JP4667886B2 - カラーフィルタ修正方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示用カラーフィルタなどの欠陥等を補修する方法に関するものである。

液晶カラーフィルタの製造過程において、異物の混入による転移不良、転写不良などの原因により、赤色、緑色、青色フィルタを区切る黒色フィルタや赤色、緑色、青色の画素パターン中に、欠陥が生じることがあり、製品歩留まりを向上させるため、その欠陥を修正する必要がある。
そこで、従来は欠陥部分にレーザ光を照射して、該欠陥部分を除去したのち、ディスペンサーを用いて紫外線硬化性のカラーフィルタ着色用インクを被修正面に供給した後、紫外線を照射して、前記紫外線硬化性のカラーフィルタ着色用インクを硬化させる修正方法（特許文献１）などが用いられている。
特開平６−１０９９１９号公報

しかし、従来技術による修正方法では、修正材料には揮発性溶剤が多く含まれているため粘度が低く、修正箇所に該修正材料を供給した際に、修正材料が被修正面に広がってしまう問題がある。
更に、従来技術では紫外線硬化させた際の修正用材料の減量が著しく、減量分を見越して余分に修正箇所に該修正材料を供給するため、更に不要な部分まで修正用色彩が供給されて色彩の混合が著しくなる問題点がある。
その結果、上記欠陥が赤色、緑色、青色フィルタを区切る黒色フィルタを挟んだ少なくとも２つの赤色、緑色、青色の有色彩フィルタに及ぶ場合、修正用材料間で混合が生じ、目的とする有色彩による補修が出来ない場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、黒色フィルタを挟んだ少なくとも２つの有色彩フィルタに及ぶ欠陥を前期各色の修正材料間での混合を生じることなく修正する方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
請求項１に係るカラーフィルタ修正方法は、所定の厚みと幅とを有する複数の有色彩フィルタと、当該有色彩フィルタを区切るように配置されて前記有色彩フィルタの厚みより薄く且つ所定の幅を有する黒色フィルタとから構成されるカラーフィルタについて、前記黒色フィルタを挟んで少なくとも２つの有色彩フィルタに及ぶ欠陥を修正するに際し、
前記欠陥を含む所定の範囲の有色彩フィルタおよび黒色フィルタをレーザ光で除去してから、
前記レーザ光で除去した所定の範囲内に、不揮発性で紫外線硬化性の黒色の修正用材料を、該黒色の修正用材料に紫外線が照射されて硬化した際に、該硬化後の黒色の修正用材料の高さが未修正部分の黒色フィルタの高さ以上で、且つ有色彩フィルタの高さ以下になるような量だけ供給した後、当該黒色の修正用材料に紫外線を照射して硬化させ、
ついで、前記紫外線によって硬化させた黒色の修正用材料のうち前記レーザ光で除去した所定の範囲内の有色彩フィルタの領域に存在する部分をレーザ光で除去することによって所定形状の新たな黒色フィルタ部分を形成してから、
前記新たな黒色フィルタ部分によって区切られた、夫々の前記所定の範囲内の有色彩フィルタの領域に、夫々の不揮発性で紫外線硬化性の所定の有色彩の修正用材料を供給した後、
前記夫々の範囲に供給された有色彩の修正用材料に同時に紫外線を照射して硬化させることを特徴としている。

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係るフィルタ修正方法では、欠陥を含む所定の範囲の有色彩フィルタおよび黒色フィルタをレーザ光によって除去するため、必要な部分のみを除去することができ、少ない量の修正用材料で効率よく修正ができる。
また、前記修正用材料が不揮発性で紫外線硬化性の材料であるため、前記修正用材料の硬化時における容量の減少が少なく、修正後の有色彩の修正材料および黒色の修正材料の厚さの減少による色彩の濃度低下を防止できる。
そして、黒色の修正用材料は有色彩の修正用材料と比較してレーザ光の吸収が良く（レーザ光の波長に影響されにくい）、前記紫外線によって硬化された黒色の修正用材料のうち前記レーザ光で除去された所定の領域内の有色彩フィルタの領域にある部分の除去が容易に行える。
さらに、未修正部分の黒色フィルタの高さ以上で、且つ有色彩フィルタの高さ以下の新たな黒色フィルタ部分によって区切られた前記所定の範囲内にそれぞれの有色彩の修正用材料を供給して、ついで、それぞれの有色彩の修正用材料を同時に硬化させるため、短時間に修正ができると共に、前記有色彩の修正用材料間の混合が生じることなく、目的とした色彩による修正が容易にできる。

