ラビング装置
【課題】ラビング処理により発生する異物を含んだエアを滞留させることなく吸引することができるラビング装置を提供する。
【解決手段】基板５を載置可能なステージ６と、基板５の表面に対してラビング処理を行うラビングローラ３とを備えたラビング装置に係る。ラビング装置を包囲するチャンバ１４と、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面に対向する第１の壁Ｓ１に形成された、チャンバ１４内へエア８を送風するための送風口１２と、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁Ｓ２に形成された、チャンバ１４内からエア８を吸引するための吸引口１３と、を有する。第１の壁Ｓ１から第２の壁Ｓ２へ向けてエア８の流路が形成されており、該流路は、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置まで所定の流路断面積を有し、ラビングローラ３の位置から第２の壁Ｓ２までは所定の流路断面積より大きく形成されている。
【解決手段】基板５を載置可能なステージ６と、基板５の表面に対してラビング処理を行うラビングローラ３とを備えたラビング装置に係る。ラビング装置を包囲するチャンバ１４と、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面に対向する第１の壁Ｓ１に形成された、チャンバ１４内へエア８を送風するための送風口１２と、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁Ｓ２に形成された、チャンバ１４内からエア８を吸引するための吸引口１３と、を有する。第１の壁Ｓ１から第２の壁Ｓ２へ向けてエア８の流路が形成されており、該流路は、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置まで所定の流路断面積を有し、ラビングローラ３の位置から第２の壁Ｓ２までは所定の流路断面積より大きく形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造に用いる基板の表面に対してラビング処理を行うラビング装置に関する。特に、ラビング処理時に発生する異物を除去することができるラビング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造に試用される基板（以下、液晶表示装置製造用基板）には、液晶分子群を一定方向に配列させる機能（配向機能と称する）が付与されている。配向機能を付与するために液晶表示装置製造用基板には配向膜が設けられている。配向膜は、例えばポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系樹脂といった有機高分子が液晶表示装置製造用基板の表面に膜状に塗布されることによって形成される。
【０００３】
液晶表示装置製造用基板の配向膜へ配向機能を付与する処理として、配向膜の表面をポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）系樹脂からなるラビング布で一定方向に向かって擦るラビング処理が知られている（例えば特許文献１）。図４は、特許文献１で開示されている、ラビング処理を施すラビング装置の部分断面図である。
【０００４】
図４に示すように、ラビング装置は、円柱形状の金属ローラ１の表面にラビング布２が巻かれたラビングローラ３と、配向膜４を有する液晶表示装置製造用基板５を載置するためのステージ６と、を備えている。ラビング布２は、ラビングローラ３の半径方向外側に向かって突出するように設けられたパイル７を有している。
【０００５】
図４に示すラビング装置を用いたラビング処理では、ラビングローラ３を液晶表示装置製造用基板５に向かって一定圧力で押し込みながら、ラビングローラ３の軸を中心にラビングローラ３を回転させて配向膜４の表面を擦る。その結果、パイル７が配向膜４の表面の高分子鎖を潰すことによって配向膜４に異方性が生じ、液晶分子群の配向方向が規定される。
【０００６】
また、ステージ６は、ステージ６の基板載置面と平行な方向であって、ラビングローラ３の軸と交わる一方向に前後進移動可能に設けられている。したがって、ラビングローラ３を回転させた状態でステージ６を一方向に移動あるいは往復移動させることによって、配向膜４の表面の所望の領域にラビング処理を施すことができる。
【０００７】
このようなラビング装置を用いたラビング処理では、配向膜４の表面を擦るときに、パイル７から発生する繊維くずや、配向膜４の削りかす等の多量の異物が発生する。このような異物がラビングローラ３に残っていたり、液晶表示装置製造用基板５に付着したりすると、液晶表示装置に様々な不具合が発生する。
【０００８】
たとえば、ラビングローラ３に異物が残っていると、ラビング処理時の、ラビングローラ３から配向膜４へかけられる圧力にばらつきが生じ、配向膜４の表面に均一にラビング処理を施せないことがある。また、液晶表示装置製造用基板５に異物が付着すると、液晶表示装置を組立てたときに該異物が液晶表示装置に挟まってギャップ不良を生じる。
【０００９】
そこで、特許文献２では、異物を除去しながらラビング処理を施すことができるラビング装置が開示されている。図５は、特許文献２で開示されているラビング装置の概略図である。図５に示すように、特許文献２で開示されているラビング装置は、ラビングローラ３の表面にエア８を吹き当てる送風装置９と、エア８を吸引する吸引装置１０と、を備えている。送風装置９でラビングローラ３の表面にエア８を吹き当てることにより、異物をラビングローラ３から除去することができる。また、異物を含んだエア８を吸引装置１０で吸引することにより、異物の液晶表示装置製造用基板５への付着を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２５８１９２号公報
