JPH10148830A - 液晶表示素子の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配向膜の膜面に対するラビングローラの接触
圧力を均一に保って高い精度でその膜面に適正な配向処
理を施すことができる液晶表示素子の製造装置、および
互いに重なり合った一対の基板の全体を均一に加圧し、
その両基板間のギャップ幅をばらつきなく高い精度で均
一に保持して両基板を接合することができる液晶表示素
子の製造装置を提供する。 【解決手段】 ラビングローラ５の水平に対する上下の
傾斜姿勢を制御する姿勢制御素子７を設け、ラビングロ
ーラ５の下降に伴うそのラビングローラ５と基板ステー
ジ１の上の基板Ａの配向膜との接触時の圧力分布を検出
する圧力センサを設け、この圧力センサが検出する圧力
分布のデータに基づいて姿勢制御素子７を介してラビン
グローラ５の水平に対する上下の傾斜姿勢を逐次制御し
ながら配向膜の膜面をラビングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配向膜の膜面を
所定の圧力で所定方向にラビングし、あるいは互いに重
なり合った一対の基板を加圧して接合する液晶表示素子
の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、透明な電極を形成した
一対の基板を、その電極形成面が互いに対向するように
重ね合わせ、この両基板を枠状のシール材を介して接合
し、前記シール材と両基板とで囲まれる領域内に液晶を
封入してなる。

【０００３】各基板の電極形成面には配向膜が形成さ
れ、この配向膜はポリイミド樹脂等からなり、その膜面
には、液晶分子を所定の方向に配向させるための配向処
理が施されている。

【０００４】この配向処理は、配向膜の膜面を所定の圧
力で所定方向にラビングする方法で行なわれており、こ
のラビングの処理に用いられる装置は、水平方向に移動
する基板ステージの上方にラビングローラが設けられて
いる。

【０００５】ラビングローラは、一定の長さを有するロ
ーラの外周面に例えばナイロンやレーヨン等からなるビ
ロード状のラビング布を巻き付けてなる。そしてこのラ
ビングローラが昇降機構を介して前記基板ステージの上
面と平行な状態で昇降可能に支持されている。

【０００６】ラビング処理時には、まず基板ステージの
上に、配向膜が形成された基板をその配向膜形成面を上
にして載置する。この状態でラビングローラを所定方向
に回転させるとともに、昇降機構によりラビングローラ
を下降させてそのラビングローラの表面を配向膜の膜面
に所定の圧力で接触させ、かつ基板ステージを水平方向
に移動させる。これによりラビングローラの表面で配向
膜の膜面が所定方向に擦られて配向処理が施される。

【０００７】両基板の配向膜に対する配向処理がそれぞ
れ終了した後には、その両基板を互いに重ね合わせて接
合する。この接合に用いられる装置は、水平に設けられ
た基板ステージと、この基板ステージの上に昇降可能に
設けられた加圧プレートとで構成されている。そして基
板接合時には、まず基板ステージの上に、粒状のスペー
サを散布したいずれか一方の基板をその配向膜形成面を
上に向けて載置する。また、他方の基板の配向膜形成面
の周縁部に枠状にシール材を塗布する。そして前記一方
の基板の上に前記他方の基板をその各配向膜形成面が互
いに対向するように前記シール材を介して重ね合わせ
る。

【０００８】この状態で、基板ステージの上方に配置す
る加圧プレートを下降し、この加圧プレートで互いに重
なり合った一対の基板を所定の圧力で加圧して両基板間
の隙間つまりセルギャップが一定となるように前記スペ
ーサを介してそのギャップ幅を規制する。そしてこの状
態のもとで、シール材を硬化させて両基板を接合する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、配向膜に対
する配向処理は、液晶の分子を配向膜の膜面に対して所
定のプレチルト角で所定の方向に配向させる目的で行わ
れるものであるが、従来のラビング用の装置において
は、ラビングローラが常に一定の姿勢で下降して配向膜
の膜面に接触し、このため基板に部分的な歪み等が生じ
ていると、配向膜の膜面に対するラビングローラの接触
圧力が変化し、このため配向膜の膜面の全体に亘る配向
処理を高い精度を保って施すことが困難となり、その配
向処理にばらつきが生じて表示むら等の原因となってし
まう。

