JPH09292617A - ラビング装置及びそれを用いた液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラビング布の耐久性を向上させることのでき
るラビング装置及びそれを用いた液晶素子の製造方法を
提供する。 【解決手段】 洗浄部１２０における洗浄の際、基板１
ａ（１ｂ）を有機溶剤Ｗにて洗浄するように構成するこ
とにより、基板表面に形成された配向膜に対して配向処
理を行うことができるようにする。そして、このように
洗浄の際、配向膜に対して配向処理を行うようにするこ
とにより、ラビング布１２により基板１ａ（１ｂ）を摺
擦して配向膜の配向処理を行う際、ラビング布１２によ
る摺擦の強さを弱くすることができ、これによりラビン
グ布１２の劣化を軽減し、耐久性を向上させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラビング装置及び
それを用いた液晶素子の製造方法に関し、特に基板に形
成された配向膜に対して配向処理を施すために用いられ
るラビング布の耐久性を向上させるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶素子は一対のガラス基板を備
えており、その対向面には走査電極及び情報電極がそれ
ぞれ透明電極として形成されている。さらに、これら各
電極は配向膜（配向制御膜）で被覆されており、２枚の
基板の間隙には強誘電性液晶等の液晶が挟持されてい
る。

【０００３】図５は、このような構成の液晶素子（パネ
ル）の断面図であり、一対のガラス基板１Ａ，１Ｂには
複数のストライプ状の透明電極２ａ，２ｂが形成されて
おり、これら透明電極２ａ，２ｂ上には配向膜５ａ，５
ｂが被着されている。一方、これら基板１Ａ，１Ｂの間
隙はスペーサ４により所定の間隔に保持され、さらにそ
の間隙には液晶３が充填されている。なお、９ａ，９ｂ
はショート防止用の絶縁体薄膜であり、７，８はこのよ
うな構成のパネルを挟み込むように配された一対の偏光
板である。

【０００４】ところで、この配向膜５ａ、５ｂに対して
はセルの組立て（以下セル組という）に先立ってラビン
グを行うが、そのラビング方法としては、図６に示すよ
うにラビング布１２Ａを円筒状ローラ１１Ａに巻きつけ
たラビングローラ１０Ａを回転させて基板１Ａ（１Ｂ）
の配向膜表面を摺察し、その方向に液晶に対して配向規
制力を生じさせるものである。

【０００５】ここで、この摺擦の際ラビングローラ１０
Ａと基板１Ａ（１Ｂ）表面の間隔設定が重要であり、一
般的にはラビング布１２Ａの表面が基板１Ａ（１Ｂ）表
面に均一に当接する位置から所定量押し込んで設定する
方法がとられている。そして、このような方法で間隔を
設定することにより、基板１Ａ（１Ｂ）の配向膜表面全
体に渡って均一な配向規制力を生じさせることができる
ようになっている。

【０００６】一方、ラビングローラ１０Ａの回転方向
と、同図の矢印に示す基板１Ａ（１Ｂ）の走行方向とは
相対的であるため、図示する以外の対応が可能となる。
即ち、基板とローラの関係も複数のローラを使用して効
率よくラビングしたり、単一ローラを用いて基板表面を
パイルで摺察する回数を複数回に設定することもでき
る。要するに配向膜をパイルで摺察する方向が１°以内
程度の角度範囲で同一であれば、複数回ラビングして
も、その積算したラビングの強度に対応した配向規制力
を得ることができる。

【０００７】ところで、このラビングによって生じる液
晶の配向規制力は図７に示すように基板界面の液晶分子
が基板１Ａ，１Ｂに対して成す角度αであるプレチルト
角度で定義するのが一般的である。なお、同図におい
て、３１はスメクチック相のシェブロン層を、３２はＣ
１配向領域を、３３はＣ２配向領域をそれぞれ示してい
る。ここでスメクチック液晶は、一般に層構造を持つ
が、ＳｍＡ相からＳｍＣ相またはＳｍＣ^* 相に転移する
と層間隔が縮むので、同図に示すように層が上下基板３
０ａ，３０ｂの中央付近で折れ曲がった構造（シェブロ
ン構造）をとるようになる。

