JP3873601B2 - LIQUID CRYSTAL DEVICE MANUFACTURING DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, LIQUID CRYSTAL SUBSTRATE, AND LIQUID CRYSTAL DEVICE - Google Patents

LIQUID CRYSTAL DEVICE MANUFACTURING DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, LIQUID CRYSTAL SUBSTRATE, AND LIQUID CRYSTAL DEVICE Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform rubbing treatment with optimum rubbing strength. SOLUTION: A light-detecting part 102 detects surface and bottom reflected light from a substrate 112 on a placement table 100 and plate thickness detecting circuit 103 obtains information on the plate thickness of the substrate 112, based on the result of light detection and outputs the information to a computer 104. The plate thickness of the substrate 112 is calculated by the computer 104. The computer 104 controls a control circuit 106 based on the calculated plate thickness to move the placement table 100 in upper and lower directions and to control the interval between the peripheral surface of a rubbing roller 101 and an alignment layer of the substrate 112 to a specified value. The control circuit 106 controls a substrate surface direction transfer motor 108 to convey the placement table 100 to the lower side of the rubbing roller 101 and to perform rubbing treatment of the substrate 112. Thus, the rubbing treatment using optimum rubbing strength will always be performed, regardless of the fluctuation of the plate thickness of the substrate.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、適正なラビング強度でのラビング処理を行うようにした液晶装置の製造装置、その製造方法、液晶基板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)等のスイッチング素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【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】
液晶は、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、配向膜表面に微細な溝を形成して、あるいは高分子側鎖の方向性を均一化して、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】
具体的なラビング方法としては、先ず、ラビング装置の載置台上にポリイミド膜を有する基板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が取り付けられたラビングローラをポリイミド膜と接するように配置し、ラビングローラ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。
【0007】
ところで、ラビングローラとボリイミド膜との位置関係によって、ラビング強度が決定される。ラビング強度は液晶の配向特性に影響を与える。従って、ラビングローラとポリイミド膜(基板)との位置関係(相対距離)は厳密に規定する必要があり、従来、所定の基板を基準にしてラビングローラと基板との位置関係を所定の値に設定することで、配向特性のばらつきを抑制するようにしている。
【0008】
しかしながら、各基板で厚みにばらつきがあることから、ラビングローラと基板との位置関係を所定の値に設定してラビング処理を行うと、各基板間でラビング強度にばらつきが発生してしまう。
【0009】
例えば、厚さが薄い基板と厚い基板とを比較すると、薄い基板では、厚い基板に比してラビング布と配向膜との接触長の値が小さくなるので、ラビング強度が小さくなる。そうすると、液晶分子の配向が弱くなり、液晶分子のチルトむら、及びリバースツイストドメインが発生する原因となる。
【0010】
一方、厚い基板では、ラビング強度が大きくなるので、液晶の配向が強くなりすぎて、配向膜の削れによる微小な異物の発生、及び液晶分子のチルト低下の要因となる。
【0011】
このようなチルトむらやリバースツイスト、及び配向膜の削れは、液晶装置の表示品位を低下させる原因となる。特に、液晶装置を投射型表示装置のライトバルブとして用いた場合には、投射型表示装置では画像を拡大投影されるので、液晶の配向むらによる表示不良は顕著になる。
【0012】
そこで、近年、基板板厚を接触ピン等を用いて接触式にて測定し、測定結果に基づいて基板毎にラビング条件を変更するフィードバック方式が提案されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばTFTアレイ基板は、石英基板上に複数のTFT等が配置されたアクティブ領域を形成していることから必ずしも正確に基板板厚を測定することができるとは限らない。また、基板の熱履歴や積層された膜収縮等によって、基板には例えば100μm程度の反りが発生しており、正確な基板板厚の測定は困難である。例えば、反りが生じた状態における基板板厚の測定結果に基づいてラビング処理を行うと、所望のラビング圧が得られず、結果的に表示品位が低下してしまうという問題点があった。
【0014】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、最適なラビング強度を得ることができる液晶装置の製造装置、その製造方法、液晶基板及び液晶装置を提供することを目的とする。
【0015】
【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、配向膜が形成された基板が搬送時に搬送されて載置される載置台と、
前記配向膜に対してラビング処理を行うラビングローラと、
前記搬送されて載置される時に、前記基板を、所定の支持部材により空気層を設けた隙間を介して前記載置台上に支持し、その後に前記支持部材の支持を解除する支持部材と、
前記基板を前記隙間を介して前記載置台上に支持した後であって前記支持部材の支持を解除する前に、前記基板の所定領域における基板厚を基板毎に光学的に検出する板厚検出手段と、
前記支持部材の支持を解除した後に、前記基板を前記載置台上に吸着固定する吸着固定手段と、
前記ラビングローラの周面と前記基板の配向膜との間隔を所定値にするために、前記板厚検出手段の検出結果に基づいて前記載置台及び前記ラビングローラの少なくとも一方を移動制御する移動制御手段とを具備し、
前記板厚検出手段は、前記基板に投光された光の前記基板表面からの反射光と前記基板底面からの反射光との間隔を検出することによって、前記基板厚を検出することを特徴とする。
本発明に係る液晶装置の製造方法は、載置台上に、配向膜が形成された基板を搬送して載置するために、前記基板を所定の支持部材により空気層を介して支持する手順と、
前記支持部材により前記基板を支持した状態で、前記基板の所定領域における基板厚を、前記基板に投光された光の前記基板表面からの反射光と前記基板底面からの反射光との間隔を検出することによって光学的に検出する板厚検出手順と、
前記板厚検出手段後に、前記支持部材の支持を解除して前記基板を前記載置台上に吸着固定する手順と、
前記配向膜を擦ってラビング処理を行うラビングローラの周面と前記基板の配向膜との間隔を所定値にするために、前記板厚検出手順の検出結果に基づいて前記載置台及び前記ラビングローラの少なくとも一方を基板面に垂直に移動制御しながら、前記基板及び前記ラビングローラの少なくとも一方をラビング処理のために基板面に平行に移動させる手順とを順に具備したことを特徴とする。
本発明に係る液晶装置の製造装置は、配向膜が形成された液晶基板が載置され
る載置台と、前記液晶基板の所定領域における基板厚を基板毎に光学的に検出す
る板厚検出手段と、前記配向膜を擦ってラビング処理を行うラビングローラの周
面と前記液晶基板の配向膜との間隔を所定値にするために、前記板厚検出手段の
検出結果に基づいて前記載置台及び前記ラビングローラの少なくとも一方を移動
制御する移動制御手段とを具備したことを特徴とする。
【0016】
このような構成によれば、載置台上に液晶基板を載置する。板厚検出手段は、光学的に液晶基板の所定領域における基板厚を検出する。移動制御手段は、ラビングローラの周面と液晶基板の配向膜との間隔を所定値にするために、板厚検出手段の検出結果に基づいて載置台及びラビングローラの少なくとも一方を移動制御する。板厚の検出は基板毎に行うので、基板毎の板厚のばらつきに拘わらず、ラビングローラの周面と液晶基板の配向膜との間隔は所定値に維持され、最適なラビング強度が得られる。
