JP3062860B2 - 基板洗浄法 - Google Patents

基板洗浄法

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JP3062860B2
JP3062860B2 JP4259794A JP4259794A JP3062860B2 JP 3062860 B2 JP3062860 B2 JP 3062860B2 JP 4259794 A JP4259794 A JP 4259794A JP 4259794 A JP4259794 A JP 4259794A JP 3062860 B2 JP3062860 B2 JP 3062860B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルの基板洗浄
法に関わり、特にラビングされた配向膜を有する基板洗
浄法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶の電気光学特性を利用した液
晶表示パネルは、大画面化,大容量化によりOA機器へ
の応用が盛んに進められている。現在、一般に実用化さ
れている液晶表示パネルの動作モードとして、2枚のガ
ラス基板間で液晶分子が90゜捻じれた配向状態を呈する
ツイステッドネマティック(TN)型,180゜〜270゜捻じ
れた配向状態を呈するスーパーツイステッドネマティッ
ク(STN)型がある。前記TN型は主としてアクティブ
マトリックス型液晶表示パネルに、また、前記STN型
は単純マトリックス型液晶パネルにそれぞれ用いられて
いる。
【0003】アクティブマトリックス型液晶表示パネル
あるいは小型サイズの液晶表示パネルに用いられるTN
型の場合、ガラス基板界面において、液晶分子はガラス
基板に対してあるプレチルト角θpを持って一方向に、
かつ均一に配向し、上下のガラス基板間で90゜捻じれた
状態を呈している。90゜捻じれた配向状態は、一般にガ
ラス基板上に形成されたポリイミド薄膜からなる配向膜
をレーヨン布等を用いて一方向にラビング処理し、上下
基板間でその方向が直交するよう配置することにより得
られる。
【0004】図2は液晶表示パネルの基本構成を示す断
面図である。図2において、1は上側ガラス基板、2は
セグメント電極、3は下側ガラス基板、4はコモン電
極、5,6は配向膜、7はカイラルネマチック液晶層、
8はスペーサ、9はシール材、10は偏光板である。
【0005】上記構成の液晶表示パネルにおいて、上側
ガラス基板1と下側ガラス基板3間で、液晶分子が90°
捻じれている場合をツイステッドネマチック(TN)液晶
表示パネル、240°前後捻じれている場合をスーパーツ
イステッドネマチック(STN)液晶表示パネルと称す
る。何れの液晶表示パネルについても、基板に対して液
晶分子は数度の傾き(プレチルト角θp)を持って起き上
がった状態を保ちつつ、上下基板面内で一定方向に配向
している。
【0006】図3は上記液晶分子の配向状態を示す概念
図であって、図3に示すように、基板11の界面での液晶
分子13のプレチルト角θpを決定するのは、電極を含む
基板11と液晶分子13との界面に形成される配向膜12であ
る。通常用いられている配向方法は、上述したように、
まずポリイミド材料などからなる配向膜12を基板11上に
形成し、その表面を一定方向にラビングするというもの
であるが、配向膜12のラビングされ方によりプレチルト
角θpは異なってくる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、図3
に示す液晶分子13の配向を基板11の全面に亙って均一に
制御するためには、全面に亙って均一なラビングを施す
必要がある。均一なラビング状態を得ようとすると、一
般に配向が過度になりやすい。その結果、配向膜12の削
れ屑などの異物14が多数発生して配向膜12上に付着した
り、ラビングに用いるレーヨン布が抜け落ちて、これも
表面に付着したり、またレーヨン布の処理剤が配向膜面
に転移したりする。
【0008】これらの付着物が存在すると、異物14近傍
の液晶分子13が配向乱れ15を起こし、液晶パネル状態で
の表示欠陥を現出してしまう。付着物を除くためには、
ラビング後の配向膜12の表面を洗浄してやることが必要
になる。洗浄方法として、従来は、イソプロピルアルコ
ールを用いたり、洗剤入りの水を用いたりしてきたが、
イソプロピルアルコールは可燃性危険物であり、取り扱
いに特別の設備が必要になる。また、洗剤を混合した水
では洗浄後に洗剤が残留しやすく、これを防ぐためには
洗浄後の純水洗浄を念入りにせねばならず、工数が増え
る上に、洗浄した廃液を処理する特別な設備が必要であ
った。
【0009】本発明は、このような点に鑑み、特別な設
備や工数を増加させることなく、ラビングされた配向膜
を有する基板を洗浄し、ラビングの際に付着する異物を
除去し、表示の均一な液晶パネルの提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、ラビングにより配向処理されたポリイミド
向膜を有する面を、水を電気分解して作製したイオン水
の、配向膜の膜質に変化を与えることがなく、しかも表
面張力が低い、酸性イオン水を用いて洗浄することを特
徴とする。
【0011】
【作用】本発明の基板洗浄法は、基板の洗浄に中性の純
水ではなく、水を電気分解して作製したイオン水を用い
る。特に、ラビング前後の配向膜を洗浄するためには、
配向膜の膜質に変化を与えることがなく、しかも表面張
力が低い酸性イオンを用いるのが好ましい。洗浄に際し
て、洗浄力を高めるため、昇温したり、超音波を併用す
ることも効果的である。
【0012】つまりラビングされた配向膜表面に変化を
与えることなく、低い表面張力を生かして表面に付着し
た異物を除去できることに加えて、レーヨン布から移転
しやすい処理剤の除去にも効果的である。したがって、
イオン水で洗浄した基板を用いて作製した液晶パネル
は、表示欠陥がなく優れた歩留まりと表示の均一性が可
