JPH1195222A - ラビング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の表示欠陥の原因となる配向処
理の異常を、速やかに検知することが可能なラビング装
置を提供する。 【解決手段】 ラビング装置は、ガラス基板１を支持す
るラビングステージ２、ラビングローラ３、θ軸ステー
ジ４、Ｚ軸ステージ５、Ｘ軸ステージ６などから構成さ
れる。ラビングローラ３の端部付近には、ラビングロー
ラ３の表面の通過位置の変位を非接触で検出するレーザ
距離計１４が設けられている。ラビングローラ３の駆動
トルクは、駆動軸２２からラビングローラ３の回転軸２
１に回転を伝達するタイミングベルト２３の張力を検出
することにより行われる。同様に、Ｘ軸ステージ６の駆
動トルクもタイミングベルトの張力を検出することによ
り行われる。上記の各データを連続的にモニターし、正
常時のパターンと比較することによって、ラビング工程
における異常を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造工程において、基板上に形成された樹脂膜の配向処理
に使用されるラビング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電
力などの特徴を備え、ノ−ト型パソコンなどのディスプ
レイ装置として広く使用されている。ノ−ト型パソコン
は、近年、ＣＰＵやＯＳの発達により、より高度な情報
を扱えるようになっており、その性能はディスクトップ
型パソコンと変わらない程になってきている。これらに
使用されるディスプレイ装置は、ノ−ト型パソコンの性
能向上に伴い、表示容量及び表示面積の拡大、画質の向
上などが要求されている。

【０００３】液晶表示装置の画質の向上に伴い、製造途
中での僅かな傷やムラでも画質不良として現れるので、
これらの要因に基づく製造歩留の低下が大きな問題とな
っている。

【０００４】この様な傷やムラの一つとして、ガラス基
板の表面に形成された樹脂膜にラビングを施すことによ
って配向処理を行う際に発生する微細な傷や、処理ムラ
を挙げることができる。ラビング中に、ラビング布の微
細な滓がラビングローラの下に噛み込むと、その引きず
り跡が配向不良を引き起こす。また、ラビング中の種々
の動作速度にムラが発生すると、配向ムラとなって、や
はり、表示不良の原因となる。

【０００５】第６図に、従来のラビング装置の概要を示
す。ガラス基板１は、ラビングステージ２の上に装着さ
れる。ガラス基板１の表面には、先行工程において樹脂
膜（後続工程で配向処理が施される）が形成されてい
る。ラビングステージ２は、θステージ４の上に支持さ
れ、θステージ４によって回転方向に駆動される。θス
テージ４は、Ｚ軸ステージ５の上に支持され、Ｚ軸ステ
ージ５によって垂直方向に駆動される。Ｚ軸ステージ５
は、Ｘ軸ステージ６の上に支持され、Ｘ軸ステージ６に
よって水平方向に駆動される。Ｘ軸ステージ６は、ネジ
軸３１の回転に伴い水平方向に駆動される。

【０００６】ガラス基板１の上方には、ラビングステー
ジ２に対向して、ラビングローラ３が配置されている。
ラビングローラ３の回転軸２１は、支持フレーム１３で
支持されている。支持フレーム１３には、ラビングロー
ラ２の駆動モータ１２も取り付けられている。

【０００７】従来、配向膜の形成は、下記の工程によっ
て行われていた。 （ａ） ガラス基板１上に所定の回路パターンを形成し
た後、その表面に樹脂膜を塗布する。次いで、ガラス基
板１をラビング装置に運び、ラビングステ−ジ２上の所
定の位置に位置決めした状態で、その上に吸着して保持
する。

【０００８】（ｂ） 次に、θステ−ジ４を用いて、ラ
ビングステ−ジ２を旋回させ、ガラス基板１に対するラ
ビングローラ３の角度が所定の値（「ラビング角度」と
呼ばれる）になるように調整する。

【０００９】（ｃ） 次に、Ｚ軸ステ−ジ５を用いて、
ラビングステ−ジ２を上昇させ、ラビングローラ３とガ
ラス基板１との間隔が、所定の値（「ラビング高さ」と
呼ばれる）になる様に調整する。

