着させた状態でレーザ照射による孔７ａの加工を行なわないので、ブラックマトリックス２や白欠陥２ａの近傍を損傷することはない。また、フィルム７を浮かした状態で孔７ａを開けるので、フィルム７の裏面にレーザアブレーション時に発生する異物（ゴミ）が付着することを抑制することができる。

孔７ａの形成が終了した時点では、孔７ａ周りのフィルム７の表面には、孔７ａ部をレーザアブレーションした際に発生したごみが飛散しており、ごみの除去のため、孔７ａを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、孔７ａを中心とする広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。図３に示した装置構成では、フィルム７の裏面に付着したごみをレーザ光で除去できないが、フィルム反転機構を設ければ同様にフィルム７の裏面も処理することも可能となる。

フィルム７に開けた孔７ａと白欠陥部３ａとが画像処理結果、あるいは、それぞれの位置座標データに基づき、カラーフィルタ基板１とフィルム７との相対移動により位置決めされ、それらが一定の隙間を持って対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。図４は、孔７ａと白欠陥部３ａとが隙間Ｇを持って対峙した状態を示している。フィルム７は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Ｇは、フィルム７を支持する支点（たとえば図３に示した固定ローラ１３，１４）の間隔やフィルム７の厚さ、フィルム７に与える張力によって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度に設定される。少なくとも孔７ａを含む微小範囲のフィルム７が、カラーフィルタ基板１とは接触しない程度の隙間Ｇがあればよい。たとえば、隙間Ｇは２００μｍ程度に設定される。

修正インク１６の塗布は、たとえば、図５に示すように、塗布針１７を用いて行なわれる。塗布針１７の先端は尖っているが、その先端は平坦に加工されている。平坦面１７ａの直径は、たとえば、３０〜１００μｍ程度であり、孔７ａの大きさに合わせて最適な直径のものを選択して使用する。孔７ａ全体を閉蓋するような平坦面１７ａを有する塗布針１７を選択して使用するのが好ましい。このような塗布針１７であれば、１回の塗布動作で孔７ａを修正インク１６で充填することができる。

塗布針１７の平坦面１７ａの周りに修正インク１６が付着した状態で、孔７ａの略中央に塗布針１７を上方から下降させると、フィルム７は変形して孔７ａの周りの微小範囲のフィルム７が白欠陥部３ａの周囲に付着し、白欠陥部３ａに修正インク１６が充填される。塗布針１７は、図示しないガイド（直動軸受）によって上下方向に進退可能に保持されている。塗布針１７を含む可動部の自重のみでフィルム７を押す。塗布針１７が下降してフィルム７が白欠陥部３ａに接触した後もさらに下降させようとしても、塗布針１７はガイドに沿って上方に退避するので、塗布針１７の平坦面１７ａは過負荷とならない。塗布針１７は、図示しない制御手段によって時間管理されて制御される。

孔７ａを含む微小範囲のフィルム７が白欠陥部３ａに接触する時間は、塗布針１７がフィルム７を押している間であり、修正インク１６がフィルム７とカラーフィルタ基板１（白欠陥部３ａ近傍）との隙間に毛細管現象で流れる前に、塗布針１７を上方に退避させる。塗布針１７がフィルム７から離れれば、フィルム７の弾性で元の状態に戻り、孔７ａを含む微小範囲のフィルム７は白欠陥部３ａから離れる。そのため、フィルム７がカラーフィルタ基板１に接触する時間は極わずかである。

図６は、塗布針１７を上方に退避した状態を示し、フィルム７はカラーフィルタ基板１から離れた状態に復帰しており、白欠陥部３ａには、孔７ａの形状と略同形状の修正層１６Ａが残る。また、余分に塗布された修正インク１６はフィルム７の表面に残る。このように、フィルム７をマスクとして修正を行なうので、塗布針１７による塗布形状よりも微細な修正層１６Ａ（パターン）を得ることが可能となる。

高精細なカラーフィルタ基板１の場合、ブラックマトリックス３の幅は２０μｍ以下となり、塗布針方式ではみ出すことなく修正するのは難しかった。それに対して、フィルム７をマスクとしてカラーフィルタ基板１に一定の隙間を持って対峙させ、孔７ａを含む微小範囲のフィルム７を塗布針１７で押圧して塗布すれば、はみ出すことも無く、幅２０μｍ以下のパターンであっても容易に描画することが可能となる。

