(57)【要約】【課題】本発明は、液晶表示素子の大型化に対して、液晶表示素子基板に形成された配向膜を均一圧力で配向処理することが可能で、防塵対策が施され、軽量化されたラビングローラと、それを使用して配向処理された表示品位の良好な液晶表示素子を提供する。【解決手段】炭素繊維強化プラスチック４１で円筒形状を形成した外側にメッキ層４４を施したステンレス鋼４３の外円筒を接着剤４２で固定し、メッキ層４４の表面に導電性接着剤４５でラビング布４６を接着した多層構造のローラの両端部をステンレス鋼のフランジ４７が設けられたステンレス鋼板４８で塞いだ構成になっている。【選択図】        図３
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【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或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って、前記ラビングローラは円筒形状で、少なくとも炭素繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とするラビングローラ。
【請求項２】
前記ラビングローラは、前記炭素繊維強化プラスチックの外円筒を形成する部材がメッキを施したステンレス鋼であることを特徴とする請求項１に記載のラビングローラ。
【請求項３】
前記ラビングローラは、前記ステンレス鋼に施されたメッキの表面に導電性接着剤でラビング布が接着されていることを特徴とする請求項２に記載のラビングローラ。
【請求項４】
前記請求項１〜３の何れか１項に記載のラビングローラを使用して配向処理を行なったことを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の製造工程の１つである配向処理工程で使用するラビングローラ及びそれを使用して配向処理を行なった液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子の基本構造は、表面に、電圧を印加することにより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、夫夫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が付与されている。
【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１に示すように、円柱状の金属ローラ２１にラビング布の生地２２を貼り付けたラビングローラ２を矢印方向に回転させながら液晶表示素子基板１に形成された配向膜１３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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−８８１７９号公報（第２−３頁、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子の配向処理工程は、配向膜をラビング布でラビングするにとにより液晶分子の分布を均一に、且つ、配向を同一方向に揃え、液晶表示素子の全面に亘って均一な表示を行なうようにすることが目的である。ところで、近年、液晶表示素子においては大型化の傾向にあり、縦、横の寸法とも１１００ｍｍ以上のものが製品化されており、これに伴って配向処理工程のラビング装置に用いられるラビングローラも大型化が図られている。この場合、図２に示すように、従来のような金属製のローラを使用したラビングローラ３１では円筒の長さが長くなるにつれてラビングローラの長手方向の中央部が自重によって撓み、液晶表示素子基板３２に形成された配向膜３３が不均一な圧力でラビングされることになり、その結果、液晶表示素子全面の表示に均一性が失われ、表示品位を損なうものとなる。また、金属製のローラに通常の接着剤でラビング布を接着したラビングローラで配向処理を行なうと、ラビングローラの回転によるラビング布と配向膜との摩擦で静電気が発生し、空中に浮遊する塵埃やラビング布から抜け落ちたパイル等が配向膜に吸着し、その部分は液晶の存在が阻害されるため、ピンホールのような部分が存在する表示となってしまう。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、液晶表示素子の製造工程の１つである配向処理工程において、液晶表示素子の大型化に対しても、液晶表示素子基板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等が吸着しないように配向処理を行うことが可能なラビングローラ及びそれを使用して配向処理を行なった、表示品位の高い液晶表示素子を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、表面に配設されたスイッチング素子或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って、前記ラビングローラは円筒形状で、少なくとも炭素繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ラビングローラは、前記炭素繊維強化プラスチックの外円筒を形成する部材がメッキを施したステンレス鋼であることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記ラビングローラは、前記ステンレス鋼に施されたメッキの表面に導電性接着剤でラビング布が接着されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のラビングローラを使用して配向処理を行なったことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図３及び図４を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１２】
