JP2002214576A - 液晶基板の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テープによる洗浄処理に際して残留した粘着
材を除去して、確実なテープによる洗浄を可能にする。 【解決手段】 ステップＳ21では、粘着テープを基板の
配向膜上に貼り付ける。次に、ステップＳ22において、
貼り付けた粘着テープを配向膜上から剥離する。この剥
離に際して、粘着層に付着した異物が基板表面から除去
される。この状態では、基板表面には粘着材が残留して
いる。次のステップＳ23における水洗工程では、残留粘
着材を水洗によって除去する。粘着材は親水性を有して
おり、水洗によって短時間で容易に残留粘着材を除去す
ることができる。ステップＳ24において乾燥工程が行わ
れて、異物の再付着が防止される。水洗が短時間に行わ
れるので、水シミ、ムラの発生、配向規制力の低下は生
じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶基板の配向膜
に付着した異物を除去する液晶基板の洗浄方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラ
ス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構
成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例え
ば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、Ｔ
ＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他
方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液
晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、
画像表示を可能にする。

【０００３】ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基
板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。
両基板は、パネル組み立て工程において高精度に貼り合
わされた後、液晶が封入される。

【０００４】パネル組み立て工程においては、先ず、各
基板工程において夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板
との対向面、即ち、対向基板及びＴＦＴ基板の液晶層と
接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が
行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシ
ール部が形成される。ＴＦＴ基板と対向基板とをシール
部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着
硬化させる。シール部の一部には切り欠きが設けられて
おり、この切り欠きを介して液晶を封入する。

【０００５】配向膜を形成してラビング処理を施すこと
で、電圧無印加時の液晶分子の配列が決定される。配向
膜は、例えばポリイミドを約数十ナノメーターの厚さで
塗布することにより形成される。液晶層に対向する両基
板の面上に配向膜を形成することで、液晶分子を基板面
に沿って配向処理することができる。ラビング処理は、
配向膜表面に細かい溝を形成して配向異方性の膜にする
ものであり、配向膜に一定方向のラビング処理を施すこ
とで、液晶分子の配列を規定することができる。

【０００６】ところで、このようなラビング処理では、
多量の塵埃が発生し、基板表面に付着してしまうことが
ある。そこで、両基板のラビング処理後に、基板表面に
付着した塵埃を除去する洗浄工程が行われる。

【０００７】ラビング後の洗浄工程として、特開平１０
−１９７８５３号公報においては、テープによる洗浄を
採用した提案が開示されている。この提案によれば、粘
着性を有するテープを用い、ローラと基板表面との間に
テープを介在させ、ローラがテープ上から基板表面を押
圧しながら移動することによって、テープの粘着面に基
板表面の塵埃を付着させて、除去、洗浄を行うようにな
っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、特開平１０−１９７８５３号公報のテープによる
洗浄方法では、基板上の塵埃をテープの粘着材に吸着さ
せ、テープを基板表面から剥離することによって、同時
に基板表面上の塵埃を除去するようになっている。

【０００９】しかしながら、基板表面からテープを剥離
したときに、テープ上の粘着材が基板表面に残ってしま
うことがある。この残留した粘着材によって、シミ状の
表示不良や、長期通電時のコントラスト不良等が発生す
ることがあるという問題点があった。

【００１０】なお、テープによる剥離時に粘着材が残留
しないように、粘着材に界面活性剤等を添加する方法が
考えられる。しかし、この場合には、残留する粘着材を
制御するために添加される界面活性剤等によって、配向
膜または液晶に悪影響を与えてしまう。

【００１１】また、ラビング処理後の洗浄方法として水
洗が採用されることがある。しかしながら、水洗浄で
は、水シミや水流によるムラを発生させないために、水
洗時間等の条件の制限が必要であり、確実な洗浄が行わ
れない。更に、水洗では、配向膜の配向規制力が低下す
るという問題点もあった。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、親水性を有する粘着材を使用したテープに
よる除塵処理後に、残留した粘着材を水洗によって除去
することにより、水洗時に発生する霧状の水滴による水
シミ、ムラの発生及び配向規制力の低下等を生じること
なく、確実な洗浄を行うことができる液晶装置用洗浄方
法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶基板の
洗浄方法は、親水性を有する粘着材の層を備えた粘着テ
ープを液晶基板の配向膜に粘着させた後剥離して異物を
除去する工程と、前記粘着テープによる異物の除去処理
が終了した前記液晶基板に対して水洗を行って、前記液
晶基板の配向膜表面に残留した前記粘着材を前記液晶基
板の表面から除去する水洗工程とを具備したことを特徴
とする。

