JP4565614B2

JP4565614B2 - 液晶パネル製造用ラビング布材

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Publication number: JP4565614B2
Application number: JP2004123126A
Authority: JP
Inventors: 靖保廣田; 健次西口; 隆史井上; 速田平
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-04-19
Also published as: JP2005308884A

Description

本発明は、液晶パネル製造用ラビング布材に関する。液晶パネル製造工程においては、起毛されたパイルを持つラビング布材を金属製ローラーの外周面に両面粘着テープで貼り付けて成るラビングローラーを用いて配向処理を行なう。この配向処理とは、液晶パネルを構成する２枚の基板の表面に形成された配向膜の表面を、高速回転する上記ラビングローラー表面のパイルで均一に擦ることによって、配向膜の表面に一方向の分子配向性を付与する処理である。このような工程を配向工程あるいはラビング工程と言う。本発明は、液晶パネル製造に必須のラビング工程で使用されるラビング布材に関する。

ラビング工程について、図４を参照して説明する。ラビングとは、表面にパイルを起立させた布材２を、金属製ローラー１の外周面に両面粘着テープで貼り付け、これを高速で回転させながら、液晶パネルを構成する基板５の表面に形成された配向膜の表面を布材２のパイルで高速に擦る操作である。このラビング工程は、配向膜の表面に一方向の分子配向性を付与することを目的としている。図４中の符号ｄは、布材２の基材５表面に対する押し込み深さを示し、これは切り込み量と通称されている。この切り込み量ｄの大小が、配向性能に対して最も強く影響する。

透過式の液晶表示パネルに使用される液晶表示素子は、薄膜トランジスターからなる駆動素子（ＴＦＴ）を形成したＴＦＴ基板と、カラーフィルター（ＣＦ）を形成したＣＦ基板とを微小な間隔をあけて対向し、その間隙に液晶を封入した構成を有する。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、このＩＴＯ電極の表面を覆うように配向膜が形成されている。

ＴＦＴ基板とＣＦ基板は、配向膜同士が向かい合うように配置され、両基板の配向膜はいずれも封入された液晶と接触する。ＴＦＴ基板表面及びＣＦ基板表面の配向膜には、液晶分子を配列させるためにラビング布材を用いた配向処理が施される。ラビング布材は、通常、アルミニウム、ステンレス等の材質からなるローラー外周面に両面粘着テープを介して貼り付けられる。ローラーを回転させながら外周面のラビング布材を配向膜表面に接触させることにより、ラビング布材で配向膜表面を擦る。配向膜に対してこのようなラビング処理を施すと、配向膜自体の表面に超微細な溝が形成されたり、配向膜を形成する高分子であるポリイミド分子に一軸配向が付与される。ラビング処理が施された配向膜に液晶が接触すると、ラビング布材で擦られた方向に液晶分子が配列するようになり、電場による液晶の均一スイッチング特性が実現する。ラビング処理による液晶配向の性能は、液晶パネルにとって最も重要な表示特性の均一性を左右する。

ラビング布材としては、一般に、地布と地布に起毛状態で織り込まれたパイルとからなるベルベット織物が使用されている。パイルの素材としては、レーヨン、ナイロン等の長繊維（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が知られている。ラビング布材に用いられるベルベットの組織としては、地布組織の経糸及び緯糸にキュプラレーヨンを使用し、パイルにビスコースレーヨンを使用した図５に示すようなファストパイルのベルベット織物（特許文献１参照）が一般的である。また、パイルにコットンを使用した図６に示すようなＶ字型パイル（カットパイル）のベルベット織物（特許文献２参照）も使われている。ただし、これらの組み合わせに限定されない。例えば、パイルにコットンを使用した場合にもファストパイル組織で織ることは可能である。上記のように地布にセルロース系繊維を使用した例はあるが、熱可塑性、熱溶融性の合成繊維を使用した例は無い。また、地布を形成する熱可塑性、熱溶融性合成繊維は、フィラメント糸の如き長繊維でも紡績糸でも良く、他の繊維との混紡糸でも良い。
特許第３２０９３２８号公報登録実用新案第３０４５４６４号公報

