JP2980526B2

JP2980526B2 - 電極基板のラビング処理装置

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Publication number: JP2980526B2
Application number: JP27025094A
Authority: JP
Inventors: 正道齊藤; 文良佐藤; 泰人小寺; 和弘青山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JPH08106091A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、電極基板
の表面に形成された配向膜にラビング処理を施すラビン
グ処理装置に係り、詳しくは、該配向膜上の所定の領域
のみを部分的にラビング処理を行うものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶の性質を利用して情報を
表示する液晶表示素子は種々提案されている。

【０００３】かかる液晶表示素子Ｐは、図１に示すよう
に、相対向するように配置された一対の電極基板１ａ，
１ｂを備えており、これらの電極基板１ａ，１ｂは、所
定の間隙を形成するようにスペーサ２，…を介して接着
剤３によって貼り合わされている。そして、これらの電
極基板１ａ，１ｂによって形成される間隙には液晶５が
注入されている。また、これらの電極基板１ａ，１ｂは
それぞれガラス基板６ａ，６ｂを有しており、該基板６
ａ，６ｂ上には、多数のストライプ状の透明電極からな
る電極群７ａ，７ｂがそれぞれ形成されている。さら
に、これらの電極群７ａ，７ｂは、ショート防止用の絶
縁膜９ａ，９ｂによってそれぞれ被覆されており、各絶
縁膜９ａ，９ｂは、ポリイミド等の有機物質からなる配
向膜１０ａ，１０ｂにてそれぞれ被覆されている。ま
た、ガラス基板６ａ，６ｂの外側にはそれぞれ偏光子１
１ａ，１１ｂが配置されている。

【０００４】ところで、上述した配向膜１０ａ，１０ｂ
の表面には、配向処理が施されて配向規制力が付与され
ている。そして、このような配向規制力を付与する配向
処理方法の１つにラビング処理方法がある。次に、この
ラビング処理方法について、図２に沿って説明する。

【０００５】ラビング処理方法においては円柱状のラビ
ングローラ２０が用いられ、このラビングローラ２０の
外周面には、パイル系の布等で形成されたラビング布２
１が貼付されている。そして、ラビングに際しては、こ
のラビング布２１を配向膜１０ａに所定の当接力で当接
させる。また、その状態でラビングローラ２０を矢印Ａ
の方向に回転させると共に、電極基板１ａを一定の速度
で矢印Ｂの方向に平行移動させる。これにより、配向膜
１０ａの表面はラビング布２１によって一方向に擦ら
れ、配向膜１０ａの全面に均一な配向処理が施されるこ
ととなる。なお、ラビングローラ２０や電極基板１ａの
位置は適宜調整できるように構成されており、基板１ａ
とラビングローラ２０とのクリアランスを変化させるこ
とにより押し込み量を制御し得るように構成されてい
る。

【０００６】ところで、上述した配向膜１０ａ，１０ｂ
は必ずしもガラス基板６ａ，６ｂの全面に形成されてい
るものではなく、該基板６ａ，６ｂの端部においては配
向膜１０ａ，１０ｂは形成されておらず、電極群７ａ，
７ｂが露出している。したがって、このように電極群７
ａ，７ｂが露出した部分にラビング布２１を擦り付ける
と、ラビング布２１が摩耗してしまうという問題があっ
た。そして、かかる問題を解決するために、金属やプラ
スチックなどで形成したラビングマスクを用いてラビン
グ処理範囲を限定する方法が取られていた。また、配向
膜１０ａ，１０ｂの全面に配向規制力を付与したくない
場合もあり、かかる場合には垂直配向材や異種配向制御
膜を形成していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように垂直配向材や異種配向制御膜を形成する方法の場
合、成膜プロセスが複雑になり、液晶表示素子の生産コ
ストが高くなってしまうという問題があった。また、垂
直配向材を用いた場合には主配向膜への影響や汚染等の
問題もあった。

【０００８】一方、ラビングマスクを用いる場合におい
ても種々の問題があった。

【０００９】すなわち、一般にラビング処理に伴って発
生し電極基板上に付着した塵はエアブローで除去でき
る。しかし、ラビングマスクと電極基板との間に隙間が
あり、該隙間に塵が侵入した場合には、該塵はラビング
ローラで押されて配向膜の表面に付着してしまい、上述
のようなエアブローでは除去できなくなってしまう。そ
して、このような電極基板を用いて液晶表示素子を作成
しても、均一な配向特性は得られず、部分的に配向欠陥
やセル厚不良を生じて液晶表示素子の表示品質を低下さ
せてしまうという問題があった。特に、このような配向
欠陥等は、セル厚が２μｍ以下と薄い強誘電性液晶表示
素子において顕著であった。なお、上述したラビングマ
スクと電極基板との間の隙間は種々の原因により生ず
る。例えば、電極基板の厚みやラビングマスクの厚みは
製造誤差のために±５０μｍ程度変動するが、その製造
誤差のためにラビングマスクと電極基板とは最大で１０
０μｍ程度の間隙を形成してしまう。