【０００８】そして、このプレチルト角度αは液晶配向
の物理的なパラメータとなっており、スメクチック層が
セル内で屈曲するシェブロン構造となる強誘電性液晶の
表示素子にあっては、その中心値と公差がおよそ１０°
から３０°の範囲となるよう設計される。なお、その設
計値は液晶素子の駆動電圧波形や液晶材料、配向膜材質
と下地構成、画素パターン設計などに影響され、電気的
な素子の駆動マージンや耐久性などを勘案して決定され
る。

【０００９】ところで、表示素子の配向特性や電気的駆
動性能等はこのプレチルト角度αの数値によって大きく
左右されるために、ラビングの配向処理工程においては
このプレチルト角度を安定に制御することが望まれてい
る。

【００１０】そこで、液晶素子の製造方法ではラビング
処理した基板の配向上の品質をモニターするようにして
いる。そして、このラビング処理のモニターのため、従
来は例えば複数のペア基板毎に、モニター基板をラビン
グ処理するようにしている。ここで、このモニター基板
は、表示素子として製品となる基板の処理条件と同一条
件でラビングされた後、プレチルトの測定を行って製造
の品質を確認するものである。なお、この基板は製品と
なる上下の基板の構成とは異なり、単にガラス全面にＩ
ＴＯを、さらに、その上にＴａＯｘ、絶縁薄膜と配向膜
を各種成膜法で作製したものである。

【００１１】一方、このモニター基板により製造の品質
を確認するには、具体的にはラビング処理したモニター
基板の適当な部分を切り出し、ラビング方向が略反平行
となるように貼り合わせて実験セルを作製し、液晶を注
入後にプレチルト角度の測定を行うようにする。その測
定法はクリスタルローテーション法による。

【００１２】一般的に、プレチルト角度αは配向膜材質
と膜厚、その焼成条件、下地構成が一定であれば、ラビ
ング布１０Ａを特定した場合、そのラビング条件の強度
と密接な関係を示す。つまり、ラビングをしない場合に
はプレチルト角度αは９０°となって垂直配向を示し、
ラビング強度をより強くすればそのプレチルト角度αは
低下する関係を有する。

【００１３】ここで、このラビング強度はラビング布の
押し込み量、ローラ回転数、ローラまたは基板の相対移
動速度、ラビングの回数などで決定され、これらはラビ
ング条件のパラメータとして設定される。

【００１４】そのため、所定のプレチルトを安定に制御
するためには配向膜に対して適切な布材を選定し、ラビ
ング条件の最適化と、その布が劣化する場合は、基板処
理枚数に対応してラビング条件の連続的な修正や補正を
行う。したがって、ラビング条件と関係する布の劣化程
度により、予め定めた耐久寿命を越えた段階でローラを
交換するようにしている。

【００１５】一方、実際に製品となる基板はラビング後
のセル組工程で、さまざまな熱処理や洗浄処理などによ
る溶剤などの影響を受け、プレチルト角度αが変化する
と考えられる。具体的にはラビング後の洗浄工程や、シ
ール剤硬化のために加熱処理工程などの影響である。な
お、このプレチルト角度αの変化は、モニター基板及び
注入直前の表示素子となるセルを解体して得た上下各基
板について、それぞれプレチルト角度αを測定すること
により、その後の工程の影響を分離したデータを得るこ
とも可能である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のラビング装置において、配向膜の材質や下地の構成
の見直しができない場合、布材の選定実験を行い、ラビ
ング条件の最適化を行った場合でも所望の１０°〜３０
°の低いプレチルト角度αが得られないことがある。こ
のため、所望の低いプレチルト角度αを得るためにはラ
ビング強度を極限まで高めなければならないが、このよ
うにラビング強度を高めた場合には、その結果としてラ
ビング布の劣化が著しくなり布の耐久性が悪くなって生
産性が悪化するという問題点があった。このことから、
ラビング布の耐久性向上は必須の課題であった。

【００１７】そこで、本発明では、このような課題を解
決するためになされたものであり、ラビング布の耐久性
を向上させることのできるラビング装置及びそれを用い
た液晶素子の製造方法を提供することを目的とするもの
である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板をラビン
グ布により摺擦し基板表面に形成された配向膜に対して
連続的に配向処理を行うラビング部と、前記配向処理さ
れた基板を洗浄する洗浄部とを備えたラビング装置にお
いて、前記ラビング布による摺擦と前記洗浄部における
洗浄とにより前記基板表面の配向膜に対して所定の配向
処理を行うことを特徴とするものである。

