JP4778213B2 - 欠陥修正方法 - Google Patents

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Description

本発明は、吐出材を吐出対象物に対して吐出して該吐出対象物の欠陥を修正する欠陥修正方法に関し、詳しくは、軟化させたガラスパイプを引き伸ばすことにより、吐出針の針先が針本体部よりも細く形成することによって、吐出対象物の微小な欠陥部へ吐出材を充填して該欠陥部の修正をしようとする欠陥修正方法に係るものである。
従来のこの種の欠陥修正方法は、例えば液晶表示装置用カラーフィルタの欠陥修正方法として、カラーフィルタ上の欠陥部に対してＹＡＧレーザを照射して欠陥部をトリミングして拡大し、該トリミングされた欠陥部にディスペンサにより修正用のカラー紫外線硬化樹脂を充填し、紫外線を照射してカラー紫外線硬化樹脂を硬化して欠陥部を修正するものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１０９９１９号公報
しかし、このような従来の欠陥修正方法において使用されるディスペンサは、一般にステンレス製の吐出針を使用するものであったため、形成することができる針の最小内径は100μｍ程度であり、最小吐出量は1μＬ程度となっていた。これに対して、カラーフィルタのトリミングされた微小な欠陥部の修正に必要なカラー紫外線硬化樹脂の量は、約5pL〜20pLと微量であるため、従来のステンレス製吐出針を用いた場合には、トリミングされた欠陥部からカラー紫外線硬化樹脂が溢れ出てしまう問題があった。したがって、ディスペンサを使用する欠陥修正方法は実用になっていない。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、吐出対象物の微小な欠陥部へ吐出材を充填して該欠陥部の修正をしようとするディスペンサ及び欠陥修正方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１の発明による欠陥修正方法は、吐出対象物の欠陥部を修正するための吐出材を収容する容器と、該容器の先端に取り付けられ前記吐出材を前記欠陥部に吐出させる吐出針と、前記容器内の吐出材に正圧を付与して該吐出材を前記吐出針から吐出させる吐出制御手段とを備えるディスペンサを使用して、吐出対象物の欠陥部を修正する欠陥修正方法であって、前記欠陥部の大きさを計測し、大きさの異なる矩形状の複数のトリミングサイズからその一つを前記欠陥部の大きさに応じて選択して該欠陥部をトリミングし、該トリミングされた欠陥部に対して前記選択されたトリミングサイズに応じて予め設定された吐出回数だけ前記吐出材を吐出するものである。
また、前記ディスペンサの吐出針は、加熱軟化させたガラスパイプを引き伸ばすことにより、針先が針本体部よりも細くなった形状に形成されたものである。これにより、加熱軟化されたガラスパイプを引き伸ばすことにより、針先が針本体部よりも細くなった形状に形成されたディスペンサの吐出針から被吐出対象物の微小な欠陥部に吐出材を吐出する。
さらに、前記吐出材は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂である。これにより、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂で欠陥部を充填して修正する。
そして、前記吐出対象物は、カラーフィルタ基板である。これにより、カラーフィルタ基板のカラーフィルタの欠陥を修正する。
また、第２の発明による欠陥修正方法は、吐出対象物の欠陥部を修正するための吐出材を収容する容器と、該容器の先端に取り付けられ前記吐出材を前記欠陥部に吐出させる吐出針と、前記容器内の吐出材に正圧を付与して該吐出材を前記吐出針から吐出させる吐出制御手段とを備えるディスペンサを使用して、吐出対象物の欠陥部を修正する欠陥修正方法であって、前記ディスペンサの吐出針から１回の吐出動作により吐出される吐出材の吐出量及び塗布厚に基づいて予め設定されたトリミングサイズで前記欠陥部をトリミングして大きくし、該トリミングして大きくされた欠陥部に前記吐出針から１回の吐出動作により吐出材を吐出するものである。
請求項１に係る発明によれば、欠陥部が小さい場合には、それに応じてサイズの小さいトリミングサイズを選択してトリミングし、吐出材の吐出量を少なくすることができる。したがって、欠陥修正に使用する吐出材の使用量を抑制することができる。また、欠陥部が大きい場合には、それに応じてサイズの大きいトリミングサイズを選択してトリミングすると共に吐出回数を多くして吐出材を充填することができる。これにより、１本の吐出針で異なるサイズのトリミング部に対しても対応することができる。
