JP2004125884A - Device and method for rubbing substrate in electrooptical device - Google Patents

Device and method for rubbing substrate in electrooptical device Download PDF

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JP2004125884A JP2002286141A JP2002286141A JP2004125884A JP 2004125884 A JP2004125884 A JP 2004125884A JP 2002286141 A JP2002286141 A JP 2002286141A JP 2002286141 A JP2002286141 A JP 2002286141A JP 2004125884 A JP2004125884 A JP 2004125884A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for rubbing a substrate in an electrooptical device making the device compact and further carrying out rubbing with excellent efficiency in carrying out rubbing treatment on the surface of an alignment layer formed on the substrate. <P>SOLUTION: The device for rubbing the substrate is provided with a rubbing roll 2 with a rotating shaft 2b fixed and placed in a specified flat surface and carrying out rubbing treatment of the alignment layer of the substrate 3, a stage 10 placing and holding the substrate 3 on the top thereof and moving, a first guide 13 guiding the stage 10 toward the X-axis direction specified on a flat surface in parallel with the above mentioned flat surface over against the rubbing roll 2, a second guide 14 guiding the stage 10 toward the Y-axis direction specified on a flat surface in parallel with the above mentioned flat surface over against the rubbing roll 2, and a controlling means 50 to control the movement of the stage 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置における基板のラビング装置及びラビング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、液晶装置等の電気光学装置は、ガラス基板、石英基板等からなる2枚の基板間に液晶を封入して構成されており、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等のスイッチング素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能としている。
【0003】
また、TFTを配置したTFT基板と、このTFT基板に相対して配置される対向基板とは、別々に製造され、この両基板は、パネル組み立て工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入されるようになっている。
【0004】
このパネル組立工程は、先ず、各基板の製作工程において夫々製造されたTFT基板と対向基板とを対向させ、その対向面、即ち、対向基板及びTFT基板の液晶層と接する面上に、液晶分子を基板面に沿って配向させるための配向膜を形成する。この配向膜は、例えばポリイミドを約数十ナノメータの厚さで印刷することにより形成される。その後、焼成を行い、さらに、電圧無印加時の液晶分子の配列を決定させるためのラビング処理を施す。次いで、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部を形成し、このシール部を用いてTFT基板と対向基板を貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させ、その後シール部の一部に設けられた切り欠きを介して液晶を封入するといった手法が用いられている。
【0005】
ここで、ラビング処理とは、布等のクロス材で表面が形成されたラビングローラを、基板表面に形成された配向膜上に回転しながら直線的に摺動させて、基板配向膜表面に細かい溝を形成して配向膜を配向異方性の膜にするものであり、配向膜に一定方向の溝を形成するラビング処理を施すことで、液晶分子の配列を規定することができる。
【0006】
このラビング処理は、従来、図6に示すように、固定された基板150に対して直動する移動テーブル105に、回転軸が垂直となるようにラビングローラ101を配設したラビング装置100により行われていた。しかし、この装置100では、ラビングローラ101の表面に、例えば、1つの傷があるかまたは異物102が付着すると、ラビングローラ101が基板150の配向膜上を直線的に回転しながら摺動する際、配向膜に1本のスジ151がついてしまい、このスジ151がついた基板を使用して構成された液晶装置を、プロジェクタ等に用いて投影すると、画面にも1本のスジが写ってしまうといった問題があった。
【0007】
そこで、このような問題を解決するための手段として、図7に示すバイアスラビング装置200が一般的に用いられている。即ち、このバイアスラビング装置200は、基板250を、図6で示した基板150が配置された位置の中心軸線152をθ角だけ傾けることによりθ角回動した位置に配置し、これとともに、直動する移動テーブル205及びラビングローラ201も、図6で示した移動テーブル105及びラビングローラ101の配置位置の中心軸線103を任意の上記θ角と同じだけ傾けた位置に設定し、その後、ラビングローラ201で基板250の配向膜上を回転しながら直線的に摺動するようにしたもので、所謂、バイアスラビングを行うようにしたものである。
【0008】
このバイアスラビング装置200によれば、ラビングローラ201の表面に、例えば1つの傷があるかまたは異物202が付着したとしても、ラビングローラ201は、設定されたある角度θをもって基板250の配向膜上を、回転しながら直線的に摺動するため、配向膜につく傷は、1本のスジにはならず、ある幅を持った、ぼやけた傷251となる。これにより、基板をプロジェクタ等に用いて投影した際、画面に写る傷痕を軽減することができる。このバイアスラビングで用いられるバイアスラビング装置は、特許文献1等に種々開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−31803号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなバイアスラビング装置では、大型のラビングローラを支持する移動テーブルまで任意の所定角θ、傾けるために回動しなければならず、また、固定した基板に対して大型のラビングローラが移動することにより基板上に形成された配向膜をラビングするため、装置が大型化してしまうといった問題がある。
【0011】
さらに、ラビングローラを支持する移動テーブルのみならず、基板をも任意の所定角θに回動しなければならないため、角度精度を両者に求めなければならず、作業の効率が良くない。
【0012】
