JPH1114548A - 液晶表示素子用配向膜の検査方法及び液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示素子に用いる配向膜に配向処理を行
った後に、この配向膜の良品、不良品を判定する方法を
提供する。 【解決手段】 上記配向処理を行った配向膜を有する基
板１１に対して、ＣＣＤカメラ１２を正面且つ垂直に配
置し、光源にファイバー光源用ハロゲンランプ、平行光
作製のためのフレネルレンズ２２を使用し平行光照射光
源１６として、基板１１に対して斜め４５度、仰角（斜
め下方）３０度に配置する。ＣＣＤカメラ１２と基板１
１の間に視野レンズ２１として凸レンズを使用して、そ
の焦点にＣＣＤカメラ１２を配置する。基板１１に光源
１６の平行光２６を照射し、基板１１表面のラビング処
理による傷２３の主散乱光２５をＣＣＤカメラ１２にて
撮影し、その画像データを画像処理装置１４に取り込
み、２次元フーリエ変換処理ソフト１５を使用して解析
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源部、撮像部と
画像処理部を用いた液晶表示素子の配向処理後の検査方
法、この方法を実施するための検査装置、この方法を用
いる液晶表示素子の製造方法及びこの製造方法で製造さ
れた液晶表示素子に関する。更に詳しくは液晶表示素子
に用いる配向膜に配向処理を行った後に、配向膜の全体
または一部に光を照射し、その散乱光をカメラにて撮像
し、その画像データを画像処理した後、良品、不良品を
判定することを特徴とする液晶表示素子用配向膜の検査
方法、この方法を実施するための検査装置、配向処理を
行った後に配向膜を前記方法により検査する工程を含む
ことにより表示品質及び歩留りの改善された液晶表示素
子の製造方法、並びにその製造方法により製造された液
晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の利用分野は電卓、時計分
野からＯＡ機器、画像処理装置に至るまで、あらゆる分
野まで拡大されている。特にワープロやパソコン等の用
途に用いられる液晶表示素子は、文字表示や図面表示が
求められ、必然的に大画面、多画素、高精細の方向に向
かっており、表示欠陥の無い高品質の液晶表示素子の製
造方法が希求されている。

【０００３】液晶表示素子としては、上下で一対をまな
す電極基板の表面で、ネマチック液晶分子の配向方向を
９０度ねじったツイストネマチックモードの物が汎用さ
れている。上記の液晶分子のねじれ角を１８〜３００度
と大きくした物も、スーパーツイステッドネマチックモ
ードとして知られる。また、近年はマトリクス表示やカ
ラー表示等を行うために、多数の画素電極のＯＮ−ＯＦ
Ｆを行うＭＩＮ（金属−絶縁層−金属）素子やＴＦＴ
（電界効果型薄膜トランジスタ）素子を用いたアクティ
ブマトリクス型ツイストネマチックモードの液晶表示素
子が商品化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような液晶ディス
プレイ製造において、液晶分子を配列させる工程を液晶
配向処理工程と称する。工業的にはポリイミドやポリア
ミドなどの有機系の材料をオフセット印刷にてガラス基
板等にパターニング印刷を施し、焼成することにより配
向膜と称する薄膜を得る。その配向膜を金属ローラーに
パイル生地等（ラビング布）の布を巻き付けて回転さ
せ、前述の配向膜を塗布した基板表面を一定方向に擦る
ラビング法が一般的である。配向処理（ラビング処理）
された配向膜表面は、あたかも高分子フィルムが一定方
向に引き延ばされ状態と同等に、配向膜分子が配列し、
且つラビング布の毛足により一定方向に物理的にミクロ
な傷がついていることにより長分子である液晶分子の長
軸方向がその方向に配列する。特に、ポリイミドやポリ
アミド系の材料は、液晶のＮ配向性が良好であり、耐熱
性、耐薬品性にも優れ、更にはプレチルト角のコントロ
ールも容易であることから、工業的にも多く使われてい
る。しかし、ポリイミドやポリアミド系の材料を配向膜
として用いた場合、これらの材料が軟らかいため、強い
ラビング処理を行うと配向膜の削れに起因する筋状の傷
や、ラビング布の状態やラビングローラーの偏芯などに
起因する欠陥が発生してしまう。

