JP2003071697A - カラーフィルター基板の修正方法 - Google Patents

カラーフィルター基板の修正方法

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JP2003071697A
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filter substrate
polishing
scratches
repairing
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Akira Kodaka
暁 古▲だか▼
Takahiro Shimamoto
孝廣 嶋本
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カラーフィルター製造工程で発生したガラス面
のキズ、汚れを効率よく、安全に除去・修正することに
より、良品化させる修正方法を提供する。 【解決手段】カラーフィルター基板に生じたキズ、汚れ
を修正するカラーフィルター基板の修正方法であって、
金属酸化物を水を使用しながらカラーフィルター基板に
回転接触させることにより修正することを特徴とするカ
ラーフィルター基板の修正方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルター
基板に発生するキズ、汚れを研磨し、修正する方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶表示などに使用されるカラー
フィルターは、ガラス基板、ブラックマトリックス(B
M)、着色層(赤、青、緑)、場合によってはオーバー
コート層、さらにITO透明電極膜より構成される。カ
ラーフィルターに使用されるガラス基板は、ガラスから
のアルカリ溶出が薄膜トランジスタ(TFT)性能に大
きく影響する懸念や、TFT素子の形成の際のガラス自
体の熱収縮を抑える目的、さらにパターニングのさいに
用いる酸やアルカリに対する耐薬品性の配慮から耐薬品
性や耐熱性に優れた無アルカリガラスが使用される。
【0003】ここで、カラーフィルタ製造の際に発生す
るキズについては異物などと基板との吸着打痕キズや、
あるいは設備機器との接触キズ等であり、また汚れにつ
いては搬送ロールのコロ跡等である。前者については、
ライン内の異物付着防止・除去あるいは設備機器の改
良、搬送ロールのアルカリ洗浄あるいは、有機溶剤によ
る洗浄によりガラス面のキズ、汚れの無いカラーフィル
ターを製造することは可能ではあるが、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
に有利とは言えない。
【0004】さらに、ガラス基板上の汚れの除去につい
ては、例えばエタノール、アセトンなど有機溶剤を用い
たワイピング、あるいは剃刀などでの擦りによって除去
することは可能であるが、作業性、安全性、環境面から
好ましいものではない。さらに、ガラス表面のキズや凹
凸、異物や汚れなどの欠陥は、スイッチング素子の断線
や薄膜の密着性の劣化を引き起こす原因になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の欠点に
鑑み、本発明は作業性、安全性、環境面で優れた基板の
修正方法を提供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は以下の構成からなる。すなわち、「カラーフィ
ルター基板に生じたキズ、汚れを修正するカラーフィル
ター基板の修正方法であって、金属酸化物を水を使用し
ながらカラーフィルター基板に回転接触させることによ
り修正することを特徴とするカラーフィルター基板の修
正方法。」である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明におけるキズについては発
生の形態が多種存在するが深さ2μm以下のものがこの
ましく、より好ましくは1μm以下である。2μm以上の
深さでは研磨周辺部の平坦性が保たれず良好に修正でき
ないためである。
【0008】また汚れにおいて、カラーフィルター製造
工程で生じるものは、主として高さ0.2μm程の固着
物であり基板搬送ロールのコロ跡が大半を占める。これ
らの特徴を持つキズ、汚れについては液晶ディスプレイ
としての機能に障害を与えるためにカラーフィルターに
とって好ましいものではない。上記のガラス面のキズ、
汚れを効率良く、安全に修正・除去する手段として研磨
材を高速回転させ、水を使用しながらキズおよび汚れ部
へ接触させる修正方法が好ましい。
【0009】ここで、研磨材としては布紙表面にダイヤ
モンド粒子を散布した研磨布紙あるいは金属酸化物が好
