(57)【要約】【課題】配向膜のラビング処理における切削屑の付着を抑制する。【解決手段】基板上に配向膜を被着して成る成膜基板を、その被着面を下方に向けてロール芯とこの芯の表面に取り付けられた布からなるラビングロール上を配送するように成したラビング装置であって、前記成膜基板の配向膜が前記布のみに接触し、前記芯と接触しないように浮上させるべく気体又は液体を噴出する複数個の吹き出しノズルと、上記気体又は液体の噴出量を制御する噴出制御手段と、前記成膜基板の浮上量を測定する検知手段と、この検知手段の情報に応じて上記噴出制御手段の噴出量を規定する制御手段とを備えたことを特徴とするラビング装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配向膜を被着して成る成膜基板を、その被着面を下方に向けてロール芯とこの芯の表面に取り付けられた布からなるラビングロール上を配送するように成したラビング装置であって、前記成膜基板の配向膜が前記布のみに接触し、前記芯と接触しないように浮上させるべく気体又は液体を噴出する複数個の吹き出しノズルと、上記気体又は液体の噴出量を制御する噴出制御手段と、前記成膜基板の浮上量を測定する検知手段と、この検知手段の情報に応じて上記噴出制御手段の噴出量を規定する制御手段とを備えたことを特徴とするラビング装置。
【請求項２】
請求項１のラビング装置を用いて、前記成膜基板を浮上させるべく前記吹き出しノズルから気体又は液体を噴出し、前記成膜基板の浮上量を測定する検知手段と、この検知手段の情報に応じて上記噴出制御手段の噴出量を規定する制御手段とを用いて、前記成膜基板の配向膜を前記布のみに接触し、前記芯と接触しないように浮上量を一定にし、成膜基板のラビング処理を行ったことを特徴とする配向膜のラビング方法。
【請求項３】
ラビング処理後に前記吹き出しノズルから洗浄機能を有する液体を吹き出し、この液体で基板を空中に浮かすとともに、基板上の配向膜を洗浄せしめたことを特徴とする請求項２記載の配向膜のラビング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の基板に形成された配向膜をラビング処理するためのラビング装置、さらに本発明のラビング装置を用いた配向膜のラビング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、携帯電話機をはじめとして、携帯情報端末、家庭用ファックス等の電子機器類に、あるいはパーソナルコンピューターのような情報処理装置や、ナビゲーションシステム、投写型テレビ、などに、文字、数字、図形等の像を表示するための表示装置として使用されてきている液晶表示装置は、２枚の基板の少なくとも片側双方に複数の透明電極が形成されており、これら２枚の基板間に液晶を狭持してなる液晶セルに、それら基板表面の表示電極からほぼ平行に液晶セル外部に延ばされ形成された端子電極を通じて液晶セルを駆動する電子部品が接続された構成を有している。
【０００３】
近来とくにＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマティック）に代表される単純マトリクスでは、大画面化・高精細化に伴い表示の均一性が要求されている。
【０００４】
この表示の均一性は、液晶分子の並び方の指標となる配向の均一性と、液晶を狭持する基板間のギャップの均一性により決定される。
【０００５】
配向制御の方法として、ロール表面にレーヨン等の布を巻き付け、その布の毛先で基板表面に形成した配向膜を擦るラビング処理法が現在は主流になっている。この従来のラビング処理法の一例について、例えば特許文献１や特許文献２等に掲示されている方法があるが、ここでは前者の方法について図３、図４を用いて簡単に説明する。
【０００６】
図３、図４は、従来技術における液晶表示装置の配向膜にラビング処理を行うビング装置の一部を示す概略図であり、図３はガラス基板進行方向の概略断面図、図４は同概略平面図を示している。
【０００７】
図３、図４において、電極基板１はガラス製の基板上に形成されたＩＴＯ膜からなる透明表示電極２と、その上に形成されたポリイミド等で形成された配向膜３とで形成されている。基板１を擦るラビングロール４は、ロールの表面にレーヨン製のラビング布６が、両面テープ５を用いて貼り付けられたものであり、ガラス基板１の上方に配置されている。図４において、ラビングロール４と配向膜３との位置関係を解りやすくするために、便宜上ラビングロールを透明なものとして図示した。
【０００８】
ラビングロール４は図４に示したようにある一定の角度θをとるように設置されている。
【０００９】
