JPH08309657A - 被研磨物の研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 このような基板の厚さのばらつきの影響を受
けることなしに薄膜表面の一定微量の研磨を再現性よく
均一に行なうことを可能にする。 【構成】 弾性力付与機構２を具備した支持定板１を用
い、カラーフィルタ１０１の研磨面に加重を付加したパ
ット材１０４を当接することにより、カラーフィルタ１
０１をその研磨面に平行に所要の厚さ分だけ沈み込ませ
るようにしてカラーフィルタ１０１を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶用カラーフィルタ
ーなどの被研磨物を均一に研磨する被研磨物の研磨方法
及びこの研磨方法に使用する研磨装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ガラス基板，セラミック板など
のような比較的厚い被研磨物の表面研磨に用いられる従
来の一般的な研磨法としては、アルミナ，シリカ，酸化
クロムなどの低粒微粉末のスラリーを使用したものが主
流である。即ち、このような研磨装置として図３に示す
ものが知られている。例えば、支持定板１００の上にカ
ラーフィルター１０１を表面に形成したガラス基板１０
２を載せ、その上にアルミナ，シリカ，酸化クロムなど
の適当な微細砥粒よりなるスラリー（研磨材）１０３を
流しながら、パット材１０４を有する回転板１０５を載
せて回転研磨する。そして、この研磨装置では、研磨材
の種類，粒度，回転数，回転板の加重などを選択するこ
とによって目的に応じた適正な研磨を行なっている。

【０００３】また、このような研磨装置では、ガラス基
板等の上面に形成したカラーフィルター（薄膜）などの
薄い被研磨物に対して全面均一に研磨する場合には、被
研磨物へ研磨材を当接・加圧する際の加圧量を低減もし
くは無加圧にする等の措置を講じている。

【０００４】さらに、このようなスラリー等を使用する
研磨方法の他に、例えば研磨シートを用いたロール研磨
法も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これら何れ
の方法でも、被研磨物は支持定板に貼付するなどして固
定しているが、研磨面の均一性，研磨の際の損傷等の点
で全面研磨は難しく、現実には部分研磨が一般的になっ
ている。

【０００６】また、液晶用のカラーフィルターは多くの
場合は、厚さが０．５５〜１．１mm、大きさが３００×
４５０mm角程度のガラス基板上に、１〜２μｍ程度の膜
厚の赤（Ｒ），青（Ｂ），緑（Ｇ）の３色からなるカラ
ーフィルター層が塗着されているが、このようにカラー
フィルターは薄いばかりか組成的に顔料微粉末の含有量
が多いために軟らかく、脆弱であるといった欠点もあ
る。従って、このような材質の薄いものを、従来の研磨
法で均一に必要微量だけ研磨することは、その研磨材，
研磨法の選択、研磨条件の最適化を如何に巧みに行なっ
たとしても、なお困難な場合が多い。

【０００７】さらにカラーフィルタなどは研磨量の厚さ
が０．１〜０．５μｍ程度であるのに対し、その支持体
であるガラス基板の厚さにはばらつきがそれと同程度あ
るいは、それ以上多いのが実情である。その結果、この
ようなカラーフィルタ付ガラス基板を一定の定板上に固
定し研磨条件を一定にして処理すると、このガラス基板
自体の厚さのばらつきが大きく作用し、研磨量を一定に
することが一層困難になっている。また、例えば研磨面
の周辺部が研磨され過ぎたり、研磨量がばらつくことは
避け難く、このフィルタを用いたカラー液晶での表示特
性のばらつきの一因となっていた。

【０００８】そこで、本発明は、このような基板の厚さ
のばらつきの影響を受けることなしに薄膜表面の一定微
量の研磨を再現性よく均一に行なうことを可能にする被
研磨物の研磨方法及びこの研磨方法に使用する研磨装置
を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、この請求項１に記
載の発明は、弾性体を具備した支持定板を用い、薄膜等
の被研磨物の研磨面に加重を付加した研磨材を当接する
ことにより、前記被研磨物をその研磨面に平行に所要の
厚さ分だけ沈み込ませるようにして前記被研磨物を研磨
するものである。

【００１０】また、この請求項２に記載の発明は、被研
磨物を研磨する被研磨物の研磨装置であって、弾性力付
与機構を設けた支持定板を備えるとともに、加重を付加
した研磨材を前記被研磨物に当接させる手段を備え、所
要の厚さ分だけ支持定板側を研磨面に平行に沈み込ませ
て前記被研磨物を研磨するように構成したものである。

