JP3921464B2 - 配向処理装置およびそれを使用する液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に関し、特にそのガラス基板表面の配向処理を行うラビングロール装置およびそれを使用する液晶表示装置の製造方法に関する。

比較的薄型且つ低消費電力であるために、パーソナルコンピュータの表示装置、テレビジョン受像機およびカーナビゲーション装置等の表示装置として液晶表示装置（又は液晶表示パネル）が広く普及している。

液晶表示装置は、一般にＴＦＴ(Thin Film Transistor)等の電極が形成された２枚の薄いガラス基板を微小間隔で対向配置し、これらのガラス基板の間隙に液晶を封入して構成される。これらガラス基板の内面には配向膜が形成され、これら配向膜に所定の配向処理を行うことにより、封入される液晶を配向させる。この配向処理には、一般的にラビングロール又はラビング装置と称される配向処理装置が使用される。

従来、各種の配向処理装置が提案されている。代表的な従来の配向処理装置として、円筒（又は円柱）状の回転ローラの表面にラビング布を両面接着テープ等により貼り付けて構成されたラビング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

図３は、斯かる従来の配向処理装置の１例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はそのラビング布の展開図である。この従来の配向処理装置３０は、図３（Ａ）に示す如く、円筒状の回転ローラ３１およびその外面（又は円周面）に、回転ローラ３１の軸に対して略平行に配置けられた複数のラビング布３２により構成される。これら複数のラビング布３２は、隣接する端部を突き合わせて、継ぎ目３４が相互に接触するように、例えば両面テープ等を使用して貼り付けられる。この配向処理装置３０を、例えば液晶表示装置のガラス基板上に印刷、焼成された配向膜上で回転させて擦ることにより配向処理する。この場合には、図３（Ｂ）の展開図３３で示す如く、円周方向に複数の継ぎ目３４のパターンが形成されることとなる。

また、図４は、上述した特許文献１に開示する他の配向処理装置を示す。図４（Ａ）はその斜視図であり、図４（Ｂ）は展開図を示す。この配向処理装置４０は、円筒状の回転ローラ４１およびその外周面に互いに端部が接触するように螺旋状に巻回された比較的細長いラビング布４２により構成される。このラビング布４２も、例えば両面テープ等を使用して、回転ローラ４１の外周面に、その回転軸の直交方向に対して鋭角に傾けて巻回して貼り付けられる。従って、展開図４３は、図４（Ｂ）に示す如く、傾斜した複数の継ぎ目４４のパターンが形成されることとなる。
特開２０００−１７１８０３号公報（第２−３頁、第１図、第２図）

液晶表示装置等の表示パネルは、益々大型化すると共に大量生産されることによる価格競争が激しくなる。斯かる大型の液晶表示装置には、当然ながら基板サイズも大型化する。しかし、上述の如き従来の配向処理装置又は回転ローラを使用すると、その軸方向略平行に又はある角度を持って貼り合わされるラビング布として幅の大きい布が必要になる。幅の大きい布を製造するには、幅方向に所定の張力を加えて均一に張ることが困難になるので、パイル長が不均一になり、配向異常を生じる可能性が高いという課題を有する。また、幅の狭いラビング布を回転ローラの外周に螺旋状に巻回する場合には、パイルの起毛方向がラビング布を貼り合わせた角度により決まり、円周方向から一定角度の継ぎ目を有するので、ラビング処理が不均一になる部分を生じるという課題を有する。

本発明は、従来技術の上述の如き課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を解消又は軽減して、一層均一な配向処理が可能な配向処理装置およびそれを使用す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。

前述の課題を解決するため、本発明による配向処理装置およびそれを使用する液晶表示装置の製造方法は、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）ガラス基板の１面に形成された配向膜を、回転ローラの外面に取り付けられるラビング布により擦り液晶を配向させる配向処理を行う配向処理装置において、
前記ラビング布は、前記回転ローラの外面に相互に隣接して取り付けられる複数のラビング布よりなり、
該複数のラビング布の展開図は、実質的に前記回転ローラの幅および外周に対応する幅および長さを有する略長方形であり、
前記複数のラビング布は、隣接するラビング布の端部が実質的に接触して、前記回転ローラの円周方向に継ぎ目を形成し、前記ガラス基板の実質的に全面を一定に配向する配向処理装置。