【０００５】このように配向処理された液晶用基板の良
不良を判断するために観察する手段として、簡便な方法
としては、ラビング処理済み基板に水蒸気等を吹きか
け、その曇り具合いのむらを観察するスチームテスト
や、強い光源を基板に照射し観察する方法があるが、こ
れらの方法によれば、大まかな傷等の目視観察検査は可
能であるが、後の液晶セルの表示むらとなる不良までの
目視観察検査は不可能である。最も確実な方法は、液晶
セルを作製し、液晶材料を注入して実際に液晶分子を配
向させることであるが、実際の液晶製造ラインでは、配
向処理工程から液晶注入、偏光板貼り付け、点灯試験ま
でではかなりの時間を要し、一度配向の不良が発生する
と、多くの製品が不良となる。そこで、製造ラインで
は、製造ラインより配向処理済み基板を抜き取り、簡易
型の液晶セルを作製し、液晶の配向状態を観察検査して
いる。しかし、この観察検査は、全て人的な目視観察検
査であり、１００％確実ではなく、且つ配向状態を数値
化できない。最近では、ラビング処理済み基板の配向状
態を数値化できる検査方法として、リターデーション測
定を行う方法があるが、時間が多くかかり、実際の製造
ラインでの処理基板全数の検査には使用できないという
問題点を有していた。

【０００６】また、人間の目やカメラ等で基板の表面の
傷等の検出を行う場合、拡散光照射と平行光照射では、
傷による散乱光の方向に相違が生じる。又、液晶の配向
処理を行った基板に概ね平行な光束を照射し、人間の目
またはカメラ等で観察する場合、主散乱角と観察角度が
一致している様な中心部分では傷による散乱光が良く観
察されるが、観察側に見張り角がある為、中心部分から
離れると主散乱角と観察角度が一致しなくなるので、傷
による散乱光が観察しづらくなるという問題点も有して
いた。

【０００７】本発明は従来の解決策を捨象し、新たな観
点から問題の解決を図り、配向処理済み基板の検査方法
にまつわる不都合が見事に克服された、光源部、撮像部
と画像処理部用いた液晶表示素子の配向処理後の検査方
法、この方法を実施するための検査装置、この方法を用
いる液晶表示素子の製造方法、及びこの製造方法で製造
された液晶表示素子を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
透明電極を設けた透明基板上に形成された有機高分子材
料からなる配向膜を配向処理した後、該基板の配向膜の
全体または一部に光を照射し、その散乱光をカメラにて
撮像し、その画像データを画像処理した後、良品、不良
品を判定することを特徴とする液晶表示素子用配向膜の
検査方法である。

【０００９】上記液晶表示素子用配向膜の検査方法の特
徴をさらに、詳細に説明する。図４はラビング処理済み
基板に照射する光が拡散光の場合（ａ）と概ね平行光の
場合（ｂ）の主散乱光の相違の説明図であり、図４にお
いて、２４は拡散光、２５はラビング処理による傷から
の主散乱光、２６は平行光である。一定の方向性がある
表面傷の検出を行う場合、拡散光照射よりも平行光照射
の方が光束の照射角度が概ね一定になる為、傷の方向性
が概ね一様であれば、傷による散乱光の内最も強い散乱
光（以下、主散乱光と呼ぶ）の角度（以下、主散乱角と
呼ぶ）は概ね一様であるので、観察または検出面では有
利である。これらのことにより、前記光の光源の種類を
概ね平行光とし、且つ、光の光源部は、前記配向処理済
み基板に対してある一定の角度にて照射し、該概ね平行
な光束の照射は、傷からの散乱を強く起こされることが
望ましいことがわかる。

【００１０】また、更に好ましくは、上記液晶表示素子
の配向膜検査方法は、その角度は基板の配向処理角度に
対して垂直で且つ斜め０度〜８０度の角度をもって上方
または下方より照射することを特徴とする。

【００１１】また、好ましくは、上記液晶表示素子用配
向膜の検査方法として、該基板の透過光及び基板からの
反射光の処理として光トラップまたは反射減衰板を設置
することを特徴とする。

【００１２】次に、上記液晶表示素子用配向膜の検査方
法の詳細を説明する。図５はカメラにて主散乱光を観察
する場合の視野レンズを導入した場合とそうでない場合
での説明図である。このことより、更に好ましくは、上
記液晶表示素子用配向膜の検査方法は、散乱光を集光す
ることにより、散乱光を概ね平行な状態で捕らえ、観察
表面を概ね均一に近い状態で観察することを可能にする
ために、カメラの前に前記散乱光のみを集光する視野レ
ンズを該レンズの焦点位置に設けることを特徴とする。

【００１３】更に好ましくは、上記液晶表示素子用配向
膜の検査方法は、該カメラにて撮像した基板表面の配向
膜の画像データを２次元フーリエ変換処理にて画像処理
を行うことを特徴とする。ここでさらに、詳しく２次元
フーリエ変換処理について図７を使用して説明する。任
意の波形は正弦波の和で表現でき、２次元フーリエ変換
はこの考え方を拡張したものである。２次元信号を関数
ｇ（ｘ，ｙ）とすると、フーリエ変換と逆変換は下記の
式で定義される。

