JP3864738B2 - Liquid crystal device manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラビング工程において発生する異物及び静電気を効率よく除去するようにした液晶装置の製造装置及び製造方法並びに液晶装置に関する。
【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)等の能動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、例えばポリイミド等の高分子膜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10はラビング装置を示す説明図である。
【0007】
図10において、ラビング装置は、載置台105とラビングロール102によって構成されている。先ず、載置台105上にポリイミド膜を有する基板101をポリイミド膜を上にして配置する。次に、ローラの周りにラビング布103が取り付けられたラビングロール102をポリイミド膜と接するように配置し、ラビングロール102を所定の方向に移動させて、ポリイミド膜を擦ることにより、ラビング処理された配向膜を形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなラビング処理では、ラビング時に配向膜の削りかす、ラビング布103からの繊維等の多量の異物106が発生し、載置台105上の基板101の周辺部に堆積することがある(図10(a)参照)。更に、ラビング処理が複数の基板に対して連続して行われると、図10(b)に示すように、前の基板のラビング処理で発生した異物106上に、次の基板が載置されてしまう。
【0009】
異物の発生総量はラビング処理枚数に比例することから、基板は前の基板で発生した異物上に搭載される確率が増加していく。この結果、基板101へのラビングロール102の押し込み量が大きくなりラビング強度が増大する。
【0010】
また、異物自体が浮遊すると、液晶基板に付着して異物不良を生じたり、異物が基板間に挟まれてギャップ不良が生じたり、ラビングロールに付着して基板に不均一なラビング強度を与えてスジむらを生じさせたり、適切にラビング処理が行なわれず、結果として、表示不良を招来する。
【0011】
特に、ラビングにより発生する異物は、ラビングの擦り終わり部に堆積することから、同一基板の後半部のラビング強度が大きくなり易い。また、処理基板枚数が多くなるほど堆積する異物量も多くなることから、ラビング枚数を増加するに従ってラビング強度が大きくなる傾向がある。このようなラビング強度のバラツキは液晶のプレチルトのバラツキに作用し、その結果表示品質のバラツキを発生させてしまう。
【0012】
ラビング強度が強いと低チルトとなりリバースチルトドメインが発生する原因となる。更に、液晶プレチルトのバラツキは液晶パネルの透過率やコントラスト、電圧−透過率特性にも影響する。
【0013】
ところで、液晶基板を均一にラビングするためには、ラビングロールを例えば100〜1000(回転/分)等の高速度で回転させる必要がある。また、ラビング材としては、耐久性、パイル系の均一性等を考慮してレーヨン材質等が主流となっている。従って、ラビング処理時には、液晶基板を低い導電性の材料で高速に擦ることになり、静電気が発生しやすくなるという問題が生じる。
【0014】
特に、液晶基板に薄膜トランジスタ又は薄膜ダイオード等の能動素子が形成されている場合には、静電気によって絶縁層が静電破壊してしまうことがあり、また、素子特性がシフトしてしまうこともある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、ラビングで発生する異物を排除すると共に、静電気を効率的に除去することにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができる液晶装置の製造装置及び製造方法並びに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、基板が載置されるラビングステージと、前記ラビングステージ上に載置された前記基板に対してラビング処理を施すラビングロールと、前記ラビングロールの後方に配置され、ラビング時に前記基板及び前記ラビングロールの表面に対してエアの流路を形成するための3つのエア発生手段と、前記ラビングロールの前方に配置され、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する3つの吸引手段とを具備し、前記エア発生手段のうち1つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の表面にはエアの流路が形成される。このエアの流路によって、ラビングロール及び基板の表面に付着した異物及びその近傍に飛散している異物が流されて除去される。また、ラビングロール及び基板表面を通過するエアの流路を容易に形成することができ、異物の吸引除去効果が高い。また、エアの流路の方向を自由に設定することができ、異物の高い吸引除去効果を得ることができる。
【0018】
前記エアの流路は、基板が載置される前記ラビングステージに向けて延びていることが好ましい。
【0019】
このような構成によれば、効率よくラビングロール及び基板の表面に付着した異物及びその近傍に飛散している異物を除去可能となる。
【0020】
また、本発明は、吸引によって、前記エアの流路を安定化させると共に前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する吸引手段を更に具備することが好ましい。
【0021】
このような構成によれば、エアの流路は、吸引手段によって吸引されることによって安定化する。これにより、異物はエアの流路によって確実に流されて、吸引手段に吸引される。
