JP3218205B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子製造
プロセスで用いられる液晶表示素子の製造方法に関する
ものであり、特にレジスト塗布装置、露光装置、配向膜
塗布装置、印刷機等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示素子には、例えば３００
ｍｍ×３００ｍｍ×厚み１．０ｍｍ程度のガラス基板が
主に用いられており、最近では、さらに４００ｍｍ、５
００ｍｍサイズのより大形のガラス基板も用いられるよ
うになってきている。

【０００３】このようなガラス基板は、液晶表示素子の
製造プロセス中、例えばレジスト塗布装置、露光装置、
配向膜塗布装置、印刷機等を通して順次搬送され、そし
て、各装置内における処理操作中には、図６に示すよう
に、ガラス基板１１は、上面が平坦な載置台（以下、ス
テージという）１２上に真空吸着によって固定されるよ
うになっている。すなわち、ステージ１２には、直径
０．５〜１．０ｍｍ程度の複数の吸着孔１３が５〜３０
ｍｍの間隔で碁盤目状に設けられ、これら吸着孔１３
は、ステージ１２の下側に設けられた真空ポンプ１５に
連通路１４を介して接続されている。ガラス基板１１
は、各吸着孔１３を通して作用する真空吸着力によっ
て、ほぼ全面にわたって吸着されてステージ１２上に固
定される。

【０００４】平板状に作製されているガラス基板１１
は、優れたフラット性を有すると共に剛性も高いため、
前記のような吸着孔１３を通して離散的に吸着力を作用
させたとしても、図７に示すように、ガラス基板１１に
反り等の変形が生じることはなく、この結果、液晶表示
素子の製造プロセスにおいて、例えばレジスト塗布の処
理によって、図８に示すように、レジスト膜１６は均一
に塗布され、仕上がり状態に凹凸を生じることはない。

【０００５】一方、近年においては、液晶表示素子の薄
形化に伴い、プラスチック等からなるフレキシブル基板
がガラスの替わりに採用され、実用化されようとしてい
る。そして、従来は、このようなフレキシブル基板を各
製造装置内に位置決めして固定する場合においても、前
記同様の吸着孔１３を通して吸着固定する方法が採用さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようなフレキシブル基板に従来同様の吸着固定法を適用
する場合、素材自身の持つフレキシブル性から、図９に
示すように、各吸着孔１３からの吸着力に応じてその直
上の箇所が局部的に変形した吸着状態となり、この結
果、図のように、吸着孔１３の間隔に応じたうねりを生
じた状態でフレキシブル基板２１の固定が行われるもの
となっている。すなわち、前述のように互いに離間した
位置に開口する吸着孔１３を通して吸着力を作用させる
場合には、フレキシブル基板２１全体は平面状に作製さ
れているにもかかわらず、素材のフレキシブル性から局
部的な吸着状態を生じ、このため、フラット性が逆に損
なわれた状態での固定状態となっているのである。

【０００７】この結果、例えば図１０に示すように、レ
ジスト塗布処理後のレジスト膜２２の膜厚が不均一とな
り、仕上がり状態に凹凸が生じる。このため、液晶表示
素子の表示品位にムラを生じるという問題が発生してい
る。