【0017】
前記板厚検出手段は、前記液晶基板に投光された光の前記液晶基板表面からの反射光と前記液晶基板底面からの反射光との間隔を検出することによって、前記基板厚を得ることを特徴とする。
【0018】
このような構成によれば、液晶基板の反りに影響されず、極めて高精度に基板厚を検出することができる。
【0019】
また、前記板厚検出手段としては、前記液晶基板上に素子が形成されていない領域において光学的な検出を行うものを採用することができる。
【0020】
また、前記領域は、透過性を有するものである。
【0021】
このような構成によれば、基板厚検出の信頼性が高い。
【0022】
また、本発明に係る液晶装置の製造装置の1つの態様では、前記板厚検出手段は、前記載置台表面と前記載置台上に載置される前記液晶基板との間に隙間を設けるように前記液晶基板を支持する支持部材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、基板厚の検出において、載置台表面の影響を受けることを防止することができる。
【0024】
また、前記板厚検出手段は、前記載置台表面と前記液晶基板との隙間に空気層を設けることを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、液晶基板は表面及び底面において空気層に接しており、充分な強度の表面反射光及び底面反射光を得ることができ、基板厚検出精度を向上させることができる。
【0026】
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記配向膜に対してラビング処理を行うラビングローラを更に具備したことを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、最適なラビング強度でラビング処理が可能である。
【0028】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、載置台上に、配向膜が形成された液晶基板を所定の支持部材により空気層を介して支持する手順と、前記液晶基板の所定領域における基板厚を光学的に検出する板厚検出手順と、前記支持部材の支持を解除して前記液晶基板を前記載置台上に吸着固定する手順と、前記配向膜を擦ってラビング処理を行うラビングローラの周面と前記液晶基板の配向膜との間隔を所定値にするために、前記板厚検出手順の検出結果に基づいて前記載置台及び前記ラビングローラの少なくとも一方を液晶基板面に垂直に移動制御しながら、前記液晶基板及び前記ラビングローラの少なくとも一方をラビング処理のために液晶基板面に平行に移動させる手順とを具備したことを特徴とする。
【0029】
このような構成によれば、先ず、液晶基板は、載置台上に、所定の支持部材により空気層を介して支持される。液晶基板の所定領域において基板厚が光学的に検出される。液晶基板の表面及び底面が空気層に接しており、基板厚の光学的検出精度は高い。次に、液晶基板を載置台上に吸着固定する。そして、検出した基板厚に基づいて記載置台及びラビングローラの少なくとも一方を液晶基板面に垂直に移動制御することにより、ラビングローラの周面と液晶基板の配向膜との間隔を所定値に維持した状態で、液晶基板及びラビングローラの少なくとも一方を液晶基板面に平行に移動させてラビング処理を行う。これにより、最適なラビング強度でのラビング処理が可能となる。
【0030】
前記板厚検出手順は、前記液晶基板に光を投光する手順と、投光された光の前記液晶基板表面からの反射光と前記液晶基板底面からの反射光との間隔を検出する手順と、前記間隔に基づいて前記液晶基板の基板厚を算出する手順とを具備したことを特徴とする。
【0031】
このような構成によれば、液晶基板の反りに影響されずに極めて高精度の基板厚測定が可能である。
【0032】
また、本発明の前記板厚検出手順は、液晶基板毎に基板厚を検出することを特徴とする。
【0033】
このような構成によれば、液晶基板の基板厚のばらつきに拘わらず、常に最適なラビング強度を得ることができる。
【0034】
本発明に係る液晶基板は、請求項8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。
【0035】
このような構成によれば、最適なラビング強度の基板が得られる。
【0036】
本発明に係る液晶装置は、請求項11に記載の液晶基板を用いたことを特徴とする。
【0037】
このような構成によれば、安定した表示特性が得られる。
【0038】
【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ブロック図である。図2は図1中の光検出部102及び板厚検出回路103の具体的な構成を示す模式図である。図3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4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5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4のH−H'線の位置で切断して示す断面図である。また、図6は液晶装置を詳細に示す断面図である。図7はパネル組立工程を示すフローチャートである。
【0039】
先ず、図3乃至図6を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【0040】
液晶パネルは、図4及び図5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3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。
【0041】
図3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。
【0042】
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桁も長い時間だけ保持される。蓄積容量70によって、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。
【0043】
図6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。
【0044】
ガラスや石英等の素子基板10には、LDD構造をなすTFT30が設けられている。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。TFT30上には第1層間絶縁膜4を介してデータ線6aが積層され、データ線6aはコンタクトホール5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2層間絶縁膜7を介して画素電極9aが積層され、画素電極9aはコンタクトホール8を介してドレイン領域1eに電気的に接続される。
【0045】
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。
【0046】
また、半導体層にはドレイン領域1eから延びる蓄積容量電極1fが形成されている。蓄積容量電極1fは、誘電体膜である絶縁膜2を介して容量線3bが対向配置され、これにより蓄積容量70を構成している。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。
【0047】
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と同様の装置によって、所定方向にラビング処理されている。
【0048】
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層電極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。
【0049】
図4及び図5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第2遮光膜42が設けられている。第2遮光膜42は例えば第1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。
【0050】
第2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辺の中央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相互の間隙に液晶50を注入するための液晶注入口78を形成する。液晶注入口78より液晶が注入された後、封止材79で封止される。
【0051】
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。
【0052】
次に、図7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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
図1において、載置台100上には配向膜が形成された液晶基板である基板112が配向膜を上にして載置される。載置台100は、基板面方向移動モータ108によって、載置台100表面と平行な一方向に搬送自在である。また、載置台100は、上下移動モータ107によって、載置台100表面に垂直な方向に上下動自在である。
【0056】
載置台100の水平方向の搬送路上方にはラビングローラ101が配設されている。ラビングローラ101は、円柱状のローラの円周上にラビング布(図示せず)が取り付けられて構成されており、周方向に回動自在である。ラビングローラ101を回転させながら、載置台100をラビングローラ101側に搬送することによって、ラビングローラ101に取り付けたラビング布が載置台100上の基板112の配向膜を順次擦って、ラビング処理を行うようになっている。
【0057】
