(57)【要約】 【課題】ラビングシートの端部による配向膜の損傷を抑制する。【解決手段】本発明におけるラビングシートは、織編物又は不織布と弾性体の積層構造であって、端部の厚みが中央部よりも薄いことを特徴とするものである。また、本発明のラビング装置は、本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけて成るものである。さらに、本発明の配向膜の製造方法は、本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけてラビング処理するものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
織編物又は不織布と弾性体の積層構造であって、端部の厚みが中央部よりも薄いことを特徴とするラビングシート。
【請求項２】
ラビングシートの端部の厚みが中央部の４／５以下であることを特徴とする請求項１に記載のラビングシート。
【請求項３】
端部が融着されてなる請求項１又は２に記載のラビングシート。
【請求項４】
前記織編物又は不織布と弾性体が熱可塑性樹脂からなる請求項１〜３のいずれかに記載のラビングシート。
【請求項５】
少なくとも弾性体側が溶融されてなる請求項３又は４に記載のラビングシート。
【請求項６】
織編物又は不織布が編物である請求項１〜５のいずれかに記載のラビングシート。
【請求項７】
弾性体の織編物又は不織布が積層されている面と反対側の面に粘着剤が付与されてなる請求項１〜６のいずれかに記載のラビングシート。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のラビングシートをラビングローラーに巻きつけて成るラビング装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載のラビングシートをラビングローラーに巻きつけてラビング処理する配向膜の製造方法。
【請求項１０】
ラビング処理の際のラビングシートの押し込み量が、ラビングシートの端部の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の配向膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネルや光学フィルムに用いられる配向膜の表面をラビングするラビングシートおよびそれを用いてなるラビング装置、配向膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの部材や光学補償、反射防止、防眩性等の機能を有する光学フィルムには、配向膜が設けられている。例えば、液晶表示パネルの部材である液晶表示素子は、薄膜トランジスタからなる駆動素子を形成したＴＦＴ基板と、カラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板とを微小な間隔をあけて対向して配置し、その間隙に液晶を封入した構成からなっている。そしてこれらＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板の表面には、ＩＴＯ電極の表面を覆うように配向膜が配置されており、封入される液晶と接触させて液晶を配向させる。
【０００３】
この配向膜は配向処理が施されている。この配向処理として、ラビングシートで配向膜の表面を擦るラビング処理が用いられている。
【０００４】
ラビング処理とは、例えばラビングシートをアルミやステンレスのラビングローラーの外周面に貼り付け、該ラビングローラーを回転させながら外周面のラビングシートを配向膜表面に接触させることにより配向膜表面を擦るものである。ラビングシートとしては、例えば天然繊維や半合成繊維、あるいは合成繊維等を用いたパイルが用いられている。そして、配向膜の表面をラビング処理することにより、配向膜を構成する分子はラビングシートで擦られた方向に配向し、該配向膜の配向方向に沿って液晶分子が配列する。従ってラビング処理は光学特性や液晶表示品位に大きく影響を与える重要な工程であり、その処理には高度な均一性が求められる。
【０００５】
しかし、ラビングシートをラビングローラー外周面に貼り付けて用いる性質上、ラビングシートの端部には通常、継ぎ目を有し、これが品位に悪影響を与えることが知られている。例えば、継ぎ目の端部が浮き上がったり、変形したりして、周期的なラビング班等の品位不良に繋がる場合がある。
【０００６】
