(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に配設されたスイッチング素子あるいは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の前記配向膜の配向処理工程で使用するラビングローラであり、
円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に形成した導電性熱硬化性樹脂層の表面にラビング布を貼着したことを特徴とするラビングローラ。
【請求項２】
導電性熱硬化性樹脂層の主剤がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載のラビングローラ。
【請求項３】
表面に配設されたスイッチング素子あるいは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の前記配向膜の配向処理工程において使用するラビングローラの製造方法であり、
円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に、主剤と硬化材と導電性材料を混合して常温で硬化しないようにしたエポキシ樹脂溶液を塗布し、しかる後、該エポキシ樹脂溶液を常温以上の温度で加熱して硬化させ、前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に導電性エポキシ樹脂層を備えるローラ芯体を形成し、前記導電性エポキシ樹脂層の表面にラビング布を貼着するようにしたことを特徴とするラビングローラの製造方法。
【請求項４】
表面に配設されたスイッチング素子あるいは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の前記配向膜の配向処理工程において使用するラビングローラの製造方法であり、
円筒状の炭素繊維強化プラスチックの外径より大きい内径の成型筒に前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの軸方向の中心が前記成型筒の軸方向の中心と一致するように収容し、主剤と硬化剤と導電性材料を混合して常温で硬化しないようにしたエポキシ樹脂溶液を前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面と成型筒の内周面との間に形成された空隙に注入して充填し、しかる後、成型筒を常温以上の温度で加熱して前記エポキシ樹脂溶液を硬化させ、前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に導電性エポキシ樹脂層を備えるローラ芯体を形成し、該ローラ芯体にラビング布を貼着するようにしたことを特徴とするラビングローラの製造方法。
【請求項５】
成型筒の内周面に離型層が形成されていることを特徴とする請求項４記載のラビングローラの製造方法。
【請求項６】
離型層がテフロン（登録商標）により形成されていることを特徴とする請求項５記載のラビングローラの製造方法。
【請求項７】
請求項３または請求項４に記載のラビングローラの製造方法により製造されたことを特徴とするラビングローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造工程の一部である配向処理工程において使用するラビングローラおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子の基本構造は、電圧を印加することにより表面の液晶分子の配列を制御するスイッチング素子や電極が形成され、その上面に液晶分子にプレチルト角を与える配向膜を形成した２枚の液晶表示素子基板が、配向膜を介してスイッチング素子や電極が対向するように、散布されたスペーサで距離を保ってシール材で固定されている。そして、シール材と２枚の液晶表示素子基板とで囲まれた部分に液晶層が設けられ、各々の液晶表示素子基板の外面には偏光板が設けられている。このような液晶表示素子の構造において、配向膜はポリイミド系樹脂などの有機高分子膜からなり、配向膜の表面をポリアミド系の合成繊維で擦る（ラビング）などの配向処理を施すことにより、液晶分子に所定の配向を付与することができる。
【０００３】
このような配向処理に使用されるラビング装置としては、図７に示すように、円柱状の金属ローラ２１にラビング布２２を貼り付けたラビングローラ２０を矢印方向に回転させながら、液晶表示素子基板Ａに形成された配向膜Ｂの表面を一方向にラビングすることにより、２枚の液晶表示素子基板間に設けられた液晶層の分子配列方向をラビング方向に規制しているものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
このような配向処理工程においては、液晶表示基板の全面に亘って均一な圧力で配向膜をラビングし、且つ、液晶表示素子基板の配向膜にラビング時の静電気によって塵埃やパイルなどが吸着しないように配向処理を行わなければならない。また、近年、液晶表示素子は大型化する傾向にあり、これに伴ってラビングローラも長尺化して長手方向の中央部が自重によって撓む現象が問題となっている。このような自重撓みが発生すると、液晶表示素子基板に形成された配向膜が不均一な圧力でラビングされることになり、液晶表示素子全面の表示に均一性が失われ、表示品質を損なうことになることから、本願の出願人は、剛性の高い円筒状の炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を採用したラビングローラを提案した（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−８８１７９号公報
