JPH09268032A - カラーフィルター用ガラス基板の洗浄方法 - Google Patents

カラーフィルター用ガラス基板の洗浄方法

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JPH09268032A
JPH09268032A JP10452896A JP10452896A JPH09268032A JP H09268032 A JPH09268032 A JP H09268032A JP 10452896 A JP10452896 A JP 10452896A JP 10452896 A JP10452896 A JP 10452896A JP H09268032 A JPH09268032 A JP H09268032A
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JP
Japan
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cleaning
glass substrate
cleansing
color filter
rinsing
Prior art date
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Pending
Application number
JP10452896A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Sako
迫  直樹
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ブラックマトリックス形成後の画素欠陥を皆無
にすると同時に安定した画像形成を行って歩留まりを向
上させることが可能なカラーフィルターガラス基板の洗
浄方法を提供する。 【解決手段】温度30℃以上の条件下にpH13以上の
強アルカリ性洗浄液で洗浄処理した後、流体接触量10
ml/cm2 以上の条件下にすすぎ洗浄処理を行う。

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
用ガラス基板の洗浄方法に関するものである。カラーフ
ィルターは、ブラックマトリックスを形成したガラス基
板上に、赤、緑、青の顔料を各々分散させた各感光性樹
脂を塗布した後、フォトリソグラフィーによりカラー画
素を形成させて製造され、液晶ディスプレイ装置、その
他、精密電子機器の電気光学表示装置に使用される。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイ装置などに使用される
カラーフィルターの製造方法には、顔料分散法、染色
法、電着法、印刷法があるが、分光特性、耐久性、パタ
ーン形状および精度などの点で平均的に優れた顔料分散
法が最も広く採用されている。
【0003】以下に顔料分散法の概要を説明する。通
常、最初にクロムや酸化クロム等の金属遮光膜によりガ
ラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次いで、
例えば赤の顔料を分散させた感光性樹脂をスピンコート
により全面に塗布し、マスクを介して露光する。露光後
に現像を行うと赤の画素が得られる。これと同様の工程
を緑、青の画素についても行うと3色の画素が形成され
る。
【0004】各画素間はブラックマトリックス部が凹部
となるので、平滑化のため、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂などの透明樹脂のオーバーコート膜を被覆する。オー
バーコート膜を設けない場合もある。更に、オーバーコ
ート膜上にスパッタリングや真空蒸着などでITO膜な
どの透明導電膜を形成する。
【0005】上記のブラックマトリックスの形成方法と
しては、金属遮光膜による方法以外に、カーボンブラッ
ク等の黒色材料を分散させた感光性樹脂を使用する方法
が提案されている。この方法によれば、スパッタリング
等の設備、電力、クロム含有廃棄処理など、大幅なコス
ト低減が実現できる利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】カラーフィルターの製
造プロセスにおける問題点のうち最も大きなものの一つ
として、画素欠陥が挙げられる。画素欠陥は、白欠陥、
黒欠陥および突起欠陥の3種類に大別される。前二者に
ついては、目視で確認できるレベルの欠陥があると不良
と見做され、通常、白欠陥で直径40〜50μm以上、
黒欠陥で直径70〜100μm以上の欠陥が全面に1つ
でもあってはならないと言われている。また、突起欠陥
は、TFTアレイとの貼り合わせ時にコモンショートを