【特許文献２】特開２００３−９８５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２で開示されているラビング装置では、送風装置９から送風されるエア８と、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が十分に隔てられていない。そのため、送風装置９から送風されるエア８がラビング装置の周囲の雰囲気を巻き込み、該雰囲気に浮遊している粉塵をラビングローラ３に吹き当て、該粉塵がラビングローラ３に付着する虞があった。また、吸引装置１０は、ラビング処理により発生する異物を含んだエア８だけでなく、ラビング装置の周囲の、異物を含まない雰囲気も吸引するため、ラビング処理により発生する異物を含んだエア８を十分に吸引できない。その結果、ラビング処理により発生する異物が液晶表示装置製造用基板５に付着することがあった。このようなことから、液晶表示装置に発生する不具合を防ぐことができなかった。
【００１２】
そこで、送風装置９から送風されるエア８と、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が隔てられたラビング装置を検討した。
【００１３】
図６は、送風装置９から送風されるエア８と、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が隔てられたラビング装置の概略図である。図６に示すように、ラビング装置は、ラビングローラ３およびステージ６を包囲するチャンバ１１を備えている。
【００１４】
チャンバ１１の壁には、チャンバ１１内にエア８を送風するための送風口１２と、チャンバ１１内のエア８を吸引するための吸引口１３と、が設けられている。チャンバ１１の、送風口１２および吸引口１３が設けられている箇所以外の璧が、チャンバ１１の内側と外側とを隔てている。
【００１５】
送風口１２に送風装置９を接続し、吸引口１３に吸引装置１０を接続することによって、チャンバ１１の外側の雰囲気を巻き込むことなく、エア８をラビングローラ３に吹き当てることができ、かつエア８を吸引することができる。すなわち、雰囲気の粉塵のラビングローラ３への付着を防止でき、ラビング処理によって発生する異物を含んだエア８を十分に吸引することができる。
【００１６】
ところが、チャンバ１１の形状や、送風口１２および吸引口１３の位置によっては、送風口１２から送風されるエア８がチャンバ１１の内部に滞留したりすることがあった。ステージ６の移動範囲の全てを含むチャンバ１１は比較的大きくなりやすく、そのようなチャンバ１１ではエア８の滞留が生じやすい。
【００１７】
エア８がチャンバ１１の内部で滞留すると、ラビング処理によって発生する異物がラビングローラ３や液晶表示装置製造用基板５に付着するだけでなく、チャンバ１１の内壁に異物が堆積することがあり、チャンバ１１の内部を清掃する必要があった。
【００１８】
特に、近年では、ラビング処理の効率を高めるために、ラビングローラ３やステージ６以外の部品をチャンバ１１に格納する場合がある。より多くの部品をチャンバ１１に格納することによってエア８の流れがより複雑になり、チャンバ１１の内部でより滞留しやすくなる。
【００１９】
そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、ラビング処理により発生する異物を含んだエアを滞留させることなく吸引することができるラビング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、液晶表示装置の製造に用いる基板を載置可能なステージと、ステージ上の基板の表面に対してラビング処理を行うラビングローラとを備えたラビング装置に係る。この態様において、本発明は、ラビング装置を包囲するチャンバと、チャンバの、ステージの基板載置面に対向する第１の壁に形成された、チャンバ内へエアを送風するための送風口と、チャンバの、ステージの基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁に形成された、チャンバ内からエアを吸引するための吸引口と、を有する。第１の壁から第２の壁へ向けてエアの流路が形成されており、該流路は、第１の壁からラビングローラの位置まで所定の流路断面積を有し、ラビングローラの位置から第２の壁までは所定の流路断面積より大きく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のラビング装置によれば、ラビング処理により発生する異物を含んだエアを滞留させることなく吸引することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態におけるラビング装置の概略図である。
【図２】本発明の効果を検証するために用いた、本発明の実施例に係るラビング装置の斜視図である。
【図３】比較例に係るラビング装置の斜視図である。
【図４】従来におけるラビング装置の部分断面図である。
【図５】特許文献２に開示されている、異物を除去しながらラビング処理を施すことができるラビング装置の概略図である。
【図６】送風装置から送風されるエアと、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が隔てられたラビング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面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す）。なお、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、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、本発明の実施形態におけるラビング装置の概略図である。図１に示すように、ラビング装置は、液晶表示装置製造用基板５を載置可能なステージ６と、液晶表示装置製造用基板５にラビング処理を行うラビングローラ３と、を備えている。
【００２５】
ラビングローラ３は円筒形状を有しており、ラビングローラ３の中心軸が液晶表示装置製造用基板５の表面と平行になるようにラビングローラ３が設けられている。また、ラビングローラ３は、ラビングローラ３の中心軸周りに回転可能に設けられている。
【００２６】
ラビング装置を用いたラビング処理は、ラビングローラ３を液晶表示装置製造用基板５に向かって一定圧力で押し込みながら、ラビングローラ３を中心軸周りに回転させることによって行われる。液晶表示装置製造用基板５に設けられた配向膜４の表面がラビングローラ３によって擦られることによって、配向膜４の表面の高分子鎖が潰されて配向膜４に異方性が生じ、液晶分子群の配向方向が規定される。
