洗浄力評価方法及び液晶表示装置の製造方法
【課題】 基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することが可能な技術を提供することである。
【解決手段】 ドライ洗浄装置の有機物除去力を基板の接触角で評価する洗浄力評価方法であって、予め被膜を形成した基板を用意し、前記被膜を所定の洗浄時間でドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄時間とは異なる洗浄時間で、前記洗浄工程と異なる前記被膜領域をドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測する工程と、前記各洗浄工程に要した時間と前記接触角の計測値とに基づいて、前記基板に対する洗浄力を評価する工程とを備える洗浄力評価方法である。
【解決手段】 ドライ洗浄装置の有機物除去力を基板の接触角で評価する洗浄力評価方法であって、予め被膜を形成した基板を用意し、前記被膜を所定の洗浄時間でドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄時間とは異なる洗浄時間で、前記洗浄工程と異なる前記被膜領域をドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測する工程と、前記各洗浄工程に要した時間と前記接触角の計測値とに基づいて、前記基板に対する洗浄力を評価する工程とを備える洗浄力評価方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄力評価方法及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法に係わり、特に、フッ素系有機物の被膜がついた基板を洗浄する大気圧プラズマ装置および紫外線装置（ＵＶ装置）などのドライ洗浄装置の有機物除去力を評価するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や半導体装置の製造プロセスにおいて、クリーンルーム雰囲気に存在する可塑剤などの有機物が、保管中あるいは搬送中の基板表面に付着すると、基板のぬれ性や接着強度の低下を引きおこし、製品の歩留まり低下やデバイス性能を劣化させることが知られている。
【０００３】
例えば、液晶表示装置では、液晶分子を一定方向に配列させるために、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板およびカラーフィルタ（ＣＦ：Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板に配向膜が形成される。配向膜はＴＦＴおよびＣＦ基板に均一に形成しなければならないため、配向膜溶液が均一にぬれ広がる必要がある。しかしながら、基板表面に有機汚染が存在すると、配向膜溶液と基板とのぬれ性が低下して配向膜溶液が広がりにくくなり、配向膜が塗布されない部分が発生する。
【０００４】
この配向膜溶液が塗布されない場所すなわち配向膜が形成されない場所では、液晶を配向（初期配向）させることが出来ないため、液晶パネルを組んだ時にバックライトからの光が透過し輝点欠陥となる。このように配向膜が塗付されずに輝点欠陥となる部分はピンホール欠陥とよばれ、製品の歩留まりを低下させるため大きな問題になっている。
【０００５】
このピンホール欠陥を防止する一つの方法として、配向膜を塗布する前の基板表面のぬれ性を向上させるために、ＵＶ洗浄あるいは大気圧プラズマ洗浄などのドライ洗浄、あるいはアルカリ薬液洗浄などのウエット洗浄によって、基板表面の有機汚染が除去されている。特に、近年では、廃液処理が不要で環境負荷が小さく、高スループットに対応可能なドライ洗浄方式が主流になってきている。
【０００６】
また、プロセス雰囲気に由来する有機物の吸着を完全に防ぐことは困難であるため、配向膜塗布前に基板表面の有機汚染を除去することは、製品不良の低減及び歩留まり向上のために必須となっている。特に、大気圧プラズマ洗浄装置やＵＶ洗浄装置の有機汚染除去力低下は歩留まり低下につながるため、これら洗浄装置の汚染除去力を的確に把握する技術が切望されている。
【０００７】
大気圧プラズマ洗浄装置やＵＶ洗浄装置の汚染除去力評価方法として、非特許文献１には、大気圧プラズマ処理後の液晶ガラス基板を水の接触角測定で評価する方法が記載されている。
非特許文献１に記載の除去力評価方法の手順を図２に示し、以下、図２に基づいて説明する。先ず、雰囲気由来の有機物が表面に付着しているガラス基板を用意し（ステップ２１）、このガラス基板を所定時間で大気圧プラズマ洗浄する（ステップ２２）。
次に、洗浄後のガラス基板の接触角を測定し（ステップ２３）、この接触角が予め設定された範囲内（例えば、５°以下）の値であるかを判定し、当該洗浄装置の汚染除去能力の可否を判定していた（ステップ２４）。なお、接触角はぬれ性の指標であり、接触角が小さいほど表面のぬれ性が良いことを表す。ガラス基板の場合、接触角が５°以下であれば清浄と判断され、装置の汚染除去力は問題ないと考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】大気圧プラズマ処理による接着性の向上（松下電工技法Ｎｏｖ．２００２、ｐ．６１−６６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１に記載の従来方法により、洗浄後のガラス基板の接触角が５°以下であり、清浄レベルまで有機汚染が除去可能な大気圧プラズマ洗浄装置を使用して、配向膜塗布前基板の有機汚染除去洗浄を行った場合であっても、ピンホール不良率が通常の水準よりも高くなる場合があり、装置の汚染除去力が必ずしも的確に評価出来ておらず、不良を未然に防ぐことが出来ないという課題がある。
【００１０】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）前記課題を解決すべく、ドライ洗浄装置の有機物除去力を基板の接触角で評価する洗浄力評価方法であって、予め被膜を形成した基板を用意し、前記被膜を所定の洗浄時間でドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄時間とは異なる洗浄時間で、前記洗浄工程と異なる前記被膜領域をドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測する工程と、前記各洗浄工程に要した時間と前記接触角の計測値とに基づいて、前記基板に対する洗浄力を評価する工程とを備える洗浄力評価方法である。
【００１２】
（２）前記課題を解決すべく、ドライ洗浄装置を用いて洗浄した透明基板上に配向膜を形成する工程を備える液晶表示装置の製造方法であって、前記ドライ洗浄装置の洗浄力が、（１）に記載の洗浄力評価方法に基づいて調整された液晶表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することができる。
【００１４】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法を説明するためのフローである。
【図２】従来の除去力評価方法の手順を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における基板への被膜の形成方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における大気圧プラズマ洗浄装置の概略構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法による洗浄時間と接触角との計測結果の一例の図である。