【００１４】このような構成によれば、粘着テープを液
晶基板の配向膜に粘着させた後剥離することによって、
配向膜上の異物を除去する。次に、液晶基板の配向膜表
面に残留した粘着材を、水洗によって除去する。粘着材
は親水性を有しており、短時間の水洗によって液晶基板
に残留した粘着材を確実に除去することができる。水洗
が短時間に行われるので、水シミ、ムラの発生及び配向
規制力の低下等は生じない。

【００１５】前記粘着材は、膨潤性又は溶解性の少なく
とも一方を有することを特徴とする。

【００１６】このような構成によれば、粘着材が膨潤性
又は溶解性の少なくとも一方を有するので、テープによ
る異物除去後に、短時間の水洗によって、残留した粘着
材を確実に除去することができる。

【００１７】前記水洗工程は、純水のみによる洗浄工
程、あるいは、界面活性剤と純水による洗浄工程を具備
したことを特徴とする。

【００１８】このような構成によれば、洗浄によって、
残留した粘着材を更に一層、短時間で確実に除去可能で
ある。特に、界面活性剤と純水による洗浄工程によれ
ば、残留した粘着材の溶解性を高めるため、残留した粘
着材をより確実に除去できる。

【００１９】前記水洗工程は、界面活性剤と純水による
洗浄工程とを具備したことを特徴とする。

【００２０】このような構成によれば、残留した粘着材
の溶解性を高めて、残留した粘着材をより確実に除去で
きる。

【００２１】また、前記水洗工程は、３０秒〜３分間の
高圧水洗であることを特徴とする。

【００２２】このような構成によれば、３０秒〜３分間
程度の短時間で残留した粘着材を除去する。

【００２３】また、前記水洗工程は、５〜１０Ｍｐａの
高圧水洗であることを特徴とする。

【００２４】このような構成によれば、一般的に採用さ
れる５〜１０Ｍｐａ程度の高圧水洗によって、残留した
粘着材を除去する。

【００２５】前記水洗工程後に、前記液晶基板を乾燥さ
せる乾燥工程を更に具備したことを特徴とする。乾燥工
程は、特に制限はないが、常温でのスピン乾燥や、６０
度〜８０度でのホットプレート乾燥が好ましい。

【００２６】このような構成によれば、異物の再付着が
防止される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態に係る液晶基板の洗浄方法を示すフローチャート
である。図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画
素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３
はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成
要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素
子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立
工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切
断して示す断面図である。また、図５は液晶装置を詳細
に示す断面図である。図６は粘着テープを示す断面図で
ある。図７はパネル組立工程を示すフローチャートであ
る。

【００２８】本実施の形態はテープの粘着材として親水
性、膨潤性及び溶解性の少なくとも１つの性質に優れた
粘着材を使用すると共に、テープによる除塵後に基板表
面に残留した粘着材（以下、残留粘着材という）を水洗
によって確実に洗浄除去するものである。

【００２９】先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネ
ルの構造について説明する。

【００３０】液晶パネルは、図３及び図４に示すよう
に、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間
に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には
画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置され
る。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価
回路を示している。

【００３１】図２に示すように、画素領域においては、
複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差す
るように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画
された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置され
る。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に
対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素
電極９ａが接続される。

【００３２】ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によっ
てオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された
画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９
ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電
圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列
に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によっ
て、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間
よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積
容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラ
スト比の高い画像表示が可能となる。

【００３３】図５は、一つの画素に着目した液晶パネル
の模式的断面図である。

【００３４】ガラスや石英等の素子基板１０には、ＬＤ
Ｄ構造をなすＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０
は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域
１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電
極をなす走査線３ａが設けられてなる。ＴＦＴ３０上に
は第１層間絶縁膜４を介してデータ線６ａが積層され、
データ線６ａはコンタクトホール５を介してソース領域
１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第２層
間絶縁膜７を介して画素電極９ａが積層され、画素電極
９ａはコンタクトホール８を介してドレイン領域１ｅに
電気的に接続される。

【００３５】走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供
給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、
ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、デ
ータ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与え
られる。

【００３６】また、半導体層にはドレイン領域１ｅから
延びる蓄積容量電極１ｆが形成されている。蓄積容量電
極１ｆは、誘電体膜である絶縁膜２を介して容量線３ｂ
が対向配置され、これにより蓄積容量７０を構成してい
る。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂から
なる配向膜１６が積層され、所定方向にラビング処理さ
れている。

【００３７】一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基
板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領
域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第
１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３に
よって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチ
ャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅ
に入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対
向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成さ
れている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂
からなる配向膜２２が積層され、所定方向にラビング処
理されている。

【００３８】そして、素子基板１０と対向基板２０との
間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３
０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画
像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電
極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分
子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示
を可能にする。

