摩擦辊以及使用它进行定向处理的液晶显示元件

摘要

本发明提供了相对于液晶显示元件的大型化能以均匀压力对液晶显示元件基板上形成的定向膜进行定向处理的，可施行防尘处理的轻量化摩擦辊，以及使用这种摩擦辊作定向处理的显示质量高的液晶显示元件。上述辊取下述结构：在以碳纤维增强塑料41形成的圆筒外侧由粘合剂42固定加有电镀层44的不锈钢43的外圆筒，于电镀层44的表面上由导电性粘合剂45粘合摩擦布46成为多层结构的辊，而在此辊的两端部则由设置了不锈钢的凸缘47的不锈钢板48封闭。

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示元件制造工序之一的定向处理工序中所用的摩擦辊以及应用此摩擦辊进行定向处理的液晶显示元件。

背景技术

液晶显示元件的基本结构是在液晶显示元件基片的表面上形成通过施加电压控制液晶分子排列的开关元件或电极。而在其上面形成有给予液晶分子以预设倾角的定向膜的两块液晶显示元件晶片，为了能以定向膜介于中间与开关元件和电极相对，则用分散的隔件保持距离用密封材料固定。在由密封材料与两块液晶元件显示基片所围的部分中设置液晶层，再在各液晶显示元件基片的外侧设置偏振片。在这种液晶显示元件的结构中，定向膜由聚酰亚胺系树脂等的有机高分子膜组成，通过以聚酰胺系的合成纤维摩擦等定向处理，使液晶分子有预定的取向。

作为用于这种定向处理中的摩擦装置，如图1所示，是使于圆柱状金属辊21上粘贴上摩擦布料22的摩擦辊沿箭头方向转动。同时沿一个方向摩擦液晶显示元件基片1上形成的定向膜13的表面，由此使设于两块液晶显示元件基片间的液晶层分子的配列方向限制到摩擦方向(例如参考特许文献1)。

特许文献1：特开平5-88179号公报(第2～3页，图3)。

液晶显示元件的定向处理工序的目的在于，通过以摩擦布摩擦定向膜，使液晶分子分布均匀且按同一方向取向，以在液晶显示元件的整个表面上进行均匀的显示。但是近年来液晶显示元件有大型化的倾向，纵横尺寸都在1100mm以上的显示元件业已工业生产，相应地，定向处理工序的摩擦装置所用的摩擦辊也计划大型化。这时，如图2所示，在使用已有的金属辊的摩擦辊31中，随着圆筒的长度增长，摩擦辊纵向的中央部分将因自重而挠曲。当以不均匀的压力摩擦液晶显示元件基片32上形成的定向膜33，结果会使液晶显示元件整个面上的显示丧失均匀性而损害显示质量。此外，当以通常的粘合剂粘合上摩擦布的摩擦辊进行定向处理时，因摩擦辊的转动使摩擦布与定向膜摩擦将产生静电，致空中浮游的尘埃与摩擦布上脱落下的绒毛吸附到定向膜，这样的部分妨碍了液晶的存在，成为存在着针孔部分的显示。

发明内容

本发明是在考虑到上述问题后提出的，目的在于提供显示质量高的这样的液晶显示元件，即在液晶显示元件制造工序之一的定向处理工序中，采用这样的能进行定向处理的摩擦辊并应用此摩擦辊进行定向处理，使得即使是在液晶显示元件大型化时，也能通过此均匀的压力于液晶显示元件基片的整个面上摩擦定向膜，且能于液晶显示元件基片的定向膜上进行摩擦时不会使由于静电而吸附尘埃与绒毛等。

为了实现上述目的，本发明的权利要求1所述的发明是这样的摩擦辊，它用于为了覆盖设置于液晶显示元件基片表面上的开关元件和/或电极，而对形成有定向膜的液晶显示元件基片进行此定向膜的定向处理工序中，其特征在于，所述摩擦辊为圆筒形的，且至少是使用了碳纤维增强塑料。