【００２７】
また、ステージ６は、ステージ６の基板載置面と平行な方向であって、ラビングローラ３の中心軸と交わる一方向（以下、移動方向Ｘと称す）に前後進移動可能に設けられている。したがって、ラビングローラ３を回転させた状態でステージ６を移動方向Ｘに移動あるいは往復移動させることによって、配向膜４の表面の所望の領域にラビング処理を施すことができる。
【００２８】
ラビング装置は、ラビングローラ３およびステージ６を包囲し、ラビングローラ３およびステージ６をラビング装置の周囲の雰囲気から隔離するチャンバ１４を備えている。チャンバ１４の壁には、チャンバ１４の内部へエア８を送るための送風口１２と、チャンバ１４の内部のエア８を吸引するための吸引口１３と、が形成されている。送風口１２および吸引口１３に送風装置９および吸引装置１０を接続することによって、チャンバ１４の内部にエアの流れを形成することができる。
【００２９】
チャンバ１４の、送風口１２および吸引口１３が設けられている箇所以外の領域には、チャンバ１１の内側と外側とを連通する開口部は形成されていない。したがって、ラビング処理時に、チャンバ１４の外側の粉塵がラビングローラ３や液晶表示装置製造用基板５に付着することを防ぐことができる。
【００３０】
送風口１２からチャンバ１４に供給されるエアには粉塵が含まれていないことが望ましい。また、送風口１２から送風するエアとして、ラビング処理時に発生する異物をラビングローラ３から容易に除去できるように超音波振動エアを用いても良い。さらに、ラビング処理時にはラビングローラ３と液晶表示装置製造用基板５との間に静電気が発生することがある。該静電気を除去するために、加湿エアやイオン化エアを用いても良い。
【００３１】
ここで、送風口１２および吸引口１３の位置並びにチャンバ１４の形状について説明する。
【００３２】
送風口１２は、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面に対向する第１の壁Ｓ１に形成されている。送風口１２をチャンバ１４の第１の壁Ｓ１に設けることによって、ステージ６に依らず、送風口１２から送風されたエア８をラビングローラ３に吹き当てることができる。
【００３３】
送風口１２の大きさや個数は特に限定されるものではないが、ラビングローラ３の全周にエアを吹き当てるために、ラビングローラ３の直径よりも大きい範囲にエア８を送風できる大きさや個数が良い。
【００３４】
また、吸引口１３は、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁Ｓ２に形成されている。したがって、ラビングローラ３に吹き当てられたエアは、ステージ６の周囲を通過して吸引口１３から吸引される。
【００３５】
送風口１２からチャンバ１４内へ送風されるエア８は、第１の壁Ｓ１から第２の壁Ｓ２へ向けて流路が形成されている。
【００３６】
エア８の流路は、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置まで所定の流路断面積（流れ方向に垂直に交わる断面の面積）を有している。したがって、送風口１２からラビングローラ３の間におけるエア８の滞留が抑制される。
【００３７】
第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までのエア８の流路断面積をより小さくすることによって、より少ないエア８の量でより強い風圧でラビングローラ３にエア８を吹き当てることができる。すなわち、送風装置９の吐出能力を小さくでき、または送風装置９の台数を少なくすることができ、コストを削減することができる。
【００３８】
なお、ここで言う「所定の流路断面積」とは、チャンバ１４によって形成される、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までの流路断面積が全く変化しない場合に限られず、エア８の滞留を生じない程度の流路断面積の変化を含む。
【００３９】
また、エア８の流路は、ラビングローラ３の位置から第２の壁Ｓ２までは、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までの流路断面積より大きい流路断面積で形成されている。ラビングローラ３の位置から第２の壁Ｓ２までのエア８の流路を大きく形成することによって、ステージ６の移動範囲をチャンバ１４に含めることができる。
【００４０】
吸引口１３の大きさや個数は特に限定されるものではないが、本実施形態では、吸引口１３は、チャンバ１４の、ステージ６の移動する方向に沿って複数配設されている。吸引口１３をステージ６の移動する方向に沿って複数配設することによって、ステージ６の位置に対応した吸引口１３がステージ６の基板載置面などに衝突したエア８を吸引しやすくなる。したがって、ステージ６の基板載置面などに衝突したエア８の滞留をより抑制することができる。
【００４１】
ステージ６の位置によってはステージ６の基板載置面に衝突しないエア８も存在する。吸引口１３をステージ６の移動範囲に対応した位置に配設した場合には、ステージ６の位置に対応していない吸引口１３がステージ６の基板載置面に衝突しないエア８を吸引しやすくなり、エア８の滞留をより抑制することが可能となる。
【００４２】
このように送風口１２および吸引口１３の位置並びにチャンバ１４の形状を設けることによって、効率よくエア８をラビングローラ３に吹き当てることができる。また、ラビングローラ３に吹き当てられたエア８やステージ６の基板載置面などに衝突したエア８を吸引することができる。
【００４３】
したがって、ラビング処理によって発生する異物をチャンバ１４から排出することができ、該異物の、ラビングローラ３への残留や、液晶表示装置製造用基板５への付着を防止することが可能となる。
【００４４】
（実施例）
本発明の効果を検証するために、汎用熱流体解析ソフトウエア（ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓＦｌｏｗ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を用いて、送風口１２から送風されたエアが吸引口１３に吸い込まれるまでの平均時間、時間偏差および最大滞留時間を計算した。
【００４５】
