JP2008170472A - カラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法およびカラーフィルタ形成基板 - Google Patents

Abstract

【課題】着色層上へのオーバーコート層形成後に、更にはオーバーコート層上へのＩＴＯ膜の成膜後に、発見された欠陥の修正を行う、表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法を提供する。
【解決手段】白欠陥部における着色層の白欠陥部の修正は、着色層修正用の修正用液をオーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成して、修正用膜を得た後、該修正用膜に対して、その全面に均一に、レーザ光を照射して、該修正用膜を薄くし、その表側の面を、修正されてないもとの着色層の表側の面に揃えるレーザ光による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層を形成するもので、白欠陥部におけるオーバーコート層の白欠陥部の修正は、前記修正着色層上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板上にカラーフィルタの着色層を含む多層構造の膜を配設してなるカラーフィルタ形成基板における欠陥修正方法と欠陥修正が施されたカラーフィルター基板に関する。

液晶表示素子等を用いた表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板（以下、カラーフィルタ基板あるいはＣＦ基板とも言う）は、例えば、基板上にＢｋ（黒）、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の微細な着色パターン（着色層とも言う）を形成し、更に、着色パターン上にオーバーコート層を形成しているが、このようなカラーフィルタ形成基板を作製する場合、製造工程中に発する、あるいは材料中に存在する微小な異物などに起因して、ある程度の確率でパターン欠陥が生じる。
着色パターンの欠陥は、主として、余分なパターン部や微小な異物に起因する黒欠陥と、パターン欠落や白っぽく色が抜ける白欠陥（色抜け欠陥、あるいはパターン欠け欠陥）に分類される。
黒欠陥は、視覚的に黒っぽい点として認識されるだけでなく、異物等により突起がある場合があるが、突起がある場合には、カラーフィルタ基板をＴＦＴ基板と貼り合わせ表示パネルを組んだ際に、その突起がＴＦＴ基板にまで到達してしまい短絡を起こし、重大な製品不良の原因になり得る。
白欠陥は、液晶表示素子を組み立て、表示した場合に、たとえそれが数十ミクロンの小さい欠陥でもピンホールのように光り、目立つため、避けるべき欠陥である。
近年、液晶表示素子の大画面化に伴うパターン面積の増大に伴い、黒欠陥や白欠陥も生じやすくなってきており、また、着色パターンの欠陥に対する品質要求もますます厳しくなってきており、着色パターンの欠陥修正に対する重要度はますます増してきている。

このような中、最近では、欠陥部を生じても、歩留まりを向上させて生産性を損なわないために、特開平６−１０９９１９号公報（特許文献１）に示されるような部分的に欠陥部を修正する技術が確立されるようになった。
ここに記載の欠陥部修正方法は、黒欠陥部をレーザーで焼いて飛散させたり、白欠陥の色抜け部に着色した紫外線硬化性樹脂を塗布して、紫外線で硬化させるものである。
特開平６−１０９９１９号公報

着色した紫外線硬化樹脂を塗布する手段としては、上記公報のようにディスペンサによってペーストを必要量垂らす方法、インクジェットによる方法、または特開平８−１８２９４９号公報（特許文献２）に提示されているような、先端が平面を形成している針状物の先端にカラー紫外線硬化性樹脂を付着させ、それを欠陥部に押しつける手段等がある。 この中で、針状物により直接カラー紫外線硬化性樹脂を塗布する方法は、より微小な白欠陥に対応できるので好ましいとされている。
特開平８−１８２９４９号公報

ここで、従来の欠陥の修正方法の１例を、図４に基づいて、簡単に説明しておく。
図４において、欠陥修正は、着色パターン層を形成後、オーバーコート層形成前に行うものである。
例えば、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板の第２の着色パターン層４２２に白欠陥４４０がある場合（図４（ａ））、直接、白欠陥４４０箇所に部分的に修正用インク４６５を塗膜して修正する基本的な修正方法（図４（ｂ））があるが、これ以外に、レーザにより、欠陥部を含む領域サイズで、ガラス基板４１０に到達するように孔開けし（図４（ｄ））、孔部４５０に修正用のインク４６５を塗膜して（図４（ｅ））、修正する修正方法がある。
また、例えば、第２の着色パターン層４２２中に異物による黒欠陥４４５がある場合（図４（ｃ））は、上記後者の方法と同じように、レーザにより、欠陥部を含む領域サイズで、ガラス基板４１０に到達するように孔開けし（図４（ｄ））、孔部４５０に修正用のインク４６５を塗膜して修正していた。
尚、ここでは、修正により黒欠陥部分の異物を除去する際に形成される着色パターン欠損部も白欠陥と言っている。
特開平１０−２６８１２２号公報

しかし、修正に使用するインクが適切なもので高信頼性であったとしても、上記従来の着色パターンの欠陥の修正方法においては、着色パターン形成直後に修正を行うことが前提であるため、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）タイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の場合、オーバーコート層（保護膜とも言う）形成後に発見された白欠陥や、得意先事情等による白欠陥規格変更に対応することができないという問題がある。
また、同様に、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）タイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の場合、ＩＴＯ成膜後の修正を行うことができないという問題がある。
尚、黒欠陥については、従来から実施されている研磨法による修正で対応することも行われている。

