JPH10282322A - 基板の部分欠陥修正方法およびその装置並びにカラーフィルターの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱硬化型インクで部分的に補修しても、補修
部分のみを選択的に加熱硬化するとともに、針状物で多
数回インクを塗布しても新たな欠陥を生ぜず、元々の性
能を維持し、コスト低減、ひいては生産性の向上を図ら
んとする基板の部分欠陥修正方法およびその装置並びに
カラーフィルターの製造方法および製造装置を提供す
る。 【解決手段】パターン化された基板の欠陥部を選択し
て、該欠陥部を液体で補修形成後に硬化して部分的に欠
陥を修正する方法であって、赤外線光を補修形成部に集
光させて補修形成部を硬化させることを特徴とする基板
の部分欠陥修正方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板上に特定の
パターンを形成されたもの、特に液晶ディスプレイ用の
カラーフィルターの、パターン欠陥部を検知して補修
後、欠陥部のみ部分的に硬化（キュア）する基板の部分
欠陥修正方法およびその装置、並びにこれら方法および
装置を使用したカラーフィルターの製造方法およびその
製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイの高解像度化に伴い、
それに載置されるカラーフィルターにも高解像度化に応
じたより微細な画素形成が求められるようになってきて
いる。通常、画素によってＲ、Ｇ、Ｂ、及びブラックマ
トリックスからなるパターンを形成すると、小さいなが
らもいくらかの確率で画素不良、パターン欠け等の欠陥
部を生じる。従って画素が微小化し、一枚の基板内での
数が膨大なものになると、より多くの欠陥部が生じやす
くなる。

【０００３】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。

【０００４】この欠陥部修正装置は、欠陥部をレーザで
焼きとばしたり、色抜け部に紫外線硬化型樹脂からなる
インクを塗布して、紫外線で硬化させるものである。

【０００５】インクを塗布する手段としては、上記の公
報のようにディスペンサによってインクを必要量たらす
方法、インクジェットによる方法、または特開平８−１
８２９４９号公報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インクを付着させ、それ
を欠陥部に押しつける手段等がある。この中で針状物で
直接インクを塗布する方法が、より微小な色抜け欠点に
対応できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】通常の画素を形成する
Ｒ、Ｇ、Ｂ、及び樹脂製ブラックマトリックスのインク
は、紫外線硬化型だと色性能に制限が生じるために、補
修用とは違って加熱硬化型のものを用いているものが多
い。インクのなじみや、色合わせ、さらには色性能も考
えると、補修用のインクもベースと同じ加熱硬化型のも
のを使うことがはるかに望ましい。しかしながら、微細
な欠陥部分のみを選択的に、しかも効率的に加熱硬化す
る適当な手段がなく、紫外線硬化型インクを新たに開発
するか、基板全体を加熱する等のコストのかかる方法に
頼らざるをえなかった。

【０００７】また、針状物でインクを欠陥部に塗布する
方法は、微小な欠陥に対応できるが、何回か塗布を繰り
返すと、インクが乾燥して生じた付着物で針先が汚染さ
れる。そのために針状物の先端を液体に浸漬して洗浄を
行うが、インクの種類によっては十分な効果がえられな
い。その結果、所望の大きさの塗布ができずに正常な部
分にもインクを塗布したり、付着物が脱落してコンタミ
となって新たな欠陥を生じ、性能や生産性を著しく阻害
していた。

【０００８】本発明は上述の事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、加熱硬化型インクで部
分的に補修しても、補修部分のみを選択的に加熱硬化す
るとともに、針状物で多数回インクを塗布しても新たな
欠陥を生ぜず、元々の性能を維持し、コスト低減、ひい
ては生産性の向上を図らんとする基板の部分欠陥修正方
法およびその装置並びにカラーフィルターの製造方法お
よび製造装置を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は以下の通りである。すなわち、 （１）パターン化された基板の欠陥部を選択して、該欠
陥部を液体で補修形成後に硬化して部分的に欠陥を修正
する方法であって、赤外線光を補修形成部に集光させて
補修形成部を硬化させることを特徴とする基板の部分欠
陥修正方法。