修正層１６Ａには、修正インク１６の仕様に合わせて紫外線硬化処理あるいは加熱硬化処理が施される。図６の状態で硬化処理を行なってもよいし、白欠陥部３ａの上方からフィルム７を除去した後で硬化処理を行なってもよい。

このような方法で白欠陥部３ａの修正を行なえば、塗布された修正インク１６がカラーフィルタ基板１とフィルム７との隙間に毛細管現象で吸い込まれることも無く、孔７ａよりも広い範囲に渡ってカラーフィルタ基板１を汚染する心配もなくなる。また、塗布が終了した時点で、フィルム７は白欠陥部３ａやカラーフィルタ基板１から完全に離れているため、その後の工程でフィルム７を除去する際には、フィルム７が修正層１６Ａに接触して修正層１６Ａを崩す心配がない。

修正インク１６の粘度が大きければ、カラーフィルタ基板１とフィルム７との隙間に毛細管現象で吸い込まれる可能性は低くなるが、逆に流動性が悪くなって、孔７ａ全体に入らないため、白欠陥部３ａに修正インク１６が付着しないことも想定される。それに対して、前述のように、塗布時のみ孔７ａ近傍のフィルム７を白欠陥部３ａに押圧すれば、毛細管現象の影響を最小限に留めることができるので、修正インク１６の粘度は小さくても構わない。

１つの白欠陥部３ａを修正する際、１回の塗布で修正を完了する方が好ましい。その理由は、塗布回数が多くなると、孔７ａに付着する修正インク１６の量が多くなって、フィルム７とカラーフィルタ基板１との隙間に修正インク１６が吸い込まれる、あるいは修正層１６Ａの形状が崩れる可能性も考えられるからである。ただし、複数回同じ位置に塗布することで修正層１６Ａの膜厚を厚くして色合いを調整することも可能である。この場合、修正層１６Ａを硬化処理した後でその上に再度修正層１６Ａを形成するのが好ましいが、積層する加工条件は、使用する修正インク１６の仕様に合わせて決めることが望ましい。

図７は、白欠陥部３ａの修正が完了した時点のカラーフィルタ基板１を上面から見た例を示す。白欠陥部３ａ上に形成された修正層１６Ａは、正常なブラックマトリックス２の幅と略同じ幅を有する。

ブラックマトリックス２上に異物があったり、混色している場合には、通常はレーザ照射で異物や混色部を除去して、一旦白欠陥に変換してから修正する。フィルム７をマスクとして修正するので、角型に限定されず、たとえば、Ｌ型や十字形状であっても、孔７ａの形成が可能である限り、任意の形状の欠陥を修正することができる。そのため、ブラックマトリックス２の交差部などに生じた白欠陥であっても容易に修復することができる。

図８は、カラーフィルタ基板１の白欠陥部２ａの上方にフィルム７の孔７ａを位置決めした状態を示す平面図である。図８に示すように、孔７ａ全体を閉蓋可能な大きさの平坦面１７ａを持つ塗布針１７を用いるのが好ましい。仮に孔７ａが平坦面１７ａからはみ出す場合には、平坦面１７ａで押圧できない部分が生じ、その部分の修正パターンは膨らむ可能性が高い。また、孔７ａの形状がＬ型や十字であっても、孔７ａ全体を平坦面１７ａで閉蓋するようにした方が好ましい。

図９（ａ）（ｂ）は、フィルム７をカラーフィルタ基板１に対して一定の隙間を持って対峙させるフィルム供給ユニット２０の構成を示す断面図である。図９（ａ）（ｂ）において、図示しないフィルム供給リールから出たフィルム７は、固定ローラ２１，２２によって対物レンズ１２とカラーフィルタ基板１との間に導かれ、固定ローラ２２で反転され、さらに固定ローラ２３を経由して図示しないフィルム巻き取りリールに巻き取られる。フィルム７は、左右に配置された固定ローラ２２，２３と、それらの間の上方に配置された固定ローラ２１とにより、上下に並行に張り渡される。図９（ａ）に示すように、固定ローラ２１，２２の間のフィルム７Ｂにレーザ光を照射して孔７ａを形成する。このとき、レーザアブレーションにより発生するごみがカラーフィルタ基板１上に落下しないように、上下に並行に張り渡されたフィルム７の間に遮蔽板１５を配置してもよい。

フィルム供給ユニット２０は、図示しないＸＹＺステージにより、ＸＹＺ方向に移動可能とされる。ＸＹＺステージは、白欠陥部３ａと孔７ａとの位置調整に使用される。また、フィルム供給ユニット２０にカラーフィルタ基板１に対して平行に回転する回転手段を持たせてもよい。

