薄膜基板、表示装置、加熱装置、薄膜基板加熱方法及び表示装置製造方法
【課題】絶縁性基板を発熱プレートに接触させて加熱すると共に、基板を導電性のホットプレートから剥離する際に、基板の剥離帯電を抑制する。
【解決手段】薄膜トランジスタ基板は、ガラス基板である絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された導電膜１２とで構成される。加熱装置３０は、薄膜トランジスタ基板１０を加熱する際に発熱する発熱プレート３１と、薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２を吸着して固定させる吸着穴３２と、薄膜トランジスタ基板１０と接触し、発熱プレート３１上に載置させると共に、発熱プレート３１から剥離させる基板支持部３３と、基板支持部３３を昇降させる昇降機構３４と、により構成される。
【解決手段】薄膜トランジスタ基板は、ガラス基板である絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された導電膜１２とで構成される。加熱装置３０は、薄膜トランジスタ基板１０を加熱する際に発熱する発熱プレート３１と、薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２を吸着して固定させる吸着穴３２と、薄膜トランジスタ基板１０と接触し、発熱プレート３１上に載置させると共に、発熱プレート３１から剥離させる基板支持部３３と、基板支持部３３を昇降させる昇降機構３４と、により構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜基板、表示装置、加熱装置、薄膜基板加熱方法及び表示装置製造方法に係り、より詳しくは、薄膜が形成される薄膜基板及びその製造方法、その薄膜基板を使用した表示装置及びその製造方法、その薄膜基板を加熱するための加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置をはじめとする表示装置の薄膜トランジスタ基板、カラーフィルタ基板及び半導体集積回路の製造時に用いられるシリコン基板等に半導体回路等の薄膜を形成する工程には、様々な熱処理工程が含まれている。例えば、液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板では、絶縁性のガラス基板に配線をフォトリソグラフィ工程を用いて形成する際のレジストのベーク工程や、配向膜を形成する際の焼成工程等がそれにあたる。このような熱処理工程において使用される加熱源には、加熱炉、ホットプレート、赤外線ランプ、温風などがあるが、このうちホットプレートを用いた場合には、熱伝達を原理とした加熱であるため、他の加熱源に比べ短時間に基板を昇温することが可能である。
【０００３】
ホットプレートによる加熱では、通常、熱処理の対象となる基板は、ロボットアームがホットプレートまで搬送し、ホットプレート上に突き出している複数のピン状の基板支持部の上に載置する。引き続き基板支持部の昇降動作により基板は、ホットプレート上に静置される。ホットプレート上にて所定の加熱処理が行なわれると、基板は基板支持部の昇降動作によりホットプレート上から剥離され、ロボットアームにより次工程へと搬送される。
【０００４】
ここで、ホットプレート上からの基板を剥離する際には、ガラスなどの絶縁性の基板と、主にアルミニウムなどの材料で構成される導電性のホットプレートとの剥離となるため、基板が帯電する現象が起こる（以下、「剥離帯電」という。）。このような剥離帯電は、直接的に基板に形成された配線の短絡の原因となるだけでなく、空気中の微粒子を吸いよせ、回路不具合の原因となり、特に液晶表示装置等の表示装置の基板の場合には、表示機能に影響を与える恐れがある。
【０００５】
特許文献１には、ホットプレートを用いた加熱方法として、基板とホットプレートの間に所定の距離を設けて加熱する、一般にプロキシミティ加熱と呼ばれる方法が開示されている。特許文献２は、剥離帯電は基板とホットプレートとの接触面の面積に比例するため、基板支持部の昇降順序を２段階にし、１度に剥離する面積を小さくすることで、基板の剥離帯電を小さくすることについて開示している。また、特許文献３は、絶縁性基板の接触面に帯電しにくい材料のコーティングを施し、基板の剥離帯電を抑制することについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６３−０７９６３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２５１２５７号公報
【特許文献３】特開平０６−２１２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
剥離帯電は、絶縁体と導電体を剥離する際に生じる現象であるため、絶縁体と導電体を接触させなければ発生しない。そのため、上述の剥離帯電を抑制する方法はそれぞれ有効であると考えられる。しかしながら、特許文献１の方法では、基板の剥離帯電は発生しないものの、加熱原理が輻射熱および空気を介した熱伝導であるため加熱時間が増加し、これにより熱処理工程にかかる時間を増加させてしまう。例えば、２０℃から２００℃に加熱する場合、基板をホットプレートに接触させて加熱する場合は１０秒程で昇温されるのに対し、基板とホットプレートの間に１ｍｍの距離を設けたプロキシミティ加熱の場合は２００秒程の時間を必要とする。
【０００８】
また、特許文献２のように、基板を段階的に剥離した場合には、帯電量を減少させることはできるものの、充分に小さくすることはできないため、依然として空気中の微粒子を吸い寄せてしまう。また、特許文献３のように、基板をコーティングした場合には、帯電量を充分に小さくすることはできるものの、近年用いられている２ｍ角以上の大型のガラス基板では、材料コストが増大する。また、液晶ディスプレイとしての表示機能を低下させないようにするため、コーティングの材料は透明度の高い材料しか使用できない。さらに、剥離時に基板下面のコーティングと基板支持部の先端が接触してコーティングが剥がれてしまう恐れもある。
【０００９】
本発明は上述のような事情に鑑みてされたものであり、薄膜基板をホットプレートに接触させて加熱すると共に、薄膜基板を導電性のホットプレートから剥離する際に、薄膜基板の剥離帯電を抑制する薄膜基板、薄膜基板の加熱方法、加熱装置、その薄膜基板を用いた表示装置及びその表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の薄膜基板は、薄膜が形成される薄膜基板であって、絶縁性の基材からなる絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一方の面上で、前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える薄膜基板である。
【００１１】
ここで、「薄膜基板」の語は、基板上に薄膜が形成される基板を意味し、「薄膜」には、薄膜トランジスタをはじめとする半導体回路だけでなく、液晶表示装置のカラーフィルタ等、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、スパッタリングやインクジェット等により形成される薄膜すべてを含むものとする。また、「外縁に沿って」が意味する形状は、外縁に接する形状のほか、外縁から離れていて外縁に沿う形状を含むものとする。
【００１２】
また、本発明の薄膜基板は、前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、格子状に形成された導電膜である格子状導電膜を更に備えることができる。
【００１３】
また、本発明の薄膜基板では、前記形成された格子状に形成された導電膜の領域が切断される、とすることができる。
【００１４】
また、本発明の薄膜基板において、前記周囲導電膜及び前記格子状導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されてもよい。
【００１５】
また、本発明の薄膜基板は、前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、前記周囲導電膜とは独立して複数箇所に形成された導電膜である独立導電膜を更に備えてもよい。
【００１６】
また、本発明の薄膜基板において、前記周囲導電膜及び前記独立導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されていてもよい。
【００１７】
本発明の表示装置は、透明な絶縁性の基材からなる矩形状の絶縁性基板と、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面の角部に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える表示装置である。
【００１８】
また、本発明の表示装置において、前記周囲導電膜は、前記角部を含み前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成される、とすることができる。
【００１９】
本発明の加熱装置は、薄膜が形成される薄膜基板の加熱工程に用いられる加熱装置であって、前記薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の少なくとも一部を吸着する吸着部と、前記薄膜基板を加熱するために、高温となる発熱プレート部と、前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する基板支持部と、を備える加熱装置である。
【００２０】
また、本発明の加熱装置において、前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成され、前記吸着部は、前記格子状に形成された導電膜の一部も更に吸着する、とすることができる。
