JP2008003284A

JP2008003284A - カラーフィルタの修正方法及び修正装置

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Publication number: JP2008003284A
Application number: JP2006172348A
Authority: JP
Inventors: Jun Yoshikawa; 潤吉川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2026-06-22
Also published as: JP4894370B2

Abstract

【課題】水銀ランプの劣化に伴うＵＶ修正液の硬化不足による不具合を発生させず、照射したＵＶ光の積算光量を一定に保ち、常に適正な硬化を行うカラーフィルタの修正方法及び修正装置を提供する。
【解決手段】１）予め、欠落部に充填したＵＶ修正液を適正に硬化させるＵＶ光の基準積算光量を設定しておき、２）被修正カラーフィルタのＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させる際に、該ＵＶ光の照射面での照度を測定し、３）測定した照度をもとに、数式（１）により得られる照射時間の照射を行い、該ＵＶ修正液にＵＶ光の基準積算光量を与える。
【選択図】図４

Description

本発明は、カラーフィルタの欠陥の修正に関するものであり、特に、ＵＶ光を熱源として用いたカラーフィルタの欠陥修正にて、ＵＶ修正液の硬化不足による不具合を発生させないカラーフィルタの修正方法及び修正装置に関する。

液晶表示装置やプラズマディスプレイパネルにおいて、カラー表示、反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは有用な手段となっている。この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの場合、画素として形成されて使用される。
図１は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図２は、図１に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。

図１、及び図２に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）が順次に形成されたものである。
図１、及び図２はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（５２）は１２個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１７インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。

ブラックマトリックス（５１）は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、着色画素（５２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの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にする機能を有している。

このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（５０）上にブラックマトリックスの材料として樹脂を用いた例である。
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（５０）上に、例えば、ブラックマトリックス形成用の黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたものである。

また、着色画素（５２）は、この樹脂ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（５０）上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型の着色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって、すなわち、着色フォトレジストの塗膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。赤色、緑色、青色の着色画素は順次に形成されている。

上記樹脂ブラックマトリックス（５１）或いは着色画素（５２）を形成する際に、画素（パターン）には欠陥が生じることがある。画素欠陥は、主として、画素の一部が欠落した白欠陥と異物の付着などによる黒欠陥に分類される。
白欠陥は、例えば、ガラス基板（５０）表面のフォトレジストの弾き、フォトレジスト中の気泡、画素上の異物の脱落に伴う膜剥がれなどにより生じる画素の欠落部、すなわち、ピンホールである。ピンホールのあるカラーフィルタが液晶表示装置に組み込まれると、白点として光って観視されるので表示品質を損ねる。

また、黒欠陥は、工程中で発生するパーティクル、作業場に浮遊する塵埃などが付着し
たものであり、画素上では突起となることが多い。この突起の高さが液晶表示装置の対向基板に接触するような高さであると、短絡を起こし表示品質を損ねる。従って、樹脂ブラックマトリックス（５１）或いは着色画素（５２）を形成する際に発生した白欠陥や黒欠陥などの画素（パターン）欠陥に対しては修正が施される
一般的な着色画素の大きさは、（６０〜１２０μｍ）×（１００〜３００μｍ）□の大きさであり、修正の対象となる欠陥の大きさは１０μｍφ程度以上となる。

ピンホールのように、着色画素の一部が欠落した欠陥に対しては、例えば、先端部を平坦状に加工した針の先端に修正液を付着させて、その修正液をピンホールに押しつけて修正する方法、ディスペンサーによって修正液を必要量滴下する方法、インクジェットにより修正液を吐出させる方法、欠陥部にフィルムを転写させる方法などが提案されている。また異物が付着、あるいは埋め込まれている場合には、針にて削り取ったり、レーザで異物を除去した後に、上記針、ディスペンサー、インクジェット、フィルム転写等の方法により修正が行なわれる。

