JP2003266032A - 洗浄装置および洗浄方法ならびに液晶表示装置の製法 - Google Patents
洗浄装置および洗浄方法ならびに液晶表示装置の製法Info
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Abstract
ポリイミド樹脂などの高分子材料で配向膜を成膜した
後、ラビング処理された基板を洗浄する場合に、基板端
面に形成されたアライメントマーカに付着した汚れを完
全に除去できる枚葉式基板洗浄方法および枚葉式基板洗
浄装置を提供する。 【解決手段】基板の非表示領域上に貼り合わせ位置決め
用のアライメントマーカを設けた液晶パネル用部材を洗
浄するために、アルコール洗浄室と、ブラシ洗浄室と、
純水洗浄室とからなるが、これらアルコール洗浄室とブ
ラシ洗浄室は、前処理兼ブラシ洗浄室1にて共通され
る。そして、前処理兼ブラシ洗浄室1に対し、純水洗浄
室である洗浄液置換室2が接続されている。
Description
かつ薄型軽量である液晶表示装置の製造工程において、
基板表面にポリイミド樹脂などの高分子材料にて配向膜
を成膜した後、導電性レーヨン原糸などを織って作られ
たバフ材であるラビング布でラビング処理し、そして、
かかる液晶パネル用部材に対し洗浄する洗浄装置および
洗浄方法に関するものである。
非表示領域上に設けた、貼り合わせ位置決め用のアライ
メントマーカを洗浄し、これによって高い精度でもって
液晶パネル用部材を貼るようにした液晶表示装置の製法
に関するものである。
合、まず一方のガラス基板上には平行に配列した多数の
インジウム・ティン・オキサイド又はインジウムスズ酸
化化合物(ITO)からなる透明電極と二酸化ケイ素
(SiO2)などの絶縁性を持つ薄膜であるオーバーコ
ート層とを順次形成する。
に赤・緑・青の各色を配したカラーフィルターと各カラ
ーフィルター間にクロム金属もしくは感光性レジストの
ブラックレジストを配した遮光膜とを形成し、さらに平
行に配列した多数のITOからなる透明電極とを順次形
成する。
膜である配向膜にて、双方の透明電極に対し覆うように
成膜し、その後、この膜面をラビング布である決まった
方向に擦ってラビング処理を行っている。
は、樹脂材料である配向膜を擦るために、削りかすが発
生し、そのために、かかる液晶パネル用部材の表面に対
し洗浄処理を行っていた。
処理により配向膜に発生した配向特性が変化しないよう
に洗浄することが重要であり、そのためにイソプロピル
アルコール(IPA)やフロンなどの溶剤ならびに純水
などを使用して基板の洗浄処理・乾燥処理が行われてい
た。
の洗浄処理の後には、一対の液晶パネル用部材を貼り合
わせる工程があるが、そのために双方の液晶パネル用部
材における基板の非表示領域上に貼り合わせ位置決め用
のアライメントマーカを設けている。
された雄型のアライメントマーカを、他方の基板にもI
TOなどで形成された雌型のアライメントマーカを形成
し、そして、画像認識処理によりアライメントマーカの
重心座標を読取り、その値を用いて両方の基板の高精度
な位置合せを実施した後、液晶層を介してシール材によ
り互いの基板が貼合せられていた。
技術では、たとえばIPAで基板表面の洗浄を実施しな
がら基板表面の濡れ性の改善処理を行い、そして、基板
表面を純水に置換してから超音波(ウルトラソニック・
US)や高周波の超音波(メガソニック・MS)を使用
して基板表面に付着したμmオーダーの微小な異物の除
去を行い、その後、基板表面の水分除去を行うために乾
燥処理を行っても、ラビング工程にて付着したアライメ
ントマーカの汚れが完全に除去できなかった。
Nタイプの液晶表示装置によれば、2種類の液晶パネル
用部材である信号側基板と走査側基板に対し、各々が有
するアライメントマーカの重心座標を精密に検出し、位
置合せを実施しようとしても、画像認識のアルゴリズム
