JP2003295189A

JP2003295189A - 液晶表示装置の製造装置

Info

Publication number: JP2003295189A
Application number: JP2002096457A
Authority: JP
Inventors: Akinori Shioda; 昭教塩田; Shinji Ogawa; 慎司小川; Kenji Nakao; 健次中尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示用基板にラビング処理を行うと、ラ
ビング方向に平行な縦筋状の表示むらが発生する。この
筋状むらは配向膜５６をラビング処理する際に、発生す
る発塵が原因であり、この発塵の除去が課題である。【解決手段】ラビング処理の際の発塵を吸引装置１
１、ＩＴＯ基板３１、帯電量の異なる基板４１などを使
用して除去する。この発塵を除去することで縦筋状の表
示むら１０１の発生を減少させ、表示均一性の高い液晶
表示装置を製作する。

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に使用
する液晶表示用基板をラビング処理する際に発生する発
塵を除去するラビング処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、パソコン、カーナビ、モニターお
よびＴＶ等の画面表示用として液晶表示装置が多く用い
られている。これらの液晶表示に使用する液晶の配向モ
ードとしてはネマティック液晶を利用したＴＮ型配向モ
ード、ＳＴＮ型配向モードが多く使用されているが、応
答が遅い、視野角が狭い点などについて改善中である。
また、応答速度が早く視野角が広い強誘電体液晶などの
表示モードもあるが耐ショック性、温度特性などについ
て改善中である。最近、高速応答性に優れた、視野角が
広い表示モードとして光学補償（ＯＣＢ）型配向モード
が映像機器用として注目され、活発に開発が行われてい
る。

【０００３】図７はＯＣＢ型液晶表示パネル１００の断
面図を示す。図７において、下側の基板５２上には順次
カラーフィルタ５７、透光性導電電極５４、配向膜５６
が積層形成され、上側の基板５１上には順次透光性導電
電極（対向電極）５３、配向膜５５が形成され、基板５
１、５２間に液晶層１１１を介在させた構成であり、ま
た上側の基板５１の外側には光学補償用の位相差板５
９、偏光板５８が配置され、下側の基板５２の外側には
位相差板５９と偏光板５８、そして光源用のバックライ
ト１１０が配置された構成である。このＯＣＢ型モード
は図７（ａ）のように液晶表示パネル用の相対向する基
板５１、５２上の配向膜５５、５６を平行方向へラビン
グ処理してスプレイ配向させた液晶層を構成した断面図
であって、前記スプレイ配向させた状態の際に、配向膜
５５、５６表面付近の液晶層の液晶分子１１１は配向膜
５５、５６の表面に対して高いチルト角（５°から１２
°）をもっている。また、このＯＣＢ型モードは基板５
１、５２上の透光性導電電極５３、５４間に電圧を印加
して液晶層の液晶分子１１１をスプレイ配向から図７
（ｂ）のようにベンド配向あるいはねじれ配向を含んだ
ベンド配向へ転移させた状態と、さらに図７（ｃ）に示
すベンド配向の状態をもつものである。そして、図７
（ａ）、図７（ｂ）は低電圧印加時におけるバックライ
ト１１０光の透過率（輝度）の高い状態（通称、白表
示）であり、図７（ｃ）は高電圧印加時の透過率（輝
度）の低い状態（通称、黒表示）であって、この白表示
と黒表示と白黒中間の表示とで映像表示を行う。

【０００４】ＴＮ型配向モード、ＳＴＮ型配向モード、
強誘電体型配向モード、反強誘電体型配向モードだけで
なく、ＯＣＢ型配向モードを得るには、基板５１、５２
上に塗布形成した配向膜５５、５６などを前記記載のラ
ビング処理する方法で処理している。

【０００５】図８はラビングローラ６２に巻着したレー
ヨン布６３を基板５２に接触回転させて、ステージ６１
上に搭載した基板５２をｘ方向６５に並進移動させなが
らラビング処理する工程を模式的に示す断面図である。

【０００６】ラビング処理をした基板を使用して、図７
において記載した液晶表示パネル１００を構成し、この
液晶表示パネル１００に外部から電圧（映像信号）を印
加した際に映像画面が表示される。表示画面の表示均一
性はラビング処理する際の基板の並進移動方向、並進移
動速度、ラビングローラの回転数、ローラの回転方向と
基板端部辺への突入角度などによる条件に敏感に影響さ
れる。そして、上記ラビング条件によって、ラビングロ
ーラ６２に巻着されたレーヨン布６３が基板５２上の配
向膜５６を剥離して、この剥離した配向膜の塵が原因で
通称縦筋と呼ばれる筋状の表示むらが発生する。