このため、ガラス基板上にカラーフィルタの着色層を含む多層構造の膜を配設してなるカラーフィルタ形成基板における欠陥修正方法で、上記ようなＰＳタイプ、ＶＡタイプの問題に対応できるものとして、多層構造の膜のいずれかの層の各種欠陥部を含む領域に、レーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去して、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成し、形成された白欠陥部に、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正するための修正用液を塗布し、膜形成する、カラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法も行われるようになってきた。
この修正方法は、図３（ａ１）に示すようにオーバーコート層２３０に白欠陥２３７がある場合、あるいは、図３（ａ２）に示すように、着色層２２０上に異物欠陥２４０がある場合、図３（ｂ）に示すように、各欠陥部を含む領域にレーザ光２５０を照射して、オーバーコート層２３０、着色層２２０を除去した後、着色層修正用の修正用液を塗布し、膜形成して（図３（ｃ））、更にオーバーコート層修正用の修正用液を塗布し、膜形成し、これにより、図３（ａ１）、図３（ａ２）に示す欠陥部を修正していた。（図３（ｄ１）〜図３（ｄ３））
しかし、着色層修正用の修正用液を用いた膜形成においては、図３（ｃ）に示すように、修正用膜２６１は、中心部が凹む形状となってしまい、平坦に所望の厚さで修正できないという問題があった。
また、このような修正用膜２６１上にオーバーコート層修正用の修正用液を用いて修正オーバーコート層を形成した場合、図３（ｄ１）に示すように、欠陥部の周辺にまで修正オーバーコート層が形成されたり、図３（ｄ３）に示すように、オーバーコート層が欠陥部の周辺にまで達しなかったり、図３（ｄ２）に示すように、欠陥部の周辺にちょうど達して修正オーバーコート層が形成されても、その周辺においてオーバーコート層の膜厚が薄くなると言う問題があった。

液晶表示素子等を用いた表示デバイスに用いらるカラーフィルタ形成基板においては、近年の大画面化に伴うパターン面積の増大に伴い、黒欠陥や白欠陥も生じやすくなってきており、また、着色パターンの欠陥に対する品質要求もますます厳しくなってきており、着色パターンの欠陥修正に対する重要度はますます増してきている中、更なる修正の効率化が求められ、また、従来のオーバーコート層（保護膜とも言う）形成後に、更にはオーバーコート層上へのＩＴＯ膜の成膜後に、発見された欠陥や、得意先の事情等による欠陥規格変更に対応することができないという制約を脱却できる方法が求められていた。
本発明は、これらに対応するもので、修正の効率向上が期待でき、かつ、着色層上へのオーバーコート層形成後に、更にはオーバーコート層上へのＩＴＯ膜の成膜後に、発見された欠陥の修正を行う、表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法を提供しようとするもので、特に、欠陥の修正に際して、修正された修正着色層、修正オーバーコート層を品質良くできる修正方法を提供しようとするものである。
同時に、そのような修正方法により修正された表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板を提供しようとするものである。

本発明のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法は、ガラス基板上に着色層、オーバーコート層（ＯＣ層とも言う）をこの順に積層した多層構造の膜を配設してなるカラーフィルタ形成基板における欠陥修正方法であって、前記多層構造の膜のいずれかの層の各種欠陥部を含む領域に、第１の照射条件でレーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去するレーザ光による第１の除去工程を行い、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成した後、該形成された白欠陥部に、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正するもので、第１の除去工程により形成された白欠陥部における着色層の白欠陥部の修正は、前記第１の照射条件でのレーザ光の照射により形成された着色層の白欠陥部に、着色層修正用の修正用液を用いて、着色層の表側の面を越え、オーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成して、修正用膜を得た後、該修正用膜に対して、該修正用膜を除去でき、かつ、オーバーコート層を除去できない第２の照射条件で、全面均一にレーザ光を照射して、該修正用膜をその厚さが薄くなるように除去し、その表側の面を、修正されてないもとの着色層の表側の面に揃えるレーザ光による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層を形成するもので、第１の除去工程により形成された白欠陥部におけるオーバーコート層の白欠陥部の修正は、前記修正着色層上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層とするものであることを特徴とするものである。
尚、ここで、「塗布し、膜形成」とは、溶剤分を含んだ修正用液を塗布し、溶剤分を除去する乾燥あるいは熱処理（ベーキング）を行い、更に、硬化処理を行い、液状ではない固形の膜として形成することを意味する。

そして、上記のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記オーバーコート層の白欠陥部の修正において、前記オーバーコート層修正用の修正用液はＵＶ硬化性であり、該修正用液を塗布し、形成された層をＵＶ光を照射して硬化させるＵＶ硬化処理を行うことを特徴とするものであり、前記ＵＶ硬化処理は、局所的に修正用液塗布領域にＵＶ光を照射をする、あるいは、基板全体にわたりＵＶ光を照射をするものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記着色層用の修正用液の少なくとも１つは、熱硬化性の樹脂であり、熱硬化性の樹脂である修正用液を塗布し、形成された着色層を加熱して硬化させる熱硬化処理を行うことを特徴とするものであり、前記熱硬化処理は、局所的に修正用液塗布領域を加熱する、あるいは、基板全体を加熱するものであることを特徴とするものである。
尚、ここで、「塗布し、形成された（着色）層」とは、溶剤分を含んだ修正用液を塗布し、溶剤分を除去する乾燥あるいは熱処理（ベーキング）を行って形成された（着色）層」を、意味する。