【0022】
前記エアは、加湿されていることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、加湿されたエアが基板の表面を通過するので、基板の静電気が効率的に除去される。
【0024】
前記加湿されたエアの湿度は、50〜90%であることを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、基板の静電気除去効果が高い。
【0026】
前記エアは、超音波振動エアであることを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の少なくとも一方の表面に付着した異物は、超音波振動によって確実に剥離除去される。
【0028】
前記超音波振動エアは、加湿されていることを特徴とする。
【0029】
このような構成によれば、超音波振動による確実な異物除去と共に、基板の静電気除去が可能である。
【0030】
前記エアは、イオン化された超音波エアであることを特徴とする。
【0031】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の少なくとも一方から剥離した異物を瞬時に除電することができる。
【0036】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、ラビングステージ上に載置された基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによってラビング処理を施す工程と、前記ラビングロールによるラビング時に、前記ラビングロールの上方に配置された3つのエア発生手段によって前記基板及び前記ラビングロールの表面にエアの流路を形成する工程と、前記基板に対して前記エア発生手段とは反対側に配置された3つの吸引手段が、吸引によって、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する工程とを具備し、前記エア発生手段のうち1つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする。
【0037】
このような構成によれば、ラビングロールによるラビング時に、基板及びラビングロールのうちの少なくとも一方の表面にエアの流路が形成される。ラビング時には、基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによって、異物が発生する。発生した異物は、吸引によって安定化したエアの流路を介して搬送され、吸引排除される。
【0038】
液晶装置は、上記液晶装置の製造装置又は液晶装置の製造方法によって製造されることが好ましい。
【0039】
このような構成によれば、ラビングで発生する異物が確実に排除されているので、ラビング強度が一定で、液晶パネル間の特性バラツキが少なく、表示品質が高い。
【0040】
【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を示す説明図である。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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
ガラスや石英等の素子基板10には、素子基板完成時の段差形状を調整するために溝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。
【0047】
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、反射光が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。
【0048】
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。
【0049】
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3、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の装置によって所定方向にラビング処理されている。
【0050】
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。
【0051】
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、図1の装置によって所定方向にラビング処理されている。
【0052】
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の分子集合の配向状態が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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、図1の装置を用いてラビング処理を施す。
【0057】
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、及び導通材65(図3参照)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。
【0058】
ステップS3 ,S8 のラビング処理は図1の装置を用いて行われる。図1において、ラビング装置は、ラビングステージ81及びラビングロール83を有している。ラビングステージ81上には液晶基板82が載置されるようになっている。基板82は、例えば、貼り合わせ前のポリイミド塗布後の素子基板10(図5参照)である。ラビングステージ81とラビングロール83とは相対的に移動自在であり、図1では、例えば、ラビングステージ81がラビングロール83に対して矢印にて示す水平方向に相対的に移動することを示している。
