JPH117019A - 液晶表示用配向膜のラビング装置およびそのラビング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示用配向膜をラビング布が取り付けら
れたラビングローラによりラビング処理を行うラビング
装置において、ラビング中に、ラビング布の毛並みを揃
え、ラビング布表面に付着した塵埃等の汚れを除去す
る。 【解決手段】 ラビング装置Ａ１は、配向膜１６、２６
が設けられた液晶表示用基板１０、２０が設置されるス
テージ７２、表面にパイル７０ｂを有するラビング布７
０ａが取り付けられたラビングローラ７０を備えてい
る。導電性のプレート８０が、ローラ回転用モータ７１
に脱着可能に取り付けられ、ステージ７２と対向配置さ
れている。プレート８０は、ラビングローラ７０の上側
においてパイル７０ｂと接触しており、その接触面は平
坦である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示用配向膜
のラビング装置およびそのラビング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶セルの一般的な配向処理方法
として、特開平１−１５４４１８号公報に記載のものが
提案されている。これは、基板支持台上に配置された液
晶表示用基板の表面に設けた配向膜をラビングロールに
よりラビング処理を行う装置であって、ラビング処理に
先立って、モニター基板を用いて電気的にラビング圧を
検出し、ラビング圧を調整する手段を備えたラビング処
理装置である。

【０００３】そして、予め調整したラビング圧にて、実
際に、液晶表示用基板の配向膜をラビングする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のラビン
グ装置では、実際の液晶表示用基板のラビング中におい
て、ラビング圧を直接測定しないため、液晶表示用基板
のラビング中に発生するラビング布表面の状態変化に対
応できないという問題がある。そのため、基板面内ある
い基板毎で、ラビング処理が不均一になってしまい、液
晶配向も不均一となってしまう。

【０００５】上記のラビング布表面の状態変化につい
て、本発明者等は、以下のような推察を行った。液晶表
示用基板上の配向膜表面は、下地の電極パターン等によ
り、基板面内で不均一な凹凸形状となっている。そのた
め、ラビング布表面のパイル（毛）は、配向膜表面と接
触した際に、この凹凸形状により、局所的に毛先が周囲
と違う方向を向く、つまり、パイルの毛並みが不均一と
なる。

【０００６】また、ラビング処理の前に、配向膜表面は
十分に洗浄されるが、それでも、局所的に塵埃等の汚れ
が残り、この汚れがラビングの際にラビング布表面に付
着する。これら毛並みの不均一および汚れの付着は、配
向膜との接触を不均一とすると考えられる。さらに、ラ
ビングの際に、ラビング布のパイルに発生する静電気
が、周辺異物を取り込みその異物によって配向膜に傷を
つけてしまうことも考えられる。

【０００７】上記問題点に鑑みて、本発明の第１の目的
は、液晶表示用配向膜をラビング布が取り付けられたラ
ビングローラによりラビング処理を行うラビング装置に
おいて、ラビング中に、ラビング布の毛並みを揃えるこ
とにある。また、本発明の第２の目的は、上記第１の目
的を達成しつつ、ラビング中に、ラビング布表面に付着
した塵埃等の汚れを除去することとする。さらに、本発
明の第３の目的は、上記第１および第２の目的を達成し
つつ、ラビング中に、ラビング布表面に溜まる電荷を除
去することとする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請
求項１の発明によれば、基板支持台（７２）上に配置さ
れた液晶表示用基板（１０、２０）の表面に設けられた
配向膜（１６、２６）を、表面にパイル（７０ｂ）を有
するラビング布（７０ａ）が取り付けられたラビングロ
ーラ（７０）によりラビング処理を行うラビング装置に
おいて、ラビング中に、ラビング布（７０ａ）の表面に
接触して、パイル（７０ｂ）の毛並みを揃えるラビング
布調整部材（８０）を備えていることを特徴とする。

【０００９】ここで、パイル（７０ｂ）の毛並みを一様
に揃えるラビング布調整部材（８０）とは、具体的に
は、ラビング布（７０ａ）と接触する面が平坦なもの、
若しくは、同一形状の繰り返し凹凸パターン（例えば櫛
状）を形成しているものにできる。それによって、ラビ
ング中に、ラビング布（７０ａ）のパイル（７０ｂ）は
液晶表示用基板（１０、２０）以外に、ラビング布調整
部材（８０）に接触する。ラビングローラ（７０）は所
定方向に回転しているので、パイル（７０ｂ）は、ラビ
ング布調整部材（８０）に対して所定方向から接触す
る。そのため、配向膜（１６、２６）表面の不均一な凹
凸によるパイル（７０ｂ）の不揃いが一様化できる。

