JP3247848B2 - ラビング処理装置、ラビング処理方法および液晶表示装置 - Google Patents

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、所定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お
よびラビングローラに関する。さらに、該ラビング処理
装置を用いてラビング処理することによって形成された
配向膜を有する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶を用いたデバイスとして、たとえば
液晶表示装置が挙げられる。液晶表示装置は、たとえば
ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ
（オフィスオートメーション）機器の表示手段として好
適に用いられ、具体的にはたとえばＳＴＮ（スーパーツ
イステッドネマティック）型液晶表示装置が挙げられ
る。

【０００３】液晶表示装置は、少なくともいずれか一方
が透光性を有する一対の基板部材間に液晶を介在して構
成される。一対の基板部材は、たとえば透光性を有する
基板上に表示用の電極を形成し、該電極を含む基板上に
配向膜を形成して構成される。前記ＳＴＮ型液晶表示装
置では、基板部材間に介在される液晶分子が、該基板部
材間で１８０°以上、たとえば２１０°〜２６０°の範
囲で捩れ配向している。配向膜は液晶分子の配向方向を
一方向に揃える機能を有し、該機能を付加するためにそ
の表面には所定のラビング処理装置を用いたラビング処
理が施されている。

【０００４】図７は、従来技術であるラビング処理装置
を用いたラビング処理を説明するための被処理基板１と
ラビングローラ２とを示す平面図である。被処理基板１
は、基板３の一方表面上に表示用の電極４が形成され、
該電極４を覆ってポリイミドなどの樹脂からなる被処理
膜５が形成されて構成される。ラビングローラ２は、ロ
ーラ６の表面にラビング布７を両面粘着シートなどによ
って巻着して構成される。

【０００５】配向膜は、具体的に、被処理膜５の表面に
ラビングローラ２を一定の圧力で接触させ、ラビングロ
ーラ２を回転軸８を中心として所定の方向９に所定の速
度で回転させながら、被処理基板１およびラビングロー
ラ２を相対的に移動させて、たとえばラビングローラ２
を方向１０に移動させて、被処理膜５の表面を一定方向
に擦ることによって形成される。

【０００６】ここで、ドットマトリクス表示を行う液晶
表示装置では、次のような条件が選ばれる。被処理基板
１の基板３は矩形である。電極４は帯状であり、その長
手方向と基板３の１辺３ａとが平行に選ばれる。ラビン
グローラ２のラビング布７は後述するようなパイルが植
毛された布であり、パイルの１並設方向と回転軸８とが
平行に選ばれる。また、ラビング処理時において、ラビ
ング処理を開始する辺である前記基板３の辺３ａと回転
軸８とは、所定の角度αに選ばれる。なお、ラビングロ
ーラ２のパイルの前記１並設方向と直交する方向がラビ
ング方向１１である。ここでは、回転軸８と直交する方
向である。

【０００７】図８（ａ）は、ラビング布７用の布地１２
を示す平面図であり、図８（ｂ）は布地１２を拡大して
示す斜視図である。ラビング布７用の布地１２は、縦横
に編まれた地糸１３に数十本のフィラメントを束ねたパ
イル１４を編込み、各パイル１４の植毛長さが均一に揃
えられた布である。布地１２は、利用効率を考慮して、
パイル１４の１並設方向１５ａと該１並設方向１５ａと
直交する方向１５ｂとに沿って、ローラ６の円周長さを
一方辺長さとし、ローラ６の幅方向長さを他方辺長さと
した矩形に裁断された後、該並設方向１５ａと回転軸８
とが平行となるようにしてローラ６に巻着される。

【０００８】図９は、上述したような従来技術のラビン
グ装置を用いて作成された配向膜を有するＳＴＮ型の液
晶表示装置１６を説明するための平面図である。液晶表
示装置１６の表示画面に対する視角方向は、図９（ａ）
に示されるように、紙面上で、上下方向および左右方向
を１２時、６時、９時および３時方向とされ、コントラ
スト比の最も大きい方向を、たとえば１２時方向に設定
した場合を１２時視角設定という。視角方向によるコン
トラスト比などの分布を上下方向や左右方向で対称とな
るように前記ラビング方向が選ばれる。

【０００９】一方基板部材１７は、たとえば図９（ｂ）
に示されるように、基板１８の一方表面上に帯状電極１
９が形成され、該帯状電極１９を覆って配向膜２０が形
成されて構成され、前記帯状電極１９はラビング処理を
開始する基板１８の辺１８ａ、すなわち１２時方向の辺
１８ａに対して直交する方向に形成される。ラビング方
向１１ａと前記辺１８ａとのなす角度がβ１に選ばれて
ラビング処理されて、配向膜２０が作成される。

【００１０】同様にして、他方基板部材２１は、たとえ
ば図９（ｃ）に示されるように、基板２２の一方表面上
に帯状電極２３が形成され、該帯状電極２３を覆って配
向膜２４が形成されて構成され、前記帯状電極２３はラ
ビング処理を開始する基板２２の辺２２ａ、すなわち１
２時方向の辺２２ａと平行に形成される。ラビング方向
１１ｂと前記辺２２ａとのなす角度がβ２に選ばれてラ
ビング処理されて、配向膜２４が作成される。