【0059】
ラビングステージ81の移動によって、液晶基板82はその表面に平行で、ラビングロール83の回転軸に略垂直な方向に移動自在である。液晶基板82の搬送路の上方に、ラビングロール83が設けられている。
【0060】
ラビングロール83は、円柱形状に構成され、円中心を軸にして周方向に回動自在である。ラビングロール83の周面には、例えばレーヨンで形成されたラビング布84が取り付けられている。ラビングステージ81及びラビングロール83の少なくとも一方は垂直方向にも移動自在であり、ラビングロール83とラビングステージ81とは、ラビング布84による基板82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。
【0061】
本実施の形態においては、ラビングロール83の上方の所定位置には、加湿エア送風装置85が配設されている。加湿エア送風装置85はラビングステージ81の移動又はラビングロール83の移動に伴って移動させてもよく、また、所定位置に固定させてもよい。加湿エア送風装置85は、加湿したエアを、矢印で示す流れ86に示すように、ラビングロール83の上方側から基板82表面を通過しラビングステージ81後端上部に向かって送風するようになっている。加湿エア送風装置85は、加湿エアの供給量及び方向が適宜設定可能である。また、加湿エアの湿度は50〜90%に設定される。
【0062】
なお、加湿エアの流れ86は、水平方向には所定の幅を有しており、例えば、ラビング方向に垂直な方向の基板82の幅と同様の幅に構成してもよい。また、加湿エアの流れ86は、一部ラビングロール83の表面近傍も通過するようになっている。
【0063】
一方、ラビングステージ81の後端には、吸引装置87が配設されている。吸引装置87は、ラビングステージ81の移動又はラビングロール83の移動に伴って移動させてもよく、また、所定位置に固定させてもよい。吸引装置87は、ラビングステージ81後端上部で液晶基板82側に向いた開口を吸引口88として、吸引口88を介して液晶基板82側からエアを吸引することができるようになっている。吸引装置87は、吸引したエアを図示しない排気口を介して排気する。吸引装置87は、吸引圧が適宜設定可能である。
【0064】
なお、吸引口88は、開口下端がラビングステージ81の表面と略面一に構成され、開口上端は例えば基板82の表面よりも高い位置に位置する。また、吸引口88は、水平方向には所定の幅を有しており、例えば、ラビング方向に垂直な方向の基板82の幅と同様の幅に構成してもよい。
【0065】
即ち、加湿エア送風装置85による加湿エアの流れ86に対応する位置に吸引装置87の吸引口88が設けられており、加湿エアの流れ86は、液晶基板82の表面をラビングと同じ向きに沿って十分な流量及び速度で安定して形成されるようになっている。
【0066】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【0067】
先ず、図6のステップS2 において配向膜となるポリイミドが塗布された基板82を、ラビングステージ81上に載置して表面に吸着させる。次に、ステップS22において、ラビングステージ81を上昇させて、ラビングロール83の周面のラビング布84が液晶基板82表面に所定の圧力で押圧するように、ラビングステージ81の垂直位置を調整する。なお、ラビングロール83を下降させることによって、垂直位置の調整を行ってもよい。
【0068】
次に、液晶基板82がラビングロール83の下方に位置するように、ラビングステージ81(又はラビングロール83)を水平方向に移動させる。そして、ラビングロール83を回転させながら、ラビングステージ81(又はラビングロール83)を水平方向に移動させて、ラビング処理を開始する。
【0069】
本実施の形態においては、ラビング処理の開始から加湿エア送風装置85による送風を開始させると共に、吸引装置87による吸引及び排気を開始する。これにより、基板82の表面上には、加湿エアの流れ86が形成される。
【0070】
ラビングロール83が回転しながら、液晶基板82が水平方向に移動することで、ラビングロール83の周面のラビング布84によって液晶基板82の表面の配向膜が擦られてラビング処理が行われる。
【0071】
液晶基板82がラビングロール83表面のラビング布84によって高速に擦られることにより、液晶基板82の表面、ラビング布84等から異物が発生する。これらの異物は、ラビングロール83の表面近傍を通過し、液晶基板82の表面上を十分な流量及び速度で流れている加湿エアによって、液晶基板82の後端側に流され、更に、吸引口88を介して吸引装置87に吸引される。
【0072】
ラビングステージ81の移動に拘わらず、加湿エアの流れ86は、ラビングロール83の表面近傍及び基板82の表面上に形成され、ラビング処理の開始から終了までの間、基板82及びラビング布84等からの異物は吸引装置87に吸引され続ける。
【0073】
これにより、ラビング処理によって発生する異物が、基板82表面及びラビングロール83等に残留することはなく、また、基板82及びラビングロール83等の近傍を飛散することなく、ラビング処理と同時に吸引装置87に吸引されて排除される。
【0074】
また、ラビング時には、液晶基板82がラビングロール83表面のラビング布84によって高速に擦られることにより、基板82は帯電しようとする。しかし、基板82表面上に形成される流れ86が加湿エアであることから、基板82の静電気の発生が低減される。なお、加湿エアの湿度を50〜90%に設定することによって、高い静電気除去効果が得られる。
【0075】
