JP2000029031A - ラビング処理装置、ラビング処理方法、ラビング布および液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的にラビング処理し、かつ被処理基板が
有する段差によるラビング処理むらを抑制する。 【解決手段】 ラビングローラ５は、植設されたパイル
を有するラビング布８を回転ローラ７の外周面に巻着し
て成る。ステージ２１に載置された被処理基板１の被処
理膜表面にラビングローラ５を接触させ、基板１および
ローラ５を相対的に移動させてラビング処理する。ラビ
ングローラ回転軸方向１３は、被処理基板移動方向に直
交する方向２０に対して、ローラ回転軸６の一方端部６
ａを基準に傾斜する。ラビング布８のパイル並設方向１
２に直交する方向１４は、ラビングローラ５の回転軸方
向１３に対して、ローラ回転軸６の一方端部６ａを基準
にローラ回転方向１０に傾斜し、ローラ回転軸方向に直
交する方向１１とパイル並設方向１２とが成す角度θ１
は、２０°≦θ１≦４０°の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば液晶表示
装置などの液晶を用いたデバイスが有する配向膜を形成
するために用いられ、配向膜用の樹脂膜などの被処理膜
に対してラビング処理を施すラビング処理装置およびラ
ビング処理方法に関する。またラビング処理装置が備え
るラビング布に関する。さらに該ラビング処理装置を用
いた液晶表示素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶を用いたデバイスとして液晶表示素
子が挙げられる。近年、液晶表示素子はマルチメディア
機器に搭載されており、パーソナルコンピュータのソフ
トウエアにおける高画質処理に伴って、中間調表示にお
ける高画質表示が必要とされ、このために表示の均一化
が必要とされている。中間調表示の均一化の大きな因子
として、液晶の熱による配向むらが挙げられる。液晶配
向むらの発生要因の一つに、ポリイミドなどの樹脂膜を
ラビング処理して配向膜を作成する際に発生するラビン
グ処理むらがある。

【０００３】図９は、従来技術であるラビング処理装置
が備えるラビングローラ５１を示す斜視図である。図１
０は、ラビングローラ５１の拡大斜視図である。ラビン
グローラ５１は、回転ローラ５３の外周面に、互いに直
交する２方向に周期性を有する間隔をあけてそれぞれ植
設されたパイルを有するラビング布５４を巻着して構成
される。ラビングローラ５１は、回転軸５２に沿って、
回転方向５５に回転可能である。

【０００４】ラビング処理装置はまた水平方向に移動可
能なステージ（図示せず）を備え、該ステージに被処理
基板が載置される。液晶表示素子のためのラビング処理
において用いられる被処理基板は、透光性基板上に表示
用の電極が形成され、該電極を覆って透光性基板上に被
処理膜である樹脂膜が形成されたものである。ステージ
上に載置された被処理基板の樹脂膜表面に、ラビングロ
ーラ５１を接触させ、被処理基板およびラビングローラ
５１を相対的に移動させることによって、樹脂膜表面が
ラビング処理される。このようなラビング処理によっ
て、樹脂膜が一方向に延伸されて液晶分子の配向分子を
規制する配向膜となる。

【０００５】図１１は、図１０の領域Ｂのラビング布５
４を拡大して示す斜視図である。ラビング布５４は、縦
横に編まれた数十本のフィラメントを束ねたパイル６３
を、所定の布地の縦糸６１と横糸６２との間に編込み、
各パイル６３の植毛長さが均一に成るように形成された
布である。パイル６３は、縦糸６１に直交するように、
すなわち横糸６２と平行に編込まれる。矩形のラビング
布５４は、通常、縦糸６１および横糸６２の長手方向に
沿って裁断され、縦糸６１または横糸６２が回転軸５２
に平行となるようにして、回転ローラ５３の外周面に貼
付けられる。

【０００６】特開平９−７３０８７号公報には、回転ロ
ーラに巻着したラビング布のパイルの植設位置に起因し
た、パイルの被処理膜への当たり強度の不均一によるラ
ビング処理むらを抑制する技術が開示されている。該公
報では具体的に、パイルの並設方向がラビングローラの
回転方向に対して若干傾斜するようにして、ラビング布
を回転ローラに巻着している。また、被処理基板の移動
方向に直交する方向とラビングローラの回転軸方向とが
平行に設定され、被処理基板は該基板の移動方向に対し
て傾斜して配置される。これによってラビング布のパイ
ルを被処理膜表面に均一に同回数接触するようにし、被
処理膜表面を均一にラビング処理している。

【０００７】また、特開平２−２２６２４号公報には、
基板のコーナ部分によるパイルの毛根部の乱れを抑制す
るために、被処理基板の移動方向に直交する方向に対し
て、基板とラビングローラの回転軸方向とを±１°〜±
４５°の範囲で傾けてラビング処理する技術が開示され
ている。これによって、パイルの毛先別れによって発生
する直線状のむらを抑制して、面内均一性の高い液晶配
向性を得ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＳＴＮ（スーパーツイ
ステッドネマティック）型液晶表示素子において、液晶
の配向状態は中間調表示に大きく影響する。たとえば、
高画質表示を実現するための液晶特性の改良に伴い、中
間調表示および最適電圧表示において液晶配向むらが目
立ちやすくなり、製品の歩留りが低下する。また、液晶
配向むらの目立ちやすい素子を用いて表示状態を継続す
ると、光源として用いられる冷陰極管の熱によって素子
の端部に、いわゆる白抜けが発生し、表示品位が低下す
る。