このような条件下で、図３に示したようにラビングロール４をＹ方向に回転させながらガラス基板１を矢印Ｘ方向へ移動させることによって配向膜３のラビング処理を行う。また、ラビング処理時に電極基板１上に形成された配向膜３の表面に対し布６の毛先がある一定の幅で接しており、この部分でラビング処理が行われる。
【００１０】
〔特許文献１〕
特開２０００−１８０８５９号公報
〔特許文献２〕
特開２００１−３３７４５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のラビング装置を用いたラビング処理では、ラビング処理時の切削屑が基板上に残ってしまい、これが原因で輝度ムラ、表示ムラを生じ、結果として不良品を作り出す要因にもなっていた。
【００１２】
したがって、本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的は配向膜へのゴミの付着を防止し、配向膜をラビングする際の歩留まりを向上させることができるラビング装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、上記ラビング装置を用いた配向膜のラビング方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のラビング装置は、基板上に配向膜を被着して成る成膜基板を、その被着面を下方に向けてロール芯とこの芯の表面に取り付けられた布からなるラビングロール上を配送するように成したラビング装置であって、前記成膜基板の配向膜が前記布のみに接触し、前記芯と接触しないように浮上させるべく気体又は液体を噴出する複数個の吹き出しノズルと、上記気体又は液体の噴出量を制御する噴出制御手段と、前記成膜基板の浮上量を測定する検知手段と、この検知手段の情報に応じて上記噴出制御手段の噴出量を規定する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の配向膜のラビング方法は、前記成膜基板を浮上させるべく前記吹き出しノズルから気体又は液体を噴出し、前記成膜基板の浮上量を測定する検知手段と、この検知手段の情報に応じて上記噴出制御手段の噴出量を規定する制御手段とを用いて、前記成膜基板の配向膜を前記布のみに接触し、前記芯と接触しないように浮上量を一定にし、成膜基板のラビング処理を行ったことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の配向膜のラビング方法は、ラビング処理後に前記吹き出しノズルから洗浄機能を有する液体を吹き出し、この液体で基板を空中に浮かすとともに、基板上の配向膜を洗浄せしめたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明のラビング装置によれば、上記構成のように、下方から上方に向けて吹き出しノズルから高圧気体又は高圧液体を吹き出し、基板を空中に浮かし、基板上に形成された配向膜のラビング処理を行う際に、前記基板の配向膜側を下に向け、下方よりラビングロールを当てて擦ったことで、基板上に形成された配向膜への異物付着の低減を図ることができる。また、例えばラビング処理後に下方から吹き出す高圧液体に洗浄機能を持たせたことで、基板上に形成された配向膜の洗浄を行うことができる。さらに、基板上に形成された配向膜の洗浄を行った後に、清浄化された高圧気体を搬送用兼エアナイフとして使用したことにより、ラビング処理後の基板上に形成された配向膜の清浄度を上げることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るラビング装置を図面により詳述する。
【００１９】
図１は本発明のラビング装置の概略断面図、図２はその概略平面図である。
【００２０】
図２において、ラビングロール４と基板１との位置関係をわかりやすくするために、便宜上透明電極と配向膜を透明なものとして図示した。
【００２１】
図１と図２に示すラビング装置３０において、基板１を空中に浮かすため、下方から基板１に圧力をかける高圧気体又は高圧液体を吹き出す複数個の吹き出しノズル７を立設している。可能な限り、基板１の全体に高圧気体又は高圧液体を吹き出し、基板１に均等に圧力をかけるため、ラビングロール４付近の吹き出しノズル７の先頭をラビングロール４の方向に曲げるようにしている。また、吹き出しノズル７から出射する高圧気体又は高圧液体の圧力（気体又は液体の噴出量を制御することによって圧力を変える）を制御するための噴出制御手段（開閉弁８）と、基板１の空中における高さ位置を測定する検知手段（センサ１２）と、センサ１２から得た基板１の空中における高さ位置情報に基づいて開閉弁８の開閉制御を行い、空中の基板１を必要な高さに保つための制御手段（制御ユニット１３、たとえば、シーケンサ、ＣＰＵを含んだ制御回路等）とともに、空中に浮かされた基板１上に形成された配向膜３を下方より擦ってラビング処理を行うためのラビングロール４を設けている。