引き起こすため最も嫌われている欠陥であり、通常、高
さ5〜10μm以上の欠陥が全面で1つでもあってはな
らない。
【0007】画素欠陥を引き起こす要因については種々
考えられるが、上記3種類の全ての欠陥に共通する要因
として、ブラックマトリックス形成前のガラス基板表面
の付着異物が挙げられる。付着異物とブラックマトリッ
クスとの親和性が高い場合は、異物がマトリックス内に
取り込まれ、異物の大きさ、高さ、光透過率に応じて黒
欠陥または突起欠陥となる。また、付着異物とブラック
マトリックスの親和性が乏しい場合は、両者のはじきに
より白欠陥になる。異物の大きさと各種欠陥の大きさ
は、一義的には対応せず、異物の種類によって大きく異
なる。
【0008】上記の様な問題点を解決するため、例え
ば、アルカリ水溶液を使用し、ブラシスクラブ等の併用
により、ガラス基板表面に付着した異物を除去する方法
が提案されている(特開平6−97136号公報)。こ
の方法の実施例に使用されているアルカリ水溶液は、主
としてアンモニア水溶液である。アンモニア水溶液は解
離定数が小さく、すなわち、pKb が大きくイオン化し
難いため、そのpHを13以上にするためには5重量%
程度以上の高濃度水溶液にする必要がある。
【0009】ところで、上記の様な高濃度アンモニア水
溶液は、温度を上げた場合、とアンモニアの溶解度が低
下して溶解しているガスが揮発するため、濃度管理が困
難になる。従って、高濃度アンモニア水溶液は、通常、
常温ないしはそれ以下の温度で取り扱われる。アンモニ
ア水溶液の温度を30℃以上に昇温する場合は、アンモ
ニアを低濃度とし、pH12程度にするのが通例であ
る。すなわち、アンモニア水溶液を使用する場合、pH
13以上で且つ温度30℃以上の条件は、短時間には可
能であっても定常運転では事実上不可能となり、付着異
物の除去性能が劣る結果的となる。
【0010】また、上記の公開公報には、アルカリ水溶
液としてアンモニア水溶液以外のアルカリ水溶液を使用
することも示唆されている。そして、例えば、NaOH
やKOHを使用した場合は、pH13以上で30℃以上
の洗浄液を容易に調製することが出来る。しかしなが
ら、単純に洗浄処理を行った場合、ガラス基板上のブラ
ックマトリックスの形成が不安定になり歩留まりが低下
するという問題がある。
【0011】本発明は、上記実情に鑑み成されたもので
あり、その目的は、ブラックマトリックス形成後の画素
欠陥を皆無にすると同時に安定した画像形成を行って歩
留まりを向上させることが可能なカラーフィルターガラ
ス基板の洗浄方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、温度30℃以上の条件下にpH13以上の強アルカ
リ性洗浄液で洗浄処理した後、流体接触量10ml/c
2 以上の条件下にすすぎ洗浄処理を行うことを特徴と
するカラーフィルター用ガラス基板の洗浄方法に存す
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、カラーフィルター用ガラス基板として
は無アルカリガラスが好適に使用される。
【0014】先ず、本発明においては、強アルカリ性洗
浄液でガラス基板を洗浄する。強アルカリ性洗浄液の調
製にはNaOH又はKOHが好適に使用される。強アル
カリ性洗浄液のpHは、13以上にする必要があるが、
特に14以上とするのが好ましい。強アルカリ性洗浄液
の温度(洗浄液温度)は、30℃以上にする必要がある
が、特に40℃以上とするのが好ましい。
【0015】上記の洗浄処理は、機械的洗浄法と併用し
て行うのが好ましく。超音波洗浄またはブラシ洗浄の少
なくとも一方と組み合わせて行うのがより好ましい。洗
浄時間は、適当な時間に設定されるが、通常20秒以
上、好ましくは30秒以上とされる。
【0016】次に、本発明においては、すすぎ洗浄処理
を行う。すすぎ用流体としては、アルカリに対する溶解
力の高い液体が好適である。通常、水が使用され、30
℃以上に加温した水が好適である。すすぎ洗浄処理に
は、シャワーすすぎ、流水すすぎ、浸漬すすぎ等が好適
に採用される。すすぎ洗浄処理において、流体接触量
は、10ml/cm2 以上にする必要があるが、特に2
0ml/cm2 以上とするのが好ましい。
【0017】上記の流体接触量は、シャワーすすぎ又は
流水すすぎの場合、ガラス基板1枚にかかった流体の量
を当該支持体の面積で割った量と定義され、また、浸漬
すすぎの場合、浸漬槽に入っている流体量を当該流体に
て洗浄したガラス基板の枚数および面積で割った量と定
義される。
【0018】本発明においては、精密洗浄を行うとの観
点から、強アルカリ性洗浄およびすすぎ洗浄の何れの洗