本発明は上記問題に着目してなされたものであり、その目的は、基板に形成された配向膜の表面にラビング処理を行う際、装置を小型化し、かつ効率良くラビングを行うことができる電気光学装置における基板のラビング装置及びラビング方法を提供するにある。
【0013】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明に係る電気光学装置における基板のラビング装置の一つの態様としては、基板上に形成された配向膜に、ラビングローラを当接させラビング処理を施す電気光学装置における基板のラビング装置において、上記ラビングローラを固定配置し、上記ラビングローラに対し、上記基板をX軸とY軸の2軸によってバイアス角度を制御して進行させ、ラビングすることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の電気光学装置における基板のラビング装置としては、回転軸が所定の平面内に固定配置され基板の配向膜をラビング処理するラビングローラと、上記基板を載置して移動するステージと、上記ステージを上記ラビングローラに対し、上記平面に平行な平面上に規定したX軸方向にガイドする第1のガイドと、上記ステージを上記ラビングローラに対し、上記平面に平行な平面上に規定したY軸方向にガイドする第2のガイドと、上記ステージの移動を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【0015】
本発明の電気光学装置における基板のラビング装置によれば、上記基板を載置した上記ステージを、上記第1のガイド及び上記第2のガイドを用いた平面上の2軸制御により、バイアス角度を設定して上記ラビングローラに対して移動させ当接させるので、上記基板のみを移動させるだけで、上記基板上に形成された配向膜のラビングを行うことができ、従って、装置を小型化することができるという効果を有する。
【0016】
また、本発明の電気光学装置における基板のラビング装置としては、上記ステージは、基板の位置を規定する回動台を有し、載置した基板を上記平面に平行な平面上で回動自在に支持することを特徴とする。
【0017】
この構成によれば、上記ステージは、配設された回動台によって、載置した上記基板を平面上に回動自在に支持することにより、バイアスラビング時のラビングローラに対する基板の平面上の当接角度を自在に調節することができるという効果を有する。
【0018】
また、本発明の電気光学装置における基板のラビング装置としては、上記ステージは、回動台に載置した基板の円周方向の位置を規定することを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、上記ステージは、載置した基板の円周方向に対する位置を規定することにより、基板の処理枚数を増やしても、バイアスラビングを常に精度良く同角度で行うことができるという効果を有する。
【0020】
また、本発明の電気光学装置における基板のラビング装置としては、上記ステージは、載置した上記基板の位置を検出するCCDカメラを有していることを特徴とする。
【0021】
この構成によれば、ステージに載置した基板の位置決め用切り欠きにより、基板の位置決めを行う際、CCDカメラを用いることにより、確度良く基板の円周方向に対する位置決めを行うことができるという効果を有する。
【0022】
また、本発明の電気光学装置における基板のラビング装置としては、上記ステージは、配設された回動台の回動中心がラビング処理時に、回転する上記ラビングローラの軸方向の当接面の中心に少なくとも当接して移動することを特徴とする。
【0023】
この構成によれば、上記ステージに配設された回動台の回動中心が、上記制御手段による2軸制御により上記ラビングローラの軸方向の当接面の中心に必ず当接することにより、基板全面を効率良くバイアスラビングすることができるという効果を有する。
【0024】
また、本発明の電気光学装置としては、配向膜の形成された基板を、所定の平面上に規定したX軸とY軸との2軸によりバイアス角度を制御し、ラビングローラに対して搬送し、ラビング処理した基板を用いて構成される。
【0025】
この構成によれば、電気光学装置に用いる基板の配向膜は、バイアスラビング処理によりラビングが施されていることにより、ラビングローラの表面に、例えば1つの傷があるかまたは異物が付着したとしても、基板に付着する傷が1本のスジにはならず、ぼやけた傷となるので、基板を電気光学装置に用いてプロジェクタ等で投影した際、画面に写る傷痕を軽減することができるという効果を有する。
【0026】
本発明の電気光学装置における基板のラビング方法の1つの態様としては、基板上に形成された配向膜に、ラビングローラを当接させてラビング処理を施すラビング処理工程において、上記基板を平面上に規定したX軸とY軸の2軸によりバイアス角度を制御し、ローラに進行させてラビングする工程を有することを特徴とする。
【0027】
また、本発明の電気光学装置における基板のラビング方法は、基板をステージ上に載置する工程と、載置した基板の位置のX軸方向の位置を規定する工程と、上記ステージ上に載置した基板の位置を、CCDカメラによって検出する工程と、上記ステージ上に載置した基板の厚みを、厚み検出手段によって検出し、上記ラビングローラ及び上記ステージを上記ラビングローラの高さ方向に制御する工程と、上記ステージ上に載置した基板を、平面上に規定したX軸、Y軸の2軸の原点座標位置に移動させる工程と、上記2軸の原点座標位置に移動した上記ステージに載置した基板を、ラビングの開始位置に移動させる工程と、上記ステージ上に載置した基板を、上記2軸によってバイアス角度を制御して進行させることにより上記ラビングローラに当接させ、載置した上記基板のラビングを行う工程とを具備したことを特徴とする。
【0028】
本発明の電気光学装置における基板のラビング方法によれば、上記基板を載置した上記ステージを、平面上に規定した2軸によってバイアス角度を制御して上記ラビングローラに向けて移動させ当接させる工程により、上記基板のみを前記2軸でバイアス制御させるだけで、上記基板上に形成された配向膜のラビングを行うことができるため、効率良くラビングを行うことができ、かつ装置を小型化することができるという効果を有する。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照にして本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施の形態を示す電気光学装置における基板のラビング装置の構成を示した平面図、図2は図1のラビング装置を用いて行うラビング動作を説明した要部拡大平面図、図3は、図1のラビング装置における第1の回動台24の要部拡大平面図、図4は、図1のラビング装置におけるステージ台10及びステージ回動台11の要部拡大平面図である。
【0030】
本実施形態においてX軸方向とは、後述するラビングローラ2の回転軸2bと平行な方向のことであり、また、Y軸方向とは、ラビングローラ2の回転軸2bと直交する方向のことである。さらに、本実施形態は電気光学装置として液晶パネルを例に挙げて説明する。
【0031】
図1に示すように、ラビング装置1は、図示しない基台上面(以下、基準平面と称す)に対して固定されたラビングローラ2と、ラビング処理時に基板3を載置してX軸、Y軸を規定した上記基準平面に平行な平面上を移動するステージ10と、このステージ10に配設され、基板3を上記基準平面に平行な平面で回動自在に保持するステージ回動台11と、ステージ10をX軸方向にガイドする第1のガイド13と、この第1のガイド13をY軸方向にガイドする第2のガイド14と、第1のガイド13及び第2のガイド14の移動の制御を行う制御手段50と、ステージ10上に載置した基板3の厚みを測定する厚み測定機15と、配向膜の形成されたラビング処理前の基板3が複数枚収納された第1のキャリアカセット20と、この第1のキャリアカセット20から基板3を1枚づつ基板搬入室26に抽出する取出しハンド21と、一対の第1の基板保持アーム23を有し、この第1の基板保持アーム23で基板3を保持してステージ10に搬送する第1の搬送シャトル22と、この第1の搬送シャトル22の移動の制御を行う第1の搬送シャトル制御機構25と、上記基準平面に固定され、基板の第1の位置決めを行う第1の回動台24と、一対の第2の基板保持アーム33を有し、この第2の基板保持アーム33でラビング処理の終えた基板3を保持して後述する収納ハンド31に搬送するための第2の搬送シャトル32と、この第2の搬送シャトル32の移動の制御を行う第2の搬送シャトル制御機構35と、上記基準平面に固定され、ラビング処理後の基板3を必要に応じて収納方向を一定に整える第2の回動台34と、この第2の回動台34から搬送された基板3を収納する基板収納室36と、ラビング処理後の基板3を第2のキャリアカセット30に収納するための収納ハンド31とで、その主用部が構成されている。
