JP2005107155A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、カラーフィルタを製版する際の工程において、欠陥を生じさせる原因を速やかに認識することができ、効果的に欠陥の発生を防止することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とするものである。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明は、カラーフィルタに存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、上記欠陥検出工程により検出された欠陥の情報に基づいて、上記欠陥の画像データを得た後、上記画像データを用いて欠陥を修正する修正工程とを有するカラーフィルタの製造方法において、上記修正工程における画像データから得られた情報を用いカラーフィルタを製版することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、カラー液晶ディスプレイに好適に用いることができるカラーフィルタの製造方法に関するものである。

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶表示装置、とりわけカラー液晶表示装置の需要が増加する傾向にある。このカラー液晶表示装置には、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色パターンを備えたカラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタのＲ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われる。

このようなカラーフィルタは、通常透明基板上に上記Ｒ、Ｇ、およびＢからなる画素部と、この画素部を区切るブラックマトリクスとを有しており、さらにこれら画素部およびブラックマトリクス上に液晶を駆動させるための透明電極等が形成されている。

このようなカラーフィルタの製造途中において、例えば、画素部またはブラックマトリクス等中に数μｍ〜数十μｍのゴミ等の異物が混入し、さらにこの異物が導電性のものであったり、高い誘電率を有するものであったりした場合は、液晶駆動用の電極の短絡や液晶の表示品質の低下等の不具合が生じる可能性がある。したがって、このような異物を製造時に混入させないようにすることが望ましいが、現実問題としてクリーンルーム等の異物の少ない環境で製造した場合でも、完全に異物の付着や内包のないカラーフィルタを製造することは不可能である。

また、カラーフィルタの製造途中に生じる欠陥としては、上述したゴミ等の異物を原因として生じる欠陥の他に、製造装置の不具合、パターニングの際に使用するマスクの不具合等を原因として生じる欠陥もある。このように製造装置等の不良を原因として生じる欠陥においては、位置、種類または部材等が同様である欠陥が複数のカラーフィルタに発生する不都合が生じる場合がある。

このような場合、製造装置の洗浄、マスクの交換等を行うことにより、欠陥の連続的な発生を阻止することが可能であるが、欠陥を生じさせる原因が認識されるまでには、ある程度の時間を要することから、原因が解消されるまでの間には、同様の原因から多くのカラーフィルタに欠陥を発生させることとなる。

なお、本発明に関する先行文献は発見されていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタを製版する際の工程において、欠陥を生じさせる原因を速やかに認識することができ、効果的に欠陥の発生を防止することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを主目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、カラーフィルタに存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、上記欠陥検出工程により検出された欠陥の情報に基づいて、上記欠陥の画像データを得た後、上記画像データを用いて欠陥を修正する修正工程とを有するカラーフィルタの製造方法において、上記修正工程における画像データから得られた情報を用いカラーフィルタを製版することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明においては、修正工程において得た画像データから得られる情報を用いることにより、欠陥を生じさせる原因を速やかに見出すことができる。したがって、カラーフィルタを製版する際の工程に、欠陥を生じさせる原因が見出された場合には、画像データから得られた情報に基づいて不良を改善することにより、欠陥の発生を効率的に防止することができる。

上記記載の本発明においては、上記修正工程において得られた欠陥の画像データは、修正工程により欠陥を修正する前の画像データおよび上記修正工程により欠陥を修正した後の画像データであることが好ましい。画像データから得られる情報の幅が広がることから、カラーフィルタを製版する際の工程に対して、より情報を活かすことができるからである。

本発明によれば、修正工程において得た画像データから得られる情報を用いることにより、欠陥を生じさせる原因を速やかに見出すことができる。したがって、カラーフィルタを製版する際の工程に、欠陥を生じさせる原因が見出された場合には、画像データから得られた情報に基づいて不良を改善することにより、欠陥の発生を効率的に防止することができる。

以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、カラーフィルタに存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、上記欠陥検出工程により検出された欠陥の情報に基づいて、上記欠陥の画像データを得た後、上記画像データを用いて欠陥を修正する修正工程とを有するカラーフィルタの製造方法において、上記修正工程における画像データから得られた情報を用いカラーフィルタを製版することを特徴とするものである。

本発明においては、修正工程で得た画像データから得られる情報を用いることにより、欠陥を生じさせる原因を速やかに見出すことができる。したがって、カラーフィルタを製版する際の工程に、欠陥を生じさせる原因が見出された場合には、画像データから得られた情報に基づいて不良を改善することにより、欠陥の発生を効率的に防止することができる。

