JPH11101907A - カラーフィルタおよびカラーフィルタ製造管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造履歴の追跡が個々に可能なカラーフィル
タと、このようなカラーフィルタの製造が可能な製造管
理システムを提供する。 【解決手段】 少なくともブラックマトリックスの形成
工程、複数色からなる着色層の形成工程および検査工程
を備え、ブラックマトリックスの形成工程および／また
は着色層の形成工程においてカラーフィルタ毎の固有の
識別コードを基板の非画素領域に形成して該識別コード
を中央管理装置に登録し、各工程におけるカラーフィル
タ個々の製造履歴を前記識別コードに対応させて前記中
央管理装置に記憶させることにより、カラーフィルタの
製造管理システムとし、このように製造されたカラーフ
ィルタは、基板上の画素領域に所定のパターンで形成さ
れたブラックマトリックスと複数色からなる着色層とを
備え、かつ、基板上の非画素領域の所定箇所に固有の識
別コードを備えるものである。

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とそ
の製造管理システムに係り、特に液晶ディスプレイに使
用するためのカラーフィルタと、このようなカラーフィ
ルタの製造管理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）において
は、近年のカラー化の要請に対応するために、アクティ
ブマトリックス方式および単純マトリックス方式のいず
れの方式においてもカラーフィルタが用いられている。
例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティ
ブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、カラーフ
ィルタは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の着色
パターンを備え、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素に対応す
る電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとし
て作動し、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素を光が透過して
カラー表示が行われる。そして、色混合は２色以上の画
素に対応する液晶シャッタを開いて混色し別の色に見せ
る加色混合の原理により網膜上で視覚的に行われる。

【０００３】上記のカラーフィルタの製造では、ブラッ
クマトリックス（遮光層）の形成工程、Ｒ，Ｇ，Ｂの着
色パターンからなる着色層の形成工程、保護膜の形成工
程、透明導電膜の形成工程、および、数種類の検査から
なる検査工程がある。したがって、各ガラス基板がどの
工程を流れているか、また、検査結果がどうであるかを
カラーフィルタ毎に把握することが困難であった。

【０００４】このような問題を解決するために、例え
ば、ガラス基板を２５枚収納できる基板搬送カセットを
使用し、各基板搬送カセット毎にバーコード等で固有の
識別コードを設け、特定の識別コードを有する基板搬送
カセットの何枚目のガラス基板ということで、個々のガ
ラス基板の製造履歴を把握して管理が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造管理では、製造の各工程中でガラス基板の割れ、条
件出しのための抜き取り等があった場合、基板搬送カセ
ット内でのガラス基板の収納順序にズレが生じてしま
い、ガラス基板と製造履歴とを１対１で対応させること
が不可能になるという問題があった。

【０００６】また、従来の製造管理では、個々のカラー
フィルタの製造履歴、例えば、着色層の厚み、光透過率
等を後日追跡したい場合であっても不可能である。した
がって、突発的な異常が発生した場合に液晶ディスプレ
イの品質安定化に応えられないという問題があった。

【０００７】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、製造履歴の追跡が個々に可能なカラー
フィルタと、このようなカラーフィルタの製造が可能な
製造管理システムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のカラーフィルタは、基板と、該基板
上の画素領域に所定のパターンで形成されたブラックマ
トリックスと複数色からなる着色層とを備え、かつ、前
記ブラックマトリックスおよび／または前記着色層の形
成とともに形成された固有の識別コードを前記基板上の
非画素領域の所定箇所に備えるような構成とした。

【０００９】本発明のカラーフィルタ製造管理システム
は、ブラックマトリックスの形成工程、複数色からなる
着色層の形成工程および検査工程を少なくとも備え、ブ
ラックマトリックスの形成工程および／または着色層の
形成工程において基板の非画素領域にカラーフィルタ毎
の固有の識別コードを形成して該識別コードを中央管理
装置に登録し、各工程におけるカラーフィルタ個々の製
造履歴を前記識別コードに対応させて前記中央管理装置
に記憶させるような構成とした。

