カラーフィルタの欠陥修正方法および欠陥修正装置
【課題】カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色画素上のＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥をレーザ光で除去する際に、除去すべき欠陥の周辺に対してダメージを最小にする欠陥の修正方法を提供すること。
【解決手段】欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更する、あるいは、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整する。
【解決手段】欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更する、あるいは、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色画素上の欠陥をレーザ光で除去する欠陥修正方法、ならびに欠陥修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型ディスプレイ装置が多く使われるようになってきており、中でもＬＣＤ（液晶表示装置）は、特にカラーフィルタによって色表示を行う多色カラータイプがテレビ、モニタ、携帯端末等の表示パネルに利用が進んでいる。多色カラー化のために一般にマイクロセル構造のカラーフィルタが多用され、カラーフィルタは液晶表示パネルの表示品質を決める重要な役割を担っている。カラーフィルタはガラス板やプラスチック板などの透明基板上に所定の色の画素色層を形成している。また、液晶の配向を制御するために、画素色層上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化亜鉛などからなる透明電極を形成している。
【０００３】
従来は、カラーフィルタとして、ここまでの構成物を指していたが、さらに近年は特に液晶セルの大型化、狭ギャップ化に伴って、セルギャップ制御用に従来はセル化工程で散布していたビーズスペーサに代わり、フォトスペーサ、ポストスペーサなどとも呼ばれる、感光性樹脂により選択的に形成される固定スペーサ（ＰＳと略称する、以下同様）パターンを形成することが多い。
【０００４】
また、ＬＣＤの応用分野が広がるにつれて、その視野角の狭さが問題となり、種々の改良提案がなされてきた。中でもＶＡ（Vertical Alignment）方式とＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の２方式は、大型の高品位テレビ用途に利用が進んでいる。
【０００５】
ＶＡ方式は、初期状態の液晶の垂直配向を基本にしており、誘電率異方性が負のネマチック液晶が使われる。電圧印加により、液晶分子が立った状態から寝た状態に変化し、偏光板との組み合わせで、暗から明に透過率が変化する。電圧無印加の初期状態に黒表示となるＶＡ方式は一般的により黒い色が出せるため、コントラストが高く、通常のＴＮ（Twisted Nematic）方式より応答速度も速い。
【０００６】
ＶＡ方式で視野角を改善する手段として、一つの画素中で液晶分子の配向状態を変える分割配向を行うように複数のドメインを形成するマルチドメイン配向が一般的であるが、これは温度変化や中間調表示に対しても均一性を維持する方法として適している。
【０００７】
マルチドメイン配向を実現する手段としては、カラーフィルタに形成した、液晶分子の配向を制御する電極に突起部を形成したり、スリット等の開口部を設けたりする方法がある。例えば、液晶垂直配向（以下、ＶＡと略称する）パターンとしてリブ状の突起部を形成して画素上の液晶にマルチドメイン配向させるためのきっかけを与える部位を透明電極上に設ける場合、突起部の傾斜面が液晶分子の傾きに影響を与える。従って、前記突起部の平面配置を画素上にどのように設計するかにより、マルチドメイン配向の組み合わせ状態が決められる。
【０００８】
前記ＶＡパターンと称するリブ状の突起部は、通常、主リブと枝リブの２種類のパターンがジグザグに屈曲した帯形状を形成し、５〜１０μｍ程度の線幅を有する。一般にフォトリソグラフィー法による製造プロセスにおけるプロセス条件により、リブ状の突起部の高さや幅、形状が変動する。また、前記プロセス条件による変動とは別に、ＶＡパターンの主リブや枝リブの一部が欠けたり出っ張ったりする形状欠陥が生じると、欠陥部分の面
積以上の領域にわたって、液晶のマルチドメイン配向の状態に影響を与えて液晶表示不良を引き起こしたりするので、前記セルギャップ制御用のＰＳパターンの欠陥と同様に、ＶＡパターン欠陥品の流出は特に避けなければならない。
【０００９】
一方、カラーフィルタ製造工程における前工程段階の着色画素形成時の異物欠陥品の流出を避けるための一般的な手法として、従来より、カラーフィルタの着色層の異物を検出して、レーザ光により異物を除去したり、異物除去された画素区画内に着色樹脂を埋める等の修正方法が行われてきた（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平６−１００６８３号公報
【特許文献２】特開平３−２７４５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記ＶＡパターンやＰＳパターンを着色画素上の透明電極上に形成して、それらＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥を除去する場合にも、着色層の異物除去の場合と同様に、パターン自身の出っ張りやパターン上またはパターンに埋め込まれた異物を、レーザ光により除去する方法が試みられてきた。特に、可視光での透明性の高い樹脂を用いるＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去するには、波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波のような紫外光による非熱的なアブレーション加工が適している。紫外域では、透明樹脂といえども光の吸収が高まり、分子間結合を切断させたり、原子を遊離させることができるので、不具合部分の除去には好都合である。
【００１２】
しかし、上記ＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去するためのレーザ光は、同時に周辺下層に既に正常に形成されている着色層の一部や透明電極を破壊することがあり、カラーフィルタ製造工程における後工程での修正が、既に検査・修正まで終了している前工程の構成物や透明電極にダメージを与えるという不具合を引き起こす。レーザ光の照射位置やビーム径を最適化して、除去すべき部分のみを正確に除去するための制御を向上することにより、一定の改善は可能ではあるが、テレビ向け等の大型パネル用のカラーフィルタに対しては、比較的広い修正面積に適用するためにレーザ光照射時のスリットサイズを大きくするので、照射面のエネルギーの均一性に偏りが生じ易い。このため、前工程の構成物や透明電極に与えるダメージは影響が大きく、その修復には大きな困難を伴うことが多い。
【００１３】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色画素上のＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥をレーザ光で除去する際に、除去すべき欠陥の周辺に対してダメージを最小にする欠陥の修正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方
