JPH0829615A

JPH0829615A - パターンの修正方法

Info

Publication number: JPH0829615A
Application number: JP16185594A
Authority: JP
Inventors: Yuji Segawa; 雄司瀬川; Kiriko Hatakeyama; 貴律子畠山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】透明基板上に形成されたパターンに生じた欠
陥部分を高精度に修正可能なパターンの修正方法を提供
する。【構成】カラーフィルタ１２に生じた白ヌケ部１６に
対して毛細管などを用いて顔料分散フォトレジスト１７
を塗布する。その後、ガラス基板１側である背面からＵ
Ｖ露光を行い、顔料分散フォトレジスト１７の背面から
正面に向かって硬化させる。その後、正面から現像液を
塗布し、白ヌケ部１６の周囲の残存した顔料分散フォト
レジスト１７を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）パネルなどに用いられるカラーフィルタなどに生
じるいわゆる白ヌケ部などの欠陥部分を修正するパター
ンの修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カラー液晶ディスプレイでは、
色の生成源としてのカラーフィルタがＬＣＤパネルに組
み込まれている。図４は、カラーフィルタ基板の断面構
造を説明するための図である。図４に示すように、カラ
ーフィルタ基板は、ガラス基板１、ブラックマトリクス
３、カラーフィルタ２、透明導電膜（ＩＴＯ膜）４およ
び保護膜５で構成される。ガラス基板１の表面には、Ｒ
・Ｇ・Ｂの個々のカラーフィルタ２が表面画素に対応し
てマトリクス状に微細に形成されており、各カラーフィ
ルタ２の相互間にはブラックマトリクス３が形成されて
いる。カラーフィルタ２は例えば顔料分散法または印刷
法などによって形成される。ブラックマトリクス３は、
コントラストや色純度の向上を図る役割を有する。カラ
ーフィルタ２を覆うように保護膜５が形成してあり、こ
の保護膜５を覆うように透明導電膜４が形成してある。

【０００３】このようなカラーフィルタ基板では、各構
成要素についてそれぞれ予め決められた検査項目があ
り、各検査項目について複数回の検査が行われる。例え
ば、所定の検査項目について、材料の受入時又は製造工
程中において数回に分けて検査が行われる。ガラス基板
１に関しての主な検査項目としては、例えば、反り、欠
け、傷、脈理、気泡および厚みなどがある。カラーフィ
ルタ２に関しての主な検査項目としては、例えば、分光
特性、膜厚、白ヌケおよび異物混入などがある。ブラッ
クマトリクス３に関しての主な検査項目としては、例え
ば、光学濃度、線巾、トータル精度および白ヌケなどが
ある。透明導電膜４に関しての主な検査項目としては、
例えば、膜厚、抵抗値、断線および短絡などがある。保
護膜５に関しての主な検査項目としては、例えば、膜
厚、透過率、異物混入、しわおよびはじきなどがある。

【０００４】上述した検査項目のうち、カラーフィルタ
基板の不良率を特に高めている原因となっているのは、
カラーフィルタ２などに生じた白ヌケおよび混入された
異物である。このとき、例えば、白ヌケや異物混入など
による欠陥が生じている部分の面積が画素面積の１／３
以上であるときに、カラーフィルタ基板に欠陥があると
判断される。

【０００５】このように例えばカラーフィルタ２に混入
された異物がＬＣＤパネルのギャップ（例えば５〜６μ
ｍ）よりも高い突起になると、ギャップむらが生じ、欠
陥のあるカラーフィルタ２となる。かかる異物によるカ
ラーフィルタ２の欠陥を修正して除去する技術として
は、例えば、レーザリペア装置を用いて、カラーフィル
タ２に突起となって混入された異物を焼き切るものがあ
る。しかしながら、カラーフィルタ２に混入された異物
をレーザリペア装置を用いて除去すると、異物を除去し
た後に、カラーフィルタ２に白ヌケが生じることがあ
る。このように白ヌケが生じたカラーフィルタ２を用い
たＬＣＤパネルでは白ヌケの部分が白色になり、欠陥の
あるＬＣＤパネルとなる。なお、白ヌケを生じさせるこ
となく、異物突起部分のみを削除することは難しい。

【０００６】カラーフィルタ２の白ヌケは、レーザリペ
ア装置による他、ガラス基板１が局所的に汚れていたり
ガラス基板１に不着物がある状態でカラーフィルタ２を
形成したときに、かかる汚れや不着物がカラーフィルタ
剤をはじいてしまうことで生じることもある。白ヌケを
修正する技術としては、黒色又は白ヌケが生じたカラー
フィルタ２と同色の顔料を分散した樹脂やレジストなど
を用いて、白ヌケ部を埋めるものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たカラーフィルタに生じた白ヌケを修正する技術では、
白ヌケの面積がミクロン単位と非常に小さいため、埋め
た部分の膜厚制御が困難であり、白ヌケの周囲に位置す
るカラーフィルタ層にまで顔料が塗布されて着色されて
しまうという問題がある。すなわち、現状の技術では、
白ヌケ部の修正技術は確立されていない。

