(57)【要約】【課題】カラーフィルタ基板の裏面の汚れを研磨する際に、反転作業を行わず、また、工程ラインへの導入に際して安価な設備費用で、しかも各工程間のタクトタイムに支障をきたさない基板研磨装置を提供する。【解決手段】図示しないＣＦ基板搬送部と、基板ガイド３１と、当てピン３２ａと、研磨手段３３と、を備え、基板ガイド３１によってＣＦ基板２０を固定し、固定されたＣＦ基板２０の非着色部を当てピン３２ａで上方から押圧しながら、ＣＦ基板２０の裏面を研磨手段３３で研磨して汚れを除去する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板）製造工程内の搬送装置に設けられたＣＦ基板の裏面を研磨する装置であって、
基板ガイドと、当てピンと、研磨手段を備え、
前記基板ガイドは、ＣＦ基板を固定するもので、
前記当てピンは、固定されたＣＦ基板の非着色部を上方から押圧するもので、
上記当てピンによって押えられたＣＦ基板の裏面に付着した汚れを、ＣＦ基板の下方に位置する前記研磨手段によって研磨して除去することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２】
前記当てピンは、ＣＦ基板の面付けに応じて移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の基板研磨装置。
【請求項３】
前記研磨手段は、検出された汚れの発生位置に対応してＣＦ基板の幅方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板研磨装置。
【請求項４】
前記研磨手段は、バフ研磨機であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に用いられるカラーフィルタガラス基板を研磨する装置であって、更に詳しくは一面にカラーフィルタ層等の樹脂層が形成された薄型基板の反対側の面に付着した汚れを研磨除去する基板研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に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す。カラーフィルタ１は、透明なガラス基板２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色画素（以下、Ｒ画素）４−１、グリーンＧの着色画素（以下、Ｇ画素）４−２、ブルーＢの着色画素（以下、Ｂ画素）４−３、透明電極５、及びフォトスペーサー（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。
【０００３】
上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法を用いることが知られているが、図２は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法による製造工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、前処理としてガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ１）、ガラス基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ２）、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ３）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ４）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ５）、露光処理する工程（Ｃ６）、現像処理する工程（Ｃ７）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ８）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ９）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ１０）がこの順に行われ製造される。
【０００４】
例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に画素が形成される場合には、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ３）から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間（Ｃ８）ではレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの順に着色フォトレジストを変更して３回繰り返されてＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が形成される。