【００１０】よって、本発明のラビング装置によれば、
上記した本発明の第１の目的を達成でき、均一な液晶配
向を実現する液晶表示用配向膜を提供することができ
る。また、請求項２の発明によれば、上記請求項１に加
えて、ラビング布調整部材（８０）は、ラビング布（７
０ａ）の表面と接触した時の衝撃により、パイル（７０
ｂ）に付着した汚れを除去する面（８０ａ）を有するも
のであることを特徴とする。

【００１１】それによって、ラビング中に、ラビング布
調整部材（８０）の面（８０ａ）が、ラビング布（７０
ａ）の表面と接触した時、パイル（７０ｂ）の毛並みが
揃えられるとともに、パイル（７０ｂ）は衝撃を受け
る。この接触の際の衝撃により、パイル（７０ｂ）に付
着した塵埃等の汚れは除去される。よって、本発明のラ
ビング装置によれば、上記した本発明の第２の目的を達
成でき、均一な液晶配向を実現する液晶表示用配向膜を
提供することができる。

【００１２】また、請求項３の発明によれば、上記請求
項２に加えて、ラビング布調整部材（８０）は、ラビン
グ布（７０ａ）の表面と接触した時にラビング布（７０
ａ）の静電気を除去する導電性部材であることを特徴と
する。ここで、導電性部材とは、例えば、鉄、銅等の導
電性金属などを用いることができる。それによって、上
記請求項２の作用効果に加えて、ラビングの際に、ラビ
ング布（７０ａ）のパイル（７０ｂ）に帯電した電荷を
逃すため、静電気による周辺異物の取り込みが防止さ
れ、その異物によって配向膜に傷をつけてしまうことが
無くなる。

【００１３】よって、本発明のラビング装置によれば、
上記した本発明の第３の目的を達成でき、均一な液晶配
向を実現する液晶表示用配向膜を提供することができ
る。また、請求項４の発明によれば、ラビング布調整部
材（８０）は、ラビングローラ（７０）に対して所定の
位置に脱着可能に取り付けられていることを特徴とす
る。それによって、表面形状が異なる種々の液晶表示用
基板や種々のラビング布に対応して、最適なラビング布
調整部材を選択できる。

【００１４】また、請求項５の発明においては、ラビン
グローラ（７０）に対して所定の位置にラビング布調整
部材（８０）を取り付け、ラビング布（７０ａ）の表面
を配向膜（１６、２６）に接触させた後、ラビング布調
整部材（８０）に所定方向から接触させて、パイル（７
０ｂ）の毛並みを揃える液晶表示用配向膜のラビング方
法であることを特徴とする。

【００１５】それによって、上記した本発明の第１の目
的を達成でき、均一な液晶配向特性を有する液晶表示用
配向膜を製造するラビング方法が提供されうる。さら
に、請求項５の発明によれば、上記した本発明の第２の
目的を達成できる液晶表示用配向膜のラビング方法が提
供でき、また、請求項６の発明によれば、上記した本発
明の第３の目的を達成できる液晶表示用配向膜のラビン
グ方法が提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本発明に係る液晶セル１の断
面構造を示すものである。液晶セル１は、対向して重ね
合わされた電極基板（液晶表示用基板）１０および電極
基板（液晶表示用基板）２０を備えており、これら両電
極基板１０、２０は環状のシール３０、スペーサ５０お
よび接着微粒子４０を介して接着支持されている。

【００１７】また、これら両電極基板１０、２０の間に
は、反強誘電性液晶６０が封入されている。なお、両電
極基板１０、２０間の距離（セルギャップ）は１．５μ
ｍ程度になっている。電極基板１０は例えばガラス製の
透明基板１１を有しており、この透明基板１１の内表面
には、順に、ストライプ状の複数の透明電極１４、絶縁
膜１５、配向膜１６が積層されている。これらのうち配
向膜１６は、シール３０の内周側に設けられている。

