JPH10197868A - 液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラビングの条件が安定し、優れた配向状態を
示し、部分的な配向のムラの消滅した液晶素子の製造方
法を提供する。 【解決手段】 電極、絶縁膜及びラビング処理した配向
膜を有する一対の基板間に液晶を封入する液晶素子の製
造方法において、配向膜のラビング工程に関して、使用
するラビング布５の布目に一定方向の方向性を持たせ、
かつ回転するラビングローラー３の回転方向Ｃに対して
布の順目方向Ａが逆となるようにラビング布５を貼り付
けたラビング布によって配向膜をラビングする液晶素子
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子の製造方法
に関し、特に液晶素子の配向膜のラビング工程に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より液晶素子の製造方法はガラス基
板に透明電極を成膜した後、これをパターニングし画素
電極とし、この上に絶縁膜を形成し、さらにポリイミド
等の配向膜を印刷等の方法により形成し、この配向膜を
ナイロン等の布でラビングする事により液晶の分子に配
向性を持たせることが一般的である。また、このラビン
グ工程に於いては、ラビング布の材質、ラビングローラ
ーの回転数、ローラーの配向膜への押しつけ圧などはそ
の配向膜及び液晶の配向状態を大きく左右させる要因と
して知られている。

【０００３】すなわち、ラビング布の材質は一般的にナ
イロンやレーヨンのような化学繊維を用いることが多
く、布のパイル長や太さ、さらには材質の物性値などが
配向膜の材質と微妙に関係し、ある配向膜の材質に対し
て適応するラビング布の種類もある程度は限られてく
る。この様にして、選択された布をラビング機のラビン
グローラーに貼り付けた後、電極、絶縁膜そして配向膜
が形成された基板上の配向膜を該ラビング機によりラビ
ングする事になる。このとき、ラビングローラーの回転
数やラビングローラーの基板への押しつけ圧は配向膜の
配向性を決める因子となる。従ってこれらの要因を考慮
しながらラビングを実施することが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように配向膜の配向特性が極めて微妙な条件の上にな
り立っていることでプロセス上の条件設定は大変困難を
要する。すなわち、ラビング布に関しては、基板をラビ
ング処理するごとにパイルの先端形状が変化するため、
たとえラビングの装置上の設定条件であるラビングロー
ラーの回転数やローラーの押しつけ圧が定まったとして
も布の変化により、同じ条件でラビングしても処理枚数
の増加により配向膜の配向性が最初の基板と最後の基板
では大きく異なることが起こり得る。

【０００５】さらには、前述したような布の材質、パイ
ルの長さ、太さ、物性値が同じ布を使用しても、液晶の
注入後の配向状態を観察すると異なった配向状態を作り
出したり、局部的にパネルの見え方にムラができたり、
配向不良を発生させたりすることがあった。従って、製
造工程ではロット間のラビング処理の状態のバラツキ、
実質的には配向状態のバラツキが大きく安定性に欠ける
ものであり、その結果として、製造歩留まりを著しく低
下させる原因となっていた。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、従来のラビング布の管理項目以外に重要な要
因となる項目として、ラビング布の布目の方向を特定し
た条件下で配向膜をラビングすることにより、ラビング
の条件が安定し、パネル全体に渡って安定した優れた配
向状態を示し、部分的な配向のムラによるパネルの不良
が消滅し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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、電極、
絶縁膜及びラビング処理した配向膜を有する一対の基板
間に液晶を封入する液晶素子の製造方法において、配向
膜のラビング工程に関して、使用するラビング布の布目
に一定方向の方向性を持たせ、かつ回転するラビングロ
ーラーの回転方向に対して布の順目方向が逆となるよう
にラビング布を貼り付けたラビング布によって配向膜を
ラビングすることを特徴とする液晶素子の製造方法であ
る。

【０００８】本発明においては、前記ラビング布におい
て、布の基布とパイルのなす角度が７０度〜８０度の範
囲で揃えられ、かつ前記基布とパイルのなす角度が布全
面に渡って同一方向に揃えられていることが望ましい。