このように本実施の形態においては、加湿エアの送風装置及び吸引装置を設けることで、ラビング時に、ラビングロールの表面もしくはその近傍及び液晶基板表面上に加湿エアによる安定した流路を形成しており、ラビング時に発生した異物を迅速且つ確実に吸引排除することができる。このため、ラビング時に異物が堆積することはなく、異物によって基板が傾斜してラビング強度が変化してしまうことはない。また、基板表面に加湿エアの流路が形成されるので、静電気の発生が防止される。これにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができる。
【0076】
図7は本発明の第2の実施の形態を示す説明図である。図7において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0077】
第1の実施の形態は加湿エアの流れ86を構成する送風装置及び吸引装置を各1台用いた例を説明したが、本実施の形態は複数の送風装置及び吸引装置を配置した例を示している。
【0078】
加湿エア送風装置85a〜85cは図1の加湿エア送風装置85と同様の構成である。本実施の形態においては、加湿エア送風装置85a〜85cは、ラビングロール83の上方後方からラビングロール83の上方側でその表面近傍を通過し、基板82の表面側に向かって加湿エアの流れ95を発生させる。図7の例では、加湿エア送風装置85bはラビングロール83の軸方向の中心後方から送風を行い、加湿エア送風装置85a,85cは夫々ラビングロール83の軸方向中心からずれた位置から中心側に向かって若干傾斜した向きに送風を行う。
【0079】
一方、吸引排気装置91乃至92は、基板82の後端の3カ所に配置されており、図1の吸引装置87と同様の吸引を行う。吸引排気装置91乃至92によって、基板82表面上の加湿エアの流れは、流路96となって、各吸引排気装置91乃至93に向かう。
【0080】
このように構成された実施の形態においては、3つの加湿エア送風装置85a〜85cによる加湿エアの流れ95は、ラビングロール83表面を上方から通過し、更に液晶基板82表面を通過して3つの吸引排気装置91乃至93に向かう。これにより、ラビング時に発生した異物をラビングロール83及び基板82表面から迅速且つ確実に吸引排除すると共に、基板82が帯電することを防止することができる。
【0081】
また、本実施の形態においては、加湿エアの流れが1方向だけでなく複数の方向に形成されるので、異物の吸引排除効果を向上させることが可能である。
【0082】
図8は本発明の第3の実施の形態を示す説明図である。図8において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0083】
本実施の形態は加湿エア送風装置85に代えて超音波振動エア発生装置98を採用した点が第1の実施の形態と異なる。即ち、超音波振動エア発生装置98は、加湿エアに代えて超音波振動エアを吐出する点が図1の加湿エア送風装置85と異なる。
【0084】
このように構成された実施の形態においては、超音波振動エア発生装置98から吐出された超音波振動エアによる流れ86は、ラビングロール83の表面近傍を通過し、更に、基板82表面上を通過して吸引装置87の吸引口88に向かう。超音波振動エアは、ラビングロール83及び基板82の表面に付着した異物粒子を振動励起することで、表面から確実に剥離除去する。超音波振動エアの流れ86によって、ラビングロール83及び基板82の表面等に付着した異物は、吸引口88を介して吸引装置87に吸引排除される。
【0085】
このように本実施の形態においては、第1の実施の形態と同様の効果が得られると共に、超音波振動によって異物粒子を振動励起することから、異物の確実な除去が可能である。
【0086】
なお、本実施の形態の超音波振動エアを加湿して用いてもよいことは明らかである。この場合には、高い除電効果を得ることができる。
【0087】
図9は本発明の第4の実施の形態を示す説明図である。図9において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0088】
本実施の形態は加湿エア送風装置85に代えてイオン化エア発生装置99を採用した点が第1の実施の形態と異なる。即ち、イオン化エア発生装置99は、加湿エアに代えてイオン化された超音波エアを吐出する点が図1の加湿エア送風装置85と異なる。
【0089】
このように構成された実施の形態においては、イオン化エア発生装置99から吐出されたイオン化された超音波エアによる流れ86は、ラビングロール83の表面近傍を通過し、更に、基板82表面上を通過して吸引装置87の吸引口88に向かう。イオン化された超音波エアは、ラビングロール83及び基板82の表面から剥離した異物を瞬時に除電する。イオン化された超音波エアの流れ86によって、ラビングロール83及び基板82の表面等に付着した異物は、除電されると共に、吸引口88を介して吸引装置87に吸引排除される。
【0090】
このように本実施の形態においては、第1の実施の形態と同様の効果が得られると共に、イオン化された超音波エアによって異物を除電した後、確実に除去することができる。
【0091】
上記各実施の形態においては、ラビングロールの後方からラビングロールの表面近傍を通過し、基板の後端に向かうエアの流路を形成した例を説明したが、エアの流路はこれに限定されるものではなく、基板及びラビングロールの表面近傍を通過するものであれば、どのような向きに流路を形成してもよいことは明らかである。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ラビングで発生する異物を排除すると共に、静電気を効率的に除去することにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減す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を示す説明図。
【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3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】 本発明の第2の実施の形態を示す説明図。
