(57)【要約】【課題】カラーフィルタ基板の製造工程で発生した品質基準を満足しないガラス基板の再生プロセスにおいて、ＢＭや着色画素のみの場合と、ＩＴＯ膜のある基板とを振り分けて、適切な再生処理プロセスでガラス基板を効率的に再生する。【解決手段】ガラス基板上に、少なくとも感光性黒色樹脂からなる遮光層、感光性着色樹脂からなる着色画素層、ＩＴＯ膜からなる透明電極層を順次形成するカラーフィルタ基板の製造工程で発生した不良基板を再生するガラス基板の再生装置において、該再生装置の基板投入部に、青色領域及び緑色領域の輝度が高い光源を使用した光透過型センサーを配置して、全ての投入基板の各々のＩＴＯ膜形成領域の素ガラス部の複数点の透過率をセンシングしてＩＴＯ膜の有無を判別する監視手段と、該監視手段の判別信号に基づいて前記投入基板を適正な処理フローに投入する振り分け手段を具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、少なくとも感光性黒色樹脂からなる遮光層、感光性着色樹脂からなる１ないし複数の着色画素層、ＩＴＯ膜からなる透明電極層を順次形成するカラーフィルタ基板の製造工程で発生した、該カラーフィルタ基板の不良基板を再生するカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置において、
該再生装置の基板投入部に、青色領域及び緑色領域の輝度が高い光源を使用した光透過型センサーを配置して、全ての投入基板の各々のＩＴＯ膜形成領域の素ガラス部の複数点の透過率をセンシングしてＩＴＯ膜の有無を判別する監視手段と、該監視手段の判別信号に基づいて前記投入基板を適正な処理フローに投入する振り分け手段を具備することを特徴とするカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置。
【請求項２】
前記監視手段において、波長４５０ｎｍと波長６００ｎｍとの２点における透過率の検知範囲を定義することでＩＴＯ膜の有無を判別することを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置。
【請求項３】
請求項１または2に記載するカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置を用いて、ガラス基板を再生することを特徴とするカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置及び再生方法に関するもので、より詳細には、カラーフィルタ基板の製造工程で発生する品質基準に満たない不良基板から、透明導電膜や樹脂皮膜を剥離・除去・洗浄するカラーフィルタ基板用ガラス基板再生装置及び再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置は、一般に、外側にそれぞれ偏光板が設けられているカラーフィルタ基板と素子基板との間に液晶を封入して構成される。そして、カラーフィルタ基板と素子基板側との間に画素ごとに電圧を印加して光の透過・不透過を制御して、その透過光を表示光として画面表示する。
【０００３】
カラーフィルタ基板は、透明ガラス基板を構造的支持体として備え、その画面観察者側の反対側（背面側）は多数の画素領域に区分され、画素領域と画素領域の境界に位置する画素間部位には遮光層（ブラックマトリクス：以下ＢＭと略称する）のパターンが設けられ、画素領域のそれぞれには着色画素が配置されている。着色画素は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の三色の着色画素を配列している。なお、前記ＢＭは、これら各色に着色された透過光の混色を防止するもので、従来は金属クロムの皮膜が使われていたが、近年ではカーボンブラック等の黒色顔料を分散した感光性樹脂が主流になっている。
【０００４】
そして、カラーフィルタ基板には、着色画素による段差を埋めるオーバーコート層を設けるか、または、表面を研磨・平坦化した後、ＩＴＯ透明電極を設け、更に、必要に応じてＰＳ（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）／ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：広視野角用突起）を設けて、液晶パネル製作工程に送られる。
