(57)【要約】【課題】垂直配向液晶表示素子の視角特性を変えることなく、ラビングスジの発生を抑えることが可能なラビング処理装置、ラビング処理方法及び該ラビング処理方法を用いた液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】ラビング処理装置１は、表面に配向膜が形成された基板３０が載置されたステージ１０と、配向膜に接触可能に配置されたラビングロール２０とを備える。ラビングロール２０は回転しながら、基板３０の表面と平行に移動する。基板３０表面と平行な平面において、ラビングロール２０の進行方向に垂直な方向に対する基板３０の傾き角度θ１と、ラビングロール２０の進行方向とラビングロール２０の回転軸に垂直な方向との成す角度θ２とが、θ１＝θ２であって、且つθ２≠０°である。【選択図】図１
2011053250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜を表面に有する基板を該表面と平行に移動させる基板搬送手段と、
前記配向膜と接触可能に配置されるラビングロールと、
前記ラビングロールを前記基板の表面と平行に移動させるラビングロール移動手段と、
前記ラビングロールを回転させるラビングロール回転手段と、を備え、
前記基板の表面と平行な平面において、前記ラビングロールの進行方向に垂直な方向に対する前記基板の傾き角度θ１と、前記ラビングロールの進行方向と前記ラビングロールの回転軸に垂直な方向との成す角度θ２とが、θ１＝θ２であって、且つθ２≠０°である、
ことを特徴とするラビング処理装置。
【請求項２】
配向膜を表面に有する基板に対し、前記配向膜に回転するラビングロールを接触させてラビング処理を行うラビング処理方法であって、
前記基板の表面と平行な平面において、前記ラビングロールの進行方向に垂直な方向に対する前記基板の傾き角度θ１と、前記ラビングロールの進行方向と前記ラビングロールの回転軸に垂直な方向との成す角度θ２とが、θ１＝θ２であって、且つθ２≠０°である、
ことを特徴とするラビング処理方法。
【請求項３】
基板の表面に形成された配向膜に対して、請求項２に記載のラビング処理方法によりラビング処理を行うステップと、
ラビング処理が行われた前記配向膜を有する２枚の基板を、ラビング方向が互いに平行かつ逆向きとなるように前記配向膜を内側にして対向させ、前記２枚の基板の間に液晶を封入するステップと、
前記２枚の基板の前記配向膜が形成された表面と反対側の表面に偏光板を貼付するステップと、
を備えることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の基板に形成された配向膜に対してラビング処理を行うラビング処理装置、ラビング処理方法、及び該ラビング処理方法を用いた液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子の配向膜に沿って液晶分子を特定の方向に配向させるために、円筒状のロールにレーヨン、コットンなどの布が巻かれたラビングロールを回転させながら、電極と配向膜が形成された基板上を進行させながら一方向に擦るラビング処理が行われる。また、垂直配向液晶表示素子のラビング処理では、一方の基板側の配向膜界面の液晶分子と他方の基板側の配向膜界面の液晶分子とが互いに平行になるような方向にラビング処理を行う。そのため、基板の水平方向と基板進行軸とが平行で、かつラビングロールの進行方向とラビングロールの回転軸と垂直な方向（ラビング方向）とが同一方向となるようにラビング処理を行うことが一般的である。
【０００３】
しかし、上記のラビング処理は、垂直配向液晶表示素子を製造するにあたり十数μｍの径の繊維でできた織物で擦るという特徴から、基板上の擦った場所（例えばガラス、電極、配向膜）により繊維に異なる癖が付く。そして、その癖の付き方の違いに加えてラビングロールのラビング方向と進行方向が同一方向になることにより、ラビング方向のスジが場所により大きく（長く）目立ち、液晶表示素子の表示品位を著しく悪化させ、欠陥となる。この問題に対して、特許文献１に記載のラビング方法では、ラビングロールの進行方向をラビングロールの回転軸と垂直な方向から傾けることにより、故意にラビングスジをミクロに分断することでラビングスジの発生を抑える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のラビング方法では、ラビングロールの進行方向をラビングロールの回転軸と垂直な方向からずらすことにより、視角方向もずらした分だけずれてしまい、液晶表示素子の視角特性が変化してしまう。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、垂直配向液晶表示素子の視角特性を変えることなく、ラビングスジの発生を抑えることが可能なラビング処理装置、ラビング処理方法、及び該ラビング処理方法を用いた液晶表示素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るラビング処理装置は、
配向膜を表面に有する基板を該表面と平行に移動させる基板搬送手段と、
前記配向膜と接触可能に配置されるラビングロールと、
前記ラビングロールを前記基板の表面と平行に移動させるラビングロール移動手段と、
前記ラビングロールを回転させるラビングロール回転手段と、を備え、