【００２１】
また、本発明の加熱装置において、前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成され、前記吸着部は、前記複数箇所に形成された導電膜の一部も更に吸着する、ことができる。
【００２２】
本発明の薄膜基板製造方法は、薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の一部を吸着し、発熱プレート部に前記薄膜基板を固定する吸着工程と、前記発熱プレート部が発熱することにより、前記吸着工程において固定された前記薄膜基板を加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後、前記吸着部による吸着を停止し、前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する剥離支持工程と、を備える薄膜基板製造方法である。
【００２３】
また、本発明の薄膜基板製造方法は、前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成された導電膜の一部を更に吸着し、前記基板支持工程では、前記格子状に形成された導電膜を更に剥離する、とすることができる。
【００２４】
また、本発明の薄膜基板製造方法は、前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成された導電膜の一部を更に吸着し、前記基板支持工程では、前記複数箇所に形成された導電膜を更に剥離する、とすることができる。
【００２５】
また、本発明の薄膜基板製造方法は、前記吸着工程において、前記導電膜に囲われた内側の領域は、前記発熱プレート部との間で密閉される、とすることができる。
【００２６】
本発明の表示装置製造方法は、上述の薄膜基板製造方法のうち、いずれかの一つの薄膜基板製造方法により薄膜基板を加熱する加熱工程と、前記加熱工程を経て製造された前記薄膜基板を切断する切断工程と、を備える表示装置製造方法である。
【００２７】
また、本発明の表示装置製造方法は、前記切断工程の前に、前記薄膜基板及び絶縁性の基材からなる他の薄膜基板とを、前記薄膜基板と前記他の薄膜基板との間に液晶組成物を封止して接着する接着工程を更に備える、とすることができる。
【００２８】
また、本発明の表示装置製造方法は、前記切断工程においては、前記薄膜基板上の導電膜が形成された領域を切断する、とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る表示装置用の薄膜トランジスタ基板の概略を示した平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係り、表示装置用の薄膜トランジスタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置した状態を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのIIＢ−IIＢ線における断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係り、薄膜トランジスタ基板と加熱装置とを使用した加熱方法を説明するための図である。
【図４Ａ】薄膜トランジスタ基板が載置された発熱プレートの吸着穴付近の拡大断面を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａと同じ視点の図であり、加熱された薄膜トランジスタ基板の様子を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係り、薄膜トランジスタ基板を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。
【図６】本発明の表示装置に係る液晶表示装置を示す図である。
【図７】本発明の比較例に係るカラーフィルタ基板及び加熱装置について示す図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置した状態を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのVIIIＢ−VIIIＢ線における断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係り、カラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。
【図１０】切断後の液晶表示パネルの平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の変形例に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置した状態を示す平面図である。
【図１２】図１１のカラーフィルタ基板の切断後のカラーフィルタ基板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３１】
［第１実施形態］
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る表示装置用の薄膜トランジスタ基板１０の概略を示した図である。図１Ａは薄膜トランジスタ基板１０の平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面図である。薄膜トランジスタ基板１０は、ガラス基板である絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された導電膜１２とで構成されている。なお、導電膜１２が形成された反対側の面には半導体回路を構成するための薄膜が形成されている。導電膜１２の膜厚は０．０１〜１ｍｍである。導電膜１２の材料は絶縁性基板１１に成膜可能な導電性材料であり、例えば、ガラス基板に対しては、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、チタン、クロム、タンタル、スズ、亜鉛、およびこれらを基材とした合金や、ポリアセチレン、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリフェニルアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレンなどの導電性ポリマーなどを用いることができる。これらの導電性材料は、スパッタリング、スピンコート、インクジェットなどの方法により、パターニング用のマスクを使用して絶縁性基板１１の片面に成膜される。なお、絶縁性基板１１の外周部に設けられた導電膜１２の幅Ｂは、後述する半導体回路１８が設けられた領域、すなわち液晶ディスプレイの表示領域の外に形成されるようにすることで、非透明な導電性材料を用いることができる。
【００３２】
図２Ａ及び図２Ｂは、薄膜トランジスタ基板１０を、本発明の加熱装置の一実施形態である加熱装置３０の発熱プレート３１上に載置した際の状態を示した図である。図２Ａは平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのIIＢ−IIＢ線における断面図である。加熱装置３０は、薄膜トランジスタ基板１０を加熱する際に発熱する発熱プレート３１と、内部に負圧を発生させることにより薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２を吸着して固定させる吸着穴３２と、薄膜トランジスタ基板１０と接触し、発熱プレート３１上に載置させると共に、発熱プレート３１から剥離させる基板支持部３３と、基板支持部３３を昇降させる昇降機構３４と、により構成されている。
【００３３】
発熱プレート３１は、絶縁性基板１１を加熱するための平坦な導電体の部材である。基板支持部３３は、先端部が薄膜トランジスタ基板１０に触れることにより、薄膜トランジスタ基板１０を昇降させることができる複数のピン状の部材で構成され、先端部が発熱プレート３１の上面よりも上及び下に移動できるように昇降機構３４に取り付けられている。吸着穴３２は薄膜トランジスタ基板１０を吸着するために設けられ、薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２に接触するように配置され、発熱プレート３１を貫通して設けられ、真空ポンプなどに接続されている。
【００３４】
図３は、第１実施形態に係り、薄膜トランジスタ基板１０と加熱装置３０とを使用した加熱方法を説明するための図である。この図に示されるように、まず、基板支持部３３の先端を発熱プレート３１の上面よりも上に突き出した状態において（ステップＳ１１）、導電膜１２の設けられた面を下にした薄膜トランジスタ基板１０はロボットアーム４７により搬送され、基板支持部３３上に載置される（ステップＳ１２）。この際、基板支持部３３は導電膜１２とは接触しない位置に配置されているため、導電膜１２が破損する恐れはない。薄膜トランジスタ基板１０を基板支持部３３に載置した後、昇降機構３４が降下し、基板支持部３３上の薄膜トランジスタ基板１０が発熱プレート３１上に載置され、吸着穴３２が導電膜１２の部分を吸着し、発熱プレート３１が発熱することにより、薄膜トランジスタ基板１０の加熱を開始する（ステップＳ１３）。加熱の終了後、昇降機構３４は再び上昇し、薄膜トランジスタ基板１０を発熱プレート３１から剥離させる（ステップＳ１４）。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂは、薄膜トランジスタ基板１０が載置された発熱プレート３１の吸着穴３２付近の拡大断面を示す図である。図４Ａに示されるように、薄膜トランジスタ基板１０が発熱プレート３１上に載置される際、導電膜１２と発熱プレート３１が接触し、導電膜１２は吸着穴３２に吸引され吸着される。その後、絶縁性基板１１と発熱プレート３１との間で、導電膜１２により密閉された空気が熱膨張すると共に、絶縁性基板１１自体も加熱されていくにつれて熱膨張するが、絶縁性基板１１の導電膜１２が形成された部分は吸着されて動かないために基板の面方向に伸びることができず、図４Ｂに示されるように、基板の中央部分が凸状となる。
