JP3800056B2 - Liquid crystal device manufacturing apparatus, manufacturing method, and liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device manufacturing apparatus, manufacturing method, and liquid crystal device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to perform uniform and reliable rubbing treatment. SOLUTION: A feather tip 83 is inclined by a prescribed angle to the direction of rotation of a rubbing roll 81. The rubbing roll 81 is rotated and a stage 100 is moved to rub the surface of a substrate 101 with the feather tip 83. Since the feather tip 83 is inclined, the area of the surface of the substrate 101 rubbed by one feather tip 83 is enlarged to enhance feather density, and uniform and satisfactory alignment over the entire area of the substrate is obtained. The rubbing treatment is reliably preformed also at a part having a step. Since the inclination direction of the feather tip 83 is set up according to the twist direction of a liquid crystal, reliable rubbing treatment can be also performed at a step part. The feather tip 83 is never split by the movement of the stage. Stronger alignment regulating force can be given to an alignment layer and unevenness of feather density is hardly generated even if the rubbing is repeated, and long life of the feather tip can be realized. Thus, uniform and reliable rubbing treatment is performed.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶基板の配向膜にラビング処理を施すものに好適な液晶装置の製造装置、製造方法及び液晶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、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)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、画像表示を可能にする。
【0003】
TFTを配置したTFT基板と、TFT基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立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。
【0004】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたTFT基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びTFT基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部が形成される。TFT基板と対向基板とをシール部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール部の一部には切り欠きが設けられており、この切り欠きを介して液晶を封入する。
【0005】
配向膜を形成してラビング処理を施すことで、電圧無印加時の液晶分子の配列が決定される。配向膜は、例えばポリイミド(PI)を約数十ナノメーターの厚さで塗布することにより形成される。液晶層に対向する両基板の面上に配向膜を形成することで、液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。ラビング処理は、配向膜表面に細かい溝を形成して配向異方性の膜にするものであり、配向膜に一定方向の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】
図9はラビング装置を示す模式図である。
【0007】
ステージ100上には液晶基板101が載置されている。ステージ100は、水平方向に移動して基板101を搬送する。ステージ100の搬送路の上方にはラビングロール102が配設されている。ラビングロール102は周面にベルベット状の生地、例えばレーヨンのラビング布103が取り付けられている。ラビングロール102を回転させながらステージ100を搬送させて、ラビングロール102の回転及びステージ100の搬送によって、ラビング布103で基板全面を擦ってラビングを行う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ラビング布103は布表面からレーヨンの毛先104が伸びている。この毛先104の長さは、適宜のラビング圧を加えるために、ラビングロール102と基板101との間隔よりも所定の長さだけ長く設定されている。図10は1本の毛先104が基板101表面の一部を擦る様子を基板101の上面から見た説明図である。図10の斜線部は毛先104によって擦られた部分を示している。
【0009】
ラビング布103を回転させながらステージ100を搬送すると、毛先104は基板101表面で折れ曲がりながら、基板101表面を擦る。ところが、ラビング回数が増大すると、毛先104の回転方向の折れがクセとなり、毛先104に折れクセが生じる。この折れクセによって、毛先104と基板101表面との間に均一な接触圧を保てなくなってしまう。
【0010】
即ち、ラビング回数の増大に従ってラビング圧が変化し、不均一なラビング処理が行われてしまい、配向膜に悪影響を与えてしまう。そうすると、基板101に十分な配向規制力を付与することができなくなり、洗浄の影響及びシール材からの溶剤の溶出による影響等を受けやすくなり、配向むらが生じてしまう。
【0011】
また、毛先104は比較的復元力が弱く、ラビング処理を繰返すと、局所的に毛先が偏り、毛密度のむらが生じる。そうすると、位置によってラビング強度が異なる部分が生じて、液晶チルトむらが発生する。
【0012】
また、図10に示すように、1本の毛先104が基板101表面と接触する面は、毛先104の線径に等しい。毛先104の線径は極めて細く、ラビング布103から多数の毛先104が伸びている場合でも、擦られない部分が発生する可能性が比較的高い。
【0013】
また、毛先104によって段差を有する部分を擦った場合等には、毛先104が2つに割れてしまうことがある。図11はこの様子を模式的に示す説明図である。この場合にも、毛先104の割れによって、擦られない部分が発生する可能性が高くなる。
【0014】
また、基板101は平面状であるとは限らず、例えば画素周辺に段差を有することがある。この場合には、段差部分において下段の隅に毛先104が接触しない可能性がある。この場合にも配向不良になりやすく、特に液晶のツイスト方向によっては、表示不良が生じてしまうという問題があった。
【0015】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、毛先をラビングロールの軸芯に垂直な方向に対して傾斜させることにより、毛先が基板表面に接触する面積を増大させると共に毛先の復元力を向上させ、更に、段差部分についても毛先を確実に接触可能とすることにより、基板全域で均一な安定したラビング圧でのラビングを可能にして、配向むら及び液晶チルトむらの発生を防止して表示品質を向上させることができる液晶装置の製造装置、製造方法及び液晶装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置の製造装置は、回転することによって基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行うものであって、周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させたラビングロールを具備したことを特徴とする。
また、本発明に係る液晶装置の製造装置は、回転することによって基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行うものであって、周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させたラビングロールを具備し、
前記毛先の長手方向に対する反発力よりも、前記毛先のねじれる回転方向に対する反発力の方が大きいことを特徴とする。
また、本発明に係る液晶装置の製造装置は、回転することによって基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行うものであって、周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させたラビングロールを具備し、
前記毛先の長手方向に対する復元力よりも、前記毛先のねじれる回転方向に対する復元力の方が大きいことを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、毛先はラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜しているので、1本の毛先によってラビングされる領域が広く、液晶基板の全領域を確実にラビングすることが可能であり、基板全域に亘って均一で良好な配向が得られる。また、毛先が割れてしまうことを防止することができる。また、毛先のねじれ方向の復元力が強いことから、ラビングを繰返しても毛密度のむらが生じにくく長寿命化が可能である。
【0018】
前記毛先は、前記ラビングロールの回転方向に対して2°〜45°の範囲で傾斜していることを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、すじむらを低減したラビングが可能である。また、ラビングロールの寿命を長くすることができる。
【0020】
また、前記毛先は、液晶のねじれ方向に応じた傾斜方向に設定されることを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、段差を有する部分についても確実にラビング処理が可能である。
