JP2004258192A - Rubbing roll and liquid crystal display element with alignment layer treated by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の製造工程の1つである配向処理工程で使用するラビングローラ及びそれを使用して配向処理を行なった液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子の基本構造は、表面に、電圧を印加することにより液晶分子の配列を制御するスイッチング素子や電極が形成され、その上面に液晶分子にプレチルト角を与える配向膜を形成した2枚の液晶表示素子基板が、配向膜を介してスイッチング素子や電極が対向するように、散布されたスペーサで距離を保ってシール材で固定されている。そして、シール材と2枚の液晶表示素子基板とで囲まれた部分に液晶層が設けられ、夫夫の液晶表示素子基板の外面には偏光板が設けられている。このような液晶表示素子の構造において、配向膜はポリイミド系樹脂などの有機高分子膜からなり、配向膜の表面をポリアミド系の合成繊維で擦る(ラビング)などの配向処理を施すことにより、液晶分子に所定の配向が付与されている。
【0003】
このような配向処理に使用されるラビング装置としては、図1に示すように、円柱状の金属ローラ21にラビング布の生地22を貼り付けたラビングローラ2を矢印方向に回転させながら液晶表示素子基板1に形成された配向膜13の表面を一方向にラビングすることにより、2枚の液晶表示素子基板間に設けられた液晶層の分子配列方向をラビング方向に規制しているものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−88179号公報(第2−3頁、第3図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子の配向処理工程は、配向膜をラビング布でラビングするにとにより液晶分子の分布を均一に、且つ、配向を同一方向に揃え、液晶表示素子の全面に亘って均一な表示を行なうようにすることが目的である。ところで、近年、液晶表示素子においては大型化の傾向にあり、縦、横の寸法とも1100mm以上のものが製品化されており、これに伴って配向処理工程のラビング装置に用いられるラビングローラも大型化が図られている。この場合、図2に示すように、従来のような金属製のローラを使用したラビングローラ31では円筒の長さが長くなるにつれてラビングローラの長手方向の中央部が自重によって撓み、液晶表示素子基板32に形成された配向膜33が不均一な圧力でラビングされることになり、その結果、液晶表示素子全面の表示に均一性が失われ、表示品位を損なうものとなる。また、金属製のローラに通常の接着剤でラビング布を接着したラビングローラで配向処理を行なうと、ラビングローラの回転によるラビング布と配向膜との摩擦で静電気が発生し、空中に浮遊する塵埃やラビング布から抜け落ちたパイル等が配向膜に吸着し、その部分は液晶の存在が阻害されるため、ピンホールのような部分が存在する表示となってしまう。
【0006】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、液晶表示素子の製造工程の1つである配向処理工程において、液晶表示素子の大型化に対しても、液晶表示素子基板全面に亘って均一な圧力で配向膜をラビングし、且つ、液晶表示素子基板の配向膜にラビング時の静電気によって塵埃やパイル等が吸着しないように配向処理を行うことが可能なラビングローラ及びそれを使用して配向処理を行なった、表示品位の高い液晶表示素子を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載された発明は、表面に配設されたスイッチング素子或いは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の、前記配向膜の配向処理工程で使用するラビングローラであって、前記ラビングローラは円筒形状で、少なくとも炭素繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の請求項2に記載された発明は、請求項1において、前記ラビングローラは、前記炭素繊維強化プラスチックの外円筒を形成する部材がメッキを施したステンレス鋼であることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項3に記載された発明は、請求項2において、前記ラビングローラは、前記ステンレス鋼に施されたメッキの表面に導電性接着剤でラビング布が接着されていることを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の請求項4に記載された発明は、請求項1〜3の何れか1項に記載のラビングローラを使用して配向処理を行なったことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図3及び図4を参照しながら、詳細に説明する(同一部分については同じ符号を付す)。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0012】
図3は本発明の実施例を示すラビングローラの長手方向の断面図、図4は図3のA−A部の部分断面図である。表面に配設されたスイッチング素子或いは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の、配向膜の配向処理工程で使用するラビングローラ40の長手方向に直交する断面は図3に示すように同心円形状になっており、ラビングローラの芯基材となる同心円形状の最内円筒部は炭素繊維強化プラスチック41で形成されており、ラビングローラの軽量化に最も寄与している部分である。
【0013】
そして、その外円筒部には0.5mm〜0.7mm程度の厚みのステンレス鋼43(具体的にはSUS304)が円筒形状に設けられ、内円筒部の炭素繊維強化プラスチック41とステンレス鋼43はエポキシ樹脂等の接着剤42で接着されている。さらに、ステンレス鋼43の表面には50μm程度の厚みのニッケル或いはクロム等のメッキ層44が設けられ、その上に導電性接着剤45によってラビング布46が接着されて電気的な接触抵抗の低減が図られている。これにより、ラビングローラの回転によってラビング布と配向膜との摩擦で発生する静電気を放電させる電路が形成されるため静電気が蓄積されることがなく、空中に浮遊する塵埃やラビング布から抜け落ちたパイル等が配向膜に吸着することを防止することができる。なお、本実施例では、ステンレス鋼43にはSUS304、メッキ材にはニッケル或いはクロムを使用したが、あくまでもこれに限定されるものではなく、機能、作業性、コスト等を考慮して適宜決められるものである。
【0014】
さらに、ラビングローラの両端面は、ラビング時の回転力の伝達と、配向膜をラビングしたときに発生する静電気を外部に放電するためのステンレス鋼のフランジ47が取り付けられたステンレス鋼板48で塞がれて炭素繊維強化プラスチック41が覆われる構造となっている。このため、ラビングローラの回転運動において炭素繊維強化プラスチックに直接力が加わることがなく、機械的強度が確保されると同時に、静電気を外部に放電する電路が形成されている。
