TW200528879A - Rubbing cloth for liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

200528879 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用於液晶顯示器之摩擦布，於液 晶顯示器上可形成能使液晶在液晶顯示器玻璃基板上配向 的精確配向溝槽，以致能解決諸如刮痕和摩擦不均勻等問 5題。另外，本發明亦與一種製造該摩擦布的方法有關。 【先前技術】 在一般的LCD製程中，是讓其上已形成配向膜的基板 通過一道摩擦過程，據以獲得均勻的液晶分子。該摩擦過 1〇程的進行方式是將一種嫘縈或尼龍製成的摩擦布捲繞到一 滾筒上，和使這滚筒與一配向膜接觸，以便配向膜經摩擦 而形成若干配向溝槽，從而提供某種程度的單向配向和在 某種範圍内的預傾角度。配向膜的形成方式是將一種含有 聚醯胺酸(polyamic acid)，可溶性聚醯亞胺(p〇iyimide)等的 is配向膜溶液塗到一基板上，在約60到80。<：的溫度條件下 進行預固化製程，再在約180到200 X：的溫度條件下進行 主固化製程而達成。 用以形成配向溝槽的摩擦裝置包括一可供摩擦布捲繞 的摩擦滚筒，和一個置放該基板的載物台。載物台上設有 2〇若干可供固定住基板的真空孔，另設有若干用以裝卸基板 的升降插銷。當基板被裝放到載物台上，摩擦滾筒便一邊 轉動，一邊移動去接觸基板頂部。結果，因為摩擦滚筒的 摩擦，便在基板的配向膜上形成配向溝槽。 如果摩擦不均勻’液晶分子的分布也跟著變得不均 200528879 勻以致光子特性可能偏差或因配向膜表面刮痕而發生襯 底(lining)情形。 摩擦製程的成功與否，是以摩擦時間、摩擦深度、滾 筒轉數、滾筒半徑、和載物台的移動速率等來決定。這些 5製程條件均由液晶顯示器製造廠商設定，無法輕易變更。 因此，在摩擦製程中可變更的重要因素是摩擦布織毛的長 度、強度、厚度、與密度等等。然而，因為習用摩擦布的 絨毛紗線大部份是由嫘縈製成，所以強度高到如果摩擦強 度不均勻時，即易於造成刮痕。另外，由於嫘縈紗線厚产 ίο的變更受限，絨毛密度的改良也跟著受限，因而難以 精確配向的溝槽。再者，因為嫘縈在與水接觸時不穩定， 所以製程跟著變得複雜與成本高昂。 15 ,1、醋酸纖維素(以下簡稱「醋酸」）纖維也被廣泛用於絨毛 線。然而’因為每纖維素分子有2 5個經基會被 =咖_率低，峨可紐线如靜電、纖維剛ς低 ρ題。因此’它不適於用在液晶顯示器所用的摩擦布。_ 【發明内容】 布及方要ΐ供一種用於液晶顯示器之摩擦 '相較於習用的嫘縈，該摩擦布具有優良 j向性(direetness) ’膨脹性及復原特性，且能形成均句和 ’和解決使用改質醋酸纖維當作摩擦布而 心生的到痕與摩擦不均勻等問題。 本發月的另-方面是提供一種使用該摩擦布所製造的 20 200528879 液晶顯示器。 本發明提供-種用於液晶顯示器之摩擦布，直包括一 種經紗和緯紗的織物，以及一種沿著經紗或緯紗向具有 -斜角配向的絨毛紗線(pile yarn)，其中該織毛紗線係^一 5種改質醋酸纖維素長纖維（modifled ceUul〇se狀技拙 filament fiber)，該改質醋酸纖維素長纖維中所有乙醯基的 10到50%係被羥基所取代。 土 本發明也提供一種用於液晶顯示器之摩擦布的製造方籲 法，該方法包括下列各步驟： 10 a)把一醋酸纖維素長絲編織到二種織物之間，據以製 造成一種絨毛紗線； b) 切斷該等織物之間的絨毛； c) 將該絨毛紗線改質成一驗性狀，以便把醋酸纖纖所 有乙醯基的10到50%皂化成羥基； 15 d)對鹼性改質絨毛紗線進行起絨(napping)、刷絨 (brushing)、砂摩(sanding)及樹脂處理(resin processing)，以 _ 便使其朝著織物經紗或緯紗方向具有一斜角配向；以及 e)對織物進行塗布或層壓(丨aminating)，以便使配向的 絨毛紗線固定。 20 本發明另包括一種使用該摩擦布製造的液晶顯示器。 【實施方式】 茲將本發明詳予說明於後。 採用一種鹼或一種酸對醋酸纖維進行脫乙醯作用（以下 -8- 200528879 稱「皂化作用」）。以一種鹼使醋酸纖維皂化時，息化 就會從該纖維的外層逐漸發生到内層。因此，對速率加= 控制就可選擇性皂化。以此方式，纖維便可在外層具$ 縈(rayon)特性和在内層具有醋酸特性。 θ 5 本案申請人發現，如使用一種用於液晶顯示器之摩揍