（２）前記複数のラビング布は、各々展開図が実質的に略長方形の等しい形状であり、各ラビング布により並べて配置された異なるガラス基板の配向処理を行う上記（１）の配向処理装置。

（３）前記複数のラビング布は、略平行四辺形の展開図を有し、前記回転ローラの中央部に配置される少なくとも１枚のラビング布と、該少なくとも１枚のラビング布の両側に配置される略三角形の展開図を有する２枚のラビング布よりなる上記（１）の配向処理装置。

（４）前記回転ローラの軸方向の前記継ぎ目の数を一定とし且つ前記複数のラビング布の前記継ぎ目を形成する端部の長さと前記回転ローラの回転軸に対する角度とを選択して前記継ぎ目が前記回転ローラの同一円周上に２回現れないようにする上記（３）の配向処理装置。

（５）それぞれ内面に配向膜が形成された複数のガラス基板を相互に離間して配置するステップと、
回転ローラの外周に前記回転ローラの軸方向に、相互に隣接する端部が接触して巻回された複数のラビング布を有し、隣接するラビング布の端部が実質的に接触して、前記回転ローラの円周方向に継ぎ目を形成する配向処理装置を使用して、前記複数のガラス基板の配向膜を擦って該配向膜の全面を一定に配向処理するステップと、
前記配向処理装置で配向処理された前記複数のガラス基板のうちの１対のガラス基板を前記配向膜を相互に対向させて一定間隔で保持し、前記１対のガラス基板の間隙に液晶を注入するステップと、
を備える液晶表示装置の製造方法。

本発明によると、次の如き実用上の顕著な効果を有する。即ち、ローラ軸の外周に複数枚のラビング布を巻回する際に、隣接するラビング布の継ぎ目が液晶表示装置の表示部にかからないので、配向異常部が表示面に現れず、従って均一な配向処理が可能であり且つ高品質の液晶表示装置が得られる。また、均一に配向処理された複数のパネルを同時に製造することが可能であるので、製造コストを下げることが可能である。

以下、本発明による配向処理装置およびそれを使用する液晶表示装置の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１は、本発明による配向処理装置（以下、ラビングロールということもある）の第１実施例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はそのラビング布の展開図および（Ｃ）は（Ａ）の配向処理装置を使用して形成される液晶表示装置のパネルの平面図を示す。

このラビングロール１０は、回転ローラ１１およびその外周に両面テープ等により貼り付けられたラビング布１２により構成される。このラビングロール１０の最大の特徴は、ラビング布１２が、回転ローラ１１の軸方向に沿って隣接して貼り付けされた複数（例えば、２枚）のラビング布１２Ａおよび１２Ｂにより構成されることである。換言すると、これら各ラビング布１２Ａ又は１２Ｂは、図１（Ｂ）の展開図に示す如く、回転ローラ１１の長さを複数に分割（例えば、２分割）した幅および回転ローラ１１の円周に対応する長さを有する長方形である。これらのラビング布１２Ａおよび１２Ｂは、好ましくは相互に隣接して回転ローラ１１の外周に貼り付けされる。これにより、ラビング布１２Ａおよび１２Ｂ間に継ぎ目１３が不可避的に形成される。

次に、図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、本発明によるラビングロール１０を使用して液晶表示装置を製造する製造工程を説明する。図１（Ｃ）に示す如く、ラビングされる複数面取りパネルのシート１５には、例えば４個のパネル１６が、左右および前後に有する。このように複数（例えば、４個）のパネル１６を有する複数面取りパネルのシート１５の表面を、図１（Ａ）に示す本発明によるラビングロール１０により擦ることにより、パネル１６の表面に形成された配向膜（図示せず）を配向処理する。ここで、ラビングロール１０のラビング布１２の継ぎ目１３は、左右配置されたパネル１６の間隙部と一致するようにアライメント（位置合わせ）して擦られることに注目されたい。その結果、各パネル１６の配向膜は、継ぎ目１３の影響を受けることなく、ラビング布１２Ａ又は１２Ｂにより均一に配向処理されることになる。