【００１９】また本発明は、前記ラビング洗浄部での配
向処理は前記基板を有機溶剤にて洗浄することにより行
うことを特徴とするものである。

【００２０】また本発明は、前記有機溶剤はアセトン、
メチルエチルケトン、エチレングリコールモノブチルエ
ーテル、メチルピロリドンなどであることを特徴とする
ものである。

【００２１】また本発明は、前記ラビング洗浄部での配
向処理は前記有機溶剤による所定時間の基板洗浄より行
われることを特徴とするものである。

【００２２】また本発明は、液晶を挟持するための一対
の基板に配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記基板
の配向膜に配向処理を施すラビング工程と、前記配向処
理された基板を洗浄する洗浄工程と、間隔を有した状態
に前記一対の基板を貼り合わせる貼合工程と、前記貼り
合わされた基板間の間隙に液晶を注入する液晶注入工程
とを有する液晶素子の製造方法において、前記ラビング
工程及び洗浄工程は、請求項１乃至４のいずれか記載の
ラビング装置を用いて行われることを特徴とするもので
ある。

【００２３】また、このように洗浄部における洗浄の
際、基板を有機溶剤にて洗浄するように構成することに
より、基板表面に形成された配向膜に対して配向処理を
行うことができるようにする。そして、このように洗浄
の際配向膜に対して配向処理を行うようにすることによ
り、ラビング布により基板を摺擦して配向膜の配向処理
を行う際、ラビング布による摺擦の強さを弱くすること
ができ、これによりラビング布の劣化を軽減し、耐久性
を向上させることができるようにする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００２５】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
ラビング装置の構成を示す図であり、同図において、１
００はラビング装置、１１０はラビング処理を行うラビ
ング部、１２０はラビング洗浄を行う洗浄部であるラビ
ング洗浄槽であり、ラビング部１１０によりラビング処
理が施された基板は、このラビング洗浄槽１２０の洗浄
液Ｗにて洗浄されるようになっている。

【００２６】また、図２は、ラビング部１１０の構成を
示す図であり、同図において１ａ（１ｂ）は５５０ｍｍ
×４５０ｍｍの形状で厚さ１．１ｍｍのガラス基板であ
り、この基板１ａ（１ｂ）の表面は厚み７００Åの図示
しないＩＴＯストライプ状透明電極と、ＡＬなどの配線
が形成されている。

【００２７】なお、これら透明電極及び配線の上にはス
パッタリング法にてＴａＯｘ膜が、ショート防止用の絶
縁膜として約９００Åの厚さで成形されており、その後
平均粒径３５０Åの球状シリカビーズを含む塗布型絶縁
膜（ＰＡＭ６０６Ｊ１３）がフレキソ印刷法にて１７０
Åの厚さで成形されている。さらに、この絶縁膜の表面
にフッ素を含むポリアミック酸溶液のＬＱ１８００（日
立化成社製）をフレキソ印刷法にて塗膜した後、ホット
プレート上で２５０℃で６分間焼成するという配向膜形
成工程により約２００Åの厚さの配向膜が成形されてい
る。

【００２８】ここで、その配向膜の印刷領域は、パネル
の表示エリアとなる有効光学変調領域を含み、パネルに
組み立てる際に液晶を注入する範囲となるシール部分の
若干外側までの広い範囲に及んでいる。なお、この配向
膜の表面を分子間力顕微鏡で表面粗さを測定した結果、
ビーズ部分の突出量はＰＶ量の平均で２９０Åであり、
密度は８５個／μｍ² であった。

【００２９】ここで、この基板１ａ（１ｂ）は１４．８
インチサイズのパネルを２枚取りで製造するようになっ
ており、これら２枚の基板１ａ，１ｂの違いはパネルに
セル組する際に下基板、上基板となる点で構成が異なっ
ている。つまり、上基板１ｂは液晶素子となる場合にＣ
Ｆ（カラーフィルター）などの多層の薄膜で構成されて
おり、具体的にはＣｒ膜によるブラックマトリクスとＲ
ＧＢＷのカラーフィルター、平坦化膜が順次成膜されて
おり、その表面上に前述した下基板１ａのストライプと
直交する方向に透明電極のＩＴＯ膜が成形されている。