【0022】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、液晶基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行う工程であって、ラビングロールの周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させてラビング処理を行う工程を具備したことを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜した毛先によってラビング処理を行う。毛先が傾斜しているので、1本の毛先によってラビングされる領域が広く、液晶基板の全領域を確実にラビングすることが可能であり、基板全域に亘って均一で良好な配向が得られる。また、毛先が割れてしまうことを防止することができる。また、毛先のねじれ方向の復元力が強いことから、ラビングを繰返しても毛密度のむらが生じにくく長寿命化が可能である。
【0024】
前記毛先は、前記ラビングロールの回転方向に対して2°〜45°の範囲で傾斜していることを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、すじむらを低減したラビングが可能である。また、ラビングロールの寿命を長くすることができる。
【0026】
本発明に係る液晶装置は、上記液晶装置の製造装置又は上記液晶装置の製造方法によってラビング処理されたことを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、すじむらが抑制され、長寿命化されたラビングロールによってラビング処理されているので、配向むら、チルトむらの発生が防止されて、表示品質が高い。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る液晶装置の製造装置に採用されるラビング装置及びラビングロールを模式的に示す説明図である。図2は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図3はTFT基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図4は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図3のH−H'線の位置で切断して示す断面図である。また、図5は液晶装置を詳細に示す断面図である。図6はパネル組立工程を示すフローチャートである。
【0029】
本実施の形態はラビングロールの毛先の方向をロール回転軸に垂直な向きに対して所定の角度傾斜させるようにしたものである。
【0030】
先ず、図2乃至図5を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【0031】
液晶パネルは、図3及び図4に示すように、TFT基板等の素子基板10と対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。素子基板10上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図2は画素を構成する素子基板10上の素子の等価回路を示している。
【0032】
図2に示すように、画素領域においては、複数本の走査線3aと複数本のデータ線6aとが交差するように配線され、走査線3aとデータ線6aとで区画された領域に画素電極9aがマトリクス状に配置される。そして、走査線3aとデータ線6aの各交差部分に対応してTFT30が設けられ、このTFT30に画素電極9aが接続される。
【0033】
TFT30は走査線3aのON信号によってオンとなり、これにより、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに供給される。この画素電極9aと対向基板20に設けられた対向電極21との間の電圧が液晶50に印加される。また、画素電極9aと並列に蓄積容量70が設けられており、蓄積容量70によって、画素電極9aの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば3桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量70によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【0034】
図5は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【0035】
ガラスや石英等の素子基板10には、溝11が形成されている。この溝11上に遮光膜12及び第1層間絶縁膜13を介してLDD構造をなすTFT30が形成されている。溝11によって、TFT基板の液晶50との境界面が平坦化される。
【0036】
TFT30は、チャネル領域1a、ソース領域1d、ドレイン領域1eが形成された半導体層に絶縁膜2を介してゲート電極をなす走査線3aが設けられてなる。なお、遮光膜12は、TFT30の形成領域に対応する領域、後述するデータ線6a及び走査線3a等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜12によって、入射光がTFT30のチャネル領域1a、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。
【0037】
TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上には中間導電層15が形成されている。中間導電層15上には誘電体膜17を介して容量線18が対向配置されている。容量線18は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層15との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層15を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【0038】
容量線18上には第3層間絶縁膜19が配置され、第3層間絶縁膜19上にはデータ線6aが積層される。データ線6aは、第3及び第2層間絶縁膜19,14を貫通するコンタクトホール24a,24bを介してソース領域1dに電気的に接続される。データ線6a上には第4層間絶縁膜25を介して画素電極9aが積層されている。画素電極9aは、第4〜第2層間絶縁膜25,19,14を貫通するコンタクトホール26a,26bにより容量線18を介してドレイン領域1eに電気的に接続される。画素電極9a上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜16が積層され、図1のラビングロールを用いて所定方向にラビング処理されている。
【0039】
走査線3a(ゲート電極)にON信号が供給されることで、チャネル領域1aが導通状態となり、ソース領域1dとドレイン領域1eとが接続されて、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに与えられる。
【0040】
一方、対向基板20には、TFTアレイ基板のデータ線6a、走査線3a及びTFT30の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第1遮光膜23が設けられている。この第1遮光膜23によって、対向基板20側からの入射光がTFT30のチャネル領域1a、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。第1遮光膜23上に、対向電極(共通電極)21が基板20全面に亘って形成されている。対向電極21上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜22が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【0041】
そして、素子基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。これにより、TFT30は所定のタイミングでデータ線6aから供給される画像信号を画素電極9aに書き込む。書き込まれた画素電極9aと対向電極21との電位差に応じて液晶50の分子集合の配向や秩序が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【0042】
図3及び図4に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば遮光膜23と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【0043】
遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、素子基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材41は、素子基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶50を注入するための液晶注入口78が形成される。液晶注入口78より液晶が注入された後、液晶注入口78を封止材79で封止するようになっている。
【0044】
素子基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び実装端子62が素子基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、走査線駆動回路63が設けられている。素子基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、素子基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。
【0045】
次に、図6を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板10(TFT基板)と対向基板20とは、別々に製造される。ステップS1 ,S6 で夫々用意されたTFT基板及び対向基板20に対して、次のステップS2 ,S7 では、配向膜16,22となるポリイミド(PI)を塗布する。次に、ステップS3 ,S8 において、素子基板10表面の配向膜16及び対向基板20表面の配向膜22に対して、ラビング処理を施す。このラビング処理は図1のラビングロールを用いて行われる。
【0046】
次に、ステップS4 ,S9 において、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、ステップS5 において、シール材41(図2参照)を形成する。次に、ステップS10で、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせ、ステップS11でアライメントを施しながら圧着し、シール材41を硬化させる。最後に、ステップS12において、シール材41の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【0047】
本実施の形態においては、図1(a)に示すラビング装置によってステップS3 ,S8 のラビング処理が行われる。
【0048】
