JPH0764091A - ラビング処理後の角形基板の洗浄方法並びに洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示素子の配向膜形成工程において、水
や純水を使用して枚葉処理方式でラビング処理後の大型
の角形基板を洗浄する場合に、基板表面に洗浄むらが発
生するのを防止する。 【構成】 ラビング処理後の角形基板Ｗを洗浄する前
に、角形基板の両側面にそれぞれ、上端縁が基板の上面
より高く保持された側板30を当接させ、搬送されてくる
基板の表面へ高圧スプレイ管20から純水28をカーテン状
に流下させ、流動する純水で基板の表面全体を層状に覆
い、この状態のまま基板を洗浄室12へ搬送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子（ＬＣ
Ｄ）の製造工程における配向膜形成プロセスにおいて、
液晶用角形基板の表面にポリイミドなどの高分子膜を塗
布しその膜面をラビング処理した後に角形基板表面を洗
浄する方法並びにその方法の実施に使用する角形基板洗
浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤの配向膜は、ガラス基板上に形成
された電極面を被覆するようにポリイミド等の高分子膜
を基板表面に塗布し、その膜面をナイロンやポリエステ
ル等の布帛で一定方向に擦ってラビング処理した後、そ
のラビング処理において発生した削り滓を除去するため
に基板表面を洗浄して形成される。この場合、基板表面
の洗浄は、ラビングで生じた配向性能が変化しないよう
な方法によって行なわれ、従来は、イソプロピルアルコ
ール（ＩＰＡ）やフロンなどの溶剤を使用して基板の洗
浄・乾燥処理を行なっていた。

【０００３】しかしながら、ＩＰＡやフロン等の溶剤を
用いた洗浄方法ではバッチ式処理となり、このため、高
周波、超音波等を利用した物理的洗浄手段を有効に使用
することができず、また、溶剤、特にフロンは、その使
用が規制されており、今後使用できなくなる可能性が高
い。これらの理由から、最近では、洗浄剤として水系洗
浄液又は純水を使用し、洗浄装置の型式が枚葉処理方式
のものに変わりつつある。例えば、特開平３−６２０１
８号公報には、配向膜の膜面を純水で超音波洗浄する方
法が開示されている。また、特開平３−８１７３０号公
報には、配向膜表面に水を流しながら、配向膜表面をラ
ビング処理方向と同一方向にスクラブ処理（ブラシや
布、スポンジ等で配向膜表面を擦る処理）する方法が開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、水や純水な
どの洗浄液によってラビング処理後の基板表面を洗浄し
た場合、基板表面が純水等によって濡れ始める時期に基
板表面に洗浄むらがしばしば発生し、その洗浄むらが消
えずに基板表面にそのまま残ってしまうことが起こる。
この結果、配向膜の配向性能が変化し、製造されたＬＣ
Ｄの表示品質に大きな悪影響を及ぼすことになる。基板
表面に洗浄むらが発生する原因として、配向膜を構成す
るポリイミド等の高分子膜は、基板に対する密着強化の
ため、下地面にシランカップリング剤のような界面活性
剤を塗布しているが、基板洗浄に際しての入水時にその
一部が溶出し、その溶出した薬剤が基板表面に瞬時に固
着して洗浄むらとなる、といったことが考えられる。
尚、界面活性剤の溶出に起因する洗浄むらは、基板表面
を中性洗剤により洗浄すれば消失することもあるが、チ
ルト角の大きいＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマ
ティック）型ＬＣＤでは、洗剤成分によってチルト角或
いは配向性能が微妙に変化してしまい、表示品質に影響
するため、洗剤を使用できない場合が多い。

【０００５】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、水や純水などの洗浄液を
使用して枚葉処理方式でラビング処理後の基板表面を洗
浄する場合に、基板、特に大型の角形基板の表面におけ
る洗浄むらの発生を良好に防止することができる角形基
板洗浄方法、並びに、その方法を実施するための角形基
板洗浄装置を提供することを技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では、ラビング
処理後の角形基板の表面に洗浄液を供給して角形基板表
面を洗浄する前に、角形基板の、互いに対向する平行な
一対の側面にそれぞれ、上端縁が角形基板の上面より高
く保持された側板を当接させ、角形基板の表面に対しそ
の幅方向全体にわたって純水をカーテン状に流下させな
がら角形基板を純水の流下位置に対して相対的に移動さ
せ、洗浄が開始される時点まで、角形基板上を流動する
純水で角形基板の表面全体を層状に覆うようにした。