また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、修正用液を塗布して形成する層の少なくとも１層については、修正用液の塗布を数回に分けて行うことを特徴とするものである。

また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、レーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去して、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成する際の、レーザ光で除去する白欠陥部の形状は、円形状または楕円形状であることを特徴とするものである。
ここで言う、円形状とは、例えば５角形以上の多角形を重ねた図形の外形のような、円形に近い形状も含むもので、楕円形状もこれに準じる。

また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記修正用液の塗布を塗布針により行うことを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、修正用液の塗布をインクジェット法塗布により行うことを特徴とするものである。
あるいはまた、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、修正用液の塗布をディスペンサにより行うことを特徴とするものである。

また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、照射するレーザ光はＹＡＧの第３高調波または第４高調波であることを特徴とするものである。

また、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記ＵＶ硬化処理は、ＵＶ光としてＹＡＧの第３高調波または第４高調波を用いて行うものであることを特徴とするものである。

本発明のカラーフィルタ形成基板は、上記いずれかのカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法によって、欠陥部が修正されたことを特徴とするものである。

（作用）
本発明のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法は、修正の効率向上が期待でき、かつ、着色層上へのオーバーコート層形成後に、更にはオーバーコート層上へのＩＴＯ膜の成膜後に発見された欠陥の修正を行う、表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法の提供を可能としており、特に、欠陥の修正に際して、修正された修正着色層、修正オーバーコート層を品質良くできる、修正の品質の良い、修正方法の提供を可能としている。
先にも述べたが、従来の着色パターンの欠陥の修正方法においては、着色パターン形成直後に修正を行うことが基本で、ＩＰＳタイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ基板の場合、オーバーコート層形成後に発見された欠陥や、得意先事情等による欠陥規格変更に対応することができないとされてきたが、また、ＶＡタイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ基板の場合、ＩＴＯ成膜後の修正を行うことができないとされてきたが、本発明の構成にて、これらに対応できることを見い出したものである。
具体的には、前記多層構造の膜のいずれかの層の各種欠陥部を含む領域に、第１の照射条件でレーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去するレーザ光による第１の除去工程を行い、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成した後、該形成された白欠陥部に、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正するもので、第１の除去工程により形成された白欠陥部における着色層の白欠陥部の修正は、前記第１の照射条件でのレーザ光の照射により形成された着色層の白欠陥部に、着色層修正用の修正用液を用いて、着色層の表側の面を越え、オーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成して、修正用膜を得た後、該修正用膜に対して、該修正用膜を除去でき、かつ、オーバーコート層を除去できない第２の照射条件で、全面均一にレーザ光を照射して、該修正用膜をその厚さが薄くなるように除去し、その表側の面を、修正されてないもとの着色層の表側の面に揃えるレーザ光による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層を形成するもので、第１の除去工程により形成された白欠陥部におけるオーバーコート層の白欠陥部の修正は、前記修正着色層上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層とするものであることにより、これを達成している。 詳しくは、第１の除去工程により形成された白欠陥部の、着色層の白欠陥部に対応する部分に、着色層修正用の修正用液を用いて、着色層の表側の面を越え、オーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成することにより、修正用液を塗布して形成された着色層と、修正されていないもとのオーバーコート層の表側の面とを、揃えることができものとし、また、修正用膜に対して、該修正用膜を除去でき、かつ、オーバーコート層を除去できない第２の照射条件で、全面均一にレーザ光を照射して、該修正用膜をその厚さが薄くなるように除去し、その表側の面を、修正されてないもとの着色層の表側の面に揃えるレーザ光による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層を形成するものであることにより、修正着色層を平坦性良く、容易に、得ることを可能としている。
第２の除去工程においては、修正用膜は、ほぼ平坦に膜形成されるため、修正用膜に対して、所定のエネルギー強度で全面均一に照射することにより、平坦性良く、膜減りできるものとしており、更に、照射量を適当に制御することにより、平坦な所望の膜厚を得ることを可能としている。
照射量の制御方法としては、予め、照射量条件を変えて複数を行い、得られる結果から照射量条件を決める方法や、レーザ干渉等を利用して膜減り修正用膜の表面位置を測定する方法が適用できる。
尚、修正着色層上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層とするものであることにより、オーバーコート層の修正部分を、修正されていないもとのオーバーコート層の表側の面に揃えて平坦性良く形成することが容易にできる。

