JP2010152078A - Method and device for correcting color filter substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,カラーフィルタ基板の修正方法に係わり、特には、カラーフィルタ基板上に付着した表面付着異物を、マイクロプローブのマニピュレーション操作により除去する修正方法及び修正装置に関する。 The present invention relates to a correction method for a color filter substrate, and more particularly, to a correction method and a correction device for removing surface adhering foreign matter attached on a color filter substrate by a manipulation operation of a microprobe.
カラー液晶ディスプレイにおいて、透明基板上に、例えばR(赤),G(緑),B(青)に着色された層を多数所定のパターンに配列したカラーフィルタ基板が用いられる。このカラーフィルタ基板を形成する製造方法としては、透明基板上に感光性着色層を塗布し、定法のフォトリソグラフィー法を用いてパターニングする工程を色ごとに繰り返す方法、又は基板上に多数のセルを形成し、着色材料をセルに直接注入するインクジェット法がある。 In a color liquid crystal display, a color filter substrate is used in which a number of layers colored, for example, R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a predetermined pattern on a transparent substrate. As a manufacturing method for forming this color filter substrate, a method in which a photosensitive colored layer is applied on a transparent substrate and a patterning process is repeated for each color using a regular photolithography method, or a large number of cells are formed on the substrate. There is an ink jet method in which the colored material is formed and injected directly into the cell.
さらに、カラーフィルタ層の上部には、着色層の形成に引き続いて、透明電極が形成され、さらに、液晶の配向制御用の突起、セルギャップを保持するためのフォトスペーサがレジスト材料を用いてフォトリソグラフィ法により製造されることが多くなっている(図1を参照のこと)。 In addition, a transparent electrode is formed on the color filter layer following the formation of the colored layer. Further, a protrusion for controlling the alignment of liquid crystal and a photo spacer for holding the cell gap are formed using a resist material. It is increasingly manufactured by lithography (see Figure 1).
こうした複雑なパターニング工程を経て製造されるカラーフィルタ基板においては、塵、金属片等の付着異物、溶剤ゲル化物、レジスト残渣等が、カラーフィルタ中、透明電極中、フォトスペーサ中、配向制御用の突起中に抱き込まれたり、又はこれらの表面に付着して残置するのは避けられない。こうした異物が存在すると上下基板上の電極同士のショート、液晶の配向不良、色抜け等が生じ、液晶ディスプレイとしての表示品質が低下する。
カラーフィルタ基板の製造工程で、異物が基板表面に付着したり形成した層内に内包された状態が検出された場合には、通常、テープによる修正(例えば、特許文献1参照)、レーザリペア修正(例えば、特許文献2参照)、インクリペアー修正(例えば、特許文献3参照)、あるいはこれらを組み合わせた修正手法が欠陥部位に対して適用される。 In the manufacturing process of the color filter substrate, when it is detected that foreign matter has adhered to the surface of the substrate or included in the formed layer, correction with a tape (for example, refer to Patent Document 1), laser repair correction (For example, refer to Patent Document 2) Ink repair correction (for example, refer to Patent Document 3), or a correction method combining these is applied to the defective part.
テープ修正の対象となる異物欠陥は、欠陥部位の表面高さが規格上外れた突起状部位であって、砥粒を固着させた研磨テープを突起先端に密着して揺動させることで、突起部を徐々に削り取り突起部位の高さを低くするものである。
しかしながら、ハードの制約上、着色層の上に付着した異物を完全に修正することは不可能であって、無理に研磨すると、着色層の膜面に研磨痕と呼ばれるキズを生じるという問題がある。
The foreign object defect that is subject to tape correction is a protruding part where the surface height of the defective part deviates from the standard, and the polishing tape with the abrasive grains fixed is in close contact with the tip of the protrusion and rocked. The part is scraped off gradually to reduce the height of the protruding portion.
However, due to hardware limitations, it is impossible to completely correct foreign matter adhering to the colored layer, and if it is forcibly polished, there is a problem that scratches called polishing marks occur on the film surface of the colored layer. .
