JPH0651321A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブマトリクス形液晶パネルの配向ム
ラを改善する。 【構成】 液晶パネルは、薄膜トランジスタを液晶駆動
素子として集積形成した駆動基板１と、対向電極を有し
シール材３を介して駆動基板１と対向配置された対向基
板２とから構成されている。かかる構成を有する液晶パ
ネル内に液晶６を注入する際、駆動基板１の配向方向Ｄ
Ｒ１に対して注入方向ＤＬを同方位となる様にしてい
る。これにより、駆動基板１の配向性に損傷を与えない
様にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶パネルの製造方法に
関する。より詳しくは、薄膜トランジスタ及び画素電極
が集積的に形成されたアクティブマトリクス形のパネル
に対する液晶の注入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の背景を明らかにする為に、先ず
最初に図８を参照してアクティブマトリクス形液晶パネ
ルの一般的な構造を簡潔に説明する。所定の間隙を介し
て貼り合わされた駆動基板１０１と対向基板１０２との
間に液晶１０３が注入封止されている。駆動基板１０１
の内表面には互いに直交する走査線１０４と信号線１０
５が設けられている。各交点には画素電極１０６と薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）１０７がマトリクス状に配列さ
れている。さらに、図示しないが駆動基板１０１の内表
面にはラビング処理を施された配向膜も形成されてい
る。一方対向基板１０２の内表面には対向電極１０８及
びカラーフィルタ層１０９が形成されている。カラーフ
ィルタ層１０９はＲＧＢ三原色のセグメントを有し個々
の画素電極１０６と整合している。又、図示しないが対
向電極１０８の表面にも同様にラビング処理を施された
配向膜が設けられている。さらに互いに接着された駆動
基板１０１と対向基板１０２の外表面には各々偏光板１
１０，１１１が貼着されている。走査線１０４を介して
ＴＦＴ１０７を選択し、信号線１０５を介して画素電極
１０６に信号電位を書き込む。画素電極１０６と対向電
極１０８の間に電圧が発生し液晶１０３が立ち上がる。
これを一対のクロスニコル配置された偏光板１１０，１
１１により白色入射光の透過量変化として取り出しカラ
ー表示を行なう。

【０００３】図９はアクティブマトリクス形液晶パネル
の一画素を切り取って示した模式図であり、左側が電圧
無印加状態を示し、右側が電圧印加状態を示す。上側の
偏光板１１１の偏光軸ａと下側の偏光板１１０の偏光軸
ｂは互いに直交している。又、上側の配向膜１１２のラ
ビング方向即ち配向方向と下側の配向膜１１３のラビン
グ方向即ち配向方向も互いに直交している。従って、液
晶１０３は９０°捩れたツイスト配向となる。電圧無印
加状態では、上側の偏光板１１１を通過した入射光の直
線偏光成分が、ツイスト配向された液晶１０３により９
０°旋光され下側の偏光板１１０を透過する。従って電
圧無印加状態では白色表示が得られる。一方、電圧を印
加すると液晶１０３が立ち上がり旋光能が失われる。従
って、入射光の直線偏光成分は下側の偏光板１１０によ
り遮断され黒色表示が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した様に、駆動基
板１０１及び対向基板１０２の内表面には配向膜が形成
されておりラビング処理を施されている。対向基板１０
２については比較的平坦な面を有する対向電極１０８の
上に配向膜が被着しているので均一なラビング処理を行
なう事ができ比較的安定した液晶に対する配向性が得ら
れる。一方、駆動基板１０１の内表面にはＴＦＴ１０７
や画素電極１０６等が集積形成されており段差を含む。
従って、その上に被着された配向膜の表面にも微細な凹
凸がある為、ラビング処理を均一に行なう事ができず、
配向性の弱い部分が存在する。

