JP5182126B2

JP5182126B2 - カラーフィルタ基板の修正方法

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Publication number: JP5182126B2
Application number: JP2009019420A
Authority: JP
Inventors: みゆき清水; 幸弘木村
Original assignee: Toppan Inc
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Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: JP2010175912A

Description

本発明は、液晶表示装置に用いるカラーフィルタ基板の修正技術に係わり、特に、フォトスペーサと配向制御用突起を形成したカラーフィルタ基板において、フォトスペーサと配向制御用突起の欠けもしくは欠損した部位への修正技術に関する。

液晶表示装置は、所定のギャップ（距離）を持つよう対向させた一対の透光性基板間に液晶を狭持している。一般に、一方の透光性基板にはTFT等の駆動回路が形成され、また、他方の透光性基板には、ブラックマトリックス、着色層、オーバーコート層、透明導電膜が、順次積層形成されており、この他方の透光性基板はカラーフィルタ基板と呼称される。

従来、一対の基板間に所定のギャップを持たせるために、所定の径を有する多数のビーズを分散させた液晶を基板間に入れ、ビーズにて両基板間に所定のギャップを持たせていた。しかし、液晶表示装置は大画面化しており、大画面化した液晶表示装置においては、透光性基板間の距離（以下、セルギャップと記す）を全面にわたり数μｍの距離で正確に保持するのはビーズでは困難となっている。また、基板間に挟持する液晶についても所望の配向を持たせる要求が出てきている。そのため、透明導電膜上に、基板間を所定のギャップに保つためのスペーサ（突起）及び、基板間に挟持する液晶に所望の配向を持たせるための配向制御用突起を形成したカラーフィルタ基板が提案されている。

画質の低下を防ぐため、透明電極上に形成するスペーサ及び配向制御用突起は適切な位置に適切な形状で敷設する必要がある。また、異物がカラーフィルタ基板上に存在するとギャップムラ、液晶の配向異常等を引き起こすので、異物の付着、混入は、極力避ける必要がある。そのため、異物が混入することが少なく、所望する位置に所望する形状のスペーサ及び配向制御用突起を形成する技術として、感光性樹脂を材料とし、感光性樹脂へのパターン露光、現像、必要により硬膜処理などを行うフォトリソグラフィー法を用いてスペーサ及び配向制御用突起を形成することが提案されている。

なお、以下の記述において、感光性樹脂を材料とし、フォトリソグラフィー法を用いてカラーフィルタ基板に形成した、両基板間を所定のギャップに保つためのスペーサを、フォトスペーサと記す。

ここで、クリーン環境下でフォトリソグラフィー法を用いて形成される樹脂パターンであっても、パターンのサイズが数ミクロンから数十ミクロンと微小になると、形成される樹脂パターンに、欠け、出っ張り、クラック、ブリッジ（パターン同士の不要な連結）、異物付着、突起、ピンホール、高さムラ等の種々の欠陥が、一連のパターン形成工程にて発生することは避けられない。

パターン形成工程で生じた上記の欠陥、特にカラーフィルタ基板の製造過程で生じた欠陥に対しては様々な修正技術が開発され開示されている。修正技術は、基本的には、修正インキを該当部位に塗布して硬化させるものであり、また、修正インキの塗布に先立ち、レーザ光照射にて欠陥部位の除去を行うこともある。

代表的な技術を例示すると、修正用インクの塗布については、塗布針先端に微量の修正用インクを付着させた後、被修正欠陥に接触させて修正用インクを転写する技術（特許文献1参照）、ディスペンサのノズル先端部外周に修正用インクを付着させ、カラーフィル
タ上の被修正箇所に、ノズルの接触角度が鋭角になるように当接させて、欠陥部位を修正用インクで被覆する技術（特許文献２参照）等が開示されている。また、インクジェットにより修正用インクを塗布する技術については、除去する領域の形状を工夫したものが特許文献３に開示されている。

フォトスペーサや配向制御用突起の欠陥部が、表示装置の表示画面上で黒点として見える場合、当該欠陥部は黒欠陥と呼称される。この黒欠陥（主に、部材同士の重なりや突起欠陥により生じる欠陥）を修正する技術については、レーザ光の照射波長を適正化して修正する技術が特許文献４に開示されている。また、透明電極上に形成した樹脂パターンを修正する場合に、下地の透明電極に過度のダメージを与えずに欠陥部位を除去するレーザ光照射技術が特許文献５に開示されている。