なお、図９（ａ）では、フィルム７が左右に折り返されていて、上方にあるフィルム７に孔７ａを開ける際には、少し距離を置いてその下方にもフィルム７が存在するので、下方にあるフィルム７を遮蔽板１５として使用できる場合には、遮蔽板１５は省略可能である。

孔７ａの形成が終了した時点では、フィルム７Ｂの表面には、レーザアブレーションの際に発生したごみが飛散している。ごみの除去のため、孔７ａを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、孔７ａを中心とする広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。レーザ部１０としては、孔７ａを開けるためのレーザ光と、ごみを除去するためのレーザ光の２種類のレーザ光のうちのいずれかのレーザ光を選択的に出射できるものを使用するとよい。

このように、白欠陥部３ａにフィルム７を付着、あるいは密着させた状態でレーザ光による孔７ａの加工を行なわないので、カラーフィルタ基板１の白欠陥部３ａ近傍をレーザ光によって損傷することはない。また、フィルム７を浮かした状態で孔７ａを開けるので、フィルム７の裏面にゴミが付着することを抑制することができる。

次に、図９（ｂ）に示すように、フィルム７を図中Ｒ方向（時計針回転方向）に巻き取り、フィルム７Ｂの表面が下を向くようにフィルム７Ｂを反転させる。次いで、画像処理結果に基づいてカラーフィルタ基板１に対してフィルム７を相対移動させ、孔７ａと白欠陥部３ａを位置合わせしてカラーフィルタ基板１とフィルム７が対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。フィルム７は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Ｇは、フィルム７を支持する支点（たとえば固定ローラ２２，２３）の間隔やフィルム７の厚さ、フィルム７に与える張力によって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度に設定される。その後、上下に張り渡したフィルム７の間に図示しない塗布ユニットを挿入して孔７ａの上方から修正インク１６を塗布する。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、フィルム７をカラーフィルタ基板１上に配置する他のフィルム供給ユニット２５の構成を示す断面図である。フィルム供給ユニット２５には、着脱可能なフィルム供給リールおよびフィルム巻き取りリール（図示せず）が装着される。フィルム供給リールから供給されるフィルム７は、図１０（ａ）に示すように、固定ローラ２６〜２９によって対物レンズ１２とカラーフィルタ基板１との間に導かれ、固定ローラ２９で折り返され、固定ローラ３０を介してフィルム巻き取りリールに導かれる。

固定ローラ２７，２８は、可動部材３１に固定され、一定の範囲で上下に移動可能とされる。図１０（ａ）では、可動部材２３は上方位置に固定された状態にある。この状態では、固定ローラ２７，２８に挟まれた区間Ｌ１のフィルム７と、固定ローラ２９，３０に挟まれた区間Ｌ２のフィルム７は一定の隙間、たとえば約２ｍｍ前後を保って略平行に張り渡される。また、区間Ｌ１，Ｌ２のフィルム７はカラーフィルタ基板１に対しても略平行に対峙する。フィルム供給ユニット２５の先端部（区間Ｌ２の部分）は、対物レンズ９の下方に挿入されてフィルム７をマスクとした修正に使用される。

この状態で、区間Ｌ１の略中央のフィルム７に、レーザ照射により白欠陥部３ａに応じた形状の第１の孔７Ｂａを形成する。この時、区間Ｌ２のフィルム７がレーザアブレーションにより発生する異物を受けるので、カラーフィルタ基板１が汚染されるのを防止することができる。第１の孔７Ｂａの形成が終了した時点では、フィルム７のレーザ照射面には、レーザアブレーションした際に発生したごみが飛散している。ごみの除去のため、第１の孔７Ｂａを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、第１の孔７Ｂａを中心とする広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、フィルム７をフィルム供給リールに巻き取りながら、第１の孔７Ｂａが区間Ｌ２の略中央まで来るように移動させる。その後、可動部材３１を下方位置に移動させて、固定ローラ２７，２８が、固定ローラ２９，３０よりも下方に位置するように移動させると、図１０（ｃ）に示すように、区間Ｌ１の間で上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂが重なるように配置される。