【図8】 本発明の第3の実施の形態を示す説明図。
【図9】 本発明の第4の実施の形態を示す説明図。
【図10】 ラビング装置を示す説明図。
【符号の説明】
81…ラビングステージ
82…基板
83…ラビングロール
85…加湿エア送風装置
86…加湿エアの流れ
87…吸引装置
88…吸引口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a liquid crystal device and a liquid crystal device which can efficiently remove foreign matters and static electricity generated in a rubbing process.
[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, active elements such as 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 sealed between both substrates. By changing the optical characteristics of the stopped liquid crystal layer 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 a polymer film such as polyimide 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 liquid crystal molecules can be defined by performing a rubbing process in a certain direction on the alignment film.
[0006]
FIG. 10 is an explanatory view showing a rubbing apparatus.
[0007]
In FIG. 10, the rubbing apparatus includes a mounting table 105 and a
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a rubbing process, a large amount of
[0009]
Since the total amount of foreign matter generated is proportional to the number of rubbed sheets, the probability that the substrate is mounted on the foreign matter generated on the previous substrate increases. As a result, the pushing amount of the
[0010]
Also, if the foreign matter itself floats, it will adhere to the liquid crystal substrate and cause foreign matter failure, or the foreign matter will be sandwiched between the substrates, resulting in gap failure, or it will adhere to the rubbing roll and give uneven rubbing strength to the substrate. As a result, streak unevenness or proper rubbing processing is not performed, resulting in display defects.
[0011]
In particular, foreign matter generated by rubbing is accumulated at the rubbing end of rubbing, and therefore the rubbing strength of the latter half of the same substrate tends to increase. Further, since the amount of foreign matter deposited increases as the number of processed substrates increases, the rubbing strength tends to increase as the number of rubbing increases. Such variations in the rubbing strength act on variations in the pretilt of the liquid crystal, resulting in variations in display quality.
[0012]
If the rubbing strength is strong, the tilt is low and a reverse tilt domain is generated. Furthermore, variations in the liquid crystal pretilt affect the transmittance and contrast of the liquid crystal panel, and the voltage-transmittance characteristics.
