JPH09126891A - Manufacture of liquid crystal display element and method and device for inspecting liquid crystal display element for orientational property - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the incorporation of defective parts in a liquid crystal element so as to improve the yield of the element by manufacturing the element while the orientational property of the oriented film of the element is monitored on-line or off-line. SOLUTION: A liquid crystal element is manufactured while the orientational property of an oriented film which is formed out of an organic matter on a glass substrate carrying transparent electrodes for orienting liquid crystals on-line or off-line by transmission type ellipsometry. When the element is manufactured in such a way, the yield of the element can be improved and the production cost of the element can be reduced remarkably by monitoring the state of a rubbing process on the manufacturing line of the element on-line or off-line and correcting the rubbing condition, etc., by feeding back the results to the rubbing process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板の上に
透明電極を形成し、その上に有機薄膜を形成し、この有
機薄膜をラビングして良品の液晶配向膜を得、液晶を封
入して液晶表示素子を製造する液晶表示素子の製造方法
及び液晶配向膜等における配向特性を検査する配向特性
検査方法及びその装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a transparent electrode formed on a glass substrate, an organic thin film formed thereon, and the organic thin film rubbed to obtain a non-defective liquid crystal alignment film, and a liquid crystal is sealed therein. The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display element, a method for manufacturing a liquid crystal display element, an alignment characteristic inspection method for inspecting the alignment characteristic of a liquid crystal alignment film, etc.

【０００２】[0002]

【従来技術】近年、例えば液晶表示素子のマルチメディ
アへの応用性が高いことから、液晶表示素子に対する期
待は益々高まり、市場からは液晶表示素子の高精彩化・
高視野角化などが要求されている。その要求を満たすた
めに、液晶表示素子の製造に於いて、液晶分子に均一で
安定な配列をもたらすことは必要不可欠の技術となっ
た。ポリイミド等の有機薄膜表面をレーヨン等の繊維を
植毛した布で一定方向に軽く擦るラビング法は、液晶分
子に一定のプレティルト角を持たせ且つ液晶分子を液晶
表示素子面内で均一に配向させる最も簡便且つ安価な手
法として、液晶表示素子製造に於いて一般的に用いられ
ている。その他の液晶配向方法に関する記述は、例え
ば、松本正一・角田市良共著「液晶の基礎と応用」（工
業調査会、１９９１年）、第５章に詳しい。市場から
は、また、液晶表示素子の低価格化も要求されている。
液晶表示素子を大量生産する為には、簡便且つ低コスト
で液晶分子の均一配向処理を一定して行うことが技術的
に重要である。2. Description of the Related Art In recent years, for example, liquid crystal display devices have high applicability to multimedia, so that expectations for liquid crystal display devices have increased more and more.
Higher viewing angles are required. In order to meet the demand, it has become an indispensable technique to produce uniform and stable alignment of liquid crystal molecules in the manufacture of liquid crystal display devices. The rubbing method, in which the surface of an organic thin film such as polyimide is lightly rubbed in a certain direction with a cloth in which fibers such as rayon are flocked, is a method in which the liquid crystal molecules have a certain pretilt angle and the liquid crystal molecules are uniformly aligned in the plane of the liquid crystal display element. As a simple and inexpensive method, it is generally used in the manufacture of liquid crystal display elements. For details of other liquid crystal alignment methods, refer to Chapter 5 of “Basics and Applications of Liquid Crystals” by Shoichi Matsumoto and Ryo Kakuda (Industrial Research Board, 1991), Chapter 5, for example. From the market, the price reduction of liquid crystal display elements is also required.
In order to mass-produce liquid crystal display devices, it is technically important to perform uniform alignment treatment of liquid crystal molecules uniformly at low cost.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ラビング法は、レーヨ
ン等の繊維を植毛した布を巻き付けた金属製円筒形ロー
ラーを回転させて有機薄膜表面を一定方向に擦ることに
よって、有機薄膜を液晶配向膜とする方法である。ラビ
ング法に用いられるラビング装置自体の構造は単純であ
り、ラビング装置の条件は、ローラーの回転数、基板の
送り速度、繊維を植毛した布を巻き付けたローラーと有
機薄膜付きガラス基板との間隔（これは「切り込み量」
と呼ばれている）、基板に対するローラー回転軸の角度
等のパラメーターによって決定する。ところが、これら
のパラメータが基板面内でばらつくと、液晶分子は液晶
表示素子面内で均一に配向せず、色ムラ、輝度ムラ等を
起こし、不良素子となる。また、ラビング装置の条件設
定は一定であっても、量産しているうちにラビング用布
に植毛した繊維の磨耗や劣化によって、ラビングされた
有機薄膜の物理的・化学的状態は異なってくる。従来
は、ラビングされた有機薄膜の状態の判定、つまり、ラ
ビング工程の良否判定は、実際に液晶表示パネルを組み
上げた後、点灯試験を行うことによって行われていた。In the rubbing method, a metal cylindrical roller wound with a cloth in which fibers such as rayon are planted is rotated and the surface of the organic thin film is rubbed in a certain direction so that the organic thin film becomes a liquid crystal alignment film. Is the method. The structure of the rubbing device itself used in the rubbing method is simple, and the conditions of the rubbing device are the number of rotations of the roller, the feeding speed of the substrate, the distance between the roller around which the fiber-implanted cloth is wrapped and the glass substrate with the organic thin film ( This is the "cut amount"
It is called)) and the angle of the roller rotation axis with respect to the substrate. However, if these parameters vary in the plane of the substrate, the liquid crystal molecules are not uniformly aligned in the plane of the liquid crystal display element, causing color unevenness, brightness unevenness, and the like, resulting in a defective element. Further, even if the condition setting of the rubbing apparatus is constant, the physical and chemical states of the rubbed organic thin film are different due to abrasion and deterioration of the fibers planted on the rubbing cloth during mass production. Conventionally, the determination of the state of the rubbed organic thin film, that is, the quality determination of the rubbing process has been performed by actually assembling the liquid crystal display panel and then performing a lighting test.

【０００４】従って、実際に液晶表示パネルを組み上げ
た後でないと、ラビング工程における不良を見付けるこ
とができず、大量の不良液晶表示素子を生産することに
なり、生産コストを増大させることとなっていた。Therefore, unless the liquid crystal display panel is actually assembled, a defect in the rubbing process cannot be found, and a large number of defective liquid crystal display elements are produced, which increases the production cost. It was

【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
液晶表示パネルを組み上げる前にラビング加工された液
晶配向膜の配向特性を検査して不良品については組み付
けないようにして液晶表示素子の歩留りを向上させて生
産コストを低減するようにした液晶表示素子の製造方法
を提供することにある。[0005] An object of the present invention is to solve the above problems.
Before assembling a liquid crystal display panel, the alignment characteristics of the rubbing-processed liquid crystal alignment film are inspected, and if defective products are not assembled, the yield of liquid crystal display elements is improved and the production cost is reduced. It is to provide a manufacturing method of.

【０００６】また本発明の他の目的は、液晶配向膜等に
おける配向特性を検査する配向特性検査方法及びその装
置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an alignment characteristic inspection method and apparatus for inspecting the alignment characteristic of a liquid crystal alignment film or the like.

【０００７】また本発明の他の目的は、液晶配向膜等に
おける配向特性を高速で検査する配向特性検査方法及び
その装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an alignment property inspection method and apparatus for inspecting alignment properties of a liquid crystal alignment film or the like at high speed.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、透明電極が形成されたガラス基板上に形
成される液晶を配向させるための有機物からなる配向膜
の配向特性をインラインまたはオフラインでモニタして
液晶表示素子を製造することを特徴とする液晶表示素子
の製造方法である。To achieve the above object, the present invention provides in-line alignment characteristics of an alignment film made of an organic material for aligning a liquid crystal formed on a glass substrate on which a transparent electrode is formed. Alternatively, it is a manufacturing method of a liquid crystal display element, which is characterized in that the liquid crystal display element is manufactured by off-line monitoring.

【０００９】また本発明は、透明電極が形成されたガラ
ス基板上に形成される液晶を配向させるための有機物か
らなる配向膜の配向特性を透過型の偏光解析法によりイ
ンラインまたはオフラインでモニタして液晶表示素子を
製造することを特徴とする液晶表示素子の製造方法であ
る。Further, according to the present invention, the alignment characteristics of an alignment film made of an organic material for aligning a liquid crystal formed on a glass substrate having a transparent electrode are monitored in-line or off-line by a transmission ellipsometry. A method of manufacturing a liquid crystal display element, which comprises manufacturing a liquid crystal display element.

