(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板に、少なくともオーバーコート膜、カラーフィルタ膜、及び、ブラックマトリックス膜が、オーバーコート膜が外層側になるように形成されており、所定の剥離液を使用して該オーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去するガラス基板の再生方法であって、
前記所定の剥離液がヒドラジンを含有するアルカリ性水溶液であり、
前記ガラス基板を前記剥離液に浸漬し、
ガラス基板に損傷を与えることなくオーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去することを特徴とするガラス基板の再生方法。
【請求項２】
ガラス基板に、少なくともオーバーコート膜、カラーフィルタ膜、及び、ブラックマトリックス膜が、オーバーコート膜が外層側になるように形成されており、所定の剥離液を使用して該オーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去するガラス基板の再生方法であって、
前記所定の剥離液が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含有するアルカリ性水溶液であり、
前記ガラス基板を前記剥離液に浸漬し、
ガラス基板に損傷を与えることなくオーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去することを特徴とするガラス基板の再生方法。
【請求項３】
前記ブラックマトリックス膜が金属および／または金属酸化物を含むブラックマトリックス膜であり、（１）塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、クロロスルホン酸、蓚酸、酢酸および蟻酸から選ばれる少なくとも１を含有する水溶液、または（２）硝酸第２セリウムアンモニウム液を含有する水溶液に前記ガラス基板を浸漬し、前記ブラックマトリックス膜を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラックマトリックス膜、カラーフィルタ膜、オーバーコート膜、ＩＴＯ膜およびポリイミド膜から選ばれる少なくとも１以上が、その表面上に順次形成されているガラス基板から、１または複数の膜を選択的に除去する該ガラス基板の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、透明電極や偏光板などが配置された２枚以上のガラス板を有し、液晶物質はこのガラス板で挟まれている。そして、該透明電極に電荷を与えることにより、該液晶物質の向きが変わり、透過する光の偏光方向も変わるので、偏光板を用いることにより、光の透過／非透過を制御することができる。そして、この制御を、細分化された領域ごとに行うことで、文字や画像を表示することができる。液晶表示装置はさらに、電荷の制御を行うための薄膜トランジスター（ＴＦＴ）や、文字や画像を着色するためのカラーフィルタなどを有している。
【０００３】
図１２は、液晶表示装置の一例の構造を示す断面図である。
この例では、光が入射する側に位置するガラス基板１１と、光が出射する側に位置するガラス基板１とが対向配置されている。
【０００４】
ガラス基板１の片面には、格子状または帯状に、ブラックマトリックス膜（以下、ＢＭ膜という）２が形成されており、このＢＭ膜２の格子上または帯上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各々のカラーを有するカラーフィルタ膜（以下、ＣＦ膜という）３が形成されている。そして、ＣＦ膜３の上には、透明樹脂からなるオーバーコート膜（以下、ＯＣ膜という）４が形成されている。なお、ＢＭ膜２は、通常、金属および／または金属酸化物または合成樹脂からなり、ＣＦ膜３は、例えばアクリル酸共重合体系カラーレジンからなる。そして、このＯＣ膜４の表面上には、透明電極としてのＩＴＯ膜(Indium Tin Oxide)５、および液晶分子群を一定方向に配列させるための配向膜として、ポリイミド膜（以下、ＰＩ膜という）６が順次形成されている。ガラス基板１の他の側には、偏光膜７が形成されている。このガラス基板１のように、ＢＭ膜２、ＣＦ膜３、ＯＣ膜４、ＩＴＯ膜５およびＰＩ膜６の１または複数が順次形成されたガラス基板を、以下本明細書において、カラーフィルタ側ガラス基板と称する。
【０００５】
ガラス基板１１の片面には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子１２が所定間隔を隔てて形成されている。ＴＦＴ素子１２の表面上には、ＩＴＯ膜１５およびＰＩ膜１６が順次形成されている。このＴＦＴ素子１２としては、逆スタガａ−ＳｉＴＦＴが多く採用されており、逆スタガａ−ＳｉＴＦＴには、チャネル保護型とチャネルエッジ型の２種類がある。
ガラス基板１１の他面には、偏光膜１７が形成されている。