レーザリペアは、R,G,Bの着色画素あるいは該着色画素を区画するブラックマトリックを形成する際に発生するレジスト残渣等を、レーザのアブレーション作用により除去する技術である。レーザリペアは、R,G,Bの着色層が形成された後の工程で形成された異物欠陥に対しては、透明電極膜にダメージを与える場合があるので適用できないという問題がある。 Laser repair is a technique that removes resist residues and the like generated when forming R, G, and B colored pixels or a black matrix that partitions the colored pixels by a laser ablation action. Laser repair has a problem that it cannot be applied to foreign matter defects formed in the process after the formation of the R, G, and B colored layers, because the transparent electrode film may be damaged.
インクリペアー技術は、レーザアブレーション技術により欠陥部位を除去した後の当該部位(レーザカット部位)に、本来あるべき材料と同じ又は類似の材料を注入して、修正する技術であって、特に平坦性を回復する技術である。この場合には、R,G,Bの着色層の形成までは、レーザアブレーションによる欠陥部位の除去を行い、当該部位に着色材料を塗布できるので特段の問題は生じない。ところが、透明電極の形成、及びフォトスペーサ、配向制御用突起のパターニングが一旦なされてしまうと、従来技術である、レーザによるレーザカット部位に対して修正することが不可能になり、結果として、カラーフィルタ上にダメージを与えるという問題がある。したがって、配向制御用突起のパターニングに対しての修正技術の開発が必要となる。 Increment technology is a technique for injecting and correcting the same or similar material as the original material into the part (laser cut part) after removing the defective part by laser ablation technology. It is technology to recover. In this case, until the formation of the colored layers of R, G, and B, the defective portion is removed by laser ablation, and the coloring material can be applied to the portion, so that no particular problem occurs. However, once the formation of the transparent electrode and the patterning of the photospacer and the alignment control protrusion are made, it becomes impossible to correct the laser cut site by the laser, which is a conventional technique. There is a problem of damaging the filter. Therefore, it is necessary to develop a correction technique for patterning the alignment control protrusion.
そこで、本発明は、着色層に生じた欠陥の高さを、着色層に研磨痕を与えることなしに十分に低減することが可能であって、さらに、透明電極、フォトスペーサ、配向制御用突起等、着色層を形成した後に、カラーフィルタ基板表面で検出された付着異物を修正できるカラーフィルタ基板の修正方法及び修正装置を提供することを目的とした。 Therefore, the present invention can sufficiently reduce the height of defects generated in the colored layer without giving polishing marks to the colored layer, and further includes a transparent electrode, a photospacer, and an alignment control protrusion. An object of the present invention is to provide a correction method and a correction device for a color filter substrate that can correct adhered foreign matter detected on the surface of the color filter substrate after forming a colored layer.
上記課題を達成するための請求項1に係る発明は、マイクロプローブを備えるマイクロマニピュレータをカラーフィルタ基板上の所定の位置に移動し、前記マイクロプローブのマニピュレーション操作により、前記カラーフィルタ基板上に付着した異物を除去することを特徴とするカラーフィルタ基板の修正方法としたものである。 The invention according to claim 1 for achieving the above object is to move a micromanipulator including a microprobe to a predetermined position on a color filter substrate and attach the micromanipulator to the color filter substrate by a manipulation operation of the microprobe. The color filter substrate correction method is characterized by removing foreign matter.
かかる方法によれば、マイクロプローブを、欠陥部位としての付着異物だけに接触させて剥離することができる。 According to such a method, the microprobe can be peeled by contacting only the adhered foreign substance as a defect site.
請求項2に係る発明は、前記マニピュレーション操作が、前記マイクロプローブからのエアーブローにより付着異物を吹き飛ばす操作であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の修正方法としたものである。
The invention according to
かかる方法によれば、マイクロプローブから、欠陥部位としての付着異物だけに局所的にエアーを吹き付けることができる。 According to such a method, air can be locally blown from the microprobe to only the adhered foreign matter as a defect site.
請求項3に係る発明は、前記マニピュレーション操作が、前記マイクロプローブからの吸着により付着異物を吸着する操作であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の修正方法としたものである。
The invention according to
かかる方法によれば、マイクロプローブに付着異物だけを吸着することができる。 According to this method, only the adhered foreign matter can be adsorbed to the microprobe.
請求項4に係る発明は、前記マニピュレーション操作が、前記マイクロプローブからのエアーブローにより付着異物を吹き飛ばす操作と、マイクロプローブからの吸着により付着異物を吸着する操作と、を組み合わせた操作であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の修正方法としたものである。 The invention according to claim 4 is that the manipulation operation is a combination of an operation of blowing off the adhered foreign matter by air blow from the microprobe and an operation of attracting the adhered foreign matter by adsorption from the microprobe. The color filter substrate correcting method according to claim 1, wherein the color filter substrate is corrected.