【０００９】前記特開平９−７３０８７号公報では、被
処理膜表面を均一にラビング処理することができるが、
被処理基板は基板移動方向に対して傾斜しているので、
該基板がラビングローラに接触した際に、基板のコーナ
部分によってパイルの毛根部にずれが生じる。このずれ
によってラビング処理むらが発生し、液晶表示素子のコ
ーナ部分の配向安定性が低下して、上述したような白抜
けが発生する。

【００１０】前記特開平２−２２６２４号公報では、面
内均一性の高い液晶配向性が得られるが、被処理膜面下
の電極の段差部分によってパイルの毛根部にずれが生じ
る。これのずれによってラビング処理むらが発生し、液
晶表示素子の段差部分の配向安定性が低下して、上述し
たような白抜けが発生する。

【００１１】また、液晶表示素子においては視角特性を
充分に高く保ちながら液晶配向むらを無くすことが望ま
れる。たとえば、液晶配向むらを抑制するために左右方
向の視角特性を犠牲にすることは望ましくない。

【００１２】本発明の目的は、ラビング処理を効率的に
実施でき、かつ被処理基板が有する段差によるラビング
処理むらを抑制することができるラビング処理装置およ
びそのようなラビング処理方法を提供することである。
また、前記ラビング処理装置に用いられるラビング布を
提供することである。さらに、高い視角特性を保持して
液晶配向むらを防止することができる液晶表示表子の製
造方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、被処理膜を有
する被処理基板が載置されるステージと、ステージの載
置面に平行な方向にステージを移動する移動手段と、ス
テージに載置された被処理基板の被処理膜表面に接触可
能に配置されるラビングローラであって、互いに直交す
る２方向に周期性を有する間隔をあけてそれぞれ植設さ
れたパイルを有するラビング布を回転ローラの外周面に
巻着して成るラビングローラと、ラビングローラを回転
駆動する駆動手段と、を備え、ステージに載置された被
処理基板の被処理膜表面にラビングローラを接触させ、
被処理基板およびラビングローラを相対的に移動させて
被処理膜表面をラビング処理するラビング処理装置にお
いて、ステージ載置面に平行な平面において、ラビング
ローラの回転軸方向は、被処理基板の移動方向に直交す
る方向に対して、ローラ回転軸の一方端部を基準に傾斜
しており、ステージ載置面に垂直な平面において、ラビ
ング布のパイル並設方向に直交する方向は、ラビングロ
ーラの回転軸方向に対して、ローラ回転軸の一方端部を
基準にローラ回転方向に傾斜しており、パイル並設方向
とローラ回転軸方向に直交する方向との成す角度θ１
は、２０°≦θ１≦４０°の範囲に選ばれることを特徴
とするラビング処理装置である。

【００１４】本発明に従えば、上述したようなラビング
条件が設定され、被処理基板の被処理膜表面にラビング
ローラが接触されて、被処理基板およびラビングローラ
が相対的に移動され、被処理膜表面がラビング処理され
る。

【００１５】被処理基板の移動方向に直交する方向に対
して、ラビングローラは適切に傾斜して配置されるの
で、高い密度でラビング処理すること、すなわち被処理
基板表面に接触するパイルの密度を高めることができ
る。したがって、効率的にラビング処理することができ
る。

【００１６】また、ラビング布は、そのパイル並設方向
を考慮して回転ローラに適切に巻着されるので、被処理
基板が有する段差によるパイル毛根部のずれを生じない
ようにすることができる。たとえば、ＳＴＮ型液晶素子
用の基板の場合、高い視角特性を保持するように設けら
れた帯状電極の長手方向と、パイルの並設方向とをほぼ
一致させることができ、帯状電極の段差によるパイル毛
根部のずれを防止することができる。したがって、ラビ
ング処理むらを抑制することができる。

【００１７】なお、θ１＜２０°となると、被処理基板
が有する段差によるパイル毛根部のずれが発生し、また
θ１＞４０°となると、ラビング布の縦糸および横糸の
テンションの影響を受けて該ラビング布を回転ローラに
適切に巻着することが困難となるので、好ましくない。

【００１８】また本発明は、ラビングローラの回転軸方
向は、被処理基板の表面に平行な方向に対して、ローラ
回転軸の他方端部を基準に角度θ２を成し、角度θ２
が、０．０００１°≦θ２≦０．０１２６°の範囲に選
ばれることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、上述した範囲の角度θ２
で被処理基板とラビングローラとが適切に配置されるの
で、基板垂直方向のラビング処理密度を均一に保持する
ことができる。θ２＜０．０００１°およびθ２＞０．
０１２６°のときには、基板垂直方向のラビング処理密
度が大きく変化する傾向が見られ、液晶素子の面内輝度
に偏りが生じるので、好ましくない。

【００２０】また本発明は、被処理基板の移動方向とラ
ビングローラの回転軸方向に直交する方向との成す角度
θ３が、０°≦θ３≦５０°の範囲に選ばれることを特
徴とする。

