JP2003045946A - 液晶表示素子基板の吸着方法及び液晶表示素子基板の吸着装置 - Google Patents

液晶表示素子基板の吸着方法及び液晶表示素子基板の吸着装置

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JP2003045946A
JP2003045946A JP2001231648A JP2001231648A JP2003045946A JP 2003045946 A JP2003045946 A JP 2003045946A JP 2001231648 A JP2001231648 A JP 2001231648A JP 2001231648 A JP2001231648 A JP 2001231648A JP 2003045946 A JP2003045946 A JP 2003045946A
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JP
Japan
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resin substrate
liquid crystal
suction
surface plate
substrate
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Application number
JP2001231648A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Hosokawa
育宏 細川
Hiroaki Mizuno
浩明 水野
Junya Yamamoto
純也 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 樹脂上にITOを成膜した樹脂基板は、樹脂
材料とITOの熱膨張係数の差によりITO面が凸とな
り易い。このため、樹脂基板の定盤への吸着が困難とな
るので、この問題を解決すること。 【解決手段】 定盤2A,2Bに吸着用の吸着口4を複
数設け、その分布と穴径を樹脂基板3の処理内容に応じ
て変える。定盤2A,2Bの上方にエアーブロー装置1
を取り付け、樹脂基板3に風圧を与えながら、吸着口4
を真空ポンプ5で排気する。こうすると固定時の樹脂基
板3に反りが発生せず、レジスト処理や配向膜の形成処
理が安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、樹脂基板を用いた液晶
表示素子基板の吸着方法、及び液晶表示素子基板の吸着
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶表示素子の基板には主にガラ
スが使われている。ガラス基板を用いた液晶表示素子の
製造プロセスでは、フォトリソグラフィによる透明電極
のパターニング、配向膜形成、シール印刷等の工程があ
り、それらの工程を経た2枚のガラス基板が貼り合わさ
れて液晶表示素子が作製される。従来の製造工程におい
ては、基板の固定は真空吸着によって行われている。
【0003】これは、ガラスのように剛性を有する基板
では、そりが発生することは少なく、基板自身が平坦で
あるため、平坦な定盤へ容易に吸着できるからである。
また、ガラス基板自身の剛性により、真空吸着による部
分的な変形も起こらない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように液晶表示素
子の基板には主にガラスが用いられているが、最近の液
晶表示素子の薄型化、及び軽量化の要求を満たすために
基板の樹脂化が検討されている。樹脂基板の材料として
は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキ
シ系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂が検討されて
おり、基板の厚みは0.1mm から0.5mm である。
【0005】樹脂基板はガラス基板と異なり、図4に示
すように基板自身がITO形成面側に凸となる。この現
象は、均一なITOの成膜を行うために成膜時に基板に
熱をかけるが、ITOの成膜後に基板が冷却されると、
ITO膜と比較して樹脂基板の方が多く縮むために生じ
る。このように樹脂基板が反っていると、定盤2上で基
板の固定を行う際に、樹脂基板3と定盤2との間に広い
範囲に渡って間隙が生じる。このため、実質的に基板の
吸着が行うことができず、液晶表示素子の作製自体が行
えない。また、それを避けるために吸着口7による吸着
力を大きくすると、吸着は可能となるが、図5に示すよ
うに吸着部分が凹形状となり、基板全体の平坦性が確保
されにくくなる。
【0006】この場合、その後のフォトリソグラフィ工
程のレジスト塗布で膜厚むらが生じ、その結果透明電極
パターンの開口率にばらつきが生じる。このため、液晶
パネルの表示状態で輝度むらが発生する。更に、配向膜
の印刷工程でも配向膜の膜厚むらが生じ、液晶パネルの
表示状態で液晶セルの閾値むらが発生する。更に、シー
ル印刷工程でシールの膜厚むらが生じ、液晶パネルの表
示状態でシール際のギャップむらが発生するという課題
がある。
【0007】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、樹脂基板を用いても、表示品
位に優れた液晶表示素子を得るための液晶表示素子基板
の吸着方法、及び液晶表示素子基板の吸着装置を実現す
ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、吸着口を複数個有する平坦な定盤上に、前記吸着口
を通して吸着力を作用させて樹脂基板を吸引し、前記樹
脂基板に各種の処理を行う液晶表示素子基板の吸着方法
において、前記定盤の上方からエアブローにより前記樹
脂基板の加圧を行い、前記樹脂基板を前記定盤の吸着面
に吸着固定させることを特徴とする。
【0009】本願の請求項2の発明は、請求項1の液晶
表示素子基板の吸着方法において、前記定盤の吸着面を
少なくとも2つの領域に分割し、前記各領域ごとに吸着
口の配置密度に差を設けたことを特徴とする。
【0010】本願の請求項3の発明は、吸着口が複数個
設けられ、平坦な吸着面を有する定盤と、前記定盤の吸
着面に載置された樹脂基板の上方からエアブローを与
え、前記樹脂基板を前記定盤側に押圧するエアブロー装
置と、前記樹脂基板が前記エアブロー装置に押圧された
とき、前記吸着口のガスを排気する排気装置と、を具備
することを特徴とする。
【0011】本願の請求項4の発明は、請求項3の液晶
表示素子基板の吸着装置において、前記定盤の吸着面を
少なくとも2つの領域に分割し、前記各領域ごとに吸着
口の配置密度に差を設けたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。 (第1の実施の形態)使用した樹脂基板は厚さ0.4mm 、
サイズは300mm ×320mm のアクリル系の樹脂基板であ
る。ITO付の樹脂基板は、定盤上に置いたとき、基板
の中央が約5mm定盤面から離れていた。はじめに樹脂基
板を洗浄し、フォトリソグラフィによる透明電極のパタ
ーニングのため、レジストの塗布を行った。
【0013】図1は液晶表示素子の製造装置の1つであ
り、本実施の形態で用いたスピンナー型レジスト塗布装
置の断面図である。また図2はスピンナー型レジスト塗
布装置に用いられる定盤2Aの平面図である。このスピ
ンナー型レジスト塗布装置には、加圧用のエアーブロー
装置1と定盤2Aとが設けられ、定盤2Aの上面である
吸着面に樹脂基板3が固定される構造となっている。定
盤2Aには多数の吸着口4が設けられ、これらの吸着口
4はマニフォールドを介して、排気装置である真空ポン
プ5に結合されている。図2に示すように、吸着口4の
分布は一様ではなく、格子間隔が大きく矩形状に配置さ
れた中央部吸着口4aと、格子間隔が小さく枠形状に配
置された周辺部吸着口4bとがある。
【0014】中央部吸着口4aの径は0.5mm 〜1.0mm
で、間隔は10.0mm〜30.0mmである。周辺部吸着口4bの
径は0.5mm 〜1.0mm で、間隔は5.0mm 〜10.0mmである。
エアーブロー装置1は定盤2Aの中央上部に設置されて
おり、定盤2Aからの高さは100mm である。エアーブロ
ー装置1は定盤2A側にエアーを吹き出すことで、樹脂
基板3に非接触で押圧力をかけることができる。
【0015】このような吸着口4の分布は、樹脂基板3
は剛性がなく曲がり易いため、スピンナー型レジスト塗
布装置では、回転により樹脂基板3の周囲が浮き、周辺
部分から真空吸着ができなくなるのを防止するために考
慮されたものである。このように、樹脂基板3の周囲に
相当する部分の吸着口の密度を高くしてある。
【0016】このような構造を有するスピンナー型のレ
ジスト塗布装置でレジスト塗布を行った。先ず、樹脂基
板3を定盤2Aの上に置いた。このとき、真空ポンプ5
により定盤2A上の樹脂基板3の吸引を行うが、定盤2
A上で樹脂基板3のITO面が凸状態となっているた
め、このままでは真空吸着はできない。このときの吸着
力は、ガラス基板で用いられる真空度と同等で、0.06MP
a 〜0.10MPa であった。ここで、エアーブロー装置1に
よって樹脂基板3に対し風圧をかけ、樹脂基板3を定盤
2Aに押しつけた。このときの圧力は0.3MPa〜0.5MPaで
あった。
【0017】基板吸着後は、エアーブロー装置1による
圧力を解除し、基板の反りを無くした状態に保持した。
その後レジストを塗布し、スピンナーを回転させレジス
ト膜の形成を行った。このとき、樹脂基板3が定盤2A
から剥がれるようなことはなかった。
【0018】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態における液晶表示素子の吸着装置と吸着方
法について説明する。本実施の形態では図3に示すよう
に、定盤2Bの一辺の吸着口を狭く、他の吸着口の間隔
を広くしている。その他の構成は第1の実施の形態と同
様である。
【0019】次に、ITOパターン上に配向膜を印刷形
成した。この場合の樹脂基板3の吸着も、レジスト塗布
時の吸着方法を用いた。まず、樹脂基板3を搬送アーム
を用いて定盤2Bから突き出たリフトピン(図示せず)
上に載せた。その後、リフトピンを下降させ、定盤2B
上方のエアーブロー装置1によって樹脂基板3に風圧を
かけた。これは、その後に行う樹脂基板の位置決めで、
位置決めピンによって樹脂基板が曲がらないようにする
ためである。
【0020】位置決めを行った後、真空ポンプ5によっ
て真空吸着を行った。配向膜の印刷は、ロールに巻いて
ある印刷版に塗布された配向膜インキを、樹脂基板3に
転写することにより行われる。印刷時に印刷版と樹脂基
板3は接するため、密着力が働く。次に転写が終了する
と、樹脂基板3の進行方向前方からロール状の版が離れ
ていく。このとき、版と樹脂基板3には密着力が働いて
いるため、版が樹脂基板3を定盤2Bから離そうとす
る。このような状況を考慮して、定盤2Bの吸着口4の
密度は、第1の実施の形態と異なるようにした。即ち、