図２は、本発明の効果を検証するために用いた、本発明の実施例に係るラビング装置の斜視図であり、チャンバの内部を透過した場合の図である。
【００４６】
図２に示すように、本実施例におけるラビング装置では、直方体形状のチャンバ１５に遮蔽空間を設けて本発明のエアの流路（図１）を形成した。具体的には、チャンバ１５は、移動方向Ｘの寸法が７．０ｍ、移動方向Ｘと垂直に交わりステージ６の基板載置面と平行な方向（以下、幅方向Ｙと称す）の寸法が４．０ｍ、ステージ６の基板載置面と垂直に交わる方向（以下、高さ方向Ｚと称す）の寸法が２．７ｍである直方体形状を有している。
【００４７】
図１に示すチャンバ１４の形状とするために、図２に示すように、移動方向Ｘ、幅方向Ｙおよび高さ方向Ｚの寸法が１．４ｍ、４．０ｍおよび０．８ｍの遮蔽空間Ａ１を、チャンバ１５の、ステージ６の基板載置面に対向する第１の壁Ｓ１と、移動方向Ｘの側に位置する第３の壁Ｓ３と、で形成される角部に設けた。また、移動方向Ｘ、幅方向Ｙおよび高さ方向Ｚの寸法が０．６ｍ、４．０ｍおよび０．８ｍの遮蔽空間Ａ２を、第１の壁Ｓ１と、チャンバ１５の、移動方向Ｘと反対側に位置する第４の壁Ｓ４と、で形成される角部に設けた。
【００４８】
本実施例では、遮蔽空間Ａ１およびＡ２は、アクリル板を用いて形成した。もちろん、アクリル板に限定されるものではなく、アクリル板以外の材質を用いて遮蔽空間Ａ１およびＡ２を形成してもよい。
【００４９】
送風口１２として、移動方向Ｘおよび幅方向Ｙの寸法が０．４ｍおよび１．２ｍの長方形形状の開口を、第１の壁Ｓ１の、遮蔽空間Ａ１およびＡ２に含まれない領域に、移動方向Ｘに沿って１．２ｍの間隔で４つ設けた。したがって、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までの流路断面は、移動方向Ｘおよび幅方向Ｙの寸法が５．０ｍおよび４．０ｍの長方形形状となっている。
【００５０】
また、吸引口１３として、チャンバ１５の、ステージ６の基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁Ｓ２に、移動方向Ｘに沿って４つの開口を均等に設けた。
【００５１】
本実施例では、ラビングローラ３を、高さ方向Ｚを中心にターンさせることができるターン機構１６を備えており、ラビングローラ３と送風口１２との間にターン機構１６の一部であるローラ支持部材１７が位置している。
【００５２】
ラビングローラ３を用いてラビング処理を行う場合、液晶表示装置製造用基板５の配向方向は、ラビングローラ３の軸と直交する方向に規定される。ターン機構１６を設けることによってラビングローラ３の軸方向を変更することが可能となり、液晶表示装置製造用基板５の配向方向を所望の方向を容易に変更することができる。
【００５３】
このように、ラビングローラ３やステージ６以外に、ターン機構１６がチャンバ１５に格納されており、エアの流れがより複雑になりやすい。ターン機構１６をチャンバ１５の内部にさらに備えるラビング装置において、エアの滞留状態を検証した。
【００５４】
ラビング処理の条件は、以下のようにした。ラビング処理の対象となる液晶表示装置製造用基板５として、移動方向Ｘおよび幅方向Ｙの寸法がともに２．０ｍの正方形形状のものを使用した。液晶表示装置製造用基板５の移動速度を３．０ｍ／分、ラビングローラ３の回転速度を１０００ｒｐｍとした。
【００５５】
また、それぞれの送風口１２から１５ｍ３／分（大気圧下）の加湿エアを送風した。チャンバ１５の内部圧力が大気圧よりも８０Ｐａほど低くなるように、それぞれの吸引口１３から加湿エアを８．２５ｍ３／分（チャンバ１１内の圧力下）で吸引した。
【００５６】
以上のラビング処理の条件において、それぞれの送風口１２から送風される加湿エアの、チャンバ１１内での滞留時間の平均値、偏差、および最大値を表１に示す。なお、表１において、４つの送風口１２を、移動方向Ｘの順に送風口１２ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄとした。
【００５７】
【表１】
【００５８】
（比較例）
比較例として用いたラビング装置について説明する。図３は、比較例に係るラビング装置の斜視図であり、チャンバの内部を透過した場合の図である。
【００５９】
比較例に係るラビング装置は、図２に示す本発明の実施例に係るラビング装置から遮蔽空間Ａ１およびＡ２が取りのぞかれたものである。また、送風口１２の大きさや位置は同じとした。すなわち、比較例に係るラビング装置では、エアが送風口１２からチャンバ１５へかけて流路断面積が急激に変化している。
【００６０】
吸引口１３、ターン機構１６の大きさや位置、およびラビング処理の条件は実施例と同じとして、それぞれの送風口１２から送風される加湿エアの、チャンバ１５内での滞留時間の平均値、偏差、および最大値を表１に併記する。
【００６１】
表１から明らかなように、本発明の実施例のラビング装置における加湿エアの滞留時間の平均値、偏差、および最大値は、比較例のラビング装置におけるものよりも小さくなっている。このことから、本発明におけるラビング装置を用いることにより、送風口１２から送風されるエアの滞留が抑制されることがわかる。
【００６２】
特に、４つの送風口１２のうちの、移動方向Ｘにおける両端に位置する送風口１２ａおよび送風口１２ｄから送風されるエアの滞留時間が顕著に短縮されている。チャンバの形状を、送風口１２からラビングローラ３まで一定の流路断面積とし、かつラビングローラ３から吸引口まで、移動方向Ｘに沿った形状とした効果である。
【符号の説明】
【００６３】
３ ラビングローラ
５ 液晶表示装置製造用基板
６ ステージ
８ エア
１２ 送風口
１３ 吸引口
１４ チャンバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造に用いる基板の表面に対してラビング処理を行うラビング装置に関する。特に、ラビング処理時に発生する異物を除去することができるラビング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造に試用される基板（以下、液晶表示装置製造用基板）には、液晶分子群を一定方向に配列させる機能（配向機能と称する）が付与されている。配向機能を付与するために液晶表示装置製造用基板には配向膜が設けられている。配向膜は、例えばポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系樹脂といった有機高分子が液晶表示装置製造用基板の表面に膜状に塗布されることによって形成される。