【００３０】一方、同図において、１２はメタ型の全芳
香族ポリアミド系耐熱繊維の短繊維原糸を紡績・撚糸工
程を経て糸として二重ビロード織りの製造方法により得
た布の撚糸１２ｂを十分に解綿し、起毛処理した起毛パ
イル１２ａを毛足の長さ４．０ｍｍとなるようにシャー
リングしたラビング布である。

【００３１】また、１１は外径１２０ｍｍφ、幅８００
ｍｍの円筒状ローラであり、この円筒状ローラ１１にラ
ビング布１２を貼り付けることにより、ラビングローラ
１０が形成される。ここで、本実施の形態において、ラ
ビング部１１０は図示はしないが同様の構成のラビング
ローラ１０をもう１本備えている。なお、１３は基板１
ａ（１ｂ）を保持する基台であり、３０は後述するモニ
ター基板である。

【００３２】そして、このような構成のラビング装置を
用いた液晶素子の製造方法におけるラビング工程では液
晶表示エリアの約３ｍｍ外側の外周部分の領域より、さ
らに周辺部領域を厚み０．２ｍｍのステンレス製薄板
（不図示）を利用してマスキングしてラビング処理を行
うようにしている。即ち、基板１ａ，１ｂは下基板１
ａ、上基板１ｂの順序で、ラビング部１１０に連続的に
移送された後、順次ラビング処理が行われるようになっ
ている。なお、この後ラビング洗浄槽１２０にてラビン
グ洗浄工程が行われた後、その隣り合う基板同士を組合
せてセル組されるようになっている。

【００３３】ここで、このラビング洗浄工程は、ラビン
グの際基板１ａ，１ｂに付着した配向膜の屑や静電気付
着したようなゴミ等を除去するためのものであり、この
ラビング洗浄には、有機溶剤であるイソプロピルアルコ
ール（以下ＩＰＡという）と純水との混合溶液を用いる
ようにしている。なお、これらのＩＰＡと純水とは、ほ
ぼ１対１の重量比であり、その混合比は比重計で一定に
制御されるようになっている。

【００３４】ところで、この洗浄時、ラビングされた基
板１ａ，１ｂは図１に示すようにラビング部１１０から
ラビング洗浄槽１２０へ図示しないコンベアで移送され
るようになっているが、この移送の際、基板１ａ，１ｂ
はＩＰＡ混合液Ｗが入っているラビング洗浄槽１２０上
を通過する際、上面は同じＩＰＡ混合液のシャワー洗浄
及び洗浄槽１２０の底部に組み込んでいる超音波発振器
１２１による振動により洗浄されるようになっている。
これにより、基板表面に付着・堆積したラビング布のパ
イルや配向膜屑、あるいは静電気付着したようなゴミが
効率良く除去されるようになっている。なお、これまで
の洗浄ゾーンに滞在する時間は平均１９５秒である。

【００３５】また、このように洗浄された基板１ａ，１
ｂは、次に図示しないスピン型洗浄機に移載されるよう
になっている。なお、この洗浄機は超音波発振板を有す
る吐出口を介して６０ＲＰＭの低速で回転する基板表面
に電子工業用のグレードの１００％ＩＰＡ液を流出し、
同時に振動が伝達される機構を有したものである。
（（株）カイジョー製メガソニック） ここで、このスピン型洗浄機におけるＩＰＡ洗浄時間、
即ち液吐出開始から１８００ＲＰＭの速度で高速回転し
て蒸発乾燥に至るまでの時間は４５秒である。なお、こ
のスピン洗浄では洗浄溶液がフィルターを介して循環し
ており、液の交換も比較的容易な構造となっている。ま
た、スピン洗浄の後は、最高温度が８５℃程度のホット
プレート上で加熱され、十分に乾燥された後に室温まで
冷却される。なお、ホットプレートにおける加熱・冷却
は５段階となっている。

