JP2650312B2 - 液晶表示素子の配向処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶表示素子の配向処理方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、液晶表示素子の製造においてラビング法によっ
て配向処理をした場合、薄膜能動素子を一方の基板（以
下、薄膜能動素子基板という。）とするアクティブマト
リクス型液晶表示素子においては、基板上に形成されて
いるパターンの形状により、静電気によって絶縁破壊が
発生し、電極や薄膜能動素子が破損したり、電気的に絶
縁されていなければならない行列状電極相互に電気的な
短絡を生じさせたりする原因となることが知られてい
る。

この問題を解決するために、特開昭54−141155号公報
に示されるように、各電極を予め短絡しておきこれをラ
ビングすることで絶縁破壊を防止する方法が提案されて
いる。またこの外、導電性材料を端子部分に押し付けて
各電極間を短絡し、その状態のままでラビングする方法
も知られている。またこれらの方法とは全く異なり、薄
膜能動素子が形成された基板を水，アルコール類，ケト
ン類等の溶液中を浸漬したり、薄膜能動素子が形成され
た基板をラビングする布に上記の液体を滴下しながらラ
ビングする方法が知られている。

前者の各電極を短絡しておく方法の場合には、ラビン
グ後に短絡部分を切断，除去する必要がありセル化工程
を繁雑にしてしまい、またこの工程での欠陥発生もあり
うるので実用化には不十分であった。また後者の場合に
は基板表面に形成する配向膜の種類や形成条件を限定す
ることになるので、セル化工程の自由度を減少させるこ
とになっていた。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を
解消しようとするものであり、従来知られていなかった
液晶表示素子の配向処理方法を新規に提供することを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］ （１）構成の表示 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、透明絶縁性基板上に線状に電極を配しその線状電
極交差点近傍に薄膜能動素子を設けた薄膜能動素子基板
と対向基板を設け、薄膜能動素子基板と対向基板にそれ
ぞれラビング配向を形成し、薄膜能動素子基板にラビン
グ配向を形成する際に薄膜能動素子基板を接地又は低電
位に接続した導電性の繊維の集成物を用いる液晶表示素
子の配向処理方法において、対向基板のラビング配向の
形成の際に、薄膜能動素子基板側の繊維の集成物より
も、毛足が短く、柔らかく、かつ植毛密度の高い繊維の
集成物を用いて、薄膜能動素子基板側の配向力より強力
な配向力を対向基板に発生させることを特徴とする液晶
表示素子の配向処理方法を提供するものである。

（２）構成の詳細説明 以下、本発明を詳細に説明する。第１図は本発明に使
用する製造装置の基本的構成図であり、１は導電性繊維
の集成物、２はTFT,MIM等を有する薄膜能動素子基板、
３は導電性テープである。

第１図において、導電性繊維の集成物１は、銅，鉄等
の金属の繊維，カーボン繊維のように自ら導電性を有す
る繊維，プラスチックに導電性を付加する材料を含有さ
せたプラスチック繊維例えば硫化銅を含浸させたアクリ
ル繊維等を布状に織ったもの若しくはその不織布で集成
結合されたものまたはそのブラシ等の繊維を集成したも
のが使用できる。

導電性テープ３は、金属等でできた板状体でもよい。

第１図において、導電性テープ３は、接地されてお
り、導電性繊維の集成物１の端が導電性テープ３に接触
しているので、導電性繊維の集成物１は接地されてい
る。尚導電性繊維の集成物１の電位は、接地が望ましい
が、薄膜能動素子の耐電圧以内の低電圧であれば薄膜能
動素子を破壊することは殆どない。通常該低電圧は約10
V以内である。

本発明にかかる液晶表示素子の薄膜能動素子基板２
は、表面に配向処理剤であるポリイミドやポリビニルア
ルコール等の溶液を塗布して薄い配向膜を形成した後、
導電性繊維の集成物１を薄膜能動素子基板２上を移動さ
せることによって配向処理される。前記した導電性の繊
維を使用して配向力を強くするために強い力で薄膜能動
素子基板２をこすると薄膜能動素子基板２上の細かいパ
ターンに傷をつける可能性が大きい。従って薄膜能動素
子基板２の配向力を強くすることはできず、このため配
向力の不十分な面を対向する基板（対向基板）の配向力
を強くして、これを補う必要がある。

以上、TFTを形成した薄膜能動素子基板２に関するラ
ビング方法について記載したが、以下に対向基板に関す
るラビング方法に関して説明する。

この基板にも前記したように、配向処理剤を塗布した
後にラビングを行なう。此の際用いる配向処理剤の種類
および塗布方法，塗布後の焼成温度等は、薄膜能動素子
基板と同様にすることが可能であり、そのようにするこ
とが工程簡略化のために望ましい。

ラビングに用いる繊維の集成物としては、従来から知
られているような、ナイロン，毛，綿，ガーゼ等の布を
用いて行なうことが望ましい。ただしここで用いる布は
前記したように薄膜能動素子基板よりも強力な配向力を
与えるものでなければならないのでTFT側に用いた導電
性繊維の集成物よりも毛足が短く、柔らかくかつ植毛密
度の高いものを用いることが望ましい。