【００１０】（２）パターン化された基板の欠陥部を選
択して、該欠陥部を液体で補修形成後に硬化して部分的
に欠陥を修正するする方法であって、液体を塗布する媒
体を塗布前および／または塗布後に超音波洗浄すること
を特徴とする基板の部分欠陥修正方法。

【００１１】（３）パターン化された基板の欠陥部を選
択して、該欠陥部を液体で補修する液体塗布装置と、該
液体塗布装置により補修された補修形成部の液体を硬化
させる加熱装置を備えた部分欠陥修正装置において、前
記加熱装置が、補修形成部に集光する赤外線加熱装置で
あることを特徴とする基板の部分欠陥修正装置。

【００１２】（４）パターン化された基板の欠陥部を選
択して、該欠陥部を液体で補修する液体塗布装置と、該
液体塗布装置により補修された補修形成部の液体を硬化
させる加熱装置を備えた部分欠陥修正装置において、前
記液体の塗布前および／または塗布後に液体の塗布媒体
を洗浄する超音波洗浄装置を備えたことを特徴とする基
板の部分欠陥修正装置。

【００１３】（５）前記（１）または（２）のいずれか
の部分欠陥修正方法を用いてカラーフィルターを製造す
ることを特徴とするカラーフィルターの製造方法。

【００１４】（６）前記（３）または（４）のいずれか
の部分欠陥修正装置を用いたことを特徴とするカラーフ
ィルターの製造装置。

【００１５】前記（１）、（３）の部分欠陥修正方法及
び装置によれば、加熱硬化型インクで欠陥部を選択的に
補修しても、補修部のみを選択的に部分加熱硬化するこ
とが可能となり、コスト低減、生産性向上が実現でき
る。

【００１６】また前記（２）、（４）の部分欠陥修正方
法及び装置によれば、針状物でインクを欠陥部に塗布し
ても、塗布前に針状物を超音波洗浄するのであるから常
に一定の塗布が可能となり、またインクが乾燥して付着
物が生じることもないのでコンタミ等の新たな欠陥が生
じることもなく、元々の性能を損なうことなく一定の大
きさのインク塗布を高い効率で実施することができる。

【００１７】前記（５）のカラーフィルター製造方法
は、（１）、（３）のいずれかの部分欠陥修正方法を用
いてカラーフィルターを製造し、この場合、製造工程中
で欠陥が生じても容易に補修できるので、カラーフィル
ターの生産性が向上する。

【００１８】前記（６）のカラーフィルター製造装置
は、前記（２）、（４）のいずれかの部分欠陥修正装置
を用いてカラーフィルターを製造し、この場合、ベース
と全く同じインクを用いて補修することができるので、
欠陥がないものと全く同品質のカラーフィルターを得る
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施形
態を図面に基づいて説明する。

【００２０】図１は本発明にかかる部分欠陥修正装置の
一例を示す正面図である。

【００２１】図１を参照すると、基板であるカラーフィ
ルター１は、架台２の上に配置されたＸ−Ｙテーブル３
上に載置され、吸引またはそれに相当する手段によって
固定されている。Ｘ−Ｙテーブル３は、図示しない駆動
源によって水平面内の直行する２方向を自在に移動で
き、カラーフィルター１上の所望の地点をインクアプリ
ケータ４の直下まで位置決めすることができる。インク
アプリケータ４は、Ｚ軸方向（上下方向）に自在に移動
する受台５を介して架台２の上に配置された門型のフレ
ーム６に支持されている。インクアプリケータ４の先端
には中空のパイプで構成されたディスペンス部７が備え
られており、図示しないポンプから微量のインクが供給
されると、ディスペンス部７の先端からインクを吐出す
る。

