JP3864738B2 - 液晶装置の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラビング工程において発生する異物及び静電気を効率よく除去するようにした液晶装置の製造装置及び製造方法並びに液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。
【０００４】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びＴＦＴ基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部が形成される。ＴＦＴ基板と対向基板とをシール部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール部の一部には切り欠きが設けられており、この切り欠きを介して液晶を封入する。
【０００５】
配向膜を形成してラビング処理を施すことで、電圧無印加時の液晶分子の配列が決定される。配向膜は、例えばポリイミド等の高分子膜を約数十ナノメーターの厚さで塗布することにより形成される。液晶層に対向する両基板の面上に配向膜を形成することで、液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。ラビング処理は、配向膜表面に細かい溝を形成して配向異方性の膜にするものであり、配向膜に一定方向のラビング処理を施すことで、液晶分子の配列を規定することができる。
【０００６】
図１０はラビング装置を示す説明図である。
【０００７】
図１０において、ラビング装置は、載置台１０５とラビングロール１０２によって構成されている。先ず、載置台１０５上にポリイミド膜を有する基板１０１をポリイミド膜を上にして配置する。次に、ローラの周りにラビング布１０３が取り付けられたラビングロール１０２をポリイミド膜と接するように配置し、ラビングロール１０２を所定の方向に移動させて、ポリイミド膜を擦ることにより、ラビング処理された配向膜を形成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなラビング処理では、ラビング時に配向膜の削りかす、ラビング布１０３からの繊維等の多量の異物１０６が発生し、載置台１０５上の基板１０１の周辺部に堆積することがある（図１０（ａ）参照）。更に、ラビング処理が複数の基板に対して連続して行われると、図１０（ｂ）に示すように、前の基板のラビング処理で発生した異物１０６上に、次の基板が載置されてしまう。
【０００９】
異物の発生総量はラビング処理枚数に比例することから、基板は前の基板で発生した異物上に搭載される確率が増加していく。この結果、基板１０１へのラビングロール１０２の押し込み量が大きくなりラビング強度が増大する。
【００１０】
また、異物自体が浮遊すると、液晶基板に付着して異物不良を生じたり、異物が基板間に挟まれてギャップ不良が生じたり、ラビングロールに付着して基板に不均一なラビング強度を与えてスジむらを生じさせたり、適切にラビング処理が行なわれず、結果として、表示不良を招来する。
【００１１】
特に、ラビングにより発生する異物は、ラビングの擦り終わり部に堆積することから、同一基板の後半部のラビング強度が大きくなり易い。また、処理基板枚数が多くなるほど堆積する異物量も多くなることから、ラビング枚数を増加するに従ってラビング強度が大きくなる傾向がある。このようなラビング強度のバラツキは液晶のプレチルトのバラツキに作用し、その結果表示品質のバラツキを発生させてしまう。
【００１２】
ラビング強度が強いと低チルトとなりリバースチルトドメインが発生する原因となる。更に、液晶プレチルトのバラツキは液晶パネルの透過率やコントラスト、電圧−透過率特性にも影響する。
【００１３】
ところで、液晶基板を均一にラビングするためには、ラビングロールを例えば１００〜１０００（回転／分）等の高速度で回転させる必要がある。また、ラビング材としては、耐久性、パイル系の均一性等を考慮してレーヨン材質等が主流となっている。従って、ラビング処理時には、液晶基板を低い導電性の材料で高速に擦ることになり、静電気が発生しやすくなるという問題が生じる。
【００１４】
特に、液晶基板に薄膜トランジスタ又は薄膜ダイオード等の能動素子が形成されている場合には、静電気によって絶縁層が静電破壊してしまうことがあり、また、素子特性がシフトしてしまうこともあるという問題があった。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ラビングで発生する異物を排除すると共に、静電気を効率的に除去することにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができる液晶装置の製造装置及び製造方法並びに液晶装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置の製造装置は、基板が載置されるラビングステージと、前記ラビングステージ上に載置された前記基板に対してラビング処理を施すラビングロールと、前記ラビングロールの後方に配置され、ラビング時に前記基板及び前記ラビングロールの表面に対してエアの流路を形成するための３つのエア発生手段と、前記ラビングロールの前方に配置され、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する３つの吸引手段とを具備し、前記エア発生手段のうち１つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の表面にはエアの流路が形成される。このエアの流路によって、ラビングロール及び基板の表面に付着した異物及びその近傍に飛散している異物が流されて除去される。また、ラビングロール及び基板表面を通過するエアの流路を容易に形成することができ、異物の吸引除去効果が高い。また、エアの流路の方向を自由に設定することができ、異物の高い吸引除去効果を得ることができる。
【００１８】
前記エアの流路は、基板が載置される前記ラビングステージに向けて延びていることが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、効率よくラビングロール及び基板の表面に付着した異物及びその近傍に飛散している異物を除去可能となる。
【００２０】
また、本発明は、吸引によって、前記エアの流路を安定化させると共に前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する吸引手段を更に具備することが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、エアの流路は、吸引手段によって吸引されることによって安定化する。これにより、異物はエアの流路によって確実に流されて、吸引手段に吸引される。
【００２２】
前記エアは、加湿されていることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、加湿されたエアが基板の表面を通過するので、基板の静電気が効率的に除去される。
【００２４】
前記加湿されたエアの湿度は、５０〜９０％であることを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、基板の静電気除去効果が高い。
【００２６】
前記エアは、超音波振動エアであることを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の少なくとも一方の表面に付着した異物は、超音波振動によって確実に剥離除去される。
【００２８】
