(57)【要約】【課題】ガラス基板の表面に研磨シートを接触させた状態で、正常厚さの膜を傷つけることなく異常突起だけを除去することのできる研磨シートを備えた研磨機を提供する。【解決手段】膜２００が形成されたガラス基板Ｗの表面に、研磨定盤面２０ａに研磨シート２３を貼り付けた研磨プレート２０を押圧させつつ、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに対して面内移動させることで、ガラス基板Ｗの表面の膜２００を研磨シート２３で研磨する研磨機において、研磨シート２３は、砥粒２７とバインダー樹脂とで成る研磨層２６と、少なくとも研磨層２６のガラス基板Ｗに接触する側の面に一体形成された樹脂被膜層２４とを有する。研磨層２６の側面から砥粒２７が突出している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜が形成されたガラス基板の表面に、研磨定盤面に研磨シートを貼り付けた研磨プレートを押圧させつつ、該研磨プレートを前記ガラス基板に対して面内移動させることで、前記ガラス基板の表面の膜を前記研磨シートで研磨する研磨機において、
前記研磨シートは、砥粒とバインダー樹脂とで成る研磨層と、少なくとも前記研磨層の前記ガラス基板に接触する側の面に一体形成された樹脂被膜層とを有し、且つ、前記研磨層の側面より前記砥粒が突出していることを特徴とする研磨機。
【請求項２】
前記樹脂被膜層が前記バインダー樹脂より成ることを特徴とする請求項１に記載の研磨機。
【請求項３】
前記樹脂被膜層の厚さが３〜５μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨機。
【請求項４】
前記ガラス基板をその面方向に沿って搬送する搬送経路の下側に、前記ガラス基板が載る下定盤を配置し、
この下定盤の上方に、搬送されてきた前記ガラス基板の上側の表面を研磨するための研磨ヘッドを設け、
この研磨ヘッドの本体に、前記研磨シートを下に向けて、上定盤としての前記研磨プレートを上下方向移動自在に設けると共に、
前記研磨ヘッドの本体と前記研磨プレートとの間に、前記研磨プレートをガラス基板に押圧させ、且つその押圧力を調整する押圧調整機構を設け、
さらに、前記研磨ヘッドを、前記ガラス基板の搬送方向と直交する面内方向の運動成分を少なくとも含むようにオービタル運動させる駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載の研磨機。
【請求項５】
前記ガラス基板は、ディスプレイパネルのカラーフィルタであり、前記膜は、ＲＧＢの着色膜であることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載の研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置用カラーフィルタ等のガラス基板に形成された着色膜を研磨するための研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記したカラーフィルタの着色層の研磨機として、例えば、特許文献１が提案されている。
この研磨機は、静止した角形のガラス基板（カラーフィルタ）の着色層が形成された面上に、その長辺の長さがガラス基板の短辺よりも長い角形の研磨プレートをガラス基板の短辺と平行に配置し、研磨プレートでガラス基板面を押圧しながら、研磨プレートにガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせて研磨プレートをガラス基板の短辺方向に揺動させ、研磨プレートをガラス基板の長辺方向に移動させてカラーフィルタ表面を研磨するというものである。
この研磨機によれば、従来のオスカータイプの研磨機に比べて、ガラス基板の全面を均一に研磨できる利点が得られる。
【０００３】
ところで、液晶パネル用カラーフィルタＣＦは、図８に示しように、フラットなガラス基板Ｗの表面にブラックマトリックスＢＭを形成し、その上に着色膜（ＲＧＢ膜）を形成した構造を有するが、製造工程においてこの着色膜に異物が混入すると、ＲＧＢ膜に異常突起３００が発生することがある。この異常突起３００の高さＳ２は、図８に示すように、一般的に通常の突起を含むＲＧＢ膜厚Ｓ１の高さが１．５〜２．０μｍであるのに対し、１０〜４０μｍ程と極めて大きいものであり、このような異常突起３００が発生すると、製造工程においてパネルの貼り合わせに支障を来し、表示不良の要因となる。
【０００４】
ところが、従来の研磨機は、このような異常突起を除去するには不向きであった。これは、従来の研磨機は全面研磨用であるため、異常突起のみを研磨しようとしても正常な膜厚部分までが削られてしまう虞があるからである。