【図６】本発明の実施形態２の洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置における有機汚染除去力の状態変化の計測結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３の液晶表示装置の製造工程を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
〈実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１の洗浄力評価方法を説明するためのフローであり、以下、図１に基づいて、実施形態１の洗浄力評価方法における評価手順を説明する。ただし、以下の説明では、異なる３つの洗浄時間で洗浄した基板に基づいて洗浄力を評価する場合について説明するが、少なくとも２以上の異なる洗浄時間で洗浄した基板に基づいて洗浄力を評価可能である。
【００１８】
図１に示すように、実施形態１の洗浄力評価方法では、まず、基板に被膜を形成する前処理として、例えば、波長１７２ｎｍのエキシマＵＶ（紫外線）を３分間照射して、表面に付着している有機物を除去する（ステップ１１）。すなわち、実施形態１においては洗浄力評価用の基準として用いる基板にシリコン基板（以下、Ｓｉ基板と略記する。）を用いるので、まず、Ｓｉ基板表面を洗浄することにより、該Ｓｉ基板表面の条件を一定の条件に揃えるものである。
【００１９】
なお、実施形態１では、基板としてＳｉ基板を用い、該Ｓｉ基板表面の洗浄条件として波長１７２ｎｍのエキシマＵＶを３分間照射する構成としたが、これに限定されることはない。
例えば、基板としてガラス基板、ＩＴＯ基板（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの無機材料基板、あるいは、ポリイミド膜あるいはアクリル膜などの有機膜が形成された無機材料基板などを適用することも可能である。また、基板のドライ洗浄方法も他の光源の大気圧プラズマ洗浄やＵＶ洗浄等でもよく、さらには洗浄時間も他の時間でもよい。
【００２０】
次に、フッ素系被膜をＳｉ基板表面に形成する（ステップ１２）。すなわち、被膜を形成させる基板としてＳｉウエハ（Ｓｉ基板）を用い、除去対象である有機物としてフッ素系の表面処理剤をＳｉ基板表面に形成することにより、洗浄力の評価用となる基板を形成する。このとき、実施形態１では、異なる３つの洗浄時間に基づいて後の洗浄力評価を行う構成となっているので、３枚のＳｉ基板を用意し各Ｓｉ基板にそれぞれフッ素系の表面処理剤を塗布する。
なお、実施形態１における洗浄力評価用基板の作製方法については、後に詳述する。
【００２１】
次に、ステップ１２で作製したフッ素系有機皮膜のついた３枚のＳｉ基板を、洗浄力評価対象である大気圧プラズマ装置で洗浄する（ステップ１３）。このとき、実施形態１では、後に詳述するように、３枚の基板をそれぞれ異なる所要時間で洗浄を行う構成とする。
なお、後述するように、搬送速度に応じて洗浄時間が変化するので、洗浄時間は便宜的に洗浄装置の有する搬送装置による基板の搬送速度を変えることにより、洗浄時間を異なる構成とした。すなわち、基板搬送型の洗浄装置の場合には、搬送時間と洗浄時間とが比例関係にあるので、各基板をそれぞれ搬送速度２ｍ／ｍｉｎ、３ｍ／ｍｉｎ、及び４ｍ／ｍｉｎ等のように、異なる搬送速度で洗浄することにより、洗浄に要する時間を異なる所要時間として洗浄する構成としている。
【００２２】
次に、異なる時間でそれぞれ洗浄したＳｉ基板に対する水の接触角をそれぞれ測定する（ステップ１４）。このときの接触角の測定方法は、周知の測定方法と同じでよい。
【００２３】
次に、洗浄時間に対する接触角の変化量、すなわち洗浄時間に対する接触角の減少速度を演算する。なお、洗浄時間に対する接触角の減少割合は、基板材料や被膜材料、及びドライ洗浄方法等によって変化することとなるが、実施形態１の洗浄力評価方法においては、演算量を低減させるために直線近似により洗浄時間に対する接触角の減少割合を算出する構成としている。なお、洗浄時間に対する接触角の減少割合の近似方法は、直線近似に限定されることはなく、他の近似方法であってもよい。
【００２４】
次に、ステップ１５で演算された洗浄時間に対する接触角の減少割合に基づいて、当該洗浄装置の洗浄力を判定する（ステップ１６）。このときの洗浄力の判定方法としては、例えば、予め計測された洗浄時間に対する接触角の減少割合と、現在計測された洗浄時間に対する接触角の減少割合との比較や、複数台の洗浄装置を使用している場合には、それぞれに計測された洗浄時間に対する接触角の減少割合をそれぞれ比較する方法等がある。
【００２５】
次に、図３に本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における基板への被膜の形成方法を説明するための図を示し、図１のステップ１２におけるフッ素系被膜の形成方法を詳細に説明する。
【００２６】
図３に示すように、実施形態１の洗浄力評価方法では、Ｓｉ基板としてＳｉウエハ１を用いる構成とする。また、実施形態１では、フッ素系被膜材料として、フッ素系表面処理液（フロロサーフ1060：フロロテクノロジー製）を、フッ素系溶媒（ＨＦＥ−７２００：住友３Ｍ製）で希釈したフッ素系表面処理剤希釈液２を用いることが可能である。ただし、希釈溶媒は表面処理剤と混和するものであれば特に制限はない。
また、フッ素系表面処理剤希釈液２に含有されるフッ素系ポリマー濃度は、形成した被膜の水の接触角が９０°より小さくなるようになっていることが好ましく、１〜５０ｐｐｍが好適である。
【００２７】
前処理したＳｉウエハ１をフッ素系表面処理剤希釈液２に１分間浸漬し引上げ、フッ素系有機被膜を形成したＳｉウエハ１が作製される。なお、実施形態１における汚染の付着方法すなわちフッ素系有機被膜の形成では、基板であるＳｉウエハ１の表面に均一に付着すればよく、前述する浸漬法以外のスピンコート法、又はスリットコート法などの他の手法も適用可能である。
【００２８】
また、前述の手順を３枚のＳｉウエハ１に対して繰り返すことにより、洗浄力評価基板が３枚作製できる。
【００２９】
次に、図４に本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における大気圧プラズマ洗浄装置の概略構成を説明するための図を示し、図１のステップ１３においてＳｉウエハ１を洗浄する大気圧プラズマ洗浄装置について説明する。
【００３０】
図４に示すように、実施形態１の大気圧プラズマ洗浄装置では、基板搬送型の大気圧プラズマ洗浄装置となっており、搬送装置７の上部に大気圧プラズマヘッド３と、該大気圧プラズマヘッド３と対向する電極４とが配置され、その間に窒素（Ｎ２）と空気（Ａｉｒ）の混合ガスが流され、プラズマ５が発生する構成となっている。このプラズマ５の発生に伴う放電に生成されるイオン、電子、及びラジカル粒子が搬送装置７に搭載される搬送用基板（例えば、ガラス基板）６上にＳｉウエハ１を固定し、この搬送用基板６と共に搬送装置７でプラズマ５の発生位置にＳｉウエハ１を移動させ、Ｓｉウエハ１の表面を洗浄する構成となっている。このときの窒素ガス流量及び空気の流量はそれぞれ６００１／ｍｉｎ、７５０ｍｌ／ｍｉｎとなる。
このように、大気圧プラズマ洗浄装置では、搬送装置７による搬送用基板６の搬送速度の調整により、Ｓｉウエハ１の洗浄時間を調整する構成となっている。
【００３１】
次に、図５に本発明の実施形態１の洗浄力評価方法による洗浄時間と接触角との計測結果の一例の図を示し、以下、図５に基づいて、実施形態１の洗浄力評価方法の効果を説明する。
【００３２】
図５に示す計測結果は、ピンホール不良率の異なる２台の大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂについて行い、２つの装置の洗浄力を評価した結果を示すものである。ここで、ピンホール不良率の相対比は、大気圧プラズマ洗浄装置Ａを１とした場合、大気圧プラズマ洗浄装置Ｂは約２倍である。