【００１４】

【数１】

【００１５】前式は、２次元の画像は水平及び垂直の空
間周波数に分解できる事を表しており、図７は代表的な
画像と２次元空間周波数を対応させたものを示したもの
である。Ｘ軸にｕの水平空間周波数３１を、Ｙ軸にｖの
垂直空間周波数３２を、画像の平均レベル３３としての
グラフを取ると、第１，３象限と第２，４象限というよ
うに画像の方向が分解される。すなわち、周期的な画像
や方向性のある画像は２次元フーリエ変換を行うと、そ
の特徴が空間周波数領域にあらわれるものである。ラビ
ング処理に起因して発生する配向膜表面の傷は、その周
期性や方向性があるので撮像した画像に対して２次元フ
ーリエ変換を行うことによりきずの抽出が容易になるも
のである。

【００１６】本発明の第２の態様は、一対の透明基板上
に透明電極を設け、該透明電極上に有機高分子物質から
なる配向膜を形成し、該配向膜を配向処理し、該基板を
スペーサーを介して対抗せしめ組み立てた後、液晶材料
を封入する工程を含む液晶表示素子の製造方法におい
て、配向膜を配向処理した後に、該基板の配向膜に光源
を照射し、その散乱光をカメラにて撮像し、その画像デ
ータを画像処理し、良品、不良品を判定することを特徴
とする液晶表示素子の製造法である。

【００１７】本発明の第３の態様は、装置内で液晶の配
向処理を終了した基板を吸着し移動させ得る移送部と、
移送部による基板の一時停止時に、基板に対して光束を
概ね平行照射する光源部と、前記基板に前記光源を照射
し、基板表面を視野レンズを有するカメラにて撮影する
撮像部と、前記カメラからの撮像データを画像処理し、
前記配向処理済み基板の良品、不良品を判定する画像処
理部、とを具備する液晶配向検査装置である。

【００１８】本発明の第４の態様は一対の透明基板上に
透明電極を設け、該透明電極上に有機高分子物質からな
る配向膜を形成し、該配向膜を配向処理し、該基板をス
ペーサーを介して対抗せしめ組み立てた後、液晶材料を
封入してなる液晶表示素子において、前記配向膜を配向
処理した後に、前記基板の配向膜に光源を照射し、その
散乱光をカメラにて撮像し、その画像データを画像処理
し、良品、不良品を判定し良品を用いたものであること
を特徴とする液晶表示素子である。

【００１９】本発明においては、配向膜の材料としては
ポリイミド樹脂が好ましく用いられる。ポリイミドとし
ては、その前駆体として、一般式（１）

【００２０】

【化３】

【００２１】（式中、Ｒ₅ は４価の脂環式、芳香族又は
複素環式の炭化水素残基を示し、基中にハロゲン等の基
を有することもでき、Ｒ₆ は２価の炭化水素残基を示
し、基中に−Ｏ−，−Ｓ−、またはハロゲン原子または
シアノ基を有することもできる。）で示される構造単位
を有するポリアミック酸を用いて製造された物が用いら
れる。

【００２２】即ち、ポリアミック酸としては、ピロメリ
ット酸二無水物の様な芳香族環を有するテトラカルボン
酸二無水物や、シクロブタン酸テトラカルボン酸二無水
物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物にジアミノ化合
物を反応させて得られるポリアミック酸等が好ましく用
いられる。

【００２３】テトラカルボン酸二無水物としては、ピロ
メリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、２，２′，３，３′−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３′，４′
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３′，
４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
２，３，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、２，２′，３，３′−ベンゾフェノンテトラ
カルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェ
ニル）スルホン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタリ
ンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタ
リンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族系テトラカル
ボン酸二無水物を、又、脂環式テトラカルボン酸として
は、シクロブタン、シクロヘキサン、シクロオクタン、
ビシクロオクタン等の環を有する脂環式テトラカルボン
酸の二無水物や下記の構造式の物を挙げることができ
る。