【０００８】本発明は、上述した従来技術に鑑みてなさ
れ、カラーフィルタなどの透明基板上に形成されたパタ
ーンに生じた白ヌケなどの欠陥部分を高精度に修正可能
なパターンの修正方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
パターンの修正方法は、透明基板上に形成されたパター
ンの欠陥部分に、フォトレジストを塗布する工程と、前
記透明基板側から露光を行い、前記欠陥部分に入り込ん
だ前記フォトレジストのみを所定の膜厚に達するまで硬
化させる工程と、硬化されていない前記フォトレジスト
を除去する工程とを有する。

【００１０】また、本発明のパターンの修正方法は、好
ましくは、前記硬化されていない光難透過性フォトレジ
ストを除去する工程の後に、所定の温度条件で前記パタ
ーンが形成された透明基板を熱処理する工程をさらに有
する。

【００１１】また、本発明のパターンの修正方法は、好
ましくは、前記透明基板上に形成されたパターンの欠陥
部分の位置を特定する工程をさらに有し、前記特定され
た欠陥部分に対してのみ修正を行う。

【００１２】また、本発明のパターンの修正方法は、好
ましくは、前記硬化された光難透過性フォトレジストの
膜厚を、紫外線露光量によって調整する。

【００１３】また、本発明のパターンの修正方法の前記
フォトレジストは、好ましくは、黒色顔料を含むアクリ
ル系のレジスト膜である。

【００１４】また、本発明のパターンの修正方法の前記
光難透過性フォトレジストは、好ましくは、修正対象と
なる欠陥部分を有するカラーフィルタ用パターンと同色
の顔料を含むアクリル系、エポキシ系、ポリイミド系、
ＰＶＡ系等のレジスト膜である。

【００１５】さらに、本発明のパターンの修正方法の前
記透明基板上に形成されたパターンは、液晶表示装置の
カラーフィルタのパターンである。

【００１６】

【作用】本発明のパターンの修正方法では、例えば、透
明基板上に形成されたパターンの例えば白ヌキなどの欠
陥部分に対して、毛細管などを用いて、黒色の顔料を含
むフォトレジストを塗布する。次に、透明基板側から露
光を行う。このとき、欠陥部分の周囲のパターンがマス
クとなり、欠陥部分に入り込んだフォトレジストのみが
光重合反応などによって硬化する。かかる露光は、光重
合反応などにより硬化させるフォトレジストの膜厚に応
じて露光強度を調整して行われる。次に、現像を行い、
欠陥部分以外の硬化されていない前記フォトレジストを
除去する。これによって、欠陥部分のみに所定の膜厚の
硬化されたフォトレジストが残存し、白ヌケなどの欠陥
部分の修正が完了する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例に係わるパターンの修
正方法について説明する。図１は本実施例に係わるパタ
ーンの修正方法の手順を説明するためのフローチャー
ト、図２は本実施例に係わるパターンの修正方法を説明
するためのカラーフィルタ基板の断面図である。図１に
示すステップＳ１〜Ｓ６に基づいて順に説明する。

【００１８】ステップＳ１：例えば、図２（Ａ）に示す
ように、Ｇ（緑）のカラーフィルタ２に生じた欠陥部分
としての白ヌケ部１６の位置を検出し、検出した白ヌケ
部１６のアドレスを特定する。

【００１９】ステップＳ２：図２（Ｂ）に示すように、
毛細管現象を利用して所定の毛細管に黒色のアクリル系
の顔料分散フォトレジスト１７を吸い上げ、この吸い上
げられた顔料分散フォトレジスト１７をステップＳ１に
おいて特定された白抜け部１６に塗布する。このとき、
白ヌケ部１６は、例えば数ミクロン〜数十ミクロン単位
の面積を有し、毛細管の内径は１ｍｍより小さい。かか
る顔料分散フォトレジスト１７の塗布は、例えば、先端
が微細な筆を用いて行ってもよい。

【００２０】ステップＳ３：例えばホットプレートを用
いて、約９０℃の温度条件の下、約４分間、カラーフィ
ルタ基板を熱処理（プリベーク）する。これによって、
顔料分散フォトレジスト１７に含まれる溶剤が揮発され
除去される。