【００２１】本発明に従えば、上述した範囲の角度θ３
で被処理基板とラビングローラとが適切に配置される。
被処理基板を基板移動方向に対して傾斜して配置した場
合、該基板がラビングローラに接触した際にパイルの毛
根部にずれが生じ、これによって直線状のラビング処理
むらが発生する。しかし本発明では、基板移動方向に対
してラビングローラを傾斜して配置し、基板移動方向に
対して被処理基板は傾斜しないようにして配置している
ので、前記むらが発生することなくラビング処理するこ
とができる。

【００２２】また本発明は、被処理基板は、基板上に複
数の帯状電極が互いに平行に形成され、帯状電極を覆っ
て被処理膜である樹脂膜が形成されて構成され、ラビン
グ布のパイル並設方向と帯状電極の長手方向との成す角
度θ４が、３５°≦θ４≦４５°の範囲に選ばれること
を特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、上述したような帯状電極
と樹脂膜とを有する被処理基板が使用され、前記範囲の
角度θ４でラビングローラと被処理基板とが適切に配置
される。したがって、高い密度でラビング処理すること
ができ、また帯状電極の段差によるパイル毛根部のずれ
を防止してラビング処理むらを抑制することができる。

【００２４】また本発明は、被処理膜のラビング処理方
法において、被処理膜のラビング処理工程の前に、上述
のうちのいずれか１記載のラビング処理装置のラビング
ローラの表面に所定の布を接触させて、５００ｒｐｍ以
上１０００ｒｐｍ以下の範囲の回転数で該ラビングロー
ラを回転させる工程を含むことを特徴とするラビング処
理方法である。

【００２５】本発明に従えば、ラビング処理工程の前
に、上述したようにしてラビングローラを布と接触させ
て回転することによって、パイルの毛先が揃う。したが
って、処理の初期段階から均一なラビング処理が可能と
なる。ラビングローラの回転数が５００ｒｐｍよりも小
さいと、ラビング布のパイルの毛先の配列がばらつき、
均一なラビング処理ができず、また回転数が１０００ｒ
ｐｍよりも大きいと、ラビング布の耐久性が著しく低下
するので、好ましくない。

【００２６】また本発明は、回転ローラの外周面に巻着
される矩形のラビング布であって、互いに直交する２方
向に周期性を有する間隔をあけてそれぞれ植設されたパ
イルを有するラビング布において、ラビング布用布地の
縦糸の長手方向と、ラビング布を回転ローラに巻着した
ときに回転ローラの回転軸方向とは直交する方向に沿う
ラビング布の一辺との成す角度θ５が、２０°≦θ５≦
４０°の範囲に選ばれて裁断されていることを特徴とす
るラビング布である。

【００２７】本発明に従えば、回転ローラに巻着される
矩形のラビング布は、ラビング布用布地に対して、上述
した角度θ５で斜めに裁断されたものである。このよう
なラビング布を回転ローラの外周面に巻着することによ
って、上述したようなラビング処理装置に搭載されるラ
ビングローラを容易に実現することができる。

【００２８】また本発明は、被処理膜である樹脂膜を有
する被処理基板である基板部材の樹脂膜に対して、上述
のうちのいずれか１記載のラビング処理装置を用いてラ
ビング処理して配向膜を形成する工程と、配向膜が形成
された一対の基板部材を配向膜を内方側にして互いに対
向させ、該基板部材間に液晶を封入して液晶表示素子を
作成する工程とを含むことを特徴とする液晶表示素子の
製造方法である。

【００２９】本発明に従えば、上述したようなラビング
処理装置を用いて作成された配向膜を有する一対の基板
部材間に液晶を封入して液晶表示素子が作成される。こ
のような液晶表示素子は、表示直後において白抜け現象
は発生しない。また、表示を続け、光源である冷陰極管
の熱の影響を受けても白抜け現象は発生しない。さら
に、中間調表示および最適電圧表示のいずれにおいて
も、液晶配向むらは発生しない。

【００３０】また本発明は、前記液晶表示素子の作成工
程では、液晶分子が基板部材間で１８０〜２６０°ねじ
れ配向するＳＴＮ型の液晶表示素子を作成することを特
徴とする。

【００３１】本発明に従えば、ＳＴＮ型液晶表示素子は
表示品位に対してラビング処理むらの影響を受けやすい
が、上述したようなラビング処理装置を用いてラビング
処理し、液晶表示素子を作成することによって、ラビン
グ処理むらを低減することができ、表示品位を格段に向
上することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるラビング処理装置の構成を簡単に示す図である。図
１（Ａ）は平面図であり、図１（Ｂ）は斜視図である。
また図２は、該ラビング処理装置の拡大断面図である。
さらに図３は、ラビング布８の拡大斜視図である。ラビ
ング処理装置は、被処理基板１が載置されるステージ２
１と、該ステージ２１を水平方向に移動する移動手段
と、ラビングローラ５と、該ラビングローラ５を回転駆
動する駆動手段とを備える。

【００３３】被処理基板１は、少なくともラビング処理
すべき被処理膜を有し、本実施形態では、透光性を有す
る基板２の一方表面に複数の帯状電極４を互いに平行に
間隔をあけて形成し、該電極４を覆って基板２の一方表
面に被処理膜である樹脂膜３を形成したものを被処理基
板１とした。