観察光学系１１で第１の孔７Ｂａを確認した後、図１０（ｄ）に示すように、区間Ｌ１の上方フィルム７Ａに、第１の孔７Ｂａの少なくも一部が露出するように第２の孔７Ａａをレーザアブレーションで開ける。なお、第２の孔７Ａａは上方フィルム７Ａを貫通するに留め、下方フィルム７Ｂまで貫通させないようにする。この場合、フィルム７Ａを貫通させるのに必要なレーザショット回数、レーザパワーを予め知っていれば、下方フィルム７Ｂの上面を深く削ることはない。また、下方フィルム７Ｂには微小な第１の孔７Ｂａが開いているが、第２の孔７Ａａが貫通した後のレーザショット回数は極力少なくなるようにセットし、フィルム７Ｂの下方に異物が落下するのを最小限に留める。なお、第２の孔７Ａａを形成する際、下方フィルム７Ｂとカラーフィルタ基板１との間に図示しない遮蔽板を挿入して異物を受け止めるようにしてもよい。第２の孔７Ａａを形成した後、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、第２の孔７Ａａを中心とする広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射して、フィルム７Ａの上面にある異物の除去を行なってもよい。

このように、初めに開けた第１の孔７Ｂａの位置を確認してから第２の孔７Ａａを形成するので、第１の孔７Ｂａと第２の孔７Ａａの位置調整は不要となり好都合である。

第２の孔７Ａａの形成が完了した時点で、白欠陥部３ａと第１の孔７Ｂａとの位置合わせを行ない、第１の孔７Ｂａを含む下方フィルム７Ｂ、および第２の孔７Ａａを含む上方フィルム７Ａをカラーフィルタ基板１に対して一定の隙間Ｇを開けて対峙させる。たとえば隙間Ｇは２００μｍに設定される。その後、図５で示したように、塗布針１７を用いて修正インク１６を塗布すれば、白欠陥部３ａの近傍を汚染することなく修正することができる。

図１０（ｄ）に示すように、固定ローラ２９でフィルム７を折り返し、上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂとを重ねて配置するため、フィルム供給ユニット２５の先端部の高さＨを低く抑えることが可能となる。たとえば、フィルム供給ユニット２５の先端部の高さＨを１６ｍｍ程度とすれば、２０倍対物レンズの作動距離（ＷＤ１８ｍｍ）の直下に先端部を挿入できるので、図示しないレボルバの回転により、低倍率から高倍率の対物レンズ１２に切り替えれば、白欠陥部３ａと第１の孔７Ｂａとの位置合わせを高精度で行なうことが可能となる。

ここで、第２の孔７Ａａは、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すような形態の中から、使用する修正インク１６の粘度やカラーフィルタ基板１との濡れ性、あるいは、修正インク１６の塗布量を考慮して適宜選択される。図１１（ａ）では、第１の孔７Ｂａと略同形状となるように第２の孔７Ａａが形成されている。この場合、第１の孔７Ｂａと第２の孔７Ａａを別々に開けるのではなく、上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂを重ね合わせた状態で、同時に孔７Ｂａ，７Ａａを形成してもよい。

図１１（ｂ）では、第１の孔７Ｂａよりも大きな第２の孔７Ａａが形成され、第１の孔７Ｂａがすべて露出している。また、図１１（ｃ）では、第１の孔７Ｂａと略中央で直交するように第２の孔７Ａａが形成され、第１の孔７Ｂａの中央部のみが露出している。第１の孔７Ｂａと第２の孔７Ａａとの交差領域３２のみが、上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂの両方を貫通する。この場合、修正インク１６の粘度が高く、第１の孔７Ｂａに流れ難い場合には、第２の孔７Ａａを複数本形成してもよい。

図１２は、図１０（ｄ）の状態から、塗布針１７先端の平坦面１７ａの周りに修正インク１６が付着した状態で、平坦面１７ａで孔７Ａａの開口部を閉蓋するようにして塗布針１７を上方から押し付けた様子を示す。この場合、平坦面１７ａが第１の孔７Ｂａ全体を覆うことが可能な塗布針１７を用いる。また、第２の孔７Ａａも平坦面１７ａに収まるように形成してあってもよいし、第２の孔７Ａａが平坦面１７ａからはみ出るような大きさであってもよい。

塗布針１７がフィルム７Ａ，７Ｂを上方から下方に押し付けると、フィルム７Ａ，７Ｂが変形して第１の孔７Ｂａの周りの微小範囲のフィルム７Ｂが白欠陥部３ａの周囲に付着し、白欠陥部３ａに修正インク１６が充填される。このとき、上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂとの隙間３３は極わずかとなり、毛細管現象により上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂとの隙間３３に修正インク１６が吸い込まれる。したがって、第１の孔７Ｂａに修正インク１６が過剰に流れるのを抑制することができ、パターンが大きく膨らんだり、第１の孔７Ｂａとカラーフィルタ基板１との隙間に修正インク１６が吸い込まれてカラーフィルタ基板１を汚染することを抑制することができる。