これに対しては、例えばラビングシート貼り付け時の継ぎ目となる部分のラビングローラーを平坦に面取りすることで、継ぎ目部分が配向膜に接触しないようにする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ラビングローラーに凹凸を形成させ、継ぎ目の影響を小さくする方法も提案されている（例えば、特許文献２）。さらにラビングシートのラビング回転方向の長さをラビングローラー円周より短くし、継ぎ目を形成させずにスリットを形成させ、ラビングシートの擦り面で配向膜を擦ってラビング処理する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、パイルに起因する品位不良を解消するために、例えば、極細繊維からなる起毛布にクッション材を一体化した２層構造のラビングシートに関する技術が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、２層構造ラビング布において、上述した継ぎ目や端部についてはこれまでなんら検討がなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−６０５１４号公報
【特許文献２】特開平１０−９０６８３号公報
【特許文献３】特開平９−１５６０３号公報
【特許文献４】特開２００５−９１８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、ラビングシートの継ぎ目や端部により、液晶表面品位が低下する問題があった。
【００１０】
継ぎ目を解決する手段として提案されている特許文献１のラビングローラーを平坦に面取りする方法でも、ラビング布にクッション材を一体化した２層構造ラビングシートの場合、クッション材がその段差を吸収するため、その効果はほとんど期待できない。また、特許文献２のようにラビングローラーに凹凸を形成させる方法であっても、上記同様にクッション材の影響でその効果がほとんど期待できない。
【００１１】
ここで、パイル織編物をラビングローラーに貼り付けた場合、図２に示すようにパイルが外側に伸びるため継ぎ目をある程度緩和させることができる。しかし、本発明者らの知見によると、織編物とクッション材からなるラビングシートの場合、図３に示すように２層構造ラビングシートをラビングローラーに巻くと外周の織編物が内外周差により短くなる結果、端部が明確化し、端部の側面、例えばクッション層が配向膜に接触することが判った。クッション層が直接配向膜に接触すると膜が削れる等の問題を起こし、品位が著しく低下する可能性が高くなる。
【００１２】
同様に、特許文献３に記載のスリットを形成させる方法であっても、上記同様に端部の側面等が配向膜に接触する結果、２層構造ラビングシートではなんらその効果を期待することができない。
【００１３】
このように、ラビングシートの継ぎ目や端部の問題を解決できる技術は見出されていないのが現状である。
【００１４】
本発明はラビングシートの継ぎ目や端部による配向膜の損傷を抑制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】
【００１５】
本発明におけるラビングシートは、織編物又は不織布と弾性体の積層構造であって、端部の厚みが中央部よりも薄いことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のラビング装置は、本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけて成るものである。
【００１７】
さらに、本発明の配向膜の製造方法は、本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけてラビング処理するものである。
【００１８】
上記のとおり、ラビング処理は光学特性や液晶表示品位に大きく影響を与える重要な工程であり、その処理には高度な均一性が求められる。よって、ラビングシートにも高度な均一性が求められる。本発明者らは、従来技術のようにラビングローラーに細工を施すのではなく、ラビングシート自体に工夫を懲らすことで、課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、端部が配向膜に接触することによる配向膜の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施態様のラビングシートをラビングローラーに巻きつけたラビング装置の模式図の一例。
【図２】パイル織編物のラビングシートをラビングローラーに巻きつけた例を示す断面図。
【図３】従来の２層構造のラビングシートをラビングローラーに巻きつけた例を示す断面図の一例。
【図４】本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけた例を示す断面図の一例。
【図５】本発明のラビングローラーに巻きつける前のラビングシートの端部断面図の一例。