【００１０】（ｄ） 次に、上記のラビング角度及びラ
ビング高さを維持した状態で、ラビングローラ３を回転
させるとともに、Ｘ軸ステージ６を用いてラビングステ
−ジ２を水平方向に移動させる。これによって、ガラス
基板１の表面に形成された樹脂膜にラビングが施され
て、配向膜が形成される。

【００１１】上記のラビング工程において、ラビングロ
ーラ３は、所定の回転数で常時回転している。この時、
ラビングステ−ジ２上に吸着されているガラス基板１
は、ラビングローラ３の周囲に巻き付けられているラビ
ング布１１に接触しながら、ラビングローラ３の下を通
過する。これにより、ラビング布１１の毛足が、ガラス
基板１の表面に塗布されている樹脂膜を、所定の角度と
間隔を維持した状態で擦ることになる。これにより、樹
脂膜の配向処理が行われる。

【００１２】ラビング工程によって、後続工程において
二枚のガラス基板の間に封入される液晶分子の配列方向
とプレチルト角度が決定されるので、ラビング工程は、
液晶表示装置の表示品位を大きく左右する工程となる。

【００１３】ところで、上記のラビング工程中、ラビン
グローラ３とガラス基板１との間に微細なゴミ等が噛み
込んだりすると、ゴミが噛み込まれた部分だけ配向状態
が乱れ、表示ムラの原因となる。また、ラビングローラ
３自身の回転ムラや回転軸の偏心も、配向処理のムラを
生じ、表示ムラの原因となる。更に、ラビングローラ３
の周囲に巻き付けられているラビング布１１のラビング
ローラ３表面からの微細な浮きや局所的な剥がれ、更
に、毛足の乱れによっても、配向状態にムラが生じ、そ
の結果、表示ムラの原因となる。

【００１４】これらの問題に対応すべく、ラビング装置
の運転状態の異常を総括的に検知することを目的とし
て、ラビングローラ３の駆動モータ１２のトルクの変動
を、この駆動モータ１２に供給される電流値の変動とし
てモニターする試みが行われている。

【００１５】しかし、ラビングローラ３の駆動モータ１
２は、それ自身の回転ムラを小さくするために、負荷に
対する変動を極力少なくする必要があり、そのため、十
分以上の出力トルクを持つ様に設計されている。このた
め、ラビングローラ３とガラス基板１との間に、ゴミ噛
み、ラビングローラ３の回転軸の偏心、あるいはラビン
グ布１１の微細な浮きや剥がれなどが発生したとして
も、駆動モータ１２の電流値の変動は極めて微少なもの
に過ぎない。従って、表示品位に影響を与える可能性が
ある各種の異常を、感度良く検知できるレベルにはほど
遠く、大きな装置異常あるいは工程異常を来たした場合
の検出にのみ利用できるのがせいぜいであった。

【００１６】以上の様な背景によって、ラビングローラ
３の回転軸の微細な偏心や、ラビング布１１の微細な浮
き・局部的剥がれ・毛足の乱れなどの異常を、早期に検
出することが困難なので、配向不良に起因する歩留まり
を減少させることは容易ではなかった。

【００１７】また、液晶表示パネルは、二枚のガラス基
板を貼り合わせて組み立てられており、樹脂膜の配向処
理は、その両基板に対して施されるので、片側の基板の
配向処理で異常が発生しても、製品不良となる。しか
し、配向状態の不良は、従来、そのほとんどが、液晶表
示パネル組立完成後の点灯検査によらなければ検知する
ことができない。従って、配向処理工程における異常の
発生を速やかに検知することは、液晶表示装置製造工程
の全体の歩留対策上、極めて重要である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のラビング工程における問題点に鑑み成されたもの
で、本発明の目的は、液晶表示装置の表示欠陥の原因と
なる配向処理の異常を、速やかに検知する事が可能なラ
ビング装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のラビング装置
は、基板上に形成された樹脂膜にラビングローラを用い
てラビングを施すことにより配向膜を形成するラビング
装置において、ラビングの最中に前記ラビングローラの
表面の通過位置の変位を連続的に測定する非接触式変位
測定器を備えたことを特徴とする。