光検出部102は、載置台100上に載置された基板112からの光を検出して、検出結果を板厚検出回路103に出力する。板厚検出回路103は、光検出結果から基板112の板厚に関する情報を検出して検出結果をコンピュータ104に出力する。
【0058】
図2は図1中の光検出部102及び板厚検出回路103の具体的な構成を示している。ステージ110は載置台100の上方に取り付けられている。ステージ110にはステージピン111が植設されており、基板112はステージピン111上に載置される。ステージピン111は、上方及び下方に変位自在であり、下方に変位した場合(ステージピンダウン)には、上端がステージ110上面よりも下方に位置し、上方に変位した場合(ステージピンアップ)には、上端がステージ110上面よりも上方に位置するようになっている。
【0059】
即ち、ステージピン111は、ステージピンアップの状態では、上端で基板112を支持し、基板112の底面とステージ110の上面との間に隙間を設け、ステージピンダウンの状態では、上端がステージ110の上面よりも下方に位置して、基板112をステージ110の上面に載置させるようになっている。ステージ110は、ステージピンダウンの状態で、基板112を吸着固定することができるようになっている。なお、ステージピンアップの状態では、基板112の底面は、基板112との屈折率差が大きい空気に接することになる。
【0060】
ステージ110の上方には、図示しない投光ビーム出射部が固定されており、投光ビーム出射部は、基板112に対して上方斜めから投光ビームを出射することができるようになっている。投光ビームは基板112によって反射する。基板112からの投光ビームの反射光の光路上には、受光レンズ113が設けられている。
【0061】
受光レンズ113は例えば凸レンズであり、反射光を屈折させて通過させる。受光レンズ113を通過した光の光路上には、2次元CCD114の受光面が配設されている。2次元CCD114は受光面に入射した光の光量の分布(受光分布)に応じた出力をコンピュータ104に出力するようになっている。
【0062】
コンピュータ104は、2次元CCD114の受光分布に応じた出力に基づいて、基板112の板厚を算出するようになっている。即ち、基板112に投光された投光ビームは、基板112と基板112周辺の空気との屈折率の相違から、基板112表面で反射すると共に、基板112の表面を通過し、基板112の底面で反射する。図2の実線矢印は基板112表面での反射光(以下、表面反射光という)を示し、破線矢印は基板112底面での反射光(以下、底面反射光という)を示している。
【0063】
表面反射光と底面反射光とは、基板112の板厚に応じた間隔で受光レンズ113に入射する。受光レンズ113は、表面反射光と底面反射光との間隔を拡大して2次元CCD114の受光面に入射させる。基板112からの全ての反射光のうち、表面反射光及び底面反射光の反射光量が他の部分の反射光量よりも大きく、表面反射光の反射光量の方が底面反射光の反射光量よりも大きい。
【0064】
従って、2次元CCD114は、表面反射光の入射位置と底面反射光の入射位置でピークを示す受光分布を得る。2次元CCD114の受光分布の最大ピーク位置が基板112表面の位置を示し、2番目のピーク位置が基板112底面の位置を示している。
【0065】
位置検出回路105は、載置台100の位置を検出して、位置検出結果をコンピュータ104に出力する。コンピュータ104は、位置検出結果から2次元CCD114の受光分布の検出領域を把握し、2次元CCD114の出力に基づいて検出領域における基板112の板厚を算出する。コンピュータ104は、算出した板厚に基づいて、載置台100の上下方向の位置を制御するための上下位置制御情報を制御回路106に出力する。また、コンピュータ104は、基板112の面方向の移動を制御するための水平位置制御上方を制御回路106に出力するようになっている。
【0066】
制御回路106は、コンピュータ104からの水平位置制御情報に基づいて基板面方向移動モータ108を駆動制御して、載置台100を移動させて、基板112をラビングローラ101側に搬送させるようになっている。また、制御回路106は、上下位置制御情報に基づいて上下移動モータ107を駆動制御して、載置台100を上下方向に変位させることにより、ラビングローラ101の周面と基板112の配向膜との間隔を、基板112の厚さに拘わらず、所定の最適値に維持することができるようになっている。
【0067】
なお、基板板厚の検出及び位置制御は基板毎に行われるようになっている。
【0068】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図8及び図9を参照して説明する。図8は図7のステップS3 ,S8 におけるラビング工程を具体的に示すフローチャートであり、図9は板厚の測定を説明するための説明図である。
【0069】
素子基板10が形成された基板112についてのラビング処理について説明する。図7のステップS2 において、配向膜16となるポリイミドが塗布される。次いで、ステップS3 のラビング工程が実施される。
【0070】
ステップS3 では、図8に示すように、先ず、ステージピンアップ状態に設定される(ステップS21)。これにより、ステージピン111の先端は、ステージ111表面よりも上方に位置する。この状態で、図示しない搬送装置によって、基板112をステージ111側に搬送し、ステージピン111上に載置する。図2はこの状態を示しており、基板112の表面だけでなく、底面についても空気に接した状態となる。これにより、基板112の表面だけでなく、基板112の底面においても屈折率の変化が大きくなって投光ビームが反射する。また、ステージ110からの反射光の影響を回避できる。
【0071】
次に、ステップS23において、検出領域における変位を測定する。即ち、図示しない投光ビーム出射部から投光ビームを基板112表面に投光させる。図9は、投光ビームの投光を立体的に示している。投光ビームは、基板112の表面及び底面にて反射し、表面反射光及び底面反射光は、基板112の板厚に応じた間隔で基板112表面上方に反射する。
【0072】
表面反射光及び底面反射光は受光レンズ113を通過して2次元CCD114の受光面に入射する。受光レンズ113は表面反射光と底面反射光との間隔を拡大して2次元CCD114の受光面に入射させる。
【0073】
2次元CCD114は、ステップS24において、受光分布に応じた出力をコンピュータ104に出力する。コンピュータ104は、受光分布に応じた出力から、検出領域における板厚を算出する。コンピュータ104は板厚の算出が終了すると、図示しない駆動部を制御して、ステージピン111をステージピンダウンの状態にする(ステップS25)。ステージピン111が下がることによって、基板112の底面はステージ111に当接する。ステージ111は、ステップS26において、基板112を吸着固定する。
【0074】
コンピュータ104は、算出した板厚に基づく上下位置制御情報を制御回路106に出力する。制御回路106は、ステップS27において、上下移動モータ107を駆動してステージ111を上下動させ、これにより、ラビングローラ101の周面と基板112の配向膜16との間隔を規定値にする。
【0075】
次に、制御回路106は、ステップS28において、コンピュータ104からの水平位置制御情報に基づいて基板面方向移動モータ108を駆動制御して、載置台100をラビングローラ101側に所定速度で移動させる。これにより、基板112はラビングローラ101の下側に搬送される。基板112はラビングローラ101の回転によって、ラビング布で配向膜16が擦られる。これにより、ラビングが行われる。ラビングローラ101の周面と基板112の配向膜との間隔は、基板112の板厚に拘わらず、所定値に維持されており、ラビング強度は所定値に保たれる。
【0076】
ラビング処理が終了すると、図示しない搬送装置によって、基板112は搬出される(ステップS29)。
【0077】
このように、本実施の形態においては、ラビング処理を行う基板毎に、投光ビームを基板表面に投光し、その反射光によって基板の板厚を測定し、測定結果に応じて、ラビングローラの周面と基板の配向膜までの距離を規定値に維持するようになっており、基板の板厚のばらつきに拘わらず、常に最適なラビング強度でラビング処理が可能である。これにより、液晶装置の表示品位を向上させることができる。また、板厚の検出は、光学的手法を利用した非接触方式で行われるので、基板表面を傷つけてしまうことを防止することができる。また、受光レンズ及び2次元CCDを用いた光学手法によって板厚を検出しているので、検出精度が極めて高い。
【0078】
なお、本実施の形態においては、ラビングローラの周面と基板の配向膜との間隔を制御するために、載置台を上下動させたが、ラビングローラを上下動させるようにしてもよいことは明らかである。また、ラビング処理のために載置台100を水平方向に移動させたが、ラビングローラ101側を移動させるようにしてもよい。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、最適なラビング強度を得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貼り合わせ方法を示すフローチャート。
【図2】図1中の光検出部102及び板厚検出回路103の具体的な構成を示す模式図。
【図3】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4】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5】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6】液晶装置を詳細に示す断面図。
【図7】パネル組立工程を示すフローチャート。
【図8】実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図9】板厚の測定を説明するための説明図。
【符号の説明】
100…載置台
101…ラビングローラ
102…光検出部
103…板厚検出回路
104…コンピュータ
106…制御回路
107…上下移動モータ
