(57)【要約】【課題】本発明は、ガラス基板に形成された配向膜を全面に亘って均一にラビングすることによって表示品位の良好な液晶表示素子を実現するラビング装置を提供する。【解決手段】配向膜が形成されたガラス基板を固定した略四角形のテーブルを所定の速度で直線状に移動させながら、回転するラビングローラに巻装されたラビング布で配向膜をラビングするラビング装置において、テーブル１の移動方向に位置する一辺の中央近傍の端部と、対角線を挟んで対向する一対の頂点近傍の端部とに渦電流式変位センサ５を取り付けた。そして、ラビングローラ７を回転させながらテーブル１を移動させて渦電流式変位センサ５からラビングローラ７のローラ２表面までの距離の基準値データを取り込み、ラビング時に取り込んだ実測データを基準値データから導かれる良品判定許容範囲に照らし合わせてラビング処理基板が良品か不良品かの判定を行なう。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が形成された基板を固定したテーブルを所定の速度で直線状に移動させながら、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配向膜をラビングするラビング装置であって、前記テーブルの少なくとも２ヵ所に変位センサを設けて前記ラビングローラが前記変位センサの上方に至ったときの該ラビングローラ表面までの距離を検知するようにしたことを特徴とするラビング装置。
【請求項２】
前記テーブルの基板を固定する面は略四角形であり、変位センサは前記テーブルの対向する２対の辺のそれぞれにおいて少なくとも一方の辺に対応する端部に配置されてい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】
前記変位センサは渦電流式変位センサであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のラビング装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のラビング装置において、ラビングローラを回転停止した状態でテーブルを移動させてラビングローラ表面までの距離の基準値データを取り込み、ラビング時に取り込んだ実測データを基準データから導かれる良否判定許容範囲に照らし合わせて良品か不良品かの判定を行なうことを特徴とするラビング方法。
【請求項５】
請求項１から３の何れか１項に記載のラビング装置において、ラビングローラをラビング時と略同一の回転数で回転させた状態でテーブルをラビング時と略同一の速度で移動させてラビングローラ表面までの距離の基準値データを取り込み、ラビング時に取り込んだ実測データを基準データから導かれる良否判定許容範囲に照らし合わせて良品か不良品かの判定を行なうことを特徴とするラビング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル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およびラビング方法に関する。
【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作成するためには、配向膜全面を均一な条件下でラビングことによって微細な溝を配向膜全面に亘って均一に形成することが求められる。
【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、配向膜全面を均一な条件下でラビングためには、上記ガラス基板に形成された配向膜とラビングローラに巻装されたラビング布のパイルとの距離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が、ラビング布のパイルの検出は現実的には困難であるため、円筒形状のローラの表面と配向膜が形成されたガラス基板を固定するテーブル表面との距離を検知することにより、間接的に配向膜とパイルとの距離を管理してラビングの精度確保および維持に注力するようにしている。
【０００６】
具体的な方法としては、図７に示すように低速回転するラビングローラのローラ表面に接触式変位センサの接触子を接触させることによってローラの回転振れ精度を測定するものである。また、図８に示すようにガラス基板を固定するテーブルと回転を停止させたラビングローラのローラとの間にブロックゲージを挿入してテーブルとローラとの距離を設定するものである。
【０００７】
しかしながら、上記測定方法はラビングローラの低速回転時あるいは回転停止時の精度を検出するものであって、実際のラビング時の精度を表すものでないため、配向膜のラビング処理精度を把握するには満足する方法とは言い難いものである。
【０００８】
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テーブル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９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。
【０００９】
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。
【００１０】
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】
【００１１】
近年、テレビや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、生産効率を向上させるためにも多面付けガラス基板の大型化も同様に欠かせないものとなる。
【００１２】
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。参考に、液晶世代におけるガラスサイズとラビングローラサイズの関係を第４世代から表１に示す。
【表１】
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【００１３】
ところで、表１で明らかなようにガラス基板の大型化に伴ってラビング装置に用いられるラビングローラも長大化する必要があり、例えば、現在の液晶世代である第６世代のガラスサイズ約１５００ｍｍ×１８００ｍｍに対応するためにはラビングローラの長さを約２７５０ｍｍにしなければならない。