【００１８】一方、電極基板２０は例えばガラス製の透
明基板２１を有しており、この透明基板２１の内表面に
は、順に、樹脂製のカラーフィルタ２２、オーバーコー
ト膜２３、ストライプ状の複数の透明電極２４、絶縁膜
２５、配向膜２６が積層されている。これらのうち、カ
ラーフィルタ２２および配向膜２６はシール３０の内周
側に設けられている。

【００１９】複数の透明電極２４は、複数の透明電極１
４に対して直交配置され、これら透明電極１４、２４
は、カラーフィルタ２２および反強誘電性液晶６０と共
に複数の格子状画素を形成している。これら格子状の画
素は、液晶セル１の駆動時に表示が行われる表示部とし
て作用する。ここで、透明電極１４、２４はＩＴＯ（Ｉ
ｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等により形成されて
おり、配向膜１６、２６はポリイミド樹脂等である。

【００２０】なお、透明電極１４、２４は、電極基板１
０、２０の外周縁部においては、配線部材等との導通を
とるために、表示部とは異なる形状となっており、基板
面内全体でみた場合、形状は不均一となっている。この
透明電極１４、２４の形状不均一等のため、配向膜１
６、２６の表面も、基板平面全体では、不均一な凹凸形
状となっている。

【００２１】次に上記構成の液晶セル１の製造方法につ
き、図２を参照して説明する。電極基板１０、２０の原
基板形成工程Ｓ１では、透明基板１１の内表面に、透明
電極１４、絶縁膜１５を順に積層形成する。一方、透明
基板２１の内表面に、カラーフィルタ２２、オーバーコ
ート膜２３、透明電極２４、絶縁膜２５を順に積層形成
する。

【００２２】配向膜形成工程Ｓ２では、オフセット印刷
によって、配向膜１６を、透明電極１４および絶縁膜１
５の上に設け、電極基板１０を形成する。一方、配向膜
２６を、オーバーコート膜２３、透明電極２４および絶
縁膜２５を介してカラーフィルタ２２上に設け、電極基
板２０を形成する。ラビング工程Ｓ３では、電極基板１
０の表面に設けられた配向膜１６および電極基板２０の
表面に設けられた配向膜２６を、以下のようにしてラビ
ング処理する。

【００２３】ここで、本実施形態のラビング装置を図３
および図４に示す。図３は、ラビング装置Ａ１の一部透
過斜視図であり、図中の２点鎖線にて示す円柱形のラビ
ングローラ７０、このラビングローラ７０が取り付けら
れる回転数の可変なローラ回転用モータ７１、電極基板
１０あるいは電極基板２０が設置されるステージ（基板
支持台）７２、およびラビング方向に移動する移動速度
の可変なステージ移動用モータ７３を備えている。な
お、図３において、ローラ回転用モータ７１は透視して
示している。

【００２４】ローラ回転用モータ７１には、本発明のラ
ビング布調整部材である四角形板状のプレート８０が脱
着可能に取付固定されている。プレート８０は、ラビン
グローラ７０を介してステージ７２と対向し、ラビング
ローラ７０の長手方向に沿って配置されている。プレー
ト８０は、導電性部材（例えば、鉄や銅等の金属）にて
成形されており、ラビング装置Ａ１を通してアースされ
ている。

【００２５】また、図４は、ラビング時のラビングロー
ラ７０およびラビングされる電極基板１０、２０の断面
図である。ラビングローラ７０の外周には、ラビング布
７０ａが巻き付けられており、このラビング布７０ａ
は、パイル７０ｂが逆立つように設けられたものとなっ
ている。これらラビング布７０ａおよびパイル７０ｂ
は、レーヨン、ナイロン、木綿等が用いられる。なお、
電極基板１０、２０は配向膜１６、２６のみ示し、他の
積層部分は省略してある。

【００２６】ここで、上記のプレート８０は、パイル７
０ｂと接触しており、プレート８０の接触面８０ａは平
坦となっている。また、プレート８０とラビングローラ
７０との距離は可変（図４の上下方向にプレート８０が
動く）となっており、接触面８０ａとパイル７０ｂとの
接触度合を調節できるようになっている。以上の構成を
持つラビング装置Ａ１においては、次のようにラビング
処理を行う。

