JP3112380B2 - ラビング装置、液晶表示素子の配向処理方法、及び液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

ラビング装置、液晶表示素子の配向処理方法、及び液晶表示素子の製造方法

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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、液晶表示
素子の配向膜にラビング処理を施すラビング装置、液晶
表示素子の配向処理方法、及び液晶表示素子の製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、強誘電性液晶分子の屈折率異
方性を利用して偏光素子との組み合わせにより透過光線
を制御する型の表示素子がクラーク(Clark)及び
ラガーウォル(Lagerwall)により提案されて
いる(特開昭56−107216号公報、米国特許第4
367924号明細書等)。この強誘電性液晶は、一般
に特定の温度域において、非らせん構造のカイラルスメ
クチックC相(SmC*)又はH相(SmH* )を有
し、この状態において、加えられる電界に応答して第1
の光学的安定状態と第2の光学的安定状態のいずれかを
取り、且つ電界の印加のないときはその状態を維持する
性質、すなわち双安定性を有している。また、かかる強
誘電性液晶表示素子は、電界に対する応答が極めて速や
かであり、TN型の液晶表示素子と比べて種々の利点を
有しており、高速型・記憶型の液晶表示素子として広い
利用が期待されている。
【0003】そして、上述のような液晶表示素子におい
ては、液晶分子を良好に配向するために、配向膜を形成
すると共に該配向膜に配向処理を施す必要があるが、か
かる配向処理方法には、ラビング方法、斜め蒸着法、イ
オンビーム法等がある。
【0004】このうち、ラビング方法は、起毛した繊維
を有するラビング布で基板表面(正確には配向膜の表
面)を一方向に擦る方法であり、比較的簡単なことから
一般的に用いられている。そして、ラビング布にはナイ
ロン、レーヨンなどが多く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のよう
にナイロン等の材質のラビング布によってラビング処理
を行う場合には、基板との高速摩擦により生じる摩擦抵
抗と摩擦熱とによってラビング布が消耗し、量産時には
該ラビング布の交換を頻繁に行う必要があり、その作業
が煩雑になって量産に適さないという問題があった。
【0006】また、該摩擦熱によって溶融し、あるいは
摩擦抵抗によって破損・摩耗したラビング布の繊維の破
片は異物として基板に付着し易く、該付着した異物は液
晶にスジ状欠陥を生じせしめてしまい液晶表示素子の表
示品質が劣化するという問題もあった。さらに、上述の
ようにラビング布が消耗し、またラビング布と基板との
間に異物が入り込むことによって基板上に傷が生じてし
まい、液晶がスプレー配向状態になっていた。
【0007】なお、本発明者が実際に50個の液晶表示
素子を製作し、その際にナイロン(脂肪族ポリアミド繊
維)の材質のラビング布を用いてラビング処理を施した
ところ、ラビング布の消耗の激しいことが確認された。
また、最初の5個の液晶表示素子については異物の付着
や傷の発生は見られなかったものの、6個目以降の液晶
表示素子においては、基板上に形成された電極に基づく
段差部に異物が付着し始め、15個目以降の液晶表示素
子においては、該段差部以外の画素部(走査電極と情報
電極とが交差する部分)にも異物が付着し始めた。さら
に、20個目以降の液晶表示素子においては、上述した
ような異物の付着だけではなく傷も発生し始めた。一
方、このようにラビング処理を施した上で作製した50
個の液晶表示素子に液晶をそれぞれ注入し、それらの配
向状態を観察したところ、異物が付着しているものに
は、該異物を核としたスジ状欠陥の発生が見られた。ま
た、傷のある液晶表示素子においては、スプレー配向状
態が観察された。なお、上述のような異物や傷の数はラ
ビングの回数が増えるにつれて増加し、また、スジ状欠
陥の数もラビングの回数が増えるにつれて増加した。
【0008】そこで、本発明は、起毛状の部材をアラミ