浄処理においても含有異物を除去した洗浄液を使用する
が、好ましくは、0.2μm以上のパーティクルの濃度
が10個/ml以下、より好ましくは5個/ml以下の
洗浄液を使用する。また、本発明において、上記の各洗
浄処理は、移送手段によって透明支持体を1枚ずつ洗浄
エリアへ導入して順次に移送しながら行うのが好まし
い。
【0019】本発明の洗浄方法がガラス基板に対して優
れた異物除去効果を有する理由は、未だ明らかではない
が、次の様に考えられる。すなわち、強アルカリ洗浄液
により、ガラス基板表面および付着異物が溶解されて異
物の除去が容易になると同時に、ガラス基板表面および
除去された異物のゼータ電位が負に帯電するため再付着
が極めて起こり難くなる。実際、アルカリによるガラス
基板表面および付着異物の溶解速度は、pHに対して指
数関数的に増加するため、pH13以上の強アルカリ洗
浄液を使用することにより顕著な異物除去効果が現れ
る。
【0020】また、本発明方法で処理されたガラス基板
を使用することによりブラックマトリックスの形成が安
定する理由は、強アルカル性洗浄液による処理とすすぎ
洗浄処理の複合的な効果によるものと考えられる。
【0021】本発明方法で処理されたガラス基板は、公
知の顔料分散法によるカラーフィルターの製造に好適に
使用される。ガラス基板に形成されるブラックマトリッ
クスは、クロム又は酸化クロム等の金属遮光膜で構成す
ることも出来るが、カーボンブラックを分散させた感光
性樹脂で構成するのが好ましい。ブラックマトリックス
及び各色の画素の形成に必要な感光性樹脂組成物は、通
常、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂などのバインダ
ー成分、色材料、色材料分散剤、光照射により重合反応
を開始させる光重合開始剤、希釈溶媒などを混合して調
製される。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。
【0023】実施例1〜4及び比較例1〜3 無アルカリガラス基板(旭硝子(株)製「AN−63
5」370×470×0.7mmt)を表1に記載の洗
浄液を入れた循環オーバーフロー槽に導入して1分間浸
漬させた。この際、50kHzの超音波を併用した。洗
浄液の温度は、比較例3以外は40℃とした。その後、
表1に記載したすすぎ方法により、アルカリ成分の除去
を行い、エアナイフ乾燥後、200℃にて10分間熱風
乾燥を行った。
【0024】その後、基板表面にアクリル系樹脂を主成
分とし且つカーボンブラックを分散させた感光性樹脂を
スピンコートにより1μmの膜厚で均一塗布した後、露
光、現像を行いブラックマトリックスを形成した。得ら
れた樹脂ブラックマトリックスについて、白欠陥(≧直
径50μm)、黒欠陥(≧直径100μm)、突起欠陥
(≧直径10μm)を測定し、その結果を表2に示す。
また、ブラックマトリックスの幅について、各条件で4
枚ずつ中央部と両端部で測定した結果を表3に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、比較的簡
単な洗浄処理により、ブラックマトリックス形成後の画
素欠陥を皆無にすることが出来ると同時に、安定した画
像形成を行うことが出来るため、カラーフィルターの製
造歩留まりが向上する。
【手続補正書】
【提出日】平成8年9月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項5
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】上記のブラックマトリックスの形成方法と
しては、金属遮光膜による方法以外に、カーボンブラッ
ク等の黒色材料を分散させた感光性樹脂を使用する方法
が提案されている。この方法によれば、スパッタリング
等の設備、電力、クロム含有廃処理など、大幅なコス
ト低減が実現できる利点がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】ところで、上記の様な高濃度アンモニア水
溶液は、温度を上げた場合、アンモニアの溶解度が低下
して溶解しているガスが揮発するため、濃度管理が困難
になる。従って、高濃度アンモニア水溶液は、通常、常
温ないしはそれ以下の温度で取り扱われる。アンモニア
水溶液の温度を30℃以上に昇温する場合は、アンモニ
アを低濃度とし、pH12程度にするのが通例である。
すなわち、アンモニア水溶液を使用する場合、pH13
以上で且つ温度30℃以上の条件は、短時間には可能で
あっても定常運転では事実上不可能となり、付着異物の
除去性能が劣る結果的となる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】上記の洗浄処理は、機械的洗浄法と併用し
