JPH04115225A

JPH04115225A - 液晶表示素子配向膜用ラビング装置

Info

Publication number: JPH04115225A
Application number: JP23654890A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Tanaka; 博一田中; Kiyoshi Ozaki; 喜義尾崎; Seiji Mochizuki; 望月　盛児
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-04-16

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】〔概要〕液晶表示素子配向膜用ラビング装置に関し、液晶表示素
子の配向膜の配向性のむらと異物による傷を減らして表
示品質を向上させることを目的とし、配向膜を塗布した基板を載置するステージとラビング布
を巻き付けたラビングローラとを少な（とも備える液晶
表示素子配向膜用ラビング装置において、前記ラビング布に植設されたパイルが接触する角部にラ
ビングローラと平行にテーパを設けて滑らかにし、前記
パイルの乱れを防止するように液晶表示素子配向膜用ラ
ビング装置を構成する。また、前記配向膜面の両側の基
板面とステージ面の少なくとも何れか一方に異物除去溝
を設け、さらに、前記ステージ面に設けた異物除去溝に
、異物を排出する異物排出口を設けるようにする。そし
て、前記ラビングローラの後方に、飛散する異物を吸引
する異物吸引機構を設けることにより一層効果を高める
ことができる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は表示品質の優れた液晶表示素子のための配向膜
用ラビング装置の改良に関する。

近年、表示装置の発展は目覚ましく、とくに、平面デイ
スプレィは薄型・軽量なとの点から急速に普及してきた
。中でも、液晶表示装置は駆動電圧が低く、低価格であ
ることからパソコンやワープロなとＯＡ機器分野への導
入が活発であるっこれらの用途に用いられる液晶表示素
子は、文字表示や図形表示が求められるので、必然的に
大画面、多画素、高精細の方向へ向かっており、表示欠
陥のない高品質の液晶表示素子を製造するための装置、
たとえば、傷の無くむらの無い均一性能の配向膜を形成
するラビング装置が求められている。

〔従来の技術〕

第９図は液晶表示素子の構成例を示す断面模式図である
。図中、１は基板で、たとえば、ガラス基板、１００は
基板１の上に形成された。たとえば、ＩＴＯ（ｒｎ２０
３ＳｎＯ２）からなるストライプ状の透明電極、２はス
トライプ状の透明電極１００の上を覆って形成された配
向膜で、たとえば、ポリイミド樹脂膜をナイロンブラシ
で基板周辺と所定の角度だけ傾けてラビングし配向処理
を行ったものである。１０３は２枚のガラス基板の周縁
部を密封的に接着する接着材層で、２枚のガラス基板の
間はスペーサｌＯ１により狭い空間が形成され、そこに
液晶１０２．たとえば、ねじれネマチック、すなわち５
ＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）
液晶が注入封止されている。

２枚の基板１はストライプ状の透明電極１００が互いに
直交配置されて、Ｘ−Ｙマトリクス交点を形成するよう
に構成されており、いま、たとえば、下方から光を当て
ると下側の図示してない偏光板で直線偏光となり、液晶
層で電界の有無により偏光面の回転を受けて、上側の同
様に図示してない偏光板で光の透過あるいは非透過のい
ずれか＼゛選択れる。すなわち、電界印加の有無により
、各マトリクス交点での光のスイッチングが行われ、観
察者から見て、たとえば、白黒画像の表示が得られる。

こ＼で、配向膜２は２枚の基板ｌの間に注入された液晶
分子のねじれ角を与えるもので、液晶表示素子の性能を
決定する極めて重要な因子の−っである。

現在、液晶表示素子の配向膜としてはカラス基板に透明
電極を形成し、それを覆ってポリイミ］・樹脂を塗布・
乾燥してラビング処理を施し液晶分子に配向性を与える
方法が最も一般的に行われている。

第１０図は従来のラビング装置の基本構成の例を示す図
で、同図（イ）は側面の模式図、同図（ロ）はラビング
ローラに対して基板を傾けて配置する場合、同図（ハ）
は基板に対してラビングローラを傾けて配置する場合で
、いずれも、上方から見た模式図である。

図中、ｌは基板で透明電極と配向用塗膜（何れも図示せ
ず）が形成されている。３はステージ、４はラビングロ
ーラでその周囲にラビング布４０か巻き付けられている
。ラビング布４０は、たとえば、厚さ０．７ｍｍ程度の
ナイロン製の基布で、基布面に直角に太さ約３０μｍφ
、長さ約３ｍｍのファイハ、いわゆる、パイル（毛先）
４゛ｌが植設されたものである。

