JP2003084258A - 液晶表示装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大型基板に対応可能であって、基板上に形成さ
れたデバイスへのダメージを回避し、かつ異物の再付着
を低減させる簡便な洗浄方法が実用されていなかった。 【解決手段】上記課題を解決するために、短尺のスポン
ジ状のスクラブ治具を連ねて長尺の洗浄治具を形成し、
スクラブ治具と洗浄液のスプレー位置とを交互に配置す
ることにより、大型基板に対応可能で、しかも異物の再
付着が極めて少ない洗浄を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、液晶表示装置の
製造方法に係り、特に液晶表示装置を構成する板状の基
板の洗浄処理方法及びその洗浄処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶表示装置に用いられるガラス
基板は近年ますます大形化され、従来の製造装置を単純
に拡大するだけでは十分な対応が困難な現状である。特
に洗浄工程では除去すべき異物の種類や量が多い。そし
て、液晶表示装置の画素の微細化や高性能化に伴い、洗
浄処理によって除去すべき異物粒子径はますます小さく
なり、より高性能な洗浄処理の可能な方法が望まれてい
る。

【０００３】通常の超音波による洗浄やバブルジェット
による洗浄に比べ、ブラシ洗浄での異物除去力は非常に
高いため、従来から基板の受け入れ洗浄などにはブラシ
洗浄が用いられている。大形基板用のブラシ洗浄は、繊
維状のブラシをロール状に巻き付けたロール状ブラシを
基板の搬送方向に対して垂直に配置し、ロール状ブラシ
を回転させ、基板を水平に搬送しつつ、洗浄処理する方
法がとられていた。

【０００４】ところが、ロール状ブラシ洗浄は、基板上
に形成されたトランジスタ等の素子を破壊したり、ブラ
シの先端が削れたブラシ屑の再付着があるため、トラン
ジスタ等の素子が形成された基板表面の洗浄には用いる
ことが出来なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した問題点を解決
するために、ブラシの径を細くすることによってトラン
ジスタ等の素子を構成する薄膜のはがれや傷の発生を抑
えることは可能であるが、それに伴い洗浄力は低下す
る。一方では、スクラブ材料として柔らかな材質である
ポリビニルアルコールを主原料とするスポンジ用いた場
合、基板上に形成されたトランジスタを構成する薄膜が
はがれたり、傷が形成されることは減少する。また、基
板との摩擦力を少なくする、更には基板との接触面で洗
浄液の液流を良くするために、表面に突起を有するもの
が良く、洗浄力はブラシと同等である。

【０００６】しかしながら、現在の液晶表示装置を製造
する場合に使用されるガラス基板のサイズは約１ｍ×１
ｍであって、この基板のサイズと同程度で表面に突起を
有するポリビニルアルコールを主原料としたロール状ス
クラブ治具を作製することは非常に困難である。短いス
クラブ治具を継ぎ足して長尺のロール状スクラブ治具を
形成することも考えられるが、その場合、洗浄処理時に
基板からの異物が継ぎ目に残留し、この異物が再び基板
の表面に付着したり、トランジスタを構成する薄膜のは
がれや傷の発生の原因になってしまう。

【０００７】また、短いロール状スクラブ治具を用いた
場合、基板搬送方向に対して重なる部分が発生するた
め、最初のスクラブ治具で除去された異物が次のスクラ
ブ治具によって基板に押しつけられ、その結果、基板に
押し付けられた異物が再付着することになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、洗浄液の流れを解析し、短いロール状ス
クラブ洗浄治具を用いて、十分な洗浄効果を出せるよう
にした。即ち、板状の被処理基板を水平な方向に搬送す
る工程と、ロール状スクラブ洗浄治具と洗浄液供給治具
とを有する洗浄処理部に前記被処理基板を通過させる工
程ようにして、このロール状スクラブ洗浄治具の被処理
基板が搬送される方向の前方に洗浄液供給治具から洗浄
液を供給するようにして、被処理基板の表面を処理する
ようにした。

【０００９】このとき、ロール状スクラブ洗浄治具が被
処理基板の表面を処理するときの処理範囲の重なり領域
が、被処理基板の搬送方向に略直交する方向で５％以上
５０％以下なるように配置した。また、被処理基板に対
してロール状スクラブ洗浄治具及び洗浄液供給治具は片
面だけでなく、被処理基板を挟みこむように両面に設け
ても良い。

【００１０】そして、ロール状スクラブ洗浄治具にはポ
リビニルアルコールを主原料とした材質を用い、その表
面には凹凸を設けて被処理基板の表面との摩擦力を極力
低減させ、更には基板との接触面で洗浄液の液流が向上
するようにした。

