JP2007193228A - 回転軸の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転処理部材の基板への押し込み量を適切に調節する事ができ、基板表面全体に均一な処理を施すことが回転軸の調整方法を提供する。
【解決手段】基板１４の表面に塗布された配向膜２４を回転処理部材（例えば洗浄ブラシ１６）で擦るテスト工程Ｓ１と、この配向膜２４表面に液晶を塗布する液晶塗布工程Ｓ２と、前記配向膜２４表面の前記液晶の配向状態を観察して洗浄ブラシ１６と前記調整用基板１４表面の前記配向膜との接触部３２の形状を測定する接触部測定工程Ｓ３と、この測定結果に基づいて前記洗浄ブラシ１６の調整用基板１４への押し込み量Δｘを調整する回転処理部材調整工程Ｓ６とにより、洗浄ブラシ１６が基板１４に均一に接触するように、洗浄ブラシ１６の回転軸１８を調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は回転軸の調整方法に関し、更に詳しくは、回転軸を回転させて前記被処理物の表面を擦って所定の処理を施すに際して、回転軸に同軸状に形成された処理面と前記被処理物との接触量を予め調整するようにした回転軸の調整方法に関する。

近年、コンピュータやテレビなどの電気製品の表示部としてフラットパネルディスプレイが広く用いられている。このようなフラットパネルディスプレイとしては、例えば、対をなす透明基板の間に液晶が封入されてなる液晶表示パネルが広く適用されている。

図５は、このような液晶表示パネルの一般的な構造を断面図で示したものである。液晶表示パネル４０は、対をなす透明基板４１，４２が対向して重ね合わされ、図示しないシール材によって貼り合わされて、この透明基板間のシール材で密閉された領域に液晶４３が封入されてなるものである。

これら対をなす透明基板４１，４２の一方の透明基板４２には、絵素電極がマトリクス状に設けられ、その下層にはこれら各絵素電極に電気信号を伝達する金属配線等が積層して設けられている。

また、他方の透明基板４１には、カラーフィルタ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂ、ブラックマトリックス４６、および、対向電極４７等が形成される。

そして、これらの透明基板４１，４２の液晶４３と接する面には、配向膜４８が形成されている。この配向膜４８は、液晶分子を所定の方向に並ばせるためのもので、例えばポリイミド等の樹脂からなる。

液晶表示パネル４０は、これら各絵素電極４４と対向電極４５との間で電界を発生させて液晶分子の傾きを変化させることで、光の透過率を変化させて表示状態を制御する。

このような液晶表示パネル４０の製造においては、回転軸に処理面が同軸状に設けられた回転処理部材を被処理物である基板に当接させながら回転させて所定の処理を施す場合がある。例えば、基板の洗浄処理や、配向膜のラビング処理などである。

例えば、配向膜の塗布前には洗浄処理が行われる。また、透明基板表面に各種の薄膜の生成、フォトリソグラフィ法等によるパターニングを繰り返して、種々の配線、絶縁膜や配向膜等を、順々に形成する際には、各薄膜の成膜前、および、パターニング前等に必要に応じて洗浄処理が行われる。

例えば、図１（ａ）に示すように、このような基板の洗浄処理においては、ローラコンベア１２等の搬送手段により搬送される基板１４に純水等の洗浄液を供給しつつ、該基板１４表面に円筒状の洗浄ブラシ１６を当接させる方法が一般的である。

このような洗浄ブラシ１６は、一般に、回転軸１８にブラシ毛が植設されて、回転軸１８に同軸な処理面であるブラシ洗浄面を有している。この洗浄ブラシ１６は、基板の搬送方向２０に対して略直交する向きで、かつ基板１４に対して略平行に配置される。この洗浄ブラシ１６の洗浄面を基板１４に接触させ、鉛直方向に所定の押し込み量Δｘだけ押し込んで押圧した状態で回転軸１８を回転させることで、基板１４の表面をブラッシングして洗浄力を得ることができる。

図１（ｂ）は、洗浄ブラシ１６と基板１４表面との接触状態を模式的に示した側面図である。このような洗浄装置のブラシと基板との接触面積については、従来は次のような方法で、その調整が行われてきた。