法である。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記レーザ光として、ＹＡＧレーザ第４高調波を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記欠陥部として、着色樹脂上の液晶垂直配向（ＶＡ）パターンまたは液晶セルギャップ制御用の固定スペーサ（ＰＳ）パターンの欠陥部とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率を計測する手段と、計測した透過率の最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光の照射強度を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置である。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項２、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部の高さを計測する手段と、計測した高さの最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、カラーフィルタの着色画素上のＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥をレーザ光で除去する際に、欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更する、あるいは、欠陥部の高さまたは下地の透明電極の厚みに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することにより、除去すべき欠陥の周辺に対してダメージを大幅に低減することができる。また、欠陥部またはその近傍の状態を適正なランクで分類して、レーザ光の照射を最適化することを自動的に行うことができるので、正確な修正を短時間で効率良く実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の欠陥修正方法の手順の一例を示すためのフロー図である。
【図２】本発明の欠陥修正方法の手順の他の一例を示すためのフロー図である。
【図３】ＶＡ方式のカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一般的な構成を説明するための模式断面図である。
【図４】本発明の欠陥修正装置の一例を示すための模式構成図である。
【図５】本発明の欠陥修正装置の他の一例を示すための模式構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に従って述べる。
【００２３】
図３に示す模式断面図に従って、マルチドメインタイプのＶＡ方式のカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタの構成を説明すると、ガラス等の透明基板１上に、ブラックマトリクス２による光遮蔽パターンが色別の画素区画としての仕切りを形成し、着色樹脂３が異なる色による着色パターン３１、３２、３３の繰り返し配列により、各色別の画素区画を埋める。着色樹脂３は、ブラックマトリクス２と適宜オーバーラップし、さらに透明電極４により覆われる。着色パターン３１、３２、３３の上方には、透明電極４を挟んで、液晶垂直配向をマルチドメインで規制するための突起部となるＶＡパターン５が形成される。また、ブラックマトリクス２の上方の選択的な位置に、セルギャップを規制するためのＰＳパターン６が形成される。
【００２４】
前記透明電極４は、スパッタリング法等による薄膜形成手段により有効部に全面形成されるが、他のブラックマトリクス２、着色樹脂３からなる着色パターン３１、３２、３３、およびＶＡパターン５、ＰＳパターン６は、感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィー法により形成されることが多い。
【００２５】
図１は、本発明の欠陥修正方法の手順の一例を示すためのフロー図である。
本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、修正対象とするカラーフィルタを位置座標の特定できる可動ステージ上に準備し（１）、予め記憶データとして保持する検査基準と照らし合わせて（２）、特徴抽出法や比較検査法による欠陥の抽出処理を行う（３）。上記の処理の結果を、予め記憶データとして保持する修正基準と照らし合わせて（４）、修正判断を行う（５）。修正判断の結果、レーザ光照射による除去を行う修正対象とすべき欠陥に対しては、（７）以降の手順に進むが、レーザ光照射による除去を行う修正対象として相応しくない場合は、別途処理（６）とする。別途処理（６）の内容は、製造工程への再処理戻しや、ＮＧ品としての処理や、判断保留の場合等、種々のケースがあるが、詳細は省略する。
【００２６】
なお、上記検査による欠陥抽出処理は、本発明の修正方法の手順と一体にして一環処理として表しているが、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを本フローの（３）に組み込んで以下の処理に繋げることもできる。検査による欠陥抽出処理には、カラーフィルタに対する反射光源や透過光源からの検出光をＣＣＤカメラ等の撮像手段により撮像して、検査データをデータ処理部に入力し、正常パターンとの直接比較や設計データとの比較によって、異常部を判定する手法を用いることができ、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの形状欠陥を検出、判定することも可能である。
【００２７】
前記修正対象とすべき欠陥に対して、本例では、レーザ光の照射強度を選択するための一連の処理を行う。即ち、ブラックマトリクスで区画された着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去する場合、対象とする欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂に観察ポイントを移動する（７）。ここで比較参照樹脂とは、前記修正対象とする欠陥が載っている下地としての着色樹脂と同色の着色樹脂部分であって、欠陥を同位置上に載せてはいないが、前記欠陥とは１ピッチ程度の距離にある欠陥部近傍を指し、比較検査法による欠陥検出に用いる参照部位と同じ箇所を用いることができる。また、ブラックマトリクス上のＰＳパターンのように、画素境界部に修正対象となる欠陥が存在する場合も、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂を、近傍の正常なブラックマトリクスとみなすことができる。
【００２８】
前記比較参照樹脂に観察ポイントを移動した後、欠陥修正に使用するレーザ光の波長における比較参照樹脂の透過率を測定する（８）。透過率の測定には輝度計を用いる。カラーフィルタを修正のためにセットする前に、予めレーザ光の照射輝度を計測しておき、対象とする比較参照樹脂を透過した後の輝度と照射輝度との比率で透過率を表すことができる。但しこの場合の比較参照樹脂の透過率とは、透明電極を含む透過率を測定することになるが、着色層と透明電極層とを含めて修正時のダメージを軽減することが本発明の狙いであるから、実用上、何ら問題は無い。
【００２９】
次に、測定された比較参照樹脂の透過率に応じて、レーザ光の照射強度を決める手順に入る。比較参照樹脂の透過率が高い場合は、レーザ光により欠陥を除去した後に欠陥の下部に到達したり、欠陥をはみ出して漏れた光により欠陥の周辺に照射されたりするレーザ光が多少多めであっても、下部や周辺のエネルギーの吸収率が低いため、大きなダメージを与え難い。一方、比較参照樹脂の透過率が低い場合は、欠陥の下部や周辺のエネルギー
の吸収率が高いことを意味しているため、比較参照樹脂の透過率が高い場合に較べて、下部も含めた欠陥の周辺に大きなダメージを与え易い。
【００３０】
上記の事情により、比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、修正対象欠陥に対するレーザ光の照射強度を変更する。比較参照樹脂のレーザ光透過率の高低をどのように解釈して分類すべきかは、実際の欠陥修正の場面により異なるため、実用データに基づいて分類することが妥当であるので、予め透過率分類情報を提供しておき（９）、比較参照樹脂のレーザ光透過率として計測される生データの内、同一色の同一画素内の最頻値を透過率分類情報に基づいて、ランク付けすることができる（１０）。
【００３１】
次に、比較参照樹脂のレーザ光透過率最頻値のランク付けの結果を、予め記憶データとして保持する前記ランク別のレーザ光照射基準と照らし合わせて（１１）、レーザ光の照射強度を決めることができる。なお、レーザ光の照射に先立って、修正対象の欠陥部がレーザ光照射系と対応する位置に来るように、カラーフィルタを載せた可動ステージを移動し（１２）、レーザ光照射系から決められた照射強度で、レーザ光を照射する（１３）。
【００３２】
上記の手順により欠陥の除去修正が適切に行われたことを、修正結果の検査として行い（１４）、予め記憶データとして保持する検査基準（１５）に従って、結果判定し（１６）、不具合の場合はＮＧ品処理として特別に扱う（１７）が、良好な場合には、修正工程を終了する。なお、修正結果の検査（１４）以降の手順は、前記欠陥抽出処理（３）の手順と同様に、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを利用することができる。