布的絨毛紗線來編織若干醋酸纖維素長絲，並以一種驗ς 醋酸纖維素長絲的表面改質’即可在摩擦過程中形成精確 配向的溝槽’和解決諸如刮痕、不均勻摩擦之類的問題月。 本發明之摩擦布的製造方法是把若干醋酸纖維素長絲 1〇沿著經紗方向編織到經紗和緯紗這二種織物之間當作絨毛^ 紗線，再以一種鹼將醋酸纖維素長絲的表面改質，和沿著 經紗或緯紗方向使絨毛紗線具斜角與平行配向，據以^到 均勻分布的效果。 最好，本發明的摩擦布係沿著一個增加絨毛密度的方 15向編織，以致可形成精確配向的溝槽。是以，對織物(底布)

而言’宜採用範圍在50到200丹尼(denier)的黏性嫘縈長絲 或銅銨螺縈(cupraammonium)長絲。 另外，對絨毛紗線而言，宜採用範圍在5〇到24〇丹尼 的醋酸纖維素長纖維。 2〇 醋酸纖維素長纖維所具有的取代度宜為2 〇到2乃。 該絨毛紗線的長絲密度至少為每丨平方公分24,〇〇〇。 編織到二種織物之間的絨毛紗線宜以被切斷成可使絨 毛長度變成1·4到2.1 mm者為原則。 切斷絨毛後，以每1〇〇 wt% (重量百分比)的醋酸纖維為 -9- 200528879 準，宜用5到20 wt%的鹼。如果鹼的含量低於5 wt%，纖 維的外層即不具有嫘縈特性，以致因為靜電、低纖維強度 等因素而難以形成適用於液晶顯示器的配向溝槽。反之， 如果超過20 wt%，那麼縱然内層也具有嫘縈特性，以致不 5會發生靜電、低纖維強度等問題，但在水中的穩定性卻會 惡化，造成難以獲得一種均勻的絨毛。就驗而言，宜採用 單獨的含水鹼溶液，或使一種含水鹼溶液與一種反應助劑 混合而獲得的反應溶液。 15 20

以鹼改質後，該醋酸纖維素長絲纖維便具有1〇到5〇〇/ 的皂化度。也就是說’以一種具有取代度範圍在2〇到27/ 的醋酸纖維係以驗改質，讓醋酸之所有乙酿基的i〇 f) 50%二但宜為20到4〇%_基4化 '絲，該醋酸纖誠 具有範圍在1.27纟彳1.91的取代度。如細軸維的皂化廣 低於10% ’該纖_外層即不具有嫘㈣性，以致因為韻 電、低纖維強度等因素而難以形成液晶顯示器的配向漢 槽。反之，如果超過50%，那麼縱然、内層也具有螺學特性， 以致不會發生靜電、低纖維強度等問題，但在水中的穩定 性部會減低，造成難以獲得一種均勻的絨毛。 :於=驗化合物’可用諸如氫氧化鈉之_ 祕物，4如氫氧化敵_驗土金屬氫氧化物，和諸如 碳酸鈉之類的驗金屬碳酸鹽等。 該含水驗餘可包含—種與驗相容 的反應助劑。該反應助_含量制反應速率 片』J 3篁且為0·001到2.〇wt〇/0。市 面上販售的反應助劑的範例，分财屬於鱗化合物的 _10_ 200528879