【0032】
上記ラビングローラ2は、布等のクロス材で形成されたローラ周面2aを有するローラと、回転軸2bと、一対の軸受け2cとでその主用部が構成されており、回転軸2bは、一対の軸受け2cにより上記基準平面に平行な平面上に回転自在に軸支されている。一対の軸受け2cは、その各々の一端面が上記基準平面に固定されており、上記基準平面に対し高さ調節機構を有している。このように構成されたラビングローラ2は、軸受け2cで支持された回転軸2bを中心に周面2aが一方向に回転しながら基板3の表面に形成された配向膜に当接し、基板3の配向膜表面に細かい溝を形成して前記配向膜を配向異方性の膜にするものである。
【0033】
上記ステージ10は、ラビング処理時には制御手段50に位置を制御され、図示しないサーボモータ及びボールネジを用いた第1のガイド13及び第2のガイド14により上記基準平面に平行な平面を直線的に移動し、載置した基板3をラビングローラ2の周面2aに当接させ、摺動させることにより、基板3に形成された配向膜のラビングを行うものである。
【0034】
上記ステージ回動台11は、ステージ10の上面に配設され、後述するCCDカメラ11a(図4参照)を有し、このCCDカメラ11aで後述する載置した基板3のアライメントマーク3bを検出して上記基準平面に平行な平面上を回動し、基板3の円周方向に対する位置合わせを行うものである。
【0035】
上記厚み検出器15は、ステージ上に載置した基板3の厚みを検出し、ラビング処理時に、ラビングローラ2と基板3が適切な高さで当接するよう、ラビングローラ2、または基板3を載置するステージ10の上記基準平面に対する高さ方向を制御するものである。
【0036】
上記第1の回動台24は、後述するCCDカメラ24a(図3参照)を有し、このCCDカメラ24aで、載置した基板3の後述するアライメントマーク3bを検出して、上記基準平面に平行な平面上を回動し、基板3のX軸方向に対する位置合わせを行うものである。
【0037】
次にこのように構成されたラビング装置1を用いた基板3のラビング方法について説明する。
【0038】
まず、図1に示すように、配向膜が形成された基板3が複数枚収納された第1のキャリアカセット20から基板3を1枚づつ、取出しハンド21によって基板搬入室26に抽出する。次に、基板3を第1の基板保持アーム23で保持しながら第1の搬送シャトル制御機構25によって移動が制御される第1の搬送シャトル22で、上述したラビングローラ2を固定した上記基準平面と同一平面に固定された第1の回動台24に搬送し、回動台24上に載置する。
【0039】
第1の回動台24では、図3に示すように、載置した基板3のアライメントマーク3bを第1の回動台24に配設されたCCDカメラ24aで検出して、上記基準平面に平行な平面上を回動することにより、基板3の円周方向に対する仮の位置合わせを行う。
【0040】
次に、第1の位置合わせの終えた基板3を第1の基板保持アーム23で保持して図2のポジションAにステージ10を搬送し、このステージ10の上面に配設されたステージ回動台11に基板3を載置する。そして、図1に示す厚み測定機15により、ステージ10上に載置した基板3の厚みを検出し、ラビング処理時に、ラビングローラ2と基板3が適切な高さで当接するよう、ラビングローラ2、または基板3を載置するステージ10の上記基準平面に対する高さ方向を調節する。
【0041】
その後、図2に示すように、ステージ10を、制御手段50によってポジションAから第1のガイド13によってX軸方向、つまりラビングローラの軸方向に移動させ、次いで第2のガイド14によってY軸方向、つまりラビングローラ2の回転軸2bと直交する方向に移動させ、2軸の原点座標位置(不図示)に移動させ制御手段50に原点座標を認識させた後、図2のポジションBに移動させる。
【0042】
ポジションBに移動後、ステージ10のステージ回動台11上では、図4に示すように、この回動台11に配設されたCCDカメラ11aにより、載置した基板3のアライメントマーク3bを検出して、上記基準平面に平行な平面上を回動することにより、基板3のX軸方向に対する精密な位置合わせを行う。
【0043】
基板3の位置合わせ終了後、基板3を載置したステージ10を、上記ポジションBから図2のポジションCに、ラビングローラ2の当接面に対して所定のバイアス角度をもって当接、摺動するように上記基準平面に平行な平面上を直動させる。尚、このとき、ステージ10は、このステージ10に配設されたステージ回動台11の回動中心が、ローラ周面2aが回転する上記ラビングローラの軸方向の当接面の中心4に少なくとも当接するよう、第1のガイド13、第2のガイド14によって直動するよう階段状に移動する。このことにより、基板3に形成された配向膜は、ステージ10が直動した方向に所謂、バイアスラビングされる。
【0044】
ラビング終了後は、ラビングローラ2またはステージ10を上記基準平面に対し高さ方向に移動させ、ラビングローラの周面2aと、基板3の配向膜が当接しないように、第1のガイド13及び第2のガイド14により、ステージ10は、ポジションAに復帰する。
【0045】
ポジションAに復帰後、図1に示すように、基板3は、第2の基板保持アーム33により保持され、第2の搬送シャトル制御機構35により移動される第2の搬送シャトル32で搬送され、上述したラビングローラ2を固定した上記基準平面と同一平面に固定された第2の回動台34に載置される。その後、ラビング処理後の基板3を必要に応じて収納方向を一定に整えられた後、再度、第2の搬送シャトル32により、基板収納室36に搬送され、収納ハンド31により、ラビング処理後の基板3を第2のキャリアカセット30に収納する。このようにして、ラビング装置1により、基板3上に形成された配向膜のラビングが行われる。
【0046】
このように本発明の一実施の形態を示す電気光学装置における基板のラビング装置とそのラビング方法においては、ラビングローラ2の角度制御を行うことなく、基板3を載置したステージ台10を、平面上の2軸制御のみで、ラビングローラの傷または付着した異物により基板に形成された配向膜に直線状のスジが付くことを防止することができるバイアスラビングを行うことができるため、装置を小型化することができる。
【0047】
尚、本実施形態においては、上述したラビング装置1は、所定のバイアス角度θをもってラビングを行うようにしたが、これに限らず、バイアス角θは、上述した第1のガイド13及び第2のガイド14(図1、2参照)の可動範囲であれば、どの角度でも良いことは云うまでもない。
【0048】
また、バイアスラビング時、基板3を載置したステージ台10を2軸の原点座標位置(不図示)に移動させ制御手段50に原点座標を認識させた後、図2のポジションBに移動させポジションCまで直動させることにより、ラビングは行われると示したが、これに限らず、原点座標認識後、図2に示すポジションDに移動させ、その後ポジションEまで直動させることにより、ラビングを行っても良い。このことにより、ポジションA〜Cにステージ台10を移動させたときとは別方向のラビングを行うことができる。
【0049】
また、本実施形態においては、第1のガイド13は、ラビングローラ2の回転軸2bと平行な方向に移動し、また、上記第2のガイド14は、ラビングローラ2の回転軸2bと直交する方向に移動するとしたが、これに限らず、ラビングローラ2を固定した基準平面に平行な平面上の2軸であれば、どのように2軸を設定しても上述した実施形態と同様の効果が得られることは勿論である。
【0050】
さらに、図5に示すように、基板3をポジションBからポジションC、叉はポジションDからポジションEにステージ10を直動させ、上述したように、このステージ10に配設されたステージ回動台11の回動中心が、ローラ周面2aが回転する上記ラビングローラの軸方向の当接面の中心4に少なくとも当接するよう直動する経路▲1▼で基板3の配向膜をラビングした後、次の基板3の配向膜をラビングする際には、経路▲1▼からラビングローラ2の回転軸2bに直交する方向に上下にずらした図5に示す経路▲2▼でラビングを行い、さらに、次の基板3の配向膜をラビングする際には、経路▲2▼からさらにラビングローラ2の回転軸2bに直交する方向に上下にずらした図5に示す経路▲3▼でラビングを行うことにより、仮にラビングローラ2に異物等が付着したとしても、ラビング処理後の基板の配向膜への傷が付着する位置を基板によってずらすことができるため、製造工程における製品信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すラビング装置の構成を示した平面図、