【００２４】

【化４】

【００２５】又、ポリアミック酸のもう一方の原料であ
るジアミノ化合物としては、１，１−ビス〔４−（４−
アミノフェノキシ）フェニル〕シクロヘキサン、１，１
−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕−４
−メチルシクロヘキサン、１，１−ビス〔４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕−４−エチルシクロヘキサ
ン、１，１−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェ
ニル〕−４−プロピルシクロヘキサン、１，１−ビス
〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕−４−ブチ
ルシクロヘキサン、１，１−ビス〔４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕−４−ペンチルシクロヘキサン、
１，１−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル〕−４−ヘキシルシクロヘキサン、１，１−ビス〔４
−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕−４−ヘプチル
シクロヘキサン、１，１−ビス〔４−（４−アミノフェ
ノキシ）フェニル〕−４−オクチルシクロヘキサン、
２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノ
キシ）フェニル〕ブタン、２，２−ビス〔４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニル〕ペンタン、２，２−ビス
〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕ヘキサン、
２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル〕ヘプタン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノ
キシ）フェニル〕オクタン、２，２−ビス〔４−（４−
アミノフェノキシ）フェニル〕ノナン、２，２−ビス
〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕デカン、
２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル〕ドデカン、１，１−ビス〔４−（４−アミノベンジ
ル）フェニル〕シクロヘキサン、１，１−ビス〔４−
（４−アミノベンジル）フェニル〕−４−メチルシクロ
ヘキサン、１，１−ビス〔４−（４−アミノベンジル）
フェニル〕−４−エチルシクロヘキサン、１，１−ビス
〔４−（４−アミノベンジル）フェニル〕−４−プロピ
ルシクロヘキサン、１，１−ビス〔４−（４−アミノベ
ンジル）フェニル〕−４−ブチルシクロヘキサン、１，
１−ビス〔４−（４−アミノベンジル）フェニル〕−４
−ペンチルシクロヘキサン、１，１−ビス〔４−（４−
アミノベンジル）フェニル〕メタン、４，４′−ジアミ
ノフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルメ
タン、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、４，
４′−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４′−ジ
（メタ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，
４′−（パラ−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホ
ン、オルト−フェニレンジアミン、メタ−フェニレンジ
アミン、パラ−フェニレンジアミン、ベンジジン、２，
２′−ジアミノベンゾフェノン、４，４′−ジアミノベ
ンゾフェノン、４，４′−ジアミノジフェニル−２，
２′−プロパン、１，５−ジアミノナフタレン、１，８
−ジアミノナフタレン、２，２−ビス〔４−（４−アミ
ノフェノキシ）フェニル〕ヘキサメチルプロパン等の芳
香族ジアミノ化合物、ならびに１，４−ジアミノシクロ
ヘキサン、４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン
等の脂環式ジアミノ化合物がある。

【００２６】しかし、本発明で用いられる配向膜の原料
であるテトラカルボン酸二無水物およびジアミノ化合物
はこれらに限定されるものではない。また、酸無水物お
よびジアミノ化合物はそれらの２種類以上を組み合わせ
て用いることもできる。

【００２７】本発明に関わるポリイミド配向膜を基板上
に設けるには、一般にポリイミド化合物は溶媒に不溶で
あるため、この前駆体であるテトラカルボン酸二無水物
とジアミノ化合物の縮合によって得られるポリアミック
酸を溶媒に溶かして、基板上に塗布した後、加熱してイ
ミド化する方法が用いられる。具体的には、ポリアミッ
ク酸をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチ
ルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド
（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ブチ
ルセルソルブ（ＢＣ）、エチルカルビトール、プロピレ
ングリコールモノブチルエーテル、３−メチル−３−メ
トキシブタノールなどの溶剤に溶解し、０．１〜３０重
量％溶液、好ましくは１〜１０重量％溶液に調整し、こ
の溶液を刷毛塗り法、浸漬法、回転塗布法、スプレー
法、印刷法などにより塗布し、基板上に塗膜を形成す
る。塗膜形成後、５０〜１５０℃、好ましくは８０〜１
２０℃で溶媒を蒸発させた後、１５０℃〜４００℃、好
ましくは、１８０℃〜２８０℃で加熱処理を行い、脱水
閉環反応をさせてポリベンジルイミド系高分子膜からな
る液晶配向膜を設ける。

【００２８】得られた高分子膜の基板への密着性が良好
でない場合には、事前に基板表面上にシランカップリン
グ剤で表面処理を行った後、高分子膜を形成すれば接着
性は改善される。このようにして有機高分子系の膜を基
板面に設けた後、この被膜面を布などで一定方向にラビ
ングして液晶配向膜が得られる。

【００２９】この基板上には透明電極、具体的にはＩＴ
Ｏ（酸化インジウム−酸化スズ）などの透明電極が形成
されている。更に、この電極の下に基板からのアルカリ
の溶出を防止する目的で絶縁膜を形成していてもよく、
また、偏光板、カラーフィルター膜、光透過防止膜など
をセルに設けてもよい。これらその他のセル構成要素は
従来の液晶素子の構成に従って適当な物を使用すること
ができる。

【００３０】このような基板を用いてセルを作り、液晶
を注入した後、注入口を封止する。または、液晶を基板
上に散布した後、基板を重ね合わせ、液晶が漏れないよ
うに密封することにより液晶表示素子を作成してもよ
い。

【００３１】本発明の液晶表示素子の製法に使用される
液晶としては、通常のネマチック液晶のほかに二色性色
素を添加した液晶、強誘電性液晶そのほか通常表示用素
子に使用できる液晶ならば何でも使用することができ
る。