また配向力を強くするには、長時間擦る、高密度及び
／又は大摩擦力の繊維を使用する、等の方法がある。

［実施例］ 本発明の液晶表示素子の配向処理方法によってのTFT
のセル製造の実施例について説明する。

ガラス基板上にコプレーナ型構造のTFTを作成した。
厚さ2000Åの非晶質シリコンをｐ−CVD法により形成さ
せ、それをパターニングし、その上に3000Åのドレイン
電極およびソース電極をAlで配線した。次に2000Åの層
間絶縁膜をｐ−CVD法のSiON膜によって形成した。その
後ドレイン電極上にコンタクトホールをあけ、最後にリ
フトオフ法により表示画素電極とゲート電極を同時にIT
Oにより形成した。本構造のTFTではゲート電極とソース
電極がSiON膜を介して交差しているクロスオーバー部分
が2500箇所存在する構成になっている。ここで欠陥検査
を行ないゲート−ソース間相互の短絡が０個の薄膜能動
素子基板を６枚用意した。続いて配向膜としてポリイミ
ドを800Å転写印刷法により塗布し、180℃,60分間の焼
成を行なった。

次にラビング工程を行なった。上記６枚中２枚の薄膜
能動素子基板については、従来の方法によってラビング
を行なった。スフ製の生地の上にTiO₂入りのナイロン糸
を埋め込んだ絶縁性の布を円筒型のローラに巻きつけ、
このローラを500rpmで回転させながら基板表面をラビン
グした。上記以外の２枚の薄膜能動素子基板について
は、第１図で示すように本発明の方法によってラビング
を行なった。ラビングに用いた導電性の繊維の集成物と
しては、毛足長10mmのカーボン繊維が幅1mmでステンレ
ス製の枠に固定された構造を有する集成物である。第１
図で示すように、薄膜能動素子基板側面でラビング中に
カーボンブラシ毛先が接する位置に導電性テープを固定
しこれを接地した。これによりラビング中カーボンブラ
シの電位は常に接地されている。このような条件下で、
これらの２枚の薄膜能動素子基板についてはカーボンブ
ラシを用いてラビングを行なった。

尚、ラビング中に静電気量を静電気メーターによって
調べた。測定距離を76mmに固定してラビング時の帯電量
を比較したところ、従来法によるラビング時には50000V
の静電気発生が認められたのに対して、本発明の方法に
よるカーボンブラシを用いたラビング時においては、静
電気は検出限界以下であった。

このようにして、２種４枚の薄膜能動素子基板に異な
るラビング法でラビングした後に、各基板の欠陥検査を
行ないゲート−ソース間の短絡の数を測定した。その結
果両者の間で著しい差が見られた。本発明の方法により
ラビングを行なった薄膜能動素子基板では短絡の発生数
は２枚とも０であったのに対して、従来法によりラビン
グを行なった薄膜能動素子基板では平均15個所発生して
いることがわかった。

これらの薄膜能動素子基板を用いて液晶表示素子を作
成するために対向基板にもラビングを施した。この時の
ラビング方法は、従来法の中で規定した方法をそのまま
用いて行なった。前述したようにこのラビングに用いた
布は、薄膜能動素子基板のラビングに用いた繊維の集成
物よりも毛足は短く、柔らかく、かつ植毛密度が高い繊
維の集成物である。さらにこれらの基板を用いてTN型の
液晶セルを組み立て、点灯検査を行なったところ、従来
法によってラビングした基板ではゲート−ソース短絡に
起因する線欠陥が発生したのに対して、本発明方法によ
ってラビングしたものでは、このような線欠陥のない表
示を得ることができた。また液晶表示素子の表示品位と
いう観点から両者のセルを比較した場合には、片側の基
板を従来法よりも配向力の弱い方法でラビングしたとし
ても表示品位には全く差が見られなかった。

従来液晶表示素子の両側の基板を比較的配向力の弱い
方法、すなわち本発明の薄膜能動素子基板をラビングす
るような方法でラビングする方法があるが、この方法の
場合には、液晶表示素子の表示品位という観点から見る
と配向力が弱いために表示品位が若干劣ることがあっ
た。この点に関する確認をとるために残りの２枚の薄膜
能動素子基板を用いてセルを作成した。薄膜能動素子基
板も、対向基板も第１図に示した方法によりラビングし
セル化して液晶表示素子を作成しその表示品位を本発明
によってラビングしたセルと比較した。この両者を比較
すると、本発明によるセルでは全く見られない配向不良
が１枚の基板に見られた。

［発明の効果］ 以上述べたように、従来のラビング法による配向処理
方法では、TFT等の薄膜能動素子を用いるアクティブマ
トリクス型液晶表示素子において能動素子形成後の工程
において素子に静電破壊による欠陥を発生させる可能性
が非常に高かったのに対して、本発明によるラビング法
によれば、ラビング工程における基板への静電破壊によ
る欠陥の発生は完全に除去できる。

薄膜トランジスターを始めとするアクティブマトリク
ス型液晶表示素子は、従来からパーソナルコンピュータ
ーや液晶テレビ等に使用されている単純マトリクス型液
晶表示素子に比較して、生産性が低く製造コストが高い
ことが欠点とされてきた。本発明はこれらの点を克服
し、生産性を向上するとともに製造コストを低減せし
め、その実用化に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に使用する製造装置の基本的構成図 1:導電性繊維の集成物 2:薄膜能動素子基板 3:導電テープ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明絶縁性基板上に線状に電極を配しその
   線状電極交差点近傍に薄膜能動素子を設けた薄膜能動素
   子基板と対向基板を設け、薄膜能動素子基板と対向基板
   にそれぞれラビング配向を形成し、薄膜能動素子基板に
   ラビング配向を形成する際に薄膜能動素子基板を接地又
   は低電位に接続した導電性の繊維の集成物を用いる液晶
   表示素子の配向処理方法において、対向基板のラビング
   配向の形成の際に、薄膜能動素子基板側の繊維の集成物
   よりも、毛足が短く、柔らかく、かつ植毛密度の高い繊
   維の集成物を用いて、薄膜能動素子基板側の配向力より
   強力な配向力を対向基板に発生させることを特徴とする
   液晶表示素子の配向処理方法。