【０００５】
そこで、本出願人は、先に出願した特願２００７−８４９４６号において、研磨プレートの研磨定盤面に、研磨プレートをガラス基板に表面に押圧させた時に、ガラス基板の表面に研磨シートより先に当接して押圧力に応じて潰れ変形する弾性体で成るクリアランス調整用パッドを設けることにより、ガラス基板の表面と研磨シートとのクリアランを最適に保持するようにした研磨機を提案している。
このクリアランス調整用パッドを設けることにより、研磨の際、ガラス基板の表面の膜上に存在する異常突起だけに研磨シートが接触し、正常厚さの膜に対して非接触となるようにできるため、正常な膜厚を減らさずに異常突起だけを研磨・除去することが可能となる。
尚、このような異常突起の研磨には、ダイヤモンド砥粒やアルミナ砥粒が埋め込まれた研削力に優れる固定砥粒研磨シートが使用されている。
【０００６】
しかしながら、クリアランス調整用パッドによる研磨には、以下のような問題点が残されていた。
すなわち、クリアランス調整用パッドは弾性体で構成されているため、その変形量が研磨毎に一定でなく、よって、研磨シートの表面と異常突起間のクリアランスを常に一定に保持することが難しく、且つ、クリアランス調整用パッドの厚みもロット毎にばらつくため、パッド交換毎に研磨条件の設定（例えば、研磨圧力の調整による最適クリアランスの確保）が必要であり、研磨再現性が低いという問題である。
また、特にダイヤモンド砥粒は、砥粒硬度が高く、且つ、粒子径も大きいことから、ガラス基板の表面と研磨シートとのクリアランスが小さくなり過ぎると、ガラス基板面の正常厚さの膜面に研磨シートの表面より突出した砥粒が接触して研磨傷が発生する。
【特許文献１】特開２００４−１９５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み成されたもので、ガラス基板の表面に研磨シートを接触させた状態で、正常厚さの膜を傷つけずに異常突起だけを研磨・除去することができる研磨機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の研磨機は、膜が形成されたガラス基板の表面に、研磨定盤面に研磨シートを貼り付けた研磨プレートを押圧させつつ、該研磨プレートを前記ガラス基板に対して面内移動させることで、前記ガラス基板の表面の膜を前記研磨シートで研磨する研磨機において、前記研磨シートは、砥粒とバインダー樹脂とで成る研磨層と、少なくとも前記研磨層の前記ガラス基板に接触する側の面に一体形成された樹脂被膜層とを有し、且つ、前記研磨層の側面より前記砥粒が突出していることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨機において、前記樹脂被膜層が前記バインダー樹脂より成ることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の研磨機において、前記樹脂被膜層の厚さが３〜５μｍであることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までの何れかに記載の研磨機において、前記ガラス基板をその面方向に沿って搬送する搬送経路の下側に、前記ガラス基板が載る下定盤を配置し、この下定盤の上方に、搬送されてきた前記ガラス基板の上側の表面を研磨するための研磨ヘッドを設け、この研磨ヘッドの本体に、前記研磨シートを下に向けて、上定盤としての前記研磨プレートを上下方向移動自在に設けると共に、前記研磨ヘッドの本体と前記研磨プレートとの間に、前記研磨プレートをガラス基板に押圧させ、且つその押圧力を調整する押圧調整機構を設け、さらに、前記研磨ヘッドを、前記ガラス基板の搬送方向と直交する面内方向の運動成分を少なくとも含むようにオービタル運動させる駆動機構を設けたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までの何れかに記載の研磨機において、前記ガラス基板は、ディスプレイパネルのカラーフィルタであり、前記膜は、ＲＧＢの着色膜であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、研磨シートの研磨層のガラス基板に接触する面にバインダー樹脂より成る樹脂被膜層を形成し、研磨シートの側面からのみ砥粒を突出させるように構成したので、ガラス基板との接触面においては、研磨層の砥粒が樹脂被覆層により被覆されており、ガラス基板側へ突出していないため、研磨の際に研磨シートがガラス基板に接触していても、膜面に砥粒の接触による研磨傷は生じ得ず、且つ、膜面の異常突起は研磨層の側面より突出した砥粒にて側方より研削されることになる。よって、ガラス基板の膜面を傷つけることなく、異常突起だけを効率良く確実に除去することが可能となる。