ましい。金属酸化物としては、酸化鉄、酸化クロム(II
I)、酸化セリウム等があげられるが、中でも耐化学
性、加工性の点で酸化セリウムが最も好ましい。金属酸
化物の研磨剤は主成分としては金属酸化物そのものであ
り使用形態に応じ固形成分で成形する。
【0010】上記研磨剤のうち、金属酸化物は研磨機に
装着して使用する訳であるが、研磨特性を考慮するとそ
の形状は砲弾型、円盤型が好ましく、中でも砲弾型が特
に好ましい。その径は10mmが好ましく、長さは25
mmが好ましい。
【0011】また、高速回転接触により生じる摩擦熱が
引き起こすカラーフィルター着色層の熱収縮などの二次
的欠陥を防止するために研磨材に水を含ませることで冷
却効果を持たせる。この水についてはカラーフィルター
のクリーン度を考慮すると超純水を用いることが望まし
い。この際超純水の比抵抗は純度を計る点で重要であ
る。ここで好ましい比抵抗は15.5mΩ・cm以上で
あり、より好ましくは15.5mΩ・cm〜18.3m
Ω・cmである。比抵抗が15.5mΩ・cmよりも小
さいと純水中の不純物の問題が生じる。水を使用するこ
とで研磨時の粉塵を抑制することが可能である。特にク
リーンルームでの作業に関しては該作業時の粉塵が懸念
されるため、水により周囲への飛散を防ぐことが好まし
い。
【0012】また、修正の順序は特に限定されないが、
ダイヤモンド研磨紙で研磨後、回転接触方式で研磨する
ことが、キズ修正度、作業性の点で好ましい。
【0013】回転接触方式の場合はその回転数が非常に
重要であり、好ましい回転数は8000rpm以下であ
り、さらに好ましくは6000rpm以下である。回転
数が8000rpmよりも大きいと摩擦熱の問題が生じ
やすいためである。
【0014】以下、本発明を用いたカラーフィルタの製
造方法について説明する。カラーフィルターを作る基板
にはガラス、プラスチックなどの基板が使用される。ま
ず金属クロムまたは黒色顔料分散樹脂でパターンをガラ
ス基板上につくり、その後着色層パターンを形成する。
基板に着色層パターンを形成する方法としては、感光性
着色樹脂を基板の全面あるいは部分的に塗布・乾燥し、
露光・現像する方法と非感光性樹脂を同様に塗布・乾燥
し、その上から感光性樹脂を塗布・乾燥し、露光・現像
を行うフォトリソ法が一般的である。本発明において
は、用いる感光性樹脂のネガ型、ポジ型の選択は露光マ
スクの設計にあわせてどちらであっても構わない。
【0015】樹脂の塗布方式としてはスピンコート、ス
リットダイコート、ロールコートなどがあり、いずれも
採用できる。塗布ではないが着色フィルムにより基板転
写する方法でも採用できる。
【0016】現像液には無機アルカリ系、有機アルカリ
系のものを用いることができる。また、着色層を形成す
る樹脂材料としては、アクリル系、ポリイミド系、ポリ
ビニールアルコール系、エポキシ系、ウレタン系、ポリ
カーボネート系などが用いられる。さらに、樹脂内に分
散混入される顔料としては、有機顔料、無機顔料などが
用いられ、所望の分光特性を得られるものであればどの
ような組み合わせで作られた着色樹脂層であっても構わ
ない。場合によっては着色層パターンの段差を小さくす
るためにオーバーコートを塗布し、最後にITO膜を形
成する。
【0017】本発明の修正方法に適用するカラーフィル
ターは製造に使用される塗布方式、現像液、感光性・非
感光性着色樹脂材料、感光性樹脂は限定しない。また、
どのような組み合わせで製造したカラーフィルターにも
適用される。このように長い工程を経て出来上がったカ
ラーフィルターのガラス面にはキズ、汚れなどの欠陥が
生じ、不良基板となるため歩留まりが低下している現状
である。
【0018】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。 本実施例
ではカラーフィルター製造工程で発生したキズ、汚れを
サンプルとして、研磨機に研磨材を取り付け回転接触方
式で研磨修正を実施した。 <研磨機> 装置メーカー:ミニター株式会社 機種 :D.C.パワーパック C301 スタンダードロータリー M21H <研磨材> 研磨材メーカー:日本コーテット゛アフ゛レーシフ゛株式会社 研磨材種 :(1)超精密研磨用ダイヤモンド研磨布紙 SD3000AG−PMS(表面粗度3,000μm) SD6000AG−PMS(表面粗度6,000μm) SD6000AG−XMS(表面粗度6,000μm) (2)軸付き砥石酸化セリウムツール(砲弾型) 実施例1 カラーフィルター製造工程で発生したガラス面のキズ、
汚れを、酸化セリウム(砲弾型)を回転接触方式で水を
使用しながら研磨・修正を実施した。回転数は4,00
0rpm、6,000rpm、8,000rpm、10,
000rpmで研磨修正を実施した。
