JP2002341351A - 液晶表示素子の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
液晶表示素子の製造方法及びその製造装置Info
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- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/22—Antistatic materials or arrangements
Abstract
(57)【要約】
【課題】配向膜のラビング工程で発生する異物の付着量
を抑制し、表示特性の優れた液晶表示素子を提供する。 【解決手段】配向膜を有する基板の電位と同極性になる
ようにした電位制御部材をラビングローラに接触させる
ことによってラビングローラ表面の電位を制御する。こ
のような状態で配向膜の表面をラビング処理することに
よって、配向膜上への異物付着量を抑制する。
を抑制し、表示特性の優れた液晶表示素子を提供する。 【解決手段】配向膜を有する基板の電位と同極性になる
ようにした電位制御部材をラビングローラに接触させる
ことによってラビングローラ表面の電位を制御する。こ
のような状態で配向膜の表面をラビング処理することに
よって、配向膜上への異物付着量を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，液晶表示素子、特
に配向膜のラビング処理工程における表面電位を制御す
るようにした液晶表示素子の製造方法および製造装置に
関する。
に配向膜のラビング処理工程における表面電位を制御す
るようにした液晶表示素子の製造方法および製造装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は、携帯型パーソナル・コ
ンピュータ等の表示画面として広く用いられており、近
年では高精細、高コントラスト比、高視野角等、高い画
質が求められている。特に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
型アクティブ・マトリクスを用いた液晶表示素子（ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤ）は、画質の点では旧来のブラウン管に匹敵
する性能を有している。また、液晶表示素子は、消費電
力並びに省スペースの点でブラウン管に優っており、将
来的にはブラウン管が用いられてきたパーソナル・コン
ピュータ用モニタを液晶表示素子で全面的に置き換える
ともいわれている。
ンピュータ等の表示画面として広く用いられており、近
年では高精細、高コントラスト比、高視野角等、高い画
質が求められている。特に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
型アクティブ・マトリクスを用いた液晶表示素子（ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤ）は、画質の点では旧来のブラウン管に匹敵
する性能を有している。また、液晶表示素子は、消費電
力並びに省スペースの点でブラウン管に優っており、将
来的にはブラウン管が用いられてきたパーソナル・コン
ピュータ用モニタを液晶表示素子で全面的に置き換える
ともいわれている。
【０００３】透過式の非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）型カ
ラーＴＦＴ−ＬＣＤの従来の製造方法を例に、液晶表示
素子の製造方法について簡単に説明する。ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄの製造工程は、ガラス基板上に薄膜トランジスタや金
属配線等を作り込むＴＦＴ形成工程、ガラス基板上にカ
ラーフィルタを作り込むカラーフィルタ形成工程および
これら２枚の基板を対向させその間に液晶を挟み込むＬ
ＣＤ組立工程からなる。
ラーＴＦＴ−ＬＣＤの従来の製造方法を例に、液晶表示
素子の製造方法について簡単に説明する。ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄの製造工程は、ガラス基板上に薄膜トランジスタや金
属配線等を作り込むＴＦＴ形成工程、ガラス基板上にカ
ラーフィルタを作り込むカラーフィルタ形成工程および
これら２枚の基板を対向させその間に液晶を挟み込むＬ
ＣＤ組立工程からなる。
【０００４】ＴＦＴ形成工程では、成膜、レジスト塗
布、露光・現像、エッチング、レジスト剥離、洗浄の一
連のプロセスが、ゲート配線、層間絶縁膜、ａ−Ｓｉ、
画素電極、保護膜等について数回繰り返される。これに
よりＴＦＴ基板が完成し、カラー・フィルタ形成工程へ
送られる。カラー・フィルタ形成工程ではブラック・マ
トリックスを形成後、成膜、レジスト塗布、露光・現
像、エッチング、レジスト剥離、洗浄の一連のプロセス
を赤、緑、青の三色に関して繰り返す。赤、緑、青の三
色をパターニングした後、面に平坦性を持たせるため、
さらにその上にオーバーコート層が形成される。最後に
透明電極膜が形成され、ＬＣＤ組立工程へ送られる。
布、露光・現像、エッチング、レジスト剥離、洗浄の一
連のプロセスが、ゲート配線、層間絶縁膜、ａ−Ｓｉ、
画素電極、保護膜等について数回繰り返される。これに
よりＴＦＴ基板が完成し、カラー・フィルタ形成工程へ
送られる。カラー・フィルタ形成工程ではブラック・マ
トリックスを形成後、成膜、レジスト塗布、露光・現
像、エッチング、レジスト剥離、洗浄の一連のプロセス
を赤、緑、青の三色に関して繰り返す。赤、緑、青の三
色をパターニングした後、面に平坦性を持たせるため、
さらにその上にオーバーコート層が形成される。最後に
透明電極膜が形成され、ＬＣＤ組立工程へ送られる。
【０００５】図１を用いて、液晶表示素子の一般的なＬ
ＣＤ組立工程の概略を説明する。但し、ここに示した組
立工程は透過式ａ−Ｓｉ型ＴＦＴ−ＬＣＤのＬＣＤ組立
工程を念頭に描いたものであるが、他の透過式液晶表示
素子、反射式液晶表示素子、投射式の液晶表示素子等に
ついてもほぼ同様のＬＣＤ組立工程を経由している。
ＣＤ組立工程の概略を説明する。但し、ここに示した組
立工程は透過式ａ−Ｓｉ型ＴＦＴ−ＬＣＤのＬＣＤ組立
工程を念頭に描いたものであるが、他の透過式液晶表示
素子、反射式液晶表示素子、投射式の液晶表示素子等に
ついてもほぼ同様のＬＣＤ組立工程を経由している。
【０００６】上述のようにして形成されたＴＦＴ基板と
カラーフィルタ基板は、ＬＣＤ組立工程へ送られ、配向
膜の印刷前に基板表面を洗浄する表面洗浄工程（Ｓ１０
１）、基板表面へ配向膜を印刷する配向膜印刷工程（Ｓ
１０２）、印刷された配向膜を焼成する配向膜焼成工程
（Ｓ１０３）、焼成された配向膜の表面をラビングする
配向膜表面のラビング工程（Ｓ１０４）、ラビング後の
配向膜の表面を洗浄する洗浄工程（Ｓ１０５）、対向す
る基板間に液晶充填空間を形成するために基板の周辺部
へシール剤を塗布するシール剤塗布工程（Ｓ１０６）、
シール剤を塗布したＴＦＴ基板とカラーフィルター基板
を重ね合わせて液晶充填空間を形成する重ね合わせ工程
（Ｓ１０７）、液晶充填空間に液晶を注入する液晶注入
工程（Ｓ１０８）、液晶を充填空間に封止するために注
入口を閉じる液晶封止工程（Ｓ１０９）、組み立てられ
たＴＦＴ‐ＬＣＤパネルを点灯して検査を行う点灯検査
工程（Ｓ１１０）の各工程が実行される。点灯検査を経
たＴＦＴ−ＬＣＤパネルは、駆動用集積回路等を実装す
る実装工程へ送られる。
カラーフィルタ基板は、ＬＣＤ組立工程へ送られ、配向
膜の印刷前に基板表面を洗浄する表面洗浄工程（Ｓ１０
１）、基板表面へ配向膜を印刷する配向膜印刷工程（Ｓ
１０２）、印刷された配向膜を焼成する配向膜焼成工程
（Ｓ１０３）、焼成された配向膜の表面をラビングする
配向膜表面のラビング工程（Ｓ１０４）、ラビング後の
配向膜の表面を洗浄する洗浄工程（Ｓ１０５）、対向す
る基板間に液晶充填空間を形成するために基板の周辺部
へシール剤を塗布するシール剤塗布工程（Ｓ１０６）、
シール剤を塗布したＴＦＴ基板とカラーフィルター基板
を重ね合わせて液晶充填空間を形成する重ね合わせ工程
（Ｓ１０７）、液晶充填空間に液晶を注入する液晶注入
工程（Ｓ１０８）、液晶を充填空間に封止するために注
入口を閉じる液晶封止工程（Ｓ１０９）、組み立てられ
たＴＦＴ‐ＬＣＤパネルを点灯して検査を行う点灯検査
工程（Ｓ１１０）の各工程が実行される。点灯検査を経
たＴＦＴ−ＬＣＤパネルは、駆動用集積回路等を実装す
る実装工程へ送られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＬＣＤ組立工程のう