【００２２】インクアプリケータ４の隣には輻射ヒータ
８が、これまたＺ軸方向に自在に移動可能な移動台９を
介してフレーム６に取り付けられている。この輻射ヒー
タ８はほぼ球状の赤外線ランプ１０と、赤外線ランプ１
０の上方にあって赤外線を反射させてその反射光を一点
に集光させるほぼ半球状の反射板１１より構成されてい
る。反射板１１は反射効率を高めるために金メッキ、あ
るいは金箔を施したものを使用することが好ましい。ま
た、赤外線は近赤外線領域までおよんで温度が２０００
℃程度まで上昇することもあるので、通常は水冷設備が
備え付けられる。

【００２３】次に、図１の部分欠陥修正装置を使った部
分欠陥修正方法について説明する。図２は欠陥を修正す
るカラーフィルター１のパターンを模式的に示した拡大
平面図である。カラーフィルターは、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の画素１２、１３、１４がブラックマ
トリックス１５上に一定ピッチ、たとえば図２の横方向
に５０〜２００μｍ、縦方向に１００〜４００μｍピッ
チに均等に配置されており、一定のパターンを形成して
いる。

【００２４】完成したカラーフィルターはまず欠点検査
装置にかけられ、欠点の有無を検査する。そして図２に
示すようなＲ画素１２中の色抜け欠点１６等の欠点を検
出したら、そのＸ−Ｙ座標値と欠点の種類が記憶され
る。次に欠点が検出されたカラーフィルター１は、図１
の部分欠陥修正装置に欠点データと共に送られる。ここ
ではカラーフィルター１はＸ−Ｙテーブル３上に吸引固
定され、色抜け欠点の生じたＸ−Ｙ座標値がインクアプ
リケータ４の真下にくるようにＸ−Ｙテーブル３が自動
的に動作する。ついでインクアプリケータ４のディスペ
ンサ部７の先端とカラーフィルター１の隙間が一定値、
たとえば０．２〜２ｍｍになるように受台５が昇降す
る。一定の隙間を確保したら、図示しないポンプを動作
させてＲインクを吐出する。Ｒインクの吐出が完了した
らディスペンサ部７を上昇させ、ついでインク塗布部が
輻射ヒータ８の直下にくるように再びＸ−Ｙテーブル３
を動作させる。

【００２５】この時までに輻射ヒータ８は赤外線ランプ
を点灯し、熱のおよばない上方で待機させておく。輻射
ヒータ８の直下にインク塗布部が到達したら、移動台９
を動作させて輻射ヒータ８を反射板１１からの反射光が
集光する位置まで下降させる。集光した赤外線のスポッ
ト径は輻射ヒータ８の上下位置で定まる。基本的には、
インク塗布部面積をやや上回る程度が望ましいが、あま
り大きくなりすぎると熱容量が不足することがあるので
１〜５ｍｍ径が好ましいい。また塗布したインクの吸収
特性、厚み、さらには赤外線ランプの容量、温度によっ
てはインク塗布部が十分に加熱されずに十分硬化しない
ときがある。このような場合には、インク塗布部の周囲
にあるブラックマトリックスまで加熱するようにする。
これによってブラックマトリックス部が十分加熱され、
その熱が熱伝導によってインク塗布部まで供給されて所
望の硬度を得ることができる。

【００２６】なお、本実施例ではＲ画素内の色抜け欠点
が生じた場合について説明したが、Ｇ画素、Ｂ画素、ブ
ラックマトリックスも同様に部分欠陥修正ができる。使
用するインクは各色ごとに使い分けるのが好ましいが、
透過光を防ぐ目的ならば一色、たとえば黒で全てを補修
してもかまわない。また色分けするときには、インクア
プリケータ４を対応する各色ごとに用意してもよいし、
インクアプリケータ４は共用して、供給元のみを各色に
応じて分けてもよい。

【００２７】図３は本発明にかかる別の実施態様の一例
を示す正面図を示したものである。ここで受台９に同様
に支持されているのは、針型インクアプリケータ１７で
ある。このアプリケータ１７の先端には先端径が５０〜
３００μｍの針１８がつけられている。針１８へのイン
クの供給は供給ユニット１９で行なう。供給ユニット１
９は、インクタンク２０、洗浄ユニット２１、吸引器２
２とそれを保持するブラケット２３から構成されてい
る。そしてブラケット２３はフレーム６に固定された回
転保持台２４で回転自在に支えられており、図示してい
ない駆動源によって矢印方向に自由に回転できる。