108…基板面方向移動モータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing apparatus of a liquid crystal device, a manufacturing method thereof, a liquid crystal substrate, and a liquid crystal device that perform a rubbing process with an appropriate rubbing strength.
[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, switching elements such as thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs), for example, are arranged in a matrix on one substrate, and a counter electrode is arranged on the other substrate and sealed between the two 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]
The alignment of the liquid crystal molecules when no voltage is applied is determined by forming an alignment film and subjecting the liquid crystal to rubbing treatment. The alignment film is formed, for example, by applying 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, or the directionality of the polymer side chain is made uniform to form an alignment anisotropic film. The alignment film is rubbed in a certain direction. By applying, the arrangement of liquid crystal molecules can be defined.
[0006]
As a specific rubbing method, first, a substrate having a polyimide film is placed on a mounting table of a rubbing apparatus with the polyimide film facing up. Next, a rubbing roller having a rubbing cloth attached around the roller is placed in contact with the polyimide film, the rubbing roller is moved in a predetermined direction, and the polyimide film is rubbed to thereby rub the alignment film. Form.
[0007]
By the way, the rubbing strength is determined by the positional relationship between the rubbing roller and the polyimide film. The rubbing strength affects the alignment characteristics of the liquid crystal. Therefore, it is necessary to strictly define the positional relationship (relative distance) between the rubbing roller and the polyimide film (substrate). Conventionally, the positional relationship between the rubbing roller and the substrate is set to a predetermined value based on the predetermined substrate. By doing so, variations in orientation characteristics are suppressed.
[0008]
However, since the thickness varies among the substrates, when the rubbing process is performed with the positional relationship between the rubbing roller and the substrate set to a predetermined value, the rubbing strength varies between the substrates.
[0009]
For example, when comparing a thin substrate with a thick substrate, the contact length between the rubbing cloth and the alignment film is smaller in the thin substrate than in the thick substrate, so that the rubbing strength is decreased. Then, the orientation of the liquid crystal molecules becomes weak, which causes the occurrence of uneven tilt of the liquid crystal molecules and the reverse twist domain.
[0010]
On the other hand, since the rubbing strength is increased in a thick substrate, the alignment of the liquid crystal becomes too strong, which causes generation of minute foreign matters due to the shaving of the alignment film and a decrease in the tilt of the liquid crystal molecules.
[0011]
Such tilt unevenness, reverse twist, and shaving of the alignment film cause deterioration in display quality of the liquid crystal device. In particular, when a liquid crystal device is used as a light valve of a projection display device, an image is enlarged and projected on the projection display device, so that display defects due to uneven alignment of liquid crystal become significant.
[0012]
Therefore, in recent years, a feedback method has been proposed in which the substrate plate thickness is measured by a contact method using a contact pin or the like, and the rubbing condition is changed for each substrate based on the measurement result.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, a TFT array substrate, for example, does not always measure the substrate thickness accurately because an active region in which a plurality of TFTs and the like are formed on a quartz substrate is formed. Further, due to the thermal history of the substrate, shrinkage of the laminated film, etc., the substrate is warped, for example, about 100 μm, and it is difficult to accurately measure the substrate thickness. For example, when the rubbing process is performed based on the measurement result of the substrate plate thickness in a state where the warp has occurred, a desired rubbing pressure cannot be obtained, and as a result, the display quality is deteriorated.