[0013]
By the way, in order to uniformly rub the liquid crystal substrate, it is necessary to rotate the rubbing roll at a high speed such as 100 to 1000 (rotation / min). In addition, as a rubbing material, rayon material or the like is mainly used in consideration of durability, pile system uniformity, and the like. Therefore, during the rubbing process, the liquid crystal substrate is rubbed at a high speed with a low conductive material, which causes a problem that static electricity is likely to be generated.
[0014]
In particular, when an active element such as a thin film transistor or a thin film diode is formed on a liquid crystal substrate, the insulating layer may be electrostatically destroyed by static electricity, and the element characteristics may be shifted. There was a problem.
[0015]
The present invention has been made in view of such problems, and eliminates foreign matter generated by rubbing and efficiently removes static electricity, thereby making the rubbing strength constant and preventing display defects. An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and manufacturing method of a liquid crystal device and a liquid crystal device capable of reducing characteristic variations between panels and preventing defects by preventing element destruction.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a rubbing stage on which a substrate is placed, a rubbing roll that performs a rubbing process on the substrate placed on the rubbing stage, and a rear side of the rubbing roll. AndWhen rubbingAn air flow path is formed on the surface of the substrate and the rubbing roll.forThree air generating means, and three suction means disposed in front of the rubbing roll and sucking and removing foreign matter conveyed by the air flow path, and one of the air generating means The generating means blows air from the rear of the center in the axial direction of the rubbing roll, and the remaining air generating means among the air generating means is the center of the rubbing roll from behind the position shifted from the center of the rubbing roll. Air is blown in a direction inclined toward the side, and a flow path of air from the air generation unit passes through the surface of the substrate and the rubbing roll toward the suction unit by suction of the suction unit. And
[0017]
According to such a configuration, the rubbing roll andsubstrateAn air flow path is formed on the surface. By this air flow path, the rubbing roll and thesubstrateThe foreign matter adhering to the surface and the foreign matter scattered in the vicinity thereof are washed away and removed.Further, the air flow path passing through the rubbing roll and the substrate surface can be easily formed, and the effect of sucking and removing foreign matter is high. Further, the direction of the air flow path can be set freely, and a high suction removal effect of foreign matters can be obtained.
[0018]
The air flow path issubstrateIt extends toward the rubbing stage on which is placedIs preferred.
[0019]
According to such a configuration, the rubbing roll and the efficientsubstrateIt is possible to remove foreign matter adhering to the surface of the material and foreign matter scattered in the vicinity thereof.
[0020]
In addition, the present invention further includes a suction unit that stabilizes the air flow path by suction and sucks and removes foreign matter conveyed by the air flow path.Preferably.
[0021]
According to such a configuration, the air flow path is stabilized by being sucked by the suction means. As a result, the foreign matter is surely flowed by the air flow path and sucked by the suction means.
[0022]
The air is humidified.
[0023]
According to such a configuration, the humidified air issubstrateBecause it passes through the surface ofsubstrateStatic electricity is efficiently removed.
[0024]
The humidity of the humidified air is 50 to 90%.
[0025]
According to such a configuration,substrateHigh static elimination effect.
[0026]
The air is ultrasonic vibration air.
[0027]
According to such a configuration, the rubbing roll andsubstrateThe foreign matter adhering to at least one of the surfaces is surely peeled and removed by ultrasonic vibration.
[0028]
The ultrasonic vibration air is humidified.
[0029]
According to such a configuration, along with reliable foreign matter removal by ultrasonic vibration,substrateStatic electricity can be removed.
[0030]
The air is ionized ultrasonic air.
[0031]
According to such a configuration, the rubbing roll andsubstrateIt is possible to instantaneously remove the foreign matter that has peeled from at least one of the above.