【００３６】
例えば、熱膨張率０．０００００５２／℃、２００ｍｍ角、厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラスでは、２０℃から２００℃まで加熱すると０．２ｍｍ程の熱膨張が生じ、基板の中央部分が４ｍｍ程ホットプレート面から離れ、凸状に変形する。この変形は絶縁性基板１１の全長より十分小さいため、絶縁性基板１１が破損する恐れはない。絶縁性基板１１の中央部分が凸状に変形することにより、吸着穴３２の存在しない導電膜１２の内側部分は発熱プレート３１と接触しないため、剥離した際に剥離帯電が生じることはない。
【００３７】
また、薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２部分が吸着されていることにより、絶縁性基板１１と発熱プレート３１との間に生じた空間が密閉された状態となり、空間の温度が急速に上昇する。これにより、基板とホットプレートの間に所定の距離を設けるプロキシミティ加熱に比べ急速に基板に熱を伝えることができ、絶縁性基板１１を短時間で加熱することが可能である。より詳細には、２０℃から２００℃に加熱する場合、ホットプレートに接触させて加熱する場合は１０秒程で昇温できるのに対し、基板とホットプレートの間に１ｍｍの距離を設けたプロキシミティ加熱の場合は２００秒程の時間がかかり、本発明による加熱の場合には４０秒程で昇温できる。
【００３８】
図５は、薄膜トランジスタ基板１０を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。一方の面の外縁に沿って内側に導電膜１２が形成された薄膜トランジスタ基板１０は、導電膜１２のない他方の面に、薄膜が重ねられて形成されるトランジスタ等の半導体回路１８が形成される（ステップＳ２１）。この半導体回路１８の形成の際に、焼成等により薄膜トランジスタ基板１０に生じた残留応力の緩和等を目的として、薄膜トランジスタ基板１０は加熱処理される（ステップＳ２２）。加熱処理では、図３と同様に、薄膜トランジスタ基板１０は、発熱プレート３１上に、導電膜１２が発熱プレート３１に接触するように設置されて、加熱される。
【００３９】
引き続き、半導体回路１８の上層には配向膜１４が形成され（ステップＳ２３）、半導体回路１８の形成時と同様の加熱処理が行われる（ステップＳ２４）。加熱処理後、薄膜トランジスタ基板１０と、上述と同様の工程でカラーフィルタの形成されたカラーフィルタ基板２０とをそれぞれ常温まで冷却し、配向膜１４及びカラーフィルタ基板２０の配向膜２４の形成された面を向い合わせて張り合わせ、その間に液晶１７を封止する（ステップＳ２５）。その後、重ね合わされた２つの基板の周囲の余分な部分が切断され（ステップＳ２６）、液晶表示パネル２５となる。この液晶表示パネル２５に、回路基板や筐体等を取り付けることにより、図６に示されるような、液晶表示装置２６が完成する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートとを接触させて加熱すると共に、接触していない絶縁性基板と発熱プレートで構成される空間を密閉しているため、加熱時間を短縮することができる。また、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートのみが接触されているため、剥離帯電を抑制することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
図７は、本発明の比較例に係るカラーフィルタ基板５０及び加熱装置５５について示す図である。カラーフィルタ基板５０は、第１実施形態の薄膜トランジスタ基板１０と同様に、ガラス基板である絶縁性基板５１と、絶縁性基板５１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された導電膜５２とで構成されている。また、加熱装置５５は、第１実施形態の加熱装置５５と同様に、カラーフィルタ基板５０を加熱する際に発熱する発熱プレート５６と、内部に負圧を発生することにより薄膜トランジスタ基板１０を吸着して固定させる吸着穴５７と、により構成されている。
【００４２】
カラーフィルタ基板５０は、上述した第１実施形態の薄膜トランジスタ基板１０と比較して、全長Ｌと厚さＴの比が大きくなっている。カラーフィルタ基板５０の絶縁性基板５１の全長Ｌと厚さＴの比が大きい場合、絶縁性基板５１は自重により基板中央部付近が下にたわみ、発熱プレート５６と接触してしまう。例えば、３００ｍｍ角、厚さ１ｍｍ、ヤング率８０ＭＰａ、ポワソン比０．２、密度２．５ｇ／ｃｍ３のガラス基板では、基板中央部が１．４ｍｍ程下にたわみ、導電膜５２の厚さＴを超えてしまうため、発熱プレート５６と接触してしまう。絶縁性基板５１と発熱プレート５６が接触すると、剥離の際に剥離帯電が生じる恐れがある。
【００４３】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の第２実施形態に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置したの状態を示す図である。図８Ａは平面図であり、図８Ｂは、図８ＡのVIIIＢ−VIIIＢ線における断面図である。カラーフィルタ基板６０は、切断されて複数の画像表示装置のカラーフィルタ基板として用いられる、いわゆる多数個取り基板であり、ガラス基板である絶縁性基板６１と、絶縁性基板６１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された周囲導電膜６２と、周囲導電膜６２の内側に、格子状に形成された格子状導電膜６３とで構成されている。
【００４４】
加熱装置７０は、カラーフィルタ基板６０を加熱する際に発熱する発熱プレート７１と、内部に負圧を発生させることによりカラーフィルタ基板６０の周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３を発熱プレート７１に吸着して固定させる吸着穴７２と、カラーフィルタ基板６０と接触し、発熱プレート７１上に載置させると共に、発熱プレート７１から剥離させる基板支持部７３と、基板支持部７３を昇降させる昇降機構７４と、により構成されている。上述した第１実施形態の加熱装置３０と異なる点は、カラーフィルタ基板６０の格子状導電膜６３に対応する部分にも吸着穴７２が設けられている点である。
【００４５】
なお、格子状導電膜６３を形成する導電性材料と、周囲導電膜６２を形成する導電性材料は、必ずしも同じ材料を用いる必要はない。格子状導電膜６３が周囲導電膜６２の内側に格子状に設けられているため、その部分を吸着した場合、全長Ｌと厚さＴの比が小さい基板を加熱しているのと同様に、絶縁性基板６１が発熱プレート７１と接触することがなく、すなわち、剥離した際にも剥離帯電が生じることがない。また、基板支持部７３は周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３とは接触しない位置に配置されていることで、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が破損する恐れもない。
【００４６】
図９は、図８Ａ及び図８Ｂに示したカラーフィルタ基板６０を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が形成されたカラーフィルタ基板６０は、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３のない他方の面に、カラーフィルタの薄膜６４が形成される（ステップＳ３１）。この薄膜６４の形成の際に、焼成等によりカラーフィルタ基板６０に生じた残留応力の緩和等を目的として、第１実施形態の図３と同様に、カラーフィルタ基板６０は加熱処理される（ステップＳ３２）。加熱処理では、カラーフィルタ基板６０は、発熱プレート７１上に、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が発熱プレート７１に接触するように設置されて、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３は吸着穴７２（図８Ｂ）に吸引されることにより、カラーフィルタ基板６０が固定され、加熱される。
【００４７】
引き続き、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３の上層には配向膜６５が形成され（ステップＳ３３）、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３の形成時と同様の加熱処理が行われる（ステップＳ３４）。加熱処理後、カラーフィルタ基板６０と、上述と同様の工程で薄膜トランジスタの形成された薄膜トランジスタ基板６９とをそれぞれ常温まで冷却し、配向膜６５及び薄膜トランジスタ基板６９の配向膜７５の形成された面を向い合わせて張り合わせ、その間に液晶６７を封止する（ステップＳ３５）。その後、重ね合わされた２つの基板の周囲の余分な部分が切断され（ステップＳ３６）、液晶表示パネル７６となる。
【００４８】
図１０には、切断後の液晶表示パネル７６の平面図が示されている。本実施形態では、切断される領域は周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が設けられた領域となっており、図１０に示されるように、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が設けられた領域は、液晶表示パネル７６の表示領域７７の外側であり、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が非透明な物質により形成されても、表示に影響をあたえない。この液晶表示パネル７６に、回路基板や筐体等を取り付けることにより、第１実施形態の図６と同様の液晶表示装置が完成する。