Neorate NCB (Hankook Fine Chemicals 公司供售），屬於季 叙化 5 物的 KF Neorate NA-40 (Hankook Fine Chemicals 公 司供售）和 Snogen PDS (Dae Young Chemical 公司供售）。 讓鹼改質絨毛紗線接受起絨、刷絨、砂摩及樹脂處理， 5致使織物沿著經紗或緯紗方向具斜角配向。 為使絨毛紗線沿著織物的經紗或緯紗方向予以配向， 係在皂化絨毛織物於一台配置各種不同形狀及種類之旋轉 刷的拉幅機上沿著該織物經紗方向移送的同時，對其進行籲 刷絨處理。該等刷子係沿著經紗或緯紗方向旋轉，視所用 1〇摩擦布狀寸及目的而定。該絨毛與一在該織物上的垂直 參考線呈現5到40度的傾斜狀。如果絨毛傾斜的角度小於 5度，配向膜可能發生刮痕。反之，若是超過4〇度，便不 會正確地形成配向溝槽。於刷絨加工期間，可將防縮劑， 矽基彈性劑等浸滲到絨毛織物内，以改良絨毛紗線的機械 I5穩疋性。在這處理中，所添加之各種作用劑的性質與濃度 可視目的而變。該等作用劑並未特別設限，只要是能改良鲁 絨毛紗線之機械穩定性者即可。 使用一種塗層劑來塗布或層壓絨毛織物的内織物，以 防絨毛紗線從織物脫出或在配向加工期間黏附到配向膜。 2〇就塗層劑而言，可採用從下列構成之群組中選用的至少一 種樹脂：聚氨基甲酸乙酯(p〇lyUrethane)，聚醋酸乙烯酯 (polyvinyl acetate)，聚丙烯(p〇iyacryi)，聚醯胺(p〇lyamide), 聚醯亞胺（polyimide)，聚酯（p〇lyester)，和聚尿素脂 (polyurea)。如果内織物上的塗層太厚，摩擦布就無法緊黏 -11- 200528879 到摩擦滾輪’以致摩擦變得不均勻。反之’右是塗層太薄， 絨毛便可能從織物脫出和在配向加工期間黏附到配向膜， 造成摩擦不充分。因此，塗層量宜為10到100 g/cm2。 如前所述，本發明的摩擦布係讓一種醋酸絨毛紗線接 5受簡易的改質，即能在液晶顯示器的摩擦加工期間形成精 確配向溝槽，和解決刮痕與摩擦不均勻的問題。因此，本 發明能提供一種具有顯著改良之光學特性的液晶顯示器。 茲舉若干範例將本發明詳予說明於後。然而，下列的 籲 各範例僅用以瞭解本發明而已，不得用以限制本發明。 10 範例 I範例1】 15 20 分別採用120d/70f的銅銨嫘縈長絲（日本Asahi公司供 售)和75d/50f的銅銨嫘縈長絲（日本Asahi公司供售）當作經 紗與緯紗，據以織成一種經紗密度為6〇/吋和緯紗密度為 117/吋的織物。接著以一種12〇d/33f的醋酸纖維素(取代度 =2.55 ’醋酸取代度=56 5〇/〇)長絲(韓國SK公司供售）當作絨 毛心線’使用-般的絨毛織造機將其織成—種絨毛密度為 24,000/cm和W形狀的織物。把二種底布之間的織毛切 斷，即獲得二片酸絨毛織物。依照—般方絲清潔所獲 =絨毛織物和使其乾燥。然後，以每謂加％的醋酸纖維 ί Γ德的苛性麟轉蝴—減錢。在％ 〇c的 =条:下將醋酸絨毛織物浸人該溶液，再以2 ·ιη的 速率加熱。於㈣的溫度處理3G分鐘後，以2。0/_的 -12- 200528879 並將該溶液去棄。接著添加室溫 乾燥== 除殘餘的㈣後取出織物和使其 將所獲量f化度一一12.5%)的織毛織物。再 即 Dae Y〇1 ·種 Sn〇teX SF-_ 3% 〇WS 的溶液， 德才-a M emiCal公司產製的一種石夕基彈性劑中。缺 =二配^刷子的拉幅機上，沿著經紗和緯紗的方向i 起絨十次，致賴毛沿著經紗方向傾斜26 2 的塗層劑來固定配__的賊毛。塗層= ，透在内底布中，並以14G到16G的溫度的熱使$ =。對因而取得的絨毛織物加以切斷，絨毛的總厚即 现丄·8 mm。

[範例2J is Pm 把 1 ^ 的—Y〇Ung ChemiCal 公司產製的 Sn〇gen 、DS ’即-種季銨鹽基反應助劑添加到2()㈣的苛 =中’即獲付-種反應溶液，再以這反應溶液對如同範例1 織物進行4化作用，就獲得—種減重比為19 8%的織毛 物。接著，將其浸入一種Snotex GR 6% _溶液，即、 Y〇=g Chemical公司產製的一種乙二路基防縮劑中，再如 同範例1般進行刷絨、塗層、熱固定、與切割等製程。

[範例3J 分別採用120d/70f的銅銨嫘縈長絲（日本Asahi公司供 售)和75d/50f的銅銨嫘縈長絲（日本Asahi公司供售）當作經 紗與緯紗，據以織成一種經紗密度為6〇/吋和緯紗密度為 -13- 200528879