[0014]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a liquid crystal device, a method for manufacturing the same, a liquid crystal substrate, and a liquid crystal device capable of obtaining an optimum rubbing strength.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a mounting table on which a substrate on which an alignment film is formed is transported and placed during transportation;
A rubbing roller for rubbing the alignment film;
A support member that, when transported and placed, supports the substrate on the mounting table via a gap provided with an air layer by a predetermined support member, and then releases the support member;
Plate thickness detection for optically detecting the substrate thickness in a predetermined region of the substrate for each substrate after the substrate is supported on the mounting table via the gap and before the support member is released. Means,
After releasing the support of the support member, suction fixing means for fixing the substrate on the mounting table by suction,
Movement control for controlling movement of at least one of the mounting table and the rubbing roller based on the detection result of the plate thickness detecting means in order to set the distance between the peripheral surface of the rubbing roller and the alignment film of the substrate to a predetermined value. Means,
The plate thickness detecting means detects the thickness of the substrate by detecting an interval between reflected light from the substrate surface and reflected light from the substrate bottom surface of the light projected onto the substrate. To do.
The method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a procedure for supporting the substrate with a predetermined support member through an air layer in order to transport and place the substrate on which the alignment film is formed on the mounting table. ,
In a state where the substrate is supported by the support member, the thickness of the substrate in a predetermined region of the substrate is set such that the interval between the reflected light from the substrate surface and the reflected light from the substrate bottom surface of the light projected on the substrate is set. A plate thickness detection procedure to detect optically by detecting;
After the plate thickness detecting means, releasing the support of the support member and sucking and fixing the substrate on the mounting table,
In order to set the distance between the peripheral surface of the rubbing roller that rubs the alignment film and performs the rubbing process and the alignment film of the substrate to a predetermined value, the mounting table and the rubbing roller according to the detection result of the plate thickness detection procedure And a step of moving at least one of the substrate and the rubbing roller in parallel with the substrate surface for rubbing while sequentially controlling at least one of the substrate and the substrate surface.
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a mounting table on which a liquid crystal substrate on which an alignment film is formed is mounted, and a plate thickness detection unit that optically detects the substrate thickness in a predetermined region of the liquid crystal substrate for each substrate. In order to set the distance between the peripheral surface of the rubbing roller that rubs the alignment film and performs the rubbing process and the alignment film of the liquid crystal substrate to a predetermined value, based on the detection result of the plate thickness detection means, And a movement control means for controlling movement of at least one of the rubbing rollers.
[0016]
According to such a configuration, the liquid crystal substrate is mounted on the mounting table. The plate thickness detecting means optically detects the substrate thickness in a predetermined region of the liquid crystal substrate. The movement control means controls movement of at least one of the mounting table and the rubbing roller based on the detection result of the plate thickness detection means in order to set the distance between the peripheral surface of the rubbing roller and the alignment film of the liquid crystal substrate to a predetermined value. Since the plate thickness is detected for each substrate, the distance between the peripheral surface of the rubbing roller and the alignment film of the liquid crystal substrate is maintained at a predetermined value regardless of variations in the plate thickness for each substrate, and an optimum rubbing strength is obtained. .
[0017]
The plate thickness detection means obtains the substrate thickness by detecting an interval between the reflected light from the surface of the liquid crystal substrate and the reflected light from the bottom surface of the liquid crystal substrate of the light projected on the liquid crystal substrate. Features.
[0018]
According to such a configuration, the substrate thickness can be detected with extremely high accuracy without being affected by the warp of the liquid crystal substrate.
[0019]
Further, as the plate thickness detecting means, one that performs optical detection in a region where no element is formed on the liquid crystal substrate can be employed.
[0020]
Further, the region has transparency.
[0021]
According to such a configuration, the reliability of substrate thickness detection is high.
[0022]
Moreover, in one aspect of the apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, the plate thickness detection means provides a gap between the surface of the mounting table and the liquid crystal substrate placed on the mounting table. A support member for supporting the liquid crystal substrate is provided.
[0023]
According to such a configuration, it is possible to prevent the substrate thickness from being affected by the surface of the mounting table in detecting the substrate thickness.
[0024]
Further, the plate thickness detection means is characterized in that an air layer is provided in a gap between the mounting table surface and the liquid crystal substrate.
[0025]
According to such a configuration, the liquid crystal substrate is in contact with the air layer on the front surface and the bottom surface, so that sufficiently strong surface reflection light and bottom surface reflection light can be obtained, and the substrate thickness detection accuracy can be improved.
[0026]
The liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention further includes a rubbing roller that performs a rubbing process on the alignment film.
[0027]
According to such a configuration, the rubbing process can be performed with the optimum rubbing strength.
[0028]
The method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes: a step of supporting a liquid crystal substrate on which an alignment film is formed on a mounting table through an air layer by a predetermined support member; and a substrate thickness in a predetermined region of the liquid crystal substrate. A plate thickness detection procedure for optical detection, a procedure for releasing the support of the support member and sucking and fixing the liquid crystal substrate on the mounting table, and a peripheral surface of a rubbing roller for rubbing the alignment film In order to set the distance between the liquid crystal substrate and the alignment film of the liquid crystal substrate to a predetermined value, while controlling the movement of at least one of the mounting table and the rubbing roller perpendicularly to the liquid crystal substrate surface based on the detection result of the plate thickness detection procedure And a procedure for moving at least one of the liquid crystal substrate and the rubbing roller in parallel with the liquid crystal substrate surface for rubbing treatment.
[0029]
According to such a configuration, first, the liquid crystal substrate is supported on the mounting table by the predetermined support member via the air layer. The substrate thickness is optically detected in a predetermined region of the liquid crystal substrate. The front and bottom surfaces of the liquid crystal substrate are in contact with the air layer, and the optical detection accuracy of the substrate thickness is high. Next, the liquid crystal substrate is sucked and fixed on the mounting table. The distance between the peripheral surface of the rubbing roller and the alignment film of the liquid crystal substrate is maintained at a predetermined value by controlling the movement of at least one of the mounting table and the rubbing roller perpendicularly to the liquid crystal substrate surface based on the detected substrate thickness. In this state, at least one of the liquid crystal substrate and the rubbing roller is moved in parallel with the liquid crystal substrate surface to perform the rubbing process. Thereby, the rubbing process with the optimum rubbing strength can be performed.
[0030]
The plate thickness detection procedure includes a procedure of projecting light onto the liquid crystal substrate, and a procedure of detecting an interval between reflected light from the surface of the liquid crystal substrate and reflected light from the bottom surface of the liquid crystal substrate. And a procedure for calculating a substrate thickness of the liquid crystal substrate based on the interval.
