JPH05333337A - 液晶表示素子の配向処理法 - Google Patents
液晶表示素子の配向処理法Info
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- JPH05333337A JPH05333337A JP4138356A JP13835692A JPH05333337A JP H05333337 A JPH05333337 A JP H05333337A JP 4138356 A JP4138356 A JP 4138356A JP 13835692 A JP13835692 A JP 13835692A JP H05333337 A JPH05333337 A JP H05333337A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上の有機樹脂配向膜の配向性を向上させ
液晶分子の配向をより制御しやすくし、均一な表示品位
の液晶表示素子を得る。 【構成】 ラビング処理する際に基板１１上の配向膜１
２に加熱処理により熱エネルギーを与え、配向膜１２表
面の均一配向性を向上させ液晶表示素子の品位を上げる
構成による。
液晶分子の配向をより制御しやすくし、均一な表示品位
の液晶表示素子を得る。 【構成】 ラビング処理する際に基板１１上の配向膜１
２に加熱処理により熱エネルギーを与え、配向膜１２表
面の均一配向性を向上させ液晶表示素子の品位を上げる
構成による。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はラップトップパソコンや
ノートパソコンなどに使用する液晶表示素子の配向処理
法に関する。
ノートパソコンなどに使用する液晶表示素子の配向処理
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子は通常一定の間隙を保持し
た相対向する２枚の基板上に形成した電極間に液晶分子
を配列させ、これら電極間に印加する電圧を制御するこ
とで作動させる。この時に使用する上下電極は少なくと
も一方は光透過性の電極（以下透明電極）を使用する。
一般に液晶表示素子のパネル部分の基本的な断面図は従
来例を引用するまでもなく図６に示すような構成になっ
ている。図６において、５１はガラス基板、５２は配向
膜、５３は透明電極、５４は液晶、５５はスペーサー、
５６は封口樹脂である。つまりほぼ均一で平坦な基板上
に形成した透明電極上に液晶分子を配向制御させるため
に配向しやすくするポリイミド樹脂などの配向膜材料を
電極を含む基板上に極めて薄くほぼ均一に塗布して乾燥
硬化した後に液晶分子を配向させるために前処理として
この配向膜表面をレーヨン製などの布でラビングする処
理を実施している。工業的にはラビング処理の主たる条
件としてローラーの回転数，配向膜面へのラビング用布
の強度，ローラーと配向膜面の相対的移動速度（以下相
対速度）などについて実験的に最適値を決める方法で実
施されている。上記の方法で配向処理された白黒パネル
は市場において一応の評価のある液晶表示素子が製作さ
れている。しかしながら現実には工程上配向性にもばら
つきがあり階調表示付きやカラー化で且つ階調表示付き
に対してはより均一な配向処理法が望まれている。現時
点で配向機構が理論的にまだ充分に解明されている訳で
はないが仮説として配向膜面をラビングした時に配向膜
とラビング用布との機械的摩擦により熱エネルギーと摩
擦による強制的方向性により配向膜表面が一定の方向に
揃うことと、摩擦エネルギーにより配向膜分子が極性を
持つことなどが液晶分子を配向膜表面全面にわたってほ
ぼ一定の方向に揃い、且つプレチルト角度を持たせて配
向制御させるものと考えられる。一方最近のＯＡ用パソ
コン使用の液晶表示素子に要求される画素数および画面
サイズは縦横の桁数が数百本以上、対角線で２０数cm以
上である。単純マトリックス型表示素子において、この
ような桁数を効率良く駆動させるためには液晶を２００
桁以上で高時分割駆動させること、駆動させた時に印加
電圧に対して透過率が急峻な変化特性を示し、表示品位
の低下を軽減することが可能なＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔ
ｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶が使用される。こ
の印加電圧に対して急峻な透過率変化特性を持つＳＴＮ
液晶を駆動上において、印加電圧の実行値変化で画面全
体にわたって均一に階調表示するには液晶分子の配向が
従来に比較してより均一であり、且つ工程上もばらつき
の少ない制御しやすい工法であることが要求される。
た相対向する２枚の基板上に形成した電極間に液晶分子
を配列させ、これら電極間に印加する電圧を制御するこ
とで作動させる。この時に使用する上下電極は少なくと
も一方は光透過性の電極（以下透明電極）を使用する。
一般に液晶表示素子のパネル部分の基本的な断面図は従
来例を引用するまでもなく図６に示すような構成になっ