黒色フィルタを挟んで少なくとも２つの有色彩フィルタに及ぶ欠陥を有するカラーフィルタの修正を色の混合を生じさせず、容易に行うため、当該欠陥を含む所定の範囲をレーザ光によって除去した後、不揮発性で紫外線硬化性の黒色の修正用材料を用いて、所定形状の新たな黒色フィルタ部分を形成し、しかる後に、不揮発性で紫外線硬化性の所定の有色彩の修正用材料を用いて有色彩フィルタ部分を修正する操作が行われる。
なお、前記所定形状とは、前記所定の範囲周辺の黒色フィルタの幅と同等の幅であって、前記所定の範囲周辺の黒色フィルタの厚み以上で、且つ、前記所定の範囲周辺の有色彩フィルタの厚み以下の厚みである形状を意味し、好ましくは前記所定の範囲周辺の黒色フィルタの幅と同等の幅であって、前記所定の範囲周辺の有色彩フィルタの厚みと同等な厚みである形状である。
また、前記不揮発性で紫外線硬化性の修正用材料とは、好ましくは、揮発性溶媒を含まない状態のものであるが、揮発性溶媒を全く含まないものに限定されるものではない。
即ち、前記修正用材料が紫外線照射によって硬化される際に、該修正用材料の容積の減少が問題とならない程度の揮発性溶媒が含まれていてもよい、
その揮発性溶媒の含有量は前記修正用材料に含まれるその他の成分性状によって変わるものである。

以下、本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタ修正方法を実施する欠陥修正装置の一例について図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、この欠陥修正装置１は所定の厚みと幅を有する複数の有色彩フィルタと当該有色彩フィルタを区切る所定の厚みと幅を有する黒色フィルタとから構成されるカラーフィルタ（以下、単に「ワーク」という。）２を載置するテーブル３と、テーブル３をＸ方向及びＹ方向（紙面に対し垂直な方向）に移動させるための移動手段４を備えている。

ワーク２の上方には、ワーク２に対向して設けられた対物レンズ５が配置されるとともに、対物レンズ５の光軸Ｌとそれぞれ同軸に、ハーフミラー６Ａと、結像レンズ７と、ハーフミラー６Ｂと、可変スリット８と、開閉スイッチ（図示せず）が内蔵されているレーザ照射器９Ａとが配置されており、ハーフミラー６Ｂによって光軸Ｌから分岐された光軸Ｌ１の光軸上には偏向用ミラー６Ｃが配置され、偏向用ミラー６Ｃによって光軸Ｌ１から偏向された光軸Ｌ２上には撮影手段としてのＣＣＤカメラ１１が配置されている。

ＣＣＤカメラ１１は表示器１２に電気的に接続されており、ＣＣＤカメラ１１によって取込まれた画像が表示器１２に表示されるようになっている。
また、可変スリット８は図３に示すように、スリット板８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを有し、これらスリット板８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄは、図１の制御装置１７に電気的に接続されたスリット駆動手段（図示せず）によって図３の矢印ハ方向に独立して移動可能になっている。
そして、スリット開口部８Ｅの形状および開口部８Ｅの中心位置を調整することによって、レーザ照射器９Ａからワーク２に照射するレーザ光の形状および位置が調整されるようになっている。

また、ハーフミラー６Ａによって光軸Ｌから分岐された光軸Ｌ３上には光軸Ｌ３の一部を分岐するハーフミラー１０が設けられており、ハーフミラー１０によって光軸Ｌ３から分岐された光軸Ｌ４の光軸上には照明手段９Ｃが配置されており、同照明手段９Ｃによって光軸Ｌとワーク２との交点イを含む所定の領域に光を照射できるようになっている。
そして、ハーフミラー１０を透過した光軸Ｌ３上には前記修正用材料を硬化させるための紫外線を照射する紫外線照射器９Ｂが設けられており、紫外線照射器９Ｂには開閉用シャッター（図示せず）が内蔵されている。

さらに、交点イの近傍には、その一例として図２に示すようにディスペンサーノズル１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄが設けられ、ディスペンサーノズル移動手段（図示せず）によって選択的にディスペンサーノズル１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄがワーク２の任意の位置ロ（図２）に対し矢印β方向に沿って接近離間可能にされている。