図1(a)に示すラビング装置は、図9のラビングロール102に代えて図1(b)のラビングロール81を採用した点が図9のラビング装置と異なる。なお、図1は形状を模式的に示したものであり、図1(a),(b)相互間でロール径等についての相関はない。図1(a)はステージ進行方向に直交する方向から見たものであり、図1(b)はステージ進行方向から見たものである。
【0049】
図1(a),(b)において、ラビングロール81は、円柱形状に構成され、円中心を軸芯85にして周方向に回動自在である。ラビングロール81の周面には、ベルベット状の生地、例えばレーヨンで形成されたラビング布82が巻かれている。ラビング布82の表面からは所定の長さの毛先83が伸びている。
【0050】
本実施の形態においては、図1(b)に示すように、毛先83は、毛並みの方向が軸芯85に垂直な向き(ラビングロール81の回転方向)に対して所定の角度、例えば、2°〜45°程度傾斜するように、ラビング布82に編み込まれている。また、毛先83の毛並方向は液晶ねじれ方向に応じた向きとなっている。
【0051】
なお、ラビングロール81の回転方向とステージ100の進行方向とが180°から所定角度ずれていることがある。この場合には、ラビングロール81の速度ベクトルとステージ100の速度ベクトルとの合成ベクトルがラビング方向となる。毛先83の傾斜角度はこの合成ベクトルを基準に設定すればよい。なお、以後、説明の簡略化のため、ラビングロール81の回転方向とステージ100の進行方向とは180°ずれて一致しているものとして説明する。
【0052】
ステージ100は上面に基板101が載置されるようになっている。ステージ100上に載置される基板101(図9参照)は、上述した素子基板10又は対向基板20に相当する。ラビングロール81とステージ100とは、ラビング布82の毛先83による基板101へのラビング圧が所定値になるように、垂直方向の位置決めが行われている。ステージ100は、基板101の表面に平行な所定方向に移動自在であり、ステージ100の移動路、即ち、基板101の搬送路の上方に、ラビングロール81が配置されるようになっている。
【0053】
ラビング時には、ラビングロール81は、ラビング布82が基板101に接する部分では、ステージ100の進行方向の逆方向となるように回転する。基板101がラビング布82の毛先83に所定の圧力で接しながらその表面全体が擦られるように、ラビングロール81を回転させながら、ステージ100を搬送する。
【0054】
次に、このように構成された実施の形態の作用について図7を参照して説明する。図7は図1のラビングロールを用い、1本の毛先83によるラビング処理時の様子を説明するための説明図である。
【0055】
先ず、配向膜となるポリイミドが塗布された状態の素子基板10又は対向基板20に相当する基板101(図9参照)をステージ100上に載置する。図7は基板101として素子基板を用いた例を示しており、素子基板上の隣接する2つの画素91のラビングの様子を示している。画素91は、周辺部に画素トランジスタ(図2のTFT30に相当)及び配線部が構成され、中央部に画素電極(図2の画素電極9aに相当)が構成されている。
【0056】
この状態で、ステージ100をラビングロール81側に搬送する。また、ラビングロール81を回転させる。ステージ100がラビングロール81の底部近傍に到達すると、ラビング布82の毛先83が基板101に接触する。更に、ラビングロール81の回転及びステージ100の搬送されることによって、毛先83(ラビング布82)は、基板101の表面を擦りながら進行する。こうして、基板101の全面がラビング処理される。
【0057】
この場合には、図7に示すように、毛先83がステージ進行方向に対して所定の角度だけ傾斜しているので、ステージ進行方向に直交する方向には毛先83と基板101の接触長は長い。即ち、ステージ100の移動によって1本の毛先83が擦る基板101表面の面積は極めて大きい。図7の領域94は1本の毛先83によって擦られた領域を示している。図7と図10との比較から明らかなように、各毛先83が単独でラビング処理する基板101表面の面積は極めて大きい。このため、ラビングロール81の全ての毛先83によって基板全域がラビング処理される確率が高くなる。つまり、見かけ上の毛密度を向上させ、擦られない基板表面を低減することができ、基板全域に亘って均一で良好な配向を得やすくすることができる。
【0058】
また、図7に示すように、各画素91はステージ進行方向に対して水平及び垂直方向に素子等が形成される。従って、毛先83がステージ進行方向に対して傾斜していることから、画素91周辺に段差がある場合でも、段差の下段部分の隅にも毛先83が接触しやすい。従って、段差部分においても確実にラビングが可能であり、配向不良の発生を防止することができる。
【0059】
しかも、毛先83の傾斜方向を液晶のねじれ方向に応じて設定しており、特に配向不良のおきやすい角を毛先83で擦り上げるようにして確実にラビング処理可能である。
【0060】
また、ステージ進行方向に対して所定の角度傾斜して毛先83が設けられているので、ステージ進行によって毛先83が割れてしまうことはない。
【0061】
また、毛先83と基板101表面との接触によって、毛先83は、ステージ進行方向に力を受け、この方向に若干折れ曲がろうとする。この場合においても、毛先83と基板101の表面との摩擦によって、毛先83が受ける力の一部は、毛先83を図7の白抜き矢印の向きに回転させる力となる。毛先83は、長手方向に対する反発力よりも回転方向に対する反発力の方が大きく、また、復元力についても回転方向の復元力の方が長手方向の復元力よりも大きい。
【0062】
従って、毛先83が基板101と接触して毛先83がねじれることにより、ねじれのトルク分の増加によって、配向膜に一層強い配向規制力を与えることができる。また、毛先83のねじれ方向の復元力が大きいことから、ラビングを繰返しても毛密度のむらが生じにくく長寿命化が可能である。これにより、ラビング強度にむらが生じにくくなり、液晶チルトむらを防止することができる。
【0063】
このように本実施の形態においては、ラビングロール81の毛先83をステージ進行方向に対して所定の角度傾斜させて設けていることから、1本の毛先83が擦る基板101表面の面積を大きくして見かけ上の毛密度を向上させ、基板全域に亘って均一で良好な配向を得ることができる。また、段差を有する部分についても確実にラビング処理が可能であり、しかも、毛先83の傾斜方向を液晶のねじれ方向に応じて設定しており、この段差部分でも確実なラビング処理が可能である。また、ステージ進行によって毛先83が割れてしまうことはない。また、配向膜に一層強い配向規制力を与えることができ、しかも、ラビングを繰返しても毛密度のむらが生じにくく長寿命化が可能であり、均一で確実なラビング強度を得ることができ、液晶チルトむらを防止することができる。
【0064】
なお、上記実施の形態においては、単体の液晶基板をステージ上に載置してラビング処理を行う装置に適用する例を説明したが、対向基板を複数パレット上に配置してラビング処理を行う装置にも適用可能であることは明らかである。また、ラビング処理のためにステージ100を水平方向に移動させたが、ラビングロール81側を移動させるようにしてもよい。
【0065】
(実施例1)
第1の実施の形態に従って、毛先83をラビングロール81の回転方向に対して傾斜させた場合のすじむらの発生率及び使用寿命を測定した結果を図8に示す。図8は四角印によってロール寿命の測定結果を示し、菱形印によってすじむら不良の発生率を示している。
【0066】
図8は毛先83のラビングロール81の回転方向に対する傾斜角度(ロール巻付け角度)を0°(傾斜なし)、5°、15°、30°及び45°に設定した場合の特性を示している。なお、すじむら発生率は80回擦った後の200個の液晶パネルを検査して求めた。また、寿命は配向規制力低下に伴う配向むら等の不良が発生した時点までの擦り回数を用いた。但し、最大擦り回数は300回である。
【0067】
図8に示すように、すじむら不良の発生率は、毛先83の傾斜角度を5°〜45°にすることによって、傾斜なし(0°)の場合よりも不良発生率を2.5%〜4.5%程度低減することができることが分かる。また、使用寿命については、傾斜角度を45°に設定した場合に、他の場合よりも使用可能な寿命回数が低下していることが分かる。この結果から、毛先83の傾斜角度を5°〜30°程度にすることが、すじむら発生の防止の点及び寿命の点から有利であることが分かる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、毛先をラビングロールの軸芯に垂直な方向に対して傾斜させることにより、毛先が基板表面に接触する面積を増大させると共に毛先の復元力を向上させ、更に、段差部分についても毛先を確実に接触可能とすることにより、基板全域で均一な安定したラビング圧でのラビングを可能にして、配向むら及び液晶チルトむらの発生を防止して表示品質を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液晶装置の製造装置に採用されるラビング装置及びラビングロールを模式的に示す説明図。
【図2】液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図3】TFT基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図4】素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図4のH−H'線の位置で切断して示す断面図。
【図5】液晶装置を詳細に示す断面図。
【図6】パネル組立工程を示すフローチャート。
【図7】第1の実施の形態の作用を説明するための説明図。
【図8】実施例1の測定結果を示すグラフ。
【図9】ラビング装置を示す模式図。
【図10】1本の毛先104が基板101表面の一部を擦る様子を基板101の上面から見た説明図。
【図11】毛先104が2つに割れてしまう様子を模式的に示す説明図。
【符号の説明】
81…ラビングロール
82…ラビング布
83…毛先
100…ステージ
101…基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a liquid crystal device suitable for performing a rubbing process on an alignment film of a liquid crystal substrate.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal device such as a liquid crystal light valve is configured by sealing liquid crystal between two substrates such as a glass substrate and a quartz substrate. In a liquid crystal light valve, for example, thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) are arranged in a matrix on one substrate, a counter electrode is arranged on the other substrate, and a liquid crystal layer sealed between both substrates By changing the optical characteristics according to the image signal, it is possible to display an image.
