JP2006265599A - Oblique vapor deposition tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は斜方蒸着治具に関するものである。 The present invention relates to an oblique deposition jig.
液晶パネルは、2枚の基板をスペーサーを有したシール剤にて貼り合わせ、該シール剤の一部で形成された液晶注入口から液晶を注入し、該液晶注入口を封止して構成されている。 A liquid crystal panel is formed by bonding two substrates together with a sealant having a spacer, injecting liquid crystal from a liquid crystal injection port formed by a part of the sealant, and sealing the liquid crystal injection port. ing.
液晶パネルの構造において、液晶を配向させる為に配向膜が必要となる。又、その配向膜は、有機配向膜か無機配向膜のどちらかで構成されている。有機配向膜は通常ポリイミドの液体をワーク(基板)へ印刷又はスピンナーにて形成するが、無機配向膜の場合は、例えばSiO膜を真空蒸着方式にてワークへ形成する。又液晶は、配向膜を形成しただけでは配向しない。この為、有機配向膜の場合は配向膜表面をラビングして配向角度を設定する。又無機配向膜の場合は真空蒸着時に必要な配向角度(θ)でワークを固定して配向膜を形成する。 In the structure of the liquid crystal panel, an alignment film is required to align the liquid crystal. The alignment film is composed of either an organic alignment film or an inorganic alignment film. The organic alignment film is usually formed by printing a polyimide liquid on a work (substrate) or by a spinner. In the case of an inorganic alignment film, for example, an SiO film is formed on the work by a vacuum deposition method. Further, the liquid crystal is not aligned only by forming the alignment film. For this reason, in the case of an organic alignment film, the alignment angle is set by rubbing the surface of the alignment film. In the case of an inorganic alignment film, the alignment film is formed by fixing the workpiece at an alignment angle (θ) required during vacuum deposition.
配向膜と斜方蒸着に関して詳細に開示されている。(例えば特許文献1)
以下特許文献1に記載された説明を引用する。図9は配向処理時の概略断面図、図10は同蒸着時の基板の配置状態を示す概略正面図(A)及び側面図(B)、図11は同蒸着装置の図9でのA−A断面図、図12は図10(B)の基板及びそのホルダーの拡大図、図13は同蒸着による配向処理方向を示す概略正面図(A)及び平面図(B)、図14は他の基板に対する配向処理時の基板の配置状態を示す概略正面図、図15は同配向処理方向を示す概略正面図(A)及び平面図(B)、図16(A)、(B)は反平行配向セルの説明図、図17(A)、(B)は平行配向セルの説明図である。
The alignment film and oblique deposition are disclosed in detail. (For example, Patent Document 1)
The description described in
図9及び図10(A)に明示するように、SiOの蒸着方向3に対して基板1の向き4が予め角度θ、即ち、実質的に22.5度をなすように、基板1をホルダ5上に固定している。7はボート、6はSiO粉末、8は蒸着源の垂直線、9は基板1の法線である。
As clearly shown in FIGS. 9 and 10A, the
基板1は複数枚がホルダ5の傾斜底面側に図12に示すように固定される。また、真空槽10の内壁に沿う案内レール12にホルダ5を連結杆11で取付け、案内レール12に沿って任意の位置に周回できるようにしている。13は電源である。
A plurality of
上記のように、蒸着方向に対して基板1の向きを角度θ(=22.5度)傾斜させて配し、SiOの斜方蒸着を行うことにより、得られたSiO配向膜15の配向方向14は、図13に示すように蒸着方向に対して反時計方向へ角度θだけずれることになる。この配向方向14は、既述した液晶ダイレクタの2つのスイッチ状態のなす角度の2等分線に対応している。
As described above, the orientation of the
これと同様に、他方の基板2に対しては、図14に示すように、基板1の場合とは鏡像の位置関係となるようにホルダ5に固定してSiO斜方蒸着を行うことにより、図15に示すように、得られたSiO配向膜16の配向方向14’はY方向に対して時計方向へ角度θだけずれたものとなる。
Similarly, as shown in FIG. 14, the