【００３６】ところで、このようなラビング洗浄後は、
次のようなセル組の工程となっている。即ち、下基板１
ａに所定のシール剤を描画形成し、スプレー法により平
均粒径１．２４μｍのシリカビーズのスペーサ４（図７
参照）を電子工業用グレードの１００％エタノールで希
釈した溶液を湿式で散布し、上基板２ｂには同様に図示
しない熱硬化型樹脂の接着ビーズを電子工業用グレード
の１００％ＩＰＡで希釈した溶液を所定濃度に湿式で散
布する。

【００３７】そして、このようにして得られた２枚の基
板１ａ，１ｂをラビング方向が略平行となるように重ね
合わせ、位置合わせのマーカーを画像処理しながら、２
μｍ以内の精度で基板１ａ，１ｂの４か所に滴下したＵ
Ｖ硬化型接着樹脂に紫外線を照射して仮止めする。

【００３８】さらに，パネルはシール剤と接着ビーズで
所定のセル厚みとなるように、１６０℃で９０分間の加
熱硬化処理を行う。そして、この後貼り合わせたパネル
からは２枚の液晶素子となるようにスクライブして分離
し、不要な外周部分を削除する。なお、このような貼合
工程により得たセルは次の液晶注入工程で下記に示すよ
うな熱的相転移を有するピリミジン系の強誘電性液晶を
注入する。

【００３９】 ところで、このような構成のラビング装置を用いた液晶
素子の製造方法において、ラビング処理の品質をモニタ
ーする上で既述したように複数のペア基板毎に、例えば
１０セット間隔でモニター基板３０（図２参照）をラビ
ング処理するようになっている。

【００４０】ここで、例えば製品規格がラビング後のモ
ニター基板３０におけるプレチルト角度αが２０°±３
°となるようなものを製造するものとした場合、ラビン
グ処理をしたモニター基板３０のデータからプレチルト
角度αを時系列的な変化としてみると制御がむつかしい
ことがわかる。

【００４１】即ち、処理枚数が変化してもラビング条件
を一定条件に固定して連続的に処理するようにした場
合、ラビング開始直後のプレチルト角度αが２０°であ
る場合、５セットの基板を処理した時点では２５°を、
１０セット後には２９°を示し、プレチルト角度αは大
きく上昇する。

【００４２】そこで、このようなプレチルト角度αの変
化を抑えるために生産タクトを一定にしたラビング条件
の制御を行っている。具体的には基板の処理枚数に応じ
て、布の押し込み位置を所定をプログラムで変化させラ
ビングの強度を徐々に増大させる制御方式である。即
ち、押し込み量を初期の１．１ｍｍから１２０セット後
には１．５ｍｍまで変化させることにより、プレチルト
角度αを２０°±１．５°の範囲でほぼ安定させるよう
にしている。なお、この押し込みプログラムは試行錯誤
的に求めたものである。

【００４３】ところが、このプログラムをさらに延長さ
せてラビング布１２の耐久性を延ばすには限界がある。
それはラビング布１２の撚糸の解綿が４ｍｍの毛足の長
さの２／３程度しかないため、撚糸の構造的な影響でそ
の解綿処理が不十分な場合に液晶表示パネルとすると、
ラビング筋ムラの外観上の欠陥が発生すること。押し込
み１．５ｍｍ以上に大きく取るとローラの回転トルクが
大きくなり、モータに過負荷がかかり装置運転上で問題
となる２点である。

【００４４】一方、押し込み以外のラビング条件はロー
ラ回転数５００ＲＰＭ、相対移動速度５０ｍｍ／Ｓ、ラ
ビングパス回数が２回である。ここで、この２回とは一
台のラビング装置にラビング用ローラを平行して２本付
設してあるので、基板１ａ，１ｂが同一方向に同一回転
数で回転する２本のローラを一回だけ通過すれば配向処
理がされることを意味している。

【００４５】ところで、本発明の予備的な検討としてラ
ビング後の洗浄液の溶剤の種類や濃度の影響について以
下のような実験を行った。

【００４６】即ち、既述した洗浄のプロセス条件を固定
して、スピン洗浄機に用いる溶剤のみを変えた場合のプ
レチルト角度αの変化を調査した。実験に用いた基板は
モニター基板３０を連続的に生産工程の中にいれてラビ
ング処理したものを洗浄工程に入る直前で抜き取って保
管した。また、同時に実際に液晶素子となる上基板１ｂ
と下基板１ａをセル組後に液晶を注入して配向検査する
ために抜き取って保管した。この検討結果を表１に示
す。