【００１１】このようにして作成された配向膜２０，２
４をそれぞれ有する基板部材１７，２１は、図９（ｄ）
に示されるように、各配向膜２０，２４を互いに対向さ
せ、前記ラビング方向１１ａ，１１ｂ同士が角度γをな
すようにし、さらに基板部材１７，２１間に液晶を介在
させて貼合わせられて、液晶表示装置１６とされる。前
記角度β１，β２は、たとえばともに３０°に選ばれ、
角度γは２４０°に選ばれる。なお、角度γは、基板部
材１７，２１に介在される液晶分子の、該基板部材間で
の捩れ角（ツイスト角）である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ＳＴＮ型のドットマト
リクス表示を行う液晶表示装置は、近年、表示特性の向
上によってノート型パーソナルコンピュータのみならず
薄型の表示手段として、市場が拡大しており、要求され
る大画面化および高精細化に対して、表示品位の面内均
一性、特に中間調表示における表示品位の面内均一性や
コントラスト比の向上が重要な課題となっている。

【００１３】図１０は、ラビング処理時の様子を拡大し
て示す断面図である。被処理膜５は電極４を覆って形成
されるが、電極４の膜厚は、たとえば２０００Å〜４５
００Åに選ばれ、被処理膜５の膜厚は、たとえば５００
Å程度に選ばれるので、被処理基板１の表面には電極４
による段差が生じる。ラビングローラ２は、このような
段差が生じた被処理基板１の表面を、パイル１４によっ
て擦っている。

【００１４】大画面化および高精細化の要求につれて、
電極４の抵抗による駆動電圧への負荷が増大する。この
負荷を軽減させるために、被処理基板１の電極４の膜厚
は厚く形成され、これによって前記段差は大きくなる傾
向がある。

【００１５】図１１は、従来技術のラビング処理時の様
子を拡大して示す図である。図１１（ａ）は平面図であ
り、図１１（ｂ）は斜視図である。被処理基板１の基板
３は矩形であり、帯状の電極４の長手方向と基板３の１
辺３ａとが平行に選ばれ、ラビングローラ２のパイルの
１並設方向と回転軸８とが平行に選ばれ、ラビング処理
を開始する辺３ａと回転軸８とが所定の角度αに選ばれ
る。被処理基板１の表面には前述したような段差が生じ
ているので、ラビング時には図１１（ｂ）に示されるよ
うに、段差をなしている凸部の１辺２５ａに対してパイ
ル１４ａ，１４ｂ，１４ｃが一本ずつ順次的に当接す
る。また、辺２５ａに対向する辺２５ｂからパイル１４
ａ，１４ｂ，１４ｃが一本ずつ順次的に離れる。これに
よって、パイル１４の毛先が乱れ、電極４において、そ
の中心部と、ラビング処理が開始される側の周縁部およ
びラビング処理が終了される側の周縁部とで、ラビング
方向が乱れてしまうこととなる。前述したように段差は
大きくなる傾向があるので、ラビング方向の乱れは顕著
となる。

【００１６】このようなラビング処理が施された配向膜
を有する液晶表示装置では、一方および他方基板部材の
電極が互いに重畳する画素領域内で、液晶分子の配向方
向が乱れ、ツイスト角γが乱れることとなる。また特
に、画素の１２時方向側周縁部および６時方向側周縁部
のプレティルト角が、画素の中心部のプレティルト角に
比べて高くなり、透過率が高くなる現象、いわゆる光抜
け現象が生じる。なおプレティルト角とは、基板部材表
面に対して液晶分子の長軸方向がなす傾斜角度である。

【００１７】また、本来、液晶層に表示用の電圧を印加
したとき（オン電圧印加時）のプレティルト角と、表示
用の電圧を印加しないとき（オフ電圧印加時）のプレテ
ィルト角とは、その差が大きいほど光の透過率の比、す
なわちコントラスト比が大きくなる。しかし、上述した
ように、面内のプレティルト角が乱れているので、オン
電圧印加時とオフ電圧印加時とのプレティルト角の差は
小さくなり、コントラスト比が低下することとなる。

【００１８】さらに、オフ電圧を下げようとすると、相
対的にオン電圧が不充分になって、透過率が低下してし
まう。高い透過率の充分な輝度を得るために、液晶表示
装置に組込まれるバックライトの輝度を高くすると、消
費電力が上昇し、連続的な駆動時間が短くなるという不
都合が生じる。

【００１９】また、ラビング処理方向の乱れを低減する
手法が、たとえば実開平２−０３３０３０号公報に開示
されている。該公報はローラに対するラビング布の巻着
技術に関し、パイルの無い接合端をラビングローラの回
転軸に対して傾斜させて配置することによって、パイル
が接触しないラビング処理されない部分を分散させて、
連続した不均一な配向部分を無くしている。

【００２０】また、ラビング処理方向の乱れを低減する
他の手法を、本願出願人が特願平７−２２９３３６号や
特願平８−２８１１５１号で提案している。特願平７−
２２９３３６号は、前記公報と同様にローラに対するラ
ビング布の巻着技術に関し、具体的には、パイルの１並
設方向がラビングローラの回転軸に対して傾斜するよう
にしてラビング布をローラに巻着し、これによって被処
理基板に当接するパイルの密度を高めて、ラビング処理
方向の均一性を高めている。さらに、特願平８−２８１
１５１号では、ラビングローラが被処理基板に接触する
接触量をほぼ一定として、ラビング処理方向の均一性を
高めている。

【００２１】また、特開平７−２８１１８８号公報に
は、ラビングローラのラビング布の表面粗さを特定する
ことによって、プレティルト角の高い安定してムラの無
い液晶配向状態を得る技術が開示されている。特開平７
−１６８１８６号公報には、ラビング布の布地面に対す
るパイルの傾き角を特定し、被処理基板を擦る方向とパ
イルの傾斜方向とを一致させることによって、液晶配向
状態の均一性を向上する技術が開示されている。特開平
２−２２６２４号公報には、被処理基板がラビングロー
ラと接しながら一定方向に移動するときの、該一定方向
に対して垂直な方向と、ラビングローラの回転軸方向と
のなす角度を、±１°〜±４５°の範囲の角度に設定す
ることによって、面内均一性の高い液晶配向状態を得る
技術が開示されている。

