(57)【要約】【課題】本発明は、大型化および重量化されたラビング装置において、精度を確保しながら効率的な搬送が可能な構成の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するステージを所定の速度で直線的に移動させるためのリニア機構、および、ラビングローラ支持体１３に支持され、外周面にラビング布が巻装されたラビングローラ１８の角度および高さを設定すると共に、ラビングローラ１８に回転運動を与えるための夫々の駆動源を有するラビングローラ駆動機構部を備えた主要機構部３０と、前記主要機構部３０を挟んでラビングローラ１８の角度を調整するためにラビングローラ支持体旋回摺動用スライダ介してラビングローラが支持されたラビングローラ支持体１３を旋回運動させるためのラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレール１０が設けられた補助機構部３１とが分離および連結可能に構成されている。【選択図】  図３
2005338172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜が形成された透明基板を固定するステージを所定の速度で直線的に移動させるステージ移動機構と、ラビングローラ支持体に支持されたラビングローラの角度および高さを制御すると共にラビングローラに回転運動を与えるラビングローラ駆動機構とを備えた主要機構部と、前記ラビングローラの角度を制御するためにラビングローラ支持体を旋回させるためのラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレールを備えた補助機構部とを具備し、前記主要機構部と前記補助機構部とが分離および連結可能であることを特徴とする大型ラビング装置。
【請求項２】
前記主要機構部と前記補助機構部は、夫々の短手方向の寸法が３０００ｍｍを超えないことを特徴とする請求項１に記載の大型ラビング装置。
【請求項３】
前記ステージ移動機構の駆動源がリニアモータであることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の大型ラビング装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の大型ラビング装置を使用して製造したことを特徴とする液晶表示素子。
【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1つであるラビング工程で使用するラビング装置およびそれを使用して製造した液晶表示素子に関し、詳しくは特に大型ラビング装置およびそれを使用して製造した液晶表示素子に関する。
【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パネルの全面に亘って均一な表示を得るためのものである。
【０００３】
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方向に、所定の速度で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。
【０００４】
ラビング工程で使用される従来のラビング装置は、例えば、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。
【０００５】
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に支持ブラケット１０６が旋回可能に装着され、支持ブラケット１０６にはローラ支持フレーム１０７が枢支ピン１０８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１０９がラビングローラ１０９の両端の軸芯をローラ支持フレーム１０７の両端に設けられた支持軸によって回転自在に挟持されている。
【０００６】
上記構成のラビング装置において、配向膜が形成されたガラス基板を旋回テーブル１０４上に載置し、所定の角度に傾動されたラビングローラ１０９とガラス基板が所定の間隔を保つように昇降台１０３によってガラス基板の高さを調整する。そして、往復台１００を移動レール１０２に沿って摺動することによってガラス基板を移動させながら、回転するラビングローラ１０９に接触させてガラス基板に形成された配向膜全面に亘ってラビングを施すものである（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】
【０００７】
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。
【０００８】
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】
2005338172.tif 000003
【０００９】
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。
