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JP4098449B2 - Method for rubbing substrate for liquid crystal device - Google Patents
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JP4098449B2 - Method for rubbing substrate for liquid crystal device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of rubbing for manufacturing a liquid crystal device with excellent display characteristics and to provide a rubbing device. SOLUTION: The warpage of a substrate on which an alignment layer is formed is dissolved by suctionally fixing it to a stage and the thickness of the substrate is measured in the state with no warpage. Rubbing treatment is carried out under the rubbing condition set up on the basis of the result of the measurement. Thereby, the rubbing treatment under a desired rubbing pressure can be carried out and the liquid crystal device with the excellent display characteristics can be obtained.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置の技術分野に属し、特に配向膜のラビング処理の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
液晶装置は、対向基板とTFTアレイ基板との間に液晶層を挟持して構成され、液晶層に電圧を印加し液晶分子の光学特性を変化させることにより表示を行う。対向基板及びTFTアレイ基板の液晶層に接する面上には配向膜が配置されており、配向膜により電圧無印加時の液晶分子の配列が決定される。配向膜は、ポリイミドなどの有機膜の表面を、布などで所定の方向に擦するラビング方法を施すことにより形成される。
【0003】
具体的なラビング方法は次の通りである。まず、ラビング装置の載置台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、ローラーのまわりにラビング布が取りつけられたラビングローラーをポリイミド膜と接するように配置し、ラビングローラー若しくは載置台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。そして、このようなラビング装置においては、ある一枚の基板の厚みを基準にしてラビングローラーと基板の位置関係を所定の値に設定し、常にこの値を固定させた状態で他の基板のラビング処理を行っていた。また、基板の厚みの測定は、基板が載置台に載置される前に予め行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板の厚みの測定時において、例えばTFTアレイ基板は石英基板上に複数のTFTなどが配置されたアクティブ領域を形成していることや、基板の熱履歴、また積層された膜収縮等のため、基板に例えば100μmの反りが発生し、正確な基板厚の測定が困難であった。例えば、反りが生じた状態における基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著しく劣化した液晶装置となってしまうという問題があった。また、基板間で厚みが異なるため、ラビングローラーと基板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、基板間でラビング強度のばらつきが発生していた。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、厚い基板と比較してラビング布と配向膜との接触長の値が小さくなるため、ラビング強度が小さくなる。このため、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。一方、厚い基板では、ラビング強度が大きくなるため、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要因になる。液晶駆動デバイスにTFTを用い画素間、あるいはライン間で極性反転駆動した場合、横電界の発生によりディスクリネーションが発生する。このようなチルトむら、リバースツイスト、ディスクリネーションは、液晶装置の表示品位を著しく劣化させてしまう。特に、このような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、投射型表示装置では拡大投影されるため、液晶の配向むらは致命的な表示不良となってしまっていた。
【0005】
このように、従来のラビング方法では、液晶装置用基板の反り、及び基板間の厚み変動により一定のラビング圧力が得られなかった為、表示品位が高い液晶装置を得ることができず、生産効率が悪いという問題があった。
【0006】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、表示品質の高い液晶装置を得ることができるラビング装置、並びにラビング方法及び液晶装置用基板、並びにこれにより製造された液晶装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、本発明は以下のような構成を採用している。
【0008】
本発明のラビング装置は、一方の面に配向膜が形成された基板が、配向膜を上にして吸着固定される載置台と、前記基板に接し、前記基板の一端部から他端部に向かって相対的に移動することにより前記配向膜をラビング処理するラビングローラーと、前記吸着固定された前記基板の厚みを測定する基板厚測定機構と、
前記基板厚測定機構による測定結果に基づいて、前記ラビングローラーまたは前記載置台を移動させる移動機構と、を具備することを特徴とする。
本発明のラビング装置は、一方の面に配向膜が形成された基板が、配向膜を上にして前記基板の中央部より周辺部の方が高い吸着圧にて吸着固定されるように、前記基板の周辺部に対応する領域では密状態、中央部に対応する領域では疎状態の分布にて配置された吸着孔を有する載置台と、前記基板に接し、前記基板の一端部から他端部に向かって相対的に移動することにより前記配向膜をラビング処理するラビングローラーと、前記載置台の位置を基準にして、前記基板の表面の垂直方向での位置をセンサーにより測定することにより、前記吸着固定された前記基板の厚みを測定する基板厚測定機構と、前記基板厚測定機構による測定結果に基づいて、前記ラビングローラーまたは前記載置台を移動させる移動機構と、を具備することを特徴とする。
本発明の液晶装置用基板のラビング方法は、配向膜を有する液晶装置用基板を、該配向膜を上にして、前記液晶装置用基板の周辺部に対応する領域では密状態、中央部に対応する領域では疎状態の分布にて配置された吸着孔を有する載置台に載置する工程と、前記液晶装置用基板を、前記吸着孔より吸引することにより前記載置台に吸着固定する工程と、前記載置台の位置を基準にして、前記液晶装置用基板の表面の垂直方向での位置をセンサーにより測定することにより、吸着固定された状態の前記液晶装置用基板の厚みを測定する工程と、前記液晶装置用基板の厚みの測定結果に基づいてラビング条件を設定し、前記配向膜をラビングする工程とを具備し、
前記液晶装置用基板は、前記液晶装置用基板の中央部より周辺部の方が高い吸着圧にて吸着固定されてなることを特徴とする。
【0009】
本発明のこのような構成によれば、基板を載置台に吸着固定することにより基板の反りが解消される。このような基板の反りのない状態下で基板の厚みが測定されることにより正確な基板の厚みの検出を可能とする。本発明では、この測定結果に基づいてラビング条件を設定するので、所望のラビング圧にてラビング処理することができるという効果を有する。
【0010】
本発明のラビング装置は、一方の面に配向膜が形成された基板が、配向膜を上にして吸着固定される載置台と、前記基板に接し、前記基板の一端部から他端部に向かって相対的に移動することにより前記配向膜をラビング処理するラビングローラーと、前記吸着固定された前記基板における前記ラビングローラーの回転トルク値を検出する回転トルク検出機構と、前記回転トルク検出機構による検出結果に基づいて、前記ラビングローラーまたは前記載置台を移動させる移動機構と、を具備することを特徴とする。
【0011】
本発明のこのような構成によれば、ラビング圧力に対応するラビングローラーの回転トルクを所望の範囲で管理することにより、基板間の厚みばらつきによる変動を解消し、所望のラビング圧にてラビング処理することができるという効果を有する。
【0012】
また、前記載置台には、前記基板を吸着固定する吸着孔が前記基板の周辺部に対応する領域では密状態、中央部に対応する領域では疎状態の分布にて配置されていることを特徴とする。このような構成とすることにより、特に基板を載置台上に配置した際に基板周辺部が上に反りあがる場合に、基板の反りを効率良く解消することが可能で、基板をフラットな状態で載置台に吸着固定することができるという効果を有する。