積層膜を構成するいずれかの層に欠陥が生じた場合に、レーザ光照射により当該欠陥部を含む微小領域の多層膜を根こそぎ除去してから、順次各層を再形成して正常なパターンとして再生する技術が特許文献６に開示されている。

特許第３３８１９１１号公報特開２００６−１４５７８６号公報特開２００６−３０２８３号公報特開２００７−３３３９７２号公報特開２００８−１８０９０７号公報特開２００８−１５１８７２号公報

以上、述べたように、カラーフィルタ基板を構成する、ブラックマトリックス、着色層、透明電極層、フォトスペーサ、配向制御用突起等樹脂組成物などの部材の黒欠陥は、レーザ光照射、修正用インクの塗布を組み合わせることで、透明電極層に損傷を与えずに、修正する技術が開発されている。

しかしながら、カラーフィルタやオーバーコート層及び透明電極等を形成した後にフォトスペーサや配向制御用突起を形成すると、下地層に対する密着力不足でフォトスペーサや配向制御用突起が局所的に剥がれたり、個々のパターンにおいて部分的な欠けが生じ所望する形状にならないという、欠損部分が生じることがある。

フォトスペーサや配向制御用突起の、局所的な剥がれや、部分的な欠けという欠損部分は、該欠損部で液晶の配向異常を引き起こしたり、また、該欠損部で基板間が所定のギャップにならないことから、該欠損部が表示画面上で白点として見えることから、いわゆる白欠陥と呼称される欠陥となる。フォトスペーサや配向制御用突起の欠損部による白欠陥を修正するためには、欠損部分を補い、所望の形状に修復することが必要である。しかし、欠損部を所望の形状に修復することは難しといえ、欠損部の修復が出来ない場合、白欠陥のあるカラーフィルタ基板は不良品となり、場合によっては不良品は廃棄せざるを得ない。カラーフィルタ基板を廃棄した場合、各種の構成部材を形成しカラーフィルタ基板とするのに要した費用が全て無駄になることとなり、その分、カラーフィルタ基板の製造コストが上がるという問題がある。

そこで、本発明は、欠損部分を含むフォトスペーサと配向制御用突起を再形成するカラーフィルタ基板の修正技術の提供を目的とした。

請求項１に係る発明は、ガラス基板上に、少なくとも、ブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜、フォトスペーサ、配向制御用突起を形成したカラーフィルタ基板の修正方法であって、
前記フォトスペーサあるいは配向制御用突起の欠損部分とその周辺にプラズマ照射を行い、当該プラズマ照射部の表面にフッ化物薄膜を形成することにより表面改質を行うことで撥インク性を付与する工程、
当該欠損部分の表面のフッ化物薄膜を除去し親水性表面を露出させる工程、
露出された欠損部分に、欠損部分を再形成するための再形成用インクを塗布し硬化させる工程、
硬化した前記再形成用インクにレーザ光を照射してトリミングすることにより所望される形状に整形する工程、
を少なくとも有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。

請求項２に係わる発明は、ガラス基板上に、少なくとも、ブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜、フォトスペーサ、配向制御用突起を形成したカラーフィルタ基板の修正方法であって、
前記フォトスペーサあるいは配向制御用突起の欠損部分とその周辺に、樹脂と溶剤との混合物を塗布して下地保護層を形成する工程、
当該下地保護層とその周辺にプラズマ照射を行い、当該プラズマ照射部の表面にフッ化物薄膜を形成することにより照射した面の表面状態を撥インク性に改質する工程、
プラズマ照射を行った下地保護層の欠損部分を再形成すべき部位にレーザ光を照射して当該照射部分の表面のフッ化物薄膜を除去すると同時に、当該レーザ光を照射した部分の下地保護層を、当該下地保護層が形成された下地まで除去し、下地を露出する孔部を形成する工程、
当該孔部に前記下地と接するように再形成用インクを塗布により充填し硬化させる工程、当該再形成用インクを残して下地保護層を除去する工程、
硬化した前記再形成用インクにレーザ光の照射してトリミングすることにより所望される形状に整形する工程、
を少なくとも有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。

請求項３に係る発明は、再形成用インクは、塗布針もしくはディスペンサもしくはインクジェットにて塗布されることを特徴とする請求項１または２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。

本発明によれば、これまでフォトスペーサ及び配向制御用突起に生じた欠損部分を修正できないことから不良品としていたカラーフィルタ基板を、フォトスペーサと配向制御用突起の欠損部分を再形成することで良品とすることができるので、カラーフィルタ基板の製造歩留まりが向上し、ひいては、カラーフィルタ基板の製造コストを下げることが可能になる。