【００１０】また、従来の基板接合用の装置において
は、加圧プレートが常に一定の姿勢で下降して基板に接
触し、このため基板に部分的な歪み等が生じていると、
互いに重なり合った一対の基板に対する加圧力が部分的
に変化し、この変化で両基板の全体を均一に加圧するこ
とが困難となり、その両基板間のギャップ幅に部分的な
ばらつきが生じて表示むら等の原因となってしまう。

【００１１】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、配向膜の膜面に対
するラビングローラの接触圧力を常に均一に保って高い
精度でその膜面に適正な配向処理を施すことができる液
晶表示素子の製造装置、および互いに重なり合った一対
の基板の全体を均一に加圧し、その両基板間のギャップ
幅をばらつきなく高い精度を保って両基板を接合するこ
とができる液晶表示素子の製造装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
基板ステージおよびこの基板ステージの上方に水平に配
置したラビングローラを備え、配向膜を形成した基板を
前記基板ステージの上に載置し、前記ラビングローラを
基板ステージに対して相対的に下降させて前記基板の配
向膜にラビングローラの表面を接触させるとともに、基
板ステージをラビングローラに対して相対的に水平に移
動させることにより、前記ラビングローラの表面で前記
配向膜の膜面を所定方向にラビングする装置において、
前記ラビングローラの水平に対する上下の傾斜姿勢を制
御する姿勢制御手段を設け、前記ラビングローラの下降
に伴うそのラビングローラと基板ステージの上の基板の
配向膜との接触の圧力分布を検出する圧力検出手段を設
け、この圧力検出手段が検出する圧力分布のデータに基
づいて前記姿勢制御手段を介してラビングローラの水平
に対する上下の傾斜姿勢を逐次制御しながら配向膜の膜
面をラビングするようにしたものである。

【００１３】このような製造装置においては、ラビング
ローラの表面と配向膜の膜面との接触圧を均一に保って
ラビングすることができ、したがって配向膜の膜面の全
体に一様で均一な配向処理を施すことが可能となる。

【００１４】請求項２に係る発明は、基板ステージおよ
びこの基板ステージの上方に水平に配置した加圧プレー
トを備え、シール材を介して互いに重なり合う一対の基
板を前記基板ステージの上に配置し、前記加圧プレート
を基板ステージに対して相対的に下降させて前記一対の
基板を加圧して接合する装置において、前記加圧プレー
トの各部位の加圧力を制御する加圧制御手段と、前記加
圧プレートの下降に伴う基板ステージの上の基板に対す
る加圧の圧力分布を検出する圧力検出手段とを設け、基
板ステージの上の一対の基板を前記加圧制御手段によ
り、前記圧力検出手段が検出する圧力分布データに基づ
いて、各部位の加圧力を均一に制御して加圧するように
したものである。

【００１５】このような製造装置においては、互いに重
なり合った一対の基板を加圧プレートを介してその全体
に亘って均一に加圧することができ、したがってその両
基板間のセルギャップを両基板の全体に亘って一定の幅
に規制して接合することができる。

【００１６】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に係る発明における基板ステージの上面に複数の圧力セ
ンサを均等的に設け、これら圧力センサで圧力検出手段
を構成してある。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に係る発明においては、
基板ステージおよびこの基板ステージの上方に水平に配
置するラビングローラを設け、さらに前記ラビングロー
ラの水平に対する上下の傾斜姿勢を制御する姿勢制御手
段および前記ラビングローラの下降に伴うそのラビング
ローラと基板ステージの上の基板の配向膜との接触の圧
力分布を検出する圧力検出手段を設ける。

【００１８】そして、基板ステージの上には、配向膜を
形成した基板を載置し、この状態で前記ラビングローラ
を基板ステージに対して相対的に下降させて前記基板の
配向膜にラビングローラの表面を接触させるとともに、
基板ステージをラビングローラに対して相対的に水平に
移動させて前記ラビングローラの表面で前記配向膜の膜
面を所定方向にラビングする。

【００１９】この際、前記ラビングローラの下降に伴う
そのラビングローラと基板ステージの上の基板の配向膜
との接触の圧力分布を前記圧力検出手段により検出し、
この圧力検出手段が検出する圧力分布のデータに基づい
て前記姿勢制御手段を介してラビングローラの水平に対
する上下の傾斜姿勢を逐次制御しながら配向膜の膜面を
ラビングする。

