JP2014066861A - ラビング装置およびそれを用いたラビング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラビングローラに付着したゴミを除去することができるラビング装置を提供する。
【解決手段】 ラビング装置１であって、液体２が内部に貯められるラビング槽３と、ラビング槽３の内部を所定の速度で移動する、配向膜６ａが形成された基板６が液体２中に浸漬された状態で上面に載置されるラビングステージ５と、ラビング布８が設けられてラビングステージ５の上方に配置されており、基板６が載置されたラビングステージ５を移動させながら、一部を液体２中に浸漬させた状態で回転しつつラビング布８を液体２中で配向膜６ａに接触させて配向膜６ａをラビングするラビングローラ７と、ラビングローラ７の近傍に配置された、ラビング中にラビングローラ７の回転によって液体２中から出てくるラビング布８に向かって液体を吹き付けるためのノズル９とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話、デジタルカメラあるいは携帯型情報端末などの様々な用途に用いられる液晶表示装置の製造プロセスにおいて、配向膜が形成された基板を配向処理するラビング工程で使用するラビング装置およびそれを用いたラビング方法に関する。

液晶表示装置は、液晶分子を均一にかつ所定の方向に配列させるためにラビング処理が行なわれる。このラビング処理は、ラビングローラの外周に設けられたラビング布で基板に形成された配向膜をラビングすることによって行なわれる。このようなラビング方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開昭６１−２４５１３７号公報

ラビング処理においては、ラビング中にラビングローラと配向膜とが擦れることによってゴミが発生する。このゴミはラビングローラに付着してラビング中に配向膜に付着する。しかしながら、特許文献１に開示されたラビング方法は、ラビング処理を液体中で行なうのみで、ラビングローラに付着したゴミを除去することは困難であり、配向膜が形成された基板にラビング中にゴミが付着しやすいという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラビング中にラビング布にノズルでもって液体を吹き付けることによって、ラビングローラに付着したゴミを除去することができるラビング装置およびそれを用いたラビング方法を提供することにある。

本発明のラビング装置は、液体が内部に貯められるラビング槽と、該ラビング槽の底部に配置された、該ラビング槽の内部を所定の速度で水平方向に直線状に移動する、配向膜が形成された基板が前記液体中に浸漬された状態で上面に載置されるラビングステージと、外周にラビング布が設けられて前記ラビングステージの上方に配置されており、前記基板が載置された前記ラビングステージを移動させながら、一部を前記液体中に浸漬させた状態で回転しつつ前記ラビング布を前記液体中で前記配向膜に接触させて、前記液体中で前記配向膜をラビングするラビングローラと、該ラビングローラの近傍に配置された、ラビング中に前記ラビングローラの回転によって前記液体中から出てくる前記ラビング布に向かって液体を吹き付けるためのノズルとを備えていることを特徴とするものである。

また、本発明のラビング方法は、本発明のラビング装置を用いて、前記液体が貯められた前記ラビング槽の前記ラビングステージの上面に、配向膜が形成された前記基板を前記液体中に浸漬させた状態で配置するステップと、前記ラビングローラを回転させて、前記ラビングステージを水平方向に直線状に移動させながら、一部を前記液体中に浸漬させた状態で回転しつつ前記ラビング布を前記液体中で前記配向膜に接触させて、前記液体中で前記配向膜をラビングするとともに、ラビング中に前記ラビングローラの回転によって前記液体中から出てくる前記ラビング布に向かって前記ノズルでもって前記液体を吹き付けるステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明のラビング装置およびそれを用いたラビング方法によれば、ラビング中にラビング布にノズルでもって液体を吹き付けることによって、ラビングローラに付着したゴミを除去することができるという効果を奏する。