【００３２】本発明で用いることのできる液晶の成分と
しては、特に好ましいものとして例をあげると、後記の
一般式（２）で表わされる液晶化合物や一般式（３）で
表わされる液晶化合物などを示すことができる。

【００３３】

【化５】

【００３４】（式中、Ｒ₁ は、炭素原子数１〜１０の直
鎖状アルキル基または炭素原子数２〜１０のアルケニル
基を表わし、Ｒ₂ は、炭素原子数１〜１０の直鎖状のア
ルキル基もしくはアルキルオキシ基、−ＣＮ、フッ素原
子、塩素原子、−ＣＦ₃ ，−ＣＨＦ₂ ，−ＯＣＦ₃ また
は−ＯＣＨＦ₂ を表わし、Ｓ₁ およびＳ₂ は水素原子、
フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ₃ ，−ＣＨＦ₂ ，−ＯＣ
Ｆ₃ または−ＯＣＨＦ ₂ を表わし、これらは互いに同一
であっても異なっていてもよく、Ｚ₁ は、−ＣＯＯ−，
−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −，−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表わし、
Ａ₁ は、

【００３５】

【化６】

【００３６】を表わす。）、

【００３７】

【化７】

【００３８】（式中Ｒ₃ は、一般式（２）におけるＲ₁
と同意義であり、Ｒ₄ は一般式（２）におけるＲ₂ と同
意義であり、Ｓ₃ およびＳ₄ はそれぞれ一般式（２）に
おけるＳ₁ およびＳ₂ と同意義であり互いに同一であっ
ても異なっていてもよく、Ｚ ₂ およびＺ₃ は、互いに同
一であっても異なっていてもよく、一般式（２）のＺ ₁
と同意義であり、Ａ₂ およびＡ₃ は一般式（２）のＡ₁
と同意義であり、これらは互いに同一であっても異なっ
ていてもよい。）

【００３９】これらの液晶は、単一成分からなっていて
も、複数成分の混合物からなっていてもよい。本発明の
液晶表示素子に用いられる液晶には、発明の目的を損な
わない限り、上記した物以外の化合物を用いることがで
きる。

【００４０】

【作用】本発明によれば、液晶ディスプレイ製造におい
ての液晶表示素子の配向検査方法として、配向処理済み
基板の配向膜の全体または一部に概ね平行光を配向処理
角度に対して正面から垂直で且つ斜め０〜８０度の角度
をもって上方または下方より照射し、その基板からの主
散乱光を視野レンズを通して集光した後、カメラにて撮
像する。その画像データを２次元フーリエ変換処理にて
画像処理を行い、ラビング処理済み配向膜の良品、不良
品を判定することにより、配向処理済み基板の検査方法
にまつわる不都合が見事に克服される。

【００４１】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明に係る液晶表示素子用配向膜の
検査方法の一実施例の構成図であり、図２はその被写体
（ラビング処理済み基板）を撮像する場合の配置図であ
り、図３は図２の真上から見た配置図である。

【００４２】図１において、１１はラビング処理済み基
板、１２はＣＣＤカメラ、１３はＣＣＤカメラコントロ
ールユニット、１４は画像処理装置、１５はＦＥＴ処理
ソフトウェア、１６は照射光学系（光源）、１７は光学
系安定化電源、１８は反射減衰板、１９は光トラップ、
２０は１７″ＣＲＴモニターであり、図２及び３におい
て、２１は視野レンズ（凸レンズ）、２２は拡散光を平
行光にするレンズ（フレネルレンズまたは凸レンズ）、
２３はラビング処理による傷である。

【００４３】以上の様に構成された液晶表示素子用配向
膜の検査方法を説明する。図６において、ガラス等の片
面に電極を介してポリイミド等から成る５００Å〜８０
０Å程度の厚さを有する有機薄膜（配向膜）２９を形成
して成る基板１１をラビング装置ＲＭ０２（（株）飯沼
ゲージ製作所製）の金属ローラーに、ラビング布ＹＡ−
２０−Ｒ（吉川化工（株）製）を両面テープを使用して
巻き付け（ローラー２７）、ローラー回転数８００rpm
、角度４５度、テーブル移動速度５０mm／sec、毛足の
押し込み量０．３mm、でローラーを故意に１００μｍ偏
芯させ、ラビング処理を行った。