請求項5に係る発明は、少なくとも、マイクロプローブを備えるマイクロマニピュレータをカラーフィルタ基板上の所定の位置に移動する機構と、マイクロプローブのマニピュレーション操作により前記カラーフィルタ基板上に付着した異物を除去する機構と、を備えたことを特徴とするカラーフィルタ基板の修正装置としたものである。
The invention according to
請求項6に係る発明は、前記マイクロプローブにエアーブロー機構を設けたことを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ基板の修正装置としたものである。
The invention according to claim 6 is the color filter substrate correcting device according to
請求項7に係る発明は、前記マイクロプローブに吸着機構を設けたことを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ基板の修正装置としたものである。
The invention according to claim 7 is the color filter substrate correcting device according to
請求項8に係る発明は、前記マイクロプローブに超音波振動機構を設けたことを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタ基板の修正装置としたものである。
The invention according to claim 8 is the color filter substrate correcting device according to
かかる構成では、超音波によりマイクロプローブを振動させることができる。 In such a configuration, the microprobe can be vibrated by ultrasonic waves.
本発明によれば、着色層に付着した異物だけでなく、カラーフィルタ基板を構成する他の部材、すなわち透明電極、フォトスペーサ、配向制御用突起の各々に付着した異物も着色カラーフィルタ層、透明電極、フォトスペーサ、配向制御用突起にダメージを与えることなく、異物除去が可能となる。 According to the present invention, not only the foreign matter adhering to the colored layer but also other members constituting the color filter substrate, that is, the foreign matter adhering to each of the transparent electrode, the photo spacer, and the alignment control protrusion, are also colored color filter layer, transparent Foreign matter can be removed without damaging the electrodes, photo spacers, and alignment control protrusions.
以下に本発明における実施形態の一例を図面に用いて説明する。 Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、カラーフィルタ基板の断面視の構成を模式的に示したものである。
ガラス基板1の上に、ブラックマトリックス2、R,G,Bの各着色層3,3’、3’’、透明電極4が、この順に積層され、さらにその上部の所定位置に配向制御用突起5とフォトスペーサ6が、フォトリソグラフィ技術により形成されたものである。
本発明が除去・修正の対象とする異物7は、図1に示すようにカラーフィルタ基板表面、より具体的には、透明電極、配向制御用突起、フォトスペーサの表面に付着した異物である。
また、本修正方法と修正装置は、透明電極4を形成する前で着色層3,3’、3’’を形成した際に、該着色層表面に付着した異物(図示せず)の除去・修正に対しても適用できる。
FIG. 1 schematically shows a cross-sectional configuration of a color filter substrate.
A
The foreign matter 7 to be removed and corrected by the present invention is a foreign matter attached to the surface of the color filter substrate, more specifically, the transparent electrode, the alignment control protrusion, and the surface of the photo spacer as shown in FIG.
In addition, the present correction method and correction apparatus can remove foreign matters (not shown) attached to the surface of the colored layer when the
図2に、マイクロマニュピレータを備える修正装置の全体構成を示した。組み込み式のマイクロマニピュレータ(駿河精機社製)は、修正装置のガントリーに取り付けられている。
修正装置は、基本的に顕微鏡18,修正ヘッドで構成される。顕微鏡18で対象とする異物を検出・確認し、修正ヘッドで異物の修正を行う。修正方法に関しては、既知の技術であるテープリペア,レーザーリペアなどがある。これらは、ガントリーと呼ばれる、門型の架台で一般的に、LMガイドを用いて駆動される。
FIG. 2 shows the overall configuration of a correction device including a micromanipulator. A built-in micromanipulator (manufactured by Suruga Seiki Co., Ltd.) is attached to the gantry of the correction device.