本发明权利要求2所述的发明是使权利要求1中所述的摩擦辊具有下述特征：形成上述碳纤维增强塑料的外圆筒的部件采用进行了电镀的不锈钢材。

本发明权利要求3所述的发明是使权利要求2中所述的摩擦辊具有下述特征：于所述在不锈钢上进行了电镀的表面上用导电性粘合剂粘合上摩擦布。

本发明权利要求4所述的发明的特征在于，使用权利要求1～3中任一项所述的摩擦辊进行定向处理。

本发明具有下述的效果。

过去一般实行的用铝的摩擦辊作为安装有摩擦布的辊，它与本发明的应用了碳纤维强化塑料的摩擦辊在重量与挠曲量方面的比较值如以下所示。比较样本的尺寸同为，外径140mm、筒厚7.5mm、长度2400mm，而材料分别使用比重1.7、重21.5kg的碳纤维增强塑料与比重2.7、重28.8kg的铝，图3是使用本发明的摩擦辊的情形，而图5是把铝用于辊的已有摩擦辊的结构的情形。结果，在重量上本发明的采用碳纤维增强塑料的摩擦辊与已有的使用铝材的相比约能减轻约25～40％；而最大挠曲量是在把两端部作为支承部的等分荷重下，使用碳纤维增强塑料的摩擦辊为0.021mm而使用铝的为0.078mm，可知使用碳纤维增强塑料的摩擦辊要比使用铝的轻重化为后者的约1/3～1/4。

于是，使用碳纤维增强塑料的摩擦辊与已有的使用铝的摩擦辊相比实现了轻量化。这在更换摩擦辊本身、为更换摩擦布而将摩擦辊卸下、安装与运送过程，都有助于提高作业性、此外，即使是在随着液晶显示元件大型化而需使摩擦辊大型化时，与过去使用铝的摩擦辊相比，也可以减小挠曲量，在整个定向膜面上较少损害摩擦压力的均匀性，即令液晶显示元件大型化也能保持良好的显示质量。再由于在结构上采取了不使摩擦时发生的静电放电于摩擦辊上积累的对策，就能在液晶显示元件基片上所设的定向膜的定向处理中，减少空中浮游的尘埃与从摩擦布上脱落下的绒毛等吸附于定向膜上，而能减少因液晶显示元件的显示不适造成的缺陷而得以提高成品率。如此等等，可以取得以上所述多方面的效果。

附图说明

图1即参考文献1(特开平5-88179号公报)中的图3。

图2概示使用铝辊时一般的摩擦辊的挠曲。

图3为本发明的摩擦辊的纵剖图。

图4为图3的A-A部的部分剖面图。

图5为使用铝辊的一般摩擦辊的纵剖图。

图中各标号的意义如下：

40，摩擦辊；41，碳纤维增强塑料；42，粘合剂；43，不锈钢；44，电镀层，45，导电性粘合剂；46，摩擦布。

具体实施形式

下面参考图3与4详述本发明的最佳实施形式(各图中对于相同的部分附以相同的标号)。又，以下所述的实施形式是本发明的恰当的具体例子，因而从技术上加有所需的种种限定。但本发明的范围并不限于以下说明中为明确本发明而作的记述，是不受这些具体实施形式之限的。

图3为示明本发明实施例的摩擦辊的纵剖图，图4为图3中A-A部的部分剖面图。为了覆盖液晶显示元件基片表面上所设的开关元件和/或电极，在对形成有定向膜的液晶显示元件基片进行定向膜的定向处理工序中，使与所用摩擦辊40的纵向正交的剖面如图3所示成为同心圆状，成为此摩擦辊芯料的这种同心圆形状的最内圆筒部则由碳纤维增强塑料41形成，它是使摩擦辊轻量化最关键的部分。

外圆筒部是由约0.5～0.7mm厚的不锈钢43(具体为SUS 304)形成，内圆筒部的碳纤维增强塑料41则由环氧树脂等粘合剂42与不锈钢43粘合。此外，于不锈钢43的表面设有约50μm厚的镍和/或铬等的电镀层44。在此之上由导电性粘合剂45粘合摩擦布46以减小接触电阻。这样，由于形成了在摩擦辊转动时因摩擦布与定向膜的摩擦发生的静电放电电路，就不会有静电荷积聚，从而能防止空中浮游的尘埃与摩擦布上掉落下的绒毛等吸附到定向膜上。另外，在本实施例中不锈钢43虽然使用的是SUS 304而电镀材料虽然采用了镍和/或铬，但这都并非限定如此不可，它们是可以通过功能、作业性、成本等方面的考虑而适当选定的。

再有，摩擦辊的两个端面，为了传递摩擦时的转动力以及将摩擦定向膜时发生的静电放电到外部，采用了以安装有不锈钢凸缘47的不锈钢板48堵塞并由碳纤维增强塑料41覆盖的结构。于是，在摩擦辊的转动中不会对碳纤维增强塑料直接加力，故能在确保机械强度的同时形成对外部进行静电放电的电路。

此外，在碳纤维增强塑料41的表面上通过电镀镍和/或铬将有助于增强碳纤维增强塑料的机械强度。此时如用导电性粘合剂粘合经过电镀的碳纤维增强塑料与不锈钢43，就能更可靠地确保形成静电放电电路。上面对于电镀材料虽然采用了镍和/或铬，但这终究并非局限于此而是可以在考虑功能、作业性与成本等等方面的基础上作适当地选择的。