【００３４】ステージ２１を水平方向に移動する移動手
段は、水平移動用モータ４４を含む。該モータ４４を駆
動することによって、ステージ２１の載置面に平行な、
たとえば一方向および該一方向とは反対の他方向に、ス
テージ２１が移動可能に構成される。ステージ２１の移
動方向のうちのラビングローラ５に近接する方向を移動
方向９とする。

【００３５】ラビングローラ５は、回転ローラ７と、該
ローラ７の外周面に巻着されるラビング布８とを備え
る。ラビング布８は、図３に示されるように、所定の布
地の縦糸２３と横糸２４との間にパイル２２を編込ん
で、各パイル２２の植毛長さが均一に成るように形成さ
れた布である。パイル２２は、縦横に編まれた数十本の
フィラメントを束ねたものである。またパイル２２は、
互いに直交する２方向に周期性を有する間隔をあけてそ
れぞれ植設され、具体的には、縦糸２３に直交するよう
に、すなわち横糸２４と平行に編込まれる。

【００３６】ラビングローラ５を回転駆動する駆動手段
は、回転駆動用モータ４５を含む。該モータ４５を駆動
することによって生じた回転力は、ギア４６によって回
転軸６に伝達される。したがって、ラビングローラ５は
回転軸６に沿ってローラ回転方向１０に回転駆動可能に
構成される。

【００３７】前記ラビングローラ５は、ステージ２１に
載置された被処理基板１の被処理膜表面に接触可能に配
置され、ステージ２１に載置された被処理基板１の被処
理膜表面にラビングローラ５を接触させ、被処理基板１
およびラビングローラ５を相対的に移動させることによ
って、被処理膜表面がラビング処理される。

【００３８】続いて、本実施形態のラビング処理装置の
特徴点について説明する。図１（Ａ）に示されるよう
に、ステージ載置面に平行な平面において、ラビングロ
ーラ５の回転軸方向１３は、被処理基板１の移動方向９
に直交する方向２０に対して、ローラ回転軸６の一方端
部６ａを基準に傾斜している。これによって、高い密度
でラビング処理することができる。すなわち、被処理基
板１の被処理膜表面に接触するパイル２２の密度を高め
ることができる。したがって、効率的にラビング処理す
ることができる。

【００３９】また、図１（Ｂ）に示されるように、ステ
ージ載置面に垂直な平面において、ラビング布８のパイ
ル並設方向１２に直交する方向１４は、ラビングローラ
５の回転軸方向１３に対して、ローラ回転軸６の一方端
部６ａを基準にローラ回転方向１０に傾斜している。す
なわち、図１（Ｂ）において、パイル並設方向１２は、
ローラ回転軸方向１３に直交する方向１１に対して、反
時計回り方向１９に傾斜している。さらに、パイル並設
方向１２とローラ回転軸方向１３に直交する方向１１と
の成す角度θ１は、２０°≦θ１≦４０°の範囲に選ば
れる。これによって、被処理基板１が有する段差による
パイル毛根部のずれを生じないようにすることができ
る。たとえばＳＴＮ型液晶表示素子用の被処理基板１で
は、高い視角特性を保持するように設けられた帯状電極
４の長手方向と、パイルの並設方向１２とをほぼ一致さ
せることができ、帯状電極４の段差によるパイル毛根部
のずれを防止することができる。

【００４０】このように、ラビングローラ５と被処理基
板１とを適切に配置し、かつ回転ローラ７にラビング布
８を適切に巻着することによって、効率的にラビング処
理するとともに、ラビング処理むらを抑制したラビング
処理が可能となる。

【００４１】なお、θ１＜２０°では、被処理基板１が
有する段差によるパイル毛根部のずれが発生する。すな
わち、被処理基板１の帯状電極４のパターンにラビング
布８のパイルの毛根部を均一に制御しながら接触させる
ことが難しく、被処理基板１のコーナ部分におけるラビ
ング処理むらの発生を抑制する効果が薄い。また、θ１
＞４０°では、ラビング布８のテンションの影響によっ
て該ラビング布８を回転ローラ７に適切に巻着すること
が困難となる。すなわち、ラビング布８の貼付け時にラ
ビング布８自体の伸びが斜めに働きやすく、回転ローラ
７の回転軸６と平行になるようにラビング布８の裁断面
を配置することが難しい。したがって、θ１は、２０°
≦θ１≦４０°の範囲に選ぶことが好ましい。

【００４２】また、ラビングローラ５の回転軸方向１３
は、被処理基板１の表面に平行な方向１５に対して、ロ
ーラ回転軸６の他方端部６ｂを基準に角度θ２を成し、
角度θ２は、０．０００１°≦θ２≦０．０１２６°の
範囲に選ばれることが好ましい。上記範囲の角度θ２で
ラビングローラ５と被処理基板１とを配置することによ
って、基板垂直方向のラビング処理密度を均一に保持す
ることができる。

【００４３】なお、θ２＜０．０００１°およびθ２＞
０．０１２６°では、基板垂直方向のラビング処理密度
が大きく変化する傾向が見られ、液晶表示素子の面内輝
度に偏りが生じる。したがって、θ２は、０．０００１
°≦θ２≦０．０１２６°の範囲に選ばれることが好ま
しい。