においてアライメントマーカに付着している汚れをアラ
イメントマーカの一部分と認識していた。よって、実際
のパターン幅より大きい幅であると認識し、計算された
パターンの重心座標は、実際の重心座標と異なった値が
得られていた。その結果、貼合せ工程にて貼合せ精度
が、たとえば目的値の5μm以下に達しないという課題
があった。
7677号公報によれば、基板表面に対し純水をカーテ
ン状に流下させて供給し、ラビング処理後の基板表面に
付着した異物を除去する技術が提案されている。
テン状に流下させて洗浄能力を向上させたとしても、ラ
ビング工程にて付着したアライメントマーカの汚れを完
全に除去することがむずかしく、そのために、基板貼合
せ工程にて貼合せ精度が目的値の5μm以下に達しない
という問題が、いまだ未解決のままであった。
れたものであり、その目的は液晶パネル用部材の非表示
領域上に設けた、貼り合わせ位置決め用のアライメント
マーカに付着した汚れを、さらに効果的に除去できる洗
浄装置および洗浄方法を提供することにある。
用のアライメントマーカを洗浄し、高い精度でもって液
晶パネル用部材を貼るようにした液晶表示装置の製法を
提供することにある。
板上に電極とラビング処理した配向膜とを順次形成して
表示領域を成し、かつこの基板の非表示領域上に貼り合
わせ位置決め用のアライメントマーカを設けた液晶パネ
ル用部材を洗浄する装置構成において、前記液晶パネル
用部材をアルコール液にて洗浄するアルコール洗浄室
と、前記基板のアライメントマーカが形成された非表示
領域の部分のみにブラッシングするブラシ洗浄室と、こ
のブラッシング洗浄後の液晶パネル用部材を純水液にて
洗浄する純水洗浄室とからなることを特徴とする。
ング処理した配向膜とを順次形成して表示領域を成し、
かつこの基板の非表示領域上に貼り合わせ位置決め用の
アライメントマーカを設けた液晶パネル用部材に対し洗
浄する方法であって、前記液晶パネル用部材をアルコー
ル液にて洗浄するアルコール洗浄工程と、上記基板のア
ライメントマーカが形成された非表示領域の部分のみに
ブラッシングするブラシ洗浄工程と、このブラッシング
処理後の液晶パネル用部材を純水液にて洗浄する純水洗
浄工程とからなることを特徴とする。
電極と配向膜とを順次形成して表示領域を成し、かつこ
の基板の非表示領域上に貼り合わせ位置決め用のアライ
メントマーカを設けた液晶パネル用部材に対し、下記工
程(1)〜(4)を経て2種類の液晶パネル用部材を、
液晶層を介して貼り合わせて成ることを特徴とする。 (1)液晶パネル用部材の配向膜をラビングする。 (2)前記基板のアライメントマーカが形成された非表
示領域の部分のみにブラッシングする。 (3)前記液晶パネル用部材を洗浄する。 (4)(1)〜(3)の各工程を経た2種類の液晶パネ
ル用部材を、アライメントマーカを基準にして位置合わ
せして貼り合わせる。
洗浄装置および洗浄方法に用いる液晶表示装置の一例
を、図面により詳述する。
カラー液晶表示装置の要部拡大断面図を示すものであ
る。
信号側のガラス基板であり、2は走査側のガラス基板で
ある。
基板1上には平行に配列した多数のITOからなる透明
電極3と、SiO2などの絶縁性を持つ薄膜であるオー
バーコート層4と、一方向に配向処理を施したポリイミ
ド樹脂などの配向性を持つ薄膜である配向膜5とを順次
形成している。
基板2上に画素ごとに赤・緑・青色を配したカラーフィ
ルター6と、各カラーフィルター6間にクロム金属もし
くは感光性レジストのブラックレジスト7を配した遮光
膜とを形成している。
式、すなわちあらかじめ顔料により調合された感光性レ
ジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形
成している。図中のR・G・Bの各表示はそれぞれ赤・
緑・青に着色した感光性レジストであることを示す。
スト7の上にアクリル系樹脂などからなる表面保護層と
