JP2001343632A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示素子の基板の損傷および半導体素子
の静電破壊を防止した液晶表示素子の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ガラス基板２をガラス基板搬送ローラ１
によって搬送しながら、ステージに吸着させる面に研磨
液シャワーノズル６から研磨液シャワー７が搬送方向ａ
に抗する方向に吹付けられる。研磨液シャワー７を吹付
けるとともにロールブラシ５がガラス基板２の搬送方向
ａに抗する方向に回転し、研磨をすることによって、ガ
ラス基板２に微小な凹凸が形成される。微小な凹凸を形
成しない面には、純水シャワーノズル３からガラス基板
２に対して垂直方向に純水シャワー４が吹付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の製
造方法に関し、特に吸着ステージに基板を吸着した状態
で加工して製造する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、種々の薄膜処理が施さ
れた基板を２枚貼合わせ、その隙間に液晶を封入した構
造をしており、基板加工プロセスにおいて、基板を吸着
ステージ上に置き、真空吸着方式で基板を固定し、加工
を行う工程が複数存在する。代表的な工程としては、成
膜、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト
剥離、洗浄および検査などの工程がある。加工が終わる
と、ステージに内蔵された昇降ピンによって基板がリフ
トアップされ、次工程に搬送される。

【０００３】液晶表示素子、特にＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）液晶表示素子用のガラス基板は、ガラス表面
の微小傷によるＴＦＴパターン欠陥、およびガラス内部
への気泡混入を防ぐため、ホウケイ酸ガラスを用いたフ
ロートガラス製法などの高度な製法で作られている。

【０００４】従来の技術によるＴＦＴ形成工程を図３に
示す。まずＴＦＴ形成工程で使用される吸着ステージに
ついて説明する。吸着ステージは、複数の真空吸着孔１
０を有するステージ８、昇降ピン９、真空吸着孔１０お
よび搬送機構１１によって構成される。ステージ８は、
ガラス基板２を固定するための平面支持台である。昇降
ピン９は、上昇および下降し、ガラス基板２を垂直方向
に移動させる。真空吸着孔１０は、ステージ８を貫通
し、ガラス基板２を真空引きによって固定するために形
成された孔である。搬送機構１１は、ガラス基板２を搭
載した状態で水平方向に移動させる機構である。

【０００５】次に上記吸着ステージを使用するＴＦＴ形
成工程について説明する。ガラス基板投入前には、昇降
ピン９および搬送機構１１は下方に退避している
（Ａ）。複数の棒状の部材を有する搬送機構１１が真空
吸着孔１０を避けてガラス基板２をステージ８上に搬送
する（Ｂ）。その後、昇降ピン９を上昇させ、ガラス基
板２を搬送機構１１より持上げる。この時昇降ピン９
は、搬送機構１１の棒状の部材間を通過してガラス基板
２を持ち上げる（Ｃ）。搬送機構１１を戻し（Ｄ）、昇
降ピン９を下降させてガラス基板２をステージ８上に乗
載した後、ガラス基板２を真空吸着孔１０より真空引き
し、ガラス基板２をステージ８に真空吸着する（Ｅ）。

【０００６】これによってガラス基板２はステージ８上
に確実に固定される。この状態でガラス基板２は水平、
垂直方向への移動または回転するとともに成膜、レジス
ト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離および
洗浄などの必要な加工処理が施される。この加工処理に
よって、ガラス基板２にアレイ状に並んだ半導体素子で
あるＴＦＴアレイが形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のＴＦＴ加工処理
の終了後、昇降ピン９をガラス基板２の裏面に接触する
まで上昇させる。昇降ピン９には、貫通穴（図示せず）
が設けてあり、この貫通穴から真空引きし、昇降ピン９
とガラス基板２の裏面とを真空吸着する。その後、ガラ
ス基板２とステージ８の真空吸着を解除し、昇降ピン９
を５〜１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で上昇させる（Ｆ）。

【０００８】このとき、ガラス基板の裏面が平滑に形成
されていることにより、ステージ８とガラス基板２とが
貼付いている場合があり、このような場合には、真空吸
着を解除してもステージ８からガラス基板２がはがれ
ず、昇降ピン９がガラス基板２を突き破り、基板割れが
発生する場合がある（Ｇ）。基板が割れた場合には、こ
の割れた基板を除去しなければならず、吸着ステージ上
のガラス粉を除去するまでに長時間を要し、製造ライン
停止の原因になっている。

