JP2013152266A - カラーフィルタ製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着色画素の形成直後のカラーフィルタの研磨および研磨に用いた研磨パッドの洗浄を、工程能力を低下させることなく行うことで、生産性の高い安定した品質を有するカラーフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】着色画素を形成した直後に、（１）ローダーにセットされた前記カラーフィルタを研磨定盤上に搬送する工程と、（２）前記研磨定盤の上方所定位置から下方に研磨機を降下させながら、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する工程と、（３）研磨終了後、研磨定盤からカラーフィルタをアンローダーに搬送する工程と同時に、前記研磨機が前記上方所定位置に戻り、且つ研磨機の近傍に設置された洗浄器が前記研磨パットの下に移動して前記研磨パットを洗浄する工程と、（４）洗浄終了後、洗浄器が元の位置に戻る工程とが、順次繰返されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ受像機、コンピュータおよび携帯電話端末等の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ製造における研磨及び洗浄機構に関する。

カラーフィルタは、近年様々な分野に応用が進んでいる液晶表示装置のカラー化に必要不可欠な部品であり、一般的には、ガラス基板上にブラックマトリクス（ＢＭ）と赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の着色画素が形成され、さらにその上に透明導電膜が形成された構成からなる。

上記のように液晶表示用カラーフィルタは、一般には、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クス（ＢＭ）上に着色画素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クス（ＢＭ）端部に重ねた状態で形成されている。

前記ブラックマトリクス（ＢＭ）が、例えば、樹脂ブラックマトリクス（ＢＭ）のように膜厚が厚いと、着色層の周縁部がＢＭ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、表面の平滑性が悪化した状態の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、その結果、表示ムラなどの表示品質を低下させることになる。

上記の問題に対して多くの場合、カラーフィルタ表面への研磨によって、突起を除去し、例えば、後工程である透明導電膜の成膜における密着性の向上により表示品質の向上を図っている。

例えば一般的な研磨方法として、図３に示すようなオスカー型研磨機による研磨方法が知られている。具体的には、研磨定盤７の上に着色画素を形成したカラーフィルタ（ＣＦ）１を乗せて、その表面に研磨剤（一般にはスラリー）を滴下しながら、その上部垂直方向から研磨機４の先端部（最下部）に取り付けられた研磨パッド（研磨布）５を接触させながら回転させて、カラーフィルタ（ＣＦ）１全面に均一に研磨する方法である。

しかしながら、上記の研磨方法においては図４に示すように、研磨パッド（研磨布）１０の開口部（ＮＡＰ層）１１に、フォトリソ法で形成されたブラックマトリクスや着色画素の不要なレジストカスや研磨剤が研磨カス１２として入り込み、安定した均一な研磨を阻害する。

カラーフィルタ表面の研磨方法としては、例えば特許文献１や特許文献２の提案が公開されている。特許文献１では、オスカー型研磨機を用いて、研磨液をチューブポンプにて滴下して研磨クロスに供給する方法であり、特に研磨液の吐出量を制御することで、カラーフィルタ表面をより均一に研磨する方法が提案されている。また、特許文献２では、カラーフィルタの搬送方向に対して、複数の研磨ヘッドを直行方向へ配置し、カラーフィルタ面を上向きにして搬送、研磨する方法が提案されている。しかしながらこれらの提案には研磨機の洗浄に対する提案はされていない。

特開２００５−２３０９２３号公報 特開２００８−２９６２８８号公報

本発明はカラーフィルタ製造において、着色画素の形成直後のカラーフィルタの研磨および研磨に用いた研磨パッドの洗浄を、工程能力を低下させることなく行うことで、生産性の高い安定した品質を有するカラーフィルタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明物の請求項１に係る発明は、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタの製造方法において、
（１）ローダーにセットされた前記カラーフィルタを研磨定盤上に搬送する工程と、
（２）前記研磨定盤の上方所定位置から下方に研磨機を降下させながら、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する工程と、
（３）研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻り、研磨定盤からカラーフィルタをアンローダーに搬送する工程と同時に、研磨機の近傍に設置された洗浄器が前記研磨パットの下に移動して前記研磨パットを洗浄する工程と、
（４）洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す工程とが、
順次繰返されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

また、本発明物の請求項２に係る発明は、前記研磨する工程で、研磨定盤上に設置されたカラーフィルタの上部表面に研磨剤を滴下しながら研磨パットで研磨することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法である。

また、本発明物の請求項３に係る発明は、前記研磨パットを洗浄する工程で、カラーフィルタのローダーへのセット工程から研磨終了後のアンローダーへの搬送工程までの一連の動作時間に関わり無く、洗浄の所要時間が設定でき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製造方法である。

また、本発明物の請求項４に係る発明は、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタの製造方法において、
（１）ローダーにセットされた前記カラーフィルタを空隙を有する研磨定盤上に搬送する工程と、
（２）前記研磨定盤の上方所定位置から下方に研磨機を降下させながら、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する工程と、
（３）研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻り、研磨定盤からカラーフィルタをアンローダーに搬送する工程と
（４）研磨定盤の下方所定位置から空隙を通して洗浄器を研磨パッドの近傍まで上昇移動して洗浄する工程と、
（５）洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す工程とが、
順次繰返されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