【図2】図1のラビング装置によるラビング方法を示した要部拡大平面図、
【図3】図1のラビング装置における第1の回動台の要部拡大平面図、
【図4】図1のラビング装置におけるステージ台及びステージ回動台の要部拡大平面図、
【図5】本発明の一実施の形態のラビング装置によるラビング方法の変形例を示す要部拡大平面図、
【図6】従来のラビング装置の一例を示す平面図、
【図7】バイアスラビングを行う従来のラビング装置の一例を示す平面図。
【符号の説明】
1…ラビング装置
2…ラビングローラ
3…基板
10…ステージ
11a,24a…CCDカメラ
13…第1のガイド
14…第2のガイド
50…制御手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubbing device and a rubbing method for a substrate in an electro-optical device.
[0002]
[Prior art]
As is well known, an electro-optical device such as a liquid crystal device has a configuration in which liquid crystal is sealed between two substrates such as a glass substrate and a quartz substrate, and a thin film transistor (Thin Film Transistor, In the following, switching elements such as TFTs) are arranged in a matrix, counter electrodes are arranged on the other substrate, and the optical characteristics of the liquid crystal layer sealed between the two substrates are changed according to image signals. And an image can be displayed.
[0003]
In addition, the TFT substrate on which the TFT is disposed and the opposing substrate disposed opposite to the TFT substrate are manufactured separately, and the two substrates are laminated with high precision in a panel assembling process and then filled with liquid crystal. It is supposed to be.
[0004]
In the panel assembling process, first, the TFT substrate and the opposing substrate manufactured in the manufacturing process of each substrate are opposed to each other, and the liquid crystal molecules are placed on the opposing surface, that is, the surface in contact with the liquid crystal layer of the opposing substrate and the TFT substrate. To form an alignment film for orienting the substrate along the substrate surface. This alignment film is formed, for example, by printing polyimide with a thickness of about several tens of nanometers. After that, baking is performed, and further, a rubbing treatment is performed to determine the arrangement of the liquid crystal molecules when no voltage is applied. Next, a seal portion serving as an adhesive is formed on one edge of one substrate, and the TFT substrate and the opposing substrate are bonded to each other using the seal portion, and pressure-bonded and cured while performing alignment. A method of enclosing a liquid crystal through a notch provided is used.
[0005]
Here, the rubbing treatment is a process in which a rubbing roller having a surface formed of a cloth material such as cloth is linearly slid while rotating on an alignment film formed on the substrate surface, and finely rubbed on the substrate alignment film surface. The alignment film is formed into an alignment anisotropic film by forming a groove, and the alignment of the liquid crystal molecules can be regulated by performing a rubbing process for forming a groove in a certain direction on the alignment film.
[0006]
Conventionally, this rubbing process is performed by a rubbing device 100 having a rubbing roller 101 disposed on a moving table 105 which moves directly to a fixed substrate 150, as shown in FIG. Had been However, in this apparatus 100, if, for example, one scratch or foreign matter 102 adheres to the surface of the rubbing roller 101, the rubbing roller 101 slides while linearly rotating on the alignment film of the substrate 150. However, one stripe 151 is attached to the alignment film, and when a liquid crystal device configured using the substrate having the stripe 151 is projected by using a projector or the like, one stripe is also reflected on the screen. There was a problem.