してのオーバーコート層8と、上記透明電極3と互いに
直交し、かつ平行に配列した多数のITOからなる透明
電極9と、一方向に配向処理を施したポリイミド樹脂な
どの配向性を持つ薄膜である配向膜10とを順次構成し
ている。
液晶パネル用部材とを、たとえば250゜の角度で捻ら
れたカイラルネマティック液晶からなる液晶層11を介
してシール材12により互いに貼り合わせる。
の厚みを一定に保持するためにプラスティックなどで作
られたスペーサ17を多数個配している。
ート層4・8を設けているが、とくに設けなくてもよ
い。
と偏光板14とを順次設け、他のガラス基板2の上に位
相差板15と偏光板16とを順次設ける。
の洗浄装置の概略を示す。基本的な装置構成は、上述し
た液晶表示装置に関し、基板の非表示領域上に貼り合わ
せ位置決め用のアライメントマーカを設けた液晶パネル
用部材を洗浄するために、前記アルコール洗浄室と、前
記ブラシ洗浄室と、前記純水洗浄室とからなるが、これ
らアルコール洗浄室とブラシ洗浄室は、前処理兼ブラシ
洗浄室1にて共通されている。そして、前処理兼ブラシ
洗浄室1に対し、純水洗浄室である洗浄液置換室2が接
続されている。
洗浄室1、洗浄液置換室2、超音波洗浄室3および水切
り乾燥室4を順次連設して構成されている。
基板Sを搬送するための搬送ローラー5が一列に配列さ
れている。
記アルコール洗浄工程と、ブラシ洗浄工程と、純水洗浄
工程とを順次経ることで、本発明の洗浄を達成する。
明する。
室1には、搬送される基板Sの上方にIPAシャワーヘ
ッド6が配設されている。
貯留したIPAタンク7に高圧ポンプ8を介して配管接
続されており、この高圧ポンプを駆動させることによ
り、IPAタンク7からIPAシャワーヘッド6へIP
Aが供給され、搬送されてきた基板表面に噴出される。
方向に対して直交する方向に設置されており、IPAを
基板表面に対してカーテン状に噴出することができ、基
板S表面全体を濡らすことができる。
で基板Sを搬送しながら、基板搬送方向に対して平行に
位置する基板端面の二辺に端面洗浄ブラシ9を回転させ
ながら当接させる。
用部材の基板のアライメントマーカが形成された非表示
領域の部分のみを対象にするが、図2に示すように、ブ
ラシ洗浄処理を実施する領域は、基板搬送方向に対して
平行となる基板S上の斜線部分1aと斜線部分1bの領
域である。
す。a、b、cの3とおりがあるが、左側は側面図、右
側は正面図である。
スク形状であり、図4cは直線形状である。なお、基板
Sの表示面内に端面洗浄ブラシ9が当接しないこと、且
つ、貼り合せ工程で用いるアライメントマーカに端面洗
浄ブラシ9が当接され、汚れが除去できるのであれば、
端面洗浄ブラシ9の形状は限定されるものではない。
ている際に、回転運動や往復運動などをさせてもよい。
ただし、基板Sの表示面内に端面洗浄ブラシ9が当接し
ないこと、且つ、貼り合せ工程で用いるアライメントマ
ーカにブラシが当接され、汚れが除去できるのであれ
ば、ブラシの回転運動、往復運動および動作方向は限定
されるものではない。
にナイロンを使用すればよい。しかし、貼合せ工程で用
いるアライメントマーカに付着した汚れが除去できるの
であれば、端面洗浄ブラシ9の材質は限定されるもので
はない。
搬送される基板Sの上方に置換シャワーヘッド10が配
設されている。
配管に接続されており、置換シャワーヘッド10から純
水が供給され、搬送されてきた基板表面に噴出される。
置換シャワーヘッド10は、基板Sの搬送方向に対して
直交する方向に設置されており、純水を基板表面に対し
てカーテン状に噴出することができ、基板表面に乗って
いるIPAを純水に置換することができる。IPAを置
換した純水廃液は、置換タンク11に一時的に貯められ
た後、回収廃棄される。
板Sの上方に超音波発生器と超音波シャワーヘッドを備
えた超音波洗浄装置12が基板Sの搬送方向に沿って複
数個が並設されている。