【０００５】液晶パネルを製造する際には、予めラビン
グ処理あるいは配向処理の施された駆動基板１０１と対
向基板１０２を所定の間隙を介して接着した後、間隙内
に液晶１０３を注入する。この時、液晶分子が流動する
ので、配向膜表面の微細構造にダメージを与えるという
課題あるいは問題点がある。特に、駆動基板１０１側の
配向性が弱い部分にダメージが顕著に現われ、所望のツ
イスト配向が得られないという課題がある。この為、従
来表示ムラ等の不良が多発していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は配向膜に対して悪影響を与える事の
ない液晶注入方法を提供する事を目的とする。かかる目
的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、薄膜トラ
ンジスタを液晶駆動素子として集積形成した駆動基板
と、対向電極を有し前記駆動基板と対向配置された対向
基板とを備えた液晶パネルの製造方法において、前記駆
動基板の液晶配向方向に対して前記液晶パネル内に液晶
を注入する際の注入方向を同方位にした事を特徴とす
る。

【０００７】又、かかる手段を実現する為に好適な液晶
パネルは以下の構造を有する。即ち、液晶駆動素子と液
晶に所定の配向方向を付与する配向膜が形成された駆動
基板と、対向電極の形成された対向基板と、両基板の間
隙内に注入された液晶層とからなるアクティブマトリク
ス形液晶パネルにおいて、配向方向に対して液晶の注入
方向が同方位となる様に基板外周部の特定位置に注入口
を設けた事を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明においては、駆動基板の液晶配向方向に
対して液晶パネル内に液晶を注入する際の注入方向を同
方位にしている。即ち、注入時液晶分子は配向方向に沿
って流動する。この為、ラビング処理により形成された
配向膜表面の微細な溝構造に損傷を与える惧れが少なく
なり、配向性の比較的弱い領域であっても初期の状態を
そのまま保存する事が可能になる。従って液晶分子のツ
イスト配向の乱れあるいは配向ムラを顕著に抑制する事
ができる。なお、対向基板側の配向方向に対しては、こ
れと直交する様に液晶分子が流動する事になる。しかし
ながら、対向基板側の配向状態はもともと均一で安定し
ており液晶注入によって損傷を受ける惧れはない。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかる液晶パネルの製
造方法の一実施例を示す説明図である。（Ａ）に示す様
に、所定の間隙を介して駆動基板１と対向基板２とをシ
ール材３により互いに接着する。この所定の間隙は例え
ば４〜６μｍに設定される。シール材３は略基板の全周
に及んでいるが一部分切り欠きが設けられ注入口４を構
成する。なお、駆動基板１の内表面には予めＩＣプロセ
スにより画素電極やＴＦＴが集積的に形成されている。
さらに配向膜を被着しラビング処理も施しておく。一方
対向基板２の内表面には、予めカラーフィルタ層及び対
向電極が形成されている。さらに、配向膜を被着し所定
のラビング処理も施しておく。

【００１０】次に（Ｂ）を参照して液晶注入方法を説明
する。駆動基板１のラビング処理による配向方向は矢印
ＤＲ１で表わされており、液晶パネルの下端側から上端
側に向っている。なお、上端部には駆動基板１の露出し
た表面に外部接続用のパッド電極５が設けられている。
一方対向基板２のラビング処理による配向方向は矢印Ｄ
Ｒ２で示す様に、液晶パネルの右端側から左端側に向っ
ている。

【００１１】駆動基板１と対向基板２は前述した様にシ
ール材３により貼り合わされている。液晶パネルの下端
側においてシール材３の一部が除去されており注入口４
を規定する。この注入口４を介して例えば真空注入方式
等により、液晶６をパネル内に導入する。従って注入方
向は矢印ＤＬで示す様に液晶パネルの下端側から上端側
に向い、駆動基板の配向方向ＤＲ１と同方位になる一
方、対向基板の配向方向ＤＲ２と直交する。この（Ｂ）
は液晶注入処理の中間状態を示しており、液晶６は液晶
パネルの内面に沿って流動進行して行く。進行方向は放
射状となるが、全体的に平均した場合の進行方向が注入
方向ＤＬとなる。