【特許文献２】特許第４１８１８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、液晶表示素子は更に大型化する傾向にあり、ラビングローラも長尺化して大凡４ｍに及ぶ長さとなっている。したがて、自重撓みも顕著に現れることになることから、特許文献２で提案しているように、円筒状の炭素繊維強化プラスチックのステンレス、アルミニウムなどを素材にした金属補強管を一体化した複合構造により剛性を向上することが試みられている。しかしながら、このような金属素材を採用するラビングローラは自重を低下することができず、自重撓みの発生を完全に払拭することができない。
【０００７】
このようにラビングローラの重量が大きくなり自重撓みの発生の懸念がある場合、ラビングの安定処理が可能とする上限の危険回転数を向上することがでないことから、高速回転を望むことができず、生産性に影響を及ぼすことになる。また、ラビングローラはラビング布と配向膜との摩擦で発生する静電気を外部へ放電するため、ローラ端部のフランジキャップへ静電気が流れるようにするため、円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に金属メッキ層（通常は、銅メッキ層）を形成する特殊な処理が要求されることになる。
【０００８】
このように、金属メッキ層が形成されたラビングローラでは、その金属メッキ層に残存するメッキ処理成分が時間の経過に伴って次第に滲出し、このメッキ処理成分が影響して金属補強管の表面にピンホールを形成したり緑青が生成される。このようにし生成された緑青は微粒化してラビング布に入り込むことになる。このような状態に至ると、有機高分子からなる配向膜は緑青の塩基性炭酸銅に容易に侵されてしまい、液晶表示基板の品質の劣化を招くことになる。
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題に鑑みなされたもので、金属補強管を採用せず、自重撓みの発生の懸念のない軽量化が達成され、且つ、高い剛性のラビングローラとなるようにしてラビン時の危険回転数を向上するとともに、緑青の発生の原因となる金属メッキ層を形成しないで、ラビングに伴って発生する静電気の外部への放電を容易に行うことができるようにするもので、大型化した液晶表示素子のラビングに好適なラビングローラとなるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記の課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、表面に配設されたスイッチング素子あるいは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の前記配向膜の配向処理工程で使用するラビングローラであり、円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に形成した導電性熱硬化性樹脂層の表面にラビング布を貼着する。
【００１１】
請求項２記載の発明では、上記請求項１記載のラビングローラにおいて、導電性熱硬化性樹脂層の主剤がエポキシ樹脂であるようにする。
【００１２】
請求項３記載の発明では、表面に配設されたスイッチング素子あるいは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の前記配向膜の配向処理工程において使用するラビングローラの製造方法であり、円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に、主剤と硬化剤と導電性材料を混合して常温で硬化しないようにしたエポキシ樹脂溶液を塗布し、しかる後、該エポキシ樹脂を常温以上の温度で加熱して硬化させ、前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に導電性エポキシ樹脂層を備えるローラ芯体を形成し、前記導電性エポキシ樹脂層の表面にラビング布を貼着する。
【００１３】
請求項４記載の発明では、表面に配設されたスイッチング素子あるいは電極を被覆するように配向膜が形成された液晶表示素子基板の前記配向膜の配向処理工程において使用するラビングローラの製造方法であり、円筒状の炭素繊維強化プラスチックの外形より大きい内径の成型筒に前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの軸方向の中心が前記成型筒の軸方向の中心と一致するように収容し、主剤と硬化剤と導電性材料を混合して常温で硬化しないようにしたエポキシ樹脂溶液を前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面と成型筒の内周面との間に形成された間隙に注入して充填し、しかる後、成型筒を常温以上の温度で加熱して前記エポキシ樹脂溶液を硬化させ、前記円筒状の炭素繊維強化プラスチックの表面に導電性エポキシ樹脂層を備えるローラ芯体を形成し、該ローラ芯体にラビング布を貼着する。
【００１４】
請求項５記載の発明では、上記請求項４記載のラビングローラの製造方法において、成型筒の内周面に離型層が形成されているようにする。
【００１５】
請求項６記載の発明では、上記請求項５記載のラビングローラの製造方法において、離型層がテフロン（登録商標）により形成されているようにする。
