JP3806340B2 - 液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの製造工程で、ラビング布で基板をラビングすることにより液晶分子の配向を制御する工程を有する液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過式の液晶表示装置に使用される液晶表示素子は、薄膜トランジスタからなる駆動素子（TFT）を形成したTFT基板と、カラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板（以下CF基板と略称する）とを微小な間隔をあけて対向して配置し、その間隙に液晶を封入した構成である。TFT基板の表面には、画素電極としてパターン化されたITO電極が配置され、ITO電極の表面を覆うように配向膜が配置されている。一方、CF基板の表面には共通電極としてITO膜が配置され、ITO膜表面に配向膜が配置されている。これらTFT基板とCF基板は、配向膜同士が向かい合うように対向して配置され、両基板の配向膜は、いずれも封入される液晶と接触する。
【０００３】
TFT基板とCF基板の配向膜には、液晶分子を配列させるために配向処理が施されている。配向処理方法としては、ラビング布で配向膜の表面を擦るラビング法が主に用いられている。ラビング布は通常、アルミやステンレスのローラの外周面に貼り付けられ、ローラを回転させながら外周面のラビング布を配向膜表面に接触させることにより、ラビング布で配向膜の表面を擦る。このように配向膜の表面にラビング処理を施すことにより、配向膜がラビング布で擦られた方向に液晶分子が配列し、均一な表示特性が得られる。
【０００４】
ラビング布としては、一般的に、基布と繊維を起毛させたパイルからなるベルベットが用いられている。ラビング布用のベルベットは、パイルの太さや基布に使用する糸の太さを変えることによってパイル密度が調整され、また、基布からのカット位置によってパイル長さが調整されている。パイル部分に使用する繊維素材は、レーヨンやナイロンといった長繊維（フィラメント）を用いたものと、コットンのような短繊維を用いたものとが知られている。
【０００５】
また、特開平７−２７０７０９８号公報には、アラミド繊維をラビング布に用いることが開示されている。また、特開平６−１９４６６２号公報には、繊維状タンパク質をラビング布に用いた配向膜の配向処理方法が開示されている。また、特開平６−１９４６６１号公報には、カゼインを材料としたラビング布を用いた配向膜の配向処理方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パイルがレーヨン製のラビング布は、レーヨンの耐摩耗性が不十分であるという問題がある。すなわち、レーヨン製のラビング布は、ラビングの最中にパイルが摩耗して異物（以下、摩耗粉異物と呼ぶ）が発生しやすく、摩耗粉異物が配向膜表面に付着すると、液晶表示素子の対向する２枚のガラス基板面の間隔（液晶セルギャップ）が不均一になり、表示むらなどの不良が発生する。また、摩耗粉異物はラビング布に巻き込まれやすく、その状態で配向膜をラビングした場合、配向膜表面に傷を生じさせる。この傷は、液晶表示素子に白く光り抜けする部分を生じさせる原因となる。また、摩耗したラビング布は均一性に欠け、摩耗したまま用いるとラビング処理が不均一になり、液晶表示素子の表示ムラの原因となるため、早めに交換する必要がある。このように、レーヨン製のラビング布は、レーヨンの耐摩耗性が不十分であるという問題がある。
【０００７】
一方、パイルがコットン製のラビング布は、パイルの耐摩耗性についてはレーヨンよりも若干改善される。これは、コットンもレーヨンも基本骨格はセルロースであるものの、コットンの方がレーヨンよりも分子量が大きく、材料強度が高いためである。しかし、コットンは天然の短繊維であるため、パイル糸は短繊維を紡績した紡績糸となり、パイル１本１本の太さは、パイル糸がフィラメントで構成されるナイロンやレーヨン等の合成繊維や半合成繊維と比較して太くなる。また、短繊維であるため、ラビングの最中に、コットンの短繊維が基板上に脱落しやすい。さらに、コットンは天然繊維であるため、産地の違い等により繊維そのものの品質のばらつきが合成繊維や半合成繊維より大きく、ラビング布のパイル均一性は、レーヨンやナイロンよりも低下する。このため、コットンのラビング布を用いた場合、ナイロンやレーヨン等の合成繊維や半合成繊維と比較して、液晶表示素子にラビング筋と呼ばれる筋状の輝度むらが発生しやすい。このように、コットン製のラビング布は、レーヨン製のラビング布と比較して、耐摩耗性が若干改善されるが、パイル糸が太い、パイルの均一性が低いという問題がある。
【０００８】
また、パイルがナイロン製のラビング布は、一般にレーヨンやコットン製のラビング布よりも耐摩耗性に優れるとされ、摩耗粉異物の発生は、レーヨンやコットン製のラビング布よりも抑制される。しかしながら、ナイロン製のラビング布は、ラビング時に生じる静電気によりラビング布が高電圧に帯電するという問題がある。具体的には、ナイロン製のラビング布のラビング時の帯電圧は２０００Ｖを越える高電圧となるため、これが基板とショートする時にＴＦＴ素子や配線を損傷する。さらに、ナイロン製のラビング布でラビング処理した配向膜は、液晶分子の配向規制力が弱く、液晶封入時に流動状配向が発生したり、均一に配向しても液晶の応答が遅く残像が発生し易い問題があった。このようにナイロン製のラビング布は、レーヨン製のラビング布と比較して、耐摩耗性は優れるが、帯電圧が高い、配向規制力が弱いという問題がある。
【０００９】
また、特開平７−２７０７０９８号公報にはアラミド繊維を用いることにより、ラビング布のパイルの耐摩耗性を改善できると記載されているが、アラミド繊維は結晶化度が高く、引っ張り強度には優れるが、ラビング時にパイルが受けるせん断力には弱く、繊維が縦方向に裂ける傾向がある。このため、繊維が縦方向に裂けることにより、大量のフィブリルが脱落し、配向膜上の異物となるという問題がある。また、特開平６−１９４６６２号公報には、繊維状タンパク質を用いたラビング布に用いることが記載されているが、繊維状タンパク質は、絹や羊毛等であるため耐熱性に乏しく、レーヨンの熱分解温度（２６０から３００℃）に対して、絹では６５℃から２５℃低く、羊毛に至っては１７０℃から１３０℃も低い。このため、ラビング時に発生する摩擦熱によって容易に変性し、ラビング布としては使用に耐えない。また、特開平６−１９４６６１号公報のようにカゼインを材料としたラビング布は、タンパク質であるカゼインが、ラビング時に発生する摩擦熱によって容易に変性するという問題がある。
【００１０】
本発明は、耐摩耗性が高く、帯電性が低く、配向規制力が大きいという特性を兼ね備えたラビング布を用いるラビング処理工程を含み、信頼性の高い液晶表示装置を製造することのできる液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような液晶表示装置の製造方法が提供される。
【００１２】
すなわち、配向膜を備えた基板をラビング布によりラビング処理する工程を含み、
前記ラビング布として、繊維を起毛させたパイル部を有し、前記パイル部には、酢酸セルロースにより構成された繊維が含まれているものを用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００１４】
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法は、ラビング処理工程を含み、このラビング処理工程において、以下のようなラビング布を用いる。
【００１５】
（ラビング布の製造）
発明者らは、種々の繊維素材を用いてラビング布を試作し、鋭意検討の結果、パイル部分にアセテート繊維を用いることにより、配向規制力が大きく、耐摩耗性が高く、しかも、帯電性が低いという特性を有するラビング布が得られることを見いだした。以下、これについて具体的に説明する。
【００１６】
図１のように、本実施の形態のラビング布２は、繊維を起毛させたパイル３とこれを固定する基布６とバックコート層７とを有する起毛布である。パイル３を構成するパイル糸には、アセテート繊維が含まれている。
【００１７】
アセテート繊維は、酢酸セルロース製の繊維であり、下記化学式のように表される酢酸セルロース
［Ｃ6Ｈ7Ｏ2（ＯＣＯＣＨ3）x（ＯＨ）3-x］n
（ただし、０＜ｘ≦３）
であって、繊維状に加工できるものであればどのような酢化度のものでもよいが、例えば、酢化度４５％以上の酢酸セルロースを用いることができる。具体的には、セルローストリアセテート（三酢酸セルロース）や、セルロースジアセテート（二酢酸セルロース）を用いることができる。ここではアセテート繊維として、セルローストリアセテート（三酢酸セルロース）製の繊維（以下、トリアセテート繊維と称する）を用いる。
【００１８】
本実施の形態では、アセテート繊維のフィラメントに仮撚り法により旋回性のある捲縮加工（らせん状の縮れ加工）を施こし、フィラメント加工糸としたものを用いる。
【００１９】
パイル糸に含まれるアセテート繊維は、効果発現の観点から、パイル糸全体の２０％以上であることが望ましい。例えば、アセテート繊維と他の繊維との混用でパイル３を構成することができる。また、ラビング時に配向膜に直接接触するパイル３の先端部分のみをアセテート繊維またはアセテート繊維の混用とすることもできる。本実施の形態では、パイル３のすべてがトリアセテート繊維で構成された、すなわち、１００％トリアセテート製のパイル３を有する３種類のラビング布を作製した。３種類のラビング布の構成を表１のＮｏ．１〜３に示す。 アセテート繊維の１本のフィラメントの太さは、１デニール以上５デニール以下が望ましく、本実施の形態では、３．７５デニールのフィラメントを用いる。さらに太いフィラメントや細いフィラメントを選択することもできる。但し、フィラメントの太さを０．５デニール以下にした場合、パイル３はほとんど起毛しないため、フィラメントを樹脂加工したりパイル保持用の太い繊維を、アセテート繊維と混用してパイル３を構成する等の処理が必要となる。
【００２０】
製織時に、パイル３を構成するための糸として用いられるパイル糸は、上記フィラメントを所定の本数撚り合わせたものを用いる。本実施の形態では、フィラメントの太さが３．７５デニールのトリアセテート繊維を２０本撚ったものをパイル糸として３種類のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を作製した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
また、ラビング布の布組織は、起毛布であればよく、パイルを構成するパイル糸が経糸となるたてパイル組織でも、緯糸となるよこパイル組織であってもよい。本実施の形態では、表１のＮｏ．１およびＮｏ．２のラビング布の布組織をベルベットとした。表１のＮｏ．３のラビング布の布組織は、編物組織である経編みのトリコットのパイル部分をカットし起毛したものとした。このほかに、モケット、ダブルラッセル丸編みのシンカーパイルのループをシャーリングしたものなどが使用できる。
【００２３】
パイル３を固定する基布６を構成する地糸は、ラビング時に直接配向膜を擦る部分ではないので、パイル糸を固定できる素材であればよいが、本実施の形態の表１のＮｏ．１およびＮｏ．２のラビング布では、経糸および緯糸のいずれもポリエステル製の繊維を用いた。なお、ポリエステル繊維の他に酢酸セルロース繊維、綿、レーヨン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、アラミド繊維が使用できる。また、地糸の太さも、パイル糸を固定できる太さであればよい。本実施の形態では、表１のＮｏ．１、Ｎｏ．２のいずれのラビング布も、地糸の経糸として、５０デニールのポリエステルフィラメント糸を２本撚り合わせ１００デニールとしたものを用い、地糸の緯糸として、７５デニールのポリエステルフィラメント糸を追撚としたものを使用した。
【００２４】
また、パイル３を構成するトリアセテート繊維（フィラメント）の密度は、１平方センチあたり、少なくとも５０００本以上であることが望ましく、好ましくは１００００本以上であることが望ましい。１平方センチあたりのフィラメント本数が５０００本より少なくなると、配向膜を擦るフィラメント本数が著しく少なくなるため、ラビング処理が不均一となり、適切な配向処理はできなくなる。フィラメント本数の上限はラビング布が作製可能な範囲により決まる。フィラメントの太さにも依るが、１平方センチあたり約５０００００本程度が織り込めるフィラメント数の上限となる。本実施の形態では、表１のＮｏ．１〜３のいずれのラビング布も、パイル３のフィラメント密度が１平方センチあたり約１５０００本になるように織布し、パイル３のフィラメントをやや傾斜させた後、おおよそ一定方向に並ぶように配置した。