【０００７】また、上記方法を実施するための角形基板
洗浄装置は、ラビング処理後の角形基板の表面に洗浄液
を供給して角形基板表面を洗浄する角形基板洗浄手段
の、基板搬送方向における手前側に、基板搬送手段によ
って搬送される角形基板の、互いに対向する平行な一対
の側面にそれぞれ当接し、かつ、上端縁が角形基板の上
面より高く保持された左・右の側板と、角形基板の表面
に対し純水をカーテン状に流下させて供給する給水手段
とを備えた前段処理部を配設して構成されている。この
場合、前記基板搬送手段を、同一水平面内において互い
に平行に配置された多数本の回転ローラから構成し、そ
の回転ローラの両端部にそれぞれ鍔を固着して、それら
回転ローラの鍔を前記側板とすることができる。

【０００８】

【作用】この発明に係る洗浄方法により、また上記構成
の洗浄装置を使用して、ラビング処理後の角形基板を洗
浄するようにしたときは、角形基板表面を純水等の洗浄
液で濡らす前に、予め、角形基板表面全体が純水で速や
かに濡らされ、角形基板表面全体が純水で層状に覆われ
濡れた状態にされるため、シランカップリング剤等の界
面活性剤の溶出が起こっても、それは角形基板表面に固
着しにくく、かつ、純水は角形基板上に滞留することな
く常に流動しているため、溶出した薬剤は、純水と共に
角形基板上から流れ落ちることになる。

【０００９】ここで、ポリイミド等の高分子膜が被着形
成された基板は、ラビング処理した後洗浄処理する過程
においては、例えば図５に示すようなパターンを有して
いて表面に段差がある。図５中、１はガラス基板、２は
ポリイミド膜、３はインジウム・チン・オキサイド（Ｉ
ＴＯ）膜である。このような表面状態を持った基板、特
に長さが４００mm以上あるような大型の角形基板の表面
に対し純水をカーテン状に流下させながら図４に示すよ
うに、矢符付方向に基板を移動させると、給水手段、例
えば高圧スプレイ管４から角形基板Ｗの表面上へカーテ
ン状に供給された純水５の流れが、角形基板Ｗの表面の
段差によって中央部へ寄り気味となり、角形基板Ｗの終
端部の両側縁部分には純水が流動せずに、角形基板Ｗの
表面に純水で濡らされない部位６を生じる場合がある。
そして、これが洗浄むらの原因になるといった問題を生
じることになる。これに対し、この発明に係る洗浄方法
では、図３に示すように、角形基板Ｗの表面に対し純水
がカーテン状に供給される際に、角形基板Ｗの一対の側
面にそれぞれ側板７、７を当接させ、その各側板７の上
端縁が角形基板Ｗの上面より高くなるようにされている
ので、角形基板Ｗの両側縁部において水の表面張力によ
って純水が側板７面を伝って流動し、角形基板Ｗの全面
が一様に濡らされることになる。従って、大型の角形基
板でも、その表面全体において上述した作用が確実に行
なわれる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。

【００１１】図１は、この発明に係る角形基板洗浄方法
を実施するための装置の概略構成の１例を示す模式的断
面図である。この角形基板洗浄装置は、前段処理室10、
超音波洗浄室12、スプレイ洗浄室14及び水切り室16を順
次連設して構成されている。そして、それら各室内に
は、角形基板Ｗを搬送するための搬送ローラ18が一列に
設けられている。

【００１２】前段処理室10には、基板搬送路の上方側に
高圧スプレイ管20が配設されている。この高圧スプレイ
管20は、純水22を貯留した純水タンク24に配管接続され
ており、高圧ポンプ26を駆動させることにより、純水タ
ンク24から高圧スプレイ管20へ純水が送給され、高圧ス
プレイ管20のノズルから純水が角形基板Ｗの表面へ噴出
されるようになっている。高圧スプレイ管20のノズル
は、角形基板Ｗの搬送方向に対し直交する方向に複数個
並列して設けられており、純水を角形基板Ｗの表面に対
しカーテン状に高圧、例えば１．８kg／cm²程度の圧力
で流下させる。また、高圧スプレイ管20は、搬送ローラ
18によって搬送されてくる角形基板Ｗに対し、その搬送
方向と逆向きにカーテン状の純水28が供給されるよう
に、基板搬送路上方に設置することが好ましい。このよ
うにすると、角形基板Ｗの表面の、純水28の流下位置を
通過し終った部分に純水のミストが付着してむらを生じ
る心配が無い。さらに、前段処理室10には、搬送ローラ
18によって搬送される角形基板Ｗの、互いに対向する平
行な一対の側面にそれぞれ当接するように、細幅板状の
側板30が左・右に配設されている。この各側板30は、そ
れぞれ上端縁が角形基板Ｗの上面より数mm程度高く保持
されている。