【００１０】
当然、ラビングローラの長さはラビング装置の大きさに影響を及ぼし、上記約２７５０ｍｍのラビングローラを使用するラビング装置の幅（短手方向）は約３５００ｍｍ必要である。ところで、ラビング装置の製造メーカが液晶パネルの製造メーカにラビング装置を納入するにはその間をトレーラによって搬送する場合が殆んどであるが、トレーラの幅が３０００ｍｍを超える場合は道路交通法の制約下で申請が必要となり、上記約２７５０ｍｍのラビングローラを使用したラビング装置を液晶パネルの製造メーカへ納入するためにはラビング装置を積載したトレーラが公道を走行するための申請書類を作成して届け出る必要がある。
【００１１】
従って、今後益々大型化するラビング装置の納入に際して、ラビング装置の搬送に関する書類作成業務および申請業務に係わる人件費が発生すると共に、搬送日の限定によって納期の自由度が制約される可能性がある。
【００１２】
さらに、大型のトレーラを使用することによる搬送コストの大幅な経費が必要になり、ラビング装置の製作費以外の余分な経費が嵩むことになる。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、大型のラビング装置をラビング装置の製造メーカから液晶パネルの製造メーカへ納入する場合に、ラビング装置を積載したトレーラが公道を走行するのに際して道路交通法の制約を受けることがないために申請が不要で、搬送コストを低く抑えることが可能な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】
【００１４】
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透明基板を固定するステージを所定の速度で直線的に移動させるステージ移動機構と、ラビングローラ支持体に支持されたラビングローラの角度および高さを制御すると共にラビングローラに回転運動を与えるラビングローラ駆動機構とを備えた主要機構部と、前記ラビングローラの角度を制御するためにラビングローラ支持体を旋回させるためのラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレールを備えた補助機構部とを具備し、前記主要機構部と前記補助機構部とが分離および連結可能であることを特徴とするものである。
【００１５】
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、前記主要機構部と前記補助機構部は、夫々の短手方向の寸法が３０００ｍｍを超えないことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１および２の何れか１項において、前記ステージ移動機構の駆動源がリニアモータであることを特徴とするものである。
【００１７】
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項に記載の大型ラビング装置を使用して製造した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】
【００１８】
以下、この発明の実施形態を図１から図４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。
【００１９】
図１は本発明の大型ラビング装置に係わる実施形態を示す上面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は前記図１および図２のラビング装置を分離した状態を示す上面図、図４は図３の側面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、架台が１つの第一の架台１と２つの第二の架台２の３つの部分からなっている。まず、第一の架台１は長手方向に垂直な断面形状が方形をしており、上面には多数のマグネット３を隣り合うマグネット３の磁極の極性を交互に変えて前記第一の架台１の長手方向に等間隔で並置することによってモジュール化されたマグネットプレート４と、前記第一の架台１の長手方向に延びる２本のテーブル摺動用ガイドレール５とが取り付けられており、２本のテーブル摺動用ガイドレール５はマグネットプレート４を挟んだ両側にマグネットプレート４から略等間隔に、且つマグネットプレート４に平行に配置されている。
【００２１】
そして、第一の架台１の上方には表面に配向膜が形成されたガラス基板を固定するテーブル６が配置されており、テーブル６の下面には下方のマグネットプレート４と対向する位置に空芯コイル（図示せず）を配接してモジュール化したコイルプレート７と、同じく下方のテーブル摺動用ガイドレール５と対向する位置に２本のテーブル摺動用スライダ８とが取り付けられ、テーブル６がテーブル摺動用スライダ８を介してテーブル摺動用ガイドレール５に摺動自在に支持されている。そして、上記マグネットと空芯コイルとによってリニアモータ駆動機構が構成されており、テーブル６がテーブル摺動用ガイドレール５に沿って第一の架台１の長手方向に移動するようになっている。