【００３３】
本発明は、上述のように、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法の内、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更することを特徴とするが、特に、レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるパターンの不具合部分を除去するのに有利である。
【００３４】
また、本発明は、カラーフィルタの除去修正対象とする欠陥の内、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥部のように製造工程の中で後工程にあって、前工程で形成された部分にダメージをあまり与えないことが期待される部分を修正対象とすることが相応しい修正方法である。また、前記レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波のようなＵＶ光を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去する上で、特に有利となる。
【００３５】
図２は、本発明の欠陥修正方法の手順の他の一例を示すためのフロー図である。
本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、修正対象とするカラーフィルタを位置座標の特定できる可動ステージ上に準備し（１）、予め記憶データとして保持する検査基準と照らし合わせて（２）、特徴抽出法や比較検査法による欠陥の抽出処理を行う（３）。上記の処理の結果を、予め記憶データとして保持する修正基準と照らし合わせて（４）、修正判断を行う（５）。修正判断の結果、レーザ光照射による除去を行う修正対象とすべき欠陥に対しては、（７）以降の手順に進むが、レーザ光照射による除去を行う修正対象として相応しくない場合は、別途処理（６）とする。別途処理（６）の内容は、製造工程への再処理戻しや、ＮＧ品としての処理や、判断保留の場合等、種々のケースがあるが、詳細は省略する。
【００３６】
なお、上記検査による欠陥抽出処理は、本発明の修正方法の手順と一体にして一環処理として表しているが、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを本フローの（３）に組み込んで以下の処理に繋げることもできる。検査による欠陥抽出処理には、カラーフィルタに対する反射光源や透過光源からの検出光をＣＣＤカメラ等の撮像手段により撮像して、検査データをデータ処理部に入力し、正常パターンとの直接比較や設計データとの比較によって、異常部を判定する手法を用いることができ、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの形状欠陥を検出、判定することも可能である。
【００３７】
前記修正対象とすべき欠陥に対して、本例では、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整するための一連の処理を行う。即ち、欠陥部の高さを計測するための高さ測定ユニットを予め準備し、そのユニットに接続して使用する計測ヘッドをカラーフィルタに対向して設けておき、対象とする欠陥部が前記高さ計測ヘッドに対向する位置に来るようにカラーフィルタを載せた可動ステージを移動する（７）。
【００３８】
次に、欠陥部の高さを測定する（８）。高さの測定には、一般にカラーフィルタ上の異物の高さ測定に用いられるレーザ変位計を基にした測定センサーを使用できるが、方式は限定されない。
【００３９】
次に、測定された欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を決める手順に入る。欠陥部の高さが高い場合は、自動焦点合わせをした後の欠陥の先端部分に対して、高倍率のレンズにより浅い焦点深度のレーザ光を照射した方が、深さ方向に集中的にエネルギーが集まり、焦点面から外れた高さ位置に対しては、急速にエネルギーが減衰するので、欠陥部以外へのダメージは小さく抑えることができる。一方、同様に欠陥部の高さが高い場合に、低倍率のレンズにより深い焦点深度のレーザ光を照射すると、深さ方向のエネルギー変化が緩慢になり、欠陥の周辺にも大きなダメージを与え易い。しかし、エネルギー吸収の大きい比較的広い面積の欠陥をレーザ光で除去修正するには、低倍率のレンズによるレーザ光照射の方が効率的であるので、欠陥の高さの高い特別の場合にのみ一時的にレンズ倍率を大きくする方法が実用上有利である。
【００４０】
上記の事情により、欠陥部の高さに応じて、修正対象欠陥に対するレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する。欠陥部の高さの高低をどのように解釈して分類すべきかは、実際の欠陥修正の場面により異なるため、実用データに基づいて分類することが妥当である。予め高さ分類情報を提供しておき（９）、欠陥部の高さとして計測される生データの内、高さの最頻値を高さ分類情報に基づいて、ランク付けすることができる（１０）。
【００４１】
次に、高さ最頻値のランク付けの結果を、予め記憶データとして保持するランク別のレンズ倍率選定基準と照らし合わせて（１１）、レーザ光照射系のレンズ倍率を決めることができる。なお、レーザ光の照射に先立って、修正対象の欠陥部がレーザ光照射系に対応する位置に来るように、カラーフィルタを載せた可動ステージを移動し（１２）、レーザ光照射系から決められたレンズ倍率で、レーザ光を照射する（１３）。
【００４２】
なお、レーザ光照射系のレンズ倍率を決める要因として、上記欠陥部の高さ以外に、欠陥部の下地となるＩＴＯ等の透明電極の厚さを考慮することができる。即ち、ＩＴＯの厚さが１４０ｎｍと比較的厚い場合には、２０倍の比較的低倍率で深い焦点深度のレンズを使用しても致命的なダメージに至らないが、ＩＴＯの厚さが１００ｎｍと比較的薄い場合には、ダメージを極力回避するために、５０倍の比較的高倍率で浅い焦点深度のレンズを使用した方が妥当である。上記透明電極の厚さを考慮してレンズ倍率を決める場合は、レンズ倍率選定基準（１１）にＩＴＯ厚さ情報とそれによる選定基準も含めておくことにより、可能である。
【００４３】
上記の手順により欠陥の除去修正が適切に行われたことを、修正結果の検査として行い（１４）、予め記憶データとして保持する検査基準（１５）に従って、結果判定し（１６）、不具合の場合はＮＧ品処理として特別に扱う（１７）が、良好な場合には、修正工程を終了する。なお、修正結果の検査（１４）以降の手順は、前記欠陥抽出処理（３）の手順と同様に、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを利用することができる。
【００４４】
本発明は、上述のように、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法の内、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することを特徴とするが、特に、レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるパターンの不具合部分を除去するのに有利である。
【００４５】
また、本発明は、カラーフィルタの除去修正対象とする欠陥の内、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥部のように製造工程の中で後工程にあって、前工程で形成された部分にダメージをあまり与えないことが期待される部分を修正対象とすることが相応しい修正方法である。また、前記レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波のようなＵＶ光を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去する上で、特に有利となる。
【００４６】
なお、上述の欠陥修正方法は、レーザ光の照射強度を変更する方法とレーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整する方法とを別個に述べているが、これら両方法を共に適用することは、容易に考えられる。即ち、例えば、レーザ光の照射強度を決定した後に、レンズ倍率を決定するための処理手順を実行し、しかる後に両方の条件を盛り込んだ条件で欠陥部にレーザ光照射を行うことにより可能である。
【００４７】
次に、本発明の欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置について、本発明を実施するための形態を図面に従って述べる。