は、純水を貯留した純水タンク13に高圧ポンプ14を
介して配管接続されており、この高圧ポンプ14を駆動
させることにより、純水タンク13から超音波洗浄装置
12の超音波シャワーヘッドへ純水が供給され、その純
水に超音波が付与され、搬送ローラー5で搬送されてき
た基板表面に噴出されることで、基板表面の洗浄が実施
される。
れる基板Sの上方にMS発生器とMSシャワーヘッドを
備えたMS洗浄装置15が基板Sの搬送方向に沿って複
数個が並設されている。各MS洗浄装置15のシャワー
ヘッドは、純水を貯留した純水タンク13に高圧ポンプ
14を介して配管接続されており、この高圧ポンプ14
を駆動させることにより、純水タンク13からMS洗浄
装置15のMSシャワーヘッドへ純水が供給され、その
純水にMSが付与され、搬送ローラー5で搬送されてき
た基板表面に噴出されことにより、基板表面の洗浄が実
施される。
に接続配管されたエアーナイフ16が複数配設されてい
る。そして、洗浄が終了してから搬送ローラー5で搬送
されてきた基板Sの表面に向かって加圧空気を吹きつけ
ることにより、基板表面に残留する水滴を除去し乾燥さ
せる。
いて、以下のように評価した。また、本例において、本
発明の液晶表示装置の製法を述べる。
示領域を成し、かつこの基板の非表示領域上に貼り合わ
せ位置決め用のアライメントマーカを設けた液晶パネル
用部材を作製する。
が全面に成膜された厚さ0.7mmの420mm×53
0mmのガラス基板と、走査基板としてカラーフィルタ
ー上にITO膜が全面に成膜されたガラス基板とを準備
した。
ターンを形成し、ロール印刷手法を用いて、液晶表示装
置(LCD)の表示部分に配向膜を成膜した後、240
℃で焼成を行った。
られたラビング布で前記基板をラビング処理した。ここ
で、貼合せ工程で使用するアライメントマーカを顕微鏡
観察すると図5aに示すようにアライメントマーカ1の
一部分に異物2が付着していることを確認した。
イメントマーカが形成された非表示領域の部分のみにブ
ラッシングする。その後、前記液晶パネル用部材を洗浄
する。
状の端面洗浄ブラシが設置されている洗浄装置に対し、
前記基板(液晶パネル用部材)を投入し、前述したよう
にブラッシングを行って、洗浄処理を実施した。
トマーカを顕微鏡観察すると、図5bに示すようにアラ
イメントマーカ3に付着していた異物が除去されている
こと確認した。
た2種類の液晶パネル用部材を、アライメントマーカを
基準にして位置合わせして貼り合わせる。
に液晶の漏れを防止するためのエポキシ樹脂などで作ら
れた周辺シール材を形成し、走査基板に液晶層の厚みを
一定に保持するためのプラスティックなどで作られたス
ペーサを多数個配した。
理手法を用いて、信号基板と走査基板が有するアライメ
ントマーカの精密な位置合せを実施した。
メントマーカの重心座標の距離差を測定したところ、X
方向は+4μm、Y方向は+2μmであった。基板内の
電極パターンの位置ずれ具合を観察したところ、透明電
極と遮光膜の位置合せずれはなく、貼合せ精度が目的値
の5μm以下に達した。
全面に成膜された厚さ0.7mmの420mm×530
mmのガラス基板と、走査基板としてカラーフィルター
上にITO膜が全面に成膜されたガラス基板とを準備し
た。
ターンを形成し、ロール印刷手法を用いて、LCDの表
示部分に配向膜を成膜した後、240℃で焼成を行っ
た。
れたラビング布で前記基板をラビング処理した。ここ
で、貼合せ工程で使用するアライメントマーカを顕微鏡
観察すると図5aのようにアライメントマーカ1の一部
分に異物2が付着していることを確認した。
の端面洗浄ブラシが設置されている洗浄装置に前記基板
を投入し、洗浄処理を実施した。ここで、貼合せ工程で
使用するアライメントマーカを顕微鏡観察すると、図5
bのようにアライメントマーカ3に付着していた異物が
除去されていること確認した。
ためのエポキシ樹脂などで作られた周辺シール材を形成