本発明は、図１（ｃ）、図１（ｅ）に示すように、着色層用の修正用液、オーバーコート用の修正用液を、それぞれ、最上面まで修正液を満たすことにより、最上面に揃えて平坦状に塗布でき、これによって、平坦状に膜形成することができること、および、表面が平坦に膜形成された着色層の修正用膜を平坦な状態で膜減りさせることが、レーザ光の照射により行え、且つ、その膜減りの制御も比較的簡単に行えることを、認識して成されたものである。
従来は、先に述べたように、図３（ａ１）〜図３（ｄ１）（図３（ｄ２）、図３（ｄ３））、あるいは、図３（ａ２）〜図３（ｄ１）（図３（ｄ２）、図３（ｄ３））に示すように、欠陥部の修正が行われていたが、修正用液の表面張力等により、膜形成された修正着色層２６１は、図３（ｃ）に示すように、中央が凹に形成され、これに伴い、修正オーバーコート層２６２は、図３（ｄ１）に示すように、欠陥部以外の正常部にまで形成されたり、また、図３（ｄ２）に示すように、十分な広がりをもたない状態に形成されたりしていた。
そして、図３（ｄ３）に示すように、修正オーバーコート層２６２が丁度良い範囲に形成された場合にも、その周辺部が薄くなってしまった。
即ち、従来は、修正着色層２６１、修正オーバーコート層２６２の形成を、修正されていないもとの着色層２２０、オーバーコート層２３０に揃えて平坦とすることができなかった。
尚、図３中、実線矢印は処理の進行方向を示している。

また、レーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去して、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成し、形成された白欠陥部に、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正するための修正用液を塗布し、膜形成する場合には、レーザ光を照射して形成する白欠陥部の形状、大きさ（サイズ）を制御し、かつ、各層の白欠陥部を修正するための修正用液を所定量に制御することにより、均一な修正状態を得ることを可能としており、修正の全自動化が期待できる。
また、修正する各欠陥部について、レーザ光を照射して形成する白欠陥部の形状、大きさ（サイズ）を同じく制御することにより、即ち、レーザ光にて形成する白欠陥部を同じ形状、同じ大きさとすることにより、同じ処理条件で修正でき、修正の効率を向上させることができる。
このためには、予め、レーザ光を照射して形成する白欠陥部の形状、大きさ（サイズ）と、各層の白欠陥部を修正するための修正用液を所定量と、各層の塗布状態や膜形成状態を関連付けたデータをとっておき、これをデータベースとして利用し、レーザ光の照射条件、修正用液の塗布量を自動的に制御できるようにすれば良い。

そして、オーバーコート層の白欠陥部の修正において、オーバーコート層修正用の修正用液はＵＶ硬化性であり、該修正用液を塗布し、形成された層をＵＶ光を照射して硬化させるＵＶ硬化処理を行う、請求項２の発明の形態の場合、前記修正用液の少なくとも１つは、熱硬化性の樹脂であり、熱硬化性の樹脂である修正用液を塗布し、膜形成した後に、該膜形成された層を加熱して硬化させる熱硬化処理を行う、請求項４の発明の形態の場合、修正をし易いものとできる。
請求項２の発明の形態の場合、例えば、前記ＵＶ硬化処理としては、局所的に修正用液塗布領域をＵＶ光を照射をする形態、あるいは、基板全体にわたりＵＶ光を照射をする形態が挙げられる。
また、請求項４の発明の形態の場合、前記熱硬化処理としては、局所的に修正用液塗布領域を加熱する形態、あるいは、基板全体を加熱する形態が挙げられる。

また、修正用液を塗布して形成する層の少なくとも１層については、修正用液の塗布を数回に分けて行う、請求項６の発明の形態とすることにより、修正用液の塗布状態や塗布量を適切に制御し易いものとしている。

また、レーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去して、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成する際の、レーザ光で除去する白欠陥部の形状はとしては、塗布された修正用液の広がりの面から、円形状または楕円形用が挙げられる。
先にも述べたが、ここで言う、円形状とは、例えば５角形以上の多角形を重ねた図形の外形のような、円形に近い形状も含むもので、楕円形状もこれに準じる。
要は、塗布された修正用液の広がりを均一にできる形状であれば良いのであるが、円形状、楕円形状が一般的な形状として挙げられる。
レーザ光で除去する白欠陥部の外周線における全ての点において、各点を挟む両側の接線のなす角度が大きいことが好ましく、各点を挟む両側の接線のなす角度としては、具体的には、正５角形の１つの内角（１０８°）以上の大きさであることが好ましい。

また、前記修正用液の塗布手段としては、塗布を塗布針により行う第１の方法、塗布をインクジェット法塗布により行う第２の方法、塗布をディスペンサにより行う第３の方法が挙げられる。

照射するレーザ光としては、ＹＡＧの第３高調波または第４高調波が挙げられる。
このようなレーザ光を用いて、各層を除去する場合、短波長であるため、表面での吸収のみで、吸収が深くなく、吸収域が限定されて堀り込みの分解能が高くなり、また、長波長（３３５ｎｍ以上）の場合にみられる、熱による影響（ケロイド状となる）も無く、レーザによる堀り込み量を制御し易いものとしている。