【００２０】請求項２に係る発明においては、基板ステ
ージおよびこの基板ステージの上方に水平に配置する加
圧プレートを設け、さらに前記加圧プレートの各部位の
加圧力を制御する加圧制御手段、および前記加圧プレー
トの下降に伴う基板ステージの上の基板に対する加圧の
圧力分布を検出する圧力検出手段を設ける。そして、基
板ステージの上の一対の基板を前記加圧制御手段によ
り、前記圧力検出手段が検出する圧力検出データに基づ
いて、各部位の加圧力を均一に制御して加圧する。

【００２１】この際、前記加圧プレートの下降に伴う基
板ステージの上の基板に対する加圧の圧力分布を前記圧
力検出手段により検出し、この圧力検出手段が検出する
圧力分布のデータに基づいて前記加圧制御手段を介して
加圧プレートの水平に対する上下の傾斜姿勢を制御しな
がら基板ステージの上の互いに重なり合う一対の基板を
加圧し、接合する。請求項３に係る発明においては、前
記基板ステージの上面に複数の圧力センサを均等的に設
け、これら圧力センサで圧力検出手段を構成する。

【００２２】

【実施例】図１ないし図４には、この発明の第１の実施
例を示してあり、この第１の実施例は基板の配向膜の膜
面をラビングする液晶表示素子の製造装置である。この
装置は、図１に示すように、水平に配置した基板ステー
ジ１を備え、この基板ステージ１が図示しない駆動機構
による駆動でその長手方向に沿って水平に移動するよう
に構成されている。

【００２３】基板ステージ１の上方には、昇降機構２に
よる駆動で上下に昇降するベース３が水平に設けられて
いる。このベース３の下面の両側には互いに対向して一
対の支持スティ４が設けられ、これら支持スティ４間に
基板ステージ１の上面と平行を保つようにラビングロー
ラ５が水平に架設されている。

【００２４】このラビングローラ５は、支軸６を有し、
外周には例えばナイロン等の合成繊維からなるラビング
布が巻き付けられている。そして前記支軸６の両端部は
姿勢制御手段を構成する姿勢制御素子７を介して前記支
持スティ４に回転自在に支持されている。前記姿勢制御
素子７は、支持した前記支軸６の端部を上下に変位させ
てラビングローラ５の全体の姿勢を水平に対して上下に
傾斜するように調整するものである。

【００２５】前記一方の支持スティ４の側部には駆動モ
ータ８が設けられ、この駆動モータ８によりラビングロ
ーラ５の支軸６が駆動されてラビングローラ５が一方向
に一定の速度で回転するようになっている。

【００２６】前記基板ステージ１の上面には、図２に示
すように、その上面の全体に均等的に配置するよう圧力
検出手段を構成する複数の圧力センサ９が設けられてい
る。そして図３に示すように、前記各圧力センサ９が検
出するデータ信号が制御部１０に送られ、この信号の入
力に基づいて制御部１０が前記姿勢制御素子７を駆動し
てラビングローラ５の姿勢を制御するようになってい
る。

【００２７】次に、このように構成された製造装置の動
作について説明する。基板ステージ１の上には、図１お
よび図４に示すように、配向膜が形成された基板Ａをそ
の配向膜形成面が上を向くように水平に載置する。

【００２８】この状態において、ラビングローラ５が駆
動モータ８に駆動されて回転するとともに、昇降機構２
の動作でラビングローラ５が下降し、この下降に伴いラ
ビングローラ５の表面が基板Ａの配向膜の膜面に接触す
る。そしてこの接触を維持して、基板ステージ１が図４
に示す矢印方向に水平に移動し、この移動で基板Ａの表
面の配向膜の膜面が、その一端側から他端側に向ってラ
ビングローラ５により擦られ、一方向にラビングされ
る。

【００２９】基板Ａが載置された基板ステージ１の表面
には、その全体に亘って複数の圧力センサ９が均等的に
設けられており、このためラビングローラ５が基板Ａの
配向膜の膜面に接触してこの膜面に対して相対的にラビ
ングローラ５が水平方向に移動するときにおけるそのラ
ビングローラ５と配向膜の膜面との接触圧が前記各圧力
センサ９により逐次検出される。

【００３０】すなわち、ラビングローラ５の長手方向の
各部が配向膜の膜面とその全長に亘って均一な圧力で接
触しているか否かが検出され、この検出のデータが制御
部１０に送られる。そしてその圧力が均一でないとき
に、制御部１０の出力信号により姿勢制御素子７が駆動
され、ラビングローラ５の姿勢が制御される。

