(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が塗布されたガラス基板を載置したラビングステージを所定の速度で移動させながら、回転するラビングローラの外周面に巻装されたラビング布で前記配向膜をラビングするラビング装置であって、前記ラビングステージはサブステージ上に複数のメインステージが縦横方向に所定の間隔で配設されており、前記サブステージは平板形状体を２枚のＣＦＲＰ板で挟持したサンドイッチ構造であることを特徴とするラビング装置。
【請求項２】
前記平板形状体は、金属板および平板形状のアングル構造体のうちの１つであることを特徴とする請求項１に記載のラビング装置。
【請求項３】
前記メインステージは金属板およびセラミック板のうちの１つであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のラビング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造プロセスの中のラビング工程で使用するラビング装置に関するものであり、詳しくは、配向膜が塗布されたガラス基板を載置するラビングステージの軽量化、剛性化および平面度の精度向上を図ることによってガラス基板の大型化に対応できるラビングステージを備えたラビング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの製造プロセスの中にラビング工程がある。これは、透明基板（例えば、ガラス基板）の表面に形成された配向膜を布で擦って（ラビング）微細な溝を形成する工程であり、液晶分子の分布を均一に、且つ液晶分子の配向を溝に沿って所定の方向に配列させることによって液晶表示素子の全面に亘って均一な表示を得るようにするためのものである。
【０００３】
従って、表示品位の良好な液晶表示素子を製作するためには、配向膜全面を均一な条件下でラビングすることによって配向膜全面に亘って微細な溝を均一に形成することが重要である。
【０００４】
ガラス基板に形成された配向膜をラビングする一般的な方法は、円筒形状のローラの外周面にパイル（毛）を植設した布（ラビング布）を巻装してラビングローラを構成し、ガラス基板を所定の速度で、所定の方向に移動させながらガラス基板に形成された配向膜を回転するラビングローラのパイルでラビングするものである。
【０００５】
この場合、配向膜全面に亘って均一な条件で再現性良くラビングためには、上記ガラス基板に形成された配向膜に対してラビングローラに巻装されたラビング布のパイルの距離あるいは圧力を均一に保持した状態でラビングすることが必要である。
【０００６】
そこで、非接触式変位センサを使用してラビングローラのローラの表面とガラス基板を載置するラビングステージ表面との平行度を調整できるラビング装置が提案されている。例えば、図３に示すように往復台１００がベース１０１上の長手方向に延びる移動レール１０２に往復方向に移動自在に搭載され、往復台１００の上面には昇降台１０３が上下方向に移動自在に搭載され、更に昇降台１０３の上面中央部には昇降台１０３の上面に平行な面を有する旋回テーブル１０４が搭載されている。
【０００７】
また、ベース１０１上に立設された門型の支持枠１０５の天井に取り付けられた旋回軸受１０６に支持ブラケット１０７が旋回可能に装着され、支持ブラケット１０７にはローラ支持フレーム１０８が枢支ピン１０９を介して傾動可能に保持されている。そして、外周面にラビング布が巻装されたラビングローラ１１０がラビングローラ１１０の両端の軸芯をローラ支持フレーム１０８の両端に設けられた支持軸１１１ａ、１１１ｂによって回転自在に挟持されている。
【０００８】
更に、変位センサ１１２がラビングローラ１１０の端部周面と対向するように旋回テーブル１０４の端部の1ヵ所に装着され、変位センサ１１２がラビングローラ１１０にレーザビームを照射することによって得られたラビングローラ１１０までの距離の検知信号を制御装置に転送し、制御装置からのフィードバックによってローラ支持フレーム１０８を傾動して旋回テーブル１０４とラビングローラ１１０の平行度を調整し、その後ガラス基板を旋回テーブル１０４上に配置して配向膜のラビングを開始するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２１５５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記ラビング装置は、ラビングローラのローラの表面とガラス基板を載置するラビングステージ表面との平行度を調整することによって、ガラス基板に形成された配向膜全面を均一な条件下でラビングしようとするものであって、平面度の精度を向上させるものではない。