し、走査基板に液晶層の厚みを一定に保持するためのプ
ラスティックなどで作られたスペーサを多数個配した。
画像処理手法を用いて、信号基板と走査基板が有するア
ライメントマーカの精密な位置合せを実施した。
メントマーカの重心座標の距離差を測定したところ、X
方向は−3μm、Y方向は+1μmであった。基板内の
電極パターンの位置ずれ具合を観察したところ、透明電
極と遮光膜の位置合せずれはなく、貼合せ精度が目的値
の5μm以下に達した。
全面に成膜された厚さ0.7mmの420mm×530
mmのガラス基板と、走査基板としてカラーフィルター
上にITO膜が全面に成膜されたガラス基板とを準備し
た。次に、フォトリソグラフィ手法にて電極パターンを
形成し、ロール印刷手法を用いて、LCDの表示部分に
配向膜を成膜した後、240℃で焼成を行った。
たラビング布で前記基板をラビング処理した。ここで、
貼り合せ工程で使用するアライメントマーカを顕微鏡観
察すると図5aに示すようにアライメントマーカ1の一
部分には異物2が付着していることを確認した。
面洗浄ブラシが設置されている洗浄装置に前記基板を投
入し、洗浄処理を実施した。ここで、貼合せ工程で使用
するアライメントマーカを顕微鏡観察すると図5bのよ
うにアライメントマーカ3に付着していた異物が除去さ
れていること確認した。
ためのエポキシ樹脂などで作られた周辺シール材を形成
し、走査基板に液晶層の厚みを一定に保持するためのプ
ラスティックなどで作られたスペーサを多数個配した。
次に、基板の膜面どうしを当接させ、画像処理手法を用
いて、信号基板と走査基板が有するアライメントマーカ
の精密な位置合せを実施した。
メントマーカの重心座標の距離差を測定したところ、X
方向は+2μm、Y方向は−3μmであった。基板内の
電極パターンの位置ずれ具合を観察したところ、透明電
極と遮光膜の位置合せずれはなく、貼合せ精度が目的値
の5μm以下に達した。
が全面に成膜された厚さ0.7mmの420mm×53
0mmのガラス基板と、走査基板としてカラーフィルタ
ー上にITO膜が全面に成膜されたガラス基板とを準備
した。次に、フォトリソグラフィ手法にて電極パターン
を形成し、ロール印刷手法を用いて、LCDの表示部分
に配向膜を成膜した後、240℃で焼成を行った。
たラビング布で前記基板をラビング処理した。ここで、
貼り合せ工程で使用するアライメントマーカを顕微鏡観
察すると図5aに示すようにアライメントマーカ1の一
部分には異物2が付着していることを確認した。
ていない洗浄装置に前記基板を投入し、洗浄処理を実施
した。ここで、貼合せ工程で使用するアライメントマー
カを顕微鏡観察すると図5aと同様にアライメントマー
カ1に異物2が付着したままであったことを確認した。
めのエポキシ樹脂などで作られた周辺シール材を形成
し、走査基板に液晶層の厚みを一定に保持するためのプ
ラスティックなどで作られたスペーサを多数個配した。
次に、基板の膜面どうしを当接させ、画像処理手法を用
いて、信号基板と走査基板が有するアライメントマーカ
の精密な位置合せを実施した。
メントマーカの重心座標の距離差を測定したところ、X
方向は+11μm、Y方向は+15μmであり、画像処
理によるアライメントマーカの重心座標検出が正常にで
きなかった。さらに、基板内の電極パターンの位置ずれ
具合を観察したところ、透明電極と遮光膜の位置合せず
れが生じ、貼合せ精度が目的値の5μm以下に達しない
ために、光漏れが生じ、表示特性不良が発生した。
ば、基板端面から25mm以内をブラシ洗浄処理する枚
葉式基板洗浄方法により、基板端面に付着した汚れ、と
くにアライメントマーカに付着した汚れを完全に除去で
き、貼合せ工程での貼合せ精度が目的値の5μm以下に
達したことを確認した。そして、従来においては、平行
に配列した多数のITOからなる透明電極とブラックレ
ジストを配した遮光膜の位置合せずれが原因で光漏れな