【００１２】次に、図２を参照してラビング処理の具体
例を説明する。石英ガラス等からなる駆動基板１の表面
には予めＩＣプロセスによりＴＦＴや画素電極が集積的
に形成されている。その表面に配向膜７を成膜する。こ
の配向膜７は例えば有機高分子系の材料からなり印刷等
により供給される。その膜厚は、例えば８０nm程度であ
る。次に、配向膜７の表面に対してラビング処理を施
す。本例では綿あるいはレーヨン等の繊維布で覆われた
ローラ８を用いて行なう。このローラ８は例えば１００
〜１０００rpm の速度で反時計方向に回転するととも
に、図面左側から右側に向って移動する。この時所定の
圧力が加えられており、配向膜７の表面をラビングす
る。従って、駆動基板１の配向方向ＤＲ１は図示の様
に、ローラ移動方向と一致する。対向基板と異なり、駆
動基板１の表面は配線パタン等の段差が多く存在し、画
素電極の個数が増大する程段差が顕著になる。ラビング
処理はパタン段差の影響を受け、均一な配向能を得る事
が難しく、段差部の影等部分的に配向能が弱い領域が存
在する。

【００１３】次に図３を参照して液晶の注入方法を説明
する。（Ａ）に示す様に、本実施例では真空チャンバ９
を利用して所謂真空注入を行なっている。真空チャンバ
９の底部には液晶溜１０が配置されており、注入すべき
液晶６を収容している。又、真空チャンバ９の上部には
駆動基板と対向基板を貼り合わせた状態のパネル１１が
収納されている。この状態で真空チャンバ９を真空排気
し内部を減圧してパネル１１を脱気する。次に、（Ｂ）
に示す様にパネル１１を下降させ、液晶溜１０に保持さ
れた液晶６と注入口を接触させる。この様にすると、毛
管現象により液晶６は徐々にパネル１１の内部に進入す
る。注入が進むにつれて、真空チャンバ９の内部に窒素
ガスを導入し徐々に圧力を高める。この様にして、パネ
ル１１は液晶６により完全に充填される。なお、液晶６
は一般に粘性率が高く注入に圧力が必要である。注入工
程のタクトタイムの短縮化を図る為に急速な圧力変化を
加えると配向膜が損傷したり配向能にダメージを与える
惧れがある。最後に、（Ｃ）に示す様に注入が完了した
後、パネル１１を引き上げ、真空チャンバ９の内部を大
気圧に戻す。この後、真空チャンバ９からパネル１１を
取り出し注入口を樹脂で封止する。さらに液晶の配向状
態を安定化させる為熱処理を加える。

【００１４】本発明の効果を評価する為に、注入方向Ｄ
Ｌに対して駆動基板の配向方向ＤＲ１及び対向基板の配
向方向ＤＲ２の組み合わせを変えた４種類のサンプル
Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤを作成した。図４に各サンプルの注入
方向と配向方向との関係を示す。サンプルＡは注入方向
ＤＬと駆動基板の配向方向ＤＲ１が直交しているととも
に、注入方向ＤＬと対向基板の配向方向ＤＲ２が互いに
逆向きになっている。サンプルＢについては、サンプル
Ａと同様にＤＬとＤＲ１が直交している一方、ＤＬとＤ
Ｒ２は同方向になっている。サンプルＣについてはＤＬ
とＤＲ１が同方向であるとともに、ＤＬとＤＲ２が直交
している。即ち、このサンプルＣが発明品である。最後
にサンプルＤについてはＤＬとＤＲ１が互いに逆向きと
なっており、ＤＬとＤＲ２が直交している。従って、発
明品Ｃを除くサンプルＡ，Ｂ及びＤが比較品である。