【００４９】
図１１は、本発明の第２実施形態の変形例に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板８０を加熱装置９０の発熱プレート９１に設置した状態を示す平面図である。カラーフィルタ基板８０は、ガラス基板である絶縁性基板８１と、絶縁性基板８１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された周囲導電膜８２と、周囲導電膜８２の内側に、周囲導電膜８２とは独立に、矩形状に複数形成された独立導電膜８３とで構成されている。
【００５０】
加熱装置９０は、第１実施形態と同様に、カラーフィルタ基板８０を加熱する際に発熱する発熱プレート９１と、内部に負圧を発生することによりカラーフィルタ基板８０の周囲導電膜８２及び独立導電膜８３を吸着して固定させる吸着穴９２と、カラーフィルタ基板８０と接触し、発熱プレート９１上に載置させると共に、発熱プレート９１から剥離させる基板支持部９３と、基板支持部９３を昇降させる不図示の昇降機構と、により構成されている。この変形例において、上述の第２実施形態と異なる点は、格子状導電膜６３の代わりに複数の独立した独立導電膜８３が形成されており、発熱プレート９１上の吸着穴９２は、周囲導電膜８２及び独立導電膜８３に対応する面に設けられている点である。
【００５１】
図１２には、図１１のカラーフィルタ基板８０の切断後のカラーフィルタ基板８５が示されている。本実施形態において、切断は、独立導電膜８３上を通過するように行われるため、切断後のカラーフィルタ基板８５の四隅には、独立導電膜８３が残る。なお、この場合においても、独立導電膜８３は、表示領域８７の外側に形成されているため、独立導電膜８３が非透明な物質により形成されても、表示に影響をあたえない。
【００５２】
この変形例のように構成した場合であっても、上述した第２実施形態のカラーフィルタ基板６０と同様に、独立導電膜８３が周囲導電膜８２の内側に設けられているため、その部分を吸着した場合、全長Ｌと厚さＴの比が小さい基板を加熱しているのと同様に、絶縁性基板８１が発熱プレート９１と接触せず、すなわち、剥離した際にも剥離帯電が生じることがない。また、基板支持部９３は周囲導電膜８２及び独立導電膜８３とは接触しない位置に配置されていることで、周囲導電膜８２及び独立導電膜８３が破損する恐れもない。また、第２実施形態のカラーフィルタ基板６０と比較して、導電膜を形成する面積が小さいため、導電膜を形成するための材料を削減することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートとを接触させて加熱すると共に、接触していない絶縁性基板と発熱プレートで構成される空間を密閉するため、加熱時間を短縮することができる。また、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートのみが接触されているため、剥離帯電を抑制することができる。また、絶縁性基板が大きい場合であっても、絶縁性基板が直接発熱プレートに接触することがないため、剥離帯電を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述の各実施形態においては、薄膜基板を適用する表示装置を液晶表示装置としたが、薄膜基板を用いる有機ＥＬ表示装置等その他の表示装置であってもよい。
【００５５】
また、本発明の絶縁性基板をガラス基板としたが、半導体ウェハ等のガラス基板以外の絶縁性基板であってもよく、表示装置以外の装置に用いられるものでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 薄膜トランジスタ基板、１１ 絶縁性基板、１２ 導電膜、１４ 配向膜、１７ 液晶、１８ 半導体回路、２０ カラーフィルタ基板、２４ 配向膜、２５ 液晶表示パネル、２６ 液晶表示装置、３０ 加熱装置、３１ 発熱プレート、３２ 吸着穴、３３ 基板支持部、３４ 昇降機構、４７ ロボットアーム、５０ カラーフィルタ基板、５１ 絶縁性基板、５２ 導電膜、５５ 加熱装置、５６ 発熱プレート、５７ 吸着穴、６０ カラーフィルタ基板、６１ 絶縁性基板、６２ 周囲導電膜、６３ 格子状導電膜、６４ 薄膜、６５ 配向膜、６７ 液晶、６９ 薄膜トランジスタ基板、７０ 加熱装置、７１ 発熱プレート、７２ 吸着穴、７３ 基板支持部、７４ 昇降機構、７５ 配向膜、７６ 液晶表示パネル、７７ 表示領域、８０ カラーフィルタ基板、８１ 絶縁性基板、８２ 周囲導電膜、８３ 独立導電膜、８５ カラーフィルタ基板、８７ 表示領域、９０ 加熱装置、９１ 発熱プレート、９２ 吸着穴、９３ 基板支持部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜基板、表示装置、加熱装置、薄膜基板加熱方法及び表示装置製造方法に係り、より詳しくは、薄膜が形成される薄膜基板及びその製造方法、その薄膜基板を使用した表示装置及びその製造方法、その薄膜基板を加熱するための加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置をはじめとする表示装置の薄膜トランジスタ基板、カラーフィルタ基板及び半導体集積回路の製造時に用いられるシリコン基板等に半導体回路等の薄膜を形成する工程には、様々な熱処理工程が含まれている。例えば、液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板では、絶縁性のガラス基板に配線をフォトリソグラフィ工程を用いて形成する際のレジストのベーク工程や、配向膜を形成する際の焼成工程等がそれにあたる。このような熱処理工程において使用される加熱源には、加熱炉、ホットプレート、赤外線ランプ、温風などがあるが、このうちホットプレートを用いた場合には、熱伝達を原理とした加熱であるため、他の加熱源に比べ短時間に基板を昇温することが可能である。
【０００３】
ホットプレートによる加熱では、通常、熱処理の対象となる基板は、ロボットアームがホットプレートまで搬送し、ホットプレート上に突き出している複数のピン状の基板支持部の上に載置する。引き続き基板支持部の昇降動作により基板は、ホットプレート上に静置される。ホットプレート上にて所定の加熱処理が行なわれると、基板は基板支持部の昇降動作によりホットプレート上から剥離され、ロボットアームにより次工程へと搬送される。
【０００４】
ここで、ホットプレート上からの基板を剥離する際には、ガラスなどの絶縁性の基板と、主にアルミニウムなどの材料で構成される導電性のホットプレートとの剥離となるため、基板が帯電する現象が起こる（以下、「剥離帯電」という。）。このような剥離帯電は、直接的に基板に形成された配線の短絡の原因となるだけでなく、空気中の微粒子を吸いよせ、回路不具合の原因となり、特に液晶表示装置等の表示装置の基板の場合には、表示機能に影響を与える恐れがある。
【０００５】
特許文献１には、ホットプレートを用いた加熱方法として、基板とホットプレートの間に所定の距離を設けて加熱する、一般にプロキシミティ加熱と呼ばれる方法が開示されている。特許文献２は、剥離帯電は基板とホットプレートとの接触面の面積に比例するため、基板支持部の昇降順序を２段階にし、１度に剥離する面積を小さくすることで、基板の剥離帯電を小さくすることについて開示している。また、特許文献３は、絶縁性基板の接触面に帯電しにくい材料のコーティングを施し、基板の剥離帯電を抑制することについて開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６３−０７９６３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２５１２５７号公報
【特許文献３】特開平０６−２１２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
剥離帯電は、絶縁体と導電体を剥離する際に生じる現象であるため、絶縁体と導電体を接触させなければ発生しない。そのため、上述の剥離帯電を抑制する方法はそれぞれ有効であると考えられる。しかしながら、特許文献１の方法では、基板の剥離帯電は発生しないものの、加熱原理が輻射熱および空気を介した熱伝導であるため加熱時間が増加し、これにより熱処理工程にかかる時間を増加させてしまう。例えば、２０℃から２００℃に加熱する場合、基板をホットプレートに接触させて加熱する場合は１０秒程で昇温されるのに対し、基板とホットプレートの間に１ｍｍの距離を設けたプロキシミティ加熱の場合は２００秒程の時間を必要とする。
【０００８】
また、特許文献２のように、基板を段階的に剥離した場合には、帯電量を減少させることはできるものの、充分に小さくすることはできないため、依然として空気中の微粒子を吸い寄せてしまう。また、特許文献３のように、基板をコーティングした場合には、帯電量を充分に小さくすることはできるものの、近年用いられている２ｍ角以上の大型のガラス基板では、材料コストが増大する。また、液晶ディスプレイとしての表示機能を低下させないようにするため、コーティングの材料は透明度の高い材料しか使用できない。さらに、剥離時に基板下面のコーティングと基板支持部の先端が接触してコーティングが剥がれてしまう恐れもある。
【０００９】
本発明は上述のような事情に鑑みてされたものであり、薄膜基板をホットプレートに接触させて加熱すると共に、薄膜基板を導電性のホットプレートから剥離する際に、薄膜基板の剥離帯電を抑制する薄膜基板、薄膜基板の加熱方法、加熱装置、その薄膜基板を用いた表示装置及びその表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の薄膜基板は、薄膜が形成される薄膜基板であって、絶縁性の基材からなる絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一方の面上で、前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える薄膜基板である。