[0003]
The TFT substrate on which the TFT is disposed and the counter substrate disposed to face the TFT substrate are manufactured separately. Both substrates are bonded together with high accuracy in the panel assembling process, and then liquid crystal is sealed therein.
[0004]
In the panel assembly process, first, an alignment film is formed on the opposing surfaces of the TFT substrate and the counter substrate manufactured in each substrate process, that is, on the surface in contact with the liquid crystal layer of the counter substrate and the TFT substrate, and then the rubbing process. Is done. Next, a seal portion serving as an adhesive is formed on the edge of one substrate. The TFT substrate and the counter substrate are bonded together using a seal portion, and are cured by pressure bonding while performing alignment. A part of the seal part is provided with a notch, and the liquid crystal is sealed through the notch.
[0005]
By forming an alignment film and performing a rubbing treatment, the alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied is determined. The alignment film is formed, for example, by applying polyimide (PI) with a thickness of about several tens of nanometers. By forming an alignment film on the surfaces of both substrates facing the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules can be aligned along the substrate surface. In the rubbing process, fine grooves are formed on the surface of the alignment film to form an alignment anisotropic film, and the alignment of the liquid crystal molecules can be defined by performing a rubbing process in a certain direction on the alignment film.
[0006]
FIG. 9 is a schematic view showing a rubbing apparatus.
[0007]
A liquid crystal substrate 101 is placed on the stage 100. The stage 100 moves in the horizontal direction and transports the substrate 101. A rubbing roll 102 is disposed above the conveyance path of the stage 100. The rubbing roll 102 has a velvet-like cloth, for example, a rayon rubbing cloth 103 attached to the peripheral surface thereof. The stage 100 is conveyed while rotating the rubbing roll 102, and the entire surface of the substrate is rubbed with the rubbing cloth 103 by the rotation of the rubbing roll 102 and the conveyance of the stage 100.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the rubbing cloth 103 has a rayon hair tip 104 extending from the cloth surface. The length of the bristles 104 is set longer than the distance between the rubbing roll 102 and the substrate 101 by a predetermined length in order to apply an appropriate rubbing pressure. FIG. 10 is an explanatory view of one hair tip 104 rubbing a part of the surface of the substrate 101 as viewed from the upper surface of the substrate 101. A hatched portion in FIG. 10 indicates a portion rubbed by the hair tip 104.
[0009]
When the stage 100 is conveyed while rotating the rubbing cloth 103, the hair tips 104 rub against the surface of the substrate 101 while being bent at the surface of the substrate 101. However, when the number of times of rubbing is increased, the bending of the hair tip 104 in the rotational direction becomes a habit, and the hair tip 104 is bent. Due to this folding, a uniform contact pressure cannot be maintained between the hair tip 104 and the surface of the substrate 101.
[0010]
That is, the rubbing pressure changes as the number of rubbing increases, and non-uniform rubbing processing is performed, which adversely affects the alignment film. If it does so, it will become impossible to provide sufficient orientation control force to the board | substrate 101, it will become easy to receive the influence by the influence of washing | cleaning, the elution of the solvent from a sealing material, etc., and an orientation nonuniformity will arise.
[0011]
In addition, the hair tip 104 has a relatively low restoring force, and when the rubbing process is repeated, the hair tip is locally biased and uneven hair density occurs. As a result, a portion where the rubbing strength differs depending on the position is generated, and liquid crystal tilt unevenness occurs.
[0012]
Further, as shown in FIG. 10, the surface where one hair tip 104 contacts the surface of the substrate 101 is equal to the wire diameter of the hair tip 104. The wire diameter of the bristles 104 is extremely thin, and even when a large number of bristles 104 are extended from the rubbing cloth 103, there is a relatively high possibility that a non-rubbed portion will occur.
[0013]
Moreover, when the part which has a level | step difference with the hair tip 104 is rubbed, the hair tip 104 may break into two. FIG. 11 is an explanatory view schematically showing this state. Also in this case, there is a high possibility that a portion that is not rubbed due to the crack of the hair tip 104 is generated.