白欠陥部３ａが長くなると、前述したようにそれに合わせて塗布針１７の平坦面１７ａの面積が大きなものを使用して、第１の孔７Ｂａ全体を押圧する必要があり、この場合、１回で塗布される修正インク１６はより多くなる。たとえば、平坦面１７ａの径が５０μｍから１００μｍに変わった場合、平坦面１７ａの面積は半径の２乗に比例して増大するので、４倍を超える修正インク１６が塗布される。このため、必要以上の修正インク１６が第１の孔７Ｂａ内部に送り込まれて、描画パターンが膨らむことが想定される。しかし、上方フィルム７Ａと下方フィルム７Ｂとの隙間に余分な修正インク１６が吸い込まれるので、修正インク１６の液量を適正にすることができる。

図１３は、カラーフィルタ基板１に生じた他の白欠陥部を示す図である。図１３において、白欠陥部５ａはＧ画素５内に生じたものであり、既に修正し易いようにレーザ照射によって四角形状に加工されている。このような白欠陥部５ａを修正する場合、塗布針１７を用いて円形状の修正層１６Ａを形成してもよいが、四角形状の孔７ａの開いたフィルム７を用いて修正層１６Ａで白欠陥部５ａを埋め、修正層１６Ａが白欠陥部５ａからはみ出さないようにしてもよい。また、多画素に渡る白欠陥部３４が発生した場合、ブラックマトリックス２を前述の方法で修正した後で、その両端の画素を修正すればよい。

図１４（ａ）は、図１０（ｄ）のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線断面図であって、白欠陥部３ａに修正インク１６を塗布する塗布ユニット４１の構成を示す図である。図１４（ａ）において、白欠陥部３ａとフィルム７Ａ，７Ｂが一定の隙間を持って対峙し、かつ、白欠陥部３ａと孔７Ｂａとが位置合わせされた状態にあり、塗布ユニット４１は、対物レンズ１２の直下で、かつ、白欠陥部３ａの真上に挿入された状態にある。このとき、塗布ユニット４１が対物レンズ１２の下方に挿入されるが、挿入スペースを確保するため、対物レンズ１２を低倍率のものに切り換えることが望ましい。たとえば、１０倍の対物レンズ１２の作動距離ＷＤは３０ｍｍ程度あり、塗布ユニット４１の高さを低く設計すれば容易に挿入可能である。

塗布ユニット４１は、その底に第１の孔４２ａが開口され、修正インク１６が注入された容器４２と、第２の孔４３ａが開口され、容器４２を密封する蓋４３と、第１および第２の孔４２ａ，４３ａと略同じ径を有する塗布針１７とを含む。塗布針１７の先端の平坦面１７ａは、第２の孔４３ａを貫通して修正インク１６内に浸漬される。第１および第２の孔４２ａ，４３ａの径は、それらに貫通する塗布針１７の径よりも少し大きいが微小であるので、修正インク１６の表面張力や容器４２の撥水・撥油性により、第１の孔４２ａからの修正インク１６の漏れはほとんど無い。

容器４２に形成され、修正インク１６を注入するための穴は、孔４２ａに近づくに従って断面積が小さくなるテーパ形状を有する。したがって、少ない修正インク１６でも塗布針１７の平坦面１７ａを浸漬することができ、経済的である。修正インク１６の量は、たとえば２０μｌ（マイクロリットル）である。修正インク１６は日持ちしないものもあり、容器４２は定期的に交換する。あるいは、使用済み容器４２を洗浄後、再利用することも可能である。容器４２の着脱を簡単にするため、手でつかみ易い構造にし、かつ、磁石による吸引を用いた着脱方法にすれば使い勝手は向上する。

塗布針１７の基端部は塗布針固定板４４に固着され、塗布針固定板４４は図示しないガイド（直動部材）により上下動可能に支持される。この状態から、図１４（ｂ）に示すように、塗布針１７の平坦面１７ａを容器４２の底面に設けた第１の孔４２ａから突出させると、塗布針１７の平坦面１７ａには修正インク１６が付着する。さらに塗布針１７を下降させ、平坦面１７ａで孔７Ａａまたは孔７Ｂａの開口部を閉蓋するようにフィルム７Ａを押圧すると、フィルム７Ａ，７Ｂが変形して孔７Ｂａの周りの微小範囲のフィルム７Ｂが白欠陥部３ａの周囲に付着し、白欠陥部３ａに修正インク１６が充填される。