【0013】
また、前記基板は、前記基板の中央部より周辺部の方が高い吸着圧にて吸着固定されてなることを特徴とする。このような構成とすることにより、特に基板を載置台上に配置した際に基板周辺部が上に反りあがる場合に、基板の反りを効率良く解消することが可能で、基板をフラットな状態で載置台に吸着固定することができるという効果を有する。
【0014】
本発明の液晶装置用基板のラビング方法は、(a)配向膜を有する液晶装置用基板を、該配向膜を上にして吸着孔を有する載置台に載置する工程と、(b)前記液晶装置用基板を、前記吸着孔より吸引することにより前記載置台に吸着固定する工程と、(c)吸着固定された状態の前記液晶装置用基板の厚みを測定する工程と、(d)前記液晶装置用基板の厚みの測定結果に基づいてラビング条件を設定し、前記配向膜をラビングする工程とを具備することを特徴とする。
【0015】
本発明のこのような構成によれば、液晶装置用基板を載置台に吸着固定することにより基板の反りが解消され、このような基板の反りのない状態下で基板の厚みが測定されることにより正確な基板の厚みを測定できる。本発明では、この測定結果に基づきラビングロールと基板を位置調整することによりラビング条件を設定するので、所望のラビング圧にてラビング処理することができるという効果を有する。これにより、表示品位の高い液晶装置を得ることができる。ここで、ラビング条件には、ラビング時における基板が載置されるステージとラビングローラーとの距離、ラビング時のラビングローラの移動速度、ラビング時におけるラビング圧を決定する条件のことを指す。尚、基板厚みを測定する際に基板が載置される載置台と、ラビング処理される際に基板が載置される載置台とは、別々に設けても良く、また共通としても構わない。
【0016】
本発明の液晶装置用基板のラビング方法は、(a)配向膜を有する液晶装置用基板を、該配向膜を上にして吸着孔を有する載置台に載置する工程と、(b)前記吸着孔から吸引することにより、前記液晶装置用基板を前記載置台に吸着固定する工程と、(c)吸着固定された状態の前記液晶装置用基板に接して配置されるラビングローラの回転トルク値が所定の範囲となるように、前記液晶装置用基板と前記ラビングローラーとの距離を制御する工程と、(d)前記回転トルク値が所定の範囲に設定された状態で、前記配向膜をラビングする工程とを具備することを特徴とする。
【0017】
本発明のこのような構成によれば、液晶装置用基板を載置台に吸着固定することにより基板の反りが解消され、このような基板の反りのない状態下でラビングローラの回転トルク値が測定されることにより正確な回転トルク値を測定できる。本発明では、この測定結果に基づきラビングロールと基板を位置調整することによりラビング条件を設定するので、所望のラビング圧にてラビング処理することができるという効果を有する。これにより、表示品位の高い液晶装置を得ることができる。ここで、ラビング条件には、ラビング時における基板が載置されるステージとラビングローラーとの距離、ラビング時のラビングローラの移動速度、ラビング時におけるラビング圧を決定する条件のことを指す。尚、基板厚みを測定する際に基板が載置される載置台と、ラビング処理される際に基板が載置される載置台とは、別々に設けても良く、また共通としても構わない。
【0018】
更に、前記液晶装置用基板は、アクティブ領域と、前記液晶装置用基板の厚みの測定または前記回転トルク値の検出が行われる検出領域とからなることを特徴とする。このような構成によれば、検出領域にて基板の厚みの測定または回転トルク値の検出が行われるため、表示部を含むアクティブ領域には測定による不具合が発生しない。また、測定結果にてラビングローラーと基板の位置関係が調整される為、表示部を含むアクティブ領域には一定強度のラビング処理が可能となる。
【0019】
また、前記アクティブ領域は、表示画素領域と該表示画素領域の表示を制御する周辺駆動回路領域とからなることを特徴とする。このような構成によれば、駆動回路一体型液晶装置にも適用できる。
【0020】
また、前記検出領域は、前記液晶装置用基板端部に形成されてなることを特徴とする。このような構成によれば、検出領域は基板の一端部に位置するため、このような領域で回転トルク値を検出することにより、ラビングローラーが他端部に向かって配向膜上を移動するという動作の流れの中で、回転トルク値の検出工程、ラビングローラーと基板の位置調整工程、及びラビング処理工程を行うことができるので、効率良くかつ適正なラビング強度にてラビング処理を施すことができる。
【0021】
また、前記(a)〜(d)工程は、異なる液晶装置用基板毎に行われることを特徴とする。これにより、異なる基板間で一定のラビング圧強度のラビング処理が可能となり、配向膜が形成された基板である液晶装置用基板の製品品質が安定化する。例えば厚さばらつきのある複数の基板を処理しても、常に一定の回転トルク値、すなわち一定のラビング圧力にてそれぞれの基板にラビング処理を行うことが可能となる。その結果、基板間のラビング強度ばらつきがなく、常に製品特性が安定した液晶表示用基板、そしてこの基板を用いた液晶装置を得ることができる。
【0022】
本発明の液晶装置用基板は、上述の液晶装置用基板のラビング方法を用いて製造されたことを特徴とする。このような構成によれば、常に適切なラビング処理が施された液晶装置用基板を安定して得ることができるという効果を有する。
【0023】
本発明の液晶装置は、上述の液晶装置用基板を具備することを特徴とする。このような構成によれば、良好で安定した表示品質を有する液晶装置を得ることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
まず、本発明のラビング方法を用いてラビング処理された基板が組み込まれた液晶装置の構造について図6〜図8を用いて簡単に説明する。図6は本発明の液晶装置用基板を示し、ラビング処理時における液晶装置用基板の斜視図である。ラビング処理後の液晶装置用基板は、液晶装置組立時などに必要に応じて検出領域101の一部が切断される場合がある。図7は、液晶装置用基板にTFTアレイ基板を用いたときの、液晶装置の表示画素領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。図8は、データ線、走査線、画素電極、遮光膜等が形成されたTFTアレイ基板の表示領域中の縦断面図である。尚、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を適宜設定している。
【0026】
図6に示すように、液晶装置用基板10は、液晶装置を形成するアクティブ領域100と、基板の厚み測定を行う検出領域101とを有する。
【0027】
図8に示すように、液晶装置31は、液晶装置用基板としてのTFTアレイ基板10と、これに対向配置される対向基板20とを備え、両基板間に液晶層50が挟持されて構成されている。TFTアレイ基板10及び対向基板20は、それぞれ液晶層50と接する側に配向膜16及び22を有している。配向膜16及び22は、それぞれ互いに交差する方向にラビング処理が施されており、液晶層50は、画素電極9aからの電界が印加されていない状態で配向膜16及び22により所定の配向状態を採る。
【0028】
図7に示すように、液晶装置用基板10の液晶装置を形成するアクティブ領域100は、表示画素領域とこの表示画素領域の表示を制御する周辺駆動回路領域104、105とからなる。表示画素領域には、互いに交差する複数の走査線3と複数のデータ線6とが配置され、各交差部毎に画素電極9aが配置され、この画素電極9aを制御するための薄膜トランジスタ(以下、TFT)30が配置され、更に走査線3とほぼ平行に容量線3bが配置されている。そして、周辺駆動回路領域には、走査線3に走査信号G1、G2、…Gnを供給する走査線駆動回路104、データ線6に画像信号S1、S2…、Snを供給するデータ線駆動回路105が配置されている。図8に示すように、TFTアレイの形成された液晶装置用基板10では、石英基板60上にTFT30に対応して配置される遮光膜11aと、遮光膜11a上に配置される下地絶縁膜12と、下地絶縁膜12上に配置されるTFT30の一部を構成する半導体層1と、半導体層1を覆うゲート絶縁膜2と、ゲート絶縁膜2上に配置される走査線3の一部をなすゲート電極3a及び容量線3bと、ゲート電極3a及び容量線3bとを覆う絶縁膜4とが形成されている。更に、絶縁膜4上にはデータ線6が配置され、データ線6は絶縁膜4に形成されるコンタクトホール5を介して半導体層1のソース領域1dと電気的に接続されている。更に、データ線6上には層間絶縁膜7が配置され、層間絶縁膜7上に配置される画素電極9aは絶縁膜4及び層間絶縁膜7に形成されるコンタクトホール8により半導体層1のドレイン領域1eと電気的に接続されている。そして、画素電極9a上には、基板前面にポリイミド膜からなる配向膜16が配置されている。この配向膜16は、走査線3に沿った方向でラビング処理が施されており、詳細な処理方法については後述する。半導体層1は、チャネル領域1aを挟むように両側に低濃度不純物領域1b、1c、更にこれらを挟んで高濃度不純物領域1d、1eが配置されたLDD構造となっている。また、半導体層1の一部は容量用電極1fとして機能し、容量線3bとゲート絶縁膜2を介して蓄積容量70を形成している。一方、検出領域110には、表示用スイッチング素子領域に形成される下地絶縁膜12、絶縁膜4、層間絶縁膜7、配向膜16が延在して配置され、各膜はベタ膜状に形成されている。
【0029】
一方、対向基板20は、例えばガラス基板80上に、格子状に設けられた遮光層23と、これを覆うように配置された対向電極21と、更に対向電極21上に配置されたポリイミドからなる配向膜22とから構成される。配向膜22は、TFTアレイ基板側に配置される配向膜16に施されるラビング処理方向とほぼ直交した方向にラビング処理が施されている。