【０００３】
液晶表示装置製造用基板の配向膜へ配向機能を付与する処理として、配向膜の表面をポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）系樹脂からなるラビング布で一定方向に向かって擦るラビング処理が知られている（例えば特許文献１）。図４は、特許文献１で開示されている、ラビング処理を施すラビング装置の部分断面図である。
【０００４】
図４に示すように、ラビング装置は、円柱形状の金属ローラ１の表面にラビング布２が巻かれたラビングローラ３と、配向膜４を有する液晶表示装置製造用基板５を載置するためのステージ６と、を備えている。ラビング布２は、ラビングローラ３の半径方向外側に向かって突出するように設けられたパイル７を有している。
【０００５】
図４に示すラビング装置を用いたラビング処理では、ラビングローラ３を液晶表示装置製造用基板５に向かって一定圧力で押し込みながら、ラビングローラ３の軸を中心にラビングローラ３を回転させて配向膜４の表面を擦る。その結果、パイル７が配向膜４の表面の高分子鎖を潰すことによって配向膜４に異方性が生じ、液晶分子群の配向方向が規定される。
【０００６】
また、ステージ６は、ステージ６の基板載置面と平行な方向であって、ラビングローラ３の軸と交わる一方向に前後進移動可能に設けられている。したがって、ラビングローラ３を回転させた状態でステージ６を一方向に移動あるいは往復移動させることによって、配向膜４の表面の所望の領域にラビング処理を施すことができる。
【０００７】
このようなラビング装置を用いたラビング処理では、配向膜４の表面を擦るときに、パイル７から発生する繊維くずや、配向膜４の削りかす等の多量の異物が発生する。このような異物がラビングローラ３に残っていたり、液晶表示装置製造用基板５に付着したりすると、液晶表示装置に様々な不具合が発生する。
【０００８】
たとえば、ラビングローラ３に異物が残っていると、ラビング処理時の、ラビングローラ３から配向膜４へかけられる圧力にばらつきが生じ、配向膜４の表面に均一にラビング処理を施せないことがある。また、液晶表示装置製造用基板５に異物が付着すると、液晶表示装置を組立てたときに該異物が液晶表示装置に挟まってギャップ不良を生じる。
【０００９】
そこで、特許文献２では、異物を除去しながらラビング処理を施すことができるラビング装置が開示されている。図５は、特許文献２で開示されているラビング装置の概略図である。図５に示すように、特許文献２で開示されているラビング装置は、ラビングローラ３の表面にエア８を吹き当てる送風装置９と、エア８を吸引する吸引装置１０と、を備えている。送風装置９でラビングローラ３の表面にエア８を吹き当てることにより、異物をラビングローラ３から除去することができる。また、異物を含んだエア８を吸引装置１０で吸引することにより、異物の液晶表示装置製造用基板５への付着を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２５８１９２号公報
【特許文献２】特開２００３−９８５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２で開示されているラビング装置では、送風装置９から送風されるエア８と、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が十分に隔てられていない。そのため、送風装置９から送風されるエア８がラビング装置の周囲の雰囲気を巻き込み、該雰囲気に浮遊している粉塵をラビングローラ３に吹き当て、該粉塵がラビングローラ３に付着する虞があった。また、吸引装置１０は、ラビング処理により発生する異物を含んだエア８だけでなく、ラビング装置の周囲の、異物を含まない雰囲気も吸引するため、ラビング処理により発生する異物を含んだエア８を十分に吸引できない。その結果、ラビング処理により発生する異物が液晶表示装置製造用基板５に付着することがあった。このようなことから、液晶表示装置に発生する不具合を防ぐことができなかった。
【００１２】
そこで、送風装置９から送風されるエア８と、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が隔てられたラビング装置を検討した。
【００１３】
図６は、送風装置９から送風されるエア８と、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が隔てられたラビング装置の概略図である。図６に示すように、ラビング装置は、ラビングローラ３およびステージ６を包囲するチャンバ１１を備えている。
【００１４】
チャンバ１１の壁には、チャンバ１１内にエア８を送風するための送風口１２と、チャンバ１１内のエア８を吸引するための吸引口１３と、が設けられている。チャンバ１１の、送風口１２および吸引口１３が設けられている箇所以外の璧が、チャンバ１１の内側と外側とを隔てている。
【００１５】
送風口１２に送風装置９を接続し、吸引口１３に吸引装置１０を接続することによって、チャンバ１１の外側の雰囲気を巻き込むことなく、エア８をラビングローラ３に吹き当てることができ、かつエア８を吸引することができる。すなわち、雰囲気の粉塵のラビングローラ３への付着を防止でき、ラビング処理によって発生する異物を含んだエア８を十分に吸引することができる。
【００１６】
ところが、チャンバ１１の形状や、送風口１２および吸引口１３の位置によっては、送風口１２から送風されるエア８がチャンバ１１の内部に滞留したりすることがあった。ステージ６の移動範囲の全てを含むチャンバ１１は比較的大きくなりやすく、そのようなチャンバ１１ではエア８の滞留が生じやすい。
【００１７】
エア８がチャンバ１１の内部で滞留すると、ラビング処理によって発生する異物がラビングローラ３や液晶表示装置製造用基板５に付着するだけでなく、チャンバ１１の内壁に異物が堆積することがあり、チャンバ１１の内部を清掃する必要があった。
【００１８】
特に、近年では、ラビング処理の効率を高めるために、ラビングローラ３やステージ６以外の部品をチャンバ１１に格納する場合がある。より多くの部品をチャンバ１１に格納することによってエア８の流れがより複雑になり、チャンバ１１の内部でより滞留しやすくなる。