ち、ステップＳ１０４のラビング・プロセスにおいて液
晶を配列を整然と行わせるために、液晶表示素子用基板
やカラーフィルタ基板に形成された配向膜を布で一方向
に擦る（ラビングする）処理を施す。この処理によっ
て、液晶がラビング処理した方向に配列する。したがっ
て、液晶表示素子の表示特性や表示品質は、ラビング処
理に大きく依存している。
ち、ステップＳ１０４のラビング・プロセスにおいて液
晶を配列を整然と行わせるために、液晶表示素子用基板
やカラーフィルタ基板に形成された配向膜を布で一方向
に擦る（ラビングする）処理を施す。この処理によっ
て、液晶がラビング処理した方向に配列する。したがっ
て、液晶表示素子の表示特性や表示品質は、ラビング処
理に大きく依存している。
【０００８】ラビング処理には、ナイロン、レーヨン、
コットン等の布を巻き付けたローラーを用いている。配
向膜をラビングする際、配向膜とラビング布との機械的
摩擦によって配向膜が部分的に欠落したり、ラビング布
繊維が部分的に切断、あるいは摩耗することがある。こ
のとき、ラビング布繊維の摩耗や切断等と同時に摩擦に
よって静電気が発生し、その結果として、ラビング布繊
維の摩耗片や切断片がラビングした基板面に異物として
付着する。
コットン等の布を巻き付けたローラーを用いている。配
向膜をラビングする際、配向膜とラビング布との機械的
摩擦によって配向膜が部分的に欠落したり、ラビング布
繊維が部分的に切断、あるいは摩耗することがある。こ
のとき、ラビング布繊維の摩耗や切断等と同時に摩擦に
よって静電気が発生し、その結果として、ラビング布繊
維の摩耗片や切断片がラビングした基板面に異物として
付着する。
【０００９】上記した異物は、配向膜上に塗布した液晶
を排除したり、液晶の配向を乱して画素の表示不良を引
き起こすため、確実に取り除かねばならない。その異物
を除去するためにラビング後にも基板表面の洗浄を実施
するが、付着した異物を完全に取り除くことは不可能で
ある。その理由は、ラビング後の洗浄工程においても取
り除いた異物が再付着する問題があるからである。
を排除したり、液晶の配向を乱して画素の表示不良を引
き起こすため、確実に取り除かねばならない。その異物
を除去するためにラビング後にも基板表面の洗浄を実施
するが、付着した異物を完全に取り除くことは不可能で
ある。その理由は、ラビング後の洗浄工程においても取
り除いた異物が再付着する問題があるからである。
【００１０】また、基板をラビング処理する際、配向膜
だけでなく配向膜の下方に形成された保護膜や電極も同
時にラビングされる。配向膜、保護膜、電極はそれぞれ
ラビング布に対する摩擦係数が異なるため、摩擦される
物質ごとにラビング布の摩耗状況、異物付着状況、帯電
状況等も異なる。
だけでなく配向膜の下方に形成された保護膜や電極も同
時にラビングされる。配向膜、保護膜、電極はそれぞれ
ラビング布に対する摩擦係数が異なるため、摩擦される
物質ごとにラビング布の摩耗状況、異物付着状況、帯電
状況等も異なる。
【００１１】以上に述べた課題を整理すれば、第一にラ
ビング時に静電気が発生すること、第二にラビング時に
ラビング布起源の異物が発生すること、第三に洗浄によ
り取り除いた異物が基板へ再付着することを解決しなけ
ればならない。そしてこれらの課題は、先に述べた透過
式のａ−Ｓｉ型ＴＦＴ−ＬＣＤに限らず、他の透過式液
晶表示素子、反射式液晶表示素子、投射式の液晶表示素
子等についても同様に存在する。
ビング時に静電気が発生すること、第二にラビング時に
ラビング布起源の異物が発生すること、第三に洗浄によ
り取り除いた異物が基板へ再付着することを解決しなけ
ればならない。そしてこれらの課題は、先に述べた透過
式のａ−Ｓｉ型ＴＦＴ−ＬＣＤに限らず、他の透過式液
晶表示素子、反射式液晶表示素子、投射式の液晶表示素
子等についても同様に存在する。
【００１２】このような問題を解決するため、特開平２
−２７５９２６号公報、特開平４−３３３８２４号公
報、特開平５−１８１１３９号公報、特開平６−１９４
６６４号公報、特開平８−３３４７６７号に以下のよう
な方法が提案されている。特開平２−２７５９２６号公
報では、導電性材料で形成されたラビング布と導電性材
料の接着剤でラビング・ローラーに導電性を持たせると
ともに抵抗器を介してラビング布を接地することによ
り、ラビングにより発生した静電気を逃がす装置が提案
されている。この装置を用いることによって、ラビング
に起因した静電気帯電による配向膜の絶縁破壊や静電気
の蓄積を抑制することができる。しかしながら、この装
置ではラビング布の摩耗による異物の発生を抑制するこ
とは不可能である。
−２７５９２６号公報、特開平４−３３３８２４号公
報、特開平５−１８１１３９号公報、特開平６−１９４
６６４号公報、特開平８−３３４７６７号に以下のよう
な方法が提案されている。特開平２−２７５９２６号公
報では、導電性材料で形成されたラビング布と導電性材
料の接着剤でラビング・ローラーに導電性を持たせると
ともに抵抗器を介してラビング布を接地することによ
り、ラビングにより発生した静電気を逃がす装置が提案
されている。この装置を用いることによって、ラビング
に起因した静電気帯電による配向膜の絶縁破壊や静電気
の蓄積を抑制することができる。しかしながら、この装
置ではラビング布の摩耗による異物の発生を抑制するこ
とは不可能である。
【００１３】特開平４−３３３８２４号公報では、ラビ
ング処理前の基板上に、ラビング方向の配向膜端部から
手前に保護層を設けることにより配向膜への異物付着を
回避する方法が提案されている。これは、配向膜以外の
物質を布に接触させて、その物質に布の付着異物を被着
し除去する方法である。しかし、配向膜をラビング処理
する前の位置で、ラビング布の付着異物を被着し除去す
ることはできても、配向膜のラビング終了付近まではそ
の効果が及ばない。また、その効果は液晶パネルの基板
が大型化するほど、基板上のラビング距離が長くなるの
で、配向膜ラビング開始前の位置でラビング布をリセッ
トする効果を期待することは出来ない。また、この方法
でもラビング布の摩耗による異物の発生を抑制すること
は不可能である。
ング処理前の基板上に、ラビング方向の配向膜端部から
手前に保護層を設けることにより配向膜への異物付着を
回避する方法が提案されている。これは、配向膜以外の
物質を布に接触させて、その物質に布の付着異物を被着
し除去する方法である。しかし、配向膜をラビング処理
する前の位置で、ラビング布の付着異物を被着し除去す
ることはできても、配向膜のラビング終了付近まではそ
の効果が及ばない。また、その効果は液晶パネルの基板
が大型化するほど、基板上のラビング距離が長くなるの
で、配向膜ラビング開始前の位置でラビング布をリセッ
トする効果を期待することは出来ない。また、この方法
でもラビング布の摩耗による異物の発生を抑制すること
は不可能である。
【００１４】特開平５−１８１１３９号公報では、パネ
ル基板と清浄なダミー基板を交互にラビングすること
で、ラビング布に付着した配向膜起源の異物をダミー基
板に吸着させ、ラビング布の摩擦係数変化を抑制して処
理枚数に関わらず均一で安定した配向特性を得る方法が
提案されている。しかし、この方法は配向膜起源の異物
を除去する方法であって、ラビング布起源の異物を除去
する方法ではない。また、ラビング布の摩耗による異物
の発生を抑制することは出来ない。
ル基板と清浄なダミー基板を交互にラビングすること
で、ラビング布に付着した配向膜起源の異物をダミー基
板に吸着させ、ラビング布の摩擦係数変化を抑制して処
理枚数に関わらず均一で安定した配向特性を得る方法が
提案されている。しかし、この方法は配向膜起源の異物
を除去する方法であって、ラビング布起源の異物を除去
する方法ではない。また、ラビング布の摩耗による異物
の発生を抑制することは出来ない。
【００１５】特開平６−１９４６６４号公報では、円筒
状に加工したラビング布を一対のローラー間に渡し掛け
し、その途中に除電ユニットとクリーンユニットを設け
ることにより、ラビング布から異物を除去する方法が提
案されている。しかし、この方法でもラビング布の摩耗
による異物の発生を回避することはできない。
状に加工したラビング布を一対のローラー間に渡し掛け
し、その途中に除電ユニットとクリーンユニットを設け
ることにより、ラビング布から異物を除去する方法が提
案されている。しかし、この方法でもラビング布の摩耗
による異物の発生を回避することはできない。
【００１６】特開平８−３３４７６７号公報では、回転
するラビング・ローラーに付着異物除去用のブレードや
粘着剤を塗布したローラーを接触させることにより、ラ
ビング布から異物を除去する方法が提案されている。し