【0030】
TFTアレイ基板10及び対向基板20それぞれに形成される配向膜16、22は、次に示すラビング装置を用いてラビング処理が施され、以下、TFTアレイ基板10をラビング処理する場合を例に挙げて説明する。
【0031】
本発明のラビング装置48は、図1に示すように、液晶装置用基板10を載置し、上下方向(図中、Aで示す矢印方向)及び基板平面と平行な直線方向(図中、Bで示す矢印方向)に移動可能な移動機構を有する載置台としてのステージ40と、TFTアレイ基板10と接するように配置されたラビング布がローラに巻きついたラビングローラー41と、ラビングローラーを回転させる回転用モーター(図示せず)とを具備する。ステージ40には、図2に示すように、複数の吸着孔49が形成される。吸着孔は、基板10を載置したときに基板10の反りを吸収するように、基板周辺部に対応した領域が密、中央部に対応した領域が疎状態となるように形成されている。尚、図2はステージ40上に基板10を配置した状態であり、基板10と吸着孔49との位置関係を示す図である。ここで、本実施形態においては、ラビングローラー41の位置は固定し、ステージ40を移動することによりラビング処理を行い、更に基板10とラビングローラー41との距離の制御はステージ40の上下移動により行うが、このような形態に限定されない。例えば、ステージ40を固定し、ラビングローラ41自体を上下方向、基板面と平行な方向に移動させても良く、ステージ40及びラビングローラ41の両方を移動可能としても良い。
【0032】
次に、図1及び図3を用いて、ラビング装置の動作について説明する。
【0033】
まず、配向膜16となるポリイミド膜が基板全面に形成された図6に示す液晶装置用基板10を用意する。次に、図3の(1)工程に示すように、このTFTアレイ基板10を配向膜16を上面にして、図1に示すラビング装置48のステージ40上に、TFTアレイ基板10が搬送され、載置される。この際、ステージ40とラビングローラー41とは十分に離間されている。
【0034】
次に(2)工程に示すように、ステージ40の吸着孔49より吸引し、基板10をステージ40に吸着固定する。
【0035】
次に、(3)工程に示すように、検出領域101の任意の1箇所における基板の厚みを測定する。測定の方法としては、例えばステージの位置を基準として、基板表面の垂直方向での位置をセンサーにより測定することができる。
【0036】
次に、(3)工程で測定された基板厚みの測定結果を基に、適正なラビング圧が得られるように基板10とラビングローラー41との距離が計算される。そして、この距離となるように(4)工程で示されるようにステージ40を上昇させる。この際、ラビングローラー41は基板10の一端部上に位置し、この一端部側がラビング処理の開始側となる。
【0037】
次に、(5)工程に示すように、ステージは、所定速度で基板面と平行な方向(図1中、矢印Aで示される方向)に移動される。移動は、図6の矢印に示すように、基板の一端部から他端部に向かって一方向に行われ、これにより配向膜にラビング処理が施される。
【0038】
次に、ラビング処理が終了すると、(6)工程、(7)工程に示すように、ステージが下降され、基板の吸着が解除される。
【0039】
次に、(8)工程に示すようにラビング処理された基板がステージ40から搬出される。
【0040】
これらのラビングに関する一連の動作は、基板毎に行われる。本実施形態においては、基板を吸着した状態で基板厚が測定されるため、基板厚を正確に設定することができ、所望のラビング圧でラビング処理を施すことができる。
【0041】
また、本実施形態においては、基板厚を測定する際に基板を載置するステージと、ラビング処理を行う際に基板を載置するステージとを同一ステージとしているが、ラビング用ステージと基板厚み測定時用ステージとを別々に設け、ラビング装置とは別に基板厚測定用ユニットを設けても構わない。
【0042】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4、図5を用いて説明する。第1実施形態では、基板厚みの測定によりラビング条件を設定し、ラビング処理するのに対し、第2実施形態では、ラビングローラーの回転トルク値を所定の範囲内に設定してラビング処理する点が異なる。以下の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略する。
【0043】
第2実施形態においては、配向膜が形成された液晶装置用基板10は、次に示すラビング装置を用いてラビング処理が施される。
【0044】
本実施形態のラビング装置48は、図4に示すように、液晶装置用基板10を載置し、上下方向(図中、Aで示す矢印方向)及び基板平面と平行な直線方向(図中、Bで示す矢印方向)に移動可能な移動機構を有する載置台としてのステージ40と、液晶装置用基板10と接するように配置されたラビング布がローラに巻きついたラビングローラー41と、ラビングローラーを回転させる回転用モーター(図示せず)とを具備する。ステージ40には、第1実施形態と同様に吸着孔49が形成されている。更に、ラビング装置48には、回転用モーターのトルクを検出するトルク検出機構としてのトルク検出回路42と、ステージの位置を検出する位置検出回路43と、トルク検出回路42及び位置検出回路43により検出されたデータが入力され、これらのデータを処理するコンピュータ44と、コンピュータ44により処理されたデータに基づきステージの動作を制御する制御回路45と、制御回路45により指示されてステージを上下方向に移動させる移動機構としての上下移動モーター46と、制御回路45により指示されたステージを基板平面と平行な直線方向に移動させる移動機構としての基板面方向移動モーター47とを具備する。トルク検出回路42では、基板10のラビング処理開始側の一端部における検出領域101でトルクを検出する。尚、本実施形態においては、ラビングローラー41の位置は固定し、ステージ40を移動することによりラビング処理を行い、更に基板10とラビングローラー41との距離の制御はステージ40の上下移動により行うが、このような形態に限定されない。例えば、ステージ40を固定し、ラビングローラ41自体を上下方向、基板面と平行な方向に移動させても良く、ステージ40及びラビングローラ41の両方を移動可能としても良い。
【0045】
次に、図4及び図5を用いて、ラビング装置の動作について説明する。
【0046】
まず、配向膜16となるポリイミド膜が基板全面に形成された図6に示すTFTアレイ基板10を用意する。次に、図5の(1)工程に示すように、このTFTアレイ基板10を配向膜16を上面にして、図4に示すラビング装置48のステージ40上に、TFTアレイ基板10が搬送され、載置される。この際、ステージ40とラビングローラー41とは十分に離間されている。
【0047】
次に(2)工程に示されるように、ステージ40に面内均一に複数形成された吸引孔49から吸引し、基板10をステージ40に吸着固定させる。
【0048】
次に(3)工程に示すように、基板10とラビングローラー41とが接する程度にステージ40を所定位置まで上昇させる。この際、ラビングローラー41は基板10の一端部である検出領域101に位置し、この一端部側がラビング処理の開始側となる。
【0049】
次に、(4)工程に示すように、検出領域101におけるラビングローラの回転モーターのトルク値がトルク検出回路42により測定される。また、ステージ位置は位置検出回路43によって検出される。
【0050】
次に、(5)工程、(6)工程に示すように、検出領域101におけるトルク値とステージ位置のデータがコンピュータ44に入力され、トルク値が所定トルク値範囲に適合されるかどうか判断される。
【0051】
ここで、コンピュータ44により所定トルク値範囲に適合すると判断されると、制御回路45により基板面方向移動モーター47が作動し、(7)工程に示すように、ステージは、所定速度で基板面と平行な方向(図4中、矢印Aで示される方向)に移動される。移動は、図4の矢印に示すように、基板の一端部から他端部に向かって一方向に行われ、これにより配向膜にラビング処理が施される。
【0052】
次に、ラビング処理が終了すると、(8)工程に示すように、ステージが下降され、(9)工程に示すように基板吸着が解除される。
【0053】
次に、(10)工程に示すようにラビング処理された基板がステージ40から搬出される。
【0054】
一方、(6)工程において、所定トルク値範囲に適合されないと判断されると、測定されたトルク値とステージ位置のデータを基に、制御回路45により上下移動モーター46が作動し、(11)工程に示すようにステージが上昇または下降される。そして、再び(4)工程に戻って、トルク値が測定される。このようにトルク値が所定トルク値範囲内になるまで(4)工程、(5)工程、(6)工程、(11)工程は順に繰り返される。
【0055】
これらのラビングに関する一連の動作は、基板毎に行われる。本実施形態においては、基板を吸着した状態で回転トルク値が測定されるため、所望の回転トルク値を正確に設定することができ、所望のラビング圧でラビング処理を施すことができる。また、異なる基板毎に回転トルクを所定の範囲に設定することができるため、例えば厚みばらつきのある複数の基板を処理しても、常に一定の回転トルク値にてそれぞれの基板のラビング処理を行うことができ、基板間のラビング圧ばらつきがなく、常に表示品質が安定した液晶装置を得ることができる。また、トルク値の検出を、製品構成上ラビング処理が必要ない検出領域で行い、このトルク値の検出に基づいて所望のトルク値で表示領域中のラビング処理を行うため、トルク検出とラビング処理を連続した動作で行うことができ、製造効率が良い。
【0056】
