JP2004195602A

JP2004195602A - 液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法及び研磨プレート

Info

Publication number: JP2004195602A
Application number: JP2002367916A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Onda; 光弘恩田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】ガラス基板のサイズが、９００ｍｍ×１１００ｍｍ程度へと、更に大面積になっても、ガラス基板の全面においてカラーフィルタ表面を均一に研磨することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法及び研磨プレートを提供すること。
【解決手段】大面積ガラス基板１の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレート２を大面積ガラス基板の短辺と平行に配し、大面積ガラス基板面を加圧しながら、大面積ガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転３をさせ、大面積ガラス基板の短辺方向に揺動４させ、大面積ガラス基板の長辺方向に移動１４させ研磨する際に、角形の研磨プレートとして、複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することができる研磨プレートを用いること。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大面積ガラス基板上に形成された液晶表示装置用カラーフィルタの着色層の研磨方法及び研磨プレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、一般的に使用されているオスカータイプ研磨機であり、図３（ａ）は、その平面図、図３（ｂ）は側断面図である。液晶表示用カラーフィルタの着色層を研磨する従来の研磨方法の概略を示した説明図である。
液晶表示装置用カラーフィルタは、一般に、ガラス基板上に設けられた開口部を有するブラックマトリックス上に着色層が形成されたものであるが、着色層の周縁部をブラックマトリックス端部に重ねた状態で形成されている。
【０００３】
このブラックマトリックスが、例えば、樹脂ブラックマトリックスのように膜厚が厚いと、着色層の周縁部がブラックマトリックス端部上で突起となる。
この突起は、カラーフィルタの表面を凹凸のあるものとし、平坦性を悪化させる。このような突起のある、表面の平坦性が悪化したカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、突起の影響によって液晶分子の配向が乱され、表示ムラなど表示品質を低下させることになる。
【０００４】
多くの場合、カラーフィルタ表面への研磨によって、突起を除去し、同時に、例えば、着色層上、及びガラス基板の周縁部に残存しているフォトレジストの残渣も取り除き、後工程、例えば、透明導電膜の成膜における透明導電膜の密着性にとって、或いは、周縁部を対向基板とのシール部とする際におけるシール剤の密着性にとって好ましいものとしている。
【０００５】
研磨方法は、例えば、以下の如くになっている。すなわち、上定盤８の下面にカラーフィルタの着色層が下向きになるようにガラス基板（カラーフィルタ）１を貼り付ける。このときガラス基板（カラーフィルタ）１と上定盤８の間にはバッキング材（図示せず）をキズ防止、研磨ムラ防止、及び吸着性向上の為に使用し、また研磨処理中のガラス基板（カラーフィルタ）１が外れてしまうのを防止する為にガラス基板（カラーフィルタ）１の板厚よりも薄いテンプレート枠１０をガラス基板（カラーフィルタ）１の周囲に取り付ける場合がある。
下定盤９には研磨クロス５を貼り、上定盤８と下定盤９を回転１２させながら加圧１３し、研磨液を研磨クロス５上に滴下しつつ研磨処理を行う。
【０００６】
この場合、上定盤の上部からは設定した研磨圧力をかけられるようになっており、上定盤、下定盤ともにそれぞれの軸を中心にした自転１２をする機能を有している。また、上定盤は回転しながら、図３中左右への揺動４も行えるような構造となっている。
【０００７】
しかしながら、ガラス基板のサイズが、例えば、４５０ｍｍ×５５０ｍｍ程度から５５０ｍｍ×６５０ｍｍ程度、６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度へと大サイズ化するのに伴い、ガラス基板の面積が大きくなりガラス基板の中心部からガラス基板のコーナーまでの対角距離が長くなり、ガラス基板の中心部とコーナー部で定盤回転による周速に差が出てしまい、すなわち、回転中心からコーナー方向にいくに従い周速が早くなり、この周速差がガラス基板の全面としては研磨品質にバラツキとなって現れ、この研磨方法で均一な研磨をすることは益々困難なものとなってきた。
【０００８】
このような問題を解決するために、ガラス基板を回転して研磨する際に発生する周速差をなくし、ガラス基板が大面積であっても、ガラス基板の全面においてカラーフィルタ表面を均一に研磨することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法が提案されている。
【０００９】
図４は、この研磨方法を説明する研磨機の平面図である。図４に示すように、静止した角型の大面積ガラス基板（カラーフィルタ）１の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレート２が大面積ガラス基板１の短辺と平行１６に配置されている。
研磨する方法は、研磨プレート２で大面積ガラス基板１面を加圧しながら、研磨プレート２に大面積ガラス基板１の垂直方向を軸とした偏心回転３をさせ、研磨プレート２を大面積ガラス基板１の短辺方向に揺動４させ、研磨プレート２を大面積ガラス基板１の長辺方向（短辺と直角方向）に移動１４させ液晶表示装置用カラーフィルタ表面を研磨する方法である。
【００１０】
この方法は、ガラス基板を回転させずに静止させた状態で、研磨プレートとしてガラス基板の短辺よりも長さが長く、ガラス基板面に加圧された角形の研磨プレートを用い、偏心回転させて研磨処理をおこなうことにより研磨処理のつなぎ目を発生させず、また、揺動を行うことによって研磨軌跡を移動させ、研磨ムラの発生を改善し、ガラス基板上のどの点においても研磨プレートの周速、接触時間、移動距離を同等とし、ガラス基板の全面にわたり研磨後の着色層膜厚、色度のバラツキを防止して研磨の均一性を効果的なものとしている。
【００１１】
しかし、この提案されている方法では、加圧機構（図示せず）による角形の研磨プレートへの加圧は、研磨プレートの斜線で示す中央部１７を加圧ポイントとし、この一か所の加圧ポイントを加圧制御するようになっている。ガラス基板の短辺方向への加圧は、剛性のある研磨プレートによって行われるように考慮されている。
【００１２】
近年、ガラス基板のサイズが、例えば、６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度から９００ｍｍ×１１００ｍｍ程度へと更に大サイズ化するのに伴い、研磨プレートの長さが更に長くなると、ガラス基板の短辺方向の、短辺中央部と短辺両端部とで、ガラス基板に加圧される研磨プレートの研磨圧力の分布に差が生じ、ガラス基板内での研磨の均一性に悪影響を及ぼすこととなってきた。
また、研磨前の着色層の膜厚にバラツキが大きい場合には、研磨後の膜厚のバラツキが更に大きなものになり、結果として色度のバラツキが大きなものとなってしまう。
【００１３】
【特許文献１】
特開平６−２４６６２３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際のガラス基板のサイズが、例えば、６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度から９００ｍｍ×１１００ｍｍ程度へと、更に大面積になっても、ガラス基板の全面においてカラーフィルタ表面を均一に研磨することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法を提供することを課題とするものである。また、上記液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において用いる研磨プレートを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、角型の大面積ガラス基板上に着色層が形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、静止した大面積ガラス基板の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺と平行に配し、該研磨プレートで大面積ガラス基板面を加圧しながら、研磨プレートに大面積ガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせ、研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺方向に揺動させ、研磨プレートを大面積ガラス基板の長辺方向に移動させ研磨する際に、該角形の研磨プレートとして、研磨プレートの長辺方向に複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することが可能な研磨プレートを用いることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法である。