【００２２】しかし、いずれの公報でも、図１１で説明
したような被処理基板１とラビングローラ２との位置関
係によって生じる不都合を解消することはできない。

【００２３】本発明の目的は、被処理基板の段差を有す
る表面を均一にラビング処理することができるラビング
処理装置およびラビング処理方法を提供することであ
る。また、そのようなラビング処理装置が備えるラビン
グ布およびラビングローラを提供することである。さら
に、該ラビング処理装置を用いたラビング処理によって
形成された配向膜を有し、表示品位の向上した液晶表示
装置を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に複数
の帯状電極が互いに平行に形成され、該帯状電極を覆っ
て前記基板上にラビング処理すべき被処理膜が形成され
た被処理基板の前記被処理膜表面に、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がローラ表面に巻着されたラ
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、前記帯状電極は、そ
の長手方向が基板の一辺と平行となるようにして基板上
に設けられ、ラビングローラのパイルの１並設方向と、
被処理基板の帯状電極の長手方向とのなす角度θ１が、
±５°以内の範囲に選ばれ、ラビングローラのパイルの
前記１並設方向と直交する方向であるラビング方向と、
帯状電極の長手方向とのなす角度θ２が、１０°以上６
０°以下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。本発明に従えば、ラビングローラのパイ
ルの１並設方向と、被処理基板の帯状電極の長手方向と
のなす角度θ１を±５°以内の範囲に選ぶことによっ
て、帯状電極によって段差が形成された被処理基板の表
面は、段差をなしている凸部の一辺に対してパイルがほ
ぼ同時に当接し、また該辺に対向する辺からパイルがほ
ぼ同時に離れて、ラビング処理される。したがって、パ
イルの毛先の乱れは低減し、ラビング方向の面内均一性
が向上する。液晶表示装置を構成する一対の基板部材の
いずれであっても、上記条件でラビング処理して、均一
性を向上することができる。

【００２５】また、ラビングローラのパイルの１並設方
向と直交する方向であるラビング方向と帯状電極の長手
方向とのなす角度θ２を１０°以上６０°以下の範囲に
選ぶことによって、被処理基板の段差をなしている凸部
の一辺に対してパイルがほぼ同時に当接／離反してラビ
ング処理される。したがって、パイルの毛先の乱れは低
減し、ラビング方向の面内均一性が向上する。このよう
な条件は、ＳＴＮ型液晶表示装置に適している。

【００２６】また本発明は、基板上に複数の帯状電極が
互いに平行に形成され、該帯状電極を覆って前記基板上
にラビング処理すべき被処理膜が形成された被処理基板
の前記被処理膜表面に、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
るラビング布がローラ表面に巻着されたラビングローラ
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、ラビングローラのパイルの１並設
方向と、被処理基板の帯状電極の長手方向とのなす角度
θ１が、±５°以内の範囲に選ばれ、前記ラビングロー
ラの回転軸方向とパイルの前記１並設方向とのなす角度
θ３が、１０°以上６０°以下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。本発明に従えば、
ラビングローラのパイルの１並設方向と、被処理基板の
帯状電極の長手方向とのなす角度θ１を±５°以内の範
囲に選ぶことによって、帯状電極によって段差が形成さ
れた被処理基板の表面は、段差をなしている凸部の一辺
に対してパイルがほぼ同時に当接し、また該辺に対向す
る辺からパイルがほぼ同時に離れて、ラビング処理され
る。したがって、パイルの毛先の乱れは低減し、ラビン
グ方向の面内均一性が向上する。液晶表示装置を構成す
る一対の基板部材のいずれであっても、上記条件でラビ
ング処理して、均一性を向上することができる。また、
ラビングローラの回転軸方向とパイルの１並設方向との
なす角度θ３を１０°以上６０°以下の範囲に選ぶこと
によって、被処理基板の段差をなしている凸部の一辺に
対してパイルがほぼ同時に当接／離反してラビング処理
される。したがって、パイルの毛先の乱れは低減し、ラ
ビング方向の面内均一性が向上する。このような条件
は、ＳＴＮ型液晶表示装置に適している。

【００２７】また本発明は、ローラ表面に巻着される矩
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パイルが植設されたラビング布
において、前記パイルの１並設方向とラビング布の一辺
とのなす角度θ４が、１０°以上６０°以下の範囲に選
ばれることを特徴とするラビング布である。本発明に従
えば、このようなラビング布をローラに巻着してラビン
グローラを形成することができ、該ラビングローラを用
いて、パイルの毛先の乱れが低減し、面内均一性の向上
したラビング処理を施すことができる。

【００２８】また本発明は、互いに直交する２方向に周
期性を有する間隔をあけて植設されたパイルを有するラ
ビング布が、ローラ表面に巻着されたラビングローラに
おいて、巻着されるラビング布は矩形であり、前記パイ
ルの１並設方向とラビング布の一辺とのなす角度θ４が
１０°以上６０°以下の範囲に選ばれ、ラビング布の前
記一辺がローラの回転軸方向と平行に巻着されているこ
とを特徴とするラビングローラである。本発明に従え
ば、このようなラビングローラを用いて、パイルの毛先
の乱れが低減し、面内均一性の向上したラビング処理を
施すことができる。