かし、ブレードによる異物の掻き取り時の異物飛散や粘
着剤のローラーへの付着が起こり、基板への異物付着を
回避することはできない。
するラビング・ローラーに付着異物除去用のブレードや
粘着剤を塗布したローラーを接触させることにより、ラ
ビング布から異物を除去する方法が提案されている。し
かし、ブレードによる異物の掻き取り時の異物飛散や粘
着剤のローラーへの付着が起こり、基板への異物付着を
回避することはできない。
【００１７】以上で述べたように、配向膜をラビングす
る際、ラビング布や配向膜の摩耗によって異物が発生す
ると同時に、摩擦によって静電気が発生する。この静電
気の作用によって摩耗片や切断片（異物）がラビングし
た基板面に付着する。その異物を除去するため、ラビン
グ後に洗浄工程を入れ、異物付着を低減しているが必ず
しも十分な効果は得られていない。例えば、ラビング後
洗浄工程で洗浄処理した際、液晶表示素子の表示領域面
外に付着した異物が表示領域面内に移動し、配向膜面に
再び付着する（異物の再付着および転写）という問題が
ある。配向処理の施された配向膜面に異物が付着する
と、その異物が液晶の配列を乱すことになり、液晶注入
・封止後に実施される点灯検査において、不均一な表示
が観察されることになる。
る際、ラビング布や配向膜の摩耗によって異物が発生す
ると同時に、摩擦によって静電気が発生する。この静電
気の作用によって摩耗片や切断片（異物）がラビングし
た基板面に付着する。その異物を除去するため、ラビン
グ後に洗浄工程を入れ、異物付着を低減しているが必ず
しも十分な効果は得られていない。例えば、ラビング後
洗浄工程で洗浄処理した際、液晶表示素子の表示領域面
外に付着した異物が表示領域面内に移動し、配向膜面に
再び付着する（異物の再付着および転写）という問題が
ある。配向処理の施された配向膜面に異物が付着する
と、その異物が液晶の配列を乱すことになり、液晶注入
・封止後に実施される点灯検査において、不均一な表示
が観察されることになる。
【００１８】そこで、ラビング後洗浄工程を省略するこ
とにより、ラビング後洗浄工程で生じた異物の再付着を
阻止できる。しかしながら、その弊害も大きくラビング
後洗浄工程を省略することは簡単でない。例えば、ラビ
ング時に付着した異物が液晶表示領域内の配向膜面上へ
残留して表示欠陥を引き起こす、配向膜塗布やラビング
処理時におけるイオン性物質による汚染とこれによる表
示特性の劣化、シール剤塗布工程におけるシール塗布不
良等の問題が発生する。
とにより、ラビング後洗浄工程で生じた異物の再付着を
阻止できる。しかしながら、その弊害も大きくラビング
後洗浄工程を省略することは簡単でない。例えば、ラビ
ング時に付着した異物が液晶表示領域内の配向膜面上へ
残留して表示欠陥を引き起こす、配向膜塗布やラビング
処理時におけるイオン性物質による汚染とこれによる表
示特性の劣化、シール剤塗布工程におけるシール塗布不
良等の問題が発生する。
【００１９】本発明は、液晶表示素子の表示特性や表示
品質の問題を解決するためになされたものであり、被処
理基板を構成する材料やラビング布の摩耗による異物の
発生を抑制し、更には配向膜面への異物の付着及び再付
着や転写を防ぐことの可能なラビング方法、その方法を
用いた液晶表示素子の製造方法及びその製造装置を提供
することを目的とする。
品質の問題を解決するためになされたものであり、被処
理基板を構成する材料やラビング布の摩耗による異物の
発生を抑制し、更には配向膜面への異物の付着及び再付
着や転写を防ぐことの可能なラビング方法、その方法を
用いた液晶表示素子の製造方法及びその製造装置を提供
することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】以上述べたように、従来
の技術ではラビングおよびラビング後洗浄工程において
問題点があった。第一にはラビング工程において異物が
付着することであり、第二にはラビング工程において付
着した異物がラビング洗浄工程において表示領域の配向
膜面に再付着・転写し、表示品質を劣化させることであ
る。以下に示す方法および手段は、これらの問題点を解
決することができる。即ち、本発明はラビング工程を有
する液晶表示素子製造方法（プロセス）のラビング工程
において、ラビング・ローラー表面の電位を制御するこ
とにより、ラビング布と基板との摩擦力を制御し、さら
には被ラビング基板の電位や基板への異物の付着量を制
御する。
の技術ではラビングおよびラビング後洗浄工程において
問題点があった。第一にはラビング工程において異物が
付着することであり、第二にはラビング工程において付
着した異物がラビング洗浄工程において表示領域の配向
膜面に再付着・転写し、表示品質を劣化させることであ
る。以下に示す方法および手段は、これらの問題点を解
決することができる。即ち、本発明はラビング工程を有
する液晶表示素子製造方法（プロセス）のラビング工程
において、ラビング・ローラー表面の電位を制御するこ
とにより、ラビング布と基板との摩擦力を制御し、さら
には被ラビング基板の電位や基板への異物の付着量を制
御する。
【００２１】また、本発明では、ラビング・ローラー表
面の電位をこのラビング・ローラー表面に電位制御用の
部材を接触させることによって制御する。即ち、ラビン
グ処理される前記配向膜を含む基板表面の電位と異なる
極性に接触帯電する材料で覆われた電位制御用部材を前
記ラビング・ローラー表面に接触させて該ラビング・ロ
ーラー表面の電位を制御するそして本発明では、基板表
面に近傍に表面電位を計測するための第１の制御器を配
置し、この制御器を用いて基板表面の電位を計測し、そ
の情報に基づいてラビング・ローラ表面の電位を制御す
る。尚、このラビング・ローラ表面の電位の制御は、ラ
ビング・ローラー表面の近傍に配置した第２の制御器を
用いて行う。
面の電位をこのラビング・ローラー表面に電位制御用の
部材を接触させることによって制御する。即ち、ラビン
グ処理される前記配向膜を含む基板表面の電位と異なる
極性に接触帯電する材料で覆われた電位制御用部材を前
記ラビング・ローラー表面に接触させて該ラビング・ロ
ーラー表面の電位を制御するそして本発明では、基板表
面に近傍に表面電位を計測するための第１の制御器を配
置し、この制御器を用いて基板表面の電位を計測し、そ
の情報に基づいてラビング・ローラ表面の電位を制御す
る。尚、このラビング・ローラ表面の電位の制御は、ラ
ビング・ローラー表面の近傍に配置した第２の制御器を
用いて行う。
【００２２】上記した方法によって、基板の上方に形成
した配向膜をラビング処理する際のこれにより、基板を
構成する材料やラビング布の摩耗による異物の発生を抑
制し、更には配向膜面への異物の付着及び再付着や転写
を防ぐことが可能となって、表示品質に優れた液晶表示
装置を製造することが可能になる。
した配向膜をラビング処理する際のこれにより、基板を
構成する材料やラビング布の摩耗による異物の発生を抑
制し、更には配向膜面への異物の付着及び再付着や転写
を防ぐことが可能となって、表示品質に優れた液晶表示
装置を製造することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】透過式ａ−Ｓｉ型ＴＦＴ−ＬＣＤ
の基板表面には、配向膜（ポリイミド：以下、ＰＩとい
うことがある）、透明電極（インジウム酸化物−錫酸化
物：以下、ＩＴＯということがある）、保護膜（窒化珪
素：以下、ＳｉＮということがある）等種々の材料が共
存している。ラビング工程では、これらの材料を一度に
ラビング布で摩擦することになる。しかし、図２に示し
たように、各材料で布に対する摩擦の挙動が異なること
が判った。
の基板表面には、配向膜（ポリイミド：以下、ＰＩとい
うことがある）、透明電極（インジウム酸化物−錫酸化
物：以下、ＩＴＯということがある）、保護膜（窒化珪
素：以下、ＳｉＮということがある）等種々の材料が共
存している。ラビング工程では、これらの材料を一度に
ラビング布で摩擦することになる。しかし、図２に示し
たように、各材料で布に対する摩擦の挙動が異なること
が判った。
【００２４】図２は、ＰＩからなる配向膜とＳｉＮから
なる保護膜に関して摩擦回数と動摩擦係数の変化を示し
たグラフである。布はレーヨン布を用いた。摩擦係数の
測定には、新東科学社製表面性測定機トライボギアＴＹ
ＰＥ：１４ＤＲを用いた。ＰＩでは１度摩擦すると動摩
擦係数が若干増加し、その後はほぼ一定値をとる。一
方、ＳｉＮでは初めから動摩擦係数はほぼ一定値をと
る。また、動摩擦係数を測定すると同時に摩擦帯電電位
を測定したところ、動摩擦係数と摩擦帯電電位のアース
を基準としたときの絶対値に正の相関があることを発見
した。また、ラビング布で摩擦した場合、ＰＩは負に帯
電し、ＳｉＮは正に帯電する、すなわち布に対するＰＩ