なお、ここでいうカラーフィルタの製版とは、透明基板上にカラーフィルタを構成する各部材を形成することを意味し、例えば、透明基板上に、ブラックマトリクスまたは画素部等を形成する場合等を示すものである。

本発明においては、このようにカラーフィルタを製版する際に、後述する修正工程における画像データから得られる情報を用いることにより、生じ得る可能性がある欠陥を未然に防止することができる。

本発明において後述する修正工程における画像データから得られる情報としては、欠陥の状態を画像データで確認した際に、読み取ることができる情報であれば特に限定はされない。具体的には、白欠陥または黒欠陥等の欠陥の種類、欠陥が生じている部材、カラーフィルタを製版する際のどの工程で欠陥が生じたのか等の情報を挙げることができる。また、修正工程で得られる画像データは、複数のカラーフィルタにおける画像データであることから、複数のカラーフィルタに同様の欠陥が発生しているといった情報も得ることができる。

本発明において上述したような画像データから得られる情報を用い、カラーフィルタを製版する際の工程に反映させることにより、欠陥を防止することができる。すなわち、画像データから得られた情報を基に欠陥を生じさせる原因を見出し、そのような原因がカラーフィルタを製版する際の工程にある場合には、工程上の不良を改善することにより、同様の原因により何度も発生する欠陥を防止することができるのである。

例えば、画像データから得られた情報に基づいて不良を改善する方法としては、欠陥を生じさせる原因を解消できるのであれば特に限定はされない。具体的には、製造装置の洗浄、製造装置の部品の交換、マスクの交換、塗工液の粘度の調整等を挙げることができる。従来、このような不良の改善においては、ある程度、多くの欠陥が検出され、また、そのような欠陥を生じさせる原因が発覚するまでにある程度時間を要していたことから、迅速な対応は困難であった。しかしながら、本発明においては、修正工程において得られる欠陥の画像データを用いることにより、欠陥を生じさせる原因を速やかに見出すことができ、それにより不良の改善が行われるため、一度生じた欠陥に対して、繰り返し生じ得る可能性がある欠陥を、効率的に防止することができる。

また、カラーフィルタを製版する際に用いる画像データとしては、後述する修正工程により得られた画像データであれば特に限定はされないが、中でも、修正工程により欠陥を修正する前の画像データおよび修正工程により欠陥を修正した後の画像データであることが好ましい。例えば、後述する修正工程において、異物等を除去する際にレーザー光を照射した場合、そのようなレーザー光を照射することによっては除去できない欠陥の場合には、修正工程を経た後に得られる画像データにおいて、欠陥がそのまま残存している画像データが得られる。このような画像データを基に、別の修正方法を施すことにより、そのような欠陥を修正することができ、また、画像データから得られる情報の幅が広がり、よりカラーフィルタを製版する際の工程に活かすことができるからである。

以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について各工程に分けて説明する。

１．欠陥検出工程
まず、本発明における欠陥検出工程について説明する。本発明における欠陥検出工程とは、カラーフィルタに存在する欠陥を検出する工程である。

なお、ここでいう欠陥とは、カラーフィルタを構成する各部材における不具合を意味し、例えば、カラーフィルタを構成する各部材の内部または表面に存在する異物や、表示品質を低下させるような部材自体の凹凸、本来部材が形成されるべき箇所に部材が形成されていないことにより生じる白欠陥または、逆に本来部材が形成されるべきではない箇所に形成されている黒欠陥等を挙げることができる。

まず、本工程において欠陥を検出する欠陥検出方法としては、公知の方法を用いることが可能である。具体的に、欠陥検出方法について図面を用いて説明する。

図１は、本発明における欠陥検出方法の一例を図示した説明図である。まず、ムラ検査を行う。このムラ検査により、例えば、透明基板上に着色層が形成されたカラーフィルタについて本工程により欠陥を検出する場合には、着色層における膜厚のムラの有無を検査する。このムラ検査によりムラが検出された場合には、次に、モニター検査に移行する。

このムラ検査の結果を各カラーフィルタごとにコンピューター１で情報を管理する。次に、ムラ検査の結果に基づいて次のモニター検査により検査を要するカラーフィルタと、矢印２で示すように、モニター検査を省くことができるカラーフィルタとに振分ける。例えば、ムラが検出されず、次のモニター検査を要しないと判断された場合には、モニター検査は省かれる。また、モニター検査に係るカラーフィルタが多すぎ、モニター検査の検査機に余裕がないといった事情によっても、モニター検査が省かれる場合もある。