すなわち、回転しているラビング布４０の下にステー７
３が入ると、基板ｌ上の配向用塗膜、たとえば、転写印
刷方式で塗布されたポリイミド樹脂膜面をパイル旧が摩
擦することにより、ラビングローラ４と直角なラビング
方向に歪み異方性が与えられて配向膜２を形成し、液晶
表示素子に注入された配向膜界面の液晶分子の配向を安
定化せしめ所要のツイスト角を与えることができる。

第１１図は配向膜面上のラビングローラの接触状態を示
す図で、上記第１Ｏ図で説明したラビング動作を分かり
易く図示したものである。なお、図では基板ｌを右方向
に移動する場合を示したが、通常は左右交互に往復移動
させてラビング処理を行っている。

なお、前記の諸図面で説明したものと同等の部分につい
ては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明は
省略する。

また、ラビングローラ回転機構やステージ駆動機構なと
は本発明に直接関係しないので図示説明を省略した。

〔発明が解決しようとする課題〕

本来、配向膜面の歪み異方性は前記第１０図（ロ）およ
び（ハ）で、配向膜面上に実線で図示したごとくラビン
グ方向に平行に、かつ、−様に与えられることが期待さ
れて行われるが、実際には上記従来のラビング装置にお
いては、ラビングローラ４と基板１の周辺とは傾けて配
置されているため、コーナＣを境にしてエツジＣ−ａと
ｃ−ｂとによりラビング布４０のパイル４１は上下方向
にや＼向きを変えられ、その結果、それぞれ点線で図示
したごとくコーナＣを境にして上下に歪み異方性が逆向
きに曲がってい（、すなわち、液晶の配向性が場所によ
り異なってくる。さらに、第１１図に図示したごとく配
向用塗膜の表面には下層のストライプ状の透明電極１０
０の凹凸に基づく凹部が存在しており、そこに異物５０
．たとえば、ラビング布４０に植設されたパイル４１の
折れ屑その他が付着し配向膜２に傷を作る場合があり、
いずれも液晶表示装置の表示品質の欠陥を招くという重
大な問題があり、その解決が必要であった。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、配向膜２を塗布した基板ｌを載置するス
テージ３とラビング布４０を巻き付けたラビングローラ
４とを少なくとも備える液晶表示素子配向膜用ラビング
装置において、前記ラビング布４０に植設されたパイル
４１が接触する角部にラビングローラ４と平行にテーパ
３０を設けて滑らかにし、前記パイル４１の乱れを防止
するように構成した液晶表示素子配向膜用ラビング装置
によって解決することができる。

また、前記配向膜２面の両側の基板１面とステージ３面
の少なくとも何れか一方に異物除去溝１１を設け、また
、必要により異物除去溝１１に異物５０を排出する異物
排出口３２を設けた液晶表示素子配向膜用ラビング装置
により解決することができる。

さらに、前記ラビングローラ４の後方に、飛散する異物
５０を吸引する異物吸引機構５を設けることにより一層
効果を高めることができる。

〔作用〕

本発明のラビング装置では、ステージ３に設けた基板嵌
合孔３２に基板１を嵌め込み、かつ、ステージ３のエツ
ジ部にラビングローラ４と平行にテーパ３１を設けて滑
らかにしであるので、ラビング布４０のパイル４１は何
ら乱されることがなく−様な歪み異方性を配向膜２に与
えることができる。なお、基板１をステージ３と同じ大
きさにしそのエツジ部にテーパ３１を設けて滑らかにし
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。

一方、載置される基板１の両側のステージ３の面上に異
物除去溝１１を設け、また、必要により異物除去溝１１
に異物５０を排出する異物排出口３２を設けることによ
り、異物５０による配向膜２への傷の発生を最小限に抑
えることができる。なお、この異物除去溝１１は基板１
をや＼大き（してその両側に設けても同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。さらに、ラビングローラ４
の後方に、飛散する異物５０を吸引するスリット状の異
物吸引機構５を設ければ一層効果が高められるのである
。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１実施例を示す図で、ラビングロー
ラ４に対して基板１を傾けて配置した場合を示し、同図
（イ）は斜視図、同図（ロ）は側断面図である。