【００２０】このラビング装置によれば、前記非接触式
変位測定器を用いて、ラビングの際、ラビングローラの
表面の通過位置の変位を連続的に測定することによっ
て、基板上への異物の付着、ラビング布の損傷等に伴う
異常、ラビングローラを支持する軸受の異常、その他、
ラビング処理工程における何らかの異常の発生を速やか
に検知することができる。

【００２１】また、本発明のラビング装置は、基板上に
形成された樹脂膜にラビングローラを用いてラビングを
施すことにより配向膜を形成するラビング装置におい
て、駆動モータに接続された駆動軸と、この駆動軸の回
転を前記ラビングローラの回転軸に伝達するタイミング
ベルトと、このタイミングベルトの走行軌道の途中に配
置され、タイミングベルトをその走行方向に対して略垂
直方向に押し込むテンションローラと、このテンション
ローラにタイミングベルトから作用する反力を検出する
ロードセルとを備え、このロードセルの出力に基づいて
前記ラビングローラの駆動トルクを検出するラビングロ
ーラ駆動トルク検出機構を備えたことを特徴とする。

【００２２】このラビング装置によれば、前記ラビング
ローラ駆動トルク検出機構を用いて、ラビングの際、ラ
ビングローラに作用する駆動トルクを連続的に且つ精度
良く測定することができるので、先に例示した様な、ラ
ビング処理工程における何らかの異常の発生を速やかに
検知することができる。

【００２３】また、本発明のラビング装置は、基板を支
持し、基板を基板表面に対して平行方向に移動する移動
ステージと、基板上に形成された樹脂膜にラビングを施
すことにより配向膜を形成するラビングローラとを備え
たラビング装置において、前記移動ステージにネジ部を
介して接続され、自身が回転することにより前記移動ス
テージを前記方向に駆動するネジ軸と、駆動モータに接
続された駆動軸と、この駆動軸の回転を前記ネジ軸に伝
達するタイミングベルトと、このタイミングベルトの走
行軌道の途中に配置され、タイミングベルトをその走行
方向に対して略垂直方向に押し込むテンションローラ
と、このテンションローラにタイミングベルトから作用
する反力を検出するロードセルとを備え、このロードセ
ルの出力に基づいて前記ネジ軸の駆動トルクを検出する
移動ステージ駆動トルク検出機構を備えたことを特徴と
する。

【００２４】このラビング装置によれば、前記移動ステ
ージ駆動トルク検出機構を用いて、ラビングの際、移動
ステージを駆動するネジ軸に作用するトルクを、連続的
に且つ精度良く測定することができるので、先に例示し
た様な、ラビング処理工程における何らかの異常の発生
を速やかに検知することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づくラビング
装置の概略構成図を示す。ガラス基板１は、ラビングス
テージ２の上に装着される。ガラス基板１の表面には、
先行工程においてポリイミド膜（後続工程で配向処理が
施される）が形成されている。ラビングステージ２は、
θステージ４の上に支持され、θステージ４によって回
転方向に駆動される。θステージ４は、Ｚ軸ステージ５
の上に支持され、Ｚ軸ステージ５によって垂直方向に駆
動される。Ｚ軸ステージ５は、Ｘ軸ステージ６の上に支
持され、Ｘ軸ステージ６によって水平方向に駆動され
る。Ｘ軸ステージ６は、ネジ軸３１の回転に伴い水平方
向に駆動される。

【００２６】ガラス基板１の上方には、ラビングステー
ジ２に対向して、ラビングローラ３が配置されている。
ラビングローラ３の回転軸２１は、支持フレーム１３で
支持されている。支持フレーム１３には、ラビングロー
ラ２の駆動モータ１２も取り付けられている。