モニター検査に移行するカラーフィルタは、上記ムラ検査によりムラが検出されたカラーフィルタに限らず、ムラ以外の欠陥が生じている可能性が大きいカラーフィルタや、定期レビュー基板として選択されたカラーフィルタ等を挙げることができる。

次に、モニター検査を行う。モニター検査では、光をカラーフィルタに投光し、カラーフィルタの発色等を検査する感応検査を行う。このモニター検査における検査結果もコンピューター３により各カラーフィルタごとに情報を管理する。

このようなモニター検査を経た後、モニター検査およびムラ検査での検査結果から、次の目視レビューでの検査が必要か否かの振分けが行われ、目視レビューでの検査が必要と判断されたカラーフィルタは、次に目視レビューへと移行する。なお、目視レビューに移行するカラーフィルタは、上記ムラ検査またはモニター検査の結果から、目視レビューでの検査が指示されたカラーフィルタに限らず、欠陥が生じている可能性が大きいカラーフィルタや、定期レビュー基板として選択されたカラーフィルタ、上記モニター検査を行う検査機が満杯等の理由によりモニター検査が省かれたカラーフィルタ等も目視レビューの検査対象となる。また、モニター検査後の振分けにより、目視レビューによる検査を要しないと判断されたカラーフィルタ、または目視レビューに係るカラーフィルタが多すぎるといった事情から、矢印４に示すように、目視レビューが省かれたカラーフィルタは、さらに第１外観検査へと移行する。

次に、目視レビューを行う。目視レビューでは、上記モニター検査とは異なる波長領域を有する光をカラーフィルタに投光することにより、そのような光での発色等を検査する感応検査を行う。このような目視レビューにおける検査結果もコンピューター５により情報管理をする。

さらに、第１外観検査を行う。第１外観検査では、上述した検査よりも微細な欠陥の検出を行い、そのような検出結果もコンピューター６に入力する。そして、上記種々の検査結果から、高さ測定を行う必要があるか否かの振分けが行われる。高さ測定を要しないと判断されたカラーフィルタにおいては、矢印７に示すように高さ測定が省かれる。

次いで、高さの測定が指示されたカラーフィルタにおいて高さ測定により欠陥の高さが測定される。この高さ測定の結果についても各カラーフィルタごとにコンピューター８に入力する。

最後に、上述した種々の検査により検出された欠陥について、その欠陥の座標を検査する座標レビューを行う。同様に、欠陥が存在する座標をコンピューター９に入力する。この座標レビューにおいても、上記種々の検査結果から省かれる場合がある。この後、個々の検査の結果を集約し、このような欠陥検出方法により得られた欠陥の情報に基づいて、後述する修正工程において、欠陥の画像データを得るのである。

このような欠陥検出方法において、各々の検査において検出される欠陥の程度は、特に限定されるものではないが、後述する修正工程において修正を施さなくとも、製品として問題を生じない程度から、後述する修正工程において修正を行うことを要する程度まで幅広く検出することが好ましい。個々の検査からより多くの情報を得ることができ、最終的に種々の検査の結果を集約し、総合的に判断することにより後述する修正工程において修正することを必要とする欠陥の判断を精度の高いものとすることができるからである。

さらに、上述したような検査を行う際に使用する装置としては、一般的に使用されているものを用いることができる。

また、ここでいうカラーフィルタとは、透明基板と、この透明基板上に形成され、欠陥が形成される可能性がある着色層等の部材とを有するものであれば特に限定はされない。上記欠陥が形成される可能性がある部材としては、具体的には、ブラックマトリクスまたは画素部等の着色層、保護層等を挙げることができる。以下、本発明におけるカラーフィルタを構成する部材として、透明基板および着色層について説明する。

このような欠陥検出工程により欠陥が検出されるカラーフィルタにおいて、使用可能な透明基板としては、一般的に透明基板として用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材からなる透明基板を挙げることができる。

また、本発明における着色層として画素部は、単色からなる場合や、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色といった複数色からなる場合であってもよく、これらが種々のパターン、例えばモザイク状、トライアングル状、ストライプ状等のパターンで形成されるものである。本発明において、カラーフィルタを製版する際における、この画素部の形成方法としては、従来より行われている顔料分散法やインクジェット法による印刷法等を用いることが可能であり、本発明においては特に限定されるものではない。