【００１０】また、本発明のカラーフィルタ製造管理シ
ステムは、前記基板が多面付でカラーフィルタを製造す
るための基板であり、同一基板上の各カラーフィルタに
対して基板の非画素領域に前記識別コードを形成するよ
うな構成とした。

【００１１】また、本発明のカラーフィルタ製造管理シ
ステムは、前記着色層形成工程と前記検査工程との間
に、保護膜形成工程および透明導電膜形成工程を有する
ような構成とした。

【００１２】さらに、本発明のカラーフィルタ製造管理
システムは、前記検査工程の後に、前記中央管理装置か
ら識別コードで呼び出したカラーフィルタの製造履歴に
基づく品質判定結果を、対応するカラーフィルタの非画
素領域の基板上にマークするマーキング工程を有するよ
うな構成とした。

【００１３】このような本発明では、各カラーフィルタ
に固有の識別コードが付与され、この識別コード毎にカ
ラーフィルタの製造履歴が中央管理装置に記憶されてい
るので、特定のカラーフィルタについて、その製造工程
中に識別コードで中央管理装置から製造履歴を随時呼び
出すことができるとともに、完成品としてのカラーフィ
ルタにおいて、後日、その製造履歴を識別コードを用い
て追跡することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明のカラーフィルタの一実施形
態を示す平面図である。図１において、本発明のカラー
フィルタ１は、基板２の画素領域３（図中に斜線で示さ
れる領域）上にブラックマトリックス、着色層、保護膜
および透明導電膜を備え、基板２の非画素領域４に識別
コード５を備えている。

【００１６】上記のカラーフィルタ１を構成する基板２
としては、従来公知のカラーフィルタに使用されている
基板が使用可能であり、例えば、石英ガラス、パイレッ
クスガラス、合成石英板等の可撓性のないリジット材、
あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性
を有するフレキシブル材を用いることができる。この中
で特にコーニング社製７０５９ガラスは、熱膨脹率の小
さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における
作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まな
い無アルカリガラスであるため、アクティブマトリック
ス方式によるＬＣＤ用のカラーフィルタに適している。

【００１７】カラーフィルタ１の画素領域３に形成され
ている着色層は、通常、赤色パターン、緑色パターンお
よび青色パターンがモザイク型、トライアングル型、ス
トライプ型、４画素配置型等の所望のパターンで配列さ
れたものである。この着色層は、所望の着色材を含有し
た感光性樹脂を使用した顔料分散法により形成すること
ができ、さらに、印刷法、電着法、無電解メッキ法等の
公知の方法により形成することができる。

【００１８】また、カラーフィルタ１を構成するブラッ
クマトリックスは、従来公知のカラーフィルタにおける
ブラックマトリックスと同様に形成することができ、ス
パッタリング法、真空蒸着法等によりクロム等の金属薄
膜を形成し、この薄膜をパターニングして形成したも
の、カーボン微粒子等の遮光性粒子を含有させた感光性
樹脂層を形成し、この感光性樹脂層をパターニングして
形成したもの等、いずれであってもよい。このブラック
マトリックスは各着色パターンからなる表示画素の間お
よび着色層の形成領域の外側に設けられている。

【００１９】また、カラーフィルタ１を構成する保護膜
は、カラーフィルタ１の表面平滑化、信頼性の向上、液
晶層への汚染防止等を目的とするものであり、アクリル
系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン
系樹脂等の透明樹脂、あるいは、二酸化ケイ素等の透明
無機化合物等を用いて形成することができる。保護膜の
厚みは０．５〜５０μｍ程度が好ましい。

【００２０】また、カラーフィルタ１を構成する透明導
電膜としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）
膜を用いることができる。ＩＴＯ膜は蒸着法、スパッタ
リング法等の公知の方法により形成することでき、厚さ
は２００〜２０００Å程度が好ましい。