【００１１】
ここで、「薄膜基板」の語は、基板上に薄膜が形成される基板を意味し、「薄膜」には、薄膜トランジスタをはじめとする半導体回路だけでなく、液晶表示装置のカラーフィルタ等、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、スパッタリングやインクジェット等により形成される薄膜すべてを含むものとする。また、「外縁に沿って」が意味する形状は、外縁に接する形状のほか、外縁から離れていて外縁に沿う形状を含むものとする。
【００１２】
また、本発明の薄膜基板は、前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、格子状に形成された導電膜である格子状導電膜を更に備えることができる。
【００１３】
また、本発明の薄膜基板では、前記形成された格子状に形成された導電膜の領域が切断される、とすることができる。
【００１４】
また、本発明の薄膜基板において、前記周囲導電膜及び前記格子状導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されてもよい。
【００１５】
また、本発明の薄膜基板は、前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、前記周囲導電膜とは独立して複数箇所に形成された導電膜である独立導電膜を更に備えてもよい。
【００１６】
また、本発明の薄膜基板において、前記周囲導電膜及び前記独立導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されていてもよい。
【００１７】
本発明の表示装置は、透明な絶縁性の基材からなる矩形状の絶縁性基板と、前記絶縁性基板の少なくとも一方の面の角部に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える表示装置である。
【００１８】
また、本発明の表示装置において、前記周囲導電膜は、前記角部を含み前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成される、とすることができる。
【００１９】
本発明の加熱装置は、薄膜が形成される薄膜基板の加熱工程に用いられる加熱装置であって、前記薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の少なくとも一部を吸着する吸着部と、前記薄膜基板を加熱するために、高温となる発熱プレート部と、前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する基板支持部と、を備える加熱装置である。
【００２０】
また、本発明の加熱装置において、前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成され、前記吸着部は、前記格子状に形成された導電膜の一部も更に吸着する、とすることができる。
【００２１】
また、本発明の加熱装置において、前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成され、前記吸着部は、前記複数箇所に形成された導電膜の一部も更に吸着する、ことができる。
【００２２】
本発明の薄膜基板製造方法は、薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の一部を吸着し、発熱プレート部に前記薄膜基板を固定する吸着工程と、前記発熱プレート部が発熱することにより、前記吸着工程において固定された前記薄膜基板を加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後、前記吸着部による吸着を停止し、前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する剥離支持工程と、を備える薄膜基板製造方法である。
【００２３】
また、本発明の薄膜基板製造方法は、前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成された導電膜の一部を更に吸着し、前記基板支持工程では、前記格子状に形成された導電膜を更に剥離する、とすることができる。
【００２４】
また、本発明の薄膜基板製造方法は、前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成された導電膜の一部を更に吸着し、前記基板支持工程では、前記複数箇所に形成された導電膜を更に剥離する、とすることができる。
【００２５】
また、本発明の薄膜基板製造方法は、前記吸着工程において、前記導電膜に囲われた内側の領域は、前記発熱プレート部との間で密閉される、とすることができる。
【００２６】
本発明の表示装置製造方法は、上述の薄膜基板製造方法のうち、いずれかの一つの薄膜基板製造方法により薄膜基板を加熱する加熱工程と、前記加熱工程を経て製造された前記薄膜基板を切断する切断工程と、を備える表示装置製造方法である。
【００２７】
また、本発明の表示装置製造方法は、前記切断工程の前に、前記薄膜基板及び絶縁性の基材からなる他の薄膜基板とを、前記薄膜基板と前記他の薄膜基板との間に液晶組成物を封止して接着する接着工程を更に備える、とすることができる。
【００２８】
また、本発明の表示装置製造方法は、前記切断工程においては、前記薄膜基板上の導電膜が形成された領域を切断する、とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る表示装置用の薄膜トランジスタ基板の概略を示した平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係り、表示装置用の薄膜トランジスタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置した状態を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのIIＢ−IIＢ線における断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係り、薄膜トランジスタ基板と加熱装置とを使用した加熱方法を説明するための図である。
【図４Ａ】薄膜トランジスタ基板が載置された発熱プレートの吸着穴付近の拡大断面を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａと同じ視点の図であり、加熱された薄膜トランジスタ基板の様子を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係り、薄膜トランジスタ基板を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。
【図６】本発明の表示装置に係る液晶表示装置を示す図である。
【図７】本発明の比較例に係るカラーフィルタ基板及び加熱装置について示す図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置した状態を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのVIIIＢ−VIIIＢ線における断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係り、カラーフィルタ基板を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。
【図１０】切断後の液晶表示パネルの平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の変形例に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置した状態を示す平面図である。
【図１２】図１１のカラーフィルタ基板の切断後のカラーフィルタ基板を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３１】
［第１実施形態］
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る表示装置用の薄膜トランジスタ基板１０の概略を示した図である。図１Ａは薄膜トランジスタ基板１０の平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における断面図である。薄膜トランジスタ基板１０は、ガラス基板である絶縁性基板１１と、絶縁性基板１１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された導電膜１２とで構成されている。なお、導電膜１２が形成された反対側の面には半導体回路を構成するための薄膜が形成されている。導電膜１２の膜厚は０．０１〜１ｍｍである。導電膜１２の材料は絶縁性基板１１に成膜可能な導電性材料であり、例えば、ガラス基板に対しては、金、銀、銅、プラチナ、アルミニウム、チタン、クロム、タンタル、スズ、亜鉛、およびこれらを基材とした合金や、ポリアセチレン、ポリアズレン、ポリフェニレン、ポリフェニルアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレンなどの導電性ポリマーなどを用いることができる。これらの導電性材料は、スパッタリング、スピンコート、インクジェットなどの方法により、パターニング用のマスクを使用して絶縁性基板１１の片面に成膜される。なお、絶縁性基板１１の外周部に設けられた導電膜１２の幅Ｂは、後述する半導体回路１８が設けられた領域、すなわち液晶ディスプレイの表示領域の外に形成されるようにすることで、非透明な導電性材料を用いることができる。
【００３２】