【図６】ラビングローラーに巻きつける前の、従来の２層構造のラビングシートの端部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のラビングシートは織編物と弾性体の積層構造からなるものである。織編物は配向膜に接するように配置し、弾性体が織編物を配向膜に押しつける役割を担うように使用してラビング処理を行うものである。
【００２２】
本発明において織編物とは、織物と編物を総称である。織物としては、平織、綾織、朱子織等特に組織を限定するものではない。また、編物としては、緯編、経編等が挙げられ、緯編としては、例えば平編、ゴム編、両面編（スムース）、パール編等、経編としてはトリコット、コード、アトラス等がある。
【００２３】
織編物の中では、織物よりも編物の方が繊維の拘束が緩やかで配向膜の破れやスジが付きにくいため好ましい。編物の中でも緯編がより好ましく、両面編がさらに好ましい。両面編の場合、両面が平滑で弾性体との接着性に優れ、かつ、適度な厚みと表面の平滑性により配向膜のスジ発生がより抑制できる。
【００２４】
織編物はラビングローラー外周方向に伸長性を有することが好ましい。伸長率としてはラビングローラーに貼り付ける際に外周方向に２％以上あるものが、弾性体を積層してラビングローラーに巻きつけた際、外周に追随できるために好ましい。より好ましくは５％以上である。上限は３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがさらにより好ましい。３０％以下であると、ラビングの際に伸びが生じにくく、ラビングムラは生じにくくなる。ここでいう伸長率はＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１２．１（１９９９）に従って測定できる。
【００２５】
これらの伸長率は織物より編物の方が高く、また、エラストマー又は潜在捲縮型繊維等の伸長性を有する繊維を用いた織編物が高くなる。また、織編物や不織布の方向性と伸長性も異なり、例えば伸縮性のない繊維からなる織物はタテ方向の伸長性はほとんどないが、バイアス方向には伸長性を有するため、これをラビングローラー外周方向とすることで伸長率を調整することができる。
【００２６】
織編物に用いる繊維は、天然繊維、半合成繊維、再生繊維あるいは合成繊維の中から少なくとも１種用いて作ることができるが、安定した繊維物性を確保でき、ラビング処理による繊維摩耗粉の抑制等の観点から、半合成繊維、再生繊維、合成繊維が好ましく、合成繊維が特に好ましい。合成繊維は一般に配向力が低い傾向にあるが、パイルではなく織編物とすることで、十分な配向力を得ることができる。
【００２７】
半合成繊維、再生繊維、合成繊維を構成するポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィンやその他ビニル基の付加重合により合成されるビニル系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、シリコーン系ポリマー、芳香族あるいは脂肪族ケトン、天然ゴムや合成ゴムなどのエラストマー、等を挙げることができる。織編物は端部がほつれることで配向膜を汚染する可能性があるので、樹脂や融着等で固定することが好ましい。その観点から、端部を熱で容易に融着処理できる点でポリエステルやポリアミド、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂からなるものが好ましい。
【００２８】
また、弾性体層に好適な素材としては、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリ乳酸、などを用いることができる。また、弾性率等の機械特性を調節する目的で、ポリウレタン、メラミン等の樹脂を含浸・塗布した不織布や織編物も用いることができる。その中で、特に、適度な弾力を有して織編物と積層一体化した際の接着性がよいことから、発泡ポリウレタンがより好ましい。また、端部を融着処理する際、熱で容易に可能である点で熱可塑性ポリウレタン等の熱可塑性樹脂からなるものが好ましい。
【００２９】
ポリウレタンは、プレポリマー法、ワンショット法等により得ることができるが、事前にイソシアネート成分とポリオール成分からイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタン樹脂の物理的特性が優れている点で好ましい。発泡ポリウレタンの製造方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械発泡法、化学的発泡法などが挙げられる。
【００３０】