て行うのが好ましく、超音波洗浄またはブラシ洗浄の少
なくとも一方と組み合わせて行うのがより好ましい。洗
浄時間は、適当な時間に設定されるが、通常20秒以
上、好ましくは30秒以上とされる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】本発明においては、精密洗浄を行うとの観
点から、強アルカリ性洗浄およびすすぎ洗浄の何れの洗
浄処理においても含有異物を除去した洗浄液を使用する
が、好ましくは、0.2μm以上のパーティクルの個数
が10個/ml以下、より好ましくは5個/ml以下の
洗浄液を使用する。また、本発明において、上記の各洗
浄処理は、移送手段によって透明支持体を1枚ずつ洗浄
エリアへ導入して順次に移送しながら行うのが好まし
い。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】また、本発明方法で処理されたガラス基板
を使用することによりブラックマトリックスの形成が安
定する理由は、強アルカ性洗浄液による処理とすすぎ
洗浄処理の複合的な効果によるものと考えられる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】実施例1〜4及び比較例1〜3 無アルカリガラス基板(旭硝子(株)製「AN−63
5」370×470×0.7mmt)を表1に記載の洗
浄液を入れた循環オーバーフロー槽に導入して1分間浸
漬させた。この際、50kHzの超音波を併用した。洗
浄液の温度は、比較例3は23℃)それ以外は40℃と
した。その後、表1に記載したすすぎ方法により、アル
カリ成分の除去を行い、エアナイフ乾燥後、200℃に
て10分間熱風乾燥を行った。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】その後、基板表面にアクリル系樹脂を主成
分とし且つカーボンブラックを分散させた感光性樹脂を
スピンコートにより1μmの膜厚で均一塗布した後、露
光、現像を行いブラックマトリックスを形成した。得ら
れた樹脂ブラックマトリックスについて、白欠陥(≧直
径50μm)、黒欠陥(≧直径100μm)、突起欠陥
(≧高さ10μm)を測定し、その結果を表2に示す。
また、ブラックマトリックスの幅について、各条件で4
枚ずつ中央部と両端部で測定した結果を表3に示す。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】
【表1】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度30℃以上の条件下にpH13以上
    の強アルカリ性洗浄液で洗浄処理した後、流体接触量1
    0ml/cm2 以上の条件下にすすぎ洗浄処理を行うこ
    とを特徴とするカラーフィルター用ガラス基板の洗浄方
    法。
  2. 【請求項2】 NaOH又はKOHを含有する強アルカ
    リ性洗浄液を使用する請求項1記載の洗浄方法。
  3. 【請求項3】 超音波またはブラシの少なくとも一方を
    併用して洗浄処理を行う請求項1又は2に記載の洗浄方
    法。
  4. 【請求項4】 20秒以上洗浄処理を行う請求項1〜3
    の何れかに記載の洗浄方法。
  5. 【請求項5】 0.2μm以上のパーティクルの濃度が
    10個/ml以下である洗浄液を使用する請求項1〜4
    の何れかに記載の洗浄方法。
  6. 【請求項6】 移送手段によってガラス基板を1枚ずつ
    洗浄エリアへ導入して順次に移送しながら洗浄処理を行
    う請求項1〜5の何れかに記載の洗浄方法。
JP10452896A 1996-04-02 1996-04-02 カラーフィルター用ガラス基板の洗浄方法 Pending JPH09268032A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011034113A (ja) * 2010-11-05 2011-02-17 Sharp Corp 液晶表示装置
WO2012073603A1 (ja) * 2010-12-03 2012-06-07 旭硝子株式会社 ディスプレイ装置用化学強化ガラス基板の製造方法
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CN111902378A (zh) * 2018-03-09 2020-11-06 康宁股份有限公司 最大化地减少化学强化玻璃中的凹痕缺陷的方法

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