また、前記ＵＶ硬化処理は、ＵＶ光としてＹＡＧの第３高調波または第４高調波を用いて行うものである場合には、レーザ光を照射して白欠陥部を形成するための処理と、ＵＶ硬化処理とを、同じ光を照射することで行え、両方の処理をするために、例えば、光源を兼用でき、両方の処理をするための装置構成を、簡単化できる。

本発明のカラーフィルタ形成基板は、その作製において、修正の効率向上が期待できる。

本発明は、上記のように、修正の効率向上が期待でき、かつ、着色層上へのオーバーコート層形成後に、更にはオーバーコート層上へのＩＴＯ膜の成膜後に発見された欠陥の修正を行う、表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法の提供を可能とした。
更に、このような修正方法の自動化を容易なものとした。
同時に、そのような修正方法により修正された表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板の提供を可能とした。

本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ１）（図１（ａ２））〜図１（ｅ）は本発明のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法の実施の形態例の工程断面図で、図２は本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正方法に用いられるレーザ照射装置の１例の概略構成を示した図である。
図１、図２中、１、２は修正前のカラーフィルタ基板、１ａ、２ａは修正後のカラーフィルタ基板、１０はガラス基板（透明基板とも言う）、２０は着色層（着色パターン層とも言う）、３０はオーバーコート層、３５は（オーバーコート層の）盛り上がり部、３７は白欠陥、４０は黒欠陥（異物ともいう）、５０、５１はレーザ光、５５は白欠陥部（除去部とも言う）、６１は（着色層用の）の修正用膜、６１ａは修正着色層、６２は（オーバーコート用の）修正用膜（修正着色層とも言う）、１１０はカラーフィルタ形成基板、１２０は基板ホルダー、１３０はＸＹステージ、１４０はレーザ光（ここでは３５５ｎｍ波長のＹＡＧレーザ）、１５０はレーザ照射手段、１５６は対物レンズ、１６０はＺ方向移動用ガイドレール、１７０は制御部、１８０は照射強度制御用データベース、１９０は表示モニターである。

はじめに、本発明のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法の実施の形態例を図１に基づいて説明する。
本例のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法は、ガラス基板１０上に着色層２０、オーバーコート層（ＯＣ層とも言う）３０をこの順に積層した多層構造の膜を配設してなるカラーフィルタ形成基板における欠陥修正方法であって、簡単には、図１（ｂ）に示すように、前記多層構造の膜のいずれかの層の各種欠陥部を含む領域に、第１の照射条件でレーザ光５０を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去するレーザ光による第１の除去工程を行い、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部５５を形成した後、該形成された白欠陥部５５に、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正するものである。
そして、白欠陥部５５における着色層の白欠陥の修正は、前記第１の照射条件でのレーザ光の照射により形成された着色層の白欠陥部に、図１（ｃ）に示すように、着色層修正用の修正用液を用いて、着色層の表側の面を越え、オーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成して、修正用膜６１を得た後、図１（ｄ）に示すように、該修正用膜６１に対して、その全面に、該修正用膜を除去でき、かつ、オーバーコート層を除去できない第２の照射条件で、レーザ光５５を照射して、該修正用膜６１をその厚さが薄くなるように除去し、その表側の面を、修正されてないもとの着色層２０の表側の面に揃えるレーザ光による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層６１ａを形成する。
また、白欠陥部５５におけるオーバーコート層の白欠陥の修正は、前記修正着色層上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、図１（ｅ）オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層６２とするものである。

本例のカラーフィルタ基板の欠陥修正方法は、オーバーコート層３０を形成するまで着色層２０の欠陥の修正を行わないで、オーバーコート層３０を形成後に、着色層２０の欠陥を修正する場合等に適用される。
例えば、製造元が着色層２０の黒欠陥（図１（ａ１）の４０）については検査ＯＫとし得意先に納品したが、欠陥規格の変更により、あるいは得意先と製造元との検査レベルの違いにより、得意先側で着色層の黒欠陥でＯＵＴとされた製品に対し、指摘された黒欠陥部を修正する場合に適用される。
本例のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法は、修正の効率向上が期待でき、かつ、着色層上へのオーバーコート層形成後に、更にはオーバーコート層上へのＩＴＯ膜の成膜後に発見された欠陥の修正を行う、表示デバイス用のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法の提供を可能としている。
ここでは、修正対象となるカラーフィルタ形成基板１、２として、ＩＰＳタイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板を用いている。
また、ここでは、各色の着色層やブラックマトリクスが顔料分散法を用いて形成されたものを用いている。

