(57)【要約】【課題】オスカー型研磨機を用いた研磨処理において、カラーフィルタ表面の全面をより均一に研磨し、カラーフィルタの色度のバラツキを大幅に縮小させることのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法を提供すること。【解決手段】研磨液をチューブポンプにて滴下して研磨クロス５に供給する際に、滴下回数を５回／秒以上とし、研磨中は継続して供給すること。チューブポンプの吐出口の開口面積が０．７５〜８．０ｍｍ２  であり、研磨液の滴下１回当たりの吐出量が２５〜４５ｍｇであること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オスカー型研磨機を用い、研磨液を研磨クロスに供給しながらカラーフィルタ表面を研磨する液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、研磨液をチューブポンプにて滴下して研磨クロスに供給する際に、滴下回数を５回／秒以上とし、研磨中は継続して供給することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法。
【請求項２】
前記チューブポンプの吐出口の開口面積が０．７５〜８．０ｍｍ２  であり、前記研磨液の滴下１回当たりの吐出量が２５〜４５ｍｇであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板上に形成された液晶表示装置用カラーフィルタの着色層の研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置用カラーフィルタは、一般に、ガラス基板上に設けられた開口部を有するブラックマトリックス上に着色層が形成されたものであるが、着色層の周縁部をブラックマトリックス端部に重ねた状態で形成されている。
【０００３】
このブラックマトリックスが、例えば、樹脂ブラックマトリックスのように膜厚が厚いと、着色層の周縁部がブラックマトリックス端部上で突起となる。
この突起は、カラーフィルタの表面を凹凸のあるものとし、平坦性を悪化させる。このような突起のある、表面の平坦性が悪化したカラーフィルタを液晶表示装置に用いると、突起の影響によって液晶分子の配向が乱され、表示ムラなど表示品質を低下させることになる。
【０００４】
多くの場合、カラーフィルタ表面への研磨によって、突起を除去し、同時に、例えば、着色層上、及びガラス基板の周縁部に残存しているフォトレジストの残渣も取り除き、後工程、例えば、透明導電膜の成膜における透明導電膜の密着性にとって、或いは、周縁部を対向基板とのシール部とする際におけるシール剤の密着性にとって好ましいものとしている。
【０００５】
図１、及び図２は、３２０ｍｍ×４００ｍｍ〜４００ｍｍ×５５０ｍｍ程度のサイズのガラス基板を用いた液晶表示用カラーフィルタの着色層を研磨する際に、一般的に使用されているオスカー型研磨機の一例の概略を示した説明図である。図１は、オスカー型研磨機の回転部分の平面図、図２は断面図である。
図１、及び図２に示すように、この研磨機の回転部分は、円盤状の下定盤（１）、下定盤と一体的に固定され下定盤を回転させる回転軸（２）、摩擦によって下定盤の回転に追従した回転をする円盤状の上定盤（３）、上定盤の回転軸（４）で構成されたものである。
【０００６】
上定盤（３）のサイズは、下定盤（１）より小さなものであり、上記摩擦によって下定盤の回転に追従した回転をしながら、下定盤（１）の上面上を円弧状に揺動（Ｃ）するようになっている。また、上定盤（３）の上部からは設定した研磨圧力（Ｄ）をかけられるようになっている。
下定盤（１）の上面上には、研磨クロス（５）が貼り合わされており、上定盤（３）の下面上には、研磨処理中のガラス基板（カラーフィルタ）（６）が外れてしまうのを防止する為に、ガラス基板（カラーフィルタ）（６）の板厚よりも薄いテンプレート枠（７）が設けられている。
【０００７】
研磨方法は、先ず、上定盤（３）の下面のテンプレート枠（７）内に、カラーフィルタの着色層が下向きになるようにガラス基板（カラーフィルタ）（６）を貼り付ける。この貼り付けは、ガラス基板（カラーフィルタ）（６）の裏面、及び上定盤（３）の下面を水で濡らし、水の表面張力を利用して上定盤（３）の下面に貼り付ける。
【０００８】
次に、研磨液（図示せず）を研磨クロス（５）の上方より滴下し、上定盤（３）を下ろし、設定した研磨圧力（Ｄ）をかけ、モーター（図示せず）により回転軸（２）を駆動させ、下定盤（１）を一定方向に回転（Ａ）させる。上定盤（３）の回転軸（４）には駆動を与えず、上定盤（３）には下定盤（１）の回転に追従した回転（Ｂ）をさせる。また、上定盤（３）に円弧状の揺動（Ｃ）をさせる。
このようにして、ガラス基板（カラーフィルタ）（６）の表面への研磨を行うといった方法である。
【０００９】
研磨クロス（５）としては、ＪＩＳ硬度８５程度の発泡樹脂素材、不織繊維素材などが用いられる。また、研磨液としては、一次粒子径０．１〜１．０μｍのアルミナ、ジルコニア、セリウム、二酸化マンガン、シリコンカーバイト、シリカなどの研磨材を分散させたものが用いられる。研磨材の含有量は１ｗｔ％程度である。
