(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、研磨液として、アルカリを混合し研磨粒子の表面を負に帯電させるｐＨ値を有する研磨液を用いて研磨処理を行いシール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材と貼り合わせ強度を向上させ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、樹脂ブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨処理において、シール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材の貼り合わせ強度を向上させる液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
図３は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。また、図４は、図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
図３、及び図４に示すように、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板（３０）上にブラックマトリックス（５１）、着色画素（５２）が形成されたものである。
図３、及び図４はカラーフィルタを模式的に示したもので、着色画素（５２）は９個表されているが、実際のカラーフィルタにおいては、例えば、対角１４インチの画面に数百μｍ程度の着色画素が多数個配列されている。
【０００３】
ブラックマトリックス（５１）は、遮光性を有し、開口部をマトリックス状に配置したものであり、着色画素（５２）は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックスは、カラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。
【０００４】
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（３０）上にブラックマトリックスの材料として樹脂を用いた例である。
このブラックマトリックス（５１）は、ガラス基板（３０）上に、例えば、ブラックマトリックス形成用の黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成されたものであり、樹脂を用いて形成されたブラックマトリックスを樹脂ブラックマトリックス（５１）と称している。
【０００５】
また、カラーフィルタの周縁部（Ｇ）は、額縁と称している部分である。図３、及び図４はカラーフィルタは、額縁の部分、すなわち、カラーフィルタの周縁部（Ｇ）の端まで樹脂ブラックマトリックスが形成された例である。
バックライトからの直接光をカラーフィルタの周縁部（Ｇ）の端まで遮蔽し、またカラーフィルタの端面から入射する迷光を低減させ画像のコントラストを向上させる機能をもたせたものである。
【０００６】
また、着色画素（５２）は、この樹脂ブラックマトリックス（５１）が形成されたガラス基板（３０）上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストを用いて塗布膜を設け、この塗布膜へのフォトマスクを介した露光、現像処理によって着色画素として形成されたものである。
【０００７】
樹脂ブラックマトリックスは、例えば、テレビなどのように、高輝度なバックライトを用いた際に、クロムなどの金属をブラックマトリックス（図示せず）として用いたときに起こる液晶表示装置での内部反射を抑制するために、低反射の樹脂ブラックマトリックスが要望される場合、或いは、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｃｈｉｎｇ）方式に用いたときに起こる液晶表示装置での電界の乱れを抑制するために、高絶縁性の樹脂
ブラックマトリックスが要望される場合などに採用されていた。しかし、ブラックマトリックスは、クロムなどの金属を用いたブラックマトリックスから、次第に樹脂ブラックマトリックスへと移行が進んでいる。
【０００８】
カラーフィルタを大量に製造する際には、一基の液晶表示装置に対応したカラーフィルタを大サイズのガラス基板に面付けした状態で製造する。例えば、対角１７インチのカラーフィルタを６５０ｍｍ×８５０ｍｍ程度の大サイズのガラス基板に４面付けして製造する。
ガラス基板が大サイズ化するに伴い、ブラックマトリックスの材料としてクロムなどの金属を用い真空装置で薄膜を成膜するブラックマトリックスよりも、黒色感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって形成する樹脂ブラックマトリックスの方が価格的に有利なものとなり、次第に樹脂ブラックマトリックスへと移行が進んでいる。
【０００９】
この移行は、ガラス基板が更に大サイズ化するに伴い著しくなるものと思われる。また、環境に配慮してクロムなどの金属を用いることを回避する傾向もある。
【００１０】