【０００７】この筋状の表示むらとラビング条件に関し
ては特開平１０−１８６３６４号公報、特開平１０−２
６８３１１号公報に開示されているが、前記先行例はＴ
Ｎ、ＳＴＮ配向モードに関して、基板の並進移動方向、
並進移動速度、ラビングローラの回転数、ローラの回転
方向と基板辺への突入角度などによる条件についての発
明である。

【０００８】しかしながら、特開平１０−１８６３６４
号公報は、ＯＣＢ型モード特有の高いプレチルト角を有
する場合のラビング処理方法やラビング処理装置などに
ついては開示していない。また、配向膜表面の平坦性に
ついて、例えば図７の下側の基板５２上の透光性導電電
極５４にはマトリクス状にＴＦＴ（図示していない）が
形成されており、このＴＦＴは電極材料や絶縁材料や半
導体材料や保護膜材料から構成されているために、この
ＴＦＴを含む透光性導電電極５３、５４上に塗布された
配向膜５５、５６の表面は平坦でなく、液晶分子サイズ
と比較して凹凸状である。

【０００９】ＯＣＢ型配向はスプレイ配向であり、かつ
ＴＮ型やＳＴＮ型配向モードのようなツイスト配向させ
た際の低いプレチルト角に比較して、ＯＣＢ型配向モー
ドはスプレイ配向させた際に高いプレチルト角が要求さ
れる。ＴＮ型やＳＴＮ型だけでなく、高いプレチルト角
を持つＯＣＢ型配向も、液晶分子サイズに比較して凹凸
状を有する配向膜５５、５６の表面上に、ラビング処理
により配向させるが、製造上ある分散（ばらつき）をも
ってスプレイ配向している。しかし、高いプレチルト角
を有するＯＣＢ型表示モードの方が、分散に対するプレ
チルト角の変化が大きくなる。このプレチルト角の変化
の大きさが、縦筋状の表示むらの主要な要因になる。つ
まり、ＯＣＢ型液晶表示装置での映像表示はプレチルト
角の変化が大きいために、中間調表示において、電圧の
変化に対する透過率の変化率が大きくなり、表示むらが
ツイスト配向モードに比較して顕著になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】液晶用基板の配向処理
は、図８において配向膜５６が基板５２上に転写印刷方
法で塗布形成されるために、配向膜端部付近６７の配向
膜端部６４表面と基板５２の端部の透光性導電電極５４
の端子表面との間に段差が存在すること、そして配向膜
端部付近６７の端部６４は盛り上がり、膜厚が厚く形成
される。

【００１１】このようにラビング処理の際には、基板５
２は矢印のｘ方向６５に移動するので、一定高速で回転
しているラビングローラ６２が配向膜端部６４に突入す
るように接触することになる。この場合、段差部近傍の
配向膜端部付近６７で配向膜端部６４の剥離が発生し易
く、この剥離した配向膜がラビングローラ６２に巻着さ
れたレーヨン布６３の先端に付着し、この付着した配向
膜が配向膜端部付近６７や表示領域６８に対応する配向
膜上に再付着するか、またはレーヨン布６３の先端に付
着した状態で基板上の配向膜５６がラビングされるため
に、付着していないレーヨン布６３の先端部でラビング
される条件と比較して差異が発生する。表示領域の個所
によりラビング条件に差異がある場合、液晶を注入した
時に、液晶分子の配向に差異が生じる。この液晶分子の
配向の差異は液晶分子のプレチルト角の差異に起因する
もので、特にＯＣＢ型モードは前記記載のように高プレ
チルト角であるために液晶表示画像の表示むらとして現
れやすい。