研磨圧力は１６００Ｐａ程度、下定盤の回転数は３０ｒｐｍ程度、所要時間は４０秒間程度である。
【００１０】
研磨液は、下定盤（１）の上面上に貼り合わされた研磨クロス（５）上に滴下されるが、研磨液が滴下される位置は、図３に示すように、下定盤（１）の上面上をガラス基板（カラーフィルタ）（６）が回転し、揺動する領域（Ｅ）内の定位置（Ｆ）である。
滴下回数は、１枚のガラス基板（カラーフィルタ）を研磨処理する所要時間内に数回、例えば、４０回行われる。滴下１回当たりの研磨液の吐出量は、０．３５ｇ程度、すなわち、１枚のガラス基板（カラーフィルタ）を研磨処理するのに滴下する研磨液の総量は、０．３５ｇ×４０回＝１４ｇ程度である。
尚、研磨液を滴下するチューブの吐出口の開口面積は、０．７５ｍｍ２  〜８．０ｍｍ２  程度のものである。
【００１１】
しかしながら、上記のような研磨処理によってカラーフィルタ表面の突起を除去し、フォトレジストの残渣を取り除くと、カラーフィルタ表面の全面は必ずしも均一なものにならず、着色層の膜厚に差が生じる。
１枚のガラス基板（カラーフィルタ）内では、例えば、中央部と周縁部とで膜厚に差が生じたり、或いはガラス基板（カラーフィルタ）間では、同一の部位の膜厚に差が生じるなどである。
【００１２】
着色層の膜厚に差が生じることは、結果としてカラーフィルタの色度のバラツキとなるので好ましいことではない。
この相応の色度のバラツキは、これまでは許容されていたものであるが、液晶表示装置の高品質化に伴い、この色度のバラツキをより縮小させることが強く要望されてきた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記要望に対応してなされたものであり、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際の、オスカー型研磨機を用いたカラーフィルタ表面の研磨処理において、カラーフィルタ表面の全面をより均一に研磨し、着色層の膜厚のバラツキを大幅に縮小させることのできる、すなわち、カラーフィルタの色度のバラツキを大幅に縮小させることのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法を提供することを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、オスカー型研磨機を用い、研磨液を研磨クロスに供給しながらカラーフィルタ表面を研磨する液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、研磨液をチューブポンプにて滴下して研磨クロスに供給する際に、滴下回数を５回／秒以上とし、研磨中は継続して供給することを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法である。
【００１５】
また、本発明は、上記発明による液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、前記チューブポンプの吐出口の開口面積が０．７５〜８．０ｍｍ２  であり、前記研磨液の滴下１回当たりの吐出量が２５〜４５ｍｇであることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
オスカー型研磨機において、着色層の膜厚にバラツキを発生させる要因としては、研磨圧力、下定盤の回転数、研磨クロスの硬度、パッキングの有無、研磨時間、研磨液の組成、研磨液の滴下方法などが挙げられる。
本発明者は、上記要因を検討し、研磨液の滴下方法が大きな要因となっていること、すなわち、研磨クロス上への研磨液の滴下が研磨クロス面において局在していることに起因している点に着目した。
そして、実験を重ねた結果、研磨液の局在を解消し、カラーフィルタ表面の全面をより均一に研磨することのできる研磨液の滴下条件を見出すことができた。
【００１７】
３２０ｍｍ×４００ｍｍ〜４００ｍｍ×５５０ｍｍ程度のサイズのガラス基板を研磨する大きさのオスカー型研磨機において、研磨クロスとして、ＪＩＳ硬度８５程度の発泡樹脂素材を用い、一次粒子径０．１〜１．０μｍの研磨材を含有量１ｗｔ％程度に分散させた研磨液を用い、研磨圧力は１６００Ｐａ程度、下定盤の回転数は３０ｒｐｍ程度の際に、研磨液の滴下条件として、以下のものが好ましい。
【００１８】
すなわち、滴下回数は、１秒間当たり５回以上とし、研磨中は継続して供給すると研磨液の局在が解消されカラーフィルタの着色層の膜厚のバラツキを縮小させることのできることを見出した。更に、滴下１回当たりの研磨液の吐出量を２５〜４５ｍｇ程度、研磨液を滴下するチューブの吐出口の開口面積を０．７５〜８．０ｍｍ２  程度とすることにより、膜厚のバラツキを大幅に縮小させることのできることを見出した。
１枚のガラス基板（カラーフィルタ）を研磨処理するのに滴下する研磨液の総量は、例えば、所要時間を３５秒間とすると、４０ｍｇ×３５０回＝１４ｇ程度のものとなる。
【００１９】