図２Ａ及び図２Ｂは、薄膜トランジスタ基板１０を、本発明の加熱装置の一実施形態である加熱装置３０の発熱プレート３１上に載置した際の状態を示した図である。図２Ａは平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのIIＢ−IIＢ線における断面図である。加熱装置３０は、薄膜トランジスタ基板１０を加熱する際に発熱する発熱プレート３１と、内部に負圧を発生させることにより薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２を吸着して固定させる吸着穴３２と、薄膜トランジスタ基板１０と接触し、発熱プレート３１上に載置させると共に、発熱プレート３１から剥離させる基板支持部３３と、基板支持部３３を昇降させる昇降機構３４と、により構成されている。
【００３３】
発熱プレート３１は、絶縁性基板１１を加熱するための平坦な導電体の部材である。基板支持部３３は、先端部が薄膜トランジスタ基板１０に触れることにより、薄膜トランジスタ基板１０を昇降させることができる複数のピン状の部材で構成され、先端部が発熱プレート３１の上面よりも上及び下に移動できるように昇降機構３４に取り付けられている。吸着穴３２は薄膜トランジスタ基板１０を吸着するために設けられ、薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２に接触するように配置され、発熱プレート３１を貫通して設けられ、真空ポンプなどに接続されている。
【００３４】
図３は、第１実施形態に係り、薄膜トランジスタ基板１０と加熱装置３０とを使用した加熱方法を説明するための図である。この図に示されるように、まず、基板支持部３３の先端を発熱プレート３１の上面よりも上に突き出した状態において（ステップＳ１１）、導電膜１２の設けられた面を下にした薄膜トランジスタ基板１０はロボットアーム４７により搬送され、基板支持部３３上に載置される（ステップＳ１２）。この際、基板支持部３３は導電膜１２とは接触しない位置に配置されているため、導電膜１２が破損する恐れはない。薄膜トランジスタ基板１０を基板支持部３３に載置した後、昇降機構３４が降下し、基板支持部３３上の薄膜トランジスタ基板１０が発熱プレート３１上に載置され、吸着穴３２が導電膜１２の部分を吸着し、発熱プレート３１が発熱することにより、薄膜トランジスタ基板１０の加熱を開始する（ステップＳ１３）。加熱の終了後、昇降機構３４は再び上昇し、薄膜トランジスタ基板１０を発熱プレート３１から剥離させる（ステップＳ１４）。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂは、薄膜トランジスタ基板１０が載置された発熱プレート３１の吸着穴３２付近の拡大断面を示す図である。図４Ａに示されるように、薄膜トランジスタ基板１０が発熱プレート３１上に載置される際、導電膜１２と発熱プレート３１が接触し、導電膜１２は吸着穴３２に吸引され吸着される。その後、絶縁性基板１１と発熱プレート３１との間で、導電膜１２により密閉された空気が熱膨張すると共に、絶縁性基板１１自体も加熱されていくにつれて熱膨張するが、絶縁性基板１１の導電膜１２が形成された部分は吸着されて動かないために基板の面方向に伸びることができず、図４Ｂに示されるように、基板の中央部分が凸状となる。
【００３６】
例えば、熱膨張率０．０００００５２／℃、２００ｍｍ角、厚さ１ｍｍのホウケイ酸ガラスでは、２０℃から２００℃まで加熱すると０．２ｍｍ程の熱膨張が生じ、基板の中央部分が４ｍｍ程ホットプレート面から離れ、凸状に変形する。この変形は絶縁性基板１１の全長より十分小さいため、絶縁性基板１１が破損する恐れはない。絶縁性基板１１の中央部分が凸状に変形することにより、吸着穴３２の存在しない導電膜１２の内側部分は発熱プレート３１と接触しないため、剥離した際に剥離帯電が生じることはない。
【００３７】
また、薄膜トランジスタ基板１０の導電膜１２部分が吸着されていることにより、絶縁性基板１１と発熱プレート３１との間に生じた空間が密閉された状態となり、空間の温度が急速に上昇する。これにより、基板とホットプレートの間に所定の距離を設けるプロキシミティ加熱に比べ急速に基板に熱を伝えることができ、絶縁性基板１１を短時間で加熱することが可能である。より詳細には、２０℃から２００℃に加熱する場合、ホットプレートに接触させて加熱する場合は１０秒程で昇温できるのに対し、基板とホットプレートの間に１ｍｍの距離を設けたプロキシミティ加熱の場合は２００秒程の時間がかかり、本発明による加熱の場合には４０秒程で昇温できる。
【００３８】
図５は、薄膜トランジスタ基板１０を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。一方の面の外縁に沿って内側に導電膜１２が形成された薄膜トランジスタ基板１０は、導電膜１２のない他方の面に、薄膜が重ねられて形成されるトランジスタ等の半導体回路１８が形成される（ステップＳ２１）。この半導体回路１８の形成の際に、焼成等により薄膜トランジスタ基板１０に生じた残留応力の緩和等を目的として、薄膜トランジスタ基板１０は加熱処理される（ステップＳ２２）。加熱処理では、図３と同様に、薄膜トランジスタ基板１０は、発熱プレート３１上に、導電膜１２が発熱プレート３１に接触するように設置されて、加熱される。
【００３９】
引き続き、半導体回路１８の上層には配向膜１４が形成され（ステップＳ２３）、半導体回路１８の形成時と同様の加熱処理が行われる（ステップＳ２４）。加熱処理後、薄膜トランジスタ基板１０と、上述と同様の工程でカラーフィルタの形成されたカラーフィルタ基板２０とをそれぞれ常温まで冷却し、配向膜１４及びカラーフィルタ基板２０の配向膜２４の形成された面を向い合わせて張り合わせ、その間に液晶１７を封止する（ステップＳ２５）。その後、重ね合わされた２つの基板の周囲の余分な部分が切断され（ステップＳ２６）、液晶表示パネル２５となる。この液晶表示パネル２５に、回路基板や筐体等を取り付けることにより、図６に示されるような、液晶表示装置２６が完成する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートとを接触させて加熱すると共に、接触していない絶縁性基板と発熱プレートで構成される空間を密閉しているため、加熱時間を短縮することができる。また、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートのみが接触されているため、剥離帯電を抑制することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
図７は、本発明の比較例に係るカラーフィルタ基板５０及び加熱装置５５について示す図である。カラーフィルタ基板５０は、第１実施形態の薄膜トランジスタ基板１０と同様に、ガラス基板である絶縁性基板５１と、絶縁性基板５１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された導電膜５２とで構成されている。また、加熱装置５５は、第１実施形態の加熱装置５５と同様に、カラーフィルタ基板５０を加熱する際に発熱する発熱プレート５６と、内部に負圧を発生することにより薄膜トランジスタ基板１０を吸着して固定させる吸着穴５７と、により構成されている。
【００４２】
カラーフィルタ基板５０は、上述した第１実施形態の薄膜トランジスタ基板１０と比較して、全長Ｌと厚さＴの比が大きくなっている。カラーフィルタ基板５０の絶縁性基板５１の全長Ｌと厚さＴの比が大きい場合、絶縁性基板５１は自重により基板中央部付近が下にたわみ、発熱プレート５６と接触してしまう。例えば、３００ｍｍ角、厚さ１ｍｍ、ヤング率８０ＭＰａ、ポワソン比０．２、密度２．５ｇ／ｃｍ３のガラス基板では、基板中央部が１．４ｍｍ程下にたわみ、導電膜５２の厚さＴを超えてしまうため、発熱プレート５６と接触してしまう。絶縁性基板５１と発熱プレート５６が接触すると、剥離の際に剥離帯電が生じる恐れがある。
【００４３】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の第２実施形態に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板を加熱装置の発熱プレートに設置したの状態を示す図である。図８Ａは平面図であり、図８Ｂは、図８ＡのVIIIＢ−VIIIＢ線における断面図である。カラーフィルタ基板６０は、切断されて複数の画像表示装置のカラーフィルタ基板として用いられる、いわゆる多数個取り基板であり、ガラス基板である絶縁性基板６１と、絶縁性基板６１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された周囲導電膜６２と、周囲導電膜６２の内側に、格子状に形成された格子状導電膜６３とで構成されている。
【００４４】
加熱装置７０は、カラーフィルタ基板６０を加熱する際に発熱する発熱プレート７１と、内部に負圧を発生させることによりカラーフィルタ基板６０の周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３を発熱プレート７１に吸着して固定させる吸着穴７２と、カラーフィルタ基板６０と接触し、発熱プレート７１上に載置させると共に、発熱プレート７１から剥離させる基板支持部７３と、基板支持部７３を昇降させる昇降機構７４と、により構成されている。上述した第１実施形態の加熱装置３０と異なる点は、カラーフィルタ基板６０の格子状導電膜６３に対応する部分にも吸着穴７２が設けられている点である。
【００４５】
なお、格子状導電膜６３を形成する導電性材料と、周囲導電膜６２を形成する導電性材料は、必ずしも同じ材料を用いる必要はない。格子状導電膜６３が周囲導電膜６２の内側に格子状に設けられているため、その部分を吸着した場合、全長Ｌと厚さＴの比が小さい基板を加熱しているのと同様に、絶縁性基板６１が発熱プレート７１と接触することがなく、すなわち、剥離した際にも剥離帯電が生じることがない。また、基板支持部７３は周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３とは接触しない位置に配置されていることで、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が破損する恐れもない。