【００１４】
しかしながら、ラビングローラは円筒の長さが長くなるにつれて長手方向の中央部が自重によって撓む（偏芯する）ために、ガラス基板が載置される旋回テーブルの端部の1ヵ所に装着された変位センサによってラビングローラの夫々の端部周面までの距離が同一に調整されたとしても、ラビングローラの中央部に行くにつれて端部周面までの距離との差が大きくなり、旋回テーブルとラビングローラの平行度を確保したことにはならない。
【００１５】
このような形状態で、旋回テーブルの上面に配置されたガラス基板に形成された配向膜をラビングすると配向膜に加わるラビングローラの荷重は中央部に行くにつれて大ききなり、配向膜が不均一な圧力でラビングされることになるために液晶パネル全面の表示に均一性が失われ、表示品位を損なうものとなる。
【００１６】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、液晶パネルの製造プロセスの中のラビング工程において、液晶パネルの大型化に対しても液晶パネル全面に亘って許容範囲内の均一な圧力で配向膜がラビングできるように、ラビング中のガラス基板とラビングローラの距離を検知することが可能なラビング装置およびラビング方法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、配向膜が形成された基板を固定したテーブルを所定の速度で直線状に移動させながら、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配向膜をラビングするラビング装置であって、前記テーブルの少なくとも２ヵ所に変位センサを設けて前記ラビングローラが前記変位センサの上方に至ったときの該ラビングローラ表面までの距離を検知するようにした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、前記テーブルの基板を固定する面は略四角形であり、変位センサは前記テーブルの対向する２対の辺のそれぞれにおいて少なくとも一方の辺に対応する端部に配置されてい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、前記変位センサは渦電流式変位センサであることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から３の何れか１項に記載のラビング装置において、ラビングローラを回転停止した状態でテーブルを移動させてラビングローラ表面までの距離の基準値データを取り込み、ラビング時に取り込んだ実測データを基準データから導かれる良否判定許容範囲に照らし合わせて良品か不良品かの判定を行なうことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、請求項１から３の何れか１項に記載のラビング装置において、ラビングローラをラビング時と略同一の回転数で回転させた状態でテーブルをラビング時と略同一の速度で移動させてラビングローラ表面までの距離の基準値データを取り込み、ラビング時に取り込んだ実測データを基準データから導かれる良否判定許容範囲に照らし合わせて良品か不良品かの判定を行なうことを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施形態を図１から図６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。
【００２３】
図１および図２は配向膜が形成されたガラス基板を固定するテーブル１と外周面にラビング布が巻装されたラビングローラのローラ２との偏った位置関係を示したものであり、図１はテーブル１の表面３とラビングローラのローラ２表面４との平行度が確保されていない場合、図２はテーブル１の表面３に対してラビングローラのローラ２表面４が歪んでいる場合を表している。テーブル１とローラ２との位置関係がこのような偏った関係にある状態で配向膜のラビング処理を行なうと、配向膜全面が不均一な圧力でラビングされることになって表示品位の良くない液晶表示素子となってしまう。そこで本発明のラビング装置は配向膜が形成されたガラス基板を固定するテーブル１の３ヵ所に非接触式の変位センサ（渦電流式変位センサ５）を取り付け、ローラ２の表面４までの距離を検知することによりラビングの精度を管理して、ラビング不良による歩留まり低下を防止するようにしたものである。
【００２４】
そこで、図３から図６を参照しながら具体的な検知方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように配向膜が形成されたガラス基板を固定して所定の速度で直線状に移動する平面が略四角形のテーブル１の移動方向に位置する一辺の中央近傍の端部と、対角線を挟んで対向する一対の頂点近傍の端部とに渦電流式変位センサ５を取り付ける。そして外周面にラビング布６が巻装されたラビングローラ７の下方に位置する前記テーブル１を進行方向に移動させる。なお、ラビングローラ７は高さ、方向、テーブルに対する平行度および歪みなどが調整されて回転が停止した状態にある。
【００２５】
そして、テーブル１が移動して図３（ｂ）に示すように最初の渦電流式変位センサ５がラビングローラ７の中央部近傍の下部に到達して図４に示すような位置関係になると、センサヘッド内部のコイルによって発生した高周波磁界内に金属製のローラ２が位置することになり、電磁誘導作用によってローラ２に流れる渦電流でセンサコイルのインピーダンスが変化して発振状態が変化し、この発振状態の変化でローラ２までの距離を測定する。
【００２６】
さらに、テーブル１が移動して図３（ｃ）に示すように対角線を挟んで対向する一対の頂点近傍の端部に取り付けられた２個の渦電流式変位センサ５がラビングローラ７の下部に到達すると上記同様にローラ２までの距離が測定される。
【００２７】
またさらに、テーブル１が移動して図３（ｄ）に示すように３個の渦電流式変位センサ５がラビングローラ７の下部を通過すると一連の予備測定が完了する。
【００２８】