また、請求項２に係る発明によれば、内径Ｄが数μｍ〜数十μｍの吐出針を容易に形成することができる。したがって、微量の吐出材の吐出が可能となり、ディスペンサを使用して吐出対象物の微小な欠陥部の修正を行うことができる。
さらに、請求項３に係る発明によれば、吐出材として紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂を用いたことにより、硬化時の体積変化を数％に抑えることができ、塗布厚のコントロールが容易になる。
そして、請求項４に係る発明によれば、吐出対象物をカラーフィルタ基板としたことにより、液晶表示装置のカラーフィルタの欠陥修正を行うことができる。
また、請求項５に係る発明によれば、欠陥部の大きさに係らず１回の吐出量及び塗布厚に基づいて予め定められたトリミングサイズでトリミングすればよく、欠陥部の大きさを計測する必要が無い。したがって、欠陥修正作業が簡便となり、欠陥修正作業の時間を短縮することができる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるディスペンサの実施形態を示す概念図である。このディスペンサは、吐出材を吐出対象物に対して吐出して該吐出対象物の微小な欠陥部を修正するために使用するもので、容器１と、吐出針２と、吐出制御手段３とを備えている。
上記容器１は、吐出対象物の欠陥部を修正する吐出材を貯留するタンクであり、例えば吐出対象物がカラーフィルタ基板である場合には、吐出材としてカラーフィルタのカラー紫外線硬化樹脂４を貯留する。このカラー紫外線硬化樹脂４は、紫外線の照射により硬化するものであり、硬化時の体積変化は数％であるため塗布厚のコントロールが容易である。これに対して、吐出材として熱硬化性樹脂も使用することができるが、この熱硬化性樹脂は、硬化時の体積変化が約50％であるため所定の塗布厚を得るためには、塗布厚の約2倍の熱硬化性樹脂を吐出しなければならず、熱硬化性樹脂がトリミングされた欠陥部から溢れ出る虞がある。そこで、以下の説明では、吐出対象物としてカラーフィルタ基板を使用し、吐出材としてカラー紫外線硬化樹脂４を使用する場合について述べる。
上記容器１の先端部には、吐出針２が設けられている。この吐出針２は、カラー紫外線硬化樹脂４をカラーフィルタ基板の欠陥部１１（図４参照）に吐出させるガラスパイプ製のものである。この場合、カラーフィルタの欠陥修正に必要なカラー紫外線硬化樹脂４の量は、カラーフィルタの膜厚を2μｍとすると、トリミングサイズが例えば50μｍ×50μｍのときには5pL、100μｍ×100μｍのときには20pLと微量であるため、吐出針２は、図２に示すように加熱軟化させたガラスパイプを引き伸ばすことにより、針先２ａが針本体部２ｂよりも細くなった形状に形成されている。ガラスパイプは、加熱軟化させて細く引き伸ばすとそれに伴ってパイプの内径も小さくなり、内径Ｄが数μｍ〜数十μｍの細い針先２ａも容易に形成することができる。
図３は、吐出針２の内径Ｄと１回当たりの吐出量Ｖ及び異なる三つのサイズのトリミング部を充填するのに必要な吐出回数との関係を参考のために示したものである。吐出量Ｖは、エア圧力、吐出時間及びカラー紫外線硬化樹脂４の粘度等によって異なるが、ここでは、図２に示す針先２ａの長さＬの部分にあるカラー紫外線硬化樹脂４が１回の吐出動作で吐出されるものとして計算したものである。
上記トリミングのサイズが欠陥部１１の大きさに応じて選択できる場合に、選択可能なトリミングサイズが例えば50μｍ角、70μｍ角及び100μｍ角のとき、各サイズのトリミング部を充填可能な吐出回数は、内径Ｄが3μｍ〜19μｍの吐出針２について図３に示すものとなる。なお、同図において斜線で示す領域Ａは、対応サイズのトリミング部の体積に比して１回の吐出量が多すぎるため、上記トリミング部からカラー紫外線硬化樹脂４が溢れ出るために適用できない領域である。また、領域Ｂは、各トリミング部を充填するのに11回以上の吐出を繰り返す必要があり、タクトが長くて好ましくない領域である。