ディスペンサーノズル１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄには修正用材料としての揮発性溶媒を含まないそれぞれの色の顔料と分散剤と紫外線重合開始剤と紫外線硬化性樹脂とからなるペースト状の修正インク２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄはそれぞれ黒色、緑色、赤色、青色の前記修正インク）が予め充填されており、ディスペンサーノズル１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄのそれぞれの吐出口の反対側の端部はそれぞれ導管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄと開閉弁１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄと圧力調節弁１８とを介して圧縮空気製造機１６に接続されており、前記移動手段と開閉弁１５および圧力調節弁１８と圧縮空気製造機１６とはそれぞれは制御装置１７に電気的に接続されている。

制御装置１７には外部入力装置１９が電気的に接続されており、外部入力装置１９によって開閉弁１５の開閉時間及び開閉回数、圧力調節弁１８の設定圧力、可変スリット８の開口部８Ｅの形状および中心位置の設定が自由に行えるようになっている。

次に、欠陥修正装置１の作用とともに、この欠陥修正装置１によって本発明の一実施の形態に係るカラーフィルタ修正方法について、図６に基づき図４〜図７も参照して説明する。
カラーフィルタ２をテーブル３に載置し、図４（ａ）及び図４（ａ）のＶ−Ｖ断面を表す図４（ｂ）に示すようなカラーフィルタ２の欠陥の欠陥部２６を含む所定の範囲２１をテーブル移動手段４によって対物レンズ５の光軸Ｌの下方にセットする（ステップ１）。
その際、照明手段９Ｃを作動させ、レーザ照射器９Ａの開閉器及び紫外線照射器９Ｂの開閉用シャッターは閉じておく。

欠陥部２６の画像を撮影手段１１によって取込み表示器１２に表示させる（ステップ２）。次に表示器１２に表示された欠陥部２６の画像に基づき外部入力装置１９を用いて可変スリット８の開口部８Ｅの形状を調整した後（ステップ３）、レーザ照射器９Ａの開閉器を開き、所定の範囲２１にレーザ光を照射し、図５（ａ）および図５のＦ−Ｆ断面を表す図５（ｂ）に示すように、所定の範囲２１内のカラーフィルタ（例えば黒色フィルタの部分とその両側の赤色フィルタ部分と緑色フィルタ部分）を除去する（ステップ４）。

その後、レーザ照射器９Ａの開閉器を閉じて、ついで前記ディスペンサー移動装置を作動させて黒色の修正インクが収納されているディスペンサーノズル１３Ａの先端を前記レーザ光で除去された所定の範囲２１内の黒色フィルタの部分（黒色領域２１Ａ）のガラス基板２Ｅに当接させた後、外部入力装置１９を用いて圧力調節弁１８を調整して、しかる後に開閉弁１５の開閉を少なくとも１回以上行い、図７（ｂ）に示すように、ディスペンサーノズル１３Ａから黒色領域２１Ａを含む所定の領域に黒色の修正インク２２Ａを供給する（ステップ５）。

ステップ４において、ディスペンサーノズル１３Ａから黒色領域２１Ａを含む所定の領域に供給する黒色の修正インク２２Ａの量は図７（ｂ）に示すようにこの黒色の修正インクの液滴２３の最大厚み（ガラス基板２Ｅから液滴２３の頂点まで高さ）が周囲の赤色及び緑色フィルタ２Ｂの厚み（ガラス基板２Ｅから緑色フィルタ２Ｂまたは赤色フィルタ２Ｃの上面までの高さ）より、若干大きい状態になるように供給する。
これは、黒色の修正インクの液滴２３が紫外線の照射によって硬化される際に、図７（ｃ）に示すように液滴２３の容積が収縮するため、その減少量を見込んで、黒色の修正インク２２Ａを供給するためである。
また、前記見込む収縮量は使用する修正インクの性状によって異なるため、予め測定した、使用する修正インクの液滴の紫外線硬化後の厚みのデータに基づいて決定する。

その後、前記ディスペンサーノズル移動手段を用いて、ディスペンサーノズル１３Ａの先端に前記紫外線が照射されない位置（ディスペンサーノズル１３Ａの原点位置）までディスペンサーノズル１３Ａを移動させて、ついで紫外光照射器９Ｂの前記シャッターを開き黒色の修正インクの液滴２３に紫外線を照射して硬化させた後に、前記シャッターを閉じる（ステップ６）。