本発明のラビングシートは端部の厚みが中央部よりも薄いものである。端部は中央部の厚みの４／５以下であることが好ましく、２／３以下であることがより好ましく、１／２以下であることがさらに好ましい。端部の厚みが４／５以下であれば、ラビング時の押し込み時に、端部の押し付け圧が高くなることを防ぐことが出来る。厚みは無荷重での断面から測定した値を用いる。ラビングシートの端部とは、ラビングローラーに巻きつける前のラビングシートにおいて、ラビングローラーの外周方向に並行でない辺の端をいい、通常はラビングローラーに巻きつけた場合に継ぎ目や隙間となる部分である。端部の厚みが中央部より薄いことにより、ラビングの際、端部が配向膜と接する事を抑制し、配向膜に傷がつくことを抑制することができる。端部の厚みはテーパー形状で徐々に小さくなることが好ましい。中央部と端部の厚みの差はラビングシートの厚みやラビング時の押し込み量に影響し、ラビングシートの厚みより小さく、押し込み量よりも差が大きいことが好ましい。例えば、厚みの差は０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、３ｍｍ以上がさらに好ましい。
【００３１】
端部の厚みを中央部より薄くする態様としては、例えば端部の弾性体自体の厚みを中央部より薄くする、圧縮等により端部の弾性体の密度を中央部より大きくする、端部の織編物又は不織布と弾性体が融着一体化する、等があげられるが、特に限定されるものではない。この中で、端部の織編物又は不織布と弾性体が融着一体化している態様が、製造の容易さや制御のしやすさ、配向膜への傷の付きにくさ、ラビングシートの隙間が小さくなる、等の利点があるため好ましい。ここで融着が織物のみされているだけでは厚みにほとんど変化がないばかりか、かえって繊維の硬化によってラビング時に配向膜を傷つけ本発明の効果を発揮することができない。本発明では弾性体のみ、又は、好ましくは織編物又は不織布と弾性体が積層された状態で端部が融着処理されることにより、より効果を発揮する。
【００３２】
融着とは溶剤や熱によって織編物又は不織布、弾性体の一部又は全部が溶けた後硬化した状態であるが、製造方法の容易さや小さい融着部分とすることができる点で熱による融着が好ましい。例えば、織編物又は不織布側、あるいは、弾性体側、又は両方から加熱して圧縮することで熱圧着されたものを例示することができる。この際、融着された部分は配向膜に接すると傷が付きやすいため、弾性体側から主として加熱圧縮することが好ましい。また、伸びやすく相対的に密度も小さい弾性体を融かし、表面の織物に浸み込ませるように溶融する方法が、厚みをより低減でき、かつ、作業性も容易となるため好ましい。逆に、表面の織物から溶融した場合は、融着作業中に表面が溶断する可能性があることに注意が必要である。なお、溶融面積はラビング密度向上、溶融部分による配向膜接触防止の観点から小さい方が好ましく、例えば融着処理後に不要部分を切断することは好ましい製造方法の態様である。
【００３３】
織編物又は不織布と弾性体が積層されてなるラビングシートは、ラビングローラーに巻き付ける際に粘着剤等で固定することが好ましい。この際、ラビングローラーに粘着剤を含む両面テープを巻き付けた後、ラビングシートを巻き付ける方法も採用することができるが、両面テープの端とラビングシートの端を一致させることが難しい。両者が一致していない場合、ラビングシートが両面テープで固定されていない部分が存在すると、ラビングシートが浮くことによって配向ムラが起きやすい。特にラビングシートの端部が両面テープで固定されていない場合、端部がラビングローラーから浮くことによって配向膜に接触し、配向膜を傷つける恐れが有る。得に本発明のラビングシートは積層構造により内外周差が発生しやすく、両面テープとラビングシートの長さを同一に調整することが難しい。
【００３４】
従って、本発明のラビングシートにおいては、ラビングローラーに巻き付ける前の状態で、ラビングローラーに巻き付ける側の弾性体の面に粘着剤を有することが好ましい。弾性体と反対側の粘着剤は剥離シート等で保護され、ラビングする際に剥離シートを剥がしてラビングローラーに巻き付ける。
【００３５】
粘着剤はフィルムや不織布の基材を含むもの、又は、基材がないもの、等いずれでも良い。また、粘着剤も特に限定されるものではないが、例えばアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤等が挙げられる。種類が豊富で粘着力が高く、低コストである点で、アクリル系粘着剤やゴム系粘着剤が好ましい。粘着剤には、必要に応じて架橋剤、粘着付与剤、酸化防止剤、充填剤等を配合してもよい。
【００３６】
剥離シートとしては、例えばコート紙や上質紙等や、これに熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙、ポリエステル等のフィルムにシリコーン樹脂等を塗布した加工フィルム、等が挙げられる。