以上説明した第1実施形態または第2実施形態に記載するラビング方法を施した液晶装置は、適正なラビング処理が施されるため表示特性が良く、液晶配向むらが表示特性に大きく影響する投射型表示装置に適用するのに特に効果が発揮される。
【0057】
また、第1実施形態及び第2実施形態において、ラビング時のラビング処理を施す基板は、1枚の基板から複数個の液晶装置用基板を形成できる多面取り基板であっても良いし、1枚の基板から1枚の液晶装置用基板がとれる単個取りであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態におけるラビング装置を示す図である。
【図2】第1実施形態及び第2実施形態におけるステージの吸着孔と基板との配置関係を示す平面図である。
【図3】第1実施形態におけるラビング方法を説明するフローチャート図である。
【図4】第2実施形態におけるラビング装置を示す図である。
【図5】第2実施形態におけるラビング方法を説明するフローチャート図である。
【図6】TFTアレイ基板の概略斜視図である。
【図7】液晶装置の表示用スイッチング素子領域中の等価回路図である。
【図8】液晶装置の縦断面図である。
【符号の説明】
16、22…配向膜
10…TFTアレイ基板
20…対向基板
40…ステージ
41…ラビングローラー
42…トルク検出回路
43…位置検出回路
44…コンピュータ
45…制御回路
46…上下移動モーター
47…基板面方向移動モーター
48…ラビング装置
49…吸着孔
100…アクティブ領域
101…検出領域
104、105…周辺駆動回路領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of liquid crystal devices, and particularly to the technical field of rubbing treatment of alignment films.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal device is configured by sandwiching a liquid crystal layer between a counter substrate and a TFT array substrate, and performs display by applying a voltage to the liquid crystal layer to change the optical characteristics of the liquid crystal molecules. Counter substrate and TFT array substrate On the liquid crystal layer An alignment film is disposed on the contact surface, and the alignment of the liquid crystal molecules when no voltage is applied is determined by the alignment film. The alignment film is formed by performing a rubbing method in which the surface of an organic film such as polyimide is rubbed in a predetermined direction with a cloth or the like.
[0003]
A specific rubbing method is as follows. First, a substrate having a polyimide film is placed on the mounting table of the rubbing apparatus with the polyimide film facing up. Next, the rubbing roller with the rubbing cloth attached around the roller was placed in contact with the polyimide film, the rubbing roller or the mounting table was moved in a predetermined direction, and the rubbing treatment was performed by rubbing the polyimide film. An alignment film is formed. In such a rubbing apparatus, the positional relationship between the rubbing roller and the substrate is set to a predetermined value on the basis of the thickness of one substrate, and the other substrate is rubbed with this value fixed at all times. We were processing. In addition, the thickness of the substrate is measured in advance before the substrate is placed on the mounting table.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when measuring the thickness of the substrate, for example, the TFT array substrate has an active region in which a plurality of TFTs are arranged on a quartz substrate, the thermal history of the substrate, the contraction of the laminated film, etc. For this reason, a warp of, for example, 100 μm occurred on the substrate, and it was difficult to accurately measure the substrate thickness. For example, if the rubbing process is performed based on the measurement result of the substrate thickness in a state where the warp has occurred, a desired rubbing pressure cannot be obtained, resulting in a liquid crystal device having a significantly deteriorated display quality. It was. Further, since the thickness differs between 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. For example, when a thin substrate and a thick substrate are compared, 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. For this reason, the orientation of the liquid crystal molecules becomes weak, which causes the occurrence of uneven tilt of the liquid crystal molecules and reverse twist domains. On the other hand, since the rubbing strength increases 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 tilt of the liquid crystal molecules. When TFTs are used as liquid crystal drive devices and polarity inversion drive is performed between pixels or lines, disclination occurs due to the generation of a lateral electric field. Such uneven tilt, reverse twist, and disclination significantly deteriorate the display quality of the liquid crystal device. In particular, when such a liquid crystal device is used as a light valve of a projection type display device, the projection type display device enlarges and projects, so that the uneven alignment of the liquid crystal has become a fatal display defect.