【００２５】
また、基布６からパイル３の先端までの布厚さは、パイル３のフィラメントが傾斜した状態の厚さで、１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下にすることができるが、本実施の形態では、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍ（表１のＮｏ．１〜３）とした。また、布の厚さの布の面内方向のばらつきは、公差０．３ｍｍ以内にすることが望ましい。
【００２６】
つぎに、本実施の形態のラビング布の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、加工を施していない所定の太さの生糸トリアセテート繊維（フィラメント）を、表１の記載の本数束ね、仮撚り法により捲縮加工した。具体的には、仮撚り加工機で仮撚りした状態で、乾熱あるいは湿熱で処理して捲縮を固定した後、解撚することにより、パイル糸を作製した。これにより、パイル糸を構成するトリアセテート繊維は１本１本のフィラメントがらせん状に捲縮した。
【００２８】
つぎに、パイル糸に、ポバールを主成分とした通常のベルベットに用いられる糊剤を、スラッシャで糊付けした。糊付けしたパイル糸と、上述したポリエステル地糸とを用いて、ベルベット組織を製織した。ベルベット組織は、経地糸１本に対しパイル糸２本を並べ、３本の緯地糸でパイル糸を固定する公知のファストパイルと呼ばれる組織とした。このとき、パイル３のトリアセテート繊維のフィラメント密度が、上述のように１平方センチあたり約１５０００本になるように織布した。
【００２９】
織布した組織のパイル糸を切断して起毛し、パイル糸を所定の厚さに切りそろえる剪毛を行った後、糊抜き、精錬（洗浄等）を行い、乾燥後パイル糸をブラッシングした。これにより、複数本のトリアセテートフィラメントを撚り合わせることにより構成されていたパイル糸がほぐれて、フィラメント１本１本が起毛したパイル３を得ることができる。この後、パイル３のフィラメントをやや傾斜させたのち、おおよそ一定方向に並ぶように配置した。
【００３０】
つぎに、基布６の裏面に樹脂を塗布してベーキングすることにより、バックコート層７を形成する。このバックコート処理は、ラビング時にパイル部分の繊維の脱落を防止するとともに、図１のようにラビングローラ１にラビング布を貼り付ける際に皺が寄るのを防止するために行う処理であり、ベルベットをラビング布として使用するために必要な工程である。バックコート層７を形成する樹脂としては、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂等を使用することができる。今回はアクリル系樹脂の原料を主成分とした樹脂原料を、ナイフコーターで塗布し基布６の裏面に塗布しベーキングすることにより、アクリル系樹脂のバックコート層７を形成した。
【００３１】
このように、本実施の形態では、パイル糸として、フィラメントを所定の本数仮撚り後、加熱したものを用いることにより、所望のフィラメント密度で、１本１本の起毛した構成のパイル３を有するラビング布を作製することができた。これは、フィラメントを束ねて仮撚り後、加熱することにより、フィラメントに捲縮を固定した状態のパイル糸を用いて、製織したためである。例えば、仮撚り加工のみを行い、熱による捲縮の固定を施さないパイル糸を用いた場合、布の作製自体は可能であるが、ベルベット生産工程に存在する熱工程（例えば基布の裏樹脂加工など）でパイル糸に捲縮が発現して収縮するとともに、繊維密度が増大するために、フェルト状になる。よって、ラビング布として好適な、フィラメントの１本１本が起毛した構成のパイル３を形成するためには、本実施の形態のようにフィラメントを仮撚り後、加熱して、捲縮を固定したパイル糸を用いることが望ましい。
【００３２】
また、比較例として、レーヨン、コットン、ポリノジック、ポリエステル、ナイロン、ビニロンについても、ほぼ同様の手法により、これらの繊維１００％からなるパイル３のラビング布を作製した。ただし、コットンおよびポリノジックについては、フィラメントではなく、紡績糸を用いた。表１のＮｏ．４〜９に比較例のラビング布の作製条件を示す。
【００３３】
（ラビング布の評価１：配向規制力）
次に、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種類のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）ならびに、比較例のラビング布（表１のＮｏ．４〜９）について、液晶分子の配向規制力の評価を行った。
【００３４】
まず、ラビング処理対象である配向膜４付き基板５を作製した。ここでは、基板５として、図１のように薄膜トランジスタからなる駆動素子（ＴＦＴ）５ａが予め形成された１０ｃｍ角のガラス基板（ＴＦＴ基板）と、ＩＴＯ膜が予め形成された１０ｃｍ角のガラス基板（ＩＴＯ基板）の２種類を用意した。これら２種類の基板５の上に、それぞれ、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、２００℃〜３００℃でベークすることにより、ポリイミド製配向膜４を形成した。
【００３５】
一方、本実施の形態および比較例のラビング布２を、それぞれ、φ５０ｍｍのステンレス製ラビングローラ１に両面テープで張り付け、ラビング装置に取り付けた。
【００３６】
ラビング装置によりラビングローラ１を回転数１５００ｒｐｍで回転させながら、ラビング布２のパイル３を配向膜４に近づけ、パイル３を先端から厚さ０．５ｍｍの部分まで配向膜４の表面に押しつけた。この状態を押し込み量０．５ｍｍと呼ぶ。この状態で、基板５を搭載したステージを移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃで一定方向に移動させ、ラビング処理を行った。このラビング処理を、１種類のラビング布で、ＴＦＴ基板５とＩＴＯ基板５に対してそれぞれ行った後、これら２枚の基板５をラビング処理方向がアンチパラレル（反平行）となるように配向膜４を向かい合わせてセルを形成した。次いで、２枚の基板５の間隙に液晶を封入した。最終的な液晶セルのギャップは、約５μｍとした。
【００３７】
作製した液晶セルを２枚の偏光板の間に挟み、光を透過して観察し、液晶の配向状態を観察した。その結果、本実施の形態のトリアセテート製の３種のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）ならびに、比較例のレーヨン製、コットン製のラビング布（表１のＮｏ．５，６）は、ラビング処理した液晶セルが均一に配向しており、十分な配向規制力が得られていた。これに対し、ポリエステル製、ナイロン製、ビニロン製のラビング布（表１のＮｏ．４，８，１９）は、ラビング処理した液晶セルに、液晶封入時に液晶が流動した跡が残り、液晶の配向規制力が弱いことが判明した。
【００３８】
また、本実施の形態のトリアセテート製の３種のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）ならびに、比較例のポリノジック製のラビング布（表１のＮｏ．７）は、比較例のレーヨン製およびコットン製のラビング布（表１のＮｏ．５，６）と比較して、ラビング処理した液晶セルの配向の均一性が特に大きく、配向規制力が大きかった。
【００３９】
（ラビング布の評価２：動摩擦係数）
また、発明者らは、ラビング処理が、ラビング布２のパイル３と配向膜４との摩擦を利用して液晶の配向規制を行う処理であることから、ラビング布２と配向膜４との摩擦力と配向規制力とに相関があるのではないかと推測し、本実施の形態および比較例のラビング布と配向膜との動摩擦係数を測定した。測定は、新東科学（株）製の表面性測定機（ＴＹＰＥ１４ＤＲ）を用いて行った。
【００４０】
この表面性測定機は、図３に示すように、測定対象であるラビング布を取り付けるヘッド部分１１と、支点１３，１４を中心にヘッド部分１１とのバランスを取るバランス用荷重１５と、基板５を固定するステージ９と、荷重変換器１６とを含む。ヘッド部分１１には、φ５０ｍｍのローラ１と同じ曲率（Ｒ＝２５ｍｍ）を有する治具１０が取り付けられており、この治具１０に３０ｍｍ角に切り出した測定対象のラビング布２を両面テープで貼り付けた。ラビング布２の取付方向は、基板５の移動方向に対し、たて糸（経糸）が平行になるようにした。ラビング布２と基板５とを接触させ、ヘッド部分１１上に搭載した加重用おもり１２により垂直荷重５０ｇをかけ、ステージ９の移動速度５ｍｍ／ｓｅｃで基板５を移動させたときのラビング布２と基板５との摩擦によって、ヘッド部分１１が引きずられる力を荷重変換器１６を通してパソコン（不図示）で解析した。その結果を、図２に示す。
【００４１】
図２からわかるように、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種のラビング布２（Ｎｏ．１〜３）および、レーヨン製、コットン製、ポリノジック製の比較例のラビング布（Ｎｏ．５，６，７）は、動摩擦係数が０．４８以上あり、ナイロン、ポリエステルでは０．３１以下であった。これら動摩擦係数が０．４８のラビング布は、上記液晶分子の配向状態の観察から配向規制力が十分であると判定されたラビング布と一致する。また、動摩擦係数０．４８以上のラビング布のうち、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種のラビング布２（Ｎｏ．１〜３）およびポリノジック製のラビング布（Ｎｏ．７）は、動摩擦係数が０．５３以上あり、特に動摩擦係数が大きかった。これらは、上記液晶分子の配向状態の観察から、特に配向規制力が大きいと判定されたラビング布と一致する。これらのことから、配向規制力と動摩擦係数には、正の相関があり、動摩擦係数が０．５３以上のラビング布を用いることにより、従来よりも大きな配向規制力が得られることがわかった。
【００４２】
（ラビング布の評価３：配向膜の光学異方性）
つぎに、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）によりラビング処理を施した配向膜について、配向特性の一指標である光学異方性を測定した。
【００４３】
一般に、配向膜をラビングすると、ラビング方向とラビング方向に垂直な方向とで誘電率（屈折率）に異方性が生じる。このため、配向膜試料を回転させつつエリプソメトリでＰ波、Ｓ波の位相差（Δ）を測定し、試料回転角（θ）に対してΔをプロットすると、図６のような曲線が得られる。この曲線の最大値と最小値との差（ＤΔ）は、配向膜の光学異方性（以下、配向膜異方性）の指標として用いることができ、ＤΔが大きいほど、ラビングによって配向膜異方性が増大したと評価できることが知られている（例えば、I.Hirosawa,Jpn.J.Appl.Phys.36,5192(1997)、I.Hirosawa,T.Matsushita,H.Miyairi,and A.Saito,Jpn.J.Appl.Phys.38,2851(1999)など）。
【００４４】
そこで、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）および比較例のポリエステル製、レーヨン製およびコットン製ラビング布（表１のＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、）を用いて、ラビングした配向膜についてＤΔを測定した。測定には、上記原理を用いて配向膜異方性を測定する装置である（株）東陽テクニカ製液晶配向膜評価装置PI-Checker型式PI-φ280を用いた。ラビング対象としては、上述の評価１と同様に、基板５上に配向膜４を形成したものを用いた（図１参照）。配向膜４の形成方法は、上述の評価１と同じであるので説明を省略する。また、ラビング布は、上述の評価１と同様に、ステンレス製ラビングローラ１に張り付け、ラビング装置に取り付けた。ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル３先端の配向膜４表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃでそれぞれラビングした。
【００４５】