ている。図６において、５１はガラス基板、５２は配向
膜、５３は透明電極、５４は液晶、５５はスペーサー、
５６は封口樹脂である。つまりほぼ均一で平坦な基板上
に形成した透明電極上に液晶分子を配向制御させるため
に配向しやすくするポリイミド樹脂などの配向膜材料を
電極を含む基板上に極めて薄くほぼ均一に塗布して乾燥
硬化した後に液晶分子を配向させるために前処理として
この配向膜表面をレーヨン製などの布でラビングする処
理を実施している。工業的にはラビング処理の主たる条
件としてローラーの回転数，配向膜面へのラビング用布
の強度，ローラーと配向膜面の相対的移動速度（以下相
対速度）などについて実験的に最適値を決める方法で実
施されている。上記の方法で配向処理された白黒パネル
は市場において一応の評価のある液晶表示素子が製作さ
れている。しかしながら現実には工程上配向性にもばら
つきがあり階調表示付きやカラー化で且つ階調表示付き
に対してはより均一な配向処理法が望まれている。現時
点で配向機構が理論的にまだ充分に解明されている訳で
はないが仮説として配向膜面をラビングした時に配向膜
とラビング用布との機械的摩擦により熱エネルギーと摩
擦による強制的方向性により配向膜表面が一定の方向に
揃うことと、摩擦エネルギーにより配向膜分子が極性を
持つことなどが液晶分子を配向膜表面全面にわたってほ
ぼ一定の方向に揃い、且つプレチルト角度を持たせて配
向制御させるものと考えられる。一方最近のＯＡ用パソ
コン使用の液晶表示素子に要求される画素数および画面
サイズは縦横の桁数が数百本以上、対角線で２０数cm以
上である。単純マトリックス型表示素子において、この
ような桁数を効率良く駆動させるためには液晶を２００
桁以上で高時分割駆動させること、駆動させた時に印加
電圧に対して透過率が急峻な変化特性を示し、表示品位
の低下を軽減することが可能なＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔ
ｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶が使用される。こ
の印加電圧に対して急峻な透過率変化特性を持つＳＴＮ
液晶を駆動上において、印加電圧の実行値変化で画面全
体にわたって均一に階調表示するには液晶分子の配向が
従来に比較してより均一であり、且つ工程上もばらつき
の少ない制御しやすい工法であることが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、配向膜表面をレーヨン製の布でラビング処理する
際に布繊維と配向膜表面の微視的な接触状態を考えた場
合、ミリメートルの長さおよび数十ミクロンの繊径の布
繊維で接触制御するのに比較して液晶表示素子を構成す
る液晶分子や配向膜厚や表面平坦性は数十から数百オン
グストロームで制御する必要があるが、現在の処理法で
はより微細に制御できうるものでなく、ばらつきも大き
いと考えられる。そのために工業的に従来法を応用し
て、且つより微細に制御できる改善法が要求される。こ
のような要求に合致する処理方法として配向膜面をラビ
ング処理する際に配向膜を一定の温度に加熱して一定の
熱エネルギーで制御することは、従来法に比較して配向
膜を一定の方向に揃える制御が行いやすいと考えられる
が、従来は配向処理を行う際に同時に基板や配向膜面を
加熱制御して行う方法について充分に検討されていなか
った。
では、配向膜表面をレーヨン製の布でラビング処理する
際に布繊維と配向膜表面の微視的な接触状態を考えた場
合、ミリメートルの長さおよび数十ミクロンの繊径の布
繊維で接触制御するのに比較して液晶表示素子を構成す
る液晶分子や配向膜厚や表面平坦性は数十から数百オン
グストロームで制御する必要があるが、現在の処理法で
はより微細に制御できうるものでなく、ばらつきも大き
いと考えられる。そのために工業的に従来法を応用し
て、且つより微細に制御できる改善法が要求される。こ
のような要求に合致する処理方法として配向膜面をラビ
ング処理する際に配向膜を一定の温度に加熱して一定の
熱エネルギーで制御することは、従来法に比較して配向
膜を一定の方向に揃える制御が行いやすいと考えられる
が、従来は配向処理を行う際に同時に基板や配向膜面を
加熱制御して行う方法について充分に検討されていなか
った。
【０００４】本発明は以上の課題を解決するもので、配
向膜の配向性を向上させ液晶分子の配向をより制御しや
すくして均一な表示品位の液晶表示素子の配向処理法を
提供することを目的とする。
向膜の配向性を向上させ液晶分子の配向をより制御しや
すくして均一な表示品位の液晶表示素子の配向処理法を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板およびまたは配向膜面を具体的に加熱
制御する方法として （１）基板上の配向膜に高温加熱された気体を吹き付け
ながら行う構成 （２）搬送用ステージを加熱制御することで基板上の配
向膜を加熱して行う構成 （３）基板上の有機樹脂配向膜面をランプ加熱で加熱制