本例のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法を、図１に基づいて、更に、説明する。 修正対象のカラーフィルタ形成基板としては、図１（ａ１）に示すように、オーバーコート層３０に白欠陥３７存在するカラーフィルタ形成基板１や、図１（ａ２）に示すように、黒欠陥４０が着色層２０とオーバーコート層３０との間に存在するカラーフィルタ形成基板２が挙げられる。
尚、図１（ａ２）に示すように黒欠陥４０部分上のオーバーコート層３０は若干盛り上がっている。
ここでは、以下のようにして、カラーフィルタ形成基板１の白欠陥３７、あるいは、カラーフィルタ形成基板２の黒欠陥４０を修正する。
先ず、欠陥を含む領域にレーザ光５０を照射して、該領域について最下層までを除去して、全層に跨る白欠陥部５５を形成する。（図１（ｂ））
レーザ光５０としては、各層を除去する堀り込みの分解能が高く、熱による影響（ケロイド状となる）等品質的に問題を起こさないもので、制御し易いものであれば特に限定されないが、例えば、ＹＡＧの第３高調波または第４高調波が挙げられる。
ＹＡＧの第３高調波または第４高調波の場合、各層を除去する場合、短波長であるため、表面での吸収のみで、吸収が深くなく、吸収域が限定されて堀り込みの分解能が高くなり、また、長波長（３３５ｎｍ以上）の場合にみられる、熱による影響（ケロイド状となる）も無く、レーザによる堀り込み量を制御し易いものとしている。

レーザ光５０の照射は、例えば、図２に示すような構成のレーザ照射装置にて行う。
図２に示す欠陥修正装置には、駆動系（ＸＹステージ１３０、Ｚ方向移動用ガイドレール１６０）、レーザ照射手段１５０の他に、欠陥部の状態を確認する確認手段として表示用のモニター１９０と、照射強度の制御を容易とするための照射強度制御用のデータベース１８０が備えられているが、各部は、制御部１７０により制御されて、所定の照射動作を行う。
レーザ照射手段１５０は、簡単には、レーザ光発生部、透過率可変化フィルタ、レンズ、レーザ光を成形するアパーチャ、レンズ、対物レンズ等を備えて、光学系を形成しており、成形されたレーザ光は対物レンズ１５６により集光され照射されるが、レーザ光の照射ショットを制御するシャッタ、フィルタ、ハーフミラー、全反射ミラー等も、明示していないが、必要に応じて、備えている。
ここでは、レーザ照射手段１５０の光学系中のハーフミラーを介して、観察あるいは表示モニター１９０にて画像を得ることができるように、そのための光源、撮像装置が組み込まれている。
また、照射強度制御用のデータベース１８０は、予め、樹脂部を除去できる照射強度で、且つ、下地層に損傷を与えない照射強度をデータベース化しておいたもので、各種の樹脂部材質、各種の照射領域サイズについても、所定の制御された照射強度に調整できる指針を与えるものである。
例えば、光学系において、所定のアパーチャ開口において、透過率可変化フィルタの透過率のレベルと対物レンズの縮小倍率によってのみ、照射強度を調整するとした場合、透過率可変化フィルタの透過率のレベル、対物レンズの縮小倍率をパラメータとして、各種の樹脂部材質について照射強度が所望の範囲内である条件を与えることができる。
また、図２に示す欠陥修正装置には、明示していないがアパーチャの開口を制御し、対物レンズ１５６によらずに、即ち、縮小倍率を変えないで、面積サイズを変えることができる機構を備えている。
これにより、同じ照射強度で照射面積を容易に変えることができ、できるだけ下地にレーザを多く当てないように、できるだけ樹脂が取り除けた部分への照射を避けて、欠陥の除去を可能としている。

次いで、以下のようにして、形成された白欠陥部５５に対して、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正する。
先ず、白欠陥部５５における着色層の白欠陥の修正を行う。
白欠陥部５５に、着色層修正用の修正用液を用いて、着色層の表側の面を越え、オーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成して、修正用膜６１を得る。（図１（ｃ）） 修正用インクの塗布は、例えば、Ｘ−Ｙステージ上にカラーフィルタ基板を載置し、Ｘ−Ｙ制御して、所定の位置において、ディスペンサー、マイクロシリンジ、針状塗布部等により、修正用インクを塗膜する。
そして、塗布した後、必要に応じて、溶剤分を含んだ修正用液を塗布し、溶剤分を除去する乾燥あるいは熱処理（ベーキング）を行い、更に、硬化処理を行い、液状ではない固形の膜として形成する。
次いで、該修正用膜６１に対して、その全面に、該修正用膜を除去でき、かつ、オーバーコート層を除去できない第２の照射条件で、レーザ光５１を照射して、該修正用膜６１をその厚さが薄くなるように除去し、その表側の面を、修正されてないもとの着色層２０の表側の面に揃えるレーザ光５１による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層６１ａを形成する。（図１（ｄ））
次いで、白欠陥部５５におけるオーバーコート層の白欠陥の修正は、前記修正着色層６１ａ上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層６２とするものである。
ここでは、着色層２０の修正用液を熱硬化性の樹脂としている。
修正用液の少なくとも１つは、熱硬化性の樹脂であり、熱硬化性の樹脂である修正用液を塗布し、膜形成した後に、該膜形成された層を加熱して硬化させる熱硬化処理を行う形態が、作業性の面からは好ましい。
また、ここでは、最上層であるオーバーコート層３０の白欠陥部を修正するための修正用液はＵＶ硬化性であり、最上層であるオーバーコート層３０の白欠陥部を修正するための修正用液を塗布し、膜形成した後に、該膜形成された最上層をＵＶ光を照射して硬化させるが、これに限定されない。
尚、光硬化のための光としては、修正光反応性官能基に光反応を引き起こさせることが可能な可視及び非可視領域の波長が全て含まれ、例えばマイクロ波、可視光、紫外線、電磁波、電子線等が全て含まれるが、ＵＶ硬化処理を行う形態が作業性の面からは好ましい。
上記の熱硬化処理としては、欠陥部に対し居所的に熱処理を行う形態やカラーフィルタ形成基板全体に対して熱処理を行う形態が挙げられる。
また、上記のＵＶ硬化処理としては、欠陥部に対し居所的にＵＶ照射処理を行う形態やカラーフィルタ形成基板全体に対してＵＶ照射処理を行う形態が挙げられる。