ラビング後の配向膜４について、上記装置により配向膜異方性を測定した結果、図７に示したように、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）でラビングした配向膜４のＤΔが最も大きく０．８５度以上である。ついで比較例のコットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）、レーヨン製ラビング布（表１のＮｏ．５）となり、ポリエステル製ラビング布（表１のＮｏ．４）が最も小さかった。
【００４６】
このように、配向膜の異方性ＤΔの測定結果から、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）が比較例よりも大きな配向規制力を有することが確認された。
【００４７】
また、図７は、測定値ＤΔと、上述の評価２で測定した動摩擦係数との対応関係を示している。図７により、動摩擦係数の増加に伴って配向膜異方性が増大することが確認できる。このことから、評価２で述べたように、動摩擦係数の大きいセルロース骨格をもつ素材でパイルを構成したラビング布を用いてラビング処理を行うことにより、大きな配向規制力が得られることが裏付けられた。評価２でも説明したように、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１〜３）は種々の比較例のラビング布の中で、最も大きい動摩擦係数を示しており（図２）、液晶への配向規制力を配向膜に付与するラビング布として優れていることがより明確になった。
【００４８】
（ラビング布の評価４：耐摩耗性）
つぎに、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）、ならびに、比較例のレーヨン製及びコットン製のラビング布（表１のＮｏ．５、６）について、摩耗性試験を行った。
【００４９】
まず、試験対象のラビング布２を図１のように、φ５０ｍｍのステンレス製ローラ１に両面テープで張り付けた後、ラビング装置にそれぞれ取り付け、表面にＣｒ層を形成した１０ｃｍ角のガラス基板（洗浄済みのもの）を、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端のＣｒ層への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃで連続２００回ラビングした。ラビング後のＣｒ基板表面の外観を光学顕微鏡で観察した画像を、ＣＣＤカメラで取り込み、異物付着量を測定した。その結果、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）の異物付着量が最も少なく、次いでコットン製、レーヨン製ラビング布の順で異物付着量は増大した。これを、図４に示す。なお、図４において、トリアセテートとして示した異物付着量は、本実施の形態の３種のラビング布（Ｎｏ．１〜３）についての測定結果の平均で示している。
【００５０】
図４のように、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布は、比較例のレーヨン製やコットン製のラビング布と比較して、耐摩耗性が高く、基板への異物付着量が格段に少ないことがわかった。
【００５１】
（ラビング布の評価５：ラビング布の帯電圧）
ラビング時に発生する静電気は、液晶基板に搭載されているＴＦＴ素子を破壊するほどのポテンシャルがあるため、出来るだけ発生しない方が良い。一般に繊維学上では、トリアセテート製繊維は、レーヨンやコットンの繊維と比較して、静電気が発生しやすいとされている。そこで、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）、ならびに、比較例のレーヨン製及びコットン製、ナイロン製のラビング布（表１のＮｏ．５、６、８）について、ラビング時のローラ帯電圧を測定した。
【００５２】
まず、前述の評価１の配向規制力の測定時と同じ条件で、図１のように基板５上の配向膜４をラビング処理した。ただし、ガラス基板は、コーニング社製ガラス基板（code１７３７）を使用し、配向膜４を形成するポリイミド前駆体溶液としては、日産化学製ＳＥ−７４９２を使用した。ラビング条件は、評価１の配向規制力の時と同じく、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端の基板表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００５３】
ラビング処理中の布表面電位を測定したところ、図５に示したように、比較例のナイロン製ラビング布（表１のＮｏ．８）は２０００Ｖ以上の帯電圧を示したのに対し、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）は、比較例のレーヨン製、コットン製ラビング布（Ｎｏ．５，６）と同等の５００Ｖより小さい帯電圧を示した。なお、図５のトリアセテート製のラビング布の帯電圧は、表１のＮｏ．１，２，３のラビング布それぞれについて測定した帯電圧の平均を示している。また、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）で駆動素子（ＴＦＴ）５ａを表面に備えた基板５をラビングしたところ、特に駆動素子（ＴＦＴ）５ａの破壊は観察されなかった。
【００５４】
このように、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布の帯電圧は、従来より実用されたきた帯電圧の低いレーヨン製、コットン製と同等であり、基板上のＴＦＴ素子を破壊することなく、実用レベルであることがわかった。なお、ここでは、トリアセテート製ラビング布を使用したが、ジアセテート繊維によりパイル３を構成することにより、帯電圧がより小さくなることが期待できる。
【００５５】
（ラビング布の評価６：基板の帯電圧）
ラビング時に発生するＴＦＴ基板５の帯電は、駆動素子５ａ間や配線間で放電し、液晶表示装置の不良原因となるため、ラビング布の帯電以上に発生を抑制する必要がある。そこで、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）および比較例のレーヨン製、コットン製ラビング布（Ｎｏ．５，６）で基板をラビングし、基板の帯電圧を測定した。
【００５６】
測定に用いた基板は、中央に５．５ｃｍ角のＩＴＯ膜（透明導電膜）を備える１０ｃｍ角のガラス基板であり、ＩＴＯ膜を覆うように全面にポリイミド製配向膜を形成したものである。このようにＩＴＯ膜をガラス基板と配向膜との間に挟み込むことにより、ＩＴＯ膜が存在する領域の内側は電位がほぼ一定となるため、安定した表面電位を測定することができると共に、擬似的にＴＦＴ基板を再現することになるため、実際の液晶表示装置の基板と近い条件で基板の帯電圧を測定することができる。なお、中央部にのみＩＴＯ膜を備えたガラス基板は、予め全面にＩＴＯ膜を備えたガラス基板のＩＴＯ膜を部分的にエッチングすることにより作製した。配向膜は、評価５と同様に、ポリイミド前駆体溶液として日産化学製ＳＥ−７４９２を使用し、評価１の配向膜４と同様の方法で作製した。ラビング条件は、評価５と同様に、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端の基板表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００５７】
ラビング後の基板中央部の配向膜の表面電位を測定した結果、図８に示したように、比較例のコットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）でラビングした基板の帯電圧が最も大きく、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）でラビングした基板の帯電圧が最も小さかった。なお、図８には、本実施の形態の３種のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）でラビングした基板の帯電圧の平均値を示している。
【００５８】
このように、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）は、ラビング時の基板の帯電圧も、比較例と比較して小さいことがわかった。また、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布で駆動素子（ＴＦＴ）５ａが形成された基板５の配向膜４をラビングしたところ、特に駆動素子５ａの破壊は観察されなかった。
【００５９】
上述してきたように、本実施の形態では、ラビング布２のパイル３部分にアセテート繊維を用いることにより、配向規制力が大きく、耐摩耗性が高く、しかも、帯電性が低いという特性を持ち合わせたラビング布を提供することができる。よって、本実施の形態のアセテート製のラビング布を用いることにより、従来のレーヨン製ラビング布のように、配向規制力が大きく帯電性が低いが、耐摩耗性が低いという特性を改善することができ、摩耗による異物の発生が少なく、しかも、大きな配向規制力が得られ、静電気によるＴＦＴ素子の破壊も生じにくいラビング処理を行うことができる。
【００６０】
なお、一般的にはトリアセテート繊維は、耐摩耗性があまり大きくなく、しかも、帯電圧が大きいとされているのに対し、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布は、上述の評価実験により、耐摩耗性が大きく、しかも、帯電圧が低いという特性が得られた。その理由の詳細は不明であるが、パイル３を構成するトリアセテート繊維に捲縮を施しているため、パイルが基板に点接触し、かつパイルがバネのように伸縮する効果があるため摩耗しにくく、しかも、パイルのフィラメント同士が多点で点接触するため、放電しやすいのではないか推測している。
【００６１】
なお、本実施の形態では、フィラメントに仮撚り法により旋回性のある捲縮加工を施しているが、加工方法としては、仮撚り法に限らず、加撚機を用いて強撚し、加熱して撚りを熱セット後、解撚する方法により旋回性のある加工を行う方法や、フィラメントを擦過することにより緩やかなコイル状の加工を行う擦過法を用いることも可能である。また、フィラメントに与える加工形状としては、旋回性のある形状に限定されるものでなく、非直線状の形状であればよく、例えば、ジグザグ状等の加工形状のフィラメントを用いることが可能である。具体的には、フィラメントをボックス内に座屈させながら押し込んで熱固定する押し込み法や、２個の歯車の間にフィラメントを通して歯形を与え熱固定するギア法等や、フィラメントを一旦編み込んで熱固定した後、ときほぐすニットデニット法により加工したフィラメントを用いることが可能である。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、セルロースの水酸基の少なくとも一部がアセチル基に置換された酢酸セルロースの繊維により、パイルを構成したラビング布を構成したが、本発明は、これに限られるものではなく、パイル部分に用いる繊維がセルロース誘導体の繊維を含むものであればよい。これらセルロース誘導体の繊維を用いる場合も、上述した酢酸セルロース繊維と同様に、繊維に捲縮加工を施した加工糸とすることが可能である。
【００６３】
例えば、セルロース誘導体としては、セルロースの水酸基にエステル結合した化１のセルロースエステル誘導体を用いることができる。
【００６４】
【化１】
【００６５】
（ただし、化１において、R1, R2, R3は、それぞれ、炭素数１〜１８の飽和炭化水素基、炭素数２〜１８の不飽和炭化水素基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数１〜１８のフルオロアルキル基、炭素数２〜１８のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜１８のシアノアルキル基、炭素数１〜１８のカルボキシアルキル基、アリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、ヘテロ原子を含む炭素数５〜２５のアリール基、ヘテロ原子を含むアリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、および、ヘテロ原子を含む炭素数３〜８のシクロアルキル基のうちのいずれかである。具体的には、R1, R2, R3は、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、ビニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、エトキシエチル、オキシエチル、シアンエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、フェニル、フェニルメチル、トリル、ナフチル、ナフチルメチル、ピリジル、ピリジルメチル、ピリミジル、ピリミジルメチル、キノリル、キノリルメチル、イミダゾリル、イミダゾリルメチル、フリル、および、チエニルなどのうちのいずれかとすることができる。