[0007]
Therefore, as a means for solving such a problem, a bias rubbing device 200 shown in FIG. 7 is generally used. That is, the bias rubbing device 200 arranges the substrate 250 at a position rotated by an angle θ by inclining the central axis 152 at the position where the substrate 150 shown in FIG. The moving table 205 and the rubbing roller 201 that move are also set at a position where the center axis 103 of the arrangement position of the moving table 105 and the rubbing roller 101 shown in FIG. In 201, linear sliding is performed while rotating on the alignment film of the substrate 250, and so-called bias rubbing is performed.
[0008]
According to the bias rubbing device 200, even if, for example, one scratch or a foreign matter 202 adheres to the surface of the rubbing roller 201, the rubbing roller 201 keeps a predetermined angle θ on the alignment film of the substrate 250. Is linearly slid while rotating, so that the scratches on the alignment film do not become a single line, but become blurred scratches 251 having a certain width. Thus, when the substrate is projected using a projector or the like, scars appearing on the screen can be reduced. Various bias rubbing devices used in the bias rubbing are disclosed in Patent Document 1 and the like.
[0009]
[Patent Document 1]
JP, 2002-31803, A
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a bias rubbing device, it is necessary to rotate the movable rubbing roller supporting the large rubbing roller to a predetermined angle θ to tilt it. Since the alignment film formed on the substrate is rubbed by the movement, there is a problem that the apparatus becomes large.
[0011]
Further, not only the moving table supporting the rubbing roller, but also the substrate must be rotated at an arbitrary predetermined angle θ, so that the angle accuracy must be obtained for both, and the work efficiency is not good.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the size of an apparatus when performing a rubbing process on the surface of an alignment film formed on a substrate and to efficiently perform rubbing. An object of the present invention is to provide a rubbing device and a rubbing method for a substrate in an optical device.
[0013]
Means and Action for Solving the Problems
As one mode of the substrate rubbing device in the electro-optical device according to the present invention, the substrate rubbing device in the electro-optical device that performs a rubbing process by bringing a rubbing roller into contact with an alignment film formed on the substrate, A rubbing roller is fixedly arranged, and the substrate is rubbed with respect to the rubbing roller by moving the substrate by controlling a bias angle by two axes of an X axis and a Y axis.
[0014]
Further, as the substrate rubbing device in the electro-optical device of the present invention, a rubbing roller for rubbing the alignment film of the substrate, the rotation axis of which is fixedly arranged in a predetermined plane, and a stage on which the substrate is mounted and moved. A first guide for guiding the stage with respect to the rubbing roller in the X-axis direction defined on a plane parallel to the plane, and defining the stage with respect to the rubbing roller on a plane parallel to the plane; A second guide for guiding in the Y-axis direction and control means for controlling the movement of the stage.
[0015]
According to the substrate rubbing device of the electro-optical device of the present invention, the stage on which the substrate is mounted is controlled by a biaxial control on a plane using the first guide and the second guide to adjust the bias angle. Since the rubbing roller is set and moved and brought into contact with the rubbing roller, the rubbing of the alignment film formed on the substrate can be performed only by moving the substrate alone, and thus the apparatus can be downsized. It has the effect of being able to.
[0016]
Further, as the substrate rubbing device in the electro-optical device according to the present invention, the stage has a rotating table that defines the position of the substrate, and the mounted substrate is rotatable on a plane parallel to the plane. It is characterized by supporting.
[0017]
According to this configuration, the stage supports the mounted substrate rotatably on a plane by the provided rotating table, so that the stage can be pressed against the rubbing roller at the time of bias rubbing. This has the effect that the contact angle can be freely adjusted.
[0018]
In the rubbing device for a substrate in the electro-optical device according to the present invention, the stage defines a circumferential position of the substrate placed on the rotary table.
[0019]
According to this configuration, by defining the position of the mounted substrate in the circumferential direction, even when the number of substrates to be processed is increased, the bias rubbing can always be performed accurately and at the same angle. Having.
[0020]
Further, as a substrate rubbing device in the electro-optical device of the present invention, the stage has a CCD camera for detecting a position of the mounted substrate.
[0021]
According to this configuration, when the substrate is positioned by the positioning notch of the substrate mounted on the stage, it is possible to accurately perform the positioning of the substrate in the circumferential direction by using the CCD camera. Have.
[0022]
In the rubbing device for a substrate in the electro-optical device according to the present invention, the stage may be configured such that a rotation center of a rotating table provided is a center of an axial contact surface of the rubbing roller that rotates during a rubbing process. And moves at least in contact with the object.
[0023]
According to this configuration, the center of rotation of the turntable provided on the stage always comes into contact with the center of the contact surface in the axial direction of the rubbing roller by the two-axis control by the control means. This has the effect that the entire surface can be efficiently bias-rubbed.
[0024]
Further, in the electro-optical device according to the present invention, the substrate on which the alignment film is formed is controlled with respect to a rubbing roller by controlling a bias angle by two axes of an X axis and a Y axis defined on a predetermined plane. And a rubbed substrate.
[0025]
According to this configuration, since the alignment film of the substrate used in the electro-optical device is rubbed by the bias rubbing process, even if, for example, there is one scratch or foreign matter adheres to the surface of the rubbing roller. Since the scratches adhering to the substrate do not become a single streak but become a blurred scratch, when the substrate is used in an electro-optical device and projected by a projector or the like, it is possible to reduce the scratches appearing on the screen. Having.
[0026]
As one aspect of the method of rubbing a substrate in the electro-optical device of the present invention, in a rubbing treatment step of performing a rubbing treatment by bringing a rubbing roller into contact with an alignment film formed on the substrate, The method is characterized in that there is provided a step of controlling a bias angle by two specified axes of the X axis and the Y axis, and advancing the roller to a rubbing step.