【００１９】
そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、ラビング処理により発生する異物を含んだエアを滞留させることなく吸引することができるラビング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、液晶表示装置の製造に用いる基板を載置可能なステージと、ステージ上の基板の表面に対してラビング処理を行うラビングローラとを備えたラビング装置に係る。この態様において、本発明は、ラビング装置を包囲するチャンバと、チャンバの、ステージの基板載置面に対向する第１の壁に形成された、チャンバ内へエアを送風するための送風口と、チャンバの、ステージの基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁に形成された、チャンバ内からエアを吸引するための吸引口と、を有する。第１の壁から第２の壁へ向けてエアの流路が形成されており、該流路は、第１の壁からラビングローラの位置まで所定の流路断面積を有し、ラビングローラの位置から第２の壁までは所定の流路断面積より大きく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のラビング装置によれば、ラビング処理により発生する異物を含んだエアを滞留させることなく吸引することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態におけるラビング装置の概略図である。
【図２】本発明の効果を検証するために用いた、本発明の実施例に係るラビング装置の斜視図である。
【図３】比較例に係るラビング装置の斜視図である。
【図４】従来におけるラビング装置の部分断面図である。
【図５】特許文献２に開示されている、異物を除去しながらラビング処理を施すことができるラビング装置の概略図である。
【図６】送風装置から送風されるエアと、ラビング装置の周囲の雰囲気と、が隔てられたラビング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面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す）。なお、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、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、本発明の実施形態におけるラビング装置の概略図である。図１に示すように、ラビング装置は、液晶表示装置製造用基板５を載置可能なステージ６と、液晶表示装置製造用基板５にラビング処理を行うラビングローラ３と、を備えている。
【００２５】
ラビングローラ３は円筒形状を有しており、ラビングローラ３の中心軸が液晶表示装置製造用基板５の表面と平行になるようにラビングローラ３が設けられている。また、ラビングローラ３は、ラビングローラ３の中心軸周りに回転可能に設けられている。
【００２６】
ラビング装置を用いたラビング処理は、ラビングローラ３を液晶表示装置製造用基板５に向かって一定圧力で押し込みながら、ラビングローラ３を中心軸周りに回転させることによって行われる。液晶表示装置製造用基板５に設けられた配向膜４の表面がラビングローラ３によって擦られることによって、配向膜４の表面の高分子鎖が潰されて配向膜４に異方性が生じ、液晶分子群の配向方向が規定される。
【００２７】
また、ステージ６は、ステージ６の基板載置面と平行な方向であって、ラビングローラ３の中心軸と交わる一方向（以下、移動方向Ｘと称す）に前後進移動可能に設けられている。したがって、ラビングローラ３を回転させた状態でステージ６を移動方向Ｘに移動あるいは往復移動させることによって、配向膜４の表面の所望の領域にラビング処理を施すことができる。
【００２８】
ラビング装置は、ラビングローラ３およびステージ６を包囲し、ラビングローラ３およびステージ６をラビング装置の周囲の雰囲気から隔離するチャンバ１４を備えている。チャンバ１４の壁には、チャンバ１４の内部へエア８を送るための送風口１２と、チャンバ１４の内部のエア８を吸引するための吸引口１３と、が形成されている。送風口１２および吸引口１３に送風装置９および吸引装置１０を接続することによって、チャンバ１４の内部にエアの流れを形成することができる。
【００２９】
チャンバ１４の、送風口１２および吸引口１３が設けられている箇所以外の領域には、チャンバ１１の内側と外側とを連通する開口部は形成されていない。したがって、ラビング処理時に、チャンバ１４の外側の粉塵がラビングローラ３や液晶表示装置製造用基板５に付着することを防ぐことができる。
【００３０】
送風口１２からチャンバ１４に供給されるエアには粉塵が含まれていないことが望ましい。また、送風口１２から送風するエアとして、ラビング処理時に発生する異物をラビングローラ３から容易に除去できるように超音波振動エアを用いても良い。さらに、ラビング処理時にはラビングローラ３と液晶表示装置製造用基板５との間に静電気が発生することがある。該静電気を除去するために、加湿エアやイオン化エアを用いても良い。
【００３１】
ここで、送風口１２および吸引口１３の位置並びにチャンバ１４の形状について説明する。
【００３２】
送風口１２は、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面に対向する第１の壁Ｓ１に形成されている。送風口１２をチャンバ１４の第１の壁Ｓ１に設けることによって、ステージ６に依らず、送風口１２から送風されたエア８をラビングローラ３に吹き当てることができる。
【００３３】
送風口１２の大きさや個数は特に限定されるものではないが、ラビングローラ３の全周にエアを吹き当てるために、ラビングローラ３の直径よりも大きい範囲にエア８を送風できる大きさや個数が良い。
【００３４】
また、吸引口１３は、チャンバ１４の、ステージ６の基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁Ｓ２に形成されている。したがって、ラビングローラ３に吹き当てられたエアは、ステージ６の周囲を通過して吸引口１３から吸引される。
【００３５】