【００４４】さらに、被処理基板１の移動方向１７と、
ラビングローラ５の回転軸方向１３に直交する方向１６
との成す角度θ３は、視角特性を考慮して、０°≦θ３
≦５０°の範囲に選ばれることが好ましい。被処理基板
１を移動方向１７に対して傾斜した場合、被処理基板１
がラビングローラ５に接触した際にパイルの毛根部にず
れが生じ、これによって直線状のラビング処理むらが発
生する。しかし、本実施形態では、移動方向１７に対し
てラビングローラ５を傾斜し、移動方向１７に対して被
処理基板１は傾斜しないようにしているので、直線状の
ラビング処理むらは生じない。

【００４５】またさらに、ラビング布８のパイル並設方
向１２と帯状電極４の長手方向１８との成す角度θ４
は、パイル毛根部のずれを考慮して、３５°≦θ４≦４
５°の範囲に選ばれることが好ましい。これによって、
高い密度で効率的にラビング処理することができ、また
帯状電極４の段差によるパイル毛根部のずれを防止して
ラビング処理むらを抑制することができる。

【００４６】次に、ラビング処理方法について説明す
る。まず、被処理基板１を準備してラビング処理装置の
ステージ２１の上に載置し固定する。このとき、樹脂膜
３を上にして基板移動方向９に水平に載置し固定する。
そして、前述した角度θ１〜θ４を適宜設定し、ラビン
グローラ５を回転するとともにステージ２１を移動し
て、被処理基板１の樹脂膜３の表面にラビングローラ５
を接触させながらラビングローラ５と被処理基板１とを
相対的に移動させる。これによって、ラビングローラ５
のパイル２２によって樹脂膜３の表面が一方向にラビン
グ処理される。

【００４７】ここで、前述のラビング処理工程の前に、
ラビングローラ５の表面に所定の布を接触させて、５０
０ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下の範囲の回転数で該ラ
ビングローラ５を回転する布こすり工程を実施すること
が好ましい。このような布こすり工程によって、パイル
２２の毛先が揃うので、樹脂膜３を初期段階から均一に
ラビング処理することができる。

【００４８】なお、ラビングローラ５の回転数が５００
ｒｐｍよりも小さいと、ラビング布８のパイル２２の毛
先の配列がばらつき、均一にラビング処理ができない。
また回転数が１０００ｒｐｍよりも大きいと、ラビング
布８の耐久性が著しく低下する。したがって、布こすり
工程におけるラビングローラ５の回転数は、５００ｒｐ
ｍ以上１０００ｒｐｍ以下の範囲に選ぶことが好まし
い。

【００４９】図４（Ａ）は、所定の領域が裁断されてラ
ビング布８とされる布地２５を示す平面図であり、図４
（Ｂ）は裁断されたラビング布８を回転ローラ７に巻着
する様子を示す斜視図である。布地２５は、従来技術の
ラビング処理装置に用いられる布地と同じであり、具体
的には図３で説明したようである。

【００５０】布地２５は、該布地２５の縦糸２３の長手
方向２６と、ラビング布８を回転ローラ７に巻着したと
きにラビングローラ５の回転軸方向１３とは直交する方
向１１に沿うラビング布８の一辺２７との成す角度θ５
が、２０°≦θ５≦４０°の範囲に選ばれるようにして
裁断される。なお、前記一辺２７に直交する他の一辺２
９は、回転ローラ７の回転軸方向１３に沿って巻着され
る。これによって、パイル２２の並設方向２８は、前述
したように、ローラ回転軸方向１３に直交する方向１１
に対してローラ回転軸６の一方端部６ａの側に傾斜し、
ローラ回転軸方向１３に直交する方向１１とパイル並設
方向１２との成す角度θ１は、２０°≦θ１≦４０°の
範囲に選ばれることとなる。

【００５１】ラビングローラ５を構成する回転ローラ７
に巻着される矩形のラビング布８は、ラビング布用の布
地２５の縦糸方向２６に対して、上述した角度θ５で斜
めに裁断されたものである。このようなラビング布８を
回転ローラ７の外周面に巻着することによって、上述し
たようなラビング処理装置に搭載されるラビングローラ
５を容易に実現することができる。なお、このように裁
断されたラビング布８も本発明の範囲に属するものであ
る。

【００５２】図５は、前記ラビング処理装置を用いて作
成した配向膜を有する液晶表示素子３１を示す図であ
る。図５（Ａ）は断面図であり、図５（Ｂ）は平面図で
ある。液晶表示素子３１は、一対の基板部材３８，３９
を対向して配置し、該基板部材間に液晶層４０を配置し
て構成される。

【００５３】各基板部材３８，３９は、透光性基板３
２，３５の一方表面に帯状の透明電極３３，３６を形成
し、該電極３３，３６を覆って基板３２，３５の上に配
向膜３４，３７を形成して、それぞれ構成される。この
ような基板部材３８，３９の配向膜３４，３７は、前述
のラビング処理装置を用いて作成される。次に、一対の
基板部材３８，３９を配向膜３４，３７を内方側にして
互いに対向させ、該基板部材間に液晶を封入して液晶表
示素子３１が完成する。

【００５４】上述したようなラビング処理装置を用いて
作成された配向膜３４，３７を備える液晶表示素子３１
は、表示直後において白抜け現象は発生しない。また、
表示状態を続け、光源である冷陰極管の熱の影響を受け
ても、白抜け現象は発生しない。さらに、中間調表示お
よび最適電圧表示のいずれにおいても、液晶配向むらは
発生しない。