ド繊維によって形成すると共に該アラミド繊維によって
ラビングすることにより、該起毛状の部材の消耗を低減
し、配向膜における異物の付着や傷の発生を防止し、さ
らに配向状態の乱れを防止するラビング装置を提供する
ことを目的とするものである。また、本発明は、上述し
た目的を達成する液晶表示素子の配向処理方法を提供す
ることを目的とするものである。さらに、本発明は、上
述した目的を達成する液晶表示素子の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
【0009】
【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、アラミド繊維によって形成し
た起毛状の部材を備え、該起毛状のアラミド繊維を配向
膜に摺動させることにより液晶表示素子の配向処理を行
うことを特徴とする。この場合、前記起毛状の部材が、
主鎖にベンゼン環を有する芳香族ポリアミド繊維によっ
て形成されてなる、ようにすると好ましい。また、前記
起毛状の部材を回転自在に支持する回転体と、該回転体
を駆動する駆動手段と、を備えるようにしてもよい。さ
らに、前記回転体がローラである、ようにしてもよい。
また、前記起毛状部材が、メタ型のアラミド繊維によっ
て形成されてなる、ようにすると好ましい。また、前記
起毛状部材が、パラ型のアラミド繊維によって形成され
てなる、ようにしてもよい。一方、本発明は、アラミド
繊維からなる起毛状の部材を配向膜表面で摺動させる、
ことを特徴とする液晶表示素子の配向膜処理方法を提供
することにある。また一方、本発明は、基板上に電極を
形成する工程と、配向膜を形成する工程と、該配向膜表
面でアラミド繊維からなる起毛状の部材を摺動させて配
向処理を行う工程と、該配向処理のなされた配向膜を有
する基板を含む一対の基板をスペーサービーズを介して
貼り合わせる工程と、該一対の基板間に液晶を注入する
工程と、を有する液晶表示素子の製造方法を提供するこ
とにある。
【0010】
【作用】以上構成に基づき、アラミド繊維にて形成され
た起毛状の部材を配向膜に摺動させると、該配向膜の配
向処理が行われる。このとき、アラミド繊維は機械的性
質及び耐熱性に富む材質であることから、起毛状の部材
の消耗は低減される。
【0011】
【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。
【0012】図1は液晶表示素子の一般的構造を示した
断面図であり、該液晶表示素子Pは、厚さが1.1mm
で大きさが300×320mmのガラス基板1a,1b
を2枚備えている。これらのガラス基板1a,1bのそ
れぞれの表面にはストライプ状の透明電極(ITO)2
a,…,2b,…が多数形成されており、それらの電極
2a,…,2b,…は絶縁膜3a,3bにて被覆されて
いる。また、各絶縁膜3a,3b上にはポリイミド配向
膜5a,5bが形成されており、後述するラビング装置
10によってラビング処理が施されている。そして、こ
れらの基板1a,1bの間には、直径1.5μmのシリ
カビーズからなるスペーサビーズ6,…が多数介装され
ており、また、式1に示すフェニルピリミジン系混合強
誘電性液晶7が挟持されている。
【0013】
【式1】 次に、本実施例に係るラビング装置10について、図2
に沿って説明する。
【0014】ラビング装置10は、図に示すように回転
体としてのローラ11を備えており、そのローラ11の
外周面にはラビング布12が貼付されている。このラビ
ング布12は、図3に詳示するように、起毛状の部材を
有するベルベットのような布であり、かかる起毛状の部
材は、式2に示すメタ型のアラミド繊維12a,…によ
って形成されている。また、ローラ11は回転自在に支
持されており、ローラ11は、駆動手段としてのモータ
Mに接続されて回転するようになっている。さらに、本
実施例におけるラビング処理は、基板1a又は1bを回
転するローラ11に接触させながら移動させることによ
り行うものである。なお、かかる基板1a,1b上には
上述した電極2a,…,2b,…、絶縁膜3a,3b、
及び配向膜5a,5bが既に形成されており、配向膜5
a,5bが、ラビング布12(特に、起毛した繊維12
a,…)に擦られてラビング処理が施されるようになっ
ている。
【0015】
【式2】 ついで、液晶表示素子の製造方法について説明する。