[0005]
Thus, in the conventional rubbing method, a constant rubbing pressure could not be obtained due to the warpage of the substrate for the liquid crystal device and the thickness variation between the substrates, so a liquid crystal device with high display quality could not be obtained, and the production efficiency There was a problem of being bad.
[0006]
The present invention has been made to solve such problems, and a rubbing device capable of obtaining a liquid crystal device with high display quality, a rubbing method, a substrate for a liquid crystal device, and a liquid crystal device manufactured thereby. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention employs the following configuration.
[0008]
In the rubbing apparatus of the present invention, a substrate having an alignment film formed on one surface is in contact with the mounting table on which the alignment film is attracted and fixed, and from one end of the substrate to the other end. A rubbing roller for rubbing the alignment film by relatively moving, a substrate thickness measuring mechanism for measuring the thickness of the adsorption-fixed substrate,
And a moving mechanism for moving the rubbing roller or the mounting table based on a measurement result by the substrate thickness measuring mechanism.
In the rubbing apparatus of the present invention, the substrate having the alignment film formed on one surface thereof is adsorbed and fixed at a higher adsorbing pressure in the peripheral portion than in the central portion of the substrate with the alignment film facing up. A mounting table having suction holes arranged in a dense state in the region corresponding to the peripheral portion of the substrate and a sparse state distribution in the region corresponding to the central portion, and one end portion to the other end portion of the substrate in contact with the substrate By measuring the position in the vertical direction of the surface of the substrate with a rubbing roller for rubbing the alignment film by relatively moving toward the substrate, and the position of the mounting table as a reference, A substrate thickness measuring mechanism for measuring the thickness of the substrate fixed by suction; and a moving mechanism for moving the rubbing roller or the mounting table based on a measurement result by the substrate thickness measuring mechanism. To.
The method for rubbing a substrate for a liquid crystal device according to the present invention corresponds to a dense state in a region corresponding to the peripheral portion of the substrate for a liquid crystal device with the alignment film facing upward, and a center portion corresponding to the liquid crystal device substrate having an alignment film. In the region to be placed on a mounting table having suction holes arranged in a sparse distribution, and to suck and fix the liquid crystal device substrate to the mounting table by suction from the suction holes; Measuring the thickness of the liquid crystal device substrate in an adsorbed and fixed state by measuring the position of the surface of the liquid crystal device substrate in the vertical direction with a sensor on the basis of the position of the mounting table; Setting a rubbing condition based on the measurement result of the thickness of the substrate for the liquid crystal device, and rubbing the alignment film,
The liquid crystal device substrate is characterized in that the peripheral portion of the substrate for the liquid crystal device is adsorbed and fixed at a higher adsorbing pressure than the central portion.
[0009]
According to such a configuration of the present invention, the warpage of the substrate can be eliminated by attracting and fixing the substrate to the mounting table. By measuring the thickness of the substrate under such a state in which the substrate is not warped, it is possible to accurately detect the thickness of the substrate. In the present invention, since the rubbing conditions are set based on the measurement result, the rubbing process can be performed at a desired rubbing pressure.
[0010]
In the rubbing apparatus of the present invention, a substrate having an alignment film formed on one surface is in contact with the mounting table on which the alignment film is attracted and fixed, and from one end of the substrate to the other end. A rubbing roller for rubbing the alignment film by relatively moving, a rotational torque detection mechanism for detecting a rotational torque value of the rubbing roller on the suction-fixed substrate, and detection by the rotational torque detection mechanism And a moving mechanism for moving the rubbing roller or the mounting table based on the result.
[0011]
According to such a configuration of the present invention, by managing the rotational torque of the rubbing roller corresponding to the rubbing pressure within a desired range, the fluctuation due to the thickness variation between the substrates is eliminated, and the rubbing process is performed at the desired rubbing pressure. It has the effect that it can be done.
[0012]
In the mounting table, the suction holes for sucking and fixing the substrate are arranged in a dense state in a region corresponding to the peripheral portion of the substrate and in a sparse state distribution in a region corresponding to the central portion. And By adopting such a configuration, it is possible to efficiently eliminate the warping of the substrate, particularly when the substrate peripheral portion warps upward when the substrate is placed on the mounting table, and the substrate is kept in a flat state. It has the effect that it can be adsorbed and fixed to the mounting table.
[0013]
Further, the substrate is characterized in that the peripheral portion is adsorbed and fixed at a higher adsorbing pressure than the central portion of the substrate. By adopting such a configuration, it is possible to efficiently eliminate the warping of the substrate, particularly when the substrate peripheral portion warps upward when the substrate is placed on the mounting table, and the substrate is kept in a flat state. It has the effect that it can be adsorbed and fixed to the mounting table.
[0014]
The method for rubbing a substrate for a liquid crystal device according to the present invention includes: (a) a step of placing the substrate for a liquid crystal device having an alignment film on a mounting table having an adsorption hole with the alignment film facing up; and (b) the liquid crystal Sucking and fixing the device substrate to the mounting table by sucking from the suction hole, (c) measuring the thickness of the liquid crystal device substrate in the sucked and fixed state, and (d) the liquid crystal A rubbing condition is set based on a measurement result of the thickness of the device substrate, and the alignment film is rubbed.
[0015]
According to such a configuration of the present invention, the substrate warp is eliminated by adsorbing and fixing the substrate for the liquid crystal device to the mounting table, and the thickness of the substrate is measured in a state without such a substrate warp. Thus, the accurate substrate thickness can be measured. In the present invention, since the rubbing conditions are set by adjusting the position of the rubbing roll and the substrate based on the measurement result, the rubbing process can be performed with a desired rubbing pressure. Thereby, a liquid crystal device with high display quality can be obtained. Here, the rubbing conditions refer to conditions that determine the distance between the stage on which the substrate is placed during rubbing and the rubbing roller, the moving speed of the rubbing roller during rubbing, and the rubbing pressure during rubbing. Note that the mounting table on which the substrate is mounted when measuring the substrate thickness and the mounting table on which the substrate is mounted when the rubbing process is performed may be provided separately or in common.