御して行う構成 （４）基板上の有機樹脂配向膜面をレーザー照射で加熱
制御して行う構成等による。
に本発明は、基板およびまたは配向膜面を具体的に加熱
制御する方法として （１）基板上の配向膜に高温加熱された気体を吹き付け
ながら行う構成 （２）搬送用ステージを加熱制御することで基板上の配
向膜を加熱して行う構成 （３）基板上の有機樹脂配向膜面をランプ加熱で加熱制
御して行う構成 （４）基板上の有機樹脂配向膜面をレーザー照射で加熱
制御して行う構成等による。
【０００６】
【作用】上記構成により、基板上の配向膜面がラビング
処理と同時に一定の温度に加熱制御されるので配向膜表
面は熱エネルギーを得て一定の方向に揃いやすくなり、
液晶分子を基板全面にわたってより均一に配向させる表
面に変化する。
処理と同時に一定の温度に加熱制御されるので配向膜表
面は熱エネルギーを得て一定の方向に揃いやすくなり、
液晶分子を基板全面にわたってより均一に配向させる表
面に変化する。
【０００７】
（実施例１）図１は本発明の第１の実施例を説明するラ
ビング処理装置の部分斜視図である。図１において、１
１はガラス基板、１２は配向膜、１３はローラー、１４
はラビング用布、１５はエアーノズル、１６は高熱エア
ー、１７はステージである。すなわちステージ１７上に
サイズが３０cm×４０cm，膜厚が１．１mmの透明電極付
きガラス基板１１がセットされ、このガラス基板１１上
にはポリイミドなどの配向膜１２がほぼ均一に厚さ約
０．１μｍ塗布されている。この配向膜１２表面をロー
ラー１３に巻き付けたナイロン製またはレーヨン製のラ
ビング用布１４を配向膜１２表面に対して一定の押圧
で、且つローラー１３を回転させてラビング処理する。
この際にラビング処理されるガラス基板１１表面の配向
膜１２にローラー１３に対して平行に設置されたエアー
ノズル１５から高熱エアー１６を吹き付けて加熱する。
ガラス基板１１全体のラビング処理はステージ１７を移
動させることで実施できる。
ビング処理装置の部分斜視図である。図１において、１
１はガラス基板、１２は配向膜、１３はローラー、１４
はラビング用布、１５はエアーノズル、１６は高熱エア
ー、１７はステージである。すなわちステージ１７上に
サイズが３０cm×４０cm，膜厚が１．１mmの透明電極付
きガラス基板１１がセットされ、このガラス基板１１上
にはポリイミドなどの配向膜１２がほぼ均一に厚さ約
０．１μｍ塗布されている。この配向膜１２表面をロー
ラー１３に巻き付けたナイロン製またはレーヨン製のラ
ビング用布１４を配向膜１２表面に対して一定の押圧
で、且つローラー１３を回転させてラビング処理する。
この際にラビング処理されるガラス基板１１表面の配向
膜１２にローラー１３に対して平行に設置されたエアー
ノズル１５から高熱エアー１６を吹き付けて加熱する。
ガラス基板１１全体のラビング処理はステージ１７を移
動させることで実施できる。
【０００８】（実施例２）図２は第２の実施例を示す装
置の断面図である。図２において、２１はガラス基板、
２２は配向膜、２３はローラー、２４はラビング用布、
２５はヒーター、２６はステージである。すなわちステ
ージ２６上に配向膜２２を形成したガラス基板２１が設
置され、ラビング用布２４を巻いたローラー２３でラビ
ングするが、この際に同時にステージ２６内に設置され
たヒーター２５で加熱制御する方法である。
置の断面図である。図２において、２１はガラス基板、
２２は配向膜、２３はローラー、２４はラビング用布、
２５はヒーター、２６はステージである。すなわちステ
ージ２６上に配向膜２２を形成したガラス基板２１が設
置され、ラビング用布２４を巻いたローラー２３でラビ
ングするが、この際に同時にステージ２６内に設置され
たヒーター２５で加熱制御する方法である。
【０００９】（実施例３）図３は第３の実施例で、３１
はガラス基板、３２は配向膜、３３はローラー、ラビン
グ用布、３５は赤外ランプ、３６は照射光、３７はステ
ージ、３８は集光レンズである。すなわちガラス基板３
１上の配向膜３２面を赤外ランプ３５などで集光レンズ
３８を通してほぼ平均光線となった照射光３６で加熱制
御する方法を示す断面図である。
はガラス基板、３２は配向膜、３３はローラー、ラビン
グ用布、３５は赤外ランプ、３６は照射光、３７はステ
ージ、３８は集光レンズである。すなわちガラス基板３
１上の配向膜３２面を赤外ランプ３５などで集光レンズ
３８を通してほぼ平均光線となった照射光３６で加熱制
御する方法を示す断面図である。
【００１０】（実施例４）図４は第４の実施例で、４１
はガラス基板、４２は配向膜、４３はローラー、４４は
ラビング用布、４５はエキシマレーザーヘッド、４６は
回転ミラー、４７はステージ、４８は反射用ミラーであ
る。すなわちエキシマレーザーヘッド４５からのレーザ
ー照射によりガラス基板４１上の配向膜面４２を加熱制
御する方法を示す断面図である。紙面に対して垂直方向
への照射は反射用ミラー４８で反射された光を回転ミラ
ー４６で受け、この回転ミラー４６を回転させることで
可能である。レーザーの種類としては配向膜材料が可視