【0016】本実施例においては、絶縁膜3a,3b
は、PAM606EP(触媒化成社製)を印刷法によっ
て基板上に塗布し、その後、約300℃の温度にて約1
時間焼成することにより形成した。また、配向膜5a,
5bは、LQ1800(日立化成製)を印刷法によって
基板上に塗布し、約270℃で約1時間の焼成により形
成し、その後、上述したラビング装置10によってラビ
ング処理を施した。さらに、このようにして絶縁膜3
a,3b等を形成した基板1a,1bの一方(基板1a
又は1b)にはスペーサビーズ6,…を散布し、他方の
基板1b又は1aにはシール接着剤(不図示)を塗布し
て、それらの基板1a,1bを貼り合わせた。その後、
これらの基板1a,1b間には液晶7を注入し、液晶表
示素子Pを作製した。またさらに、このようにして作製
された液晶表示素子Pを、液晶7が等方相となるまで加
熱し、その後カイラルスメクチックC層にまで冷却し
た。
【0017】ついで、本実施例の効果について説明す
る。
【0018】本実施例によれば、ラビング布12は耐熱
性及び機械的強度に優れたアラミド繊維12a,…によ
って形成されているため、基板(正確には配向膜5a,
5b)との間に発生する摩擦熱や摩擦抵抗にかかわらず
該ラビング布12の消耗が低減される。したがって、連
続使用した場合であっても、ラビング布12の交換回数
を低減でき、その分、ラビング処理能力(時間当たりの
ラビング処理個数)を向上させることができる。また、
このようにラビング布12の消耗が低減されることか
ら、配向膜5a,5bへの異物の付着や傷の発生も低減
できる。その結果、液晶7を注入した場合においても、
配向欠陥のない良好な配向状態を得ることができる。
【0019】また、ラビング布12をローラ11及びモ
ータMによって回転駆動することにより、効率良くラビ
ング処理を行うことができる。
【0020】なお、本発明者は本実施例の効果を確かめ
るために50個の液晶表示素子を作製し、作製途中にお
いてラビング処理を施した基板(100枚)について配
向膜5a,5bの表面を顕微鏡により観察したが、異物
の付着や傷の発生は認められなかった。また、作製した
液晶表示素子についてクロスニコルの偏光板を用いて液
晶の配向状態を観察したところ、すべて欠陥のない均一
な配向状態(ユニフォーム配向)であることが確認され
た。
【0021】なお、上述実施例においてはメタ型アラミ
ド繊維を用いたが、式3に示すパラアラミド繊維を用い
てもよい。
【0022】
【式3】 本発明者は、このパラアラミド繊維を用いてラビング処
理を行い、配向膜における異物の付着や傷の発生を上述
実施例と同様に観察したが、異物や傷は全く発見されな
かった。また、液晶を注入して配向状態を観察したが、
欠陥のない良好なユニフォーム配向であった。
【0023】なお、上述実施例においてはラビング装置
の回転体にはローラ11を用いるものとしたが、もちろ
んこれに限る必要はなく、回転ベルト等を用いても良
い。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
起毛状の部材は耐熱性及び機械的強度に優れたアラミド
繊維によって形成されているため、配向膜との間に発生
する摩擦熱や摩擦抵抗にかかわらず該起毛状の部材の消
耗が低減される。したがって、連続使用した場合であっ
ても、起毛状の部材の交換回数を低減でき、その分、ラ
ビング処理能力(時間当たりのラビング処理個数)を向
上させることができる。また、このように起毛状の部材
の消耗が低減されることから、配向膜への異物の付着や
傷の発生も低減できる。その結果、配向欠陥のない良好
な配向状態を有する液晶表示素子を得ることができる。
【0025】また、前記起毛状の部材を回転体と駆動手
段によって回転駆動することにより、効率良くラビング
処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶表示素子の構造を示す断面図。
【図2】ラビング装置の構造及びラビング方法を説明す
るための模式図。
【図3】ラビング装置の構造を説明するための詳細図。
【符号の説明】