前記基板の表面と平行な平面において、前記ラビングロールの進行方向に垂直な方向に対する前記基板の傾き角度θ１と、前記ラビングロールの進行方向と前記ラビングロールの回転軸に垂直な方向との成す角度θ２とが、θ１＝θ２であって、且つθ２≠０°であることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るラビング処理方法は、
配向膜を表面に有する基板に対し、前記配向膜に回転するラビングロールを接触させてラビング処理を行うラビング処理方法であって、
前記基板の表面と平行な平面において、前記ラビングロールの進行方向に垂直な方向に対する前記基板の傾き角度θ１と、前記ラビングロールの進行方向と前記ラビングロールの回転軸に垂直な方向との成す角度θ２とが、θ１＝θ２であって、且つθ２≠０°であることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る液晶表示素子の製造方法は、
基板の表面に形成された配向膜に対して、上述したようなラビング処理方法によりラビング処理を行うステップと、
ラビング処理が行われた前記配向膜を有する２枚の基板を、ラビング方向が互いに平行かつ逆向きとなるように前記配向膜を内側にして対向させ、前記２枚の基板の間に液晶を封入するステップと、
前記２枚の基板の前記配向膜が形成された表面と反対側の表面に偏光板を貼付するステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、垂直配向液晶表示素子の視角特性を変えることなく、ラビングスジの発生を抑えることが可能なラビング処理装置、ラビング処理方法、及び該ラビング処理方法を用いた液晶表示素子の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係るラビング処理装置の概略構成を示す斜視図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る基板とラビングロールの配置を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、所定のθ１、θ２における基板とラビングロールの配置を示す図である。
【図３】図２（ａ）〜（ｃ）の各配置における偏光板の光の吸収方向、液晶分子の倒れる方向、及びラビング方向を示す図である。
【図４】図２（ａ）〜（ｃ）の各配置における垂直液晶表示素子の顕微鏡写真を示す図である。
【図５】図２（ａ）〜（ｃ）の各配置における垂直液晶表示素子のコントラスト視角特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係るラビング処理装置１の概略構成を示す図である。本実施形態に係るラビング処理装置１は、図１（ａ）に示すように、基板３０が載置されたステージ１０と、ラビングロール２０とから構成される。なお、図１（ｂ）に示すように、ステージ１０の載置面内において、基板３０の進行方向をＸ軸の正方向、ラビングロール２０の進行方向をＸ軸と直交するＹ軸の正方向として、Ｘ−Ｙ座標系を規定する。
【００１３】
ステージ１０は、載置面に載置された基板３０を図１（ｂ）のＸ軸正方向に基板３０の表面と平行に移動させるものである。ステージ１０は、例えばモータ等が駆動することにより、Ｘ軸の正方向または負方向に移動する。ステージ１０の載置面には基板３０がＸ軸正方向に対してθ１回転した状態で載置されている。
【００１４】
基板３０は、透明電極が形成されたガラス等からなる透明基板の表面にポリイミドから成る配向膜が塗布されて形成されたものである。
【００１５】
ラビングロール２０は、円筒状のロール本体に、レーヨン、コットン等の布（ラビング布）を巻き付けられて構成される。ラビングロール２０は、図１（ａ）に示すように、ラビングロール回転手段に相当するモータ４０によりその回転軸に垂直な方向がＹ軸正方向に対して所定の角度θ２（θ２≠０°、例えば１５°）傾いた状態で回転する。さらに、ラビングロール２０は、例えばモータ等から構成されるラビングロール移動手段が駆動することにより、Ｙ軸の正方向または負方向に移動し、基板３０と接触する。
【００１６】
次に、このように構成されるラビング処理装置１を用いたラビング処理方法について説明する。
まず、ステージ１０上に基板３０を配向膜が形成されている側を上面にして載置する。この際、基板３０は、ラビングロール２０の進行方向に垂直な方向（Ｘ軸正方向）に対する傾き角度θ１が、θ２と等しく（θ１＝θ２）なるように載置する。
【００１７】
次に、基板３０がラビングロール２０の移動線上に位置するようにステージ１０をＸ軸正方向に移動させ、その後停止させる。さらに、ラビングロール２０を回転駆動させながらＹ軸正方向に移動させる。ラビングロール２０は基板３０上を通過する際に、基板３０表面の配向膜を擦りながら通過するため、ラビングロール２０の外周面に設けられたラビング布により配向膜は一定方向にラビングされる。なお、ラビングロール２０の移動速度は、ラビングロール２０の回転速度に対して、十分に小さいため、ラビング方向は、ラビングロール２０の回転軸と垂直な方向とみなすことができる。
【００１８】
以上のようにして、基板３０表面に形成された配向膜に対してラビング処理が行われる。また、上述のラビング処理が行われた配向膜を有する２枚の基板３０を、ラビング方向が互いに平行かつ逆向きとなるように配向膜を内側にして対向させ、その間に液晶を封入し、基板３０の外側表面に偏光板を貼付することで、液晶表示素子が製造される。
【００１９】