【０００５】
カラーフィルタ基板の代表的な製造方法として、感光性樹脂に顔料を分散した色材を用いたフォトリソグラフィー技術が用いられている。一般的な製造工程としては、ガラス基板の投入からはじまり、ＢＭの形成、Ｒ，Ｇ，Ｂ各着色画素の形成へと進むが、それぞれの工程において、ガラス基板の事前洗浄、感光性樹脂液の塗布、溶剤の乾燥、プレベーク、パターン露光、現像、ポストベーク、検査が繰り返され、更に、スパッタリング法によるＩＴＯ透明電極の形成、フォトリソグラフィー技術によるＰＳ／ＶＡの形成と、非常に長い製造工程となる。
【０００６】
カラーフィルタ基板には高い信頼性が求められるが、上記したように長い製造工程の途中では、ゴミや樹脂カスなどの異物の付着・混入や、ピンホール、パターン欠け等による欠陥が生じる場合がある。品質基準に達しないカラーフィルタ基板は廃棄されるが、ガラス自身に傷つき等の不良がないものについては、従来からガラス基板として再生し、再利用されてきた。
【０００７】
例えば、特許文献１には、ＢＭ、着色画素、ＩＴＯ膜等が複数順次形成してあるガラス基板の外層側から、所定の剥離液を用いて、該膜の１または複数を選択的に除去するガラス基板の再生方法が開示されている。更に、特許文献２には、カラーフィルタ膜又は少なくとも１色の着色層が形成された中間製品に対して、濃硫酸または発煙硫酸により着色層を除去して、ガラス基板を再生する方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、上述した従来のガラス基板の再生方法では、剥離液への浸漬に２０分か
ら２時間もの長時間を必要とするためガラス基板自身がおかされてしまうことがあり、なおかつ、カラーフィルタ膜の除去が不完全となり、従来技術の工程の後に加えて、ガラス基板表面の研磨処理が必要となる問題がある。
【０００９】
ガラス再生プロセスにおいては、カラーフィルタ膜の上層部より順に剥離することが一般的であり、再生対象基板の不良発生工程により、再生処理時間、処理温度、薬液を変える必要がある。薬液は、レジスト部を剥離するアルカリ処理とＩＴＯ膜をエッチングする酸処理に大きく分けられ、ＩＴＯ膜の有無により処理プロセスが大きく変わる。その為、ＩＴＯ膜の有無を把握しておき、適切なプロセスで処理すべきであるが、現実的には、全不良基板のＩＴＯ膜有無を把握することは非常に困難である。ガラス再生プロセスへの投入に際して、不良発生工程の異なる再生対象基板が混載されていて、ＩＴＯ膜有無の把握が出来ていない場合、本来必要でない処理による不具合発生やコスト増大につながる。
【００１０】
また、特に、近年の大画面液晶テレビの普及に伴うガラス基板の大型化により、例えば１ｍｍ以下の薄く、かつ一辺が１〜２ｍ以上に達する大型ガラス基板が使用されており、事前に不良基板の確認を行う場合、基板サイズが大きくなると、事前のチェックが難しい問題があった。
【００１１】
大型液晶テレビ以外にも、パーソナルコンピュータ、各種モニターやモバイル機器へのカラー液晶表示装置の適用が急激に拡大しており、液晶パネルの価格構成の中で大きな割合を占めるカラーフィルタ基板へのコストダウン要求は厳しくなっている。そのため、カラーフィルタ基板の製造工程にて、品質基準を満足しないものが発生した場合には、ＢＭや着色画素あるいはＩＴＯ膜を剥離してガラス基板を短時間で効率的に再生し、且つ、研磨による後処理なしでカラーフィルタの製造工程に再投入・再使用可能な効率的なガラス基板再生装置が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２７９９１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、カラーフィルタ基板の製造工程で発生した品質基準を満足しないガラス基板の再生プロセスにおいて、ＢＭや着色画素のみの場合と、ＩＴＯ膜のある基板とを振り分けて、適切な再生処理プロセスでガラス基板を効率的に再生するガラス基板再生装置及び再生方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明は、ガラス基板上に、少なくとも感光性黒色樹脂からなる遮光層、感光性着色樹脂からなる１ないし複数の着色画素層、ＩＴＯ膜からなる透明電極層を順次形成するカラーフィルタ基板の製造工程で発生した、該カラーフィルタ基板の不良基板を再生するカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置において、