[0031]
According to such a configuration, it is possible to measure the substrate thickness with extremely high accuracy without being affected by the warp of the liquid crystal substrate.
[0032]
In the plate thickness detection procedure of the present invention, the substrate thickness is detected for each liquid crystal substrate.
[0033]
According to such a configuration, the optimum rubbing strength can always be obtained regardless of variations in the substrate thickness of the liquid crystal substrate.
[0034]
A liquid crystal substrate according to the present invention is rubbed by the method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 8.
[0035]
According to such a configuration, an optimum rubbing strength substrate can be obtained.
[0036]
A liquid crystal device according to the present invention uses the liquid crystal substrate according to claim 11.
[0037]
According to such a configuration, stable display characteristics can be obtained.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a specific configuration of the light detection unit 102 and the plate thickness detection circuit 103 in FIG. FIG. 3 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. 4 is a plan view of an element substrate such as a TFT substrate as viewed from the side of the counter substrate together with the components formed thereon, and FIG. 5 is an assembly process in which the liquid crystal is sealed by bonding the element substrate and the counter substrate together. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the liquid crystal device after being cut at the position of the line HH ′ in FIG. 4. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the liquid crystal device in detail. FIG. 7 is a flowchart showing the panel assembly process.
[0039]
First, the structure of the liquid crystal panel will be described with reference to FIGS.
[0040]
As shown in FIGS. 4 and 5, the liquid crystal panel is configured by enclosing 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. 3 shows an equivalent circuit of elements on the element substrate 10 constituting the pixel.
[0041]
As shown in FIG. 3, 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.
[0042]
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 holds the voltage of the pixel electrode 9a for a time that is, for example, three digits longer than the time when the source voltage is applied. The storage capacitor 70 improves retention characteristics and enables image display with a high contrast ratio.
[0043]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel focusing on one pixel.
[0044]
An element substrate 10 such as glass or quartz is provided with a TFT 30 having an LDD structure. 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. A data line 6 a is stacked on the TFT 30 via the first interlayer insulating film 4, and the data line 6 a is electrically connected to the source region 1 d via the contact hole 5. A pixel electrode 9 a is stacked on the data line 6 a via a second interlayer insulating film 7, and the pixel electrode 9 a is electrically connected to the drain region 1 e via a contact hole 8.
[0045]
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.
[0046]
A storage capacitor electrode 1f extending from the drain region 1e is formed in the semiconductor layer. The storage capacitor electrode 1f is disposed so that the capacitor line 3b faces the insulating film 2 as a dielectric film, thereby forming a storage capacitor 70. An alignment film 16 made of a polyimide polymer resin is laminated on the pixel electrode 9a, and is rubbed in a predetermined direction by the apparatus shown in FIG.
[0047]
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 is rubbed in a predetermined direction by an apparatus similar to that shown in FIG.
[0048]
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 layer 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.
[0049]
As shown in FIGS. 4 and 5, the counter substrate 20 is provided with a second light shielding film 42 as a frame for partitioning the display area. The second light shielding film 42 is formed of, for example, the same or different light shielding material as the first light shielding film 23.
[0050]
A sealing material 41 that encloses liquid crystal in a region outside the second 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 at a part of the center of one side of the element substrate 10 and forms a liquid crystal injection port 78 for injecting the liquid crystal 50 into the gap between the bonded element substrate 10 and the counter substrate 20. . After the liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port 78, it is sealed with a sealing material 79.
[0051]
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.
[0052]
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 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.
[0053]
Next, a cleaning process is performed in steps S4 and S9. This cleaning process is for removing dust generated by the rubbing process.
[0054]
When the cleaning process is completed, a sealing material 41 and a conductive material 65 (see FIG. 3) are 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.
[0055]
In FIG. 1, a substrate 112 which is a liquid crystal substrate on which an alignment film is formed is placed on a mounting table 100 with the alignment film facing upward. The mounting table 100 can be conveyed in one direction parallel to the surface of the mounting table 100 by a substrate surface direction moving motor 108. The mounting table 100 can be moved up and down in a direction perpendicular to the surface of the mounting table 100 by a vertical movement motor 107.
[0056]
A rubbing roller 101 is disposed above the horizontal conveyance path of the mounting table 100. The rubbing roller 101 is configured by attaching a rubbing cloth (not shown) on the circumference of a cylindrical roller, and is rotatable in the circumferential direction. The rubbing cloth attached to the rubbing roller 101 sequentially rubs the alignment film of the substrate 112 on the mounting table 100 to perform the rubbing process by conveying the mounting table 100 to the rubbing roller 101 side while rotating the rubbing roller 101. It is like that.
[0057]
The light detection unit 102 detects light from the substrate 112 mounted on the mounting table 100 and outputs a detection result to the plate thickness detection circuit 103. The plate thickness detection circuit 103 detects information related to the plate thickness of the substrate 112 from the light detection result and outputs the detection result to the computer 104.
[0058]
FIG. 2 shows a specific configuration of the light detection unit 102 and the plate thickness detection circuit 103 in FIG. The stage 110 is attached above the mounting table 100. Stage pins 111 are implanted in the stage 110, and the substrate 112 is placed on the stage pins 111. The stage pin 111 can be displaced upward and downward. When the stage pin 111 is displaced downward (stage pin down), the upper end is located below the upper surface of the stage 110 and when it is displaced upward (stage pin up). The upper end is positioned above the upper surface of the stage 110.
[0059]
That is, the stage pin 111 supports the substrate 112 at the upper end in the stage pin-up state, and provides a gap between the bottom surface of the substrate 112 and the upper surface of the stage 110. The substrate 112 is placed on the upper surface of the stage 110 so as to be positioned below the upper surface. The stage 110 can suck and fix the substrate 112 in a stage pin down state. In the stage pin-up state, the bottom surface of the substrate 112 is in contact with air having a large refractive index difference from the substrate 112.
[0060]
A projection beam emitting unit (not shown) is fixed above the stage 110, and the projection beam emitting unit can emit the projection beam obliquely upward from the substrate 112. The projection beam is reflected by the substrate 112. A light receiving lens 113 is provided on the optical path of the reflected light of the projection beam from the substrate 112.