修正用液の塗布としては、塗布を数回に分けて観察しながら行うことにより、修正用液の塗布状態や塗布量を適切に制御できる。
また、レーザ光５０で除去する白欠陥部５５の形状としては、塗布された修正用液の広がりを均一にできる形状が好ましく、例えば、円形状または楕円形用が挙げられる。
尚、先にも述べたが、ここで言う、円形状とは、例えば５角形以上の多角形を重ねた図形の外形のような、円形に近い形状も含むもので、楕円形状もこれに準じる。
要は、塗布された修正用液の広がりを均一にできる形状であれば良いのであるが、円形状、楕円形状が一般的な形状として挙げられる。
白欠陥部５５の形状はとしては、レーザ光で除去する白欠陥部の外周線における全ての点において、各点を挟む両側の接線のなす角度が大きいことが好ましく、各点を挟む両側の接線のなす角度としては、具体的には、正５角形の１つの内角（１０８°）以上の大きさであることが好ましい。

また、本例では、修正対象となるカラーフィルタ形成基板１（あるいは２）として、各着色層ともに顔料分散法を用いて形成されたものを用いているが、これに限定はされない。
尚、透明基板１０としては、通常は、無アルカリガラス等のガラス基板あるいはプラスチック基板が用いられる。
顔料分散法により形成されたものの他、従来より知られている、染色法、電着法、印刷法、インクジェット法等により各着色パターン層が形成されたものを用いても良い。
以下に、上記の各々の着色パターン層の形成方法について、簡単に、説明しておく。
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着色パターン層を得る工程を、繰り返して、各色の着色パターン層を形成する。
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、繰り返して、各色の着色パターン層を形成する。
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所定の色を電着する工程を、繰り返して、各色の着色パターン層を形成し、樹脂を熱硬化させるものである。
印刷法は、熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を繰り返すことにより各色を塗り分けた後、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。
尚、ブラックマトリクス部１３０については、上記形成方法により形成されたものの他に、スパッタリング等により形成したクロムを主体とする遮光層を用いても良い。

着色層の修正用液（修正用インクとも言う）としては、少なくとも、着色剤と、反応性官能基を有するモノマーおよびまたはポリマーと、溶剤を含有する。
修正用インキには、重合禁止剤及び／又は顔料分散剤及び／又は重合開始剤等を配合することが好ましい。
更に、他にも、界面活性剤、架橋剤等を配合しても良い。
反応性官能基の反応形式は硬化反応であれば特に限定されず、例えば、反応エネルギーの点では光反応又は熱反応のいずれに属するものであってもよいし、活性種の点ではラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、光二量化反応等のいずれに属するものであってもよい。
好ましくは、本願出願人の出願の特開２００４−６７７７７号公報に記載の、少なくとも、着色剤と、反応性官能基を有するモノマーと、ポリマーと、溶剤を含有し、前記溶剤の配合量がインキ全体の２５重量％〜７０重量％であり、且つ、インキの粘度が４０〜３００ｍＰａ・ｓｅｃである着色パターン欠陥の修正用インクが挙げられる。
修正用インクに使用できる着色剤としては、特に限定されないが、修正される着色パターンの色に応じて選択されるのが好ましく、種々の有機又は無機顔料を用いることができる。

オーバーコート層３０は、保護膜とも言われるもので、アクリル系、スチレン系、ポリエーテル、ポリイミドなどの一般的な架橋高分子材料が、通常、用いられる。
この場合、オーバーコート層の形成にあたっては、例えばスピンコート法、ロールコート法、バーコート法、キャスト法等の方法で、カラーフィルタ基板の着色パターン層上に塗膜することができ、膜厚は表面を平坦化できる程度であれば良い。
オーバーコート層３０の修正用液（修正用インクとも言う）として、ここでは、作業性の面から、ＵＶ硬化型のものを用い、塗膜後、光照射してＵＶ硬化させるが、光硬化ができ作業性が良く、品質面でで問題がなければ、これに限定はされない。
尚、ここでの、光とは、光反応性官能基に光反応を引き起こさせることが可能な可視及び非可視領域の波長が全て含まれ、例えばマイクロ波、可視光、紫外線、電磁波、電子線等が全て含まれる。

本例は、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）タイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ形成基板の修正方法であるが、これに限定はされない、例えば、透明基板上に順次、着色パターン層、オーバーコート層、ＩＴＯパターン層を形成してなるＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）タイプの液晶表示装置用のカラーフィルタ基板の欠陥修正方法する場合にも、基本的に、同様にして、その修正方法を適用できる。
本発明のカラーフィルタ形成基板の修正方法は、各種の層構成をもつ多層構造の膜の欠陥修正に適用できる。