図３は本発明の実施例を示すラビングローラの長手方向の断面図、図４は図３のＡ−Ａ部の部分断面図である。表面に配設されたスイッチング素子或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、配向膜の配向処理工程で使用するラビングローラ４０の長手方向に直交する断面は図３に示すように同心円形状になっており、ラビングローラの芯基材となる同心円形状の最内円筒部は炭素繊維強化プラスチック４１で形成されており、ラビングローラの軽量化に最も寄与している部分である。
【００１３】
そして、その外円筒部には０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度の厚みのステンレス鋼４３（具体的にはＳＵＳ３０４）が円筒形状に設けられ、内円筒部の炭素繊維強化プラスチック４１とステンレス鋼４３はエポキシ樹脂等の接着剤４２で接着されている。さらに、ステンレス鋼４３の表面には５０μｍ程度の厚みのニッケル或いはクロム等のメッキ層４４が設けられ、その上に導電性接着剤４５によってラビング布４６が接着されて電気的な接触抵抗の低減が図られている。これにより、ラビングローラの回転によってラビング布と配向膜との摩擦で発生する静電気を放電させる電路が形成されるため静電気が蓄積されることがなく、空中に浮遊する塵埃やラビング布から抜け落ちたパイル等が配向膜に吸着することを防止することができる。なお、本実施例では、ステンレス鋼４３にはＳＵＳ３０４、メッキ材にはニッケル或いはクロムを使用したが、あくまでもこれに限定されるものではなく、機能、作業性、コスト等を考慮して適宜決められるものである。
【００１４】
さらに、ラビングローラの両端面は、ラビング時の回転力の伝達と、配向膜をラビングしたときに発生する静電気を外部に放電するためのステンレス鋼のフランジ４７が取り付けられたステンレス鋼板４８で塞がれて炭素繊維強化プラスチック４１が覆われる構造となっている。このため、ラビングローラの回転運動において炭素繊維強化プラスチックに直接力が加わることがなく、機械的強度が確保されると同時に、静電気を外部に放電する電路が形成されている。
【００１５】
なお、炭素繊維強化プラスチック４１の表面にニッケル或いはクロムのメッキを施して炭素繊維強化プラスチックの機械的強度の強化を図ることができる。この場合、メッキの施された炭素繊維強化プラスチックとステンレス鋼４３を導電性接着剤で接着することにより、静電気の放電電路をさらに確実に確保することも可能となる。また、メッキ材にはニッケル或いはクロムを使用するとしたが、あくまでもこれに限定されるものではなく、機能、作業性、コスト等を考慮して適宜決められるものである。
【００１６】
【発明の効果】
従来、一般的に行なわれているようなラビング布を取り付けるローラにアルミニウムを使用したラビングローラと、本発明の炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラとについて重量及び撓み量を比較した値を以下に示す。比較サンプルは、寸法が外形１４０ｍｍ、肉厚７．５ｍｍ、長さ２４００ｍｍで、材質は、比重が１．７、重量が２１．５ｋｇの炭素繊維強化プラスチックと比重が２．７、重量が２８．８ｋｇのアルミニウムを使用し、図３の本発明のラビングローラ及び図５のローラにアルミニウムを使用した従来のラビングローラの構成のものを使用した。その結果、重量は本発明の炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラは従来のアルミニウムを使用したものに対して約２５〜４０％程度の減量となり、最大撓み量は、両端部を支持部とした等分荷重において、炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラは０．０２１ｍｍ、アルミニウムを使用したものは０．０７８ｍｍで炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラはアルミニウムを使用したものの約１／３〜１／４に軽量化されていることがわかる。
【００１７】
したがって、炭素繊維強化プラスチックを使用したラビングローラは、従来のアルミニウムを使用したものに対して軽量化がなされており、ラビングローラ自体の交換、ラビング布の取り替えのための取り外し、取り付け及び搬送等の移動における作業性の向上が図られる。また、液晶表示素子の大型化に伴ってラビングローラにも大型化が必要になるが、その場合でも従来のアルミニウムを使用したラビングローラに比較して撓み量が少なく、配向膜全面に対するラビング圧力の均一性が損なわれることが少なく、液晶表示素子の大型化に対しても良好な表示品位を保つことができる。さらに、ラビング時に発生する静電気を放電させてラビングローラに蓄積させないような構成にした防塵対策が施されているため、液晶表示素子基板に設けられた配向膜の配向処理において配向膜上に空中に浮遊する塵埃やラビング布から抜け落ちたパイル等が吸着することが低減され、液晶表示素子の表示の不具合による不良が減少して生産歩留まりの向上が実現できる。などの、多くの効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考文献１（特開平５−８８１７９号公報）に第３図として記載されたものである。
【図２】アルミニウムのローラを使用した一般的なラビングローラの撓みを示す概略図である。
【図３】本発明のラビングローラの長手方向の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ部の部分断面図である。
【図５】アルミニウムのローラを使用した一般的なラビングローラの長手方向の断面図である。
【符号の説明】
４０      ラビングローラ
４１      炭素繊維強化プラスチック
４２      接着剤
４３      ステンレス鋼
４４      メッキ層
４５      導電性接着剤
４６      ラビング布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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