前記超音波振動エアは、加湿されていることを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、超音波振動による確実な異物除去と共に、基板の静電気除去が可能である。
【００３０】
前記エアは、イオン化された超音波エアであることを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の少なくとも一方から剥離した異物を瞬時に除電することができる。
【００３６】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、ラビングステージ上に載置された基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによってラビング処理を施す工程と、前記ラビングロールによるラビング時に、前記ラビングロールの上方に配置された３つのエア発生手段によって前記基板及び前記ラビングロールの表面にエアの流路を形成する工程と、前記基板に対して前記エア発生手段とは反対側に配置された３つの吸引手段が、吸引によって、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する工程とを具備し、前記エア発生手段のうち１つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、ラビングロールによるラビング時に、基板及びラビングロールのうちの少なくとも一方の表面にエアの流路が形成される。ラビング時には、基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによって、異物が発生する。発生した異物は、吸引によって安定化したエアの流路を介して搬送され、吸引排除される。
【００３８】
液晶装置は、上記液晶装置の製造装置又は液晶装置の製造方法によって製造されることが好ましい。
【００３９】
このような構成によれば、ラビングで発生する異物が確実に排除されているので、ラビング強度が一定で、液晶パネル間の特性バラツキが少なく、表示品質が高い。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置の製造装置を示す説明図である。図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。図６はパネル組立工程を示すフローチャートである。
【００４１】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【００４２】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００４３】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００４４】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００４５】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００４６】
ガラスや石英等の素子基板１０には、素子基板完成時の段差形状を調整するために溝１１が形成されている。この溝１１上に遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３を介してＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００４７】
ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。なお、遮光膜１２は、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する領域、後述するデータ線６ａ及び走査線３ａ等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜１２によって、反射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００４８】
ＴＦＴ３０上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には中間導電層１５が形成されている。中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層１５との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００４９】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３及び第２層間絶縁膜１９，１４を貫通するコンタクトホール２４ａ，２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４、第３、第２層間絶縁膜２５，１９，１４を貫通するコンタクトホール２６ａ，２６ｂにより容量線１８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、図１の装置によって所定方向にラビング処理されている。
【００５０】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００５１】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、図１の装置によって所定方向にラビング処理されている。
【００５２】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向状態が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００５３】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５４】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００５５】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５６】
次に、図６を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板１０（ＴＦＴ基板）と対向基板２０とは、別々に製造される。ステップＳ1 ，Ｓ6 で夫々用意されたＴＦＴ基板及び対向基板２０に対して、次のステップＳ2 ，Ｓ7 では、配向膜１６，２２となるポリイミド（ＰＩ）を塗布する。次に、ステップＳ3 ，Ｓ8 において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対して、図１の装置を用いてラビング処理を施す。
【００５７】
次に、ステップＳ4 ，Ｓ9 において、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、ステップＳ5 において、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形成する。次に、ステップＳ10で、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、ステップＳ11でアライメントを施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後に、ステップＳ12において、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００５８】
ステップＳ3 ，Ｓ8 のラビング処理は図１の装置を用いて行われる。図１において、ラビング装置は、ラビングステージ８１及びラビングロール８３を有している。ラビングステージ８１上には液晶基板８２が載置されるようになっている。基板８２は、例えば、貼り合わせ前のポリイミド塗布後の素子基板１０（図５参照）である。ラビングステージ８１とラビングロール８３とは相対的に移動自在であり、図１では、例えば、ラビングステージ８１がラビングロール８３に対して矢印にて示す水平方向に相対的に移動することを示している。