【００１０】また本発明は、透明電極が形成されたガラ
ス基板上に、液晶を配向させるための有機物からなる配
向膜前駆体を塗布し、この塗布された配向膜前駆体を加
熱して配向膜を形成する配向膜形成工程と、該配向膜形
成工程によって形成された配向膜を前記ガラス基板面に
対して平行にラビング加工するラビング加工工程と、該
ラビング加工工程で加工された配向膜の配向特性を透過
型の偏光解析法で測定する配向特性測定工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。Further, according to the present invention, an alignment film precursor made of an organic material for aligning liquid crystals is applied on a glass substrate on which a transparent electrode is formed, and the applied alignment film precursor is heated to provide an alignment film. Forming an alignment film, a rubbing process of rubbing the alignment film formed by the alignment film forming process parallel to the glass substrate surface, and an alignment of the alignment film processed in the rubbing process. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: an alignment characteristic measuring step of measuring characteristics by a transmission ellipsometry method.

【００１１】また本発明は、透明電極が形成されたガラ
ス基板上に、液晶を配向させるための有機物からなる配
向膜前駆体を塗布し、この塗布された配向膜前駆体を加
熱して配向膜を形成する配向膜形成工程と、該配向膜形
成工程によって形成された配向膜を前記ガラス基板面に
対して平行にラビング加工するラビング加工工程と、該
ラビング加工工程で加工された配向膜の配向特性を透過
型の偏光解析法で測定する配向特性測定工程と、該配向
特性測定工程で測定された良品の配向膜が形成されたガ
ラス基板の間に液晶を封入する液晶封入工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。Further, according to the present invention, an alignment film precursor made of an organic substance for aligning liquid crystals is applied onto a glass substrate on which a transparent electrode is formed, and the applied alignment film precursor is heated to provide an alignment film. Forming an alignment film, a rubbing process of rubbing the alignment film formed by the alignment film forming process parallel to the glass substrate surface, and an alignment of the alignment film processed in the rubbing process. It has an alignment characteristic measurement step of measuring the characteristics by a transmission ellipsometry method, and a liquid crystal encapsulation step of enclosing a liquid crystal between the glass substrates on which the non-defective alignment film measured in the alignment characteristic measurement step is formed. And a method for manufacturing a liquid crystal display element.

【００１２】また本発明は、透明電極が形成されたガラ
ス基板上に、液晶を配向させるための有機物からなる配
向膜前駆体を塗布し、この塗布された配向膜前駆体を加
熱して配向膜を形成する配向膜形成工程と、該配向膜形
成工程によって形成された配向膜を前記ガラス基板面に
対して平行にラビング加工するラビング加工工程と、該
ラビング加工工程で加工された配向膜の配向特性を透過
型の偏光解析法で測定する配向特性測定工程と、該配向
特性測定工程で測定された配向膜の配向特性に基づいて
前記ラビング加工工程にフィードバックしてラビング加
工条件を制御するラビング加工条件制御工程と、前記配
向特性測定工程で測定された良品の配向膜が形成された
ガラス基板の間に液晶を封入する液晶封入工程とを有す
ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。Further, according to the present invention, an alignment film precursor made of an organic substance for aligning liquid crystals is applied on a glass substrate having a transparent electrode formed thereon, and the applied alignment film precursor is heated to provide an alignment film. Forming an alignment film, a rubbing process of rubbing the alignment film formed by the alignment film forming process parallel to the glass substrate surface, and an alignment of the alignment film processed in the rubbing process. Alignment characteristic measuring step of measuring characteristics by a transmission ellipsometry method, and rubbing processing for controlling rubbing processing conditions by feeding back to the rubbing processing step based on the alignment characteristics of the alignment film measured in the alignment characteristic measuring step. A condition controlling step and a liquid crystal encapsulating step of enclosing a liquid crystal between the glass substrates on which the non-defective alignment film measured in the alignment characteristic measuring step is formed. A method of manufacturing a liquid crystal display device.

【００１３】また本発明は、前記液晶表示素子の製造方
法における前記配向特性測定工程において、偏光光を照
射して配向膜付きガラス基板を透過した光波束の進行方
向に垂直な面内におけるほぼ直交二方向の位相差を算出
して配向特性を測定することを特徴とする。また本発明
は、前記液晶表示素子の製造方法における前記配向特性
測定工程において、偏光光を照射して配向膜付きガラス
基板を透過した光波束の進行方向に垂直な面内における
ほぼ直交二方向の振幅透過率比または該振幅透過率比の
正接または該振幅透過率比の正接の逆関数を算出して配
向特性を測定することを特徴とする。Further, according to the present invention, in the alignment characteristic measuring step in the method for manufacturing a liquid crystal display element, substantially orthogonal in a plane perpendicular to a traveling direction of a light wave packet irradiated with polarized light and transmitted through a glass substrate with an alignment film. It is characterized in that the phase difference in two directions is calculated and the orientation property is measured. Further, the present invention is, in the alignment characteristic measuring step in the method for manufacturing a liquid crystal display element, in substantially orthogonal two directions in a plane perpendicular to a traveling direction of a light wave packet that is irradiated with polarized light and transmitted through a glass substrate with an alignment film. The alignment characteristics are measured by calculating an amplitude transmittance ratio, a tangent of the amplitude transmittance ratio, or an inverse function of a tangent of the amplitude transmittance ratio.

【００１４】また本発明は、特定方向に偏光させた光波
束を配向特性を有する試料に照射し、該試料を透過し、
前記偏光光の方位角に対してほぼ９０度の角度をなすよ
うに設置された検光子を通過した光波束を検出器により
受光して信号に変換し、この変換された信号に基づいて
前記試料の配向特性を検査することを特徴とする配向特
性検査方法である。Further, the present invention irradiates a sample having an orientation property with a light wave packet polarized in a specific direction, transmits the sample,
An optical wave packet that has passed through an analyzer installed so as to form an angle of approximately 90 degrees with respect to the azimuth angle of the polarized light is received by a detector and converted into a signal, and the sample is based on the converted signal. Is a method for inspecting the orientation property, which is characterized by inspecting the orientation property.

【００１５】また本発明は、特定方向に偏光させた光波
束を照射する照射光学系と、前記照射光学系で偏光され
た偏光光の方位角に対してほぼ９０度の角度をなすよう
に設置された検光子と、前記照射光学系で偏光された光
波束を試料に照射して試料を透過した光波束の内、前記
検光子を通過した光波束を受光して信号に変換する検出
器とを備え、該検出器から得られる信号に基づいて前記
試料の配向特性を検査するように構成したことを特徴と
する配向特性検査装置である。Further, according to the present invention, the irradiation optical system for irradiating the light wave packet polarized in a specific direction and the irradiation optical system are installed so as to form an angle of about 90 degrees with respect to the azimuth angle of the polarized light polarized by the irradiation optical system. An analyzer and a detector for irradiating a sample with a light wave packet polarized by the irradiation optical system and transmitting the light wave packet passing through the sample, receiving the light wave packet passing through the analyzer and converting the light wave packet into a signal; And an alignment characteristic inspection device, which is configured to inspect the alignment characteristic of the sample based on a signal obtained from the detector.

【００１６】また本発明は、前記配向特性検査装置にお
いて、更に前記照射光学系から照射される光波束の位相
を変調させる変調光学系を備えたことを特徴とする。The present invention is also characterized in that, in the above-mentioned orientation characteristic inspection apparatus, a modulation optical system for modulating the phase of the light wave packet emitted from the irradiation optical system is further provided.

【００１７】また本発明は、液晶表示素子の量産ライン
において液晶表示素子のラビング工程の状況をインライ
ンで透過型の偏光解析によって常時モニタして液晶表示
素子を製造することを特徴とするものである。また本発
明は、偏光解析法によって、光波の進行方向に垂直な面
内の直交二方向の位相差を表すデルタ（Δ）と光波の進
行方向に垂直な面内の直交二方向の振幅比を代表するプ
サイ（Ψ）の両方若しくはいずれか一方の値を測定して
配向膜の配向特性を測定してラビング工程終了後の配向
膜付き基板を次工程に送るか否かの判定を行うととも
に、ラビング工程の条件変動を常時モニタすることを特
徴とする。Further, the present invention is characterized in that a liquid crystal display device is manufactured by constantly monitoring in-line the status of the rubbing process of the liquid crystal display device in a mass production line of the liquid crystal display device by transmission type polarization analysis. . Also, the present invention uses ellipsometry to determine the delta (Δ) that represents the phase difference between two orthogonal directions in the plane perpendicular to the traveling direction of the light wave and the amplitude ratio of the two orthogonal directions in the plane perpendicular to the traveling direction of the light wave. The value of both or one of the representative psi (Ψ) is measured to measure the alignment characteristics of the alignment film to determine whether the substrate with the alignment film after the rubbing process is sent to the next process, It is characterized in that the fluctuations in the conditions of the rubbing process are constantly monitored.