【００２２】
基板１上にＩＴＯ等からなる透明電極２が形成され、この透明電極２上にポリイミド等からなる配向膜３が形成されている。基板１上の配向膜３を擦るためのラビングロール４は、図１に示すように基板１の下方に配置されている。ロールの表面に両面テープ５を介して、レーヨン等からなるラビング布６が貼り付けられており、ラビングロール４をＹ方向に回転させながら基板１を矢印Ｘ方向へ移動させることで配向膜３のラビング処理を行う。また、基板１上に形成された配向膜３の表面に対し布６の毛先がある一定の幅で接しており、この部分でラビング処理を行う。
【００２３】
本発明において、ラビング処理時の基板１を搬送するのに、清浄化された高圧気体又は高圧液体により基板１を空中に浮遊した状態で行う。すなわち、基板１に物理的に接触するのは、基板１の搬送（移動）及び位置決め兼用の支持体１４とラビング処理用の布６のみとなる。その結果、基板１が傷つく可能性を抑え、ゴミの付着を防止する事ができる。
【００２４】
また、例えば上述したラビング装置３０を用いた配向膜のラビング方法において、順次、（１）本発明のラビング装置３０を用いて基板１上に形成された配向膜３のラビング処理を行う工程と、（２）ラビング処理後に、吹き出しノズル７から洗浄機能を有する液体を吹き出し、基板１上の配向膜３の洗浄を行う工程、さらに（３）配向膜の洗浄後に、吹き出しノズル７から清浄化された気体を吹き出し、この気体で基板１を空中に浮かし、基板１の搬送を行うとともに基板乾燥のため、この気体をエアナイフとしても使用する工程、といった３工程を用いれば、より高性能かつ高信頼性の液晶表示装置が得られる。
【００２５】
工程（１）において、上述したように本発明のラビング装置３０を用いて基板１上に形成された配向膜３のラビング処理を行うことで、ラビング処理で発生したゴミ、屑の基板１への付着を防止でき、また、ラビング処理で発生したゴミ、屑が基板１に傷を付けることも防止できる。
【００２６】
工程（２）において、ラビング処理後に、下方の吹き出しノズル７から吹き出す液体に洗浄機能を持たせ、基板１上に形成された配向膜３の洗浄を行うことで、基板１に形成された配向膜３に残っていたゴミ、屑等を落とすことができる。
【００２７】
工程（３）において、吹き出しノズル７から高圧気体を吹き出し、この高圧気体で基板１を空中に浮かすと同時にこの高圧気体を基板乾燥用エアナイフ用としても使用することで、基板１の乾燥を行うと同時に搬送用支持体１４によって基板１に与えられた他の力（図示せず）によって、基板１をラビング装置３０の排出側に搬送でき、効率よく基板１の乾燥と排出が行えるため、液晶表示装置の製造タクト時間の削減にもつながる。
【００２８】
以上の（１）、（２）、（３）工程から液晶表示装置に使う高性能、高信頼性のラビング処理された配向膜３が得られる。また、この配向膜３を使った液晶表示装置は優れた画像の表示特性および高い信頼性を有する。
【００２９】
以下に本発明のラビング装置３０の各構成およびこの装置を用いた配向膜３のラビング処理をより詳細に述べる。
【００３０】
本発明におけるラビング装置３０に、基板１を空中に浮かすため、高圧気体又は高圧液体を下方から上方に向けて吹き出すための吹き出しノズル７が立設されている。この高圧気体、高圧液体を吹き出すための吹き出しノズル７の配置、サイズ、個数は、基板１のサイズによって変更し、吹き出しノズル７の形状はスリット状となっていることが望ましい。また、あるスリット状の吹き出しノズルの配置は前段のスリット状の吹き出しノズルと一部のみ重なる配置が好ましい。
【００３１】
また、基板１の高さ位置を検出するため、ラビング装置３０の上方部に複数個の測距センサ１２が設置され、測距センサ１２から基板１までの距離を計測し、測距センサ１２からシーケンサ、ＣＰＵを含んだ制御回路等の制御ユニット１３等に計測した距離データを出力する。この距離データを元に制御ユニット１３が基板１とラビングロール４との垂直方向の位置関係を計算し、この位置関係を適正値に保つ目的で吹き出す高圧気体又は高圧液体の圧力値を制御式開閉弁８に指示し、制御式開閉弁８が吹き出す高圧気体又は高圧液体の圧力をこの圧力値になるように調節する。制御式開閉弁８は電気的な制御が可能な電磁弁を使用した、例えばエアードオペレーションバルブやアクチュエータバルブ等を使用する。この開閉弁８は緊急時用に吹き出す高圧気体又は高圧液体の圧力を手動で調整出来るようにしておくことが望ましい。具体的に制御式開閉弁８における高圧気体、高圧液体の圧力を制御する手法は、測距センサ１２と連動する制御ユニット１３に従うコンプレッサーによってコントロールし、適正な位置に基板１を浮遊させられるようにすることが好ましい。