【００１６】
請求項７記載の発明では、上記請求項３または請求項４記載のラビングローラの製造方法により製造されたラビングローラとなるようにする。
【発明の効果】
【００１７】
ローラの芯体の剛性を向上するために金属補強管を採用しないようにしたので、自重撓みの発生しない軽量化が達成され、且つ、高い剛性のラビングローラとなるようにしてラビング時の危険回転数を向上することができる。また、ローラ芯体に導電性熱硬化性樹脂層を形成したので、ラビングに伴って発生する静電気の外部への放電を容易に行うことができるとともに、金属メッキ層を形成しないことから、液晶表示素子に有害な緑青の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１の製造方法を説明する工程図である。
【図２】成型されたローラ芯体の構成を示す断面図である。
【図３】完成したラビングローラの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２の製造方法を説明する工程図である。
【図５】本発明の実施例２の製造方法における構成を示す図である。
【図６】完成したラビングローラの構成を示す断面図である。
【図７】ラビング処理の態様を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明の実施の形態を以下に説明する。本発明は炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰと略称する）の表面に導電性熱硬化性樹脂層を直接形成するようにした製造方法に関するものであるが、ラビングローラの長さが比較的短く、この導電性熱硬化性樹脂層による剛性がさほど要求されず、比較的薄く成形してもよい場合に適する方法を実施例１とし、一方、ラビングローラが長大となりＣＦＲＰの剛性とともに導電性熱硬化性樹脂層の剛性も要求される場合に適する方法を実施例２として説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１による本発明のラビングローラの製造方法の工程を示す図であり、同図に示すように工程Ａ１において、予め所定の直径で中空の円筒状に成形されたＣＦＲＰ１の両端に金属製の回転支持フランジ２を取り付けて成形処理の準備がなされる。つぎに、工程Ｂ１において前記ＣＦＲＰ１の上方に複数の噴射ノズル３ａを一列に配列した噴霧装置３を配置する。この噴霧装置はポンプ４に接続され、さらに混合機５に接続される。
【００２１】
前記混合機５には、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を例にすると、その主剤を貯留した主剤槽６、この主剤と混合されて硬化が開始されるようにする硬化剤を貯留した硬化剤槽７、そして主剤と硬化剤とともに混合する導電性材料を貯留する導電性材料槽８が接続されている。
【００２２】
前記各素材は、混合機５において十分に混合されるようにするが、主剤と硬化剤の混合による硬化が常温では開始されないように調製されたものとする。このようにして前記各素材が混合機５において混合されると、混合機５内の溶液は導電性エポキシ樹脂溶液となり、このエポキシ樹脂溶液がポンプ４により噴霧装置３に圧送される。
【００２３】
前記のようにして生成された導電性エポキシ樹脂溶液は、噴霧装置３の噴射ノズル３ａから微粒化されて均等に噴霧され、回転しているＣＦＲＰ１の表面にコーティングされる。これにより導電性エポキシ樹脂溶液は、適度の粘性を与えておくことにより均一の厚さでＣＦＲＰの表面にグリップされることになる。つぎに、このようにして導電性エポキシ樹脂がコーティングされたＣＦＲＰ１の上方に、工程Ｃ１において加熱装置９を配置し、回転するＣＦＲＰ１の表面の導電性エポキシ樹脂溶液を常温より高い温度（例えば、５０℃以上）で加熱する。
【００２４】
このようにして常温以上で加熱されたＣＦＲＰ１の表面の導電性エポキシ樹脂溶液は直ちに硬化を開始し、図２の断面図に示すように、ＣＦＲＰ１の表面に硬化した導電性エポキシ樹脂層１１が形成される。以上の工程により生成された導電性エポキシ樹脂層１１を、より厚い層となるようにするには、工程Ｂ１と工程Ｃ１を繰り返すことにより厚さを増した導電性エポキシ樹脂層１１を形成することができる。
【００２５】
上記各工程を経て完成したローラ芯体Ｒ１は、導電性エポキシ樹脂層１１がＣＦＲＰ１の表面の凹凸に倣う層形状となるため、必要に応じてその表面を研磨し、平滑性が向上するようにする。そして、工程Ｄ１において、導電性エポキシ樹脂層１１の表面に、導電性接着剤によりラビング布１２を貼着して図３の断面図に示す構造のラビングローラＲ２を得ることができる。
【実施例２】
【００２６】
図４は、実施例２による本発明のラビングローラの製造方法の工程を示す図であり、ＣＦＲＰ１の表面により厚く導電性エポキシ樹脂層１１が形成されるようにし、剛性を向上することが可能となるようにしたものである。これと同時にＣＦＲＰ１の表面の凹凸が導電性エポキシ樹脂層１１に影響を及ぼさないようにするとともに、表面が平滑な導電性エポキシ樹脂層１１となるようにするものである。
【００２７】
実施例２による方法においては、図４に示す工程により成型処理を行うのであるが、同図に示すように成型筒１３を用いるようにしている。この成型筒１３は、ステンレス鋼のように耐食性の高い鋼材による中空円筒状のもので、その両端部が開放されており内周面に、例えばテフロン（登録商標）を塗着して離型層を形成する。
【００２８】