【０００９】また、前記ラビング布の材質がナイロンま
たは変性ナイロンであることが好ましい。また、前記ラ
ビングローラーの回転方向と配向膜の移動方向が同方向
であることが好ましい。また、前記液晶素子の液晶が強
誘電性液晶であることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、従来のラビング布の管
理項目以外に重要な要因となる項目が存在するものと仮
定し、検討した結果、得られたものである。すなわち、
本発明の液晶素子の製造方法は、電極、絶縁膜及びラビ
ング処理した配向膜を有する一対の基板間に液晶を封入
する液晶素子の製造方法において、配向膜のラビング工
程に関して、使用するラビング布の布目に一定方向の方
向性を持たせ、かつ回転するラビングローラーの回転方
向に対して布の順目方向が逆となるようにラビング布を
貼り付けたラビング布によって配向膜をラビングするこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明は、ラビング布の材質、パイル長、
太さ等に関しては従来のラビング布と同様のものでよ
く、かつラビング布の基布に対するパイルの起毛度、及
びその方向性を決定することによりラビングを安定化さ
せることにある。

【００１２】ラビング布は通常、基布となるベースの布
の上にパイルと呼ばれる細い繊維を植毛することにより
作成される。しかしながら、この布を作成する工程は一
般的に自動織機などを用いた衣料等の布を作成する工程
と大差はない。それ故、基布に対するパイルの傾斜すな
わち起毛度、あるいはパイルの方向性に関してはある程
度の制御はできるものの、布のロット間でのばらつきが
大きかった。

【００１３】そこで、本発明では、ラビング布の基布に
対するパイルの傾斜の幅を決定し、かつその傾斜の方向
を布全面に渡って揃え、かつ、ラビングローラーへの布
の貼り付け方向を決め、常にラビングローラーの回転方
向に対して、布目の順目方向が逆となるように揃えた。

【００１４】図１は本発明に用いられるラビング布の構
造を示す概略図である。具体的には図１に示すように、
本発明に用いられるラビング布５は、布目に一定方向の
方向性を持たせ、基布２に対してパイル１のなす傾斜角
度θは７０度〜８５度、好ましくは８０度〜８５度の範
囲に抑えるのが好ましい。Ａは順目方向、Ｂは逆目方向
を示す。

【００１５】この傾斜角度θは基布をベースとなる板上
に貼り付けてパイルの傾斜角度を測る事でも知ることは
可能であるが、布全体の角度を知るためには、摩擦力の
測定を応用して知ることもできる。すなわち、ある布を
基準にして、この基準の布を測定する布に対してパイル
が向き合うようにして置き、この基準の布を水平に引っ
張ることによりその摩擦力を測定する。布同士の目の方
向が同方向であれば摩擦力は小さく、一方で目の方向が
逆方向であれば摩擦力は大きくなる。さらにこれらの値
の大きさは基布に対するパイルの傾斜角度によって違い
が生ずる。従ってこの摩擦力の大きさの差を調べること
により、パイルの基布に対する傾斜角度を換算できる。
しかも、この測定方法は、ラビング布全体あるいは特定
の場所のように随時所望する場所を簡易に測定すること
が可能である。そこで、この様にして布全面に渡って摩
擦力を測定した後、傾斜角度に換算して前述の傾斜角度
内の布を選別する。

【００１６】次に、この選別されたラビング布をラビン
グローラーに貼り付けることになるが、ここでは次に記
す内容が重要となる。図２は本発明におけるラビングロ
ーラーにラビング布を貼り付けて配向膜をラビングする
工程を示す説明図である。すなわち、図２に示すうに、
ラビングローラー３の回転方向Ｃに対してラビング布５
の方向を揃えて貼り付ける。つまりラビング布５の順目
方向Ａ（パイル１の傾斜が付いた方向、またはその方向
に抵抗が少ない向き）をラビングローラー３の回転方向
Ｃと逆になるように貼り付ける。こうしてセッティング
されたラビング布は極めてバラツキの少ない状態とな
る。

【００１７】また、ラビングローラーの回転方向Ｃと基
板４の配向膜の移動方向Ｄは同方向である。

【００１８】この様にして取り付けられたラビング布で
ラビングを実施すると、パイルの方向がラビングローラ
ーの回転方向に対して一定であるためロット間における
バラツキ、即ち得られた液晶素子における配向状態のバ
ラツキ（特にスメクチック液晶の場合スメクチック層の
法線方向のバラツキ）は少なくなる。さらに角度が、７
０度から８５度以内と一定であり、さらにラビングロー
ラーの回転方向に対して布の順目方向が逆となる方向で
のラビングであるために配向膜への影響も極めて安定
し、配向膜の分子の延伸性も安定する。