【００６６】
また、セルロース誘導体として、セルロースの水酸基にエーテル結合した化２のセルロースエーテル誘導体を用いることができる。
【００６７】
【化２】
【００６８】
ただし、化２において、R４, R５, R６は、それぞれ、炭素数１〜１８の飽和炭化水素基、炭素数２〜１８の不飽和炭化水素基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数１〜１８のフルオロアルキル基、炭素数２〜１８のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜１８のシアノアルキル基、炭素数１〜１８のカルボキシアルキル基、アリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、ヘテロ原子を含む炭素数５〜２５のアリール基、ヘテロ原子を含むアリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、および、ヘテロ原子を含む炭素数３〜８のシクロアルキル基のうちのいずれかである。具体的には、R４, R５, R６は、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、ビニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、エトキシエチル、オキシエチル、シアンエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、フェニル、フェニルメチル、トリル、ナフチル、ナフチルメチル、ピリジル、ピリジルメチル、ピリミジル、ピリミジルメチル、キノリル、キノリルメチル、イミダゾリル、イミダゾリルメチル、フリル、および、チエニルなどのうちのいずれかとすることができる。
【００６９】
また、上記セルロース誘導体として、セルロースの水酸基の少なくとも一部に硫酸基を導入したセルロース誘導体を用いることができる。
【００７０】
また、上記セルロース誘導体として、セルロースの水酸基の少なくとも一部にリン酸基を導入したセルロース誘導体を用いることができる。
【００７１】
また、上記セルロース誘導体として、セルロースの水酸基部分をウレタンにした化３のウレタン誘導体を用いることができる。
【００７２】
【化３】
【００７３】
ただし、化３において、R７, R８, R９は、それぞれ、炭素数１〜１８の飽和炭化水素基、炭素数２〜１８の不飽和炭化水素基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数１〜１８のフルオロアルキル基、炭素数２〜１８のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜１８のシアノアルキル基、炭素数１〜１８のカルボキシアルキル基、アリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、ヘテロ原子を含む炭素数５〜２５のアリール基、ヘテロ原子を含むアリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、および、ヘテロ原子を含む炭素数３〜８のシクロアルキル基のうちのいずれかにすることができる。具体的には、R７, R８, R９は、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、ビニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、エトキシエチル、オキシエチル、シアンエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、フェニル、フェニルメチル、トリル、ナフチル、ナフチルメチル、ピリジル、ピリジルメチル、ピリミジル、ピリミジルメチル、キノリル、キノリルメチル、イミダゾリル、イミダゾリルメチル、フリル、および、チエニルなどのうちのいずれかとすることができる。
【００７４】
（液晶表示装置の製造方法）
本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を用いて、液晶表示装置を製造する方法を説明する。
【００７５】
まず、駆動素子（ＴＦＴ）が予め形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが予め形成された基板とを用意し、それぞれに、ポリイミド前駆体溶液（日産化学製ＳＥ−７４９２）を印刷法により塗布し、ホットプレートで加熱することにより溶剤乾燥処理、熱硬化処理を行った。これにより、各基板上に、厚さ８０ｎｍのポリイミド製の配向膜を形成した。なお、配向膜の形成に用いるワニスとして、上記溶液に限定されるものではなく、他のタイプのものを用いることも可能である。例えば、ポリアミック酸混合系のワニスを使用することができる。
【００７６】
次に、配向膜を形成したＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板にそれぞれ、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を用いて、ラビング処理を施した。ラビングの条件は、例えば、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端の基板表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃにすることができる。
【００７７】
次に、ＴＦＴ基板の表面の縁部に、注入口となる部分を除いてシール剤をディスペンサーで塗布し、一方のカラーフィルタ基板には、ＴＦＴ基板との所定のセルギャップを確保するためのスペーサービーズを分散した。これらＴＦＴ基板とカラーフィルター基板とを重ね合わせ、所定の条件で加圧および加熱して、シール剤を硬化させるとともに、ギャップを形成し、液晶セルを形成した。ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との最終的な間隔（ギャップ）は、５．５μｍとした。
【００７８】
その後、上記液晶セルの注入口から内部空間に、液晶組成物を注入・充填した後、紫外線硬化樹脂を用いて注入口を封止した。また、封止用の樹脂を塗布する際に、液晶表示素子を加圧することにより、液晶表示素子の基板間隔が面内で均一になるように調整した。このときの基板の間隔は、５．４μｍであった。なお、液晶組成物としては、公知の液晶組成物を用いることができ、例えば、シアノ系、フルオロ系、シアノフルオロ系、ビフェニル系、シクロヘキサン系、フェニルシクロヘキサン系液晶等を用いることができる。
【００７９】
ＴＦＴ基板上のＴＦＴ素子を、別途用意した表示制御回路装置に電気的に接続し、液晶表示装置を完成させた。
【００８０】
また、比較のために、ラビング処理工程のみを、比較例のレーヨン製ラビング布（表１のＮｏ．５）、コットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）を用いて行い、他の工程は同じにして比較例の液晶表示装置を作製した。
【００８１】
以上のように作製した液晶表示装置の表示特性を評価した。評価は、ラビング筋やラビングむらが最も見やすい中間調表示で、ラビング筋とラビングむらを確認することにより行った。その結果、コットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）を用いてラビング処理を行った液晶表示装置のラビング筋とラビングむらが最も多く、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を用いてラビング処理を行った液晶表示装置のビング筋とラビングむらが最も少なかった。
【００８２】
本実施の形態のトリアセテート製ラビング布は、配向規制力が大きく、耐摩耗性が高く、しかも、帯電性が低いという特性を持ち合わせているため、本実施の形態のラビング布をラビング処理に用いることにより、より均一に液晶を配向させることができるだけでなく、ラビング布耐久性が向上し、ラビング時の摩耗粉異物の発生が抑制できる。このため、液晶の不均一配向による表示むらや、異物起因のギャップ不均一による表示むらの少ない液晶表示素子を製造できる。また、本実施の形態のラビング布を用いることにより、ラビング時の筋状のむらの発生も抑制でき、静電気によるＴＦＴ素子の破壊も生じにくい。
【００８３】
このように、本実施の形態のアセテート繊維製のラビング布を用いた液晶表示装置の製造方法は、均一な液晶の配向が得られ、配向膜表面に対する汚染が極めて少なく、ラビング筋やむらの少ない液晶表示装置の製造であり、信頼性の高い液晶表示装置を製造することができる。
【００８４】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、耐摩耗性が高く、帯電性が低く、配向規制力が大きいという特性を兼ね備えたラビング布を用いるラビング処理工程を含み、信頼性の高い液晶表示装置を製造することのできる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態のラビング布２を用いて、基板５にラビング処理する工程を説明する説明図である。
【図２】図２は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布２と比較例のラビング布について、動摩擦係数を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、図２の動摩擦係数の測定に用いる装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】図４は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布２と比較例のラビング布について、基板の異物付着量を測定した結果を示すグラフである。
【図５】図５は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布２と比較例のラビング布について、ラビング時の帯電圧を測定した結果を示すグラフである。
【図６】図６は、配向膜の光学異方性と配向膜試料の回転角との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布と比較例のラビング布でラビングした配向膜の光学異方性と、ラビング布の動摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布と比較例のラビング布について、ラビング時の基板の帯電圧を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ラビングローラ、２…ラビング布、３ …パイル、４…配向膜、５…基板、６…基布、７…バックコート、８…両面テープ、９…ステージ、１０…曲率治具、１１…ヘッド、１２…荷重用おもり、１３，１４…支点、１５…バランスおもり、１６…加重変換器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルの製造工程で、ラビング布で基板をラビングすることにより液晶分子の配向を制御する工程を有する液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過式の液晶表示装置に使用される液晶表示素子は、薄膜トランジスタからなる駆動素子（TFT）を形成したTFT基板と、カラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板（以下CF基板と略称する）とを微小な間隔をあけて対向して配置し、その間隙に液晶を封入した構成である。TFT基板の表面には、画素電極としてパターン化されたITO電極が配置され、ITO電極の表面を覆うように配向膜が配置されている。一方、CF基板の表面には共通電極としてITO膜が配置され、ITO膜表面に配向膜が配置されている。これらTFT基板とCF基板は、配向膜同士が向かい合うように対向して配置され、両基板の配向膜は、いずれも封入される液晶と接触する。
【０００３】