【００１８】また本発明は、液晶表示素子を組み上げた
時に液晶表示素子全面に亙って液晶分子が均一に配向し
且つ電圧印加時に表示ムラがでないように、液晶表示素
子を組み上げる前に、即ちラビング加工後、配向膜の配
向特性を偏光解析法によって検査できるようにしたこと
を特徴とするものである。Further, according to the present invention, when the liquid crystal display element is assembled, the liquid crystal molecules are uniformly oriented over the entire surface of the liquid crystal display element and the display unevenness does not occur when a voltage is applied. After the rubbing process, the alignment property of the alignment film can be inspected by ellipsometry.

【００１９】また本発明は、偏光子の方位角と検光子の
方位角を直交する位置関係に設定し且つ偏光子の方位角
と試料のラビング方向が−３０度から＋３０度の或一定
角度を為すように偏光解析装置の光学系と前記試料との
位置関係を固定することを特徴とする。Further, according to the present invention, the azimuth angle of the polarizer and the azimuth angle of the analyzer are set to be orthogonal to each other, and the azimuth angle of the polarizer and the rubbing direction of the sample are set to a certain constant angle from -30 to +30 degrees. It is characterized in that the positional relationship between the optical system of the ellipsometer and the sample is fixed.

【００２０】以上説明したように、本発明によれば、液
晶表示パネルを組み上げる前にラビング加工された液晶
配向膜の配向特性を検査して不良品については組み付け
ないようにして、高性能液晶表示素子の製造歩留まりを
大幅に向上させると共に、量産ラインにおける生産コス
トの大幅な低減を実現することができる効果を奏する。As described above, according to the present invention, the alignment characteristics of the rubbing-processed liquid crystal alignment film are inspected before assembling the liquid crystal display panel so that defective products are not assembled, and a high performance liquid crystal display is provided. This has the effect of significantly improving the manufacturing yield of elements and realizing a large reduction in production cost in a mass production line.

【００２１】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて具
体的に説明する。Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【００２２】まず、本発明に係る液晶表示素子の製造方
法について説明する。First, a method of manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention will be described.

【００２３】図１に本発明に係る液晶表示素子の製造工
程を示す。図２にはトランジスタが形成された基板の断
面構造を示す。図３には、トランジスタが形成された基
板に対向する基板の構造を示す。図４には図２に示す基
板と図３に示す基板が組み込まれて液晶が封入された液
晶表示素子の断面構造を示す。FIG. 1 shows a manufacturing process of a liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 2 shows a sectional structure of a substrate on which a transistor is formed. FIG. 3 shows a structure of a substrate which faces a substrate on which a transistor is formed. FIG. 4 shows a sectional structure of a liquid crystal display device in which the substrate shown in FIG. 2 and the substrate shown in FIG. 3 are incorporated and liquid crystal is sealed.

【００２４】まずトランジスタが形成された基板につい
て説明する。即ち、ゲート配線形成工程１１は、図２に
示すようにガラス基板５３上にＡｌ等のゲート配線５４
をスパッタ等によって形成した後、露光エッチングによ
って形成する工程である。その後ゲート配線５４上に酸
化膜を形成する。ＩＴＯ透明電極形成工程１２は、更に
ＩＴＯ（インディウム−錫系酸化物）をスパッタ成膜
し、露光エッチングによって透明電極５６を形成する工
程である。絶縁膜形成工程１３は、ＳｉＮｘ等の絶縁膜
５７を形成する工程である。トランジスタ・ソース・ド
レイン形成工程１４は、ａＳｉ等のトランジスタ５８を
形成し、それに対してソース電極６０およびドレイン線
６０を形成する工程である。パッシベーション膜形成工
程１５は、ＳｉＮｘ等のパッシベーション膜６２を形成
する工程である。配向膜形成工程１６は、この上に有機
高分子薄膜としてポリイミド薄膜６３を成膜する工程で
ある。このポリイミド薄膜６３は、ポリイミドワニスと
して、例えば日産化学製のＳＥ−６１０を用いて印刷
し、焼成温度約２３０〜２８０℃で約１０〜１５分間焼
成して成膜した。ラビング加工工程１７は、配向膜形成
工程１６で成膜された有機高分子薄膜６３に対して、半
径約３０〜５０ｍｍのローラーにレーヨン等の繊維を植
毛した布を巻き付け、回転数を約２０００〜３０００ｒ
ｐｍにし、基板の送り速度を約５０〜１２０ｍｍ／ｓｅ
ｃにし、切り込み量を１１〜１３（任意単位）にし、基
板の一辺に対して０度の方向にラビング加工する工程で
ある。透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査
工程１８は、上記ラビング加工工程１７で有機高分子薄
膜としてのポリイミド薄膜６３に対してラビング加工さ
れた配向膜の配向特性、即ちラビング加工によって高分
子鎖であるポリイミド分子鎖が延伸方向（ラビング方
向）とほぼ平行に配列する度合いを、偏光解析における
偏光子方位とラビング方位との成す角度θと偏光子３６
により直線偏光されて照射されて透過した光波束の進行
方向に垂直な面内における直交二方向（ｘ，ｙ方向）の
位相差を表すデルタ（Δ）または偏光子３６により直線
偏光されて照射されて透過した光波束の進行方向に垂直
な面内における直交二方向（ｘ，ｙ方向）の振幅透過率
比の正接の逆関数を表すプサイ（Ψ）との関係から算出
して良品であるか否かの検査をする工程である。もし、
透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査工程１
８において、ラビング加工された基板が不良と判定され
た時は、次の組立工程（液晶封入工程）２３に送りこむ
ことをやめ、製造ラインから抜き取る（排除する）。ま
た透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査工程
１８において、ラビング加工された基板が不良と判定さ
れた時は、同時にラビング加工工程１７にフィードバッ
ク２４を掛けてラビング条件（ローラーの回転数、基板
の送り速度、レーヨン等の繊維を植毛した布を巻き付け
たローラーと有機高分子薄膜付き基板との間隙（切り込
み量）、基板に対するローラー回転軸の角度、レーヨン
等の繊維を植毛した布を巻き付けたローラーの交換等）
の修正を行って、ラビング加工工程１７において不良品
を製造することを無くすことができる。特に、ラビング
加工工程１７において、ラビング条件が一定であったと
しても、量産している内にラビング用布に植毛した繊維
の磨耗や劣化によってラビングされた有機高分子薄膜６
３の物理的・化学的状態が異なってきて、透過型の偏光
解析法による配向膜の配向特性検査工程１８において、
不良品と判定されることになる。従って、透過型の偏光
解析法による配向膜の配向特性検査工程１８において、
ラビング加工された基板が不良品と判定された時は、同
時にラビング加工工程１７にフィードバック２４を掛け
てラビング条件の内、特に繊維を植毛した布を巻き付け
たローラーと有機高分子薄膜付き基板との間隙（切り込
み量）を変えたり、新しいローラーと交換したりする修
正作業が必要となる。First, the substrate on which the transistor is formed will be described. That is, in the gate wiring forming step 11, as shown in FIG. 2, a gate wiring 54 made of Al or the like is formed on the glass substrate 53.
Is a step of forming by means of exposure etching after forming by sputtering or the like. After that, an oxide film is formed on the gate wiring 54. The ITO transparent electrode forming step 12 is a step of forming ITO (indium-tin oxide) by sputtering and forming the transparent electrode 56 by exposure etching. The insulating film forming step 13 is a step of forming the insulating film 57 such as SiNx. The transistor / source / drain formation step 14 is a step of forming a transistor 58 such as aSi and forming a source electrode 60 and a drain line 60 on the transistor 58. The passivation film forming step 15 is a step of forming the passivation film 62 of SiNx or the like. The alignment film forming step 16 is a step of forming a polyimide thin film 63 as an organic polymer thin film thereon. This polyimide thin film 63 was formed by printing, for example, SE-610 manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd. as a polyimide varnish and baking at a baking temperature of about 230 to 280 ° C. for about 10 to 15 minutes. In the rubbing processing step 17, a cloth having fibers such as rayon or the like flocked around a roller having a radius of about 30 to 50 mm is wound around the organic polymer thin film 63 formed at the alignment film forming step 16, and the rotation speed is about 2000 to. 3000r
pm, and the substrate feed speed is about 50-120 mm / se
It is a step of rubbing in the direction of 0 degree with respect to one side of the substrate, with the cut amount being 11 to 13 (arbitrary unit). In the alignment film alignment property inspection step 18 using the transmission ellipsometry, the alignment film alignment property of the alignment film rubbed with respect to the polyimide thin film 63 as the organic polymer thin film in the rubbing process step 17, that is, the alignment film high alignment process The degree to which polyimide molecular chains, which are molecular chains, are arranged substantially parallel to the stretching direction (rubbing direction) is the angle θ between the polarizer orientation and the rubbing orientation in ellipsometry and the polarizer 36.
Is linearly polarized by a delta (Δ) representing a phase difference in two orthogonal directions (x, y directions) in a plane perpendicular to the traveling direction of the light wave packet which is radiated and transmitted. Is it a good product calculated from the relationship with Psi (Ψ), which represents the inverse function of the tangent inverse function of the amplitude transmittance ratio in two orthogonal directions (x, y directions) in the plane perpendicular to the traveling direction of the transmitted light wave packet? This is a process of inspecting whether or not. if,
Alignment property inspection process 1 of alignment film by transmission ellipsometry
When it is determined that the rubbing-processed substrate is defective in 8 (8), it is stopped from being sent to the next assembling step (liquid crystal encapsulating step) 23, and is removed (excluded) from the manufacturing line. When it is determined that the rubbing-processed substrate is defective in the alignment property inspection step 18 of the alignment film by the transmission ellipsometry, the rubbing step 17 is simultaneously multiplied by the feedback 24 to determine the rubbing condition (roller rotation speed). , The substrate feed speed, the gap (cut amount) between the roller wrapped with the cloth with fibers such as rayon and the organic polymer thin film, the angle of the roller rotation axis with respect to the board, the cloth with fibers such as rayon Exchange of wound rollers, etc.)
It is possible to eliminate the production of defective products in the rubbing process 17 by correcting the above. In particular, in the rubbing process 17, even if the rubbing conditions are constant, the organic polymer thin film 6 rubbed by abrasion or deterioration of the fibers planted in the rubbing cloth during mass production.
3 has a different physical / chemical state, and in the alignment property inspection step 18 of the alignment film by transmission ellipsometry,
It will be judged as a defective product. Therefore, in the alignment property inspection step 18 of the alignment film by the transmission ellipsometry,
When the rubbing-processed substrate is determined to be defective, feedback 24 is simultaneously applied to the rubbing process 17 to determine the rubbing conditions, in particular, the roller around which the cloth in which the fibers are transplanted is wound and the substrate with the organic polymer thin film. Modification work such as changing the gap (cut amount) or replacing with a new roller is required.