【０００５】
上記カラーフィルタ基板は光学部品であるために、最終的に汚れが付着していてはならない。しかし、これらの光学部品の製造工程において、特に、これらの裏面に汚れが付着するのを免れることはできない。具体的には、基板上にカラーフィルタ層を形成すべき樹脂材料が飛散した汚れ等の製造に伴い製造中に付着した汚れ、基板搬送中の例えば搬送コロの汚れの転移、および、製造途中あるいは完成後の検査工程で付着した汚れ、たとえば、検査する人が着用していた手袋に付着していた油汚れや欠陥個所をマーキングするためのマーカなどである。このような汚れは、樹脂層を硬化するために必須であるベーキング工程によって基板に焼き付けられてしまっているため、こびりついて落ち難い。
【０００６】
上記基板の裏面に付着した汚れ除去は、人手によって手削りで行う場合があるが、除去作業に多くの時間が必要とされ、製造工程での律速要因となっていた。
【０００７】
更に、基板の裏面の汚れを除去する場合に、基板を裏返しにして（反転して）裏面を上方に向け、研磨装置で除去研磨するには、基板の大部分を支持台上にベタ置きすることになる。この状態では、支持台との接触が原因で表面が汚れてしまったり、表面に形成されたカラーフィルタ層が傷ついてしまうといった問題が生じるので、これらの技術を裏面の汚れ除去に有効に適用するのは困難である。
【０００８】
そこで、基板を支持台上にベタ置きせずに裏面の汚れを除去する方法が提案されている
（特許文献１）。この方法は図３に示すように、カラーフィルタ基板を裏返しにして裏面を上方に向ける。そのカラーフィルタ基板の端部を支持台１１で支持し、中央部はエアー噴出部１２からエアーを噴出し、カラーフィルタ基板１０を浮揚させて支える。そして研磨テープ１３を矢印１４で示す方向に移動させると同時に、テープ押さえローラ１５を矢印１６で示す方向から押さえ込んでカラーフィルタ基板の裏面１０ａの汚れを研磨して除去するものである。
【０００９】
上記方法は、基板のカラーフィルタ層を傷つけないといった利点はあるが、基板を反転する必要があるため、ロボット等を用いた基板の反転装置を必要とする。また、上記カラーフィルタの製造工程ライン内で基板を搬送しながら研磨除去することが出来ないことから、工程ラインへの導入に際しては高価な設備費用を必要とし、各工程間のタクト面でも問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平９−３００１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明は上記問題に鑑みて、カラーフィルタ基板の裏面の汚れを研磨する際に、反転作業を行わず、また、工程ラインへの導入に際して安価な設備費用で、しかも各工程間のタクトタイムに支障をきたさない基板研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明の請求項１に係る発明は、
カラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板）製造工程内の搬送装置に設けられたＣＦ基板の裏面を研磨する装置であって、
基板ガイドと、当てピンと、研磨手段を備え、
前記基板ガイドは、ＣＦ基板を固定するもので、
前記当てピンは、固定されたＣＦ基板の非着色部を上方から押圧するもので、
上記当てピンによって押えられたＣＦ基板の裏面に付着した汚れを、ＣＦ基板の下方に位置する前記研磨手段によって研磨して除去することを特徴とする基板研磨装置である。
【００１３】
請求項２に係る発明は、
前記当てピンは、ＣＦ基板の面付けに応じて移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の基板研磨装置である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、
前記研磨手段は、検出された汚れの発生位置に対応してＣＦ基板の幅方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板研磨装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、