【００４７】

【表１】 ここで、同表においてＢＣはｎ−ブチルセルソルブ（エ
チレングリコールモノブチルエーテル）：Ｃ₆ Ｈ₁₄Ｏ
₂ 、ＭＥＫはメチルエチルケトン：Ｃ₄ Ｈ₈ Ｏ、ＮＭＰ
はｎ−メチルピロリドン：Ｃ₅ Ｈ₉ Ｏであり、アセトン
はＣ₃ Ｈ₆ Ｏ、エタノールはＣ₂ Ｈ₆ Ｏである。なお、
用いた溶剤はＩＰＡを除いて工業用の試薬特級クラスで
１００％のものを使用した。また、純水は半導体用のグ
レードである。さらに、配向特性は液晶素子の配向欠陥
の有無確認と表示を反転する電気的な駆動マージンを評
価した。

【００４８】一方、同図においてＮＭＰ洗浄のパネルの
不良はプレチルト角度αが低いことによる局所的にＣ２
配向欠陥（ユニフォーム配向でなく電圧駆動にあっても
反転特性がない欠陥）が生じたためである。また、ＭＥ
Ｋとアセトンの場合にはそのような配向欠陥はないもの
の反転駆動させる電圧マージンが低く、パネル性能の規
格値を満足していない。この理由もまた、プレチルト角
度αが規格の２０°±３°を満足していないことに起因
した結果であった。

【００４９】以上のことから溶剤を変更しても、それが
液晶材料に直接悪影響したり、パネルの外観や新たな配
向欠陥を生じることがないことが分かる。即ち、純水、
ＩＰＡ及びその混合液、エタノールは洗浄によるプレチ
ルト変化に影響を与えず、一方ＢＣ、ＭＥＫ、ＮＭＰ、
アセトンなどの有機溶剤はプレチルトを低下させる効果
があることが分かる。

【００５０】また、表２は、アセトンを溶剤とし、スピ
ン洗浄条件の溶剤とラビング処理した配向膜表面が接触
している時間をパラメータとした検討を行った結果を示
すものである。

【００５１】

【表２】 この表から処理時間に対してプレチルト角度αが単調減
少することが分かる。なお、パネルの配向検査結果は、
ほぼ前述した内容と同じなので省略する。

【００５２】そして、これら２つの表から、ラビング後
の配向膜表面において、洗浄する有機溶剤の種類や有機
溶剤の接触時間によりプレチルト角度αが変化すること
が判る。その理由については不明であるが、一般的には
ＩＰＡやアセトンでも溶剤浸漬によって、ラビングによ
って生じるマイクログループ（幅数＋Å、深さ５０Å程
度の溝）が膨潤して浅くなったり消失することが知られ
ている。しかし、溶剤を変更してもプレチルト角度αを
低下させる作用効果や液晶の配向規制力に弊害を生じな
いことは、本発明で初めて明らかとなった。なお、表中
のプレチルト角度αの測定誤差は±０．４°程度と認め
られる。

【００５３】このことから、実施の形態ではラビング布
１２の耐久性を１２０セットから２４０セットに伸ばす
ため、ラビング条件のラビングのパス回数を１回に変更
した。ここで、このようにラビングのパス回数を１回に
変更することにより、ラビング工程におけるラビング布
１２による摺擦の強さを比較的弱くすることができ、こ
れによりラビング布１２の劣化も軽減され、耐久性を向
上させることができる。

【００５４】さらに、このように摺擦の強さを比較的弱
くすることにより、基板の生産性を損なうことなく、ま
たラビング布１２の選定の自由度が増すと共に、ラビン
グ布１２の使用量が軽減され、さらにラビング布１２交
換による稼働率の低下を回避することができるようにな
り、安価な製造コストで液晶素子を生産できるようにな
る。

【００５５】なお、本実施の形態のラビング部１１０に
は２本のラビング用ローラ１０を取り付けてあるので、
ローラを１本づつ交互に使用することによって、各ロー
ラ１０に対して処理枚数による押し込み補正のプログラ
ムを従来のままとしてラビング処理を行った。また、こ
のときラビング後のスピン型洗浄機の洗浄溶剤はアセト
ンを選定し、その溶剤の接触時間を４０秒に設定した。
その結果、２４０セット連続的にラビング処理しても３
０セット毎に入れたプレチルトモニター基板の測定結果
は、２０°±２°の中で安定していた。