加えて、樹脂被膜層のガラス基板と接触する面は異常突起の研削に関与しないことから、研磨時の研磨圧力を小さくすることができ、その分、ガラス基板への接触圧による樹脂被膜層の摩耗を抑えることができ、研磨シートの高寿命化に寄与できる。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、樹脂被膜層の材料として、研磨層を構成するバインダー樹脂を用いたので、樹脂被膜層と研磨層の密着性が向上し、両者を強固に固着させることができる。
【００１５】
また、請求項３の発明によれば、樹脂被膜層の厚さを３〜５μｍとしたので、ガラス基板の膜面と研磨層の側部より突出した砥粒との間に少なくとも３μｍ以上のギャップが生じることにより、研磨の際、この突出砥粒がガラス基板の膜面に接触することを防止でき、且つ、異常突起については、突出砥粒により確実に研削・除去することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、研磨ヘッドに研磨プレートを上下方向移動自在に設け、押圧調整機構により研磨プレートをガラス基板に押圧させるようにしているので、ガラス基板に対する研磨シートの押圧力を、異常突起を効率良く研磨できる好適な押圧力に調整することができる。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、カラーフィルタの表面に傷をつけることなく、カラーフィルタの着色膜に生じた異常突起を効率良く確実に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の研磨機の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
本実施形態の研磨機は、液晶表示装置用カラーフィルタの着色膜（ＲＧＢ膜）を研磨するためのものであり、図１は本実施形態の研磨機を装備したガラス基板の製造ラインの要部構成を示す平面図、図２は同、要部構成を示す側面図、図３は研磨プレートの下部構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図、図４はガラス基板に研磨プレートを押圧させた時の状態を示す要部拡大図、図５は研磨シートの構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図６は研磨プレートを下から見た図、図７は研磨ヘッドの構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態を示す図、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態を示す図である。
【００１９】
図１、図２において、符号１はガラス基板Ｗ（本実施形態ではカラーフィルタ）をその面方向に沿って矢印Ａ方向に搬送する搬送コンベア（搬送経路）、符号３はこの搬送コンベア１の下側に配置され、研磨時にガラス基板Ｗが載る下定盤、符号１０はこの下定盤３の上方に配置されて、搬送されてきたガラス基板Ｗの上側の表面を研磨する研磨ヘッド、符号２０はこの研磨ヘッド１０の本体１１に設けられた上定盤となる研磨プレートである。
【００２０】
この研磨機（研磨ヘッド１０で代表される部分）は、ＲＧＢ膜が形成されたガラス基板Ｗの表面に、研磨プレート２０を押圧させながら、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに対して面内移動させることで、ガラス基板Ｗの表面の着色膜（ＲＧＢ膜）を研磨するものである。
ガラス基板Ｗは、長方形の平板状のもので、長辺を搬送方向Ａと平行にした姿勢で一方の短辺を前端にして上流側から研磨ヘッド１０の下側に搬送され、下定盤３上において研磨ヘッド１０により研磨されながら、そのままの姿勢と速度で下流側へ搬送されて行く。
【００２１】
図３、図４に示すように、研磨プレート２０の下面２０ａ（研磨定盤面２０ａ）には、両面テープ等により固定砥粒研磨シート２３が貼り付けられている。
この固定砥粒研磨シート２３は、図５に示すように、砥粒２７とバインダー樹脂とで成る研磨層２６と、この研磨層２６の上下両面に形成された樹脂被膜層２４とで構成されており、研磨層２６の外周部（側面）からのみ砥粒２７の一部が突出するようになっている。また、樹脂被膜層２４の端縁部２４ａはテーパー加工されて、搬送されてくるガラス基板Ｗの膜面２００との接触性、摺動性を良好にしている。
【００２２】