このガラス基板１１のように、ＴＦＴ素子１２、ＩＴＯ膜１５およびＰＩ膜１６の１または複数が順次形成されたガラス基板を、以下本明細書において、ＴＦＴ側ガラス基板と称する。
【０００６】
ＰＩ膜６と１６との間には、液晶８が封入されており、このＰＩ膜６と１６との間隔を調整および維持するため、スペーサ９がＰＩ膜６と１６との間に配置されている。
液晶表示装置においては、通常、このガラス基板１１の、液晶８側の反対側から、バックライト光を照射した状態で、ＩＴＯ膜５と１５との間に画像に対応する電圧を印加して液晶８の配列を変化させ、光の透過／非透過を制御することにより、画像が表示されるようにしてある。
【０００７】
上述のカラーフィルタ側ガラス基板およびＴＦＴ側ガラス基板は、所定の品質基準を満たしたものだけが液晶表示装置に用いられる。この品質基準は高く、品質基準を満たさず、液晶表示装置に用いることができず、廃棄処分されるものが多く発生する。そこで、この廃棄処分されるものから、ガラス基板上に形成された各種の膜などの全部、または品質基準を満たさない一部のみを除去し、ガラス基板を再生し、この再生されたものを、再度カラーフィルタ側ガラス基板およびＴＦＴ側ガラス基板などの製造に使用している。
【０００８】
また、ＴＦＴ側ガラス基板については、製造装置のメンテナンスなどのために製造を停止した後、連続的な製造を再開する前に、先ず、成膜条件設定用ガラス基板（以下、ダミー基板という）を用いた製造を行い、製造装置の各設定条件を確認する。このダミー基板としては、ガラス基板の全面に、金属膜および合金膜（Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌなどと、それらの合金）、酸化膜（ＳｉＯｘ、Ｔａ２０５、Ａｌ２０３、ＩＴＯ）、窒化膜（ＳｉＮｘ）などからなる単層膜もしくは積層膜、ＰＩ膜などを形成し、またシール剤をパターンに沿って塗布したものが用いられる。通常、このダミー基板は製品にはされず、同じ目的で１または複数回用いられた後に廃棄されることが多い。そこで、この廃棄されるダミー基板から、形成された各種の膜などの全部または一部を除去し、ガラス基板が再生されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ガラス基板からの各種の膜などの除去には、剥離液が用いられている。例えば、Ｃｒ製のＢＭ膜、ＣＦ膜およびＩＴＯ膜の３つの膜が形成されているカラーフィルタ側ガラス基板から、これらの膜の全部または一部を除去する場合、以下の表１に示す剥離液が入った貯留槽に、該カラーフィルタ側ガラス基板を浸漬していた。
【００１０】
【表１】
0004056383.tif 000002
【００１１】
しかし、この方法により各々の膜を除去する場合、例えば、下記の問題があった。
（１）ＩＴＯ膜のみが品質を満たさなくなった場合、ＣＦ膜に損傷を与えることなくＩＴＯ膜のみを除去することができない。
（２）ＣＦ膜とＩＴＯ膜とを同時に除去する場合、ＢＭ膜およびガラス基板のエッチング量を少なくすること、例えば１回の処理におけるガラス基板のエッチング量を５ｎｍ（５０Å）以下にすることができない。
【００１２】
そして、前記３つの膜以外に、ＯＣ膜およびＰＩ膜が形成されたカラーフィルタ側ガラス基板についても、品質基準を満たさなくなった一部の膜または全部の膜を除去して、ガラス基板を再生することが求められているが、残存させるべき膜やガラス基板に損傷を与えることなく、ガラス基板を再生できる剥離液は見出されていない。
また、ＴＦＴ側ガラス基板およびダミー基板においても、これらを剥離液が入った貯留槽に浸漬して、ＴＦＴ素子、所定の膜またはシール剤を除去するのが一般的であるが、公知の剥離液を用いた場合、カラーフィルタ側ガラス基板の場合と同様に、残存させるべき膜に損傷を与える、ガラス基板がエッチングされる、などの問題があった。
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、所定の剥離液を用いることにより、品質基準を満たさないＯＣ膜およびＣＦ膜を除去することができ、ガラス基板がエッチングされる問題がない液晶表示用ガラス基板の再生方法を提供することを目的とする。
【００２４】
本発明は、ガラス基板に、少なくともオーバーコート膜、カラーフィルタ膜、及び、ブラックマトリックス膜が、オーバーコート膜が外層側になるように形成されており、所定の剥離液を使用して該オーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去するガラス基板の再生方法であって、前記所定の剥離液がヒドラジンを含有するアルカリ性水溶液であり、前記ガラス基板を前記剥離液に浸漬し、ガラス基板に損傷を与えることなくオーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去することを特徴とするガラス基板の再生方法である。
【００２５】