カラーフィルタ基板の構成を説明する図であり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）は部分平面図。（ａ）〜（ｅ）は、本発明のカラーフィルタの修正方法の一例を模式的に説明する工程図。（ａ）〜（ｆ）は、本発明のカラーフィルタの修正方法の他の一例を模式的に説明する工程図。

本発明に関わるカラーフィルタ基板の構成の一例を図１に示し、また、図１のカラーフィルタ基板を製造する方法の一例を以下に説明する。

まず、透光性基板２０上に、黒色の感光性樹脂組成物を塗布、乾燥した後に、所定のパターンを有するパターン露光用フォトマスクを用いて所定のパターン露光を黒色観光性樹脂組成物に行う。次いで、黒色観光性樹脂組成物の現像および、硬膜処理としてポストベークを行うことで、所定のパターン形状となった複数の開口部を有するブラックマトリックス２を形成する。ブラックマトリックス２の膜厚は、含有するカーボンブラック量から必要な光学濃度を見積もり、所望の膜厚に設定することが望ましく、一般には、およそ１〜２μｍ程度である。ブラックマトリックス２の形成方法としては、スピンコート法やスリットコート法、バーコート法などの塗布法を用いて黒色感光性樹脂組成物を塗布した後に、上述したフォトリソグラフィー法を用いてパターニングしてもよいし、または、インクジェット法、印刷法などを用いて透光性基板２０上に直接にインクにて所望するパターンを形成してもよく、ブラックマトリックスの形成手法は適宜選択して構わない。

なお、透光性基板２０としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスなどの無機ガラス、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＣなどのプラスチック基板、又はこれらガラス基板やプラスチック基板上に、酸化シリコンや酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの無機薄膜を成膜したものを、使用の目的、用途に応じて使い分けて用いることができる。

次に、ブラックマトリックス２の開口部に、カラーフィルタとなる着色層５、６、７を順次形成する。着色層は、複数色の画素から構成されており、色としては、赤、緑、青（ＲＧＢ）の組み合わせあるいはイエロー、マゼンダ、シアン（ＹＭＣ）の組み合わせが挙げられる。なお、ブラックマトリックス２の開口部に着色層を形成することで、カラーフィルタとなる着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像としている。着色層の形成時にブラックマトリックス２との間に隙間が生じると、その隙間から光が漏れ、漏れた光が輝点となり、表示上好ましくない。そのため、着色層とブラックマトリックス２との間に隙間が生じないよう、着色層の端部とブラックマトリックス２の開口部端とが重なり部をもつよう着色層を形成するのが一般的となっている。

ここで、着色層の形成に用いる方法としては、スリットコート法やスピンコート法、ロールコート法などの塗布法で感光性着色樹脂組成物からなる層を基板に塗布、形成し、その後フォトリソグラフィー法により感光性着色樹脂組成物層を所定の形状にパターニングし着色層とする方法、または、インクジェット法や、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などにより、基板上に直接に着色インキにて所望するパターンとした着色層を形成する方法が使用できる。しかし、高精細、分光特性の制御性及び再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に色顔料を、光開始剤、重合性モノマー、及び、適当な溶剤などと共に分散させた感光性着色樹脂組成物を透明基板上に塗布成膜して特定の色の着色層を形成し、この着色層をパータン露光、現像、必要により硬膜処理することで特定色の着色層を形成し、この工
程を必要な色数だけ繰り返し行ってカラーフィルタとするフォトリソグラフィー法が最も好ましいと言える。

具体的には、まず、赤色のネガ型感光性樹脂組成物を塗布、乾燥し赤色着色層を成膜した後に、赤色着色層のパターンに対応した開口部（光透過部）を有するパターン露光用フォトマスクを用いて赤色着色層にパターン露光する。次いで、赤色着色層に定法の現像及びポストベーク処理を施すことで、所定のパターンとなった赤色着色層５を形成することができる。以下、緑色のネガ型感光性樹脂組成物及び青色のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、各々同様の工程を２色分繰り返すことにより、所定のパターンとなった緑色着色層６および青色着色層７が形成されたカラーフィルター基板１を得ることができる。各色の塗布膜厚は、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で１〜２μｍ程度である。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥、必要により硬膜処理（例えば、ポストベーク処理）することで、特定色の着色パターンもしくは着色画素が得られる。

ブラックマトリックス２および、着色層５、６、７用の感光性着色樹脂組成物は、透明な樹脂中に、着色剤となる色顔料を、光開始剤、重合性モノマー、及び、適切な溶剤などと共に分散させて製造する。分散させる方法はミルベース、３本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。