該再生装置の基板投入部に、青色領域及び緑色領域の輝度が高い光源を使用した光透過型センサーを配置して、全ての投入基板の各々のＩＴＯ膜形成領域の素ガラス部の複数点の透過率をセンシングしてＩＴＯ膜の有無を判別する監視手段と、該監視手段の判別信号に基づいて前記投入基板を適正な処理フローに投入する振り分け手段を具備することを特徴とするカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置である。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記監視手段において、波長４５０ｎｍと波長６００ｎｍとの２点における透過率の検知範囲を定義することでＩＴＯ膜の有無を判別することを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置である。
【００１６】
次に、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または2に記載するカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置を用いて、ガラス基板を再生することを特徴とするカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置によれば、基板投入部に、光透過型センサーを配置して、全ての投入基板をセンシングしてＩＴＯ膜の有無を判別し、その判別信号に基づいて投入基板を適正な処理フローに振り分け投入することで、ＢＭや着色画素のみの不良基板と、ＩＴＯ膜のある基板とを、それぞれ適切な再生処理プロセスで効率的にガラス基板再生が可能である。
【００１８】
また、通常カラーフィルタ基板に成膜されているＩＴＯ膜の膜厚は１００〜１５０ｎｍであり、この膜厚領域においては、波長４５０ｎｍと波長６００ｎｍとにおいて膜厚に応じて透過率差が大きく出る。そのため、波長４５０ｎｍと波長６００ｎｍとの２点における透過率の検知範囲を定義することでＩＴＯ膜形成領域の素ガラス部のＩＴＯ膜の有無を判別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の一例を断面で示した概略図。
【図２】カラーフィルタ基板用ガラス基板の再生工程と工程内容の一例を示す概略図。
【図３】本発明のカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置の一実施形態の再生処理フローの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置について、一実施形態に基づいて説明する。
【００２１】
本発明においてガラス基板を再生する対象とするカラーフィルタ基板は、1例として、図1に示すように、公知のフォトリソグラフィー法により、０．７ｍｍ厚のアルミノホウケイ酸ガラスからなるガラス基板１０上に、アクリル系樹脂にカーボンブラックを配合した感光性黒色樹脂からなる１．２μｍ厚の遮光層（ブラックマトリクス：ＢＭ）１１、アクリル系樹脂にそれぞれ赤色、緑色及び青色顔料を分散配合した感光性着色樹脂からなるＲ、Ｇ、Ｂの着色画素層（それぞれ１．８μｍ厚）１２、ＩＴＯ膜からなる透明電極層（１２０ｎｍ厚）１３が順次形成されたカラーフィルタ基板であり、更に、ＰＳ／ＶＡ層が形成されたタイプである。なお、各層の厚み構成は本発明を制限するものではない。
【００２２】
図２によって、カラーフィルタ基板用ガラス基板の再生工程と工程内容の一例を説明する。上記した構成のＡＳ／ＶＡ層形成後に品質基準を満足しないカラーフィルタ基板は、以下の工程を経てガラス基板として再生される。
【００２３】
まず、カラーフィルタ基板の最上層にあるＰＳ／ＶＡ層がアルカリ処理（１）、ブラシ
洗浄、水洗リンスによって剥離される。次にＩＴＯ膜が酸処理、水洗リンスによって剥離された後、ＲＧＢ／ＢＭ層がアルカリ処理（２）、ブラシ洗浄、水洗リンスによって剥離され、最後にガラス基板に微小量残っている洗浄残渣がブラシ洗浄で取り除かれ、水切りによって乾燥される。