この際の、修正液には、例えば、ＵＶ硬化型の修正液が用いられる。ＵＶ硬化型の修正液（ＵＶ修正液）を用いた際の修正液の硬化方法には、１）被修正カラーフィルタの全面にＵＶ光を照射して硬化させる方法と、２）被修正カラーフィルタの修正部に局所的にＵＶ光を照射して硬化させる方法に区分される。
被修正カラーフィルタの全面にＵＶ光を照射する方法では、その所要出力は比較的大きなものとなるので、画素欠陥を修正する修正装置とは別に、ＵＶ照射装置を設けることになる。
一方、局所的にＵＶ光を照射する方法では、その所要出力は比較的小さいために、修正装置に内蔵させることが可能になり、設置スペースの問題は少ない。

ＵＶ光の光源としては、水銀ランプなどを用いたＵＶ光源が広く用いられている。水銀ランプは点灯した累積時間とともに劣化する。すなわち、水銀ランプの発光強度は、点灯した累積時間とともに低下する。
従って、実際の修正作業において、ＵＶ修正液を硬化させる際の照射時間を一定に設定したままで長期間にわたって修正作業を継続すると、修正部に照射した積算光量は次第に減少したものとなる。
そして、ついには、ＵＶ修正液の硬化不足による不具合、例えば、硬化不足のＵＶ修正液が欠落部（修正部）から剥離するなどの問題が発生する。
特開２００６−１３３４３号公報特開２００３−４３２３６号公報特願２００４−３４５８２８号

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、水銀ランプをＵＶ光源として用いたカラーフィルタの欠陥の修正にて、水銀ランプを長期間にわたって使用しても、水銀ランプの劣化に伴うＵＶ修正液の硬化不足による不具合を発生させることのない、すなわち、照射したＵＶ光の積算光量を一定に保ち、常に適正な硬化を行うことのできるカラーフィルタの修正方法及び修正装置を提供することを課題とするものである。
これにより、長期間にわたって修正作業を継続しても、ＵＶ修正液の硬化不足による不具合は解消されたものとなる。

本発明は、ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥の修正方法において、
１）予め、前記欠落部に充填したＵＶ修正液を適正に硬化させるＵＶ光の基準積算光量を設定しておき、
２）被修正カラーフィルタの一部が欠落した欠落部にＵＶ修正液を充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させる際に、使用中に劣化する光源からの該ＵＶ光の照射面での照度を測定し、
３）該ＵＶ修正液へのＵＶ光の照射は、上記測定した照度をもとに、下記に示される数式（１）により得られる照射時間の照射を行い、
該ＵＶ修正液にＵＶ光の基準積算光量を与えることを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。

また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタ用ＵＶ修正液の硬化方法において、前記照度はＵＶ修正液の感度から定まる下限照度以上であり、照射時間は作業効率から定まる上限時間以下であることを特徴とするカラーフィルタの修正方法である。

また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの修正方法において、１）前記照度を測定する照度計を、被修正カラーフィルタを載置するステージの周辺部に設け、
２）前記照度を測定する際のＵＶ光は、該照度計の上方から照射して照度を測定し、
３）該測定した照度をもとに、前記数式（１）により得られる照射時間を算出する算出手段を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラーフィルタの修正方法である。

また、本発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するカラーフィルタの修正方法を用いたことを特徴とする修正装置である。

本発明は、１）予め、欠落部に充填したＵＶ修正液を適正に硬化させるＵＶ光の基準積算光量を設定しておき、２）被修正カラーフィルタの一部が欠落した欠落部にＵＶ修正液を充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させる際に、使用中に劣化する光源からの該ＵＶ光の照射面での照度を測定し、３）該ＵＶ修正液へのＵＶ光の照射は、上記測定した照度をもとに、前記数式（１）により得られる照射時間の照射を行い、該ＵＶ修正液にＵＶ光の基準積算光量を与えるカラーフィルタ用ＵＶ修正液の硬化方法であるので、水銀ランプを長期間にわたって使用しても、水銀ランプの劣化に伴うＵＶ修正液の硬化不足による不具合を発生させることのない、すなわち、照射したＵＶ光の積算光量を一定に保ち、常に適正な硬化を行うことのできるカラーフィルタの修正方法となる。

また、本発明は、前記照度はＵＶ修正液の感度から定まる下限照度以上であり、照射時間は作業効率から定まる上限時間以下であるカラーフィルタ用ＵＶ修正液の硬化方法なので、感度の異なるＵＶ修正液を用いてもＵＶ修正液を適正に硬化させることができ、また生産量に支障をきたすことなくＵＶ修正液を適正に硬化させることができるカラーフィルタの修正方法となる。