【００３２】
この基板１の移動と位置決めを容易に行うため、基板１が支持体１４に支持されている。吹き出し孔７から高圧気体又は高圧液体を下方から上方に向けて吹き出すことによって基板１を適切な高さ位置で空中に浮かしたまま、支持体１４により基板に加えられる水平方向の力（図示せず）によって基板１を移動させることができる。
【００３３】
さらに、高圧気体又は高圧液体を供給する配管等の途中部に高圧気体又は高圧液体を清浄化するためのフィルター１０を設けている。また、高圧気体、高圧液体の温度を常温近辺、湿度を常湿度以下とするのが好ましいため、高圧気体使用時に温度・湿度を調整するための温度・湿度調整部やゴミの静電気による付着防止の効果を期待したイオナイザー機能を高圧気体の供給部（図示せず）に、同様に高圧液体使用時に温度を調整するための温度調整部を高圧液体供給部（図示せず）に、それぞれ設けたり、基板１検知用のセンサ（例えばフォトセンサ、振子センサなど）を基板１の搬送方向に一定間隔で配置して、基板１が存在しない部分の吹き出しノズル７からの高圧気体又は高圧液体の吹き出しを自動停止させるという構成を設けてもよい。
【００３４】
また、基板１を空中に浮遊させるための高圧気体又は高圧液体の組成材料としては、毒性が無く、環境破壊に関与せず、基板１に使うガラス、プラスチック等の材料に影響を与えないものが望ましい。
【００３５】
上述したように、ラビング処理時において、基板１を吹き出しノズル７により下方から上方に向けて吹き出す高圧気体又は高圧液体で支えるという状況を作ることで、ラビング処理時に発生するポリイミドの切削屑が基板１上に落ちることなく重力に従い下方に落ち、同時に基板１を支持するための高圧気体又は高圧液体で基板１上の付着ゴミを取り除くことも可能である。高圧気体又は高圧液体により取り除かれたゴミも、重力に引かれて落下するので再度基板上に付着する可能性もほとんどない。さらに上述したように、高圧気体の供給部にイオナイザー機能を持たせておけば、静電気によるゴミ付着も防止できる。また、例えばラビング処理後に、洗浄機能を有する高圧液体を吹き出して基板１を支えることで洗浄効果も持たせ、その後、再度高圧気体を吹き出すことでエアナイフの効果による基板乾燥の効果をも期待でき、基板上の切削屑等のゴミ付着防止ならびに排除がより確実となる。このように、ゴミの付着防止を徹底することで、最終的な歩留まりの向上と品質の向上を期待できる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改善などは何ら差し支えない。ＳＴＮ型単純マトリックスタイプ液晶表示装置に使う配向膜のラビング処理について説明したが、その他に双安定型単純マトリックスタイプの液晶表示装置用やＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置用であっても同様な作用効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のラビング装置によれば、基板上に形成された配向膜を下方より擦ってラビング処理を行うためのラビングロールを設けるとともに、前記基板を空中に浮かす為に下方から基板に圧力をかける気体又は液体を吹き出す複数個の吹き出しノズルを立設し、前記吹き出しノズルから吹き出す気体又は液体の圧力を制御できる開閉弁と、前記基板の高さ位置を測定するセンサと、前記位置情報に基づいて前記開閉弁の開閉制御を行い、空中の基板を必要な高さに保つ制御ユニットを設けたことで、このラビング装置を用いて配向膜のラビング処理を行った場合、高性能、高信頼性の配向膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラビング装置の概略断面図である。
【図２】本発明に係るラビング装置の概略平面図である。
【図３】従来技術に係るラビング装置の概略断面図である。
【図４】従来技術に係るラビング装置の概略平面図である。
【符号の説明】
１・・・基板
２・・・透明電極
３・・・配向膜
４・・・ラビングロール
５・・・両面テープ
６・・・布
７・・・気体、液体吹き出しノズル
８・・・開閉弁
９・・・流量計
１０・・・フィルター
１１・・・排出部
１２・・・測距センサ
１３・・・制御ユニット
１４・・・基板搬送用支持体
１５・・・基板搬送用ローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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