次に、外部入力装置１９を用いて可変スリット８の開口部８Ｅの形状および中心位置を調整して、前記レーザ光によって除去された所定の範囲２１内の緑色フィルタの部分（緑色領域２１Ｂ）にのみレーザ照射器９Ａからのレーザ光が照射されるようにした後、レーザ照射器９Ａの開閉スイッチを開にして、緑色領域２１Ｂにレーザ光を照射し、ステップ６で硬化された黒色の修正インクの液滴２３のうち、図７（ｃ）に示されるように緑色領域２１Ｂに存在する部分を除去し、ついでレーザ照射器９Ａの開閉スイッチを閉にする。

ついで、外部入力装置１９を用いて更に可変スリット８の開口部８Ｅの形状および中心位置を調整して、前記レーザ光によって除去された所定の範囲２１内の赤色フィルタの部分（赤色領域２１Ｃ）にのみレーザ照射器９Ａからのレーザ光が照射されるようにした後、レーザ照射器９Ａの開閉スイッチを開にして、赤色領域２１Ｃにレーザ光を照射し、ステップ６で硬化された黒色の修正インクの液滴２３のうち、図７（ｄ）に示されるように赤色領域２１Ｃに存在する部分を除去して、所定の範囲２１内に新たな黒色フィルタ部分２５（図７（ｅ））を形成した後、レーザ照射器９Ａの開閉スイッチを閉にする（ステップ７）。

その後、前記ディスペンサー移動装置を作動させて、緑色の修正インクが収納されているディスペンサーノズル１３Ｂの先端を緑色領域２１Ｂのガラス基板２Eに当接させた後、外部入力装置１９を用いて圧力調節弁１８を調整した後、開閉弁１５の開閉を少なくとも１回以上行い、ディスペンサーノズル１３Ｂから緑色領域２１Ｂに緑色の修正インク２２Ｂを供給する。

ついで、前記ディスペンサー移動装置を作動させて、ディスペンサーノズル１３Ｂの先端に前記紫外線が照射されない位置（ディスペンサーノズル１３Ｂの原点位置）にディスペンサーノズル１３Ｂを移動させた後、赤色の修正インク２２Ｃが収納されているディスペンサーノズル１３Ｃの先端を赤色領域２１Ｃのガラス基板２Ｅに当接させた後、外部入力装置１９を用いて圧力調節弁１８を調整した後、開閉弁１５の開閉を少なくとも１回以上行い、ディスペンサーノズル１３Ｃから赤色領域２１Ｃに赤色の修正インク２２Ｃを供給する（ステップ８）。

緑色領域２１Ｂ、赤色領域２１Ｃに供給する緑色、赤色の修正インク２２Ｂ，２２Ｃの量は、これらの修正インクが緑色領域２１Ｂ、赤色領域２１Ｃ以外に溢れ出ないように、図７（ｆ）に示すように、緑色の修正インクの液滴２４Ａおよび赤色の修正インクの液滴２４Ｂの最大厚みが、新たな黒色フィルタ部分２５の厚みより若干小さくなるように供給する。

その後、前記ディスペンサー移動装置を作動させて、ディスペンサーノズル１３Ｃの先端が前記紫外線によって照射されない位置までディスペンサーノズル１３Ｃを移動させた後、紫外線照射器９Ｂの前記シャッターを開き所定の範囲２１全体に紫外線を照射して緑色の修正インクの液滴２４Ａおよび赤色の修正インクの液滴２４Ｂを硬化させる（ステップ９）。

更に、前記修正箇所の他に修正箇所が存在する場合は、その修正箇所を対物レンズ５の直下に移動させ、前述の工程で修正をおこない（ステップ１０）、修正箇所が存在しない場合は修正を終了する。

なお、本実施例では、新たな黒色フィルタ２５を形成した後、緑色の修正インクの液滴２４Ａおよび赤色の修正インクの液滴２４Ｂを同時に紫外線によって硬化しているが、これらの液滴２４Ａおよび液滴２４Ｂを別々に硬化させてもよい。
また、本実施例では、紫外線硬化性の修正インクを使用しているが、熱硬化性の修正インクを用いてもよく、その場合、紫外線照射器９Ｂに換えて加熱用の白熱光の照射器を用いる。
更に、本実施例では、新たな黒色フィルタの厚さが所定の範囲２１の周辺の有色彩フィルタの厚さと同じになるようにしているが、これに限らず、修正された黒色のフィルタ部分の必要とされる光の遮断性能に見合う厚さにしてもよい。
更にまた、本実施例では、欠陥部の除去にレーザ光を用いているが、機械的に除去してもよい。
そして、本実施例では、いわゆる黒欠陥（異物が混入している欠陥）についての修正方法について説明しているが、いわゆる白抜欠陥（各色彩のフィルタの一部に色彩が十分に存在しない欠陥）についても、その白抜欠陥部分をレーザ光で除去した後、前述の方法によって修正するこができることはいうまでもない。