TFT基板とCF基板の配向膜には、液晶分子を配列させるために配向処理が施されている。配向処理方法としては、ラビング布で配向膜の表面を擦るラビング法が主に用いられている。ラビング布は通常、アルミやステンレスのローラの外周面に貼り付けられ、ローラを回転させながら外周面のラビング布を配向膜表面に接触させることにより、ラビング布で配向膜の表面を擦る。このように配向膜の表面にラビング処理を施すことにより、配向膜がラビング布で擦られた方向に液晶分子が配列し、均一な表示特性が得られる。
【０００４】
ラビング布としては、一般的に、基布と繊維を起毛させたパイルからなるベルベットが用いられている。ラビング布用のベルベットは、パイルの太さや基布に使用する糸の太さを変えることによってパイル密度が調整され、また、基布からのカット位置によってパイル長さが調整されている。パイル部分に使用する繊維素材は、レーヨンやナイロンといった長繊維（フィラメント）を用いたものと、コットンのような短繊維を用いたものとが知られている。
【０００５】
また、特開平７−２７０７０９８号公報には、アラミド繊維をラビング布に用いることが開示されている。また、特開平６−１９４６６２号公報には、繊維状タンパク質をラビング布に用いた配向膜の配向処理方法が開示されている。また、特開平６−１９４６６１号公報には、カゼインを材料としたラビング布を用いた配向膜の配向処理方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パイルがレーヨン製のラビング布は、レーヨンの耐摩耗性が不十分であるという問題がある。すなわち、レーヨン製のラビング布は、ラビングの最中にパイルが摩耗して異物（以下、摩耗粉異物と呼ぶ）が発生しやすく、摩耗粉異物が配向膜表面に付着すると、液晶表示素子の対向する２枚のガラス基板面の間隔（液晶セルギャップ）が不均一になり、表示むらなどの不良が発生する。また、摩耗粉異物はラビング布に巻き込まれやすく、その状態で配向膜をラビングした場合、配向膜表面に傷を生じさせる。この傷は、液晶表示素子に白く光り抜けする部分を生じさせる原因となる。また、摩耗したラビング布は均一性に欠け、摩耗したまま用いるとラビング処理が不均一になり、液晶表示素子の表示ムラの原因となるため、早めに交換する必要がある。このように、レーヨン製のラビング布は、レーヨンの耐摩耗性が不十分であるという問題がある。
【０００７】
一方、パイルがコットン製のラビング布は、パイルの耐摩耗性についてはレーヨンよりも若干改善される。これは、コットンもレーヨンも基本骨格はセルロースであるものの、コットンの方がレーヨンよりも分子量が大きく、材料強度が高いためである。しかし、コットンは天然の短繊維であるため、パイル糸は短繊維を紡績した紡績糸となり、パイル１本１本の太さは、パイル糸がフィラメントで構成されるナイロンやレーヨン等の合成繊維や半合成繊維と比較して太くなる。また、短繊維であるため、ラビングの最中に、コットンの短繊維が基板上に脱落しやすい。さらに、コットンは天然繊維であるため、産地の違い等により繊維そのものの品質のばらつきが合成繊維や半合成繊維より大きく、ラビング布のパイル均一性は、レーヨンやナイロンよりも低下する。このため、コットンのラビング布を用いた場合、ナイロンやレーヨン等の合成繊維や半合成繊維と比較して、液晶表示素子にラビング筋と呼ばれる筋状の輝度むらが発生しやすい。このように、コットン製のラビング布は、レーヨン製のラビング布と比較して、耐摩耗性が若干改善されるが、パイル糸が太い、パイルの均一性が低いという問題がある。
【０００８】
また、パイルがナイロン製のラビング布は、一般にレーヨンやコットン製のラビング布よりも耐摩耗性に優れるとされ、摩耗粉異物の発生は、レーヨンやコットン製のラビング布よりも抑制される。しかしながら、ナイロン製のラビング布は、ラビング時に生じる静電気によりラビング布が高電圧に帯電するという問題がある。具体的には、ナイロン製のラビング布のラビング時の帯電圧は２０００Ｖを越える高電圧となるため、これが基板とショートする時にＴＦＴ素子や配線を損傷する。さらに、ナイロン製のラビング布でラビング処理した配向膜は、液晶分子の配向規制力が弱く、液晶封入時に流動状配向が発生したり、均一に配向しても液晶の応答が遅く残像が発生し易い問題があった。このようにナイロン製のラビング布は、レーヨン製のラビング布と比較して、耐摩耗性は優れるが、帯電圧が高い、配向規制力が弱いという問題がある。
【０００９】
また、特開平７−２７０７０９８号公報にはアラミド繊維を用いることにより、ラビング布のパイルの耐摩耗性を改善できると記載されているが、アラミド繊維は結晶化度が高く、引っ張り強度には優れるが、ラビング時にパイルが受けるせん断力には弱く、繊維が縦方向に裂ける傾向がある。このため、繊維が縦方向に裂けることにより、大量のフィブリルが脱落し、配向膜上の異物となるという問題がある。また、特開平６−１９４６６２号公報には、繊維状タンパク質を用いたラビング布に用いることが記載されているが、繊維状タンパク質は、絹や羊毛等であるため耐熱性に乏しく、レーヨンの熱分解温度（２６０から３００℃）に対して、絹では６５℃から２５℃低く、羊毛に至っては１７０℃から１３０℃も低い。このため、ラビング時に発生する摩擦熱によって容易に変性し、ラビング布としては使用に耐えない。また、特開平６−１９４６６１号公報のようにカゼインを材料としたラビング布は、タンパク質であるカゼインが、ラビング時に発生する摩擦熱によって容易に変性するという問題がある。
【００１０】
本発明は、耐摩耗性が高く、帯電性が低く、配向規制力が大きいという特性を兼ね備えたラビング布を用いるラビング処理工程を含み、信頼性の高い液晶表示装置を製造することのできる液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような液晶表示装置の製造方法が提供される。
【００１２】
すなわち、配向膜を備えた基板をラビング布によりラビング処理する工程を含み、
前記ラビング布として、繊維を起毛させたパイル部を有し、前記パイル部には、酢酸セルロースにより構成された繊維が含まれているものを用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００１４】
本実施の形態の液晶表示装置の製造方法は、ラビング処理工程を含み、このラビング処理工程において、以下のようなラビング布を用いる。
【００１５】
（ラビング布の製造）
発明者らは、種々の繊維素材を用いてラビング布を試作し、鋭意検討の結果、パイル部分にアセテート繊維を用いることにより、配向規制力が大きく、耐摩耗性が高く、しかも、帯電性が低いという特性を有するラビング布が得られることを見いだした。以下、これについて具体的に説明する。
【００１６】
図１のように、本実施の形態のラビング布２は、繊維を起毛させたパイル３とこれを固定する基布６とバックコート層７とを有する起毛布である。パイル３を構成するパイル糸には、アセテート繊維が含まれている。
【００１７】
アセテート繊維は、酢酸セルロース製の繊維であり、下記化学式のように表される酢酸セルロース
［Ｃ6Ｈ7Ｏ2（ＯＣＯＣＨ3）x（ＯＨ）3-x］n
（ただし、０＜ｘ≦３）
であって、繊維状に加工できるものであればどのような酢化度のものでもよいが、例えば、酢化度４５％以上の酢酸セルロースを用いることができる。具体的には、セルローストリアセテート（三酢酸セルロース）や、セルロースジアセテート（二酢酸セルロース）を用いることができる。ここではアセテート繊維として、セルローストリアセテート（三酢酸セルロース）製の繊維（以下、トリアセテート繊維と称する）を用いる。
【００１８】
本実施の形態では、アセテート繊維のフィラメントに仮撚り法により旋回性のある捲縮加工（らせん状の縮れ加工）を施こし、フィラメント加工糸としたものを用いる。
【００１９】
パイル糸に含まれるアセテート繊維は、効果発現の観点から、パイル糸全体の２０％以上であることが望ましい。例えば、アセテート繊維と他の繊維との混用でパイル３を構成することができる。また、ラビング時に配向膜に直接接触するパイル３の先端部分のみをアセテート繊維またはアセテート繊維の混用とすることもできる。本実施の形態では、パイル３のすべてがトリアセテート繊維で構成された、すなわち、１００％トリアセテート製のパイル３を有する３種類のラビング布を作製した。３種類のラビング布の構成を表１のＮｏ．１〜３に示す。 アセテート繊維の１本のフィラメントの太さは、１デニール以上５デニール以下が望ましく、本実施の形態では、３．７５デニールのフィラメントを用いる。さらに太いフィラメントや細いフィラメントを選択することもできる。但し、フィラメントの太さを０．５デニール以下にした場合、パイル３はほとんど起毛しないため、フィラメントを樹脂加工したりパイル保持用の太い繊維を、アセテート繊維と混用してパイル３を構成する等の処理が必要となる。
【００２０】
製織時に、パイル３を構成するための糸として用いられるパイル糸は、上記フィラメントを所定の本数撚り合わせたものを用いる。本実施の形態では、フィラメントの太さが３．７５デニールのトリアセテート繊維を２０本撚ったものをパイル糸として３種類のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を作製した。
【００２１】
【表１】
また、ラビング布の布組織は、起毛布であればよく、パイルを構成するパイル糸が経糸となるたてパイル組織でも、緯糸となるよこパイル組織であってもよい。本実施の形態では、表１のＮｏ．１およびＮｏ．２のラビング布の布組織をベルベットとした。表１のＮｏ．３のラビング布の布組織は、編物組織である経編みのトリコットのパイル部分をカットし起毛したものとした。このほかに、モケット、ダブルラッセル丸編みのシンカーパイルのループをシャーリングしたものなどが使用できる。
【００２３】
パイル３を固定する基布６を構成する地糸は、ラビング時に直接配向膜を擦る部分ではないので、パイル糸を固定できる素材であればよいが、本実施の形態の表１のＮｏ．１およびＮｏ．２のラビング布では、経糸および緯糸のいずれもポリエステル製の繊維を用いた。なお、ポリエステル繊維の他に酢酸セルロース繊維、綿、レーヨン、ポリアミド、ポリエステル、アクリル、アラミド繊維が使用できる。また、地糸の太さも、パイル糸を固定できる太さであればよい。本実施の形態では、表１のＮｏ．１、Ｎｏ．２のいずれのラビング布も、地糸の経糸として、５０デニールのポリエステルフィラメント糸を２本撚り合わせ１００デニールとしたものを用い、地糸の緯糸として、７５デニールのポリエステルフィラメント糸を追撚としたものを使用した。
【００２４】
また、パイル３を構成するトリアセテート繊維（フィラメント）の密度は、１平方センチあたり、少なくとも５０００本以上であることが望ましく、好ましくは１００００本以上であることが望ましい。１平方センチあたりのフィラメント本数が５０００本より少なくなると、配向膜を擦るフィラメント本数が著しく少なくなるため、ラビング処理が不均一となり、適切な配向処理はできなくなる。フィラメント本数の上限はラビング布が作製可能な範囲により決まる。フィラメントの太さにも依るが、１平方センチあたり約５０００００本程度が織り込めるフィラメント数の上限となる。本実施の形態では、表１のＮｏ．１〜３のいずれのラビング布も、パイル３のフィラメント密度が１平方センチあたり約１５０００本になるように織布し、パイル３のフィラメントをやや傾斜させた後、おおよそ一定方向に並ぶように配置した。
【００２５】
また、基布６からパイル３の先端までの布厚さは、パイル３のフィラメントが傾斜した状態の厚さで、１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下にすることができるが、本実施の形態では、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍ（表１のＮｏ．１〜３）とした。また、布の厚さの布の面内方向のばらつきは、公差０．３ｍｍ以内にすることが望ましい。
【００２６】
つぎに、本実施の形態のラビング布の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、加工を施していない所定の太さの生糸トリアセテート繊維（フィラメント）を、表１の記載の本数束ね、仮撚り法により捲縮加工した。具体的には、仮撚り加工機で仮撚りした状態で、乾熱あるいは湿熱で処理して捲縮を固定した後、解撚することにより、パイル糸を作製した。これにより、パイル糸を構成するトリアセテート繊維は１本１本のフィラメントがらせん状に捲縮した。
【００２８】