ラビングローラーを作製するためには、まず織機で所定の織巾に製織したラビング布材の原反を、ローラーに合う所望の大きさに裁断し、これを両面テープ等でローラーの表面に貼着する。ここで、ラビング布材の原反の裁断方法としては、通常は常温でのプレス裁断が行なわれている。

このプレス裁断を行なう際は、ラビング布のパイルが無い裏側にアクリル系樹脂あるいは酢酸ビニール系樹脂でコーティングしているにもかかわらず、切断面付近のパイルが脱落し、生地に付着することがある。また、脱落したパイルを除去したとしても、経糸もしくは緯糸の端面のほつれがあるままラビングすると、ラビング中に新たなパイルの脱落が起こることがある。これら脱落ないしほつれた繊維の端縁がラビング工程において配向膜の表面に擦れると、配向膜表面に傷が生じ、液晶パネルにとって最も重要な表示特性の均一性を損なう惧れがある。

特に、ラビング布材の組織方向（経糸方向）に非平行に裁断する場合、経糸を途中で切る裁断になり、この問題は顕著となる。なお、非平行裁断は、パイルの傾斜方向を最適にラビングローラーに貼着するために必要になる場合がある。

そこで、本発明の目的は、裁断する際にパイル屑の脱落や経糸もしくは緯糸のほつれが少なく、液晶パネルの製造において非常に良好に使用できるラビング布材を提供することにある。

本発明者は、布材の端面を溶融処理することが非常に効果的であることを見い出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維又はポリアミド繊維である経糸及び緯糸からなる地布組織と、前記地布組織の経糸方向に織り込まれたパイル糸と、を有するベルベット織物の液晶パネル製造用ラビング布材であって、前記地布組織の端面が溶融処理されていることを特徴とする液晶パネル製造用ラビング布材である。

本発明においては、ラビング布材の端面が溶融処理されているので、ラビング布材を所望の大きさに裁断する際にパイル屑の脱落や経糸もしくは緯糸のほつれを少なくすることができる。したがって、このようなラビング布材を用いれば液晶パネル製造工程における配向膜表面への悪影響を軽減することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るベルベット組織の模式図である。

図１（ａ）に示すように、ベルベット組織は、地布組織１１と地布組織１１に起立した状態で織り込まれたパイル１２から形成されている。本実施形態においては、地布組織１１は、二重ビームから供給された経糸１４ａ、１４ｂ、１４ｂ'と緯糸１３によって製織される。本発明においては、このラビング布材の地布組織において、経糸及び緯糸の一方又は両方をポリエステル繊維等の熱可塑性又は熱溶融性の繊維にすることが好ましい。

ベルベットの製織時において、経糸１４ａは、織機の１本のビームから強い張力で供給される。一方、経糸１４ｂ及び経糸１４ｂ'は、織機のもう１本のビームから弱い張力で供給される。緯糸イ、ハ、ニ、ヘは、経糸１４ａよりパイル１２が起立する側（表面側）に位置し、緯糸ロ、ホは、経糸１４ａより裏面側に位置する。経糸１４ｂと経糸１４ｂ'は、それら緯糸１３に対して相互に表裏交替に製織されている。

図２は、図１の組織で製織されたベルベット織物の地経糸とほぼ平行方向に常温プレス裁断した場合の断面の電子顕微鏡写真より作図した図である。図３は、図２と同じベルベット織物に対して溶融裁断（溶融処理）した場合の断面の電子顕微鏡写真より作図した図である。具体的には、図２及び図３は、後述する実施例１のラビング布材１の常温裁断後及び溶融裁断後の端面の電子顕微鏡写真に基づいている。

図３によれば、その断面の地緯糸１３及び地経糸１４が何れも溶融裁断の刃の圧力により溶融変形し、単繊維は互いに固着し合い、硬い塊状になっている。このため、パイル糸１２は脱落し難い状態になっている。一方、常温でプレス裁断された図２の断面では、地緯糸１３及び地経糸１４は個々の単繊維が原形を保っており、マルチフィラメントの形状も大きくは変形していない。