第１の実施の形態に係るラビング装置であって、（ａ）は側面から見た概略側面図、（ｂ）は概略平面図である。 （ａ）は図１に示すラビング装置でラビング中の最初の段階を説明する説明図、（ｂ）は図１に示すラビング装置のノズルの平面図である。 図１に示すラビング装置のラビング中の途中の段階を説明する説明図である。 図１に示すラビング装置のラビング中の最後の段階を説明する説明図である。 （ａ）および（ｂ）は図１に示すラビング装置でノズルによってラビング中にラビング布に付着したゴミを除去する方法を説明する説明図である。 図１に示すラビング装置でラビング中の最後の段階におけるゴミの状態を説明する説明図である。 第２の実施の形態に係るラビング装置であって、（ａ）は側面から見た概略側面図、（ｂ）は概略平面図である。 図７に示すラビング装置でラビング中の最後の段階におけるゴミの状態を説明する説明図である。

＜実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態（実施の形態１という）に係るラビング装置およびそれを用いたラビング方法について、図１乃至図６を参照しながら説明する。

まず、ラビング装置１について、図１および図２を参照しながら以下に説明する。

ラビング装置１は、図１に示すような構成であり、液体２が内部に貯められるラビング槽３と、ラビング槽３の底部に配置された、ラビング槽３の内部を所定の速度で水平方向に直線状に移動する、配向膜６ａが形成された基板６が液体２中に浸漬された状態で上面に載置されるラビングステージ５と、外周にラビング布８が設けられてラビングステージ５の上方に配置されており、基板６が載置されたラビングステージ５を移動させながら、一部を液体２中に浸漬させた状態で回転しつつビング布８を液体２中で配向膜６ａに接触させて、液体２中で配向膜６ａをラビングするラビングローラ７と、ラビングローラ７の近傍に配置された、ラビング中にラビングローラ７の回転によって液体２中から出てくるラビング布に向かって液体を吹き付けるためのノズル９とを備えている。

ラビング槽３は、四角形状であり、内部をラビングステージ５が移動することができる大きさを有しており、液体２が内部に貯められる。すなわち、ラビング槽３は、ラビングステージ５に配向膜６ａが形成された基板６が載置された状態で液体２中に浸漬するように、内部に液体２が貯められる。したがって、ラビング槽３に貯められる液体２は、図２に示すように、ラビングローラ７でもって液体２中で配向膜６ａをラビングすることができるように調整して貯められる。また、ラビング槽３に貯められる液体２には、例えば、ラビング処理で発生したゴミ１２を配向膜６ａに付着しにくくするために、イソプロピルアルコールまたは水等が使用される。

また、通常、ラビング処理にされた基板６は、ラビング処理後に洗浄されるが、ラビング装置１では、基板６がラビング槽３に貯められた液体２中でラビング処理されるので、ラビング処理と洗浄とを同時に行なうことができる。

ラビングステージ５は、四角形状で、ラビング槽３の底部に配置されたラビングステージ土台４上に設けられてラビング槽３の底部に配置されている。また、ラビングステージ５は、上面に配向膜６ａが形成された基板６を載置してラビング槽３の内部を所定の速度で水平方向に直線状に移動する。なお、ラビングステージ５は、載置される基板６とほぼ同じ大きさを有している。

また、ラビングステージ５には、配向膜６ａが形成された基板６を載置して固定するために、基板６を吸着固定するための機構が設けられている。

ラビングステージ土台４は、ラビングステージ５を水平方向に直線状に移動させるための移動機構を有している。

ラビングステージ５に載置される基板６は、表示領域に配向膜６ａが設けられており、例えば、ガラスまたはプラスチック等の透光性を有する材料からなる。なお、基板６は、例えば、薄膜トランジスタが形成されたアレイ基板またはカラーフィルタ基板である。また、配向膜６ａは、配向膜６ａの形成領域に対応する所定のパターンを有する印刷版を用いた印刷法によって基板６上に設けられており、印刷の後に、１８０（℃）〜２４０（℃）で数時間焼成される。配向膜６ａは、例えば、ポリイミド樹脂等の材料からなる。また、配向膜６ａの膜厚は、例えば、０．０４（μｍ）〜０．１（μｍ）である。