とＳｉＮのアースを基準としたときの帯電極性は逆であ
ることが明らかとなった。以下、極性あるいは電位はア
ースを基準としたときの極性あるいは電位であると定義
する。
なる保護膜に関して摩擦回数と動摩擦係数の変化を示し
たグラフである。布はレーヨン布を用いた。摩擦係数の
測定には、新東科学社製表面性測定機トライボギアＴＹ
ＰＥ：１４ＤＲを用いた。ＰＩでは１度摩擦すると動摩
擦係数が若干増加し、その後はほぼ一定値をとる。一
方、ＳｉＮでは初めから動摩擦係数はほぼ一定値をと
る。また、動摩擦係数を測定すると同時に摩擦帯電電位
を測定したところ、動摩擦係数と摩擦帯電電位のアース
を基準としたときの絶対値に正の相関があることを発見
した。また、ラビング布で摩擦した場合、ＰＩは負に帯
電し、ＳｉＮは正に帯電する、すなわち布に対するＰＩ
とＳｉＮのアースを基準としたときの帯電極性は逆であ
ることが明らかとなった。以下、極性あるいは電位はア
ースを基準としたときの極性あるいは電位であると定義
する。
【００２５】この様子を図３に示した。すなわち、摩擦
帯電量を少なくすれば動摩擦係数も小さくなる。したが
って、ラビング中の布や基板構成材料の摩耗量、換言す
れば摩耗による異物の発生量を抑制できることになる。
また、帯電量を減らすことは異物と基板間の静電引力を
小さくすることになり、従って、異物は基板に付着し難
くなる。
帯電量を少なくすれば動摩擦係数も小さくなる。したが
って、ラビング中の布や基板構成材料の摩耗量、換言す
れば摩耗による異物の発生量を抑制できることになる。
また、帯電量を減らすことは異物と基板間の静電引力を
小さくすることになり、従って、異物は基板に付着し難
くなる。
【００２６】以下、この原理に基づいた本発明の第１の
実施例を、図面を用いて説明する。 （実施例１）先ず、第１の実施例を、図４〜図６を用い
て説明する。図４に、本実施例で用いた基板パターンお
よび異物付着量計測位置を示す。厚さ０．７ｍｍのガラ
ス基板に膜厚３００ｎｍのＳｉＮを成膜し、さらに基板
面の初めにラビング・ローラーに接触する部分に５０ｍ
ｍ×５０ｍｍのＰＩパターンを印刷した。この基板を、
切り込み量０．５ｍｍ、ラビング・ローラー回転数毎分
１５００回転、基板の送り速度５０ｍｍ／秒というラビ
ング条件でラビングした。 ラビング後の基板面を
図４の点線Ａに沿った部分（位置Ａ）および点線Ｂに沿
った部分（位置Ｂ）の夫々部分α、β、α’で付着異物
の観測を行った。その結果を図５および図６に示した。
図５は基板上における座標と異物付着量との関係を示し
た図である。図４に示した基板の位置Ａに関してみる
と、基板座標５０ｍｍの部分βでは他の部分α（基板座
標１５ｍｍ）、部分α’（基板座標８５ｍｍ）に比して
異物付着量が１桁から２桁程度少なくなっていることが
わかる。図６は図４中に示したαおよびβの部分を撮影
したものである。黒く点在しているものが付着異物であ
る。この結果、明らかに基板座標５０ｍｍの部分βのほ
うが基板座標１５ｍｍの部分αに比べて付着異物が少な
い。また、図４に示した５０ｍｍ×５０ｍｍのＰＩパタ
ーン上の異物付着量はβ部分の異物付着量と同程度であ
った。
実施例を、図面を用いて説明する。 （実施例１）先ず、第１の実施例を、図４〜図６を用い
て説明する。図４に、本実施例で用いた基板パターンお
よび異物付着量計測位置を示す。厚さ０．７ｍｍのガラ
ス基板に膜厚３００ｎｍのＳｉＮを成膜し、さらに基板
面の初めにラビング・ローラーに接触する部分に５０ｍ
ｍ×５０ｍｍのＰＩパターンを印刷した。この基板を、
切り込み量０．５ｍｍ、ラビング・ローラー回転数毎分
１５００回転、基板の送り速度５０ｍｍ／秒というラビ
ング条件でラビングした。 ラビング後の基板面を
図４の点線Ａに沿った部分（位置Ａ）および点線Ｂに沿
った部分（位置Ｂ）の夫々部分α、β、α’で付着異物
の観測を行った。その結果を図５および図６に示した。
図５は基板上における座標と異物付着量との関係を示し
た図である。図４に示した基板の位置Ａに関してみる
と、基板座標５０ｍｍの部分βでは他の部分α（基板座
標１５ｍｍ）、部分α’（基板座標８５ｍｍ）に比して
異物付着量が１桁から２桁程度少なくなっていることが
わかる。図６は図４中に示したαおよびβの部分を撮影
したものである。黒く点在しているものが付着異物であ
る。この結果、明らかに基板座標５０ｍｍの部分βのほ
うが基板座標１５ｍｍの部分αに比べて付着異物が少な
い。また、図４に示した５０ｍｍ×５０ｍｍのＰＩパタ
ーン上の異物付着量はβ部分の異物付着量と同程度であ
った。
【００２７】一方、基板上の位置Ｂに関しては、上記し
た位置Ａの場合におけるような傾向は見られない。ま
た、位置Ａ、位置Ｂともに基板座標８５ｍｍの部分α’
のほうが基板座標１５ｍｍの部分αに比して異物付着量
が１桁から２桁程度少なくなっている。部分α’と部分
αとで異物の付着量に大きな差が見られたのは、図２に
示したように、布のＰＩに対する動摩擦係数が小さいた
め、布の磨耗量が少なかったことが一因と考えられる。
た位置Ａの場合におけるような傾向は見られない。ま
た、位置Ａ、位置Ｂともに基板座標８５ｍｍの部分α’
のほうが基板座標１５ｍｍの部分αに比して異物付着量
が１桁から２桁程度少なくなっている。部分α’と部分
αとで異物の付着量に大きな差が見られたのは、図２に
示したように、布のＰＩに対する動摩擦係数が小さいた
め、布の磨耗量が少なかったことが一因と考えられる。
【００２８】また、図３に示したように、ラビング布で
摩擦したＰＩは負に帯電し、ラビング布は正に帯電す
る。一方、ラビング布で摩擦したＳｉＮは正に帯電し、
ラビング布は負に帯電する。したがって、図４のパター
ンをラビングすると、ラビング・ローラーがＰＩからＳ
ｉＮに移る際、ラビング布は正に帯電しており、ラビン
グ布起源の異物とＳｉＮとは静電反発を起こし、異物の
ＳｉＮ基板上への付着は阻害される。これがもう一つの
原因であると考えられる。
摩擦したＰＩは負に帯電し、ラビング布は正に帯電す
る。一方、ラビング布で摩擦したＳｉＮは正に帯電し、
ラビング布は負に帯電する。したがって、図４のパター
ンをラビングすると、ラビング・ローラーがＰＩからＳ
ｉＮに移る際、ラビング布は正に帯電しており、ラビン
グ布起源の異物とＳｉＮとは静電反発を起こし、異物の
ＳｉＮ基板上への付着は阻害される。これがもう一つの
原因であると考えられる。
【００２９】このように、ラビング布に対して摩擦帯電
極性が逆であるＰＩとＳｉＮを連続してラビングするこ
とで、ＳｉＮへの異物付着量を制御することが可能であ
る。しかしながら、上述のように位置Ｂに関しては異物
付着量が制御できていない。これは、ＳｉＮのラビング
に入った段階から布の帯電量の減衰が比較的早く、ＰＩ
をラビングして布の帯電を制御した効果が基板の反対側
まで維持されないためと考えられる。
極性が逆であるＰＩとＳｉＮを連続してラビングするこ
とで、ＳｉＮへの異物付着量を制御することが可能であ
る。しかしながら、上述のように位置Ｂに関しては異物
付着量が制御できていない。これは、ＳｉＮのラビング
に入った段階から布の帯電量の減衰が比較的早く、ＰＩ
をラビングして布の帯電を制御した効果が基板の反対側
まで維持されないためと考えられる。
【００３０】（実施例２）実施例１で述べた位置Ｂにお
ける異物付着量を更に改善するために、図７に示す帯電
制御部材をラビング装置に取り付けて、ラビング・ロー
ラー表面の帯電量を制御するようにした。図７は帯電制
御部材を有するときのラビング装置の概略図である。ラ
ビング装置は、ステージ３上に搭載された配向膜付きの
積層基板２の表面をラビング・ローラー１を回転させて
摩擦するように構成されている。積層基板２の表面電位
を計測する表面電位計５ａが積層基板２の表面に向けて
配置され、ラビング・ローラー１の表面電位を計測する
表面電位計５ｂがラビング・ローラー１に向けて配置さ
れる。さらに、ラビング・ローラー１に接するように帯
電制御用部材であるバー（以下、帯電制御バーという）
１０とが配置されている。
ける異物付着量を更に改善するために、図７に示す帯電
制御部材をラビング装置に取り付けて、ラビング・ロー
ラー表面の帯電量を制御するようにした。図７は帯電制
御部材を有するときのラビング装置の概略図である。ラ
ビング装置は、ステージ３上に搭載された配向膜付きの
積層基板２の表面をラビング・ローラー１を回転させて
摩擦するように構成されている。積層基板２の表面電位
を計測する表面電位計５ａが積層基板２の表面に向けて
配置され、ラビング・ローラー１の表面電位を計測する
表面電位計５ｂがラビング・ローラー１に向けて配置さ
れる。さらに、ラビング・ローラー１に接するように帯
電制御用部材であるバー（以下、帯電制御バーという）