上記に得られた配向膜14、15の各配向処理方向14、14’は、図16及び図17に示すように、ウォブリング方向の軸(Y)に関して鏡像関係(図17)又はウォブリング方向と直交方向の軸(X)に関して鏡像関係(図16)をなしている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
そして、これらの各配向膜15、16の各配向処理方向14、14’のヘッド(head)a、a’とテール(tail)とを図16のように互いに重ね合わせるように基板1、2を対向させると、反平行配向のセルを作製できる。これとは逆に、ヘッドaとa’同士を図17のように重ね合わせると、平行配向のセルを作製できる。
Then, the
無機配向膜の形成に関しては、液晶パネルの特性により配向角度を変える必要性があり、又上下基板でも配向膜の配向角度は鏡像状態に形成する必要があり、配向膜を形成する際は、それぞれ形成する配向角度に合わせたホルダーが必要であった。 Regarding the formation of the inorganic alignment film, it is necessary to change the alignment angle depending on the characteristics of the liquid crystal panel, and the alignment angle of the alignment film also needs to be formed in a mirror image state on the upper and lower substrates. A holder that matches the orientation angle to be formed was necessary.
液晶パネルの基板は微細な導電パターンが形成されており、配向膜を形成するワークであるマザー基板には多数個の基板が形成されている。配向膜を形成したくない部分を隠すためのマスクをマザー基板に被せるのが一般的であるが、ワークとマスクには隙間ができ、蒸着された配向膜のエッジがぼやけたり、隙間からワーク上の導電パターンに蒸着され、後で除去しなければならない。マスクが浮いてしまうとマスクの陰ができ、蒸着不良が発生する。配向膜は斜方蒸着のため、特に隙間の影響が大きくなる。 A fine conductive pattern is formed on the substrate of the liquid crystal panel, and a large number of substrates are formed on a mother substrate which is a work for forming an alignment film. It is common to cover the mother substrate with a mask that hides the area where the alignment film is not to be formed. However, there is a gap between the work and the mask, the edges of the deposited alignment film are blurred, or the gap is on the work. The conductive pattern is deposited and must be removed later. If the mask floats, the mask is shaded, resulting in poor deposition. Since the alignment film is oblique deposition, the influence of the gap is particularly large.
ホルダーにワークをセットする際、ワークとホルダーが擦れ傷がつきやすい。また、ホルダーを鏡面仕上げにしておくと、ワークとホルダーが原子間引力によりくっつき、位置合わせや取り外し作業に支障が出ている。ワーク受面はその都度クリーニングしなければならない。 When setting a workpiece in the holder, the workpiece and the holder are easily scratched and scratched. Also, if the holder is mirror-finished, the workpiece and the holder will stick together due to atomic attraction, which hinders alignment and removal work. The workpiece receiving surface must be cleaned each time.
マスクは薄いものであり、変形しやすく、位置合わせ等の取り扱いがし難い。特に、磁石を用いてマスクを吸着させる場合は、作業がし難い。 The mask is thin, easily deformed, and difficult to handle such as alignment. In particular, when a mask is attracted using a magnet, the operation is difficult.
少なくとも、ベースと、ワークを固定するテーブルと、ベースにテーブルを回転可能に固定するベアリングと、テーブルの回転角を確認するための目盛と、テーブルを固定するための手段を具備する斜方蒸着治具とする。 An oblique vapor deposition treatment comprising at least a base, a table for fixing the workpiece, a bearing for rotatably fixing the table to the base, a scale for confirming the rotation angle of the table, and a means for fixing the table. Use tools.
