JP2001091730A - クロム遮光層を有するカラーフィルターガラス基板の再生方法 - Google Patents

クロム遮光層を有するカラーフィルターガラス基板の再生方法

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JP2001091730A
JP2001091730A JP27249299A JP27249299A JP2001091730A JP 2001091730 A JP2001091730 A JP 2001091730A JP 27249299 A JP27249299 A JP 27249299A JP 27249299 A JP27249299 A JP 27249299A JP 2001091730 A JP2001091730 A JP 2001091730A
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Japan
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color filter
glass substrate
shielding layer
layer
chromium
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JP27249299A
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Takuma Kobayashi
小林琢磨
Gakuji Hirooka
廣岡岳治
Muneo Sasaki
佐々木宗生
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Shiga Prefectural Government.
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UEYAMA DENKI KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】不良のクロム遮光層を有するカラーフィルター
より、クロム遮光層の付いた状態で、再使用可能なガラ
ス基板を得る方法を提供する。[解決手段]クロム遮光
層を有するカラーフィルターの不良品を、以下の(A)
〜(C)の工程を含む方法により処理することを特徴と
する、クロム遮光層を有するカラーフィルターガラス基
板の再生方法。 (A)塩化第二鉄水溶液又は塩化第二鉄と硝酸の混合液
にカラーフィルターを浸 漬する工程 (B)硫酸に(A)の処理を行ったカラーフィルターを
浸漬する工程 (C)上記(B)の処理を行ったカラーフィルターをブ
ラシ洗浄する工程

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクロム遮光層を有す
るカラーフィルターガラス基板の再生方法に関するもの
である。更に詳しくは、本発明はノート型パソコン、ワ
ークステーションやカーナビゲーション等のディスプレ
ーや液晶テレビ等の各種のカラー液晶表示装置に用いら
れるクロム遮光層を有するカラーフィルターの不良品よ
りガラス基板を再生する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カラーレジスト及び遮光膜としてクロム
及びクロム化合物を用いる顔料分散法カラーフィルター
は、ガラス基板上にまずクロム遮光層をパターニング
し、赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーレジストを
順次パターニング、焼成を行った後、必要によりオーバ
ーコート層を成膜し、最後にインジウム錫酸化物(IT
O)層を成膜することにより作成される。
【0003】最近、液晶表示装置は生産性向上の観点か
らガラス基板が大型化し、数個のカラーフィルターを形
成したガラス基板と、同じ数の画素電極パターンを形成
したガラス基板を、液晶を介して重ね合わせることによ
り作成されるようになった。このため例えば6面取りで
はカラーフィルターの不良率が以前の1面取りに比較し
6倍になるように大幅に歩留まりが低下し、大量の不良
カラーフィルターができてしまう。
【0004】カラーフィルター製造の歩留まり向上の手
段としては、製品の不良原因になっている、ゴミ等の異
物の混入による欠陥、ピンポールや欠け等による欠陥、
ガラス基板の平坦性不良による欠陥などを改良してカラ
ーフィルター製造の歩留まりを向上させることが考えら
れる。しかし、これらの欠陥を完全に排除することは困
難であり、また製造工程を厳重に管理してこれらの原因
を完全に排除することは工業的に有利とはいえない。
【0005】また、カラーフィルターの低コスト化の手
段として、カラーフィルターの不良基板からカラーフィ