[0014]
Further, the substrate 101 is not necessarily flat and may have a step around the pixel, for example. In this case, the hair tips 104 may not contact the lower corners of the stepped portion. In this case as well, alignment defects are likely to occur, and in particular, there is a problem that display defects may occur depending on the twist direction of the liquid crystal.
[0015]
The present invention has been made in view of such a problem, and the hair tip is inclined with respect to the direction perpendicular to the axis of the rubbing roll, thereby increasing the area where the hair tip contacts the substrate surface and the hair. Improves the restoring force of the tip, and also enables the rubbing tip to contact the stepped portion with certainty, thereby enabling rubbing with a uniform and stable rubbing pressure over the entire area of the substrate. An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a liquid crystal device for a liquid crystal device, which can prevent generation and improve display quality.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention performs rubbing treatment by rubbing an alignment film formed on a substrate by rotating, and the rubbing tips extended from a rubbing cloth provided on a peripheral surface are rubbed. A rubbing roll inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the roll is provided.
In addition, the liquid crystal device manufacturing apparatus according to the present invention performs a rubbing process by rubbing the alignment film formed on the substrate by rotating, and the hair tip extended from the rubbing cloth provided on the peripheral surface is removed. Comprising a rubbing roll inclined at a predetermined angle with respect to the rotational direction of the rubbing roll;
The repulsive force with respect to the rotational direction in which the bristles are twisted is larger than the repulsive force with respect to the longitudinal direction of the bristles.
In addition, the liquid crystal device manufacturing apparatus according to the present invention performs a rubbing process by rubbing the alignment film formed on the substrate by rotating, and the hair tip extended from the rubbing cloth provided on the peripheral surface is removed. Comprising a rubbing roll inclined at a predetermined angle with respect to the rotational direction of the rubbing roll;
The restoring force with respect to the rotational direction in which the hair tips twist is larger than the restoring force with respect to the longitudinal direction of the hair tips.
[0017]
According to such a configuration, the hair tip is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the rubbing roll, so that the region rubbed by one hair tip is wide, and the entire region of the liquid crystal substrate is rubbed reliably. It is possible to obtain a uniform and good orientation over the entire substrate. Moreover, it can prevent that a hair tip breaks. Further, since the restoring force in the twisting direction of the bristles is strong, even if rubbing is repeated, uneven hair density hardly occurs and a long life can be achieved.
[0018]
The bristles are inclined in a range of 2 ° to 45 ° with respect to the rotation direction of the rubbing roll.
[0019]
According to such a configuration, rubbing with reduced streak is possible. Moreover, the lifetime of a rubbing roll can be lengthened.
[0020]
Further, the hair tip is set in an inclination direction corresponding to a twist direction of the liquid crystal.
[0021]
According to such a configuration, the rubbing process can be reliably performed even on the portion having the step.
[0022]
The method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention is a step of rubbing an alignment film formed on a liquid crystal substrate, and rubbing a hair tip extended from a rubbing cloth provided on a peripheral surface of a rubbing roll. A rubbing process is performed by inclining at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the roll.
[0023]
According to such a configuration, the rubbing process is performed with the hair tips inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the rubbing roll. Since the bristles are inclined, the area rubbed by one bristles is wide, and the entire area of the liquid crystal substrate can be reliably rubbed, and uniform and good alignment can be obtained over the entire area of the substrate. It is done. Moreover, it can prevent that a hair tip breaks. Further, since the restoring force in the twisting direction of the bristles is strong, even if rubbing is repeated, uneven hair density hardly occurs and a long life can be achieved.
[0024]
The bristles are inclined in a range of 2 ° to 45 ° with respect to the rotation direction of the rubbing roll.
[0025]
According to such a configuration, rubbing with reduced streak is possible. Moreover, the lifetime of a rubbing roll can be lengthened.
[0026]
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that it is rubbed by the liquid crystal device manufacturing apparatus or the liquid crystal device manufacturing method.
[0027]
According to such a configuration, the stripe unevenness is suppressed and the rubbing process is performed by the rubbing roll having a long life, so that the occurrence of uneven alignment and uneven tilt is prevented, and the display quality is high.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a rubbing apparatus and a rubbing roll employed in the liquid crystal device manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels constituting the pixel region of the liquid crystal device. FIG. 3 is a plan view of an element substrate such as a TFT substrate as viewed from the counter substrate side together with each component formed thereon, and FIG. 4 is an assembly process in which the element substrate and the counter substrate are bonded together to enclose liquid crystal. It is sectional drawing which cut | disconnects and shows the liquid crystal device after completion | finish at the position of the HH 'line | wire of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the liquid crystal device in detail. FIG. 6 is a flowchart showing the panel assembly process.
[0029]
In this embodiment, the direction of the bristles of the rubbing roll is inclined by a predetermined angle with respect to the direction perpendicular to the roll rotation axis.
[0030]
First, the structure of the liquid crystal panel will be described with reference to FIGS.
[0031]
As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal panel is configured by sealing a liquid crystal 50 between an element substrate 10 such as a TFT substrate and a counter substrate 20. On the element substrate 10, pixel electrodes and the like constituting pixels are arranged in a matrix. FIG. 2 shows an equivalent circuit of elements on the element substrate 10 constituting the pixel.
[0032]
As shown in FIG. 2, in the pixel region, a plurality of scanning lines 3a and a plurality of data lines 6a are wired so as to cross each other, and a pixel electrode is formed in a region partitioned by the scanning lines 3a and the data lines 6a. 9a are arranged in a matrix. A TFT 30 is provided corresponding to each intersection of the scanning line 3 a and the data line 6 a, and the pixel electrode 9 a is connected to the TFT 30.
[0033]
The TFT 30 is turned on by the ON signal of the scanning line 3a, whereby the image signal supplied to the data line 6a is supplied to the pixel electrode 9a. A voltage between the pixel electrode 9 a and the counter electrode 21 provided on the counter substrate 20 is applied to the liquid crystal 50. In addition, a storage capacitor 70 is provided in parallel with the pixel electrode 9a, and the storage capacitor 70 makes it possible to hold the voltage of the pixel electrode 9a for a time that is, for example, three orders of magnitude longer than the time when the source voltage is applied. The storage capacitor 70 improves the voltage holding characteristic and enables image display with a high contrast ratio.
[0034]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel focusing on one pixel.
[0035]
A groove 11 is formed in an element substrate 10 such as glass or quartz. A TFT 30 having an LDD structure is formed on the groove 11 with a light shielding film 12 and a first interlayer insulating film 13 interposed therebetween. The groove 11 flattens the boundary surface between the TFT substrate and the liquid crystal 50.