【００１２】図９は上記要因のために発生する等間隔の
長い筋状表示むら１０１を示している。図９において、
ラビングローラ６２に巻着されたレーヨン布６３の位置
１、２、３が上記記載のラビング処理動作をするとき
に、基板５２上の位置１、２、３へ回転しながら転移す
る様子を示す。つまり、前記ラビングローラ６２の位置
１が基板の端部付近（図８の６７）の配向膜端部（図８
の６４）に突入した時に配向膜の剥離および布毛先端部
に付着すると、この位置１はラビングローラ６２が回転
し、基板５２が並進移動するにつれて基板５２上の位置
１に対応する個所をラビングすることになる。このラビ
ング処理動作は位置２、３についても同様に起こるため
に、図９に示すような長い筋状の表示むら１０１が発生
する。なお、図９に図示されている縦の筋状表示むら１
０１は、ラビング処理した際には確認することはできな
いが、表示装置として映像を写した際に見えるものであ
る。

【００１３】図１０は基板５２上の配向膜５６とラビン
グローラ６２のレーヨン布６３が接触する状態（同図に
おいて点Ｇ、点Ｈ間で接触）を示す拡大断面図である。
図１０において、ラビングローラ６２に巻着されたレー
ヨン布６３の毛先の長さは略１．６ｍｍであるが、ラビ
ングローラ６２の円筒の径が曲率をもっているので、基
板５２に接触した際に略１０ｍｍから１７ｍｍ（図中で
は１５ｍｍ）に保持するように設定する。この接触幅７
９は図８においてステージ６１を上下方向に移動させる
ことで調節する。接触幅７９の調節はラビング条件を確
定するに際し、ラビングローラの回転数や並進移動速度
と共に決定することが必要である。つまり、接触幅７９
が大きいということは配向膜５６をレーヨン布６３が強
く押圧するために配向膜５６の剥離が発生し易く（本発
明における表示むらの要因の一つになる）、また接触幅
７９が小さいということは配向膜５６をレーヨン布６３
が弱く押圧するためにラビング不足になり、液晶層の液
晶分子１１１を配向させる際に弱い配向規制力になる。

【００１４】次に、図９において配向膜５６を転写印刷
方法で形成した場合には、辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ、辺
ＤＡの基板端部付近（図８の６７）に形成された配向膜
端部（図８の６４）は膜厚が厚いためにラビング処理時
に剥離し易い。そして、図９のようなラビング方向、基
板並進移動の方向にラビング処理した場合は基板５２の
４辺の中で辺ＡＢ、辺ＤＡで剥離が発生し易い。このこ
とは図９または図８から辺ＡＢ、辺ＤＡの端部はラビン
グの際にレーヨン布６３が回転しながら基板に突入する
辺であるために、辺ＢＣ、辺ＣＤの端部のようにレーヨ
ン布が基板から離れる辺に比較して布の先端が配向膜に
与える回転トルク（衝撃力）が小さいためである。

【００１５】本発明はラビング処理する際に、辺ＡＢ、
辺ＤＡにおいて発生する配向膜端部６４が剥離し易い配
向膜５６の発塵を除去して、縦筋状の表示むら１０１の
発生を減少させ、液晶表示の表示均一性を高めることが
できる液晶表示用基板のラビング処理装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の発明として、液晶表示に使用する平板状方形基
板上に形成された配向膜をラビング処理する際に、ラビ
ング用ローラに巻着されたラビング用布または配向膜か
ら発生する発塵を除去するラビング処理装置の提案であ
る。

【００１７】第２の発明として、発生する発塵を除去す
る装置として、前記発塵をイオナイザー処理して吸引除
去するラビング処理装置の提案である。

【００１８】第３の発明として、発生する発塵を除去す
る装置として、前記発塵をイオナイザー処理して吸引除
去するラビング処理装置において、発塵吸引部をラビン
グ布近傍もしくは、近接して配置する提案である。

【００１９】第４の発明として、ラビング処理する際に
発生する発塵を除去する装置として、吸着用基板に発塵
を吸着して除去するラビング処理装置の提案である。

【００２０】第５の発明として、ラビング処理する際に
発生する発塵を除去する装置として、帯電量の異なる基
板に発塵を吸着して除去する機構を有するラビング処理
装置の提案である。

【００２１】第６の発明として、ラビング処理する際に
発生する発塵を除去する装置として、規則的な凹凸のあ
る基板に発塵を吸着して除去する機構を有するラビング
処理装置の提案である。

【００２２】第７の発明として、ラビング処理する際に
発生する発塵を除去する装置として、発塵を吸着をする
基板を揺動して除去する機構を有するラビング処理装置
の提案である。