【００３９】図３及び図４に示すように、対向基板２０
には表示領域を区画する額縁としての第２遮光膜４２が
設けられている。第２遮光膜４２は例えば第１遮光膜２
３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されてい
る。

【００４０】第２遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入
するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に
形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形
状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基
板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１
０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた
素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５
０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶
注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を
封止材７９で封止するようになっている。

【００４１】素子基板１０のシール材４１の外側の領域
には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基
板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接
する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられてい
る。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側
に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複
数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０の
コーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１
０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導
通材６５が設けられている。

【００４２】本実施の形態においては、例えば、貼り合
わせ工程前の素子基板１０及び対向基板２０に対して、
ラビング処理後に図１のフローによる洗浄処理を行う。

【００４３】図１において、ステップＳ21では、ラビン
グ処理後の素子基板１０又は対向基板２０（以下、単に
基板という）に対して、粘着テープの貼り付けを行う。
図６は本実施の形態において採用する粘着テープを示す
断面図である。

【００４４】図６に示すように、粘着テープ７６は、支
持フィルム１１と粘着層１２とによって構成される。支
持フィルム１１は例えばポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）によって構成され、粘着層１２は、アクリル
系の粘着材によって構成される。本実施の形態において
は、粘着層１２は、溶解性が高い親水性に優れているも
ので構成されている。親水性としては、膨潤性及び溶解
性の少なくとも１つの性質に優れた粘着材であればよ
い。

【００４５】例えば、膨潤性に優れた粘着材は、新油性
のアクリル粘着材にベンジルアルコール等の高級アルコ
ールまたはシリコン系界面活性剤を添加することによっ
て、製造することができる。

【００４６】また、例えば、溶解性に優れた粘着材は、
アクリル骨格内にアクリル酸を共重合し、高酸化するこ
とにより製造することができる。

【００４７】粘着テープ７６は、基板上の塵埃を十分に
捕捉できると共に、粘着面の剥離強度が基板上の構造に
悪影響を与えないように、その粘着性及び粘着時の圧着
力等が設定される。例えば、粘着テープ７６をローラに
よって押圧しながら基板上に貼り付けてもよい。

【００４８】次のステップＳ22では、粘着テープ７６の
剥離作業が行われる。基板の表面に粘着された粘着テー
プ７６の剥離時に、基板表面の塵埃を同時に除去するよ
うになっている。なお、粘着テープ７６の貼り付け及び
剥離には、例えば、特開平１０−１９７８５３号公報に
おいて開示された装置と同様の装置を用いることができ
る。

【００４９】粘着テープ７６を基板から剥離した状態で
は、基板上に粘着材（各種添加剤を含む）が残留する。
本実施の形態においては、この残留粘着材を除去するた
めに、ウェット洗浄を行う。

【００５０】ステップＳ23において、高圧水洗が行われ
る。この水洗工程は、比較的短時間、例えば、５〜１０
Ｍｐａで３０秒〜３分間程度行えば十分である。即ち、
粘着材が親水性の材料で構成されているので、残留粘着
材は水洗によって容易に除去される。このため、水洗に
要する時間を短縮することができ、水シミ、ムラの発生
を防止することができる。つまり、水シミ、ムラ、或い
は配向規制力を低下させないような水洗の条件で水洗を
行っても、確実な洗浄が可能である。

【００５１】次のステップＳ24においては、乾燥が行わ
れる。例えば、ホットプレートを使用して、６０度〜８
０度の温度で約１０分間加熱し乾燥させるようになって
いる。

【００５２】次に、このように構成された実施の形態の
作用について図７を参照して説明する。

【００５３】先ず、図７を参照してパネル組立工程につ
いて説明する。素子基板１０（ＴＦＴ基板）と対向基板
２０とは、別々に製造される。ステップＳ1 ，Ｓ6 で夫
々用意された素子基板１０及び対向基板２０に対して、
次のステップＳ2 ，Ｓ7 では、配向膜１６，２２となる
ポリイミド（ＰＩ）を塗布する。次に、ステップＳ3，
Ｓ8 において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向
基板２０表面の配向膜２２に対して、ラビング処理を施
す。

【００５４】次に、ステップＳ4 ，Ｓ9 において、洗浄
工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生
じた塵埃を除去するためのものである。

【００５５】洗浄工程が終了すると、ステップＳ5 にお
いて、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形
成する。次に、ステップＳ10で、素子基板１０と対向基
板２０とを貼り合わせ、ステップＳ11でアライメントを
施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後
に、ステップＳ12において、シール材４１の一部に設け
た切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を
封止する。