【００２４】
本発明のカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置では、アルカリ処理では、公知の組成の水性剥離液を４０〜８０℃の間の一定温度に維持して、通常のフォトリソ工程で使用する現像装置と同様の、基板の進行方向に複数の吐出ノズルが多列で配置された処理ユニットを用いて、圧力０．０５〜０．１５ＭＰａのシャワーとして、５００〜１０００ｍｍ／分程度の一定速度で水平搬送される再生対象基板上の樹脂皮膜に吐出して剥離・除去・洗浄する。なお、ノズルを配置した処理ユニットは、水性剥離液がガラス基板上の樹脂皮膜に接触している処理時間として１〜１０分確保される長さから選定する。また、酸処理は塩化第二鉄等公知の組成の水性エッチング液を用いて、上記したアルカリ処理と同様の装置で処理を行う。上記水性剥離液およびエッチング液による処理に続いて、ガラス基板を水で洗浄し、さらに、従来技術である毛ブラシで表面を接触して洗浄した後、水洗・水切り・乾燥してガラス基板の再生を完了する。再生したガラス基板は、抜き取り目視検査等で品質確認を行い、再度カラーフィルタ基板の製造工程に投入されることになる。
【００２５】
しかしながら、前述したように、カラーフィルタ基板の製造工程は長く、再生プロセスに投入される不良基板は、不良発生工程の異なる再生対象基板が混載されているのが通常である。特に、薬液がレジスト部を剥離するアルカリ処理とＩＴＯ膜をエッチングする酸処理に大きく分けられるため、ＩＴＯ膜の無いＲＧＢ／ＢＭ層のレジストのみが形成されている基板に対しては、本来必要でないアルカリ処理（１）や酸処理による不具合発生やコスト増大につながる。
【００２６】
そこで、図３に示すように、本発明のカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置においては、再生対象基盤投入部において、光透過型センサーによりＩＴＯ膜の有無が監視される。この光透過型センサーは、発光光源と、カラーフィルタ基板をはさんで、光を受光する光センサーよりなる。ＩＴＯ膜有りと判別された基板（Ｙ−１と称する）は、判別信号によってＩＴＯ膜有り基板処理フローに振り分けられて、前述したフルスペックの、アルカリ処理（１）（Ｙ−２）  →  酸処理（Ｙ−３）  →  アルカリ処理（２）（Ｙ−４）のプロセスで剥離され、最終的に素ガラスになり（Ｙ−５）回収される。
【００２７】
逆に、ＩＴＯ膜無しと判別された基板（Ｎ−１と称する）は、判別信号によってＩＴＯ膜無し基板処理フローに振り分けられて、ＰＳ／ＶＡ剥離と酸処理によるＩＴＯエッチングが不要のためスルーされ、アルカリ処理（２）（Ｎ−２）のみがされて、素ガラス（Ｎ−３）として少ない工程での処理で回収される。この場合、不要な酸持込によるアルカリ処理液の劣化等の不具合がなく、再生処理は安定したものとなる。
【００２８】
光透過型センサーによるＩＴＯ膜の有無の判別は、前述したように、再生対象基板のＩＴＯ膜形成領域の素ガラス部の複数点の透過率をセンシングしてＩＴＯ膜の有無を判別するが、青色領域である４５０ｎｍで、素ガラス部の透過率を１００％としたとき、ＩＴＯ部の透過率は９２〜９５％となり、緑色領域である６００ｎｍで、素ガラス部の透過率を１００％としたとき、ＩＴＯ部の透過率は９２〜９５％となり、少なくともこの２波長での透過率を見ることで判別可能である。
【００２９】
本発明のカラーフィルタ基板用ガラス基板の再生装置によれば、研磨せずに再使用できるガラス基板が、従来のカラーフィルタ製造工程で使用されている現像ラインと類似した処理装置を使って、効率的に、低コストで再生できるため、特にマザーガラスの寸法が第６世代、第８世代あるいは第１０世代と呼ばれる大型ガラス基板を使用したカラーフィル
タ基板のガラス基板再生にきわめて有効である。
【符号の説明】
【００３０】
１０・・・ガラス基板    １１・・・ブラックマトリックス層    １２・・・ＲＧＢ層
１３・・・透明導電膜（ＩＴＯ膜）    １４・・・ＰＳ／ＶＡ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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