【０００８】本発明は、以上のような従来の問題点に鑑
みなされたものであって、プラスチック等からなるフレ
キシブル基板を用いても、表示品位に優れた液晶表示素
子を得ることができる液晶表示素子の製造方法を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１記載の液晶表示素子の製造方
法は、複数の吸着孔が互いに離間してそれぞれ開口する
平坦な載置面を有する載置台上に、前記吸着孔を通して
吸着力を作用させて、フレキシブル基板を固定し、前記
フレキシブル基板に各種の処理を施す液晶表示素子の製
造方法において、前記吸着孔を通して前記フレキシブル
基板に吸着力を作用させた吸着状態を、すべての前記吸
着孔を通して前記フレキシブル基板に吸着力を作用させ
た全面吸着状態から前記フレキシブル基板の有効使用範
囲を除く周縁部に位置する前記吸着孔を通して吸着力を
作用させた周縁吸着状態に変化させ、前記周縁吸着状態
で、前記フレキシブル基板を固定して各種の処理を施す
ことを特徴としている。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】本発明の液晶表示素子の製造方法によれ
ば、吸着孔を通してフレキシブル基板に吸着力を作用さ
せた吸着状態を、すべての吸着孔を通してフレキシブル
基板に吸着力を作用させた全面吸着状態からフレキシブ
ル基板の有効使用範囲を除く周縁部に位置する吸着孔を
通して吸着力を作用させた周縁吸着状態に変化させ、前
記周縁吸着状態で、フレキシブル基板を固定して各種の
処理を施すことにより、有効使用範囲においてはフレキ
シブル基板を平面状態とすることができるとともに、フ
レキシブル基板の位置ずれを防止することができる。周
縁吸着状態のみでフレキシブル基板の吸着固定を行った
場合、吸着孔の間隔を超えた大きな曲率の変形を生じて
載置台上にフレキシブル基板が載置されたときには、こ
の変形を矯正することができないため、フレキシブル基
板を平面状態とすることができないとともに、変形して
いる分だけフレキシブル基板の位置がずれることとな
る。レジスト等のようにフレキシブル基板の全面に塗布
する膜であれば位置ずれはそれほど問題にならないが、
配向膜およびシール材料のように液晶表示素子の電極パ
ターンに合わせて塗布する膜では位置ずれは大きな問題
となる。また、各種の処理を施す際には周縁吸着状態と
なっているので、吸着孔の間隔に対応する局部的なうね
りは解消され、有効使用範囲においてはフレキシブル基
板を平面状態とすることができる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】図１乃至図５を用いて、本発明の
実施の形態について説明する。

【００１８】例えば、液晶表示素子の製造プロセスにお
けるレジスト塗布装置には、図１および図２に示すよう
に、上面に平坦な載置面を有するステージ（載置台）２
が設けられている。このステージ２には、直径０．５〜
１．０ｍｍの複数の吸着孔３、７が前記載置面に５〜３
０ｍｍ間隔で碁盤目状に開口している。これらの吸着孔
３、７のうち、最外周側の周縁側吸着孔３は、ステージ
２内部に横設されている第１連通路５にそれぞれ接続さ
れている。そして、この第１連通路５は、切換弁６を介
して真空ポンプ４に接続されている。また、周縁側吸着
孔３よりも内側の中央側吸着孔７は、第１連通路５とは
別にステージ２内に形成されている第２連通路８にそれ
ぞれ接続され、この第２連通路８は切換弁６に接続され
ている。

【００１９】切換弁６によって、真空ポンプ４を作動し
たときの真空吸着力が、第１連通路５および第２連通路
８から全ての吸着孔３、７を通して作用する状態（以
下、全面吸着作用状態という）と、第１連通路５から周
縁側吸着孔３を通してのみ作用する状態（以下、周縁吸
着作用状態という）との切換えが行われる。

【００２０】前記のようなステージ２を備えるレジスト
塗布装置に、例えばプラスチック等の材質からなる平面
状のフレキシブル基板１が載置された場合、以下のよう
な操作手順に基づいてこのフレキシブル基板１の吸着固
定が行われる。なお、この場合のフレキシブル基板１に
は、図４に示すように、全体が方形状をなし、そして、
周縁側を除く中央部側に、有効使用範囲としての領域
に、図のように二段の表示領域１ａ、１ｂが設定されて
いるものとする。さらに、図１に示すように、ステージ
２の載置面は、その上に載置されるフレキシブル基板１
よりも大きい面積を有する。

【００２１】まず、装置外からフレキシブル基板１がス
テージ２上に搬送され、位置決めが行われると、図５に
示すように、切換弁６が作動されて、初めに、第１連通
路５および第２連通路８の両者が真空ポンプ４への接続
状態となる。これにより、フレキシブル基板１はステー
ジ２と中心を合わせた位置決め状態で、全吸着孔３、７
を通して前記全面吸着作用状態となって吸着固定され
る。