【００３７】
また、本発明の別の態様であるラビング装置は、本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけて成るものである。端部の厚みは他の部分の厚みより小さいため、粘着剤等を介して弾性体をラビングローラーに巻き付けて接着させると、端部が凹んだ状態となる。これにより、配向膜への傷を抑制できるラビング装置とすることができる。ここで継ぎ目においては、端部同士が接していても良いし、隙間があっても良い。また本発明の効果を奏する範囲で、端部が重なり合っていても良い。重なることによって端部の厚みが増し、中央部よりも厚くなる場合は本発明の効果を奏しない。
【００３８】
さらに、本発明の別の態様である配向膜の製造方法は、本発明のラビングシートをラビングローラーに巻きつけてラビング処理するものである。上述したように、端部と配向膜との接触が抑制され、品位に優れた配向膜を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明を実施例で詳細に説明する。なお、実施例中の各物性値の測定方法は、以下の方法を用いた。
【００４０】
Ａ．配向膜の品位
ラビング処理したポリイミド膜の３ｃｍ四方を２５０倍のマイクロスコープを用い、約５μｍ程度の幅を持つ配向膜の破れを観察し、２５００倍のマイクロスコープを用いて約１μｍ程度の幅を持つ配向膜のスジを観察した。
【００４１】
Ｂ．伸長率
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６（１９９９）８．１４．１  Ａ法（定速伸長法）において、つかみ間隔２０ｃｍとして測定した。
【００４２】
実施例１
弾性体であるエーテル系ポリウレタンフォーム（見かけ密度０．０１８ｇ／ｃｍ３、硬さ２０Ｎ、厚さ５ｍｍ）にアクリルエマルジョン接着剤を５０ｇ／ｍ２（ｗｅｔ）塗布し、次いで８４デシテックス７２フィラメントのポリエチレンテレフタレートからなる丸編物（緯編物）（経伸長率＝５％）を積層した。次いでシリンダー乾燥機を用いて１００℃で乾燥し、弾性体と編物を接着した。
【００４３】
次に、熱融着用シーラー“ポリシーラー”（富士インパルス株式会社製）を用い、弾性体側にヒーターを当てて弾性体と編物を熱融着した。この時、ヒーターをラビングシートが回転する方向に対し直行する方向で処理し、熱融着部分の厚みは１ｍｍであった。この熱融着部分が約１ｍｍ幅となるように挟みで切断し、端部とした。中央部の厚みは６ｍｍであり、端部は１／６であった。厚みの差は５ｍｍである。当該ラビングシートの端部を模式的に示すと図５のようであった。さらに、弾性体の編物と反対の面にアクリル系粘着剤が塗布された両面テープの一方を貼り合わせ、弾性体と同じ大きさにカットした。
【００４４】
このようにして、編物と弾性体と粘着剤層からなるラビングシートを得た。
【００４５】
このラビングシートを図４のようにラビング装置のステンレスラビングローラー（直径５０ｍｍ）に巻き付けた。このラビング装置を用い、押し込み量１ｍｍ、回転速度３００ｒｐｍでポリイミドを塗布したガラス基板を２００ｍｍ／秒の速度で１２回ラビングした後、表面をマイクロスコープで観察した。その結果、明瞭な大きな傷は観察されなかった。
【００４６】
実施例２
緯編物をトリコット（経編物）（経伸長率＝２％）に変更した以外は実施例１と同様にした。ラビングした結果、実施例１と同様に明瞭な大きな傷は観察されなかったが、巻きつけ作業性が悪かった。
【００４７】
比較例１
端部を熱融着処理しない以外は実施例１と同様に行った。このラビングシートの端部は模式的に示すと図６のようであり、ラビングローラーに巻きつけると図３のようになった。ラビング処理の結果、配向膜には明瞭な傷が観察され、品位の悪いものであった。
【００４８】
比較例２
一部平坦に面取りされているラビングローラーを用い、比較例１と同様にしてられたラビングシートを巻きつけた。この時、面取りされている部分に端部がくるようにした。その後、実施例１と同様にラビング処理をしたところ、端部の編物と弾性体が部分的に剥がれ、配向膜に大きな傷が形成された。
【符号の説明】
【００４９】
１  ラビングシート
２  ラビングローラー
３  配向膜
４  支持台
５  弾性体
６  パイル織編物
７  継ぎ目
８  ラビングシートの端部（融着処理済）
９  ラビングシートの端部（融着処理なし）
【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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【図６】
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