また、本発明は、上記カラーフィルタの修正方法を用いた修正装置であるので、照射したＵＶ光の積算光量を一定に保ち、常に適正な硬化を行うことのできるカラーフィルタの修正装置となる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図３は、本発明によるカラーフィルタの修正方法において用いられる、被修正カラーフィルタを載置するステージの一例を示す平面図である。
図３に示すように、このステージ（１０）には被修正カラーフィルタ（２０）が載置されており、照度を測定する照度計（３０）は、ステージ（１０）の周辺部、図３中、ステージ（１０）の左方に設けられている。

カラーフィルタの一部が欠落した欠落部にＵＶ修正液を充填し、このＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させる際には、図示せぬＵＶ照射装置に接続され、定位置にあるＵＶライトガイドが上記欠落部に充填されたＵＶ修正液の上方に移動し、ＵＶ修正液の上方より、その先端にある光射出部からＵＶ光を照射し、局所的にＵＶ光を照射して硬化させる方法の例である。

本発明においては、予め、前記欠落部に充填したＵＶ修正液を適正に硬化させるＵＶ光の基準積算光量を設定しておく。ＵＶ修正液の硬化の一例は、先ず、被修正カラーフィルタの一部が欠落した欠落部にＵＶ修正液を充填し、このＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させる際に、このＵＶ光の照射面での照度を測定する。
ＵＶライトガイドの光射出部は、図３に示す照度計（３０）の上方に移動して、照度計（３０）にＵＶ光の照射する。すなわち、水銀ランプの発光強度の変化（低下）を、受光する照射面での照射の変化（低下）でとらまえる。

次に、測定した照射面での照度（変化（低下）した照射）をもとに、与える積算光量が一定になるように、つまり、上記にて設定した基準積算光量になるように、算出手段を用い下記に示される数式（１）により照射時間を算出する。
続いて、ＵＶライトガイドは、被修正カラーフィルタの該当するＵＶ修正液の上方に移動し、ＵＶ修正液の上方より、その先端にある光射出部からＵＶ光を算出された照射時間の照射を行う。

これにより、水銀ランプの劣化が進行している状態であっても、該当するＵＶ修正液には、常に適正に硬化させるＵＶ光の基準積算光量が与えられる。従って、水銀ランプの劣化による積算光量の減少に伴って、ＵＶ修正液の硬化不足による不具合、例えば、硬化不足のＵＶ修正液が欠落部（修正部）から剥離するなどの問題は解消される。

具体的には、例えば、水銀ランプの稼働初期における照度が３，０００ｍＷ／ｃｍ²、照射時間が５ｓｅｃ、すなわち、基準積算光量が１５，０００ｍＪ／ｃｍ²である場合において、ある期間の稼働後の照度が、例えば、２，０００ｍＷ／ｃｍ²となった際には、１５，０００／２，０００＝７．５ｓｅｃが算出後の照射時間となる。

上記ＵＶ光の照射面での照度の測定、及び算出手段を用いた照射時間を算出の頻度は、例えば、１回／日、１回／週など適宜に行ってもよい。
尚、本発明における照度は、放射照度〔Ｗ／ｍ²〕であり、露光量の単位には〔Ｊ／ｍ²〕を用いている。

本発明に用いられるＵＶ照射装置としては、例えば、モリテックス（株）製：スポットエリア照射タイプＵＶ照射装置（商品名）、型番ＭＵＶ−２０２Ｕが挙げられる。このＵＶ照射装置は、水銀キセノンランプ２００Ｗを用いており、紫外線強度（３６５ｎｍ）は３，０００ｍＷ／ｃｍ²である。
また、ＵＶライトガイドとしては、例えば、モリテックス（株）：ＵＶ石英ライトガイド（商品名）、型番ＭＳＳ５−２０００Ｓ−ＵＶＩＩＩ、光射出部の口径：５ｍｍφが挙げられる。
また、照度の測定には、例えば、浜松ホトニクス（株）製：ＵＶパワーメーター（商品名）、型番Ｃ６０８０−１３が挙げられる。