ラビングローラ７は、ラビングローラ支持フレーム７ａに装着されてラビングステージ５の上方に配置されている。なお、ラビングローラ支持フレーム７ａは、ラビング処理を行なう際にラビングローラ７を上下方向に昇降する昇降機能を有している。また、ラビングローラ７は、配向膜６ａをラビング処理するために外周にラビング布８が設けられている。ラビングローラ７は、円柱状であり、例えば、アルミニウムまたはステンレス等の材料からなる。

ラビングローラ７の外周に設けられるラビング布８は、例えば、コットンまたはレーヨン等の布からなる。また、ラビング布８は、図５に示すように、ベースとなる基布８ａにパイル８ｂと呼ばれる細い繊維が植毛されている。そして、ラビング布８の基布８ａは、経糸および緯糸からなり、経糸および緯糸が織られている。

また、ラビングローラ７は、基板６が載置されたラビングステージ５を移動させながら、一部を液体２中に浸漬させた状態で回転している。そして、ラビングローラ７は、ラビング布８を液体２中で配向膜６ａに接触させて、液体２中で配向膜６ａをラビングする。なお、ラビングローラ７は、配向膜６ａを液体２中でラビングすることができるように液体２中に浸漬される。

このように、基板６に形成された配向膜６ａ上をラビングローラ７のラビング布８で一定の方向に擦ることによって、配向膜６ａに対してラビング処理が施される。そして、ラビング処理された配向膜６ａに対して液晶分子が一定方向に配列される。

ノズル９は、ノズル支持フレーム９ａに装着されてラビングローラ７の近傍に配置されている。そして、ノズル９は、ラビング中にラビングローラ７の回転によって液体中２から出てくるラビング布８に向かって液体を吹き付けるものである。

また、ノズル支持フレーム９ａは、ノズル９を上下方向に調整する調整機構を有しており、この調整機構によってラビング布８に向かって液体を吹き付ける際にノズル９が最適な位置になるように調整することができる。

ノズル９は、図２（ｂ）に示すように、ノズル９の長手方向に、円形状の細孔９ｂが一列に複数個設けられている。細孔９ｂの大きさは、例えば、７００（μｍ）〜８００（μｍ）である。また、細孔９ｂは、複数列に複数個設けてもよい。細孔９ｂの形状は、円形状に限らず、四角形状等であってもよい。

また、ノズル９は、配管（図示せず）を介して高圧液体供給源（図示せず）に接続されている。そして、ノズル９は、細孔９ｂから、例えば、９．５（ＭＰａ）〜１０（ＭＰａ）の高圧の液体をラビング布８に向かって吹き付けることができる。すなわち、ノズル９は、細孔９ｂからラビング布８に向かって高圧ジェットの液体を吹き付けることができる。細孔９ｂから吹き付けられる液体には、例えば、イソプロピルアルコールまたは水等が使用される。

また、ラビング槽３に貯められる液体２およびノズル９から吹き付けられる液体は、ラビング装置１の構築性の容易さから、同じ液体であることが好ましい。さらに、ラビング装置１は、液体２およびノズル９から吹き付けられる液体が水の場合には、さらにランニングコストを低減することができる。

また、ラビング装置１は、ラビング布８の毛並みを揃えるブラッシングローラを配置してもよい。すなわち、ノズル９でラビング布８に向かって液体を吹き付けた後に、ラビング布８の毛並みを揃えることができるようにブラッシングローラをラビングローラ７の回転方向のノズル９の下方に配置してもよい。

ラビング処理においては、図５に示すように、ラビング中にラビングローラ７のラビング布８と配向膜６ａとが擦れることによってゴミ１２が発生しやすい。すなわち、配向膜６ａにラビング処理を施すと、微小なゴミ、いわゆるラビングカスが発生しやすい。なお、発生したゴミ１２は、図５に示すように、ラビング布８のパイル８ｂの間に付着しやすい。そして、これらのゴミ１２は、ラビング中に基板６の配向膜６ａに付着しやすくなる。