ここで、本実施形態の固定砥粒研磨シート２３では、研磨層２６を形成する砥粒（研磨材粒子）２７として研削力に優れるダイヤモンド粒子が用いられ、バインダー樹脂としてフェノール樹脂が用いられている。また、樹脂被膜層２４として上記バインダー樹脂と同じフェノール樹脂が用いられている。樹脂被膜層２４に研磨層２６と同じ樹脂材を用いることにより、樹脂被膜層２４と研磨層２６の密着性が向上し、両者を強固に固着させることができる。
尚、研磨材粒子としては、上記ダイヤモンド砥粒の他、アルミナ砥粒等も使用可能である。
【００２３】
また、固定砥粒研磨シート２３の厚さＨ２は、研磨すべき異常突起３００の高さと研磨シートの機械的強度等を考慮して２ｍｍ程に設定されていると共に、樹脂被膜層２４の厚さＨ１は３〜５μｍ程に設定されている。砥粒２７の粒子径は２．５〜３．０μｍ程、砥粒２７の突出粒径は１．０μｍ以下である。
【００２４】
ここで、樹脂被膜層２４の厚さＨ１を３〜５．０μｍに設定したのは、樹脂被膜層２４の厚さＨ１が３μｍより小さいと、ガラス基板Ｗの膜面２００から研磨層２６までの距離が少なくなるため、研磨層２６の側面より突出した砥粒２７がガラス基板Ｗの膜面２００に接触して膜面２００を傷つける虞があり、厚さＨ１が５μｍより大きくなると、膜面２００からの突出砥粒２７の距離が大きくなり、その分、膜面２００上の異常突起３００を根元部分より完全に研削することが難しくなるためである（図４参照）。
因みに、異常突起３００の高さＳ２は、図８に示すように、１０〜４０μｍ程度であるから、厚さ２ｍｍ弱の研磨層２６の側面で十分に研削可能である。
【００２５】
研磨ヘッド１０は、ガラス基板Ｗの搬送方向Ａと直交する方向に自身の長さ方向を向けて配されており、その長さが、搬送経路上を搬送されてくる１枚、または、搬送方向と直交する方向に並んだ状態で搬送されてくる複数枚（本図示例では２枚）のガラス基板Ｗの全てを１度に研磨できる長さに設定されている。
また、図１、図６に示すように、研磨プレート２０の下面２０ａには、ガラス基板Ｗの搬送方向に並べて２枚の固定砥粒研磨シート２３が平行に互いに間隔をあけて貼り付けられており、これら、２枚の固定砥粒研磨シート２３の間に位置させて、研磨プレート２０には、固定砥粒研磨シート２３による研磨部位に純水を供給する液体供給口１３が設けられている。
【００２６】
研磨プレート２０は、図３、図７に示すように、固定砥粒研磨シート２３を下に向けて、研磨ヘッド１０の本体１１に上下方向移動自在に設けられている。
図７に示すように、研磨ヘッド１０の本体１１には、下面に開口１４ａを有した押圧室１４が設けられており、研磨プレート２０の上部がこの押圧室１４の内部に収容されると共に、研磨プレート２０の下部が開口１４ａより下方へ突出している。そして、研磨プレート２０の下面の研磨定盤面２０ａが、搬送されてくるガラス基板Ｗの上側の表面に対向するようになっている。
【００２７】
また、研磨ヘッド１０の本体１１と研磨プレート２０との間には、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに押圧させると共に、その押圧力を調整するための加圧チューブ１８と反力チューブ１９とが設けられている。
【００２８】
加圧チューブ１８は、加圧エア（エア以外の気体でも可）の導入により膨張して研磨プレート２０を下方に押圧するもので、押圧室１４の天井壁と研磨プレート２０の上端壁との間に配置されている。
また、反力チューブ１９は、加圧エア（エア以外の気体でも可）の導入により膨張して研磨プレート２０を加圧チューブ１８の圧力に抗して上方に押圧するもので、研磨プレート２０の左右に張り出したフランジ２５と研磨ヘッド１０の本体１１側の開口１４ａの左右の各フランジ１５との間に配置されている。
図７（ｂ）に、加圧チューブ１８による下向き力Ｐ１と、反力チューブ１９による上向き力Ｐ２の関係を示す。これら加圧チューブ１８と反力チューブ１９は、研磨プレート２０の長さ方向のほぼ全長に渡って配設されている。
【００２９】
また、これら加圧チューブ１８と反力チューブ１９に接続された加圧エア給排管（図示せず）上には、圧力調整手段（図示せず）が接続されている。この圧力調整手段は、加圧チューブ１８と反力チューブ１９に導入する加圧エアの圧力バランスを調整するもので、この圧力調整手段と加圧チューブ１８および反力チューブ１９とにより、ガラス基板Ｗに対する研磨プレート２０の押圧力（すなわち、研磨圧力）を調整するための押圧調整機構が構成されている。
【００３０】
また、本実施形態の研磨機は、研磨ヘッド１０の上端に突出した揺動軸１２を介して、研磨ヘッド１０を、ガラス基板Ｗの搬送方向と直交する面内方向の運動成分を少なくとも含むようオービタル運動させる駆動機構（図示せず）を備えている。
【００３１】
次に上記構成の研磨機を用いてガラス基板Ｗの表面の膜（ＲＧＢ膜）を研磨する方法について説明する。
【００３２】
