(57)【要約】【課題】▲１▼ラビングすることで生じる静電気によって配線が破壊される事を防ぐ、▲２▼ラビングマスク際での極所的な強いラビングを防止してＣ２配向を防ぐ、▲３▼ラビング布の寿命を延ばす、▲４▼ラビングマスクの製作コストを下げる。【解決手段】ラビングマスクを幅１０ｍｍ、厚さ５０μｍのＳＵＳテープ６本と周辺枠で構成し、垂直枠エリア及び端子部分のみをＳＵＳテープで被覆していることを特徴としている。５０μｍのＳＵＳテープは周辺枠に常温硬化型接着材で固着されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子の配向膜に配向規制力を付与するラビング工程に於いて、電極を有する基板の中でマスキングする必要がない部分を露出させ、ラビング布が最初にガラス基板に触れるのが有効エリア外であることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記ラビングマスクに於いて、ガラス基板上のラビングマスクの部材の厚さが１０〜１００μｍであることを特徴とするラビングマスク。
【請求項３】
前記ラビングマスクに於いて、ラビングマスクの外枠の厚さがガラス基板の厚さより薄いことを特徴とするラビングマスク。
【請求項４】
前記ラビングマスクに於いて、ガラス基板上の１０〜１００μｍのラビングマスクの部材が接着法でラビングマスクの外枠に固着されていることを特徴とするラビングマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータ、ワードプロセッサ、電子手帳などに用いる液晶表示素子のセルの製造に関するもので、特に液晶の配向規制力を付与するラビング工程に於いて用いられるラビングマスクに関するもので均一で、配向欠陥のない液晶パネルを提供することを目的とするものである。さらに配向規制力を付与するラビング布の寿命を伸ばすことを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルはパーソナルコンピュータの表示モニタ、電子手帳などの携帯端末の表示パネル、デジタルカメラやビデオモニタなどの撮影用表示デバイスとして頻繁に用いられるようになってきた。これらはいずれも液晶材料を光スイッチング素子として用いた物で液晶を規則正しくスイッチングさせるために配向膜を必要とし、均一で良好な表示を行うためには液晶材料をパネル全面で規則正しく配向させることが重要である。
【０００３】
従来の液晶パネルは図１に示すように、お互いに対向するように配置された一対の電極基板１ａ，１ｂを備えており、これらの電極上に絶縁膜７ａ，７ｂを有し、更にその上に配向規制力を有する配向膜８ａ，８ｂを備えている。これらのお互いに対向するように配置された一対の電極基板のいずれか一方の基板の外周部にシール材料を液晶表示エリアを囲む様に配置し、これらの基板間にスペーサ１０を挟み込んで所望のギャップを形成し、接着ビーズ９によって貼合せられている。これらの電極基間に液晶材料を充填して液晶表示パネルとして構成している。
【０００４】
配向膜に配向規制力を付加するために通常ラビング処理がなされる。ラビング装置はラビング布１９を貼り付けた円柱状のラビングローラー１８と、配向膜付基板を保持するステージ１７を有しており、ラビングローラーは上下動することが可能で、ステージはローラーに対して水平方向に移動可能なようになっている。ラビング処理はラビング布が貼り付けられたローラーを回転させて、配向膜を有する基板を擦ることで行われる。このときラビングの強さはローラーの高さ、回転数、ステージの移動速度などによって制御される。
【０００５】
一方、配向膜を有する基板は有効エリアのみを露出させるようなラビングマスク１４で覆われ端子部が布によって擦られることを防止している。ラビングマスクは図４に示すように基板１に覆い被さるように配置され周辺は全て覆われている。またマスクに強度を持たせるためラビングだけを１０〜３００μｍ程度の厚さの部材１５で薄く形成し、それを保持する補強部材１４で周りを補強する構造をしておりその補強部材の厚さは０．１〜０．３ｍｍ程度にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術のように全面を覆い隠すようなラビングマスクを使用するとラビングマスク上で強く擦られるためにラビング布が強い静電気を帯びてしまい、そのような帯電状態の布が最初にパネル有効面に触れることでパネル内配線が破壊してしまうことがあった。
【０００７】
また従来のような強度を持たせたマスクでは周辺でのマスク厚さが０．１〜０．３ｍｍと厚い為、そこでラビング布が強く押し付けられてラビングマスク際でかなり強いラビングがなされてしまい、パネル中央とマスク際での配向規制力に大きな差を生じてしまいパネル全面で均一な配向を得ることができない問題があった。特に強誘電性液晶を用いた場合は、パネルの周辺部でＣ２配向とＣ１配向の混在したいわゆるジグザク欠陥と称する欠陥が多発するという問題があった。
【０００８】