送風口１２からチャンバ１４内へ送風されるエア８は、第１の壁Ｓ１から第２の壁Ｓ２へ向けて流路が形成されている。
【００３６】
エア８の流路は、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置まで所定の流路断面積（流れ方向に垂直に交わる断面の面積）を有している。したがって、送風口１２からラビングローラ３の間におけるエア８の滞留が抑制される。
【００３７】
第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までのエア８の流路断面積をより小さくすることによって、より少ないエア８の量でより強い風圧でラビングローラ３にエア８を吹き当てることができる。すなわち、送風装置９の吐出能力を小さくでき、または送風装置９の台数を少なくすることができ、コストを削減することができる。
【００３８】
なお、ここで言う「所定の流路断面積」とは、チャンバ１４によって形成される、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までの流路断面積が全く変化しない場合に限られず、エア８の滞留を生じない程度の流路断面積の変化を含む。
【００３９】
また、エア８の流路は、ラビングローラ３の位置から第２の壁Ｓ２までは、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までの流路断面積より大きい流路断面積で形成されている。ラビングローラ３の位置から第２の壁Ｓ２までのエア８の流路を大きく形成することによって、ステージ６の移動範囲をチャンバ１４に含めることができる。
【００４０】
吸引口１３の大きさや個数は特に限定されるものではないが、本実施形態では、吸引口１３は、チャンバ１４の、ステージ６の移動する方向に沿って複数配設されている。吸引口１３をステージ６の移動する方向に沿って複数配設することによって、ステージ６の位置に対応した吸引口１３がステージ６の基板載置面などに衝突したエア８を吸引しやすくなる。したがって、ステージ６の基板載置面などに衝突したエア８の滞留をより抑制することができる。
【００４１】
ステージ６の位置によってはステージ６の基板載置面に衝突しないエア８も存在する。吸引口１３をステージ６の移動範囲に対応した位置に配設した場合には、ステージ６の位置に対応していない吸引口１３がステージ６の基板載置面に衝突しないエア８を吸引しやすくなり、エア８の滞留をより抑制することが可能となる。
【００４２】
このように送風口１２および吸引口１３の位置並びにチャンバ１４の形状を設けることによって、効率よくエア８をラビングローラ３に吹き当てることができる。また、ラビングローラ３に吹き当てられたエア８やステージ６の基板載置面などに衝突したエア８を吸引することができる。
【００４３】
したがって、ラビング処理によって発生する異物をチャンバ１４から排出することができ、該異物の、ラビングローラ３への残留や、液晶表示装置製造用基板５への付着を防止することが可能となる。
【００４４】
（実施例）
本発明の効果を検証するために、汎用熱流体解析ソフトウエア（ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓＦｌｏｗ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を用いて、送風口１２から送風されたエアが吸引口１３に吸い込まれるまでの平均時間、時間偏差および最大滞留時間を計算した。
【００４５】
図２は、本発明の効果を検証するために用いた、本発明の実施例に係るラビング装置の斜視図であり、チャンバの内部を透過した場合の図である。
【００４６】
図２に示すように、本実施例におけるラビング装置では、直方体形状のチャンバ１５に遮蔽空間を設けて本発明のエアの流路（図１）を形成した。具体的には、チャンバ１５は、移動方向Ｘの寸法が７．０ｍ、移動方向Ｘと垂直に交わりステージ６の基板載置面と平行な方向（以下、幅方向Ｙと称す）の寸法が４．０ｍ、ステージ６の基板載置面と垂直に交わる方向（以下、高さ方向Ｚと称す）の寸法が２．７ｍである直方体形状を有している。
【００４７】
図１に示すチャンバ１４の形状とするために、図２に示すように、移動方向Ｘ、幅方向Ｙおよび高さ方向Ｚの寸法が１．４ｍ、４．０ｍおよび０．８ｍの遮蔽空間Ａ１を、チャンバ１５の、ステージ６の基板載置面に対向する第１の壁Ｓ１と、移動方向Ｘの側に位置する第３の壁Ｓ３と、で形成される角部に設けた。また、移動方向Ｘ、幅方向Ｙおよび高さ方向Ｚの寸法が０．６ｍ、４．０ｍおよび０．８ｍの遮蔽空間Ａ２を、第１の壁Ｓ１と、チャンバ１５の、移動方向Ｘと反対側に位置する第４の壁Ｓ４と、で形成される角部に設けた。
【００４８】
本実施例では、遮蔽空間Ａ１およびＡ２は、アクリル板を用いて形成した。もちろん、アクリル板に限定されるものではなく、アクリル板以外の材質を用いて遮蔽空間Ａ１およびＡ２を形成してもよい。
【００４９】
送風口１２として、移動方向Ｘおよび幅方向Ｙの寸法が０．４ｍおよび１．２ｍの長方形形状の開口を、第１の壁Ｓ１の、遮蔽空間Ａ１およびＡ２に含まれない領域に、移動方向Ｘに沿って１．２ｍの間隔で４つ設けた。したがって、第１の壁Ｓ１からラビングローラ３の位置までの流路断面は、移動方向Ｘおよび幅方向Ｙの寸法が５．０ｍおよび４．０ｍの長方形形状となっている。
【００５０】
また、吸引口１３として、チャンバ１５の、ステージ６の基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁Ｓ２に、移動方向Ｘに沿って４つの開口を均等に設けた。
【００５１】
本実施例では、ラビングローラ３を、高さ方向Ｚを中心にターンさせることができるターン機構１６を備えており、ラビングローラ３と送風口１２との間にターン機構１６の一部であるローラ支持部材１７が位置している。
【００５２】
ラビングローラ３を用いてラビング処理を行う場合、液晶表示装置製造用基板５の配向方向は、ラビングローラ３の軸と直交する方向に規定される。ターン機構１６を設けることによってラビングローラ３の軸方向を変更することが可能となり、液晶表示装置製造用基板５の配向方向を所望の方向を容易に変更することができる。
【００５３】
このように、ラビングローラ３やステージ６以外に、ターン機構１６がチャンバ１５に格納されており、エアの流れがより複雑になりやすい。ターン機構１６をチャンバ１５の内部にさらに備えるラビング装置において、エアの滞留状態を検証した。