【００２８】図４はインクタンク２０、洗浄ユニット２
１、吸引器２２部の平面図であるが、これを参照する
と、回転保持台２４を中心としたインクタンク２０、洗
浄ユニット２１、吸引器２２の回転半径ｒは、インクタ
ンク２０、洗浄ユニット２１、吸引器２２が針１８の真
下に到達するだけの大きさを有している。なお、これら
の機器は回転しても、Ｘ−Ｙテーブル３とは上下方向に
干渉しない位置にある。インクタンク２０は金属、ある
いは樹脂製のものでその中には補修を行うインクが充填
されている。インクタンク２０はＲ、Ｇ、Ｂ、ブラック
マトリックス各色に応じて用意してもよいし、一色分だ
け用意して他の色のものに代用してもよい。洗浄ユニッ
ト２１は針１８の先端を洗浄するためのものであり、ス
テンレス等の金属製の洗浄タンク２５、インクの溶剤２
６、超音波振動子２７、吸引器２２より構成される。超
音波振動子２７は電気的に超音波発生電源２８に接続さ
れており、所望の周波数と強度で洗浄タンク２５、イン
クの溶剤２６を超音波振動させることができる。また吸
引器２２は、本体２９の中央部に１〜５ｍｍの孔３０を
あけ、この孔３０をチューブ３１を介して図示しない真
空源に接続したものである。針１８を孔３０に挿入し真
空を開始すれば、針１８先端に付着しているインク、洗
浄用のインク溶剤等を除去することができる。

【００２９】次にこの実施態様の装置を使用したときの
部分欠陥修正方法について説明する。

【００３０】まず最初の実施態様と同じように、カラー
フィルター１の欠点検査を行い欠点部分を検出する。つ
いでカラーフィルター１をＸ−Ｙテーブル３に吸引固定
し、色抜け等の欠点箇所を針型インクアプリケータ１７
の針１８の直下に移動させる。そして、インク供給ユニ
ットのブラケット２３を回転させて針１８の真下にイン
クタンク２０をもってくる。このとき受台９を下向きに
移動させて、針１８をインクタンク２０内のインクに浸
すまで下降する。ついで針１８を上昇させ、ブラケット
２３を回転させてインクタンク２０を退避させておいて
から、針１８を針先がカラーフィルター１上の欠点部分
に接触するまで下降させてインクを塗布する。塗布が完
了したら針１８を上昇させ、次に洗浄タンク２５を針１
８の真下に移動させてから、針１８を洗浄タンク２５内
のインクの溶剤２６に浸す。このときまでにすでに超音
波電源２８は始動して超音波振動子２７は加振されてい
るので、針１８は溶剤２６に浸漬した瞬間に超音波洗浄
されることになる。

【００３１】この超音波洗浄を５〜６０秒実施後、針１
８を溶剤２６から引き上げ、ついで洗浄タンク２５を退
避させた後に吸引器２２を針１８の真下まで回転させ、
針１８を針先が孔３０に挿入するまで下降する。針先が
孔３０に挿入されたら真空吸引を開始し、針先に付着し
ている溶剤２６を除去する。付着物の除去が完了したら
真空吸引を停止し、針１８を上昇して、吸引器２２を回
転退避させる。欠点を検出するごとに以上のプロセスを
繰り返す。

【００３２】このようにインク塗布後に超音波洗浄を行
なうことによって、単なるインクの溶剤の浸漬洗浄より
はるかに針先を清浄な状態でインク塗布をすることがで
きるようになり、インク塗布量を常に一定にすることが
可能になると共に、付着物の蓄積を防止して新たなコン
タミ要因を排除することができる。

【００３３】上述の方法ではインク塗布一回ごとに洗浄
と吸引を行っているが、蒸発しにくいインクならば数回
おきに行ってもよい。また針を引き上げただけで針から
液が全て垂れ落ちる種類の溶剤については、吸引器によ
る溶剤吸引を実施する必要はない。