[0027]
Further, in the method of rubbing a substrate in the electro-optical device according to the present invention, the step of placing the substrate on a stage, the step of defining the position of the placed substrate in the X-axis direction, and the step of placing the substrate on the stage Detecting the position of the substrate by the CCD camera, and detecting the thickness of the substrate placed on the stage by thickness detecting means, and controlling the rubbing roller and the stage in the height direction of the rubbing roller. A step of moving the substrate placed on the stage to the origin coordinate position of the two axes of the X axis and the Y axis defined on the plane; and placing the substrate on the stage moved to the origin coordinate position of the two axes. Moving the placed substrate to a rubbing start position, and moving the substrate placed on the stage by controlling the bias angle by the two axes to advance the rubbing process. Is brought into contact with La, characterized by comprising the step of performing a rubbing of the substrate placed.
[0028]
According to the method of rubbing a substrate in the electro-optical device of the present invention, the stage on which the substrate is mounted is moved toward the rubbing roller by controlling a bias angle by two axes defined on a plane and brought into contact therewith. By performing the process, the rubbing of the alignment film formed on the substrate can be performed only by controlling the bias of the substrate alone with the two axes, so that the rubbing can be performed efficiently and the apparatus can be downsized. It has the effect of being able to.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a rubbing device for a substrate in an electro-optical device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged plan view showing a rubbing operation performed using the rubbing device shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged plan view of a main part of the first rotary table 24 in the rubbing device of FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part of the stage table 10 and the stage rotary table 11 in the rubbing device of FIG. FIG.
[0030]
In the present embodiment, the X-axis direction is a direction parallel to a rotation axis 2b of the rubbing roller 2 described later, and the Y-axis direction is a direction orthogonal to the rotation axis 2b of the rubbing roller 2. is there. Further, in the present embodiment, a liquid crystal panel will be described as an example of the electro-optical device.
[0031]
As shown in FIG. 1, a rubbing device 1 includes a rubbing roller 2 fixed to an upper surface of a base (not shown) (hereinafter, referred to as a reference plane), a substrate 3 placed on a rubbing process, and an X-axis and a Y-axis. A stage 10 that moves on a plane parallel to the reference plane defining an axis, a stage turntable 11 that is disposed on the stage 10 and that holds the substrate 3 rotatably on a plane parallel to the reference plane; , A first guide 13 that guides the stage 10 in the X-axis direction, a second guide 14 that guides the first guide 13 in the Y-axis direction, and movement of the first guide 13 and the second guide 14 , A thickness measuring device 15 for measuring the thickness of the substrate 3 placed on the stage 10, and a first substrate 3 in which a plurality of unrubbed substrates 3 on which an alignment film is formed are stored. The carrier cassette 20 and this second And a pair of first substrate holding arms 23 for extracting the substrates 3 from the carrier cassette 20 one by one into the substrate carrying-in chamber 26, and holding the substrates 3 by the first substrate holding arms 23. A first transfer shuttle 22 for transferring the first transfer shuttle 22 to the stage 10, a first transfer shuttle control mechanism 25 for controlling the movement of the first transfer shuttle 22, and a first positioning of the substrate fixed to the reference plane. And a pair of second substrate holding arms 33. The second substrate holding arm 33 holds the substrate 3 that has been subjected to the rubbing process, and transfers the substrate 3 to a later-described storage hand 31. A second transport shuttle 32 for transport, a second transport shuttle control mechanism 35 for controlling the movement of the second transport shuttle 32, and a substrate 3 fixed to the reference plane and having been rubbed are required. A second rotary table 34 for adjusting the storage direction accordingly, a substrate storage chamber 36 for storing the substrate 3 conveyed from the second rotary table 34, and a second rotatable substrate 3 The main part is constituted by the storage hand 31 for storing in the carrier cassette 30.
[0032]
The rubbing roller 2 has a main part including a roller having a roller peripheral surface 2a formed of a cloth material such as cloth, a rotating shaft 2b, and a pair of bearings 2c. The pair of bearings 2c are rotatably supported on a plane parallel to the reference plane. One end face of each of the pair of bearings 2c is fixed to the reference plane, and has a height adjusting mechanism with respect to the reference plane. The rubbing roller 2 thus configured contacts the alignment film formed on the surface of the substrate 3 while the circumferential surface 2a rotates in one direction around the rotation shaft 2b supported by the bearing 2c, A fine groove is formed on the surface of the alignment film to make the alignment film anisotropically oriented.
[0033]
The position of the stage 10 is controlled by the control means 50 during the rubbing process, and is linearly moved on a plane parallel to the reference plane by a first guide 13 and a second guide 14 using a servo motor and a ball screw (not shown). Then, the placed substrate 3 is brought into contact with the peripheral surface 2a of the rubbing roller 2 and is slid to rub the alignment film formed on the substrate 3.
[0034]
The stage turntable 11 is disposed on the upper surface of the stage 10 and has a CCD camera 11a (see FIG. 4) described later. The CCD camera 11a detects an alignment mark 3b of the mounted substrate 3 described later. Thus, the substrate 3 is rotated on a plane parallel to the reference plane to perform positioning of the substrate 3 in the circumferential direction.
[0035]
The thickness detector 15 detects the thickness of the substrate 3 placed on the stage, and mounts the rubbing roller 2 or the substrate 3 so that the rubbing roller 2 and the substrate 3 abut at an appropriate height during the rubbing process. The height direction of the stage 10 with respect to the reference plane is controlled.
[0036]
The first turntable 24 has a CCD camera 24a (see FIG. 3), which will be described later. The CCD camera 24a detects an alignment mark 3b, which will be described later, of the substrate 3 placed on the first turntable 24, and moves to the reference plane. The board 3 is rotated on a parallel plane, and the substrate 3 is aligned with respect to the X-axis direction.
[0037]
Next, a method of rubbing the substrate 3 using the rubbing apparatus 1 configured as described above will be described.
[0038]
First, as shown in FIG. 1, the substrates 3 are extracted one by one from a first carrier cassette 20 in which a plurality of substrates 3 on which an alignment film is formed is stored into a substrate loading chamber 26 by an unloading hand 21. Next, the first transport shuttle 22, whose movement is controlled by the first transport shuttle control mechanism 25 while holding the substrate 3 with the first substrate holding arm 23, uses the reference plane on which the rubbing roller 2 is fixed. Is transported to the first turntable 24 fixed on the same plane as the above, and is placed on the turntable 24.