[0036]
The liquid crystal device manufacturing method according to the present invention is placed on a rubbing stage.substrateA rubbing process by rubbing the surface while rotating the rubbing roll, and at the time of rubbing with the rubbing roll,The substrate is formed by three air generating means arranged above the rubbing roll.And forming a flow path of air on the surface of the rubbing roll;Three suction means arranged on the opposite side of the substrate from the air generating means,A step of sucking and removing foreign matter conveyed by the air flow path by suction,One of the air generating means blows air from the rear of the center in the axial direction of the rubbing roll, and the remaining air generating means of the air generating means are positions shifted from the center of the rubbing roll. From the rear of the rubbing roll in a direction inclined toward the center side of the rubbing roll, and the air flow path from the air generation means passes through the surface of the substrate and the rubbing roll by the suction of the suction means. To the suction meansIt is characterized by that.
[0037]
According to such a configuration, when rubbing with a rubbing roll,substrateAnd an air flow path is formed on the surface of at least one of the rubbing rolls. When rubbingsubstrateForeign matter is generated by rubbing the surface while rotating the rubbing roll. The generated foreign matter is conveyed through the air flow path stabilized by suction and is removed by suction.
[0038]
liquidThe crystal device is manufactured by the liquid crystal device manufacturing apparatus or the liquid crystal device manufacturing method.Is preferred.
[0039]
According to such a configuration, since foreign matter generated by rubbing is reliably eliminated, the rubbing strength is constant, there is little variation in characteristics between liquid crystal panels, and display quality is high.
[0040]
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 showing an apparatus for manufacturing a liquid crystal device 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.
[0041]
First, the structure of the liquid crystal panel will be described with reference to FIGS.
[0042]
As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal panel is configured by sealing a
[0043]
As shown in FIG. 2, in the pixel region, a plurality of
[0044]
The
[0045]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel focusing on one pixel.
[0046]
A
[0047]
The
[0048]
A second
[0049]
A third
[0050]
When the ON signal is supplied to the
[0051]
On the other hand, the
[0052]
A
[0053]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0054]
A sealing
[0055]
A data
[0056]
Next, the panel assembly process will be described with reference to FIG. The element substrate 10 (TFT substrate) and the
[0057]
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
[0058]
The rubbing process in steps S3 and S8 is performed using the apparatus shown in FIG. In FIG. 1, the rubbing apparatus has a rubbing
[0059]
By the movement of the rubbing
[0060]
The rubbing
[0061]
In the present embodiment, a humidified
[0062]
The humidified
[0063]
On the other hand, a
[0064]
The
[0065]
That is, the
[0066]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.
[0067]
First, in step S2 in FIG. 6, a
[0068]
Next, the rubbing stage 81 (or rubbing roll 83) is moved in the horizontal direction so that the
[0069]
In the present embodiment, from the start of the rubbing process, the blowing by the humidified
[0070]
As the rubbing
[0071]
As the
[0072]
Regardless of the movement of the rubbing
[0073]
As a result, the foreign matter generated by the rubbing process does not remain on the surface of the
[0074]
Further, at the time of rubbing, the
[0075]
Thus, in this embodiment, by providing a humidifying air blowing device and a suction device, a stable flow path by humidifying air is formed on the surface of the rubbing roll or in the vicinity thereof and on the liquid crystal substrate surface during rubbing. Thus, foreign matter generated during rubbing can be quickly and reliably removed by suction. For this reason, foreign matter does not accumulate at the time of rubbing, and the rubbing strength does not change due to the foreign matter tilting the substrate. In addition, since a humid air channel is formed on the substrate surface, generation of static electricity is prevented. As a result, the rubbing strength can be kept constant, display defects can be prevented, characteristic variations between the liquid crystal panels can be reduced, and element failure can be prevented to reduce defects.
[0076]
FIG. 7 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG.
[0077]
Although 1st Embodiment demonstrated the example which used 1 each of the air blower and suction device which comprise the
[0078]
The humidified
[0079]
On the other hand, the suction /
[0080]
In the embodiment configured as described above, the humidified
[0081]
In this embodiment, since the flow of humidified air is formed not only in one direction but also in a plurality of directions, it is possible to improve the foreign matter suction effect.
[0082]
FIG. 8 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those in FIG.