つぎに、パイル糸に、ポバールを主成分とした通常のベルベットに用いられる糊剤を、スラッシャで糊付けした。糊付けしたパイル糸と、上述したポリエステル地糸とを用いて、ベルベット組織を製織した。ベルベット組織は、経地糸１本に対しパイル糸２本を並べ、３本の緯地糸でパイル糸を固定する公知のファストパイルと呼ばれる組織とした。このとき、パイル３のトリアセテート繊維のフィラメント密度が、上述のように１平方センチあたり約１５０００本になるように織布した。
【００２９】
織布した組織のパイル糸を切断して起毛し、パイル糸を所定の厚さに切りそろえる剪毛を行った後、糊抜き、精錬（洗浄等）を行い、乾燥後パイル糸をブラッシングした。これにより、複数本のトリアセテートフィラメントを撚り合わせることにより構成されていたパイル糸がほぐれて、フィラメント１本１本が起毛したパイル３を得ることができる。この後、パイル３のフィラメントをやや傾斜させたのち、おおよそ一定方向に並ぶように配置した。
【００３０】
つぎに、基布６の裏面に樹脂を塗布してベーキングすることにより、バックコート層７を形成する。このバックコート処理は、ラビング時にパイル部分の繊維の脱落を防止するとともに、図１のようにラビングローラ１にラビング布を貼り付ける際に皺が寄るのを防止するために行う処理であり、ベルベットをラビング布として使用するために必要な工程である。バックコート層７を形成する樹脂としては、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂等を使用することができる。今回はアクリル系樹脂の原料を主成分とした樹脂原料を、ナイフコーターで塗布し基布６の裏面に塗布しベーキングすることにより、アクリル系樹脂のバックコート層７を形成した。
【００３１】
このように、本実施の形態では、パイル糸として、フィラメントを所定の本数仮撚り後、加熱したものを用いることにより、所望のフィラメント密度で、１本１本の起毛した構成のパイル３を有するラビング布を作製することができた。これは、フィラメントを束ねて仮撚り後、加熱することにより、フィラメントに捲縮を固定した状態のパイル糸を用いて、製織したためである。例えば、仮撚り加工のみを行い、熱による捲縮の固定を施さないパイル糸を用いた場合、布の作製自体は可能であるが、ベルベット生産工程に存在する熱工程（例えば基布の裏樹脂加工など）でパイル糸に捲縮が発現して収縮するとともに、繊維密度が増大するために、フェルト状になる。よって、ラビング布として好適な、フィラメントの１本１本が起毛した構成のパイル３を形成するためには、本実施の形態のようにフィラメントを仮撚り後、加熱して、捲縮を固定したパイル糸を用いることが望ましい。
【００３２】
また、比較例として、レーヨン、コットン、ポリノジック、ポリエステル、ナイロン、ビニロンについても、ほぼ同様の手法により、これらの繊維１００％からなるパイル３のラビング布を作製した。ただし、コットンおよびポリノジックについては、フィラメントではなく、紡績糸を用いた。表１のＮｏ．４〜９に比較例のラビング布の作製条件を示す。
【００３３】
（ラビング布の評価１：配向規制力）
次に、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種類のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）ならびに、比較例のラビング布（表１のＮｏ．４〜９）について、液晶分子の配向規制力の評価を行った。
【００３４】
まず、ラビング処理対象である配向膜４付き基板５を作製した。ここでは、基板５として、図１のように薄膜トランジスタからなる駆動素子（ＴＦＴ）５ａが予め形成された１０ｃｍ角のガラス基板（ＴＦＴ基板）と、ＩＴＯ膜が予め形成された１０ｃｍ角のガラス基板（ＩＴＯ基板）の２種類を用意した。これら２種類の基板５の上に、それぞれ、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、２００℃〜３００℃でベークすることにより、ポリイミド製配向膜４を形成した。
【００３５】
一方、本実施の形態および比較例のラビング布２を、それぞれ、φ５０ｍｍのステンレス製ラビングローラ１に両面テープで張り付け、ラビング装置に取り付けた。
【００３６】
ラビング装置によりラビングローラ１を回転数１５００ｒｐｍで回転させながら、ラビング布２のパイル３を配向膜４に近づけ、パイル３を先端から厚さ０．５ｍｍの部分まで配向膜４の表面に押しつけた。この状態を押し込み量０．５ｍｍと呼ぶ。この状態で、基板５を搭載したステージを移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃで一定方向に移動させ、ラビング処理を行った。このラビング処理を、１種類のラビング布で、ＴＦＴ基板５とＩＴＯ基板５に対してそれぞれ行った後、これら２枚の基板５をラビング処理方向がアンチパラレル（反平行）となるように配向膜４を向かい合わせてセルを形成した。次いで、２枚の基板５の間隙に液晶を封入した。最終的な液晶セルのギャップは、約５μｍとした。
【００３７】
作製した液晶セルを２枚の偏光板の間に挟み、光を透過して観察し、液晶の配向状態を観察した。その結果、本実施の形態のトリアセテート製の３種のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）ならびに、比較例のレーヨン製、コットン製のラビング布（表１のＮｏ．５，６）は、ラビング処理した液晶セルが均一に配向しており、十分な配向規制力が得られていた。これに対し、ポリエステル製、ナイロン製、ビニロン製のラビング布（表１のＮｏ．４，８，１９）は、ラビング処理した液晶セルに、液晶封入時に液晶が流動した跡が残り、液晶の配向規制力が弱いことが判明した。
【００３８】
また、本実施の形態のトリアセテート製の３種のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）ならびに、比較例のポリノジック製のラビング布（表１のＮｏ．７）は、比較例のレーヨン製およびコットン製のラビング布（表１のＮｏ．５，６）と比較して、ラビング処理した液晶セルの配向の均一性が特に大きく、配向規制力が大きかった。
【００３９】
（ラビング布の評価２：動摩擦係数）
また、発明者らは、ラビング処理が、ラビング布２のパイル３と配向膜４との摩擦を利用して液晶の配向規制を行う処理であることから、ラビング布２と配向膜４との摩擦力と配向規制力とに相関があるのではないかと推測し、本実施の形態および比較例のラビング布と配向膜との動摩擦係数を測定した。測定は、新東科学（株）製の表面性測定機（ＴＹＰＥ１４ＤＲ）を用いて行った。
【００４０】
この表面性測定機は、図３に示すように、測定対象であるラビング布を取り付けるヘッド部分１１と、支点１３，１４を中心にヘッド部分１１とのバランスを取るバランス用荷重１５と、基板５を固定するステージ９と、荷重変換器１６とを含む。ヘッド部分１１には、φ５０ｍｍのローラ１と同じ曲率（Ｒ＝２５ｍｍ）を有する治具１０が取り付けられており、この治具１０に３０ｍｍ角に切り出した測定対象のラビング布２を両面テープで貼り付けた。ラビング布２の取付方向は、基板５の移動方向に対し、たて糸（経糸）が平行になるようにした。ラビング布２と基板５とを接触させ、ヘッド部分１１上に搭載した加重用おもり１２により垂直荷重５０ｇをかけ、ステージ９の移動速度５ｍｍ／ｓｅｃで基板５を移動させたときのラビング布２と基板５との摩擦によって、ヘッド部分１１が引きずられる力を荷重変換器１６を通してパソコン（不図示）で解析した。その結果を、図２に示す。
【００４１】
図２からわかるように、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種のラビング布２（Ｎｏ．１〜３）および、レーヨン製、コットン製、ポリノジック製の比較例のラビング布（Ｎｏ．５，６，７）は、動摩擦係数が０．４８以上あり、ナイロン、ポリエステルでは０．３１以下であった。これら動摩擦係数が０．４８のラビング布は、上記液晶分子の配向状態の観察から配向規制力が十分であると判定されたラビング布と一致する。また、動摩擦係数０．４８以上のラビング布のうち、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種のラビング布２（Ｎｏ．１〜３）およびポリノジック製のラビング布（Ｎｏ．７）は、動摩擦係数が０．５３以上あり、特に動摩擦係数が大きかった。これらは、上記液晶分子の配向状態の観察から、特に配向規制力が大きいと判定されたラビング布と一致する。これらのことから、配向規制力と動摩擦係数には、正の相関があり、動摩擦係数が０．５３以上のラビング布を用いることにより、従来よりも大きな配向規制力が得られることがわかった。
【００４２】
（ラビング布の評価３：配向膜の光学異方性）
つぎに、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）によりラビング処理を施した配向膜について、配向特性の一指標である光学異方性を測定した。
【００４３】
一般に、配向膜をラビングすると、ラビング方向とラビング方向に垂直な方向とで誘電率（屈折率）に異方性が生じる。このため、配向膜試料を回転させつつエリプソメトリでＰ波、Ｓ波の位相差（Δ）を測定し、試料回転角（θ）に対してΔをプロットすると、図６のような曲線が得られる。この曲線の最大値と最小値との差（ＤΔ）は、配向膜の光学異方性（以下、配向膜異方性）の指標として用いることができ、ＤΔが大きいほど、ラビングによって配向膜異方性が増大したと評価できることが知られている（例えば、I.Hirosawa,Jpn.J.Appl.Phys.36,5192(1997)、I.Hirosawa,T.Matsushita,H.Miyairi,and A.Saito,Jpn.J.Appl.Phys.38,2851(1999)など）。
【００４４】
そこで、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）および比較例のポリエステル製、レーヨン製およびコットン製ラビング布（表１のＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、）を用いて、ラビングした配向膜についてＤΔを測定した。測定には、上記原理を用いて配向膜異方性を測定する装置である（株）東陽テクニカ製液晶配向膜評価装置PI-Checker型式PI-φ280を用いた。ラビング対象としては、上述の評価１と同様に、基板５上に配向膜４を形成したものを用いた（図１参照）。配向膜４の形成方法は、上述の評価１と同じであるので説明を省略する。また、ラビング布は、上述の評価１と同様に、ステンレス製ラビングローラ１に張り付け、ラビング装置に取り付けた。ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル３先端の配向膜４表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃでそれぞれラビングした。
【００４５】
ラビング後の配向膜４について、上記装置により配向膜異方性を測定した結果、図７に示したように、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）でラビングした配向膜４のＤΔが最も大きく０．８５度以上である。ついで比較例のコットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）、レーヨン製ラビング布（表１のＮｏ．５）となり、ポリエステル製ラビング布（表１のＮｏ．４）が最も小さかった。
【００４６】
このように、配向膜の異方性ＤΔの測定結果から、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１）が比較例よりも大きな配向規制力を有することが確認された。
【００４７】
また、図７は、測定値ＤΔと、上述の評価２で測定した動摩擦係数との対応関係を示している。図７により、動摩擦係数の増加に伴って配向膜異方性が増大することが確認できる。このことから、評価２で述べたように、動摩擦係数の大きいセルロース骨格をもつ素材でパイルを構成したラビング布を用いてラビング処理を行うことにより、大きな配向規制力が得られることが裏付けられた。評価２でも説明したように、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布（表１のＮｏ．１〜３）は種々の比較例のラビング布の中で、最も大きい動摩擦係数を示しており（図２）、液晶への配向規制力を配向膜に付与するラビング布として優れていることがより明確になった。