次に、定法のスパッタリング法により、ブラックマトリックス２および、着色層５、６、７を被覆する透明電極層を形成する（図１では、透明電極層の図示は省略している）。透明電極層７の材料としては、導電性および透明性が両立していれば特に制限はないが、一般的なインジウム錫酸化物、アルミニウム亜鉛酸化物、インジウム亜鉛酸化物を好適に用いることができ、膜厚は１００〜２００ｎｍ程度である。成膜方法としては、材料に応じて、蒸着法、プラズマ支援蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法なども用いることができる。

なお、カラーフィルタ基板の仕様によっては、着色層と透明電極の間にオーバーコート層を設ける場合がある。また、反射型の液晶表示装置では、透明電極層の上部に外光反射率を高める透明層が設けられる場合もある。

次いで、透明電極層上に、パネル貼り合わせ時に両基板間に所定のセルギャップを保持させるためのフォトスペーサ３及び、両基板間に挟持する液晶に所定の配向を付与するための配向制御用突起を形成する。フォトスペーサ３及び配向制御用突起は、各々、透明電極層上に塗布、形成した感光性樹脂膜を材料とし、上述したフォトリソグラフィ法により形成する。フォトスペーサ３及び配向制御用突起は各々、同じ材料もしくは異なる材料にて別々に形成しても良いが、同じ材料にて同時にフォトスペーサ３及び配向制御用突起を一括形成しても構わない。

なお、本例では、ブラックマトリックス２と着色層５、６、７との重なり部上にフォトスペーサ３を敷設している（図1（ｂ））。
フォトスペーサ３は、ブラックマトリックス２上に形成することもできるが、ブラックマトリックス２と着色層５、６、７との重なり部上にフォトスペーサ３を形成する構成とすれば、高さの高いフォトスペーサ３が必要な場合に、フォトスペーサの膜厚を厚くする必要がないので好適である。なお、仕様に応じて、フォトスペーサ３を形成する場所は適宜設定して構わず、本例では、１色の着色層（例えば、赤色着色層５）とブラックマトリックス２との重なり部上にフォトスペーサ３を形成している。

以上の工程を経て、図１に示すカラーフィルタ基板が形成される。

図１（ａ）はフォトスペーサ３と配向制御用突起４を形成したカラーフィルタ基板１の部分断面図を、図１（ｂ）はカラーフィルタ基板１の部分平面図である。
図1中の配向制御用突起４は、両基板間に液晶を挟持した際、液晶に所望する配向を持たせるために形成した平面視線状の突起で、平面視で画素を斜めに横断しており、これが部分的に欠けたり大きく欠損したりすると配向異常を引き起こすことになる。
また、図１中のフォトスペーサ３は、前述したように、両基板を対向させた際、両基板間に所定のギャップを持たせるために形成した突起である。

以下、本発明に関わるカラーフィルタの修正方法、特に、フォトスペーサと配向制御用突起に生じた欠損部分の修復方法について記載する。

先ず、上記の手順で製造されたカラーフィルタ基板を欠陥検出装置に投入し、フォトスペーサと配向制御用突起のパターンに外観上の異常がないかどうかを検査する。基板に欠陥が検出された場合、検出された異常に基づき、当該欠陥の位置を示す情報と、欠け、細リ等の欠損、太り、高さ異常等の欠陥を特徴付ける情報が作成される。当該情報は、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を通じて、欠陥修正装置に転送され、また、当該欠陥を有する被検査基板も同時に、欠陥修正装置に搬送される。

欠陥修正装置においては、送られた情報に基づいて修正の対象となる被検査基板の欠損部位を再検出する。ここで本実施例１においては、当該欠損部位が、配向制御用突起４に係わり、配向制御用突起４の欠損（脱落）とする（図２（ａ））。なお、図２（ａ）においては、正常に形成された配向制御用突起４は実線で示し、また、配向制御用突起の欠損部位４’は点線で示している。すなわち当該欠損部位４’は、基板から脱落した配向制御用突起が本来有するべき形状を示している。また、ブラックマトリックス２および、着色層５、６、７を被覆する透明電極層は、図２では図示を省略している。

次いで、本修正方法を実施する欠陥修正装置はプラズマ発生装置を有しており、図２（ｂ）に示すように、欠損部位４’とその周辺にプラズマ照射１１を行い、当該プラズマ照射部の表面の状態を撥インキ性に改質する。なお、図２（ｂ）中に示す筒状のものは、プラズマ発生装置を構成しプラズマを発生する、プラズマ電極を示す。