【００１６】
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、前記加圧制御の加圧値の制御範囲が、０〜２．９４×１０⁴Ｐａであることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法である。
【００１７】
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、前記加圧制御の加圧値が、大面積ガラス基板の長辺方向への研磨プレートの移動に伴い、予め設定された加圧値に順じ可変されて制御されることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法である。
【００１８】
また、本発明は、角型の大面積ガラス基板上に着色層が形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨において、静止した大面積ガラス基板の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺と平行に配し、該研磨プレートで大面積ガラス基板面を加圧しながら、研磨プレートに大面積ガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせ、研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺方向に揺動させ、研磨プレートを大面積ガラス基板の長辺方向に移動させ研磨する際に用いる角形の研磨プレートで、研磨プレートの長辺方向に複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することが可能なことを特徴とする研磨プレートである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法の一実施例を説明する研磨機の平面図である。また、図２は、角形の研磨プレート２の、大面積ガラス基板１の図１中左方の短辺側からの側断面図である。
図１及び図２に示すように、静止した角型の大面積ガラス基板（カラーフィルタ）１の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレート２が大面積ガラス基板１の短辺と平行１６に配置されている。
【００２０】
研磨する方法は、研磨プレート２で大面積ガラス基板１面を加圧しながら、研磨プレート２に大面積ガラス基板１の垂直方向を軸とした偏心回転３をさせ、研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺方向に揺動４させ、研磨プレート２を大面積ガラス基板１の長辺方向（短辺と直角方向）に移動１４させ液晶表示装置用カラーフィルタ表面を研磨する方法である。
【００２１】
研磨プレート２は、その長辺方向に複数の加圧ポイント、図２においては五か所に加圧ポイント（Ｐ１〜Ｐ５）を有している。また、各々の加圧ポイントが独立して加圧を制御することができるようになっている。
加圧機構（図示せず）による角形の研磨プレートへの加圧は、上記五か所の加圧ポイントに加えられるようになっている。
従って、角形の研磨プレートの中央部からの１点加圧に比べ大面積ガラス基板１の短辺方向の接触面の圧力分布が改善され、短辺中央部と短辺両端部における研磨圧力差が減少し、研磨後の均一性が向上する。特にガラス基板の大型化で短辺が長くなり、研磨プレートの長辺の長さが長くなった場合は、有効に作用し、研磨の均一性向上が効果的なものとなる。
【００２２】
また、本発明は、加圧制御の加圧値の制御範囲が、０〜２．９４×１０⁴Ｐａであることを特徴とするものである。
加圧制御が、複数の加圧ポイントにおいて独立した加圧制御であって、その加圧値の制御範囲が、０〜２．９４×１０⁴Ｐａであると、独立した加圧ポイントにおいて加圧設定を幅広く行えると共に、低圧力値での研磨から高圧力値での研磨まで多品種対応での均一性向上に効果的なものになる。
【００２３】
また、本発明は、加圧制御の加圧値が、大面積ガラス基板の長辺方向への研磨プレートの移動に伴い、予め設定された加圧値に順じ可変されて制御されることを特徴とするものである。
研磨プレートのガラス基板の長辺方向への移動に伴い、各加圧ポイントが、予め設定された加圧値に順じ可変して制御されるので、研磨前の膜厚の分布に対応した研磨処理が可能となる。
【００２４】
例えば、図１に示すように、五か所の加圧ポイント（Ｐ１〜Ｐ５）を例にすると、圧力値の設定をガラス基板の長辺方向で▲１▼前半部、▲２▼中盤部、▲３▼後半部の３範囲で設定をした場合、▲１▼Ｐ３≧Ｐ２＝Ｐ４≧Ｐ１＝Ｐ５、▲２▼Ｐ３＞Ｐ２＝Ｐ４＞Ｐ１＝Ｐ５、▲３▼Ｐ３≧Ｐ２＝Ｐ４≧Ｐ１＝Ｐ５、とすることにより、ガラス基板の中盤部が厚膜となっている場合の研磨に有効に作用する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、静止した大面積ガラス基板の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺と平行に配し、該研磨プレートで大面積ガラス基板面を加圧しながら、研磨プレートに大面積ガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせ、研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺方向に揺動させ、研磨プレートを大面積ガラス基板の長辺方向に移動させ研磨する際に、該角形の研磨プレートとして、研磨プレートの長辺方向に複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することができる研磨プレートを用いる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法であるので、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際のガラス基板のサイズが、例えば、６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度から９００ｍｍ×１１００ｍｍ程度へと、更に大面積になっても、ガラス基板の全面においてカラーフィルタ表面を均一に研磨することのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法となる。
【００２６】
また、本発明は、上記液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において用いる角形の研磨プレートで、研磨プレートの長辺方向に複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することができる研磨プレートであるので、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際のガラス基板のサイズが、例えば、６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度から９００ｍｍ×１１００ｍｍ程度へと、更に大面積になっても、ガラス基板の全面においてカラーフィルタ表面を均一に研磨することのできる研磨プレートとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法の一実施例を説明する研磨機の平面図である。
【図２】角形の研磨プレートの、大面積ガラス基板の図１中左方の短辺側からの側断面図である。
【図３】（ａ）はオスカータイプ研磨機の平面図である。
（ｂ）はオスカータイプ研磨機の側断面図である。
【図４】周速差をなくた研磨方法を説明する研磨機の平面図である。
【符号の説明】
１・・・ガラス基板（カラーフィルタ）
２・・・角形プレート
３・・・偏心回転
４・・・揺動
５・・・研磨クロス
８・・・上定盤
９・・・下定盤
１０・・・テンプレート枠
１２・・・自転
１３・・・加圧
１４・・・角形プレートの移動方向
１６・・・平行
１７・・・加圧ポイント
Ｐ１〜Ｐ５・・・本発明における加圧ポイント