図中、３１はステージ３の両側のエツジ部にラビングロ
ーラ４と平行に設けられたテーパで、その角度や大きさ
は適宜最適に決めればよい。また、テーパ面は平面とは
限らず局面であってもよいことは言うまでもない。３２
は基板嵌合孔で基板１が丁度嵌合して配向膜用塗膜面が
ステージ３面と同一平面になるような深さに形成されて
いる。このように構成することによりラビングローラ４
に巻き付けられたラビング布４０のパイル４１に接触す
る面は全て滑らかに形成されることになり、したがって
、ラビング布４０のパイル４１はステージ３や基板ｌに
接触しても何ら乱されることがなく−様な歪み異方性を
配向膜２に与える二とができるのである。

第２図は本発明の第２実施例を示す図で、この例は第１
図の場合と反対に基板ｌに対してラビングローラ４を傾
けて配置した場合を示したものであるが、発明の趣旨は
前記第１実施例と全く同様であるので詳細説明は省略す
る。

第３図は本発明の第３実施例を示す図である。

図中、３０．（３０ａ、　３０ｂ）はステージ補助部で
、中央部に基板嵌合孔３２が形成され、さらに、ステー
ジ３から取外しができるようになっておりその両端にラ
ビングローラ４と平行にテーパ３１が設けられている。

ステージ補助部３０は２つに分割されていてもよく、そ
の場合には一方を基板ｌの位置決め用とし、もう一方を
着脱式として使ってもよい。ステージ補助部３０（３０
ａ、　３０ｂ）の取付けは接着でもよいし機械的に固定
してもよい。本実施例はステージ補助部３０だけを各種
揃えておけば色々のサイズの基板１に対応できるという
利点がある。本実施例でも基板１に対してラビングロー
ラ４を傾けるように構成する場合にも適用可能である。

第４図は本発明の第４実施例を示す図である。

本実施例では基板１を少し大きめにしてその両端にラビ
ングローラ４と平行にテーパ３１を設ける場合で、ラビ
ングのあとで、たとえば、破線で示したごとき使用領域
２０を周辺に対して傾けて切断して液晶表示パネルに構
成する。本実施例はステージ３に何ら手を加えることな
く対応でき、しかも、余分な部品を必要としない利点が
ある。なお、本実施例でも基板ｌに対してラビングロー
ラ４を傾けるように構成する場合にも適用可能である。

第５図は本発明の第５実施例を示す図で、同図（イ）は
上面図、同図（ロ）は側面図（一部拡大図）である。図
中、１１は異物除去溝でラビング方向に通常よりもや＼
長く切り出した基板１の両側に設けた。たとえば、ラビ
ング方向に直角な凹凸である。凹凸のサイズは、たとえ
ば、深さ１００　ｎｍ、巾２００μｍ、ピッチ４００μ
ｍ７本数５０本程度にすればよ（、ラビング時にラビン
グ布４０のパイル４１が先ずこの異物除去溝１１に接触
して、異゛物５０゜たとえば、ラビング布旧の毛屑など
が除去されて、基板１の使用領域の配向膜２に傷などが
発生するのを防止できる。

第６図は本発明の第６実施例を示す図である。

本実施例は異物除去溝１１を形成した補助基板ＩＯを作
製しておき、これを正規の大きさの基板１の両側に配置
してラビングするもので、前記第５図のものと同様の効
果が得られるが、基板に一々異物除去溝１１を形成しな
くともよいという利点がある。

第７図は本発明の第７実施例を示す図である。

本実施例では基板１を載置する領域の両側のステージ３
の表面に異物除去溝１１を形成する例でありその基本的
効果は前記第５．第６実施例の場合と同様である。たり
し、この場合には図示したごとく異物除去溝１１に異物
排出口３３を付加し、こ＼には図示してない真空排気装
置で前記異物５０を異物排出口３：３から外部に吸引除
去するように構成することができ、その効果を高めると
同時に長期間の連続使用に耐えるという利点がある。

なお、異物除去溝１１の凸部に丸みを持たせるなど形状
を変えたり、また、そのサイズも上記の数値から状況に
応じて適宜最適のものに変更してよいことは言うまでも
ない。

一ト記第５〜第７実施例ではステージ３が左右に往復運
動する構成なので異物除去溝ｌｌを基板ｌの両側に設け
たが、片側だけに設けても効果があることは勿論である
。また、基板３の両側にテーパ３１を設けてラビング布
４０のパイル旧の乱れを少なくするように構成しておい
てもよい。