【００５９】
ラビングステージ８１の移動によって、液晶基板８２はその表面に平行で、ラビングロール８３の回転軸に略垂直な方向に移動自在である。液晶基板８２の搬送路の上方に、ラビングロール８３が設けられている。
【００６０】
ラビングロール８３は、円柱形状に構成され、円中心を軸にして周方向に回動自在である。ラビングロール８３の周面には、例えばレーヨンで形成されたラビング布８４が取り付けられている。ラビングステージ８１及びラビングロール８３の少なくとも一方は垂直方向にも移動自在であり、ラビングロール８３とラビングステージ８１とは、ラビング布８４による基板８２へのラビング圧が所定値になるように、垂直方向の位置決めが行われている。
【００６１】
本実施の形態においては、ラビングロール８３の上方の所定位置には、加湿エア送風装置８５が配設されている。加湿エア送風装置８５はラビングステージ８１の移動又はラビングロール８３の移動に伴って移動させてもよく、また、所定位置に固定させてもよい。加湿エア送風装置８５は、加湿したエアを、矢印で示す流れ８６に示すように、ラビングロール８３の上方側から基板８２表面を通過しラビングステージ８１後端上部に向かって送風するようになっている。加湿エア送風装置８５は、加湿エアの供給量及び方向が適宜設定可能である。また、加湿エアの湿度は５０〜９０％に設定される。
【００６２】
なお、加湿エアの流れ８６は、水平方向には所定の幅を有しており、例えば、ラビング方向に垂直な方向の基板８２の幅と同様の幅に構成してもよい。また、加湿エアの流れ８６は、一部ラビングロール８３の表面近傍も通過するようになっている。
【００６３】
一方、ラビングステージ８１の後端には、吸引装置８７が配設されている。吸引装置８７は、ラビングステージ８１の移動又はラビングロール８３の移動に伴って移動させてもよく、また、所定位置に固定させてもよい。吸引装置８７は、ラビングステージ８１後端上部で液晶基板８２側に向いた開口を吸引口８８として、吸引口８８を介して液晶基板８２側からエアを吸引することができるようになっている。吸引装置８７は、吸引したエアを図示しない排気口を介して排気する。吸引装置８７は、吸引圧が適宜設定可能である。
【００６４】
なお、吸引口８８は、開口下端がラビングステージ８１の表面と略面一に構成され、開口上端は例えば基板８２の表面よりも高い位置に位置する。また、吸引口８８は、水平方向には所定の幅を有しており、例えば、ラビング方向に垂直な方向の基板８２の幅と同様の幅に構成してもよい。
【００６５】
即ち、加湿エア送風装置８５による加湿エアの流れ８６に対応する位置に吸引装置８７の吸引口８８が設けられており、加湿エアの流れ８６は、液晶基板８２の表面をラビングと同じ向きに沿って十分な流量及び速度で安定して形成されるようになっている。
【００６６】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００６７】
先ず、図６のステップＳ2 において配向膜となるポリイミドが塗布された基板８２を、ラビングステージ８１上に載置して表面に吸着させる。次に、ステップＳ22において、ラビングステージ８１を上昇させて、ラビングロール８３の周面のラビング布８４が液晶基板８２表面に所定の圧力で押圧するように、ラビングステージ８１の垂直位置を調整する。なお、ラビングロール８３を下降させることによって、垂直位置の調整を行ってもよい。
【００６８】
次に、液晶基板８２がラビングロール８３の下方に位置するように、ラビングステージ８１（又はラビングロール８３）を水平方向に移動させる。そして、ラビングロール８３を回転させながら、ラビングステージ８１（又はラビングロール８３）を水平方向に移動させて、ラビング処理を開始する。
【００６９】
本実施の形態においては、ラビング処理の開始から加湿エア送風装置８５による送風を開始させると共に、吸引装置８７による吸引及び排気を開始する。これにより、基板８２の表面上には、加湿エアの流れ８６が形成される。
【００７０】
ラビングロール８３が回転しながら、液晶基板８２が水平方向に移動することで、ラビングロール８３の周面のラビング布８４によって液晶基板８２の表面の配向膜が擦られてラビング処理が行われる。
【００７１】
液晶基板８２がラビングロール８３表面のラビング布８４によって高速に擦られることにより、液晶基板８２の表面、ラビング布８４等から異物が発生する。これらの異物は、ラビングロール８３の表面近傍を通過し、液晶基板８２の表面上を十分な流量及び速度で流れている加湿エアによって、液晶基板８２の後端側に流され、更に、吸引口８８を介して吸引装置８７に吸引される。
【００７２】
ラビングステージ８１の移動に拘わらず、加湿エアの流れ８６は、ラビングロール８３の表面近傍及び基板８２の表面上に形成され、ラビング処理の開始から終了までの間、基板８２及びラビング布８４等からの異物は吸引装置８７に吸引され続ける。
【００７３】
これにより、ラビング処理によって発生する異物が、基板８２表面及びラビングロール８３等に残留することはなく、また、基板８２及びラビングロール８３等の近傍を飛散することなく、ラビング処理と同時に吸引装置８７に吸引されて排除される。
【００７４】
また、ラビング時には、液晶基板８２がラビングロール８３表面のラビング布８４によって高速に擦られることにより、基板８２は帯電しようとする。しかし、基板８２表面上に形成される流れ８６が加湿エアであることから、基板８２の静電気の発生が低減される。なお、加湿エアの湿度を５０〜９０％に設定することによって、高い静電気除去効果が得られる。
【００７５】
このように本実施の形態においては、加湿エアの送風装置及び吸引装置を設けることで、ラビング時に、ラビングロールの表面もしくはその近傍及び液晶基板表面上に加湿エアによる安定した流路を形成しており、ラビング時に発生した異物を迅速且つ確実に吸引排除することができる。このため、ラビング時に異物が堆積することはなく、異物によって基板が傾斜してラビング強度が変化してしまうことはない。また、基板表面に加湿エアの流路が形成されるので、静電気の発生が防止される。これにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができる。
【００７６】
図７は本発明の第２の実施の形態を示す説明図である。図７において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
第１の実施の形態は加湿エアの流れ８６を構成する送風装置及び吸引装置を各１台用いた例を説明したが、本実施の形態は複数の送風装置及び吸引装置を配置した例を示している。
【００７８】
加湿エア送風装置８５ａ〜８５ｃは図１の加湿エア送風装置８５と同様の構成である。本実施の形態においては、加湿エア送風装置８５ａ〜８５ｃは、ラビングロール８３の上方後方からラビングロール８３の上方側でその表面近傍を通過し、基板８２の表面側に向かって加湿エアの流れ９５を発生させる。図７の例では、加湿エア送風装置８５ｂはラビングロール８３の軸方向の中心後方から送風を行い、加湿エア送風装置８５ａ，８５ｃは夫々ラビングロール８３の軸方向中心からずれた位置から中心側に向かって若干傾斜した向きに送風を行う。
【００７９】
一方、吸引排気装置９１乃至９２は、基板８２の後端の３カ所に配置されており、図１の吸引装置８７と同様の吸引を行う。吸引排気装置９１乃至９２によって、基板８２表面上の加湿エアの流れは、流路９６となって、各吸引排気装置９１乃至９３に向かう。
【００８０】