[0061]
The light receiving lens 113 is, for example, a convex lens, and refracts and transmits the reflected light. A light receiving surface of the two-dimensional CCD 114 is disposed on the optical path of the light passing through the light receiving lens 113. The two-dimensional CCD 114 outputs to the computer 104 an output corresponding to the light amount distribution (light reception distribution) of light incident on the light receiving surface.
[0062]
The computer 104 calculates the thickness of the substrate 112 based on the output corresponding to the light reception distribution of the two-dimensional CCD 114. That is, the projected beam projected onto the substrate 112 is reflected on the surface of the substrate 112 and passes through the surface of the substrate 112 due to the difference in refractive index between the substrate 112 and the air around the substrate 112, and the bottom surface of the substrate 112. Reflect on. 2 indicate the reflected light on the surface of the substrate 112 (hereinafter referred to as “surface reflected light”), and the broken arrow indicates the reflected light on the bottom surface of the substrate 112 (hereinafter referred to as “bottom reflected light”).
[0063]
The front surface reflected light and the bottom surface reflected light are incident on the light receiving lens 113 at intervals corresponding to the thickness of the substrate 112. The light receiving lens 113 increases the interval between the surface reflected light and the bottom surface reflected light and makes it incident on the light receiving surface of the two-dimensional CCD 114. Of all the reflected light from the substrate 112, the reflected light amount of the surface reflected light and the bottom surface reflected light is larger than the reflected light amount of the other part, and the reflected light amount of the surface reflected light is larger than the reflected light amount of the bottom surface reflected light. .
[0064]
Accordingly, the two-dimensional CCD 114 obtains a light reception distribution that shows peaks at the incident position of the surface reflected light and the incident position of the bottom surface reflected light. The maximum peak position of the received light distribution of the two-dimensional CCD 114 indicates the position of the surface of the substrate 112, and the second peak position indicates the position of the bottom surface of the substrate 112.
[0065]
The position detection circuit 105 detects the position of the mounting table 100 and outputs the position detection result to the computer 104. The computer 104 grasps the detection area of the light reception distribution of the two-dimensional CCD 114 from the position detection result, and calculates the thickness of the substrate 112 in the detection area based on the output of the two-dimensional CCD 114. The computer 104 outputs vertical position control information for controlling the vertical position of the mounting table 100 to the control circuit 106 based on the calculated plate thickness. Further, the computer 104 outputs to the control circuit 106 an upper horizontal position control for controlling the movement of the substrate 112 in the surface direction.
[0066]
The control circuit 106 drives and controls the substrate surface direction moving motor 108 based on the horizontal position control information from the computer 104, moves the mounting table 100, and conveys the substrate 112 to the rubbing roller 101 side. Yes. Further, the control circuit 106 drives and controls the vertical movement motor 107 based on the vertical position control information to displace the mounting table 100 in the vertical direction, so that the peripheral surface of the rubbing roller 101 and the alignment film of the substrate 112 are aligned. The interval can be maintained at a predetermined optimum value regardless of the thickness of the substrate 112.
[0067]
The detection of the substrate plate thickness and the position control are performed for each substrate.
[0068]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart specifically showing the rubbing process in steps S3 and S8 in FIG. 7, and FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the measurement of the plate thickness.
[0069]
A rubbing process for the substrate 112 on which the element substrate 10 is formed will be described. In step S2 in FIG. 7, polyimide to be the alignment film 16 is applied. Next, the rubbing process of step S3 is performed.
[0070]
In step S3, as shown in FIG. 8, first, the stage pin-up state is set (step S21). Thereby, the tip of the stage pin 111 is located above the surface of the stage 111. In this state, the substrate 112 is transferred to the stage 111 side by a transfer device (not shown) and placed on the stage pin 111. FIG. 2 shows this state, and not only the surface of the substrate 112 but also the bottom surface is in contact with air. As a result, not only the surface of the substrate 112 but also the bottom surface of the substrate 112 has a large change in refractive index, and the projected beam is reflected. Further, the influence of reflected light from the stage 110 can be avoided.
[0071]
Next, in step S23, the displacement in the detection region is measured. That is, a projection beam is projected onto the surface of the substrate 112 from a projection beam emitting unit (not shown). FIG. 9 shows the projection of the projection beam in three dimensions. The projected beam is reflected on the surface and bottom surface of the substrate 112, and the surface reflected light and bottom surface reflected light are reflected above the surface of the substrate 112 at intervals corresponding to the thickness of the substrate 112.
[0072]
The front surface reflected light and the bottom surface reflected light pass through the light receiving lens 113 and enter the light receiving surface of the two-dimensional CCD 114. The light receiving lens 113 increases the distance between the surface reflected light and the bottom reflected light and makes it incident on the light receiving surface of the two-dimensional CCD 114.
[0073]
In step S24, the two-dimensional CCD 114 outputs an output corresponding to the received light distribution to the computer 104. The computer 104 calculates the plate thickness in the detection region from the output corresponding to the received light distribution. When the calculation of the plate thickness is completed, the computer 104 controls a drive unit (not shown) to bring the stage pin 111 into a stage pin down state (step S25). As the stage pins 111 are lowered, the bottom surface of the substrate 112 comes into contact with the stage 111. The stage 111 sucks and fixes the substrate 112 in step S26.
[0074]
The computer 104 outputs vertical position control information based on the calculated plate thickness to the control circuit 106. In step S27, the control circuit 106 drives the vertical movement motor 107 to move the stage 111 up and down, thereby setting the interval between the peripheral surface of the rubbing roller 101 and the alignment film 16 of the substrate 112 to a specified value.
[0075]
Next, in step S28, the control circuit 106 drives and controls the substrate surface direction moving motor 108 based on the horizontal position control information from the computer 104, and moves the mounting table 100 to the rubbing roller 101 side at a predetermined speed. As a result, the substrate 112 is conveyed to the lower side of the rubbing roller 101. The alignment film 16 is rubbed with a rubbing cloth by the rotation of the rubbing roller 101 on the substrate 112. Thereby, rubbing is performed. The distance between the peripheral surface of the rubbing roller 101 and the alignment film of the substrate 112 is maintained at a predetermined value regardless of the thickness of the substrate 112, and the rubbing strength is maintained at a predetermined value.
[0076]
When the rubbing process is completed, the substrate 112 is unloaded by a transfer device (not shown) (step S29).
