(57)【要約】【課題】カラーフィルタ用ガラス基板の再生において、ガラス基板の全面研磨を行うことなく、パターン形成の構成物である樹脂などの残渣を削除するカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置及び方法を提供する。【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及び感光性着色樹脂層でパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板の再生方法であって、該パターン形成の不具合部を、水性の洗浄液を用いた前記遮光層及び感光性着色層の樹脂剥離、除去、洗浄手段と、その後の水洗洗浄及び乾燥手段と、さらに、欠陥検査機による残渣の検出手段と検出手段で画像認識された残渣を、レーザー照射で除去する手段を具備してなることを特徴とするカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置である。【選択図】図１
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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及び感光性着色樹脂層でパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置であって、パターンに不具合部を有するガラス基板を、水性の洗浄液を用いて遮光層及び感光性着色層の樹脂を剥離、除去、洗浄して予備再生ガラス基板を得る予備再生手段と、予備再生ガラス基板の残渣を検出する検出手段と、検出された残渣をレーザー照射で除去する再生手段とを具備することを特徴とするカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置。
【請求項２】
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及び感光性着色樹脂層でパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板の再生方法であって、パターンに不具合部を有するガラス基板を、水性の洗浄液を用いて遮光層及び感光性着色層の樹脂を剥離、除去、洗浄して予備再生ガラス基板を得る予備再生工程と、予備再生ガラス基板の残渣を検出する検出工程と、検出された残渣をレーザー照射で除去する再生工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタ用ガラス基板の再生方法。
【請求項３】
検出手段が、予備再生ガラス基板を撮像して画像を得る撮像手段と、画像から残渣及びその位置を抽出する残渣抽出手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置。
【請求項４】
検出工程が、予備再生ガラス基板を撮像して画像を得る撮像工程と、画像から残渣及びその位置を抽出する残渣抽出工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ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不可欠なカラーフィルタに関し、より詳細には、感光性黒色樹脂からなる遮光層と着色剤、バインダー樹脂から構成される着色感光性樹脂組成物などでパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板から、前記パターン形成に不要なものを除去することで、該ガラス基板を再生する装置及び方法に関する。
【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、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、水溶性有機アミン化合物と無機アルカリ金属化合物を含有する水溶液にカラーフィルタ基板を浸漬処理することで、ガラス基板を再生する方法が開示されている。また、特許文献２には、所定の剥離液に浸漬することで、カラーフィルタ膜を除去する方法が開示されている。更に、特許文献３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。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の廃棄そのものに危険が伴い、輸送や剥離液への浸漬、洗浄装置に多大の負荷とコストがかかることになり、再生したガラス基板を再度利用する価値、コストメリットが出ない問題があった。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・再使用可能なガラス基板再生方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１２４９１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９９１５号公報
【特許文献３】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】
【００１０】
図３は、従来のガラス基板再生の概略工程フローであり、一例としては、図４に示すガラス基板再生装置が用いられている。具体的には、別ライン（図は記載せず）の水性の洗浄液によるガラス再生処理を施されたガラス基板（極僅かな残渣がある）を予備再生ガラス基板（１）とし、この予備再生ガラス基板（１）を、図４に示すガラス基板再生装置にセットし、搬送機（５）を介して薬剤塗布機（７）に搬送されて薬剤が塗布され、その後、研磨機（８）に搬送されて前面研磨され、さらに研磨剤洗浄機（９）に搬送されて残渣（２）が削除される。したがって、極僅かの残渣（２）を削除する為にガラス基板全体を研磨することで、生産効率の低下及びそれに係るコストアップが問題であった。
【００１１】
本発明は、カラーフィルタ用ガラス基板の再生において、予備再生ガラス基板（１）の全面研磨を行うことなく、パターン形成の構成物である樹脂などの残渣を削除するカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決する為のものであり、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及び感光性着色樹脂層でパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置であって、パターンに不具合部を有するガラス基板を、水性の洗浄液を用いて遮光層及び感光性着色層の樹脂を剥離、除去、洗浄して予備再生ガラス基板を得る予備再生手段と、予備再生ガラス基板の残渣を検出する検出手段と、検出された残渣をレーザー照射で除去する再生手段とを具備することを特徴とするカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置である。