プラズマ照射には、大気圧下プラズマ洗浄装置（AirplasmaーAS、松下制御機器製）を使用して、処理面積φ３ｍｍ程度の領域をプラズマ照射した。プラズマ照射時、アルゴン（Ａｒ）ガスをメインガスとしたガスを修正装置内に導入し、アルゴン（Ａｒ）ガスをメインガスとした雰囲気中を水平方向に搬送される被検査基板に対してプラズマ照射を行った。その際、メインガス中にフッ素系ガス（ＣＦ_４ガス）を添加することで、被検査基板の被修正領域表面にフッ化物薄膜を形成して撥インキ性を付与した。なお、フッ素系ガスは、ＣＦ_４の他に、ＣＨＦ_３、ＳＦ_６、ＮＦ_６、Ｃ_２Ｆ_４などのフッ素系ガスを用いても構わない。

本実施例においては、プラズマ照射時に導入するメインガス（本実施例では、アルゴン（Ａｒ）ガス）の流量は、１〜１００Ｌ／ｍｉｎ程度、基板搬送速度は１．０〜１０．０ｍ／ｍｉｎ程度、プラズマ電極と基板との離間距離は１〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定した。また、本実施例では、メインガスとフッ素系ガスの比（ＣＦ_４／Ａｒ）は、０．０５％とした。

次に、本修正方法を実施する欠陥修正装置はレーザー照射手段を有しており、プラズマ処理を施した配向制御用突起の欠損部位に、ＹＡＧレーザ光１５Ａを照射して、表面のフッ化物薄膜を除去した（図２（ｃ））。これにより、ＹＡＧレーザ光１５Ａを照射した部位で、親水性の表面を露出させた。なお、欠損箇所に異物があるような場合も、ＹＡＧレーザ光１５Ａを照射して除去することができる。

配向制御用突起を形成すべき欠損部位を親水性にし、欠損部位の周囲にフッ化物薄膜を残し撥インキ性にするのは、後述するように、欠損部にパターンを形成するために欠損部に再形成用インクを付与する際に、欠損部位（修正箇所）を超えて欠損部位の周辺まで再形成用インクが溢れることを防止するためである。これにより、再形成用インクが他の部位に付着し、新たな欠陥を発生することを防止できる。一方、欠損部位を親水性とすることで、再形成用インクの付着性が向上し、かつ、再形成したパターンの下地からの剥離を防止することが出来る。

なお、本実施例では、ＹＡＧレーザ１５Ａは第４高調波で波長が２６６ｎｍのレーザ光を使用した。照射エネルギーの設定は、予めフッ化物皮膜や異物にレーザ光を照射して好ましい範囲を特定しておくのが望ましく、本実施例ではレーザー光は、エネルギー５０ｍＪ／ｃｍ^２、ショット回数１０、ラップレート２０Ｈｚの条件とした。

また、本実施例ではフッ化物薄膜の除去にＹＡＧレーザの第４高調波を使用したが、これに限定するものではなく、ＹＡＧレーザの第５高調波、エキシマレーザ、フェムト秒レーザなど、フッ化物薄膜が形成された下地、もしくは、下方のパターンに影響を及ぼさないものであれば、適宜選択し使用して構わない。

さらに、本実施例１では、修正箇所のフッ化物薄膜の除去をレーザ光の照射で行ったが、フッ化物薄膜の除去は、マイクロマニピュレータのマイクロナイフ又は金属プローブによる除去で行っても構わない。

次に、露出させた配向制御用突起の欠損部位４’に、配向制御用突起を再形成するための再形成用インキ１６を塗布針で滴下、塗布し、その後、ＩＲスポットヒータを電圧４．５Ｖで１２０秒の条件で照射して、滴下したインクを予備乾燥した（図２（ｄ））。塗布方法は、塗布針以外に、マイクロディスペンサ、インクジェット、マニピュレータの金属プローブ方式から適宜選択して使用できる。

再形成用インキの組成は、多官能モノマー３５ｗｔ％、単官能モノマー４０ｗｔ％、溶媒が２０ｗｔ％、分散安定化用添加剤３ｗｔ％、重合開始剤２ｗｔ％とした。組成は上記組成に限らず多官能モノマー３０〜５０ｗｔ％、単官能モノマー２０〜４０ｗｔ％、溶媒が１０〜３０ｗｔ％、分散安定化用添加剤１〜５ｗｔ％、重合開始剤０〜５ｗ％の範囲で調整できる。重合開始剤の有無は、塗布後に紫外線による硬化を行うか熱硬化を行うかに依存する。
また、再形成インキとして、配向制御用突起とフォトスペーサの形成に使用した樹脂組成物を使用することもできる。