【００２９】

【００３０】また本発明は、基板上に複数の帯状電極を
互いに平行に形成する工程と、該帯状電極を覆って前記
基板上にラビング処理すべき被処理膜を形成する工程
と、該被処理膜表面を、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する工程とを含むことを特徴と
するラビング処理方法である。本発明に従えば、帯状電
極によって段差が形成された被処理基板の表面は、段差
をなしている凸部の一辺に対してパイルがほぼ同時に当
接し、また該辺に対向する辺からパイルがほぼ同時に離
れて、ラビング処理される。したがって、パイルの毛先
の乱れは低減し、ラビング方向の面内均一性が向上す
る。

【００３１】また本発明は、少なくともいずれか一方が
透光性を有する一対の基板部材間に液晶を介在した液晶
表示装置において、前記一対の基板部材のうちの少なく
ともいずれか一方基板部材は、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された配向膜を有するこ
とを特徴とする液晶表示装置である。本発明に従えば、
帯状電極によって段差が形成された被処理基板の表面
は、段差をなしている凸部の一辺に対してパイルがほぼ
同時に当接し、また該辺に対向する辺からパイルがほぼ
同時に離れて、ラビング処理される。したがって、パイ
ルの毛先の乱れは低減し、ラビング方向の面内均一性が
向上する。このようなラビング処理が施された配向膜を
有する液晶表示装置では、画素領域内での液晶分子の配
向均一性が向上し、ツイスト角の均一性が向上する。ま
た、画素内のプレティルト角がほぼ等しくなり、部分的
に透過率が高くなる光抜け現象の発生が抑制される。し
たがって、画素内のプレティルト角の均一性が向上する
ので、オン電圧印加時とオフ電圧印加時とのプレティル
ト角の差が充分大きな値となり、高いコントラスト比が
得られる。高いコントラスト比が得られるので、液晶表
示装置に組込まれるバックライトの輝度を高くする必要
はなく、電力消費量が少なく連続して駆動可能な時間が
長い液晶表示装置を実現できる。

【００３２】また本発明は、前記基板部材間に介在され
る液晶が、該基板部材間で液晶分子が２１０°〜２６０
°の範囲で捩れ配向したＳＴＮ液晶であることを特徴と
する。本発明に従えば、表示品位に対して液晶配向状態
の影響を受け易いＳＴＮ型液晶表示装置において、優れ
た表示品位を得ることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
あるラビング処理装置を示す平面図である。ここでは、
該ラビング処理装置を用いて液晶表示装置が備える一対
の基板部材を作成する例について説明する。図１（ａ）
は、一対の基板部材のうちの一方基板部材となる被処理
基板５１ａに対するラビング処理の様子を示し、図１
（ｂ）は他方基板部材となる被処理基板５１ｂに対する
ラビング処理の様子を示す図である。

【００３４】被処理基板５１ａは、基板５３ａの一方表
面上に表示用の電極５４ａが形成され、該電極５４ａを
覆ってポリイミドなどの樹脂からなる被処理膜５５ａが
形成されて構成される。ラビングローラ５２は、ローラ
５６の表面にラビング布５７を両面粘着シートなどによ
って巻着して構成される。

【００３５】配向膜は、具体的に、被処理膜５５ａの表
面にラビングローラ５２を一定の圧力で接触させ、ラビ
ングローラ５２を回転軸５８を中心として所定の方向５
９に所定の速度で回転させながら、被処理基板５１ａお
よびラビングローラ５２を相対的に移動させて、たとえ
ばラビングローラ５２を方向６０に移動させて、被処理
膜５５ａの表面を一定方向に擦ることによって形成され
る。

【００３６】被処理基板５１ｂは、被処理基板５１ａと
同様に、基板５３ｂの一方表面上に表示用の電極５４ｂ
が形成され、該電極５４ｂを覆って被処理膜５５ｂが形
成されて構成され、配向膜は被処理膜５５ｂの表面を上
述したのと同様にして擦ることによって形成される。

【００３７】ここで、ドットマトリクス表示を行う液晶
表示装置では、次のような条件が選ばれる。被処理基板
５１ａ，５１ｂの基板５３ａ，５３ｂは、矩形である。
電極５４ａ，５４ｂは帯状であり、電極５４ａの長手方
向６２ａと基板５３ａの１辺５３ｃとが平行に選ばれ、
電極５４ｂの長手方向６２ｂと基板５３ｂの１辺５３ｄ
とが平行に選ばれる。ラビング処理は、該辺５３ｃ，５
３ｄから開始される。ラビングローラ５２のラビング布
５７は、従来技術と同様に図８（ｂ）に示されるような
パイルが植毛された布であり、パイルの１並設方向６３
と回転軸５８とが平行に選ばれる。

【００３８】また、被処理基板５１ａのラビング処理時
において、ラビングローラ５２のパイルの１並設方向６
３と、被処理基板５１ａの帯状電極５４ａの長手方向６
２ａとのなす角度は、所定の角度θ１に選ばれる。被処
理基板５１ｂのラビング処理時において、前記１並設方
向６３と、被処理基板５１ｂの帯状電極５４ｂの長手方
向６２ｂとのなす角度は、所定の角度θ１に選ばれる。
角度θ１は、好ましくは５°以内の範囲に選ばれる。本
実施形態では、角度θ１を±５°とした。

【００３９】なお、ラビングローラ５２のパイルの１並
設方向６３と直交する方向がラビング方向６１ａ，６１
ｂである。ここでは、回転軸５８と直交する方向であ
る。

【００４０】本実施形態では、また、前記１並設方向６
３と直交する方向であるラビング方向６１ａと帯状の電
極５４ａの長手方向６２ａとのなす角度、および前記１
並設方向６３と直交する方向であるラビング方向６１ｂ
と帯状の電極５４ｂの長手方向６２ｂとのなす角度は、
ともに所定の角度θ２に選ばれる。角度θ２は、好まし
くは１０°以上６０°以下の範囲に選ばれる。