【００１３】
本発明の請求項２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及び感光性着色樹脂層でパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板の再生方法であって、パターンに不具合部を有するガラス基板を、水性の洗浄液を用いて遮光層及び感光性着色層の樹脂を剥離、除去、洗浄して予備再生ガラス基板を得る予備再生工程と、予備再生ガラス基板の残渣を検出する検出工程と、検出された残渣をレーザー照射で除去する再生工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタ用ガラス基板の再生方法である。
【００１４】
本発明の請求項３に係る発明は、検出手段が、予備再生ガラス基板を撮像して画像を得る撮像手段と、画像から残渣及びその位置を抽出する残渣抽出手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ用ガラス基板の再生装置である。
【００１５】
本発明の請求項４に係る発明は、検出工程が、予備再生ガラス基板を撮像して画像を得る撮像工程と、画像から残渣及びその位置を抽出する残渣抽出工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ用ガラス基板の再生方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、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及び感光性着色樹脂層でパターン形成されたカラーフィルタ用ガラス基板の再生で、基板に必要な領域だけ修正を行うため、従来のガラス基板全面に研磨をする必要がなく、ＣＦ工程の良品率、稼働率の向上とコスト削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るガラス基板再生の概略工程フローを示す。
【図２】本発明に係るガラス基板再生装置の概略図を示す。  （２ａ）：平面外略図を示す。  （２ｂ）：側面外略図を示す。
【図３】従来のガラス基板再生の概略工程フローを示す。
【図４】従来のガラス基板再生装置の概略図を示す。  （３ａ）：平面外略図を示す。  （３ｂ）：側面外略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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及び方法について、図を参照に、一実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
本発明を、図１に示すガラス基板再生の概略工程フロー、図２に示すガラス基板再生装置により、具体的に以下に説明する。
【００２０】
一般に、有機高分子材料の表面にレーザーを高いエネルギー密度で照射すると、有機高分子材料を構成している分子・原子間の結合が瞬時に切れ、分解・気化を経て、有機高分子材料の表面が爆発的に除去されることが知られている。
【００２１】
本発明に係るカラーフィルタは、感光性黒色樹脂からなる遮光層及び感光性着色樹脂層から構成され、具体的には感光性樹脂組成物に着色剤である顔料が分散されいる。したがって、カラーフィルタの表面にレーザーを高いエネルギー密度で照射すると、照射された領域の感光性樹脂組成物の主成分である有機高分子材料が分解・気化を経て、ガラス基板から周囲に熱ダメージを与えないでシャープな除去が可能である。本発明はこのような効果を活用したものである。
【００２２】
すなわち、本発明は、従来のように、水性の洗浄液を用いるガラス基板再生方法において取りきれない極僅かな残渣を、ガラス基板の全面研磨をせずに、上記のレーザーを残渣部に正確に照射することで削除する、カラーフィルタ用ガラス基板の再生装置及び方法に関するものである。
【００２３】
具体的には、本発明は、別ラインでのガラス基板の再生処理工程を経た後の、極僅かに残渣（２）がある予備再生ガラス基板（１）を、搬送機（５）を介して光源（３ａ）及びカメラ（３ｂ）を具備する検査機（３）に搬送し、予備再生ガラス基板（１）上の残渣（
２）の画像撮影を行い、さらに残渣閾値判定を行う。
【００２４】
上記残渣閾値判定では、残渣（２）が閾値以上と判断された場合、ロボットアーム（６）により修正工程、すなわちレーザー照射装置（４）に誘導され、該残渣（２）のみがレーザー照射により分解、洗浄され、その後、搬送機（５）に誘導され、排出され、ガラス再生処理を終了する。
【００２５】
また、残渣（２）が閾値以下と判断された場合は、ロボットアーム（６）により、前方の搬送機（５）に誘導され、無修正で排出される。
【００２６】
本発明のレーザー照射装置（４）に利用できるレーザー光源としては、ＹＡＧレーザー（波長３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍ）である。またエネルギー密度としては、０．５Ｊ／ｃｍ２〜１００Ｊ／ｃｍ２が好ましい。エネルギー密度が、０．５Ｊ／ｃｍ２未満だと、レーザーリペアが行えないと言う問題があり、また、１００Ｊ／ｃｍ２を超えると、カラーフィルタへのダメージが発生してしまうと言う問題が生じる。また、カラーフィルタへのダメージを小さくする為にも、１回あたりの照射時間は短くする必要があり、照射時間は０．５ｎｓｅｃ〜１μｓｅｃが望ましい。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・・・予備再生ガラス基板
２・・・・・残渣
３・・・・・検査機
３ａ・・・光源
３ｂ・・・カメラ
４・・・・・レーザー照射装置
５・・・・・搬送機
６・・・・・ロボットアーム
７・・・・・薬剤塗布機
８・・・・・研磨機
９・・・・・研磨剤洗浄機
１０・・・・下定磐
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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