１０とが配置されている。
【００３１】ラビング・ローラー１は、ローラーの表面
にナイロン、レーヨン、コットン等の布を貼り付けて構
成される。この図では、ラビング・ローラー１を固定
し、ステージ３が矢印８の方向に移動する方式を採用し
ているが、逆にステージを固定し、ラビング・ローラー
を移動させる方式をとっても良い。
にナイロン、レーヨン、コットン等の布を貼り付けて構
成される。この図では、ラビング・ローラー１を固定
し、ステージ３が矢印８の方向に移動する方式を採用し
ているが、逆にステージを固定し、ラビング・ローラー
を移動させる方式をとっても良い。
【００３２】図７は、このラビング・ローラー１で積層
基板２に対してラビング処理を施している図である。ス
テージ３を接地し、ステージを常にほぼ電位０Ｖに保つ
ようにする。なお、この図には記入していないが、ラビ
ング・ローラーの金属部は接地されており、電位をほぼ
０Ｖに保つようにしている。また、ラビング布は、両面
テープによりラビング・ローラーの金属部とは絶縁され
て貼り付けられている。ラビング・ローラー１およびラ
ビング直後の積層基板２の電位を表面電位計５ａおよび
５ｂによって常時モニターする。帯電制御バー１０によ
って、ラビング・ローラー１に摩擦により発生する静電
気を制御することが可能となり、積層基板２のラビング
で発生する異物を抑制し、結果的に基板への異物付着を
抑制することができる。
基板２に対してラビング処理を施している図である。ス
テージ３を接地し、ステージを常にほぼ電位０Ｖに保つ
ようにする。なお、この図には記入していないが、ラビ
ング・ローラーの金属部は接地されており、電位をほぼ
０Ｖに保つようにしている。また、ラビング布は、両面
テープによりラビング・ローラーの金属部とは絶縁され
て貼り付けられている。ラビング・ローラー１およびラ
ビング直後の積層基板２の電位を表面電位計５ａおよび
５ｂによって常時モニターする。帯電制御バー１０によ
って、ラビング・ローラー１に摩擦により発生する静電
気を制御することが可能となり、積層基板２のラビング
で発生する異物を抑制し、結果的に基板への異物付着を
抑制することができる。
【００３３】帯電制御バー１０は、厚さ３ｍｍのステン
レス（ＳＵＳ３０４）板にＰＩワニスを塗布し、３５０
℃で約１．５時間焼成して、膜厚約０．３ｍｍのＰＩが
表面に付いた構造とした。すなわち帯電制御バー１０
は、積層基板の表面の帯電電位と異なる極性に接触帯電
される材料で被覆される。積層基板２は、厚さ０．７ｍ
ｍ、面積１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス基板に膜厚３
００ｎｍのＳｉＮをプラズマＣＶＤ法で成膜して作製し
た積層基板とした。
レス（ＳＵＳ３０４）板にＰＩワニスを塗布し、３５０
℃で約１．５時間焼成して、膜厚約０．３ｍｍのＰＩが
表面に付いた構造とした。すなわち帯電制御バー１０
は、積層基板の表面の帯電電位と異なる極性に接触帯電
される材料で被覆される。積層基板２は、厚さ０．７ｍ
ｍ、面積１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス基板に膜厚３
００ｎｍのＳｉＮをプラズマＣＶＤ法で成膜して作製し
た積層基板とした。
【００３４】先ず、上記ラビング装置に帯電制御バー１
０を装着しない状態でＳｉＮ成膜基板３枚を、切り込み
量０．５ｍｍ、ラビング・ローラー回転数毎分２０００
回転、基板の送り速度５０ｍｍ／秒という条件でラビン
グした。ラビング・ローラー１の除電のため、この作業
を終え約２時間経過してから、帯電制御バー１０を装着
し、まったく同様にＳｉＮ基板３枚をラビングした。帯
電制御バーを１０ラビング装置に装着する際、ＰＩ面を
ラビング・ローラーの布に接触させた。また、帯電制御
バー１０のステンレス板は接地した。
０を装着しない状態でＳｉＮ成膜基板３枚を、切り込み
量０．５ｍｍ、ラビング・ローラー回転数毎分２０００
回転、基板の送り速度５０ｍｍ／秒という条件でラビン
グした。ラビング・ローラー１の除電のため、この作業
を終え約２時間経過してから、帯電制御バー１０を装着
し、まったく同様にＳｉＮ基板３枚をラビングした。帯
電制御バーを１０ラビング装置に装着する際、ＰＩ面を
ラビング・ローラーの布に接触させた。また、帯電制御
バー１０のステンレス板は接地した。
【００３５】実施例１と同様に基板への異物付着量を計
測した結果を図８に示した。この図の横軸の示す「基板
端からの距離」とは、ラビング・ローラーに最初に接触
する基板位置を原点としてラビング・ローラーが相対的
に移動する方向に座標をとったものである。この図から
も明らかなように、帯電制御バーがある場合のほうが、
帯電制御バーがない場合に比べて異物の付着量が少な
く、およそ１／２から１／３程度となっている。帯電制
御バー１０をラビング・ローラー１表面に接触させるこ
とで、摩擦帯電によりラビング・ローラーの表面の帯電
状態を制御でき、基板への異物付着を抑制することが可
能となる。
測した結果を図８に示した。この図の横軸の示す「基板
端からの距離」とは、ラビング・ローラーに最初に接触
する基板位置を原点としてラビング・ローラーが相対的
に移動する方向に座標をとったものである。この図から
も明らかなように、帯電制御バーがある場合のほうが、
帯電制御バーがない場合に比べて異物の付着量が少な
く、およそ１／２から１／３程度となっている。帯電制
御バー１０をラビング・ローラー１表面に接触させるこ
とで、摩擦帯電によりラビング・ローラーの表面の帯電
状態を制御でき、基板への異物付着を抑制することが可
能となる。
【００３６】（実施例３）図７に示す帯電制御バー１０
は、ラビング・ローラー１の布と接触する位置が常に一
定であり、長時間使用することによって帯電制御バー１
０が劣化することが懸念される。そこで、さらにこれを
改善する目的で、図９に構成の概要を示したように、円
筒形状の帯電制御用のローラー（以下、帯電制御ローラ
ーという）４をラビング装置の帯電制御部品として取り
付けた。
は、ラビング・ローラー１の布と接触する位置が常に一
定であり、長時間使用することによって帯電制御バー１
０が劣化することが懸念される。そこで、さらにこれを
改善する目的で、図９に構成の概要を示したように、円
筒形状の帯電制御用のローラー（以下、帯電制御ローラ
ーという）４をラビング装置の帯電制御部品として取り
付けた。
【００３７】この実施例のラビング装置は、図９に示す
ように、ステージ３上に搭載された積層基板２の表面を
ラビング・ローラー１を回転させて摩擦するように構成
されている。積層基板２の表面電位を計測する表面電位
計５ａが積層基板２の表面に向けて配置され、ラビング
・ローラー１の表面電位を計測する表面電位計５ｂがラ
ビング・ローラー１に向けて配置される。さらに、ラビ
ング・ローラー１に接するように帯電制御ローラ４が設
けられるとともに、帯電制御ローラ４の電位を制御する
制御器６が設けられている。表面電位計５ａ、５ｂの検
出値によって、帯電制御ローラ４に印加する電位を制御
するように構成されている。
ように、ステージ３上に搭載された積層基板２の表面を
ラビング・ローラー１を回転させて摩擦するように構成
されている。積層基板２の表面電位を計測する表面電位
計５ａが積層基板２の表面に向けて配置され、ラビング
・ローラー１の表面電位を計測する表面電位計５ｂがラ
ビング・ローラー１に向けて配置される。さらに、ラビ
ング・ローラー１に接するように帯電制御ローラ４が設
けられるとともに、帯電制御ローラ４の電位を制御する
制御器６が設けられている。表面電位計５ａ、５ｂの検
出値によって、帯電制御ローラ４に印加する電位を制御
するように構成されている。
【００３８】ラビング・ローラー１は、ローラーの表面
にナイロン、レーヨン、コットン等の布を貼り付けたも
のである。図９は、このラビング・ローラー１で配向膜
付きの積層基板２に対してラビング処理を施している図
である。この図ではラビング・ローラー１を固定しステ
ージ３が矢印８の方向に移動する方式を採用している
が、逆にステージを固定しラビング・ローラーを移動さ
せる方式をとっても良い。ステージ３を接地し、ステー
ジを常にほぼ電位０Ｖに保つようにする。また、ラビン
グ布は両面テープによりラビング・ローラーの金属部と
は絶縁されて貼り付けられている。ラビング・ローラー
１およびラビング直後の積層基板２の電位を表面電位計
５ａおよび５ｂによって常時モニターし、帯電制御ロー
ラーの電位にフィードバックをかける。
にナイロン、レーヨン、コットン等の布を貼り付けたも
のである。図９は、このラビング・ローラー１で配向膜
付きの積層基板２に対してラビング処理を施している図
である。この図ではラビング・ローラー１を固定しステ