【００４８】
図４は、本発明の欠陥修正装置の一例を示すための模式構成図である。
修正対象とするカラーフィルタ１１をセットできる可動ステージ１０は、ブロック矢印で示すＸ方向とＹ方向に少なくとも可動であり、両方向の位置座標を特定できる。レーザ光照射系１２が可動ステージ１０に対向するように設置され、点線矢印の向きに可動ステージ上のカラーフィルタの所定の位置にレーザ光を照射することができる。レーザ光照射系１２は、必要に応じてＸ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に動かすことができ、可動ステージ１０もＺ方向の動きを加えても良く、結果的に、欠陥修正対象のカラーフィルタ１１と欠陥除去修正ヘッドに相当するレーザ光照射系１２との相対位置関係は自由に設定することができる。
【００４９】
レーザ光照射系１２は、レーザ光照射制御機器１４により照射条件を制御できる。点線矢印の向きに照射されたレーザ光は、カラーフィルタの所定の位置と適宜刳り貫き構造を有する可動ステージを通り抜けて下部の点線矢印に示すように、輝度計１３により透過レーザ光を受光できる。なお、輝度計１３は、透過率測定時以外には、レーザ光照射系１２の直下から外れる位置に退避することができる。また、透過率の測定には、予めレーザ光の照射輝度を計測しておくことが望ましく、カラーフィルタを修正のためにセットする前に、透過率測定用の照射光を直接受光して輝度を測っておくことができる。
【００５０】
前記輝度計により測定した透過率測定用の照射光輝度と、前記カラーフィルタの欠陥部近傍の比較参照樹脂を透過した光の輝度とを、共に透過率測定ユニット１５に入力し、演算により該当する欠陥部の比較参照樹脂の透過率を求めた後、透過率ランク付けユニット１６にて、前記透過率分類情報を用いて透過率最頻値のランク付けを行うことができる。その後、該当する欠陥部の比較参照樹脂の透過率最頻値のランク付け情報をレーザ光照射制御機器１４に送り、予め記憶データとして保持する前記ランク別のレーザ光照射基準とランク付け情報とを照らし合わせて欠陥部の除去修正のためのレーザ光の照射強度を指示
することにより、可動ステージの動きでカラーフィルタの欠陥部を直下に移動した状態で、レーザ光照射系１２から欠陥除去修正のためのレーザ光を照射できる。
【００５１】
上記に説明した本発明の欠陥修正装置の一例では、前記欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率を計測する手段と、計測した透過率の最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光の照射強度を変更する手段と、を有することを特徴としており、前記欠陥抽出処理や修正結果の検査に関わる実施の形態を述べていないが、独立した検査装置や検査機能を有する装置ユニットを適宜活用することによって、図１に示した欠陥修正方法のフローが実施できることは言うまでも無い。
【００５２】
図５は、本発明の欠陥修正装置の他の一例を示すための模式構成図である。
修正対象とするカラーフィルタ１１をセットできる可動ステージ１０は、ブロック矢印で示すＸ方向とＹ方向に少なくとも可動であり、両方向の位置座標を特定できる。レーザ光照射系１２が可動ステージ１０に対向するように設置され、レーザ光照射制御機器１４’により照射条件を制御して点線矢印の向きに可動ステージ上のカラーフィルタの所定の位置にレーザ光を照射することができる。レーザ光照射系１２は、必要に応じてＸ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に動かすことができ、可動ステージ１０もＺ方向の動きを加えても良く、結果的に、欠陥修正対象のカラーフィルタ１１と欠陥除去修正ヘッドに相当するレーザ光照射系１２との相対位置関係は自由に設定することができる。
【００５３】
本例の欠陥修正装置は、高さ計測ヘッド１７とそれに接続した高さ測定ユニット１８を有する。高さの測定には、一般にカラーフィルタ上の異物の高さ測定に非接触計測で用いられるレーザ変位計を基にした測定センサーを使用できる。サブミクロンレベル、好ましくは、０．１〜０．２μｍ以下の測長分解能をもつレーザ変位計の発振ヘッドを、高さ計測ヘッド１７として欠陥部の先端真上に来るように、可動ステージ１０を移動して、カラーフィルタ１１の欠陥部に対向設置する。
【００５４】
高さ計測ヘッド１７に接続した高さ測定ユニット１８に、欠陥部の高さ測定データを入力し、演算により該当する欠陥部の高さの変動値を求めた後、高さランク付けユニット１９にて、前記高さ分類情報を用いて高さ最頻値のランク付けを行うことができる。その後、該当する欠陥部の高さ最頻値のランク付け情報をレーザ光照射制御機器１４’に送り、予め記憶データとして保持するランク別のレンズ倍率選定基準とランク付け情報とを照らし合わせて、欠陥部の除去修正のためのレーザ光照射系のレンズ倍率を指示することにより、可動ステージの動きでカラーフィルタの欠陥部を直下に移動した状態で、レーザ光照射系１２から欠陥除去修正のためのレーザ光を照射できる。
【００５５】
上記に説明した本発明の欠陥修正装置の一例では、前記欠陥部の高さを計測する手段と、計測した高さの最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する手段と、を有することを特徴としており、前記欠陥抽出処理や修正結果の検査に関わる実施の形態を述べていないが、独立した検査装置や検査機能を有する装置ユニットを適宜活用することによって、図２に示した欠陥修正方法のフローが実施できることは言うまでも無い。
【００５６】
また、図４および図５に示した本発明の欠陥修正装置の二つの例は、予め必要な基準や記憶データを保持させたり、経験的に最適化した分類情報を入力しておくことにより、いずれの例も欠陥の除去修正を自動で行うことができる。
【００５７】
さらに、これら両装置の機能を合体した装置も容易に考えられる。即ち、輝度計１３、透過率測定ユニット１５、透過率ランク付けユニット１６、を有する一方、高さ計測ヘッド１７、高さ測定ユニット１８、高さランク付けユニット１９を併せて保持し、レーザ光
照射制御機器１４、１４’がレーザ光照射強度とレーザ光照射系のレンズ倍率とを同時に制御して、レーザ光照射系１２がそれらの複数の条件に従って欠陥除去修正のためのレーザ光を照射できるようにする。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・透明基板
２・・・ブラックマトリクス
３・・・着色樹脂
４・・・透明電極
５・・・ＶＡパターン（ドメイン規制用突起部）
６・・・ＰＳパターン（セルギャップ規制用突起部）
１０・・・可動ステージ
１１・・・カラーフィルタ
１２・・・レーザ光照射系
１３・・・輝度計
１４、１４’・・・レーザ光照射制御機器
１５・・・透過率測定ユニット
１６・・・透過率ランク付けユニット
１７・・・高さ計測ヘッド
１８・・・高さ測定ユニット
１９・・・高さランク付けユニット
３１、３２、３３・・・着色パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色画素上の欠陥をレーザ光で除去する欠陥修正方法、ならびに欠陥修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型ディスプレイ装置が多く使われるようになってきており、中でもＬＣＤ（液晶表示装置）は、特にカラーフィルタによって色表示を行う多色カラータイプがテレビ、モニタ、携帯端末等の表示パネルに利用が進んでいる。多色カラー化のために一般にマイクロセル構造のカラーフィルタが多用され、カラーフィルタは液晶表示パネルの表示品質を決める重要な役割を担っている。カラーフィルタはガラス板やプラスチック板などの透明基板上に所定の色の画素色層を形成している。また、液晶の配向を制御するために、画素色層上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化亜鉛などからなる透明電極を形成している。
【０００３】
従来は、カラーフィルタとして、ここまでの構成物を指していたが、さらに近年は特に液晶セルの大型化、狭ギャップ化に伴って、セルギャップ制御用に従来はセル化工程で散布していたビーズスペーサに代わり、フォトスペーサ、ポストスペーサなどとも呼ばれる、感光性樹脂により選択的に形成される固定スペーサ（ＰＳと略称する、以下同様）パターンを形成することが多い。
【０００４】