[0083]
The present embodiment is different from the first embodiment in that an ultrasonic
[0084]
In the embodiment configured as described above, the
[0085]
As described above, in the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and foreign particles can be vibrated and excited by ultrasonic vibration, so that foreign matters can be reliably removed.
[0086]
Obviously, the ultrasonic vibration air of the present embodiment may be used after being humidified. In this case, a high charge removal effect can be obtained.
[0087]
FIG. 9 is an explanatory view showing a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those of FIG.
[0088]
This embodiment is different from the first embodiment in that an
[0089]
In the embodiment configured as described above, the
[0090]
As described above, in the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the foreign matter can be removed reliably after ionizing with ionized ultrasonic air.
[0091]
In each of the above embodiments, an example in which an air flow path is formed from the rear of the rubbing roll to the rear end of the substrate passing near the surface of the rubbing roll has been described. However, the air flow path is limited to this. It is obvious that the flow path may be formed in any direction as long as it passes near the surface of the substrate and the rubbing roll.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the foreign matter generated by rubbing is eliminated, and static electricity is efficiently removed, so that the rubbing strength is constant, display failure is prevented, and characteristic variation between liquid crystal panels is reduced. In addition, there is an effect that it is possible to reduce defects by preventing element destruction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to a first embodiment of the 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 the element substrate and the counter substrate are bonded to each other and the liquid crystal is sealed is cut along the line HH ′ in FIG. 3;
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 view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view showing a rubbing apparatus.
[Explanation of symbols]
81 ... Rubbing stage
82 ... Board
83 ... rubbing roll
85 ... Humidified air blower
86 ... Flow of humidified air
87 ... suction device
88 ... Suction port
Claims (7)
前記ラビングステージ上に載置された前記基板に対してラビング処理を施すラビングロールと、
前記ラビングロールの後方に配置され、ラビング時に前記基板及び前記ラビングロールの表面に対してエアの流路を形成するための3つのエア発生手段と、
前記ラビングロールの前方に配置され、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する3つの吸引手段とを具備し、
前記エア発生手段のうち1つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、
前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、
前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする液晶装置の製造装置。A rubbing stage on which the substrate is placed;
A rubbing roll that performs a rubbing process on the substrate placed on the rubbing stage;
Located rearwardly of the rubbing roll, and three air generating means for forming an air flow path relative to the substrate and the surface of the rubbing roll at a rubbing,
Three suction means arranged in front of the rubbing roll and sucking and removing foreign matter conveyed by the air flow path;
One of the air generating means blows air from behind the center in the axial direction of the rubbing roll,
The remaining air generating means among the air generating means perform air blowing in a direction inclined toward the center side of the rubbing roll from the rear of the position shifted from the center of the rubbing roll,
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device, wherein a flow path of air from the air generating means passes through the surface of the substrate and the rubbing roll toward the suction means by suction of the suction means.
前記ラビングロールによるラビング時に、前記ラビングロールの上方に配置された3つのエア発生手段によって前記基板及び前記ラビングロールの表面にエアの流路を形成する工程と、
前記基板に対して前記エア発生手段とは反対側に配置された3つの吸引手段が、吸引によって、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する工程とを具備し、
前記エア発生手段のうち1つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、
前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、
前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする液晶装置の製造方法。Rubbing by rubbing the surface of the substrate placed on the rubbing stage while rotating the rubbing roll; and
Forming a flow path of air on the surface of the substrate and the rubbing roll by three air generating means disposed above the rubbing roll when rubbing with the rubbing roll;
Three suction means arranged on the side opposite to the air generating means with respect to the substrate comprise sucking and removing foreign matter conveyed by the air flow path by suction;
One of the air generating means blows air from behind the center in the axial direction of the rubbing roll,
The remaining air generating means among the air generating means perform air blowing in a direction inclined toward the center side of the rubbing roll from the rear of the position shifted from the center of the rubbing roll,
A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a flow path of air from the air generating means passes through the surface of the substrate and the rubbing roll toward the suction means by suction of the suction means.
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