前記成型筒１３の下端部には、図５に示すように封止リング１４を嵌着する。この封止リング１４は成型筒１３の内周面の近傍に位置するように通孔１４ａが形成されており、後述する導電性エポキシ樹脂溶液の注入が可能となるようにしている。また、この封止リング１４の中央部には、成型筒１３内に収容するＣＦＲＰ１の下端内周に嵌合する支持凸部１４ｂを備える。一方、成型筒１３の上端部にも封止リング１５が嵌着されおり、この封止リング１５にも成型筒１３の内周面の近傍に位置するように通孔１５ａが形成され、中央部に装着されたＣＦＲＰ１の上端内周に嵌合する支持凸部１５ｂを備える。
【００２９】
前記封止リング１４の通孔１４ａはポンプ４に接続され、さらに混合機５に接続される。この混合機５には、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を例にすると、その主剤を貯留した主剤槽６、この主剤と混合されて硬化が開始されるようにする硬化剤を貯留した硬化剤槽６、そして主剤と硬化剤とともに混合する導電性材料を貯留する導電性材料槽８が接続されている。
【００３０】
前記各素材は、混合機５において十分に混合されるようにするが、主剤と硬化剤の混合による硬化が常温では開始されないように調製されたものとする。このようにして前記各素材が混合機５において混合されると、混合機５内の溶液は導電性エポキシ樹脂溶液となり、この導電性エポキシ樹脂溶液をポンプ４により封止リング１４の通孔１４ａへ圧送することが可能となる。
【００３１】
以上のように装置が構成されることにより、図４に示す工程Ａ２において成型準備が調い、工程Ｂ２において成型筒１３の内部に円筒状のＣＦＲＰ１を収容し、その下端内周を封止リング１４の支持凸部１４ｂに嵌合する。一方、ＣＦＲＰ１の上端内周は封止リング１５の支持凸部１５ｂに嵌合される。これにより、ＣＦＲＰ１の軸方向の中心と成型筒１３の軸方向の中心が一致することになる。なお、成型筒１３に収容するＣＦＲＰ１の外径を成型筒１３の内径より小さいものとし、ＣＦＲＰ１と成型筒１３との間に所望の大きさの空隙Ｇが形成されるようにする。
【００３２】
つぎに、工程Ｃ２において、混合機５により生成された導電性エポキシ樹脂溶液をポンプ４により封止リング１４の通孔１４ａへ圧送し、この導電性エポキシ樹脂溶液を前記空隙Ｇへ充填する。このとき、空隙Ｇ内の空気は封止リング１５の通孔１５ａから排気され、導電性エポキシ樹脂溶液の注入を阻害することはない。
【００３３】
このようにして、空隙Ｇに導電性エポキシ樹脂溶液が注入された後、工程Ｄ２において成型筒１３を囲繞するように設けられた加熱装置１６により成型筒１３を加熱し、空隙Ｇの導電性エポキシ樹脂溶液を常温より高い温度（例えば、５０℃以上）で加熱する。このようにして常温以上で加熱されたＣＦＲＰ１の表面の導電性エポキシ樹脂溶液は直ちに硬化を開始し、図２と同様にＣＦＲＰ１の表面に硬化した導電性エポキシ樹脂層１１が形成されたローラ芯体Ｒ１が得られる。
【００３４】
以上説明したように本発明の実施例２による方法によれば、空隙Ｇの大きさを自由に設定することができることから、厚みの大きい導電性エポキシ樹脂層１１を形成することができる。これにより導電性エポキシ樹脂層１１により剛性を大きくすることができるとともに、ＣＦＲＰ１の表面の凹凸が導電性エポキシ樹脂層１１で吸収され、ＣＦＲＰ１の表面の凹凸形状が導電性エポキシ樹脂層１１の表面に現れることはない。
【００３５】
また、加熱により硬化した導電性エポキシ樹脂層１１は硬化収縮するとともに、成型筒１３の内周面に離型層を形成していることから成型筒１３と導電性エポキシ樹脂層１１が接着することなく、成型されたローラ芯体Ｒ１を容易に取り出すことができる。そして、取り出したローラ芯体Ｒ１に導電性接着剤によりラビング布１２を貼着して図３と同様のラビングローラＲ２を得ることができる。
【００３６】
以上のように実施例１および実施例２の方法で製造されたラビングローラＲ２には、図６に断面図で示す既知の構造のように、その両端部に金属製の端嵌フランジ１７および回転支持フランジ２を取り付けることにより、ラビング布１２で発生した静電気は、導電性エポキシ樹脂層１１、ＣＦＲＰ１から端嵌フランジ１７、回転支持フランジ２を介して外部へ放電することができる。なお、以上の実施例１、２の説明では、導電性エポキシ樹脂溶液を２液の混合で生成するように説明しているが、予め混合した１液の溶液を採用しても本発明の要旨を変更するものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・・・・円筒状炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）
２・・・・・・回転支持フランジ
３・・・・・・噴霧装置
４・・・・・・ポンプ
５・・・・・・混合機
６・・・・・・主剤槽
７・・・・・・硬化剤槽
８・・・・・・導電性材料槽
９・・・・・・加熱装置
Ｒ１・・・・・ローラ芯体
Ｒ２・・・・・ラビングローラ
１１・・・・・導電性エポキシ樹脂層
１２・・・・・ラビング布
１３・・・・・成型筒
１４・・・・・封止リング
１５・・・・・封止リング
１６・・・・・加熱装置
１７・・・・・端嵌フランジ
【図１】
0005667899.tif 000002
【図２】
0005667899.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005667899.tif 000006
【図６】
0005667899.tif 000007
【図７】
0005667899.tif 000008