ここで、上述のように構成されたラビング処理装置１を用いてラビング処理が行われた配向膜上のラビングスジの発生の有無について、従来のラビング処理装置を用いた場合と比較して説明する。
【００２０】
図２（ａ）、（ｂ）は従来のラビング処理装置におけるラビングロールと基板の配置関係を表し、（ａ）はθ１＝θ２＝０°、（ｂ）は、θ１＝０°、θ２＝１５°である。図２（ｃ）は、本実施形態に係るラビング処理装置１におけるラビングロール２０と基板３０の配置関係の一例を表し、θ１＝θ２＝１５°である。
【００２１】
上述の図２（ａ）〜（ｃ）の配置を有するラビング処理装置を用いてラビング処理が行われた１００個の垂直配向液晶表示素子のサンプル群を、それぞれグループＡ、Ｂ、Ｃとする。ここで、ラビング処理方法は、図２（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの場合について、ラビングロール２０と基板３０の配置が異なるのみで、ラビングロール２０を回転させてＹ軸方向に移動させることは同じである。
【００２２】
なお、各グループにおける垂直配向液晶表示素子の前面及び背面偏光板の光の吸収方向、液晶分子の倒れる方向、及びラビング方向を図３に示す。グループＡ及びグループＣは、ローラと基板の相対的な配置関係が同様であるため、偏光板の光の吸収方向、液晶分子の倒れる方向、及びラビング方向は同様の図で表される。
【００２３】
以下の表１に図２（ａ）〜（ｃ）の場合において、グループＡ〜Ｃのラビングスジの発生率を示す。ここで、ラビングスジの発生率は、目視で確認できるラビングスジを有する垂直配向液晶表示素子の数の全体（１００個）に対する割合である。
【００２４】
【表１】
2011053250.tif 000003
【００２５】
上記の結果から、グループＡのラビングスジ発生率が５５％であるのに対し、グループＢ、Ｃのラビングスジ発生率は０％である。従って、θ２＝１５°、すなわちラビングロール２０の進行方向と、ラビングロール２０の回転方向（ラビング方向）を一致させないことが、ラビングスジ発生の防止に有効であると考えられる。
【００２６】
次に、グループＡ〜Ｃの垂直配向液晶表示素子の顕微鏡写真を示す図を図４に示す。図４（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、グループＡ〜Ｃに対応する。グループＡの写真を示す図である図４（ａ）では、配向膜に一様に配向処理が行われておらず、ラビングスジが発生していることがわかる。これに対し、グループＢ、Ｃの写真を示す図である図４（ｂ）、（ｃ）では、配向膜に一様に配向処理が行われており、ラビングスジが発生していないことがわかる。この結果は、表１からもわかることである。
【００２７】
また、グループＢの図４（ｂ）から、基板３０はＸ軸から傾斜せず（θ１＝０°）、ラビングロール２０のみがＹ軸から１５°傾く（θ２＝１５°）ことにより、ラビングロール２０の回転方向も１５°傾き、ラビング方向も垂直配向液晶表示素子の水平パターンに対し垂直な軸から１５°傾くことがわかる。従って、グループＢの垂直配向液晶表示素子は、グループＡのものと比較して、ラビング方向が１５°傾いている。
【００２８】
また、グループＣの図４（ｃ）から、ラビングロール２０だけでなく、基板３０もラビングロール２０と同様に１５°傾く（θ１＝θ２＝１５°）ことにより、ラビングロール２０と基板３０の相対的な位置関係がグループＡと同様な配置になる。従って、グループＣのラビング方向は、グループＡのラビング方向と同様に、垂直配向液晶表示素子の水平パターンに対し垂直な方向である。
【００２９】
上記の結果から、ラビング方向は、ラビングロール２０と基板３０の相対的な位置関係によって決まることがわかる。
【００３０】
次に、図５に液晶表示素子の視角特性測定装置（ＥＬＤＩＭ製ＥＺ−ＣＯＮＴＲＡＳＴ）を用いて各グループＡ〜Ｃの垂直配向液晶表示素子のコントラスト視角特性を測定した結果を示す。図５（ａ）に示すグループＡの視角特性と、図５（ｂ）に示すグループＢの視角特性を比較すると、グループＢの視角特性は、グループＡのものに対し、全体として１５°回転していることがわかる。これは、グループＢのラビング方向が、グループＡのラビング方向に対し、１５°傾斜しているためである。
【００３１】
また、図５（ａ）に示すグループＡの視角特性と、図５（ｃ）に示すグループＣの視角特性を比較すると、グループＣの視角特性は、グループＡのものと同等であることがわかる。これは、グループＣのラビング方向が、グループＡのラビング方向と一致しているためである。
【００３２】
上述したように、本実施形態に係るラビング処理装置１は、基板３０とラビングロール２０の進行方向と垂直な方向との成す角度θ１と、ラビングロール２０の回転軸と垂直な方向とラビングロール２０の進行方向との成す角度θ２とがθ１＝θ２の関係であり、かつθ２≠０°である。これにより、視角特性を変化させることなく、ラビングスジの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      ラビング処理装置
１０    ステージ
２０    ラビングロール
３０    基板
４０    モータ
【図１】
2011053250.tif 000004
【図２】
2011053250.tif 000005
【図３】
2011053250.tif 000006
【図４】
2011053250.tif 000007
【図５】
2011053250.tif 000008