少なくとも、ベースと、ワークを固定するテーブルと、ベースにテーブルを回転可能に固定するベアリングと、テーブルの回転角を確認するための目盛と、テーブルを固定するための手段と、蒸着面以外を覆う防着部材を具備する斜方蒸着治具とする。 At least the base, the table for fixing the workpiece, the bearing for rotatably fixing the table to the base, the scale for checking the rotation angle of the table, the means for fixing the table, and the area other than the deposition surface are covered. An oblique vapor deposition jig having an adhesion preventing member is provided.
少なくとも、ベースと、ワークを固定するテーブルと、ベースにテーブルを回転可能に固定するベアリングと、テーブルの回転角を確認するための目盛と、テーブルを固定するための手段と、蒸着規制用マスクを具備する斜方蒸着治具とする。 At least a base, a table for fixing the workpiece, a bearing for rotatably fixing the table to the base, a scale for checking the rotation angle of the table, a means for fixing the table, and a mask for vapor deposition regulation An oblique vapor deposition jig is provided.
前記テーブルのワーク固定面の複数箇所に磁石を固定し、ワーク上部表面に磁性体で形成された蒸着規制用マスクを配置する斜方蒸着治具とする。 An oblique vapor deposition jig in which magnets are fixed to a plurality of positions on the work fixing surface of the table, and a vapor deposition regulating mask formed of a magnetic material is disposed on the work upper surface.
前記テーブルに設けたワーク受面にテフロン(登録商標)加工等の(ワークに傷がつかない)膜を形成した斜方蒸着治具とする。 An oblique deposition jig in which a film (not scratched on the workpiece) such as Teflon (registered trademark) processing is formed on the workpiece receiving surface provided on the table.
前記マスク外周に補強リングを設けた斜方蒸着治具とする。 The oblique deposition jig is provided with a reinforcing ring on the outer periphery of the mask.
前記補強リングが、前記マスクのテーブルへの位置決め手段を有する斜方蒸着治具とする。 The reinforcing ring is an oblique deposition jig having means for positioning the mask on the table.
前記マスクの複数箇所に膜厚測定用ダミーパターンを形成した斜方蒸着治具とする。 An oblique deposition jig in which dummy patterns for film thickness measurement are formed at a plurality of locations on the mask.
ワークを固定するテーブルがベアリングを介してベースに固定されているため、テーブルを必要な配向角度に設定することができ、従来技術のような多種のホルダーが必要ない。テーブル回転角確認用目盛を設けたので、ベースに対するテーブルの位置設定が容易である。 Since the table for fixing the workpiece is fixed to the base via the bearing, the table can be set to a necessary orientation angle, and various holders as in the prior art are not required. Since the scale for checking the table rotation angle is provided, the position of the table relative to the base can be easily set.
蒸着面以外を覆う防着部材を具備するので、斜方蒸着治具のメンテナンスが容易である。 Since the deposition member that covers other than the vapor deposition surface is provided, maintenance of the oblique vapor deposition jig is easy.
ワーク固定面に複数の磁石を固定し、マスクを磁性体としたのでマスクがワークに密着し、ワークとマスクに隙間がなくなり、蒸着膜のエッジがぼやけることがない。隙間からワーク上の導電パターンに蒸着されることによる、後作業での蒸着膜の除去作業が必要なく また、マスクが浮くことによる蒸着不良の発生が防止できる。 Since a plurality of magnets are fixed to the work fixing surface and the mask is made of a magnetic material, the mask adheres to the work, there is no gap between the work and the mask, and the edge of the deposited film does not blur. It is not necessary to remove the deposited film in the subsequent work by depositing the conductive pattern on the workpiece from the gap, and it is possible to prevent the occurrence of deposition failure due to the mask floating.