129/吋的織物。接著以一種12〇d/5〇f的醋酸纖維素(取代度 =2.55 ’醋酸取代度=；56·5%)長絲(韓國SK公司供售）當作絨 毛紗線，使用一般的絨毛織造機將其織成一種絨毛密度為 40,000/cm2和W形狀的織物。如同範例丨對因而取得的絨 5毛織物加以切斷和預處理。然後，以每1〇〇wt%的醋酸纖維 為準，用5 wt%的苛性鈉溶液進行皂化作用。接著，將絨毛 織物浸入一種Snotex SF_800 3% 〇ws的溶液，即Dae Y〇ung Chemical公司產製的一種矽基彈性劑中，再如同範例i般 進行刷絨、塗層、熱固定、與切割等製程。 1〇 【範例4] 把 1 g/L 的 Dae Young Chemical 公司產製的 Sn〇gen PDS ’即-鮮難基反應輔添加到2Q加％的苛性納溶 液中’即獲得-種反應雜，再以這反應溶液對如同範例3 的織物進行皂化作用，就獲得-種減重比為19 5%的織毛織 15物。接著，將其浸入一種Snotex (jR 6% _溶液即⑽

Young Chemical公司產製的一種乙二縣防縮劑中，再如 同乾例1般進行刷絨、塗層、熱固定、與切割等製程。 【比較範例1] 分別採用删應的銅錢嫘縈長絲（日本Asahi m 售)和75d/50f的銅錢嫘縈長絲（日本Asahi公司供售）緩 一種經紗密度為6〇/时和緯紗密度： 吋的織物。接者以一種120d/40f的黏性嫘 ;，)當作絨毛紗線，據以織成1絨毛密度;範：; 相虽的織物。如同範例1對因而取得的絨毛織物加以精煉 -14- 200528879 處理。然後，將其浸入一種Snotex GR 6% 〇ws溶液，即Dae Young Chemical公司產製的一種乙二醛基防縮劑中，再如 同範例1般進行刷絨、塗層、熱固定、與切割等製程。 [比較範例2】 5 分別採用l20d/7〇f的銅銨嫘鱟長絲（日本Asahi公司供 售）和75d/50f的銅錢螺縈長絲（日本八恤丨公司供售）當作經 紗與緯紗，據以織成一種經紗密度為60/吋和緯紗密度為 114/吋的織物。接著以一種測缝的黏性嫘縈長絲(德國 Enka公顿售）當作絨毛紗線，使用―般賊域造機將盆 ω織成一種絨毛密度為32,000/咖2和w形狀的織物。如同^ 例1對因而取得的絨毛織物加以精煉處理。然後，將其浸 Sn0tex GR 6% ows 溶液，即⑽ Y〇ung J 公 =種乙二祕防縮劑中，再如同範例1般進行刷 絨、塗層、熱固定、與切割等製程。 15對各_及比較_所製造的各轉錢行如後的測

◎減重比：量騎處理前錢的重 以下列等式計算出： H絲比係 [等式1] 減重比=處理處理後重量 ^— X 100 ，纖維的切割強度：使用通用測試機(德_ZWICK M25)，以200 m/min的迷率來測試—根邓mm 該樣本係以用於製造絨毛的纖維所製備。 、，本° -15- 20 200528879 =纖維的摩擦電壓：在KS κ 〇555，2〇 %，4〇%叫相 的條件τ，量卿擦輕解軸。顧棉料當作 對應布（counter-cloth)。 ，絨毛的彈力復原性：讓摩擦布在標準纖維測試條件 (2〇 C ’ 65% RH)下靜置至少24小時。接著對賊毛紗線施 加1小時的100 g/cm2的壓力，再評估絨毛的復原性。 下列表1所載者即為範例1到4的鹼添加量，反應助 劑添加量，以及減重比。下列表2所載者係前述各範;與 比較範例之物理性質的比較。下列表3所載者則為前述^ 10範例與比較範例之摩擦布的切割強度、摩擦電壓、和彈力 復原性，以及使用該摩擦布在IPS型液晶顯示器製程中的 瑕疵率(瑕疵基板數目除以總基板數目）。