また、本発明物の請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法に用いる装置であって、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタをローダーにセットする手段と、研磨定盤上に搬送する手段と、前記研磨定盤の上方向から研磨機を降下される手段と、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する手段と、研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻る手段と、研磨定盤から前記カラーフィルタをアンローダーに搬送する手段と同時に、研磨機の近傍に設置された洗浄器が前記研磨パットの下に移動して前記研磨パットを洗浄する手段と、洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す手段とを具備することを特徴とするカラーフィルタの製造装置である。

また、本発明物の請求項６に係る発明は、請求項４に記載のカラーフィルタの製造方法に用いる装置であって、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタをローダーにセットする手段と、空隙を有する研磨定盤上に搬送する手段と、前記研磨定盤の上方所定位置から研磨機を降下させる手段と、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する手段と、研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻る手段と、研磨定盤から前記カラーフィルタをアンローダーに搬送する手段と、空隙を通して研磨定盤の下方所定位置から洗浄器を前記研磨パットの近傍まで上昇移動する手段と、前記研磨パットを洗浄する手段と、洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す手段とを具備することを特徴とするカラーフィルタの製造装置である。

請求項１〜３に記載の発明においては、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタの研磨終了後、研磨機が初期位置に戻り、次に前記カラーフィルタが研磨定盤からアンローダーに移動すると同時に、研磨機の近傍に設置された洗浄器が研磨パットの下に移動して前記研磨パットを洗浄し、次の新たなカラーフィルタがローダーにセットされるまでに、前記洗浄を終了して洗浄器が初期位置に戻る、この一連の動作によりタクトタイムの短縮が図れる。
また、請求項４に記載の発明においても、カラーフィルタの研磨と研磨機の洗浄を一連の工程内で行うことができ生産性は向上する。
また、請求項５に記載の発明では、上記の一連の動作によりタクトタイムの短縮が図れ、工程能力を低下させることなく行うことで、生産性の高い安定した品質を有するカラーフィルタを提供することができる。

本発明の一実施形態であるカラーフィルタの研磨工程フローを示す。 本発明の一実施形態であるカラーフィルタの研磨工程フローを示す。 カラーフィルタの研磨工程概念図を示す。 上記研磨工程での研磨パッド目詰まりの概念図を示す。

以下、本発明について図面を用いて、より具体的に説明する。

図１は本発明の一実施形態であるカラーフィルタの研磨工程フローを示している。
本発明はローダー２、空隙８を有する研磨定盤７、アンローダー３を搬送方向に並列に配置し、且つ、研磨定盤７の直交上部（初期位置）に研磨機４、研磨機４の近傍（初期位置）に研磨機４の最下部に設置された研磨パッド５洗浄用の洗浄器６を配置した装置を用いて、ガラス基板に着色画素を形成した後の研磨及び研磨パッドの洗浄を行なうカラーフィルタの製造方法及びその装置である。

図１（ａ）は、ガラス基板の一方の面上にブラックマトリクス（ＢＭ）、着色画素が順次形成されたカラーフィルタ（ＣＦ）１を、着色画素形成面を上面にしてローダー２にセットした状態を示している。

図１（ｂ）は、前記カラーフィルタ（ＣＦ）１をローダー２から研磨定盤７に移動し、研磨定盤７の直交上部（初期位置）に設置された研磨機４を降下移動して、研磨機４の最下部に設置された研磨パッド５を前記カラーフィルタ（ＣＦ）１の表面に密着させた状態で、研磨機４を回転させながら移動して前記カラーフィルタ（ＣＦ）１の表面を満遍なく
研磨する工程を示している。

図１（ｃ）は、研磨終了後、前記研磨機４が研磨定盤７の直交上部（初期位置）に上昇移動し、次に研磨済みのカラーフィルタ（ＣＦ）１をアンローダー３に移動すると同時に、研磨機４の近傍（初期位置）に設置された洗浄器６が前記研磨パット５の下に移動して前記研磨パットを洗浄する工程を示している。

その後、図１には記載してないが、洗浄を終了した後、次の新たなカラーフィルタがローダーにセットされるまでに、洗浄器６が研磨機４の近傍（初期位置）に戻る一連の動作で、カラーフィルタの製造工程に係るタクトタイムの短縮が図れ、工程能力を低下させることなく行うことで、生産性の高い安定した品質を有するカラーフィルタを提供することができる。

一方、本発明の別の一実形態について、図２を用いて以下に説明する。

図２は、ローダー２、空隙８を有する研磨定盤７、アンローダー３を搬送方向に並列に配置し、且つ、研磨定盤７の直交上部（初期位置）に研磨機４、直交下部（初期位置）に研磨機４の最下部に設置された研磨パッド５洗浄用の洗浄器６を配置した装置を用いて、ガラス基板に着色画素を形成した後の研磨及び研磨パッドの洗浄に係る方法である。これにより研磨と洗浄を一連の動作の中で行うことができる。