【００２１】識別コード５は、カラーフィルタ１に固有
のものであり、識別コード５と特定のカラーフィルタ１
との間に１対１の対応が確立されていればよく、コード
内容には特に制限はなく、例えば、製造年月日を示す数
字と当該製造日における製造順番を示す数字等からなる
ものとすることができる。このような識別コード５とし
ては、従来公知の縦型（１次元）バーコード、２次元バ
ーコード（例えば、ベリコードやカルラコード等）等の
なかから適宜選択することができる。図２は２次元バー
コードからなる識別コード５の一例を示す平面図であ
る。図２に示されるように、２次元バーコードからなる
識別コード５は、Ｌ字型のガイドセル５ａと、正方形の
ドットが所定間隔で配列したガイドセル５´ａ，５´ａ
とで囲まれたデータ領域５ｂをもち、このデータ領域５
ｂにおける正方形のドットの有無で０か１かを表すもの
である。このような２次元バーコードは、縦型（１次
元）バーコードに比べて情報量が多く、同じ情報量であ
れば、より小さな面積ですむという利点がある。

【００２２】このような識別コード５は、図示例のよう
にカラーフィルタ１の非画素領域４の所定箇所に１個設
けられたものでもよく、また、非画素領域４の所定箇所
に複数設けられたものでもよい。そして、識別コード５
は、ブラックマトリックスの形成段階で作成されたも
の、および／または、着色層の形成段階で作成されたも
のである。これにより、識別コード５の形成に要する工
数の増加は、識別コード用の露光操作のみとなり、従来
のカラーフィルタの製造工程をそのまま使用することが
できる。

【００２３】次に、本発明のカラーフィルタ製造管理シ
ステムの一実施形態について説明する。

【００２４】図３は本発明のカラーフィルタ製造管理シ
ステムの一例を示す工程フローチャートである。図３に
おいて、カラーフィルタ製造管理システムはブラックマ
トリックス形成工程１１、着色層形成工程１２、保護膜
形成工程１３、透明導電膜形成工程１４、検査工程１５
およびマーキング工程１６を備え、これらの各工程に接
続した中央管理装置２０を備えている。本実施形態で
は、着色層形成工程１２は、赤色着色パターン（Ｒ）の
形成工程１２Ｒ、緑色着色パターン（Ｇ）の形成工程１
２Ｇ、青色着色パターン（Ｂ）の形成工程１２Ｂとから
なり、また、検査工程１５は、ブラックマトリックスや
着色層における穴あき、ごみ付着等を検査する外観検査
工程１５Ａ、着色層のムラ等を検査する目視検査工程１
５Ｂとを有している。また、中央管理装置２０は、例え
ば、ネットワークサーバー等で構成することができる。

【００２５】本実施形態では、まず、カラーフィルタ用
の基板がブラックマトリックス形成工程１１に送られ、
ブラックマトリックスが形成されるとともに、基板の非
画素領域に識別コードが形成される。図４は４面付でカ
ラーフィルタの製造を行う基板の例を示す平面図であ
る。図４において、基板２はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４面付で
あり、各面毎に画素領域３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ（図中
に斜線で示される領域）と、その周囲に非画素領域４
Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄが画定されている。以下、この４
面付の基板２におけるカラーフィルタの製造を例に説明
する。

【００２６】上記の基板２は、ブラックマトリックス形
成工程１１において各画素領域３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ
にブラックマトリックスが形成され、非画素領域４Ａ，
４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの所定箇所には識別コード５Ａ，５
Ｂ，５Ｃ，５Ｄが形成される。識別コードの形成は、例
えば、面付毎に、かつ、基板毎に設定した固有のコード
内容に対応したパターンをレーザー描画して感光性レジ
ストの露光を行い、そのあと、金属薄膜をエッチングし
て２次元バーコードを形成するような方法により行うこ
とができる。