光に対してほぼ透過であることから可視光よりも短波長
のエキシマレーザー（ＡｒＦ，ＫｒＦ，ＸｅＣｌ）が適
応できる。そしてこれらの加熱方法の応用として実施例
１から実施例４で示した方法の組合せも可能である。
はガラス基板、４２は配向膜、４３はローラー、４４は
ラビング用布、４５はエキシマレーザーヘッド、４６は
回転ミラー、４７はステージ、４８は反射用ミラーであ
る。すなわちエキシマレーザーヘッド４５からのレーザ
ー照射によりガラス基板４１上の配向膜面４２を加熱制
御する方法を示す断面図である。紙面に対して垂直方向
への照射は反射用ミラー４８で反射された光を回転ミラ
ー４６で受け、この回転ミラー４６を回転させることで
可能である。レーザーの種類としては配向膜材料が可視
光に対してほぼ透過であることから可視光よりも短波長
のエキシマレーザー（ＡｒＦ，ＫｒＦ，ＸｅＣｌ）が適
応できる。そしてこれらの加熱方法の応用として実施例
１から実施例４で示した方法の組合せも可能である。
【００１１】加熱される基板温度は配向膜の種類やラビ
ング処理前の配向膜の硬化条件により異なるが１００℃
から２００℃で実施できるが必ずしもこの条件に制限さ
れるものでない。
ング処理前の配向膜の硬化条件により異なるが１００℃
から２００℃で実施できるが必ずしもこの条件に制限さ
れるものでない。
【００１２】本発明の実施例において配向処理を行う環
境については特に言及していないが空調されたクリーン
ルーム内やワーク部分を槽内がクリーンな恒温恒湿槽内
に設置して行うことが要求されることは当然である。
境については特に言及していないが空調されたクリーン
ルーム内やワーク部分を槽内がクリーンな恒温恒湿槽内
に設置して行うことが要求されることは当然である。
【００１３】図５はラビング処理時にローラーの回転
数，押圧強度，相対速度などの従来法のラビング条件を
一定にして、且つ、ガラス基板または配向膜面を加熱し
た場合と加熱しない場合（従来法）の液晶表示素子のプ
レチルト角度とばらつきを示す。図５において１から４
は実施例１から実施例４にそれぞれ対応するプレチルト
角度とばらつき、５は従来法のプレチルト角度とばらつ
きである。本発明の実施の方がプレチルト角度が少し高
く、ばらつきも少ない結果が得られる。このことは加熱
処理効果により、他のラビング条件（回転数，押圧強
度，相対速度）で処理する際の製作上のばらつきを低減
するものと考えられる。
数，押圧強度，相対速度などの従来法のラビング条件を
一定にして、且つ、ガラス基板または配向膜面を加熱し
た場合と加熱しない場合（従来法）の液晶表示素子のプ
レチルト角度とばらつきを示す。図５において１から４
は実施例１から実施例４にそれぞれ対応するプレチルト
角度とばらつき、５は従来法のプレチルト角度とばらつ
きである。本発明の実施の方がプレチルト角度が少し高
く、ばらつきも少ない結果が得られる。このことは加熱
処理効果により、他のラビング条件（回転数，押圧強
度，相対速度）で処理する際の製作上のばらつきを低減
するものと考えられる。
【００１４】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、配向処理を行う際に同時に基板表面上の配向膜面を
加熱制御する構成によるので、プレチルト角度も高くば
らつきも少なくなり、配向膜の配向性が向上し、液晶分
子の配向がより制御されて均一な表示品位の液晶表示素
子を提供できる。
は、配向処理を行う際に同時に基板表面上の配向膜面を
加熱制御する構成によるので、プレチルト角度も高くば
らつきも少なくなり、配向膜の配向性が向上し、液晶分
子の配向がより制御されて均一な表示品位の液晶表示素
子を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例の液晶表示素子の配向処
理法を説明するための工程斜視図
理法を説明するための工程斜視図
【図２】本発明の第２の実施例の液晶表示素子の配向処
理法を説明するための工程断面図
理法を説明するための工程断面図
【図３】本発明の第３の実施例の液晶表示素子の配向処
理法を説明するための工程断面図
理法を説明するための工程断面図
【図４】本発明の第４の実施例の液晶表示素子の配向処
理法を説明するための工程断面図
理法を説明するための工程断面図
【図５】本発明の液晶表示素子の配向処理法による液晶
表示素子のプレチルト角度とそのばらつきを示す図
表示素子のプレチルト角度とそのばらつきを示す図
【図６】一般的な液晶表示素子の断面図
１１ ガラス基板（基板） １２ 配向膜 １３ ローラー １４ ラビング用布 １５ エアーノズル １６ 高熱エアー（高温加熱された気体） １７ ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 祥剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成した有機樹脂配向膜に高温
加熱された気体を吹き付けながら前記配向膜をラビング
用布で研磨して配向処理する工程を少なくとも有するこ