第８図は本発明の第８実施例を示す図である。

本実施例は回転しているラビングローラ４の後方に、飛
散する異物５０を吸引する。たとえば、スリット状の異
物吸引機構５．たとえば、偏平ノズルを配置し、こ＼に
は図示してない真空排気装置で異物５０を強制的に吸引
除去するもので、ラビング布４０が常に清浄に保持され
ているので、基板１上の配向膜２の傷の発生が最小限に
抑えられるのであるっまた、本実施例の適用によりラビ
ング装置周辺の環境の汚染防止にも有効である。さらに
、本実施例は上記第１〜第７実施例の一つ又は複数のも
のと兼用して実施すれば、さらに、−層効果が高められ
ることは言うまでもない。

なお、上記実施例は例を示したものであり、本発明の趣
旨に添うものであれば、使用する素材やそれらの組み合
わせ、あるいは、各部分の構成などは適宜最適なものを
選択使用してよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のラビング装置によれば、
前記ラビング布４０に植設されたパイル４１が接触する
角部にラビングローラ４と平行にテーパ３０を設けて滑
らかにし、前記パイル４１の乱れを防止するように構成
しであるので、−様な歪み異方性を配向膜２に与えるこ
とができる。また、前記配向膜２面の両側の基板１面と
ステージ３面の少なくとも何れか一方に異物除去溝■１
を設け、また、必要により異物除去溝１１に異物５０を
排出する異物排出口３３を設け、さらに、必要によりラ
ビングローラ４の後方に、飛散する異物５０を吸引する
。

たとえば、スリット状の異物吸引機構５を設けることに
より、異物５０による配向膜２への傷の発生を最小限に
抑えることができる。したがって、液晶表示装置の品質
・性能・歩留りの向上に寄与するところが極めて大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図、第２図は本発明
の第２実施例を示す図、第３図は本発明の第３実施例を
示す図、第４図は本発明の第４実施例を示す図、第５図
は本発明の第５実施例を示す図、第６図は本発明の第６
実施例を示す図、第７図は本発明の第７実施例を示す図
、第８図は本発明の第８実施例を示す図、第９図は液晶
表示素子の構成例を示す断面模式第１Ｏ図は従来のラビ
ング装置の基本構成の例を示す図、第１１図は配向膜面上のラビングローラの接触状態を示
す図である。図において、１は基板、２は配向膜、３はステージ、４はラビングローラ、５は異物吸引機構、１０は補助基板、１１は異物除去溝、３０　（３０ａ、３０ｂ）はステージ補助部、３１はテ
ーパ、３２は基板嵌合孔、３３は異物排出口、４０はラビング布、４１はパイル、５０は異物である。木實岨の篤蒐大旅例を示す図１　　図篤図纂図第す図木号こ日月（Ｄ％’？東カセ１７１１之示だす図像　　
ｑ　　図第第斗図５巽物殻引４幾卑執来光日月○纂８失７＞ｆｉ（９’ｌを示オ図像　　３　
　図汝晶表示素＋○構成竹゛１之示オ断品模大図￥ｌ　　Ｑ
ｌ　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）配向膜（２）を塗布した基板（１）を載置するス
テージ（３）とラビング布（４０）を巻き付けたラビン
グローラ（４）とを少なくとも備える液晶表示素子配向
膜用ラビング装置において、前記ラビング布（４０）に植設されたパイル（４１）が
接触する角部にラビングローラ（４）と平行にテーパ（
３１）を設けて滑らかにし、前記パイル（４１）の乱れ
を防止することを特徴とした液晶表示素子配向膜用ラビ
ング装置。
（２）配向膜（２）を塗布した基板（１）を載置するス
テージ（３）とラビング布（４０）を巻き付けたラビン
グローラ（４）とを少なくとも備える液晶表示素子配向
膜用ラビング装置において、前記配向膜（２）面の両側の基板（１）面とステージ（
３）面の少なくとも何れか一方に、異物除去溝（１１）
を設けることを特徴とした液晶表示素子配向膜用ラビン
グ装置。
（３）前記ステージ（３）面に設けた異物除去溝（１１
）に、異物（５０）を排出する異物排出口（３２）を設
けることを特徴とした液晶表示素子配向膜用ラビング装
置。
（４）配向膜（２）を塗布した基板（１）を載置するス
テージ（３）とラビング布（４０）を巻き付けたラビン
グローラ（４）とを少なくとも備える液晶表示素子配向
膜用ラビング装置において、前記ラビングローラ（４）の後方に、飛散する異物（５
０）を吸引する異物吸引機構（５）を設けることを特徴
とした液晶表示素子配向膜用ラビング装置。