【００４１】本実施形態では、ラビング布５７として、
吉川化工製商品名ＹＡ−１８Ｒのレーヨン繊維からなる
布を用いた。また、コントラスト比の最も高い方向を１
０時３０分の視角方向とした液晶表示装置を作成するた
めのラビング処理を行った。また、電極５４ａ，５４ｂ
の膜厚を３０００Åとし、表示画面の大きさを対角線長
さが３５ｃｍの１３．８型とした。

【００４２】図２は、上述したようなラビング処理装置
を用いて配向膜が形成された一対の基板部材６５ａ，６
５ｂを含むＳＴＮ型の液晶表示装置６４を説明するため
の平面図である。各配向膜を互いに対向させ、前記ラビ
ング方向６１ａ，６１ｂ同士が角度γ１をなすように
し、さらに基板部材６５ａ，６５ｂ間に液晶を介在させ
て貼合わせられて、液晶表示装置６４とされる。角度γ
１は、１８０°以上の範囲に選ばれ、好ましくは２１０
°〜２６０°の範囲に選ばれる。本実施形態では２６０
°に選んだ。なお、角度γ１は、基板部材６５ａ，６５
ｂの間に介在される液晶分子の、該基板部材間での捩れ
角（ツイスト角）である。

【００４３】また本実施形態では、一対の基板部材６５
ａ，６５ｂ間の間隔であるセル厚を６μｍとしたカラー
ＳＴＮ型液晶表示装置とした。液晶注入後、偏光板や位
相差板と組み合わせた。

【００４４】次に、第１実施形態の液晶表示装置と、従
来技術の液晶表示装置との表示品位を比較した結果につ
いて説明する。従来技術の液晶表示装置は、図７に示さ
れるようなラビング処理装置を用いて作成した配向膜を
有する液晶表示装置であり、コントラスト比の最も高い
方向を１２時の視角方向とし、２６０°のツイスト角と
し、セル厚を６μｍとした。表示品位は、液晶表示装置
を点灯状態として顕微鏡によって観察して評価した。第
１実施形態の液晶表示装置は、従来技術の液晶表示装置
に比べて、画素の１２時方向側周縁部および６時方向側
周縁部の光抜けが少なく、面内において高い均一性を有
して点灯していることが確認された。

【００４５】また、所定の駆動回路を接続して電気光学
特性を評価した。具体的には、トプコン社製輝度測定装
置ＢＭ７を用い、液晶表示装置にオン／オフ（点灯／非
点灯）信号を供給して輝度を測定し、その輝度比から表
示面に対して真上方向のコントラスト比を求めた。従来
技術の液晶表示装置の２９．５：１に対して、第１実施
形態の液晶表示装置では、３７：１のコントラスト比が
得られた。これは、コントラスト比が約２５％向上した
こととなる。

【００４６】さらに、液晶表示装置に対するバックライ
ト光の透過率を求めたところ、従来技術の液晶表示装置
の３．４％に対して、第１実施形態の液晶表示装置で
は、４．５％が得られた。これは、透過率が約３０％向
上したこととなる。

【００４７】図３は、本発明の第２実施形態であるラビ
ング処理装置を示す平面図である。図３（ａ）は、前記
被処理基板５１ａに対するラビング処理の様子を示し、
図３（ｂ）は被処理基板５１ｂに対するラビング処理の
様子を示す図である。第２実施形態で用いられるラビン
グローラ７１は、ローラ７２の表面にラビング布７３を
両面粘着シートなどによって巻着して構成される。配向
膜は、第１実施形態と同様に、被処理膜５５ａ，５５ｂ
の表面にラビングローラ７１を一定の圧力で接触させ、
ラビングローラ７１を回転軸５８を中心として所定の方
向５９に所定の速度で回転させながら、被処理基板５１
ａ，５１ｂおよびラビングローラ７１を相対的に移動さ
せて、たとえばラビングローラ７１を方向６０に移動さ
せて、被処理膜５５ａ，５５ｂの表面を一定方向に擦る
ことによって形成される。

【００４８】ここで、ドットマトリクス表示を行う液晶
表示装置では、次のような条件が選ばれる。被処理基板
５１ａ，５１ｂの基板５３ａ，５３ｂの形状、電極５４
ａ，５４ｂの形状および形成位置関係は、第１実施形態
と同じである。ラビングローラ７１のラビング布７３
は、従来技術と同様に図８（ｂ）に示されるようなパイ
ルが植毛された布であり、パイルの１並設方向７４と回
転軸５８とのなす角度が所定の角度θ３に選ばれる。角
度θ３は、好ましくは１０°以上６０°以下の範囲に選
ばれる。

【００４９】また、被処理基板５１ａのラビング処理時
において、ラビングローラ７１のパイルの１並設方向７
４と、被処理基板５１ａの帯状電極５４ａの長手方向６
２ａとのなす角度は、所定の角度θ１に選ばれる。被処
理基板５１ｂのラビング処理時において、前記１並設方
向７４と、被処理基板５１ｂの帯状電極５４ｂの長手方
向６２ｂとのなす角度は、所定の角度θ１に選ばれる。
角度θ１は、好ましくは±５°以内の範囲に選ばれる。
本実施形態では、角度θ１を５°とした。

【００５０】また、ラビングローラ７１の回転軸５８と
基板５３ａの辺５３ｃとのなす角度、および回転軸５８
と基板５３ｂの辺５３ｄとのなす角度は、所定の角度に
選ばれる。本実施形態では４０°に選んだ。