【００５５】特に、基板部材３８，３９の間で液晶分子
が１８０〜２６０°ねじれ配向するＳＴＮ型の液晶表示
素子３１では、すなわち図５（Ｂ）に示されるように、
各基板部材３８，３９のラビング方向４１，４２の角度
調整によって、液晶分子のねじれ角４３を１８０°〜２
６０°の範囲に設定した液晶表示素子３１では、液晶配
向むらの改善は顕著である。すなわち、ＳＴＮ型液晶表
示素子３１は表示品位に対してラビング処理むらの影響
を受けやすいが、上述したようなラビング処理装置を用
いて配向膜３４，３７を作成することによって、ラビン
グ処理むらを低減することができ、表示品位を格段に向
上することができる。なお、このような液晶表示素子、
特にＳＴＮ型液晶表示素子の製造方法も本発明の範囲に
属するものである。

【００５６】続いて、本発明の具体例である実施例１〜
３を比較例１〜３と併せて説明する。ここでは、ラビン
グ処理装置によって配向膜を形成して液晶表示素子を作
成した例について説明する。図６は、ラビング処理装置
を示す図である。図６（Ａ）はθ１＝２０°としたとき
を示し、図６（Ｂ）はθ１＝４０°としたときを示す。
図７は、ラビング処理装置のラビングローラ５の拡大斜
視図である。図８は、図７の領域Ａのラビング布８を拡
大して示す斜視図である。図８（Ａ）はθ１＝２０°と
したときを示し、図８（Ｂ）はθ１＝４０°としたとき
を示す。

【００５７】（実施例１）ラビング布８として旭化成工
業株式会社製ＹＡ−１８Ｒ（商品名）を用いた。該ラビ
ング布８をθ１＝２０°として回転ローラ７に巻着して
ラビングローラ５とした。その他の条件として、θ２＝
０．００５°，θ３＝４０°，θ４＝４０°，θ５＝２
０°とした。図８（Ａ）に示されるように、巻着された
ラビング布８のパイル２２は、ラビング時に斜めにかか
る負荷に従うように配列されやすい。したがって、配向
膜用樹脂膜を均一にラビング処理することが可能であ
る。

【００５８】また、ラビングローラ５の回転数を１５０
０ｒｐｍとし、基板移動速度を８０ｍｍ／ｓとして、ラ
ビング処理を行った。配向膜が形成された一対の基板部
材を、該基板部材間に液晶を封入して貼合わせ、ＳＴＮ
型液晶表示素子を作成した。このような液晶表示素子の
液晶の配向状態は均一であった。また、素子端部におけ
る白抜け現象は少なく、中間調表示における液晶配向む
らは発生しなかった。 （実施例２）θ１＝４０°とした以外は実施例１と同様
のラビングローラ５を用いた。図８（Ｂ）に示されるよ
うに、θ１＝２０°の場合と同様に、巻着されたラビン
グ布８のパイル２２は、ラビング時に斜めにかかる負荷
に従うように配列されやすく、配向膜用樹脂膜を均一に
ラビング処理することが可能である。

【００５９】また、実施例１と同様の条件でラビング処
理し、同様にしてＳＴＮ型液晶表示素子を作成した。こ
のような液晶表示素子の液晶の配向状態は均一であっ
た。また、素子端部における白抜け現象は少なく、中間
調表示における液晶配向むらは発生しなかった。

【００６０】（実施例３）実施例１，２において、さら
にθ２を０．０００１°または０．０１２６°に設定し
てラビング処理を行い、ＳＴＮ型液晶表示素子を作成し
た。このような液晶表示素子の液晶の配向状態は均一で
あった。また、素子端部における白抜け現象はさらに少
なく、中間調表示における液晶配向むらは発生しなかっ
た。

【００６１】（比較例１）θ１＝０°とした以外は実施
例１と同様のラビングローラ５を用いた。図１１に示さ
れるように、巻着されたラビング布５４のパイル６３
は、ラビング時に斜めにかかる負荷に対してばらつきや
すい。したがって、配向膜用樹脂膜を均一にラビング処
理することができない。

【００６２】また、実施例１と同様の条件でラビング処
理し、同様にしてＳＴＮ型液晶表示素子を作成した。こ
のような液晶表示素子において、素子端部で白抜け現象
が発生し、中間調表示で液晶配向むらが発生していた。
また、ラビング処理工程の前に布こすり工程を行った場
合でも、白抜け現象が発生し、中間調表示で液晶配向む
らが発生した。

【００６３】（比較例２）比較例１において、さらにθ
２を０に設定してラビング処理を行い、ＳＴＮ型液晶表
示素子を作成した。このような液晶表示素子において、
素子端部で白抜け現象が発生し、また中間調表示で液晶
配向むらが発生した。これらの発生頻度は、比較例１よ
りも多かった。

【００６４】（比較例３）比較例２において、θ２を
０．０１２７°に設定してラビング処理を行い、ＳＴＮ
型液晶表示素子を作成した。このような液晶表示素子に
おいて、素子端部で白抜け現象が発生し、また中間調表
示で液晶配向むらが発生した。これらの発生頻度は、比
較例１よりも多かった。また、素子上下方向に明暗を伴
う表示不良が発生した。