表1 ~ΖΖ---—___ 驗(wt%) 反應助劑(g/1) 範例1 5 - Vi- 範例2 20 1 範例3 5 - 範例4 20 表2 r—-——-— 材料 絨毛丹尼 數 絨毛長絲 丹尼數 J 度(/cm2、 範例1 改質醋酸 114 D 3.4 D 24^〇〇〇^~ 範例2 ---- 改質醋酸 96 D 2.9 D 24^000^ 範例3 改質醋酸 114D 2.3 D 40^00' 改質醋酸 96 D 1.9 D 40^000^ 比較範例1 嫘縈 100 D ~~25Ό~ _3ί〇〇〇' 比較範例2 嫘縈 100 D 2.5 D _!|〇〇〇— ^——_ -16- 200528879 表3 切割強度 摩擦電壓 彈力復原 瑕疵率(％) (g/de) (kW) 性(％) 範例1 1.29 ~ΓΪ4 92 4 範例2 1.41 1 om ~ 96 4 範例3 ~~Γ27 95 2 範例4 ~ ——_ 1.4〇 0.02 98 2 比較範例1 1.75 0.08 85 8 比較範例2 1.75 ~~〇20~~ 90 5 從表3可看出，與比較範例1和2相比，範例1到4 在液晶顯不製造期間展現出極為優良的切割強度，摩擦 5電壓，彈力復原性，以及低瑕疲率。 如前所述，依據本發明，一種用於液晶顯示器之摩擦 布只要將一種醋酸纖維素絨毛織物改質就可輕易製成。因 而獲得的摩擦布能在配向製程期間形成一種配向溝槽，和 解決刮痕及摩擦不均勻等問題。 0 以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制 鲁 本發明之範圍。舉凡不違本發明精所從事的種種變化與修 改，俱屬本發明申請專利範圍。 -17-

Claims (1)

1. 200528879 十、申請專利範圍： 1. 一種用於液晶顯示器之摩擦布，其包含有一種經紗 和緯紗的織物，以及一種沿著該織物的經紗或緯紗方向具 有一斜角配向的絨毛紗線； 〃 其中該絨毛紗線是種改質醋酸纖維素長絲纖維，該纖 • 5維所有乙醯基的10到50%被羥基所取代。 、 2·如申請專利範圍第1項所述之用於液晶顯示器之摩 擦布，其中該絨毛紗線的長絲密度至少為每1平方公八 245〇〇〇 〇 3.如申請專利範圍第1項所述之用於液晶顯示器之摩 ⑺擦布，其中該絨毛紗線係與一沿著緯紗或經紗的方向之垂 直線保持5到40度的斜角配向。 4·如申請專利範圍第1項所述之用於液晶顯示器之摩 擦布，其中該織物的内部係從下列構成之群組選用的至少 i5 X種塗層或層壓的樹脂：聚氨基甲酸乙酯，聚醋酸乙烯酯， t丙埽，聚酿胺，聚醯亞胺，聚醋，和聚尿素脂。 5· —種用於液晶顯示器之摩擦布的製造方法，其包括 下列步驟： ^把一醋酸纖維素長絲編織到二種織物之間，據以製 造一種絨毛織物； 20 u、 b) 切斷二種織物之間的絨毛； c) 以一種鹼使絨毛紗線織物改質，以便醋酸纖維所有 乙酿基的10到50%經皂化成羥基； 士 d)對鹼性改質的絨毛紗線進行起絨，刷絨，砂磨，和 樹脂加工，以便該絨毛紗線沿著織物的經紗或緯紗方向具 -18- 200528879 有一斜角配向；以及 e)對織物加以塗層或層壓，使配向絨毛紗線固定。 6·如申請專利範圍第5項所述之用於液晶顯示器之摩 擦布的製造方法，其中以1〇〇 wt%的該醋酸纖維為準，該驗 5 的用量為5到20 wt%。 7·如申請專利範圍第5項所述之用於液晶顯示器之摩 擦布的製造方法，其中該驗是一種含水驗溶液或一種含有 0.001到2 wt°/〇之反應助劑的含水鹼溶液；其中該鹼是從驗 金屬氫氧化物，鹼土金屬氫氧化物，以及鹼金屬碳酸鹽所 ίο 構成之群組選用的至少一種。 8·如申請專利範圍第7項所述之用於液晶顯示器之摩 擦布的製造方法，其中該反應助劑是從鱗基化合物與季銨 基化合物所構成之群組選用的至少一種。 9·如申請專利範圍第5項所述之用於液晶顯示器之摩 15 20

   擦布的製造方法，其中該絨毛紗線具有每丨平方公分至少 24,000之長絲密度。

   10·如申請專利範圍第5項所述之用於液晶顯示器之 ，：的？造方法，其中係以下列構成之群組選用的一種 枣!進行塗層或層壓:聚氨基甲酸乙酯，聚醋酸乙烯酯， ^丙^聚酿胺’聚酿亞胺，聚醋，和聚尿素脂。 項中任-項種所=:器布所其製=請專利範圍第1到4 -19- 200528879 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：無 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：

   八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：無

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