【００１１】また、この請求項３に記載の発明は、弾性
力付与機構が、機械的なスプリング，弾力性を有するゴ
ム若しくはプラスチック，気体若しくは液体等を利用し
たクッション機構のいずれかのもので構成したものであ
る。

【００１２】

【作用】この発明では、被研磨物に研磨材が接すると、
支持定板に設けた弾性力付与機構の弾力性によって被研
磨物が自動的にその被研磨物の厚さ相当分または必要量
だけ沈み込み、被研磨物表面が常に同一状態で研磨材に
接触できるようになっている。これによって常時同一条
件で研磨でき、この結果、基板の厚さのばらつきに関係
なく微量の研磨作業でも、再現性よく常に均一に行うこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例について添付図面
を参照しながら説明する。なお、この実施例において、
従来のものと同一部分には同一符号を付して重複説明を
避ける。

【００１４】図１は、この発明に係る被研磨物の研磨装
置を示す概略断面図であり、この研磨装置は、支持定板
１と、弾性力付与機構２と、平坦板３と、スラリー供給
手段（図略）及びパット材１０４を有するとともに適宜
の加重を付与する回転板１０５を設けた研磨駆動機構と
を備えた構成となっている。

【００１５】そして、この実施例の研磨装置は、被研磨
物であるカラーフィルタ１０１を形成したガラス基板１
０２を平坦板３上にセットするとともに、このカラーフ
ィルタ１０１上に回転板１０５と一体のパット材１０４
を一定加重を作用させて載置し、スラリー（研磨材）１
０３を流しながら回転させてカラーフィルタ１０１を研
磨するようになっているが、特にこの実施例のようなも
のに限定されるものではなく、例えば研磨ロールや研磨
シートで研磨する構成であってもよい。

【００１６】支持定板１は、例えばこの実施例ではステ
ンレス（ＳＵＳ−３０４）等の材料により、図２に示す
ように断面略コ字型を有する形状に形成されており、所
定の静置したテーブル（図略）等の上に載置されてい
る。

【００１７】弾性力付与機構２は、基板を含む被研磨物
の厚さに関係なく常に研磨すべき表面が研磨シートまた
は研磨材に同じ状態で当接するようにするものであり、
被研磨物であるカラーフィルタ１０１の支持定板１表面
から突出する部分を支持定板１表面よりも下方に落し込
ませることができるような弾力性を有するもので構成さ
れており、この実施例では弾性ゴムが使用されている。
なお、この弾性力付与機構としては、ガラス基板固有の
微妙な厚みばらつき（例えば０．０５〜０．１μｍ程
度）を吸収するためには、例えば弱いスプリング，弾性
ゴム，スポンジなどの弾力層、気体及び油圧のクッショ
ン層を介在させるのが効果的である。

【００１８】そして、この実施例では、弾性力作用を得
るため、カラーフィルタ１０１を形成したガラス基板１
０２が厚さ１．１mm相当分沈み込むか、または０．５mm
程度の深さだけ、研磨面と平行にスムースに沈み込むよ
うになっているが、何れにしても上方に向って被研磨物
を平行に押上げる力が働く機構であれば如何なる構造の
ものであってもよい。また、この沈み込み量について
は、例えば被研磨物の基板部分の厚さの一部を初めから
落し込んでおき、残る必要量を弾力性による押込動作で
確保する構成であっても構わない。

【００１９】なお、この弾性力付与機構部分の構成は、
例えば機械的なスプリング方式、スポンジ，弾性ゴムの
ような弾力性材料、またはエアークッションのような気
体や液体層の利用によるものなど、多くの公知の技術を
組合せたり応用したりする事が可能である。

【００２０】平坦板３は、平坦度を確保するためのもの
であり、例えばこの実施例ではＳＵＳ−３０４で構成さ
れている。

【００２１】なお、この発明において、研磨すべき材料
の硬さ，要求される研磨量，基板の厚さなどとの関係
で、研磨材の種類，粗さ，方式などを適宜選択するとと
もに、弾性力付与機構についても弾力性の強さ，材料，
機構など適宜適当なものを選択して組合せることが可能
であり、好ましいものである。

【００２２】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、予め支持定板１の凹所に固着若しくは吸着・
載置された平坦板３上面に、被研磨物であるガラス基板
１０２に設けたカラーフィルタ１０１を固着若しくは吸
着状態にセットする。なお、この場合、カラーフィルタ
ー１０１の上面が支持定板１の上面よりも所要量だけ突
出するように、弾性力付与機構２の厚さを適宜調整して
おく。