【００１０】また、上述したようにラビング処理に際し
ては電極基板１ａを一定の方向に移動する必要がある
が、そのために、ラビングマスク３０が所定位置からず
れたり剥れたりしてしまい、所望の領域に配向規制力を
付与できないという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、ラビングマスクをステ
ージ上に吸着・保持することにより、ラビングマスクの
ズレや剥れを防止する、電極基板のラビング処理装置を
提供することを目的とするものである。

【００１２】また、本発明は、電極基板とラビングマス
クとの間の空気を吸引することにより、それらの密着性
を確保して塵の付着や配向欠陥の発生等を防止する、電
極基板のラビング処理装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１３】さらに、本発明は、ラビングマスクが自身
の撓みにより電極基板に密着されるようにして、塵の付
着や配向欠陥の発生等を防止する、電極基板のラビング
処理装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、電極基板を載置するステージ
と、該電極基板の表面に形成された配向膜に擦り付けら
れてラビング処理を行うラビング布と、を備えた電極基
板のラビング処理装置において、前記電極基板の少なく
とも一部を覆うように前記ステージ上に載置されるラビ
ングマスクを備え、前記ステージが、少なくとも前記ラ
ビングマスクに対して開口される吸引路を有し、かつ、
前記ラビングマスクが前記吸引路を介して前記ステージ
上に吸引されて保持される、ことを特徴とする。この場
合、前記ラビングマスクが、前記吸引路に連通されると
共に前記電極基板に対して開口される吸着路を有し、か
つ、前記ラビングマスクと前記電極基板との間の空気が
前記吸引路及び前記吸着路を介して吸引されることに基
づき、前記ラビングマスクが前記電極基板に密着される
ようにすると好ましい。また、前記ラビングマスクが可
撓性に富む材料にて形成され、該ラビングマスクが、自
身の撓みにより前記電極基板に密着されるようにしても
よい。

【００１５】

【作用】以上構成に基づき、ステージ上に電極基板を載
置すると共に、該電極基板を覆うようにしてラビングマ
スクを載置する。そして、本発明に係るラビング処理装
置を駆動すると、ラビングマスクは吸引路を介して吸引
されて前記ステージ上に保持され、前記電極基板も同様
にステージ上に保持される。次に、ラビング布が駆動さ
れ、該ラビング布は、電極基板の表面に形成された配向
膜に擦り付けられて、配向規制力が付与される。ここ
で、前記ラビングマスクは、前記電極基板の少なくとも
一部を覆うように構成されているため、該マスクによっ
て覆われた部分にはラビング布は接触しない。

【００１６】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。なお、図１及び図２に示すものと同一部分
は同一符号を付して説明を省略する。

【００１７】まず、本発明の第１実施例について、図３
及び図４に沿って説明する。

【００１８】最初に、本実施例において用いるラビング
マスク３０の構造について、図３(a) 及び(b) に沿って
説明する。

【００１９】かかるラビングマスク３０は、図３(a) に
示すように額縁状に形成されており、中央には開口部３
０ａを有している。そして、このマスク３０はステンレ
ス板（ＳＵＳ材）にて形成されており、具体的には、板
厚が０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．１５ｍｍ、１．１
ｍｍの４層のラミネート構造からなる。但し、板厚１．
１ｍｍの部分はラビングマスクの枠フレームであり、電
極基板１ａの厚みにほぼ等しくしている。また、このラ
ビングマスク３０の角部には縦吸着路（吸着路）３０
ｂ，…がそれぞれ形成されており、上記開口部３０ａの
縁に沿うようにして横吸着路（吸着路）３０ｃ，…が形
成されている。さらに、該通路３０ｃ，…からマスク３
０の下面には小孔（吸着路）３０ｄ，…が形成されてお
り、これらの通路等（３０ｂ，…，３０ｃ，…，３０
ｄ，…）は連通された状態にある。