【００４４】次いで、このラビング処理済み基板を図１
の構成図及び図２，３の配置図に示すように配置し、配
向膜の検査を行った。基板１１に対して、１００万画素
デジタルＣＣＤカメラＣ４７４２（浜松ホトニクス
（株）製）１２は正面且つ垂直に配置し、光源にファイ
バー光源用１００Ｗハロゲンランプ（浜松ホトニクス
製）、平行光作製のために５００mmφのフレネルレンズ
２２を使用し、平行光照射光源１６を基板１１に対して
斜め４５度、仰角（斜め下方）３０度に配置した。ＣＣ
Ｄカメラ１２と基板１１の間には視野レンズ２１として
１００mmφの凸レンズを使用して、その視野レンズ２１
の焦点にＣＣＤカメラ１２を配置した。基板１１に光源
１６の平行光２６を照射し、基板１１表面のラビンぐ処
理による傷２３の主散乱光２５をＣＣＤカメラ１２にて
撮影し、その画像データを画像処理装置１４に取り込
み、２次元フーリエ変換処理ソフト１５を使用して解析
した。２次元フーリエ変換処理によりラビング処理によ
る傷２３はラビング処理方向の傷（ローラー回転方向の
傷）とラビングローラーの偏芯による傷３０（ローラー
に平行な傷）に分解検出した。ラビング方向の傷とロー
ラーに平行な傷とは直角の関係があることより、２次元
フーリエ変換処理により分解が可能である。

【００４５】このラビング処理はラビングローラーが１
００μｍ偏芯しているためにローラーに平行な定ピッチ
（ローラー１回転に１回）の筋が出現しているはずであ
り、その特定の不良とメモリーしていた画像データとの
比較を行った結果、基板１１は不良と判定した。その不
良と判定された基板１１と同様に検査して良品と判定さ
れた基板１１′（ローラー偏芯１０μｍ以下）を洗浄
し、基板１１にエポキシ樹脂シール剤ＸＮ−２１Ｓ（三
井東圧化学（株）製）をスクリーン印刷にてパターン印
刷し、その対向基板である１１′に５．５μｍプラスチ
ックボールスペーサーミクロパール（商標）ＳＰ２０５
５（積水化学（株）製）を散布した。次いで、両基板を
重ね合わせ、シール剤を１５０℃、０．５kg／cm² にて
加熱、加圧硬化を行い、液晶材料ＬＩＸＯＮ（商標）４
０３２−０００ＸＸを封入した後、１２０℃で３０分間
アイソトロピック処理を行い、室温まで除冷した。その
液晶表示素子の点灯試験を行った結果、配向膜検査を行
った時に不良として判定したラビング処理による傷がラ
ビング筋不良として出現した。

【００４６】（実施例２）片面にＩＴＯ電極を設けた透
明ガラス基板１１上にスピンコーター方式のフォトレジ
スト塗布装置を用いて、初速回転数５００rpm で３秒、
本速回転数２０００rpm で５秒、終速回転数３０００rp
m で０．５秒の条件でフォトレジストＯＦＰＲ−８００
（東京応化工業（株）製）を塗布した。フォトレジスト
塗布後、プリベーク温度９０℃、３０分（クリーンオー
ブン）で１．４μｍのフォトレジストの膜厚を得た。こ
の基板を１５．６mW／cm² （４０５nm）の露光機にてプ
ロミキティー露光を３秒行い、現像液ＮＭＤ−３（２．
３８％）（東京応化工業（株）製）で６０秒のディップ
現像を行い、超純水にて３０秒リンスした後、１３５℃
クリーンオーブンにて３０２０分ポストベークをほどこ
した。この基板をＦｅＣｌ₃ ＋ＨＣｌの混酸にてＩＴＯ
をエッチングし、剥離液５０２Ａ（東京応化工業（株）
製）にてフォトレジストを剥離した。剥離後超純水でリ
ンスし、乾燥を行いＩＴＯパターンのショート及びオー
プンを確認した。次いで、ポリアミック酸からなる配向
膜ワニスＬＩＸＯＮＡＬＩＧＮＥＲ（商標）ＰＩＡ−２
４２４（チッソ（株）製）をオフセット印刷にて塗布
し、塗膜後１００℃１０分ホットプレートにより乾燥し
た後、遠赤外線炉で２００℃で１時間焼成することによ
り６００Åの膜厚のポリイミド膜を形成した。