また、ＬＣＤの応用分野が広がるにつれて、その視野角の狭さが問題となり、種々の改良提案がなされてきた。中でもＶＡ（Vertical Alignment）方式とＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の２方式は、大型の高品位テレビ用途に利用が進んでいる。
【０００５】
ＶＡ方式は、初期状態の液晶の垂直配向を基本にしており、誘電率異方性が負のネマチック液晶が使われる。電圧印加により、液晶分子が立った状態から寝た状態に変化し、偏光板との組み合わせで、暗から明に透過率が変化する。電圧無印加の初期状態に黒表示となるＶＡ方式は一般的により黒い色が出せるため、コントラストが高く、通常のＴＮ（Twisted Nematic）方式より応答速度も速い。
【０００６】
ＶＡ方式で視野角を改善する手段として、一つの画素中で液晶分子の配向状態を変える分割配向を行うように複数のドメインを形成するマルチドメイン配向が一般的であるが、これは温度変化や中間調表示に対しても均一性を維持する方法として適している。
【０００７】
マルチドメイン配向を実現する手段としては、カラーフィルタに形成した、液晶分子の配向を制御する電極に突起部を形成したり、スリット等の開口部を設けたりする方法がある。例えば、液晶垂直配向（以下、ＶＡと略称する）パターンとしてリブ状の突起部を形成して画素上の液晶にマルチドメイン配向させるためのきっかけを与える部位を透明電極上に設ける場合、突起部の傾斜面が液晶分子の傾きに影響を与える。従って、前記突起部の平面配置を画素上にどのように設計するかにより、マルチドメイン配向の組み合わせ状態が決められる。
【０００８】
前記ＶＡパターンと称するリブ状の突起部は、通常、主リブと枝リブの２種類のパターンがジグザグに屈曲した帯形状を形成し、５〜１０μｍ程度の線幅を有する。一般にフォトリソグラフィー法による製造プロセスにおけるプロセス条件により、リブ状の突起部の高さや幅、形状が変動する。また、前記プロセス条件による変動とは別に、ＶＡパターンの主リブや枝リブの一部が欠けたり出っ張ったりする形状欠陥が生じると、欠陥部分の面
積以上の領域にわたって、液晶のマルチドメイン配向の状態に影響を与えて液晶表示不良を引き起こしたりするので、前記セルギャップ制御用のＰＳパターンの欠陥と同様に、ＶＡパターン欠陥品の流出は特に避けなければならない。
【０００９】
一方、カラーフィルタ製造工程における前工程段階の着色画素形成時の異物欠陥品の流出を避けるための一般的な手法として、従来より、カラーフィルタの着色層の異物を検出して、レーザ光により異物を除去したり、異物除去された画素区画内に着色樹脂を埋める等の修正方法が行われてきた（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平６−１００６８３号公報
【特許文献２】特開平３−２７４５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記ＶＡパターンやＰＳパターンを着色画素上の透明電極上に形成して、それらＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥を除去する場合にも、着色層の異物除去の場合と同様に、パターン自身の出っ張りやパターン上またはパターンに埋め込まれた異物を、レーザ光により除去する方法が試みられてきた。特に、可視光での透明性の高い樹脂を用いるＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去するには、波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波のような紫外光による非熱的なアブレーション加工が適している。紫外域では、透明樹脂といえども光の吸収が高まり、分子間結合を切断させたり、原子を遊離させることができるので、不具合部分の除去には好都合である。
【００１２】
しかし、上記ＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去するためのレーザ光は、同時に周辺下層に既に正常に形成されている着色層の一部や透明電極を破壊することがあり、カラーフィルタ製造工程における後工程での修正が、既に検査・修正まで終了している前工程の構成物や透明電極にダメージを与えるという不具合を引き起こす。レーザ光の照射位置やビーム径を最適化して、除去すべき部分のみを正確に除去するための制御を向上することにより、一定の改善は可能ではあるが、テレビ向け等の大型パネル用のカラーフィルタに対しては、比較的広い修正面積に適用するためにレーザ光照射時のスリットサイズを大きくするので、照射面のエネルギーの均一性に偏りが生じ易い。このため、前工程の構成物や透明電極に与えるダメージは影響が大きく、その修復には大きな困難を伴うことが多い。
【００１３】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタにおいて、着色画素上のＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥をレーザ光で除去する際に、除去すべき欠陥の周辺に対してダメージを最小にする欠陥の修正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方
法である。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、前記レーザ光として、ＹＡＧレーザ第４高調波を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、前記欠陥部として、着色樹脂上の液晶垂直配向（ＶＡ）パターンまたは液晶セルギャップ制御用の固定スペーサ（ＰＳ）パターンの欠陥部とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法である。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率を計測する手段と、計測した透過率の最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光の照射強度を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置である。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項２、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部の高さを計測する手段と、計測した高さの最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、カラーフィルタの着色画素上のＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥をレーザ光で除去する際に、欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更する、あるいは、欠陥部の高さまたは下地の透明電極の厚みに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することにより、除去すべき欠陥の周辺に対してダメージを大幅に低減することができる。また、欠陥部またはその近傍の状態を適正なランクで分類して、レーザ光の照射を最適化することを自動的に行うことができるので、正確な修正を短時間で効率良く実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の欠陥修正方法の手順の一例を示すためのフロー図である。
【図２】本発明の欠陥修正方法の手順の他の一例を示すためのフロー図である。
【図３】ＶＡ方式のカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタの一般的な構成を説明するための模式断面図である。
【図４】本発明の欠陥修正装置の一例を示すための模式構成図である。
【図５】本発明の欠陥修正装置の他の一例を示すための模式構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に従って述べる。
【００２３】
図３に示す模式断面図に従って、マルチドメインタイプのＶＡ方式のカラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタの構成を説明すると、ガラス等の透明基板１上に、ブラックマトリクス２による光遮蔽パターンが色別の画素区画としての仕切りを形成し、着色樹脂３が異なる色による着色パターン３１、３２、３３の繰り返し配列により、各色別の画素区画を埋める。着色樹脂３は、ブラックマトリクス２と適宜オーバーラップし、さらに透明電極４により覆われる。着色パターン３１、３２、３３の上方には、透明電極４を挟んで、液晶垂直配向をマルチドメインで規制するための突起部となるＶＡパターン５が形成される。また、ブラックマトリクス２の上方の選択的な位置に、セルギャップを規制するためのＰＳパターン６が形成される。