とを特徴とする液晶表示素子の配向処理法。 - 【請求項２】 基板上に形成した有機樹脂配向膜に高温
加熱された気体を吹き付ける代わりに、ステージ内のヒ
ーターにより前記配向膜を加熱制御することを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示素子の配向処理法。 - 【請求項３】 高温加熱された気体を吹き付ける代わり
に赤外ランプにより照射することを特徴とする請求項１
記載の液晶表示素子の配向処理法。 - 【請求項４】 高温加熱された気体を吹き付ける代わり
にレーザー照射することを特徴とする請求項１記載の液
晶表示素子の配向処理法。 - 【請求項５】 基板上に形成した有機樹脂配向膜をラビ
ング用布で研磨して配向処理する時、高温加熱された気
体を前記配向膜に吹き付ける工程，ステージ内のヒータ
ーにより前記配向膜を加熱する工程，赤外ランプにより
前記配向膜を照射する工程およびレーザー光を配向膜に
照射する工程のうち少なくとも２以上の工程を併用し
て、前記配向膜の温度を上げることを特徴とする液晶表
示素子の配向処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138356A JPH05333337A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 液晶表示素子の配向処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4138356A JPH05333337A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 液晶表示素子の配向処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333337A true JPH05333337A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15220022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4138356A Pending JPH05333337A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 液晶表示素子の配向処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05333337A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6947113B2 (en) * | 2001-06-20 | 2005-09-20 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Method of fabricating liquid crystal display device |
| KR100569730B1 (ko) * | 1998-06-05 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치의 제조 장치 및 그 방법 |
| CN100472297C (zh) | 2005-03-14 | 2009-03-25 | 新日石液晶薄膜株式会社 | 光学元件的制造方法以及摩擦辊表面的摩擦布的调整方法 |
| WO2013020301A1 (zh) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 玻璃基板的涂布设备及其涂布方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4138356A patent/JPH05333337A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100569730B1 (ko) * | 1998-06-05 | 2006-08-14 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치의 제조 장치 및 그 방법 |
| US6947113B2 (en) * | 2001-06-20 | 2005-09-20 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Method of fabricating liquid crystal display device |
| CN100472297C (zh) | 2005-03-14 | 2009-03-25 | 新日石液晶薄膜株式会社 | 光学元件的制造方法以及摩擦辊表面的摩擦布的调整方法 |
| WO2013020301A1 (zh) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 玻璃基板的涂布设备及其涂布方法 |
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