JPH03163528A - 液晶素子製造用ラビング布帛および液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、時計、パソコン、ワープロなどの表示板に使
用される液晶表示素子、また、光路切り替えスイッチ、
光シャッター、光プリンタヘッドなどに用いられる液晶
光学素子、さらにまた各種センサとしての液晶センサ素
子など、液晶エレクトロニクス素子を製造する際に効果
的に用いられる液晶素子製造用ラビング布帛と液晶素子
の．製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 液晶エレクトロニクス素子は、低電圧動作と低電力消費
のため、ＬＳＩ駆動回路との適合性に優れており、液晶
表示素子、液晶光学素子、液晶センサ素子などの開発が
活発に行なわれている。

中でも、液晶表示素子においては、上記低電圧動作と低
電力消費の他にも、薄形・軽量であり小型表示から大型
表示まで可能である、受光形表示なので明るい場所でも
表示が鮮明である、表示のマルチカラー化が容易に図れ
る、投影表示や集積表示ができるので大画面表示が容易
であるなどの長所があり、すでにワープロや小型テレビ
等において実用化されている。

一゛般に、液晶素子の製造においては、液晶を配向させ
ることが必要であり、通常、基板上にポリイミド、ポリ
ビニルアルコールなどの高分子を塗布した後、布で一定
方向にラビングする手法がとられている。

しかし、これらの液晶の配向の問題点として挙げられる
のがその不均一性である。配向の不均一性は、コントラ
ストの低下、画面内の表示ムラなど表示品質低下の原因
となる。特に、最近開発されたＳＴＮ型液晶表示素子に
おいては、表示素子面内での配向の均一性のみならずプ
レチルト角で表される三次元的な配向均一性も要求され
る。従来、ラビングは、公知の構造のナイロンやレーヨ
ンの布帛で行なわれていたが、大きなツイスト角を持ち
、急峻なしきい値特性を持つＳＴＮ型液晶表示では十分
な配向均一性が得られていない。

特開昭６２−２６９９３２号公報では、ラビング布帛の
糸の太さを細くする提案がなされており、また、特開昭
６３−２９１０３４号公報では太さの異なる糸を用いて
二段階にラビングするなどの工夫が試みられているが、
それだけではそれほど十分な効果は得られていないのが
現状である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、かかる問題点を解決し、液晶素子にお
ける液晶の配向をより高精度に制御するラビング布帛を
提供せんとするものであり、よりコントラストの高い画
像ディスプレイにつながる液晶素子製造用ラビング布帛
と液晶素子の製造方法を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段コ 上記目的を達成するために本発明は、次の構成を要する
。

すなわち、本発明の液晶素子製造用ラビング布帛は、エ
レクトレット化されていて表面電荷密度が５　Ｘ　１　
０−１ｌＣ／ｃａｒ以上であることを特徴とする液晶素
子製造用ラビング布帛である。

また、かかる本発明の液晶素子製造用ラビング布帛にお
いて、好ましくは、ラビング布帛が繊維より構成され、
該構成繊維のうち、被ラビング材と接触する繊維の繊度
が１ｄ以下ものであることを特徴とするものであり、ま
た、あるいは、ラビング布帛が立毛布帛であり、かつそ
の立毛長が３ｍｍ以下のものであることを特徴とするも
のであり、また、あるいは、ラビング布帛が繊維より構
威され、該構成繊維がポリプロピレン、ナイロン、また
はレーヨンであることを特徴とするも・のである。

また、本発明の液晶素子の製造方法は、基板の透明電極
に形成された配向膜にラビング処理を施して液晶素子を
製造するに際して、表面電荷密度が５　Ｘ　１　０−”
　Ｃ／ｃｒｌ以上であるエレクトレット化されたラビン
グ布帛を用いることを特徴とする液晶素子の製造方法で
ある。

［作用］ 以下、本発明を詳細に説明する。

本発明における液晶素子製造用ラビング布帛の最大の特
徴は、液晶素子製造用ラビング布帛にエレクトレットを
付与することで、従来になく、均一性の高い液晶配向を
可能にした点である。