【００２２】次いで、切換弁６の切換操作が行われ、こ
れによって、真空ポンプ４との第１連通路５側の接続状
態は継続したまま、第２連通路８の真空ポンプ４との接
続状態を断って中央側吸着孔７を通しての真空吸着力を
解除する。この結果、図１に示すように、フレキシブル
基板１における表示範囲を除く周縁側の領域（図におい
て斜線を施した領域）に位置する周縁側吸着孔３のみを
通して、真空吸着力が作用する前記周縁吸着作用状態で
の固定に切換わる。

【００２３】その後、フレキシブル基板１の表面にレジ
ストが塗布され、この装置での処理を完了すると、切換
弁６をさらに切換えて周縁側吸着孔３を通しての吸着力
も解除され、この装置から次の工程へと搬出される。

【００２４】以降、その他の製造プロセス、例えば、レ
ジスト塗布、露光、配向膜塗布、オフセット印刷、スク
リーン印刷等の各工程においても、フレキシブル基板１
を前述と同様に吸着固定して各処理が行われて液晶表示
素子が作製される。

【００２５】以上の説明のように、前述の実施の形態に
おいては、各製造装置内でフレキシブル基板１をステー
ジ２上に吸着固定して、例えばレジスト塗布等の処理を
行う場合には、フレキシブル基板１の表示範囲を除く周
縁側に対応して位置する周縁側吸着孔３のみを通して吸
着力を作用させる操作が行われる。したがって、互いに
離間する吸着孔３毎に吸着力が作用して局部的変形が生
じる領域は、フレキシブル基板１における表示範囲を除
く周縁部のみに限定されてステージ２上に固定される。
したがって、図３に示すように、少なくとも前記表示範
囲においては、フレキシブル基板１自身が有する平面性
が保持される。この結果、例えば、このフレキシブル基
板１の表面に塗布されるレジストの膜厚を表示範囲内で
ほぼ均一なものとすることが可能となる。同様に、その
他の装置においても、前記表示範囲内ではその全面にわ
たって均一な処理が行われることとなるので、表示特性
の向上した液晶表示素子を作製することができる。

【００２６】また、前述の実施の形態においては、各装
置内における所定の処理に先立って、これら装置内にフ
レキシブル基板１が搬送され、位置決めされた時点で
は、周縁側吸着孔３および中央側吸着孔７の全てに吸着
力を作用させた全面吸着作用状態で、フレキシブル基板
１の固定が行われる。すなわち、フレキシブル基板１は
ステージ２と中心を合わせた位置決め状態でほぼ全面に
吸着力が作用する。このとき、従来同様に、吸着孔３、
７の個々の間隔に対応して局部的にうねりを生じた状態
となるが、例えば、吸着孔３、７の間隔を超えた大きな
曲率の変形を生じて前記ステージ２上に載置された場合
でも、全体的には、ステージ２の上面に沿ってほぼ平面
状に矯正され、かつ、前記位置決め位置を保持して正確
に固定される。また、全面にわたって吸着力が作用する
ことから、前記のような吸着固定状態が速やかに得られ
るものとなる。このような吸着固定状態を経て、前記の
周縁吸着作用状態に切換えられ、これによって、表示範
囲内においてフレキシブル基板１自身が有する平面状態
に復帰し、この後、前記の各処理がそれぞれ行われるよ
うになっている。この結果、ステージ２上の固定位置も
より正確に保持された状態で均一な処理が行われるの
で、さらに、表示特性の向上した液晶表示素子を作製し
得るものとなる。

【００２７】特に、前述のように、一旦、全面吸着作用
状態とすることは、フレキシブル基板１のサイズが例え
ば２００〜５００ｍｍ程度の比較的大きなものが用いら
れる場合に有効である。つまり、この場合には、前述の
ようにステージ２上に載置され位置決めされた状態にお
いて、すぐに周縁吸着作用状態で固定しようとする場合
には、例えばステージ２中央側で、フレキシブル基板１
下面とステージ２上面との間の空気層がすぐには周縁側
から抜けきらず、したがって、全体にわたってステージ
２に沿って平坦状になるには幾分かの時間を要するもの
となる。また、この場合に、中央側が大きなうねりを生
じた固定状態となったり、位置決め位置からのずれを生
じて固定されるおそれもある。そこで、前記のように、
一旦、全面吸着を行うことによって、位置決め位置に定
置した状態での速やかな固定状態とすることが可能とな
る。