【００５４】
ラビング処理の条件は、以下のようにした。ラビング処理の対象となる液晶表示装置製造用基板５として、移動方向Ｘおよび幅方向Ｙの寸法がともに２．０ｍの正方形形状のものを使用した。液晶表示装置製造用基板５の移動速度を３．０ｍ／分、ラビングローラ３の回転速度を１０００ｒｐｍとした。
【００５５】
また、それぞれの送風口１２から１５ｍ３／分（大気圧下）の加湿エアを送風した。チャンバ１５の内部圧力が大気圧よりも８０Ｐａほど低くなるように、それぞれの吸引口１３から加湿エアを８．２５ｍ３／分（チャンバ１１内の圧力下）で吸引した。
【００５６】
以上のラビング処理の条件において、それぞれの送風口１２から送風される加湿エアの、チャンバ１１内での滞留時間の平均値、偏差、および最大値を表１に示す。なお、表１において、４つの送風口１２を、移動方向Ｘの順に送風口１２ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄとした。
【００５７】
【表１】
【００５８】
（比較例）
比較例として用いたラビング装置について説明する。図３は、比較例に係るラビング装置の斜視図であり、チャンバの内部を透過した場合の図である。
【００５９】
比較例に係るラビング装置は、図２に示す本発明の実施例に係るラビング装置から遮蔽空間Ａ１およびＡ２が取りのぞかれたものである。また、送風口１２の大きさや位置は同じとした。すなわち、比較例に係るラビング装置では、エアが送風口１２からチャンバ１５へかけて流路断面積が急激に変化している。
【００６０】
吸引口１３、ターン機構１６の大きさや位置、およびラビング処理の条件は実施例と同じとして、それぞれの送風口１２から送風される加湿エアの、チャンバ１５内での滞留時間の平均値、偏差、および最大値を表１に併記する。
【００６１】
表１から明らかなように、本発明の実施例のラビング装置における加湿エアの滞留時間の平均値、偏差、および最大値は、比較例のラビング装置におけるものよりも小さくなっている。このことから、本発明におけるラビング装置を用いることにより、送風口１２から送風されるエアの滞留が抑制されることがわかる。
【００６２】
特に、４つの送風口１２のうちの、移動方向Ｘにおける両端に位置する送風口１２ａおよび送風口１２ｄから送風されるエアの滞留時間が顕著に短縮されている。チャンバの形状を、送風口１２からラビングローラ３まで一定の流路断面積とし、かつラビングローラ３から吸引口まで、移動方向Ｘに沿った形状とした効果である。
【符号の説明】
【００６３】
３ ラビングローラ
５ 液晶表示装置製造用基板
６ ステージ
８ エア
１２ 送風口
１３ 吸引口
１４ チャンバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置の製造に用いる基板を載置可能なステージと、前記ステージ上の前記基板の表面に対してラビング処理を行うラビングローラとを備えたラビング装置において、
前記ラビング装置を包囲するチャンバと、
前記チャンバの、前記ステージの基板載置面に対向する第１の壁に形成された、前記チャンバ内へエアを送風するための送風口と、
前記チャンバの、前記ステージの基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁に形成された、前記チャンバ内からエアを吸引するための吸引口と、を有し、
前記第１の壁から前記第２の壁へ向けて前記エアの流路が形成されており、該流路は、前記第１の壁から前記ラビングローラの位置まで所定の流路断面積で形成されており、前記ラビングローラの位置から前記第２の壁までは前記所定の流路断面積より大きく形成されていることを特徴とするラビング装置。
【請求項２】
前記ステージは、前記ラビングローラに対して、前記基板載置面と平行な一方向に前後進移動可能に設けら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】
前記吸引口は、前記第２の壁に、前記ステージの移動する方向に沿って複数配設されていることを特徴とする請求項２に記載のラビング装置。
【請求項１】
液晶表示装置の製造に用いる基板を載置可能なステージと、前記ステージ上の前記基板の表面に対してラビング処理を行うラビングローラとを備えたラビング装置において、
前記ラビング装置を包囲するチャンバと、
前記チャンバの、前記ステージの基板載置面に対向する第１の壁に形成された、前記チャンバ内へエアを送風するための送風口と、
前記チャンバの、前記ステージの基板載置面とは反対側面に対向する第２の壁に形成された、前記チャンバ内からエアを吸引するための吸引口と、を有し、
前記第１の壁から前記第２の壁へ向けて前記エアの流路が形成されており、該流路は、前記第１の壁から前記ラビングローラの位置まで所定の流路断面積で形成されており、前記ラビングローラの位置から前記第２の壁までは前記所定の流路断面積より大きく形成されていることを特徴とするラビング装置。
【請求項２】
前記ステージは、前記ラビングローラに対して、前記基板載置面と平行な一方向に前後進移動可能に設けら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】
前記吸引口は、前記第２の壁に、前記ステージの移動する方向に沿って複数配設されていることを特徴とする請求項２に記載のラビング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４５８１５（Ｐ２０１２−１４５８１５Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８８０（Ｐ２０１１−４８８０）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【出願人】（３９９０４１５６１）常陽工学株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【出願人】（３９９０４１５６１）常陽工学株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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