【００２５】次にトランジスタが形成された基板に対向
する基板について説明する。即ち、カラーフィルタ形成
工程２６は、ガラス基板６４上にカラーフィルタ層６５
を形成する工程である。ＩＴＯ透明電極形成工程１９
は、カラーフィルタ形成工程２６で形成されたカラーフ
ィルタ層６５上にＩＴＯ（インディウム−錫系酸化物）
をスパッタ成膜し、露光エッチングによって透明電極６
６を形成する工程である。配向膜形成工程２０は、この
上に有機高分子薄膜としてポリイミド薄膜６７を成膜す
る工程である。このポリイミド薄膜６７は、ポリイミド
ワニスとして、例えば日産化学製のＳＥ−６１０を用い
て印刷し、焼成温度約２３０〜２８０℃で約１０〜１５
分間焼成して成膜した。ラビング加工工程２１は、配向
膜形成工程２０で成膜された有機高分子薄膜６７に対し
て、半径約３０〜５０ｍｍのローラーにレーヨン等の繊
維を植毛した布を巻き付け、回転数を約２０００〜３０
００ｒｐｍにし、基板の送り速度を約５０〜１２０ｍｍ
／ｓｅｃにし、切り込み量を１１〜１３（任意単位）に
し、基板の一辺に対して０度の方向にラビング加工する
工程である。透過型の偏光解析法による配向膜の配向特
性検査工程２２は、上記ラビング加工工程２１で有機高
分子薄膜としてのポリイミド薄膜６７に対してラビング
加工された配向膜の配向特性、即ちラビング加工によっ
て高分子鎖であるポリイミド分子鎖が延伸方向（ラビン
グ方向）とほぼ平行に配列する度合いを、偏光解析にお
ける偏光子方位とラビング方位との成す角度θと偏光子
３６により直線偏光されて照射されて透過した光波束の
進行方向に垂直な面内における直交二方向（ｘ，ｙ方
向）の位相差を表すデルタ（Δ）または偏光子３６によ
り直線偏光されて照射されて透過した光波束の進行方向
に垂直な面内における直交二方向（ｘ，ｙ方向）の振幅
透過率比の正接の逆関数を表すプサイ（Ψ）との関係か
ら算出して良品であるか否かの検査をする工程である。
もし、透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査
工程２２において、ラビング加工された基板が不良と判
定された時は、次の組立工程（液晶封入工程）２３に送
りこむことをやめ、製造ラインから抜き取る（排除す
る）。また透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性
検査工程２２において、ラビング加工された基板が不良
と判定された時は、同時にラビング加工工程２１にフィ
ードバック２５を掛けてラビング条件（ローラーの回転
数、基板の送り速度、レーヨン等の繊維を植毛した布を
巻き付けたローラーと有機高分子薄膜付き基板との間隙
（切り込み量）、基板に対するローラー回転軸の角度、
レーヨン等の繊維を植毛した布を巻き付けたローラーの
交換等）の修正を行って、ラビング加工工程２１におい
て不良品を製造することを無くすことができる。特に、
ラビング加工工程２１において、ラビング条件が一定で
あったとしても、量産している内にラビング用布に植毛
した繊維の磨耗や劣化によってラビングされた有機高分
子薄膜６３の物理的・化学的状態が異なってきて、透過
型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査工程２２に
おいて、不良品と判定されることになる。従って、透過
型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査工程２２に
おいて、ラビング加工された基板が不良品と判定された
時は、同時にラビング加工工程２１にフィードバック２
５を掛けてラビング条件の内、特に繊維を植毛した布を
巻き付けたローラーと有機高分子薄膜付き基板との間隙
（切り込み量）を変えたり、新しいローラーと交換した
りする修正作業が必要となる。Next, the substrate facing the substrate on which the transistor is formed will be described. That is, in the color filter forming step 26, the color filter layer 65 is formed on the glass substrate 64.
Is a step of forming ITO transparent electrode forming step 19
Is ITO (indium-tin based oxide) on the color filter layer 65 formed in the color filter forming step 26.
Is formed by sputtering, and the transparent electrode 6 is formed by exposure etching.
6 is a step of forming 6. The alignment film forming step 20 is a step of forming a polyimide thin film 67 as an organic polymer thin film thereon. This polyimide thin film 67 is printed by using, for example, SE-610 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. as a polyimide varnish, and the baking temperature is about 10 to 15 at a baking temperature of about 230 to 280 ° C.
It was baked for a minute to form a film. In the rubbing processing step 21, the organic polymer thin film 67 formed in the alignment film forming step 20 is wrapped with a cloth having fibers such as rayon planted on a roller having a radius of about 30 to 50 mm and the rotation speed is about 2000 to about. Thirty
The substrate feed speed is about 50 to 120 mm at 00 rpm.
/ Sec, the cut amount is set to 11 to 13 (arbitrary unit), and the rubbing process is performed in the direction of 0 degree with respect to one side of the substrate. In the alignment property inspection step 22 of the alignment film by the transmission ellipsometry, the alignment property of the alignment film rubbed with respect to the polyimide thin film 67 as the organic polymer thin film in the rubbing process 21, that is, high by the rubbing process. The degree to which the polyimide molecular chains, which are molecular chains, are arranged substantially parallel to the stretching direction (rubbing direction) is linearly polarized by the polarizer 36 and the angle θ between the polarizer orientation and the rubbing orientation in polarization analysis, and is irradiated and transmitted. In the traveling direction of the light wave packet that has been transmitted by being linearly polarized by the polarizer 36 or delta (Δ) indicating the phase difference in two orthogonal directions (x, y directions) in the plane perpendicular to the traveling direction of the light wave packet. Inspection whether or not it is a non-defective product by calculating it from the relationship with Psi (Ψ), which represents the inverse function of the tangent of the amplitude transmittance ratio in two orthogonal directions (x, y directions) in the vertical plane. It is a step for.
If the rubbing-processed substrate is determined to be defective in the alignment property inspection step 22 of the alignment film by the transmissive ellipsometry, it is stopped from being sent to the next assembly step (liquid crystal encapsulation step) 23, and the manufacturing process is completed. Remove (remove) from the line. In addition, when it is determined that the rubbing-processed substrate is defective in the alignment property inspection step 22 of the alignment film by the transmission type ellipsometry, the rubbing step 21 is simultaneously multiplied by the feedback 25 to determine the rubbing condition (roller rotation speed). , The feeding speed of the substrate, the gap (cut amount) between the roller around which the cloth in which fibers such as rayon are implanted and the substrate with the organic polymer thin film, the angle of the roller rotation axis with respect to the substrate,
It is possible to eliminate the production of defective products in the rubbing process step 21 by making a correction such as the replacement of the roller wound with a cloth in which fibers such as rayon are flocked. Especially,
In the rubbing process 21, even if the rubbing conditions are constant, the physical / chemical state of the organic polymer thin film 63 rubbed by abrasion or deterioration of the fibers planted on the rubbing cloth during mass production is Differently, it is determined as a defective product in the alignment film orientation characteristic inspection step 22 by the transmission ellipsometry. Therefore, when the rubbing-processed substrate is determined to be defective in the alignment property inspection process 22 of the alignment film by the transmission ellipsometry, the rubbing process 21 is simultaneously fed back to the rubbing process 21.
Among the rubbing conditions by multiplying by 5, it is necessary to modify the gap (cut amount) between the roller wound with the cloth on which the fibers are transplanted and the substrate with the organic polymer thin film, or to replace it with a new roller. .