【００１０】
ところで、近年、テレビ、ビデオ、ＤＶＤ、コンピュータ等の液晶モニタに対する大型化のニーズが急激に高まっており、将来に亘って更なる大型化への要求が続くことが予測される。そこでこれを実現するためにはガラス基板の大型化が欠かせないと共に、小型・中型にあっても生産効率を向上させるために多面取りガラス基板の大型化も同様に欠かせないものとなる。
【００１１】
世代別におけるガラス基板の大きさは、主に装置の処理能力によって限定され、液晶パネルの開発当初を液晶の第1世代とすると約３００ｍｍ×３００ｍｍであったものが、現在の液晶世代である第６世代では約１５００ｍｍ×１８００ｍｍであり、今後の第７世代においては約１８００ｍｍ×２０００ｍｍまでなるであろうと予測される。
【００１２】
そこで、ラビング装置においても、ガラス基板の大型化に伴ってガラス基板を載置するラビングステージも長大化する必要があるが、従来のラビングステージは一体化した金属材料やセラミックに研磨・ラップ加工を施して表面仕上げを行ったものを使用しており、ガラス基板が第６世代（約１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）以後の大きさになると、従来の方法では作製することが困難となると共に、平面精度の確保が難しくなる。
【００１３】
そのため、図４（ａ）に示すように、複数個に分割されたメインステージ３０と、一枚あるいはメインステージ３０の分割数よりも少く分割されたサブステージ３１とを作製し、図４（ｂ）に示すように、サブステージ３１上に複数に分割されたメインステージ３０を縦横方向に所定の間隔で配置してラビングステージ３２としたものがある。更に、サブステージ３１の下方に平行度の調整機構を設けたものもある。
【００１４】
このような構成のラビングステージは、アルミニウムなどの金属材料からなるサブステージ上に従来のような金属材料やセラミックを配設した二重構造になっており、その分、重量が重くなっている。この結果、ラビング時の移動速度およびラビング後の戻り速度に制約が生じ、生産効率を低下させるものである。
【００１５】
また、重量の重いラビングステージを駆動するために高トルクのモータを使用しなければならず、そのためモータの大型化に伴ってラビング装置も大型化、重量化すると共に、モータの高価格化に伴ってラビング装置も製造コストが上昇する。
【００１６】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、配向膜が塗布されたガラス基板を載置してラビング処理を施すラビングステージの、軽量化、高剛性化および平面度の精度向上を実現し、ガラス基板の大型化に対しても生産性、再現性および製造精度が確保できるラビングステージを備えたラビング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、配向膜が塗布されたガラス基板を載置したラビングステージを所定の速度で移動させながら、回転するラビングローラの外周面に巻装されたラビング布で前記配向膜をラビングするラビング装置であって、前記ラビングステージはサブステージ上に複数のメインステージが縦横方向に所定の間隔で配設されており、前記サブステージは平板形状体を２枚のＣＦＲＰ板で挟持したサンドイッチ構造であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記平板形状体は、金属板および平板形状のアングル構造体のうちの１つであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２の何れか１項において、前記メインステージは金属板およびセラミック板のうちの１つであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、配向膜が塗布されたガラス基板を載置したラビングステージを所定の速度で移動させながら、回転するラビングローラの外周面に巻装されたラビング布で前記配向膜をラビングするラビング装置において、ラビングステージを平板形状体を２枚のＣＦＲＰ板で挟持したサンドイッチ構造のサブステージ上に複数のメインステージを縦横方向に所定の間隔で配設した構造とした。
【００２２】