また、前記従来技術のように全面を覆い隠すようなラビングマスクを使用するとラビングマスク上で強く擦られるためにラビング布が削られてしまい長時間の使用ができないという問題があった。
【０００９】
また、従来のラビングマスクはガラス基板との密着性を上げるために磁力や真空吸引といった２次的な力を必要としているのでその構造が複雑でマスク製作が非常に困難でコストもかかっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
我々は前記問題を解決するためにラビングマスクの形状を検討し、従来のようにラビングしない部分全体を覆ってしまうよりできるだけ露出部分の多いマスクの方がラビング布の帯電が少なく、かつラビング布が最初に基板に触れる部分が有効エリア外である方が静電気によって電極が破壊されることが少ないことを見い出した。
【００１１】
また、従来のようにラビングマスク全体に強度を持たせる必要はなくむしろガラス基板との密着性をもたせるためにはガラス基板上の部材の厚さは薄い方が良いことを見い出した。具体的にはガラス基板上に用いるラビングマスクの部材の厚さは１０〜１０μｍで十分であり、従来のように強度を持たせるために１０〜１００μｍの部材の周辺を厚さ０．１〜０．３ｍｍの厚さの補強部材で囲む必要はないことを見い出した。
【００１２】
さらに、ラビングマスク周辺の厚さをガラス基板より若干薄くすることでラビング布に対するダメージを小さくすることができ、ラビング布の使用時間を大幅に伸ばすことが可能であることを見い出した。
【００１３】
さらに、前記１０〜１００μｍの部材をマスク周辺枠に固定するのは従来のように溶接ではなく、常温硬化型の接着材で十分であることを見い出した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明における実施例を以下に示す。
【００１５】
液晶表示素子用の４５０×５５０、厚さ１．１ｍｍの片面研磨ガラスに赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルターをフォトリソ法により形成し、その上に液晶駆動用のＩＴＯ電極とメタル電極パターンをやはりフォトリソ法により形成した。メタル電極の形状は図１−１に示すようにストライプ状とし、上下基板で単純マトリックスとした。
【００１６】
次に絶縁膜としてＴａＯｘ膜７ａをスパッタリングで形成し、その上にスピン展色法で配向膜８ａを塗布しラビング法により配向処理を行った。
【００１７】
このとき図２に示すようなラビングマスクを用いた。このラビングマスクはＡ面、Ｂ面の２面取りになっている。このラビングマスクは周辺枠１１とガラス基板上の部材１２からなり、いずれもステンレス製で周辺枠の部材は６００×６００ｍｍで厚さは１．０ｍｍとし、ガラス基板上部材は東京シックネス社製のＳＵＳシックネステープ１３で幅１０ｍｍで厚さ５０μｍのものを用い、Ａ面とＢ面の２面取りにするために左右対称に６本のＳＵＳテープで枠取りした。ガラス基板上の５０μｍの部材はセメダイン社製２液混合タイプの常温硬化接着材（エポキシ樹脂系弾性接着剤ＥＰ００１）で周辺枠に接着固着した。図２に示すように本ラビンマスクは幅１０ｍｍのＳＵＳテープの部分以外はガラス基板が露出する構造になっており、ラビングローラーが最初にガラス基板に触れる場所はガラス基板の端部でありＡ面、Ｂ面の有効部には最初に触れないようになっている。本ラビングマスクの断面図を図３に示す。ラビングマスクの周辺枠はガラス基板より０．１ｍｍほど薄くなっているため、厚さ１０μｍのＳＵＳテープはガラス基板の端で少したわむことになるがそれは実用上問題はなく使用することができる。図３に示すようにラビングローラー１８に貼り付けられた布１９で配向膜の表面を擦りながらラビング処理が行われる。このときガラス基板上には５０μｍのＳＵＳテープ以外の段差はないようになっており、布に強い力がかからないようになっている。
【００１８】
他方の対向ガラス基板１ｂにも同様な方法で電極を形成し、絶縁膜をスパッタリングした後、配向膜を塗布した後に前記ラビングマスクを用いてラビング処理を行った。
【００１９】
次に液晶注入領域を囲む様にシール材を形成し、シリカビーズのギャップ材とエポキシ系接着ビーズを散布して２枚の基板を対向するように貼合せ、１６０℃９０分間加熱加圧処理を施して貼合せ基板を形成した。
【００２０】
次にＡ面とＢ面を各々２６５×３２８にスクライバーにより切断し、真空加熱式液晶注入機に投入した。本発明で用いた真空加熱式液晶注入機は液晶室と注入室の２槽式になっておりパネルの脱気処理と液晶の脱気処理を各々独立して行えるようになっている。パネルの注入口が下方に来るように注入室にパネルを設置し、パネルの温度を１２０℃に５時間保持し、その後１×１０−５Ｔｏｒｒまで真空排気を行い１０時間保持してパネルの脱気処理を行った。強誘電性液晶をテフロン（登録商標）製の液晶皿に０．２ｇほど盛り、１１０℃２時間ほど加熱し、しかる後に１×１０−２Ｔｏｒｒまで真空排気を行い１３時間保持し脱気処理を施した。パネルと液晶が各々十分脱気処理されてから、液晶室と注入室の圧力を１０−２Ｔｏｒｒ程度に調整し、ゲートバルブを開いて液晶皿をパネルに下方から侵入させて注入を行った。注入が完了した後にパネルを取りだし熱エージングにより加熱徐冷処理を施した。このようにして製作された液晶表示パネルを偏向板を通して駆動配向検査を行ったところ従来パネル周辺に見られたＣ１配向とＣ２配向が混在したジグザク状の欠陥はまったく見られずパネル全面に均一な配向をしたパネルが得られた。また、ラビング布の消耗はほとんどなく１２０枚程ラビングした時点でも全く初期状態と変化はなく布の寿命を大幅に伸ばす事ができた。