前記研磨手段は、バフ研磨機であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板研磨装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による基板研磨装置によれば、ＣＦ基板を反転させることなく裏面に付着した汚れを研磨除去することができる。また、当てピンはＣＦ基板の面付けに応じて移動することができるため、品種が変更になった場合であっても対応することが可能である。更に研磨手段が検知された汚れの位置まで移動し研磨除去することが出来る。
【００１７】
また、本発明による基板研磨装置は設備費用が安価でＣＦ製造ラインに組み込むことが出来、製造工程間のタクトタイムを保持することが出来るので、製造効率の低下を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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す図。
【図２】フォトリソグラフィー法によるＣＦ基板製造工程を示すフロー図。
【図３】カラーフィルタ基板を裏返しにして裏面の汚れを研磨して除去する従来の方法を示す図。
【図４】本発明の基板研磨装置に適用されるＣＦ基板の一例を示す図。
【図５】本発明の基板研磨装置の概略構成を示す図。
【図６】ＣＦ基板を搬送する本発明に係る搬送部の一例を示す図。（ａ）は側面から見た図。（ｂ）は上面から見た図。
【図７】本発明の基板研磨装置の動作を研磨手段にテープ研磨機を用いた場合を例として説明するための図。（ａ）はＣＦ基板が基板ガイドに向けて搬送されることを示す図。（ｂ）は基板ガイドで固定されることを示す図。（ｃ）は研磨される状態を示す図。（ｄ）は研磨後の状態を示す図。
【図８】ＣＦ基板の裏面の汚れ発生位置が搬送コロの位置にスジ状に発生することを示す図。
【図９】本発明に係る研磨機の一例でテープ研磨ヘッドが汚れ発生位置に移動可能な機構によって移動することを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の基板研磨装置を実施するための形態を説明する。
【００２０】
図４は本発明の基板研磨装置で裏面の汚れを研磨除去する場合に適用されるＣＦ基板の一例を示す図である。図４に示すＣＦ基板２０はガラス基板上にＣＦ層２０ａが４面付けされたものである。符号２０ｂは非着色部を示す。
【００２１】
図５は本発明の基板研磨装置の概略構成を示す図である。図５（ａ）は側面から見た図で、図５（ｂ）は上面から見た図を示す。基板研磨装置は図示しないＣＦ基板搬送部と、基板ガイド３１と、当てピン３２ａと、研磨手段３３と、を備えている。
【００２２】
図６は上記ＣＦ基板２０を搬送する搬送部の一例を示す図である。図６（ａ）は側面から見た図、図６（ｂ）は上面から見た図を示す。ＣＦ基板２０のＣＦ層２０ａが形成されている表面が上方に向けられ、裏面が矢印２３ａで示す方向に回転する搬送ローラ２１に接触しながら、ＣＦ基板２０は矢印２３ｂで示す方向に搬送される。搬送ローラ２１は回転シャフト２１ａの外側にコロ２１ｂを設けたもので、回転シャフト２１ａが回転することによって、コロ２１ｂ上に載置されたＣＦ基板２０が搬送される。このＣＦ基板搬送部は、ＣＦ基板製造ライン中の工程内に設けられている搬送装置を用いることが出来る。
【００２３】
図５に示される基板ガイド３１は、ＣＦ基板２０を固定するもので、ＣＦ基板２０の４つのコーナー部をクランプ部３４（図５（ｂ）では８個ある）が矢印３５で示す方向に移動することによって、クランプとクランプ解除（アンクランプ）することが出来る。
【００２４】
当てピン３２ａは、当てピン支持フレーム３２に備えられており、基板ガイドに固定さ
れたＣＦ基板２０の非着色部を上方から押圧するものである。当てピン支持フレーム３２が矢印３６で示す方向に下降することによってＣＦ基板２０を押圧したり、また上昇することによって押圧を解除したりすることが出来る。また、当てピン３２ａはＣＦ基板の面付けに応じて移動可能な機能によって移動することが出来、矢印３７で示す方向に移動することによって、ＣＦ基板の品種が変わった場合であっても、非着色部を押圧することが出来る。
【００２５】
研磨手段３３は当てピン３２ａによって押えられたＣＦ基板２０の裏面に付着した汚れを研磨して除去するものであって、矢印３８で示す方向に上昇することによって、ＣＦ基板の裏面を研磨することが出来、また研磨終了後は下降することによって次の基板が搬送されるまで下降位置で待機する。研磨手段３３には例えばテープ研磨機を用いることが出来る。
【００２６】
図７はＣＦ基板の裏面に付着した汚れを除去する場合の本発明の基板研磨装置の動作を研磨手段３３にテープ研磨機を用いた場合を例として説明するための図である。
【００２７】
図７（ａ）
先ず、ＣＦ基板２０は基板搬送ローラ２２によって、待機位置にある基板ガイド３１に向けて矢印４０ａで示す方向に搬送される
【００２８】
図７（ｂ）