【００２０】なお、上述構成のラビングマスク３０は、
角部にはＲ加工が施されており、また表面は平滑に仕上
げられ、或は有機膜によるコーティング処理が施されて
いる。

【００２１】次に、ラビング処理を行う電極基板１ａを
載置するための吸着ステージ５０について図３(b) に沿
って説明する。

【００２２】本実施例に用いられる吸着ステージ５０に
おいては、電極基板１ａが載置される位置、及びラビン
グマスク３０が載置される位置は予め決められており、
該吸着ステージ５０には、前記縦吸着路３０ｂ，…に連
通するように第１の吸引路５０ａ，…が形成されてい
る。また、電極基板１ａの側壁とラビングマスク３０と
によって形成される間隙Ｓに開口するように第２の吸引
路５０ｂ，…が形成されており、さらに、電極基板６ａ
の下面に開口するように多数の第３の吸引路５０ｃ，…
が形成されている。そして、これらの吸引路５０ａ，
…，５０ｂ，…，５０ｃ，…は、不図示の真空ポンプに
接続され、電極基板１ａとラビングマスク３０とをステ
ージ５０上に吸着・保持してこれらがずれないようにす
ると共に、電極基板１ａの上面にラビングマスク３０を
吸着せしめて電極基板１ａとラビングマスク３０との間
に隙間が生じないように構成されている。

【００２３】ついで、上述実施例の作用について説明す
る。

【００２４】ラビング処理を行う場合には、図３(b) 及
び図４に示すように、吸着ステージ５０の上に電極基板
１ａを載置し、さらにラビングマスク３０をセットす
る。そして、不図示の真空ポンプを駆動すると、吸着ス
テージ５０の吸引路５０ａ，…，５０ｂ，…，５０ｃ，
…を介して吸引され、電極基板１ａとラビングマスク３
０とがステージ５０上に吸着・保持される。また、上述
したように縦吸着路３０ｂ，…と第１の吸引路５０ａ，
…とは連通されているため、横吸着路３０ｃ，…及び小
孔３０ｄ，…を介して、電極基板１ａとマスク３０との
間の空気も吸引され、ラビングマスク３０は電極基板１
ａの上面に吸着せしめられる。

【００２５】この状態で、図４に示すように、上述従来
例にて説明したと同様の方法によりラビングローラ（不
図示）によるラビング処理を行う。

【００２６】ついで、本実施例の効果について説明す
る。

【００２７】本実施例によれば、電極基板１ａの表面全
体にラビング布２１を擦り付けるものではないため、必
要に応じて所望の領域にのみ部分的にラビング処理を施
すことができる。すなわち、本実施例によれば、配向規
制力を必要な部分のみに安定して付与することができ、
またその再現性もよい。したがって、従来例にて述べた
ように、電極基板１ａの端部が配向膜１０ａで覆われて
おらず、透明電極群７ａが露出している場合において
も、該電極群７ａとラビング布２１との接触を避けるこ
とができ、ラビング布２１の摩耗を防止することができ
る。

【００２８】また、従来例で述べたような垂直配向材や
異種配向制御膜を形成する必要がないため、成膜プロセ
スが簡単で生産コストが低減され、主配向膜への影響や
汚染等の問題も解消される。

【００２９】さらに、本実施例によれば、ラビングマス
ク３０や電極基板１ａはステージ５０上に確実に吸引・
保持される。したがって、従来例にて述べたようなラビ
ングマスク３０のズレや剥れを防止することができる。

【００３０】なお、本発明者は実際にラビングマスクを
製作し、本実施例の効果を確認した。製作したマスク
は、帯状形状（長さ３００ｍｍ、幅１０ｍｍ）をしてお
り、これに、孔径が２ｍｍでピッチが１０ｍｍの千鳥配
列の小孔３０ｄ，…を設けたところ、垂直方向の保持力
は１kgf 以上、ズレ方向の保持力は１００ｇ／ｍｍ以上
であった。そして、ラビングマスクの基板上の厚さが
０．５ｍｍの場合にマスクをずらす方向に加わる力は１
０ｇ／ｍｍ程度であり、本実施例によれば充分な保持力
が得られることがわかった。なお、吸着に要する時間は
２秒であり、吸着圧力の変動はなく、マスク３０は均一
に電極基板１ａに密着されていた。また、ラビング処理
によって生じた塵はマスクエッジ（開口部３０ａの縁
部）に堆積したが、エアブローで除去でき、配向膜１０
ａに付着することはなかった。さらに、本実施例に係る
装置でラビング処理を施した電極基板を用いて液晶表示
素子を作成したところ、塵の付着がなく、またそれに伴
う配向欠陥やセル厚不良の発生も発見されなかった。