【００１１】上記した構成の洗浄処理部を有する洗浄処
理方法をトランジスタ等の形成された液晶表示装置の製
造工程に用いることによって、従来技術に比較して基板
表面の異物付着量を低減させることが可能になり、表示
欠陥の少ない液晶表示装置を製造することが可能にな
る。尚、上記した洗浄方法を用いることによって、あら
ゆるサイズの基板にも対応させることが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を用いて詳細に説明する。 （実施例１）図１は被処理基板に対してロール状スクラ
ブ治具と洗浄液供給治具との配置及び洗浄液の流れを模
式的に示した概略図である。図１の例では、ロール状ス
クラブ治具及び洗浄液供給治具を各々３個の場合である
が、一旦除去された異物が再付着しないようにするため
に、ロール状スクラブ治具は千鳥状に配置されている。

【００１３】そして、スクラブ治具１とスクラブ治具２
またはスクラブ治具１とスクラブ治具３とが洗浄処理す
るときの重なり領域は、後述するが５％以上５０％以下
が望ましい。そして、洗浄液供給治具４の洗浄液ノズル
を各スクラブ治具１、２、３における被処理基板１１の
搬送方向６の前方に配置することで、一旦除去された異
物を含有する洗浄液の流れ５が、各スクラブ治具の間を
流れるようになり、再付着を防止できる。

【００１４】以下、上記したロール状スクラブ治具及び
洗浄液供給治具とを用いた洗浄効果をより具体的に説明
する。図２はロール状スクラブ治具及び洗浄液供給治具
を各５個用いた場合であって、被処理基板１１、ロール
状スクラブ治具７、９、洗浄液供給治具８、１０との配
置関係を示したものである。そして、ロール状スクラブ
治具７、９には図３に示すように、スクラブ治具の表面
全体に突起１３のあるポリビニルアルコールを主原料と
したスポンジを用いた。また、上記のロール状スクラブ
治具及び洗浄液供給治具を備えたスクラブ槽を含む洗浄
装置の概略図を図４に示した。

【００１５】図２に示すように、被処理基板１１の搬送
方向１２から３個のロール状スクラブ治具９、２個のロ
ール状スクラブ治具７が順次配置され、また同様に３個
の洗浄液供給治具１０、２個の洗浄液供給治具８が順次
配置されている。そして、ロール状スクラブ治具７、
９、及び洗浄液供給治具８、１０とが被処理基板１１の
表裏両面に設置されている。

【００１６】スポンジ７および９は長さが１４０〜１７
０ｍｍで直径が７０ｍｍである。そして、スポンジ７と
9の重なり領域は各スポンジ部分で１５〜７５ｍｍであ
り、スポンジのない部分の距離は１１０〜５０ｍｍにな
るようにした。洗浄液供給治具８、１０は被処理基板１
１の搬送方向１２の前方に設置し、基板搬送方向１２と
逆方向に洗浄液の液流を発生させるように４５°の傾斜
を設けた。洗浄液には例えば純水を用い、各洗浄液供給
治具からの液量は５Ｌ／ｍｉｎとした。また、被処理基
板１１には、６５０ｍｍ×７３０ｍｍのガラス基板を用
いた。

【００１７】先ず、洗浄処理前に基板１１上の異物の座
標及び個数を基板異物検査装置で測定してから、基板１
１を洗浄装置に投入する。基板１１はスクラブ処理の前
に、紫外線を照射し、その後表面にリンス水を照射す
る。スクラブ治具７、９の回転は基板１１の進行方向と
反対方向に回転させ、基板１１に形成したマークを別途
設けた位置センサにより検出してスクラブ治具７、９の
回転を制御する。

【００１８】スクラブ冶具７、９からの発塵を抑えるた
め、基板１１のエッジがスクラブ冶具７、９と接すると
きには回転を停止させている。基板１１はスクラブ処理
を終えた後、エアナイフにより乾燥されアンローダに回
収される。その後、基板異物検査装置により処理後の異
物座標と個数を測定する。