【0015】
なお、炭素繊維強化プラスチック41の表面にニッケル或いはクロムのメッキを施して炭素繊維強化プラスチックの機械的強度の強化を図ることができる。この場合、メッキの施された炭素繊維強化プラスチックとステンレス鋼43を導電性接着剤で接着することにより、静電気の放電電路をさらに確実に確保することも可能となる。また、メッキ材にはニッケル或いはクロムを使用するとしたが、あくまでもこれに限定されるものではなく、機能、作業性、コスト等を考慮して適宜決められるものである。
【0016】
【発明の効果】
従来、一般的に行なわれているようなラビング布を取り付けるローラにアルミニウムを使用したラビングローラと、本発明の炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラとについて重量及び撓み量を比較した値を以下に示す。比較サンプルは、寸法が外形140mm、肉厚7.5mm、長さ2400mmで、材質は、比重が1.7、重量が21.5kgの炭素繊維強化プラスチックと比重が2.7、重量が28.8kgのアルミニウムを使用し、図3の本発明のラビングローラ及び図5のローラにアルミニウムを使用した従来のラビングローラの構成のものを使用した。その結果、重量は本発明の炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラは従来のアルミニウムを使用したものに対して約25〜40%程度の減量となり、最大撓み量は、両端部を支持部とした等分荷重において、炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラは0.021mm、アルミニウムを使用したものは0.078mmで炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラはアルミニウムを使用したものの約1/3〜1/4に軽量化されていることがわかる。
【0017】
したがって、炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラは、従来のアルミニウムを使用したものに対して軽量化がなされており、ラビングローラ自体の交換、ラビング布の取り替えのための取り外し、取り付け及び搬送等の移動における作業性の向上が図られる。また、液晶表示素子の大型化に伴ってラビングローラにも大型化が必要になるが、その場合でも従来のアルミニウムを使用したラビングローラに比較して撓み量が少なく、配向膜全面に対するラビング圧力の均一性が損なわれることが少なく、液晶表示素子の大型化に対しても良好な表示品位を保つことができる。さらに、ラビング時に発生する静電気を放電させてラビングローラに蓄積させないような構成にした防塵対策が施されているため、液晶表示素子基板に設けられた配向膜の配向処理において配向膜上に空中に浮遊する塵埃やラビング布から抜け落ちたパイル等が吸着することが低減され、液晶表示素子の表示の不具合による不良が減少して生産歩留まりの向上が実現できる。などの、多くの効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】参考文献1(特開平5−88179号公報)に第3図として記載されたものである。
【図2】アルミニウムのローラを使用した一般的なラビングローラの撓みを示す概略図である。
【図3】本発明のラビングローラの長手方向の断面図である。
【図4】図3のA−A部の部分断面図である。
【図5】アルミニウムのローラを使用した一般的なラビングローラの長手方向の断面図である。
【符号の説明】
40 ラビングローラ
41 炭素繊維強化プラスチック
42 接着剤
43 ステンレス鋼
44 メッキ層
45 導電性接着剤
46 ラビング布[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubbing roller used in an alignment treatment step, which is one of the steps for manufacturing a liquid crystal display element, and a liquid crystal display element that has been subjected to an alignment treatment using the rubbing roller.
[0002]
[Prior art]
The basic structure of a liquid crystal display element consists of two elements: a switching element and an electrode that control the alignment of liquid crystal molecules by applying a voltage to the surface, and an alignment film that gives a pretilt angle to the liquid crystal molecules on the upper surface. A liquid crystal display element substrate is fixed with a sealing material at a distance by a scattered spacer so that switching elements and electrodes face each other with an alignment film interposed therebetween. A liquid crystal layer is provided in a portion surrounded by the sealing material and the two liquid crystal display element substrates, and a polarizing plate is provided on the outer surface of each liquid crystal display element substrate. In the structure of such a liquid crystal display element, the alignment film is made of an organic polymer film such as a polyimide resin, and the surface of the alignment film is subjected to an alignment treatment such as rubbing with a polyamide synthetic fiber (rubbing). A predetermined orientation is given to the molecule.