図３によれば、１本の吐出針２で上記三つのサイズのトリミング部に対応できるのは、同図において太い破線で囲まれた内径Ｄが6μｍ〜9μｍの吐出針２である。したがって、この場合、吐出針２は針先２ａの内径Ｄが6μｍ〜9μｍとなるように形成する。なお、上記トリミングサイズは、例えば、欠陥部１１の大きさが30μｍ≦Ｓ＜50μｍのときには50μｍ角を、また50μｍ≦Ｓ＜70μｍのときには70μｍ角を、さらに70μｍ≦Ｓ＜100μｍのときには100μｍ角を選択するようにする。
上記容器１には、図１に示すように、配管チューブ６を介して吐出制御手段３が接続されている。この吐出制御手段３は、上記容器１に貯留したカラー紫外線硬化樹脂４に正圧を作用させるものであり、エアタンク７と、タイマー８と、電磁バルブ９と、流量制御バルブ１０とを備えている。ここで、エアタンク７は、例えばエアポンプから供給されたエアを一時的に貯留するものであり、流量制御バルブ１０を介して電磁バルブ９に接続されている。また、タイマー８は予め設定された時間だけスイッチをＯＮして電磁バルブ９に通電させるものであり、電磁バルブ９は通電のＯＮ又はＯＦＦによりバルブの開閉動作をするものである。これにより、吐出制御手段３は、タイマー８に設定された時間だけ電磁バルブ９を開かせ、エアタンク７に一時的に貯留されたエアを流量制御バルブ１０によって流量制御しながら配管チューブ６を介して上記容器１に供給し、容器１内に導入されたエアの正圧によりカラー紫外線硬化樹脂４を容器１の吐出針２から適量吐出させるように動作する。
このように、本発明のディスペンサによれば、吐出針２をガラスパイプ製とし、加熱軟化させたガラスパイプを引き伸ばして針先２ａを細く形成したことにより、内径Ｄが数μｍ〜数十μｍの吐出針２を容易に形成することができる。したがって、微量のカラー紫外線硬化樹脂４の吐出が可能となり、ディスペンサを使用してカラーフィルタの微小な欠陥部の修正を行うことができる。
次に、上記ディスペンサを使用してカラーフィルタの欠陥部を修正する欠陥修正方法を、図４及び図５を参照して説明する。
先ず、第１ステップにおいては、図示省略の例えば観察用ＣＣＤカメラの対物レンズを通して、カラーフィルタ上に欠陥部を検出し、例えば対物レンズに備えたゲージにより欠陥部の大きさを計測する。
第２ステップにおいては、カラーフィルタ５の欠陥部の大きさに応じてトリミングサイズが選択される。この選択は、トリミング用レーザ光線の通過するスリットを選択することによって行われる。例えば、欠陥部の大きさＳが30μｍ≦Ｓ＜50μｍのときには50μｍ角のスリットが、また50μｍ≦Ｓ＜70μｍのときには70μｍ角のスリットが、さらに70μｍ≦Ｓ＜100μｍのときには100μｍ角のスリットが選択されることになる。
第３ステップにおいては、上記選択されたスリットを通して図４（ａ）に示すように、欠陥部１１に対してトリミング用の例えば532nm又は355nmのレーザ光線１２が所定時間だけ照射され、欠陥部１１がトリミングされて大きくされる（図５（ａ）参照）。このトリミングは、カラーフィルタ５上に付着した異物等の突起物を除去するためや、欠陥部１１へ注入されるカラー紫外線硬化樹脂４が欠陥部１１から溢れないように、１回の吐出動作で吐出針２から吐出されるカラー紫外線硬化樹脂４の吐出量を考慮して欠陥部１１を意図的に大きくするために行うものである。
第４ステップにおいては、図４（ｂ）に示すように吐出針２の針先２ａが欠陥部１１に位置付けられる。この状態で図示省略の吐出開始スイッチを押下すると、図１に示す吐出制御手段３のタイマー８が動作し、予め設定した時間だけ電磁バルブ９を開く。これにより、圧縮エアがエアタンク７から流量制御バルブ１０で流量調整されながら配管チューブ６を介して容器１に供給される。そして、容器１内のカラー紫外線硬化樹脂４にエアによる正圧が付与され、カラー紫外線硬化樹脂４は吐出針２からトリミングされた欠陥部１１に吐出される（図５（ｂ）を参照）。この場合、例えば内径Ｄが6μｍの吐出針２を使用し、欠陥部１１の大きさＳに応じてトリミングサイズとして50μｍ角が選択されたときには、図３に示すように１回の吐出動作が実行され、70μｍ角が選択されたときには４回の吐出動作が実行され、100μｍ角が選択されたときには10回の吐出動作が実行される。
第５ステップにおいては、上記対物レンズを通して、図４（ｃ）に示すように、例えば355nm（紫外線）のレーザ光線１３が所定時間だけ照射され、欠陥部１１に吐出されたカラー紫外線硬化樹脂４を硬化させる（図５（ｃ）を参照）。これにより、図４（ｄ）に示すように欠陥部１１の修正が完了する（図５（ｄ）を参照）。