本発明において、ラビング布材の端面の溶融処理としては、好ましい少なくとも２つの態様がある。１つの好ましい態様は、裁断刃への熱付与を行なう態様である。具体的には、裁断刃の温度を上げた状態でラビング布材を押し切ることにより、剪断される繊維の端面を溶融できる。他の好ましい態様は、レーザー照射による方法である。具体的には、レーザー照射により組織繊維の温度を上げて、繊維を溶融させながら裁断できる。また、ラビング布材の裁断を常温で行なった後、後処理としてその裁断面を加熱して溶融処理する方法もある。

溶融処理の処理温度は、布材の地糸、地織物組織、パイル糸の種類により適宜決定すればよい。裁断刃へ熱付与する態様において、その温度は、糸を変形させながら切断するために、通常は地糸の融点を中心として５０℃高い温度から、２０℃低い温度の範囲内が好ましい。さらに、切断時間を短縮するためには、地糸の融点を中心として、１５℃高い温度から、１０℃低い温度の範囲内が好ましい。なお、レーザー照射の態様では布端面が直ちに溶融するので、特に温度を設定する必要はない。

ラビング布材の地布の経糸及び緯糸としては、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアミド繊維を用いる。特に、地布に熱可塑性又は熱溶融性の繊維を使用して製織するので、溶融処理により端面を融着させて、パイル屑の脱落や経糸もしくは緯糸のほつれを少なくすることができる。

上述の通り地布の経糸及び緯糸としては熱可塑性又は熱溶融性の繊維を用いるが、特にフィラメント糸を使用する場合は、地糸に諸撚りの糸を使用するか、糊付けを行った糸を使用すればよい。

パイル糸としては、コットン、レーヨン等のセルロース系繊維を使用することもできるし、トリアセテート繊維、ポリエステル繊維等の熱可塑性繊維を使用することもできる。具体的には、パイル糸の熱的特性を考慮し、溶融処理温度（熱裁断刃の先端温度等）を調整することにより、端面の溶融処理を行えばよい。

上述した組織のラビング布材（原反）において、地布の経糸、緯糸を熱可塑性又は熱溶融性の繊維で構成し、所望の大きさに切り出す際、または切り出した後に端面を熱溶融処理すれば、パイルの抜けやほつれを完全に防止できる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

＜実施例１＞
まず、図１の織物組織からなるラビング布材１を作製した。地経糸としてはポリエステル繊維５６デシテックスの諸撚りの双糸を用い、地緯糸としてはポリエステル繊維８４デシテックス双糸を用い、パイル糸としてはコットン６０番双糸を用い、パイル高さ２.５ｍｍのベルベット織物を製織した。地経糸の密度は１ｃｍ当たり３５本、地緯糸の密度は１ｃｍ当たり７５本であった。その生地のパイルの無い側にアクリル系の樹脂をコーティングして、ラビング布材１を得た。次いで、株式会社ナカヤマ製のＳ５０Ｃ鋼で厚み１ｍｍ、刃先のテーパーは３５度〜４０度の裁断刃を用意し、ヒーターに通電して熱付与し、ラビング布材１を地経糸とほぼ平行に溶融裁断した。この際の刃先の温度は２６５±５℃とした。

＜実施例２＞
まず、図５の織物組織からなるラビング布材２を作製した。地経糸としてはポリエステル繊維５６デシテックスの諸撚りの双糸を用い、地緯糸としてはポリエステル５６デシテックスを用い、パイル糸としてはトリアセテート８４デシテックス双糸を用い、ベルベット織物を製織した。地経糸の密度は１ｃｍ当たり２３本、地緯糸の密度は１ｃｍ当たり４５本であった。その生地のパイルの無い側にアクリル系の樹脂をコーティングして、ラビング布材２を得た。次いで、実施例１と同じ裁断刃を用意し、ヒーターに通電して熱付与し、ラビング布材２を地経糸とほぼ平行及び地経糸に１５度乖離した方向に溶融裁断した。この際の刃先の温度は２４５±５℃とした。