The correction device basically includes a
マイクロマニピュレータは、左右2本のアーム12にそれぞれマイクロプローブ16を備えており、マイクロプローブ16として、20μmφと40μmφのガラスピペットタイプのものを使用した。マイクロプローブ16としては、ピペット以外にカットナイフ、金属針等も装着して使用することが可能であるが、対象表面にダメージを与え、付着した異物を完全に除去することが困難であったので、マイクロピペットの装着が好ましい態様であった。
The micromanipulator is provided with a
マイクロマニピュレータは、ケーブルコネクター11、プルーブ取り付け用アーム12、プルーブ取り付け用アーム固定ねじ13、プルーブ固定ねじ14、プルーブ回転固定ねじ15、ガラスピペット及び取り付け用ブラケット17等から構成されている。また、マイクロピペット16の一方の端部にはチューブが接続され、チューブ終端部にはフィルター19,19’及びポンプ(図示せず)が接続されており、電磁弁20でエアーブロー側22,22’と吸引側21,21’に切り替えて使用することができる。
The micromanipulator includes a
異物検出装置からの情報に基づいて、付着した異物7が再検出されると、マイクロピペット16の先端を付着している異物7に接触させ、マイクロピペットをX,Y方向に動かして、付着している異物を剥離することができる。このとき、付着異物に対してはマイクロピペットを接触させるが、異物以外の部材には接触させないようにすることができる。剥離した付着異物は、マイクロピペットからのエアーブローか真空吸着により当該箇所から除去される。吸着する場合には配管が目詰まりしないように先述のフィルター19,19’が使用される。
When the adhered foreign matter 7 is detected again based on information from the foreign matter detection device, the tip of the
さらに、取り付け用ブラケット17に超音波振動子を接続することができる。ブラケットとプローブホルダーの間に超音波振動子を取り付け、一定周波数でマイクロプローブ16,16’を振動させることで、付着した異物を容易に剥離することができる。
Furthermore, an ultrasonic transducer can be connected to the mounting
各アームに取り付けたガラスピペットの動作については、例えば、右手のアームのピペットをX,Y軸方向に動かすことにより、付着異物を切り離す動作を担わせると同時に、エアーブローにより剥離した異物を吹き飛ばす。吹き飛ばされた異物を左手アームに取り付けたガラスピペットで真空吸着を行い、異物を取り去るという動作を採用することができる。 Regarding the operation of the glass pipette attached to each arm, for example, by moving the pipette of the right-hand arm in the X and Y axis directions, the operation of separating the adhered foreign matter is performed, and at the same time, the foreign matter separated by air blow is blown off. An operation can be employed in which the blown-off foreign matter is vacuum-sucked with a glass pipette attached to the left hand arm, and the foreign matter is removed.
別の動作例として、右手アームのガラスピペットをX,Y軸方向に動かして、付着した異物の切除・剥離動作を行い、同時に左手アームのガラスピペットはエアーブローを行う。これと同時に右手アームのガラスピペットで剥離した付着異物の吸着処理を施すという動作も可能である。 As another example of operation, the glass pipette of the right hand arm is moved in the X and Y axis directions to remove and remove the adhered foreign matter, and at the same time, the glass pipette of the left hand arm performs air blowing. At the same time, it is possible to perform an operation of adsorbing the adhered foreign matter peeled off by the glass pipette of the right hand arm.
着色層に付着した異物に関して、テープリペアの場合、異物の完全除去を行うと、テープのR(湾曲)により、着色層に研磨痕のダメージを与えてしまつた。一方、マイクロマニピュレータを用いて、てこの原理を用いて剥がし取ると、異物のみを剥がし取ることができた。そのため、着色層にダメージを与えることなく除去することが可能となる。 In the case of tape repair, the foreign matter adhering to the colored layer was damaged by polishing marks on the colored layer due to R (curvature) of the tape when the foreign matter was completely removed. On the other hand, when the micromanipulator was used to peel off using the lever principle, only the foreign matter could be peeled off. Therefore, it can be removed without damaging the colored layer.
1、透明基板
2、ブラックマトリックス
3、3’、3’’着色層(R,G,B)
4、透明電極
5、配向制御用突起
6、フォトスペーサ
7、付着異物
11、ケーブルコネクタ
12、プローブ取り付け用アーム
13、プローブ取り付け用アーム固定ねじ
14、プローブ固定ねじ
15、プローブ回転固定ねじ
16、プローブ(ガラスピペット)
17、取り付けようブラケット
18、顕微鏡
19,19’フィルター
20、電磁弁切り替え部
21、21’吸引口
22、22’ブロー口
1.
4,
17, mounting
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JP2008330026A JP2010152078A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Method and device for correcting color filter substrate |
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2008
- 2008-12-25 JP JP2008330026A patent/JP2010152078A/en active Pending
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