また、各大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂに対する計測結果は、前述するように、それぞれ３枚のＳｉウエハを用いて、異なる３つの洗浄時間に対する接触角を直線近似で評価する方法としている。
【００３３】
図５に示すように、３つの洗浄時間から接触角の減少率、すなわち直線の傾きを比較すると、大気圧プラズマ洗浄装置Ａの計測結果を示す直線５１の方が大気圧プラズマ洗浄装置Ｂの計測結果を示す直線５２よりも大きく、大気圧プラズマ洗浄装置Ａの洗浄力は大気圧プラズマ洗浄装置Ｂより優っていることが明らかになった。このように、実施形態１の洗浄力評価方法では、洗浄時間に対する接触角の傾きから当該洗浄装置の洗浄力を評価する。
なお、比較のために搬送速度４ｍ／ｍｉｎについて、従来法で評価した結果、大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂ共に洗浄処理後のガラス基板の接触角はいずれも５°であり、大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂの洗浄力の差を確認することはできなかった。
【００３４】
このとき、雰囲気由来の吸着有機物の多くは可塑剤起因の炭化水素系有機物であり、可塑剤起因の炭化水素系有機物は大気圧プラズマ洗浄およびＵＶ洗浄などのドライ洗浄で比較的除去されやすい。しかしながら、液晶表示装置等の製造時におけるピンホール要因となる有機物には、前述する可塑剤以外にフッ素系有機物があることを発明者らは突き止めた。特に、フッ素系有機物は大気圧プラズマ洗浄およびＵＶ洗浄などのドライ洗浄では比較的除去されにくい傾向があることもわかった。
【００３５】
接触角の測定のみの従来の評価方法では、大気圧プラズマ洗浄やＵＶ洗浄で除去されやすい可塑剤由来の有機物を用いて汚染除去力を評価していたため、可塑剤よりも除去が困難でピンホール不良の要因となるフッ素系有機物に対する装置の汚染除去力が低下しても検出することが不可能であった。
【００３６】
これに対して、本発明の実施形態１の洗浄力評価方法では、予めフッ素系被膜を形成した３枚の基板を用意し、この基板を少なくとも異なる２以上の洗浄時間でドライ洗浄すると共に、前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測し、洗浄時間と接触角の計測値とに基づいて、洗浄時間に対する接触角の減少割合を基板に対する洗浄力として評価する評価方法となっているので、雰囲気由来の可塑剤起因の炭化水素系有機物と共に基板表面に付着するフッ素系有機物に対する基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することができる。
【００３７】
〈実施形態２〉
図６は本発明の実施形態２の洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置における有機汚染除去力の状態変化の計測結果を示す図である。特に、図６は本発明の実施形態１の洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置Ａにおける有機汚染除去力（洗浄力）の状態変化を計測したときの経時変化を示す図であり、以下、図６に基づいて、洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置Ａにおける有機汚染除去力の状態変化について説明する。なお、洗浄力評価基板の作製方法および評価手順は、実施形態１に示すものと同様である。
【００３８】
図６において、縦軸は実施形態１に示す手順により評価した洗浄力、すなわち実施形態１に示す図５における洗浄時間に対する接触角の減少率（傾き）の絶対値を表す。また、横軸は装置Ａの洗浄力の評価期間を表す。また、実施形態１に示す大気圧プラズマ洗浄装置Ｂの洗浄力に基づいて設定した洗浄力４．５以上のハッチングで示す領域を洗浄力適正範囲６０とする。なお、洗浄力適正範囲は洗浄力４．５以上に限定されることはなく、種種変更可能である。
【００３９】
図６から明らかなように、評価期間１〜９日の洗浄力のグラフ６１は、洗浄力適正範囲６０に収まっているが、１０日目では適正範囲外となった。そのため、暫定的に洗浄時間の調整を行うことによって、本願発明に基づく洗浄力の低下分を補完し、液晶表示装置の製造時におけるピンホール不良の発生を防止できることを確認した。
【００４０】
〈実施形態３〉
本発明の実施形態３においては、本発明の実施形態１、２の洗浄力評価方法を用いた液晶表示装置の製造工程を説明する。図７は本発明の実施形態３の液晶表示装置の製造工程を説明するための工程図であり、以下、図７に示す工程図に基づいて実施形態３の液晶表示装置の製造方法を説明する。
ただし、図７に示す実施形態３の工程図では、第１基板及び第２基板の洗浄に、実施形態１、２を適用し、洗浄力の低下を防止した洗浄装置を用いる以外の製造工程及び液晶表示装置の構造は、従来と同様である。従って、以下の説明では、第１基板及び第２基板の製造工程における配向膜塗布前の洗浄工程について、詳細に説明する。
【００４１】
図７において、工程７０１から工程７０５は液晶表示装置を構成する一対の透明ガラス基板の内の一方の基板であり、少なくとも各画素内に面状又は複数の線状に形成された共通電極と、この共通電極の上層に絶縁層を介して形成され、共通電極に重畳して形成される線状の複数の画素電極とを有する第１基板（薄膜トランジスタ回路基板）の製造工程を示すものである。
【００４２】
また、工程７０６から工程７１０は他方の基板であり、画素に対応する遮光膜（ブラックマトリクス）及び色フィルタ層（カラーフィルタ層）と該色フィルタ層の上層に形成される保護膜とを有する第２基板（カラーフィルタ基板）の製造工程を示すものである。
【００４３】
さらには、工程７１１から工程７１５は第１基板と第２基板とで液晶層を挟持し、共通電極と画素電極との間に生じる電界で液晶層の液晶分子を駆動する液晶表示装置（液晶セル）を製造する工程を示すものである。
【００４４】
図７に示す製造方法により製造される液晶表示装置では、画素電極と共通電極との間に第１基板の面に平行な成分を有する電界が生じ、この電界によって液晶層の液晶分子を駆動させるようになっている。このような液晶表示装置は、いわゆる広視野角表示ができるものとして知られ、前述の液晶層への電界の印加の特異性からＩＰＳ方式又は横電界方式と称される。
また、図７に示す液晶表示装置（液晶セル）の製造では、マザー基板と称される母体となる大型の透明基板上に多数個の液晶セルを一括で形成した後に、液晶セル毎に切り出しを行ういわゆる多面取りで液晶セルを製造することにより、生産効率を向上させている。
【００４５】
従って、以下の説明においても、多面取りで実施形態１の液晶表示装置を製造する場合について説明する。ただし、本願発明は多面取りに限定されることはなく、１枚の透明基板から１つの液晶表示装置を製造する場合にも適用可能である。
【００４６】
工程７０１は、第１基板の対向面側（液晶層側）に周知の薄膜トランジスタ回路を含む電極及び信号線等を形成する工程である。
この工程では、まず、第１基板である母体基板に複数の走査信号線（ゲート線）と共に、該ゲート線に接続される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する。このゲート電極の上層に絶縁層を形成した後に、該絶縁層の一部領域を薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として使用する薄膜トランジスタの半導体層を形成し、ソース電極とドレイン電極を形成する。このとき、絶縁層の上層部分の液晶セル表示領域内に、ゲート線と交差し、該ゲート線の延在方向に並設される映像信号線（ドレイン線）を形成する。