塗布針固定板４４は、図示しないガイド（直動軸受）によって上下方向に進退可能に支持されており、塗布針１７を含む可動部の自重のみでフィルム７Ａ，７Ｂを押す。塗布針１７が下降してフィルム７Ｂをカラーフィルタ基板１に接触させた後もさらに下降させようとしても、塗布針１７がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針１７の平坦面１７ａは過負荷とならない。塗布針１７の駆動手段（図示せず）は、制御手段（図示せず）により、時間管理されて制御される。たとえば、フィルム７Ｂがカラーフィルタ基板１に接触する時間は１秒以下である。

この塗布方法では、塗布針１７を白欠陥部３ａと容器（インクタンクまたはペーストタンク）との間を往復動させる工程が省略されるため、欠陥修正に要する時間が短縮される。

また、修正インク１６は孔４２ａ，４３ａを除いて密閉された容器４２内に入っており、塗布針１７は容器４２の蓋４３の孔４３ａに微小な隙間を持って常に挿入された状態にあるため、修正インク１６が大気に直接触れる面積は少ない。したがって、修正インク１６の希釈液（溶媒）の蒸発を防止することができ、修正インク１６の使用可能な日数（交換周期）を長くすることが可能となり、欠陥修正装置の保守の手間が軽減化される。

また、塗布動作の待機状態において塗布針１７の平坦面１７ａを修正インク１６の中に浸けているため、塗布針１７の平坦面１７ａに付着した修正インク１６の乾燥を防ぐことができ、塗布針平坦面１７ａの洗浄工程も省略可能となる。

このように、塗布ユニット４１を小型にできるので、平坦面１７ａの径が異なる複数の塗布ユニット４１を用意しておき、白欠陥部３ａの大きさに応じて塗布針１７を選択して使用することも可能である。

また、フィルム７にレーザ光を照射して孔を開けると、孔はレーザ照射面（フィルム表面）から貫通面（フィルム裏面）に近づくにつれて先細りとなるテーパ状になる。このことはレーザ加工の特徴でもある。

前述の例では、フィルム７に開けた孔７Ｂａは、レーザを集光してレーザアブレーションにより形成され、孔７Ｂａの形成が完了した後、レーザ照射面がカラーフィルタ基板１に対峙するように、固定ローラ２９で反転されて使用される。このとき、孔７Ｂａの断面形状は、上方に近づくにつれて先細りとなるテーパ状、つまりハの字形状でカラーフィルタ基板１に対峙する。

この状態で、塗布針１７でフィルム７Ａ，１２Ｂをカラーフィルタ基板１側に押し付けて、孔７Ｂａと白欠陥部３ａとを接触させると、孔７Ｂａ内の修正インク１６には、孔７Ｂａの先端が細くなる上方に毛細管現象の力が働き、修正インク１６を上方に引き上げる力と修正インク１６の自重との釣り合いで、孔７Ｂａ内の修正インク１６は中央が膨らんで垂れ下がった状態になる。したがって、フィルム７とカラーフィルタ基板１との隙間に修正インク１６が吸い込まれることを抑制することができる。

なお、レーザ光を照射して孔７Ｂａを形成する際、図１５（ａ）に示すように孔７Ｂａのみを形成するだけでなく、図１５（ｂ）に示すように、孔７Ｂａの周りに隔壁７Ｂｃを残して溝７Ｂｂを形成してもよい。また、図１５（ｃ）に示すように、フィルム７のカラーフィルタ基板１に対峙する面に凹部７Ｂｄを形成し、凹部７Ｂｄの略中央に孔７Ｂａを形成し、凹部７Ｂｄ内において孔７Ｂａを囲むようにして溝７Ｂｂを形成してもよい。凹部７Ｂｄの幅や深さは、フィルム７が塗布時に変形して、孔７Ｂａを含む微小範囲のフィルム７が、白欠陥部３ａに付着可能な範囲に設定される。たとえば、１２．５μｍ厚のフィルム７であれば、幅は１００μｍ〜３００μｍ前後、深さは１μｍ〜５μｍ程度である。凹部７Ｂｄは、予めフィルム７に加工してあってもよく、加工手段としては、レーザや、機械的な手段（たとえば金型の転写）を用いる。なお、凹部７Ｂｄはフィルム７の延在方向に連続して形成してもよいし、断続的に形成しても構わない。