樹脂ブラックマトリックスは、クロムなどの金属を用いたブラックマトリックスのように、膜厚１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の薄膜では高濃度を得ることはできず、例えば、０．５μｍ〜３．０μｍ程度の厚さにして必要な高濃度を得るようにしている。
樹脂ブラックマトリックスの膜厚が、例えば、１．０μｍ程度と厚くなると、図４に示すように、樹脂ブラックマトリックス（５１）上にその周縁部を重ねて形成された着色画素（５２）は、その周縁部が樹脂ブラックマトリックス（５１）上にて突起（５３）となる。
【００１１】
この突起（５３）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（５３）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ので、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ている。
【００１２】
図１、及び図２は、液晶表示装置用カラーフィルタの表面を研磨する際に、一般的に使用されている平盤研磨機の一例の概略を示した説明図である。図１は、平盤研磨機の回転部分の断面図、図２は平面図である。
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。
【００１３】
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。
研磨は、研磨液（図示せず）をカラーフィルタ（６）の上方より滴下しながら行われる。尚、符号（５）は研磨クロス、（７）はテンプレート、（Ａ）は下定盤の回転、（Ｂ）は上定盤の回転を示している。
【００１４】
カラーフィルタ表面への研磨は、突起を除去すると同時に、着色画素上、及び樹脂ブラックマトリックス上に残留しているフォトレジストの残渣なども取り除き、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（額縁）（Ｇ）を対向基板とのシール部とする際におけるシール材の密着性にとって好ましいものと
している。
【００１５】
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などを取り除いても、樹脂ブラックマトリックス上には研磨粒子が残留し、残留した研磨粒子がシール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材の貼り合わせ強度を低下させてしまうといった問題がある。
このため、研磨処理後に、改めてアルカリ系の界面活性剤を用いた洗浄をカラーフィルタに施し、樹脂ブラックマトリックス上に残留した研磨粒子を除去している。
【００１６】
図５は、図４に示すカラーフィルタの周縁部（額縁）（Ｇ）を拡大したシール部の説明図である。
ガラス基板（３０）と対向基板（４０）は、樹脂ブラックマトリックス（５１）を介してシール材（６０）によってパネルとして一体化される。樹脂ブラックマトリックス（５１）とシール材（６０）との間の貼り合わせ部分（Ｓ）における貼り合わせ強度が残留した研磨粒子によって低下してしまう。
【特許文献１】特開平９−２６８０３２号公報
【特許文献２】特願２００２−３４９５９９
【特許文献３】特願２００４−０５７１２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、樹脂ブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際の、カラーフィルタ表面の研磨処理において、樹脂ブラックマトリックスに残留する研磨粒子を低減させ、シール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材と貼り合わせ強度を向上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。
これにより、樹脂ブラックマトリックスがカラーフィルタの周縁部（額縁）（Ｇ）の端まで形成されているカラーフィルタにおいては、研磨処理後に、改めてアルカリ系の界面活性剤を用いた洗浄をカラーフィルタに施すことなく、貼り合わせ強度を向上させたカラーフィルタがえられる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、樹脂ブラックマトリックスが形成された液晶表示装置用カラーフィルタの研磨方法において、研磨液として、アルカリを混合し研磨粒子の表面を負に帯電させるｐＨ値を有する研磨液を用いて研磨処理を行いシール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材と貼り合わせ強度を向上させ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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、研磨液として、研磨粒子の表面を負に帯電させるｐＨ値を有する研磨液を用いて研磨処理を行う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研磨処理において、樹脂ブラックマトリックスに残留する研磨粒子を低減させ、シール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材と貼り合わせ強度を向上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。