【００２１】
（比較例）
次に従来の比較例を以下に示す。
【００２２】
前記実施例と同様に液晶表示素子用の４５０×５５０、厚さ１．１ｍｍの片面研磨ガラス１に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルターをフォトリソ法により形成し、その上に液晶駆動用のＩＴＯ電極とメタル電極パターンを形成した。次に絶縁膜としてＴａＯｘ膜をスパッタリングで形成し、その上にスピン展色法で配向膜を塗布しラビング法により配向処理を行った。
【００２３】
従来のラビングマスクの構造を図４、図５に示す。やはりこのラビングマスクは２面取りになっている。図５は従来のラビングマスクの断面図で従来のラビングマスクは周辺枠１６とガラス基板上の部材１５とそれを補強する部材１４からなり、いずれもステンレス製で周辺枠の部材は６００×６００ｍｍで厚さは１．０ｍｍとし、ガラス基板上の部材は厚さ１００μｍのＳＵＳ押し出し材を用い、Ａ面とＢ面の２面取りにするために２ケ所に２６５×３２８の大きさで開口部を設けた。電極付ガラス基板をラビングステージ１７に固定する手段としてステージに真空吸着孔が空いており、これによりラビング中に基板が動かないようになっている。ガラス基板とラビングマスクを真空密着させるため、ラビングマスクの基板との接触面に細かい溝がエッチング等により形成されている。ガラス基板上の１００μｍの部材はそれを補強するために０．３ｍｍのＳＵＳ板に溶接によって接合されている。図４に示すように従来ラビングマスクはガラス基板が露出しているのは有効面でのみで、ラビングローラーが最初にガラス基板に触れる場所はガラス基板のＡ面、Ｂ面の有効部になっている。また従来のラビングマスクではガラス基板より０．３〜０．５ｍｍ程度の最大段差を有しており、ラビングマスクの際でラビングローラーの布に強い力がかかるようになっている。そのためラビングマスクの際で強いラビングがなされてしまう。
【００２４】
従来のラビングマスクを用いて他方のガラス基板にも同様な方法で電極形成、絶縁膜、配向膜を形成した後にラビング処理を行った。前記実施例と全く同様な方法で注入を行った。注入が完了した後にパネルを取りだし熱エージングにより加熱徐冷処理を施した。
【００２５】
このようにして製作された液晶表示パネルを偏向板を通して駆動配向検査を行ったところパネル周辺に強いラビング処理を行ったときに見られるＣ１配向とＣ２配向が混在したジグザク状の欠陥が多数見られ、液晶表示パネルとしての品位を著しく落としたパネルしか得ることができなかった。また、ラビング布の消耗もはげしく３０枚程ラビングした時点で使用不可能となった。
【００２６】
【発明の効果】
このように電極を有する基板の中でマスキングする必要がない部分を露出させ、ラビング布が最初に触れるのが有効エリア外であるようなラビングマスクを使用することでラビングマスク上で強く擦られることがなくなるためにラビング布が強い静電気を帯びることなくラビングすることが可能となるとともに、帯電状態の布が最初にパネル有効面に触れることがなくなりパネル内の配線が破壊させることがなくなった。
【００２７】
また、前記ラビングマスクのガラス基板上の部材の厚さを１０〜１００μｍとすることでラビングマスク上でラビング布が強く押し付けられてラビングマスク際で強いラビングがなされるというようなことがなくなり、パネル全面で均一な配向を得ることができるようになった。
【００２８】
また、従来のような強度を持たせたラビングマスクのように周辺でラビングマスクの外枠の厚さをガラス基板より厚くする必要がない為、そこでラビング布が強く擦られて削れるということがなくなりラビング布が長時間使用できるようになった。
【００２９】
また、従来のラビングマスクのようにガラス基板との密着性を上げるために磁力や真空吸引といった２次的な力を必要としなくなったのでその構造がシンプルでマスク製作が容易になりラビンマスクの製造コストがかからなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】メタル形状を示す図である。
【図２】ラビングマスクを示す図である。
【図３】ラビングローラーを示す図である。
【図４】ラビングマスクの構造を示す図である。
【図５】従来のラビングマスクの断面図である。
【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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