【００２２】
また、第一の架台１の内部にはラビングローラ角度可変用モータ９が取り付けられている。
【００２３】
次に、２つの第二の架台２は前記第一の架台１と同様に長手方向に垂直な断面形状が方形をしており、長さも第一の架台１と略同一に形成されている。そして、第二の架台２の夫々の上面にはラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレール１０が円弧形状に取り付けられ、両端部が前記第一の架台１の上面まで延びている。
【００２４】
更に、テーブル６の上方には一対の脚部１１をラビングローラ支持体上下摺動用スライダ１２とするラビングローラ支持体１３が配置されており、夫々の脚部１１の下端部１４から上方に向かってネジ穴１５が形成されている。また、一対の脚部１１には夫々対向する方向に延びる一対のスピンドル１６が回転自在に支持され、外周面にラビング布１７が巻装されたラビングローラ１８が両端部に形成された凹部１９を前記スピンドル１６の先端部２０に嵌合して支持されている。
【００２５】
なお、ラビングローラ１８はラビングローラ１８の一方の端部に形成された凹部１９がラビングローラ支持体１３の上方に配置されたラビングローラ回転用モータ２１のシャフト２２とベルト２３を介して連結されたスピンドル１６の先端部２０に嵌合固定されて一体化され、ラビングローラ回転用モータ２１の回転運動がラビングローラ１８に回転運動として伝達されるようになっている。ラビングローラ１８の他方の端部に形成された凹部１９はスピンドル１６の先端部２０に回転自在に嵌合されている。
【００２６】
また、ラビングローラ支持体旋回摺動用スライダ２４を有する一対のラビングローラ支持体上下摺動用ガイドレール２５がラビングローラ角度可変用モータ９のシャフト２２に連結された連結支持体２６によって固定され、ラビングローラ支持体旋回摺動用スライダ２４を介してラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレール１０に摺動自在に支持されている。
【００２７】
更に、ラビングローラ支持体上下摺動用ガイドレール２５にはラビングローラ昇降用モータ２７が取り付けられ、ラビングローラ昇降用モータ２７のシャフト２２に連結されたボールネジ２８がラビングローラ支持体１３の脚部１１に形成されたネジ穴１５に螺合されてラビングローラ昇降用モータ２７の回転運動をラビングローラ支持体１３の上下方向の直線運動に変換し、よってラビングローラ支持体１３はラビングローラ支持体上下摺動用スライダ１２を介してラビングローラ支持体上下摺動用ガイドレール２５に摺動自在に支持されている。
【００２８】
ここで、上記構成のラビング装置を使用したラビング方法について説明する。まず、表面に配向膜が形成されたガラス基板を配向膜を上方に向けてテーブル６上に固定する。そして、ラビングローラ角度可変用モータ９を駆動してラビングローラ角度可変用モータ９のシャフト２２に連結された連結支持体２６を介してラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレール１０に沿ってラビングローラ支持体上下摺動用ガイドレール２５を移動させ、ラビングローラ１８を所望する配向角度に設定する。
【００２９】
次に、一対のラビングローラ昇降用モータ２７を夫々駆動してラビングローラ昇降用モータ２７のシャフト２２に連結されたボールネジ２８を介して脚部１１を下降させ、ガラス基板の表面に形成された配向膜を所望する圧力でラビングするようにラビングローラ１８の高さを設定する。
【００３０】
そして、ラビングローラ１８の角度および高さの設定が完了すると、ラビングローラ回転用モータ２１の駆動を開始し、ラビングローラ回転用モータ２１のシャフト２２とラビングローラ１８の端部に形成された凹部１９に先端部を嵌合固定されたスピンドル１６とを連結するベルト２３を介してラビングローラ回転用モータ２１の回転をラビングローラ１８に伝達してラビングローラ１８の回転を開始する。
【００３１】
ラビングローラ１８が回転を始めると、表面に配向膜が形成されたガラス基板が固定されたテーブル６をリニア機構によってテーブル摺動用スライダ８を介してテーブル摺動用ガイドレール５に沿って所定の一定速度で摺動させ、ガラス基板を移動させながら回転するラビングローラ１８に取り付けられたラビング布１７によってガラス基板の表面に形成された配向膜を均一にラビングする。
【００３２】
そして、ガラス基板に形成された配向膜全面のラビングが終了するとラビングローラ昇降用モータ２７を駆動してラビングローラ１８を上昇させ、テーブル６からガラス基板を取り外して一連のラビング工程を完了する。以降、この工程を繰り返すことによって多量のガラス基板のラビングが行なわれる。
【００３３】