しかしながら、ラビング装置１では、図１に示すように、ラビングローラ７の近傍に、ノズル９が配置されており、ノズル９がラビング布８に向かって液体を吹き付けてラビング布８に付着したゴミを除去することができる。すなわち、ノズル９は、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、ラビング中にラビングローラ７の回転によって液体２中から出てくるラビング布８に向かって液体を連続的に吹き付けて、吹き付けられた液体によってラビング布８に付着したゴミ１２を除去することができる。

したがって、ラビング装置１は、パイル８ｂの間に付着したゴミ１２に対して、ノズル９の細孔９ｂから高圧の液体を吹き付けることによって、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、ラビング布８に付着したゴミ１２をラビングステージ５の移動方向とは反対側に吹き飛ばして除去することができる。これによって、ラビング布８は、ノズル９から吹き付けられた液体によってパイル８ｂに付着したゴミが除去される。

したがって、ラビングローラ７は、ゴミ１２が除去されたラビング布８でもって配向膜６ａをラビングすることができるので、ラビング装置１は、ラビング中にラビング布８に付着したゴミ１２が基板６に付着しにくくなる。これによって、ラビング装置１でラビング処理した基板６を使用した液晶表示装置は、ゴミ１２が配向膜６ａに付着することによ
って発生する輝点欠陥等が抑制される。

また、ラビング布８に付着したゴミ１２は、図６に示すように、ノズル９によって吹き飛ばされてラビングステージ５の移動方向とは反対側の液体２上に浮遊している。そして、液体２上に浮遊しているゴミ１２は、基板６が液体２中に浸漬しているので、基板６の配向膜６ａ上には付着しにくい。

ここで、ラビング装置１でのラビング方法について、図１乃至図４を参照しながら説明する。

まず、外周にラビング布８が設けられたラビングローラ７を準備して、ラビングローラ支持フレーム７ａにラビングローラ７を装着する。

そして、図１（ａ）に示すように、液体２が貯められたラビング槽３のラビングステージ５の上面に配向膜６ａが形成された基板６を載置する。そして、ラビングステージ５に載置された基板６が液体２中に浸漬された状態にする。

次に、図２（ａ）に示すように、ラビングローラ７を回転させて、ラビングステージ５を水平方向に直線状に移動させながら、ラビングローラ支持フレーム７ａによって一部を液体２中に浸漬させた状態で回転しつつラビング布８を液体２中で配向膜６ａに接触させて、液体２中で配向膜６ａをラビングする。そして、ラビング中にラビングローラ７の回転によって液体２中から出てくるラビング布８に向かってノズル９でもって液体を吹き付ける。

ラビングローラ７は、図２乃至図４に示すように、ノズル９からラビング布８に液体を吹き付けながら、ラビングステージ５を水平方向に移動させることによって、基板６に形成された配向膜６ａの全面をラビング処理する。

したがって、ラビング処理において、ラビング中にラビングローラ７のラビング布８と配向膜６ａとが擦れることによってゴミ１２が発生するが、ノズル９の細孔９ｂから高圧の液体を吹き付けることによって、ラビング布８はパイル８ｂに付着したゴミが除去される。これによって、ゴミ１２が除去されたラビング布８で配向膜６ａをラビングすることができる。

本発明は、上述の第１の実施の形態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において種々の変更、改良等が可能である。以下、他の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

＜実施の形態２＞
以下、本発明の第２の実施の形態（実施の形態２という）に係るラビング装置１Ａおよびラビング方法について、図７および図８を参照しながら説明する。

実施の形態２に係るラビング装置１Ａは、図７に示すように、実施の形態１に係るラビング装置１に、さらにラビング槽３に液体供給口１０および液体排出口１１を追加した構成である。