本発明に係るカラーフィルタ修正方法を実施するための一実施の形態の概念図である。 ディスペンサーノズルの配置の一例を示す概念図である。 スリットの動作を示す概念図である。 カラーフィルタの赤色、緑色、青色の色彩フィルタ及び黒色のフィルタの部分と欠陥部とを概念的に示すもので、（ａ）図はその平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＶ−Ｖ断面図である。 カラーフィルタの欠陥部を含む所定の範囲をレーザで除去した状態を示すもので、（ａ）図はその平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＦ−Ｆ断面図である。 図１の装置におけるカラーフィルタの修正方法の工程を示す説明図である。 図６のステップ４〜ステップ１０におけるカラーフィルタの状態を示す概略図である。

１ 欠陥修正装置
２ カラーフィルタ（ワーク）
２Ａ 黒色フィルタ部分
２Ｂ 緑色フィルタ部分
２Ｃ 赤色フィルタ部分
２Ｄ 青色フィルタ部分
２Ｅ ガラス基板
３ テーブル
４ テーブル移動手段
５ 対物レンズ
６Ａ，６Ｂ ハーフミラー
６Ｃ 偏向用ミラー
７ 対物レンズ
８ 可変スリット
８Ｅ スリット開口部
９Ａ レーザ照射器
９Ｂ 紫外光照射器
９Ｃ 照明手段
１０ ハーフミラー
１１ ＣＣＤカメラ
１２ 表示器
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ ディスペンサーノズル
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ 導管
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ 開閉弁
１６ 圧縮空気製造機
１７ 制御装置
１８ 圧力調節弁
１９ 外部入力装置
２０ 欠陥部の存在するカラーフィルタの一部
２１ 所定の範囲
２１Ａ 黒色領域
２１Ｂ 緑色領域
２１Ｃ 赤色領域
２２Ａ 黒色の修正インク
２２Ｂ 緑色の修正インク
２２Ｃ 赤色の修正インク
２２Ｄ 青色の修正インク
２３ 黒色の修正インクの液滴
２４Ａ 緑色の修正インクの液滴
２４Ｂ 赤色の修正インクの液滴
２５ 新たな黒色フィルタ部分
２６ 欠陥部
Ｌ 光軸
Ｌ１ 光軸Ｌから分岐された光軸
Ｌ２ 光軸Ｌ１から分岐された光軸
Ｌ３ 光軸Ｌ２から分岐された光軸
β ディスペンサーのノズルの移動方向

Claims (1)

1. 所定の厚みと幅とを有する複数の有色彩フィルタと、当該有色彩フィルタを区切るように配置されて前記有色彩フィルタの厚みより薄く且つ所定の幅を有する黒色フィルタとから構成されるカラーフィルタについて、前記黒色フィルタを挟んで少なくとも２つの有色彩フィルタに及ぶ欠陥を修正するに際し、
   前記欠陥を含む所定の範囲の有色彩フィルタおよび黒色フィルタをレーザ光で除去してから、
   前記レーザ光で除去した所定の範囲内に、不揮発性で紫外線硬化性の黒色の修正用材料を、該黒色の修正用材料に紫外線が照射されて硬化した際に、該硬化後の黒色の修正用材料の高さが未修正部分の黒色フィルタの高さ以上で、且つ有色彩フィルタの高さ以下になるような量だけ供給した後、当該黒色の修正用材料に紫外線を照射して硬化させ、
   ついで、前記紫外線によって硬化させた黒色の修正用材料のうち前記レーザ光で除去した所定の範囲内の有色彩フィルタの領域に存在する部分をレーザ光で除去することによって所定形状の新たな黒色フィルタ部分を形成してから、
   前記新たな黒色フィルタ部分によって区切られた、夫々の前記所定の範囲内の有色彩フィルタの領域に、夫々の不揮発性で紫外線硬化性の所定の有色彩の修正用材料を供給した後、
   前記夫々の範囲に供給された有色彩の修正用材料に同時に紫外線を照射して硬化させることを特徴とするカラーフィルタ修正方法。

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