【００４７】
次に、有機材料からなり平坦化膜として機能する絶縁層を形成し、この絶縁層の上層に共通電極を形成する。次に、この上面に窒化シリコン膜からなる絶縁層を形成し、絶縁層にソース電極まで貫通する開口１１１を形成した後に、画素電極を形成することにより、ドレイン線とゲート線とで囲まれる領域に画素が形成され、各画素に薄膜トランジスタが接続される構成となる。
【００４８】
次に、工程７０２において、実施形態１に示す洗浄力評価方法で洗浄力の監視及び調整がなされた大気圧プラズマ洗浄装置を用いて、第１基板の表面すなわち対向面側を洗浄する。この洗浄により、薄膜トランジスタ等の形成に伴う雰囲気由来の可塑剤起因の炭化水素系有機物と共に、基板表面に付着するフッ素系有機物に対する基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を把握した基板洗浄を行うことが可能となる。
【００４９】
次の工程７０３では、横電界駆動方式の液晶に対応する液晶配向膜（配向膜）を形成する。この工程７０３では、例えば、有機材料からなる配向膜の溶液をフレキソ印刷法等の周知の配向膜塗布方法を用い、基板表面に液塗膜を形成する。
【００５０】
次の工程７０４では、例えば、最高温度が２００〜２８０℃範囲内で加熱焼成処理を行って、配向膜を形成する。
【００５１】
次の工程７０５では、工程７０４で形成した配向膜に液晶配向のための配向処理すなわち初期配向処理を施す。特に、横電界駆動に対応する液晶セルでは、配向膜に対して配向処理が必要であり、例えば、一般的な有機ポリマ配向膜を用いる場合は、ラビング布によるラビング処理を施す。次に、配向膜表面を純水で洗浄し、１００℃で加熱乾燥する。
以上に示す工程７０１〜７０５により、配向膜までが形成された第１基板が形成される。
【００５２】
一方、工程７０６は、第２基板の対向面側（液晶層側）に、カラー表示用の画素を形成するための赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ、及びブラックマトリクス、並びに保護膜を形成する周知の工程である。例えば、第２基板上に、カーボンブラック粒子を含有したアルカリ現像型の感光性ポリマ溶液を塗布し、加熱処理した後に、周知のホトリソグラフィー技術によって、周知のブラックマトリックスパターンを形成する。
【００５３】
次に、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ顔料を含有するアルカリ現像型の感光性カラーフィルタ材料をそれぞれについて、第２基板上に形成することにより、ブラックマトリックと赤色、緑色、青色カラーフィルタパターンからなるカラーフィルタ層を形成する。
【００５４】
次に、工程７０７において、実施形態１に示す洗浄力評価方法で洗浄力の監視及び調整がなされた大気圧プラズマ洗浄装置を用いて、第１基板と同様に、第２基板の表面すなわち対向面側を洗浄する。この洗浄により、カラーフィルタ層の形成に伴う雰囲気由来の炭化水素系有機物と共に、基板表面に付着するフッ素系有機物に対する基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を把握した基板洗浄を行うことが可能となる。
【００５５】
次の工程７０８では、第１基板と同様に、横電界駆動方式の液晶に対応する液晶配向膜（配向膜）を形成する。この工程７０８では、例えば、有機材料からなる配向膜の溶液をフレキソ印刷法等の周知の配向膜塗布方法を用い、基板表面に液塗膜を形成する。
【００５６】
次の工程７０９では、例えば、最高温度が２００〜２８０℃範囲内で加熱焼成処理を行って、配向膜を形成する。
【００５７】
次の工程７１０では、工程７０９で形成した配向膜に液晶配向のための配向処理すなわち初期配向処理を施す。この配向処理においても、第１基板の形成時と同様に、一般的な有機ポリマ配向膜を用いる場合は、ラビング布によるラビング処理を施す。次に、配向膜表面を純水で洗浄し、１００℃で加熱乾燥する。
以上に示す工程７０６〜７１０により、配向膜までが形成された第２基板が形成される。
【００５８】
工程７１１では、第２基板上のシール領域に光熱硬化型シール材料を塗布し、次の工程７１２で、工程７１１で塗布した光熱硬化型シール材料で囲まれた領域に、横電界駆動に対応する液晶を所望の適量を滴下する。
【００５９】
工程７１３では、液晶を挟持するために、第１基板と第２基板とを真空中で貼り合わせ、工程７１４で光照射と加熱処理とを組み合わせてシール材料を硬化する。これにより、液晶層を挟持した液晶セルすなわち液晶層を挟持した表示領域を有する液晶表示装置が１枚の母体基板上に複数個形成される。
この後に、工程７１５で、液晶セル毎に母体基板を切断することによって、複数個の液晶表示装置がそれぞれ分離され、液晶表示装置が形成される。
【００６０】
以上説明したように、実施形態３の液晶表示装置の製造方法では、第１基板に配向膜材料を塗布する前の工程７０２と、第２基板に配向膜材料を塗布する前の工程７０７とにおいて、実施形態１の洗浄力評価方法を用いて、基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を把握した基板洗浄を行うことが可能となり、次の工程７０３、７０８における配向膜材料の塗布不良を防止することができるので、液晶表示装置の製造時におけるピンホール不良の発生に伴う液晶表示装置の製造不良の発生を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施形態１、２の洗浄力評価方法においては、有機物の被膜としてフッ素系撥液剤の例を示したが、従来法と比較して接触角の低下速度が遅い、アクリル膜やポリイミド膜などの有機被膜を用いることも可能である。また、実施形態１では、ドライ洗浄として大気圧プラズマ洗浄の例を述べたが、ＵＶ洗浄についても同様の方法により、洗浄力の有意差を評価することが可能である。
【００６２】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１………………Ｓｉウエハ
２………………フッ素系表面処理剤希釈液
３………………大気圧プラズマヘッド
４………………電極
５………………プラズマ
６………………搬送用基板
７………………搬送装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄力評価方法及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法に係わり、特に、フッ素系有機物の被膜がついた基板を洗浄する大気圧プラズマ装置および紫外線装置（ＵＶ装置）などのドライ洗浄装置の有機物除去力を評価するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や半導体装置の製造プロセスにおいて、クリーンルーム雰囲気に存在する可塑剤などの有機物が、保管中あるいは搬送中の基板表面に付着すると、基板のぬれ性や接着強度の低下を引きおこし、製品の歩留まり低下やデバイス性能を劣化させることが知られている。
【０００３】
例えば、液晶表示装置では、液晶分子を一定方向に配列させるために、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板およびカラーフィルタ（ＣＦ：Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板に配向膜が形成される。配向膜はＴＦＴおよびＣＦ基板に均一に形成しなければならないため、配向膜溶液が均一にぬれ広がる必要がある。しかしながら、基板表面に有機汚染が存在すると、配向膜溶液と基板とのぬれ性が低下して配向膜溶液が広がりにくくなり、配向膜が塗布されない部分が発生する。