【００２４】
前記透明電極４は、スパッタリング法等による薄膜形成手段により有効部に全面形成されるが、他のブラックマトリクス２、着色樹脂３からなる着色パターン３１、３２、３３、およびＶＡパターン５、ＰＳパターン６は、感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィー法により形成されることが多い。
【００２５】
図１は、本発明の欠陥修正方法の手順の一例を示すためのフロー図である。
本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、修正対象とするカラーフィルタを位置座標の特定できる可動ステージ上に準備し（１）、予め記憶データとして保持する検査基準と照らし合わせて（２）、特徴抽出法や比較検査法による欠陥の抽出処理を行う（３）。上記の処理の結果を、予め記憶データとして保持する修正基準と照らし合わせて（４）、修正判断を行う（５）。修正判断の結果、レーザ光照射による除去を行う修正対象とすべき欠陥に対しては、（７）以降の手順に進むが、レーザ光照射による除去を行う修正対象として相応しくない場合は、別途処理（６）とする。別途処理（６）の内容は、製造工程への再処理戻しや、ＮＧ品としての処理や、判断保留の場合等、種々のケースがあるが、詳細は省略する。
【００２６】
なお、上記検査による欠陥抽出処理は、本発明の修正方法の手順と一体にして一環処理として表しているが、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを本フローの（３）に組み込んで以下の処理に繋げることもできる。検査による欠陥抽出処理には、カラーフィルタに対する反射光源や透過光源からの検出光をＣＣＤカメラ等の撮像手段により撮像して、検査データをデータ処理部に入力し、正常パターンとの直接比較や設計データとの比較によって、異常部を判定する手法を用いることができ、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの形状欠陥を検出、判定することも可能である。
【００２７】
前記修正対象とすべき欠陥に対して、本例では、レーザ光の照射強度を選択するための一連の処理を行う。即ち、ブラックマトリクスで区画された着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去する場合、対象とする欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂に観察ポイントを移動する（７）。ここで比較参照樹脂とは、前記修正対象とする欠陥が載っている下地としての着色樹脂と同色の着色樹脂部分であって、欠陥を同位置上に載せてはいないが、前記欠陥とは１ピッチ程度の距離にある欠陥部近傍を指し、比較検査法による欠陥検出に用いる参照部位と同じ箇所を用いることができる。また、ブラックマトリクス上のＰＳパターンのように、画素境界部に修正対象となる欠陥が存在する場合も、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂を、近傍の正常なブラックマトリクスとみなすことができる。
【００２８】
前記比較参照樹脂に観察ポイントを移動した後、欠陥修正に使用するレーザ光の波長における比較参照樹脂の透過率を測定する（８）。透過率の測定には輝度計を用いる。カラーフィルタを修正のためにセットする前に、予めレーザ光の照射輝度を計測しておき、対象とする比較参照樹脂を透過した後の輝度と照射輝度との比率で透過率を表すことができる。但しこの場合の比較参照樹脂の透過率とは、透明電極を含む透過率を測定することになるが、着色層と透明電極層とを含めて修正時のダメージを軽減することが本発明の狙いであるから、実用上、何ら問題は無い。
【００２９】
次に、測定された比較参照樹脂の透過率に応じて、レーザ光の照射強度を決める手順に入る。比較参照樹脂の透過率が高い場合は、レーザ光により欠陥を除去した後に欠陥の下部に到達したり、欠陥をはみ出して漏れた光により欠陥の周辺に照射されたりするレーザ光が多少多めであっても、下部や周辺のエネルギーの吸収率が低いため、大きなダメージを与え難い。一方、比較参照樹脂の透過率が低い場合は、欠陥の下部や周辺のエネルギー
の吸収率が高いことを意味しているため、比較参照樹脂の透過率が高い場合に較べて、下部も含めた欠陥の周辺に大きなダメージを与え易い。
【００３０】
上記の事情により、比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、修正対象欠陥に対するレーザ光の照射強度を変更する。比較参照樹脂のレーザ光透過率の高低をどのように解釈して分類すべきかは、実際の欠陥修正の場面により異なるため、実用データに基づいて分類することが妥当であるので、予め透過率分類情報を提供しておき（９）、比較参照樹脂のレーザ光透過率として計測される生データの内、同一色の同一画素内の最頻値を透過率分類情報に基づいて、ランク付けすることができる（１０）。
【００３１】
次に、比較参照樹脂のレーザ光透過率最頻値のランク付けの結果を、予め記憶データとして保持する前記ランク別のレーザ光照射基準と照らし合わせて（１１）、レーザ光の照射強度を決めることができる。なお、レーザ光の照射に先立って、修正対象の欠陥部がレーザ光照射系と対応する位置に来るように、カラーフィルタを載せた可動ステージを移動し（１２）、レーザ光照射系から決められた照射強度で、レーザ光を照射する（１３）。
【００３２】
上記の手順により欠陥の除去修正が適切に行われたことを、修正結果の検査として行い（１４）、予め記憶データとして保持する検査基準（１５）に従って、結果判定し（１６）、不具合の場合はＮＧ品処理として特別に扱う（１７）が、良好な場合には、修正工程を終了する。なお、修正結果の検査（１４）以降の手順は、前記欠陥抽出処理（３）の手順と同様に、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを利用することができる。
【００３３】
本発明は、上述のように、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法の内、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更することを特徴とするが、特に、レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるパターンの不具合部分を除去するのに有利である。
【００３４】
また、本発明は、カラーフィルタの除去修正対象とする欠陥の内、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥部のように製造工程の中で後工程にあって、前工程で形成された部分にダメージをあまり与えないことが期待される部分を修正対象とすることが相応しい修正方法である。また、前記レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波のようなＵＶ光を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去する上で、特に有利となる。
【００３５】
図２は、本発明の欠陥修正方法の手順の他の一例を示すためのフロー図である。
本発明のカラーフィルタの欠陥修正方法は、修正対象とするカラーフィルタを位置座標の特定できる可動ステージ上に準備し（１）、予め記憶データとして保持する検査基準と照らし合わせて（２）、特徴抽出法や比較検査法による欠陥の抽出処理を行う（３）。上記の処理の結果を、予め記憶データとして保持する修正基準と照らし合わせて（４）、修正判断を行う（５）。修正判断の結果、レーザ光照射による除去を行う修正対象とすべき欠陥に対しては、（７）以降の手順に進むが、レーザ光照射による除去を行う修正対象として相応しくない場合は、別途処理（６）とする。別途処理（６）の内容は、製造工程への再処理戻しや、ＮＧ品としての処理や、判断保留の場合等、種々のケースがあるが、詳細は省略する。
【００３６】