テーブルに設けたワーク受面にテフロン(登録商標)加工等を施すことで、加工表面に凹凸が形成され、ワークとワーク受面との接触面積が少なくなり、ワークをテーブルにセットする際、原子間引力によるくっつきが防止でき作業が容易となる。また、テフロン(登録商標)加工等のためワークが擦れても傷がつかない。ワーク受面はその都度クリーニングしなければならないが、ごみ、汚れが付着しないためクリーニングが容易である。 By applying Teflon (registered trademark) processing to the workpiece receiving surface provided on the table, unevenness is formed on the processed surface, reducing the contact area between the workpiece and the workpiece receiving surface, and when setting the workpiece on the table, The sticking due to the thinning force can be prevented and the work becomes easy. Moreover, even if the work is rubbed due to Teflon (registered trademark) processing or the like, it is not damaged. The work receiving surface must be cleaned each time, but it is easy to clean because dust and dirt do not adhere to it.
マスクの外周に補強リングを設けたので、マスクの変形を防止でき、位置合わせ等の作業が容易にできる。特に、磁石を用いてマスクを吸着させる場合は効果的である。 Since the reinforcing ring is provided on the outer periphery of the mask, the deformation of the mask can be prevented and operations such as alignment can be easily performed. In particular, it is effective when a mask is attracted using a magnet.
また、補強リングにテーブルへの位置決め手段を設けたので、マスクだけでの位置決めより位置決め部が補強され、マスクの変形や劣化が防止でき、作業も容易にできる。 Further, since the reinforcing ring is provided with positioning means for the table, the positioning portion is reinforced by positioning only with the mask, the deformation and deterioration of the mask can be prevented, and the work can be facilitated.
マスクの複数箇所に膜厚測定用ダミーパターンを設けたので、膜厚分布管理が容易にできる。特に、斜方蒸着ではワークの位置が蒸着源に対して一定距離にできないので膜厚分布管理に効果的である。 Since film thickness measurement dummy patterns are provided at a plurality of locations on the mask, the film thickness distribution can be easily managed. In particular, the oblique deposition is effective in managing the film thickness distribution because the position of the workpiece cannot be a fixed distance from the deposition source.
少なくとも、ベースと、ワークを固定するテーブルと、ベースにテーブルを回転可能に固定するベアリングと、テーブルの回転角を確認するための目盛と、テーブルを固定するための手段と、蒸着規制用マスクと、蒸着面以外を覆う防着部材を具備する斜方蒸着治具とする。 At least a base, a table for fixing the workpiece, a bearing for rotatably fixing the table to the base, a scale for confirming the rotation angle of the table, a means for fixing the table, and a mask for vapor deposition regulation An oblique vapor deposition jig provided with an adhesion preventing member that covers other than the vapor deposition surface.
図1は本発明の斜方蒸着治具の実施例の概略図であり、(A)は上面図、(B)は側面断面図、(C)は蒸着源との関係を示す側面断面図で基板が搭載してある。図2は本発明の斜方蒸着治具の実施例で(A)は上面図、(B)は正面断面図、(C)は左側面図、(D)は右側面断面図である。図3は本発明の斜方蒸着治具にワークを搭載した図とマスクの図で(A)は上面図、(B)は正面断面図、(C)はマスクの上面図、(D)はマスクの正面断面図である。マスクには補強リングが固定されている。 FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the oblique vapor deposition jig of the present invention, (A) is a top view, (B) is a side cross-sectional view, and (C) is a side cross-sectional view showing a relationship with a vapor deposition source. The board is mounted. 2A is a top view, FIG. 2B is a front sectional view, FIG. 2C is a left side view, and FIG. 2D is a right side sectional view. 3A and 3B are diagrams of a workpiece mounted on the oblique vapor deposition jig of the present invention and a mask. FIG. 3A is a top view, FIG. 3B is a front sectional view, FIG. It is front sectional drawing of a mask. A reinforcing ring is fixed to the mask.