次に、図１（Ｃ）を参照して上述した如く配向処理されたパネル１６のうち適当な２枚の配向面を相互に対向させて、予め決められたミクロンオーダーの微小間隔で配置する。尚、各パネル（又はガラス基板）１６の配向膜が形成された面の反対面にはＴＦＴ等の電極（およびカラー液晶表示装置の場合には、フィルタ）が形成されているものとする。これら２枚のパネル１６の周縁部（液晶注入口を除き）を適当なシール材でシールする。そして、これらパネル（又はガラス基板）１６の間隙に、液晶注入口から液晶を注入し、液晶を注入後に紫外線硬化型樹脂等の適当なシール材を使用して封止する。

上述の如く構成された液晶表示装置には、一体的又は別体的に電極駆動回路を設けて電極を駆動する。これにより、注入された液晶の配向状態を制御して、文字又は図形を表示可能にする。また、一般には、背面に周知のバックライトを付加して、液晶の配向状態に応じて光の透過量を変化させて良好なコントラストの文字や図形の表示を得る。

次に、図２を参照して、本発明の第２実施例を説明する。図２において、（Ａ）はラビングロール２０の斜視図、（Ｂ）はそのラビング布を構成する中央部のラビング布の展開図および（Ｃ）は、（Ｂ）の展開図の１つのラビング布を抜き出した図を示す。

図２に示す本発明の第２実施例のラビングロール２０は、回転ロールの外面に取り付けられるラビング布が、中央部の少なくとも１個の略平行四辺形のラビング布およびその両端の略三角形のラビング布により形成されることを特徴とする。斯かる構成により、回転ローラの軸方向におけるラビング布のラビング布の継ぎ目の数は、回転ローラの全周において一定（例えば、３個）である。このラビングロール２０も、上述した第１実施例のラビングロール１０と同様に、回転ローラ２１およびその外周に貼り付けられたラビング布２２により構成される。

ラビング布２２は、このラビングロール２０の特定の実施例では、図２（Ｂ）のラビング布展開図に示す如く、布幅の狭いラビング布を元反から切り出す際にある角度を有する平行四辺形状に切り出された中央部のラビング布２２Ｂおよび２２Ｃと、両端の略三角形のラビング布２２Ａおよび２２Ｄとにより形成される。即ち、合計４個のラビング布２２Ａ〜２２Ｄにより形成される。ここで、図２（Ｃ）に示す如く、ラビング布２２Ｂ（又は２２Ｃ）のラビングする幅をＡ、回転ロール２１の外周をＢ、切り出される布の下辺をＣ、切り出される布の左辺長さをＤ、元反幅をＥ、継ぎ目２３の数をＦ、切り出される布の下辺および左辺のなす角度をθとする。

先ず、Ａ／（Ｅ／２）＝Ｆを計算し、小数点以下は切り上げた数が継ぎ目２３の数Ｆとなる。次に、継ぎ目２３の数により元反より切り出される平行四辺形部の各部分の長さを求める。切り出される下辺の長さＣを、Ｃ＝Ａ／Ｆで求める。切り出される布の下辺と左辺でなす角度θを、θ＝ｔａｎ^−１（Ｂ／Ｃ）で求める。切り出される布の左辺長さＤをＤ＝Ｃ／ｓｉｎθで求める。このように、Ｃ、ＤおよびＦを求めると、継ぎ目２３が同一円周上に２回現れないようになり、
Ｃ＝√（（Ｄ^２−（Ｄ＊ＳＩＮθ）^２））の式を満足する。