【００４６】
図９は、図８Ａ及び図８Ｂに示したカラーフィルタ基板６０を用いた液晶表示装置の製造方法の概略を示す図である。周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が形成されたカラーフィルタ基板６０は、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３のない他方の面に、カラーフィルタの薄膜６４が形成される（ステップＳ３１）。この薄膜６４の形成の際に、焼成等によりカラーフィルタ基板６０に生じた残留応力の緩和等を目的として、第１実施形態の図３と同様に、カラーフィルタ基板６０は加熱処理される（ステップＳ３２）。加熱処理では、カラーフィルタ基板６０は、発熱プレート７１上に、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が発熱プレート７１に接触するように設置されて、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３は吸着穴７２（図８Ｂ）に吸引されることにより、カラーフィルタ基板６０が固定され、加熱される。
【００４７】
引き続き、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３の上層には配向膜６５が形成され（ステップＳ３３）、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３の形成時と同様の加熱処理が行われる（ステップＳ３４）。加熱処理後、カラーフィルタ基板６０と、上述と同様の工程で薄膜トランジスタの形成された薄膜トランジスタ基板６９とをそれぞれ常温まで冷却し、配向膜６５及び薄膜トランジスタ基板６９の配向膜７５の形成された面を向い合わせて張り合わせ、その間に液晶６７を封止する（ステップＳ３５）。その後、重ね合わされた２つの基板の周囲の余分な部分が切断され（ステップＳ３６）、液晶表示パネル７６となる。
【００４８】
図１０には、切断後の液晶表示パネル７６の平面図が示されている。本実施形態では、切断される領域は周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が設けられた領域となっており、図１０に示されるように、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が設けられた領域は、液晶表示パネル７６の表示領域７７の外側であり、周囲導電膜６２及び格子状導電膜６３が非透明な物質により形成されても、表示に影響をあたえない。この液晶表示パネル７６に、回路基板や筐体等を取り付けることにより、第１実施形態の図６と同様の液晶表示装置が完成する。
【００４９】
図１１は、本発明の第２実施形態の変形例に係り、表示装置用のカラーフィルタ基板８０を加熱装置９０の発熱プレート９１に設置した状態を示す平面図である。カラーフィルタ基板８０は、ガラス基板である絶縁性基板８１と、絶縁性基板８１の一方の面上で外縁に沿って内側に形成された周囲導電膜８２と、周囲導電膜８２の内側に、周囲導電膜８２とは独立に、矩形状に複数形成された独立導電膜８３とで構成されている。
【００５０】
加熱装置９０は、第１実施形態と同様に、カラーフィルタ基板８０を加熱する際に発熱する発熱プレート９１と、内部に負圧を発生することによりカラーフィルタ基板８０の周囲導電膜８２及び独立導電膜８３を吸着して固定させる吸着穴９２と、カラーフィルタ基板８０と接触し、発熱プレート９１上に載置させると共に、発熱プレート９１から剥離させる基板支持部９３と、基板支持部９３を昇降させる不図示の昇降機構と、により構成されている。この変形例において、上述の第２実施形態と異なる点は、格子状導電膜６３の代わりに複数の独立した独立導電膜８３が形成されており、発熱プレート９１上の吸着穴９２は、周囲導電膜８２及び独立導電膜８３に対応する面に設けられている点である。
【００５１】
図１２には、図１１のカラーフィルタ基板８０の切断後のカラーフィルタ基板８５が示されている。本実施形態において、切断は、独立導電膜８３上を通過するように行われるため、切断後のカラーフィルタ基板８５の四隅には、独立導電膜８３が残る。なお、この場合においても、独立導電膜８３は、表示領域８７の外側に形成されているため、独立導電膜８３が非透明な物質により形成されても、表示に影響をあたえない。
【００５２】
この変形例のように構成した場合であっても、上述した第２実施形態のカラーフィルタ基板６０と同様に、独立導電膜８３が周囲導電膜８２の内側に設けられているため、その部分を吸着した場合、全長Ｌと厚さＴの比が小さい基板を加熱しているのと同様に、絶縁性基板８１が発熱プレート９１と接触せず、すなわち、剥離した際にも剥離帯電が生じることがない。また、基板支持部９３は周囲導電膜８２及び独立導電膜８３とは接触しない位置に配置されていることで、周囲導電膜８２及び独立導電膜８３が破損する恐れもない。また、第２実施形態のカラーフィルタ基板６０と比較して、導電膜を形成する面積が小さいため、導電膜を形成するための材料を削減することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートとを接触させて加熱すると共に、接触していない絶縁性基板と発熱プレートで構成される空間を密閉するため、加熱時間を短縮することができる。また、薄膜基板の導電膜と導電性の発熱プレートのみが接触されているため、剥離帯電を抑制することができる。また、絶縁性基板が大きい場合であっても、絶縁性基板が直接発熱プレートに接触することがないため、剥離帯電を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述の各実施形態においては、薄膜基板を適用する表示装置を液晶表示装置としたが、薄膜基板を用いる有機ＥＬ表示装置等その他の表示装置であってもよい。
【００５５】
また、本発明の絶縁性基板をガラス基板としたが、半導体ウェハ等のガラス基板以外の絶縁性基板であってもよく、表示装置以外の装置に用いられるものでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 薄膜トランジスタ基板、１１ 絶縁性基板、１２ 導電膜、１４ 配向膜、１７ 液晶、１８ 半導体回路、２０ カラーフィルタ基板、２４ 配向膜、２５ 液晶表示パネル、２６ 液晶表示装置、３０ 加熱装置、３１ 発熱プレート、３２ 吸着穴、３３ 基板支持部、３４ 昇降機構、４７ ロボットアーム、５０ カラーフィルタ基板、５１ 絶縁性基板、５２ 導電膜、５５ 加熱装置、５６ 発熱プレート、５７ 吸着穴、６０ カラーフィルタ基板、６１ 絶縁性基板、６２ 周囲導電膜、６３ 格子状導電膜、６４ 薄膜、６５ 配向膜、６７ 液晶、６９ 薄膜トランジスタ基板、７０ 加熱装置、７１ 発熱プレート、７２ 吸着穴、７３ 基板支持部、７４ 昇降機構、７５ 配向膜、７６ 液晶表示パネル、７７ 表示領域、８０ カラーフィルタ基板、８１ 絶縁性基板、８２ 周囲導電膜、８３ 独立導電膜、８５ カラーフィルタ基板、８７ 表示領域、９０ 加熱装置、９１ 発熱プレート、９２ 吸着穴、９３ 基板支持部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜が形成される薄膜基板であって、
絶縁性の基材からなる絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の一方の面上で、前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える薄膜基板。
【請求項２】
前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、格子状に形成された導電膜である格子状導電膜を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜基板。
【請求項３】
前記形成された格子状に形成された導電膜の領域が切断される、ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜基板。
【請求項４】
前記周囲導電膜及び前記格子状導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜基板。
【請求項５】
前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、前記周囲導電膜とは独立して複数箇所に形成された導電膜である独立導電膜を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜基板。
【請求項６】
前記周囲導電膜及び前記独立導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜基板。
【請求項７】
透明な絶縁性の基材からなる矩形状の絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の少なくとも一方の面の角部に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える表示装置。
【請求項８】
前記周囲導電膜は、前記角部を含み前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
薄膜が形成される薄膜基板の加熱工程に用いられる加熱装置であって、
前記薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の少なくとも一部を吸着する吸着部と、
前記薄膜基板を加熱するために、高温となる発熱プレート部と、