ージ３が矢印８の方向に移動する方式を採用している
が、逆にステージを固定しラビング・ローラーを移動さ
せる方式をとっても良い。ステージ３を接地し、ステー
ジを常にほぼ電位０Ｖに保つようにする。また、ラビン
グ布は両面テープによりラビング・ローラーの金属部と
は絶縁されて貼り付けられている。ラビング・ローラー
１およびラビング直後の積層基板２の電位を表面電位計
５ａおよび５ｂによって常時モニターし、帯電制御ロー
ラーの電位にフィードバックをかける。
【００３９】上記した実施例は、帯電制御ローラー４に
よって、摩擦により発生する静電気を制御することが可
能となり、基板２のラビングで発生する異物を抑制し、
結果的に基板への異物付着を抑制することができる。こ
の方法の有効性を確認するため、先ず、帯電制御ローラ
ー４を作製した。帯電制御ローラー４は、直径５０ｍｍ
のステンレス（ＳＵＳ３０４）ローラーの回転軸部を絶
縁し、帯電制御ローラー自体に電圧を直接印加すること
が可能な構造とした。次に、５インチのシリコンウエハ
にポリイミドのワニスを滴下し、毎分３５００回転でス
ピンした。この塗布膜の乾燥処理（レベリング）を８０
℃で４分間行った。さらに、２２０℃、一時間の熱硬化
処理（配向膜焼成）を行った。このとき配向膜の膜厚は
約１００ｎｍであった。
よって、摩擦により発生する静電気を制御することが可
能となり、基板２のラビングで発生する異物を抑制し、
結果的に基板への異物付着を抑制することができる。こ
の方法の有効性を確認するため、先ず、帯電制御ローラ
ー４を作製した。帯電制御ローラー４は、直径５０ｍｍ
のステンレス（ＳＵＳ３０４）ローラーの回転軸部を絶
縁し、帯電制御ローラー自体に電圧を直接印加すること
が可能な構造とした。次に、５インチのシリコンウエハ
にポリイミドのワニスを滴下し、毎分３５００回転でス
ピンした。この塗布膜の乾燥処理（レベリング）を８０
℃で４分間行った。さらに、２２０℃、一時間の熱硬化
処理（配向膜焼成）を行った。このとき配向膜の膜厚は
約１００ｎｍであった。
【００４０】先ず、ラビング装置に帯電制御ローラーを
装着しない状態でポリイミドを成膜したシリコンウエハ
３枚を、切り込み量０．３ｍｍ、ラビング・ローラー回
転数毎分５２０回転、基板の送り速度２５ｍｍ／秒とい
う条件でラビングした。ラビング・ローラーの除電のた
め、この作業を終え約２時間経過してから、電圧を直接
印加することが可能な帯電制御ローラー４をラビング装
置に装着し、帯電制御ローラー４に＋２０００Ｖの電圧
を印加した。まったく同様にポリイミドを成膜したシリ
コンウエハ３枚をラビングした。さらに、約２時間経過
後、帯電制御ローラーに−３５０Ｖの電圧を印加した。
ラビング・ローラー表面の電位が安定した直後から、上
記と全く同様にポリイミドを成膜したシリコンウエハ３
枚をラビングした。なお、図９に示した表面電位計５
ａ，５ｂはトレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ−３４
４を用いた。
装着しない状態でポリイミドを成膜したシリコンウエハ
３枚を、切り込み量０．３ｍｍ、ラビング・ローラー回
転数毎分５２０回転、基板の送り速度２５ｍｍ／秒とい
う条件でラビングした。ラビング・ローラーの除電のた
め、この作業を終え約２時間経過してから、電圧を直接
印加することが可能な帯電制御ローラー４をラビング装
置に装着し、帯電制御ローラー４に＋２０００Ｖの電圧
を印加した。まったく同様にポリイミドを成膜したシリ
コンウエハ３枚をラビングした。さらに、約２時間経過
後、帯電制御ローラーに−３５０Ｖの電圧を印加した。
ラビング・ローラー表面の電位が安定した直後から、上
記と全く同様にポリイミドを成膜したシリコンウエハ３
枚をラビングした。なお、図９に示した表面電位計５
ａ，５ｂはトレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ−３４
４を用いた。
【００４１】それぞれの条件でラビングしたポリイミド
を成膜したシリコンウエハ１について、実施例１と同様
に基板への異物付着量を計測した結果を図１０に示し
た。この図からも明らかなように、帯電制御ローラーを
負に帯電させたほうが、帯電制御ローラーがない場合に
比べて異物の付着量が５０％程度少なくなっている。逆
に、帯電制御ローラーに正の電圧を印加した場合の方
が、負の電圧を印加した場合および帯電制御ローラーが
ない場合に比べて異物の付着量が多くなっている。帯電
制御ローラー４をラビング・ローラー１の表面に接触さ
せることで、摩擦帯電によりラビング・ローラーの表面
の帯電状態を制御でき、基板への異物付着を抑制するこ
とが可能であることが判った。
を成膜したシリコンウエハ１について、実施例１と同様
に基板への異物付着量を計測した結果を図１０に示し
た。この図からも明らかなように、帯電制御ローラーを
負に帯電させたほうが、帯電制御ローラーがない場合に
比べて異物の付着量が５０％程度少なくなっている。逆
に、帯電制御ローラーに正の電圧を印加した場合の方
が、負の電圧を印加した場合および帯電制御ローラーが
ない場合に比べて異物の付着量が多くなっている。帯電
制御ローラー４をラビング・ローラー１の表面に接触さ
せることで、摩擦帯電によりラビング・ローラーの表面
の帯電状態を制御でき、基板への異物付着を抑制するこ
とが可能であることが判った。
【００４２】以下、さらに本方式による異物制御の効果
を実際の製品基板で確認するための実験に関して説明す
る。ＴＦＴ工程を経た積層基板上に配向膜を形成するた
めに、先ず、ポリイミドのワニスを印刷する。ワニスを
印刷後、この塗布膜の乾燥処理（レベリング）を８０℃
で４分間行う。さらに、２２０℃、１時間の熱硬化処理
（配向膜焼成）を行う。このとき配向膜の膜厚は約１０
０ｎｍである。次に、配向膜のラビング処理を行う。ラ
ビング条件の切り込み量は０．５ｍｍ、ラビング・ロー
ラーの回転数は毎分１５００回転、基板の送り速度は７
５ｍｍ／秒である。ラビング装置に帯電制御ローラーを
装着し、帯電制御ローラーに正の電圧を印加した。
を実際の製品基板で確認するための実験に関して説明す
る。ＴＦＴ工程を経た積層基板上に配向膜を形成するた
めに、先ず、ポリイミドのワニスを印刷する。ワニスを
印刷後、この塗布膜の乾燥処理（レベリング）を８０℃
で４分間行う。さらに、２２０℃、１時間の熱硬化処理
（配向膜焼成）を行う。このとき配向膜の膜厚は約１０
０ｎｍである。次に、配向膜のラビング処理を行う。ラ
ビング条件の切り込み量は０．５ｍｍ、ラビング・ロー
ラーの回転数は毎分１５００回転、基板の送り速度は７
５ｍｍ／秒である。ラビング装置に帯電制御ローラーを
装着し、帯電制御ローラーに正の電圧を印加した。
【００４３】図９に示した表面電位計５ａおよび５ｂ
は、トレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ−３４４を用
いた。配向膜が形成された積層基板をラビングした際に
帯電量をモニターした結果を図１１に示した。図１１
は、表面電位計５ｂを固定して、その直下を通過するラ
ビングした基板の帯電量を計測したものである。図１１
によると、計測開始からおよそ４秒を経過した時点で、
表面電位計５ｂの直下に基板の先端部が到来し、およそ
７秒以上を過ぎた時点で、基板の後端部が通過してい
る。基板のエッジ部での帯電量は−８５０Ｖ程度および
１２０Ｖ程度と絶対値が大きいが、液晶表示素子の表示
領域面に相当する基板の中央では帯電量の絶対値が１１
Ｖより小さい。従って、静電気による異物の付着が回避
できたことに対応する。また、後述するように、ラビン
グ後洗浄工程で異物を除去し易かった。
は、トレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ−３４４を用
いた。配向膜が形成された積層基板をラビングした際に
帯電量をモニターした結果を図１１に示した。図１１
は、表面電位計５ｂを固定して、その直下を通過するラ
ビングした基板の帯電量を計測したものである。図１１
によると、計測開始からおよそ４秒を経過した時点で、
表面電位計５ｂの直下に基板の先端部が到来し、およそ
７秒以上を過ぎた時点で、基板の後端部が通過してい
る。基板のエッジ部での帯電量は−８５０Ｖ程度および
１２０Ｖ程度と絶対値が大きいが、液晶表示素子の表示
領域面に相当する基板の中央では帯電量の絶対値が１１
Ｖより小さい。従って、静電気による異物の付着が回避
できたことに対応する。また、後述するように、ラビン
グ後洗浄工程で異物を除去し易かった。
【００４４】比較として、図９に示した帯電制御ローラ
ー４を取り外したとき、配向膜が形成された積層基板を
ラビングした際に帯電量をモニターした結果を図１２に