【００４７】次いで、ラビング装置ＲＬ０３（（株）飯
沼ゲージ製作所製）の金属ローラーに、水霧吹き後自然
乾燥した毛足の先がところどころすぼまった状態のラビ
ング布ＹＡ−２０−ＲＷ（吉川化工（株）製）を両面テ
ープを使用して巻き付け、ローラー回転数６００rpm 、
角度２５度、テーブル移動速度４５mm／sec 、毛足の押
し込み量０．２５mmで、ラビング処理を行った（図６の
ラビング模式図参照）。次いで、実施例１と同様に配向
膜表面の配向検査を行った。このラビング処理はラビン
グ布の毛足の先がところどころすぼまっているために、
基板１１の配向膜表面に引っ掻き傷の様な長さ２〜５mm
程度のラビング方向の傷が出現しているはずであり、そ
の特定の不良とメモリーしていた画像データとの比較を
行った結果、基板１１は不良と判定した。その不良と判
定された基板１１と同様に検査して良品と判定された基
板１１′（水霧吹きしてないラビング布でラビング処
理）を洗浄し、基板１１にエポキシ樹脂シール剤７８０
Ｂ−Ｂ（協立化学産業（株）製）をスクリーン印刷にて
パターン印刷し、印刷後クリーンオーブン内で１１０
℃、１０分の仮乾燥を行った。また、その対向基板であ
る１１′に５．５μｍプラスチックボールスペーサーミ
クロパール（商標）ＳＰ２０５５（積水化学（株）製）
を散布した。次いで、自動重ね合わせ装置を用いて、両
基板の位置合わせマークを画像処理し、重ね合わせ、仮
圧着を行った。その後、仮圧着基板を枚葉式ホットプレ
スＨＰ０３（（株）飯沼ゲージ製作所）にてシール樹脂
を１１５℃、３分、０．１kg／cm² 、１６５℃、２分３
０秒、０．７kg／cm² で加圧硬化した後、液晶材料ＬＩ
ＸＯＮ（商標）４０３２−０００ＸＸを真空注入し、Ｕ
Ｖ樹脂にて液晶注入口を封止し、１２０℃で３０分間ア
イソトロピック処理を行い、室温まで除冷して液晶表示
素子を得た。同様にして不良基板１１と良品基板１１′
の各々１０枚で液晶表示素子を作製し、得られた液晶表
示素子の点灯試験を行った結果、配向膜検査を行った時
に不良として判定したラビング処理による傷が１０枚全
数にラビング傷不良として出現した。

【００４８】以上説明したように本実施例に於いては、
ラビング処理方向の傷とローラーと平行な傷を対照にし
たが、液晶製造工程の液晶配向不良において、配向処理
済み基板で観察できる範囲であれば液晶表示素子の配向
検査に対応できることは言うまでもない。

【００４９】

【発明の効果】上記液晶表示用配向膜の検査方法によっ
て、ラビング工程時の大まかな傷等はもちろん、後の液
晶セル点灯検査時に出現する微細な傷や液晶配向の筋む
ら等のラビング処理された液晶基板の良、不良の判定を
することができる。また、この検査方法によれば、実際
の製造された液晶配向処理済み基板抜き取っての検査が
不要になることはもちろん、全数検査も可能になる。ま
た、これまでの人的な目視観察検査の代わり、カメラ及
び画像処理等により検査することにより、人的な感覚に
よる判定を数値化し置き換えることで無人化及び自動化
が図られる。さらに、上記液晶表示素子の製造方法によ
って、人による感覚的な検査が一点減少し、且つ抜き取
り検査から全数検査への転換が可能になることにより、
液晶製造ラインの自動化を図ることができ、製造ライン
の歩留りを大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る液晶表示素子用配向膜の
検査方法の一実施例の構成図である。