【００２６】次に液晶封入工程（組立工程）２３におい
て、透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査工
程１８において良品と判定された基板と透過型の偏光解
析法による配向膜の配向特性検査工程２２において良品
と判定された基板とに対して、基板周辺にシール材を塗
布し、配向膜６３と配向膜６７との間にスペーサー用ビ
ーズを分散してキャップ出しを行い、シール材硬化等を
した後、例えばメルク社製のＥ８なる液晶を注入及び封
入し、ドメインの境界をなくすようにベークして図４に
示す液晶表示素子を製造する工程である。即ち、液晶封
入工程（組立工程）２３により図４に示す液晶表示素子
が完成される。Next, in the liquid crystal encapsulation step (assembly step) 23, the alignment characteristics of the alignment film by the transmission ellipsometry and the substrates judged to be non-defective in the inspection step 18 and the alignment characteristics of the alignment film by the transmission ellipsometry method. A sealing material is applied to the periphery of the substrate determined to be non-defective in the inspection process 22, spacer beads are dispersed between the alignment film 63 and the alignment film 67, and capping is performed to cure the sealing material. And the like, and then, for example, a liquid crystal E8 manufactured by Merck Ltd. is injected and sealed, and baked so as to eliminate the boundary of the domain to manufacture the liquid crystal display element shown in FIG. That is, the liquid crystal display device shown in FIG. 4 is completed by the liquid crystal encapsulation process (assembly process) 23.

【００２７】次に透過型の偏光解析法による配向膜の配
向特性検査工程１８及び２２において行う検査について
説明する。図５は、本発明に係るガラス基板５３及び６
４上の有機高分子薄膜としてのポリイミド薄膜６３及び
６７に対してラビング加工するラビング加工装置８１と
透過型の偏光解析法による配向膜の配向特性検査装置８
２とその後液晶封入工程（組立工程）２３における基板
周辺にシール材を塗布する装置８３とを備えた量産用製
造ラインを示す図である。図６は、本発明に係る透過型
の偏光解析法による配向膜の配向特性検査装置の一実施
例を示す模式図である。即ち、図５に示すように、ラビ
ング加工装置８１は有機高分子薄膜６３及び６７に対し
て、半径約３０〜５０ｍｍのローラーにレーヨン等の繊
維を植毛した布を巻き付け、回転数を約２０００〜３０
００ｒｐｍにし、基板の送り速度を約５０〜１２０ｍｍ
／ｓｅｃにし、切り込み量を１１〜１３（任意単位）に
し、基板の一辺に対して０度の方向にラビング加工する
装置である。そしてこのラビング加工装置８１におい
て、有機高分子薄膜としてのポリイミド薄膜６３及び６
７に対してラビング加工が施された基板は、搬送手段に
より高分子鎖であるポリイミド分子鎖の延伸方向である
ラビング方向を維持された状態で、透過型の偏光解析法
による配向膜の配向特性検査装置８２に搬入される。特
にラビング加工装置８１におけるラビング加工は、基板
の一辺を基準にして行われるため、ラビング方向は基板
の一辺を基準にして決定される。透過型の偏光解析法に
よる配向膜の配向特性検査装置８２は、図６に示すよう
に構成されている。検査装置８２において、ラビング加
工装置８１から搬入されてラビング方向が維持された有
機高分子薄膜付き基板４０は、サーボモーターを用いる
ことで矢印方向に高速走査が可能な試料ステージ３９上
に載置される。即ち、試料ステージ３９上に形成された
基準出し突起に有機高分子薄膜付き基板４０の一辺を当
接することによって、有機高分子薄膜付き基板４０に形
成されたラビング方向が試料ステージ３９に対して合わ
された状態で載置されることになる。Next, the inspections performed in the alignment characteristic inspection steps 18 and 22 of the alignment film by the transmission ellipsometry will be described. FIG. 5 shows glass substrates 53 and 6 according to the present invention.
4. A rubbing device 81 for rubbing the polyimide thin films 63 and 67 as the organic polymer thin film on 4 and an alignment property inspection device 8 for an alignment film by a transmission ellipsometry method.
2 is a diagram showing a mass-production manufacturing line including 2 and a device 83 that applies a sealing material around the substrate in the liquid crystal encapsulation process (assembly process) 23 thereafter. FIG. 6 is a schematic view showing an embodiment of an alignment property inspection device for an alignment film by a transmission ellipsometry method according to the present invention. That is, as shown in FIG. 5, the rubbing apparatus 81 winds a cloth having fibers such as rayon on a roller having a radius of about 30 to 50 mm around the organic polymer thin films 63 and 67, and the rotation speed is about 2000 to Thirty
The substrate feed speed is about 50 to 120 mm at 00 rpm.
/ Sec, the cut amount is set to 11 to 13 (arbitrary unit), and the rubbing process is performed in the direction of 0 degree with respect to one side of the substrate. Then, in the rubbing processing device 81, polyimide thin films 63 and 6 as organic polymer thin films are used.
The substrate subjected to the rubbing process on No. 7 has an alignment property of an alignment film by a transmission ellipsometry method while maintaining a rubbing direction which is a stretching direction of a polyimide molecular chain which is a polymer chain by a transporting means. It is carried into the inspection device 82. In particular, since the rubbing processing in the rubbing processing device 81 is performed with reference to one side of the substrate, the rubbing direction is determined with reference to one side of the substrate. An alignment film orientation characteristic inspection device 82 by a transmission ellipsometry is configured as shown in FIG. In the inspection device 82, the substrate 40 with the organic polymer thin film carried in from the rubbing processing device 81 and maintained in the rubbing direction is placed on the sample stage 39 capable of high-speed scanning in the arrow direction by using a servo motor. It That is, the rubbing direction formed on the substrate 40 with the organic polymer thin film is aligned with the sample stage 39 by abutting one side of the substrate 40 with the organic polymer thin film on the reference protrusion formed on the sample stage 39. It will be placed in a closed state.