【００３４】また上記の実施態様例では色抜け欠点に対
する例を挙げたが、本発明は、色凝集、パターン不良、
黒欠点等レーザ光で不良個所を除去後、除去部をインク
で補修する場合にも同じように適用できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の部分欠陥修正方法および装置に
よれば、インクを塗布して修正した部分のみ加熱硬化す
ることができるので、用役、時間を必要最小限度に抑え
ることができ、コスト低減、生産性向上に寄与できる。
また、元々の製品を製作するのに用いたインクをそのま
ま修正用インクとして用いることができるので、修正部
の性能を元のものと同じ品質に保つことができると共
に、紫外線硬化等の新たなインクを作成する必要がない
ので時間、コストを大きく節約できる。

【００３６】また、本発明の部分欠陥修正方法および装
置によれば、先端径の小さな針でインク塗布して欠点を
修正する時に、針先を超音波洗浄して常に針先を清浄な
状態でインク塗布ができるようになったので、インク塗
布量が一定になって所望の箇所のみ局部修正が可能とな
り、修正しても高い品質の製品がえられるようになっ
た。また洗浄によって針先の付着物も除去できるので、
コンタミ等の二次的欠点発生要因を排除でき、品質、生
産性向上が可能となる。

【００３７】また、本発明のカラーフィルターの製造方
法および製造装置によれば、上記部分欠陥修正方法およ
び装置を使用しているので、品質の高いカラーフィルタ
ーを、高い生産性で製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る部分欠陥修正装置の一実施例を示
す正面図である。

【図２】パターンが描画されている基板（カラーフィル
ター）の拡大平面図である。

【図３】本発明に係る部分欠陥修正装置の別の実施例を
示す正面図である。

【図４】図３における供給ユニットの詳細を示す平面図
である

【符号の説明】

１：基板（カラーフィルター） ３：Ｘ−Ｙステージ ４：インクアプリケータ ７：ディスペンサ部 ８：輻射ヒータ １０：赤外線ランプ １１：反射板 １２、１３、１４：画素 １７：針型インクアプリケータ １８：針 １９：インク供給ユニット ２０：インクタンク ２１：洗浄ユニット ２２：吸引器 ２５：洗浄タンク ２７：超音波振動子 ３１：孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パターン化された基板の欠陥部を選択し
   て、該欠陥部を液体で補修形成後に硬化して部分的に欠
   陥を修正する方法であって、赤外線光を補修形成部に集
   光させて補修形成部を硬化させることを特徴とする基板
   の部分欠陥修正方法。
2. 【請求項２】パターン化された基板の欠陥部を選択し
   て、該欠陥部を液体で補修形成後に硬化して部分的に欠
   陥を修正するする方法であって、液体を塗布する媒体を
   塗布前および／または塗布後に超音波洗浄することを特
   徴とする基板の部分欠陥修正方法。
3. 【請求項３】パターン化された基板の欠陥部を選択し
   て、該欠陥部を液体で補修する液体塗布装置と、該液体
   塗布装置により補修された補修形成部の液体を硬化させ
   る加熱装置を備えた部分欠陥修正装置において、前記加
   熱装置が、補修形成部に集光する赤外線加熱装置である
   ことを特徴とする基板の部分欠陥修正装置。
4. 【請求項４】パターン化された基板の欠陥部を選択し
   て、該欠陥部を液体で補修する液体塗布装置と、該液体
   塗布装置により補修された補修形成部の液体を硬化させ
   る加熱装置を備えた部分欠陥修正装置において、前記液
   体の塗布前および／または塗布後に液体の塗布媒体を洗
   浄する超音波洗浄装置を備えたことを特徴とする基板の
   部分欠陥修正装置。
5. 【請求項５】請求項１または２のいずれかの部分欠陥修
   正方法を用いてカラーフィルターを製造することを特徴
   とするカラーフィルターの製造方法。
6. 【請求項６】請求項３または４のいずれかの部分欠陥修
   正装置を用いたことを特徴とするカラーフィルターの製
   造装置。