斜方蒸着治具20は、ベース21、ワーク受面22aを形成したテーブル22、ベアリング23、目盛板24、テーブル固定手段25、蒸着規制用マスク26、補強リング27、磁石28等で構成されている。ベース21とテーブル22はベアリング23を介して固定されており、テーブル22はベース21に対し回転できる構造である。斜方蒸着治具20は図1(C)に示すように、蒸着機(不図示)の中で蒸着源に対し所定の蒸着角度(例えば22.5度)になるように固定される。
The oblique
ワーク受面22aには、複数の磁石28(図2では48個)が埋め込まれており、テーブル22の外周付近には目盛板24(図では2個)がベース21に固定されている。テーブル22には、目盛板24の目盛との位置合わせのための確認線22b(本実施例では2箇所)が形成されている。テーブル固定手段25はテーブルを回転して位置決めしてからテーブルを固定するもので、目盛板24に係合しているネジである。
A plurality of magnets 28 (48 pieces in FIG. 2) are embedded in the
蒸着規制用マスク26は、複数の画像エリア30a(図3では89個)を形成したマザー基板であるワーク30の非蒸着膜形成部を覆うためのもので、本実施例では磁性体のステンレスで形成されている。厚さ0.1mmの薄板であり、配向膜を形成するための複数の窓26aが画像エリア30aに対応して形成されている。図3でもわかるように窓26aに対し、桟が細いため撓みやすく変形しやすい。
The vapor
本発明では、蒸着規制用マスク26の外周には補強リング27が固定されている。テーブル22にはガイドピン22c〜22fが植設されており、補強リング27には前記ガイドピン22c〜22fに対応してガイド穴27a、27b及びガイド27c、27dが形成されている。補強リング27により蒸着規制用マスク26は変形しなくなり、取扱が容易となると共に、強度のある補強リング27部でテーブル22に位置決め固定できるので、作業がすこぶるやりやすくなっている。蒸着規制用マスク26の寿命も大幅に延びる。
In the present invention, a reinforcing
ワーク受面22aには多数の磁石28が埋め込まれているため、磁性体で形成した蒸着規制用マスク26は吸着され、ワーク30に密着するので、隙間がなくなる。このため、ワーク30と蒸着規制用マスク26間の隙間に起因する蒸着膜のエッジのぼやけや蒸着不良が防止できる。
Since a large number of
図4はワーク30に対する画像エリア30aの配置と形成する配向膜の配向角度を説明するための図で、(A)は上基板の上面図、(B)は下基板の上面図である。ワークはテーブル22のワーク受面22aに搭載し、図(A)に示すノッチ形状や(B)に示すオリフラ形状を基準にして位置決め固定される。この位置決め作業の際、ワーク受面22aとワーク30の表面がこすれて傷がつきやすいが、本発明ではワーク受面22aにテフロン(登録商標)加工等による薄膜を形成することで、傷の発生を抑制している。また、ワーク受面22aとワーク30の表面が密着して剥がれなくなるのを防止している。これは、テフロン(登録商標)加工等によりワーク受面22aの表面に凹凸のある薄膜を形成することで、滑りやすく剥離しやすい状態を生み出しているからである。また、ワーク受面22aは作業の都度有機溶剤等で清掃するが、汚れが除去しやすいという効果もある。
4A and 4B are diagrams for explaining the arrangement of the
液晶パネルにおいて、上基板と下基板では配向膜の配向角度が異なる。図4(A)では左下から右上に45度の角度で配向し、図4(B)では左上から右下に45度の角度で配向する。 In the liquid crystal panel, the alignment angle of the alignment film differs between the upper substrate and the lower substrate. In FIG. 4 (A), it is oriented at an angle of 45 degrees from the lower left to the upper right, and in FIG. 4 (B), it is oriented at an angle of 45 degrees from the upper left to the lower right.
図5は上基板と下基板の貼り合わせた状態を示す図であり、(A)は上面図、(B)は側面図、(C)は蒸着状態を示す拡大図である。上基板と下基板は図5のように貼着されるが蒸着角度(例えば22.5度)は図(C)に示すように反対方向になる。 5A and 5B are diagrams showing a state in which the upper substrate and the lower substrate are bonded together, in which FIG. 5A is a top view, FIG. 5B is a side view, and FIG. 5C is an enlarged view showing a vapor deposition state. The upper substrate and the lower substrate are attached as shown in FIG. 5, but the vapor deposition angle (for example, 22.5 degrees) is opposite as shown in FIG.