図3に示すように、樹脂基板3の進行方向に位置する前
方部吸着口4cの配置密度を、後方部吸着口4dの配置
密度より高くした。
【0021】配向膜の印刷後は、250°ツイストのS
TNモードの液晶を実現するように、レーヨン布を用い
た回転ラビングにより配向処理を行った。対向樹脂基板
も同様にして作成した。一方の樹脂基板の周囲部分に
は、ガラスファイバを1.0wt %混入した紫外線硬化性シ
ール樹脂を印刷した。シール印刷の場合も配向膜印刷の
場合と同様の方法で樹脂基板3の吸着を行った。
【0022】次に他方の樹脂基板上には、所定の径の樹
脂ビーズを200 個/mm2 の割合で散布して互いに貼り合
わせ、紫外線照射によりシール樹脂を硬化した。その
後、Δn=0.14のエステル系ネマチック液晶に、所
定の量のカイラル剤を混ぜた混合液晶を真空注入した。
そして、紫外線硬化樹脂で封口した後、紫外線照射によ
り硬化後、熱処理を行い液晶セルを得た。更にこの液晶
セルを用いて液晶表示素子を試作した。
【0023】このような製造方法を用いて試作した液晶
パネルの表示特性を評価した。この結果、レジストの膜
厚むらに起因する輝度むらは見られなかった。また、こ
の方法を用いて配向膜印刷を行い、試作した液晶パネル
の表示特性を評価したが、配向膜の膜厚むらによる液晶
の閾値むらは見られなかった。更に、この方法を用いて
シール印刷を行い、試作した液晶パネルの表示特性を評
価したが、シールの膜厚むらによるシール際のギャップ
むらは見られなかった。
【0024】従来の樹脂基板を用いた製造工程では、樹
脂基板のそりが大きいために基板の吸着が不可能だった
り、無理に吸着することでレジストの膜厚むら起因の輝
度むら、配向膜の膜厚むら起因の閾値むら、シールの膜
厚むら起因のシール際のギャップむらが生じていた。し
かし、上記のような方法で液晶表示素子を作製したとこ
ろ、容易に基板の吸着が行え、むらのない良好な特性の
液晶表示素子が得られた。
【0025】尚、以上の実施の形態において、吸着後の
プロセスにおいて樹脂基板が剥がれないようにするため
に、樹脂基板の周囲や、樹脂基板前方に相当する位置の
定盤の吸着口の密度を部分的に変更したが、その部分の
吸着力自体を上げて、吸着を行っても同様の特性の液晶
表示素子を得ることができた。
【0026】尚、樹脂基板の吸着に用いた真空度、及び
樹脂基板の上方から加えた圧力は、樹脂基板の厚みや剛
性によって変更する方が良い。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、反りのあ
る樹脂基板の吸着を容易に行うことができ、輝度むら、
閾値むら、シール際のギャップむらの無い液晶表示素子
を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるスピンナー
型のレジスト塗布装置の断面図
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるスピンナー
型のレジスト塗布装置の定盤の平面図
【図3】本発明の第2の実施の形態における配向膜印刷
装置の定盤の平面図
【図4】従来の定盤上に置いた樹脂基板の状態を示す断
面図
【図5】従来の定盤上で吸着を行った樹脂基板の状態を
示す断面図
【符号の説明】
1 エアーブロー装置 2A,2B 定盤 3 樹脂基板 4 吸着口 4a 中央部吸着口 4b 周辺部吸着口 4c 前方部吸着口 4d 後方部吸着口 5 真空ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 山本 純也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H088 FA16 FA17 FA18 FA29 FA30 HA01 JA13 MA04 MA20 2H090 JB03 JC02 JC12 JC14 KA08 3C016 DA02 DA11 DA15 5F031 CA05 HA14 MA26 PA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着口を複数個有する平坦な定盤上に、
    前記吸着口を通して吸着力を作用させて樹脂基板を吸引
    し、前記樹脂基板に各種の処理を行う液晶表示素子基板
    の吸着方法において、 前記定盤の上方からエアブローにより前記樹脂基板の加
    圧を行い、前記樹脂基板を前記定盤の吸着面に吸着固定
    させることを特徴とする液晶表示素子基板の吸着方法。
  2. 【請求項2】 前記定盤の吸着面を少なくとも2つの領
    域に分割し、前記各領域ごとに吸着口の配置密度に差を
    設けたことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子基
    板の吸着方法。
  3. 【請求項3】 吸着口が複数個設けられ、平坦な吸着面
    を有する定盤と、 前記定盤の吸着面に載置された樹脂基板の上方からエア
    ブローを与え、前記樹脂基板を前記定盤側に押圧するエ
    アブロー装置と、 前記樹脂基板が前記エアブロー装置に押圧されたとき、
    前記吸着口のガスを排気する排気装置と、を具備するこ
    とを特徴とする液晶表示素子基板の吸着装置。
  4. 【請求項4】 前記定盤の吸着面を少なくとも2つの領
    域に分割し、前記各領域ごとに吸着口の配置密度に差を
    設けたことを特徴とする請求項3記載の液晶表示素子基
    板の吸着装置。
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