【００２７】ラビングローラ７０に対向させてステージ
７２に電極基板１０または２０を設置し、所定のラビン
グ強度が得られるように、ラビングローラ７０とステー
ジ７２との高さを所定値に調節する。続いて、所定の回
転数にてラビングローラ７０を軸回りに回転させ、一
方、ステージ７２を、所定速度にて、ラビングローラ７
０の下を往復移動（図５の矢印ＤおよびＥ方向）させ
る。このとき、往路（Ｄ方向）、復路（Ｅ方向）の片方
もしくは両方向にて、ラビング布７０ａのパイル７０ｂ
が配向膜１６または２６の表面を擦る。

【００２８】配向膜１６、２６を擦った際に、パイル７
０ｂには、配向膜１６、２６表面の不均一な凹凸による
局所的な変形、あるいは、配向膜１６、２６表面の塵埃
等による局所的な汚染、さらには、摩擦による帯電が発
生する。ラビングローラ７０の１回転中において、パイ
ル７０ｂは、配向膜１６、２６を擦った後、プレート８
０の接触面８０ａに擦り付けられる。ラビングローラ７
０は所定方向に回転しているので、パイル７０ｂは接触
の際に所定方向に衝撃を受ける。それによって、不均一
に変形したパイル７０ｂは、一様に毛並みが揃えられる
とともに、パイル７０ｂに付着した塵埃等の汚れは、上
記の接触の際の衝撃により除去される。

【００２９】なお、上記の接触の際の衝撃による毛並み
の揃えおよび汚れ除去効果は、プレート８０とラビング
ローラ７０との距離を調整することにより、最適化する
ことができる。さらに、配向膜１６、２６との摩擦によ
るパイル７０ｂの帯電については、帯電した電荷が導電
性のプレート８０から逃されるため、静電気による周辺
異物のパイル７０ｂへの取り込みが防止される。

【００３０】そして、上記の方法にて、電極基板１０お
よび２０について、所定方向にラビング処理を施し、ラ
ビング工程Ｓ３が終了する。続いて、スペーサ・接着微
粒子散布工程Ｓ４において、電極基板１０の配向膜上
に、スペーサ５０および接着微粒子４０を散布する。一
方、シール印刷工程Ｓ５において、電極基板２０の内表
面の外周縁部上に、シール３０をシール剤の印刷により
環状に形成する。なお、このシール３０の一部には、液
晶注入口が形成される。

【００３１】続いて、重ね合わせ工程Ｓ６において、電
極基板１０をシール３０、スペーサ５０および接着微粒
子４０を介し電極基板２０に重ね合わせる。そして、シ
ール硬化工程Ｓ７において、両電極基板１０、２０を加
熱しながら加圧してシール３０を硬化させるとともに、
所定のセルギャップを確保する。その後、液晶封入工程
Ｓ８において、反強誘電性液晶６０を液化して、シール
３０の液晶注入口から両電極基板１０、２０の内表面の
間に注入、充填して、液晶注入口を封止する。これによ
り、液晶セル１が完成する。

【００３２】本発明者等は、上記の液晶セル１について
性能調査し、セル平面内、およびセル毎で均一な液晶配
向が実現されていることを確認した。ところで、本実施
形態によれば、ラビング処理中に、パイル７０ｂが変形
し、または汚染されても、上述のプレート８０の作用に
より、一様に毛並みを揃え、また、付着した汚れを除去
することができる。

【００３３】さらに、ラビング処理中、パイル７０ｂが
帯電しても、次に配向膜１６、２６と接触する前に、そ
の電荷はプレート８０から逃されるため、静電気による
周辺異物の取り込みが防止され、その異物による配向膜
への傷付けを防止することができる。このように、本実
施形態によれば、ラビング処理中に発生するラビング布
７０ａおよびパイル７０ｂの状態変化に対応して、適切
な処置を施すことが出来るため、配向膜１６、２６に対
して均一なラビング処理が可能となり、均一な液晶配向
を実現する液晶表示用配向膜を提供することができる。

【００３４】また、本実施形態によれば、プレート８０
は、装着部位であるローラ回転用モータ７１に対して脱
着可能となっているため、表面形状が異なる種々の液晶
表示用基板や種々のラビング布に対応して、最適な形
状、材質を有するプレートを選択できる。なお、プレー
ト８０において、ラビング布７０ａと接触する面は、平
坦なものに限定されず、同一形状の繰り返し凹凸パター
ン（例えば櫛状）を形成しているものであってもよい。
例えば、配向膜の表面形状が、特に複雑なパターンであ
りパイルの方向が変化しやすいものであれば、強制的に
毛並みを揃える凹凸パターンを有するものが効果的であ
る。