【０００４】
この配向膜溶液が塗布されない場所すなわち配向膜が形成されない場所では、液晶を配向（初期配向）させることが出来ないため、液晶パネルを組んだ時にバックライトからの光が透過し輝点欠陥となる。このように配向膜が塗付されずに輝点欠陥となる部分はピンホール欠陥とよばれ、製品の歩留まりを低下させるため大きな問題になっている。
【０００５】
このピンホール欠陥を防止する一つの方法として、配向膜を塗布する前の基板表面のぬれ性を向上させるために、ＵＶ洗浄あるいは大気圧プラズマ洗浄などのドライ洗浄、あるいはアルカリ薬液洗浄などのウエット洗浄によって、基板表面の有機汚染が除去されている。特に、近年では、廃液処理が不要で環境負荷が小さく、高スループットに対応可能なドライ洗浄方式が主流になってきている。
【０００６】
また、プロセス雰囲気に由来する有機物の吸着を完全に防ぐことは困難であるため、配向膜塗布前に基板表面の有機汚染を除去することは、製品不良の低減及び歩留まり向上のために必須となっている。特に、大気圧プラズマ洗浄装置やＵＶ洗浄装置の有機汚染除去力低下は歩留まり低下につながるため、これら洗浄装置の汚染除去力を的確に把握する技術が切望されている。
【０００７】
大気圧プラズマ洗浄装置やＵＶ洗浄装置の汚染除去力評価方法として、非特許文献１には、大気圧プラズマ処理後の液晶ガラス基板を水の接触角測定で評価する方法が記載されている。
非特許文献１に記載の除去力評価方法の手順を図２に示し、以下、図２に基づいて説明する。先ず、雰囲気由来の有機物が表面に付着しているガラス基板を用意し（ステップ２１）、このガラス基板を所定時間で大気圧プラズマ洗浄する（ステップ２２）。
次に、洗浄後のガラス基板の接触角を測定し（ステップ２３）、この接触角が予め設定された範囲内（例えば、５°以下）の値であるかを判定し、当該洗浄装置の汚染除去能力の可否を判定していた（ステップ２４）。なお、接触角はぬれ性の指標であり、接触角が小さいほど表面のぬれ性が良いことを表す。ガラス基板の場合、接触角が５°以下であれば清浄と判断され、装置の汚染除去力は問題ないと考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】大気圧プラズマ処理による接着性の向上（松下電工技法Ｎｏｖ．２００２、ｐ．６１−６６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非特許文献１に記載の従来方法により、洗浄後のガラス基板の接触角が５°以下であり、清浄レベルまで有機汚染が除去可能な大気圧プラズマ洗浄装置を使用して、配向膜塗布前基板の有機汚染除去洗浄を行った場合であっても、ピンホール不良率が通常の水準よりも高くなる場合があり、装置の汚染除去力が必ずしも的確に評価出来ておらず、不良を未然に防ぐことが出来ないという課題がある。
【００１０】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）前記課題を解決すべく、ドライ洗浄装置の有機物除去力を基板の接触角で評価する洗浄力評価方法であって、予め被膜を形成した基板を用意し、前記被膜を所定の洗浄時間でドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄時間とは異なる洗浄時間で、前記洗浄工程と異なる前記被膜領域をドライ洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測する工程と、前記各洗浄工程に要した時間と前記接触角の計測値とに基づいて、前記基板に対する洗浄力を評価する工程とを備える洗浄力評価方法である。
【００１２】
（２）前記課題を解決すべく、ドライ洗浄装置を用いて洗浄した透明基板上に配向膜を形成する工程を備える液晶表示装置の製造方法であって、前記ドライ洗浄装置の洗浄力が、（１）に記載の洗浄力評価方法に基づいて調整された液晶表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することができる。
【００１４】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法を説明するためのフローである。
【図２】従来の除去力評価方法の手順を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における基板への被膜の形成方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における大気圧プラズマ洗浄装置の概略構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態１の洗浄力評価方法による洗浄時間と接触角との計測結果の一例の図である。
【図６】本発明の実施形態２の洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置における有機汚染除去力の状態変化の計測結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態３の液晶表示装置の製造工程を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
〈実施形態１〉
図１は本発明の実施形態１の洗浄力評価方法を説明するためのフローであり、以下、図１に基づいて、実施形態１の洗浄力評価方法における評価手順を説明する。ただし、以下の説明では、異なる３つの洗浄時間で洗浄した基板に基づいて洗浄力を評価する場合について説明するが、少なくとも２以上の異なる洗浄時間で洗浄した基板に基づいて洗浄力を評価可能である。
【００１８】
図１に示すように、実施形態１の洗浄力評価方法では、まず、基板に被膜を形成する前処理として、例えば、波長１７２ｎｍのエキシマＵＶ（紫外線）を３分間照射して、表面に付着している有機物を除去する（ステップ１１）。すなわち、実施形態１においては洗浄力評価用の基準として用いる基板にシリコン基板（以下、Ｓｉ基板と略記する。）を用いるので、まず、Ｓｉ基板表面を洗浄することにより、該Ｓｉ基板表面の条件を一定の条件に揃えるものである。
【００１９】
なお、実施形態１では、基板としてＳｉ基板を用い、該Ｓｉ基板表面の洗浄条件として波長１７２ｎｍのエキシマＵＶを３分間照射する構成としたが、これに限定されることはない。
例えば、基板としてガラス基板、ＩＴＯ基板（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの無機材料基板、あるいは、ポリイミド膜あるいはアクリル膜などの有機膜が形成された無機材料基板などを適用することも可能である。また、基板のドライ洗浄方法も他の光源の大気圧プラズマ洗浄やＵＶ洗浄等でもよく、さらには洗浄時間も他の時間でもよい。
【００２０】
次に、フッ素系被膜をＳｉ基板表面に形成する（ステップ１２）。すなわち、被膜を形成させる基板としてＳｉウエハ（Ｓｉ基板）を用い、除去対象である有機物としてフッ素系の表面処理剤をＳｉ基板表面に形成することにより、洗浄力の評価用となる基板を形成する。このとき、実施形態１では、異なる３つの洗浄時間に基づいて後の洗浄力評価を行う構成となっているので、３枚のＳｉ基板を用意し各Ｓｉ基板にそれぞれフッ素系の表面処理剤を塗布する。
なお、実施形態１における洗浄力評価用基板の作製方法については、後に詳述する。
【００２１】
次に、ステップ１２で作製したフッ素系有機皮膜のついた３枚のＳｉ基板を、洗浄力評価対象である大気圧プラズマ装置で洗浄する（ステップ１３）。このとき、実施形態１では、後に詳述するように、３枚の基板をそれぞれ異なる所要時間で洗浄を行う構成とする。