【００２１】ステップＳ４：ガラス基板１の背面からＵ
Ｖ露光を行う。このとき、白ヌケ部１６の周囲のカラー
フィルタ１２がマスクとなり、白ヌケ部１６に入り込ん
だ顔料分散フォトレジスト１７が光重合反応により硬化
する。すなわち、塗布された顔料分散フォトレジスト１
７のうち白ヌケ部１６内に入り込んだ以外の顔料分散フ
ォトレジスト１７にはＵＶ露光されず硬化しない。な
お、硬化された顔料分散フォトレジスト１７は後述する
現像液によっては除去されず、顔料分散フォトレジスト
１７はネガ型のレジストとしての機能を果たす。

【００２２】顔料分散フォトレジスト１７の硬化部分の
膜厚は、ＵＶ露光を行う際の紫外線露光量によって制御
可能である。紫外線露光量は、露光強度と露光時間とを
乗算した値である。ＵＶ光が顔料分散フォトレジスト１
７に照射されると、ラジカル基が発生し、そのモノマー
ラジカルが重合連鎖反応を起こす。顔料分散フォトレジ
スト１７には黒色の顔料が含まれているため、ＵＶ光は
顔料分散フォトレジスト１７を完全には透光しない。従
って、ラジカル基は、顔料分散フォトレジスト１７のう
ちＵＶ光の照射を受けたガラス基板１との接着界面から
発生し、かかる接着界面から重合連鎖反応を開始する。
そのため、この顔料分散フォトレジスト１７の重合連鎖
反応は、ガラス基板１との接着界面から顔料分散フォト
レジスト１７の表面に向かって進行する。このとき、露
光強度が強く、露光時間が長い程、重合連鎖反応が促進
され、厚い硬化膜が得られる。

【００２３】図３は、露光強度を１０ｍＷ／ｃｍ²に保
ち、露光時間を変えて膜厚を測定したときのグラフであ
り、横軸が露光時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸が膜厚（μ
ｍ）を示す。図３に示すように、露光時間を長くして
も、顔料分散フォトレジスト１７の膜厚は、顔料分散フ
ォトレジスト１７を塗布した当初の初期膜厚に達するこ
となく、初期膜厚より約０．１１μｍだけ薄い膜厚で飽
和状態になっている。これは、前記重合連鎖反応がレジ
スト１７の表面にまで達すると、ラジカル基が酸素と反
応して不活性状態になるためと考えられる。本実施例で
は、露光時間および露光強度を適切に設定することで、
硬化した顔料分散フォトレジスト１７の膜厚を調整する
ことができる。

【００２４】ステップＳ５：例えば、１％の炭酸ナトリ
ウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）溶液を現像液として用いて、１分
間、スプレー現像を行う。これによって、白ヌケ部１６
以外の部分に塗布された顔料分散フォトレジスト１７を
除去する。このとき、必要に応じて、白ヌケ部１６の周
囲に残存した顔料分散フォトレジスト１７を現像液に浸
したベンコットなどでふき取る。カラーフィルタ１２
は、紫外光を完全には遮光できないため、例えば黒色の
顔料分散フォトレジスト１７を用いた場合には、図３に
示す露光時間が１００秒を越えると、白ヌケ部１６の周
囲に顔料分散フォトレジスト１７が残存しやすくなる。
この場合にも、白ヌケ部１６の周囲に残存した顔料分散
フォトレジスト１７を現像液に浸したベンコットなどで
ふき取る。しかしながら、例えば図３に示す露光時間が
１５０秒を越える場合など必要以上の露光を行うと、白
ヌケ部１６の周囲に残存した顔料分散フォトレジスト１
７をベンコットなどを用いても除去できない場合がある
ので、露光時間は適切に選択する必要がある。

【００２５】ステップＳ６：純水を用いてカラーフィル
タ基板のリンスを行う。その後、カラーフィルタ基板
を、２００℃の温度条件下で、１５〜３０分間、コンベ
クションオーブンを用いて熱処理（ポストベーク）す
る。これによって、顔料分散フォトレジスト１７を白ヌ
ケ部１６にのみ残すことができ、カラーフィルタ２に生
じた白ヌケ部１６が修正される。本実施例によれば、白
ヌケ部１６の修正を高精度にかつ安定して行うことがで
き、カラーフィルタ層を製造する際の歩留りを向上させ
ることができる。

【００２６】上述した実施例では、黒色の顔料分散フォ
トレジスト１７を用いた場合について説明したが、黒色
の他に、修正を行う白ヌケ部１６が生じたカラーフィル
タ１２と同色の緑色の顔料分散フォトレジスト１７を用
いてもよい。このようにすれば、白ヌケ部１６を有する
カラーフィルタ１２が、ほぼ完全なカラーフィルタ１２
として修復される。このとき、修正を行う顔料分散フォ
トレジストの色が赤色あるいは青色である場合には、赤
色あるいは青色の顔料分散フォトレジスト１７を用い
る。