このように構成された実施の形態においては、３つの加湿エア送風装置８５ａ〜８５ｃによる加湿エアの流れ９５は、ラビングロール８３表面を上方から通過し、更に液晶基板８２表面を通過して３つの吸引排気装置９１乃至９３に向かう。これにより、ラビング時に発生した異物をラビングロール８３及び基板８２表面から迅速且つ確実に吸引排除すると共に、基板８２が帯電することを防止することができる。
【００８１】
また、本実施の形態においては、加湿エアの流れが１方向だけでなく複数の方向に形成されるので、異物の吸引排除効果を向上させることが可能である。
【００８２】
図８は本発明の第３の実施の形態を示す説明図である。図８において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８３】
本実施の形態は加湿エア送風装置８５に代えて超音波振動エア発生装置９８を採用した点が第１の実施の形態と異なる。即ち、超音波振動エア発生装置９８は、加湿エアに代えて超音波振動エアを吐出する点が図１の加湿エア送風装置８５と異なる。
【００８４】
このように構成された実施の形態においては、超音波振動エア発生装置９８から吐出された超音波振動エアによる流れ８６は、ラビングロール８３の表面近傍を通過し、更に、基板８２表面上を通過して吸引装置８７の吸引口８８に向かう。超音波振動エアは、ラビングロール８３及び基板８２の表面に付着した異物粒子を振動励起することで、表面から確実に剥離除去する。超音波振動エアの流れ８６によって、ラビングロール８３及び基板８２の表面等に付着した異物は、吸引口８８を介して吸引装置８７に吸引排除される。
【００８５】
このように本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、超音波振動によって異物粒子を振動励起することから、異物の確実な除去が可能である。
【００８６】
なお、本実施の形態の超音波振動エアを加湿して用いてもよいことは明らかである。この場合には、高い除電効果を得ることができる。
【００８７】
図９は本発明の第４の実施の形態を示す説明図である。図９において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態は加湿エア送風装置８５に代えてイオン化エア発生装置９９を採用した点が第１の実施の形態と異なる。即ち、イオン化エア発生装置９９は、加湿エアに代えてイオン化された超音波エアを吐出する点が図１の加湿エア送風装置８５と異なる。
【００８９】
このように構成された実施の形態においては、イオン化エア発生装置９９から吐出されたイオン化された超音波エアによる流れ８６は、ラビングロール８３の表面近傍を通過し、更に、基板８２表面上を通過して吸引装置８７の吸引口８８に向かう。イオン化された超音波エアは、ラビングロール８３及び基板８２の表面から剥離した異物を瞬時に除電する。イオン化された超音波エアの流れ８６によって、ラビングロール８３及び基板８２の表面等に付着した異物は、除電されると共に、吸引口８８を介して吸引装置８７に吸引排除される。
【００９０】
このように本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、イオン化された超音波エアによって異物を除電した後、確実に除去することができる。
【００９１】
上記各実施の形態においては、ラビングロールの後方からラビングロールの表面近傍を通過し、基板の後端に向かうエアの流路を形成した例を説明したが、エアの流路はこれに限定されるものではなく、基板及びラビングロールの表面近傍を通過するものであれば、どのような向きに流路を形成してもよいことは明らかである。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ラビングで発生する異物を排除すると共に、静電気を効率的に除去することにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置の製造装置を示す説明図。
【図２】 液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】 ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】 素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図。
【図５】 液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】 パネル組立工程を示すフローチャート。
【図７】 本発明の第２の実施の形態を示す説明図。
【図８】 本発明の第３の実施の形態を示す説明図。
【図９】 本発明の第４の実施の形態を示す説明図。
【図１０】 ラビング装置を示す説明図。
【符号の説明】
８１…ラビングステージ
８２…基板
８３…ラビングロール
８５…加湿エア送風装置
８６…加湿エアの流れ
８７…吸引装置
８８…吸引口
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラビング工程において発生する異物及び静電気を効率よく除去するようにした液晶装置の製造装置及び製造方法並びに液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
ＴＦＴを配置したＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。
【０００４】
パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたＴＦＴ基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びＴＦＴ基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。次に、一方の基板上の端辺に接着剤となるシール部が形成される。ＴＦＴ基板と対向基板とをシール部を用いて貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着硬化させる。シール部の一部には切り欠きが設けられており、この切り欠きを介して液晶を封入する。
【０００５】
配向膜を形成してラビング処理を施すことで、電圧無印加時の液晶分子の配列が決定される。配向膜は、例えばポリイミド等の高分子膜を約数十ナノメーターの厚さで塗布することにより形成される。液晶層に対向する両基板の面上に配向膜を形成することで、液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。ラビング処理は、配向膜表面に細かい溝を形成して配向異方性の膜にするものであり、配向膜に一定方向のラビング処理を施すことで、液晶分子の配列を規定することができる。
【０００６】
図１０はラビング装置を示す説明図である。
【０００７】
図１０において、ラビング装置は、載置台１０５とラビングロール１０２によって構成されている。先ず、載置台１０５上にポリイミド膜を有する基板１０１をポリイミド膜を上にして配置する。次に、ローラの周りにラビング布１０３が取り付けられたラビングロール１０２をポリイミド膜と接するように配置し、ラビングロール１０２を所定の方向に移動させて、ポリイミド膜を擦ることにより、ラビング処理された配向膜を形成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなラビング処理では、ラビング時に配向膜の削りかす、ラビング布１０３からの繊維等の多量の異物１０６が発生し、載置台１０５上の基板１０１の周辺部に堆積することがある（図１０（ａ）参照）。更に、ラビング処理が複数の基板に対して連続して行われると、図１０（ｂ）に示すように、前の基板のラビング処理で発生した異物１０６上に、次の基板が載置されてしまう。
