JPH0777677A - ラビング処理後の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】 ラビング処理後の基板Ｗを洗浄する洗浄室1
2、14の手前側に前段処理室10を配設し、前段処理室
に、基板表面に付着した異物を除去するためのエアーナ
イフ30と、基板表面に対し純水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うようにす
るための高圧スプレイ管20とを順次配設する。

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基板表面を洗浄する方
法並びにその方法の実施に使用される基板洗浄装置に関
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基板洗浄方法並びにその方法
を実施するための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
処理後の基板の表面に付着した異物を除去する異物除去
工程と、この異物除去工程によって異物が除去された基
板の表面に対して純水をカーテン状に流下させて供給す
る給水工程と、この給水工程によって純水が供給された
後の基板の表面に洗浄液を供給して基板の表面を洗浄す
る洗浄工程とを行なうようにした。

【０００７】また、上記方法を実施するための基板洗浄
装置は、ラビング処理後の基板の表面に洗浄液を供給し
て基板表面を洗浄する基板洗浄手段の、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ラビ
ング処理後の基板の表面に付着した異物を除去する異物
除去手段と、この異物除去手段の、基板搬送方向におけ
る後方側に配置され、表面から異物が除去された後の基
板の表面に対し純水をカーテン状に流下させて供給し基
板上を流動する純水で基板の表面全体を層状に覆う給水
手段とを備えた前段処理部を配設するようにした。前記
異物除去手段としては、例えば、基板の表面に向かって
加圧空気を吹き付けるエアーナイフ、ドライ超音波装置
などを使用することができる。

【０００８】

【作用】この発明に係る方法によれば、給水工程によっ
て基板表面に対し純水をカーテン状に流下させて基板表
面全体を純水で速やかに濡らし、純水によって濡らされ
た基板表面に洗浄液を供給して基板の表面を洗浄する洗
浄工程を行なうので、界面活性剤の溶出に起因する洗浄
むらの発生を防止することができる。ところが、ポリイ
ミド等の高分子膜の種類によっては、異物が高分子膜に
強固に付着している場合がある。このような場合に、給
水工程において基板の表面に対し純水をカーテン状に流
下させるようにすると、図２に示すように、給水手段、
例えば高圧スプレイ管１から基板Ｗの表面上へカーテン
状に供給された純水２の流れの中において、高分子膜に
付着した異物３が水圧によって引きずられ、その異物３
が核となって純水２の流れに沿った新たなしみ４を生じ
ることがある。

【０００９】この発明に係る方法では、まず、異物除去
工程によってラビング処理後の基板の表面上から、新た
なしみの核となるような大きな異物を取り去るので、給
水工程によって基板の表面に対し純水がカーテン状に供
給されても、副作用的に生ずべき前記しみの発生が防止
される。

【００１０】また、この発明に係る洗浄装置を使用して
ラビング処理後の基板を洗浄するようにしたときは、基
板表面を純水等の洗浄液で濡らす前に、予め、基板表面
全体が純水で速やかに濡らされ、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、それは基板
表面に固着しにくく、かつ、純水は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
共に基板上から流れ落ちることになり、基板表面を洗浄
液で濡らす前に基板表面に対し純水をカーテン状に流下
させて基板表面全体を純水で速やかに濡らすことによ
り、界面活性剤の溶出に起因する洗浄むらの発生を防止
することができる。また、この発明に係る洗浄装置で
は、基板の表面に対し純水がカーテン状に供給される前
に、給水手段の手前側に配置された異物除去手段によっ
て上記の異物が基板上から取り去られるので、基板の表
面に対し純水がカーテン状に供給されることによって副
作用的に生じる前記しみの発生が防止される。

【００１１】

【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。

【００１２】図１は、この発明に係る基板洗浄方法を実
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、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。

【００１３】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、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、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。また、前段
処理室10には、高圧スプレイ管20の手前側に、加圧空気
源に接続されたエアーナイフ30が配設されている。

【００１４】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、基板Ｗ表
面の洗浄が行なわれる。

【００１５】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、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、基板Ｗ
の表面の水切りが行なわれ、その水切り後に基板Ｗの表
面が完全に乾燥させられる。

【００１６】上記構成の装置を使用してラビング処理後
の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基板Ｗが送られてくると、まず、
前段処理室10内において、エアーナイフ30から基板Ｗの
表面に向かって加圧空気が吹き付けられる。これによ
り、基板Ｗ面の高分子膜に異物が強固に付着していたと
しても、その異物は基板Ｗの表面から吹き飛ばされて除
去される。そして、高分子膜面から異物が除去された後
の基板Ｗの表面に対し高圧スプレイ管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
基板上に溶出してきても、その薬剤は、基板表面に固着
することなく基板上から純水と一緒に流れ落ちる。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、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、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
らが基板表面に発生することはない。

【００１７】この発明に係る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、異物除
去手段としては、エアーナイフ以外にもドライ超音波装
置などを使用することができる。また、上記実施例で
は、基板を水平方向へ搬送しながら洗浄する装置を示し
たが、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。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、基板を搬送しながら固定した高
圧スプレイから純水を基板表面へ供給するようにした
が、基板を停止させ、高圧スプレイを基板表面に沿って
平行移動させながら、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、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、この発明に係る基板洗浄方法によれ
ば、また、この発明に係る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、基板表面の
ポリイミド等の高分子膜に異物が強固に付着していたと
しても、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、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】給水手段の手前側に異物除去手段が配設されて
いないときの問題点を説明するための模式的平面図であ
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 搬送ローラ 20 高圧スプレイ管 22 純水 28 カーテン状に流下する純水 30 エアーナイフ Ｗ ラビング処理後の基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶用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基板の表面に洗浄液
   を供給して基板表面を洗浄するラビング処理後の基板の
   洗浄方法において、ラビング処理後の基板の表面に付着
   した異物を除去する異物除去工程と、この異物除去工程
   によって異物が除去された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工程と、この給水工程
   によって純水が供給された後の基板の表面に洗浄液を供
   給して基板の表面を洗浄する洗浄工程とを有することを
   特徴とするラビング処理後の基板の洗浄方法。
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基板の表面に洗浄液を供給し
   て基板表面を洗浄する基板洗浄手段と、前記基板を搬送
   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
   れるラビング処理後の基板の表面に付着した異物を除去
   する異物除去手段と、この異物除去手段の、基板搬送方
   向における後方側に配置され、表面から異物が除去され
   た後の基板の表面に対し純水をカーテン状に流下させて
   供給し基板上を流動する純水で基板の表面全体を層状に
   覆う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基板の洗浄装置。
3. 【請求項３】 異物除去手段が、基板の表面に向かって
   加圧空気を吹き付けるエアーナイフである請求項１記載
   のラビング処理後の基板の洗浄装置。