また、本発明は、ガラス基板に、少なくともオーバーコート膜、カラーフィルタ膜、及び、ブラックマトリックス膜が、オーバーコート膜が外層側になるように形成されており、所定の剥離液を使用して該オーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去するガラス基板の再生方法であって、前記所定の剥離液が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含有するアルカリ性水溶液であり、前記ガラス基板を前記剥離液に浸漬し、ガラス基板に損傷を与えることなくオーバーコート膜およびカラーフィルタ膜を除去することを特徴とするガラス基板の再生方法である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施例および図面に基づいて具体的に説明する。但し、実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
参考実施例１
図１および図２は、液晶表示装置のカラーフィルタ側ガラス基板の一例を示す断面図である。図１は、この実施例の再生処理を行う前のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。なお、図１及び図２は、顕微鏡写真による確認に基づいて図示された模式図である。この点は、図３〜図６及び図９〜図１１についても同様である。図１に示すように、処理前のガラス基板１には、ＢＭ膜２、ＣＦ膜３、ＯＣ膜４、ＩＴＯ膜５および厚さ２μのＰＩ膜６が順次形成されている。このガラス基板１を、γ−ブチロラクトン（１００％）からなる剥離液が入った貯留槽に、６０℃で２時間浸漬した後、引き上げて水洗する。その後、枚葉式洗浄機に投入して純水洗浄とエアーナイフによる乾燥を行う。図2は、以上の処理を行った後のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。図1には、ＰＩ膜６があるが、図２には、ＰＩ膜６は存在せず、ＰＩ膜６のみが選択的に除去されていることが示されている。そして、ＩＴＯ膜５に電気抵抗値の変化および汚れなどの損傷が生じなかったことも、確認されている。さらに、ガラス基板１がエッチングされていないことも確認されている。
【００３２】
参考実施例２
図３および図4は、液晶表示装置のカラーフィルタ側ガラス基板の一例を示す断面図である。図３は、この実施例の再生処理を行う前のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。図３に示すように、処理前のガラス基板１には、ＢＭ膜２、ＣＦ膜３、ＯＣ膜４および厚さ１０００ÅのＩＴＯ膜５が順次形成されている。このガラス基板１を、沃化水素酸、エチレングリコールおよび水の、重量比で３０／３０／４０の混合溶媒からなる剥離液が入った貯留槽に、４０℃で２時間浸漬した後、引き上げて水洗する。その後、枚葉式洗浄機に投入して純水洗浄とエアーナイフによる乾燥を行う。図4は、以上の処理を行った後のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図および表面状態を示す写真である。図3には、ＩＴＯ膜５があるが、図４には、ＩＴＯ膜５は存在せず、ＩＴＯ膜５のみが選択的に除去されていることが示されている。そして、ＣＦ膜３に、透過率および色度の変化などをもたらす損傷が生じなかったことが、確認されている。さらに、ガラス基板１がエッチングされていないことも確認されている。なお、本実施例の剥離液として、上記の剥離液の代わりに、蓚酸、酢酸および蟻酸の１若しくは複数と多価アルコールとを含有する水溶液を用いることもできる。
【００３３】
実施例３
図５および図6は、液晶表示装置のカラーフィルタ側ガラス基板の一例を示す断面図である。図５は、この実施例の再生処理を行う前のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
図５に示すように、処理前のガラス基板１には、厚さ２０００ÅのＣｒ製ＢＭ膜２、厚さ１．５μのＣＦ膜３、および厚さ１μのＯＣ膜４が順次形成されている。
このガラス基板１を、Ｎ−メチルー２−ビロリドン（ＮＭＰ）、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）および水の、重量比で３０／３０／４０の混合溶媒からなる剥離液が入った貯留槽に、６０℃で２時間浸漬した後、引き上げて水洗する。その後、枚葉式洗浄機に投入して純水洗浄とエアーナイフによる乾燥を行う。
図６は、以上の処理を行った後のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。図5には、ＢＭ膜２、ＣＦ膜３とＯＣ膜４が確認できるが、図６には、ＢＭ膜２のみがあり、ＣＦ膜３およびＯＣ膜４が除去されていることが示されている。なお、ガラス基板１がエッチングされていないことも確認されている。
【００３４】
図７は、３種類の厚みのＢＭ膜２につき、実施例３の再生処理（実施例３の剥離液による処理）を夫々複数回繰り返した場合の、ＢＭ膜２の厚みと処理回数との関係を示したグラフである。厚みは、ＢＭ膜２の所定位置の厚みを触針式表面粗さ計により測定したものであり、ガラス基板１からの厚みを表す。