【０００９】また、基板割れが発生しない場合であって
も、ステージ８からガラス基板２を昇降ピン９が持上げ
る際に発生する剥離帯電によってガラス基板２上に形成
されたＴＦＴアレイに静電破壊が発生するという問題が
ある。

【００１０】本発明の目的は、液晶表示素子の基板の損
傷および半導体素子の静電破壊を防止した液晶表示素子
の製造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は吸着ステージに
基板を吸着した状態で加工して製造する液晶表示素子の
製造方法において、ステージ吸着前に、ステージに吸着
させる側の基板表面に微小な凹凸を形成することで、ス
テージへ貼付いた基板をはがすときに生じる基板の損傷
を防止することを特徴とする液晶表示素子の製造方法で
ある。

【００１２】本発明に従えば、基板をステージに吸着さ
せる前に、ステージに吸着させる側の基板表面に微小な
凹凸を形成する。これにより、真空吸着の解除後に基板
がステージ上に貼り付き、ステージから基板をはがすと
きに基板が割れるといったことを防ぐことができる。

【００１３】また本発明は、吸着ステージに基板を吸着
した状態で加工して製造する液晶表示素子の製造方法に
おいて、ステージ吸着前に、ステージに吸着させる側の
基板表面に微小な凹凸を形成することで、ステージと基
板との接触面積を小さくし、ステージへ貼付いた基板を
はがすときに生じる剥離帯電電圧を低くすることによっ
て、基板上に形成された半導体素子の静電破壊を防止す
ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。

【００１４】本発明に従えば、基板をステージに吸着さ
せる前に、ステージに吸着させる側の基板表面に微小な
凹凸を形成する。これにより、基板とステージとの接触
面積が小さくなり、ステージから基板をはがすときに生
じる剥離帯電電圧を低くすることができる。

【００１５】また本発明は、前記微小な凹凸の凹凸差は
１００〜１５０Åであることを特徴とする。

【００１６】また本発明は、ステージに吸着させる側の
基板表面に研磨材を含む研磨液を吹付けるとともにブラ
シでこすることによって前記微少な凹凸を形成すること
を特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、ステージに吸着させる側
の基板表面に、研磨材を含んだ研磨液を吹付け、ブラシ
でこすることによって、凹凸差が１００〜１５０Åであ
る微小な凹凸を容易に形成することができる。これによ
って、素子の表示品位を損なうことなく、基板とステー
ジとの接触面積を小さくすることができる。

【００１８】また本発明は、凹凸を形成しない側の基板
表面に純水を吹付けることで前記研磨液の回り込みを防
止することを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、基板の微小な凹凸を形成
しない面に純水を吹付けることによって、ステージ吸着
面に吹付けられる研磨液が回り込むことを防ぐことがで
きる。これによって、ＴＦＴアレイなどが形成される側
に傷がつくことが防がれる。

【００２０】また本発明は、前記基板はガラスから成
り、ステージに吸着させる側の基板表面にフッ酸系の液
体を吹き付け、ガラス表面をエッチングすることによっ
て、ガラスに含まれる珪素がエッチングされることで前
記微小な凹凸を形成することを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、フッ酸系の液体を吹き付
け、ガラス表面をエッチングすることによって、凹凸差
が１００〜１５０Åである微小な凹凸を容易に形成する
ことができる。これによって、素子の表示品位を損なう
ことなく、基板とステージとの接触面積を小さくするこ
とができる。

【００２２】また本発明は、凹凸を形成しない側の基板
表面に純水を吹付けることで前記フッ酸の液体の回り込
みを防止することを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、基板の微小な凹凸を形成
しない面に純水を吹付けることによって、ステージ吸着
面に吹付けられるフッ酸系の液体が回り込むことを防ぐ
ことができる。これによって、ＴＦＴアレイなどが形成
される側に傷がつくことが防がれる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の一形態であ
るＴＦＴ液晶表示素子の製造方法について説明する。本
発明では、まず研磨処理によってガラス基板の裏面に微
小な凹凸を形成し、続いて微小な凹凸を形成した面を真
空吸着方式でステージに固定する。吸着されたガラス基
板に対して種々の薄膜処理を行い、ガラス基板上にアレ
イ状のＴＦＴを形成する。このガラス基板２枚をシール
剤で貼合わせ、液晶を注入、封止することでＴＦＴ液晶
表示素子が得られる。

【００２５】図１は、本発明の製造方法に用いられる基
板の研磨処理装置１２を示す図である。図１（Ａ）は装
置を側面から、図１（Ｂ）はガラス基板投入口方向（図
１（A）の左方）から見た図である。研磨処理装置１２
は、ガラス基板搬送ローラ１、純水シャワーノズル３、
ロールブラシ５および研磨液シャワーノズル６を含んで
構成される。