図１（ａ１）（図１（ａ２））〜図１（ｅ）は本発明のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法の実施の形態例の工程断面図である。 本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正方法に用いられるレーザ照射装置の１例の概略構成を示した図である。 従来のカラーフィルタ基板の欠陥修正方法を説明するための工程断面図である。 従来のカラーフィルタ基板の欠陥修正方法を説明するための工程断面図である。

符号の説明

１、２ 修正前のカラーフィルタ基板
１ａ、２ａ 修正後のカラーフィルタ基板
１０ ガラス基板（透明基板とも言う）
２０ 着色層（着色パターン層とも言う）
３０ オーバーコート層
３５ （オーバーコート層の）盛り上がり部
３７ 白欠陥
４０ 黒欠陥（異物ともいう）
５０、５１ レーザ光
５５ 白欠陥部（除去部とも言う）
６１ （着色層用の）の修正用膜
６１ａ 修正着色層
６２ （オーバーコート用の）修正用膜（修正着色層とも言う）
１１０ カラーフィルタ形成基板
１２０ 基板ホルダー
１３０ ＸＹステージ
１４０ レーザ光（ここでは３５５ｎｍ波長のＹＡＧレーザ）
１５０ レーザ照射手段
１５６ 対物レンズ
１６０ Ｚ方向移動用ガイドレール
１７０ 制御部
１８０ 照射強度制御用データベース
１９０ 表示モニター
４１０ ガラス基板
４２１ 第１の着色パターン層
４２２ 第２の着色パターン層
４２３ 第３の着色パターン層
４３０ ブラックマトリクス部
４４０ 白欠陥
４４５ 黒欠陥
４５０ 孔部
４６５ 修正用のインク

Claims (13)

1. ガラス基板上に着色層、オーバーコート層をこの順に積層した多層構造の膜を配設してなるカラーフィルタ形成基板における欠陥修正方法であって、前記多層構造の膜のいずれかの層の各種欠陥部を含む領域に、第１の照射条件でレーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去するレーザ光による第１の除去工程を行い、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成した後、該形成された白欠陥部に、最下層から順に最上層まで、各々、各層の白欠陥部を修正するもので、第１の除去工程により形成された白欠陥部における着色層の白欠陥部の修正は、前記第１の照射条件でのレーザ光の照射により形成された着色層の白欠陥部に、着色層修正用の修正用液を用いて、着色層の表側の面を越え、オーバーコート層の表面部に揃えて塗布し、膜形成して、修正用膜を得た後、該修正用膜に対して、該修正用膜を除去でき、かつ、オーバーコート層を除去できない第２の照射条件で、全面均一にレーザ光を照射して、該修正用膜をその厚さが薄くなるように除去し、その表側の面を、修正されてないもとの着色層の表側の面に揃えるレーザ光による第２の除去工程を行い、該修正用膜から修正着色層を形成するもので、第１の除去工程により形成された白欠陥部におけるオーバーコート層の白欠陥部の修正は、前記修正着色層上のオーバーコート層の白欠陥部に、オーバーコート層修正用の修正液を用いて、オーバーコート層の表側の面に揃えて塗布し、膜形成して、修正オーバーコート層とするものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
2. 請求項１に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記オーバーコート層の白欠陥部の修正において、前記オーバーコート層修正用の修正用液はＵＶ硬化性であり、該修正用液を塗布し、形成された層をＵＶ光を照射して硬化させるＵＶ硬化処理を行うことを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
3. 請求項２に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記ＵＶ硬化処理は、局所的に修正用液塗布領域にＵＶ光を照射をする、あるいは、基板全体にわたりＵＶ光を照射をするものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記着色層用の修正用液の少なくとも１つは、熱硬化性の樹脂であり、熱硬化性の樹脂である修正用液を塗布し、形成された着色層を加熱して硬化させる熱硬化処理を行うことを特徴とするカラーフィルタ形成基板の修正方法。
5. 請求項４に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記熱硬化処理は、局所的に修正用液塗布領域を加熱する、あるいは、基板全体を加熱するものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、修正用液を塗布して形成する層の少なくとも１層については、修正用液の塗布を数回に分けて行うことを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、レーザ光を照射し、該領域について前記多層構造の膜の最下層までを除去して、前記多層構造の膜の全層に跨る白欠陥部を形成する際の、レーザ光で除去する白欠陥部の形状は、円形状または楕円形状であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記修正用液の塗布を塗布針により行うことを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、修正用液の塗布をインクジェット法塗布により行うことを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、修正用液の塗布をディスペンサにより行うことを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、照射するレーザ光はＹＡＧの第３高調波または第４高調波であることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法であって、前記ＵＶ硬化処理は、ＵＶ光としてＹＡＧの第３高調波または第４高調波を用いて行うものであることを特徴とするカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のカラーフィルタ形成基板の欠陥修正方法によって、欠陥部が修正されたことを特徴とするカラーフィルタ形成基板。

Images