この詳しい理由は明らかではないが、２次元的な液晶分
子の配向のみならず、液晶をチルトさせる場合において
、チルト角の揃った配向を与え得るものである。

本発明でいう液晶素子製造用エレクトレット化ラビング
布帛が保持する電荷は、液晶の配向を高めさえすれば特
に制限はない。かかる電荷密度の絶対値としては、５　
Ｘ　１　０−”　Ｃ／ｃｉ以上であることが好ましく、
Ｉ　Ｘ　１　０−１０Ｃ／ＣＩ１以上がより好ましい。

該布帛は、繊維より構或されるものが好ましく、特に、
繊維シートが表裏両面で異なる極性を有するものは単一
極性のものよりも好結果を与えるのでより好ましい。

このようなエレクトレット化液晶素子製造用ラビング布
帛の製法としては、例えば特公昭５９−１２４号公報に
記載されている方法などを用いることができるわけであ
るが、高い電界を確実に、しかも長時間にわたって保持
せしめるためには、本発明者らの知見によれば、特開昭
６１−１０２４７６号公報や特開昭６１−２８２４７１
号公報などに記載の方法を用いることによっても得るこ
とが可能である。すなわち、例えば、繊維シート片面を
体積抵抗率１０８Ωｃｍ以下の液体電極に接触させ、非
接触型印加電極により直流電圧を印加する方法や、繊維
シートを１　０−３〜１０−１０Ωｃｍの半導体アース
電極と非接触型印加電極の間に介在させ、高圧印加する
ことなどで達成できる。

本発明における被ラビング材とは、液晶素子製造用ラビ
ング布帛が擦る対象物をさす。通常は、透明電極基板上
にコートされたポリビニルアルコール、ポリイミドなど
の高分子薄膜をいう。その他に、レシチン、パーフルオ
ロノナン酸クロム錯体、有機シラン類、ブラシル酸クロ
ル錯体などが挙げられる。

また、本発明における被ラビング材と接触する繊維とは
、ラビング布帛のラビング部分を構成する繊維のことで
あり、通常の織物においては、織物自身であり、また立
毛布帛においては立毛繊維である。

本発明においては、細い糸が緻密に存在するほど好まし
いラビング結果を与えるため、より高い効果を得るには
、低繊度糸が高密度で被ラビング材と接触することが重
要である。

例えば、布帛が平織物など通常の織物の場合、繊度の点
では１ｄ以下が好ましく、０．４ｄ以下がより好ましい
。０．００５ｄ以下となると、製造が一般に困難となる
上、繊維自体の強度も低下するので好ましくない。また
、密度の点では高密度ほど繊維間隙が少なくなって、均
一なラビングが可能になる。このような高密度の布帛の
構造には、織物がより適しており、さらに具体的には、
最密組織の８０％以上となるように、できるだけ密に織
るのがより好ましい。このとき、構成単糸繊維本数は、
タテ・ヨコとも５０００本／ｃｍ以上が好ましく、さら
に好ましくは１００００本／ｃｍ以上である。一方、液
晶素子製造用ラビング布帛が立毛布帛である場合には、
構或単糸織度については、１ｄ以下であることが好まし
く、０．４ｄ以下がより好まし《、密度については、５
×１０４本／ａｄ以上が好ましく、さらに好ましくは１
×１０５本／ａｌ以上が好ましい。また、表面電荷密度
の高いエレクトレット繊維シートを容易に得る点からも
、１ｄ以下の極細繊維を使うことが好ましい。ただし、
布帛が立毛布帛である場合、ベース地の繊度は、特に１
ｄ以下である必要はなく任意の糸使いができる。