どの表示特性不良が発生していたが、貼り合せ精度が目
的値の5μm以下に達することにより表示特性不良が消
失したことも確認した。
置として、基板上に電極とラビング処理した配向膜とを
順次形成して表示領域を成し、かつこの基板の非表示領
域上に貼り合わせ位置決め用のアライメントマーカを設
けた液晶パネル用部材を洗浄する装置構成において、液
晶パネル用部材をアルコール液にて洗浄するアルコール
洗浄室と、前記基板のアライメントマーカが形成された
非表示領域の部分のみにブラッシングするブラシ洗浄室
と、このブラッシング洗浄後の液晶パネル用部材を純水
液にて洗浄する純水洗浄室とからなることを特徴とし、
そして、本発明の洗浄方法によれば、液晶パネル用部材
をアルコール液にて洗浄するアルコール洗浄工程と、上
記基板のアライメントマーカが形成された非表示領域の
部分のみにブラッシングするブラシ洗浄工程と、このブ
ラッシング処理後の液晶パネル用部材を純水液にて洗浄
する純水洗浄工程とからなることで、液晶パネル用部材
の非表示領域上に設けた、貼り合わせ位置決め用のアラ
イメントマーカに付着した汚れを、さらに効果的に除去
できた。
ば、基板上に電極と配向膜とを順次形成して表示領域を
成し、かつこの基板の非表示領域上に貼り合わせ位置決
め用のアライメントマーカを設けた液晶パネル用部材に
対し、(1)液晶パネル用部材の配向膜をラビングす
る、(2)前記基板のアライメントマーカが形成された
非表示領域の部分のみにブラッシングする、(3)前記
液晶パネル用部材を洗浄する、(4)2種類の液晶パネ
ル用部材を、アライメントマーカを基準にして位置合わ
せして貼り合わせる、いう各工程を経ることで、高い精
度でもって液晶パネル用部材を貼ることができた。
のカラー液晶表示装置における要部拡大断面図である。
シ洗浄処理を行う領域を示す概略図である。
ラシの概略構成例を示し、左図はその正面図であり、右
図はその側面図である。
り、bは洗浄後のアライメントマーカの状態図である。
Claims (3)
- 【請求項1】基板上に電極とラビング処理した配向膜と
を順次形成して表示領域を成し、かつこの基板の非表示
領域上に貼り合わせ位置決め用のアライメントマーカを
設けた液晶パネル用部材を洗浄する洗浄装置であって、
前記液晶パネル用部材をアルコール液にて洗浄するアル
コール洗浄室と、前記基板のアライメントマーカが形成
された非表示領域の部分のみにブラッシングするブラシ
洗浄室と、このブラッシング洗浄後の液晶パネル用部材
を純水液にて洗浄する純水洗浄室とからなる洗浄装置。 - 【請求項2】基板上に電極とラビング処理した配向膜と
を順次形成して表示領域を成し、かつこの基板の非表示
領域上に貼り合わせ位置決め用のアライメントマーカを
設けた液晶パネル用部材に対し洗浄する方法であって、
前記液晶パネル用部材をアルコール液にて洗浄するアル
コール洗浄工程と、上記基板のアライメントマーカが形
成された非表示領域の部分のみにブラッシングするブラ
シ洗浄工程と、このブラッシング処理後の液晶パネル用
部材を純水液にて洗浄する純水洗浄工程とからなる洗浄
方法。 - 【請求項3】基板上に電極と配向膜とを順次形成して表
示領域を成し、かつこの基板の非表示領域上に貼り合わ
せ位置決め用のアライメントマーカを設けた液晶パネル
用部材に対し、下記工程(1)〜(4)を経て2種類の
液晶パネル用部材を、液晶層を介して貼り合わせて成る
液晶表示装置の製法。 (1)液晶パネル用部材の配向膜をラビングする。 (2)前記基板のアライメントマーカが形成された非表
示領域の部分のみにブラッシングする。 (3)前記液晶パネル用部材を洗浄する。 (4)(1)〜(3)の各工程を経た2種類の液晶パネ
ル用部材を、アライメントマーカを基準にして位置合わ
せして貼り合わせる。
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