【0019】実施例2 カラーフィルターのガラス面に意図的にキズ(深さ約1
0μm)を作り、ダイヤモンド研磨布紙(表面粗度3,
000μm)で研磨後、酸化セリウム(砲弾型)を用い
回転数6,000rpmで水を使用しながら研磨修正を
実施した。
【0020】比較例1 カラーフィルター製造工程で発生したガラス面のキズ、
汚れを、酸化セリウム(砲弾型)を回転接触方式で水を
使用せず、研磨・修正を実施した。
【0021】比較例2 カラーフィルター製造工程で発生したガラス面のキズ、
汚れを、ダイヤモンド研磨布紙(表面粗度6,000μ
m、3,000μm)を回転接触方式で水を使用せず、
研磨・修正を実施した。
【0022】実施例または比較例において研磨修正した
カラーフィルターについて以下の評価を実施した。 (1)修正度 研磨修正したカラーフィルターのガラス面及び色層面を
顕微鏡(約100倍)で観察し以下の判定基準に基づき
目視判定した。
【0023】○:研磨跡及びキズ、汚れが無く、色層面
にも変化がみられない。
【0024】△:研磨跡及びキズ、汚れは無いが、色層
面に変化がみられる。
【0025】×:研磨跡あるいはキズ、汚れがみられ
る。 (2)キズ深さ 修正前と修正後のキズについて表面形状測定機(DEKTAK
FPD-500:日本真空製)を使用し、キズ深さを測定し
た。
【0026】
【表1】
【0027】カラーフィルター製造工程で生じるキズ、
汚れの研磨修正条件は、酸化セリウムを含水させ回転数
8,000rpm以下で回転接触方式により修正可能で
あった。
【0028】また、意図的に作ったキズ(深さ約10μ
m)は、ダイヤモンド研磨布紙(表面粗度3,000μ
m)で粗研磨後、酸化セリウムで仕上げ研磨すると効果
的に研磨修正可能であった。
【0029】さらに、実施例1、2及び比較例1、2に
おいて研磨後のキズ深さは0μmであった。
【0030】
【発明の効果】本発明により、カラーフィルター製造工
程でのキズ、汚れによる不良基板を効率良く修正するこ
とができる。修正したカラーフィルターは、製品として
仕様を満足するため収率向上に寄与する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 5/20 101 G02B 5/20 101 G02F 1/13 101 G02F 1/13 101 1/1335 500 1/1335 500 Fターム(参考) 2H048 BA00 BA60 BB42 2H088 FA14 HA08 HA12 MA20 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FC15 LA30 3C058 AA02 AA06 AA09 CA01 CB03 DA02 3C063 AA02 AB07 AB08 BB01 BB02 EE10 EE26 FF23

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラーフィルター基板に生じたキズ、汚
    れを修正するカラーフィルター基板の修正方法であっ
    て、金属酸化物を水を使用しながらカラーフィルター基
    板に回転接触させることにより修正することを特徴とす
    るカラーフィルター基板の修正方法。
  2. 【請求項2】 金属酸化物が酸化セリウムであることを
    特徴とする請求項1記載のカラーフィルター基板の修正
    方法。
  3. 【請求項3】 ダイヤモンド研磨布紙で研磨後、酸化セ
    リウムを使用することを特徴とする請求項1または2の
    いずれかに記載のカラーフィルター基板の修正方法。
  4. 【請求項4】 回転接触時の回転数が8,000rpm
    以下であ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ー基板の修正方法。
  5. 【請求項5】 使用する水が比抵抗15.5〜18.3
    mΩ・cmの超純水であることを特徴とする請求項1〜
    4のいずれかに記載のカラーフィルター基板の修正方
    法。
  6. 【請求項6】 金属酸化物およびダイヤモンド研磨布紙
    で修正したことを特徴とするカラーフィルター。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008543577A (ja) * 2005-06-13 2008-12-04 バスフ エスイー カラーフィルタ研磨用のスラリー組成物
JP2021133497A (ja) * 2020-02-26 2021-09-13 上海東競自動化系統有限公司 表面傷を修復する方法及び装置

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