【００２７】このようにブラックマトリックス形成工程
１１で基板２に形成された識別コード５Ａ，５Ｂ，５
Ｃ，５Ｄは、中央管理装置２０に登録され、これによ
り、基板２上に４面付で形成される各カラーフィルタに
１対１で対応する固有の識別コードが付与されたことに
なる。また、この識別コードの登録と同時に、ブラック
マトリックス形成工程を通過した時間、ブラックマトリ
ックスの厚み等の設定条件等の必要な製造履歴を各識別
コードに対応させて中央管理装置２０に記憶させること
ができる。

【００２８】次に、４面付の基板２は着色層形成工程１
２に送られ、各画素領域３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３ＤにＲ、
Ｇ、Ｂの各着色パターンからなる着色層が形成される。
この着色層形成工程１２の各着色パターン形成工程１２
Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにおいても、工程を基板が通過した
時間、着色層の厚み、光透過率の設定条件等の必要な製
造履歴を各識別コード５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに対応さ
せて中央管理装置２０に記憶させることができる。尚、
必要に応じて、このカラーフィルタ形成工程１２Ｒ，１
２Ｇ，１２Ｂのいずれかにおいて、非画素領域４Ａ，４
Ｂ，４Ｃ，４Ｄの所定箇所に更に第２の識別コードを形
成してもよい。

【００２９】次いで、４面付の基板２は保護膜形成工程
１３、透明導電膜形成工程１４に順次送られ、各画素領
域３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄに保護膜と透明導電膜が所定
の形状で形成される。この保護膜形成工程１３、透明導
電膜形成工程１４においても、基板が各工程を通過した
時間、保護膜や透明導電膜の厚み、加熱条件等の必要な
製造履歴を各識別コード５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ（上記
の第２の識別コードが形成されている場合は、この第２
の識別コードも含む）に対応させて中央管理装置２０に
記憶させることができる。

【００３０】上述のように、各画素領域３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄにブラックマトリックス、着色層、保護膜、透
明導電膜が形成されてカラーフィルタが４面付で作製さ
れた基板２は、その後、検査工程１５に送られ、外観検
査工程１５Ａおよび目視検査工程１５Ｂにおいて所定の
検査がなされる。この検査工程１５における検査結果
は、製造履歴として基板２の各カラーフィルタ毎に識別
コードに対応させて中央管理装置２０に記憶させること
ができる。

【００３１】次に、カラーフィルタが４面付で作製され
た基板２は、マーキング工程１６に送られる。このマー
キング工程１６では、識別コード５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５
Ｄにより、４面付の各カラーフィルタの製造履歴を呼び
出し、検査結果に基づいた品質判定結果を基板２の各面
付の非画素領域４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄにマークする。

【００３２】本発明のカラーフィルタ製造管理システム
では、４面付の基板２が、例えば、基板を２５枚収納で
きる基板搬送カセットを使用して各工程間を搬送され、
ブラックマトリックス形成工程１１からマーキング工程
１６において、他の基板の割れ、条件出しのための抜き
取り等により基板搬送カセット内での基板の収納順序に
ズレが生じた場合でも、上述のように個々のカラーフィ
ルタに対応した固有の識別コードにより各カラーフィル
タの製造履歴が中央管理装置２０に記憶されているた
め、個々のカラーフィルタの製造履歴を把握して製造管
理を行うことができる。