【００１５】次に図５を参照して各サンプルの表示ムラ
発生率を測定した結果を示す。試料個数は各サンプルに
ついてｎ＝１０である。又、表示ムラの計測については
偏光顕微鏡を用い目視で行なった。（Ａ）に示すグラフ
は、ローラを低速回転に設定してラビング処理を行なっ
た場合の表示ムラ発生率を表わしている。このグラフか
ら明らかな様に、比較品Ａ，Ｂ及びＤに顕著な表示ムラ
が発生する一方、発明品Ｃには表示ムラが認められな
い。

【００１６】（Ｂ）はローラを高速回転に設定して各サ
ンプルを配向処理した場合における表示ムラ発生率を表
わしている。本例では、ローラの回転速度を上げる事に
より全体的に表示ムラ発生率を抑制する事ができた。し
かしながら、比較品Ａ，Ｂ及びＤについては依然として
若干の表示ムラが認められる一方、発明品Ｃについては
表示ムラは全く認められない。この様に駆動基板の配向
方向と液晶注入方向を一致させた発明品Ｃについてはラ
ビング処理の条件等に関わらず表示ムラを有効に防止で
きる。換言すると、本発明を採用すれば、ラビング処理
の工程設計自由度が増すというメリットも得られる。

【００１７】次に、図６を参照して表示ムラあるいは液
晶配向ムラのメカニズムについて、図５に示したサンプ
ルＡを例にとって説明する。（Ａ）に示す様に、サンプ
ルＡは液晶の注入方向ＤＬに対して、駆動基板の配向方
向ＤＲ１が交差している。注入口４を介して液晶を導入
すると矢印で示す様な流路を通ってパネル内に充填され
る。

【００１８】（Ｂ）は、（Ａ）に示す直線Ｘ−Ｙに沿っ
てパネルを切断した断面形状を示す模式図である。図か
ら明らかな様に、パネルのＸ側即ちパッド電極が形成さ
れている上端側においては、配向方向ＤＲ１と液晶流路
の方向が一致しており、液晶分子は所定のティルト角を
もって正常に整列し正ティルト領域を形成する。一方、
液晶パネルのＹ側即ち下端側においては、配向方向ＤＲ
１と液晶流路の方向が互いに逆向きになるので、液晶分
子は反転されたティルト角をもって整列し逆ティルト領
域あるいはリバースティルト領域を形成する。正ティル
ト領域における液晶分子の９０°捩れ方向と、逆ティル
ト領域における液晶分子の９０°捩れ方向が互いに反対
となり液晶パネルの透過率に相違が現われる。特に、正
ティルト領域と逆ティルト領域の間に所謂ディスクリネ
ーションラインが発生し表示品位を著しく損なう。

【００１９】（Ｃ）は液晶注入後熱処理を施し液晶の配
向を安定化させた状態を示す。図示する様に、一時的に
発生した逆ティルト領域は大部分正常状態に復帰し正テ
ィルト領域に近くなる。しかしながらこの回復は完全で
はなく部分的に液晶分子の整列の乱れが残り表示ムラと
なって現われる。対向基板と異なり、駆動基板の表面に
は画素が集積形成されており無数の段差を含む。段差部
における配向能の弱い部分に損傷が生じる為である。
又、液晶の流動方向と配向方向が異なる領域では、配向
力が全体的に低下し表示コントラストに不均一性が生じ
る。

【００２０】この様な不具合を解決する為に、本発明で
は液晶注入時に駆動基板の配向方向と注入方向を同方位
に設定している。これにより、液晶分子のティルト角は
流動方向の影響を受けず、ダメージが抑制され配向安定
化が図れるので表示ムラが減少する。又、一般的に一様
な配向処理が困難な駆動基板に対してもラビング処理設
定条件の自由度が増す為量産に適した処理を適宜行なう
事ができる。