示した。これによると、基板の先端エッジ部での帯電量
は、−９２０Ｖ程度であり絶対値が大きい。さらに、液
晶表示素子の表示領域面に相当する基板の中央でも帯電
量の絶対値が５２０Ｖ程度と非常に大きい。このように
帯電量が大きいと、静電気による異物の付着が起こりや
すく、ラビング後洗浄工程でも異物を除去し難い。
ー４を取り外したとき、配向膜が形成された積層基板を
ラビングした際に帯電量をモニターした結果を図１２に
示した。これによると、基板の先端エッジ部での帯電量
は、−９２０Ｖ程度であり絶対値が大きい。さらに、液
晶表示素子の表示領域面に相当する基板の中央でも帯電
量の絶対値が５２０Ｖ程度と非常に大きい。このように
帯電量が大きいと、静電気による異物の付着が起こりや
すく、ラビング後洗浄工程でも異物を除去し難い。
【００４５】製造ラインでの試作の都合上、異物の計測
手段は簡単であるが、実際、液晶表示素子の基板間ギャ
ップに影響を与える直径５μｍ以上の付着異物に関し、
ラビング後洗浄工程終了後に基板上の異物数を計測し
た。図１１の計測対象となった基板では平均して０．０
０１個／ｍｍ２であった。図１２の計測対象となった基
板では平均して２５９個／ｍｍ２と多く、残留した静電
気によって異物が付着していると判断された。
手段は簡単であるが、実際、液晶表示素子の基板間ギャ
ップに影響を与える直径５μｍ以上の付着異物に関し、
ラビング後洗浄工程終了後に基板上の異物数を計測し
た。図１１の計測対象となった基板では平均して０．０
０１個／ｍｍ２であった。図１２の計測対象となった基
板では平均して２５９個／ｍｍ２と多く、残留した静電
気によって異物が付着していると判断された。
【００４６】なお、本実施例ではラビング・ローラー１
のラビング布表面に電位制御用のローラーを接触させて
ラビング・ローラーの電位を制御しているが、非接触で
ラビング・ローラーの電位を制御する方法、ラビング・
ローラーそのものの電位を可変電圧電源によって制御す
る方法なども利用できる。また、本実施例ではラビング
された基板とラビング・ローラーとの電位差が０Ｖ程度
になるように制御したが、ラビング・ローラーの電位と
基板の電位を同極性（例えばラビング・ローラーの電位
が正であれば基板の電位も正）にして、静電反発を利用
する方法を用いても良い。
のラビング布表面に電位制御用のローラーを接触させて
ラビング・ローラーの電位を制御しているが、非接触で
ラビング・ローラーの電位を制御する方法、ラビング・
ローラーそのものの電位を可変電圧電源によって制御す
る方法なども利用できる。また、本実施例ではラビング
された基板とラビング・ローラーとの電位差が０Ｖ程度
になるように制御したが、ラビング・ローラーの電位と
基板の電位を同極性（例えばラビング・ローラーの電位
が正であれば基板の電位も正）にして、静電反発を利用
する方法を用いても良い。
【００４７】第３の実施例では、積層基板２としてＳｉ
Ｎ保護膜を製膜したものを用い、ＳｉＮ膜に対してラビ
ングする例を説明したが、ガラス基板の表面に設けたＳ
ｉＮ膜上に所定のパターンのＰＩからなる配向膜を配置
する構造では、配向膜のエッジの外側の保護膜の部分に
異物が付着し、この異物がＰＩ配向膜上に転写される問
題を生じるが、ＳｉＮ保護膜からＰＩ配向膜に移行する
点またはＰＩ配向膜からＳｉＮ保護膜に移行する点で帯
電制御ローラー４に印加する電位を反転させることによ
って、ＳｉＮ保護膜およびＰＩ配向膜の両方の膜の帯電
を抑制することが可能となり、異物の付着を少なくする
ことができる。
Ｎ保護膜を製膜したものを用い、ＳｉＮ膜に対してラビ
ングする例を説明したが、ガラス基板の表面に設けたＳ
ｉＮ膜上に所定のパターンのＰＩからなる配向膜を配置
する構造では、配向膜のエッジの外側の保護膜の部分に
異物が付着し、この異物がＰＩ配向膜上に転写される問
題を生じるが、ＳｉＮ保護膜からＰＩ配向膜に移行する
点またはＰＩ配向膜からＳｉＮ保護膜に移行する点で帯
電制御ローラー４に印加する電位を反転させることによ
って、ＳｉＮ保護膜およびＰＩ配向膜の両方の膜の帯電
を抑制することが可能となり、異物の付着を少なくする
ことができる。
【００４８】第１の実施例〜第３の実施例においては、
保護膜としてＳｉＮ膜を、配向膜としてＰＩを用いた例
を説明したが、本発明は、この材料に限定されるもので
はなく、如何なる材料の保護膜または配向膜であっても
適用することができる。
保護膜としてＳｉＮ膜を、配向膜としてＰＩを用いた例
を説明したが、本発明は、この材料に限定されるもので
はなく、如何なる材料の保護膜または配向膜であっても
適用することができる。
【００４９】次に、上記で説明したラビング方法を液晶
表示装置に適用することによって、表示品質に優れた液
晶表示装置を形成することが可能である。具体的には、
ガラス基板上にＴＦＴ素子、その駆動用電極及び配線を
形成した薄膜トランジスタ層の上方に配向膜を形成し、
トランジスタ基板とする。一方、別のガラス基板上にＴ
ＦＴ素子に対応させて形成したカラーフィルタ層の上方
に対向電極を形成し、カラーフィルタ基板とする。上記
した各々の配向膜の表面を実施例１〜３で述べたラビン
グ方法を用いてラビング処理を施した後、トランジスタ
基板とカラーフィルタ基板との対向させて配置し、その
間隙に液晶を充填させて、液晶表示装置が完成する。
表示装置に適用することによって、表示品質に優れた液
晶表示装置を形成することが可能である。具体的には、
ガラス基板上にＴＦＴ素子、その駆動用電極及び配線を
形成した薄膜トランジスタ層の上方に配向膜を形成し、
トランジスタ基板とする。一方、別のガラス基板上にＴ
ＦＴ素子に対応させて形成したカラーフィルタ層の上方
に対向電極を形成し、カラーフィルタ基板とする。上記
した各々の配向膜の表面を実施例１〜３で述べたラビン
グ方法を用いてラビング処理を施した後、トランジスタ
基板とカラーフィルタ基板との対向させて配置し、その
間隙に液晶を充填させて、液晶表示装置が完成する。
【００５０】上記した液晶表示装置の配向膜は従来のラ
ビング処理によって発生する異物の付着が低減されてい
るので、液晶表示装置を点灯させても異物に起因する欠
陥のない、優れた表示品質特性を発揮することが出来
る。
ビング処理によって発生する異物の付着が低減されてい
るので、液晶表示装置を点灯させても異物に起因する欠
陥のない、優れた表示品質特性を発揮することが出来
る。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、配向膜のラビング時に
発生する異物が静電気によって配向膜表面に付着するこ
とを抑制し、表示品質の優れた液晶表示素子を得ること
が出来る。
発生する異物が静電気によって配向膜表面に付着するこ
とを抑制し、表示品質の優れた液晶表示素子を得ること
が出来る。
【図１】液晶表示素子組立工程を説明するためのプロセ
スフローを表す図である。
スフローを表す図である。
【図２】ラビング布で摩擦を行ったときの動摩擦係数の
変化を説明するための図である。
変化を説明するための図である。
【図３】ラビング布で摩擦を行ったときの動摩擦係数と
基板表面電位との関係を説明する図である。
基板表面電位との関係を説明する図である。
【図４】実施例１における基板とラビング・ローラとの
関係を説明するための配置図である。
関係を説明するための配置図である。
【図５】実施例１における基板上の異物付着量を表す図
である。
である。
【図６】実施例１における基板上の異物を示す光学顕微
鏡写真である。
鏡写真である。
【図７】実施例２におけるラビング装置の概略を示す図
である。
である。
【図８】実施例２における基板上の異物付着量の変化を
示す図である。
示す図である。
【図９】実施例３におけるラビング装置の概略を示す図
である。
である。
【図１０】実施例３における基板上の異物付着量の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】実施例３における基板上の帯電量を測定した
一例である。
一例である。
【図１２】従来技術における基板上の帯電量を測定した
一例である。
一例である。
１…ラビング・ローラー、２…基板、３…ステージ、４
…帯電制御用ローラー、５a、５ｂ…表面電位計プロー
ブ、６…制御器、８…ステージ移動方向、１０…帯電制
御用バー
…帯電制御用ローラー、５a、５ｂ…表面電位計プロー
ブ、６…制御器、８…ステージ移動方向、１０…帯電制