【００２３】これらの発明により、剥離した配向膜の発
塵を除去して、縦筋状の表示むらの発生を減少させるこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。符号は前記記載の図面
と共通する個所については同符号を使用した。

【００２５】（実施の形態１）図１はラビング処理する
際に、発生する発塵を除去するラビング処理装置を示す
立体斜視図である。同図において、基板５２がｘ方向６
５に並進移動して、ラビングローラ６２に巻着されたレ
ーヨン布６３が基板５２上の配向膜５６をラビングする
際に、配向膜５６の剥離またはレーヨン布６３自体から
の発塵がある。この発塵はレーヨン布６３に付着してい
る。この発塵を、レーヨン布６３表面の近傍または近接
するように配置した掃除機の原理を利用した吸引装置１
１により除去することができた。図示はしないが、吸引
装置のノズル先端は、強力な吸引を行う必要があるた
め、数ｍｍの間隙のノズルになっている。また、ノズル
部は、ラビング布を傷めないように、数ｃｍ幅の平板の
中央部に、間隙が形成されている。布の毛の長さは、お
よそ２ｍｍ程度であるため、これにより布の毛を傷める
ことなく、効率よく発塵を除去できた。

【００２６】（実施の形態２）図２はラビング処理する
際に、発生する発塵を除去する第２のラビング処理装置
を示す立体斜視図である。同図において、基板５２がｘ
方向６５に並進移動して、ラビングローラ６２に巻着さ
れたレーヨン布６３が基板５２上の配向膜５６をラビン
グする際に、実施の形態１で説明したように発塵があ
る。このときに、発塵した配向膜５６またはレーヨン布
６３は、ラビング処理の際に発生する静電気を帯電して
いる。この静電気を帯電した発塵が静電気力でレーヨン
布６３に付着しているために、吸引力だけでは十分に除
去することが難しい。この帯電した静電気を除電できる
ように、イオナイザー２２をラビング布近傍に配置し、
且つ、ラビング布の全幅域に直接除電ブローがあたるよ
うにした。これにより、静電気を除電処理してから吸引
装置２１で除去することができた。

【００２７】（実施の形態３）図３はラビング処理する
際に、発生する発塵を除去する第３のラビング処理装置
を示す立体斜視図である。配向膜５６またはレーヨン布
６３から発生した発塵がレーヨン布６３に付着している
が、ラビング処理の際にガラス基板表面に形成した酸化
インジウム（通称、ＩＴＯ基板）などに転移して吸着し
やすいことがわかった。同図のように、ＩＴＯ基板３１
をレーヨン布６３表面の近傍または近接するように配置
した装置で吸着除去することができた。尚、吸着用の基
板は、吸引装置の前後どちらに配置してもよい。

【００２８】（実施の形態４）図４はラビング処理する
際に、発生する発塵を除去する第４のラビング処理装置
を示す立体斜視図である。配向膜５６またはレーヨン布
６３から発生した発塵がレーヨン布６３に付着してい
る。この付着した発塵はラビング処理の際に発生する静
電気を帯電している。この静電気を帯電した発塵が静電
気力でレーヨン布６３に付着しているために、吸引力だ
けでは十分に除去することが難しい。また、ラビングの
際に、ラビング対象となる基板の種類によって、基板に
帯電する極性が違ってくる。つまり、カラーフィルタ基
板をラビングした時と、アレイ基板をラビングした時と
では、その帯電量はまったく違ったものとなる。従っ
て、カラーフィルタ基板をラビングする際においては、
同図において、レーヨン布６３に付着している発塵に帯
電した静電気の極性と異なる極性に帯電する基板４１に
アレイ基板を用い、既基板をレーヨン布６３表面の近傍
または近接するように配置することで、上記発塵を基板
４１に吸着させて除去することができた。

【００２９】（実施の形態５）図５はラビング処理する
際に、発生する発塵を除去する第５のラビング処理装置
を示す立体斜視図である。配向膜５６またはレーヨン布
６３から発生した発塵がレーヨン布６３に付着してい
る。この付着した発塵を規則的な凹凸のパターニングを
施した基板９１を用いても、除去できることが分かっ
た。この基板９１をレーヨン布６３表面の近傍または近
接するように配置することで、上記発塵を基板９１に吸
着させて除去することができた。尚、特別に凹凸基板を
作成せずに、アレイ基板を用いても効果がある。