【００１９】処理前後の異物の挙動を解析し、再付着異
物を求めた。スクラブ冶具７、９のスポンジ長さを１４
０ｍｍ〜１７０ｍｍの範囲で変化させ、またその重なり
領域の範囲を０％〜９０％まで変えたときの異物の再付
着率を表１に示す。再付着率は、除去された異物数に対
する再付着異物数を％で表したものである。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１に示した結果から明らかのように、ス
ポンジの長さに比較して処理すべき基板１１の長さ（６
５０ｍｍ）が圧倒的に大きいので、再付着異物数はスポ
ンジの長さに殆ど依存しないが、スポンジの重なり領域
の程度に大きな影響を受ける。即ち、スポンジの重なり
領域が５％以上５０％以下とすることにより、異物の再
付着を１％以下にすることが出来、重なり領域を少なく
するほど洗浄効果が高くなることがわかる。但し、重な
り領域が全くない場合（０％）、基板１１の表面をスク
ラブ処理されない領域が出来てしまい、異物除去と言う
観点では望ましくない。

【００２２】（実施例２）ロール状スクラブ治具７、９
は、実施例１と同様の図３に示すように表面全体に突起
のあるポリビニルアルコールを主原料としたスポンジを
用いた。装置の槽構成は実施例１と同様に図４に示すも
のである。図５に本実施例であるスクラブ槽の側面図と
上面図とを示す。

【００２３】実施例１との大きな違いはロール状スクラ
ブ治具７、９の配置の仕方である。即ち、基板１１の搬
送方向からその反対の方向へ２連のロール状スクラブ治
具７、３連のロール状スクラブ治具９となるように配置
した。スポンジ７および９は長さが１４０ｍｍで直径が
７０ｍｍである。スポンジ７と9の重なり領域は各部分
で１５ｍｍ（２１％）、４２ｍｍ（６０％）とし、スク
ラブ間の距離すなわちスポンジのない部分の距離は各々
約１１０ｍｍ、約６０ｍｍとした。洗浄液に純水を用
い、基板１１の搬送方向１２の前方に洗浄液供給ノズル
８、１０を設置し、基板搬送方向１２と逆方向に洗浄液
の液流を発生させるように４５°の傾斜を設けた。各ノ
ズルからの液量は５Ｌ／ｍｉｎとした。洗浄処理には、
６５０ｍｍ×７３０ｍｍのガラス基板を用いた。

【００２４】基板の洗浄方法、基板上の異物の検査方
法、異物の再付着率の測定方法等は実施例１に場合と同
じである。その結果を表２に示したが、異物の再付着率
はロール状スクラブ治具の配置の仕方には無関係であっ
て、実施例１の場合と同様にスポンジの重なり領域を５
０％以下にすることにより、異物の再付着を１％以下に
抑制することが出来る。

【００２５】

【表２】

【００２６】（実施例３）ロール状スクラブ治具は、実
施例１と同様の図３に示すように表面全体に突起のある
ポリビニルアルコールを主原料としたスポンジを用い
た。装置の槽構成は実施例１と同様図４に示すものであ
る。

【００２７】図６に本実施例であるスクラブ槽の側面図
と上面図とを示す。スポンジ７および９は長さが８０ｍ
ｍで直径が７０ｍｍである。スポンジ７と9の重なりは
各部分で１０ｍｍとし、スクラブ間の距離すなわちスポ
ンジのない部分の距離は６０ｍｍとした。洗浄液は純水
を用い、基板搬送方向前方にノズル８，１０を設置し、
基板搬送方向と逆方向に液流を発生させるように４５°
の傾斜を設けた。各ノズルからの液量は２．５Ｌ／ｍｉ
ｎとした。６５０ｍｍ×７３０ｍｍのガラス基板を用い
て洗浄実験を行なった。

【００２８】洗浄処理前後の異物の挙動を解析し、再付
着異物を求めた。異物の再付着率を表２に示す。その結
果、異物の再付着率は連ねて配置したスポンジの数には
関係せず、むしろ実施例１または２の場合と同様にスポ
ンジの重なり領域に大きく関係する。即ち、重なり領域
が２５％であれば異物の再付着率を０．３％に抑えるこ
とが出来、表２に併記してないが、重なり領域が５０％
以下でれば異物の再付着率を１％以下にすることが出来
る。

【００２９】

【発明の効果】以上で説明したように、短尺スポンジ状
のスクラブ治具と洗浄液のスプレー位置とを交互に配置
することにより、大型基板の洗浄に対応可能で、しかも
異物の再付着を抑制することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のスクラブ洗浄治具、洗浄液供給治
具、洗浄液の液流との関係を説明するための概念図であ
る。