【０００９】
異物の発生総量はラビング処理枚数に比例することから、基板は前の基板で発生した異物上に搭載される確率が増加していく。この結果、基板１０１へのラビングロール１０２の押し込み量が大きくなりラビング強度が増大する。
【００１０】
また、異物自体が浮遊すると、液晶基板に付着して異物不良を生じたり、異物が基板間に挟まれてギャップ不良が生じたり、ラビングロールに付着して基板に不均一なラビング強度を与えてスジむらを生じさせたり、適切にラビング処理が行なわれず、結果として、表示不良を招来する。
【００１１】
特に、ラビングにより発生する異物は、ラビングの擦り終わり部に堆積することから、同一基板の後半部のラビング強度が大きくなり易い。また、処理基板枚数が多くなるほど堆積する異物量も多くなることから、ラビング枚数を増加するに従ってラビング強度が大きくなる傾向がある。このようなラビング強度のバラツキは液晶のプレチルトのバラツキに作用し、その結果表示品質のバラツキを発生させてしまう。
【００１２】
ラビング強度が強いと低チルトとなりリバースチルトドメインが発生する原因となる。更に、液晶プレチルトのバラツキは液晶パネルの透過率やコントラスト、電圧−透過率特性にも影響する。
【００１３】
ところで、液晶基板を均一にラビングするためには、ラビングロールを例えば１００〜１０００（回転／分）等の高速度で回転させる必要がある。また、ラビング材としては、耐久性、パイル系の均一性等を考慮してレーヨン材質等が主流となっている。従って、ラビング処理時には、液晶基板を低い導電性の材料で高速に擦ることになり、静電気が発生しやすくなるという問題が生じる。
【００１４】
特に、液晶基板に薄膜トランジスタ又は薄膜ダイオード等の能動素子が形成されている場合には、静電気によって絶縁層が静電破壊してしまうことがあり、また、素子特性がシフトしてしまうこともあるという問題があった。
【００１５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ラビングで発生する異物を排除すると共に、静電気を効率的に除去することにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができる液晶装置の製造装置及び製造方法並びに液晶装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置の製造装置は、基板が載置されるラビングステージと、前記ラビングステージ上に載置された前記基板に対してラビング処理を施すラビングロールと、前記ラビングロールの後方に配置され、ラビング時に前記基板及び前記ラビングロールの表面に対してエアの流路を形成するための３つのエア発生手段と、前記ラビングロールの前方に配置され、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する３つの吸引手段とを具備し、前記エア発生手段のうち１つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の表面にはエアの流路が形成される。このエアの流路によって、ラビングロール及び基板の表面に付着した異物及びその近傍に飛散している異物が流されて除去される。また、ラビングロール及び基板表面を通過するエアの流路を容易に形成することができ、異物の吸引除去効果が高い。また、エアの流路の方向を自由に設定することができ、異物の高い吸引除去効果を得ることができる。
【００１８】
前記エアの流路は、基板が載置される前記ラビングステージに向けて延びていることが好ましい。
【００１９】
このような構成によれば、効率よくラビングロール及び基板の表面に付着した異物及びその近傍に飛散している異物を除去可能となる。
【００２０】
また、本発明は、吸引によって、前記エアの流路を安定化させると共に前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する吸引手段を更に具備することが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、エアの流路は、吸引手段によって吸引されることによって安定化する。これにより、異物はエアの流路によって確実に流されて、吸引手段に吸引される。
【００２２】
前記エアは、加湿されていることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、加湿されたエアが基板の表面を通過するので、基板の静電気が効率的に除去される。
【００２４】
前記加湿されたエアの湿度は、５０〜９０％であることを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、基板の静電気除去効果が高い。
【００２６】
前記エアは、超音波振動エアであることを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の少なくとも一方の表面に付着した異物は、超音波振動によって確実に剥離除去される。
【００２８】
前記超音波振動エアは、加湿されていることを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、超音波振動による確実な異物除去と共に、基板の静電気除去が可能である。
【００３０】
前記エアは、イオン化された超音波エアであることを特徴とする。
【００３１】
このような構成によれば、ラビングロール及び基板の少なくとも一方から剥離した異物を瞬時に除電することができる。
【００３６】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、ラビングステージ上に載置された基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによってラビング処理を施す工程と、前記ラビングロールによるラビング時に、前記ラビングロールの上方に配置された３つのエア発生手段によって前記基板及び前記ラビングロールの表面にエアの流路を形成する工程と、前記基板に対して前記エア発生手段とは反対側に配置された３つの吸引手段が、吸引によって、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する工程とを具備し、前記エア発生手段のうち１つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、ラビングロールによるラビング時に、基板及びラビングロールのうちの少なくとも一方の表面にエアの流路が形成される。ラビング時には、基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによって、異物が発生する。発生した異物は、吸引によって安定化したエアの流路を介して搬送され、吸引排除される。
【００３８】
液晶装置は、上記液晶装置の製造装置又は液晶装置の製造方法によって製造されることが好ましい。
【００３９】
このような構成によれば、ラビングで発生する異物が確実に排除されているので、ラビング強度が一定で、液晶パネル間の特性バラツキが少なく、表示品質が高い。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置の製造装置を示す説明図である。図２は液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３はＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図である。また、図５は液晶装置を詳細に示す断面図である。図６はパネル組立工程を示すフローチャートである。
【００４１】