次に、ＣＦ基板２０は基板ガイト３１によってアライメント（位置あわせ）され、その位置で固定される。
【００２９】
図７（ｃ）
ＣＦ基板２０は基板ガイド３１に固定された状態で矢印４０ｂで示す下流の方向に搬送され、これと同時に研磨機３３は矢印４０ｃで示す方向に上昇し、ＣＦ基板２０が搬送されてくるのを待つ。ＣＦ基板２０が研磨機３３の位置に到着すると裏面に付着した汚れの部分の研磨が始まる。
【００３０】
図７（ｄ）
研磨後、ＣＦ基板２０はアンクランプされ、更に矢印４０ｄで示される下流に搬送される。研磨機３３は矢印４０ｅで示す方向に下降し、また、基板ガイド３１は矢印４０ｆで示される上流の待機位置まで戻され、次に搬送されてくるＣＦ基板を待つ。
【００３１】
このように本発明の基板研磨装置は、ＣＦ基板製造工程内の搬送装置に組み込むことが出来る。
【００３２】
図８に示すように、ＣＦ基板２０の裏面の汚れ４１ａ、４２ａの発生位置は、概ねＣＦ基板２０を載置して搬送するコロ２１ｃ、２１ｄの位置に、ＣＦ基板の搬送方向にスジ状に発生することが多い。この汚れはコロ２１ｃ、２１ｄの表面に付着した汚れが搬送中にＣＦ基板の裏面に転移したものである。従ってこれらの汚れは、図９に示すようにテープ研磨ヘッド４３ａ、４３ｂ、４３ｃを汚れ発生位置に移動可能な機構によって移動させることによって、効率よく汚れを研磨除去することが出来る。この場合には、前工程で裏面の汚れ検査した汚れ検出結果を用いて研磨ヘッドを予め登録した発生位置座標へ移動させ（図９（ａ））、汚れ発生位置で研磨を行う（図９（ｂ））。この場合のテープ研磨ヘッド４３ａ、４３ｂ、４３ｃはガントリ（門型の架台）上に複数台設けることで上記スジ状の汚れを研磨除去することが出来る。
【００３３】
また、上記説明では研磨手段として、テープ研磨ヘッドを備えた研磨機を例示したが、
ＣＦ基板の裏面を全体にわたって研磨する研磨機、例えば研磨剤を用いたバフ研磨機でも良い。
【００３４】
このように本発明の基板研磨装置によれば、ＣＦ基板を下方に押圧しながら裏面を研磨するので、ＣＦ基板を表裏反転することなく基板裏面を搬送面に向けたまま研磨することが出来る。
【００３５】
研磨ヘッドを汚れ発生位置に移動可能な機構によって移動させることによって、異なる多面付けされたＣＦ基板に対応することが出来、効率よく汚れを研磨除去することが出来る。
【００３６】
また、搬送コロが起因のスジ上の汚れに対しては小さな研磨手段であるテープ研磨機を用いることが出来、一方、基板全面に発生している汚れに対してはバフ研磨機を採用することが出来る。
【００３７】
更に、本発明の基板研磨装置は設備費用が安価でＣＦ製造ラインに組み込むことが出来、製造工程間のタクトタイムを保持することが出来るので、製造効率の低下を招くことはない。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・カラーフィルタ
２・・・透明なガラス基板
３・・・ブラックマトリックス（ＢＭ）
４−１・・・Ｒ画素
４−２・・・Ｇ画素
４−３・・・Ｂ画素
５・・・透明電極
６・・・ＰＳ
７・・・ＶＡ
１０・・・ＣＦ基板
１０ａ・・・カラーフィルタ基板の裏面
１１・・・支持台
１２・・・エアー噴出部
１３・・・研磨テープ
１４・・・研磨テープの移動方向を示す矢印
１５・・・テープ押さえローラ
１６・・・テープ押さえローラを押さえ込む方向を示す矢印
２０・・・ＣＦ基板
２０ａ・・・ＣＦ層
２０ｂ・・・非着色部
２１・・・搬送ローラ
２１ａ・・・回転シャフト
２１ｂ・・・コロ
２３ａ・・・搬送ローラの回転方向を示す矢印
２３ｂ・・・ＣＦ基板の搬送方向を示す矢印
３１・・・基板ガイド
３２・・・当てピン支持フレーム
３２ａ・・・当てピン
３３・・・研磨手段
３４・・・クランプ部
３５・・・クランプ部の移動方向を示す矢印
３６・・・当てピン支持フレームが下降する方向を示す矢印
３７・・・当てピンの移動方向を示す矢印
３８・・・研磨手段が上昇、下降する方向を示す矢印
４０ａ・・・ＣＦ基板の搬送方向を示す矢印
４０ｂ・・・ＣＦ基板が基板ガイドに固定された状態で搬送される方向を示す矢印
４０ｃ・・・研磨機が上昇する方向を示す矢印
４０ｄ・・・ＣＦ基板がアンクランプされた後、下流に搬送される方向を示す矢印
４０ｅ・・・研磨機が下降する方向を示す矢印
４０ｆ・・・基板ガイドが待機位置まで戻される方向を示す矢印
４１ａ、４２ａ・・・ＣＦ基板の裏面の汚れ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ・・・テープ研磨ヘッド
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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