[0016]
The method for rubbing a substrate for a liquid crystal device according to the present invention comprises: (a) a step of placing a substrate for a liquid crystal device having an alignment film on a mounting table having an adsorption hole with the alignment film facing upward; (C) a rotational torque value of a rubbing roller disposed in contact with the liquid crystal device substrate in the suction-fixed state by sucking and fixing the liquid crystal device substrate to the mounting table by sucking from the hole; A step of controlling a distance between the liquid crystal device substrate and the rubbing roller so as to be within a predetermined range; and (d) rubbing the alignment film in a state where the rotational torque value is set within a predetermined range. And a process.
[0017]
According to such a configuration of the present invention, the warpage of the substrate is eliminated by adsorbing and fixing the substrate for the liquid crystal device to the mounting table, and the rotational torque value of the rubbing roller is measured under such a state where the substrate is not warped. As a result, an accurate rotational torque value can be measured. In the present invention, since the rubbing conditions are set by adjusting the position of the rubbing roll and the substrate based on the measurement result, the rubbing process can be performed with a desired rubbing pressure. Thereby, a liquid crystal device with high display quality can be obtained. Here, the rubbing conditions refer to conditions that determine the distance between the stage on which the substrate is placed during rubbing and the rubbing roller, the moving speed of the rubbing roller during rubbing, and the rubbing pressure during rubbing. Note that the mounting table on which the substrate is mounted when measuring the substrate thickness and the mounting table on which the substrate is mounted when the rubbing process is performed may be provided separately or in common.
[0018]
Further, the liquid crystal device substrate includes an active region and a detection region in which the thickness of the liquid crystal device substrate is measured or the rotational torque value is detected. According to such a configuration, the measurement of the thickness of the substrate or the detection of the rotational torque value is performed in the detection region, so that no trouble due to the measurement occurs in the active region including the display unit. Further, since the positional relationship between the rubbing roller and the substrate is adjusted based on the measurement result, the active region including the display unit can be rubbed with a certain strength.
[0019]
In addition, the active region includes a display pixel region and a peripheral drive circuit region that controls display of the display pixel region. According to such a configuration, it can also be applied to a drive circuit integrated liquid crystal device.
[0020]
The detection area is formed at an end of the liquid crystal device substrate. According to such a configuration, since the detection region is located at one end of the substrate, the rubbing roller moves on the alignment film toward the other end by detecting the rotational torque value in such a region. In the flow of operation, the rotational torque value detection step, the rubbing roller and substrate position adjustment step, and the rubbing treatment step can be performed, so that the rubbing treatment can be performed efficiently and with an appropriate rubbing strength. .
[0021]
Further, the steps (a) to (d) are performed for different substrates for liquid crystal devices. Thereby, a rubbing process with a constant rubbing pressure strength can be performed between different substrates, and the product quality of the substrate for the liquid crystal device, which is the substrate on which the alignment film is formed, is stabilized. For example, even when a plurality of substrates having thickness variations are processed, each substrate can be rubbed with a constant rotational torque value, that is, with a constant rubbing pressure. As a result, there can be obtained a liquid crystal display substrate having no variation in rubbing strength between the substrates and having stable product characteristics, and a liquid crystal device using the substrate.
[0022]
The substrate for a liquid crystal device of the present invention is manufactured using the above-described rubbing method for a substrate for a liquid crystal device. According to such a configuration, there is an effect that it is possible to stably obtain a substrate for a liquid crystal device that is always subjected to appropriate rubbing treatment.
[0023]
A liquid crystal device of the present invention includes the above-described substrate for a liquid crystal device. According to such a configuration, a liquid crystal device having good and stable display quality can be obtained.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
First, the structure of a liquid crystal device in which a substrate that has been rubbed using the rubbing method of the present invention is incorporated will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 6 shows a substrate for a liquid crystal device according to the present invention, and is a perspective view of the substrate for a liquid crystal device during a rubbing process. The substrate for the liquid crystal device after the rubbing process may be partially cut off as necessary when the liquid crystal device is assembled. FIG. 7 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix constituting the display pixel region of the liquid crystal device when a TFT array substrate is used as the substrate for the liquid crystal device. FIG. 8 is a longitudinal sectional view in the display area of the TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, light shielding films and the like are formed. In each drawing, the scale is appropriately set for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized on the drawing.
[0026]
As shown in FIG. 6, the substrate 10 for a liquid crystal device has an active region 100 that forms the liquid crystal device, and a detection region 101 that measures the thickness of the substrate.
[0027]
As shown in FIG. 8, the liquid crystal device 31 includes a TFT array substrate 10 as a substrate for a liquid crystal device, and a counter substrate 20 disposed to face the TFT array substrate 10, and a liquid crystal layer 50 is sandwiched between the two substrates. ing. The TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 have alignment films 16 and 22 on the side in contact with the liquid crystal layer 50, respectively. The alignment films 16 and 22 are rubbed in directions intersecting with each other, and the liquid crystal layer 50 is brought into a predetermined alignment state by the alignment films 16 and 22 in a state where an electric field from the pixel electrode 9a is not applied. take.
[0028]
As shown in FIG. 7, the active region 100 forming the liquid crystal device of the liquid crystal device substrate 10 includes a display pixel region and peripheral drive circuit regions 104 and 105 for controlling display of the display pixel region. In the display pixel region, a plurality of scanning lines 3 and a plurality of data lines 6 that intersect with each other are disposed, and a pixel electrode 9a is disposed at each intersection, and a thin film transistor (hereinafter referred to as a thin film transistor) for controlling the pixel electrode 9a. TFT) 30 is disposed, and a capacitor line 3 b is disposed substantially parallel to the scanning line 3. In the peripheral drive circuit area, a scan line drive circuit 104 that supplies scan signals G1, G2,... Gn to the scan line 3, and a data line drive circuit 105 that supplies image signals S1, S2,. Is arranged. As shown in FIG. 8, in the substrate 10 for a liquid crystal device in which the TFT array is formed, the light shielding film 11a disposed on the quartz substrate 60 corresponding to the TFT 30 and the base insulating film 12 disposed on the light shielding film 11a. And a part of the TFT 30 disposed on the base insulating film 12 Semiconductor layer 1 A gate insulating film 2 covering the semiconductor layer 1, a gate electrode 3a and a capacitor line 3b forming part of the scanning line 3 disposed on the gate insulating film 2, and an insulating covering the gate electrode 3a and the capacitor line 3b. A film 4 is formed. Further, a data line 6 is disposed on the insulating film 4, and the data line 6 is electrically connected to the source region 1 d of the semiconductor layer 1 through a contact hole 5 formed in the insulating film 4. Further, an interlayer insulating film 7 is disposed on the data line 6, and the pixel electrode 9 a disposed on the interlayer insulating film 7 is drained from the semiconductor layer 1 by a contact hole 8 formed in the insulating film 4 and the interlayer insulating film 7. It is electrically connected to region 1e. An alignment film 16 made of a polyimide film is disposed on the front surface of the substrate on the pixel electrode 9a. The alignment film 16 is rubbed in the direction along the scanning line 3, and a detailed processing method will be described later. The semiconductor layer 1 has an LDD structure in which low-concentration impurity regions 1b and 1c are disposed on both sides so as to sandwich the channel region 1a, and high-concentration impurity regions 1d and 1e are disposed on both sides. A part of the semiconductor layer 1 functions as a capacitor electrode 1 f, and a storage capacitor 70 is formed through the capacitor line 3 b and the gate insulating film 2. On the other hand, in the detection region 110, the base insulating film 12, the insulating film 4, the interlayer insulating film 7, and the alignment film 16 formed in the display switching element region are arranged to extend, and each film is formed in a solid film shape. Has been.