さらに、本発明において用いられるブラックマトリックスとは、上記画素部を形成する画素部間に配置され、光を遮るために形成されたものである。上記透明基材上にブラックマトリックスを製造する方法は、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により、厚み１０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成する方法等を挙げることができる。

また、上記ブラックマトリックスとしては、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層であってもよく、用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂性ブラックマトリックスのパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。

２．修正工程
次に、本発明における修正工程について説明する。本発明における修正工程は、上記欠陥検出工程により検出された欠陥の情報に基づいて欠陥の画像データを得た後、前記画像データを用いて欠陥を修正する工程である。

本工程においては、欠陥を修正する前に、上記欠陥検出工程により得られた欠陥の情報に基づいて欠陥の画像データを得る。上述した欠陥検出工程においては検出された欠陥に対する各検査における断片的なデータが得られるだけであり、そのような欠陥に対するデータを、本工程により総合的に判断し、さらにそのような総合的に判断された欠陥について画像データを得た後、画像データを基に本工程により修正することが必要か否かの判断がされる。また、画像データを用いて欠陥を修正することにより、個々の欠陥に応じて適切な修正が可能である。

本工程において得られる画像データとしては、欠陥の状態を容易に認識することができるものであれば特に限定はされない。具体的には、コンピューターのモニター上に映し出された欠陥の拡大画像等を挙げることができる。このような画像データからは、上述したような欠陥に対する情報を容易に読み取ることができる。

このような画像データを得る方法としては、特定の光を欠陥に照射し、その反射光もしくは透過光をＣＣＤライセンサにて受光し、受光した結果を画像処理することにより画像データを得る方法等を挙げることができる。

また、本工程において画像データを用いて欠陥を修正する方法としては、公知の方法を用いることが可能である。例えば、画像データから欠陥が異物、突起、黒欠陥等であると確認された場合には、それらの欠陥を除去した後、除去後に形成される欠陥除去箇所に、所定の塗工液を塗布することにより修正する方法を挙げることができる。一方、画像データにより白抜き等の欠陥であると確認された場合には、所定の塗工液を白抜きが形成されている箇所に塗布することにより修正する方法を挙げることができる。

具体的に、欠陥が異物、突起、黒欠陥等でありこれらの欠陥を除去する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、レーザー光を照射する方法や、直接それらの欠陥をかきとる方法等を挙げることができる。例えば、レーザー光としては特に限定されるものではないが、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いることが可能であり、ＹＡＧは、第２高調波だけでなく、ＹＡＧ基本波、ＹＡＧ第３高調波、ＹＡＧ第４高調波等を用いてもよい。

また、異物等の欠陥を除去した後に形成される欠陥除去箇所や、白抜きが形成されている箇所に所定の塗工液を塗布する方法としては、微細な塗布を可能とする方法であれば特に限定はされない。具体的には、欠陥修正用針を用い、欠陥修正用針の先端に所定の塗工液を付着させ、この欠陥修正用針の先端を欠陥除去箇所または白抜きが形成されている箇所に接触させることにより塗工液を塗布する方法等を挙げることができる。

欠陥を修正する際に使用する塗工液としては、修正する部材を形成する際に用いる塗工液を使用することができる。例えば、ブラックマトリクス、着色層、保護層を修正する場合には、これらの部材を形成する際に用いた塗工液を塗布することにより修正することができる。

３．その他
上述した欠陥検出工程および修正工程は、カラーフィルタの製造段階において、欠陥が生じ得る可能性がある部材が形成された後に行われることから、そのような部材が形成された後であれば、いつ行っても特に限定はされない。例えば、ブラックマトリクス、画素部、または保護層等の各々部材が形成された後に行うことができる。また、画素部が複数色からなる場合には、各色ごとに行っても良い。

また、上述した修正工程を経た後は、カラーフィルタを構成する他の部材、例えば、保護層、配向膜、電極等を形成することにより、最終的にこれらが形成されたカラーフィルタを、歩留まり良く製造することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

本発明における欠陥検出工程の一例を示した説明図である。

Claims (2)

1. カラーフィルタに存在する欠陥を検出する欠陥検出工程と、
   前記欠陥検出工程により検出された欠陥の情報に基づいて、前記欠陥の画像データを得た後、前記画像データを用いて欠陥を修正する修正工程とを有するカラーフィルタの製造方法において、
   前記修正工程における画像データから得られた情報を用いカラーフィルタを製版することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記製版工程で用いる欠陥の画像データは、前記修正工程により欠陥を修正する前の画像データおよび前記修正工程により欠陥を修正した後の画像データ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の製造方法。
   

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