なお、後述するように、搬送速度に応じて洗浄時間が変化するので、洗浄時間は便宜的に洗浄装置の有する搬送装置による基板の搬送速度を変えることにより、洗浄時間を異なる構成とした。すなわち、基板搬送型の洗浄装置の場合には、搬送時間と洗浄時間とが比例関係にあるので、各基板をそれぞれ搬送速度２ｍ／ｍｉｎ、３ｍ／ｍｉｎ、及び４ｍ／ｍｉｎ等のように、異なる搬送速度で洗浄することにより、洗浄に要する時間を異なる所要時間として洗浄する構成としている。
【００２２】
次に、異なる時間でそれぞれ洗浄したＳｉ基板に対する水の接触角をそれぞれ測定する（ステップ１４）。このときの接触角の測定方法は、周知の測定方法と同じでよい。
【００２３】
次に、洗浄時間に対する接触角の変化量、すなわち洗浄時間に対する接触角の減少速度を演算する。なお、洗浄時間に対する接触角の減少割合は、基板材料や被膜材料、及びドライ洗浄方法等によって変化することとなるが、実施形態１の洗浄力評価方法においては、演算量を低減させるために直線近似により洗浄時間に対する接触角の減少割合を算出する構成としている。なお、洗浄時間に対する接触角の減少割合の近似方法は、直線近似に限定されることはなく、他の近似方法であってもよい。
【００２４】
次に、ステップ１５で演算された洗浄時間に対する接触角の減少割合に基づいて、当該洗浄装置の洗浄力を判定する（ステップ１６）。このときの洗浄力の判定方法としては、例えば、予め計測された洗浄時間に対する接触角の減少割合と、現在計測された洗浄時間に対する接触角の減少割合との比較や、複数台の洗浄装置を使用している場合には、それぞれに計測された洗浄時間に対する接触角の減少割合をそれぞれ比較する方法等がある。
【００２５】
次に、図３に本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における基板への被膜の形成方法を説明するための図を示し、図１のステップ１２におけるフッ素系被膜の形成方法を詳細に説明する。
【００２６】
図３に示すように、実施形態１の洗浄力評価方法では、Ｓｉ基板としてＳｉウエハ１を用いる構成とする。また、実施形態１では、フッ素系被膜材料として、フッ素系表面処理液（フロロサーフ1060：フロロテクノロジー製）を、フッ素系溶媒（ＨＦＥ−７２００：住友３Ｍ製）で希釈したフッ素系表面処理剤希釈液２を用いることが可能である。ただし、希釈溶媒は表面処理剤と混和するものであれば特に制限はない。
また、フッ素系表面処理剤希釈液２に含有されるフッ素系ポリマー濃度は、形成した被膜の水の接触角が９０°より小さくなるようになっていることが好ましく、１〜５０ｐｐｍが好適である。
【００２７】
前処理したＳｉウエハ１をフッ素系表面処理剤希釈液２に１分間浸漬し引上げ、フッ素系有機被膜を形成したＳｉウエハ１が作製される。なお、実施形態１における汚染の付着方法すなわちフッ素系有機被膜の形成では、基板であるＳｉウエハ１の表面に均一に付着すればよく、前述する浸漬法以外のスピンコート法、又はスリットコート法などの他の手法も適用可能である。
【００２８】
また、前述の手順を３枚のＳｉウエハ１に対して繰り返すことにより、洗浄力評価基板が３枚作製できる。
【００２９】
次に、図４に本発明の実施形態１の洗浄力評価方法における大気圧プラズマ洗浄装置の概略構成を説明するための図を示し、図１のステップ１３においてＳｉウエハ１を洗浄する大気圧プラズマ洗浄装置について説明する。
【００３０】
図４に示すように、実施形態１の大気圧プラズマ洗浄装置では、基板搬送型の大気圧プラズマ洗浄装置となっており、搬送装置７の上部に大気圧プラズマヘッド３と、該大気圧プラズマヘッド３と対向する電極４とが配置され、その間に窒素（Ｎ２）と空気（Ａｉｒ）の混合ガスが流され、プラズマ５が発生する構成となっている。このプラズマ５の発生に伴う放電に生成されるイオン、電子、及びラジカル粒子が搬送装置７に搭載される搬送用基板（例えば、ガラス基板）６上にＳｉウエハ１を固定し、この搬送用基板６と共に搬送装置７でプラズマ５の発生位置にＳｉウエハ１を移動させ、Ｓｉウエハ１の表面を洗浄する構成となっている。このときの窒素ガス流量及び空気の流量はそれぞれ６００１／ｍｉｎ、７５０ｍｌ／ｍｉｎとなる。
このように、大気圧プラズマ洗浄装置では、搬送装置７による搬送用基板６の搬送速度の調整により、Ｓｉウエハ１の洗浄時間を調整する構成となっている。
【００３１】
次に、図５に本発明の実施形態１の洗浄力評価方法による洗浄時間と接触角との計測結果の一例の図を示し、以下、図５に基づいて、実施形態１の洗浄力評価方法の効果を説明する。
【００３２】
図５に示す計測結果は、ピンホール不良率の異なる２台の大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂについて行い、２つの装置の洗浄力を評価した結果を示すものである。ここで、ピンホール不良率の相対比は、大気圧プラズマ洗浄装置Ａを１とした場合、大気圧プラズマ洗浄装置Ｂは約２倍である。
また、各大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂに対する計測結果は、前述するように、それぞれ３枚のＳｉウエハを用いて、異なる３つの洗浄時間に対する接触角を直線近似で評価する方法としている。
【００３３】
図５に示すように、３つの洗浄時間から接触角の減少率、すなわち直線の傾きを比較すると、大気圧プラズマ洗浄装置Ａの計測結果を示す直線５１の方が大気圧プラズマ洗浄装置Ｂの計測結果を示す直線５２よりも大きく、大気圧プラズマ洗浄装置Ａの洗浄力は大気圧プラズマ洗浄装置Ｂより優っていることが明らかになった。このように、実施形態１の洗浄力評価方法では、洗浄時間に対する接触角の傾きから当該洗浄装置の洗浄力を評価する。
なお、比較のために搬送速度４ｍ／ｍｉｎについて、従来法で評価した結果、大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂ共に洗浄処理後のガラス基板の接触角はいずれも５°であり、大気圧プラズマ洗浄装置Ａ、Ｂの洗浄力の差を確認することはできなかった。
【００３４】
このとき、雰囲気由来の吸着有機物の多くは可塑剤起因の炭化水素系有機物であり、可塑剤起因の炭化水素系有機物は大気圧プラズマ洗浄およびＵＶ洗浄などのドライ洗浄で比較的除去されやすい。しかしながら、液晶表示装置等の製造時におけるピンホール要因となる有機物には、前述する可塑剤以外にフッ素系有機物があることを発明者らは突き止めた。特に、フッ素系有機物は大気圧プラズマ洗浄およびＵＶ洗浄などのドライ洗浄では比較的除去されにくい傾向があることもわかった。
【００３５】
接触角の測定のみの従来の評価方法では、大気圧プラズマ洗浄やＵＶ洗浄で除去されやすい可塑剤由来の有機物を用いて汚染除去力を評価していたため、可塑剤よりも除去が困難でピンホール不良の要因となるフッ素系有機物に対する装置の汚染除去力が低下しても検出することが不可能であった。
【００３６】
これに対して、本発明の実施形態１の洗浄力評価方法では、予めフッ素系被膜を形成した３枚の基板を用意し、この基板を少なくとも異なる２以上の洗浄時間でドライ洗浄すると共に、前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測し、洗浄時間と接触角の計測値とに基づいて、洗浄時間に対する接触角の減少割合を基板に対する洗浄力として評価する評価方法となっているので、雰囲気由来の可塑剤起因の炭化水素系有機物と共に基板表面に付着するフッ素系有機物に対する基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を的確に把握することができる。
【００３７】
〈実施形態２〉