先ず、図２乃至図５を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【００４２】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等の素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。素子基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成する素子基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００４３】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００４４】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００４５】
図５は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【００４６】
ガラスや石英等の素子基板１０には、素子基板完成時の段差形状を調整するために溝１１が形成されている。この溝１１上に遮光膜１２及び第１層間絶縁膜１３を介してＬＤＤ構造をなすＴＦＴ３０が形成されている。溝１１によって、ＴＦＴ基板の液晶５０との境界面が平坦化される。
【００４７】
ＴＦＴ３０は、チャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ、ドレイン領域１ｅが形成された半導体層に絶縁膜２を介してゲート電極をなす走査線３ａが設けられてなる。なお、遮光膜１２は、ＴＦＴ３０の形成領域に対応する領域、後述するデータ線６ａ及び走査線３ａ等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜１２によって、反射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。
【００４８】
ＴＦＴ３０上には第２層間絶縁膜１４が積層され、第２層間絶縁膜１４上には中間導電層１５が形成されている。中間導電層１５上には誘電体膜１７を介して容量線１８が対向配置されている。容量線１８は、容量層と遮光層とからなり、中間導電層１５との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置に中間導電層１５を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【００４９】
容量線１８上には第３層間絶縁膜１９が配置され、第３層間絶縁膜１９上にはデータ線６ａが積層される。データ線６ａは、第３及び第２層間絶縁膜１９，１４を貫通するコンタクトホール２４ａ，２４ｂを介してソース領域１ｄに電気的に接続される。データ線６ａ上には第４層間絶縁膜２５を介して画素電極９ａが積層されている。画素電極９ａは、第４、第３、第２層間絶縁膜２５，１９，１４を貫通するコンタクトホール２６ａ，２６ｂにより容量線１８を介してドレイン領域１ｅに電気的に接続される。画素電極９ａ上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜１６が積層され、図１の装置によって所定方向にラビング処理されている。
【００５０】
走査線３ａ（ゲート電極）にＯＮ信号が供給されることで、チャネル領域１ａが導通状態となり、ソース領域１ｄとドレイン領域１ｅとが接続されて、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに与えられる。
【００５１】
一方、対向基板２０には、ＴＦＴアレイ基板のデータ線６ａ、走査線３ａ及びＴＦＴ３０の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第１遮光膜２３が設けられている。この第１遮光膜２３によって、対向基板２０側からの入射光がＴＦＴ３０のチャネル領域１ａ、ソース領域１ｄ及びドレイン領域１ｅに入射することが防止される。第１遮光膜２３上に、対向電極（共通電極）２１が基板２０全面に亘って形成されている。対向電極２１上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜２２が積層され、図１の装置によって所定方向にラビング処理されている。
【００５２】
そして、素子基板１０と対向基板２０との間に液晶５０が封入されている。これにより、ＴＦＴ３０は所定のタイミングでデータ線６ａから供給される画像信号を画素電極９ａに書き込む。書き込まれた画素電極９ａと対向電極２１との電位差に応じて液晶５０の分子集合の配向状態が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【００５３】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば遮光膜２３と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５４】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、素子基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、素子基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００５５】
素子基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２が素子基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。素子基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５６】
次に、図６を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板１０（ＴＦＴ基板）と対向基板２０とは、別々に製造される。ステップＳ1 ，Ｓ6 で夫々用意されたＴＦＴ基板及び対向基板２０に対して、次のステップＳ2 ，Ｓ7 では、配向膜１６，２２となるポリイミド（ＰＩ）を塗布する。次に、ステップＳ3 ，Ｓ8 において、素子基板１０表面の配向膜１６及び対向基板２０表面の配向膜２２に対して、図１の装置を用いてラビング処理を施す。
【００５７】
次に、ステップＳ4 ，Ｓ9 において、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、ステップＳ5 において、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形成する。次に、ステップＳ10で、素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、ステップＳ11でアライメントを施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後に、ステップＳ12において、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００５８】
ステップＳ3 ，Ｓ8 のラビング処理は図１の装置を用いて行われる。図１において、ラビング装置は、ラビングステージ８１及びラビングロール８３を有している。ラビングステージ８１上には液晶基板８２が載置されるようになっている。基板８２は、例えば、貼り合わせ前のポリイミド塗布後の素子基板１０（図５参照）である。ラビングステージ８１とラビングロール８３とは相対的に移動自在であり、図１では、例えば、ラビングステージ８１がラビングロール８３に対して矢印にて示す水平方向に相対的に移動することを示している。