【００３１】例えば、ラビングローラ５の一端側での接
触圧が所定圧力よりも大きくなってラビングローラ５の
長手方向の全体に亘る接触圧が不均一となったときに
は、姿勢制御素子７によりラビングローラ５の一端側が
上方に変位するようにその姿勢が制御され、この姿勢制
御でラビングローラ５の長手方向の全体に亘る接触圧が
均一に保たれる。

【００３２】このようにラビングローラ５と基板Ａの配
向膜の膜面との接触圧が、そのラビングローラ５の長手
方向の全体に亘って均一に保たれながら、配向膜の膜面
がラビングローラ５により擦られて一方向にラビングさ
れ、したがってそのラビングによる配向処理状態が配向
膜の膜面の全体に亘って均一となる。

【００３３】なお、基板Ａの斜め方向にラビングする場
合には、ラビングローラ５の進行に伴い基板Ａとの接触
面積が変化するが、この実施例では接触面積の変化によ
る圧力の変動を圧力センサ９でとらえ、前述の姿勢制御
手段により均一な配向処理を実施することができる。

【００３４】さらに、この実施例においては、基板ステ
ージ１を水平方向に移動させることにより配向膜の膜面
を一方向にラビングするようにしたが、基板ステージ１
を固定し、ラビングローラ５を基板ステージ１に対して
水平方向に移動させて配向膜の膜面を一方向にラビング
するような場合であってもよい。

【００３５】図５ないし図８には、この発明の第２の実
施例を示してあり、この第２の実施例は互いに重なり合
った一対の基板を加圧して接合する液晶表示素子用の製
造装置である。

【００３６】この製造装置は、図５に示すように、水平
に配置した基板ステージ２１を備え、この基板ステージ
２１の上方には、昇降機構２２による駆動で上下に昇降
するベース２３が水平に設けられている。

【００３７】前記ベース２３の下面には、加圧制御手段
を構成する複数の加圧制御素子２４を介して加圧プレー
ト２５が基板ステージ２１の上面と平行を保つように水
平に取り付けられている。

【００３８】前記加圧制御素子２４は、図６に示すよう
に、加圧プレート２５の上面に均等的に配置するように
設けられている。そしてこれら加圧制御素子２４は、そ
の長手方向に伸縮し、その伸縮動作で加圧プレート２５
の各部位に作用する加圧力を調整する機能を有してい
る。例えば、エアーシリンダなどが用いられ、エアーの
圧力により加圧力は制御される。

【００３９】前記基板ステージ２１の上面には、図７に
示すように、その上面の全体に均等的に配置するように
圧力検出手段を構成する複数の圧力センサ２６が設けら
れている。そして図８に示すように、前記各圧力センサ
２６が検出するデータ信号が制御部２７に送られ、この
信号の入力に基づいて制御部２７が前記加圧制御素子２
４を駆動して加圧プレート２５の姿勢を制御するように
なっている。

【００４０】次に、このように構成された製造装置の動
作について説明する。基板ステージ２１の上には、図５
に示すように、液晶表示素子を構成する一方の基板Ａ1
を載置し、この基板Ａ1 の上に他方の基板Ａ2 を重ね合
せる。両基板Ａ1 ，Ａ2 を重ね合せるときには、そのい
ずれか一方の基板Ａ1 （Ａ2 ）に枠状にシール材Ｓを塗
布し、このシール材Ｓを介して両基板Ａ1 ，Ａ2 を重ね
合せる。

【００４１】そして、その両基板Ａ1 ，Ａ2 間にスペー
サ（図示せず）を散布して分散させ、この状態のもと
で、昇降機構２２の動作で加圧プレート２５が下降し、
この加圧プレート２５で互いに重なり合った両基板Ａ1
，Ａ2 が所定の圧力で加圧される。

【００４２】基板が載置された基板ステージ２１の上面
には、その全体に亘って複数の圧力センサ２６が均等的
に設けられており、このため加圧プレート２５が下降し
てこの加圧プレート２５で両基板Ａ1 ，Ａ2 が加圧され
たときにおけるその加圧力の分布が前記各圧力センサ２
６により検出される。

【００４３】すなわち、加圧プレート２５により両基板
Ａ1 ，Ａ2 の各部が均一に加圧されているか否かが各圧
力センサ２６により検出され、この検出のデータが制御
部２７に送られる。そして均一な加圧でないときに、そ
のデータに基づいて制御部２７が信号を出力し、この信
号で加圧制御素子２４が駆動され、加圧プレート２５の
圧力分布が制御される。