【００３０】（実施の形態６）図６はラビング処理する
際に、発生する発塵を除去する第６のラビング処理装置
を示す立体斜視図である。配向膜５６またはレーヨン布
６３から発生した発塵がレーヨン布６３に付着してい
る。この付着した発塵を、吸着用の基板３１、帯電極性
の違った第２の吸着用基板４１及び、イオナイザー２
２、吸引装置２１をレーヨン布６３表面の近傍または近
接するように配置することで、より効率よく、発塵を基
板に吸着させて除去することができた。尚、特別に吸着
用基板３１と第２の吸着用基板４１の順序を入れ替えて
も効果がある。

【００３１】尚、本実施形態においてはレーヨン布につ
いての実施例を述べたが、これに限ったものではなくコ
ットン布を用いても効果がある。

【００３２】また、吸着用の基板は、接触させるだけで
動かさなくとも効果があるが、ラビングに対して直角方
向（ｙ方向９２）、さらには、ｙ方向に垂直で吸着基板
に平行な方向（ｚ方向９３）を複合させて揺動させると
更に効果がある。

【００３３】

【発明の効果】上記本発明のラビング処理装置によっ
て、配向膜の発塵を除去して、縦筋状の表示むらの発生
を減少させ、液晶表示の表示均一性を高めることができ
た。この発明は高品位表示を要求されるＴＶなどの映像
機器用表示画面を製作する上で工業的に利点の大きいも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラビング処理を実施する装置の第１の
実施形態の立体斜視図

【図２】同第２の実施形態の立体斜視図

【図３】同第３の実施形態の立体斜視図

【図４】同第４の実施形態の立体斜視図

【図５】同第５の実施形態の立体斜視図

【図６】同第６の実施形態の立体斜視図

【図７】ＯＣＢ型液晶表示パネルの構成断面図

【図８】ラビング処理の状態を示す装置の断面図

【図９】長い筋状むらとラビングの関係を考察する平面
図

【図１０】図８の装置におけるラビングローラと基板の
接触状態を示す断面図

【符号の説明】

１，２，３位置１１吸引装置２１吸引装置２２イオナイザー３１ＩＴＯ基板４１（帯電量の異なる）基板５１，５２基板５３，５４透光性導電電極５５，５６配向膜５７カラーフィルタ５８偏光板５９位相差板６１ステージ６２ラビングローラ６３レーヨン布６４配向膜端部６５ｘ方向６６ラビングローラの回転方向６７配向膜端部付近６８表示領域７９接触幅９１（規則的な凹凸のある）基板９２ｙ方向９３ｚ方向１００液晶表示パネル１０１筋状表示むら１１０バックライト１１１液晶層（液晶分子）

フロントページの続き (72)発明者中尾健次大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 MB02 MB03 MB04 MB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示に使用する基板上に形成された
配向膜をラビング処理する装置であって、ラビング処理
する際にラビング用ローラに巻着されたラビング用布ま
たは前記配向膜から発生する発塵を除去する装置を有す
ることを特徴とする液晶表示用基板のラビング処理装
置。
【請求項２】ラビング処理する際に、発生する発塵を
除去する装置として、前記発塵をイオナイザー処理して
吸引除去する装置を有することを特徴とする請求項１に
記載の液晶表示用基板のラビング処理装置。
【請求項３】前記イオナイザー部を、ラビング用布の
近傍に配置することを特徴とする請求項２に記載の液晶
表示用基板のラビング処理装置。
【請求項４】ラビング処理する際に発生する発塵を除
去する装置として、吸着用基板に前記発塵を吸着して除
去する機構を有することを特徴とする請求項１から３の
いずれかに記載の液晶表示用基板のラビング処理装置。
【請求項５】ラビング処理する際に発生する発塵を除
去する装置として、帯電量の異なる基板に前記発塵を吸
着して除去する機構を有することを特徴とする請求項１
から４のいずれかに記載の液晶表示用基板のラビング処
理装置。
【請求項６】ラビング処理する際に発生する発塵を除
去する装置として、表面に規則的な凹凸の有る基板に前
記発塵を吸着して除去する機構を有することを特徴とす
る請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示用基板の
ラビング処理装置。
【請求項７】前記ラビング処理装置において、前記吸
着用基板を揺動させる機構をもつことを特徴とする請求
項１から６のいずれかに記載の液晶表示用基板のラビン
グ処理装置。