【００１９】また、これらの条件でラビング処理された
基板を組み合わせ、液晶を注入した後、その配向状態を
観察すると安定した優れた配向状態であった。さらに、
従来ロットによっては発生していた部分的な配向のムラ
によるパネルの不良が消滅し、優れたパネルが安定して
製造されることが確認された。

【００２０】液晶には、カイラルスメクチック液晶、強
誘電性を示す液晶、ネマチック液晶等が用いられるが、
特に強誘電性液晶が好ましい。ラビング布の材質として
は、特に制限はなく通常使用されている如何なるもので
もよいが、それらの中でもナイロンまたは変性ナイロン
が好ましい。

【００２１】尚、特開平３−２００９３号公報には、ラ
ビングローラ上のラビング材の起立方向をローラに対し
て傾斜させることが開示されているが、上述したような
ローラーの回転方向とラビング布の順目方向、更には基
板の進行方向との特定の関係については示唆はない。

【００２２】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００２３】実施例１ 一対のガラス基板の一方にはスパッタリングによりＩＴ
Ｏ膜を厚さ約７０ｎｍに成膜し、これにフォトリソ工程
によって画素電極パターンを形成した。もう一方のガラ
ス基板には顔料を分散させた感光性のポリアミド樹脂
（商品名：リソコート ＰＡ−１０１２、宇部興産社
製）を塗布し、露光、現像を経てＲ，Ｇ，Ｂのカラーフ
ィルターパターンを形成した後、同様にＩＴＯ膜をスパ
ッタリングにより成膜した後、電極パターンを形成し
た。

【００２４】これらの電極パターンを形成した基板に印
刷法により塗布型の絶縁膜（商品名：ＭＯＦ ＲＦ−４
Ａ１５、東京応化工業社製）を印刷し、焼成して約５０
ｎｍの厚さに形成した。この様にして絶縁層まで構成し
たパターン付きガラス基板の所望の位置に配向膜（ＬＱ
−１８００、日立化成社製）を厚さ約２０ｎｍに印刷に
よって形成した。

【００２５】こうして得られた２枚のガラス基板に対し
てラビングを施した。このときラビングに関しての条件
は、以下の通りである。すなわち、ラビング布の材質は
ナイロンの一種であるアラミド繊維（コーネックス 帝
人社製）を用いた。また、このラビング布の基布に対す
るパイルの傾斜角度は７５度〜８０度程度のものを選択
し（図１参照）、これをラビングローラー（直径１２０
ｍｍ）に貼り付けた。ラビングローラーへの貼り付け
は、パイルが基布に対して傾斜している方向、すなわち
順目方向をローラーの回転方向に対して逆になるように
注意して貼り付けた（図２参照）。

【００２６】こうして、ラビング布を貼り付けたラビン
グローラーをラビング機にセットしラビングを行った。
ラビング機の条件としては、ローラーの回転数が７００
ＲＰＭ、ローラーの基板への押しつけは１．５ｍｍとし
た。ラビングローラーの回転方向と基板の移動方向は同
様とした。

【００２７】これらの条件を整えた上で、前記配向膜付
き基板をラビングした後、シールの描画、スペーサー散
布などを行い、二枚の基板を貼り合わせ、セルの組立を
完了した。さらにこのセルに液晶を注入しセルの封口を
行い、液晶パネルを作成した。なお、用いた液晶は強誘
電性液晶を用いた。この様にして出来上がった液晶パネ
ルを偏光板を介して電界をかけ、液晶の配向の検査を行
ったところ、配向の乱れや、配向のムラのない全面に渡
って均一な配向状態が実現した。同様な方法で、さらに
多くのパネルを作成してその配向に関する評価を行った
ところ全て良好であり、従来の方法と比較して大きく歩
溜まりを向上させることが可能となった。

【００２８】比較例１ 一対のガラス基板の一方にはスパッタリングによりＩＴ
Ｏ膜を厚さ約７０ｎｍに成膜し、これにフォトリソ工程
によって画素電極パターンを形成した。もう一方のガラ
ス基板には顔料を分散させた感光性のポリアミド樹脂
（商品名：リソコート ＰＡ−１０１２、宇部興産社
製）を塗布し、露光、現像を経てＲ，Ｇ，Ｂのカラーフ
ィルターパターンを形成した後、同様にＩＴＯ膜をスパ
ッタリングにより成膜した後、電極パターンを形成し
た。