図４は、本発明における基準積算光量と照度と照射時間の関係の一例を示す説明図である。図４に示す一例は、基準積算光量が１５，０００ｍＪ／ｃｍ²の例である。図４において、横軸は水銀ランプの使用（点灯）による劣化、すなわち、発光強度の低下、照度の低下を表している。縦軸は照射時間を表している。

前記のように、水銀ランプの稼働初期の段階では、照度が３，０００ｍＷ／ｃｍ²、照射時間が５ｓｅｃ、基準積算光量が１５，０００ｍＪ／ｃｍ²であることを表している（図４中、Ａ点）。図４中、Ｂ点で示すように、ある時間の使用（点灯）後の段階では、測定された照度は２，５００ｍＷ／ｃｍ²である。照度２，５００ｍＷ／ｃｍ²における前記数式（１）を用いた算出では、照射時間は６ｓｅｃとなり、基準積算光量１５，０００ｍＪ／ｃｍ²を満たしている。
以降、同様にして、使用（点灯）の累計時間に準じ、測定される照度は低下し、すなわち、水銀ランプの発光強度は低下し、算出される照射時間は長くなる。

図４において、Ｃ点は、本発明における下限照度となる。例えば、用いるＵＶ修正液の感度が１，５００ｍＷ／ｃｍ²以下では、適正に硬化しない場合であり、硬化に採用する照度の下限照度となる。測定した照度が、１，５００ｍＷ／ｃｍ²に達した際には、前記算出手段は、例えば、アラームを発する。水銀ランプを交換することになる。

また、図４において、Ｄ点は、本発明における上限時間となる。例えば、作業時間当たりの生産量を確保する上で、照射時間に与えられた上限時間であり、測定した照度から算出された照射時間を採用する照射時間の上限時間となる。
１２ｓｅｃが与えられた上限時間とすると、算出された照射時間が１２ｓｅｃに達した際には、前記算出手段は、例えば、アラームを発する。水銀ランプを交換することになる。尚、上記下限照度と上限時間は各々が独立したものである。

液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。図１に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。本発明によるカラーフィルタの修正方法において用いられる、被修正カラーフィルタを載置するステージの一例を示す平面図である。本発明における基準積算光量と照度と照射時間の関係の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０・・・ステージ
２０・・・被修正カラーフィルタ
３０・・・照度計
５０・・・ガラス基板
５１・・・（樹脂）ブラックマトリックス
５２・・・着色画素
Ａ・・・稼働初期の段階の基準積算光量を表している点である。
Ｂ・・・ある時間の使用後の照度を表している点である。
Ｃ・・・下限照度を表している点である。
Ｄ・・・上限時間を表している点である。

Claims

ガラス基板上に、ブラックマトリックス、着色画素が順次に形成されたカラーフィルタの一部が欠落したピンホールや、異物を除去した後の一部が欠落した欠落部をＵＶ修正液で充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させるカラーフィルタの欠陥の修正方法において、
１）予め、前記欠落部に充填したＵＶ修正液を適正に硬化させるＵＶ光の基準積算光量を設定しておき、
２）被修正カラーフィルタの一部が欠落した欠落部にＵＶ修正液を充填し、該ＵＶ修正液にＵＶ光を照射して硬化させる際に、使用中に劣化する光源からの該ＵＶ光の照射面での照度を測定し、
３）該ＵＶ修正液へのＵＶ光の照射は、上記測定した照度をもとに、下記に示される数式（１）により得られる照射時間の照射を行い、
該ＵＶ修正液にＵＶ光の基準積算光量を与えることを特徴とするカラーフィルタの修正方法。
前記照度はＵＶ修正液の感度から定まる下限照度以上であり、照射時間は作業効率から定まる上限時間以下であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの修正方法。
１）前記照度を測定する照度計を、被修正カラーフィルタを載置するステージの周辺部に設け、
２）前記照度を測定する際のＵＶ光は、該照度計の上方から照射して照度を測定し、
３）該測定した照度をもとに、前記数式（１）により得られる照射時間を算出する算出手段を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラーフィルタの修正方法。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載するカラーフィルタの修正方法を用いたことを特徴とする修正装置。