次いで、予備乾燥した再形成用インク１６の硬化と乾燥は、ＵＶスポット光源を使用して、１５００ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量となるように照射した。乾燥による硬化では、ＵＶ照射に限らず、ハロゲンスポットヒータ、温風ヒータを使用することもできる。

次いで、硬化した再形成用インク１６の外形形状が本来あるべき形状（例えば、所望される配向制御用突起の形状）と相違する場合には、余分な部分を除去して、所望する形状に整形する必要がある（以下、余分な部分を除去して、所望する形状に整形する処理を、
トリミングと記す）。この場合にも、ＹＡＧレーザの第４高調波である波長が２６６ｎｍのレーザ光１５Ｂを使用してトリミングした。本実施例においてトリミングのためのレーザ光１５Ｂは、エネルギー２０ｍＪ／ｃｍ^２、ショット回数５００、ラップレート６０Ｈｚの条件とした。この条件では、再形成用インキ皮膜が１．５μｍ程度除去された。

本実施例では、このトリミングの後に、さらに細かなトリミング（最終トリミング）を行った。最終トリミングは、ＹＡＧレーザの第４高調波である波長が２６６ｎｍのレーザ光照射にて、エネルギー５０ｍＪ／ｃｍ^２、ショット回数１０、ラップレート２０Ｈｚの条件下で行ったもので、これにより所望の形状となった再形成された配向制御用突起４Ｂを形成し、配向制御用突起の欠損部分を修復することが出来た（図２（ｅ））。

また、トリミングにＹＡＧレーザの第４高調波を使用したが、これに限定するものではなく、ＹＡＧレーザの第５高調波、エキシマレーザ、フェムト秒レーザなど、再形成用インクが形成された下地、もしくは、下方のパターンに影響を及ぼさないものであれば、適宜選択し使用して構わない。

実施例２では、基板から脱落（欠損）した部位をフォトスペーサとし、再形成すべきパターンはフォトスペーサとする（図３（ａ））。なお、図３（ａ）においては、正常に形成されたフォトスペーサ３は実線で示し、また、フォトスペーサの欠損部位３’は点線で示している。すなわち当該欠損部位３’は、基板から脱落したフォトスペーサが本来有するべき形状を示している。また、ブラックマトリックス２および、着色層５、６、７を被覆する透明電極層は、図３では図示を省略している。

本実施例２の修正方法は、上述した実施例１に記した配向制御用突起の再形成方法と若干異なる部分があり、以下に説明を行う。

先ず、欠損部位３’と欠損部位３’の周辺とを含む部位に、樹脂と溶剤との混合物を塗布して、下地保護層１２を形成する（図３（ｂ））。該保護層の厚みは、フォトスペーサの所望の高さよりわずかに厚く設定する。本実施例２では、下地保護層１２は、トップコート材料（ＴＣＸシリーズ、ＪＳＲ製）を使用して、塗布針による塗布で形成したが、塗布針以外に、マイクロディスペンサ、インクジェット、マニピュレータの金属プローブ方式などの塗布手段を適宜選択して塗布を行ってもよく、また、塗布する混合物も適宜他の材料を使用しても構わない。

次に、下地保護層１２とその周辺にプラズマ照射し、照射した面の表面状態を撥インキ性に改質する（図３（ｃ））。なお、図３（ｃ）中に示す筒状のものは、プラズマ発生装置を構成しプラズマを発生する、プラズマ電極を示し、撥インキ性を付与するためのプラズマ照射の方法、条件は、上述した実施例1と同様とした。

次に、プラズマ処理を施した下地保護層１２のフォトスペーサを形成すべき部位に、ＹＡＧレーザ１５Ａ光を照射した。レーザ光１５Ａが照射された部位では、表面のフッ化物薄膜が除去されると同時に、当該レーザ光１５Ａを照射した部位の下地保護層が除去され、下地保護層が形成された下地に達し、下地を露出する孔部１３を下地保護層に形成した（図３（ｄ））。なお、当該部位に異物があるような場合も、ＹＡＧレーザ光１５Ａを照射して除去することができる。