【００２７】ラビングローラ３の端部付近には、ラビン
グローラ３の表面の通過位置の変位を非接触で検出する
レーザ距離計１４（非接触変位測定器）が設けられてい
る。このレーザ距離計１４も、支持フレーム１３により
支持されている。

【００２８】ラビングローラ３の周囲にはラビング布１
１が巻付けられているが、その端部付近にはラビングロ
ーラ３の地肌部が残っている。この部分の通過位置の変
位をレーザ距離計１４を用いて連続的に測定することに
よって、ガラス基板１上への異物の付着、ラビング布１
１の損傷等に伴う異常、ラビングローラ３の回転軸２１
の軸受の異常、その他、ラビング処理工程における何ら
かの異常の発生を速やかに検知することができる。

【００２９】図２（ａ）に、ラビングローラ３の駆動ト
ルクの検出機構の構成を示す。ラビングローラ３の回転
軸２１と、その駆動モータ１２の駆動軸２２は、タイミ
ングベルト２３を介して連結されている。タイミングベ
ルト２３の軌道の途中には、タイミングベルト２３の張
力を測定するために、テンションローラ２４が配置され
ており、タイミングベルト２３からテンションローラ２
４に作用する反力は、テンションローラ２４の支持部に
配置されたロードセル２５によって検出される。この様
にして、テンションローラ２４に作用する反力に基づい
て、タイミングベルト２３の張力を検出し、タイミング
ベルト２３の張力からラビングローラ３の駆動トルクを
精度良く求めることができる。

【００３０】図２（ｂ）に、Ｘ軸ステージ６の駆動トル
クの検出機構の構成を示す。この検出機構も、上記のラ
ビングローラ３の駆動トルクの検出機構と同じ構成を備
えている。即ち、Ｘ軸ステージ６を水平方向に駆動する
ネジ軸３１と、その駆動モータの駆動軸３２は、タイミ
ングベルト３３を介して連結されている。タイミングベ
ルト３３の軌道の途中には、タイミングベルト３３の張
力を測定するために、テンションローラ３４が配置され
ており、タイミングベルト３３からテンションローラ３
４に作用する反力は、テンションローラ３４の支持部に
配置されたロードセル３５によって検出される。この様
にして、テンションローラ３４に作用する反力に基づい
て、タイミングベルト３３の張力を検出し、タイミング
ベルト３３の張力からＸ軸ステージ６の駆動トルクを精
度良く求めることができる。

【００３１】この様にして、ラビングローラ３の駆動ト
ルク、及びＸ軸ステージ６の駆動トルクを連続的に且つ
高精度に検出することができるので、これらの検出デー
タに基づいて、ラビング処理工程における先に例示した
様な各種の原因に基づく異常の発生を速やかに検知する
ことができる。

【００３２】図１及び図２に示したラビング装置を用い
て、ガラス基板１上に形成されたリイミド膜のラビング
を行い、その際のラビングローラ３の表面の通過位置の
変位、ラビングローラ３の駆動トルク、及びＸ軸ステー
ジ６の駆動トルクを連続的に測定した。測定結果を、そ
れぞれ、図３、図４及び図５に示す。なお、横軸は時間
を表し、縦軸は各測定値を表す。図中、実線は、正常な
状態でラビングが行われた場合の測定結果であり、破線
は、ラビング布１１に異常が発生した場合の測定結果で
ある。

【００３３】上記の各図に示す様に、ラビング工程にお
ける異常は、測定された各データのパターンを、正常状
態におけるパターンと比較することによって、確実に検
知することができる。従って、正常状態におけるラビン
グローラ３の表面の通過位置の変位、ラビングローラ３
の駆動トルク、及びＸ軸ステージ６の駆動トルクの各パ
ターン（各データを時間軸に対して連続的にプロットし
たもの）を、予め、記憶装置に蓄えておいて、実際のラ
ビングの際に、上記に示した方法を用いて、これら各デ
ータを、常時、モニターするとともに、正常時のパター
ンと比較することによって、ラビング処理工程における
異常の発生を速やかに検知することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のラビング装置によれば、液晶表
示装置の表示欠陥の原因となるラビング工程における微
細な異常を、ラビング工程の最中、あるいは一枚の基板
についてラビングが終了した時点で速やかに検知するこ
とが可能になる。従って、本発明のラビング装置を用い
ることによって、ラビング工程の歩留りが改善されると
ともに、配向欠陥を有する基板の次工程への流出を防止
することが可能になるので、液晶表示装置の製造工程全
体の歩留も改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくラビング装置の概略構成図。