【００１３】超音波洗浄室12には、超音波発生器とスプ
レイ管とを備えた超音波洗浄装置32が角形基板Ｗの搬送
方向に沿って複数並設されている。各超音波洗浄装置32
のスプレイ管は、洗浄水34を貯留した洗浄水タンク36に
ポンプ38を介挿してそれぞれ配管接続されている。そし
て、洗浄水タンク36からポンプ38によって超音波洗浄装
置32へ送給された洗浄水に高周波（メガヘルツ）の超音
波を付与し、超音波洗浄装置32から角形基板Ｗの表面に
対し超音波付与された洗浄水40を供給することにより、
角形基板Ｗ表面の洗浄が行なわれる。

【００１４】また、スプレイ洗浄室14には、搬送ローラ
18によって搬送されてくる角形基板Ｗの表面に対し純水
44を供給するスプレイ管42が配設されている。このスプ
レイ管42は、純水供給源に流路接続されている。この純
水供給源からスプレイ管42及び上記した純水タンク24へ
それぞれ純水が供給される。また、スプレイ管42から噴
出し、角形基板Ｗの表面の洗浄に使用された後の使用水
は、洗浄水タンク36へ送給され、超音波洗浄の洗浄水34
として再使用されるようになっている。スプレイ洗浄室
14に隣接して設けられた水切り室16には、加圧空気源に
接続されたエアーナイフ46が配設されている。そして、
スプレイ洗浄室14から搬送ローラ18によって水切り室16
内へ搬送されてきた洗浄済みの角形基板Ｗの表面に向か
ってエアーナイフ46から加圧空気を吹き付けることによ
り、角形基板Ｗの表面の水切りが行なわれ、その水切り
後に角形基板Ｗの表面が完全に乾燥させられる。

【００１５】上記構成の装置を使用してラビング処理後
の角形基板の表面を洗浄する場合、図示しないラビング
装置からラビング処理後の角形基板Ｗが送られてくる
と、まず、角形基板Ｗは、前段処理室10内において高圧
スプレイ管20からカーテン状に純水28が供給され、表面
全体が速やかに流動状態の純水で層状に覆われて濡らさ
れる。このため、配向膜の下地として塗布されたシラン
カップリング剤などの薬剤が角形基板上に溶出してきて
も、その薬剤は、角形基板表面に固着することなく角形
基板上から純水と一緒に流れ落ちる。そして、この際、
角形基板Ｗの一対の側面にそれぞれ側板30が当接し、そ
の各側板30の上端縁が角形基板Ｗの上面より高くなるよ
うにされているので、角形基板Ｗの両側縁部では水の表
面張力によって純水が側板30面を伝って流動するため、
角形基板Ｗの表面に段差があっても、角形基板Ｗの両側
縁部まで確実に純水で濡らされる。尚、多数の搬送ロー
ラ18からなる基板搬送装置を制御し、前段処理室10内に
おいて角形基板Ｗを搬送する速度を、後段に配設された
超音波洗浄室12、スプレイ洗浄室14及び水切り室16内に
おける基板搬送速度よりも大きくすることが好ましく、
その場合には、角形基板Ｗの表面全体が瞬時に純水によ
って層状に覆われることになり、より効果が大きい。そ
して、角形基板Ｗは、その表面が流動する純水で層状に
覆われて濡れた状態のまま、超音波洗浄室12へ送られる
ので、超音波洗浄の過程で従来のような煙状の洗浄むら
が角形基板表面に発生することはない。

【００１６】図１に示した洗浄装置では、搬送ローラ18
によって搬送される角形基板Ｗの側面に当接するように
細幅板状の側板30を基板搬送方向に沿って固設するよう
にしているが、図２に示すように、搬送ローラ48の両端
部に円形状鍔50、50をそれぞれ一体的に固着し、それら
円形状鍔50、50を側板とすることができる。この場合に
も、円形状鍔50は、搬送ローラ48によって搬送される角
形基板Ｗの両側面にそれぞれ当接するように、搬送ロー
ラ48に取着する必要があり、また、円形状鍔50は、搬送
ローラ48の回転動作に支障が出ない限度で出来るだけ大
きく形成し、隣接する円形状鍔50同士間の隙間が小さく
なるようにするとよい。図中の52は高圧スプレイ管であ
る。