【００４８】
（ラビング布の評価４：耐摩耗性）
つぎに、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いた３種のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）、ならびに、比較例のレーヨン製及びコットン製のラビング布（表１のＮｏ．５、６）について、摩耗性試験を行った。
【００４９】
まず、試験対象のラビング布２を図１のように、φ５０ｍｍのステンレス製ローラ１に両面テープで張り付けた後、ラビング装置にそれぞれ取り付け、表面にＣｒ層を形成した１０ｃｍ角のガラス基板（洗浄済みのもの）を、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端のＣｒ層への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃで連続２００回ラビングした。ラビング後のＣｒ基板表面の外観を光学顕微鏡で観察した画像を、ＣＣＤカメラで取り込み、異物付着量を測定した。その結果、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）の異物付着量が最も少なく、次いでコットン製、レーヨン製ラビング布の順で異物付着量は増大した。これを、図４に示す。なお、図４において、トリアセテートとして示した異物付着量は、本実施の形態の３種のラビング布（Ｎｏ．１〜３）についての測定結果の平均で示している。
【００５０】
図４のように、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布は、比較例のレーヨン製やコットン製のラビング布と比較して、耐摩耗性が高く、基板への異物付着量が格段に少ないことがわかった。
【００５１】
（ラビング布の評価５：ラビング布の帯電圧）
ラビング時に発生する静電気は、液晶基板に搭載されているＴＦＴ素子を破壊するほどのポテンシャルがあるため、出来るだけ発生しない方が良い。一般に繊維学上では、トリアセテート製繊維は、レーヨンやコットンの繊維と比較して、静電気が発生しやすいとされている。そこで、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布（表１のＮｏ．１〜３）、ならびに、比較例のレーヨン製及びコットン製、ナイロン製のラビング布（表１のＮｏ．５、６、８）について、ラビング時のローラ帯電圧を測定した。
【００５２】
まず、前述の評価１の配向規制力の測定時と同じ条件で、図１のように基板５上の配向膜４をラビング処理した。ただし、ガラス基板は、コーニング社製ガラス基板（code１７３７）を使用し、配向膜４を形成するポリイミド前駆体溶液としては、日産化学製ＳＥ−７４９２を使用した。ラビング条件は、評価１の配向規制力の時と同じく、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端の基板表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００５３】
ラビング処理中の布表面電位を測定したところ、図５に示したように、比較例のナイロン製ラビング布（表１のＮｏ．８）は２０００Ｖ以上の帯電圧を示したのに対し、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）は、比較例のレーヨン製、コットン製ラビング布（Ｎｏ．５，６）と同等の５００Ｖより小さい帯電圧を示した。なお、図５のトリアセテート製のラビング布の帯電圧は、表１のＮｏ．１，２，３のラビング布それぞれについて測定した帯電圧の平均を示している。また、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）で駆動素子（ＴＦＴ）５ａを表面に備えた基板５をラビングしたところ、特に駆動素子（ＴＦＴ）５ａの破壊は観察されなかった。
【００５４】
このように、本実施の形態のトリアセテート製のラビング布の帯電圧は、従来より実用されたきた帯電圧の低いレーヨン製、コットン製と同等であり、基板上のＴＦＴ素子を破壊することなく、実用レベルであることがわかった。なお、ここでは、トリアセテート製ラビング布を使用したが、ジアセテート繊維によりパイル３を構成することにより、帯電圧がより小さくなることが期待できる。
【００５５】
（ラビング布の評価６：基板の帯電圧）
ラビング時に発生するＴＦＴ基板５の帯電は、駆動素子５ａ間や配線間で放電し、液晶表示装置の不良原因となるため、ラビング布の帯電以上に発生を抑制する必要がある。そこで、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）および比較例のレーヨン製、コットン製ラビング布（Ｎｏ．５，６）で基板をラビングし、基板の帯電圧を測定した。
【００５６】
測定に用いた基板は、中央に５．５ｃｍ角のＩＴＯ膜（透明導電膜）を備える１０ｃｍ角のガラス基板であり、ＩＴＯ膜を覆うように全面にポリイミド製配向膜を形成したものである。このようにＩＴＯ膜をガラス基板と配向膜との間に挟み込むことにより、ＩＴＯ膜が存在する領域の内側は電位がほぼ一定となるため、安定した表面電位を測定することができると共に、擬似的にＴＦＴ基板を再現することになるため、実際の液晶表示装置の基板と近い条件で基板の帯電圧を測定することができる。なお、中央部にのみＩＴＯ膜を備えたガラス基板は、予め全面にＩＴＯ膜を備えたガラス基板のＩＴＯ膜を部分的にエッチングすることにより作製した。配向膜は、評価５と同様に、ポリイミド前駆体溶液として日産化学製ＳＥ−７４９２を使用し、評価１の配向膜４と同様の方法で作製した。ラビング条件は、評価５と同様に、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端の基板表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００５７】
ラビング後の基板中央部の配向膜の表面電位を測定した結果、図８に示したように、比較例のコットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）でラビングした基板の帯電圧が最も大きく、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）でラビングした基板の帯電圧が最も小さかった。なお、図８には、本実施の形態の３種のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）でラビングした基板の帯電圧の平均値を示している。
【００５８】
このように、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１，２，３）は、ラビング時の基板の帯電圧も、比較例と比較して小さいことがわかった。また、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布で駆動素子（ＴＦＴ）５ａが形成された基板５の配向膜４をラビングしたところ、特に駆動素子５ａの破壊は観察されなかった。
【００５９】
上述してきたように、本実施の形態では、ラビング布２のパイル３部分にアセテート繊維を用いることにより、配向規制力が大きく、耐摩耗性が高く、しかも、帯電性が低いという特性を持ち合わせたラビング布を提供することができる。よって、本実施の形態のアセテート製のラビング布を用いることにより、従来のレーヨン製ラビング布のように、配向規制力が大きく帯電性が低いが、耐摩耗性が低いという特性を改善することができ、摩耗による異物の発生が少なく、しかも、大きな配向規制力が得られ、静電気によるＴＦＴ素子の破壊も生じにくいラビング処理を行うことができる。
【００６０】
なお、一般的にはトリアセテート繊維は、耐摩耗性があまり大きくなく、しかも、帯電圧が大きいとされているのに対し、本実施の形態のトリアセテート繊維を用いたラビング布は、上述の評価実験により、耐摩耗性が大きく、しかも、帯電圧が低いという特性が得られた。その理由の詳細は不明であるが、パイル３を構成するトリアセテート繊維に捲縮を施しているため、パイルが基板に点接触し、かつパイルがバネのように伸縮する効果があるため摩耗しにくく、しかも、パイルのフィラメント同士が多点で点接触するため、放電しやすいのではないか推測している。
【００６１】
なお、本実施の形態では、フィラメントに仮撚り法により旋回性のある捲縮加工を施しているが、加工方法としては、仮撚り法に限らず、加撚機を用いて強撚し、加熱して撚りを熱セット後、解撚する方法により旋回性のある加工を行う方法や、フィラメントを擦過することにより緩やかなコイル状の加工を行う擦過法を用いることも可能である。また、フィラメントに与える加工形状としては、旋回性のある形状に限定されるものでなく、非直線状の形状であればよく、例えば、ジグザグ状等の加工形状のフィラメントを用いることが可能である。具体的には、フィラメントをボックス内に座屈させながら押し込んで熱固定する押し込み法や、２個の歯車の間にフィラメントを通して歯形を与え熱固定するギア法等や、フィラメントを一旦編み込んで熱固定した後、ときほぐすニットデニット法により加工したフィラメントを用いることが可能である。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、セルロースの水酸基の少なくとも一部がアセチル基に置換された酢酸セルロースの繊維により、パイルを構成したラビング布を構成したが、本発明は、これに限られるものではなく、パイル部分に用いる繊維がセルロース誘導体の繊維を含むものであればよい。これらセルロース誘導体の繊維を用いる場合も、上述した酢酸セルロース繊維と同様に、繊維に捲縮加工を施した加工糸とすることが可能である。
【００６３】
例えば、セルロース誘導体としては、セルロースの水酸基にエステル結合した化１のセルロースエステル誘導体を用いることができる。
【００６４】
【化１】
（ただし、化１において、R1, R2, R3は、それぞれ、炭素数１〜１８の飽和炭化水素基、炭素数２〜１８の不飽和炭化水素基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数１〜１８のフルオロアルキル基、炭素数２〜１８のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜１８のシアノアルキル基、炭素数１〜１８のカルボキシアルキル基、アリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、ヘテロ原子を含む炭素数５〜２５のアリール基、ヘテロ原子を含むアリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、および、ヘテロ原子を含む炭素数３〜８のシクロアルキル基のうちのいずれかである。具体的には、R1, R2, R3は、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、ビニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、エトキシエチル、オキシエチル、シアンエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、フェニル、フェニルメチル、トリル、ナフチル、ナフチルメチル、ピリジル、ピリジルメチル、ピリミジル、ピリミジルメチル、キノリル、キノリルメチル、イミダゾリル、イミダゾリルメチル、フリル、および、チエニルなどのうちのいずれかとすることができる。
【００６６】
また、セルロース誘導体として、セルロースの水酸基にエーテル結合した化２のセルロースエーテル誘導体を用いることができる。
【００６７】
【化２】