[0029]
On the other hand, the counter substrate 20 is, for example, disposed on the glass substrate 80, the light shielding layer 23 provided in a lattice shape, the counter electrode 21 disposed so as to cover the light shielding layer 23, and further disposed on the counter electrode 21. Polyimide And an alignment film 22 made of The alignment film 22 is subjected to a rubbing process in a direction substantially orthogonal to the rubbing process direction applied to the alignment film 16 disposed on the TFT array substrate side.
[0030]
The alignment films 16 and 22 formed on the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, respectively, are rubbed using the following rubbing apparatus. Hereinafter, the TFT array substrate 10 is rubbed as an example. explain.
[0031]
As shown in FIG. 1, the rubbing device 48 of the present invention places the liquid crystal device substrate 10 on the vertical direction (arrow direction indicated by A in the figure) and a linear direction parallel to the substrate plane (B in the figure). A stage 40 as a mounting table having a moving mechanism that can move in the direction indicated by the arrow), a rubbing roller 41 in which a rubbing cloth disposed so as to contact the TFT array substrate 10 is wound around the roller, and the rubbing roller. A rotation motor (not shown). As shown in FIG. 2, a plurality of suction holes 49 are formed in the stage 40. The suction holes are formed so that the region corresponding to the peripheral portion of the substrate is dense and the region corresponding to the central portion is sparse so as to absorb warpage of the substrate 10 when the substrate 10 is placed. FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between the substrate 10 and the suction holes 49 in a state where the substrate 10 is disposed on the stage 40. Here, in this embodiment, the position of the rubbing roller 41 is fixed, the rubbing process is performed by moving the stage 40, and the distance between the substrate 10 and the rubbing roller 41 is controlled by the vertical movement of the stage 40. However, it is not limited to such a form. For example, the stage 40 may be fixed, and the rubbing roller 41 itself may be moved in the vertical direction and in the direction parallel to the substrate surface, or both the stage 40 and the rubbing roller 41 may be movable.
[0032]
Next, the operation of the rubbing apparatus will be described with reference to FIGS.
[0033]
First, a substrate 10 for a liquid crystal device shown in FIG. 6 in which a polyimide film to be an alignment film 16 is formed on the entire surface of the substrate is prepared. Next, as shown in step (1) of FIG. 3, the TFT array substrate 10 is conveyed onto the stage 40 of the rubbing apparatus 48 shown in FIG. Placed. At this time, the stage 40 and the rubbing roller 41 are sufficiently separated from each other.
[0034]
Next, as shown in the step (2), the substrate 10 is sucked and fixed to the stage 40 by suction from the suction holes 49 of the stage 40.
[0035]
Next, as shown in step (3), the thickness of the substrate at any one location in the detection region 101 is measured. As a measurement method, for example, the position in the vertical direction of the substrate surface can be measured by a sensor with reference to the position of the stage.
[0036]
Next, the distance between the substrate 10 and the rubbing roller 41 is calculated so as to obtain an appropriate rubbing pressure based on the measurement result of the substrate thickness measured in the step (3). Then, the stage 40 is raised as shown in step (4) so as to be this distance. At this time, the rubbing roller 41 is located on one end portion of the substrate 10, and this one end portion side is a start side of the rubbing process.
[0037]
Next, as shown in step (5), the stage is moved in a direction parallel to the substrate surface at a predetermined speed (a direction indicated by an arrow A in FIG. 1). The movement is performed in one direction from one end portion to the other end portion of the substrate as indicated by an arrow in FIG. 6, whereby the alignment film is rubbed.
[0038]
Next, when the rubbing process is completed, as shown in the steps (6) and (7), the stage is lowered and the adsorption of the substrate is released.
[0039]
Next, as shown in step (8), the rubbed substrate is unloaded from the stage 40.
[0040]
A series of operations related to the rubbing is performed for each substrate. In the present embodiment, since the substrate thickness is measured with the substrate adsorbed, the substrate thickness can be set accurately, and the rubbing process can be performed with a desired rubbing pressure.
[0041]
In this embodiment, the stage on which the substrate is placed when measuring the substrate thickness and the stage on which the substrate is placed when performing the rubbing process are the same stage. However, the rubbing stage and the substrate thickness measurement are performed. A time stage may be provided separately, and a substrate thickness measuring unit may be provided separately from the rubbing apparatus.
[0042]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the rubbing condition is set by measuring the substrate thickness and the rubbing process is performed. In the second embodiment, the rubbing process is performed by setting the rotational torque value of the rubbing roller within a predetermined range. Different. In the following description, the same description as in the first embodiment is omitted.
[0043]
In the second embodiment, the liquid crystal device substrate 10 on which the alignment film is formed is rubbed using a rubbing device described below.
[0044]
As shown in FIG. 4, the rubbing device 48 of the present embodiment places the liquid crystal device substrate 10, and a vertical direction (the arrow direction indicated by A in the figure) and a linear direction parallel to the substrate plane (in the figure, A stage 40 as a mounting table having a moving mechanism movable in a direction indicated by an arrow B), a rubbing roller 41 in which a rubbing cloth arranged so as to be in contact with the liquid crystal device substrate 10 is wound around the roller, and a rubbing roller A rotating motor (not shown) for rotation. A suction hole 49 is formed in the stage 40 as in the first embodiment. Further, the rubbing device 48 is detected by a torque detection circuit 42 as a torque detection mechanism for detecting the torque of the rotation motor, a position detection circuit 43 for detecting the position of the stage, and the torque detection circuit 42 and the position detection circuit 43. Is input, and a computer 44 for processing these data, a control circuit 45 for controlling the operation of the stage based on the data processed by the computer 44, and moving the stage up and down as instructed by the control circuit 45 And a substrate surface direction moving motor 47 as a moving mechanism for moving the stage instructed by the control circuit 45 in a linear direction parallel to the substrate plane. In the torque detection circuit 42, torque is detected in the detection region 101 at one end of the substrate 10 on the rubbing process start side. In the present embodiment, the position of the rubbing roller 41 is fixed, the rubbing process is performed by moving the stage 40, and the distance between the substrate 10 and the rubbing roller 41 is controlled by the vertical movement of the stage 40. It is not limited to such a form. For example, the stage 40 may be fixed, and the rubbing roller 41 itself may be moved in the vertical direction and in a direction parallel to the substrate surface, or both the stage 40 and the rubbing roller 41 may be movable.
[0045]
Next, the operation of the rubbing apparatus will be described with reference to FIGS.