前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する基板支持部と、を備える加熱装置。
【請求項１０】
前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成され、
前記吸着部は、前記格子状に形成された導電膜の一部も更に吸着する、ことを特徴とする請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成され、
前記吸着部は、前記複数箇所に形成された導電膜の一部も更に吸着する、ことを特徴とする請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１２】
薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の一部を吸着し、発熱プレート部に前記薄膜基板を固定する吸着工程と、
前記発熱プレート部が発熱することにより、前記吸着工程において固定された前記薄膜基板を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記吸着部による吸着を停止し、前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する剥離支持工程と、を備える薄膜基板製造方法。
【請求項１３】
前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成された導電膜の一部を更に吸着し、
前記基板支持工程では、前記格子状に形成された導電膜を更に剥離する、ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜基板製造方法。
【請求項１４】
前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成された導電膜の一部を更に吸着し、
前記基板支持工程では、前記複数箇所に形成された導電膜を更に剥離する、ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜基板製造方法。
【請求項１５】
前記吸着工程において、前記導電膜に囲われた内側の領域は、前記発熱プレート部との間で密閉される、ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜基板製造方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれかの一つの薄膜基板加熱方法により薄膜基板を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を経て製造された前記薄膜基板を切断する切断工程と、を備える表示装置製造方法。
【請求項１７】
前記切断工程の前に、前記薄膜基板及び絶縁性の基材からなる他の薄膜基板とを、前記薄膜基板と前記他の薄膜基板との間に液晶組成物を封止して接着する接着工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置製造方法。
【請求項１８】
前記切断工程においては、前記薄膜基板上の導電膜が形成された領域を切断する、ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置製造方法。
【請求項１】
薄膜が形成される薄膜基板であって、
絶縁性の基材からなる絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の一方の面上で、前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える薄膜基板。
【請求項２】
前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、格子状に形成された導電膜である格子状導電膜を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜基板。
【請求項３】
前記形成された格子状に形成された導電膜の領域が切断される、ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜基板。
【請求項４】
前記周囲導電膜及び前記格子状導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜基板。
【請求項５】
前記絶縁性基板の前記周囲導電膜の内側に、前記周囲導電膜とは独立して複数箇所に形成された導電膜である独立導電膜を更に備える、ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜基板。
【請求項６】
前記周囲導電膜及び前記独立導電膜は、表示領域となる領域の周囲の領域に、光を遮る材料により形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜基板。
【請求項７】
透明な絶縁性の基材からなる矩形状の絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の少なくとも一方の面の角部に形成された導電膜である周囲導電膜と、を備える表示装置。
【請求項８】
前記周囲導電膜は、前記角部を含み前記絶縁性基板の外縁に沿って内側に形成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
薄膜が形成される薄膜基板の加熱工程に用いられる加熱装置であって、
前記薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の少なくとも一部を吸着する吸着部と、
前記薄膜基板を加熱するために、高温となる発熱プレート部と、
前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する基板支持部と、を備える加熱装置。
【請求項１０】
前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成され、
前記吸着部は、前記格子状に形成された導電膜の一部も更に吸着する、ことを特徴とする請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記薄膜基板の前記導電膜は、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成され、
前記吸着部は、前記複数箇所に形成された導電膜の一部も更に吸着する、ことを特徴とする請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１２】
薄膜基板の一方の面上で、前記薄膜基板の外縁に沿って内側に形成された導電膜の一部を吸着し、発熱プレート部に前記薄膜基板を固定する吸着工程と、
前記発熱プレート部が発熱することにより、前記吸着工程において固定された前記薄膜基板を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程の後、前記吸着部による吸着を停止し、前記薄膜基板の前記導電膜と前記吸着部とを剥離し、前記薄膜基板を支持する剥離支持工程と、を備える薄膜基板製造方法。
【請求項１３】
前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更に格子状に形成された導電膜の一部を更に吸着し、
前記基板支持工程では、前記格子状に形成された導電膜を更に剥離する、ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜基板製造方法。
【請求項１４】
前記吸着工程では、前記形成された導電膜の内側に、更にそれぞれ独立して複数箇所に形成された導電膜の一部を更に吸着し、
前記基板支持工程では、前記複数箇所に形成された導電膜を更に剥離する、ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜基板製造方法。
【請求項１５】
前記吸着工程において、前記導電膜に囲われた内側の領域は、前記発熱プレート部との間で密閉される、ことを特徴とする請求項１２に記載の薄膜基板製造方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれかの一つの薄膜基板加熱方法により薄膜基板を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を経て製造された前記薄膜基板を切断する切断工程と、を備える表示装置製造方法。
【請求項１７】
前記切断工程の前に、前記薄膜基板及び絶縁性の基材からなる他の薄膜基板とを、前記薄膜基板と前記他の薄膜基板との間に液晶組成物を封止して接着する接着工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置製造方法。
【請求項１８】
前記切断工程においては、前記薄膜基板上の導電膜が形成された領域を切断する、ことを特徴とする請求項１６に記載の表示装置製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１７３３６３（Ｐ２０１１−１７３３６３Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４００８７（Ｐ２０１０−４００８７）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５０２３５６５２８）株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【出願人】（５０６０８７８１９）パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 (443)
【Ｆターム（参考）】
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