[0036]
The TFT 30 includes a scanning line 3a that forms a gate electrode through an insulating film 2 on a semiconductor layer in which a channel region 1a, a source region 1d, and a drain region 1e are formed. The light shielding film 12 is formed in a region corresponding to the formation region of the TFT 30, a formation region such as a data line 6a and a scanning line 3a described later, that is, a region corresponding to a non-display region of each pixel. The light shielding film 12 prevents incident light from entering the channel region 1 a, the source region 1 d, and the drain region 1 e of the TFT 30.
[0037]
A second interlayer insulating film 14 is laminated on the TFT 30, and an intermediate conductive layer 15 is formed on the second interlayer insulating film 14. On the intermediate conductive layer 15, the capacitor line 18 is disposed opposite to the dielectric film 17. The capacitance line 18 includes a capacitance layer and a light shielding layer, and forms a storage capacitor with the intermediate conductive layer 15 and has a light shielding function for preventing internal reflection of light. The intermediate conductive layer 15 is formed at a position relatively close to the semiconductor layer, so that irregular reflection of light can be efficiently prevented.
[0038]
A third interlayer insulating film 19 is disposed on the capacitor line 18, and a data line 6 a is stacked on the third interlayer insulating film 19. The data line 6a is electrically connected to the source region 1d through contact holes 24a and 24b penetrating the third and second interlayer insulating films 19 and 14. A pixel electrode 9a is stacked on the data line 6a with a fourth interlayer insulating film 25 interposed therebetween. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain region 1e through the capacitor line 18 through contact holes 26a and 26b that penetrate the fourth to second interlayer insulating films 25, 19, and 14. An alignment film 16 made of polyimide polymer resin is laminated on the pixel electrode 9a, and is rubbed in a predetermined direction using the rubbing roll of FIG.
[0039]
When the ON signal is supplied to the scanning line 3a (gate electrode), the channel region 1a becomes conductive, the source region 1d and the drain region 1e are connected, and the image signal supplied to the data line 6a becomes the pixel electrode. 9a.
[0040]
On the other hand, the counter substrate 20 is provided with a first light-shielding film 23 in a region facing the data line 6a, scanning line 3a, and TFT 30 formation region of the TFT array substrate, that is, in a non-display region of each pixel. The first light shielding film 23 prevents incident light from the counter substrate 20 side from entering the channel region 1 a, the source region 1 d, and the drain region 1 e of the TFT 30. A counter electrode (common electrode) 21 is formed over the entire surface of the substrate 20 on the first light shielding film 23. An alignment film 22 made of a polyimide-based polymer resin is laminated on the counter electrode 21 and rubbed in a predetermined direction.
[0041]
A liquid crystal 50 is sealed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. Thereby, the TFT 30 writes the image signal supplied from the data line 6a to the pixel electrode 9a at a predetermined timing. Depending on the potential difference between the written pixel electrode 9a and the counter electrode 21, the orientation and order of the molecular assembly of the liquid crystal 50 change, and light is modulated to enable gradation display.
[0042]
As shown in FIGS. 3 and 4, the counter substrate 20 is provided with a light shielding film 42 as a frame for partitioning the display area. The light shielding film 42 is formed of, for example, the same or different light shielding material as the light shielding film 23.
[0043]
A sealing material 41 that encloses liquid crystal in a region outside the light shielding film 42 is formed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. The sealing material 41 is disposed so as to substantially match the contour shape of the counter substrate 20, and fixes the element substrate 10 and the counter substrate 20 to each other. The sealing material 41 is missing in a part of one side of the element substrate 10, and a liquid crystal injection port 78 for injecting the liquid crystal 50 is formed in the gap between the bonded element substrate 10 and the counter substrate 20. The After the liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port 78, the liquid crystal injection port 78 is sealed with a sealing material 79.
[0044]
A data line driving circuit 61 and a mounting terminal 62 are provided along one side of the element substrate 10 in a region outside the sealing material 41 of the element substrate 10, and scanning lines are provided along two sides adjacent to the one side. A drive circuit 63 is provided. On the remaining side of the element substrate 10, a plurality of wirings 64 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 63 provided on both sides of the screen display area. In addition, a conductive material 65 for electrically connecting the element substrate 10 and the counter substrate 20 is provided in at least one corner of the counter substrate 20.
[0045]
Next, the panel assembly process will be described with reference to FIG. The element substrate 10 (TFT substrate) and the counter substrate 20 are manufactured separately. In the next steps S2 and S7, polyimide (PI) to be the alignment films 16 and 22 is applied to the TFT substrate and the counter substrate 20 prepared in steps S1 and S6, respectively. Next, in steps S3 and S8, the alignment film 16 on the surface of the element substrate 10 and the alignment film 22 on the surface of the counter substrate 20 are rubbed. This rubbing process is performed using the rubbing roll of FIG.
[0046]
Next, a cleaning process is performed in steps S4 and S9. This cleaning process is for removing dust generated by the rubbing process. When the cleaning process is completed, a sealing material 41 (see FIG. 2) is formed in step S5. Next, in step S10, the element substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together, and in step S11, pressure bonding is performed while alignment is performed, and the sealing material 41 is cured. Finally, in step S12, liquid crystal is sealed from a notch provided in a part of the sealing material 41, and the notch is closed to seal the liquid crystal.
[0047]
In the present embodiment, the rubbing process in steps S3 and S8 is performed by the rubbing apparatus shown in FIG.
[0048]
The rubbing apparatus shown in FIG. 1A differs from the rubbing apparatus shown in FIG. 9 in that the rubbing roll 81 shown in FIG. 1B is adopted instead of the rubbing roll 102 shown in FIG. FIG. 1 schematically shows the shape, and there is no correlation between the roll diameter and the like between FIGS. 1 (a) and 1 (b). FIG. 1A is viewed from a direction orthogonal to the stage traveling direction, and FIG. 1B is viewed from the stage traveling direction.
[0049]
In FIGS. 1A and 1B, the rubbing roll 81 is formed in a cylindrical shape and is rotatable in the circumferential direction with the center of the circle as the axis 85. On the peripheral surface of the rubbing roll 81, a rubbing cloth 82 formed of velvet-like cloth, for example, rayon, is wound. A hair tip 83 having a predetermined length extends from the surface of the rubbing cloth 82.
[0050]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1 (b), the hair tips 83 have a predetermined angle with respect to the direction in which the level of the hair is perpendicular to the axis 85 (rotation direction of the rubbing roll 81), for example, The rubbing cloth 82 is knitted so as to be inclined by about 2 ° to 45 °. Further, the hair alignment direction of the hair tips 83 is a direction corresponding to the liquid crystal twist direction.