能となる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を説明するに先立ち、前記図
2に示す液晶表示パネルの基本構成の断面図を用いて比
較例を説明する。
【0014】(比較例)シート抵抗値が30Ω/□である酸
化インジュウム・錫(ITO)を有する上側ガラス基板1
をフォトリソグラフィ法によりパターン化し、500μmピ
ッチで400μm幅のストライプ状のセグメント電極2を得
る。同様の手法を用いて、下側ガラス基板3上にストラ
イプ状の同一形状のコモン電極4を形成する。セグメン
ト電極2とコモン電極4はそれぞれ直交するように配置
される。
【0015】このようなセグメント電極2およびコモン
電極4上に、回転塗布法により、厚さ50nmの配向膜5,
6を形成し、240℃で2時間硬化させた。配向膜材料と
してはポリイミドSE−4110(日産化学製)を用いた。この
ように配向膜5,6を形成した上側,下側ガラス基板
1,3面を、レーヨン布を用いて上側,下側ガラス基板
1,3間での液晶の捻じれが240°になる方向にラビン
グ処理した。ラビング後の配向膜5,6の表面には、配
向膜の削れ屑が電極2,4の端部近傍に多数付着してい
ることを確認した。また、このようにラビングした上
側,下側ガラス基板1,3を貼り合わせて、図2に示す
ような液晶パネルを作製した。ここでシール材9として
熱硬化型エポキシ樹脂,直径7μmのスペーサ8(積水フ
ァイン製 商品名ミクロパール)を用い、真空注入法によ
り旋光性物質を添加したネマチック液晶材料(メルク社
製 ZLI-1840)を注入充填し、カイラルネマチック液晶層
7を作成した。作製した液晶パネルを挟むように上下に
偏光板10を配し、1/300デューティーのマルチプレッ
クス駆動で表示させたところ、前記削れ屑が多数付着し
ている部分で輝度ムラが見られたばかりでなく、全体的
に輝度ムラが大きかった。
【0016】(実施例)比較例と同等の上側,下側ガラス
基板1,3を酸性イオン水で洗浄した。用いたイオン水
は図1に示す電気分解水槽で作製した。すなわち、水槽
を仕切るように多孔質膜16を有し、仕切られたA槽17と
B槽18のそれぞれに陰極19と陽極20とを配する。この状
態で陰極19と陽極20間に電場を印加すると、陰極19を有
するA槽17では陰極近傍に集まった水素イオンが水素気
体(H2)となって槽外に放出し、その結果、A槽17には
アルカリイオン水21ができる。一方、陽極20を含むB槽
18では陽極近傍から酸素気体(O2)が発生放出し、B槽1
8に酸性イオン水22ができる。
【0017】水のpH値は電気分解の時間により制御でき
る。本実施例では、pH6の酸性イオン水22を用いた。酸
性イオン水22を満たした水槽を60℃に加温したのち、前
記比較例と同等のラビング後の基板を浸漬し、15分間静
かに放置した。取り出した基板を乾燥し、表面を観察し
たところ、洗浄前に多く付着していた削れ屑は全く存在
しなかった。また、洗浄後の基板を用いて比較例と同じ
方法で液晶パネルを作製し、上下に偏光板10を配し、1
/300デューティーのマルチプレックス駆動で表示させ
たところ、殆ど輝度ムラもなく均一な表示が得られた。
【0018】上記の実施例は、液晶分子を上下で大きく
捻じった、いわゆるスーパーツイステッドネマチック
(STN)モードを用いて説明したが、本発明の基板洗浄
法は、STNモードの液晶表示パネルのみでなく、上下
で90°捻じったツイステッドネマチック(TN)モードに
も有効であり、また薄膜の能動素子を基板上に形成し
た、いわゆるアクティブマトリックス型の液晶表示パネ
ルの洗浄にも用いることができる。
【0019】また、洗浄液のpHとして実施例ではpH6を
用いたが、最適なpHは配向膜の種類にも依存するし、水
温や浸漬時間にも依存する。ただし、縮合系高分子であ
るポリイミドを配向膜として用いる場合には、加水分解
による膜質劣化の観点からアルカリ性であることは好ま
しくない。また、中性に近すぎると洗浄能力が低下する
ので、pHは6.6以下が好ましい。また、洗浄時間を短縮
するために、水温を高くしたり、超音波を加えることも
有効である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板洗浄
法を用いてラビング後の基板を洗浄することにより、ラ
ビング時に付着する異物が除去され、表示の均一な液晶
パネルを提供することが可能となる。また、洗浄液に薬
剤が含まれないため、使用済みの洗浄液の処理が容易
で、環境を汚染することがないという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に用いる電気分解によるイオン水作
製法を示す概念図である。
【図2】本発明の実施対象となる液晶表示パネルの基本
構成を示す断面図である。
【図3】図2の液晶分子の配向状態を示す概念図であ
る。
【符号の説明】
1…上側ガラス基板、 2…セグメント電極、 3…下
側ガラス基板、 4…コモン電極、 5,6,12…配向
膜、 7…カイラルネマチック液晶層、 8…スペー
サ、 9…シール材、 10…偏光板、 11…基板、 13
…液晶分子、 14…異物、 15…配向乱れ、 16…多孔
質膜、 17…A槽、 18…B槽、 19…陰極、 20…陽
極、 21…アルカリイオン水、 22…酸性イオン水。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1333 G02F 1/13 101 G09F 9/00 G09F 9/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラビングにより配向処理されたポリイミ
    配向膜を有する面を、水を電気分解して作製したイオ
    ン水の、配向膜の膜質に変化を与えることがなく、しか
    も表面張力が低い、酸性イオン水を用いて洗浄すること
    を特徴とする基板洗浄法。
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