【００５６】一方、２枚連続して処理したモニター基板
３０の片方を洗浄以前に抜き取って、洗浄によるプレチ
ルト角度αの変化を調査した。そして、その結果は洗浄
していない場合には２４．３°で洗浄後は１９．３°を
示し、プレチルト角度αは約５°低下していた。

【００５７】なお、アセトンを選択した理由は、以下で
ある。ＮＭＰの場合には５°程度のプレチルトを減少さ
せるには１０数秒が最適となるが、スピン洗浄の効果が
減少し、またプレチルト制御性が悪くなり面内の分布も
新たに生じる可能性がある。ＢＣの場合には２分以上の
溶剤との接触時間を必要となるためタクトが長くなり生
産性が悪化するので採用しなかった。なお、アセトンと
同程度のプレチルト角度αの低下を生じるＭＥＫを使用
しても差し支えないことは明らかである。

【００５８】このように、基板１ａ，１ｂに対して比較
的弱い強度のラビング処理を行った後、その配向膜表面
を有機溶剤を用いて洗浄することにより、液晶素子に必
要な所望のプレチルト角度αを有する配向規制力を均一
に付与でき、ラビング性能を一定に保つことができる。
また、ラビング布１２の耐久性を向上させることができ
るのでラビングローラ１０の交換及び押し込み設定の作
業も半減させることができ、著しい生産の効率化を計る
ことができる。

【００５９】ところで、層構成の異なる基板をラビング
する場合、そのラビング条件は異なるようになる。

【００６０】図４は、このような層構成の異なる基板を
ラビングするラビング装置の構成を示す図であり、同図
において、１ａ’，１ｂ’は第１の実施の形態に係る基
板１ａ，１ｂと同寸法で、かつ層構成は厚み９００Åの
ＴａＯｘ膜と配向膜のＬＱ１８００の中間層としての絶
縁膜を平均粒径４５０Åのシリカビーズを含む塗布型絶
縁膜（ＰＡＭ６０６ＥＰ、触媒化成）を１２０Åの厚み
に成膜した基板である。

【００６１】なお、この基板１ａ’，１ｂ’における配
向膜の表面の粗さを分子間力顕微鏡で測定した結果、ビ
ーズ部分の吐出量はＰＶ値の平均で約３８５Åで密度は
平均４５個／μｍ² であった。また、この下地の膜構成
は液晶表示素子にした際の、液晶の移動性に伴う黄変現
象（セルギャップの増大現象）や駆動遅延特性などを勘
案して決定される。

【００６２】そして、このような層構成を有する基板１
ａ’，１ｂ’をラビング布１２を用いて２回ラビングす
る一方、洗浄液をＩＰＡとしてラビング後の洗浄を行っ
た場合、プレチルト角度αは４３°と高い値を示した。
ここで、このような表面の粗い基板１ａ’，１ｂ’をラ
ビングして所望のプレチルトを得るため、さらにラビン
グ強度を高めるようにした。即ち、初期の押し込み量を
１．３２ｍｍと大きくすると共にローラ回転数を９５０
ＲＰＭ、基板の相対移動速度を３０ｍｍ／Ｓ、さらにラ
ビング回数を４回としてエネルギー的にラビングの強度
を約１０倍とした結果、ほぼ２１°のプレチルト角度α
が得られた。

【００６３】この理由は配向膜の下地である絶縁膜の材
質と厚みが、配向膜の表面粗さを変化したためである。
これは、配向膜表面のビーズ部分の突出量やその密度に
より、ラビング布のパイル表面が配向膜にどのように接
触してポリイミドの高分子軸がラビングで加熱延伸する
かを微構造として考えれば理解できる。

【００６４】しかし、このようなラビング強度を高い状
態では、ラビング布１２の劣化が著しく、２０°±３°
の範囲で処理枚数毎に応じた押し込みの制御をすると、
わずか１６セット程度で１．５ｍｍに達してしまうた
め、パネルの外観を保証（ラビング筋ムラ欠陥の保証）
するためには、布の耐久は１６セットとなり量産できな
い。