すなわち、ラビング槽３は、図７に示すように、ラビング中にラビングステージ５が移動する方向に位置する側壁の下方に、ラビング中に外部から内部に液体２を供給する液体供給口１０を有するとともに、ラビングステージ５が移動する方向の反対側に位置する側
壁の下方に、ラビング中に内部から外部に液体２を排出する液体排出口１１を有している。

このような構成にすることによって、ラビング装置１Ａは、パイル８ｂの間に付着したゴミ１２に対して、ノズル９の細孔９ｂから高圧の液体を吹き付けることによって、図８に示すように、ラビング布８に付着したゴミ１２をラビングステージ５の移動方向とは反対側に吹き飛ばして除去することができる。

さらに、ラビング装置１Ａは、ラビング槽３がラビング中に外部から内部に液体２を供給する液体供給口１０およびラビング中に内部から外部に液体２を排出する液体排出口１１を有しているので、ラビング中にラビングステージ５の移動方向とは反対の方向、すなわち、図７（ａ）に示す矢印の方向に向かう液体の流れを形成することができる。

これによって、ラビング装置１Ａは、図８に示すように、ノズル９によって吹き飛ばされてラビング布８から除去されたゴミ１２は、ラビングステージ５の移動方向とは反対側の液体２上に浮遊しているが、浮遊しているゴミ１２は、液体供給口１０および液体排出口１１によって形成された液体２の流れによってラビング槽３の外部に排出される。したがって、ノズル９によって吹き飛ばされてラビング布８から除去されたゴミ１２は、基板６にさらに付着しにくくなる。

ラビング装置１Ａは、液体供給口１０と液体排出口１１とをラビング槽３の外部で繋げて、液体排出口１１側にゴミ１２を除去するフィルターを設けた循環系としてもよい。

また、ラビング装置１Ａでは、ラビング槽３は、平面視して中央部に液体供給口１０および液体排出口１１を有しているが、これに限らない。ラビング槽３の内部に液体２の流れが形成される位置であれば、液体供給口１０および液体排出口１１は、ラビング槽３のどの位置に設けられていてもよい。例えば、液体供給口１０および液体排出口１１は、平面視してラビング槽３の対角に設けられていてもよい。

ここで、ラビング装置１Ａでのラビング方法について説明する。なお、実施の形態２のラビング装置１Ａでのラビング方法は、ラビング槽３の外部から内部に液体供給口１０から液体２を供給するとともにラビング槽３の内部から外部に液体排出口１１から液体を排出しながら配向膜６ａをラビングする点が実施の形態１のラビング方法とは異なっている。すなわち、ラビング装置１Ａでのラビング方法は、ラビング中にラビング槽３の内部に液体２の流れを形成しながら配向膜６ａをラビングする。

まず、外周にラビング布８が設けられたラビングローラ７を準備して、ラビングローラ支持フレーム７ａにラビングローラ７を装着する。

そして、液体２が貯められたラビング槽３のラビングステージ５の上面に配向膜６ａが形成された基板６を載置する。そして、ラビングステージ５に載置された基板６が液体２中に浸漬された状態にする。

次に、ラビング槽３の外部から内部に液体供給口１０から液体２を供給するとともにラビング槽３の内部から外部に液体排出口１１から液体２を排出して、ラビング槽３の内部に液体２の流れを形成する。

そして、ラビングローラ７を回転させて、ラビングステージ５を水平方向に直線状に移動させながら、ラビングローラ支持フレーム７ａによって一部を液体２中に浸漬させた状態で回転しつつラビング布８を液体２中で配向膜６ａに接触させて、ラビング槽３の内部
に液体２の流れが形成された状態で、液体２中で配向膜６ａをラビングする。そして、ラビング中にラビングローラ７の回転によって液体２中から出てくるラビング布８に向かってノズル９でもって液体を吹き付ける。