なお、上記第２ステップにおいて、予め設定された三つのトリミングサイズから欠陥部１１の大きさに応じて一つを選択するのではなく、１回の吐出量及び塗布厚が予め分かっている場合には、欠陥部１１の大きさに係らず上記吐出量及び塗布厚に基づいて算出されたトリミングサイズを常時設定するようにしてもよい。具体的には、例えば内径Ｄが19μｍの吐出針２を使用したとき、１回の吐出量が図３に示すように19.8pLである場合には、欠陥部１１の大きさに係らずトリミングサイズを100μｍ角に常時設定してトリミングすればよい。この場合、１回の吐出動作によりトリミング部をカラー紫外線硬化樹脂４で略満たすことができる。
このように、本発明の欠陥修正方法によれば、欠陥部１１をトリミングするために予め設定された複数のサイズからその一つを欠陥部１１の大きさに応じて選択可能にしたことにより、欠陥部１１が小さい場合にはトリミングサイズを小さくしてカラー紫外線硬化樹脂４の吐出量を少なくすることができる。したがって、カラーフィルタ５の欠陥修正に使用するカラー紫外線硬化樹脂４の使用量を抑制することができる。
また、トリミングサイズに応じて設定された吐出回数だけカラー紫外線硬化樹脂４を吐出するようにしたことにより、１本の吐出針２で異なるサイズのトリミング部に対しても対応することができる。
さらに、１回の吐出量及び塗布厚が予め分かっている場合には、欠陥部１１の大きさに係らず上記吐出量及び塗布厚に基づいて算出されたトリミングサイズを常時設定すれば、欠陥部１１の大きさを計測する必要が無く、欠陥修正作業が簡便となる。したがって、欠陥修正作業の時間を短縮することができる。
以上、吐出対象物としてカラーフィルタ基板を用いた場合について説明したが、これに限られず、例えば配線回路等の膜の欠陥修正にも適用することができる。
本発明によるディスペンサの実施形態を示す概念図である。 上記ディスペンサの吐出針を示す縦断面図である。 吐出針の内径と１回当たりの吐出量及び異なる三つのサイズのトリミング部を充填するのに必要な吐出回数との関係を示す図である。 本発明による欠陥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。 本発明による欠陥修正方法を説明するカラーフィルタ基板の平面図である。
符号の説明
１…容器
２…吐出針
２ａ…針先
２ｂ…針本体部
３…吐出制御手段
４…カラー紫外線硬化樹脂（吐出材）
５…カラーフィルタ
１１…欠陥部

Claims (5)

  1. 吐出対象物の欠陥部を修正するための吐出材を収容する容器と、該容器の先端に取り付けられ前記吐出材を前記欠陥部に吐出させる吐出針と、前記容器内の吐出材に正圧を付与して該吐出材を前記吐出針から吐出させる吐出制御手段とを備えるディスペンサを使用して、吐出対象物の欠陥部を修正する欠陥修正方法であって、
    前記欠陥部の大きさを計測し、
    大きさの異なる矩形状の複数のトリミングサイズからその一つを前記欠陥部の大きさに応じて選択して該欠陥部をトリミングし、
    該トリミングされた欠陥部に対して前記選択されたトリミングサイズに応じて予め設定された吐出回数だけ前記吐出材を吐出する、
    ことを特徴とする欠陥修正方法。
  2. 前記ディスペンサの吐出針は、加熱軟化させたガラスパイプを引き伸ばすことにより、針先が針本体部よりも細くなった形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の欠陥修正方法。
  3. 前記吐出材は、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の欠陥修正方法。
  4. 前記吐出対象物は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥修正方法。
  5. 吐出対象物の欠陥部を修正するための吐出材を収容する容器と、該容器の先端に取り付けられ前記吐出材を前記欠陥部に吐出させる吐出針と、前記容器内の吐出材に正圧を付与して該吐出材を前記吐出針から吐出させる吐出制御手段とを備えるディスペンサを使用して、吐出対象物の欠陥部を修正する欠陥修正方法であって、
    前記ディスペンサの吐出針から１回の吐出動作により吐出される吐出材の吐出量及び塗布厚に基づいて予め設定されたトリミングサイズで前記欠陥部をトリミングして大きくし、
    該トリミングして大きくされた欠陥部に前記吐出針から１回の吐出動作により吐出材を吐出する、
    ことを特徴とする欠陥修正方法。
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