[0077]
Thus, in this embodiment, for each substrate to be rubbed, a projection beam is projected onto the substrate surface, the thickness of the substrate is measured by the reflected light, and the rubbing roller is measured according to the measurement result. The distance between the peripheral surface of the substrate and the alignment film of the substrate is maintained at a specified value, and the rubbing process can always be performed with the optimum rubbing strength regardless of variations in the thickness of the substrate. Thereby, the display quality of the liquid crystal device can be improved. Further, since the plate thickness is detected by a non-contact method using an optical technique, it is possible to prevent the substrate surface from being damaged. Moreover, since the plate thickness is detected by an optical method using a light receiving lens and a two-dimensional CCD, the detection accuracy is extremely high.
[0078]
In this embodiment, the mounting table is moved up and down to control the distance between the peripheral surface of the rubbing roller and the alignment film of the substrate. However, the rubbing roller may be moved up and down. it is obvious. Further, although the mounting table 100 is moved in the horizontal direction for the rubbing process, the rubbing roller 101 side may be moved.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that an optimum rubbing strength can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a method for bonding a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a specific configuration of a light detection unit 102 and a plate thickness detection circuit 103 in FIG.
FIG. 3 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. 4 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.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the liquid crystal device after being assembled at the end of the assembly process in which the element substrate and the counter substrate are bonded to each other to enclose the liquid crystal, cut along the line HH ′ in FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal device in detail.
FIG. 7 is a flowchart showing a panel assembly process.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment;
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the measurement of the plate thickness.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Mounting stage 101 ... Rubbing roller 102 ... Light detection part 103 ... Thickness detection circuit 104 ... Computer 106 ... Control circuit 107 ... Vertical movement motor 108 ... Substrate surface direction movement motor

Claims (7)

配向膜が形成された基板が搬送時に搬送されて載置される載置台と、
前記配向膜に対してラビング処理を行うラビングローラと、
前記搬送されて載置される時に、前記基板を、所定の支持部材により空気層を設けた隙間を介して前記載置台上に支持し、その後に前記支持部材の支持を解除する支持部材と、
前記基板を前記隙間を介して前記載置台上に支持した後であって前記支持部材の支持を解除する前に、前記基板の所定領域における基板厚を基板毎に光学的に検出する板厚検出手段と、
前記支持部材の支持を解除した後に、前記基板を前記載置台上に吸着固定する吸着固定手段と、
前記ラビングローラの周面と前記基板の配向膜との間隔を所定値にするために、前記板厚検出手段の検出結果に基づいて前記載置台及び前記ラビングローラの少なくとも一方を移動制御する移動制御手段とを具備し、
前記板厚検出手段は、前記基板に投光された光の前記基板表面からの反射光と前記基板底面からの反射光との間隔を検出することによって、前記基板厚を検出することを特徴とする液晶装置の製造装置。
A mounting table on which the substrate on which the alignment film is formed is transported and placed during transportation;
A rubbing roller for rubbing the alignment film;
A support member that, when transported and placed, supports the substrate on the mounting table via a gap provided with an air layer by a predetermined support member, and then releases the support member;
Plate thickness detection for optically detecting the substrate thickness in a predetermined region of the substrate for each substrate after the substrate is supported on the mounting table via the gap and before the support member is released. Means,
After releasing the support of the support member, suction fixing means for fixing the substrate on the mounting table by suction,
Movement control for controlling movement of at least one of the mounting table and the rubbing roller based on the detection result of the plate thickness detecting means in order to set the distance between the peripheral surface of the rubbing roller and the alignment film of the substrate to a predetermined value. Means,
The plate thickness detecting means detects the thickness of the substrate by detecting an interval between reflected light from the substrate surface and reflected light from the substrate bottom surface of the light projected onto the substrate. Manufacturing equipment for liquid crystal devices.
前記板厚検出手段は、前記基板上に素子が形成されていない領域において光学的な検出を行うことを特徴とする請求項1に記載の記載の液晶装置の製造装置。  The apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the plate thickness detection unit performs optical detection in a region where no element is formed on the substrate. 前記領域は、透過性を有することを特徴とする請求項2に記載の液晶装置の製造装置。  The liquid crystal device manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the region has transparency. 載置台上に、配向膜が形成された基板を搬送して載置するために、前記基板を所定の支持部材により空気層を介して支持する手順と、
前記支持部材により前記基板を支持した状態で、前記基板の所定領域における基板厚を、前記基板に投光された光の前記基板表面からの反射光と前記基板底面からの反射光との間隔を検出することによって光学的に検出する板厚検出手順と、
前記板厚検出手段後に、前記支持部材の支持を解除して前記基板を前記載置台上に吸着固定する手順と、
前記配向膜を擦ってラビング処理を行うラビングローラの周面と前記基板の配向膜との間隔を所定値にするために、前記板厚検出手順の検出結果に基づいて前記載置台及び前記ラビングローラの少なくとも一方を基板面に垂直に移動制御しながら、前記基板及び前記ラビングローラの少なくとも一方をラビング処理のために基板面に平行に移動させる手順とを順に具備したことを特徴とする液晶装置の製造方法。
In order to transport and place the substrate on which the alignment film is formed on the mounting table, a procedure for supporting the substrate via an air layer by a predetermined support member;
In a state where the substrate is supported by the support member, the thickness of the substrate in a predetermined region of the substrate is set such that the interval between the reflected light from the substrate surface and the reflected light from the substrate bottom surface of the light projected on the substrate is set. A plate thickness detection procedure to detect optically by detecting;
After the plate thickness detecting means, releasing the support of the support member and sucking and fixing the substrate on the mounting table,
In order to set the distance between the peripheral surface of the rubbing roller that rubs the alignment film and performs the rubbing process and the alignment film of the substrate to a predetermined value, the mounting table and the rubbing roller according to the detection result of the plate thickness detection procedure And a step of moving at least one of the substrate and the rubbing roller in parallel with the substrate surface for rubbing while sequentially controlling at least one of the substrate and the substrate surface. Production method.
前記板厚検出手順は、基板毎に基板厚を検出することを特徴とする請求項4に記載の液晶装置の製造方法。  The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 4, wherein the plate thickness detection procedure detects a substrate thickness for each substrate. 請求項4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基板。  A liquid crystal substrate, which is rubbed by the method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 4. 請求項6に記載の液晶基板を用いたことを特徴とする液晶装置。  A liquid crystal device using the liquid crystal substrate according to claim 6.
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