[0051]
Note that the rotation direction of the rubbing roll 81 and the traveling direction of the stage 100 may deviate from each other by a predetermined angle from 180 °. In this case, the combined vector of the speed vector of the rubbing roll 81 and the speed vector of the stage 100 is the rubbing direction. The inclination angle of the hair tip 83 may be set with reference to this combined vector. In the following description, for simplification of description, it is assumed that the rotational direction of the rubbing roll 81 and the traveling direction of the stage 100 are shifted by 180 ° and coincide.
[0052]
The stage 100 is configured such that the substrate 101 is placed on the upper surface. A substrate 101 (see FIG. 9) placed on the stage 100 corresponds to the element substrate 10 or the counter substrate 20 described above. The rubbing roll 81 and the stage 100 are positioned in the vertical direction so that the rubbing pressure applied to the substrate 101 by the bristles 83 of the rubbing cloth 82 becomes a predetermined value. The stage 100 is movable in a predetermined direction parallel to the surface of the substrate 101, and a rubbing roll 81 is disposed above the moving path of the stage 100, that is, the transport path of the substrate 101.
[0053]
At the time of rubbing, the rubbing roll 81 rotates so that the rubbing cloth 82 is in a direction opposite to the moving direction of the stage 100 at the portion where the rubbing cloth 82 contacts the substrate 101. The stage 100 is conveyed while rotating the rubbing roll 81 so that the entire surface of the substrate 101 is rubbed while contacting the hair tips 83 of the rubbing cloth 82 with a predetermined pressure.
[0054]
Next, the operation of the embodiment thus configured will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a state at the time of rubbing processing with one hair tip 83 using the rubbing roll of FIG. 1.
[0055]
First, a substrate 101 (see FIG. 9) corresponding to the element substrate 10 or the counter substrate 20 on which polyimide serving as an alignment film is applied is placed on the stage 100. FIG. 7 shows an example in which an element substrate is used as the substrate 101, and shows how two adjacent pixels 91 on the element substrate are rubbed. The pixel 91 includes a pixel transistor (corresponding to the TFT 30 in FIG. 2) and a wiring portion in the peripheral portion, and a pixel electrode (corresponding to the pixel electrode 9a in FIG. 2) in the central portion.
[0056]
In this state, the stage 100 is conveyed to the rubbing roll 81 side. Further, the rubbing roll 81 is rotated. When the stage 100 reaches the vicinity of the bottom of the rubbing roll 81, the hair tips 83 of the rubbing cloth 82 come into contact with the substrate 101. Further, the bristles 83 (rubbing cloth 82) advance while rubbing the surface of the substrate 101 by rotating the rubbing roll 81 and transporting the stage 100. In this way, the entire surface of the substrate 101 is rubbed.
[0057]
In this case, as shown in FIG. 7, since the hair tips 83 are inclined at a predetermined angle with respect to the stage traveling direction, the contact length between the hair tips 83 and the substrate 101 is perpendicular to the stage traveling direction. Is long. That is, the area of the surface of the substrate 101 rubbed by one hair tip 83 by the movement of the stage 100 is extremely large. A region 94 in FIG. 7 indicates a region rubbed by one hair tip 83. As is clear from comparison between FIG. 7 and FIG. 10, the area of the surface of the substrate 101 on which each hair tip 83 is rubbed alone is extremely large. For this reason, the probability that the entire substrate is rubbed by all the hair tips 83 of the rubbing roll 81 is increased. That is, the apparent hair density can be improved, the substrate surface that is not rubbed can be reduced, and uniform and good orientation can be easily obtained over the entire substrate.
[0058]
Further, as shown in FIG. 7, each pixel 91 is formed with elements and the like in the horizontal and vertical directions with respect to the stage traveling direction. Therefore, since the hair tips 83 are inclined with respect to the stage traveling direction, even when there is a step around the pixel 91, the hair tips 83 easily come into contact with the corners of the lower steps of the steps. Therefore, the rubbing can be reliably performed even in the stepped portion, and the occurrence of alignment failure can be prevented.
[0059]
In addition, the inclination direction of the hair tips 83 is set in accordance with the twist direction of the liquid crystal, and particularly the rubbing treatment can be performed by rubbing the corners where alignment defects are likely to occur with the hair tips 83.
[0060]
In addition, since the hair tips 83 are provided at a predetermined angle with respect to the stage traveling direction, the hair tips 83 are not broken by the stage progress.
[0061]
Further, due to the contact between the hair tips 83 and the surface of the substrate 101, the hair tips 83 receive a force in the stage traveling direction and try to bend slightly in this direction. Even in this case, a part of the force received by the hair tips 83 due to the friction between the hair tips 83 and the surface of the substrate 101 becomes a force for rotating the hair tips 83 in the direction of the white arrows in FIG. The bristles 83 have a greater repulsive force in the rotational direction than a repulsive force in the longitudinal direction, and the restoring force in the rotational direction is greater than the restoring force in the longitudinal direction.
[0062]
Accordingly, when the hair tips 83 come into contact with the substrate 101 and the hair tips 83 are twisted, a stronger alignment regulating force can be applied to the alignment film due to an increase in the amount of twisting torque. Further, since the restoring force in the twisting direction of the hair tips 83 is large, even if rubbing is repeated, uneven hair density hardly occurs and the life can be extended. As a result, unevenness in the rubbing strength is less likely to occur and liquid crystal tilt unevenness can be prevented.
[0063]
As described above, in the present embodiment, since the hair tips 83 of the rubbing roll 81 are provided at a predetermined angle with respect to the stage traveling direction, the area of the surface of the substrate 101 rubbed by one hair tip 83 is reduced. By increasing the size, the apparent hair density can be improved, and a uniform and favorable orientation can be obtained over the entire substrate. In addition, the rubbing process can be reliably performed on the stepped portion, and the inclination direction of the hair tips 83 is set in accordance with the twist direction of the liquid crystal, and the rubbing process can be reliably performed on the stepped portion. . Further, the hair tips 83 are not broken by the stage progression. In addition, the alignment film can be provided with a stronger alignment regulating force, and even if rubbing is repeated, uneven hair density does not easily occur and the life can be extended, and a uniform and reliable rubbing strength can be obtained. Tilt unevenness can be prevented.