まず、洗浄装置１０の図示しない筐体を水平に調節し、この筐体に対してブラシの回転軸１８を水平に調節する。そして、洗浄ブラシ１６と基板１４とを徐々に接近させて、洗浄ブラシ１６と基板１４とが当接したのを目視で確認する。ここからさらに、所定の量Δｘだけ回転軸１８と基板１４とを接近させて、洗浄ブラシ１６と基板１４とを所定の接触幅Ｗｍで接触させる。なお、この図は説明のための模式的な図であり、基板１４、接触幅Ｗｍ等のサイズの比率は必ずしも現実の基板等のサイズと一致するものではない。

実開平５−５４５３号公報

しかし、このような調節方法では、回転軸１８の基板１４への押し込み量Δｘから、接触面積を導出しているだけで、基板１４と洗浄ブラシ１６のブラシ洗浄面との実際の接触面積を測定しているわけではない。

例えば、接触面積が小さすぎれば、要求される洗浄力を発揮することができないし、接触面積が大きすぎる場合は、基板にダメージが発生する危険性が高くなる。また、ブラシ毛の先端と基板との接触がブラシの軸方向で均一でない場合は、基板表面の洗浄度にばらつきが生じてしまうという問題が発生する。

そこで、本発明の解決しようとする課題は、例えば洗浄ブラシ等の、回転処理部材の基板への押し込み量を適切に調節することができ、基板表面全体に均一な処理を施すことができる回転軸の調整方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る回転軸の調整方法は、回転軸に処理面が同軸状に設けられた回転処理部材を被処理物に当接させながら前記回転軸を回転させて前記被処理物の表面を擦って所定の処理を施すに際し予め、前記処理面と前記被処理物との接触量を調整する方法であって、表面に配向膜が塗布された基板を前記処理面で擦るテスト工程と、このテスト工程により前記配向膜が擦られた前記基板の配向膜表面に液晶を塗布する液晶塗布工程と、この液晶塗布工程により塗布された前記基板表面の前記液晶の配向状態を観察して前記処理面と前記配向膜との接触部の形状を測定する接触部測定工程と、この測定結果に基づいて前記処理面の前記基板への押し込み量を調整する回転処理部材調整工程とからなることを要旨とするものである。

また、前記接触部測定工程は、前記回転軸の方向の複数の部位において、前記処理面と前記配向膜との接触部の幅を測定すると好ましい。

さらに、前記接触部測定工程は、前記基板および前記液晶に光を透過させて、この透過光を観察することで前記液晶の配向状態を観測するようにすると良い。

前記回転処理部材が回転軸にブラシ毛が放射状に設けられたブラシであって、前記テスト工程において、表面に配向膜が塗布された基板を前記ブラシでブラッシングするようにすると好ましい。

本発明に係る回転軸の調整方法によれば、基板表面に塗布された配向膜が回転処理部材で擦られ、この擦られた配向膜表面にさらに液晶が塗布され、前記基板表面の前記液晶の配向状態を観察して前記回転処理部材と前記基板表面の前記配向膜との接触部の形状が測定され、この測定結果に基づいて前記回転処理部材の基板への押し込み量が調整される。従って、回転処理部材と基板との接触部を、配向膜と液晶を介して可視化して、測定することができる。そして、その測定結果に基づいて回転処理部材の回転軸の押し込み量Δｘを調整することができる。従って、前記回転処理部材が、確実に所定の面積で基板に接触するように調整することができる。

このように、回転処理部材がこの回転処理部材の回転軸方向に渡って均一に、所定の幅で基板と接触するように調節する回転軸の調節方法によれば、回転処理部材の処理能力の向上に寄与することができる。例えば、回転処理部材が、洗浄ブラシ等であれば、この洗浄ブラシの軸方向全体を均一に基板を洗浄することができ、かつ、基板に損傷を生じさせることもない。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。

本発明に係る回転軸の調整方法は、例えば、液晶表示パネルの製造工程に含まれる洗浄工程において、ブラシ洗浄装置を用いて被洗浄物である基板を洗浄する際に予め、ブラシの基板への最適な押し込み量を設定するため等に好適に用いられる。