1a,1b ガラス基板 2a,…,2b,… 透明電極 3a,3b 絶縁膜 5a,5b ポリイミド配向膜 6,… スペーサビーズ 7 フェニルピリミジン系混合強誘電性液晶 10 ラビング装置 11 ローラ(回転体) 12 ラビング布 12a アラミド繊維(起毛状の部材) M モータ(駆動手段) 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 (72)発明者 三浦 聖志 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 昭63−191127(JP,A) 特開 昭62−79423(JP,A) 特開 平2−33376(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アラミド繊維によって形成した起毛状の
    部材を備え、該起毛状のアラミド繊維を配向膜に摺動さ
    せることにより液晶表示素子の配向処理を行うことを特
    徴とするラビング装置。
  2. 【請求項2】 前記起毛状の部材が、主鎖にベンゼン環
    を有する芳香族ポリアミド繊維によって形成されてな
    る、 ことを特徴とする請求項1記載のラビング装置。
  3. 【請求項3】 前記起毛状の部材を回転自在に支持する
    回転体と、 該回転体を駆動する駆動手段と、 を備えてなる請求項1又は2記載のラビング装置。
  4. 【請求項4】 前記回転体がローラである、 請求項3記載のラビング装置。
  5. 【請求項5】 前記起毛状部材が、メタ型のアラミド繊
    維によって形成されてなる、 ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の
    ラビング装置。
  6. 【請求項6】 前記起毛状部材が、パラ型のアラミド繊
    維によって形成されてなる、 ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の
    ラビング装置。
  7. 【請求項7】 アラミド繊維からなる起毛状の部材を配
    向膜表面で摺動させる、 ことを特徴とする液晶表示素子の配向処理方法。
  8. 【請求項8】 前記起毛状の部材が回転体に回転自在に
    支持され、該回転体を駆動することで該起毛状の部材を
    配向膜表面で摺動させる、 ことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示素子の配向
    処理方法。
  9. 【請求項9】 前記回転体がローラである、 ことを特徴とする請求項8に記載の液晶表示素子の配向
    処理方法。
  10. 【請求項10】 前記起毛状の部材がメタ型のアラミド
    繊維からなる、 請求項7に記載の液晶表示素子の配向処理方法。
  11. 【請求項11】 前記起毛状の部材がパラ型のアラミド
    繊維からなる、 請求項7に記載の液晶表示素子の配向処理方法。
  12. 【請求項12】 基板上に電極を形成する工程と、配向
    膜を形成する工程と、該配向膜表面でアラミド繊維から
    なる起毛状の部材を摺動させて配向処理を行う工程と、
    該配向処理のなされた配向膜を有する基板を含む一対の
    基板をスペーサービーズを介して貼り合わせる工程と、
    該一対の基板間に液晶を注入する工程と、 を有する液晶表示素子の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記配向膜の配向処理を行う工程にお
    いて、前記起毛状の部材が回転体に回転自在に支持さ
    れ、該回転体を駆動することで該起毛状の部材を配向膜
    表面で摺動させる、 ことを特徴とする請求項12に記載の液晶表示素子の製
    造方法。
  14. 【請求項14】 前記回転体がローラである、 ことを特徴とする請求項13に記載の液晶表示素子の製
    造方法。
  15. 【請求項15】 前記起毛状の部材がメタ型のアラミド
    繊維からなる、 請求項12に記載の液晶表示素子の製造方法。
  16. 【請求項16】 前記起毛状の部材がパラ型のアラミド
    繊維からなる、 請求項12に記載の液晶表示素子の製造方法。
  17. 【請求項17】 前記液晶が強誘電性液晶である、 ことを特徴とする請求項12に記載の液晶表示素子の製
    造方法。
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