【００２３】次に、適宜特定の加重が付与された研磨駆
動機構のパット材１０４及び回転板１０５をそのカラー
フィルタ１０１の上面に載置すると、このカラーフィル
タ１０１の表面にパット材１０４が当接するから、弾性
力付与機構２の高さ寸法が収縮し、カラーフィルタ１０
１の上面が支持定板１の表面まで沈み込み、被研磨物の
厚さに関係なく常に同一レベルでパット材１０４に当接
する。

【００２４】このように研磨駆動機構をセットしたなら
ば、スラリーを供給させながら、回転板１０５を回転さ
せてカラーフィルタ１０１の上面を研磨していく。

【００２５】従って、この実施例によれば、カラーフィ
ルタ１０１にパット材１０４が接すると、支持定板１に
付設した弾性力付与機構２の弾力性によってカラーフィ
ルタ１０１が自動的にそのカラーフィルタ１０１の厚さ
相当分（または必要量）だけ沈み込み、カラーフィルタ
１０１表面が常に同一状態で研磨材に接触できるように
なっている。これによって常時同一条件で研磨でき、こ
の結果、ガラス基板１０２の厚さのばらつきに関係な
く、極微量の研磨作業を再現性よく常に均一に行うこと
ができる。

【００２６】以上、液晶カラーフィルタを例に説明した
が、このレベルの研磨を必要とするものには何れのもの
であっても適用できるものである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、被研磨物が研磨材に当接すると、支持定板側に備え
た弾性力付与機構の弾力性により、即ち被研磨物をセッ
トする支持定板側に弾力性を持たせることにより、自動
的に被研磨物が必要量だけ沈み込み、被研磨物表面が常
に同一状態で研磨材に接触するように構成されており、
これによって常時同一条件で研磨されるから、基板の厚
さや表面のばらつきに関係なく極く微量の研磨作業であ
っても、再現性よく常に均一なレベルで研磨作業を行な
うことができ、延いては常時同一研磨状態に仕上げるこ
とができる。

【００２８】さらに、この発明によれば、液晶カラーフ
ィルター基板のように、例えば１．１mm程度の厚さのガ
ラス基板上に２μｍ程度の薄くて柔らかいカラーフィル
ター層が形成され、しかもそのガラス基板自体の厚さの
ばらつきが、要求される研磨量０．０５〜０．１μｍ程
度と同レベルのような場合であっても、弾性力付与機構
を備えた支持定板を用いるだけで実現可能であり、従来
のような生産管理の煩雑さもないばかりか、センサーな
どで厚みを検出して微調整する複雑な機構も必要なく、
ガラス基板の厚さのばらつきに関係なしにカラーフィル
ター表面層に高精度（０．１μｍレベル）の研磨が簡単
に高歩留りで実現でき、その経済的，生産的効果は頗る
大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る被研磨物の研磨装置を示
す概略断面図。

【図２】本発明の実施例に係る被研磨物の研磨装置の要
部を示す概略断面図。

【図３】従来の研磨の状態を示す概要断面図である。

【符号の説明】

１ 支持定板 ２ 弾性力付与機構 ３ 平坦板 １０１ カラーフィルタ １０２ ガラス基板 １０３ スラリー １０４ 研磨用パット材 １０５ 回転板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体を具備した支持定板を用い、薄膜
   等の被研磨物の研磨面に加重を付加した研磨材を当接す
   ることにより、前記被研磨物をその研磨面に平行に所要
   の厚さ分だけ沈み込ませるようにして前記被研磨物を研
   磨することを特徴とする被研磨物の研磨方法。
2. 【請求項２】 被研磨物を研磨する被研磨物の研磨装置
   であって、 弾性力付与機構を設けた支持定板を備えるとともに、 加重を付加した研磨材を前記被研磨物に当接させる手段
   を備え、 所要の厚さ分だけ支持定板側を研磨面に平行に沈み込ま
   せて前記被研磨物を研磨するように構成したことを特徴
   とする被研磨物の研磨装置。
3. 【請求項３】 弾性力付与機構が、機械的なスプリン
   グ，弾力性を有するゴム若しくはプラスチック，気体若
   しくは液体等を利用したクッション機構のいずれかのも
   ので構成したことを特徴とする請求項２に記載の被研磨
   物の研磨装置。