すなわち、液晶表示パネルの製造工程において、液晶表示パネルを構成するガラス基板を洗浄・乾燥する洗浄工程は、ガラス基板上に配線、電極等を形成する工程、カラーフィルタを製造する工程、および、配向膜を塗布する工程の所定の処理の前後や、各種電極等が形成されたガラス基板に配向膜を塗布する前に挿入される。

このような洗浄工程において、基板は先ずローダ（Ｌ／Ｄ）より洗浄工程に搬入され、ローラ等の搬送手段に載置される。そしてこの基板は、水および洗浄液等を用いて、ブラシ洗浄、シャワー洗浄、超音波洗浄等種々の方法で洗浄され、エアナイフ等を備えた乾燥装置まで上記搬送手段によって搬送されて、乾燥された後、アンローダ（ＵＬ／Ｄ）により搬出される。この洗浄工程は、通常、基板がこの搬送手段によって一定方向に搬送される間に、洗浄から乾燥の処理を連続的に行うインライン処理で行われる場合が多い。

図１（ａ）は、一般的なブラシ洗浄装置１０の要部の概略を斜視図で示したもの、図１（ｂ）は、断面図で示したものである。また、図２は本発明に係る回転軸の調節方法の手順の概略を示したブロック図である。

洗浄ブラシ１６の下方には、例えばローラコンベア１２等のような、基板１４を搬送する搬送手段が配置される。

この洗浄ブラシは、回転軸１８にブラシ毛が植設された円筒状のブラシ洗浄面を有する回転処理部材である。この回転軸１８は、上下動可能になっており、基板１４の搬送方向２０と略直交する向きに、ローラコンベア１２の上方に架設されるような形で配置されている。

ここで、洗浄ブラシ１６の調整に用いられる基板１４は、ガラス等の透明基板２２の表面に、液晶表示パネル用の配向膜２４が塗布されたものである（以下、調整用基板と称する）。この透明基板２２には、被洗浄物、すなわち実際に洗浄される液晶表示パネル用の基板と同程度の大きさの透明基板が好適に用いられる。この配向膜２４には、例えばポリイミド等の樹脂からなる、通常の液晶表示パネルに用いられるものが好適に用いられる。また、この配向膜２４の塗布には、例えば、凸版印刷法やインクジェット方式等が好適に用いられる。

このようなブラシ洗浄装置１０の洗浄ブラシ１６の配置を調節するに際しては、次のような手順で行われる。

まず、この調整用基板１４がローラコンベア１２によって洗浄ブラシ１６の下方に搬送され、調整用基板１４の中央部近傍が洗浄ブラシ１６の下方に到達して停止されると、洗浄ブラシ１６の回転軸１８が下降し、例えば目視等により調整用基板１４に当接したのが確認される。そして回転軸１８はさらに所定の押し込み量Δｘ分下降して、接触幅Ｗｍで洗浄ブラシ１６と調整用基板１４の配向膜２４とが接触する。そして、回転軸１８が回転することにより、配向膜２４の表面をブラッシングして、テストされる（Ｓ１）。

このテスト工程の後には、配向膜２４の表面は、洗浄ブラシ１６の接触した部分と接触しなかった部分で表面状態が異なる。配向膜の洗浄ブラシ１６と接触しなかった部分は、なめらかな表面を有しており、洗浄ブラシ１６の接触した部分は、ブラシ毛の先端と接触したことによる微細な傷を無数に有している。

次に、洗浄ブラシ１６の回転を停止させてから、回転軸１８を上昇させることにより、ブラシを調整用基板１４から離間させる。そしてこの配向膜２４表面に液晶を塗布する（Ｓ２）。この液晶の塗布には、例えば、凸版印刷法やインクジェット方式等が好適に用いられる。また、この液晶には、例えば、ネガ型ネマティック液晶、ポジ型ネマティック液晶等の、通常の液晶表示パネルに用いられるものが適用される。

このようにして、調整用基板１４表面に液晶を塗布すると、配向膜２４の表面状態に応じて液晶分子の配向状態が変化する。例えば、配向膜のブラシ毛が接触していない、表面がなめらかな部分では、液晶分子はランダムな向きを向いたままで、ブラシ毛が接触した、配向膜の表面に無数の微細な傷が生じている部分では、液晶はこれらの傷の向きに配向される。