【００６５】実施例１〜３および比較例１〜３につい
て、配向膜のラビング方向、すなわち延伸方向に伴う位
相差およびラビング軸角度のずれの実測結果を表１に示
す。

【００６６】

【表１】

【００６７】表１から、位相差が大きい液晶表示素子で
は、表示品位が優れていることが判る。また、素子の上
辺部および中央部の位相差の変化が少ない液晶表示素子
では、表示の均一性が優れていることが判る。さらに、
ラビングの軸角度のずれが少ない液晶表示素子では、光
源としての冷陰極管の熱による上辺部の液晶配向むらが
少ないことが判る。したがって、実施例１〜３の構成に
よるラビング布８のパイル２２の毛根部は、液晶表示素
子用基板上に形成された電極４のパターンを覆って形成
された樹脂膜３の上を均一にずれてゆき、電極４による
段差の影響を受けることなく均一にラビング処理される
ものと考えられる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラビング
ローラの回転軸方向を被処理基板の移動方向に直交する
方向に対して、ローラ回転軸の一方端部を基準に傾斜し
て配置し、またラビング布のパイル並設方向に直交する
方向をラビングローラの回転軸方向に対して、ローラ回
転軸の一方端部を基準にローラ回転方向に傾斜するよう
にし、パイル並設方向とローラ回転軸方向に直交する方
向との成す角度θ１を２０°≦θ１≦４０°の範囲に選
んだ。したがって、効率的にラビング処理することがで
きるとともに、ラビング処理むらを抑制することができ
る。

【００６９】また本発明によれば、ラビングローラの回
転軸方向は、被処理基板の表面に平行な方向に対して、
ローラ回転軸の他方端部を基準に０．０００１°≦θ２
≦０．０１２６°の範囲に選ばれる角度θ２を成すよう
に配置したので、基板垂直方向のラビング処理密度を均
一に保持することができる。

【００７０】また本発明によれば、被処理基板の移動方
向とラビングローラの回転軸方向に直交する方向との成
す角度θ３を０°≦θ３≦５０°の範囲に選んだので、
基板移動方向に対してラビングローラを傾斜して、直線
状のラビング処理むらを生じないようにすることができ
る。

【００７１】また本発明によれば、基板上に複数の帯状
電極が互いに平行に形成され、帯状電極を覆って被処理
膜である樹脂膜が形成されて構成される被処理基板を用
い、ラビング布のパイル並設方向と帯状電極の長手方向
との成す角度θ４を３５°≦θ４≦４５°の範囲に選ん
だので、高い密度でラビング処理することができ、また
帯状電極の段差によるパイル毛根部のずれを防止してラ
ビング処理むらを抑制することができる。

【００７２】また本発明によれば、ラビング処理工程の
前にラビングローラを布と接触させて回転するようにし
たので、パイルの毛先が揃い、初期段階から均一にラビ
ング処理することができる。

【００７３】また本発明によれば、回転ローラに巻着さ
れる矩形のラビング布は、ラビング布用布地に対して２
０°≦θ５≦４０°の範囲の角度θ５で斜めに裁断され
たものである。このようなラビング布を回転ローラの外
周面に巻着することによって、ラビング処理装置に搭載
されるラビングローラを容易に実現することができる。

【００７４】また本発明によれば、ラビング処理装置を
用いて作成された配向膜を備える一対の基板部材間に液
晶を封入して液晶素子を作成した。このような液晶表示
素子は、表示直後において白抜け現象は発生せず、また
表示を続けて光源である冷陰極管の熱の影響を受けて
も、白抜け現象は発生しない。さらに、中間調表示およ
び最適電圧表示のいずれにおいても、液晶配向むらは発
生しない。

【００７５】また本発明によれば、表示品位に対してラ
ビング処理むらの影響を受けやすいがＳＴＮ型液晶表示
素子において、ラビング処理むらを低減することがで
き、表示品位を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態であるラビング処理装置
の構成を簡単に示す図であり、図１（Ａ）は平面図であ
り、図１（Ｂ）は斜視図である。

【図２】ラビング処理装置の拡大断面図である。

【図３】ラビング布８の拡大斜視図である。

【図４】図４（Ａ）は、所定の領域が裁断されてラビン
グ布８とされる布地２５を示す平面図であり、図４
（Ｂ）は裁断されたラビング布８を回転ローラ７に巻着
する様子を示す斜視図である。