[0039]
In the first turntable 24, as shown in FIG. 3, an alignment mark 3b of the placed substrate 3 is detected by a CCD camera 24a disposed on the first turntable 24, and is detected on the reference plane. By rotating on a parallel plane, temporary alignment of the substrate 3 in the circumferential direction is performed.
[0040]
Next, the substrate 3 after the first alignment is held by the first substrate holding arm 23, and the stage 10 is transported to the position A in FIG. The substrate 3 is placed on the table 11. Then, the thickness of the substrate 3 placed on the stage 10 is detected by the thickness measuring device 15 shown in FIG. 1, and the rubbing roller 2 is brought into contact with the rubbing roller 2 at an appropriate height during the rubbing process. Alternatively, the height direction of the stage 10 on which the substrate 3 is placed with respect to the reference plane is adjusted.
[0041]
Thereafter, as shown in FIG. 2, the stage 10 is moved from the position A by the control means 50 in the X-axis direction, that is, in the axial direction of the rubbing roller by the first guide 13, and then in the Y-axis direction by the second guide 14. In other words, the rubbing roller 2 is moved in a direction orthogonal to the rotation axis 2b, moved to a two-axis origin coordinate position (not shown), and the control means 50 is made to recognize the origin coordinates, and then moved to the position B in FIG. .
[0042]
After moving to the position B, on the stage turntable 11 of the stage 10, as shown in FIG. 4, an alignment mark 3b of the placed substrate 3 is detected by a CCD camera 11a disposed on the turntable 11. Then, by rotating on a plane parallel to the reference plane, precise positioning of the substrate 3 in the X-axis direction is performed.
[0043]
After the positioning of the substrate 3 is completed, the stage 10 on which the substrate 3 is placed is brought into contact with the contact surface of the rubbing roller 2 from the position B to the position C in FIG. Is linearly moved on a plane parallel to the reference plane. At this time, in the stage 10, the center of rotation of the stage rotating table 11 provided on the stage 10 is at least located at the center 4 of the axial contact surface of the rubbing roller on which the roller peripheral surface 2a rotates. The first guide 13 and the second guide 14 move stepwise so as to make direct contact with each other. As a result, the alignment film formed on the substrate 3 is so-called bias rubbed in a direction in which the stage 10 has moved directly.
[0044]
After the rubbing, the rubbing roller 2 or the stage 10 is moved in the height direction with respect to the reference plane, and the first guide 13 and the first guide 13 are moved so that the peripheral surface 2a of the rubbing roller does not come into contact with the alignment film of the substrate 3. The stage 10 returns to the position A by the second guide 14.
[0045]
After returning to the position A, as shown in FIG. 1, the substrate 3 is held by the second substrate holding arm 33 and transported by the second transport shuttle 32 moved by the second transport shuttle control mechanism 35. The rubbing roller 2 is mounted on a second turntable 34 fixed on the same plane as the reference plane on which the rubbing roller 2 is fixed. Then, after the rubbing process of the substrate 3 is adjusted to a constant storage direction as necessary, the substrate 3 is again transported to the substrate storage chamber 36 by the second transport shuttle 32, and is stored by the storage hand 31 after the rubbing process. The substrate 3 is stored in the second carrier cassette 30. In this way, the rubbing device 1 rubs the alignment film formed on the substrate 3.
[0046]
As described above, in the substrate rubbing device and the rubbing method in the electro-optical device according to the embodiment of the present invention, the stage table 10 on which the substrate 3 is placed can be placed on a flat surface without controlling the angle of the rubbing roller 2. With only the above two-axis control, it is possible to perform bias rubbing that can prevent a linear streak from being formed on an alignment film formed on a substrate due to a scratch on a rubbing roller or a foreign substance attached thereto. Can be
[0047]
In the present embodiment, the above-described rubbing device 1 performs rubbing at a predetermined bias angle θ. However, the present invention is not limited to this, and the bias angle θ may be set to the first guide 13 and the second It goes without saying that any angle may be used as long as the guide 14 (see FIGS. 1 and 2) can be moved.
[0048]
Also, at the time of bias rubbing, the stage table 10 on which the substrate 3 is placed is moved to the origin coordinate position (not shown) of two axes, the control means 50 is made to recognize the origin coordinates, and then moved to the position B in FIG. It has been described that rubbing is performed by moving directly to C. However, the present invention is not limited to this. After recognition of the origin coordinates, the rubbing is performed by moving to position D shown in FIG. May be. Thus, rubbing in a direction different from that when the stage table 10 is moved to the positions A to C can be performed.
[0049]
Further, in the present embodiment, the first guide 13 moves in a direction parallel to the rotation axis 2b of the rubbing roller 2, and the second guide 14 is orthogonal to the rotation axis 2b of the rubbing roller 2. However, the present invention is not limited to this, and any two axes may be set on a plane parallel to the reference plane on which the rubbing roller 2 is fixed, and the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. Is obtained.
[0050]
Further, as shown in FIG. 5, the stage 10 is directly moved from the position B to the position C or from the position D to the position E, and the stage rotating table provided on the stage 10 is moved as described above. After rubbing the alignment film of the substrate 3 along a path (1) in which the center of rotation of 11 moves linearly so as to at least contact the center 4 of the axial contact surface of the rubbing roller on which the roller peripheral surface 2a rotates, When the next alignment film of the substrate 3 is rubbed, the rubbing is performed in the path (2) shown in FIG. When rubbing the alignment film of the next substrate 3, the rubbing is performed by a route (3) shown in FIG. , Provisional Also the rubbing roller 2 as a foreign matter adheres, because the wound is attached the position of the alignment film of the substrate after the rubbing treatment can be shifted by the substrate, it is possible to improve the product reliability in the manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a rubbing device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part showing a rubbing method by the rubbing device of FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged plan view of a main part of a first turntable in the rubbing device of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part of a stage table and a stage rotating table in the rubbing device of FIG. 1;
FIG. 5 is an enlarged plan view of a main part showing a modification of the rubbing method using the rubbing device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a plan view showing an example of a conventional rubbing device.