【００３５】また、プレート８０は、ラビングローラ７
０の円周に沿って湾曲しているものとしてもよい。それ
によって、パイル７０ｂとプレート８０との接触面積お
よび接触時間の増加を図ることができ、より上記実施形
態の作用効果を効率よく実現できる。また、プレート８
０は、複数個であってもよい。なお、上記実施形態は、
反強誘電性液晶以外の、強誘電性液晶あるいはネマチッ
ク液晶を用いる液晶セルにも適用できる。また、カラー
フィルタは無いものであってもよく、スペーサおよび接
着微粒子の変わりに、ストライプ状の複数の隔壁スペー
サ構造を用いたものとしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る液晶セルの断面構成図
である。

【図２】上記実施形態の液晶セルの製造工程図である。

【図３】上記実施形態におけるラビング装置を示す斜視
構成図である。

【図４】図３のラビング装置の作動説明図である。

【符号の説明】

１０、２０…電極基板、１６、２６…配向膜、７０…ラ
ビングローラ、７０ａ…ラビング布、７０ｂ…パイル、
７２…ステージ、８０…プレート、８０ａ…接触面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永久保 雅夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板支持台（７２）上に配置された液晶
   表示用基板（１０、２０）の表面に設けられた配向膜
   （１６、２６）を、表面にパイル（７０ｂ）を有するラ
   ビング布（７０ａ）が取り付けられたラビングローラ
   （７０）によりラビング処理を行う液晶表示用配向膜の
   ラビング装置において、 ラビング中に、前記ラビング布（７０ａ）の表面に接触
   して、前記パイル（７０ｂ）の毛並みを揃えるラビング
   布調整部材（８０）を備えていることを特徴とする液晶
   表示用配向膜のラビング装置。
2. 【請求項２】 前記ラビング布調整部材（８０）は、前
   記ラビング布（７０ａ）の表面と接触した時の衝撃によ
   り、前記パイル（７０ｂ）に付着した汚れを除去する面
   （８０ａ）を有するものであることを特徴とする請求項
   １に記載の液晶表示用配向膜のラビング装置。
3. 【請求項３】 前記ラビング布調整部材（８０）は、前
   記ラビング布（７０ａ）の表面と接触した時に該ラビン
   グ布（７０ａ）の静電気を除去する導電性部材であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の液晶表示用配向膜のラ
   ビング装置。
4. 【請求項４】 前記ラビング布調整部材（８０）は、前
   記ラビングローラ（７０）に対して所定の位置に脱着可
   能に取り付けられていることを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれか１つに記載の液晶表示用配向膜のラビン
   グ装置。
5. 【請求項５】 基板支持台（７２）上に配置された液晶
   表示用基板（１０、２０）の表面に設けられた配向膜
   （１６、２６）を、表面にパイル（７０ｂ）を有するラ
   ビング布（７０ａ）が取り付けられたラビングローラ
   （７０）によりラビング処理を行う液晶表示用配向膜の
   ラビング方法において、 前記ラビングローラ（７０）に対して所定の位置にラビ
   ング布調整部材（８０）を取り付け、前記ラビング布
   （７０ａ）の表面を前記配向膜（１６、２６）に接触さ
   せた後、前記ラビング布調整部材（８０）に所定方向か
   ら接触させて、前記パイル（７０ｂ）の毛並みを揃える
   ことを特徴とする液晶表示用配向膜のラビング方法。
6. 【請求項６】 前記ラビング布（７０ａ）の表面を前記
   ラビング布調整部材（８０）に接触させた時の衝撃によ
   り、前記パイル（７０ｂ）に付着した汚れを除去するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の液晶表示用配向膜のラ
   ビング方法。
7. 【請求項７】 前記ラビング布調整部材（８０）は導電
   性であり、前記ラビング布（７０ａ）の表面と接触した
   時に、該ラビング布（７０ａ）の静電気を除去すること
   を特徴とする請求項５に記載の液晶表示用配向膜のラビ
   ング方法。