【００５９】
ラビングステージ８１の移動によって、液晶基板８２はその表面に平行で、ラビングロール８３の回転軸に略垂直な方向に移動自在である。液晶基板８２の搬送路の上方に、ラビングロール８３が設けられている。
【００６０】
ラビングロール８３は、円柱形状に構成され、円中心を軸にして周方向に回動自在である。ラビングロール８３の周面には、例えばレーヨンで形成されたラビング布８４が取り付けられている。ラビングステージ８１及びラビングロール８３の少なくとも一方は垂直方向にも移動自在であり、ラビングロール８３とラビングステージ８１とは、ラビング布８４による基板８２へのラビング圧が所定値になるように、垂直方向の位置決めが行われている。
【００６１】
本実施の形態においては、ラビングロール８３の上方の所定位置には、加湿エア送風装置８５が配設されている。加湿エア送風装置８５はラビングステージ８１の移動又はラビングロール８３の移動に伴って移動させてもよく、また、所定位置に固定させてもよい。加湿エア送風装置８５は、加湿したエアを、矢印で示す流れ８６に示すように、ラビングロール８３の上方側から基板８２表面を通過しラビングステージ８１後端上部に向かって送風するようになっている。加湿エア送風装置８５は、加湿エアの供給量及び方向が適宜設定可能である。また、加湿エアの湿度は５０〜９０％に設定される。
【００６２】
なお、加湿エアの流れ８６は、水平方向には所定の幅を有しており、例えば、ラビング方向に垂直な方向の基板８２の幅と同様の幅に構成してもよい。また、加湿エアの流れ８６は、一部ラビングロール８３の表面近傍も通過するようになっている。
【００６３】
一方、ラビングステージ８１の後端には、吸引装置８７が配設されている。吸引装置８７は、ラビングステージ８１の移動又はラビングロール８３の移動に伴って移動させてもよく、また、所定位置に固定させてもよい。吸引装置８７は、ラビングステージ８１後端上部で液晶基板８２側に向いた開口を吸引口８８として、吸引口８８を介して液晶基板８２側からエアを吸引することができるようになっている。吸引装置８７は、吸引したエアを図示しない排気口を介して排気する。吸引装置８７は、吸引圧が適宜設定可能である。
【００６４】
なお、吸引口８８は、開口下端がラビングステージ８１の表面と略面一に構成され、開口上端は例えば基板８２の表面よりも高い位置に位置する。また、吸引口８８は、水平方向には所定の幅を有しており、例えば、ラビング方向に垂直な方向の基板８２の幅と同様の幅に構成してもよい。
【００６５】
即ち、加湿エア送風装置８５による加湿エアの流れ８６に対応する位置に吸引装置８７の吸引口８８が設けられており、加湿エアの流れ８６は、液晶基板８２の表面をラビングと同じ向きに沿って十分な流量及び速度で安定して形成されるようになっている。
【００６６】
次に、このように構成された実施の形態の作用について説明する。
【００６７】
先ず、図６のステップＳ2 において配向膜となるポリイミドが塗布された基板８２を、ラビングステージ８１上に載置して表面に吸着させる。次に、ステップＳ22において、ラビングステージ８１を上昇させて、ラビングロール８３の周面のラビング布８４が液晶基板８２表面に所定の圧力で押圧するように、ラビングステージ８１の垂直位置を調整する。なお、ラビングロール８３を下降させることによって、垂直位置の調整を行ってもよい。
【００６８】
次に、液晶基板８２がラビングロール８３の下方に位置するように、ラビングステージ８１（又はラビングロール８３）を水平方向に移動させる。そして、ラビングロール８３を回転させながら、ラビングステージ８１（又はラビングロール８３）を水平方向に移動させて、ラビング処理を開始する。
【００６９】
本実施の形態においては、ラビング処理の開始から加湿エア送風装置８５による送風を開始させると共に、吸引装置８７による吸引及び排気を開始する。これにより、基板８２の表面上には、加湿エアの流れ８６が形成される。
【００７０】
ラビングロール８３が回転しながら、液晶基板８２が水平方向に移動することで、ラビングロール８３の周面のラビング布８４によって液晶基板８２の表面の配向膜が擦られてラビング処理が行われる。
【００７１】
液晶基板８２がラビングロール８３表面のラビング布８４によって高速に擦られることにより、液晶基板８２の表面、ラビング布８４等から異物が発生する。これらの異物は、ラビングロール８３の表面近傍を通過し、液晶基板８２の表面上を十分な流量及び速度で流れている加湿エアによって、液晶基板８２の後端側に流され、更に、吸引口８８を介して吸引装置８７に吸引される。
【００７２】
ラビングステージ８１の移動に拘わらず、加湿エアの流れ８６は、ラビングロール８３の表面近傍及び基板８２の表面上に形成され、ラビング処理の開始から終了までの間、基板８２及びラビング布８４等からの異物は吸引装置８７に吸引され続ける。
【００７３】
これにより、ラビング処理によって発生する異物が、基板８２表面及びラビングロール８３等に残留することはなく、また、基板８２及びラビングロール８３等の近傍を飛散することなく、ラビング処理と同時に吸引装置８７に吸引されて排除される。
【００７４】
また、ラビング時には、液晶基板８２がラビングロール８３表面のラビング布８４によって高速に擦られることにより、基板８２は帯電しようとする。しかし、基板８２表面上に形成される流れ８６が加湿エアであることから、基板８２の静電気の発生が低減される。なお、加湿エアの湿度を５０〜９０％に設定することによって、高い静電気除去効果が得られる。
【００７５】
このように本実施の形態においては、加湿エアの送風装置及び吸引装置を設けることで、ラビング時に、ラビングロールの表面もしくはその近傍及び液晶基板表面上に加湿エアによる安定した流路を形成しており、ラビング時に発生した異物を迅速且つ確実に吸引排除することができる。このため、ラビング時に異物が堆積することはなく、異物によって基板が傾斜してラビング強度が変化してしまうことはない。また、基板表面に加湿エアの流路が形成されるので、静電気の発生が防止される。これにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができる。
【００７６】
図７は本発明の第２の実施の形態を示す説明図である。図７において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
第１の実施の形態は加湿エアの流れ８６を構成する送風装置及び吸引装置を各１台用いた例を説明したが、本実施の形態は複数の送風装置及び吸引装置を配置した例を示している。
【００７８】
加湿エア送風装置８５ａ〜８５ｃは図１の加湿エア送風装置８５と同様の構成である。本実施の形態においては、加湿エア送風装置８５ａ〜８５ｃは、ラビングロール８３の上方後方からラビングロール８３の上方側でその表面近傍を通過し、基板８２の表面側に向かって加湿エアの流れ９５を発生させる。図７の例では、加湿エア送風装置８５ｂはラビングロール８３の軸方向の中心後方から送風を行い、加湿エア送風装置８５ａ，８５ｃは夫々ラビングロール８３の軸方向中心からずれた位置から中心側に向かって若干傾斜した向きに送風を行う。
【００７９】
一方、吸引排気装置９１乃至９２は、基板８２の後端の３カ所に配置されており、図１の吸引装置８７と同様の吸引を行う。吸引排気装置９１乃至９２によって、基板８２表面上の加湿エアの流れは、流路９６となって、各吸引排気装置９１乃至９３に向かう。
【００８０】
このように構成された実施の形態においては、３つの加湿エア送風装置８５ａ〜８５ｃによる加湿エアの流れ９５は、ラビングロール８３表面を上方から通過し、更に液晶基板８２表面を通過して３つの吸引排気装置９１乃至９３に向かう。これにより、ラビング時に発生した異物をラビングロール８３及び基板８２表面から迅速且つ確実に吸引排除すると共に、基板８２が帯電することを防止することができる。