【００５１】なお、ラビングローラ７１のパイルの１並
設方向７４と直交する方向がラビング方向７５ａ，７５
ｂである。たとえば、移動方向６０と平行な方向であ
る。

【００５２】本実施形態では、ラビング布７３として、
吉川化工製商品名ＹＡ−１９Ｒを用いた。また、コント
ラスト比の最も高い方向を１２時の視角方向とした液晶
表示装置を作成するためのラビング処理を行った。ま
た、電極５４ａ，５４ｂの膜厚を３０００Åとし、表示
画面の大きさを対角線長さが３５ｃｍの１３．８型とし
た。

【００５３】第２実施形態で説明したラビング装置を用
いて一対の基板部材６５ａ，６５ｂを作成して、図２に
示されるようなＳＴＮ型の液晶表示装置６４を実現する
ことができる。本実施形態では、角度γ１を２６０°に
選び、セル厚を６．７μｍとした液晶表示装置を作成し
た。

【００５４】第２実施形態のラビング処理装置のラビン
グローラ７１を回転駆動する際のトルク電流は、従来技
術のラビング処理装置よりも小さく、安定していた。こ
れは、ラビングローラ７１のパイルの１並設方向７４
と、被処理基板５１ａ，５１ｂの帯状電極５４ａ，５４
ｂの長手方向６２ａ，６２ｂとのなす角度θ１を±５°
以下の範囲に選んだことによって、パイルの毛先が電極
５４ａ，５４ｂの端辺にほぼ同時に接触し、またほぼ同
時に離反して、毛先のばらつきが少なくなったためと考
えられる。このような効果は、第１実施形態のラビング
処理装置においても得られる。

【００５５】次に、第２実施形態の液晶表示装置と、従
来技術の液晶表示装置との表示品位を比較した結果につ
いて説明する。従来技術の液晶表示装置は、第１実施形
態で説明したのと同様である。また、表示品位は、第１
実施形態と同様にして評価した。第２実施形態の液晶表
示装置は、第１実施形態の液晶表示装置と同様に、従来
技術の液晶表示装置に比べて、画素の１２時方向側周縁
部および６時方向側周縁部の光抜けが少なく、面内にお
いて高い均一性を有して点灯していることが確認され
た。

【００５６】また、第１実施形態と同様にして電気光学
特性を評価した。真上方向のコントラスト比は、従来技
術の液晶表示装置の３３．７：１に対して、第２実施形
態の液晶表示装置では、３８．４：１のコントラスト比
が得られた。これは、コントラスト比が約１４％向上し
たこととなる。

【００５７】さらに、液晶表示装置に対するバックライ
ト光の透過率は、従来技術の液晶表示装置の３．８％に
対して、第２実施形態の液晶表示装置では、４．３％が
得られた。これは、透過率が約１３％向上したこととな
る。

【００５８】図４は、所定の領域が裁断されてラビング
ローラ７１用のラビング布７３とされる布地８１を示す
平面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）は、裁断し
たラビング布をローラ７２に巻着する様子を示す斜視図
である。

【００５９】ラビング布用の布地８１は、従来技術のラ
ビング処理装置に用いられる布地と同様であり、具体的
には、図８（ｂ）に示されるように、縦横に編まれた地
糸１３に数十本のフィラメントを束ねたパイル１４を編
込み、各パイル１４の植毛長さが均一に揃えられた布で
ある。すなわち、互いに直交する２方向に周期性を有す
る間隔をあけてパイル１４が植設された布である。

【００６０】布地８１の裁断領域には２種類の設定が可
能であり、一方は、布地８１の一辺８４であって、パイ
ルの１並設方向と平行な一辺８４と、矩形の裁断領域８
２の一辺８５とが所定の角度θ４をなすようにして設定
される。すなわち、パイルの１並設方向に対して角度θ
４をなす一辺８５を有する領域８２が裁断される。この
場合、前記角度θ４は、１０°以上６０°以下の範囲に
選ぶことが好ましい。角度θ４は、第２実施形態では具
体的に４５°に選んだ。領域８２を裁断して作成された
ラビング布７３ａは、図５（ａ）に示されるように、一
辺８５と回転軸５８とが平行となるようにしてローラ７
２に巻着される。すなわち、ラビング布７３ａの前記一
辺８５がローラ７２の幅方向に一致するようにして巻着
される。

【００６１】他方は、前記角度θ４を０°として、布地
８１の一辺８４と、帯状で矩形の裁断領域８３の長手方
向の一辺８６とが平行となるようにして設定される。す
なわち、パイルの１並設方向と平行な一辺８６を有する
領域８３が裁断される。領域８３を裁断して作成された
ラビング布７３ｂは、図５（ｂ）に示されるように、ラ
ビング布７３ｂの一辺８６がローラ７２の回転軸５８の
方向に対して傾斜させて螺旋状に巻着される。

【００６２】なお、第１実施形態では、前記角度θ４を
０°として布地８１の一辺８４と、矩形の裁断領域の一
辺とが平行となるようにして裁断領域が設定される。す
なわち、パイルの１並設方向と平行な一辺を有する領域
が裁断される。このようにして裁断されたラビング布
は、図５（ａ）と同様にして、ローラ５６に巻着され
る。布地８１をパイルの並設方向に平行または直交する
方向に裁断することによって、布地８１の利用効率を高
めることができる。