図6は斜方蒸着治具に対するワークの固定状態と蒸着角度を示す図で(A)は上面図、(B)は側面断面図である。図(B)に示すように、蒸着角度は蒸着源に対する配置角度で決定されるが、配向角度は(A)に示すようにベース21に対してテーブル22を位置決めすることで決定される。図(A)では反時計回り方向に45度回転して固定している。発明が解決しようとする課題でも述べたように、無機配向膜の形成に関しては、液晶パネルの特性により配向角度を変える必要性があり、又上下基板でも配向膜の配向角度は鏡像状態に形成する必要があり、配向膜を形成する際は、それぞれ形成する配向角度に合わせたホルダーが必要であったが、本発明の斜方蒸着治具は、ベース21に対してテーブル22が回転できるので、液晶パネルの特性により配向角度がどのように変化しても対応できる。
6A and 6B are views showing a fixed state of the workpiece and the deposition angle with respect to the oblique deposition jig, wherein FIG. 6A is a top view and FIG. 6B is a side sectional view. As shown in FIG. (B), the vapor deposition angle is determined by the arrangement angle with respect to the vapor deposition source, while the orientation angle is determined by positioning the table 22 with respect to the base 21 as shown in (A). In FIG. (A), it is fixed by rotating 45 degrees counterclockwise. As described in the problem to be solved by the invention, regarding the formation of the inorganic alignment film, it is necessary to change the alignment angle depending on the characteristics of the liquid crystal panel, and the alignment angle of the alignment film is formed in a mirror image state on the upper and lower substrates. It is necessary, and when forming the alignment film, a holder matched to the orientation angle to be formed is necessary, but the oblique deposition jig of the present invention can rotate the table 22 with respect to the
図7は斜方蒸着治具に蒸着面以外を覆う防着部材を設けた上面図(A)と正面断面図(B)である。防着部材29は、蒸着規制用マスク26上面以外を覆い、蒸着規制用マスク26上面以外に蒸着膜が形成されないようにするための物で、斜方蒸着治具のメンテナンスを容易にしている。
FIG. 7 includes a top view (A) and a front cross-sectional view (B) in which a deposition member that covers other than the deposition surface is provided on the oblique deposition jig. The adhesion-preventing
図8は蒸着規制マスクに複数(図では4個)の膜厚測定用ダミーパターン31を形成した上面図である。蒸着源からの距離が異なる位置に巻く厚測定用ダミーパターン31を形成しておくことで、ワーク全体の膜厚管理が容易になる。特に、本発明の斜方蒸着治具の様に、テーブルが回転でき、固定位置が可変となる構造では、複数個のダミーパターン31を形成することは効果があり、本図で示すように、蒸着規制用マスクの外縁に90度間隔で設けると管理が容易となる。
FIG. 8 is a top view in which a plurality of (in the figure, four) film thickness
1 基板
2 基板
3 蒸着方向
4 基板の向き
5 ホルダー
6 SiO粉末
7 ボート
8 蒸着源の垂直線
9 基板の法線
10 真空槽
11 連結杆
12 案内レール
13 電源
14 配向方向
14’ 配向方向
15 SiO配向膜
16 SiO配向膜
20 斜方蒸着治具
21 ベース
22 テーブル
22a ワーク受面
22b 確認線
22c ガイドピン
22d ガイドピン
22e ガイドピン
22f ガイドピン
23 ベアリング
24 目盛
25 ネジ
26 蒸着規制用マスク
26a 窓
27 補強リング
27a ガイド穴
27b ガイド穴
27c ガイド
27d ガイド
28 磁石
29 防着部材
30 ワーク
30a 画像エリア
31 ダミーパターン
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