【００２８】例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのような光源
３１を出た光波束３２は、ビームスプリッタ４７によっ
て、紙面に対して垂直方向（紙面の奥行き方向）に複数
の光波束に分割される。ビームスプリッタ４７で分割さ
れた各光波束３２は、ビーム・エキスパンダ３３によっ
て光波束径が拡大されて光波束３４に変換される。各ビ
ーム・エキスパンダ３３で変換された光波束３４は、反
射鏡３５によって鉛直上向きに反射される。各反射鏡３
５で反射された光波束は、任意の方位に調整が可能な偏
光子３６によって特定の方向に直線偏光した光波束に変
換され、任意の方位に位相調整が可能な位相変調素子３
７に入射される。位相変調素子３７は、例えば５０ｋＨ
ｚ程度の周波数でピエゾ素子を駆動することによって直
線偏光の光に対して回転位相を付与させるものである。
このように各直線偏光の光に対して各位相変調素子３７
によって回転位相が付与された光波束を有機高分子薄膜
付き基板４０に入射される。有機高分子薄膜付き基板４
０を透過した各光波束は、偏光子３６の方位角と９０度
の角度を為すように設置した各検光子４２に入射し、各
偏光子３６によって変換された直線偏光光がそのまま直
進したものは、各検光子４２によって遮光され、それ以
外に変換された光は各検光子４２を透過することにな
る。各検光子４２を透過した光波束４３の偏光状態は検
出器４４で検出されて信号に変換される。データ処理系
４５は、各検出器４４から検出される各検光子４２を透
過した光波束４３の偏光状態を示す信号に基づいて、有
機高分子薄膜としてのポリイミド薄膜６７に対してラビ
ング加工された配向膜の配向特性、即ちラビング加工に
よって高分子鎖であるポリイミド分子鎖が延伸方向（ラ
ビング方向）とほぼ平行に配列する度合いを算出し、こ
の算出された配向膜の配向特性（配列する度合い）に基
づいて良品であるか否かについて判定するものである。
なお、データ処理系４５は、各検出器４４から検出され
る各検光子４２を透過した光波束４３の偏光状態を示す
信号に基づいて、偏光子３６により直線偏光されて照射
されて透過した光波束の進行方向に垂直な面内における
直交二方向（ｘ，ｙ方向）の位相差を表すデルタ（Δ）
または偏光子３６により直線偏光されて照射されて透過
した光波束の進行方向に垂直な面内における直交二方向
（ｘ，ｙ方向）の振幅透過率比の正接の逆関数を表すプ
サイ（Ψ）を算出し、この算出されたデルタ（Δ）また
はプサイ（Ψ）が基準の範囲内にあるか否かについて判
定して良品であるか否かについて判定しても良い。デー
タ処理系４５において、デルタ（Δ）またはプサイ
（Ψ）を算出する場合には、上記位相変調素子３７は必
要とすることもある。しかし、ラビング加工方向に対し
て偏光子３６および検光子４２の向きを合わせる調整作
業において、上記位相変調素子３７は必要となる。な
お、ビーム・エキスパンダ３３から検出器４４までの組
みを、試料ステージ３９の走査方向に対して直角方向に
複数配列したのは、試料ステージ３９を一方向に走査す
るだけで、有機高分子薄膜付き基板４０を全面について
配向特性を検査することができるためである。また検査
装置８２おいて、全ての有機高分子薄膜付き基板４０に
ついて検査しても良い。しかし、検査装置８２おいて、
ラビング加工装置８１において、変化が生じる少なくと
も有機高分子薄膜付き基板４０についてロット毎に検査
をする必要がある。また検査装置８２において、有機高
分子薄膜付き基板４０が不良品と判定されたとき、その
情報８４をラビング加工装置８１にフィードバックする
ことにより、ラビング条件（ローラーの回転数、基板の
送り速度、レーヨン等の繊維を植毛した布を巻き付けた
ローラーと有機高分子薄膜付き基板との間隙（切り込み
量）、基板に対するローラー回転軸の角度、レーヨン等
の繊維を植毛した布を巻き付けたローラーの交換等）の
修正を行って、ラビング加工工程２１において不良品を
製造することを無くすことができる。For example, an optical wave packet 32 emitted from a light source 31 such as a He-Ne laser is split by a beam splitter 47 into a plurality of optical wave packets in the direction perpendicular to the paper surface (depth direction of the paper surface). Each optical wave packet 32 split by the beam splitter 47 is converted into an optical wave packet 34 by expanding the optical wave packet diameter by the beam expander 33. The light wave packet 34 converted by each beam expander 33 is reflected vertically upward by the reflecting mirror 35. Each reflector 3
The light wave packet reflected at 5 is converted into a light wave packet linearly polarized in a specific direction by a polarizer 36 that can be adjusted in an arbitrary direction, and the phase modulation element 3 that can adjust the phase in an arbitrary direction.
7 is incident. The phase modulation element 37 is, for example, 50 kHz.
A piezo element is driven at a frequency of about z to impart a rotational phase to linearly polarized light.
In this way, for each linearly polarized light, each phase modulation element 37
The light wave packet to which the rotation phase has been imparted is incident on the substrate 40 with the organic polymer thin film. Substrate with organic polymer thin film 4
Each light wave packet transmitted through 0 is incident on each analyzer 42 installed so as to make an angle of 90 degrees with the azimuth angle of the polarizer 36, and the linearly polarized light converted by each polarizer 36 goes straight as it is. Is shielded by each of the analyzers 42, and the light converted to the other components is transmitted through each of the analyzers 42. The polarization state of the light wave packet 43 transmitted through each analyzer 42 is detected by the detector 44 and converted into a signal. The data processing system 45 rubs the polyimide thin film 67, which is an organic polymer thin film, on the basis of the signal indicating the polarization state of the light wave packet 43 transmitted through each analyzer 42 detected by each detector 44. The alignment property of the alignment film, that is, the degree of alignment of the polyimide molecular chains, which are polymer chains, by the rubbing process, is approximately parallel to the stretching direction (rubbing direction), and the calculated alignment property of the alignment film (alignment degree) Based on the above, it is determined whether or not the product is non-defective.
The data processing system 45 transmits the light linearly polarized by the polarizer 36 and transmitted based on the signal indicating the polarization state of the light wave packet 43 transmitted through each analyzer 42 detected by each detector 44. Delta (Δ) that represents the phase difference in two orthogonal directions (x and y directions) in the plane perpendicular to the traveling direction of the wave packet
Alternatively, a psi (Ψ) that represents the inverse function of the tangent of the amplitude transmittance ratio in two orthogonal directions (x and y directions) in a plane perpendicular to the traveling direction of the light wave packet that is linearly polarized by the polarizer 36, and is irradiated and transmitted. May be calculated, and whether the calculated delta (Δ) or psi (Ψ) is within the reference range may be determined to determine whether it is a non-defective product. In the data processing system 45, the phase modulation element 37 may be necessary when calculating delta (Δ) or psi (Ψ). However, the phase modulation element 37 is necessary in the adjustment work for aligning the directions of the polarizer 36 and the analyzer 42 with respect to the rubbing processing direction. The plurality of sets of the beam expander 33 to the detector 44 are arranged in the direction perpendicular to the scanning direction of the sample stage 39 because the organic polymer thin film is simply scanned in one direction. This is because the orientation characteristics can be inspected on the entire surface of the attached substrate 40. Further, the inspection device 82 may inspect all the substrates 40 with an organic polymer thin film. However, in the inspection device 82,
In the rubbing processing apparatus 81, it is necessary to inspect at least the substrate 40 with the organic polymer thin film, which changes, for each lot. Further, when the inspection device 82 determines that the substrate 40 with the organic polymer thin film is defective, the information 84 is fed back to the rubbing processing device 81, so that the rubbing conditions (roller rotation speed, substrate feed speed, rayon). Such as the gap (cut amount) between the roller wrapped with the fiber-implanted cloth and the substrate with the organic polymer thin film, the angle of the roller rotation axis relative to the substrate, and the replacement of the roller wrapped with the fiber-implanted cloth such as rayon) Can be corrected to eliminate the production of defective products in the rubbing process 21.

【００２９】ところで、検査装置８２において、光の透
過による偏光状態の変化を測定することによって有機高
分子薄膜付き基板４０における有機高分子薄膜６７に対
してラビング加工された配向膜の配向特性を検査するこ
とができる。即ち偏光状態として次の（数１）式の関係
を有する複素透過係数比ρで表現することができる。By the way, in the inspection device 82, the alignment characteristic of the alignment film rubbed with respect to the organic polymer thin film 67 in the substrate 40 with the organic polymer thin film is inspected by measuring the change of the polarization state due to the transmission of light. can do. That is, the polarization state can be expressed by the complex transmission coefficient ratio ρ having the relationship of the following (Equation 1).

【００３０】 ρ＝γx／γy＝ｔａｎΨ・ｅｘｐ（ｉΔ） （数１） ｔａｎΨは、振幅透過率比を示す。Δは相対的位相差を
示す。γx は複素透過率のｘ方向成分を示す。γy は複
素透過率のｙ方向成分を示す。Ρ = γx / γy = tan Ψ · exp (iΔ) (Equation 1) tan Ψ indicates the amplitude transmittance ratio. Δ indicates a relative phase difference. γ x represents the x-direction component of the complex transmittance. γy represents the y-direction component of the complex transmittance.

【００３１】即ち、ラビング加工された配向膜付き基板
４０に対して偏光解析測定を行い、偏光解析装置８２に
おいて偏光子方位とラビング方位のなす角度を変化させ
ると、偏光解析測定によって得られるデルタ（Δ）とプ
サイ（Ψ）の大きさも変化することを見出して、配向膜
の配向特性を検査することができることが確認できた。That is, ellipsometry measurement is performed on the rubbing-processed substrate 40 having an alignment film, and the angle between the polarizer orientation and the rubbing orientation is changed in the ellipsometer 82. It was found that the size of Δ) and the size of psi (Ψ) also changed, and it was confirmed that the alignment characteristics of the alignment film could be inspected.