かかる極細繊維の製造方法は、公知の方法が利用可能で
、分割型や海島型のような複合紡糸や直接紡糸などの手
段により適宜得ることができる。

海島型においては、より高密度の布帛を得るために、島
比率を８０％以上にすることが好ましい。

本発明ではエレクトレットを付与した布帛を液晶素子製
造用ラビング布帛に用いるため、従来にはない均一なラ
ビングが達威できる。つまり、従来では、ラビング布帛
として起毛布帛のみが使用されていたが、上述した繊度
と密度を有する本発明の液晶素子製造用エレクトレット
布帛では特に起毛品である必要はない。通常の平織物な
どの織物も十分にラビング布帛として用いることができ
るのである。もちろん、起毛部を有する立毛布帛を用い
るとラビング効果はより高いものとなる。

本発明の液晶素子製造用ラビング布帛が織物である場合
、ラビング効果をより高めるために繊維を開繊すること
が有効であり、このため、必要に応じて、上記エレクト
レット布帛，にニードルパンチング、ステッチ、ウォー
ターパンチング、エンボス、あるいは高周波ウエルダー
などの適宜の後加工を施すことは何ら差支えない。

本発明の液晶素子製造用ラビング布帛が立毛繊維布帛で
ある場合、その基布構造は任意のものが使用でき、織物
、編み物、不織布いずれのものも使用可能である。また
、その立毛繊維についても、特に制限なく、例えば、単
パイル、複パイル、二重ビロード、チンチラ織などパイ
ル織機によって得られるパイル織物や、トリコット、ラ
ッセル編機により得られる立毛編物、さらに、パフ加工
や針布起毛などの後加工により得られる立毛布帛などあ
らゆるものが適用できる。さらに、シエニール糸を用い
た織編物や、植毛加工によって得られるものも使用可能
である。また、立毛部の脱落を防ぐために、基布にウレ
タン加工を施したり、裏打ち糸を打ち込むことももちろ
ん差支えない。また、特に、高密度な立毛部を得ようと
すれば、ベースは織編物がより好ましく、また、植毛加
工品がさらにより好ましくなる。立毛布帛の場合の立毛
長は、長ずざると基板上で繊維が寝てしまいラビング効
果を低下させてしまう傾向があり、また、安定に高い電
荷を与えるためにも長すぎないほうが好ましく、通常、
３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。

ラビング時におけるゴミの混入を防ぐために、布帛はで
きるだけフィラメント繊維で作られていることが好まし
い。特に布帛が立毛布帛の場合には、ベース地は少なく
ともフィラメントであることが好ましい。

本発明のラビング布帛において、ポリイミドなどの被ラ
ビング材と接触する繊維の種類は、特に制限はされない
。具体例としては、ポリアミド、ポリアクリロニトリル
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテ
ル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリアクリル
酸、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレートな
どの合成繊維や、セルロース、レーヨンなどの再生繊維
が挙げられ、特にポリエステル、ナイロン、レーヨン、
ポリプロピレン、ポリエチレンが好ましく用いられる。

さらには、糸のこしの強い、ポリフェニレンサルファイ
ドやポリアリレートなども好ましい結果を与えるもので
ある。エレクトレットの性能の安定性の点からは、ポリ
オレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ弗
素化合物、ポリ塩化ビニル系などが好ましく、特に、効
果の持続性の点からはポリプロピレンが好ましい。

布帛が立毛繊維を有するものである場合、ベース地と立
毛繊維が異種ポリマーで構威されるものであっても何ら
差支えない。例えばベース地にポリエステルを用い、立
毛繊維にはポリプロピレンを使用するなどの例が挙げら
れる。

本発明にかかる液晶素子の製造方法は、基板の透明電極
に形成された配向膜にラビング処理を施す従来から行な
われている液晶素子の製造方法において、特にラビング
処理をする布帛として上述の本発明にかかるエレクトレ
ット化ラビング布帛を用いるものである。該処理は、通
常、ローラーにラビング布帛を巻きつけ、所定速度で回
転させながら基板に接触させる方法で行ない得る。本発
明の液晶素子製造用ラビング布帛を用いて、従来のやり
方に準拠してラビング処理をすることにより、簡単に歩
留まり良く液晶素子を製造できるものである。