【図５】ラビング処理装置を用いて作成した配向膜を有
する液晶表示素子３１を示す図であり、図５（Ａ）は断
面図であり、図５（Ｂ）は平面図である。

【図６】ラビング処理装置を示す図であり、図６（Ａ）
はθ１＝２０°としたときを示し、図６（Ｂ）はθ１＝
４０°としたときを示す。

【図７】ラビング処理装置のラビングローラ５の拡大斜
視図である。

【図８】図７の領域Ａのラビング布８を拡大して示す斜
視図であり、図８（Ａ）はθ１＝２０°としたときを示
し、図８（Ｂ）はθ１＝４０°としたときを示す。

【図９】従来技術であるラビング処理装置が備えるラビ
ングローラ５１を示す斜視図である。

【図１０】ラビングローラ５１の拡大斜視図である。

【図１１】図１０の領域Ｂのラビング布５４を拡大して
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 被処理基板 ２ 基板 ３ 樹脂膜 ４ 帯状電極 ５ ラビングローラ ６ 回転軸 ７ 回転ローラ ８ ラビング布 ９，１７ 基板移動方向 １０ ローラ回転方向 １１ ローラ回転軸方向に直交する方向 １２，２８ パイル並設方向 １３ ローラ回転軸方向 １４ パイル並設方向に直交する方向 １５ 被処理基板表面に平行な方向 １６ ローラ回転軸に直交する方向 １８ 帯状電極長手方向 １９ 反時計回り方向 ２０ 基板移動方向に直交する方向 ２１ ステージ ２２ パイル ２３ 縦糸 ２４ 横糸 ２５ 布地 ２６ 縦糸長手方向 ２７，２９ ラビング布の一辺 ３１ 液晶表示素子 ３２，３５ 透光性基板 ３３，３６ 帯状透明電極 ３４，３７ 配向膜 ３８ 一方基板部材 ３９ 他方基板部材 ４０ 液晶層 ４４ 水平移動用モータ ４５ 回転駆動用モータ ４６ ギア

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理膜を有する被処理基板が載置され
   るステージと、 ステージの載置面に平行な方向にステージを移動する移
   動手段と、 ステージに載置された被処理基板の被処理膜表面に接触
   可能に配置されるラビングローラであって、互いに直交
   する２方向に周期性を有する間隔をあけてそれぞれ植設
   されたパイルを有するラビング布を回転ローラの外周面
   に巻着して成るラビングローラと、 ラビングローラを回転駆動する駆動手段と、を備え、 ステージに載置された被処理基板の被処理膜表面にラビ
   ングローラを接触させ、被処理基板およびラビングロー
   ラを相対的に移動させて被処理膜表面をラビング処理す
   るラビング処理装置において、 ステージ載置面に平行な平面において、ラビングローラ
   の回転軸方向は、被処理基板の移動方向に直交する方向
   に対して、ローラ回転軸の一方端部を基準に傾斜してお
   り、 ステージ載置面に垂直な平面において、ラビング布のパ
   イル並設方向に直交する方向は、ラビングローラの回転
   軸方向に対して、ローラ回転軸の一方端部を基準にロー
   ラ回転方向に傾斜しており、パイル並設方向とローラ回
   転軸方向に直交する方向との成す角度θ１は、２０°≦
   θ１≦４０°の範囲に選ばれることを特徴とするラビン
   グ処理装置。
2. 【請求項２】 ラビングローラの回転軸方向は、被処理
   基板の表面に平行な方向に対して、ローラ回転軸の他方
   端部を基準に角度θ２を成し、 角度θ２が、０．０００１°≦θ２≦０．０１２６°の
   範囲に選ばれることを特徴とする請求項１記載のラビン
   グ処理装置。
3. 【請求項３】 被処理基板の移動方向とラビングローラ
   の回転軸方向に直交する方向との成す角度θ３が、０°
   ≦θ３≦５０°の範囲に選ばれることを特徴とする請求
   項１または２記載のラビング処理装置。
4. 【請求項４】 被処理基板は、基板上に複数の帯状電極
   が互いに平行に形成され、帯状電極を覆って被処理膜で
   ある樹脂膜が形成されて構成され、 ラビング布のパイル並設方向と帯状電極の長手方向との
   成す角度θ４が、３５°≦θ４≦４５°の範囲に選ばれ
   ることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１記
   載のラビング処理装置。
5. 【請求項５】 被処理膜のラビング処理方法において、 被処理膜のラビング処理工程の前に、請求項１〜４のう
   ちのいずれか１記載のラビング処理装置のラビングロー
   ラの表面に所定の布を接触させて、５００ｒｐｍ以上１
   ０００ｒｐｍ以下の範囲の回転数で該ラビングローラを
   回転させる工程を含むことを特徴とするラビング処理方
   法。
6. 【請求項６】 回転ローラの外周面に巻着される矩形の
   ラビング布であって、互いに直交する２方向に周期性を
   有する間隔をあけてそれぞれ植設されたパイルを有する
   ラビング布において、 ラビング布用布地の縦糸の長手方向と、ラビング布を回
   転ローラに巻着したときに回転ローラの回転軸方向とは
   直交する方向に沿うラビング布の一辺との成す角度θ５
   が、２０°≦θ５≦４０°の範囲に選ばれて裁断されて
   いることを特徴とするラビング布。
7. 【請求項７】 被処理膜である樹脂膜を有する被処理基
   板である基板部材の樹脂膜に対して、請求項１〜４のう
   ちのいずれか１記載のラビング処理装置を用いてラビン
   グ処理して配向膜を形成する工程と、配向膜が形成され
   た一対の基板部材を配向膜を内方側にして互いに対向さ
   せ、該基板部材間に液晶を封入して液晶表示素子を作成
   する工程とを含むことを特徴とする液晶表示素子の製造
   方法。
8. 【請求項８】 前記液晶表示素子の作成工程では、液晶
   分子が基板部材間で１８０〜２６０°ねじれ配向するＳ
   ＴＮ型の液晶表示素子を作成することを特徴とする請求
   項７記載の液晶表示素子の製造方法。