JP3800056B2 - Liquid crystal device manufacturing apparatus, manufacturing method, and liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
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
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the
[0009]
When the
[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 |
[0011]
In addition, the
[0012]
Further, as shown in FIG. 10, the surface where one
[0013]
Moreover, when the part which has a level | step difference with the
[0014]
Further, the
[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
[0032]
As shown in FIG. 2, in the pixel region, a plurality of
[0033]
The
[0034]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel focusing on one pixel.
[0035]
A
[0036]
The
[0037]
A second
[0038]
A third
[0039]
When the ON signal is supplied to the
[0040]
On the other hand, the
[0041]
A
[0042]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0043]
A sealing
[0044]
A data
[0045]
Next, the panel assembly process will be described with reference to FIG. The element substrate 10 (TFT substrate) and the
[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
[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
[0049]
In FIGS. 1A and 1B, the rubbing
[0050]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1 (b), the
[0051]
Note that the rotation direction of the rubbing
[0052]
The
[0053]
At the time of rubbing, the rubbing
[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
[0055]
First, a substrate 101 (see FIG. 9) corresponding to the
[0056]
In this state, the
[0057]
In this case, as shown in FIG. 7, since the
[0058]
Further, as shown in FIG. 7, each
[0059]
In addition, the inclination direction of the
[0060]
In addition, since the
[0061]
Further, due to the contact between the
[0062]
Accordingly, when the
[0063]
As described above, in the present embodiment, since the
[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
[0065]
Example 1
FIG. 8 shows the results of measuring the occurrence rate of stripe unevenness and the service life when the
[0066]
FIG. 8 shows characteristics when the inclination angle (roll winding angle) of the
[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
[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
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a state where a
[Explanation of symbols]
81 ... rubbing
Claims (8)
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.
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.
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.
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