その結果、ラビングステージの軽量化、高剛性化および平面度の精度向上が実現し、ガラス基板の大型化に対しても生産性、再現性および製造精度が確保できるラビングステージを備えたラビング装置およびそれを用いた液晶表示素子の製造が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態を図１および図２を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付し、説明は省略する）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１はラビングステージの組立工程を示している。まず、（ａ）の工程において、ＣＦＲＰをベースにしたＣＦＲＰ板１とアルミ板あるいはアングル構造の骨組みのみで構成された平板形状体２とを用意する。
【００２５】
ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）は、炭素繊維によって強化されたプラスチック（炭素繊維強化プラスチップ）であり、種々炭素繊維と種々熱硬化樹脂との複合材料である。そして、以下のような特性を有している。
【００２６】
まず、炭素繊維は繊維方向に対し高張力鋼と同程度の引張強度を有し、またチタニウムより高い弾性率を有している。しかも、比重がアルミニウムの６０％であるため、高剛性で軽量の材料である。
【００２７】
また、疲労試験において優れた特性を示す。炭素繊維自体は本質的にクリープ（ある温度の下である応力が負荷されると、時間とともに次第に変形して、破壊する現象）がなく、クリープによる永久伸びが無視できため、経年変化が極めて少ない材料である。
【００２８】
また、繊維方向の熱膨張係数がほぼ０に等しく、積層方法により熱膨張係数を０にすることができることから熱膨張・熱収縮がほとんどなく、極めて高い寸法精度を維持することができる。
【００２９】
更に、繊維と樹脂との相互作用によって金属と比較して振動吸収が大きく、減衰率も大きい。そのため振動吸収性が良好で制振効果が高い。
【００３０】
次に、（ｂ）の工程において、上記特性を有する２枚のＣＦＲＰ板１で平板形状体２を両側から挟んで支持するように配置したサンドイッチ構造のサブステージ３を構成する。
【００３１】
更に、（ｃ）の工程において、サブステージ３の一方のＣＦＲＰ板１上に、分割された複数のメインステージ４を縦横方向に所定の間隔で配置してラビングステージ５を構成する。
【００３２】
分割されて小型化された個々のメインステージ４は、従来のように金属材料やセラミックに研磨・ラップ加工を施して表面仕上げを行ったものが使用でき、平面精度の確保が可能となる。
【００３３】
従って、高剛性で軽量化され、極めて高い寸法精度を経年変化を生ずることなく維持するとともに、制振効果の高いサブステージ３に、平面精度の高いメインステージ４を配置することによってラビングステージ５を組み付けたことになる。
【００３４】
その結果、ラビングステージ５においても同様に、軽量化、高平面精度を実現できる。特に、上述のように、ガラス基板が第６世代（約１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）以後の大きさになると、この効果が有効に発揮されるものとなる。
【００３５】
なお、本発明では、金属材料からなるサブステージの一部を金属材料よりも極めて比重の小さいＣＦＲＰ材に替えた構成とした。そのため、サブステージは従来のサブステージに比べて同一面積に対して重量比で約１／４〜１／５程度に低減できる。更に、素材の形状自由度からサイズに制限がないことも特徴である。
【００３６】
図２は本発明のサブステージ３にメインステージ４を配置したラビングステージ５上に、配向膜が塗布されたガラス基板６を載置し、該ガラス基板６の配向膜をラビングローラ７によってラビンブ処理を施す様子を示している。このラビング方法は従来のサブステージの替わりに本発明のサブステージを使用した以外は従来のラビング方法と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のラビング装置のラビングステージに係わる実施形態の組立て工程図である。
【図２】本発明のラビング装置のラビング動作を示す説明図である。
【図３】従来のラビング装置を示す正面図である。
【図４】従来のラビング装置のラビングステージの組立て工程図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ＣＦＲＰ板
２    平板形状体
３    サブステージ
４    メインステージ
５    ラビングステージ
６    ガラス基板
７    ラビングローラ
【図１】
0004785043.tif 000002
【図２】
0004785043.tif 000003
【図３】
0004785043.tif 000004
【図４】
0004785043.tif 000005