FIG. 7 is a plan view showing an example of a conventional rubbing device that performs bias rubbing.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 rubbing device 2 rubbing roller 3 substrate 10 stages 11a and 24a CCD camera 13 first guide 14 second guide 50 control means

Claims (9)

基板上に形成された配向膜に、ラビングローラを当接させラビング処理を施す電気光学装置における基板のラビング装置において、
上記ラビングローラを固定配置し、上記ラビングローラに対し、上記基板をX軸とY軸の2軸によってバイアス角度を制御して進行させ、ラビングすることを特徴とする電気光学装置における基板のラビング装置。
A rubbing device for a substrate in an electro-optical device that performs a rubbing process by bringing a rubbing roller into contact with an alignment film formed on the substrate,
A rubbing device for an electro-optical device, wherein the rubbing roller is fixedly arranged, and the substrate is rubbed with respect to the rubbing roller by controlling a bias angle by two axes of an X axis and a Y axis to advance the substrate. .
回転軸が所定の平面内に固定配置され基板の配向膜をラビング処理するラビングローラと、
上記基板を載置して移動するステージと、
上記ステージを上記ラビングローラに対し、上記平面に平行な平面上に規定したX軸方向にガイドする第1のガイドと、
上記ステージを上記ラビングローラに対し、上記平面に平行な平面上に規定したY軸方向にガイドする第2のガイドと、
上記ステージの移動を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする電気光学装置における基板のラビング装置。
A rubbing roller in which the rotation axis is fixedly arranged in a predetermined plane and rubs the alignment film of the substrate,
A stage on which the substrate is mounted and moved,
A first guide that guides the stage with respect to the rubbing roller in an X-axis direction defined on a plane parallel to the plane,
A second guide for guiding the stage with respect to the rubbing roller in a Y-axis direction defined on a plane parallel to the plane,
Control means for controlling the movement of the stage;
A rubbing device for a substrate in an electro-optical device, comprising:
上記ステージは、基板の位置を規定する回動台を有し、載置した基板を上記平面に平行な平面上で回動自在に支持することを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置における基板のラビング装置。3. The electro-optical device according to claim 2, wherein the stage has a turntable that defines a position of the substrate, and the stage supports the mounted substrate rotatably on a plane parallel to the plane. Rubbing device for substrates in 上記ステージは、回動台に載置した基板の円周方向の位置を規定することを特徴とする請求項2または3に記載の電気光学装置における基板のラビング装置。4. The rubbing device for a substrate in an electro-optical device according to claim 2, wherein the stage defines a circumferential position of the substrate placed on the turntable. 5. 上記ステージは、載置した上記基板の位置を検出するCCDカメラを有していることを特徴とする請求項2または3あるいは4に記載の電気光学装置における基板のラビング装置。5. The rubbing device for a substrate in an electro-optical device according to claim 2, wherein the stage has a CCD camera for detecting a position of the mounted substrate. 上記ステージは、配設された回動台の回動中心がラビング処理時に、回転する上記ラビングローラの軸方向の当接面の中心に少なくとも当接して移動することを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置における基板のラビング装置。3. The stage according to claim 2, wherein the rotating center of the rotating table is moved at least in contact with the center of an axial contact surface of the rotating rubbing roller during the rubbing process. A rubbing device for a substrate in the electro-optical device according to Claim. 配向膜の形成された基板を、所定の平面上に規定したX軸とY軸との2軸によりバイアス角度を制御し、ラビングローラに対して搬送し、ラビング処理した基板を用いて構成された電気光学装置。The substrate on which the alignment film is formed is configured by using a substrate that has been subjected to a rubbing process by controlling a bias angle by two axes of an X axis and a Y axis defined on a predetermined plane, transporting the substrate to a rubbing roller, and performing a rubbing process. Electro-optical device. 基板上に形成された配向膜に、ラビングローラを当接させてラビング処理を施すラビング処理工程において、
上記基板を平面上に規定したX軸とY軸の2軸によりバイアス角度を制御し、ローラに進行させてラビングする工程を有することを特徴とする電気光学装置における基板のラビング方法。
In the rubbing treatment step of performing a rubbing treatment by bringing a rubbing roller into contact with the alignment film formed on the substrate,
A method of rubbing a substrate in an electro-optical device, comprising a step of controlling a bias angle by two axes of an X axis and a Y axis defined on a plane of the substrate and advancing the substrate to a roller to perform rubbing.
基板をステージ上に載置する工程と、
載置した基板の位置のX軸方向の位置を規定する工程と、
上記ステージ上に載置した基板の位置を、CCDカメラによって検出する工程と、
上記ステージ上に載置した基板の厚みを、厚み検出手段によって検出し、上記ラビングローラ及び上記ステージを上記ラビングローラの高さ方向に制御する工程と、
上記ステージ上に載置した基板を、平面上に規定したX軸、Y軸の2軸の原点座標位置に移動させる工程と、
上記2軸の原点座標位置に移動した上記ステージに載置した基板を、ラビングの開始位置に移動させる工程と、
上記ステージ上に載置した基板を、上記2軸によってバイアス角度を制御して進行させることにより上記ラビングローラに当接させ、載置した上記基板のラビングを行う工程と、
を具備したことを特徴とする電気光学装置における基板のラビング方法。
Placing the substrate on the stage;
Defining a position in the X-axis direction of the position of the mounted substrate;
Detecting the position of the substrate placed on the stage by a CCD camera;
A step of detecting the thickness of the substrate placed on the stage by a thickness detecting means, and controlling the rubbing roller and the stage in a height direction of the rubbing roller;
Moving the substrate placed on the stage to the origin coordinate position of two axes of X axis and Y axis defined on a plane;
Moving the substrate placed on the stage moved to the origin coordinate position of the two axes to a rubbing start position;
Rubbing the substrate placed on the stage by contacting the substrate mounted on the stage with the rubbing roller by controlling the bias angle by the two axes to advance,
A rubbing method for a substrate in an electro-optical device, comprising:
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