ルター層を剥離してカラーフィルター用基板を再生する
方法がある。例えば、ITO層をあらかじめ、塩酸酸性
水溶液で剥離処理したあと、カラーフィルター層を水酸
化ナトリウムなどの水溶液を剥離剤として用いるアルカ
リ処理法などがある。しかし、塩酸酸性水溶液やアルカ
リ処理法では、カラーフィルター層の剥離に長時間を要
し、またカラーフィルター層の剥離とともにガラス基板
などの他の素材を侵すなどの問題があった。また、アミ
ルアルコール等の有機溶媒や高純度の硫酸を高温下で処
理し、カラーフィルター層の剥離を行う方法も知られて
いる。しかし、有機溶媒での処理や高純度の硫酸を高温
下で処理した場合、剥離能力が低かったり、直ぐに、カ
ラーフィルター層の溶解度が低下し、カラーフィルター
層の剥離は充分でない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記の通り発生した不
良カラーフィルターは従来の技術では再使用することが
できなかった。このため、多量の高価なガラス基板がカ
ラーレジストやクロム遮光膜等を形成した状態で廃棄さ
れており、環境衛生上の観点からも経済性の観点からも
問題があった。すなわち本発明は、カラーフィルターの
不良基板から、ガラス基板などの他の素材を侵すことな
く、クロム遮光層を残したカラーフィルター用ガラス基
板を再生する方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意検討の結果、以下に示す特定処理を施す
ことにより、前記目的を達成しうることを見出し本発明
に至った。
【0008】即ち本発明のうち、一の発明は、クロム遮
光層を有するカラーフィルターの不良品を、以下の
(A)〜(C)の工程を含む方法により処理することを
特徴とする、クロム遮光層を有するカラーフィルター用
ガラスの再生方法に係るものである。 (A)塩化第二鉄水溶液又は塩化第二鉄と硝酸の混合液
にカラーフィルターを浸漬する工程 (B)硫酸に(A)の処理を行ったカラーフィルターを
浸漬する工程 (C)上記(B)の処理を行ったカラーフィルターをブ
ラシ洗浄する工程
【0009】また、本発明のうち、他の発明は、クロム
層を有するカラーフィルターの不良品を、以下の(B)
〜(C)工程を含む方法により処理することを特徴とす
る、クロム遮光層を有するカラーフィルター用ガラス基
板の再生方法に係わる。 (B)硫酸にカラーフィルター基板を浸漬する工程 (C)上記(B)の処理を行ったカラーフィルターをブ
ラシ洗浄する工程
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるカラーフィル
ターの不良品とは、ガラス基板上にクロム遮光層を形成
し、赤(R)、緑(G)、青(B)の画素を形成し作成
したカラーフィルターであって、画素に欠け等の欠陥が
見られるもの、画素間の分離が悪く色の滲みの見られる
もの、オーバーコート層の成膜不良により平坦性が不十
分で光により干渉縞の見えるもの、クロム遮光膜とR、
G、Bが位置ずれをおこしているもの、ITOが所定の
範囲の抵抗値を満たしていないものや製造工程でゴミの
混入によるもの等の不良品である。但しガラス基板その
ものに傷や欠陥があるものは含まないため、不良原因を
調べ、ガラス基板そのものに原因があるもの、クロム遮
光層に異常があるものは排除する。一方クロム遮光層が
正常な場合にはクロム遮光層をそのまま用いる方がカラ
ーフィルター作成において有利なため、クロム遮光層を
残したガラス基板を再生する。
【0011】まず、請求項1の再生方法について説明す
る。
【0012】カラーフィルターの最上層にはインジウム
錫化合物(ITO)層が成膜されているので、不良カラ
ーフィルターを塩化第二鉄水溶液又は塩化第二鉄と硝酸
の混合液に浸漬し、ITO層を除去する。
【0013】塩化第二鉄水溶液又は塩化第二鉄と硝酸の
混合液とは塩化第二鉄の濃度が5〜40重量%であり、
硝酸の濃度が0〜60重量%の水溶液であり、ITOの
エッチングに用いられる。
【0014】浸漬時の温度は0℃から用いる水溶液の沸
点の範囲であるが、あまり低温では浸漬時間が長くなり
すぎるため、またあまり高温では硝酸蒸気が多量に発生
し安全上好ましくないため、室温〜85℃で浸漬するの
が好ましい。浸漬時間は塩化第二鉄水溶液の溶質の濃度
や浸漬温度によって完全にITO膜が除去されるように
設定すればよい。通常の条件は数分〜数時間が一般的で
ある。
【0015】前記のようにしてITO膜が除去された不
良カラーフィルターは、次にカラーレジスト層(及びオ
ーバーコート層)の除去がおこなわれる。カラーレジス
ト(及びオーバーコート層)は一般的にはアクリル系樹
脂やポリイミド系樹脂であるので、単に成膜しただけの
ものであれば硫酸により除去が可能である。しかしカラ
ーフィルターとして用いる時には、成膜された後加熱処