【００２９】これらの電極パターンを形成した基板に印
刷法により塗布型の絶縁膜（商品名：ＭＯＦ ＲＦ−４
Ａ１５、東京応化工業社製）を印刷し、焼成して約５０
ｎｍの厚さに形成した。この様にして絶縁層まで構成し
たパターン付きガラス基板の所望の位置に配向膜（ＬＱ
−１８００、日立化成社製）を厚さ約２０ｎｍに印刷に
よって形成した。

【００３０】こうして得られた２枚のガラス基板に対し
てラビングを施した。このときラビングに関しての条件
は、以下の通りである。すなわち、ラビング布の材質は
ナイロンの一種であるアラミド繊維（コーネックス 帝
人社製）を用いた。また、このラビング布の基布に対す
るパイルの傾斜角度はほぼ９０度であり、布の目の方向
がはっきりと定まらない物を使用した。

【００３１】したがって、特に目の方向に注意すること
なくラビングローラーに貼り付け、ラビング機にセット
した。ラビング機の条件はローラーの回転数が７００Ｒ
ＰＭに設定し、ローラーの基板に対する押し込み量を
１．５ｍｍとした。これらの条件を整えた上で、前記配
向膜付き基板をラビングした後、シールの描画、スペー
サー散布などを行い、二枚の基板を貼り合わせ、セルの
組立を完了した。さらにこのセルに液晶を注入しセルの
封口を行い、液晶パネルを作成した。なお、用いた液晶
は強誘電性液晶を用いた。この様にして出来上がった液
晶パネルを偏光板を介して電界をかけ、液晶の配向の検
査を行ったところ、局部的な配向の乱れが発生し、ラビ
ング布に起因するパネルのムラがはっきりと現れた。

【００３２】さらに同様な方法で、多くのパネルを作成
したが、ラビング布の毛の傾斜が経時変化を起こし、ロ
ット内でのラビング機のラビング条件を経時的に変化さ
せなければ同一条件でのラビングを行うことができなか
った。このことは、ラビング布が同一材質であっても基
布に対してパイルの傾斜がない場合は、ラビングによっ
て徐々にパイルがある角度に倣ってしまうことを意味し
ており、その角度に到達するまでは経時変化を起こすた
めにラビングの条件が安定しないことを意味する。さら
に、この様な不安定な状態でラビングした物は、パネル
の局部的な領域に配向の乱れを作ることにもつながっ
た。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明は、ラビング
布に一定方向の布目を持たせ、かつラビングローラーの
回転する方向に対して布の順目方向が逆となるようにラ
ビング布を貼り付けてラビングすることにより、ラビン
グの条件が安定し、さらに作成されたパネルは、パネル
全体に渡って安定した良好な配向を示し、またパネル内
にラビングに起因するようなムラの発生をも防ぐことが
確認された。これにより本発明を用いたラビングでは従
来製造ロットで発生していた配向不良による歩留まりの
低下を抑え、安定させることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられるラビング布の構造を示す概
略図である。

【図２】本発明におけるラビングローラーにラビング布
を貼り付けて配向膜をラビングする工程を示す説明図で
ある。

【符号の説明】 １ パイル ２ 基布 ３ ラビングローラー ４ 基板 ５ ラビング布 Ａ 順目方向 Ｂ 逆目方向 Ｃ 回転方向 Ｄ 基板の移動方向

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極、絶縁膜及びラビング処理した配向
   膜を有する一対の基板間に液晶を封入する液晶素子の製
   造方法において、配向膜のラビング工程に関して、使用
   するラビング布の布目に一定方向の方向性を持たせ、か
   つ回転するラビングローラーの回転方向に対して布の順
   目方向が逆となるようにラビング布を貼り付けたラビン
   グ布によって配向膜をラビングすることを特徴とする液
   晶素子の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ラビング布において、布の基布とパ
   イルのなす角度が７０度〜８０度の範囲で揃えられ、か
   つ前記基布とパイルのなす角度が布全面に渡って同一方
   向に揃えられていることを特徴とする請求項１記載の液
   晶素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ラビング布の材質がナイロンまたは
   変性ナイロンであることを特徴とする請求項１記載の液
   晶素子の製造方法。
4. 【請求項４】 前記ラビングローラーの回転方向と配向
   膜の移動方向が同方向であることを特徴とする請求項１
   記載の液晶素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記液晶素子の液晶が強誘電性液晶であ
   ることを特徴とする請求項１記載の液晶素子の製造方
   法。