【００２８】このように、本発明によれば、フレキシブ
ル基板に対し表示範囲内において均一な処理を実施する
ことができ、表示特性の向上した液晶表示素子を作製す
ることができる。このような液晶表示素子には、ＴＮ
（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐ
ｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、およびＦＳ
ＴＮ（Ｆｉｌｍ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｓｕｐｅｒ
Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）等の駆動タイプが
あり、最近のワープロ、パソコン等の大型のものには、
ＳＴＮ、あるいはＦＳＴＮ等の駆動タイプが用いられて
いる。特に、このタイプの液晶表示素子の液晶配向制御
については従来よりもきびしい制御が必要で、フレキシ
ブル基板がこれらのタイプの液晶表示素子に用いられる
場合に、液晶配向処理時におけるフレキシブル基板のフ
ラット性の保持が極めて重要なものとなっており、この
場合に、前述の方法を適用することによって、特性の向
上を図ることができる。

【００２９】また、液晶表示素子製造プロセスにおける
レジスト塗布装置を中心に説明したが、その他の製造装
置において、本発明の適用が可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の液晶表示
素子の製造方法によれば、吸着孔を通してフレキシブル
基板に吸着力を作用させた吸着状態を、すべての吸着孔
を通してフレキシブル基板に吸着力を作用させた全面吸
着状態からフレキシブル基板の有効使用範囲を除く周縁
部に位置する吸着孔を通して吸着力を作用させた周縁吸
着状態に変化させ、前記周縁吸着状態で、フレキシブル
基板を固定して各種の処理を施すことにより、有効使用
範囲においてはフレキシブル基板を平面状態とすること
ができるとともに、フレキシブル基板の位置ずれを防止
することができる。したがって、均一な膜厚の膜を高い
位置精度で形成することができるため、表示特性に優れ
た液晶表示素子を得ることができる。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態において用いられるステー
ジとフレキシブル基板との関係を示す平面図である。

【図２】ステージの断面図である。

【図３】ステージ上へのフレキシブル基板の吸着固定状
態を示す断面図である。

【図４】フレキシブル基板における表示範囲を説明する
ための平面図である。

【図５】フレキシブル基板を二段階の吸着操作で固定す
る場合のタイミングチャートである。

【図６】従来のステージとこのステージ状に載置される
ガラス基板とを示す断面図である。

【図７】従来のステージへのガラス基板の吸着固定状態
を示す拡大断面図である。

【図８】レジスト膜が塗布されたガラス基板を示す断面
図である。

【図９】従来のステージによるフレキシブル基板の吸着
固定状態を示す拡大断面図である。

【図１０】従来の吸着固定状態でレジストを塗布した後
のフレキシブル基板の断面図である。

【符号の説明】

１ フレキシブル基板 ２ ステージ（載置台） ３ 周縁側吸着孔 ４ 真空ポンプ ５ 第１連通路 ６ 切換弁 ７ 中央側吸着孔 ８ 第２連通路 １１ ガラス基板 １２ ステージ（載置台） １３ 吸着孔 １４ 連通路 １５ 真空ポンプ １６ レジスト膜 ２１ フレキシブル基板 ２２ レジスト膜

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−324818（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−16207（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−281190（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−21843（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 G03F 7/16 B05C 11/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の吸着孔が互いに離間してそれぞれ
   開口する平坦な載置面を有する載置台上に、前記吸着孔
   を通して吸着力を作用させて、フレキシブル基板を固定
   し、前記フレキシブル基板に各種の処理を施す液晶表示
   素子の製造方法において、 前記吸着孔を通して前記フレキシブル基板に吸着力を作
   用させた吸着状態を、すべての前記吸着孔を通して前記
   フレキシブル基板に吸着力を作用させた全面吸着状態か
   ら前記フレキシブル基板の有効使用範囲を除く周縁部に
   位置する前記吸着孔を通して吸着力を作用させた周縁吸
   着状態に変化させ、前記周縁吸着状態で、前記フレキシ
   ブル基板を固定して各種の処理を施すことを特徴とする
   液晶表示素子の製造方法。