＜実施例３＞
まず、図５の織物組織からなるラビング布材３を作製した。地経糸及び地緯糸としてはナイロン繊維（ナイロン６）５６デシテックス（１７フィラメント）を用い、地経糸は下撚り９００回／ｍ、上撚り６００回／ｍの諸撚り糸として使用し、地経糸密度は２３本／ｃｍ、地緯糸密度は４７.５本／ｃｍとし、パイル糸としてはトリアセテート８４デシテックス双糸を用いた。ベルベット織物を製織し、通常の加工方法で仕上げて、ラビング布材３を得た。次いで、実施例１と同じ裁断刃を用意し、ヒーターに通電して熱付与し、ラビング布材３を地経糸とほぼ平行及び地経糸に１５度乖離した方向に溶融裁断した。この際の刃先の温度は２１０±５℃とした。

＜実施例４＞
まず、図５の織物組織からなるラビング布材４を作製した。地経糸及び地緯糸としてはポリプロピレン繊維５６デシテックス（２４フィラメント）を用い、地経糸は下撚り７５０回／ｍ、上撚り４５０回／ｍの諸撚り糸として使用し、地経糸密度は２３本／ｃｍ、地緯糸密度は４２本／ｃｍとし、パイル糸としてはトリアセテート８４デシテックス双糸を用いた。ベルベット織物を製織し、通常の加工方法で仕上げて、ラビング布材４を得た。次いで、実施例１と同じ裁断刃を用意し、ヒーターに通電して熱付与し、ラビング布材４を地経糸とほぼ平行及び地経糸に１５度乖離した方向に溶融裁断した。この際の刃先の温度は１６０±５℃とした。

＜比較例１＞
まず、図６の織物組織からなる市販のコットンのラビング布材５を用意した。この市販品の地経糸、地緯糸及びパイル糸は、いずれもコットンの４０番双糸からなる。パイル長は２.５ｍｍである。また、この生地の裏は酢酸ビニール系の樹脂でコーティングされていると言われている。次いで、株式会社ナカヤマ製の鋼材からなるトムソン刃を用意し、ラビング布材５を地経糸とほぼ平行及び地経糸から１５度乖離した方向にプレス裁断した。この際の刃先の温度は常温とした。

＜評価＞
実施例１〜４及び比較例１において裁断したラビング布材の端面を、ベルベットの生地で摩擦し、パイルの脱落状況を目視した。

溶融裁断を行なった実施例１〜４のラビング布材については、地経糸にほぼ平行に溶融裁断したものも、１５度乖離した方向に溶融裁断したものも、地糸が溶融変形しているためパイルの脱落はほとんど見られなかった。

これに対して、常温のプレス裁断を行なった比較例１のラビング布材については、地布の経糸、緯糸が全く溶融していないため、パイルの根元が製織組織と生地の裏にコーティングした樹脂で地布に固定されていたが、地布組織がプレス裁断により崩れた部位では、パイルの根元の固定が不十分で、地経糸にほぼ平行に裁断したものも、地経糸に１５度乖離した方向に裁断したものもパイルの脱落が多く見られた。したがって、比較例１のラビング布材では、液晶ディスプレイの配向膜ラビング時に、パイルが脱落する可能性がある。

なお、本発明の他の実施例としては、レーザー裁断機の使用も可能である。このレーザー裁断機としては、例えば、株式会社ダイヘン製、炭酸ガス型、出力１ＫＷ、裁断速度５ｍ／ｍｉｎ.などがある。

（ａ）は、本発明の実施形態に係るベルベット組織模式図であり、（ｂ）は、その断面図である。実施例１のラビング布材１の常温裁断後の端面の図である。実施例１のラビング布材１の溶融裁断後の端面の図である。ローラーに張り付けられたラビング布材が、基板に接触した状態を示した図である。ファストパイルのベルベット織物の組織図である。パイルに綿を使用したＶ字型パイルのベルベット組織図である。

符号の説明

１金属製ローラー
２布材
５基板
１１地布組織
１２パイル
１３緯糸
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｂ' 経糸

Claims

ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維又はポリアミド繊維である経糸及び緯糸からなる地布組織と、前記地布組織の経糸方向に織り込まれたパイル糸と、を有するベルベット織物の液晶パネル製造用ラビング布材であって、
前記地布組織の端面が溶融処理されていることを特徴とする液晶パネル製造用ラビング布材。
地布組織の端面の溶融処理が、裁断刃への熱付与によるものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル製造用ラビング布材。
地布組織の端面の溶融処理が、レーザー照射によるものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル製造用ラビング布材。