図１５（ｂ）（ｃ）のようなフィルム７をマスクとして修正すれば、白欠陥部３ａに孔７ａを接触させた状態であっても、溝７Ｂｂによって修正インク１６の侵入を防止することができる。

以上の実施の形態に示したように、白欠陥部３ａを修正する場合、直線状のパターンで修正する以外にもＬ字形状、十字形状などのような複雑な形状のパターンを１回の修正で描画することが可能であり、白欠陥部３ａの形状に応じた孔７ａ，７Ｂａをフィルム７，７Ｂに開ければ、任意の形状の白欠陥部３ａを修正可能であることは言うまでもない。

また、孔７ａ，７Ｂａの寸法は、短軸長Ｓｗとフィルム７の厚さＦｔの関係を、Ｆｔ＞Ｓｗの関係にすれば、孔７ａ，７Ｂａ内に入った修正インク１６を孔７ａ，７Ｂａ内に留める力（付着力）が強くなり、フィルム７とカラーフィルタ基板１との隙間に作用する毛細管現象による吸引力に負けなくなる。したがって、修正インク１６がフィルム７とカラーフィルタ基板１との隙間に吸い込まれるのを防止することができる。

上記寸法は、修正インク１６の表面張力や粘度、カラーフィルタ基板１やフィルム７の濡れ性に依存し、修正の安定性を増すためには、Ｆｔ／２＞Ｓｗのようにする方がより好ましい。この式は、孔７ａ，７Ｂａの形状が、Ｌ字形状や十字形状のような複雑なものであっても適用される。

図１６（ａ）は欠陥修正装置５０の全体構成を示す正面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ線断面図である。図１６（ａ）（ｂ）において、定盤５１にはガントリ型のＸＹステージ５２が搭載されている。ＸＹステージ５２は、図１６（ａ）の左右方向に移動するＸ軸ステージ５２ａと、紙面に対して垂直方向に移動可能な門型形状のＹ軸ステージ５２ｂとを含む。また、Ｘ軸ステージ５２ａには、上下に移動可能なＺ軸ステージ５３が固定台５４を介して固定される。Ｚ軸ステージ５３には、レーザ部１０、観察光学系１１、対物レンズ１２、ＸＹＺステージ５５が固定され、ＸＹＺステージ５５には塗布ユニット４１が搭載されている。カラーフィルタ基板１のブラックマトリックス３およびＲ，Ｇ，Ｂの画素４〜６を修正できるように、それぞれ４色の修正インク１６に対応する４個の塗布ユニット４１が搭載され、白欠陥部の周囲の色に応じていずれか１つの塗布ユニット４１が選択されて使用される。定盤５１上にはチャック５６が固定されていて、チャック５６上にはカラーフィルタ基板１が固定される。

また、固定台５４にはＸＹＺステージ５７が固定されていて、フィルム供給ユニット２０をＸＹＺ方向に移動可能としている。フィルム供給ユニット２０は、フィルム供給リール５８やフィルム巻き取りリール５９を支持するベース板２０ａと、固定ローラ２１〜２３を固定する可動部材２０ｂとを含み、可動部材２０ｂは直動軸受６０を介してベース板２０ａに上下方向に移動可能に保持されている。通常、固定ローラ２２，２３はカラーフィルタ基板１に接触しないようにされるが、仮に固定ローラ２２，２３がカラーフィルタ基板１に接触したとしても、直動軸受６０に案内されて上方に退避するので、カラーフィルタ基板１に衝撃を与えないようになっている。

塗布ユニット４１は、ＸＹＺステージ５５を含めて制御手段により制御され、フィルム７の孔７ａを、短時間のみカラーフィルタ基板１の白欠陥部３ａに押圧する。また、フィルム供給ユニット２０は、ＸＹＺステージ５７により、対物レンズ１２直下にある白欠陥部３ａ上に孔７ａを位置決めするとともに、白欠陥部３ａとフィルム７とが隙間を持って対峙するように駆動される。なお、フィルム供給ユニット２０を図１０のフィルム供給ユニット２５で置換してもよいことは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