[0003]
As shown in FIG. 1, a rubbing device used for such an alignment treatment is a liquid crystal display element while rotating a rubbing roller 2 in which a rubbing
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-88179 (page 2-3, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the alignment processing step of the liquid crystal display element, the distribution of the liquid crystal molecules is made uniform by rubbing the alignment film with a rubbing cloth, and the alignment is aligned in the same direction, so that a uniform display is performed over the entire surface of the liquid crystal display element. The purpose is to do so. By the way, in recent years, the size of liquid crystal display devices has been increasing, and those having a vertical and horizontal dimension of 1100 mm or more have been commercialized. Accordingly, a rubbing roller used in a rubbing device in an alignment process has also become large. Has been planned. In this case, as shown in FIG. 2, in a
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and in the alignment treatment step, which is one of the manufacturing steps of a liquid crystal display element, the liquid crystal display element can be uniformly formed over the entire surface of the liquid crystal display element substrate even when the liquid crystal display element is enlarged. A rubbing roller capable of rubbing the alignment film with an appropriate pressure and performing an alignment process so that dust and piles are not attracted to the alignment film of the liquid crystal display element substrate by static electricity during rubbing, and the alignment using the rubbing roller. Provided is a processed liquid crystal display element having high display quality.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention described in claim 1 of the present invention is directed to a liquid crystal display element substrate in which an alignment film is formed so as to cover a switching element or an electrode provided on the surface. A rubbing roller used in a film orientation treatment step, wherein the rubbing roller has a cylindrical shape, and at least carbon fiber reinforced plastic is used.
[0008]
The invention described in claim 2 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the rubbing roller is formed by plating stainless steel on a member forming an outer cylinder of the carbon fiber reinforced plastic. Is what you do.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the rubbing roller is configured such that a rubbing cloth is adhered to a surface of a plating applied to the stainless steel with a conductive adhesive. It is a feature.
[0010]
Further, the invention described in claim 4 of the present invention is characterized in that the alignment treatment is performed using the rubbing roller according to any one of claims 1 to 3.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 (the same parts are denoted by the same reference numerals). The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise described.
[0012]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a rubbing roller showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial sectional view of an AA part of FIG. FIG. 3 shows a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the
[0013]
A stainless steel 43 (specifically, SUS304) having a thickness of about 0.5 mm to 0.7 mm is provided in the outer cylindrical portion in a cylindrical shape, and the carbon fiber reinforced
[0014]
Further, both end surfaces of the rubbing roller are covered with a
[0015]
The surface of the carbon fiber reinforced
[0016]
【The invention's effect】
Conventionally, rubbing rollers using aluminum as a roller for attaching a rubbing cloth, which is generally performed, and a rubbing roller using the carbon fiber reinforced plastic of the present invention are compared below in terms of weight and deflection value. Show. The comparative sample has dimensions of 140 mm in outer diameter, 7.5 mm in wall thickness, and 2400 mm in length, and is made of carbon fiber reinforced plastic having a specific gravity of 1.7, a weight of 21.5 kg, a specific gravity of 2.7, and a weight of 28. The rubbing roller of the present invention shown in FIG. 3 and the conventional rubbing roller using aluminum for the roller shown in FIG. 5 were used. As a result, the weight of the rubbing roller using the carbon fiber reinforced plastic of the present invention is reduced by about 25 to 40% as compared with the conventional rubbing roller using aluminum. At equal load, the rubbing roller using carbon fiber reinforced plastic is 0.021 mm, the one using aluminum is 0.078 mm, and the rubbing roller using carbon fiber reinforced plastic is about 1/3 to 1 of that using aluminum. It can be seen that the weight is reduced to / 4.
[0017]
Therefore, the rubbing roller using carbon fiber reinforced plastic is lighter in weight than the conventional rubbing roller using aluminum. Workability in moving is improved. In addition, as the size of the liquid crystal display element increases, the rubbing roller also needs to be increased in size. Uniformity is hardly impaired, and good display quality can be maintained even when the size of the liquid crystal display element is increased. Furthermore, since dust prevention measures have been taken to prevent static electricity generated during rubbing from being discharged and accumulated on the rubbing roller, the alignment film provided on the liquid crystal display element substrate is left in the air on the alignment film during the alignment process. Adsorption of floating dust, piles falling off from the rubbing cloth, and the like is reduced, and defects due to display defects of the liquid crystal display element are reduced, thereby improving the production yield. And many other effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is described as FIG. 3 in Reference Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-88179).
FIG. 2 is a schematic view showing a deflection of a general rubbing roller using an aluminum roller.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the rubbing roller of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along a line AA in FIG. 3;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a general rubbing roller using an aluminum roller.
[Explanation of symbols]
40 rubbing
Claims (4)
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