穿孔のためのレーザ照射には、ＹＡＧレーザの第４高調波で波長が２６６ｎｍのレーザ光を使用した。照射エネルギーの設定は、エネルギー５０ｍＪ／ｃｍ^２、ショット回数１０、ラップレート２０Ｈｚの条件とした。なお、本実施例ではＹＡＧレーザの第４高調波
を使用し、フッ化物薄膜の除去と下地保護層への穿孔を行ったが、これに限定するものではなく、ＹＡＧレーザの第５高調波、エキシマレーザ、フェムト秒レーザなど、下地保護層が形成された下地、もしくは、下方のパターンに影響を及ぼさないものであれば、適宜選択し使用して構わない。

次に、上記孔部１３を再形成用インキ１４で充填した（図３（ｅ））。孔部１３への再形成用インキ１４の充填方法は、塗布針、マイクロディスペンサ、インクジェット、マニピュレータの金属プローブ方式により再形成用インキ１４を塗布、充填させるもので、いずれの方式を用いるかは、適宜選択して構わず、充填にあたっては、下地保護層が形成された下地に達し、下地と接するよう再形成用インキ１４を充填させる。また、孔部１３への充填は、後述する再形成フォトスペーサの高さが所望する高さとなるまでの充填を行うことであっても構わないが、トリミングを行う際に削られることを考慮すると、孔部１３を全て充填するようにしても構わない。再形成用インキ１４の組成は、多官能モノマー３５ｗｔ％、単官能モノマー４０ｗｔ％、溶媒が２０ｗｔ％、分散安定化用添加剤３ｗｔ％、重合開始剤２ｗｔ％とした。組成は上記組成に限らず多官能モノマー３０〜５０ｗｔ％、単官能モノマー２０〜４０ｗｔ％、溶媒が１０〜３０ｗｔ％、分散安定化用添加剤１〜５ｗｔ％、重合開始剤０〜５ｗ％の範囲で調整できる。重合開始剤の有無は、塗布後に紫外線による硬化を行うか熱硬化を行うかに依存する。

次いで、孔部１３に塗布、充填した再形成用インク１４の硬化と乾燥は、ＵＶスポット光源を使用して、１５００ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量となるように照射した。なお、乾燥による硬化では、ＵＶ照射に限らず、ハロゲンスポットヒータ、温風ヒータを使用して熱硬化することもできる。

次に、マイクロディスペンサを用いて溶解液を下地保護層に塗布し、下地保護層を溶解させた。その後、マニピュレータ２１で溶解液２２を吸引除去した（図３（ｆ））。なお、溶解液は、下地保護層を溶解し、孔部１３に充填した再形成用インク１４を溶解しないものであれば、適宜選択して構わない。なお、溶解液の下地保護層への塗布は、インクジェット方式で行うことであっても構わない。すなわち、塗布針などを使用すると下地保護層に針が接触し保護層を傷つけるので、保護層に非接触で塗布を行うことの出来るマイクロディスペンサ方式やインクジェット方式が好ましいといえる。また、再形成用インク１４を残しての下地保護層の除去は、レーザ光照射により下地保護層だけを除去しても構わず、下地保護層の除去方法は、適宜選択して構わない。

上述したように、下地保護層を溶解、除去することで、孔部１３に充填された再形成用インク１４が基板上に残存することになる。この残存した再形成用インク１４が、一応の形状の再形成フォトスペーサとなる。

すなわち、下地保護層１２とその周辺にプラズマ照射し、照射した面の表面状態を撥インキ性に改質することで、孔部１３に再形成用インク１４を充填する際に、孔部１３の周辺、または、下地保護層の周囲に再形成用インクが溢れることを防止している。これにより、再形成用インクが他の部位に付着し、新たな欠陥を発生することを防止できる。また、下地保護層に形成した孔部１３は、孔部１３に充填した再形成用インク１４を再形成したパターンとする為の母型の役目を有している。なお、本実施例２では、修正箇所の下地保護層の除去をレーザ光の照射で行い孔部１３を形成したが、下地保護層を除去し孔部を形成する手段として、マイクロマニピュレータのマイクロナイフ又は金属プローブを持ちいても構わない。