【００４４】例えば、加圧プレート２５の一側縁側での
加圧力が所定圧力よりも大きくなって両基板Ａ1 ，Ａ2
の全体に亘る加圧力が不均一となったときには、加圧制
御素子２４により加圧プレート２５の一側縁側に加わる
圧力を低くするようにその加圧が制御され、この姿勢制
御で加圧プレート２５による両基板Ａ1 ，Ａ2 の全体に
対する加圧力が均一に保たれる。

【００４５】このように両基板Ａ1 ，Ａ2 の全体が均一
に加圧され、したがって両基板Ａ1，Ａ2 間の隙間つま
りセルギャップが両基板Ａ1 ，Ａ2 の全体に亘って一定
の幅に規制される。そしてこの状態のもとで、シール材
Ｓを硬化させて両基板Ａ1 ，Ａ2 を接合する。

【００４６】なお、この実施例においては、基板ステー
ジ２１の上面に複数の圧力センサ２６を均等的に設けて
圧力検出手段を構成するようにしたが、加圧プレート２
５の下面に複数の圧力センサ２６を均等的に設けて圧力
検出手段を構成するようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、ラビングローラの表面と配向膜の膜面との
接触圧を均一に保ってラビングすることができ、したが
って配向膜の膜面の全体に一様で均一な配向処理を施す
ことができる。

【００４８】また、請求項２に係る発明によれば、互い
に重なり合った一対の基板を加圧プレートを介してその
全体に亘って均一に加圧することができ、したがってそ
の両基板間のセルギャップを両基板の全体に亘って一定
の幅に規制して接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係る液晶表示素子の
製造装置を示す正面図。

【図２】その製造装置における基板ステージを示す斜視
図。

【図３】その製造装置の回路構成を示すブロック図。

【図４】その製造装置の動作時の状態を示す側面図。

【図５】この発明の第２の実施例に係る液晶表示素子の
製造装置を示す正面図。

【図６】その製造装置における加圧制御素子の配置状態
を示す斜視図。

【図７】その製造装置における基板ステージを示す斜視
図。

【図８】その製造装置の回路構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１…基板ステージ ２…昇降機構 ５…ラビングローラ ７…姿勢制御素子（姿勢制御手段） ９…圧力センサ（圧力検出手段） １０…制御部 ２１…基板ステージ ２２…昇降機構 ２４…加圧制御素子（加圧制御手段） ２５…加圧プレート ２６…圧力センサ（圧力検出手段） ２７…制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板ステージおよびこの基板ステージの上
   方に水平に配置したラビングローラを備え、配向膜を形
   成した基板を前記基板ステージの上に載置し、前記ラビ
   ングローラを基板ステージに対して相対的に下降させて
   前記基板の配向膜にラビングローラの表面を接触させる
   とともに、基板ステージをラビングローラに対して相対
   的に水平に移動させることにより、前記ラビングローラ
   の表面で前記配向膜の膜面を所定方向にラビングする装
   置において、 前記ラビングローラの水平に対する上下の傾斜姿勢を制
   御する姿勢制御手段を設け、前記ラビングローラの下降
   に伴うそのラビングローラと基板ステージの上の基板の
   配向膜との接触の圧力分布を検出する圧力検出手段を設
   け、この圧力検出手段が検出する圧力分布のデータに基
   づいて前記姿勢制御手段を介してラビングローラの水平
   に対する上下の傾斜姿勢を逐次制御しながら配向膜の膜
   面をラビングすることを特徴とする液晶表示素子の製造
   装置。
2. 【請求項２】基板ステージおよびこの基板ステージの上
   方に水平に配置した加圧プレートを備え、シール材を介
   して互いに重なり合う一対の基板を前記基板ステージの
   上に配置し、前記加圧プレートを基板ステージに対して
   相対的に下降させて前記一対の基板を加圧して接合する
   装置において、 前記加圧プレートの各部位の加圧力を制御する加圧制御
   手段と、前記加圧プレートの下降に伴う基板ステージの
   上の基板に対する加圧の圧力分布を検出する圧力検出手
   段とを設け、基板ステージの上の一対の基板を前記加圧
   制御手段により、前記圧力検出手段が検出する圧力分布
   データに基づいて、各部位の加圧力を均一に制御して加
   圧することを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
3. 【請求項３】圧力検出手段は、基板ステージの上面に均
   等的に設けられた複数の圧力センサにより構成されてい
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示
   素子の製造装置。