図８は、実施例３の再生処理を複数回操り返した場合の、ＢＭ膜２のＯＤ値（光学濃度）と処理回数との関係を示したグラフである。ＯＤ値は光透過濃度計により測定したものである。
図７および図８より、処理回教が増加してもＢＭ膜２の厚みおよびＯＤ値ともに略一定であることが判る。ＯＤ値が一定であることより、ＢＭ膜２がエッチングされていないことが判り、ＢＭ膜２のガラス基板１からの厚みが一定であることより、ガラス基板１がエッチングされていないことが判る。
【００３５】
なお、本実施例の剥離液として、上記の剥離液の代わりに、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸およびクロロスルホン酸から選ばれる１若しくは複数を含有する水溶液、または水酸化カリウム、水酸化ナトリウムおよびヒドラジンから選ばれる１若しくは複数を含有する水溶液を用いることもできる。但し、ヒドラジンを含有する水溶液のみが本発明の範囲である。また、ＢＭ膜２がＣｒ製でなく樹脂製である場合は、上記の本実施例の処理をすることにより、ＢＭ膜２も、ＣＦ膜３およびＯＣ膜４とともに除去される。このときには、ガラス基板１を素ガラスとして再利用することができる。
【００３６】
ガラス基板１に形成されたＣｒ製ＢＭ膜は、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、蓚酸、酢酸および蟻酸から選ばれる１若しくは複数を含有する水溶液、または硝酸第２セリウムアンモニウムを含有する水溶液に該ガラス基板１を浸漬することにより除去される。
【００３７】
以上示したように、実施例１〜３の処理を全て行うことにより、図１に示されるようなカラーフィルタ側ガラス基板の全ての膜を、完全に除去することができる。しかもＢＭ膜２およびガラス基板１は、ほとんどエッチングされないので、このガラス基板１を有効に再利用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によりＢＭ膜、ＣＦ膜、ＯＣ膜が形成されているガラス基板においては、所定の剥離液を使用することにより、ガラス基板がほとんどエッチングされることなく、ＣＦ膜およびＯＣ膜を除去することができる。
またガラス基板上にＣＦ膜及びＯＣ膜が形成され、更にＩＴＯ膜が形成され、ＩＴＯ膜上に更にＰＩ膜が形成されているカラーフィルタ側ガラス基板などにおいては、所定の剥離液を使用することにより、ガラス基板がほとんどエッチングされることなく、ＣＦ膜、ＯＣ膜、ＩＴＯ膜、およびＰＩ膜を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考実施例１の、再生処理前のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
【図２】  本発明の参考実施例１の、再生処理後のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
【図３】  本発明の参考実施例２の、再生処理前のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
【図４】  本発明の参考実施例２の、再生処理後のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
【図５】  本発明の実施例３の、再生処理前のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
【図６】  本発明の実施例３の、再生処理後のカラーフィルタ側ガラス基板を示す断面図である。
【図７】  ＢＭ膜の厚みと処理回教との関係を示したグラフである。
【図８】  ＢＭ膜のＯＤ値と処理回数との関係を示したグラフである。
【図９】  再生処理前の、ＴＦＴ側ガラス基板を示す参考断面図である。
【図１０】  ダミー基板を示す参考断面図である。
【図１１】  ダミー基板を示す参考断面図である。
【図１２】  液晶表示装置の一例の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１１、２１  ガラス基板
２、  ＢＭ膜
３、  ＣＦ膜
４、  ＯＣ膜
５、１５，  ＩＴＯ膜
６、１６、  ＰＩ膜
７、  偏光膜
８、  液晶
９、  スペーサ
１０、  光
１２、  ＴＦＴ素子
１８、  金属膜
１９、  シール剤
【図１】
0004056383.tif 000003
【図２】
0004056383.tif 000004
【図３】
0004056383.tif 000005
【図４】
0004056383.tif 000006
【図５】
0004056383.tif 000007
【図６】
0004056383.tif 000008
【図７】
0004056383.tif 000009
【図８】
0004056383.tif 000010
【図９】
0004056383.tif 000011
【図１０】
0004056383.tif 000012
【図１１】
0004056383.tif 000013
【図１２】
0004056383.tif 000014