【図２】実施例１におけるスクラブ洗浄を説明するため
の概略図である。

【図３】実施例１におけるスクラブ洗浄冶具（スポン
ジ）の概観図である。

【図４】実施例１におけるスクラブ洗浄処理装置の概略
構成を説明するための図である。

【図５】実施例２におけるスクラブ洗浄を説明するため
の概略図である。

【図６】実施例３におけるスクラブ洗浄を説明するため
の概略図である。

【符号の説明】

１…ロール状スクラブ治具１、２…ロール状スクラブ治
具２、３…ロール状スクラブ治具３、４…洗浄液供給治
具、５…異物含有洗浄液の流れ、６…基板搬送方向、７
…ロール状スクラブ治具１、８…洗浄液供給治具１、９
…ロール状スクラブ治具２、１０…洗浄液供給治具２、
１１…基板、１２…基板搬送方向、１３…突起付スクラ
ブ、１４…軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０３Ｃ 23/00 Ｃ０３Ｃ 23/00 Ａ (72)発明者 三矢 宗久 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） 2H088 FA21 2H090 JC19 3B116 AA01 AB14 BA03 BA08 BA12 BB23 BC00 CC01 CC03 3B201 AA01 AB14 BA03 BA08 BA12 BB23 BB92 BC00 CC01 CC12 4G059 AA08 AB13 AC30

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状の被処理基板を水平な方向に搬送する
   工程と、ロール状スクラブ洗浄治具と洗浄液供給治具と
   を有する洗浄処理部に前記被処理基板を通過させる工程
   とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記ロー
   ル状スクラブ洗浄治具の被処理基板搬送方向の前方に洗
   浄液を供給して、前記被処理基板の表面を処理すること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】ロール状スクラブ洗浄治具と洗浄液供給治
   具とを有する洗浄処理部に、板状の被処理基板を水平方
   向に搬送して該被処理基板の表面を処理する液晶表示装
   置の製造方法であって、前記ロール状スクラブ洗浄治具
   が前記被処理基板の表面を処理するときの処理範囲の重
   なり領域が、前記被処理基板の搬送方向に略直交する方
   向で５％以上５０％以下なるように配置し、かつ前記ロ
   ール状スクラブ洗浄治具の被処理基板搬送方向の前方に
   洗浄液を供給するようにしたことを特徴とする液晶表示
   装置の製造方法。
3. 【請求項３】板状の被処理基板を水平方向に搬送する手
   段と、前記被処理基板の搬送方向に略直交する方向にロ
   ール状スクラブ洗浄治具を配置し、かつ該ロール状スク
   ラブ洗浄治具の被処理基板搬送方向の前方に洗浄液を供
   給する手段とを備え、前記ロール状スクラブ洗浄治具の
   被処理基板の搬送方向に垂直な方向の処理範囲の重なり
   領域が５％以上５０％以下となるようにして、前記被処
   理基板の表面を処理することを特徴とした液晶表示装置
   の製造方法。
4. 【請求項４】前記ロール状スクラブ洗浄治具が前記被処
   理基板の表面を処理するときの処理範囲の重なり領域
   が、前記被処理基板の搬送方向に略直交する方向で５％
   以上５０％以下なるようにロール状スクラブ洗浄治具を
   配置してなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
   示装置の製造方法。
5. 【請求項５】前記ロール状スクラブ洗浄治具がポリビニ
   ルアルコールを主原料として構成されてなることを特徴
   とする請求項１〜３の何れかに記載の液晶表示装置の製
   造方法。
6. 【請求項６】板状の被処理基板の上部にロール状スクラ
   ブ洗浄治具と洗浄液供給治具とが設置され、前記被処理
   基板の搬送方向に略直交する方向にロール状スクラブ洗
   浄治具の処理範囲の重なり領域が５％以上５０％以下な
   るように配置され、かつ該ロール状スクラブ洗浄治具の
   被処理基板搬送方向の前方に前記洗浄液供給治具から洗
   浄液が供給されるようにしたことを特徴とする液晶表示
   装置の製造装置。
7. 【請求項７】板状の被処理基板を挟むようにロール状ス
   クラブ洗浄治具と洗浄液供給治具とが設置され、前記被
   処理基板の搬送方向に略直交する方向にロール状スクラ
   ブ洗浄治具の処理範囲の重なり領域が５％以上５０％以
   下なるように配置され、かつ該ロール状スクラブ洗浄治
   具の被処理基板搬送方向の前方に前記洗浄液供給治具か
   ら洗浄液が供給されるようにしたことを特徴とする液晶
   表示装置の製造装置。
8. 【請求項８】前記ロール状スクラブ洗浄治具がポリビニ
   ルアルコールを主原料として構成されてなることを特徴
   とする請求項７または８に記載の液晶表示装置の製造装
   置。