［実施例コ 以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

なお、本発明においての表面電荷密度Ｑ　（．Ｃ／ｃｎ
ｆ）は、シートを２枚のコンデンサーを介した平板電極
に挾み、電極間の電位差ｖ（ｖ）、電極面積Ｓ（Ｃｉ）
、コンデンサー容量Ｃ　（Ｆ）を求め、次式により計算
した。

Ｑ＝Ｃ＊Ｖ／Ｓ また、実施例中のプレチルト角測定は、磁界容量零位法
によって行なった（Ｔ，　Ｊ．ＳＩＩＥＦＦＥＲらＪ．
Ａｐｐｌ，　Ｐｈｙｓ．４８（５），　１７８３−（１
９７？）参照）。

実施例１ 島戊分をポリプロピレン、海或分をポリスチレンにし、
島数１６、島対海比率＝８５：１５で、公知の複合紡糸
を行ない、１８フィラメントのマルチフィラメントを得
た。

なお、紡糸条件は、紡糸温度２８０℃、引取り速度１　
０　０　０　ｍ／ｍｉｎで行なった。

次いで、通常の熱板延伸により、３．０倍に該糸を延伸
し、１８フィラメント、７５デニールの複合繊維を得た
。該繊維を立毛タテ糸に用いて立毛長２ｍｍからなるタ
テ二重立毛織物を得た。このとき、１７フィラメント、
７５デニールのプロピレン繊維を地タテ糸および地ヨコ
糸として使用し、また該布帛の織密度は、立毛糸４５．
５本／吋、地タテ糸９１本／吋、地ヨコ糸９２本／吋と
した。

また、このとき、裏打ちタテ糸として、ベース地で使用
したプロピレン繊維を地タテ糸と同密度で使用した。

次いで、該布帛をトリクロルエチレンで処理し、立毛繊
維の海成分を除去し、単繊維繊度０．２２ｄの極細立毛
繊維からなり、かつ１．２Ｘ１０５本／ｃＩＩｒの高密
度織物からなるラビング布帛を得た。

こうして得られた布帛は、非常にソフトで、全体の風合
いも柔らかく、光沢に富んでおり、さらにケバ発生もな
く、外観特性は非常に良好な状態を示していた。

かかるシートの基布面（片面）を、体積抵抗率１０３Ω
０のカーボン粒子混入ポリエチレンシ一トを用いた接地
電極上に接触させ、該シートを挾んで接地電極と反対側
に位置する針状の印加電極に−３Ｑｋｖの電圧を６０秒
間印加することによりエレクトレット化を行なった。こ
のときの接地電極の温度は、４０℃、印加電極と布帛と
の距離は３ｃｍであった。

得られたエレクトレット布帛の表面電荷密度は、片面が
負電荷で−５　．Ｏ　Ｘ　１　０　−”　Ｃｏａｌｓ他
面が正電荷で＋９．　　Ｏ　Ｘ　１　０−”　Ｃｏａｌ
を示した。

次いで、該布帛を液晶セルの製造工程において、ラビン
グ用に用い、透明電極を付与したガラス基板の表面に塗
布したポリイミド膜をラビングした。

このとき、透明電極基板上に加工した配向膜には、東レ
製のセミコファイン（ＨＴ−　２１ＯＡ）を用い、ラビ
ング条件としては、ローラーの回転数７　０　０　ｒｌ
ｌｍ，ｏ−ラー径５０ｍｍφ、ステージ速度１５ｍｍ／
ｓｅｃ，ラビング深さＱ，５ｍｍで行なった。

次いで、上記処理をしたガラス基板を２枚用い、ラビン
グ方向が反平行になるように配置して封着し、メルク社
製のＺＬＩ−２２９３液晶を注入することによりプレチ
ルト角測定用のセルを作製した。