【００５６】ステップＳ4 ，Ｓ9 の洗浄工程は、図１の
フローに従って行われる。

【００５７】即ち、ステップＳ21において、粘着テープ
７６を基板表面に貼り付ける。例えば、ローラを使用す
ることによって、粘着テープ７６を所定の圧着力で基板
表面に順次圧着しながら貼り付ける。これにより、粘着
テープ７６の粘着面が基板の表面に押し付けられて、粘
着層１２が基板表面に粘着すると共に、粘着層１２に基
板表面上の塵埃が付着する。

【００５８】次に、ステップＳ22において基板表面から
粘着テープ７６を剥離する。粘着テープ７６の引き剥が
しに際して、粘着層１２に付着した塵埃が粘着テープ７
６と共に基板から除去される。

【００５９】次のステップＳ23において、水洗が行われ
る。例えば５〜１０Ｍｐａの水圧で高圧水洗を行う。こ
の段階では、テープによる洗浄によって基板表面から大
部分の塵埃が除去されている。水洗は主に残留粘着材の
除去のために行われる。残留粘着材は親水性に優れ、少
なくとも膨潤性或いは溶解性に優れており、残留粘着材
は例えば水に容易に溶ける。このため、水による残留粘
着材の除去は極めて容易に短時間（３０秒〜３分程度）
で行われる。

【００６０】最後に、ステップＳ24において乾燥が行わ
れる。例えば、ホットプレート上に水洗後の基板を載置
し、６０度〜８０度で、約１０分間乾燥させる。こうし
て、洗浄工程が終了した基板に対して以後の工程が実施
される。

【００６１】このように、本実施の形態においては、テ
ープ洗浄によって大部分の異物を除去すると共に、粘着
テープの粘着材を膨潤性又は溶解性を有する材料で構成
し、水洗によって残留粘着材を除去するようになってい
る。このため、水洗のみによる洗浄に比して水洗の時間
を著しく短縮する等、水洗の条件を緩和することがで
き、水シミ、ムラ等の発生を防止しながら確実な洗浄が
可能である。また、水洗の時間が短いので、配向膜の配
向規制力が損なわれることもない。また、粘着材の材質
を特別に剥離しやすい材質にする必要はないので、配向
膜に悪影響を与えてしまうこともない。

【００６２】なお、ステップＳ23の水洗工程において
は、先ず、界面活性剤を含む石鹸水等によって洗浄を行
った後、純水でリンスする方法を採ってもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、親
水性を有する粘着材を使用したテープによる除塵処理後
に、残留した粘着材を水洗によって除去することによ
り、水シミ、ムラの発生及び配向規制力の低下等を生じ
ることなく、確実な洗浄を行うことができるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る液晶装置用洗浄方法
を示すフローチャート。

【図２】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素にお
ける各種素子、配線等の等価回路図。

【図３】ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された
各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。

【図４】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封
入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線
の位置で切断して示す断面図。

【図５】液晶装置を詳細に示す断面図。

【図６】粘着テープを示す断面図。

【図７】パネル組立工程を示すフローチャート。

【符号の説明】 Ｓ21…粘着テープの貼り付け工程 Ｓ22…粘着テープの剥離工程 Ｓ23…水洗工程 Ｓ24…乾燥工程

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親水性を有する粘着材の層を備えた粘着
   テープを液晶基板の配向膜に粘着させた後剥離して異物
   を除去する工程と、 前記粘着テープによる異物の除去処理が終了した前記液
   晶基板に対して水洗を行って、前記液晶基板の配向膜表
   面に残留した前記粘着材を前記液晶基板の表面から除去
   する水洗工程とを具備したことを特徴とする液晶基板の
   洗浄方法。
2. 【請求項２】 前記粘着材は、膨潤性又は溶解性の少な
   くとも一方を有することを特徴とする請求項１に記載の
   液晶基板の洗浄方法。
3. 【請求項３】 前記水洗工程は、純水による洗浄工程と
   を具備したことを特徴とする請求項１に記載の液晶基板
   の洗浄方法。
4. 【請求項４】 前記水洗工程は、界面活性剤と純水によ
   る洗浄工程とを具備したことを特徴とする請求項１に記
   載の液晶基板の洗浄方法。
5. 【請求項５】 前記水洗工程は、３０秒〜３分間の高圧
   水洗であることを特徴とする請求項１に記載の液晶基板
   の洗浄方法。
6. 【請求項６】 前記水洗工程は、５〜１０Ｍｐａの高圧
   水洗であることを特徴とする請求項５に記載の液晶基板
   の洗浄方法。
7. 【請求項７】 前記水洗工程後に、前記液晶基板を乾燥
   させる乾燥工程を更に具備したことを特徴とする請求項
   １に記載の液晶基板の洗浄方法。