ガラス基板Ｗが搬送コンベア１により研磨ヘッド１０の下に搬送されてくると、図７（ｂ）に示すように、加圧チューブ１８に加圧エアを導入すると共に、反力チューブ１９にも加圧エアを導入して、研磨プレート２０を下降させ、ガラス基板Ｗの膜面２００に研磨プレート２０の下面を押圧させる。この際、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の圧力バランスを調整することにより、研磨プレート２０のガラス基板Ｗに対する押圧力を好適値に設定することができる。
【００３３】
この時、図４に示すように、固定砥粒研磨シート２３の表面とガラス基板Ｗの膜面２００は従来と相違し、完全に接触しており、この状態で、研磨ヘッド１０をガラス基板Ｗに対して偏心回転させることにより、ガラス基板Ｗの膜面２００が固定砥粒研磨シート２３にて研磨される。
【００３４】
ここで、固定砥粒研磨シート２３のガラス基板Ｗに接触する面は、樹脂被膜層２４により被覆されており、研磨層２６の砥粒２７がガラス基板Ｗ側へは突出していないため、固定砥粒研磨シート２３がガラス基板Ｗの膜面２００に接触していても、膜面２００には砥粒２７の接触による研磨傷は発生せず、且つ、膜面２００の異常突起３００は、研磨層２６の側面より突出した砥粒２７にて側方より研削される。
【００３５】
このように、ガラス基板Ｗの膜面２００に接触する樹脂被膜層２４の面は異常突起３００の研削に何ら関与しないことから、上述した加圧チューブ１８と反力チューブ１９により設定されるガラス基板Ｗに対する研磨圧力を極力小さくでき、その分、接触圧による樹脂被膜層２４の摩耗を抑制することができる。加えて、樹脂被膜層２４は耐摩耗性に優れるフェノール樹脂であるから、この点からも固定砥粒研磨シート２３は高寿命を維持できるものである。
【００３６】
このように、本実施形態の研磨機では、従来のようなクリアランス調整パッドを無くし、固定砥粒研磨シート２３とガラス基板Ｗを直接接触させた全面研磨を行うため、研磨再現性が高く、且つ、使用部材が少なくて済み、コスト低減が図れる。
【００３７】
また、研磨中、研磨面に液体供給口１３より純水を供給することにより、研磨かすを排除することができるので、研磨かすに起因する研磨傷の発生を防止することができる。
【００３８】
研磨終了後は、図７（ａ）に示すように、加圧チューブ１８の加圧エアを抜き、反力チューブ１９に加圧エアを導入して、研磨プレート２０を上昇させ、次のガラス基板Ｗの搬入に備える。
【００３９】
このように、本研磨機によれば、ガラス基板Ｗの膜面２００を傷つけることなく、異常突起３００だけを効率良く除去することが可能であり、よって、製品（カラーフィルタ）の歩留まり向上と品質向上に大いに貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態による研磨機を装備したガラス基板（カラーフィルタ）の製造ラインの要部構成を示す平面図。
【図２】同、製造ラインの要部構成を示す側面図。
【図３】研磨プレートの下部構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図。
【図４】ガラス基板に研磨プレートを押圧させた時の状態を示す要部拡大図。
【図５】研磨シートの構造を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図６】研磨プレートを下から見た図。
【図７】研磨ヘッドの構成を示すガラス基板の搬送方向の側方より見た断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態を示し、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態を示す。
【図８】液晶表示装置用カラーフィルタの断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１  搬送経路（搬送コンベア）
３  下定盤
１０  研磨ヘッド
１１  研磨ヘッドの本体
２０  研磨プレート
２０ａ  研磨定盤面
２３  研磨シート
２４  樹脂被膜層
２６  研磨層
２７  砥粒
ＣＦ  カラーフィルタ
Ｗ  ガラス基板
【図１】
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【図２】
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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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