御用バー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 隆史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 今山 寛隆 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 森本 政輝 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 2H090 MB02 MB03 MB04
Claims (15)
- 【請求項１】基板の上面に形成した配向膜にラビング処
理を施すラビング工程を備えた液晶表示素子の製造方法
であって、前記配向膜を処理するためのラビング・ロー
ラー表面の電位を制御することを特徴とする液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項２】前記ラビング・ローラー表面に電位制御用
部材を接触させることによって、該ラビング・ローラー
表面の電位を制御することを特徴とする請求項１に記載
の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項３】前記電位制御用部材の電位を制御すること
によって、該電位制御用部材を接触させた前記ラビング
・ローラー表面の電位を制御することを特徴とする請求
項１に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項４】前記電位制御用部材が、ラビング処理され
る基板表面の電位と異なる極性に接触帯電する材料で覆
われてなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示
素子の製造方法。 - 【請求項５】前記ラビング・ローラー表面の近傍及び前
記基板表面の近傍に配置された制御器の情報を用いて該
ラビング・ローラー表面の電位を制御することを特徴と
する請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項６】基板の上面に形成した配向膜にラビング処
理を施すラビング工程を備えた液晶表示素子の製造方法
であって、前記配向膜を処理するためのラビング・ロー
ラー表面の電位と前記配向膜を含む基板の電位とを同極
性にならしめることを特徴とする液晶表示素子の製造方
法。 - 【請求項７】前記ラビング・ローラー表面に電位制御用
部材を接触させ、かつ該電位制御用部材の電位を制御す
ることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示素子の製
造方法。 - 【請求項８】前記電位制御用部材が、ラビング処理され
る基板表面の電位と異なる極性に接触帯電する材料で覆
われてなることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示
素子の製造方法。 - 【請求項９】前記配向膜を含む基板表面の近傍に配置し
た制御器を用いて前記基板表面の電位を制御することを
特徴とする請求項６に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項１０】基板の上面に形成した配向膜にラビング
処理を施すラビング工程を備えた液晶表示素子の製造方
法であって、前記基板の近傍に配置した第１の制御器を
用いて該基板表面の電位を計測し、かつ前記配向膜を処
理するためのラビング・ローラー表面の近傍に配置した
第２の制御器を用いて該ラビング・ローラー表面の電位
を計測し、前記基板表面の電位と前記ラビング・ローラ
ー表面の電位とが同極性になるように前記第２の制御器
を用いて前記ラビング・ローラー表面の電位を制御する
ようにしたことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項１１】ラビング処理される前記配向膜を含む基
板表面の電位と異なる極性に接触帯電する材料で覆われ
た電位制御用部材を前記ラビング・ローラー表面に接触
させて該ラビング・ローラー表面の電位を制御すること
を特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子の製造方
法。 - 【請求項１２】配向膜をその上方に有する基板を設置す
るステージと、前記配向膜の表面をラビング処理を行な
うラビング・ローラーと、該ラビング・ローラーに接触
させて該ラビング・ローラーの表面電位を制御するため
の電位制御部材とを備えたことを特徴とする液晶表示素
子の製造装置。 - 【請求項１３】前記電位制御部材が、前記配向膜を含む
基板表面の帯電電位と異なる極性に接触帯電する材料で
被覆されてなることを特徴とする請求項１２に記載の液
晶表示素子の製造装置。 - 【請求項１４】前記基板の近傍に設置され、該基板の表
面電位を計測するための第１の制御器と、前記ラビング
・ローラー表面の近傍に設置され、該ラビング・ローラ
ーの表面電位を計測し、その表面電位を制御するための
第２の制御器とを更に備え、前記基板の表面電位と同極
性になるように、前記電位制御部材を前記ラビング・ロ
ーラーの表面に接触させるように前記第２の制御器を制
御することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示素
子の製造装置。 - 【請求項１５】薄膜トランジスタ及びその駆動用電極の
上方に配向膜を備えた第１のガラス基板と、対向電極の
上方に配向膜を備えた第２のガラス基板とを対向させて
配置され、前記第１のガラス基板と前記第２のガラス基
板との間隙に液晶が充填されてなる液晶表示装置であっ
て、前記液晶の配向を制御するための前記配向膜の表面
が請求項１〜１１に記載の製造方法を用いてラビング処
理されてなることを特徴とする液晶表示装置。
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| JP2001295396A JP3997738B2 (ja) | 2001-03-14 | 2001-09-27 | 液晶表示素子の製造方法及びその製造装置 |
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| US10/022,331 US6853426B2 (en) | 2001-03-14 | 2001-12-20 | Method for manufacturing liquid crystal display |
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|---|---|---|---|
| JP2001072591 | 2001-03-14 | ||
| JP2001-72591 | 2001-03-14 | ||
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|---|---|
| JP2002341351A true JP2002341351A (ja) | 2002-11-27 |
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| CN100392378C (zh) * | 2003-01-22 | 2008-06-04 | 友达光电股份有限公司 | 检测配向膜的方法及设备 |
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| JP4017586B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2007-12-05 | 三洋電機株式会社 | 電池の充電方法 |
| JP3923062B2 (ja) * | 2004-08-02 | 2007-05-30 | 日東電工株式会社 | 液晶配向フィルムの製造方法、液晶配向フィルム、光学フィルムおよび画像表示装置 |
| KR101107709B1 (ko) * | 2005-06-01 | 2012-01-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치의 배향막 러빙 장치 |
| CN103941489B (zh) * | 2013-11-29 | 2017-02-01 | 上海中航光电子有限公司 | 液晶显示装置以及tft阵列基板的制作方法 |
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| JPH04333824A (ja) | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Fujitsu Ltd | 液晶表示パネルの製造方法 |
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-
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