図２（ａ）は、ガラス基板の一方の面上にブラックマトリクス（ＢＭ）、着色画素が順次形成されたカラーフィルタ（ＣＦ）１を、着色画素形成面を上面にしてローダー２にセットした状態を示している。

図２（ｂ）は、前記カラーフィルタ（ＣＦ）１をローダー２から研磨定盤７に移動し、研磨定盤７の直交上部（初期位置）に設置された研磨機４を降下移動して、研磨機４の最下部に設置された研磨パッド５を前記カラーフィルタ（ＣＦ）１の表面に密着させた状態で、研磨機４を回転させながら移動して前記カラーフィルタ（ＣＦ）１の表面を満遍なく研磨する工程を示している。

図２（ｃ）は、研磨終了後、前記研磨機４が研磨定盤７の直交上部（初期位置）に上昇移動し、次に研磨済みのカラーフィルタ（ＣＦ）１をアンローダー３に移動する工程を示している。

図２（ｄ）は、研磨定盤７の直交下部（初期位置）に設置された洗浄器６を、研磨定盤７の空隙８を通して研磨パッド５近傍まで上昇移動し、その後、洗浄液滴下と洗浄を行う工程を示している。

その後、図２には記載してないが、洗浄終了後、洗浄器６を降下させて初期位置まで戻して一連の動作を終了する。そして新たな次のカラーフィルタ（ＣＦ）１をローダー２にセットして、上記のプロセスと同様にして研磨、洗浄を繰り返す方法である。

本発明によれば、より高精細が求められるテレビ受像機、コンピュータおよび携帯電話端末等の液晶表示装置に用いられるカラーフィルタを生産性の高い安定した品質で提供することができる。

１ カラーフィルタ(ＣＦ）
２ ローダー
３ アンローダー
４ 研磨機
５ 研磨パッド
６ 洗浄器
７ 研磨定盤
８ 空隙
１０ 研磨パッド
１１ 開口部（ＮＡＰ層）
１２ 研磨カス

Claims (6)

1. ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタの製造方法において、
   （１）ローダーにセットされた前記カラーフィルタを研磨定盤上に搬送する工程と、
   （２）前記研磨定盤の上方所定位置から下方に研磨機を降下させながら、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する工程と、
   （３）研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻り、研磨定盤からカラーフィルタをアンローダーに搬送する工程と同時に、研磨機の近傍に設置された洗浄器が前記研磨パットの下に移動して前記研磨パットを洗浄する工程と、
   （４）洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す工程とが、
   順次繰返されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記研磨する工程で、研磨定盤上に設置されたカラーフィルタの上部表面に研磨剤を滴下しながら研磨パットで研磨することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 前記研磨パットを洗浄する工程で、カラーフィルタのローダーへのセット工程から研磨終了後のアンローダーへの搬送工程までの一連の動作時間に関わり無く、洗浄の所要時間が設定でき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製造方法。
4. ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタの製造方法において、
   （１）ローダーにセットされた前記カラーフィルタを空隙を有する研磨定盤上に搬送する工程と、
   （２）前記研磨定盤の上方所定位置から下方に研磨機を降下させながら、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する工程と、
   （３）研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻り、研磨定盤からカラーフィルタをアンローダーに搬送する工程と
   （４）研磨定盤の下方所定位置から空隙を通して洗浄器を研磨パッドの近傍まで上昇移動して洗浄する工程と、
   （５）洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す工程とが、
   順次繰返されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
5. 請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法に用いる装置であって、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタをローダーにセットする手段と、研磨定盤上に搬送する手段と、前記研磨定盤の上方向から研磨機を降下される手段と、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する手段と、研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻る手段と、研磨定盤から前記カラーフィルタをアンローダーに搬送する手段と同時に、研磨機の近傍に設置された洗浄器を前記研磨パットの下に移動して前記研磨パットを洗浄する手段と、洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す手段とを具備することを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
6. 請求項４に記載のカラーフィルタの製造方法に用いる装置であって、ガラス基板の一方の面に着色画素が形成されたカラーフィルタをローダーにセットする手段と、空隙を有する研磨定盤上に搬送する手段と、前記研磨定盤の上方所定位置から研磨機を降下させる手段と、研磨機の最先端部に設けた研磨パットを前記カラーフィルタに密着した状態で研磨する手段と、研磨終了後、前記研磨機が前記上方所定位置に戻る手段と、研磨定盤から前記カラーフィルタをアンローダーに搬送する手段と、空隙を通して研磨定盤の下方所定位置から洗浄器を前記研磨パットの近傍まで上昇移動する手段と、前記研磨パットを洗浄する手段と、洗浄終了後、洗浄器を元の位置に戻す手段とを具備することを特徴とするカラーフィルタの製造装置。