【図２】本発明に基づくラビング装置における駆動トル
クのモニター方法を説明する図、（ａ）はラビングロー
ラの駆動トルクの検出機構の構成、（ｂ）はＸ軸ステ−
ジの駆動トルクの検出機構の構成を表す。

【図３】ラビングローラの表面の通過位置の変位の測定
結果の一例を示す図、実線は負荷正常時、破線は負荷異
常時を表す。

【図４】ラビングローラの駆動トルクの測定結果の一例
を示す図、実線は負荷正常時、破線は負荷異常時を表
す。

【図５】Ｘ軸ステ−ジの駆動トルクの測定結果の一例を
示す図、実線は負荷正常時、破線は負荷異常時を表す。

【図６】従来のラビング装置の概略構成図。

【符号の説明】

１・・・ガラス基板（基板）、 ２・・・ラビングステ−ジ、 ３・・・ラビングローラ、 ４・・・θステ−ジ、 ５・・・Ｚ軸ステ−ジ、 ６・・・Ｘ軸ステ−ジ（移動ステージ）、 １１・・・ラビング布、 １２・・・駆動モータ、 １３・・・支持フレ−ム、 １４・・・レーザ距離計（非接触式変位測定器）、 ２１・・・ラビングローラの回転軸、 ２２・・・モータ駆動軸、 ２３・・・タイミングベルト、 ２４・・・テンションローラ、 ２５・・・ロ−ドセル、 ３１・・・Ｘ軸ステ−ジのネジ軸、 ３２・・・モータ駆動軸、 ３３・・・タイミングベルト、 ３４・・・テンションローラ、 ３５・・・ロ−ドセル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された樹脂膜にラビングロ
   ーラを用いてラビングを施すことにより配向膜を形成す
   るラビング装置において、 ラビングの最中に前記ラビングローラの表面の通過位置
   の変位を連続的に測定する非接触式変位測定器を備えた
   ことを特徴とするラビング装置。
2. 【請求項２】 基板上に形成された樹脂膜にラビングロ
   ーラを用いてラビングを施すことにより配向膜を形成す
   るラビング装置において、 駆動モータに接続された駆動軸と、 この駆動軸の回転を前記ラビングローラの回転軸に伝達
   するタイミングベルトと、 このタイミングベルトの走行軌道の途中に配置され、タ
   イミングベルトをその走行方向に対して略垂直方向に押
   し込むテンションローラと、 このテンションローラにタイミングベルトから作用する
   反力を検出するロードセルとを備え、 このロードセルの出力に基づいて前記ラビングローラの
   駆動トルクを検出するラビングローラ駆動トルク検出機
   構を備えたことを特徴とするラビング装置。
3. 【請求項３】 基板を支持し、基板を基板表面に対して
   平行方向に移動する移動ステージと、 基板上に形成された樹脂膜にラビングを施すことにより
   配向膜を形成するラビングローラとを備えたラビング装
   置において、 前記移動ステージにネジ部を介して接続され、自身が回
   転することにより前記移動ステージを前記方向に駆動す
   るネジ軸と、 駆動モータに接続された駆動軸と、 この駆動軸の回転を前記ネジ軸に伝達するタイミングベ
   ルトと、 このタイミングベルトの走行軌道の途中に配置され、タ
   イミングベルトをその走行方向に対して略垂直方向に押
   し込むテンションローラと、 このテンションローラにタイミングベルトから作用する
   反力を検出するロードセルとを備え、 このロードセルの出力に基づいて前記ネジ軸の駆動トル
   クを検出する移動ステージ駆動トルク検出機構を備えた
   ことを特徴とするラビング装置。