なお、上記検査による欠陥抽出処理は、本発明の修正方法の手順と一体にして一環処理として表しているが、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを本フローの（３）に組み込んで以下の処理に繋げることもできる。検査による欠陥抽出処理には、カラーフィルタに対する反射光源や透過光源からの検出光をＣＣＤカメラ等の撮像手段により撮像して、検査データをデータ処理部に入力し、正常パターンとの直接比較や設計データとの比較によって、異常部を判定する手法を用いることができ、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの形状欠陥を検出、判定することも可能である。
【００３７】
前記修正対象とすべき欠陥に対して、本例では、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整するための一連の処理を行う。即ち、欠陥部の高さを計測するための高さ測定ユニットを予め準備し、そのユニットに接続して使用する計測ヘッドをカラーフィルタに対向して設けておき、対象とする欠陥部が前記高さ計測ヘッドに対向する位置に来るようにカラーフィルタを載せた可動ステージを移動する（７）。
【００３８】
次に、欠陥部の高さを測定する（８）。高さの測定には、一般にカラーフィルタ上の異物の高さ測定に用いられるレーザ変位計を基にした測定センサーを使用できるが、方式は限定されない。
【００３９】
次に、測定された欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を決める手順に入る。欠陥部の高さが高い場合は、自動焦点合わせをした後の欠陥の先端部分に対して、高倍率のレンズにより浅い焦点深度のレーザ光を照射した方が、深さ方向に集中的にエネルギーが集まり、焦点面から外れた高さ位置に対しては、急速にエネルギーが減衰するので、欠陥部以外へのダメージは小さく抑えることができる。一方、同様に欠陥部の高さが高い場合に、低倍率のレンズにより深い焦点深度のレーザ光を照射すると、深さ方向のエネルギー変化が緩慢になり、欠陥の周辺にも大きなダメージを与え易い。しかし、エネルギー吸収の大きい比較的広い面積の欠陥をレーザ光で除去修正するには、低倍率のレンズによるレーザ光照射の方が効率的であるので、欠陥の高さの高い特別の場合にのみ一時的にレンズ倍率を大きくする方法が実用上有利である。
【００４０】
上記の事情により、欠陥部の高さに応じて、修正対象欠陥に対するレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する。欠陥部の高さの高低をどのように解釈して分類すべきかは、実際の欠陥修正の場面により異なるため、実用データに基づいて分類することが妥当である。予め高さ分類情報を提供しておき（９）、欠陥部の高さとして計測される生データの内、高さの最頻値を高さ分類情報に基づいて、ランク付けすることができる（１０）。
【００４１】
次に、高さ最頻値のランク付けの結果を、予め記憶データとして保持するランク別のレンズ倍率選定基準と照らし合わせて（１１）、レーザ光照射系のレンズ倍率を決めることができる。なお、レーザ光の照射に先立って、修正対象の欠陥部がレーザ光照射系に対応する位置に来るように、カラーフィルタを載せた可動ステージを移動し（１２）、レーザ光照射系から決められたレンズ倍率で、レーザ光を照射する（１３）。
【００４２】
なお、レーザ光照射系のレンズ倍率を決める要因として、上記欠陥部の高さ以外に、欠陥部の下地となるＩＴＯ等の透明電極の厚さを考慮することができる。即ち、ＩＴＯの厚さが１４０ｎｍと比較的厚い場合には、２０倍の比較的低倍率で深い焦点深度のレンズを使用しても致命的なダメージに至らないが、ＩＴＯの厚さが１００ｎｍと比較的薄い場合には、ダメージを極力回避するために、５０倍の比較的高倍率で浅い焦点深度のレンズを使用した方が妥当である。上記透明電極の厚さを考慮してレンズ倍率を決める場合は、レンズ倍率選定基準（１１）にＩＴＯ厚さ情報とそれによる選定基準も含めておくことにより、可能である。
【００４３】
上記の手順により欠陥の除去修正が適切に行われたことを、修正結果の検査として行い（１４）、予め記憶データとして保持する検査基準（１５）に従って、結果判定し（１６）、不具合の場合はＮＧ品処理として特別に扱う（１７）が、良好な場合には、修正工程を終了する。なお、修正結果の検査（１４）以降の手順は、前記欠陥抽出処理（３）の手順と同様に、専用の検査機を独立に使用して、その検査データを利用することができる。
【００４４】
本発明は、上述のように、着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法の内、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することを特徴とするが、特に、レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるパターンの不具合部分を除去するのに有利である。
【００４５】
また、本発明は、カラーフィルタの除去修正対象とする欠陥の内、前記ＶＡパターンやＰＳパターンの欠陥部のように製造工程の中で後工程にあって、前工程で形成された部分にダメージをあまり与えないことが期待される部分を修正対象とすることが相応しい修正方法である。また、前記レーザ光として波長２６６ｎｍのＹＡＧレーザ第４高調波のようなＵＶ光を使用することにより、可視光での透明性の高い樹脂を用いるＶＡパターンやＰＳパターンの不具合部分を除去する上で、特に有利となる。
【００４６】
なお、上述の欠陥修正方法は、レーザ光の照射強度を変更する方法とレーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整する方法とを別個に述べているが、これら両方法を共に適用することは、容易に考えられる。即ち、例えば、レーザ光の照射強度を決定した後に、レンズ倍率を決定するための処理手順を実行し、しかる後に両方の条件を盛り込んだ条件で欠陥部にレーザ光照射を行うことにより可能である。
【００４７】
次に、本発明の欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置について、本発明を実施するための形態を図面に従って述べる。
【００４８】
図４は、本発明の欠陥修正装置の一例を示すための模式構成図である。
修正対象とするカラーフィルタ１１をセットできる可動ステージ１０は、ブロック矢印で示すＸ方向とＹ方向に少なくとも可動であり、両方向の位置座標を特定できる。レーザ光照射系１２が可動ステージ１０に対向するように設置され、点線矢印の向きに可動ステージ上のカラーフィルタの所定の位置にレーザ光を照射することができる。レーザ光照射系１２は、必要に応じてＸ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に動かすことができ、可動ステージ１０もＺ方向の動きを加えても良く、結果的に、欠陥修正対象のカラーフィルタ１１と欠陥除去修正ヘッドに相当するレーザ光照射系１２との相対位置関係は自由に設定することができる。
【００４９】
レーザ光照射系１２は、レーザ光照射制御機器１４により照射条件を制御できる。点線矢印の向きに照射されたレーザ光は、カラーフィルタの所定の位置と適宜刳り貫き構造を有する可動ステージを通り抜けて下部の点線矢印に示すように、輝度計１３により透過レーザ光を受光できる。なお、輝度計１３は、透過率測定時以外には、レーザ光照射系１２の直下から外れる位置に退避することができる。また、透過率の測定には、予めレーザ光の照射輝度を計測しておくことが望ましく、カラーフィルタを修正のためにセットする前に、透過率測定用の照射光を直接受光して輝度を測っておくことができる。
【００５０】
前記輝度計により測定した透過率測定用の照射光輝度と、前記カラーフィルタの欠陥部近傍の比較参照樹脂を透過した光の輝度とを、共に透過率測定ユニット１５に入力し、演算により該当する欠陥部の比較参照樹脂の透過率を求めた後、透過率ランク付けユニット１６にて、前記透過率分類情報を用いて透過率最頻値のランク付けを行うことができる。その後、該当する欠陥部の比較参照樹脂の透過率最頻値のランク付け情報をレーザ光照射制御機器１４に送り、予め記憶データとして保持する前記ランク別のレーザ光照射基準とランク付け情報とを照らし合わせて欠陥部の除去修正のためのレーザ光の照射強度を指示
することにより、可動ステージの動きでカラーフィルタの欠陥部を直下に移動した状態で、レーザ光照射系１２から欠陥除去修正のためのレーザ光を照射できる。
【００５１】