【００６３】図６は、第１および第２実施形態のラビン
グ処理時の様子を拡大して示す図である。図６（ａ）は
平面図であり、図６（ｂ）は斜視図である。被処理基板
５１の表面には電極５４によって段差が生じているが、
基板５３は矩形であり、帯状の電極５４の長手方向６２
と基板５３の１辺５３ｃとは平行であり、ラビングロー
ラ５２，７１のパイルの１並設方向６３，７４と、帯状
電極５４の長手方向６２とのなす角度θ１が±５°以内
の角度であるので、ラビング時には図６（ｂ）に示され
るように、段差をなしている凸部の一辺８７ａに対して
パイル８８ａ，８８ｂ，８８ｃがほぼ同時に当接する。
また、辺８７ａに対向する辺８７ｂから、パイル８８
ａ，８８ｂ，８８ｃがほぼ同時に離れる。

【００６４】これによって、段差の大小にかかわらず、
パイル８８の毛先の乱れが低減する。したがって、電極
５４表面において、その中心部と、ラビング処理が開始
される側の周縁部およびラビング処理が終了される側の
周縁部とのラビング方向の乱れが抑制される。

【００６５】このようなラビング処理が施された配向膜
を有する液晶表示装置では、画素領域内での液晶分子の
配向均一性が向上し、ツイスト角γ１の均一性が向上す
る。また、画素の１２時方向側周縁部および６時方向側
周縁部のプレティルト角と、画素の中心部のプレティル
ト角とがほぼ同じとなり、透過率が部分的に高くなる光
抜け現象の発生が抑制される。また、面内のプレティル
ト角の均一性が高まるので、オン電圧印加時とオフ電圧
印加時とのプレティルト角の差が小さくなることはな
く、高いコントラスト比を維持することができる。さら
に、オフ電圧を下げようとしたときに、バックライトの
輝度を高くしなくても充分な輝度が得られるので、低消
費電力で、連続的な駆動時間が長い液晶表示装置を実現
することができる。また、表示品位に対して液晶配向状
態の影響を受け易いＳＴＮ型液晶表示装置において、優
れた表示品位を得ることができる。

【００６６】以上のように第１および第２実施形態で
は、角度θ１を±５°以内の範囲に選んだので、パイル
の毛先の乱れが低減し、ラビング方向の面内均一性が向
上する。液晶表示装置を構成する一対の基板部材のいず
れであっても、上記条件でラビング処理して、均一性を
向上することができる。

【００６７】また第１実施形態では、角度θ２を１０°
以上６０°以下の範囲に選んだので、上述したような効
果が得られるＳＴＮ型液晶表示装置用の基板部材を作成
することができる。また第２実施形態でθ３を１０°以
上６０°以下の範囲に選ぶことによっても、上述したよ
うな効果が得られるＳＴＮ型液晶表示装置用の基板部材
を作成することができる。

【００６８】また第２実施形態で、角度θ４を１０°以
上６０°以下の範囲に選んで裁断されたラビング布７３
ａをローラ７２に巻着して、ラビングローラ７１を形成
することができる。このとき、ラビング布７３ａの前記
一辺８５をローラ７２の幅方向に一致するようにして巻
着することによって、上記効果が得られるラビングロー
ラを作成することができる。また、パイルの１並設方向
７４とラビング布７３ｂの一辺８６とを平行に選び、ラ
ビング布７３ｂの一辺８６をローラ７２の回転軸５８の
方向に対して傾斜させて螺旋状に巻着することによって
も、同様の効果が得られるラビングローラを作成するこ
とができる。

【００６９】また、基板５３の上に複数の帯状の電極５
４を互いに平行に形成し、該帯状電極５４を覆って前記
基板５３上にラビング処理すべき被処理膜５５を形成
し、該被処理膜５５の表面を、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するラビング処理方法
も、本発明の範囲に属するものである。

【００７０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラビング
ローラのパイルの１並設方向と被処理基板の帯状電極の
長手方向とのなす角度θ１を±５°以内の範囲に選び、
ラビングローラのパイルの１並設方向と直交する方向で
あるラビング方向と帯状電極の長手方向とのなす角度θ
２を１０°以上６０°以下の範囲に選んだので、被処理
基板の表面をパイルをほぼ同時に当接／離反してラビン
グ処理できる。したがって、パイルの毛先の乱れが低減
し、ラビング方向の面内均一性が向上する。

【００７１】

【００７２】また本発明によれば、ラビングローラの回
転軸方向とパイルの１並設方向とのなす角度θ３を１０
°以上６０°以下の範囲に選んでも同様の効果を得るこ
とができる。

【００７３】また本発明によれば、パイルの１並設方向
とラビング布の一辺とのなす角度θ４が１０°以上６０
°以下の範囲に選ばれたラビング布をローラに巻着して
ラビングローラを形成し、該ラビングローラを用いて上
述したような効果が得られるラビング処理を施すことが
できる。

【００７４】また本発明によれば、矩形のラビング布
を、パイルの１並設方向とラビング布の一辺とのなす角
度θ４を１０°以上６０°以下の範囲とし、ラビング布
の前記一辺がローラの幅方向に一致するようにして巻着
したラビングローラを用いて上述したような効果が得ら
れるラビング処理を施すことができる。

【００７５】

【００７６】また本発明によれば、上述したような効果
が得られるラビング処理方法を提供することができる。

【００７７】また本発明によれば、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された配向膜を有す
る液晶表示装置において、画素領域内での液晶分子の配
向方向の均一性が向上し、ツイスト角の均一性が向上す
る。また、画素内のプレティルト角がほぼ等しくなり、
部分的に透過率が高くなる光抜け現象の発生が抑制され
る。画素内のプレティルト角の均一性が向上するので、
オン電圧印加時とオフ電圧印加時とのプレティルト角の
差が充分大きな値となり、高いコントラスト比が得られ
る。高いコントラスト比が得られるので、液晶表示装置
に組み込まれるバックライトの輝度を高くする必要はな
く、低電力消費で、駆動時間の長い液晶表示装置を実現
することができる。