そして、この液晶が塗布された調整用基板１４に偏光板を介して照明光を照射する。図３は、調整用基板１４の表面に塗布された液晶２５の配向状態を観察するための構成の一例を模式的に示した図である。

調整用基板１４の一方の面側に偏光板２６と照明装置２８とを配置して、他方の面側に前記偏光板２６と対をなす他の偏光板２６’を配置する。そして、照明装置２８から発せられる光の一方向の偏光成分のみを取り出して、調整用基板１４および偏光板２６’を透過させ、その透過光を観察手段３０を介して観察する。

照明装置２８は、光源２８ａと光学シート類２８ｂとを備えている。この光源２８ａから発せられる光の特性を光学シート類２８ｂを介して面光源に変換して、調整用基板１４を照射する。

この透過光のムラの観察に際しては、観察手段３０として、例えばビデオカメラ等を用いて映像として撮影して行っても良いし、目視でゲージ等を介して行っても良い。

図４は、ここで観察される透過光のムラのパターンを模式的に表した図である。このように、洗浄ブラシ１６と配向膜２４とが接触した接触部３２が帯状のムラとなって観察される。洗浄ブラシ１６の軸方向の複数箇所において、接触部の幅Ｗｍを測定する（Ｓ３）。

この接触幅Ｗｍの測定に際しては、例えば、ゲージ等を用いて測定してもよいし、ビデオカメラ等で撮影した映像データをコンピュータを介して画像解析して、帯の両サイドのエッジを検出し、これらのエッジ間の間隔から幅Ｗｍを測定するようにすることもできる。

また、配向膜２４と液晶の種類、および調整用基板１４を介して対向して配置される偏光板２６，２６’の偏光方向の組み合わせ等により、透過光のムラが、ブラシと配向膜との接触部分が明になるか、暗になるか決めることができる。

このようにして測定された接触部３２の形状に基づいて、洗浄ブラシ１６の押し込み量Δｘの調整が必要か否か判断する（Ｓ４）。すなわち、所定の目標接触幅Ｗｔと測定された接触幅Ｗｍとの差Ｗｔ−Ｗｍが所定の範囲ΔＷ内に収まっているかどうかで、押し込み量Δｘの調節の必要性を判断する。

例えば、図４（ａ）は、洗浄ブラシ１６の軸方向に渡って均一に所定の目標接触幅Ｗｔで、洗浄ブラシ１６と調整用基板１４とが接触している状態である（Ｗｍ＝Ｗｔ）。接触部測定工程において、図４（ａ）のような接触部の形状が測定されれば、洗浄ブラシ１６の調整は必要ないものと判断される（Ｓ５）。

例えば、図４（ｂ）のように、測定された接触幅Ｗｍが目標接触幅Ｗｔよりも大きい場合は（Ｗｍ＞Ｗｔ）、洗浄ブラシ１６の押し込み量Δｘが大き過ぎると判断される（Ｓ４）。そして、ブラシ調整工程において、押し込み量Δｘが少し減らされて設定される（Ｓ６）。

また、例えば、図４（ｃ）のように、接触部の幅Ｗｍが所定の幅Ｗｔよりも小さい場合は（Ｗｍ＜Ｗｔ）、洗浄ブラシ１６の押し込み量Δｘが小さ過ぎると判断し（Ｓ４）、ブラシ調整工程において、押し込み量Δｘを増して設定する（Ｓ６）。

さらに、例えば、図４（ｄ）のように、測定された接触幅Ｗｍが、ブラシの軸方向において一定でない場合は、洗浄ブラシ１６の回転軸１８が調整用基板１４に対して斜めであると判断し（Ｓ４）、接触幅Ｗｍの細い側の軸の押し込み量Δｘを少し増して、接触幅Ｗｍの太い側の軸の押し込み量Δｘを少し減らして設定する（Ｓ６）。