図４は、本発明において用いられるチューブポンプの一例の概略を説明する正面図である。また、図５は側面図である。
図４、及び図５に示すように、チューブポンプは、ポンプブロック（１１）、回転ローラ（１２）、押し出しローラ（１３）、回転軸（１４）、及びチューブ（１５）で構成されている。
ポンプブロック（１１）の下部は、その巾方向が一様な円弧状の凹部となっている。押し出しローラ（１３）は、前後２個の回転ローラ（１２）の間、回転ローラ（１２）の周縁部に複数個が取り付けられている。その軸心で回転するようになっているが駆動は与えられていない。
【００２０】
ポンプブロック（１１）と回転ローラ（１２）との間には隙間が設けられており、チューブ（１５）はポンプブロック（１１）と回転ローラ（１２）との間に挿入されている。
チューブ（１５）は、ポンプブロック（１１）の円弧状の凹部と、回転ローラ（１２）との隙間において、２個の押し出しローラ（１３）の間（ａ）では、押し出しローラ（１３）によって押し潰されない状態になっており、また、押し出しローラ（１３）の位置（ｂ）では、押し出しローラ（１３）によって押し潰された状態になっている。
【００２１】
チューブ（１５）は、回転ローラ（１２）の回転に伴いポンプブロック（１１）の円弧状の凹部から押し出されないように固定具（１６）によって固定されている。
また、チューブ（１５）の左方端（ｃ）は、研磨液の供給タンク（図示せず）に接続され、研磨液が加圧された状態で供給されている。チューブ（１５）の右方端（ｄ）は、研磨機に接続されており、その末端部がチューブの吐出口となっている。
【００２２】
回転ローラ（１２）は、モーター（図示せず）により回転軸（１４）が所定方向に回転されることにより、チューブ（１５）の左方端（ｃ）から供給された研磨液を上記２個の押し出しローラ（１３）の間（ａ）にあるチューブの部分に押し出し、引き続きチューブ（１５）の右方端（ｄ）へと押し出す。
押し出された研磨液は、チューブの吐出口から研磨クロス上に滴下される。
【００２３】
この際、吐出１回あたりの研磨液の容量は、チューブの内径と２個の押し出しローラ（１３）の間の距離によって定まり、また、単位時間あたりの吐出回数（滴下回数）は、回転ローラ（１２）回転数によって定まる。
【００２４】
本発明においては、上記のように、研磨液の滴下間隔を短縮したことによって、研磨液の局在が解消されたものとなり、カラーフィルタの着色層の膜厚のバラツキが大幅に減少したものとなる。
着色層の膜厚のバラツキを色度のバラツキで換言すると、従来の１枚のガラス基板（カラーフィルタ）内の中央部と周縁部とでの色度のバラツキを６０、ガラス基板（カラーフィルタ）間での色度のバラツキを４０、合計の色度のバラツキを１００とすると、本発明によると、合計の色度のバラツキは略４８であり、大幅に減少したものとなった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、研磨液をチューブポンプにて滴下して研磨クロスに供給する際に、滴下回数を５回／秒以上とし、研磨中は継続して供給するオスカー型研磨機を用いた液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法であるので、カラーフィルタ表面の全面をより均一に研磨し、着色層の膜厚のバラツキを縮小させることのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法となる。
【００２６】
また、滴下１回当たりの研磨液の吐出量を２５〜４５ｍｇ程度、研磨液を滴下するチューブの吐出口の開口面積を０．７５〜８．０ｍｍ２  程度とすることにより、膜厚のバラツキを大幅に縮小させることのできる、すなわち、カラーフィルタの色度のバラツキを大幅に縮小させることのできる液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オスカー型研磨機の平面図である。
【図２】オスカー型研磨機の断面図である。
【図３】研磨液を滴下する位置の説明図である。
【図４】本発明において用いられるチューブポンプの一例の概略を説明する正面図である。
【図５】チューブポンプの一例の概略を説明する側面図である。
【符号の説明】
１・・・下定盤
２・・・下定盤を回転させる回転軸
３・・・上定盤
４・・・上定盤の回転軸
５・・・研磨クロス
６・・・ガラス基板（カラーフィルタ）
７・・・テンプレート枠
１１・・・ポンプブロック
１２・・・回転ローラ
１３・・・押し出しローラ
１４・・・回転軸
１５・・・チューブ
１６・・・固定具
Ａ・・・下定盤の回転
Ｂ・・・上定盤の回転
Ｃ・・・揺動
Ｄ・・・研磨圧力
Ｅ・・・カラーフィルタが回転、揺動する領域
Ｆ・・・研磨液が滴下される位置
ａ・・・２個の押し出しローラ間
ｂ・・・押し出しローラの位置
【図１】
2004276173.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004276173.tif 000006
【図５】
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