理が行われることが一般的であるので、硫酸に浸漬した
後、ブラシ洗浄を行って、カラーレジスト層(及びオー
バーコート層)の除去を行う。なお硫酸の浸漬の前に水
洗を行ってもよい。水洗することにより塩化第二鉄水溶
液等の硫酸中への混入を防ぎ、これらの液の寿命が長く
なりより好ましい。本工程で用いる硫酸としては、濃度
が60重量%以上である。除去性能や価格を考慮すると
特に好ましくは70〜98重量%である。60重量%以
下では浸漬時間が長くなり、工業的見地からは好ましく
ない。
【0016】浸漬温度は常温以上であれば特に制限はな
いが、浸漬時間を短くする為加熱して使用してもかまわ
ない。浸漬時間は用いる液の濃度、除去すべきカラーレ
ジスト(及びオーバーコート)の種類、浸漬温度及び次
のブラシ洗浄条件により異なり、前記条件の組み合わせ
を考慮して、用いる液への浸漬とブラシ洗浄により完全
にカラーレジスト層(及びオーバーコート層)が除去で
きるように選択すれば良い。
【0017】本発明では、カラーフィルターの不良基板
を、前記剥離剤に接触させて、カラーフィルター用ガラ
ス基板よりITO膜及び/又はカラーレジスト層(及び
オーバーコート層)を剥離することによりクロム遮光層
を残したガラス基板の再生を行う。カラーフィルター用
剥離剤に浸漬する方法は特に制限されないが、例えばカ
ラーフィルターの不良基板を所定のカセット等に収納し
て、浸漬することもできる。浸漬とともに揺動、剥離液
の循環、バブリング等をすることもできる。
【0018】ブラシ洗浄では、液晶表示装置(LCD)
や大規模集積回路(LSI)及びカラーフィルターの製
造工程で用いられるブラシのついた洗浄機等を用いるこ
とができる。また、人が手で洗浄してもかまわない。
ブラシ洗浄で用いられるブラシはスポンジブラシ、毛ブ
ラシ、紙製ウエス、布、タワシ、ゴム板等ガラス基板に
傷を付けないものならば特に限定しない。また、ブラシ
洗浄時に前記剥離剤や水を基板に注いたり、洗浄液中で
実施するとブラシ洗浄効果が向上し好ましい。またブラ
シ洗浄の前に水洗し剥離剤を除去した後ブラシ洗浄して
もかまわない。
【0019】このあと水等で洗浄し、更に乾燥すること
によりクロム遮光層付きのガラス基板が再生される。
【0020】このようにして得られたクロム遮光膜付き
ガラス基板は、カラーフィルター作成ラインのカラーレ
ジスト塗布工程から使用され、カラーフィルターの作成
に供される。
【0021】次に、請求項2の再生方法について述べ
る。 カラーフィルターの最上層にはインジウム錫化合
物層(ITO膜)、その下にカラーレジスト層(及びオ
ーバーコート層)が成膜されている不良カラーフィルタ
ーを硫酸に浸漬した後、ブラシ洗浄を行って、ITO層
とカラーレジスト層(及びオーバーコート層)を同時に
除去する。 本工程で用いる硫酸としては、濃度が60
〜95重量%である。除去性能を考慮すると特に好まし
くは硫酸濃度は70〜90重量%である。硫酸濃度が6
0重量%以下ではカラーレジスト層(及びオーバーコー
ト層)の剥離が充分でなく、硫酸濃度が95重量%以上
ではITO層の剥離が充分でない。
【0022】浸漬の方法、浸漬温度、浸漬時間及びブラ
シ洗浄工程以降は総て請求項1と同じ方法で処理を行う
ことができる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、カラーフィルターの不
良基板から、ガラス基板などの他の素材を侵すことな
く、ITO層及びカラーレジスト層(及びオーバーコー
ト層)を効率良く剥離できる。再生したクロム遮光層を
有するカラーフィルター用基板は、再度カラーフィルタ
ー製造に供することができるため、カラーフィルター製
造のコスト低下に寄与する。
【0024】
【実施例】以下、実施例をあげて、本発明を更に詳しく
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。なお、各例の%は重量基準である。
【0025】実施例-1 カラーフィルター不良品より、ガラス基板及びクロム遮
光層に問題のないものを選んだ。該不良品を先ず38%
塩化第二鉄水溶液に30℃で1時間浸漬し、その後水洗
を行った。次に98%硫酸に30℃で1時間浸漬した。
浸漬後25℃の水の中に浸し硫酸を洗い流した後、ポリ
ウレタン製スポンジブラシで25℃の水をかけながらブ
ラッシングを行った。その後25℃の水で洗浄を行った
後100℃で1時間乾燥し、クロム遮光層付きのガラス
基板を得た。再生したガラス基板を目視及び光学顕微鏡
でカラーフィルター用ガラス基板のITO膜及びカラー
レジスト層(及びオーバーコート層)の剥離の状態を観
察した。又、表面粗さ計((株)日本真空製)を用いて
ガラス及びクロム遮光層部分のエッチングの度合いを測
定したが、ガラス及びクロム遮光層に傷や欠け等の欠陥