【００２６】薄膜処理を行う前のガラス基板２がガラス
基板搬送ローラ１によって装置入口から研磨処理部に搬
送される。ガラス基板搬送ローラ１は、上下に対をなす
複数対のローラが装置入口から装置全体にわたって配置
される。各ローラが回転することによって、挟み込まれ
たガラス基板２を搬送方向ａ（図１（Ａ）の右方）に搬
送する。ガラス基板２の吸着ステージに吸着させる面側
（図１（A）および（B）の下方）には、研磨液シャワー
ノズル６およびロールブラシ５が配置され、研磨液シャ
ワーノズル６から予め研磨材を含ませた研磨液シャワー
７がガラス基板２の搬送方向ａに抗する方向に吹付けら
れる。研磨液の吹付けとともにロールブラシ５がガラス
基板２の搬送方向ａに抗する方向に回転して、ガラス基
板２の表面を研磨する。これによって、ガラス基板２の
ステージに吸着させる側の表面に微小な凹凸が形成され
る。また、基板の微小な凹凸を形成しない面側（図1
（Ａ）および（Ｂ）の上方）には、純水シャワーノズル
３が配置され、この純水シャワーノズル３から純水シャ
ワー４がガラス基板２に対して垂直に吹付けられる。純
水シャワー４の吹付けにより、研磨液シャワー７が基板
の微小な凹凸を形成しない上面側に回り込むことを防止
する。

【００２７】上記の処理によって形成された微小な凹凸
の凹凸差は１００〜１５０Åであることが望ましい。こ
こで凹凸差は、凹凸の谷から頂点までの高さを示してい
る。凹凸差が前記範囲より小さければ、接触面積を充分
に小さくすることができないので、基板の貼り付きによ
る損傷や静電破壊を防止する効果が充分に得られない。
また、前記範囲より大きければ、基板の裏面なので素子
の特性に影響は無いが素子の表示品位を損なう恐れがあ
る。

【００２８】微小な凹凸差は、ロールブラシ５のガラス
基板に対する接触圧を調整したり、研磨液シャワー７に
含まれる研磨材の粒子径を選定することで制御すること
ができる。

【００２９】以上の研磨処理後、ガラス基板２は洗浄、
乾燥された後、ＴＦＴ形成工程に投入される。

【００３０】図２は、本発明の製造方法におけるＴＦＴ
形成工程を示す図である。本発明の製造方法では、ガラ
ス基板２に図１で説明した研磨処理装置１２による研磨
処理工程を施した後にＴＦＴ形成工程へ投入される。図
２（Ａ）〜（Ｆ）は、すでに説明した従来の技術の図３
（Ａ）〜（Ｆ）と同様の工程であるので説明を省略し、
図３（Ｇ）以降の工程について説明する。

【００３１】昇降ピン９を上昇させてガラス基板２を上
昇させるとき、ガラス基板２の裏面側の微小な凹凸によ
り、ステージ８とガラス基板２の接触面積が少なくなっ
ているためガラス基板２の貼付きがなく、ガラス基板２
は昇降ピン９によりスムーズに持上げられる（Ｇ）。昇
降ピン９の上昇が完了するとガラス基板２の下に搬送機
構１１を移動させ（Ｈ）、昇降ピン９を下降させてガラ
ス基板２を搬送機構１１に置き、ステージ８上より移動
させ、次工程に送る（Ｉ）。

【００３２】以上のように本発明の製造方法では、ＴＦ
Ｔ形成工程の前にガラス基板に研磨処理を施し、ガラス
基板のステージに吸着させる面に微小な凹凸を形成す
る。この微小な凹凸により、基板とステージとの接触面
積が少なくなり、基板貼付きによる基板の損傷を防ぐこ
とができる。

【００３３】また、接触面積が少ないため、基板とステ
ージとの間で発生する剥離帯電が１／５〜１／１０にな
り、ＴＦＴアレイの静電破壊を防ぎ、ＴＦＴアレイ欠陥
のない表示品位に優れた液晶表示素子を提供することが
可能になる。