基板上に残存した再形成用インク１４が所望する形状となっている場合は、以上で修正を終了する。しかし、基板上に残存した再形成用インク１４が所望する形状となっていな
い場合は、余分な部分を除去して再形成フォトスペーサの外形形状を本来あるべき形状に成型（トリミング）する必要がある。この場合にも、ＹＡＧレーザの第４高調波である波長が２６６ｎｍのレーザ光１５Ｂを使用した。レーザ光照射は、エネルギー２０ｍＪ／ｃｍ^２、ショット回数５００、ラップレート６０Ｈｚの条件とした。この条件では、再形成フォトスペーサを構成する再形成用インキ皮膜が１．５μｍ程度除去された。次いで本実施例２では、さらに細かなトリミング（最終トリミング）を行ったもので、最終トリミングにあたってはＹＡＧレーザの第４高調波である波長が２６６ｎｍのレーザ光を使用し、レーザ光照射は、エネルギー５０ｍＪ／ｃｍ^２、ショット回数１０、ラップレート２０Ｈｚの条件下で行った。これにより、所望の形状となって再形成されたフォトスペーサ３Ｂを得ることができ（図３（ｇ））、フォトスペーサの欠損部分を修復することが出来た。た。なお、本実施例では、再形成用インク１４のトリミングにＹＡＧレーザの第４高調波を使用したが、これに限定されるものではなく、ＹＡＧレーザの第５高調波、エキシマレーザ、フェムト秒レーザなど、再形成用インク１４を形成した下地、もしくは、下方のパターンに影響を及ぼさないものであれば、適宜選択し使用して構わない。

以上、本発明の実施例につき説明したが、実施例１の方法にてフォトスペーサの欠損部を修復（修正）しても構わず、また、実施例２の方法にて配向制御用突起の欠損部を修復（修正）しても構わないことは言うまでもない。また、フォトスペーサの修復（修正）と配向制御用突起の修正（修復）を同時に行うことであっても構わない。さらに、本実施例では、フォトスペーサ及び配向制御用突起が脱落した場合の修正につき記しているが、パターンの部分的な欠損部位（例えば、平面視線状の配向制御用突起の断線）においても、本発明の修正方法を用いることで欠損部の修復（修正）が可能である。また、所望する形状にするためのレーザ光を用いたトリミングは一回で終了しても良いし、レーザ光の照射条件を変えて、複数回に分けて行っても良い。

１：カラーフィルタ基板
２：ブラックマトリックス
３：フォトスペーサ
３Ｂ：再形成されたフォトスペーサ
３’：フォトスペーサ欠損部
４：配向制御用突起
４Ｂ：再形成された配向制御用突起
４’：配向制御用突起欠損部位
５：赤色着色層
６：緑色着色層
７：青色着色層
１１：プラズマ照射
１２：下地保護層
１３：孔部
１４：充填された再形成用インキ
１５Ａ：レーザ光
１５Ｂ：レーザ光
１６：再形成用インキ
２０：基板
２１：マニピュレータ
２２：溶解液

Claims

ガラス基板上に、少なくとも、ブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜、フォトスペーサ、配向制御用突起を形成したカラーフィルタ基板の修正方法であって、
前記フォトスペーサあるいは配向制御用突起の欠損部分とその周辺にプラズマ照射を行い、当該プラズマ照射部の表面にフッ化物薄膜を形成することにより表面改質を行うことで撥インク性を付与する工程、
当該欠損部分の表面のフッ化物薄膜を除去し親水性表面を露出させる工程、
露出された欠損部分に、欠損部分を再形成するための再形成用インクを塗布し硬化させる工程、
硬化した前記再形成用インクにレーザ光を照射してトリミングすることにより所望される形状に整形する工程、
を少なくとも有することを特徴とするカラーフィルタ基板の修正方法。
ガラス基板上に、少なくとも、ブラックマトリックス、着色画素、透明導電膜、フォトスペーサ、配向制御用突起を形成したカラーフィルタ基板の修正方法であって、
前記フォトスペーサあるいは配向制御用突起の欠損部分とその周辺に、樹脂と溶剤との混合物を塗布して下地保護層を形成する工程、
当該下地保護層とその周辺にプラズマ照射を行い、当該プラズマ照射部の表面にフッ化物薄膜を形成することにより照射した面の表面状態を撥インク性に改質する工程、
プラズマ照射を行った下地保護層の欠損部分を再形成すべき部位にレーザ光を照射して当該照射部分の表面のフッ化物薄膜を除去すると同時に、当該レーザ光を照射した部分の下地保護層を、当該下地保護層が形成された下地まで除去し、下地を露出する孔部を形成する工程、
当該孔部に前記下地と接するように再形成用インクを塗布により充填し硬化させる工程、当該再形成用インクを残して下地保護層を除去する工程、
硬化した前記再形成用インクにレーザ光の照射してトリミングすることにより所望される形状に整形する工程、
を少なくとも有することを特徴とするカラーフィルタ基板の修正方法。
再形成用インクは、塗布針もしくはディスペンサもしくはインクジェットにて塗布されることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板の修正方法。