【００７８】また本発明によれば、表示品位に対して液
晶配向状態の影響を受け易いＳＴＮ型液晶表示装置にお
いて、優れた表示品位を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるラビング処理装置
を示す平面図である。

【図２】第１実施形態のラビング処理装置を用いて配向
膜が形成された一対の基板部材６５ａ，６５ｂを含むＳ
ＴＮ型の液晶表示装置６４を説明するための平面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態であるラビング処理装置
を示す平面図である。

【図４】所定の領域が裁断されてラビングローラ７１用
のラビング布７３とされる布地８１を示す平面図であ
る。

【図５】裁断したラビング布７３ａ，７３ｂをローラ７
２に巻着する様子を示す斜視図である。

【図６】第１および第２実施形態のラビング処理時の様
子を拡大して示す図であり、図６（ａ）は平面図であ
り、図６（ｂ）は斜視図である。

【図７】従来技術であるラビング処理装置を用いたラビ
ング処理を説明するための被処理基板１とラビングロー
ラ２とを示す平面図である。

【図８】図８（ａ）は、ラビング布７用の布地１２を示
す平面図であり、図８（ｂ）は布地１２を拡大して示す
斜視図である。

【図９】従来技術のラビング装置を用いて作成された配
向膜を有するＳＴＮ型の液晶表示装置１６を説明するた
めの平面図である。

【図１０】ラビング処理時の様子を拡大して示す断面図
である。

【図１１】従来技術のラビング処理時の様子を拡大して
示す図であり、図１１（ａ）は平面図であり、図１１
（ｂ）は斜視図である。

【符号の説明】

５１，５１ａ，５１ｂ 被処理基板 ５２，７１ ラビングローラ ５３，５３ａ，５３ｂ 基板 ５３ｃ，５３ｄ 基板の一辺 ５４，５４ａ，５４ｂ 電極 ５５，５５ａ，５５ｂ 被処理膜 ５６，７２ ローラ ５７，７３，７３ａ，７３ｂ ラビング布 ５８ 回転軸 ５９ 回転方向 ６０ 移動方向 ６１ａ，６１ｂ，７５ａ，７５ｂ ラビング方向 ６２ａ，６２ｂ 電極の長手方向 ６３，７４ パイルの並設方向 ６４ 液晶表示装置 ６５ａ，６５ｂ 基板部材 ８１ 布地 ８２，８３ 裁断領域 ８４ 布地の一辺 ８５，８６ ラビング布の一辺 ８７ａ，８７ｂ 段差をなしている凸部の一辺 ８８，８８ａ，８８ｂ，８８ｃ パイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1337 500

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に複数の帯状電極が互いに平行に
   形成され、該帯状電極を覆って前記基板上にラビング処
   理すべき被処理膜が形成された被処理基板の前記被処理
   膜表面に、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
   がローラ表面に巻着された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、 前記帯状電極は、その長手方向が基板の一辺と平行とな
   るようにして基板上に設けられ、 ラビングローラのパイルの１並設方向と、被処理基板の
   帯状電極の長手方向とのなす角度θ１が、±５°以内の
   範囲に選ばれ、 ラビングローラのパイルの前記１並設方向と直交する方
   向であるラビング方向と、帯状電極の長手方向とのなす
   角度θ２が、１０°以上６０°以下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】 基板上に複数の帯状電極が互いに平行に
   形成され、該帯状電極を覆って前記基板上にラビング処
   理すべき被処理膜が形成された被処理基板の前記被処理
   膜表面に、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
   がローラ表面に巻着された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、 ラビングローラのパイルの１並設方向と、被処理基板の
   帯状電極の長手方向とのなす角度θ１が、±５°以内の
   範囲に選ばれ、 前記ラビングローラの回転軸方向とパイルの前記１並設
   方向とのなす角度θ３が、１０°以上６０°以下の範囲
   に選ばれることを特徴とするラビング処理装置。
3. 【請求項３】 一辺がローラの回転軸方向と平行になる
   ようにローラ表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
   てパイルが植設されたラビング布において、 前記パイルの１並設方向とラビング布の一辺とのなす角
   度θ４が、１０°以上６０°以下の範囲に選ばれること
   を特徴とするラビング布。
4. 【請求項４】 互いに直交する２方向に周期性を有する
   間隔をあけて植設されたパイルを有するラビング布が、
   ローラ表面に巻着されたラビングローラにおいて、 巻着されるラビング布は矩形であり、 前記パイルの１並設方向とラビング布の一辺とのなす角
   度θ４が１０°以上６０°以下の範囲に選ばれ、 ラビング布の前記一辺がローラの回転軸方向と平行に巻
   着されていることを特徴とするラビングローラ。
5. 【請求項５】 基板上に複数の帯状電極を互いに平行に
   形成する工程と、 該帯状電極を覆って前記基板上にラビング処理すべき被
   処理膜を形成する工程と、 該被処理膜表面を、請求項１または２記載のラビング処
   理装置を用いてラビング処理する工程とを含むことを特
   徴とするラビング処理方法。
6. 【請求項６】 少なくともいずれか一方が透光性を有す
   る一対の基板部材間に液晶を介在した液晶表示装置にお
   いて、 前記一対の基板部材のうちの少なくともいずれか一方基
   板部材は、請求項１または２記載のラビング処理装置を
   用いてラビング処理された配向膜を有することを特徴と
   する液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記基板部材間に介在される液晶が、該
   基板部材間で液晶分子が２１０°〜２６０°の範囲で捩
   れ配向したＳＴＮ液晶であることを特徴とする請求項６
   記載の液晶表示装置。