【００２１】最後に図７を参照して本発明にかかる液晶
パネルの組み立て工程を説明する。先ず、組み立てを行
なう前に、予め画素電極や薄膜トランジスタが集積的に
形成された駆動基板と、カラーフィルタ層及び対向電極
が形成された対向基板を用意する。本例では多数個取り
方式を採用しており、駆動基板には複数の液晶パネルに
対応する回路部が設けられている。最初に工程Ｓ１にお
いて駆動基板表面を洗浄する。次に工程Ｓ２において駆
動基板表面に配向膜を形成する。次に工程Ｓ３において
ラビング処理を施す。工程Ｓ４において洗浄を行なった
後、工程Ｓ５において対向電極引き出しの為のコモン電
極を転写印刷する。

【００２２】以上に説明した工程Ｓ１〜Ｓ５と平行し
て、対向基板側の処理を行なう。即ち、工程Ｓ６で対向
基板表面を洗浄した後、工程Ｓ７で配向膜を形成する。
次に工程Ｓ８でラビング処理を施す。工程Ｓ９で洗浄を
行なった後工程Ｓ１０でシール材を印刷する。

【００２３】以上の様に前処理を施された駆動基板及び
対向基板を以下の工程により接合する。先ず工程Ｓ１１
において駆動基板と対向基板を互いに整合させて貼り合
わさせる。工程Ｓ１２において加圧加熱処理を施しシー
ル材を硬化させて両基板を互いに接着する。次に工程Ｓ
１３において、貼り合わされた両基板をスクライバによ
りカッティングし、個々のパネルに分断する。工程Ｓ１
４において個々のパネルに液晶を注入する。工程Ｓ１５
において注入口を樹脂で封止した後、最後に工程Ｓ１６
で熱処理を施し液晶の配向状態を安定化させる。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明した様に、本発明によれば、
駆動基板の液晶配向方向に対してパネル内に液晶を注入
する際の注入方向を一致させる様にしている。この為、
液晶注入を行なう際駆動基板の配向性に損傷あるいはダ
メージを与える事がないという効果がある。配向性に損
傷あるいはダメージが加わらないので、配向処理の自由
度が増し工程設計が容易になるという効果がある。特
に、配向性が部分的に弱い領域を有するアクティブマト
リクス形の液晶パネルに対して本発明は顕著な効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液晶パネルの製造方法の一実施
例を示す説明図である。

【図２】ラビング処理を示す説明図である。

【図３】液晶注入工程を示す説明図である。

【図４】本発明の評価の為に作成された各種サンプルを
示す模式図である。

【図５】作成されたサンプルの表示ムラ発生率を示すグ
ラフである。

【図６】表示ムラ発生のメカニズムを説明する為の模式
図である。

【図７】液晶パネルの組み立て方法を示す工程図であ
る。

【図８】一般的なアクティブマトリクス形液晶パネルの
構造を示す斜視図である。

【図９】アクティブマトリクス形液晶パネルの動作説明
図である。

【符号の説明】

１ 駆動基板 ２ 対向基板 ３ シール材 ４ 注入口 ６ 液晶 ７ 配向膜 ８ ローラ ９ 真空チャンバ １０ 液晶溜 １１ パネル ＤＲ１ 駆動基板配向方向 ＤＲ２ 対向基板配向方向 ＤＬ 注入方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜トランジスタを液晶駆動素子として
   集積形成した駆動基板と、対向電極を有し前記駆動基板
   と対向配置された対向基板とを備えた液晶パネルの製造
   方法において、 前記駆動基板の液晶配向方向に対して前記液晶パネル内
   に液晶を注入する際の注入方向を同方位にした事を特徴
   とする液晶パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 液晶駆動素子と液晶に所定の配向方向を
   付与する配向膜が形成された駆動基板と、対向電極の形
   成された対向基板と、両基板の間隙内に注入された液晶
   層とからなるアクティブマトリクス形液晶パネルにおい
   て、配向方向に対して液晶の注入方向が同方位となる様
   に基板外周部の特定位置に注入口を設けた事を特徴とす
   るアクティブマトリクス形液晶パネル。