【００３１】また、本実施例によれば、縦吸着路３０
ｂ，…を真空引きするための機構（吸引路５０ａ，…）
を、ステージ５０の表面に構成されている吸引路５０
ｃ，…と兼用することにより、よりコンパクトな構成と
できる。つまり、電極基板１ａとラビングマスク３０と
の密着、及びラビングマスク３０のステージ５０への吸
着は、共に同一の真空ポンプを利用して行うため、構造
が簡単となる。

【００３２】なお、上述した実施例においては開口部３
０ａを１つとしたが、もちろんこれに限る必要はなく、
図５に示すように、開口部１３０ａ，…を複数（例えば
４つ）設けるようにしてもよい。但し、この場合には、
開口部１３０ａ，…を区切る帯部１３１，…にも横吸着
路３０ｃ，…及び小孔３０ｄ，…を設ける方が、電極基
板１ａとラビングマスク１３０との密着性が向上され、
好ましい。

【００３３】ついで、図６に沿って本発明の第２実施例
について説明する。

【００３４】本実施例に用いるラビングマスク２３０
は、板厚が０．１ｍｍと１．１ｍｍの２層構造であり、
上述実施例におけるような縦吸着路３０ｂ，…や横吸着
路３０ｃ，…や小孔３０ｄ，…は形成されておらず、電
極基板１ａの側壁とラビングマスク２３０とによって形
成される間隙Ｓを吸着路として利用し、該間隙Ｓの空気
を吸引路５０ｂ，…によって吸引することにより、電極
基板１ａとラビングマスク２３０との密着性を確保して
いる。

【００３５】次に、本実施例の効果について説明する。

【００３６】一般にラビングマスクが厚い（例えば、基
板上の厚さが０．５ｍｍ以上）場合には、パイルが劣化
し易く、パイル長を長くし、パイルへのダメージを弱め
ることも考えられるが、配向処理を確実に行うために
は、必ずしも望ましくない。しかし、本実施例のように
ラビングマスク２３０を２層構造とした場合には、第１
実施例の場合よりもさらにラビングマスク２３０を薄く
でき、そのような問題（パイルの劣化）も解消される。
また、上述実施例のように縦吸着路３０ｂ，…等を加工
する必要もないため、ラビングマスク２３０の製造も簡
単になる。

【００３７】さらに、本実施例においても、上述第１実
施例と同様の効果が得られる。すなわち、必要に応じて
所望の領域にのみ部分的にラビング処理を施すことがで
き、透明電極群７ａが露出している場合においても該電
極群７ａとラビング布２１との接触を避けてラビング布
２１の摩耗を防止することができる。また、従来例で述
べたような垂直配向材や異種配向制御膜を形成する必要
がないため、成膜プロセスが簡単で生産コストが低減さ
れ、主配向膜への影響や汚染等の問題も解消される。さ
らに、ラビングマスク２３０や電極基板１ａはステージ
５０上に確実に吸引・保持され、ズレや剥れを防止する
ことができる。また、ラビングマスク２３０は電極基板
１ａに密着されるため、配向膜１０ａへの塵の付着も防
止され、配向欠陥やセル厚不良の発生も防止できる。

【００３８】なお、上述実施例においては２層のラミネ
ート構造としたが、もちろんこれに限る必要はなく、３
層でもよい。また、上述実施例においては、ラビングマ
スクに吸着路を形成してはいないが、もちろんこれに限
る必要はなく、ハーフエッチングなどの方法で溝加工す
ることによって吸着路を形成するようにしてもよい。

【００３９】ついで、図７に沿って、本発明の第３実施
例について説明する。

【００４０】本実施例に用いるラビングマスク３３０
は、板厚が０．３ｍｍと１．０５ｍｍの２層構造であ
り、電極基板１ａとラビングマスク３３０との密着性
は、上述各実施例のように空気吸引によって得るのでは
なく、ラビングマスク３３０自体の撓みを利用して得る
ように構成されている。また、ラビングマスク３３０の
下面（電極基板１ａと接触する部分）にはシリコン樹脂
やフッ素樹脂等のコーティング層３３１が形成されてお
り、密着性を向上している。