欠陥修正方法の修正対象であるカラーフィルタ基板の要部を示す図である。 この発明の一実施の形態による欠陥修正方法を示す斜視図である。 図２に示したフィルムに孔を開ける工程を示す断面図である。 図３に示した孔を白欠陥部に対峙させる工程を示す断面図である。 図４に示した孔を介して白欠陥部に修正インクを塗布する工程を示す断面図である。 図５に示した塗布針を上方に退避させた状態を示す断面図である。 図１に示した白欠陥部が修正された状態を示す図である。 図７に示した直線形状の修正層を形成する方法を示す図である。 この実施の形態の他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 図１０に示した第１および第２の孔を示す図である。 図１１に示した第１および第２の孔を介して白欠陥部に修正インクを塗布する工程を示す断面図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 図１２に示した塗布針を含む塗布ユニットの要部を示す断面図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 図１４に示した塗布ユニットを備えた欠陥修正装置の全体構成を示す図である。

符号の説明

１ カラーフィルタ基板、２ ガラス基板、３ ブラックマトリックス、３ａ 白欠陥部、４ Ｒ画素、５ Ｇ画素、５ａ 白欠陥部、６ Ｂ画素、７，７Ａ，７Ｂ フィルム、７ａ，７ｂ，７Ａａ，７Ｂａ 孔、７Ｂｂ 溝、７Ｂｃ 隔壁、７Ｂｄ 凹部、１０ レーザ部、１１ 観察光学系、１２ 対物レンズ、１３，１４，２１〜２３，２６〜３０ 固定ローラ、１５ 遮蔽板、１７ 塗布針、１７ａ 平坦面、１６ 修正ペースト、１６Ａ 修正層、２０，２５ フィルム供給ユニット、２０ａ ベース板、２０ｂ，３１ 可動部材、３２ 交差領域、３３ 隙間、３４ 白欠陥部、４１ 塗布ユニット、４２ 容器、４２ａ 孔、４３ 蓋、４３ａ 孔、４４ 塗布針固定板、５０ 欠陥修正装置、５１ 定盤、５２ ＸＹステージ、５２ａ Ｘ軸ステージ、５２ｂ Ｙ軸ステージ、５３ Ｚ軸ステージ、５４ 固定台、５５，５７ ＸＹＺステージ、５６ チャック、５８ フィルム供給リール、５９ フィルム巻き取りリール、６０ 直動軸受。

Claims (6)

1. カラーフィルタ基板の白欠陥部を修正する欠陥修正方法において、
   フィルムに前記白欠陥部に応じた形状の孔を形成し、
   前記孔の開口部を前記白欠陥部に隙間を開けて対峙させ、
   前記孔を含む所定の範囲で前記フィルムを前記カラーフィルタ基板に押圧するとともに前記孔を介して前記白欠陥部に修正インクを塗布することを特徴とする、欠陥修正方法。
2. 塗布針の先端面に前記修正インクを付着させ、前記塗布針の先端面を前記所定の範囲に押圧して前記孔を介して前記白欠陥部に前記修正インクを塗布し、
   前記フィルムが前記カラーフィルタ基板に接触したことに応じて前記塗布針を上方に退避させ、前記フィルムの復元力で前記フィルムを前記カラーフィルタ基板から剥離させることを特徴とする、請求項１に記載の欠陥修正方法。
3. 前記フィルムの前記カラーフィルタ基板側の表面に、前記孔を囲むようにして、前記修正インクが毛細管現象によって前記フィルムと前記カラーフィルタ基板との隙間に広がるのを防止するための溝を形成することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の欠陥修正方法。
4. 前記フィルムは、第１の孔が開けられた下方フィルムの上に、第２の孔が開けられた上方フィルムを重ねたものであり、
   前記第１の孔の少なくとも一部は前記第２の孔に連通しており、
   前記修正インクを前記第１および第２の孔を介して前記白欠陥部に塗布することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の欠陥修正方法。
5. 前記修正インクを前記第１および第２の孔を介して前記白欠陥部に塗布する際に、前記上方フィルムと前記下方フィルムの隙間に前記修正インクを毛細管現象によって吸い込ませることを特徴とする、請求項４に記載の欠陥修正方法。
6. カラーフィルタ基板の白欠陥部を修正する欠陥修正装置において、
   フィルムに前記白欠陥部に応じた形状の孔を形成する孔形成手段と、
   前記孔の開口部を前記白欠陥部に隙間を開けて対峙させる位置決め手段と、
   前記孔を含む所定の範囲で前記フィルムを前記カラーフィルタ基板に押圧するとともに前記孔を介して前記白欠陥部に修正インクを塗布する塗布手段とを備えたことを特徴とする、欠陥修正装置。

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