したがって、ラビング処理において、ラビング中にラビングローラ７のラビング布８と配向膜６ａとが擦れることによってゴミ１２が発生するが、ノズル９の細孔９ｂから高圧の液体を吹き付けることによって、ラビング布８はパイル８ｂに付着したゴミが除去されるとともに、ラビング槽３の内部に形成された液体２の流れによって、除去されたゴミ１２がラビング槽３の外部に排出される。これによって、ゴミ１２が除去されたラビング布８で配向膜６ａをラビングすることができる。

本発明は、上述した実施の形態１および実施の形態２に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。

１、１Ａ ラビング装置
２ 液体
３ ラビング槽
４ ラビングステージ台
５ ラビングステージ
６ 基板
６ａ 配向膜
７ ラビングローラ
７ａ ラビングローラ支持フレーム
８ ラビング布
８ａ 基布
８ｂ パイル
９ ノズル
９ａ ノズル支持フレーム
９ｂ 細孔
１０ 液体供給口
１１ 液体排出口
１２ ゴミ

Claims (4)

1. 液体が内部に貯められるラビング槽と、
   該ラビング槽の底部に配置された、該ラビング槽の内部を所定の速度で水平方向に直線状に移動する、配向膜が形成された基板が前記液体中に浸漬された状態で上面に載置されるラビングステージと、
   外周にラビング布が設けられて前記ラビングステージの上方に配置されており、前記基板が載置された前記ラビングステージを移動させながら、一部を前記液体中に浸漬させた状態で回転しつつ前記ラビング布を前記液体中で前記配向膜に接触させて、前記液体中で前記配向膜をラビングするラビングローラと、
   該ラビングローラの近傍に配置された、ラビング中に前記ラビングローラの回転によって前記液体中から出てくる前記ラビング布に向かって液体を吹き付けるためのノズルとを備えていることを特徴とするラビング装置。
2. 請求項１に記載のラビング装置であって、
   前記ラビング槽は、ラビング中に前記ラビングステージが移動する方向に位置する側壁の下方に、ラビング中に外部から内部に前記液体を供給する液体供給口を有するとともに、前記ラビングステージが移動する方向の反対側に位置する側壁の下方に、ラビング中に内部から外部に前記液体を排出する液体排出口を有していることを特徴とするラビング装置。
3. 請求項１に記載のラビング装置を用いて、
   前記液体が貯められた前記ラビング槽の前記ラビングステージの上面に、配向膜が形成された前記基板を前記液体中に浸漬させた状態で配置するステップと、
   前記ラビングローラを回転させて、前記ラビングステージを水平方向に直線状に移動させながら、一部を前記液体中に浸漬させた状態で回転しつつ前記ラビング布を前記液体中で前記配向膜に接触させて、前記液体中で前記配向膜をラビングするとともに、ラビング中に前記ラビングローラの回転によって前記液体中から出てくる前記ラビング布に向かって前記ノズルでもって前記液体を吹き付けるステップと
   を含むことを特徴とするラビング方法。
4. 請求項２に記載のラビング装置を用いて、
   前記液体が貯められた前記ラビング槽の前記ラビングステージの上面に、配向膜が形成された前記基板を前記液体中に浸漬させた状態で配置するステップと、
   前記ラビング槽の外部から内部に前記液体供給口から前記液体を供給するとともに前記ラビング槽の内部から外部に前記液体排出口から前記液体を排出しながら、前記ラビングローラを回転させて、前記ラビングステージを水平方向に直線状に移動させながら、一部を前記液体中に浸漬させた状態で回転しつつ前記ラビング布を前記液体中で前記配向膜に接触させて、前記液体中で前記配向膜をラビングするとともに、ラビング中に前記ラビングローラの回転によって前記液体中から出てくる前記ラビング布に向かって前記ノズルでもって前記液体を吹き付けるステップと
   を含むことを特徴とするラビング方法。

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