【００８１】
また、本実施の形態においては、加湿エアの流れが１方向だけでなく複数の方向に形成されるので、異物の吸引排除効果を向上させることが可能である。
【００８２】
図８は本発明の第３の実施の形態を示す説明図である。図８において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８３】
本実施の形態は加湿エア送風装置８５に代えて超音波振動エア発生装置９８を採用した点が第１の実施の形態と異なる。即ち、超音波振動エア発生装置９８は、加湿エアに代えて超音波振動エアを吐出する点が図１の加湿エア送風装置８５と異なる。
【００８４】
このように構成された実施の形態においては、超音波振動エア発生装置９８から吐出された超音波振動エアによる流れ８６は、ラビングロール８３の表面近傍を通過し、更に、基板８２表面上を通過して吸引装置８７の吸引口８８に向かう。超音波振動エアは、ラビングロール８３及び基板８２の表面に付着した異物粒子を振動励起することで、表面から確実に剥離除去する。超音波振動エアの流れ８６によって、ラビングロール８３及び基板８２の表面等に付着した異物は、吸引口８８を介して吸引装置８７に吸引排除される。
【００８５】
このように本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、超音波振動によって異物粒子を振動励起することから、異物の確実な除去が可能である。
【００８６】
なお、本実施の形態の超音波振動エアを加湿して用いてもよいことは明らかである。この場合には、高い除電効果を得ることができる。
【００８７】
図９は本発明の第４の実施の形態を示す説明図である。図９において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態は加湿エア送風装置８５に代えてイオン化エア発生装置９９を採用した点が第１の実施の形態と異なる。即ち、イオン化エア発生装置９９は、加湿エアに代えてイオン化された超音波エアを吐出する点が図１の加湿エア送風装置８５と異なる。
【００８９】
このように構成された実施の形態においては、イオン化エア発生装置９９から吐出されたイオン化された超音波エアによる流れ８６は、ラビングロール８３の表面近傍を通過し、更に、基板８２表面上を通過して吸引装置８７の吸引口８８に向かう。イオン化された超音波エアは、ラビングロール８３及び基板８２の表面から剥離した異物を瞬時に除電する。イオン化された超音波エアの流れ８６によって、ラビングロール８３及び基板８２の表面等に付着した異物は、除電されると共に、吸引口８８を介して吸引装置８７に吸引排除される。
【００９０】
このように本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、イオン化された超音波エアによって異物を除電した後、確実に除去することができる。
【００９１】
上記各実施の形態においては、ラビングロールの後方からラビングロールの表面近傍を通過し、基板の後端に向かうエアの流路を形成した例を説明したが、エアの流路はこれに限定されるものではなく、基板及びラビングロールの表面近傍を通過するものであれば、どのような向きに流路を形成してもよいことは明らかである。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ラビングで発生する異物を排除すると共に、静電気を効率的に除去することにより、ラビング強度を一定にして、表示不良を防止し、液晶パネル間の特性バラツキを低減し、また、素子破壊を防止して不良を低減することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る液晶装置の製造装置を示す説明図。
【図２】 液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】 ＴＦＴ基板等の素子基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】 素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ'線の位置で切断して示す断面図。
【図５】 液晶装置を詳細に示す断面図。
【図６】 パネル組立工程を示すフローチャート。
【図７】 本発明の第２の実施の形態を示す説明図。
【図８】 本発明の第３の実施の形態を示す説明図。
【図９】 本発明の第４の実施の形態を示す説明図。
【図１０】 ラビング装置を示す説明図。
【符号の説明】
８１…ラビングステージ
８２…基板
８３…ラビングロール
８５…加湿エア送風装置
８６…加湿エアの流れ
８７…吸引装置
８８…吸引口
Claims (7)
- 基板が載置されるラビングステージと、
前記ラビングステージ上に載置された前記基板に対してラビング処理を施すラビングロールと、
前記ラビングロールの後方に配置され、ラビング時に前記基板及び前記ラビングロールの表面に対してエアの流路を形成するための３つのエア発生手段と、
前記ラビングロールの前方に配置され、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する３つの吸引手段とを具備し、
前記エア発生手段のうち１つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、
前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、
前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする液晶装置の製造装置。 - 前記エアは、加湿されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造装置。
- 前記加湿されたエアの湿度は、５０〜９０％であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置の製造装置。
- 前記エアは、超音波振動エアであることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造装置。
- 前記超音波振動エアは、加湿されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置の製造装置。
- 前記エアは、イオン化された超音波エアであることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造装置。
- ラビングステージ上に載置された基板表面をラビングロールを回転させながら擦ることによってラビング処理を施す工程と、
前記ラビングロールによるラビング時に、前記ラビングロールの上方に配置された３つのエア発生手段によって前記基板及び前記ラビングロールの表面にエアの流路を形成する工程と、
前記基板に対して前記エア発生手段とは反対側に配置された３つの吸引手段が、吸引によって、前記エアの流路によって搬送された異物を吸引して排除する工程とを具備し、
前記エア発生手段のうち１つのエア発生手段は、前記ラビングロールの軸方向における中心の後方から送風を行い、
前記エア発生手段のうち残りのエア発生手段は、前記ラビングロールの中心からずれた位置の後方から、前記ラビングロールの中心側に向かって傾斜した向きに送風を行い、
前記エア発生手段からのエアの流路が、前記吸引手段の吸引によって前記基板及び前記ラビングロールの表面を通過して前記吸引手段に向かうことを特徴とする液晶装置の製造方法。
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