作製した液晶セルにおいて、プレチルト角を上述の方法
により測定したところ、３〜４゜であつた。

また、同様に上記の処理をしたガラス基板を用い、また
、基板外面の両面に偏向板を圧着してＳＴＮ液晶表示素
子を作製した。なお、このときの使用液晶は、前述のメ
ルク社製のＺＬＴ−２２９３にカイラル剤であるプリテ
ィシュドラッグハウス社製のＣＢ−１５を混合した液晶
を用いた。

得られたＳＴＮ液晶表示素子を用いて、配向の均一性を
調べたところ、従来の方法で作製したものに比べ、面内
におけるしきい値電圧のばらつきがなく、また表示が画
面全体に均一であった。

実施例２ ポリプロピレン（９０部）を３６本の島とし、２−エチ
ルへキシルアクリレートスチレン共重合体を海として常
法により複合紡糸を行なった。

次いで、該糸を熱板により３．０倍に延伸し、６０Ｄ−
１５ｆの延伸糸を得た。該繊維の単糸織度は、（６０／
１５）　　Ｘ　（１／３６）　Ｘ　（９０／＋００）　
＝０．　１ｄと算出される。

次いで、該繊維をタテ糸、ヨコ糸に共に用いて、タテ１
００本／吋、ヨコ８０本／吋の織り密度で織物を作製し
た。

さらに、トリクロルエチレンにより、海成分を除去し、
単糸織度０．１ｄの極細繊維織物を得た。

該織物の単糸繊維本数は、タテ２．ＩＸ１０４本／　ｃ
ｍ　，ヨコ１．７Ｘ１０４本／　ｃｍ　，すなわち、密
度は、６．７Ｘ１０５本／ａｌと計算された。

次いで、実施例１と同様な方法で、該布帛にエレクトレ
ットを付与した。

得られたエレクトレット布帛の表面電荷密度は、片面が
負電荷で−８．　　Ｏ　ｘ　１　０−９Ｃ／ａｔ，他面
が正電荷で＋２．　　Ｏ　ｘ　１　０−１０Ｃ／ｃａｒ
を示した。

次いで、該布帛を液晶セル製造工程において、ラビング
用に用い、透明電極を付与したガラス基板の表面に塗布
したポリイミド膜をラビングした。

このときのラビング条件は実施例１と同条件を採用した
。

次いで、実施例１と同じ液晶を用い、また同方法でＳＴ
Ｎ液晶セルを作製し、配向の均一性を調べたところ、従
来の方法で作製したものに比べ、面内におけるしきい値
電圧のばらつきがなく、また表示が画面全体に均一であ
った。

［発明の効果］ 本発明の液晶素子製造用ラビング布帛を用いることによ
り、液晶素子における液晶の配向をより高精度に制御す
ることが可能であり、よりコントラストの高い画像ディ
スプレイが得られる。

具゛体的には、二次元的な配向のみならず、ＳＴＮなど
において必要なチルト角をも均一に揃えた配向を導き得
るものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレクトレット化されていて表面電荷密度が５×
   １０＾−＾１＾１Ｃ／ｃｍ＾２以上であることを特徴と
   する液晶素子製造用ラビング布帛。
2. （２）ラビング布帛が繊維より構成され、該構成繊維の
   うち、被ラビング材と接触する繊維の繊度が１ｄ以下も
   のであることを特徴とする請求項（１）記載の液晶素子
   製造用ラビング布帛。
3. （３）ラビング布帛が立毛布帛であり、かつその立毛長
   が３ｍｍ以下のものであることを特徴とする請求項（１
   ）記載の液晶素子製造用ラビング布帛。
4. （４）ラビング布帛が繊維より構成され、該構成繊維が
   ポリプロピレン、ナイロン、またはレーヨンであること
   を特徴とする請求項（１）記載の液晶素子製造用ラビン
   グ布帛。
5. （５）基板の透明電極に形成された配向膜にラビング処
   理を施して液晶素子を製造するに際して、表面電荷密度
   が５×１０＾−＾１＾１Ｃ／ｃｍ＾２以上であるエレク
   トレット化されたラビング布帛を用いることを特徴とす
   る液晶素子の製造方法。