[0064]
In the above-described embodiment, an example in which a single liquid crystal substrate is placed on a stage and applied to a rubbing process has been described. However, an apparatus that performs rubbing process by placing opposing substrates on a plurality of pallets. It is clear that the present invention can also be applied. Further, although the stage 100 is moved in the horizontal direction for the rubbing process, the rubbing roll 81 side may be moved.
[0065]
Example 1
FIG. 8 shows the results of measuring the occurrence rate of stripe unevenness and the service life when the hair tips 83 are inclined with respect to the rotation direction of the rubbing roll 81 according to the first embodiment. FIG. 8 shows the measurement results of roll life with square marks, and the occurrence rate of streak irregularities with diamond marks.
[0066]
FIG. 8 shows characteristics when the inclination angle (roll winding angle) of the bristles 83 with respect to the rotation direction of the rubbing roll 81 is set to 0 ° (no inclination), 5 °, 15 °, 30 °, and 45 °. Yes. The streak occurrence rate was determined by inspecting 200 liquid crystal panels after rubbing 80 times. Further, as the lifetime, the number of times of rubbing up to the time when defects such as alignment unevenness due to a decrease in alignment regulation force occurred was used. However, the maximum number of rubs is 300.
[0067]
As shown in FIG. 8, the occurrence rate of streak defects is 2.5% lower than the case of no inclination (0 °) by setting the inclination angle of the hair tips 83 to 5 ° to 45 °. It can be seen that it can be reduced by about ~ 4.5%. As for the service life, it can be seen that when the inclination angle is set to 45 °, the usable service life is lower than in other cases. From this result, it can be seen that setting the inclination angle of the hair tips 83 to about 5 ° to 30 ° is advantageous in terms of preventing the occurrence of uneven stripes and the life.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the hair tip is inclined with respect to the direction perpendicular to the axis of the rubbing roll, thereby increasing the area where the hair tip contacts the substrate surface and increasing the restoring force of the hair tip. In addition, by making sure that the hair tips can be contacted with respect to the stepped portion as well, it is possible to perform rubbing with a uniform and stable rubbing pressure over the entire area of the substrate, thereby preventing the occurrence of uneven alignment and liquid crystal tilt The display quality can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a rubbing device and a rubbing roll employed in a liquid crystal device manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels constituting a pixel region of the liquid crystal device.
FIG. 3 is a plan view of an element substrate such as a TFT substrate as viewed from the counter substrate side together with each component formed thereon.
4 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after the assembly process in which liquid crystal is sealed by bonding an element substrate and a counter substrate, cut along the line HH ′ in FIG. 4;
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal device in detail.
FIG. 6 is a flowchart showing a panel assembly process.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment.
8 is a graph showing measurement results of Example 1. FIG.
FIG. 9 is a schematic view showing a rubbing apparatus.
FIG. 10 is an explanatory diagram viewed from the top surface of the substrate 101 in which one hair tip 104 rubs a part of the surface of the substrate 101;
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a state where a hair tip 104 is broken into two.
[Explanation of symbols]
81 ... rubbing roll 82 ... rubbing cloth 83 ... hair tip 100 ... stage 101 ... substrate

Claims (8)

回転することによって基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行うものであって、周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させたラビングロールを具備し、
前記毛先の長手方向に対する反発力よりも、前記毛先のねじれる回転方向に対する反発力の方が大きいことを特徴とする液晶装置の製造装置。
The rubbing process is performed by rubbing the alignment film formed on the substrate by rotating, and the hair tips extending from the rubbing cloth provided on the peripheral surface are inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the rubbing roll. Equipped with a rubbing roll,
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device, characterized in that a repulsive force with respect to a rotational direction in which the bristles are twisted is larger than a repulsive force with respect to a longitudinal direction of the bristles.
回転することによって基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行うものであって、周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させたラビングロールを具備し、
前記毛先の長手方向に対する復元力よりも、前記毛先のねじれる回転方向に対する復元力の方が大きいことを特徴とする液晶装置の製造装置。
The rubbing process is performed by rubbing the alignment film formed on the substrate by rotating, and the hair tips extending from the rubbing cloth provided on the peripheral surface are inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the rubbing roll. Equipped with a rubbing roll,
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device, wherein a restoring force in a rotational direction in which the hair ends are twisted is larger than a restoring force in a longitudinal direction of the hair ends.
前記毛先は、前記ラビングロールの回転方向に対して2°〜45°の範囲で傾斜していることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。  3. The liquid crystal device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the bristles are inclined in a range of 2 ° to 45 ° with respect to a rotation direction of the rubbing roll. 前記毛先は、液晶のねじれ方向に応じた傾斜方向に設定されることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。  3. The apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the bristles are set in an inclination direction corresponding to a twist direction of the liquid crystal. 4. 基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行う工程であって、ラビングロールの周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させてラビング処理を行う工程を具備し、
前記毛先の長手方向に対する反発力よりも、前記毛先のねじれる回転方向に対する反発力の方が大きいことを特徴とする液晶装置の製造方法。
A rubbing process by rubbing an alignment film formed on a substrate, wherein a hair tip extended from a rubbing cloth provided on a peripheral surface of the rubbing roll is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the rubbing roll. Comprising a rubbing process,
A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a repulsive force in a rotational direction in which the bristles are twisted is larger than a repulsive force in a longitudinal direction of the bristles.
基板に形成された配向膜を擦ってラビング処理を行う工程であって、ラビングロールの周面に設けられたラビング布から伸びた毛先を前記ラビングロールの回転方向に対して所定角度傾斜させてラビング処理を行う工程を具備し、
前記毛先の長手方向に対する復元力よりも、前記毛先のねじれる回転方向に対する復元力の方が大きいことを特徴とする液晶装置の製造方法。
A rubbing process by rubbing an alignment film formed on a substrate, wherein a hair tip extended from a rubbing cloth provided on a peripheral surface of the rubbing roll is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation direction of the rubbing roll. Comprising a rubbing process,
A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a restoring force in a rotational direction in which the hair ends are twisted is larger than a restoring force in a longitudinal direction of the hair ends.
前記毛先は、前記ラビングロールの回転方向に対して2゜〜45°の範囲で傾斜していることを特徴とする請求項5又は6のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。  7. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 5, wherein the bristles are inclined in a range of 2 ° to 45 ° with respect to a rotation direction of the rubbing roll. 上記請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の液晶装置の製造装置又は上記請求項5若しくは請求項7のいずれか一方に記載の液晶装置の製造方法によってラビング処理されたことを特徴とする液晶装置。  A rubbing treatment is performed by the liquid crystal device manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4 or the liquid crystal device manufacturing method according to any one of claims 5 or 7. A liquid crystal device.
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