ところで、上記構成のラビング装置で現在の第６世代のガラス基板をラビングするためには表１に示すようにラビングローラの長さを約２７５０ｍｍにしなければならず、前記ラビングローラを取り付けたラビング装置の寸法は幅（短手方向）が約３５００ｍｍ、重さが約６５００ｋｇにもなり、このような大型で重量のラビング装置を一括して搬送するには膨大な手間と労力が費やされることになり、至って効率の悪い作業となる。
【００３４】
そこで、本発明の大型ラビング装置は図３および図４で示すように、分離および連結が自在にできるような構成を採っている。具体的には、表面に配向膜が形成されたガラス基板を固定するテーブル６を所定の速度で直線的に移動させるためのリニア機構２９、および、ラビングローラ支持体１３に支持され、表面にラビング布が取り付けられたラビングローラ１８の角度および高さを設定すると共に、ラビングローラ１８に回転運動を与えるための夫々の駆動源（図示せず）を有するラビングローラ駆動機構部を備えて主要機構部３０が構成されている。
【００３５】
また、上記主要機構部３０を挟んで両側には、ラビングローラ２８の角度を調整するためにラビングローラ支持体旋回摺動用スライダ２４介してラビングローラ１８が支持されたラビングローラ支持体１３を旋回運動させるためのラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレール１０が設けられた補助機構部３１か構成されている。
【００３６】
そして、ラビング装置の搬送時には上記主要機構部３０と補助機構部３１を分離して夫々個別に搬送し、納入先において連結して使用に供するようにしている。
【００３７】
その結果、ラビング装置の全体の寸法が長手方向が約５８５０ｍｍ、短手方向が約３５００ｍｍ、重さが約６５００ｋｇであるのに対し、分離した個々の機構部は主要機構部の寸法が長手方向が約５８５０ｍｍ、短手方向が約２２００ｍｍ、重さが約３９００ｋｇとなり、補助機構部の寸法は長手方向が約５８５０ｍｍ、短手方向が約６５０ｍｍ、重さが約１３００ｋｇとなる。
【００３８】
従って、分離された個々の機構部はラビング装置全体に対しては小型化および軽量化が図られており、搬送時の手間と労力が削減され、効率良く作業をすることができる。特に、分離した個々の機構部は何れも短手方向の長さが３０００ｍｍ以内に収まっているため、特別に道路交通法に基づく申請業務を行なう必要がなく、分離されたラビング装置を積載したトレーラを制約なく公道を走行させて納入先まで搬送することができる。
【００３９】
また、本実施形態のラビング装置を分離する場合、配向膜が形成されたガラス基板をラビングする精度に係わる機構部はすべて主要機構部に集約されているため、搬送時に加わる衝撃、振動等の外部応力を受けても連結後の精度は影響を受けない。
【００４０】
よって、本発明の大型ラビング装置の効果は、大型化および重量化されたラビング装置を分離することによって搬送の効率化を図ると共に、搬送時の衝撃および振動等を受けても連結後の精度が確保されるといった優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係わる大型ラビング装置の実施形態を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じく、本発明に係わる大型ラビング装置の実施形態において分離した状態を示す上面図である。
【図４】同じく、本発明に係わる大型ラビング装置の実施形態において分離した状態を示す側面図である。
【図５】従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    第一の架台
２    第二の架台
３    マグネット
４    マグネットプレート
５    テーブル摺動用ガイドレール
６    テーブル
７    コイルプレート
８    テーブル摺動用スライダ
９    ラビングローラ角度可変用モータ
１０    ラビングローラ支持体旋回摺動用ガイドレール
１１    脚部
１２    ラビングローラ支持体上下摺動用スライダ
１３    ラビングローラ支持体
１４    下端部
１５    ネジ穴
１６    スピンドル
１７    ラビング布
１８    ラビングローラ
１９    凹部
２０    先端部
２１    ラビングローラ回転用モータ
２２    シャフト
２３    ベルト
２４    ラビングローラ支持体旋回摺動用スライダ
２５    ラビングローラ支持体上下摺動用ガイドレール
２６    連結支持体
２７    ラビングローラ昇降用モータ
２８    ボールネジ
２９    リニア機構
３０    主要機構部
３１    補助機構部
【図１】
2005338172.tif 000004
【図２】
2005338172.tif 000005
【図３】
2005338172.tif 000006
【図４】
2005338172.tif 000007
【図５】
2005338172.tif 000008