【００３４】さらに、基板１枚あたりの大型液晶表示パ
ネルの取数を上げるため、基板サイズは製造ラインの世
代毎に大面積になるので、接触面積の増加に伴い基板貼
付きがますます発生しやすくなる。剥離帯電の帯電電圧
もさらに大きなものになり、ＴＦＴアレイの静電破壊も
増大するが、ガラス基板に微小な凹凸をつけて、基板貼
付きを回避し、基板とステージとの間の剥離帯電を防止
する効果がある本手段は、基板サイズの拡大に伴って増
加する基板貼付き、およびＴＦＴアレイの静電破壊に対
してきわめて有効な手段である。

【００３５】本発明の他の実施形態として、研磨処理装
置１２において研磨材を含む研磨液の代わりにフッ酸系
の液体をシャワーノズルからガラス基板２に吹き付けて
ガラス表面をエッチングするようにしてもよい。これに
よって、ガラスに含まれる珪素がエッチングされガラス
基板２のステージに吸着させる側の表面に微小な凹凸が
形成される。

【００３６】基板の微小な凹凸を形成しない面側には、
純水シャワーノズル３から純水シャワー４がガラス基板
２に対して垂直に吹付けられる。純水シャワー４の吹付
けにより、フッ酸系の液体が基板の微小な凹凸を形成し
ない上面側に回り込むことを防止する。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板とス
テージとの接触面積を小さくすることができるので、ス
テージから基板がはがれやすく、ステージから基板をは
がすときに生じる基板の損傷を防止することができる。

【００３８】また本発明によれば、基板とステージとの
接触面積を小さくすることができるので、ステージから
基板をはがすときに生じる剥離帯電電圧を低くし、基板
上に形成された半導体素子の静電破壊を防止することが
できる。

【００３９】また本発明によれば、液晶表示素子の表示
品位を損なうことなく、基板とステージとの接触面積を
小さくすることができるので、ステージから基板がはが
れやすく、ステージから基板をはがすときに生じる基板
の損傷を防止することができる。

【００４０】また本発明によれば、フッ酸系の液体をガ
ラス基板のステージ吸着面に吹付けることによって、微
小な凹凸を容易に形成することができる。

【００４１】また本発明によれば、基板の微小な凹凸を
形成しない面に純水を吹付けることによって、ステージ
吸着面に吹付けられるフッ酸系の液体が回り込まず、不
必要な場所に微小な凹凸が形成されることを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に用いられる基板の研磨処理
装置を示す図である。

【図２】本発明の製造方法におけるＴＦＴ形成工程を示
す図である。

【図３】従来の技術によるＴＦＴ形成工程を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ガラス基板搬送ローラ ２ ガラス基板 ３ 純水シャワーノズル ４ 純水シャワー ５ ロールブラシ ６ 研磨液シャワーノズル ７ 研磨液シャワー ８ ステージ ９ 昇降ピン １０ 真空吸着孔 １１ 搬送機構 １２ 研磨処理装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着ステージに基板を吸着した状態で加
   工して製造する液晶表示素子の製造方法において、 ステージ吸着前に、ステージに吸着させる側の基板表面
   に微小な凹凸を形成することで、ステージへ貼付いた基
   板をはがすときに生じる基板の損傷を防止することを特
   徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】 吸着ステージに基板を吸着した状態で加
   工して製造する液晶表示素子の製造方法において、 ステージ吸着前に、ステージに吸着させる側の基板表面
   に微小な凹凸を形成することで、ステージと基板との接
   触面積を小さくし、ステージへ貼付いた基板をはがすと
   きに生じる剥離帯電電圧を低くすることによって、基板
   上に形成された半導体素子の静電破壊を防止することを
   特徴とする液晶表示素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記微小な凹凸の凹凸差は１００〜１５
   ０Åであることを特徴とする請求項１または２記載の液
   晶表示素子の製造方法。
4. 【請求項４】 ステージに吸着させる側の基板表面に研
   磨材を含む研磨液を吹付けるとともにブラシでこするこ
   とによって前記微小な凹凸を形成することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶表示素子の製
   造方法。
5. 【請求項５】 凹凸を形成しない側の基板表面に純水を
   吹付けることで前記研磨液の回り込みを防止することを
   特徴とする請求項４記載の液晶表示素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記基板はガラスから成り、ステージに
   吸着させる側の基板表面にフッ酸系の液体を吹き付け、
   ガラス表面をエッチングすることによって、ガラスに含
   まれる珪素がエッチングされることで前記微小な凹凸を
   形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つ
   に記載の液晶表示素子の製造方法。
7. 【請求項７】 凹凸を形成しない側の基板表面に純水を
   吹付けることで前記フッ酸系の液体の回り込みを防止す
   ることを特徴とする請求項６記載の液晶表示素子の製造
   方法。