【００３３】上述のようなカラーフィルタの製造管理シ
ステムにより４面付の状態で製造されたカラーフィルタ
は、図５に示されるように基板２を切断して個々のカラ
ーフィルタ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとされる。そして、
検査工程１５の結果に基づき、再検査、廃棄等の処理が
行われる。このように製造された各カラーフィルタ１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、その非画素領域４Ａ，４Ｂ，
４Ｃ，４Ｄに識別コード５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを備え
るものであり、後日、特定のカラーフィルタについて製
造履歴を追跡する必要が生じた場合、カラーフィルタに
付与されている識別コードにより中央管理装置２０から
対応した製造履歴のデータを呼び出すことが可能とな
る。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば少
なくともブラックマトリックスの形成工程、複数色から
なる着色層の形成工程および検査工程を備え、ブラック
マトリックスの形成工程および／または着色層の形成工
程においてカラーフィルタ毎の固有の識別コードを基板
の非画素領域に形成して該識別コードを中央管理装置に
登録し、各工程におけるカラーフィルタ個々の製造履歴
を前記識別コードに対応させて前記中央管理装置に記憶
させるようなカラーフィルタ製造管理システムであるた
め、特定のカラーフィルタがどの工程を流れているか、
また、検査結果がどうであるかを把握することができ、
さらに、製造工程中に識別コードで中央管理装置から製
造履歴を随時呼び出すことができるので、前工程までの
履歴に基づいた対応を後工程でとることができ、また、
中央管理装置から識別コードで呼び出したカラーフィル
タの製造履歴に基づく品質判定結果を、対応するカラー
フィルタの非画素領域の基板上にマークすることにより
完成品としてのカラーフィルタの取り扱い判断が容易と
なり、このような製造管理システムで製造された本発明
のカラーフィルタは、基板上の画素領域に所定のパター
ンで形成されたブラックマトリックスと複数色からなる
着色層とを備え、かつ、基板上の非画素領域の所定箇所
に固有の識別コードを備えるので、識別コードを用いて
中央管理装置から製造履歴を呼び出すことができ、後
日、特定のカラーフィルタについて、その製造履歴を追
跡することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す平
面図である。

【図２】本発明のカラーフィルタに設けられる識別コー
ドの一例である２次元バーコードを示す図である。

【図３】本発明のカラーフィルタ製造管理システムの一
例を示す工程フローチャートである。

【図４】４面付でカラーフィルタの製造を行う基板の例
を示す平面図である。

【図５】図４に示された４面付の基板を用いて作製した
個々のカラーフィルタを示す平面図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ ２…基板 ３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）…画素領域 ４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ）…非画素領域 ５（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）…識別コード １１…ブラックマトリックス形成工程 １２…着色層形成工程 １３…保護膜形成工程 １４…透明導電膜形成工程 １５…検査工程 １６…マーキング工程

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、該基板上の画素領域に所定のパ
   ターンで形成されたブラックマトリックスと複数色から
   なる着色層とを備え、かつ、前記ブラックマトリックス
   および／または前記着色層の形成とともに形成された固
   有の識別コードを前記基板上の非画素領域の所定箇所に
   備えることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】 ブラックマトリックスの形成工程、複数
   色からなる着色層の形成工程および検査工程を少なくと
   も備え、ブラックマトリックスの形成工程および／また
   は着色層の形成工程において基板の非画素領域にカラー
   フィルタ毎の固有の識別コードを形成して該識別コード
   を中央管理装置に登録し、各工程におけるカラーフィル
   タ個々の製造履歴を前記識別コードに対応させて前記中
   央管理装置に記憶させるようにしたことを特徴とするカ
   ラーフィルタ製造管理システム。
3. 【請求項３】 前記基板は多面付でカラーフィルタを製
   造するための基板であり、同一基板上の各カラーフィル
   タに対して基板の非画素領域に前記識別コードを形成す
   ることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ製
   造管理システム。
4. 【請求項４】 前記着色層形成工程と前記検査工程との
   間に、保護膜形成工程および透明導電膜形成工程を有す
   ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のカ
   ラーフィルタ製造管理システム。
5. 【請求項５】 前記検査工程の後に、前記中央管理装置
   から識別コードで呼び出したカラーフィルタの製造履歴
   に基づく品質判定結果を、対応するカラーフィルタの非
   画素領域の基板上にマークするマーキング工程を有する
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記
   載のカラーフィルタ製造管理システム。