は認められなかった。
【0026】実施例2〜6及び比較例1〜11 実施例1において、剥離剤の組成比又は剥離剤成分、処
理温度をそれぞれ表1に示すように変化させた他は実施
例1と同様に処理を行った。評価結果を表1に示す。
【0027】ITO剥離性、レジスト剥離性 カラーフィルター用ガラス基板のITO層及びカラーレ
ジスト層の剥離の度合いを以下の判断基準に基づき顕微
鏡(約50倍)で目視判定した。 ◎:良好に剥離できる。 △:若干残存する。 ×:かなり残存する。
【0028】クロム遮光層、ガラス基板の状態 カラーフィルター用ガラス基板のクロム遮光層及びガラ
ス部のエッチングの度合いを、表面粗さ計((株)日本
真空製)を用いて測定し、以下の判断基準により評価し
た。 クロム遮光層 ◎:クロム遮光層エッチング量10オームストロング以
下 △:クロム遮光層エッチング量10〜100オームスト
ロング ×:クロム遮光層エッチング量100オームストロング
以上 ガラス部 ◎:ガラスエッチング量10オームストロング以下 △:ガラスエッチング量10〜100オームストロング ×:ガラスエッチング量100オームストロング以上
【0029】
【表1】
【0030】実施例-7 カラーフィルター不良品より、ガラス基板及びクロム遮
光層に問題のないものを選んだ。該不良品を直接90%
硫酸に30℃で1時間浸積した。浸積後25℃の水の中
に浸し硫酸を洗い流した後、ポリウレタン製スポンジブ
ラシで25℃の水をかけながらブラッシングを行った。
その後25℃の水で洗浄を行った後100℃で1時間乾
燥し、クロム遮光層付きのガラス基板を得た。再生した
ガラス基板を目視、光学顕微鏡でカラーフィルター用ガ
ラス基板のITO膜及びカラーレジスト層(及びオーバ
ーコート層)の剥離の状態を観察した。又、表面粗さ計
((株)日本真空製)を用いてガラス及びクロム遮光層
部分のエッチングの度合いを測定したが、ガラス及びク
ロム遮光層に傷や欠け等の欠陥は認められなかった。
【0031】 実施例8〜10及び比較例12〜15 実施例7において、剥離剤の組成比、処理温度をそれぞ
れ表2に示すように変化させた他は実施例7と同様に処
理を行った。評価結果を表2に示す。
【0032】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】クロム遮光層の付いたカラーフィルターの断面
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 クロム遮光層(ブラックマトリックス) 3 カラーフィルター層(カラーレジスト膜) 4 (オーバーコート層) 5 インジウム錫化合物層(ITO膜)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木宗生 滋賀県栗太郡栗東町上砥山232 滋賀県工 業技術総合センター内 Fターム(参考) 2H048 BA11 BB01 BB14 BB24 BB37 BB44 2H091 FA02Y FA34Y FB08 FC21 FC24 LA09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロム遮光層を有するカラーフィルターの
    不良品を、以下(A)〜(C)の工程を含む方法により
    処理することを特徴とする、クロム遮光層を有するカラ
    ーフィルターガラス基板の再生方法。 (A)塩化第二鉄水溶液又は塩化第二鉄と硝酸の混合液
    にカラーフィルターを浸漬する工程 (B)硫酸に(A)の処理を行ったカラーフィルターを
    浸漬する工程 (C)上記(B)の処理を行ったカラーフィルターをブ
    ラシ洗浄する工程
  2. 【請求項2】クロム遮光層を有するカラーフィルターの
    不良品を、以下(B)〜(C)の工程を含む方法により
    処理することを特徴とする、クロム遮光層を有するカラ
    ーフィルターガラス基板の再生方法。 (B)硫酸にカラーフィルターを浸漬する工程 (C)上記(B)の処理を行ったカラーフィターをブラ
    シ洗浄する工程
  3. 【請求項3】 請求項1の(A)工程で用いられる塩化
    鉄水溶液が塩化鉄濃度が5〜40重量%、硝酸濃度が0
    〜60重量%である、クロム遮光層を有するカラーフィ
    ルターガラス基板の再生方法。
  4. 【請求項4】 請求項1の(B)工程で用いられる硫酸
    が濃度が60重量%以上である、クロム遮光層を有する
    カラーフィルターガラス基板の再生方法。
  5. 【請求項5】 請求項2の(B)工程で用いられる硫酸
    が濃度が60重量%〜95重量%である、クロム遮光層
    を有するカラーフィルターガラス基板の再生方法。
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