Claims

角型の大面積ガラス基板上に着色層が形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、静止した大面積ガラス基板の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺と平行に配し、該研磨プレートで大面積ガラス基板面を加圧しながら、研磨プレートに大面積ガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせ、研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺方向に揺動させ、研磨プレートを大面積ガラス基板の長辺方向に移動させ研磨する際に、該角形の研磨プレートとして、研磨プレートの長辺方向に複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することが可能な研磨プレートを用いることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法。
前記加圧制御の加圧値の制御範囲が、０〜２．９４×１０⁴Ｐａであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法。
前記加圧制御の加圧値が、大面積ガラス基板の長辺方向への研磨プレートの移動に伴い、予め設定された加圧値に順じ可変されて制御されることを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法。
角型の大面積ガラス基板上に着色層が形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨において、静止した大面積ガラス基板の着色層が形成された面上に、その長辺の長さが大面積ガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺と平行に配し、該研磨プレートで大面積ガラス基板面を加圧しながら、研磨プレートに大面積ガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせ、研磨プレートを大面積ガラス基板の短辺方向に揺動させ、研磨プレートを大面積ガラス基板の長辺方向に移動させ研磨する際に用いる角形の研磨プレートで、研磨プレートの長辺方向に複数の加圧ポイントを有し、各々の加圧ポイントが独立して加圧制御することが可能なことを特徴とする研磨プレート。