上述した数式を使用して、元反より切り出された複数枚のラビング布２２を回転ローラ２１の外面に、例えば両面テープにて貼り付ける。貼り付ける際に、継ぎ目２３が同一円周上に同数くるようにする。このように構成されたラビングロール２０を使用して、液晶表示装置に使用されるＴＦＴ、カラーフィルタ基板上に形成された配向膜（図示せず）をラビングロール２０の回転ローラ２１を回転させ、ラビング布２２で配向膜を擦ることで配向処理を行う。

このとき、ラビング布２２の継ぎ目２３部分を面内で均等にすることと、ラビングロール２０の回転ローラ２１の円周上に同じ継ぎ目が来ないことで、ラビングロール２０のラビング均一性を向上させることが可能である。また、継ぎ目２３の均一化により、ガラス基板にかかる圧力が分散化され、ラビング円周上に同じ継ぎ目が現れないためラビングむらのない、即ち略均一に配向処理されたガラス基板（パネル）が製造可能である。

以上、本発明による配向処理装置（ラビングロール）およびそれを使用する液晶表示装置の製造方法の好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて、種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。

本発明の第１実施例を示し、（Ａ）はラビングロールの斜視図、（Ｂ）はその展開図および（Ｃ）はラビングロールを使用する液晶表示パネルの配向処理の説明図である。 本発明の第２実施例を示し、（Ａ）はラビングロールの斜視図、（Ｂ）はラビング布の展開図（Ｃ）はラビング布の切り出し説明図である。 ラビングロールの第１従来例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はラビング布の展開図である。 ラビングロールの第２従来例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は展開図である。

符号の説明

１０、２０ 配向処理装置（ラビングロール）
１１、２１ 回転ローラ
１２、２２ ラビング布
１３、２３ ラビング布の継ぎ目
１５ ラビングされる複数面取りパネルのシート
１６ パネル

Claims (5)

1. ガラス基板の１面に形成された配向膜を、回転ローラの外面に取り付けられるラビング布により擦り液晶を配向させる配向処理を行う配向処理装置において、
   前記ラビング布は、前記回転ローラの外面に相互に隣接して取り付けられる複数のラビング布よりなり、
   該複数のラビング布の展開図は、実質的に前記回転ローラの幅および外周に対応する幅および長さを有する略長方形であり、
   前記複数のラビング布は、隣接するラビング布の端部が実質的に接触して、前記回転ローラの円周方向に継ぎ目を形成し、前記ガラス基板の実質的に全面を一定に配向することを特徴とする配向処理装置。
2. 前記複数のラビング布は、各々展開図が実質的に略長方形の等しい形状であり、各ラビング布により並べて配置された異なるガラス基板の配向処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の配向処理装置。
3. 前記複数のラビング布は、略平行四辺形の展開図を有し、前記回転ローラの中央部に配置される少なくとも１枚のラビング布と、該少なくとも１枚のラビング布の両側に配置される略三角形の展開図を有する２枚のラビング布よりなることを特徴とする請求項１に記載の配向処理装置。
4. 前記回転ローラの軸方向の前記継ぎ目の数を一定とし且つ前記複数のラビング布の前記継ぎ目を形成する端部の長さと前記回転ローラの回転軸に対する角度とを選択して前記継ぎ目が前記回転ローラの同一円周上に２回現れないようにすることを特徴とする請求項３に記載の配向処理装置。
5. それぞれ内面に配向膜が形成された複数のガラス基板を相互に離間して配置するステップと、
   回転ローラの外周に前記回転ローラの軸方向に、相互に隣接する端部が接触して巻回された複数のラビング布を有し、隣接するラビング布の端部が実質的に接触して、前記回転ローラの円周方向に継ぎ目を形成する配向処理装置を使用して、前記複数のガラス基板の配向膜を擦って該配向膜の全面を一定に配向処理するステップと、
   前記配向処理装置で配向処理された前記複数のガラス基板のうちの１対のガラス基板を前記配向膜を相互に対向させて一定間隔で保持し、前記１対のガラス基板の間隙に液晶を注入するステップと、
   を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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