【００２３】
これにより、樹脂ブラックマトリックスがカラーフィルタの周縁部（額縁）（Ｇ）の端まで形成されているカラーフィルタにおいては、研磨処理後に、改めてアルカリ系の界面活性剤を用いた洗浄をカラーフィルタに施すことなく、貼り合わせ強度を向上させたカラーフィルタがえられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者は、研磨において、研磨粒子、特にアルミナ粒子が樹脂ブラックマトリックスの表面に残留し易いのは帯電が大きな要因となっていること、すなわち、樹脂ブラックマトリックスの表面と研磨粒子が異符号になっている点に着目し本発明をするに至った。
【００２６】
本発明によると、シール部における樹脂ブラックマトリックスとシール材との貼り合わせ強度が著しく向上する理由は、未だ明らかではないが、本発明における研磨液中においては、ガラス基板上に形成された樹脂ブラックマトリックス表面及び研磨粒子表面のζ（ゼータ）電位が共に負に帯電する為に、研磨粒子の残留が起こりにくくなるものと推量される。
【００２７】
研磨液は、研磨粒子を水に分散させたものであり、研磨粒子としては、一次粒子径０．０３〜０．２μｍのアルミナ、ジルコニア、セリウム、二酸化マンガン、シリコンカーバイド、シリカなどを用いることができる。
また、研磨液のｐＨ値は、用いる研磨粒子表面を負に帯電させるｐＨ値であり、研磨粒子の種類により異なったｐＨ値となる。ｐＨ値の調整には、アルカリとして、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨなどが好適に用いられる。
また、研磨に使用する研磨機としては、研磨粒子を用いる研磨機であれば特に限定されない。
【実施例１】
【００２９】
研磨液として、以下の研磨液を用いた。
研磨液１
・研磨粒子：ＳｉＯ2 、平均粒径：４０ｎｍ
・含有量  ：５０ｗ％
・ｐＨ値  ：１０．０
研磨液２
・研磨粒子：ＳｉＯ2 、平均粒径：２３ｎｍ
・含有量  ：４０ｗ％
・ｐＨ値  ：９．８
研磨液３（参照液）
・研磨粒子：α−Ａｌ2 Ｏ3 、２次粒径：１００ｎｍ
・含有量  ：１ｗ％
・ｐＨ値  ：７．０。
【００３０】
研磨機はオスカー型平盤研磨機を用い、研磨クロス：スウエードクロス、研磨圧力：１５０Ｐａ程度、下定盤の回転数：４０ｒｐｍ程度、研磨液の滴下量：６０ｇ／分、研磨時間：１分間の条件にて研磨を行った。研磨後に純水中でスポンジブラシ洗浄を行った。
用いた試料は、樹脂ブラックマトリックスを形成したカラーフィルタである。
【００３１】
研磨後のカラーフィルタ周縁部（額縁）の樹脂ブラックマトリックスとガラス板を、シール材として、ＸＮ−２１Ｓ（三井化学（株）製、エポキシ系熱硬化型樹脂）を用い貼り合わせた。ガラス板には、＃１７３７（コーニング社製）を用いた。貼り合わせ後、プレッシャークラッカーにて貼り合わせ部が破壊された時の強度を測定した。結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0004696474.tif 000002
表１に示すように、研磨液１及び研磨液２において、ｐＨ値７．０に調整した研磨液３（参照液）より貼り合わせ強度が向上している。特に研磨液２において、著しい効果が得られている。    
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】液晶表示装置用カラーフィルタの表面を研磨する平盤研磨機の一例の回転部分の断面図である。
【図２】液晶表示装置用カラーフィルタの表面を研磨する平盤研磨機の一例の回転部分の平面図である。
【図３】液晶表示装置用カラーフィルタの一例を模式的に示した平面図である。
【図４】図３に示すカラーフィルタのＸ−Ｘ’線における断面図である。
【図５】図４に示すカラーフィルタの周縁部（額縁）を拡大したシール部の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
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
７Ａ・・・テンプレートのバッキング材
７Ｂ・・・テンプレートの枠材
３０・・・ガラス基板
４０・・・対向基板
５１・・・樹脂ブラックマトリックス
５２・・・着色画素
５３・・・突起
６０・・・シール材
Ａ・・・下定盤の回転
Ｂ・・・上定盤の回転
Ｃ・・・揺動
Ｄ・・・研磨圧力
Ｇ・・・カラーフィルタの周縁部（額縁）
Ｓ・・・貼り合わせ部分
【図１】
0004696474.tif 000003
【図２】
0004696474.tif 000004
【図３】
0004696474.tif 000005
【図４】
0004696474.tif 000006
【図５】
0004696474.tif 000007