【００４１】次に、本実施例の効果について説明する。

【００４２】本実施例によれば、真空ポンプの容量を小
さくでき、吸着のために必要な時間も節約することがで
きる。

【００４３】また、本実施例においても、上述第１実施
例と同様の効果が得られる。すなわち、必要に応じて所
望の領域にのみ部分的にラビング処理を施すことがで
き、透明電極群７ａが露出している場合においても該電
極群７ａとラビング布２１との接触を避けてラビング布
２１の摩耗を防止することができる。また、従来例で述
べたような垂直配向材や異種配向制御膜を形成する必要
がないため、成膜プロセスが簡単で生産コストが低減さ
れ、主配向膜への影響や汚染等の問題も解消される。さ
らに、ラビングマスク３３０や電極基板１ａはステージ
５０上に確実に吸引・保持され、ズレや剥れを防止する
ことができる。また、ラビングマスク３３０は電極基板
１ａに密着されるため、配向膜１０ａへの塵の付着も防
止され、配向欠陥やセル厚不良の発生も防止できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ラビングマスクを使用することにより、必要に応じて所
望の領域にのみ部分的にラビング処理を施すことができ
る。また、配向膜の形成されていない部分にラビング布
を擦りつけてラビング布を劣化させてしまうこともな
い。

【００４５】また、従来例で述べたような垂直配向材や
異種配向制御膜を形成する必要がないため、成膜プロセ
スが簡単で生産コストが低減され、主配向膜への影響や
汚染等の問題も解消される。

【００４６】さらに、本発明によれば、ラビングマスク
や電極基板をステージ上に確実に保持することができ
る。したがって、ラビングマスクのズレや剥れを防止す
ることができる。

【００４７】また、本発明によれば、吸着路及び吸引路
を介して吸引されることに基づき電極基板とラビングマ
スクとの密着性が確保される。したがって、これらの間
に塵が進入することも防止され、塵の付着を防止して、
配向欠陥やセル厚不良を防止できる。

【００４８】さらに、ラビングマスクを可撓性に富む材
料にて形成すると共に、該ラビングマスクが自身の撓み
により前記電極基板に密着するようにした場合にも、上
述と同様に、ラビングマスクと電極基板との間に塵が進
入するを防止でき、塵の付着を防止して、配向欠陥やセ
ル厚不良を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示素子の構造を説明するための断面図。

【図２】従来のラビング処理方法を説明するための模式
図。

【図３】本発明の第１実施例を説明するための図であ
り、(a) はラビングマスクの形状を説明するための斜視
図、(b) はラビングマスク及びステージの構造を説明す
るための断面図。

【図４】第１実施例に係るラビング処理方法を説明する
ための模式図。

【図５】第１実施例に使用するラビングマスクの他の例
を説明するための斜視図。

【図６】本発明の第２実施例を説明するための断面図。

【図７】本発明の第３実施例を説明するための断面図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ電極基板１０ａ，１０ｂ配向膜２１ラビング布３０ラビングマスク３０ｂ，… 縦吸着路（吸着路）３０ｃ，… 横吸着路（吸着路）３０ｄ，… 小孔（吸着路）５０吸着ステージ（ステージ）５０ａ，… 第１の吸引路（吸引路）５０ｂ，… 第２の吸引路（吸引路）５０ｃ，… 第３の吸引路（吸引路）Ｐ液晶表示素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青山和弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平８−29789（ＪＰ，Ａ) 特開平５−34694（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−214340（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−136855（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1337 500

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極基板を載置するステージと、該電極
基板の表面に形成された配向膜に擦り付けられてラビン
グ処理を行うラビング布と、を備えた電極基板のラビン
グ処理装置において、前記電極基板の少なくとも一部を覆うように前記ステー
ジ上に載置されるラビングマスクを備え、前記ステージが、少なくとも前記ラビングマスクに対し
て開口される吸引路を有し、かつ、前記ラビングマスクが前記吸引路を介して前記ステージ
上に吸引されて保持される、ことを特徴とする電極基板のラビング処理装置。
【請求項２】前記ラビングマスクが、前記吸引路に連
通されると共に前記電極基板に対して開口される吸着路
を有し、かつ、前記ラビングマスクと前記電極基板との間の空気が前記
吸引路及び前記吸着路を介して吸引されることに基づ
き、前記ラビングマスクが前記電極基板に密着されるよ
うにした、ことを特徴とする請求項１記載の電極基板のラビング処
理装置。
【請求項３】前記ラビングマスクが可撓性に富む材料
にて形成され、該ラビングマスクが、自身の撓みにより前記電極基板に
密着されるようにした、ことを特徴とする請求項１記載の電極基板のラビング処
理装置。