ただし、化２において、R４, R５, R６は、それぞれ、炭素数１〜１８の飽和炭化水素基、炭素数２〜１８の不飽和炭化水素基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数１〜１８のフルオロアルキル基、炭素数２〜１８のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜１８のシアノアルキル基、炭素数１〜１８のカルボキシアルキル基、アリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、ヘテロ原子を含む炭素数５〜２５のアリール基、ヘテロ原子を含むアリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、および、ヘテロ原子を含む炭素数３〜８のシクロアルキル基のうちのいずれかである。具体的には、R４, R５, R６は、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、ビニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、エトキシエチル、オキシエチル、シアンエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、フェニル、フェニルメチル、トリル、ナフチル、ナフチルメチル、ピリジル、ピリジルメチル、ピリミジル、ピリミジルメチル、キノリル、キノリルメチル、イミダゾリル、イミダゾリルメチル、フリル、および、チエニルなどのうちのいずれかとすることができる。
【００６９】
また、上記セルロース誘導体として、セルロースの水酸基の少なくとも一部に硫酸基を導入したセルロース誘導体を用いることができる。
【００７０】
また、上記セルロース誘導体として、セルロースの水酸基の少なくとも一部にリン酸基を導入したセルロース誘導体を用いることができる。
【００７１】
また、上記セルロース誘導体として、セルロースの水酸基部分をウレタンにした化３のウレタン誘導体を用いることができる。
【００７２】
【化３】
ただし、化３において、R７, R８, R９は、それぞれ、炭素数１〜１８の飽和炭化水素基、炭素数２〜１８の不飽和炭化水素基、炭素数３〜８のシクロアルキル基、炭素数１〜１８のフルオロアルキル基、炭素数２〜１８のヒドロキシアルキル基、炭素数２〜１８のシアノアルキル基、炭素数１〜１８のカルボキシアルキル基、アリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、ヘテロ原子を含む炭素数５〜２５のアリール基、ヘテロ原子を含むアリール基とアルキル基とを共に有する炭素数６〜２５の有機基、および、ヘテロ原子を含む炭素数３〜８のシクロアルキル基のうちのいずれかにすることができる。具体的には、R７, R８, R９は、それぞれ、メチル、エチル、プロピル、ビニル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、トリフルオロメチル、テトラフルオロエチル、エトキシエチル、オキシエチル、シアンエチル、カルボキシメチル、カルボキシエチル、フェニル、フェニルメチル、トリル、ナフチル、ナフチルメチル、ピリジル、ピリジルメチル、ピリミジル、ピリミジルメチル、キノリル、キノリルメチル、イミダゾリル、イミダゾリルメチル、フリル、および、チエニルなどのうちのいずれかとすることができる。
【００７４】
（液晶表示装置の製造方法）
本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を用いて、液晶表示装置を製造する方法を説明する。
【００７５】
まず、駆動素子（ＴＦＴ）が予め形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが予め形成された基板とを用意し、それぞれに、ポリイミド前駆体溶液（日産化学製ＳＥ−７４９２）を印刷法により塗布し、ホットプレートで加熱することにより溶剤乾燥処理、熱硬化処理を行った。これにより、各基板上に、厚さ８０ｎｍのポリイミド製の配向膜を形成した。なお、配向膜の形成に用いるワニスとして、上記溶液に限定されるものではなく、他のタイプのものを用いることも可能である。例えば、ポリアミック酸混合系のワニスを使用することができる。
【００７６】
次に、配向膜を形成したＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板にそれぞれ、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を用いて、ラビング処理を施した。ラビングの条件は、例えば、ローラ回転数１５００ｒｐｍ、パイル部先端の基板表面への押し込み量０．５ｍｍ、ステージ移動速度３０ｍｍ／ｓｅｃにすることができる。
【００７７】
次に、ＴＦＴ基板の表面の縁部に、注入口となる部分を除いてシール剤をディスペンサーで塗布し、一方のカラーフィルタ基板には、ＴＦＴ基板との所定のセルギャップを確保するためのスペーサービーズを分散した。これらＴＦＴ基板とカラーフィルター基板とを重ね合わせ、所定の条件で加圧および加熱して、シール剤を硬化させるとともに、ギャップを形成し、液晶セルを形成した。ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との最終的な間隔（ギャップ）は、５．５μｍとした。
【００７８】
その後、上記液晶セルの注入口から内部空間に、液晶組成物を注入・充填した後、紫外線硬化樹脂を用いて注入口を封止した。また、封止用の樹脂を塗布する際に、液晶表示素子を加圧することにより、液晶表示素子の基板間隔が面内で均一になるように調整した。このときの基板の間隔は、５．４μｍであった。なお、液晶組成物としては、公知の液晶組成物を用いることができ、例えば、シアノ系、フルオロ系、シアノフルオロ系、ビフェニル系、シクロヘキサン系、フェニルシクロヘキサン系液晶等を用いることができる。
【００７９】
ＴＦＴ基板上のＴＦＴ素子を、別途用意した表示制御回路装置に電気的に接続し、液晶表示装置を完成させた。
【００８０】
また、比較のために、ラビング処理工程のみを、比較例のレーヨン製ラビング布（表１のＮｏ．５）、コットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）を用いて行い、他の工程は同じにして比較例の液晶表示装置を作製した。
【００８１】
以上のように作製した液晶表示装置の表示特性を評価した。評価は、ラビング筋やラビングむらが最も見やすい中間調表示で、ラビング筋とラビングむらを確認することにより行った。その結果、コットン製ラビング布（表１のＮｏ．６）を用いてラビング処理を行った液晶表示装置のラビング筋とラビングむらが最も多く、本実施の形態のトリアセテート製ラビング布（表１のＮｏ．１〜３）を用いてラビング処理を行った液晶表示装置のビング筋とラビングむらが最も少なかった。
【００８２】
本実施の形態のトリアセテート製ラビング布は、配向規制力が大きく、耐摩耗性が高く、しかも、帯電性が低いという特性を持ち合わせているため、本実施の形態のラビング布をラビング処理に用いることにより、より均一に液晶を配向させることができるだけでなく、ラビング布耐久性が向上し、ラビング時の摩耗粉異物の発生が抑制できる。このため、液晶の不均一配向による表示むらや、異物起因のギャップ不均一による表示むらの少ない液晶表示素子を製造できる。また、本実施の形態のラビング布を用いることにより、ラビング時の筋状のむらの発生も抑制でき、静電気によるＴＦＴ素子の破壊も生じにくい。
【００８３】
このように、本実施の形態のアセテート繊維製のラビング布を用いた液晶表示装置の製造方法は、均一な液晶の配向が得られ、配向膜表面に対する汚染が極めて少なく、ラビング筋やむらの少ない液晶表示装置の製造であり、信頼性の高い液晶表示装置を製造することができる。
【００８４】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、耐摩耗性が高く、帯電性が低く、配向規制力が大きいという特性を兼ね備えたラビング布を用いるラビング処理工程を含み、信頼性の高い液晶表示装置を製造することのできる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態のラビング布２を用いて、基板５にラビング処理する工程を説明する説明図である。
【図２】図２は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布２と比較例のラビング布について、動摩擦係数を測定した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、図２の動摩擦係数の測定に用いる装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】図４は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布２と比較例のラビング布について、基板の異物付着量を測定した結果を示すグラフである。
【図５】図５は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布２と比較例のラビング布について、ラビング時の帯電圧を測定した結果を示すグラフである。
【図６】図６は、配向膜の光学異方性と配向膜試料の回転角との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布と比較例のラビング布でラビングした配向膜の光学異方性と、ラビング布の動摩擦係数との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本実施の形態のトリアセテートを用いたラビング布と比較例のラビング布について、ラビング時の基板の帯電圧を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…ラビングローラ、２…ラビング布、３ …パイル、４…配向膜、５…基板、６…基布、７…バックコート、８…両面テープ、９…ステージ、１０…曲率治具、１１…ヘッド、１２…荷重用おもり、１３，１４…支点、１５…バランスおもり、１６…加重変換器。
Claims (9)
- 配向膜を備えた基板をラビング布によりラビング処理する工程を含み、
前記ラビング布として、繊維を起毛させたパイル部を有し、前記パイル部には、酢酸セルロースにより構成された繊維が含まれ、前記酢酸セルロースにより構成された繊維は、捲縮が付与されたフィラメント加工糸であるものを用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記酢酸セルロースは、酢化度が４５％以上であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記酢酸セルロースは、三酢酸セルロースであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記酢酸セルロースは、二酢酸セルロースであることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項１、２、３または４に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記捲縮は旋回性のある捲縮であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 配向膜を備えた基板をラビング布によりラビング処理する工程を含み、
前記ラビング布として、繊維を起毛させたパイル部を有し、該パイル部がセルロース誘導体により構成された繊維を含み且つ捲縮が付与された加工糸からなるものを用い、
前記セルロース誘導体は、下記化１に示したセルロースエステル誘導体であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 配向膜を備えた基板をラビング布によりラビング処理する工程を含み、
前記ラビング布として、繊維を起毛させたパイル部を有し、該パイル部がセルロース誘導体により構成された繊維を含み且つ捲縮が付与された加工糸からなるものを用い、
前記セルロース誘導体は、下記化２に示したセルロースエーテル誘導体であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 配向膜を備えた基板をラビング布によりラビング処理する工程を含み、
前記ラビング布として、繊維を起毛させたパイル部を有し、該パイル部がセルロース誘導体により構成された繊維を含み且つ捲縮が付与された加工糸からなるものを用い、
前記セルロース誘導体は、下記化３に示したウレタン誘導体であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 請求項１記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記ラビング布として、前記配向膜との動摩擦係数が０．５３以上のものを用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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