【００２７】本発明は上述した実施例には限定されな
い。例えば、カラーフィルタ１２に生じた白ヌケ部１６
の位置を検出することなく、カラーフィルタ２の全面に
対して顔料分散フォトレジスト１７を塗布し、その後、
ＵＶ露光および現像処理を行うことで白ヌケ部１６を修
正してもよい。

【００２８】また、上述した実施例では、カラーフィル
タ２に生じた白ヌケ部１６を修正する場合について例示
したが、本発明のパターンの修正方法は、カラーフィル
タ基板を構成するブラックマトリクスおよび保護膜に生
じた白ヌケ部を修正する場合や、その他、透明基板上に
形成されたパターンの欠陥部分を修正する場合全てに対
して応用することができる。さらに、上述した実施例で
は、顔料分散フォトレジスト１７として黒色のものを用
いたが、本発明ののパターンの修正方法は、顔料分散フ
ォトレジスト１７としてカラーフィルタ１２を形成する
際に用いられる顔料分散フォトレジストと同じものを用
いてもよい。このようにすれば、顔料分散フォトレジス
ト１７として、カラーフィルタ１２などのパターン形成
時に用いられるフォトレジストと同じものを用いること
ができるので、特別な設備を必要としない。

【００２９】

【発明の効果】本発明のパターンの修正方法によれば、
白ヌケ部などの欠陥部分にのみに硬化したフォトレジス
トを残存させることができる。そのため、欠陥部分の周
囲のパターンにフォトレジストが残存することを回避で
き、透明基板上に形成されたパターンの品質が劣化する
ことを防止できる。また、本発明のパターンの修正方法
によれば、欠陥部分に残存する硬化したフォトレジスト
の膜厚を適切に調整でき、パターンに生じた欠陥部分の
修正を高精度に行うことができる。また、本発明のパタ
ーンの修正方法によれば、欠陥部分の修正を高精度にか
つ安定して行うことができ、透明基板上にパターンを形
成する際の歩留りを向上させることができる。また、本
発明のパターンの修正方法によれば、フォトレジストと
して、カラーフィルタなどのパターン形成時に用いられ
るフォトレジストと同じものを用いることができるの
で、特別な設備を必要としない。本発明のパターンの修
正方法は、液晶表示装置のカラーフィルタに生じた白ヌ
キ部を修正する場合に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に係わるパターンの修正
方法の手順を説明するためのフローチャートである。

【図２】図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施例
に係わるパターンの修正方法を説明するためのカラーフ
ィルタ基板の断面図である。

【図３】図３は、露光強度を１０ｍＷ／ｃｍ²に保ち、
露光時間を変えて膜厚を測定したときのグラフであり、
横軸が露光時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸が膜厚（μｍ）
を示す。

【図４】カラーフィルタ基板の断面構造を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１・・・ガラス基板２、１２・・・カラーフィルタ３・・・ブラックマトリクス４・・・透明導電膜５・・・保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に形成されたパターンの欠陥部
分に、フォトレジストを塗布する工程と、前記透明基板側から露光を行い、前記欠陥部分に入り込
んだ前記フォトレジストのみを所定の膜厚に達するまで
硬化させる工程と、硬化されていない前記フォトレジストを除去する工程と
を有するパターンの修正方法
【請求項２】前記硬化されていないフォトレジストを除
去する工程の後に、所定の温度条件で前記パターンが形
成された透明基板を熱処理する工程をさらに有する請求
項１に記載のパターンの修正方法。
【請求項３】前記透明基板上に形成されたパターンの欠
陥部分の位置を特定する工程をさらに有し、前記特定さ
れた欠陥部分に対してのみ修正を行う請求項１または２
に記載のパターンの修正方法。
【請求項４】前記硬化された光難透過性フォトレジスト
の膜厚を、紫外線露光量によって調整する請求項１〜３
のいずれかに記載のパターンの修正方法。
【請求項５】前記フォトレジストは、黒色顔料を含むア
クリル系、エポキシ系、ポリイミド系、ＰＶＡ系等のレ
ジスト膜である請求項１〜４のいずれかに記載のパター
ンの修正方法。
【請求項６】前記フォトレジストは、修正対象となる欠
陥部分を有するカラーフィルタ用パターンと同色の顔料
を含むアクリル系のレジスト膜である請求項１〜４のい
ずれかに記載のパターンの修正方法。
【請求項７】前記透明基板上に形成されたパターンは、
液晶表示装置のカラーフィルタのパターンである請求項
１〜６のいずれかに記載のパターンの修正方法。