【００６５】そこで、本実施の形態では、初期の押し込
み量を１．１ｍｍとしてローラ回転数を７００ＲＰＭ、
基板の相対移動速度を４０ｍｍ／Ｓ、ラビングのパス回
数を４回とした。これは、第１の実施の形態に比較して
約４倍の強度でラビング条件を選択したこととなる。

【００６６】そして、このような条件の下、ラビング後
にＩＰＡの溶剤Ｗで洗浄した場合のプレチルト角度αは
２７°を示した。さらに、洗浄液溶剤Ｗを第１の実施の
形態と同じアセトンとして溶剤との接触時間を６０秒に
設定した。これにより、プレチルト角度αは所望の２０
°までさがり、約７°の低下を実現した。

【００６７】このように、溶剤の一例としてアセトンを
使用し、このアセトンの基板１ａ’，１ｂ’との接触時
間をプレチルト角度αが２０°±２°の範囲に制御でき
るように処理枚数に応じた押し込み量の制御を行った結
果、ラビング布１２の耐久性は８０セットまで向上し、
基板１ａ’，１ｂ’を量産することできた。

【００６８】なお、本発明ではＢＣ、ＭＥＫ、ＮＭＰ、
アセトンなどの溶剤で作用効果を得たが、これらに限定
されるものではなく、他の溶剤でも同様の効果が認めら
れることは容易に推測ができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
ビング処理後の基板表面を有機溶剤を用いて所定時間洗
浄処理することによって、プレチルト角度を変化させる
ことができる。これにより、ラビング布の耐久性を大幅
に向上することができると共に、連続して処理する基板
に対して常に均一に配向規制力を付与でき、作製した液
晶表示素子も配向欠陥がないものとしうる。また、ラビ
ング布の耐久性が飛躍的に向上するので、布の使用量を
軽減することができると共に、布交換による稼働率の低
下を回避することができるので、安価な製造コストで液
晶素子を生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るラビング装置
の構成を示す図。

【図２】上記ラビング装置のラビング部の構成を示す
図。

【図３】上記ラビング部のラビング布の拡大図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るラビング装置
の構成を示す図。

【図５】液晶素子の構造を示す断面図。

【図６】従来のラビング装置の構成を示す図。

【図７】プレチルト角度を説明する図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ａ’，１ｂ’ ガラス基板 １０ ラビングローラ １１ ローラ本体 １２ ラビング布 ３０ モニター基板 ４０ 再生用基板 １００ ラビング装置 １１０ ラビング部 １２０ ラビング洗浄槽 Ｗ 洗浄液

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をラビング布により摺擦し基板表面
   に形成された配向膜に対して連続的に配向処理を行うラ
   ビング部と、前記配向処理された基板を洗浄する洗浄部
   とを備えたラビング装置において、 前記ラビング布による摺擦と前記洗浄部における洗浄と
   により前記基板表面の配向膜に対して所定の配向処理を
   行うことを特徴とするラビング装置。
2. 【請求項２】 前記ラビング洗浄部での配向処理は前記
   基板を有機溶剤にて洗浄することにより行うことを特徴
   とする請求項１記載のラビング装置。
3. 【請求項３】 前記有機溶剤はアセトン、メチルエチル
   ケトン、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチ
   ルピロリドンなどであることを特徴とする請求項２記載
   のラビング装置。
4. 【請求項４】 前記ラビング洗浄部での配向処理は前記
   有機溶剤による所定時間の基板洗浄より行われることを
   特徴とする請求項１乃至３記載のラビング装置。
5. 【請求項５】 液晶を挟持するための一対の基板に配向
   膜を形成する配向膜形成工程と、前記基板の配向膜に配
   向処理を施すラビング工程と、前記配向処理された基板
   を洗浄する洗浄工程と、間隔を有した状態に前記一対の
   基板を貼り合わせる貼合工程と、前記貼り合わされた基
   板間の間隙に液晶を注入する液晶注入工程とを有する液
   晶素子の製造方法において、 前記ラビング工程及び洗浄工程は、請求項１乃至４のい
   ずれか記載のラビング装置を用いて行われることを特徴
   とする液晶素子の製造方法。