【００１７】この発明に係る角形基板洗浄方法及び装置
は上記のように構成されているが、この発明の範囲は上
記説明並びに図面の内容によって限定されず、要旨を逸
脱しない範囲で種々の変形例を包含し得る。例えば、上
記実施例では、角形基板を水平方向へ搬送しながら洗浄
する方法を示したが、角形基板を鉛直方向に搬送しなが
ら洗浄するようにしてもよい。また、基板搬送手段とし
ては、コンベア方式、ニップローラ方式など、各種の機
構のものを使用し得る。さらに、上記実施例では、角形
基板を搬送しながら固定した高圧スプレイから純水を角
形基板表面へ供給するようにしたが、角形基板を停止さ
せ、高圧スプレイを角形基板表面に沿って平行移動させ
ながら、角形基板表面へ純水を供給するようにしてもよ
い。また、前段処理室、超音波洗浄室、スプレイ洗浄室
及び水切り室における基板搬送速度を低速で一定にし、
前段処理室において高圧スプレイを角形基板表面に沿っ
て基板搬送方向と逆方向へ移動させる構成とし、角形基
板の表面全体に速やかに純水を供給できるようにしても
よい。

【００１８】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る角形基板洗浄方法に
よれば、また、この発明に係る角形基板洗浄装置を使用
すれば、水や純水などの洗浄液を使用した枚葉処理方式
によりラビング処理後の基板表面を洗浄する場合に、大
型の角形基板であっても、基板表面における洗浄むらの
発生を良好に防止することができ、角形基板の洗浄過程
において配向膜の配向性能が維持され、表示品質が平均
化されたＬＣＤを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る角形基板洗浄方法を実施するた
めの装置の概略構成の１例を示す模式的断面図である。

【図２】この発明に係る角形基板洗浄装置の構成要素の
１つである側板の別の構成例を示す平面図である。

【図３】この発明に係る角形基板洗浄方法による作用を
説明するための模式的平面図である。

【図４】角形基板の両側面に側板を当接させないで角形
基板の表面へ純水を供給したときの問題点を説明するた
めの模式的平面図である。

【図５】この発明に係る洗浄方法によって洗浄される角
形基板の１例を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

10 前段処理室 12 超音波洗浄室 14 スプレイ洗浄室 16 水切り室 18、48 搬送ローラ 20、52 高圧スプレイ管 22 純水 28 カーテン状に流下する純水 30 側板 50 円形状鍔（側板） Ｗ ラビング処理後の角形基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶用角形基板の表面に形成された高分
   子膜の膜面をラビング処理した後にその角形基板の表面
   に洗浄液を供給して角形基板表面を洗浄する方法におい
   て、洗浄前に、前記角形基板の、互いに対向する平行な
   一対の側面にそれぞれ、上端縁が角形基板の上面より高
   く保持された側板を当接させ、角形基板の表面に対しそ
   の幅方向全体にわたって純水をカーテン状に流下させな
   がら角形基板を純水の流下位置に対して相対的に移動さ
   せ、洗浄が開始される時点まで、角形基板上を流動する
   純水で角形基板の表面全体を層状に覆うようにすること
   を特徴とするラビング処理後の角形基板の洗浄方法。
2. 【請求項２】 表面に形成された高分子膜の膜面がラビ
   ング処理された後の液晶用角形基板の表面に洗浄液を供
   給して角形基板表面を洗浄する基板洗浄手段と、前記角
   形基板を搬送する基板搬送手段とを備えてなるラビング
   処理後の角形基板の洗浄装置において、基板搬送方向に
   おける、前記基板洗浄手段の手前側に、前記基板搬送手
   段によって搬送される角形基板の、互いに対向する平行
   な一対の側面にそれぞれ当接し、かつ、上端縁が角形基
   板の上面より高く保持された左・右の側板と、前記角形
   基板の表面に対し純水をカーテン状に流下させて供給す
   る給水手段とを備えた前段処理部を配設したことを特徴
   とするラビング処理後の角形基板の洗浄装置。
3. 【請求項３】 基板搬送手段が、同一水平面内において
   互いに平行に配置された多数本の回転ローラから構成さ
   れるとともに、側板が、前記回転ローラの両端部に固着
   されて回転ローラの鍔を形成した請求項２記載の、ラビ
   ング処理後の角形基板の洗浄装置。