なお、ラビングローラ７を静止させて測定した上記渦電流式変位センサ５とラビングローラ７のローラ２の中央部近傍および渦電流式変位センサ５とラビングローラ７のローラ２の両端部近傍の３ヵ所の距離測定データは基準値として保存される。
【００２９】
次に、図５（ａ）に示すように配向膜が形成されたガラス基板８をテーブル１に固定し、ラビングローラ７の下方に位置する前記テーブル１を進行方向に移動させてラビング工程に入る。なお、ラビングローラ７は所定の回転数で回転している状態にある。
【００３０】
そして、テーブル１が移動して図５（ｂ）に示すように最初の渦電流式変位センサ５がラビングローラ７の中央部近傍の下部に到達して図６に示すような位置関係になると、センサヘッド内部のコイルによって発生した高周波磁界内に金属製のローラ２が位置することになり、電磁誘導作用によってローラ２に流れる渦電流でセンサコイルのインピーダンスが変化して発振状態が変化し、この発振状態の変化でローラ２までの距離を測定する。
【００３１】
さらに、テーブル１が移動して図５（ｃ）に示すように対角線を挟んで対向する一対の頂点近傍の端部に取り付けられた２個の渦電流式変位センサ５がラビングローラ７の下部に到達すると上記同様に渦電流式変位センサ５からローラ２までの距離が測定される。
【００３２】
またさらに、テーブル１が移動して図５（ｄ）に示すように３個の渦電流式変位センサ５がラビングローラ７の下部を通過すると一連のラビング工程が完了する。
【００３３】
なお、ラビングローラ７を回転させてラビング時に測定した渦電流式変位センサ５とラビングローラ７のローラ２の中央部近傍および渦電流式変位センサ５とラビングローラ７のローラ２の両端部近傍の３ヵ所の距離測定データは実測値として保存される。
【００３４】
そして、最後に上記基準値と実測値とが比較され、実測値が基準値に対して設定された許容範囲内の値である場合は良品と見なされて後工程に送られ、以降同様にラビングおよびデータの比較が繰り返されて良品が順次後工程に送られる。もし、実測値が基準値に対して設定された許容範囲外の値である場合は不良品と見なされて工程から除外されると同時に、その時点で原因究明が行われて、装置の調整、ラビングローラの修理あるいは交換などの処置が講じられた後に基準値の測定に立ち返って上記ラビング精度確保およびラビングの一連の工程が実行される。
【００３５】
尚、本実施形態においては、渦電流式変位センサはテーブルの３ヵ所に取り付けられているが必ずしも３ヵ所に限定されるものではなく、ラビング方向などを考慮すればテーブルの対向する２対の辺のそれぞれにおいて少なくとも一方の辺に対応する端部に配置することによって、渦電流式変位センサを取り付ける目的が達成される場合もある。また４ヵ所以上に渦電流式変位センサを取り付けることも可能である。
【００３６】
また、予備測定はラビングローラの回転を停止した状態でおこなっているが、ラビングローラをラビング時と同一の回転数で回転させた状態でテーブルをラビング時と同一の速度で移動させて測定することも可能である。その場合は、実際のラビング時と同様の条件下での基準値を測定できるため、より稼動状態に即したデータを収集することができる。
【００３７】
ここで本発明の効果について説明する。まず、  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）を巻装したラビングローラのパイルの変位を測定する代わりに渦電流式変位センサを使用することによって金属製のローラの変位を測定するようにした。その結果、渦電流式変位センサは非接触のセンサであるために高速で回転するラビング中のローラの変位の測定をリアルタイムで行い実測データを収集することができる。よって、ラビング処理が終わったガラス基板の実測データが良品と見なされる許容範囲内にあるかどうかを監視することによりラビング処理が終わった直後に直ちに良否の判定を行なうことができる。不良と判断された場合はその場でラインから除外されるために後工程に不良品が送られることがないので歩留まり向上の成果を生み出すことができる。
【００３８】
また、ラビング処理後のガラス基板が不良品と判断された時点で、精度向上の施策が施されるために不良品の発生数を最小限に食い止めることができる。よって、製造ラインに投入された材料が効率良く活用されるために製造コストの低下を実現することができる。
【００３９】
更に、渦電流式変位センサをラビングローラの中央部近傍および両端部近傍の３ヵ所の変位を測定できるように配置した。よって、ラビングの精度が細かく測定できるために良否の判断が的確に行なわれ、不良品が後工程に送られる確率を限りなくゼロに近づけることができる。などの優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のラビング装置の実施形態に係わるラビングローラとテーブルとの関係を示す側面図である。
【図２】同様に、本発明のラビング装置の実施形態に係わるラビングローラとテーブルとの他の関係を示す側面図である。
【図３】同様に、本発明のラビング装置の実施形態に係わる基準値を測定する工程図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明のラビング装置の実施形態に係わるラビング工程図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】従来のラビングローラの回転振れ精度の測定方法を示す説明図である。
【図８】従来のラビングローラとテーブルとの距離を設定する方法を示す説明図である。
【図９】従来のラビング装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    テーブル
２    ローラ
３    テーブル表面
４    ローラ表面
５    渦電流式変位センサ
６    ラビング布
７    ラビングローラ
８    ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005352368.tif 000010
【図８】
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【図９】
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