図６は本発明の実施形態２の洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置における有機汚染除去力の状態変化の計測結果を示す図である。特に、図６は本発明の実施形態１の洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置Ａにおける有機汚染除去力（洗浄力）の状態変化を計測したときの経時変化を示す図であり、以下、図６に基づいて、洗浄力評価方法で大気圧プラズマ洗浄装置Ａにおける有機汚染除去力の状態変化について説明する。なお、洗浄力評価基板の作製方法および評価手順は、実施形態１に示すものと同様である。
【００３８】
図６において、縦軸は実施形態１に示す手順により評価した洗浄力、すなわち実施形態１に示す図５における洗浄時間に対する接触角の減少率（傾き）の絶対値を表す。また、横軸は装置Ａの洗浄力の評価期間を表す。また、実施形態１に示す大気圧プラズマ洗浄装置Ｂの洗浄力に基づいて設定した洗浄力４．５以上のハッチングで示す領域を洗浄力適正範囲６０とする。なお、洗浄力適正範囲は洗浄力４．５以上に限定されることはなく、種種変更可能である。
【００３９】
図６から明らかなように、評価期間１〜９日の洗浄力のグラフ６１は、洗浄力適正範囲６０に収まっているが、１０日目では適正範囲外となった。そのため、暫定的に洗浄時間の調整を行うことによって、本願発明に基づく洗浄力の低下分を補完し、液晶表示装置の製造時におけるピンホール不良の発生を防止できることを確認した。
【００４０】
〈実施形態３〉
本発明の実施形態３においては、本発明の実施形態１、２の洗浄力評価方法を用いた液晶表示装置の製造工程を説明する。図７は本発明の実施形態３の液晶表示装置の製造工程を説明するための工程図であり、以下、図７に示す工程図に基づいて実施形態３の液晶表示装置の製造方法を説明する。
ただし、図７に示す実施形態３の工程図では、第１基板及び第２基板の洗浄に、実施形態１、２を適用し、洗浄力の低下を防止した洗浄装置を用いる以外の製造工程及び液晶表示装置の構造は、従来と同様である。従って、以下の説明では、第１基板及び第２基板の製造工程における配向膜塗布前の洗浄工程について、詳細に説明する。
【００４１】
図７において、工程７０１から工程７０５は液晶表示装置を構成する一対の透明ガラス基板の内の一方の基板であり、少なくとも各画素内に面状又は複数の線状に形成された共通電極と、この共通電極の上層に絶縁層を介して形成され、共通電極に重畳して形成される線状の複数の画素電極とを有する第１基板（薄膜トランジスタ回路基板）の製造工程を示すものである。
【００４２】
また、工程７０６から工程７１０は他方の基板であり、画素に対応する遮光膜（ブラックマトリクス）及び色フィルタ層（カラーフィルタ層）と該色フィルタ層の上層に形成される保護膜とを有する第２基板（カラーフィルタ基板）の製造工程を示すものである。
【００４３】
さらには、工程７１１から工程７１５は第１基板と第２基板とで液晶層を挟持し、共通電極と画素電極との間に生じる電界で液晶層の液晶分子を駆動する液晶表示装置（液晶セル）を製造する工程を示すものである。
【００４４】
図７に示す製造方法により製造される液晶表示装置では、画素電極と共通電極との間に第１基板の面に平行な成分を有する電界が生じ、この電界によって液晶層の液晶分子を駆動させるようになっている。このような液晶表示装置は、いわゆる広視野角表示ができるものとして知られ、前述の液晶層への電界の印加の特異性からＩＰＳ方式又は横電界方式と称される。
また、図７に示す液晶表示装置（液晶セル）の製造では、マザー基板と称される母体となる大型の透明基板上に多数個の液晶セルを一括で形成した後に、液晶セル毎に切り出しを行ういわゆる多面取りで液晶セルを製造することにより、生産効率を向上させている。
【００４５】
従って、以下の説明においても、多面取りで実施形態１の液晶表示装置を製造する場合について説明する。ただし、本願発明は多面取りに限定されることはなく、１枚の透明基板から１つの液晶表示装置を製造する場合にも適用可能である。
【００４６】
工程７０１は、第１基板の対向面側（液晶層側）に周知の薄膜トランジスタ回路を含む電極及び信号線等を形成する工程である。
この工程では、まず、第１基板である母体基板に複数の走査信号線（ゲート線）と共に、該ゲート線に接続される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する。このゲート電極の上層に絶縁層を形成した後に、該絶縁層の一部領域を薄膜トランジスタのゲート絶縁膜として使用する薄膜トランジスタの半導体層を形成し、ソース電極とドレイン電極を形成する。このとき、絶縁層の上層部分の液晶セル表示領域内に、ゲート線と交差し、該ゲート線の延在方向に並設される映像信号線（ドレイン線）を形成する。
【００４７】
次に、有機材料からなり平坦化膜として機能する絶縁層を形成し、この絶縁層の上層に共通電極を形成する。次に、この上面に窒化シリコン膜からなる絶縁層を形成し、絶縁層にソース電極まで貫通する開口１１１を形成した後に、画素電極を形成することにより、ドレイン線とゲート線とで囲まれる領域に画素が形成され、各画素に薄膜トランジスタが接続される構成となる。
【００４８】
次に、工程７０２において、実施形態１に示す洗浄力評価方法で洗浄力の監視及び調整がなされた大気圧プラズマ洗浄装置を用いて、第１基板の表面すなわち対向面側を洗浄する。この洗浄により、薄膜トランジスタ等の形成に伴う雰囲気由来の可塑剤起因の炭化水素系有機物と共に、基板表面に付着するフッ素系有機物に対する基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を把握した基板洗浄を行うことが可能となる。
【００４９】
次の工程７０３では、横電界駆動方式の液晶に対応する液晶配向膜（配向膜）を形成する。この工程７０３では、例えば、有機材料からなる配向膜の溶液をフレキソ印刷法等の周知の配向膜塗布方法を用い、基板表面に液塗膜を形成する。
【００５０】
次の工程７０４では、例えば、最高温度が２００〜２８０℃範囲内で加熱焼成処理を行って、配向膜を形成する。
【００５１】
次の工程７０５では、工程７０４で形成した配向膜に液晶配向のための配向処理すなわち初期配向処理を施す。特に、横電界駆動に対応する液晶セルでは、配向膜に対して配向処理が必要であり、例えば、一般的な有機ポリマ配向膜を用いる場合は、ラビング布によるラビング処理を施す。次に、配向膜表面を純水で洗浄し、１００℃で加熱乾燥する。
以上に示す工程７０１〜７０５により、配向膜までが形成された第１基板が形成される。
【００５２】
一方、工程７０６は、第２基板の対向面側（液晶層側）に、カラー表示用の画素を形成するための赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ、及びブラックマトリクス、並びに保護膜を形成する周知の工程である。例えば、第２基板上に、カーボンブラック粒子を含有したアルカリ現像型の感光性ポリマ溶液を塗布し、加熱処理した後に、周知のホトリソグラフィー技術によって、周知のブラックマトリックスパターンを形成する。
【００５３】
次に、赤色、緑色、青色のカラーフィルタ顔料を含有するアルカリ現像型の感光性カラーフィルタ材料をそれぞれについて、第２基板上に形成することにより、ブラックマトリックと赤色、緑色、青色カラーフィルタパターンからなるカラーフィルタ層を形成する。
【００５４】
次に、工程７０７において、実施形態１に示す洗浄力評価方法で洗浄力の監視及び調整がなされた大気圧プラズマ洗浄装置を用いて、第１基板と同様に、第２基板の表面すなわち対向面側を洗浄する。この洗浄により、カラーフィルタ層の形成に伴う雰囲気由来の炭化水素系有機物と共に、基板表面に付着するフッ素系有機物に対する基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を把握した基板洗浄を行うことが可能となる。
【００５５】