【００３２】図７には、基板の一辺に対して０度の方向
にラビングした配向膜付き基板４０に関して偏光解析測
定を行い、偏光解析装置８２の偏光子方位とラビング方
位のなす角度θとΔの関係を極座標に示した。θを５度
ずつ変化させ、Δの測定値を隣り合ったθの間で結んだ
曲線が極座標内に示されている。θの変化に伴い、Δの
値は−０．３３２度から＋０．３８６度の間で変化して
いる。曲線内部が白抜きになっているθの領域ではΔは
正の値をとり、曲線内部に斜線を施したθの領域ではΔ
は負の値をとる。日産化学製のＳＥ−６１０を原料にポ
リイミド膜を作成した後、ポリイミド膜を延伸し、延伸
方向と偏光子方位との為す角をθとして同様の偏光解析
測定を行い図７と同様のΔ、θの関係を極座標表示した
結果、図７と同様の図形が描かれ、延伸方向と平行方向
に極座標における正の最大値が現れる。ラビング加工に
よって有機高分子膜を延伸すると、延伸方向と平行方向
に高分子鎖が配列する。上記したように延伸したポリイ
ミド膜に関する偏光解析測定結果、並びにポリイミド分
子鎖に平行な方向の屈折率と分子鎖に垂直な方向の屈折
率の大きさが異なることから、ポリイミド薄膜をラビン
グすることによりポリイミド分子鎖がラビング方向とほ
ぼ平行に配列し、配列したポリイミド分子鎖との分子間
力により液晶分子が規則正しく配列することが推考でき
る。この分子鎖が配列する度合いは上記Δ、Ψの値に反
映されており、この値をラビング工程のインラインモニ
タの基準に使用することは極めて有用である。In FIG. 7, ellipsometry measurement is performed on the substrate 40 with an alignment film, which is rubbed in the direction of 0 ° with respect to one side of the substrate, and the angle θ and Δ formed by the polarization direction of the polarization analyzer 82 and the rubbing direction. The relationship is shown in polar coordinates. A curve connecting the measured values of Δ between adjacent θs is shown in polar coordinates by changing θ by 5 degrees. With the change of θ, the value of Δ changes between −0.332 degrees and +0.386 degrees. Δ takes a positive value in the area of θ where the inside of the curve is outlined, and Δ in the area of θ that is shaded inside the curve.
Takes a negative value. After forming a polyimide film using SE-610 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. as a raw material, the polyimide film is stretched, and the same ellipsometry measurement is performed with the angle between the stretching direction and the polarizer orientation being θ, and Δ similar to that in FIG. As a result of displaying the relation of θ in polar coordinates, the same figure as in FIG. 7 is drawn, and the positive maximum value in polar coordinates appears in the direction parallel to the stretching direction. When the organic polymer film is stretched by the rubbing process, polymer chains are arranged in a direction parallel to the stretching direction. Ellipsometry measurement results for the polyimide film stretched as described above, and since the magnitude of the refractive index in the direction parallel to the polyimide molecular chain and the refractive index in the direction perpendicular to the molecular chain are different, by rubbing the polyimide thin film It can be inferred that the polyimide molecular chains are arranged substantially parallel to the rubbing direction, and the liquid crystal molecules are regularly arranged by the intermolecular force with the arranged polyimide molecular chains. The degree of arrangement of the molecular chains is reflected in the values of Δ and Ψ, and it is extremely useful to use this value as a reference for an in-line monitor in the rubbing process.

【００３３】図８には、ラビングをしない試料及びラビ
ング条件（半径約３０〜５０ｍｍのローラーにレーヨン
等の繊維を植毛した布を巻き付け、回転数を約２０００
〜３０００ｒｐｍにし、基板の送り速度を約５０〜１２
０ｍｍ／ｓｅｃにした）で切り込み量のみを変化させた
各試料ごとにΔの最大値を示したものである。各試料を
用いて液晶表示素子を作製し、液晶表示素子の点灯試験
を行って液晶表示素子としての良否を判定し、良品と判
定されたものに関してのΔの適正範囲を示す。この図８
に示したのは日産化学製のＳＥ−６１０を原料とした液
晶配向膜とメルク社製のＥ８を液晶材料とした場合の組
み合わせに於けるΔの適正範囲である。このΔの適正範
囲はポリイミド材料及び液晶材料に依存するものであ
り、各材料の組み合わせごとに図８のような関係を求め
る必要がある。量産ラインで用いる材料はほぼ一定して
いるので頻繁にそのような関係を求める必要は無い。ま
た、Ψにおいても同様に適正範囲を決めることができ
る。従って、検査装置（偏光解析装置）８２におけるデ
ータ処理系４５にこのように決定されたΔまたはΨの適
正範囲を入力して検査基準とすることによって、ラビン
グ加工された配向膜の配向特性の検査（良品であるか否
かの検査）をすることができる。このようにラビング工
程のインラインモニタまたはオフラインモニタの基準に
使用することは極めて有用である。In FIG. 8, a sample without rubbing and rubbing conditions (a cloth having fibers such as rayon flocked around a roller having a radius of about 30 to 50 mm and wound at a rotation number of about 2000).
~ 3000 rpm, the substrate feed speed is about 50 ~ 12
The maximum value of Δ is shown for each sample in which only the cut amount was changed at 0 mm / sec). A liquid crystal display element is manufactured using each sample, and a lighting test of the liquid crystal display element is performed to determine whether the liquid crystal display element is good or bad, and the appropriate range of Δ with respect to what is determined as a good product is shown. This Figure 8
Shown in Table 2 is the appropriate range of Δ in the combination of the liquid crystal alignment film made of SE-610 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. and E8 manufactured by Merck Ltd. as the liquid crystal material. The proper range of Δ depends on the polyimide material and the liquid crystal material, and it is necessary to obtain the relationship as shown in FIG. 8 for each combination of materials. Since the materials used in the mass production line are almost constant, it is not necessary to frequently obtain such a relationship. Further, the appropriate range can be similarly determined for Ψ. Therefore, the proper range of Δ or Ψ determined in this way is input to the data processing system 45 of the inspection device (polarization analyzer) 82 and used as an inspection reference to inspect the alignment characteristics of the rubbing-processed alignment film. (Inspection for non-defective product) can be performed. Thus, it is extremely useful to use it as a reference for an in-line monitor or an off-line monitor in the rubbing process.

【００３４】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示素子製造ライ
ンに於けるラビング工程の状況をインラインまたはオフ
ラインでモニタできるため、不良品を組み付けることを
防止して高性能液晶表示素子を高歩留まりで製造するこ
とができる効果を奏する。According to the present invention, since the status of the rubbing process in the liquid crystal display device manufacturing line can be monitored in-line or off-line, it is possible to prevent defective products from being assembled and to improve the yield of high-performance liquid crystal display devices. An effect that can be manufactured is exhibited.

【００３５】また本発明によれば、液晶表示素子製造ラ
インに於けるラビング工程の状況をインラインまたはオ
フラインでモニタしてラビング工程にフィードバックを
掛けてラビング条件等を修正することによって、高性能
液晶表示素子を高歩留まりで製造して生産コストを大幅
に低減することができる効果を奏する。Further, according to the present invention, the condition of the rubbing process in the liquid crystal display device manufacturing line is monitored in-line or off-line and feedback is given to the rubbing process to correct the rubbing conditions and the like, thereby improving the performance of the liquid crystal display. The effect that the element can be manufactured with a high yield and the production cost can be significantly reduced is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る液晶表示素子の製造工程を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display element according to the present invention.

【図２】本発明に係る液晶表示素子におけるトランジス
タが形成される基板の部分断面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a partial cross section of a substrate on which a transistor in a liquid crystal display element according to the present invention is formed.

【図３】本発明に係る液晶表示素子におけるトランジス
タが形成される基板に対向する基板の部分断面を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a partial cross section of a substrate facing a substrate on which a transistor in a liquid crystal display element according to the present invention is formed.

【図４】本発明に係る液晶表示素子を示す部分断面図で
ある。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a liquid crystal display element according to the present invention.

【図５】本発明に係る液晶表示素子の量産製造ラインの
一部を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a part of a mass production line of a liquid crystal display element according to the present invention.

【図６】本発明に係る配向膜の配向特性を検査する検査
装置（偏光解析装置）の一実施例の概略構成を示す模式
図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an inspection device (polarization analyzer) for inspecting the alignment characteristic of the alignment film according to the present invention.

【図７】本発明に係る偏光解析装置において偏光子方位
とラビング方位との間の角度変化（θ）と偏光解析測定
によって得られるデルタ（Δ）との関係を極座標表示し
た図である。FIG. 7 is a diagram in polar coordinates representation of the relationship between the angle change (θ) between the polarizer azimuth and the rubbing azimuth and the delta (Δ) obtained by ellipsometry measurement in the ellipsometer according to the present invention.