上記に説明した本発明の欠陥修正装置の一例では、前記欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率を計測する手段と、計測した透過率の最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光の照射強度を変更する手段と、を有することを特徴としており、前記欠陥抽出処理や修正結果の検査に関わる実施の形態を述べていないが、独立した検査装置や検査機能を有する装置ユニットを適宜活用することによって、図１に示した欠陥修正方法のフローが実施できることは言うまでも無い。
【００５２】
図５は、本発明の欠陥修正装置の他の一例を示すための模式構成図である。
修正対象とするカラーフィルタ１１をセットできる可動ステージ１０は、ブロック矢印で示すＸ方向とＹ方向に少なくとも可動であり、両方向の位置座標を特定できる。レーザ光照射系１２が可動ステージ１０に対向するように設置され、レーザ光照射制御機器１４’により照射条件を制御して点線矢印の向きに可動ステージ上のカラーフィルタの所定の位置にレーザ光を照射することができる。レーザ光照射系１２は、必要に応じてＸ方向、Ｙ方向、またはＺ方向に動かすことができ、可動ステージ１０もＺ方向の動きを加えても良く、結果的に、欠陥修正対象のカラーフィルタ１１と欠陥除去修正ヘッドに相当するレーザ光照射系１２との相対位置関係は自由に設定することができる。
【００５３】
本例の欠陥修正装置は、高さ計測ヘッド１７とそれに接続した高さ測定ユニット１８を有する。高さの測定には、一般にカラーフィルタ上の異物の高さ測定に非接触計測で用いられるレーザ変位計を基にした測定センサーを使用できる。サブミクロンレベル、好ましくは、０．１〜０．２μｍ以下の測長分解能をもつレーザ変位計の発振ヘッドを、高さ計測ヘッド１７として欠陥部の先端真上に来るように、可動ステージ１０を移動して、カラーフィルタ１１の欠陥部に対向設置する。
【００５４】
高さ計測ヘッド１７に接続した高さ測定ユニット１８に、欠陥部の高さ測定データを入力し、演算により該当する欠陥部の高さの変動値を求めた後、高さランク付けユニット１９にて、前記高さ分類情報を用いて高さ最頻値のランク付けを行うことができる。その後、該当する欠陥部の高さ最頻値のランク付け情報をレーザ光照射制御機器１４’に送り、予め記憶データとして保持するランク別のレンズ倍率選定基準とランク付け情報とを照らし合わせて、欠陥部の除去修正のためのレーザ光照射系のレンズ倍率を指示することにより、可動ステージの動きでカラーフィルタの欠陥部を直下に移動した状態で、レーザ光照射系１２から欠陥除去修正のためのレーザ光を照射できる。
【００５５】
上記に説明した本発明の欠陥修正装置の一例では、前記欠陥部の高さを計測する手段と、計測した高さの最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する手段と、を有することを特徴としており、前記欠陥抽出処理や修正結果の検査に関わる実施の形態を述べていないが、独立した検査装置や検査機能を有する装置ユニットを適宜活用することによって、図２に示した欠陥修正方法のフローが実施できることは言うまでも無い。
【００５６】
また、図４および図５に示した本発明の欠陥修正装置の二つの例は、予め必要な基準や記憶データを保持させたり、経験的に最適化した分類情報を入力しておくことにより、いずれの例も欠陥の除去修正を自動で行うことができる。
【００５７】
さらに、これら両装置の機能を合体した装置も容易に考えられる。即ち、輝度計１３、透過率測定ユニット１５、透過率ランク付けユニット１６、を有する一方、高さ計測ヘッド１７、高さ測定ユニット１８、高さランク付けユニット１９を併せて保持し、レーザ光
照射制御機器１４、１４’がレーザ光照射強度とレーザ光照射系のレンズ倍率とを同時に制御して、レーザ光照射系１２がそれらの複数の条件に従って欠陥除去修正のためのレーザ光を照射できるようにする。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・透明基板
２・・・ブラックマトリクス
３・・・着色樹脂
４・・・透明電極
５・・・ＶＡパターン（ドメイン規制用突起部）
６・・・ＰＳパターン（セルギャップ規制用突起部）
１０・・・可動ステージ
１１・・・カラーフィルタ
１２・・・レーザ光照射系
１３・・・輝度計
１４、１４’・・・レーザ光照射制御機器
１５・・・透過率測定ユニット
１６・・・透過率ランク付けユニット
１７・・・高さ計測ヘッド
１８・・・高さ測定ユニット
１９・・・高さランク付けユニット
３１、３２、３３・・・着色パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項２】
着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項３】
前記レーザ光として、ＹＡＧレーザ第４高調波を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項４】
前記欠陥部として、着色樹脂上の液晶垂直配向（ＶＡ）パターンまたは液晶セルギャップ制御用の固定スペーサ（ＰＳ）パターンの欠陥部とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項５】
請求項１、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率を計測する手段と、計測した透過率の最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光の照射強度を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置。
【請求項６】
請求項２、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部の高さを計測する手段と、計測した高さの最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置。
【請求項１】
着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の下地に相当する画素を含む欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率に応じて、レーザ光の照射強度を変更することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項２】
着色樹脂からなる画素上の欠陥部をレーザ光により除去するカラーフィルタの欠陥修正方法であって、欠陥部の高さに応じて、レーザ光照射系のレンズ倍率を変えて焦点深度を調整することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項３】
前記レーザ光として、ＹＡＧレーザ第４高調波を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項４】
前記欠陥部として、着色樹脂上の液晶垂直配向（ＶＡ）パターンまたは液晶セルギャップ制御用の固定スペーサ（ＰＳ）パターンの欠陥部とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法。
【請求項５】
請求項１、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部近傍の比較参照樹脂のレーザ光透過率を計測する手段と、計測した透過率の最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光の照射強度を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置。
【請求項６】
請求項２、３、４のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥修正方法を自動で行うカラーフィルタの欠陥修正装置であって、前記欠陥部の高さを計測する手段と、計測した高さの最頻値を特定してランク付けする手段と、得られたランクに応じてレーザ光照射系のレンズ倍率を変更する手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタの欠陥修正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８３０３（Ｐ２０１２−１８３０３Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５５６７４（Ｐ２０１０−１５５６７４）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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