次の工程７０８では、第１基板と同様に、横電界駆動方式の液晶に対応する液晶配向膜（配向膜）を形成する。この工程７０８では、例えば、有機材料からなる配向膜の溶液をフレキソ印刷法等の周知の配向膜塗布方法を用い、基板表面に液塗膜を形成する。
【００５６】
次の工程７０９では、例えば、最高温度が２００〜２８０℃範囲内で加熱焼成処理を行って、配向膜を形成する。
【００５７】
次の工程７１０では、工程７０９で形成した配向膜に液晶配向のための配向処理すなわち初期配向処理を施す。この配向処理においても、第１基板の形成時と同様に、一般的な有機ポリマ配向膜を用いる場合は、ラビング布によるラビング処理を施す。次に、配向膜表面を純水で洗浄し、１００℃で加熱乾燥する。
以上に示す工程７０６〜７１０により、配向膜までが形成された第２基板が形成される。
【００５８】
工程７１１では、第２基板上のシール領域に光熱硬化型シール材料を塗布し、次の工程７１２で、工程７１１で塗布した光熱硬化型シール材料で囲まれた領域に、横電界駆動に対応する液晶を所望の適量を滴下する。
【００５９】
工程７１３では、液晶を挟持するために、第１基板と第２基板とを真空中で貼り合わせ、工程７１４で光照射と加熱処理とを組み合わせてシール材料を硬化する。これにより、液晶層を挟持した液晶セルすなわち液晶層を挟持した表示領域を有する液晶表示装置が１枚の母体基板上に複数個形成される。
この後に、工程７１５で、液晶セル毎に母体基板を切断することによって、複数個の液晶表示装置がそれぞれ分離され、液晶表示装置が形成される。
【００６０】
以上説明したように、実施形態３の液晶表示装置の製造方法では、第１基板に配向膜材料を塗布する前の工程７０２と、第２基板に配向膜材料を塗布する前の工程７０７とにおいて、実施形態１の洗浄力評価方法を用いて、基板洗浄装置における有機汚染除去力の変動を把握した基板洗浄を行うことが可能となり、次の工程７０３、７０８における配向膜材料の塗布不良を防止することができるので、液晶表示装置の製造時におけるピンホール不良の発生に伴う液晶表示装置の製造不良の発生を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施形態１、２の洗浄力評価方法においては、有機物の被膜としてフッ素系撥液剤の例を示したが、従来法と比較して接触角の低下速度が遅い、アクリル膜やポリイミド膜などの有機被膜を用いることも可能である。また、実施形態１では、ドライ洗浄として大気圧プラズマ洗浄の例を述べたが、ＵＶ洗浄についても同様の方法により、洗浄力の有意差を評価することが可能である。
【００６２】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１………………Ｓｉウエハ
２………………フッ素系表面処理剤希釈液
３………………大気圧プラズマヘッド
４………………電極
５………………プラズマ
６………………搬送用基板
７………………搬送装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライ洗浄装置の有機物除去力を基板の接触角で評価する洗浄力評価方法であって、
予め被膜を形成した基板を用意し、前記被膜を所定の洗浄時間でドライ洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄時間とは異なる洗浄時間で、前記洗浄工程と異なる前記被膜領域をドライ洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測する工程と、
前記各洗浄工程に要した時間と前記接触角の計測値とに基づいて、前記基板に対する洗浄力を評価する工程とを備えることを特徴とする洗浄力評価方法。
【請求項２】
前記洗浄工程で用いられる基板は、それぞれ異なる基板であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄力評価方法。
【請求項３】
前記基板の洗浄時間に対する前記接触角の変化量を、洗浄力の指標とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄力評価方法。
【請求項４】
前記洗浄時間と前記接触角の関係が洗浄時間に対して単調減少することを特徴とする請求項３に記載の洗浄力評価方法。
【請求項５】
前記ドライ洗浄が、大気圧プラズマ洗浄又はＵＶ洗浄であることを特徴とする請求項１乃至４の内の何れかに記載の洗浄力評価方法。
【請求項６】
前記被膜が、有機化合物であることを特徴とする請求項１乃至５の内の何れかに記載の洗浄力評価方法。
【請求項７】
前記有機化合物の被膜は、フッ素系有機化合物であることを特徴とする請求項６に記載の洗浄力評価方法。
【請求項８】
前記被膜は、フッ素系の表面処理剤をシリコンウエハに付着させ形成したものであることを特徴とする請求項７に記載の洗浄力評価方法。
【請求項９】
ドライ洗浄装置を用いて洗浄した透明基板上に配向膜を形成する工程を備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記ドライ洗浄装置の洗浄力が、請求項１乃至８に記載の洗浄力評価方法に基づいて調整されたものであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１】
ドライ洗浄装置の有機物除去力を基板の接触角で評価する洗浄力評価方法であって、
予め被膜を形成した基板を用意し、前記被膜を所定の洗浄時間でドライ洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄時間とは異なる洗浄時間で、前記洗浄工程と異なる前記被膜領域をドライ洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程でそれぞれ洗浄された被膜部分の接触角をそれぞれ計測する工程と、
前記各洗浄工程に要した時間と前記接触角の計測値とに基づいて、前記基板に対する洗浄力を評価する工程とを備えることを特徴とする洗浄力評価方法。
【請求項２】
前記洗浄工程で用いられる基板は、それぞれ異なる基板であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄力評価方法。
【請求項３】
前記基板の洗浄時間に対する前記接触角の変化量を、洗浄力の指標とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄力評価方法。
【請求項４】
前記洗浄時間と前記接触角の関係が洗浄時間に対して単調減少することを特徴とする請求項３に記載の洗浄力評価方法。
【請求項５】
前記ドライ洗浄が、大気圧プラズマ洗浄又はＵＶ洗浄であることを特徴とする請求項１乃至４の内の何れかに記載の洗浄力評価方法。
【請求項６】
前記被膜が、有機化合物であることを特徴とする請求項１乃至５の内の何れかに記載の洗浄力評価方法。
【請求項７】
前記有機化合物の被膜は、フッ素系有機化合物であることを特徴とする請求項６に記載の洗浄力評価方法。
【請求項８】
前記被膜は、フッ素系の表面処理剤をシリコンウエハに付着させ形成したものであることを特徴とする請求項７に記載の洗浄力評価方法。
【請求項９】
ドライ洗浄装置を用いて洗浄した透明基板上に配向膜を形成する工程を備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記ドライ洗浄装置の洗浄力が、請求項１乃至８に記載の洗浄力評価方法に基づいて調整されたものであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−３９３２７（Ｐ２０１１−３９３２７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７２８３（Ｐ２００９−１８７２８３）
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]