【図２】図２は、本発明に係るラビング処理済み基板を
撮像する場合の配置図である。

【図３】図３は、図２の真上から見た配置図である。

【図４】図４は、本発明に係るラビング処理済み基板に
照射する光が拡散光の場合（ａ）と概ね平行光の場合
（ｂ）の主散乱光の相違の説明図である。

【図５】図５は、カメラにて主散乱光を観察する場合の
視野レンズを導入した場合（ｂ）とそうでない場合
（ａ）での説明図。

【図６】図６は、本発明におけるラビングの模式図であ
る。

【図７】図７は、２次元の画像と２次元空間周波数を対
応させた代表的なグラフである。

【符号の説明】

１１…基板（ラビング処理済み） １２…カメラ １３…カメラコントロールユニット １４…画像処理装置 １５…処理ソフトウェア １６…平行光照射光源 １７…安定化電源 １８…反射減衰板 １９…光トラップ ２０…ＣＲＴモニター ２１…視野レンズ ２２…フレネルレンズ ２３…ラビング傷方向 ２４…拡散光 ２５…主散乱光 ２６…平行光 ２７…ラビングローラー ２８…ステージ ２９…配向膜 ３０…ローラーに平行な傷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1337 ５２５ Ｇ０２Ｆ 1/1337 ５２５ (72)発明者 村田 鎮男 千葉県市原市椎津545番９ (72)発明者 溝口 俊明 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 坂本 繁 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 鈴木 孝昌 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明電極を設けた透明基板上に形成され
   た有機高分子材料からなる配向膜を配向処理した後、該
   基板の配向膜の全体または一部に光を照射し、その散乱
   光をカメラにて撮像し、その画像データを画像処理した
   後、良品、不良品を判定することを特徴とする液晶表示
   素子用配向膜の検査方法。
2. 【請求項２】 前記光の光源の種類を概ね平行光とする
   ことを特徴とする請求項１の液晶表示素子用配向膜の検
   査方法。
3. 【請求項３】 前記光の光源部は、前記配向処理済み基
   板に対してある一定の角度にて照射し、その角度は該基
   板の配向処理角度に対して垂直で且つ斜め０度〜８０度
   の角度をもって上方または下方より照射することを特徴
   とする請求項１又は２の液晶配向膜の検査方法。
4. 【請求項４】 該基板の透過光及び基板からの反射光の
   処理として光トラップまたは反射減衰板を設置すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかの液晶表示素子用
   配向膜の検査方法。
5. 【請求項５】 該カメラの前に前記散乱光を集光する視
   野レンズを設けることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れかの液晶表示素子用配向膜の検査方法。
6. 【請求項６】 該カメラにて撮像した基板表面の配向膜
   の画像データを画像処理することを特徴とする請求項１
   〜５のいずれかの液晶表示素子用配向膜の検査方法。
7. 【請求項７】 該画像処理は、２次元フーリェ変換処理
   にて行うことを特徴とする請求項１〜６いずれかの液晶
   表示素子用配向膜の検査方法。
8. 【請求項８】 前記配向膜がポリイミド系配向膜である
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの液晶表示素
   子用配向膜の検査方法。
9. 【請求項９】 一対の透明基板上に透明電極を設け、該
   透明電極上に有機高分子物質からなる配向膜を形成し、
   該配向膜を配向処理し、該基板をスペーサーを介して対
   抗せしめ組み立てた後、液晶材料を封入する工程を含む
   液晶表示素子の製造方法において、配向膜を配向処理し
   た後に、該基板の配向膜に光源を照射し、その散乱光を
   カメラにて撮像し、その画像データを画像処理し、良
   品、不良品を判定することを特徴とする液晶表示素子の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 前記配向膜がポリイミド系配向膜であ
    ることを特徴とする請求項９の液晶表示素子の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 装置内で液晶の配向膜の配向処理を終
    了した基板を吸着し移動させ得る移送部と、移送部によ
    る基板の一時停止時に、基板に対して光束を概ね平行照
    射する光源部と、前記基板に前記光源を照射し、基板表
    面を視野レンズを有するカメラにて撮影する撮像部と、
    前記カメラからの撮像データを画像処理し、前記配向処
    理済み基板の良品、不良品を判定する画像処理部、とを
    具備する液晶配向検査装置。
12. 【請求項１２】 前記配向膜がポリイミド系配向膜であ
    ることを特徴とする請求項１１の液晶配向検査装置。
13. 【請求項１３】 一対の透明基板上に透明電極を設け、
    該透明電極上に有機高分子物質からなる配向膜を形成
    し、該配向膜を配向処理し、該基板をスペーサーを介し
    て対抗せしめ組み立てた後、液晶材料を封入してなる液
    晶表示素子において、前記配向膜を配向処理した後に、
    前記基板の配向膜に光源を照射し、その散乱光をカメラ
    にて撮像し、その画像データを画像処理し、良品、不良
    品を判定し良品を用いたものであることを特徴とする液
    晶表示素子。
14. 【請求項１４】 前記液晶材料が下記一般式（２）また
    は一般式（３） 【化１】 （これらの式において、Ｒ₁ 及びＲ₃ はそれぞれ独立に
    炭素数１〜１０の直鎖状アルキル基または炭素数２〜１
    ０のアルケニル基を、Ｒ₂ 及びＲ₄ はそれぞれ独立に炭
    素数１〜１０の直鎖状のアルキル基もしくはアルキルオ
    キシ基、−ＣＮ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ₃ ，−
    ＣＨＦ₂ ，−ＯＣＦ₃ または−ＯＣＨＦ ₂ を、Ｓ₁ ，Ｓ
    ₂ ，Ｓ₃ 、及びＳ₄ はそれぞれ独立に水素原子、フッ素
    原子、塩素原子、−ＣＦ₃ ，−ＣＨＦ₂ ，−ＯＣＦ₃ ま
    たは−ＯＣＨＦ₂ を、Ｚ₁ ，Ｚ₂及びＺ₃ はそれぞれ独
    立に、−ＣＯＯ−，−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −，−Ｃ≡Ｃ−また
    は単結合をそれぞれ表し、Ａ₁ ，Ａ₂ 及びＡ₃ はそれぞ
    れ独立に 【化２】 を表わす）で示される化合物を少なくとも一つ含む液晶
    混合物であることを特徴とする請求項１３記載の液晶表
    示素子。
15. 【請求項１５】 前記配向膜がポリイミド系配向膜であ
    ることを特徴とする請求項１３又は１４の液晶表示素
    子。