このようなブラシの調整に際して、コンピュータ等を介して自動で、測定された接触幅Ｗｍと目標接触幅Ｗｔとの差（Ｗｔ−Ｗｍ）を計算し、この差に基づいて、新たな押し込み量Δｘを求めるようにしても良い。また、この求められた新たな押し込み量Δｘを自動で洗浄装置に記憶させるようにしても良い。

このように、回転処理部材調整工程において設定された新たな押し込み量Δｘにおいて、図４（ａ）の例で示したような所定の目標接触幅Ｗｔが得られ、調整が完了する（Ｓ６）まで、テスト工程（Ｓ１）から順に繰り返される。このような繰り返しの際には、ローラコンベア１２によって、調整用基板１４の洗浄ブラシ１６がまだ接触していない部分がブラッシングされるようにしても良いし、新たに別の調整用基板を用いても良い。

このように、本発明に係る回転軸の調整方法によれば、ブラシと基板との接触部を、配向膜と液晶を用いて可視化して、その測定結果に基づいてブラシの押し込み量Δｘを調整することができる。従って、ブラシが基板に、確実に所定の面積で接触するように調整することができる。

これにより、ブラシの軸方向全体を均一に洗浄することができ、かつ、基板に損傷を生じさせることもない。このように、基板とブラシとがブラシの軸方向に渡って均一に、所定の幅で接触するように調節するブラシの調節方法によれば、ブラシの洗浄能力の向上に寄与することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できる。例えば、洗浄ブラシとしてスポンジブラシ等を用いても良いし、洗浄ブラシ以外に、配向膜のラビング処理に使用されるラビングローラの回転軸の調節にも適用できることはもちろんである。また、例えば、洗浄装置に本調整方法を自動で行うようにすることができることはいうまでもない。また、液晶表示パネルの基板洗浄装置に限らず、例えば半導体等の基板の洗浄装置であっても良い。

本発明に係る回転の調節方法は、基板を洗浄する洗浄ブラシ等の調節に適し、例えば、液晶表示パネルを構成するガラス基板の洗浄工程に好適に利用することができる。

図１（ａ）はブラシと調整用との接触状態を模式的に示した斜視図図、図１（ｂ）はその断面図である。 図２は本発明に係るブラシの調節方法の手順を示すブロック図である。 図３は調整用基板の表面に塗布された液晶の配向状態を観察するための構成を模式的に示した図である。 図４（ａ）〜（ｂ）は透過光のムラのパターンを模式的に表した図である。 図５は一般的な液晶表示パネルの構造を断面図で示したものである。

符号の説明

１４ 調整用基板
１６ 洗浄ブラシ
１８ 回転軸
２２ 透明基板
２４ 配向膜
２８ 照明装置
３２ 接触部

Claims (5)

1. 回転軸に処理面が同軸状に設けられた回転処理部材を被処理物に当接させながら前記回転軸を回転させて前記被処理物の表面を擦って所定の処理を施すに際し予め、前記処理面と前記被処理物との接触量を調整する方法であって、
   表面に配向膜が塗布された基板を前記処理面で擦るテスト工程と、このテスト工程により前記配向膜が擦られた前記基板の配向膜表面に液晶を塗布する液晶塗布工程と、この液晶塗布工程により塗布された前記基板表面の前記液晶の配向状態を観察して前記処理面と前記配向膜との接触部の形状を測定する接触部測定工程と、この測定結果に基づいて前記処理面の前記基板への押し込み量を調整する回転処理部材調整工程とからなることを特徴とする回転軸の調整方法。
2. 前記接触部測定工程は、前記回転軸の方向の複数の部位において、前記処理面と前記配向膜との接触部の幅を測定することを特徴とする請求項１に記載の回転軸の調整方法。
3. 前記接触部測定工程は、前記基板および前記液晶に光を透過させて、この透過光を観察することで前記液晶の配向状態を観測することを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の回転軸の調整方法。
4. 前記回転処理部材が回転軸にブラシ毛が放射状に設けられたブラシであって、
   前記テスト工程において、表面に配向膜が塗布された基板を前記ブラシでブラッシングすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の回転軸の調整方法。
5. 前記被処理物が対をなす透明基板に液晶が封入されてなる液晶表示パネルを構成する透明基板のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の回転軸の調整方法。
   

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