[0046]
First, the TFT array substrate 10 shown in FIG. 6 is prepared in which a polyimide film to be the alignment film 16 is formed on the entire surface of the substrate. Next, as shown in step (1) of FIG. 5, the TFT array substrate 10 is conveyed onto the stage 40 of the rubbing device 48 shown in FIG. Placed. At this time, the stage 40 and the rubbing roller 41 are sufficiently separated from each other.
[0047]
Next, as shown in step (2), the substrate 10 is sucked and fixed to the stage 40 by suction from a plurality of suction holes 49 formed on the stage 40 uniformly in the plane.
[0048]
Next, as shown in step (3), the stage 40 is raised to a predetermined position so that the substrate 10 and the rubbing roller 41 are in contact with each other. At this time, the rubbing roller 41 is positioned in the detection region 101 which is one end portion of the substrate 10, and this one end portion side is a start side of the rubbing process.
[0049]
Next, as shown in step (4), Detection area 101 The torque detection circuit 42 measures the torque value of the rotary motor of the rubbing roller. The stage position is detected by a position detection circuit 43.
[0050]
Next, as shown in step (5) and step (6), Detection area 101 The torque value and the stage position data are input to the computer 44, and it is determined whether or not the torque value is adapted to a predetermined torque value range.
[0051]
When the computer 44 determines that the predetermined torque value range is met, the control circuit 45 activates the substrate surface direction moving motor 47, and the stage moves the substrate surface at a predetermined speed as shown in step (7). It is moved in the parallel direction (the direction indicated by arrow A in FIG. 4). As shown by the arrows in FIG. 4, the movement is performed in one direction from one end of the substrate to the other end, whereby the alignment film is rubbed.
[0052]
Next, when the rubbing process is completed, the stage is lowered as shown in step (8), and the suction of the substrate is released as shown in step (9).
[0053]
Next, as shown in step (10), the rubbed substrate is unloaded from the stage 40.
[0054]
On the other hand, if it is determined in step (6) that the predetermined torque value range is not met, the vertical movement motor 46 is operated by the control circuit 45 based on the measured torque value and stage position data, and (11) As shown in the process, the stage is raised or lowered. And it returns to a process (4) again and a torque value is measured. As described above, the process (4), the process (5), the process (6), and the process (11) are repeated in order until the torque value falls within the predetermined torque value range.
[0055]
A series of operations related to the rubbing is performed for each substrate. In this embodiment, since the rotational torque value is measured with the substrate adsorbed, the desired rotational torque value can be set accurately, and the rubbing process can be performed with the desired rubbing pressure. In addition, since the rotational torque can be set in a predetermined range for each different substrate, for example, even when a plurality of substrates having thickness variations are processed, each substrate is always rubbed with a constant rotational torque value. In addition, it is possible to obtain a liquid crystal device in which there is no variation in rubbing pressure between substrates and display quality is always stable. In addition, the torque value is detected in the detection area where the rubbing process is not necessary due to the product configuration, and the rubbing process in the display area is performed with the desired torque value based on the detection of the torque value. It can be performed in a continuous operation, and manufacturing efficiency is good.
[0056]
The liquid crystal device subjected to the rubbing method described in the first embodiment or the second embodiment described above has a good display characteristic because an appropriate rubbing process is performed, and the liquid crystal alignment unevenness greatly affects the display characteristic. Particularly effective when applied to a display device.
[0057]
In the first and second embodiments, the substrate subjected to the rubbing process at the time of rubbing may be a multi-sided substrate capable of forming a plurality of liquid crystal device substrates from one substrate, or one substrate. A single substrate can be obtained in which a single substrate for a liquid crystal device can be taken from the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a rubbing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view showing a positional relationship between a suction hole of a stage and a substrate in the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a rubbing method according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a rubbing apparatus in a second embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a rubbing method according to the second embodiment.
FIG. 6 is a schematic perspective view of a TFT array substrate.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram in a display switching element region of the liquid crystal device.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
16, 22 ... Alignment film
10 ... TFT array substrate
20 ... Counter substrate
40 ... Stage
41 ... Rubbing roller
42 ... Torque detection circuit
43. Position detection circuit
44 ... Computer
45 ... Control circuit
46 ... Vertical movement motor
47 ... Motor for moving the substrate direction
48 ... Rubbing device
49 ... Suction hole
100 ... active area
101 ... detection area
104, 105 ... Peripheral drive circuit area

Claims (3)

(a)配向膜を有する液晶装置用基板を、該配向膜を上にして、前記液晶装置用基板の周辺部に対応する領域では密状態、中央部に対応する領域では疎状態の分布にて配置された吸着孔を有する載置台に載置する工程と、
(b)前記液晶装置用基板を、前記吸着孔より吸引することにより前記載置台に吸着固定する工程と、
(c)前記載置台の位置を基準にして、前記液晶装置用基板の表面の垂直方向での位置をセンサーにより測定することにより、吸着固定された状態の前記液晶装置用基板の厚みを測定する工程と、
(d)前記液晶装置用基板の厚みの測定結果に基づいてラビング条件を設定し、前記配向膜をラビングする工程とを具備し、
前記液晶装置用基板は、前記液晶装置用基板の中央部より周辺部の方が高い吸着圧にて吸着固定されてなり、
前記液晶装置用基板は、アクティブ領域と、前記液晶装置用基板の厚みの測定が行われる検出領域とからなり、
前記検出領域は、前記液晶装置用基板端部に形成されてなることを特徴とする液晶装置用基板のラビング方法。
(A) A liquid crystal device substrate having an alignment film is distributed in a dense state in a region corresponding to the peripheral portion of the liquid crystal device substrate and a sparse state in a region corresponding to the central portion with the alignment film facing upward. A step of mounting on a mounting table having an arranged suction hole;
(B) sucking and fixing the liquid crystal device substrate to the mounting table by sucking from the suction holes;
(C) Using the position of the mounting table as a reference, the position of the surface of the liquid crystal device substrate in the vertical direction is measured by a sensor, thereby measuring the thickness of the liquid crystal device substrate in an adsorbed and fixed state. Process,
(D) setting a rubbing condition based on the measurement result of the thickness of the substrate for a liquid crystal device, and rubbing the alignment film,
The liquid crystal device substrate is adsorbed and fixed at a higher adsorption pressure in the peripheral portion than in the central portion of the liquid crystal device substrate,
The liquid crystal device substrate comprises an active region and a detection region where the thickness of the liquid crystal device substrate is measured,
The method of rubbing a substrate for a liquid crystal device, wherein the detection region is formed at an end of the substrate for the liquid crystal device.
前記アクティブ領域は、表示画素領域と該表示画素領域の表示を制御する周辺駆動回路領域とからなる請求項1に記載の液晶装置用基板のラビング方法。  2. The method for rubbing a substrate for a liquid crystal device according to claim 1, wherein the active region includes a display pixel region and a peripheral drive circuit region that controls display of the display pixel region. 前記(a)〜(d)工程は、異なる液晶装置用基板毎に行われることを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の液晶装置用基板のラビング方法。  The method for rubbing a substrate for a liquid crystal device according to claim 1, wherein the steps (a) to (d) are performed for each different substrate for a liquid crystal device.
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