【図８】ラビングの切り込み量と偏光解析測定によって
得られるデルタ（Δ）との関係を示した図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a cut amount of rubbing and a delta (Δ) obtained by ellipsometry measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１６、２０…配向膜形成工程、 １７、２１…ラビング
加工工程 １８、２２…透過型の偏光解析法による配向膜の配向特
性検査工程 ２３…液晶封入工程（組立工程） ３１…光源、 ３２…光波束、 ３３…ビーム・エキス
パンダー ３５…反射鏡、 ３６…偏光子、 ３７…位相変調素子 ３９…試料ステージ、 ４０…有機薄膜付き液晶表示素
子用基板 ４２…検光子、 ４４…検出器、 ４５…データ処理系 ５６、６６…透明電極、 ６３、６７…有機高分子薄膜
（ポリイミド薄膜） ８１…ラビング加工装置、 ８２…検査装置（偏光解析
装置） ８３…シール材塗布装置16, 20 ... Alignment film forming step, 17, 21 ... Rubbing processing step 18, 22 ... Alignment film orientation characteristic inspection step by transmission ellipsometry 23 ... Liquid crystal encapsulation step (assembly step) 31 ... Light source, 32 ... Light Wave packet, 33 ... Beam expander 35 ... Reflecting mirror, 36 ... Polarizer, 37 ... Phase modulation element 39 ... Sample stage, 40 ... Substrate for liquid crystal display element with organic thin film 42 ... Analyzer, 44 ... Detector, 45 ... Data Processing system 56, 66 ... Transparent electrode, 63, 67 ... Organic polymer thin film (polyimide thin film) 81 ... Rubbing processing device, 82 ... Inspection device (polarization analyzer) 83 ... Sealing material applying device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺尾 弘 千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製 作所電子デバイス事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Terao 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi Ltd. Electronic Devices Division

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】透明電極が形成されたガラス基板上に形成
される液晶を配向させるための有機物からなる配向膜の
配向特性をインラインまたはオフラインでモニタして液
晶表示素子を製造することを特徴とする液晶表示素子の
製造方法。1. A liquid crystal display device is manufactured by in-line or off-line monitoring the alignment characteristics of an alignment film made of an organic material for aligning a liquid crystal formed on a glass substrate having a transparent electrode formed thereon. Method for manufacturing liquid crystal display device. 【請求項２】透明電極が形成されたガラス基板上に形成
される液晶を配向させるための有機物からなる配向膜の
配向特性を透過型の偏光解析法によりインラインまたは
オフラインでモニタして液晶表示素子を製造することを
特徴とする液晶表示素子の製造方法。2. A liquid crystal display device in which the alignment characteristics of an alignment film made of an organic material for aligning a liquid crystal formed on a glass substrate on which a transparent electrode is formed are monitored in-line or off-line by a transmission ellipsometry method. A method for manufacturing a liquid crystal display element, comprising: 【請求項３】透明電極が形成されたガラス基板上に、液
晶を配向させるための有機物からなる配向膜前駆体を塗
布し、この塗布された配向膜前駆体を加熱して配向膜を
形成する配向膜形成工程と、該配向膜形成工程によって
形成された配向膜を前記ガラス基板面に対して平行にラ
ビング加工するラビング加工工程と、該ラビング加工工
程で加工された配向膜の配向特性を透過型の偏光解析法
で測定する配向特性測定工程とを有することを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法。3. An alignment film precursor made of an organic material for aligning liquid crystals is applied onto a glass substrate on which a transparent electrode is formed, and the applied alignment film precursor is heated to form an alignment film. The alignment film forming step, the rubbing processing step of rubbing the alignment film formed by the alignment film forming step parallel to the glass substrate surface, and the alignment characteristics of the alignment film processed in the rubbing processing step are transmitted. A method for manufacturing a liquid crystal display device, which comprises: a step of measuring an alignment characteristic measured by a mold ellipsometry method. 【請求項４】透明電極が形成されたガラス基板上に、液
晶を配向させるための有機物からなる配向膜前駆体を塗
布し、この塗布された配向膜前駆体を加熱して配向膜を
形成する配向膜形成工程と、該配向膜形成工程によって
形成された配向膜を前記ガラス基板面に対して平行にラ
ビング加工するラビング加工工程と、該ラビング加工工
程で加工された配向膜の配向特性を透過型の偏光解析法
で測定する配向特性測定工程と、該配向特性測定工程で
測定された良品の配向膜が形成されたガラス基板の間に
液晶を封入する液晶封入工程とを有することを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法。4. A glass substrate having a transparent electrode formed thereon is coated with an alignment film precursor made of an organic substance for aligning liquid crystals, and the applied alignment film precursor is heated to form an alignment film. The alignment film forming step, the rubbing processing step of rubbing the alignment film formed by the alignment film forming step parallel to the glass substrate surface, and the alignment characteristics of the alignment film processed in the rubbing processing step are transmitted. And a liquid crystal encapsulation step of enclosing a liquid crystal between the glass substrates on which the non-defective alignment film measured in the orientation property measurement step is formed. Method for manufacturing liquid crystal display device. 【請求項５】透明電極が形成されたガラス基板上に、液
晶を配向させるための有機物からなる配向膜前駆体を塗
布し、この塗布された配向膜前駆体を加熱して配向膜を
形成する配向膜形成工程と、該配向膜形成工程によって
形成された配向膜を前記ガラス基板面に対して平行にラ
ビング加工するラビング加工工程と、該ラビング加工工
程で加工された配向膜の配向特性を透過型の偏光解析法
で測定する配向特性測定工程と、該配向特性測定工程で
測定された配向膜の配向特性に基づいて前記ラビング加
工工程にフィードバックしてラビング加工条件を制御す
るラビング加工条件制御工程と、前記配向特性測定工程
で測定された良品の配向膜が形成されたガラス基板の間
に液晶を封入する液晶封入工程とを有することを特徴と
する液晶表示素子の製造方法。5. An alignment film precursor made of an organic material for aligning liquid crystals is applied onto a glass substrate having a transparent electrode formed thereon, and the applied alignment film precursor is heated to form an alignment film. The alignment film forming step, the rubbing processing step of rubbing the alignment film formed by the alignment film forming step parallel to the glass substrate surface, and the alignment characteristics of the alignment film processed in the rubbing processing step are transmitted. -Type ellipsometry measuring alignment characteristic measuring step, and rubbing processing condition control step of feeding back to the rubbing processing step based on the alignment characteristics of the alignment film measured in the alignment characteristic measuring step to control rubbing processing conditions And a liquid crystal encapsulation step of enclosing a liquid crystal between the glass substrates on which the non-defective alignment film measured in the alignment characteristic measurement step is formed. Manufacturing method. 【請求項６】前記配向特性測定工程において、偏光光を
照射して配向膜付きガラス基板を透過した光波束の進行
方向に垂直な面内におけるほぼ直交二方向の位相差を算
出して配向特性を測定することを特徴とする請求項３ま
たは４または５記載の液晶表示素子の製造方法。6. The alignment characteristic is calculated by calculating a phase difference in two directions substantially orthogonal to each other in a plane perpendicular to a traveling direction of a light wave packet irradiated with polarized light and transmitted through a glass substrate with an alignment film in the alignment characteristic measuring step. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 3, 4 or 5, wherein 【請求項７】前記配向特性測定工程において、偏光光を
照射して配向膜付きガラス基板を透過した光波束の進行
方向に垂直な面内におけるほぼ直交二方向の振幅透過率
比または該振幅透過率比の正接または該振幅透過率比の
正接の逆関数を算出して配向特性を測定することを特徴
とする請求項３または４または５記載の液晶表示素子の
製造方法。7. In the alignment characteristic measuring step, an amplitude transmittance ratio in two directions substantially orthogonal to each other in a plane perpendicular to a traveling direction of a light wave packet irradiated with polarized light and transmitted through a glass substrate with an alignment film, or the amplitude transmission. 6. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 3, wherein the tangent of the ratio or the inverse function of the tangent of the amplitude transmittance is calculated to measure the alignment characteristics. 【請求項８】特定方向に偏光させた光波束を配向特性を
有する試料に照射し、該試料を透過し、前記偏光光の方
位角に対してほぼ９０度の角度をなすように設置された
検光子を通過した光波束を検出器により受光して信号に
変換し、この変換された信号に基づいて前記試料の配向
特性を検査することを特徴とする配向特性検査方法。8. A sample having orientation characteristics is irradiated with a light wave packet polarized in a specific direction, transmitted through the sample, and installed so as to form an angle of approximately 90 degrees with respect to the azimuth angle of the polarized light. A method for inspecting an alignment property, which comprises receiving a light wave packet that has passed through an analyzer by a detector, converting the received light wave into a signal, and inspecting the alignment property of the sample based on the converted signal. 【請求項９】特定方向に偏光させた光波束を照射する照
射光学系と、前記照射光学系で偏光された偏光光の方位
角に対してほぼ９０度の角度をなすように設置された検
光子と、前記照射光学系で偏光された光波束を試料に照
射して試料を透過した光波束の内、前記検光子を通過し
た光波束を受光して信号に変換する検出器とを備え、該
検出器から得られる信号に基づいて前記試料の配向特性
を検査するように構成したことを特徴とする配向特性検
査装置。9. An irradiation optical system for irradiating a light wave packet polarized in a specific direction, and a detector installed so as to form an angle of approximately 90 degrees with respect to the azimuth angle of the polarized light polarized by the irradiation optical system. A photon, and a detector for irradiating the sample with a light wave packet polarized by the irradiation optical system and transmitting the light wave packet passing through the sample, receiving a light wave packet passing through the analyzer and converting it into a signal, An orientation property inspection apparatus, which is configured to inspect the orientation property of the sample based on a signal obtained from the detector. 【請求項１０】更に前記照射光学系から照射される光波
束の位相を変調させる変調光学系を備えたことを特徴と
する請求項９記載の配向特性検査装置。10. The alignment characteristic inspection apparatus according to claim 9, further comprising a modulation optical system that modulates the phase of the light wave packet emitted from the irradiation optical system.