JPH09211455A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示素子において、各表示画素間の配向膜
の膜厚が均一にし、高品位を実現するマトリクス液晶素
子の製造方法を提供する。 【解決手段】配向膜溶液１００を転写版２７を介して基
板４１上に印刷し、配向膜１０１を形成する際、転写版
２７の格子状に配置された凸部の格子間隔が、４２．５
μｍで、液晶表示素子のマトリクス状に配置された１つ
の表示画素４２の一辺の長さ以下である転写版２７を用
い、配向膜１０１を形成し、液晶表示素子の製造する。
それによって、配向膜溶液転写時に、すべての表示画素
４２に、配向膜溶液転写版２７の凹凸が触れ、配向膜溶
液１００を均一に転写できるため、各表示画素４２の配
向膜１０１の膜厚を均一にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマトリックス液晶表
示素子の製造方法に関し、特に転写版により配向膜を形
成する液晶表示素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マトリックス型液晶表示素子は、パソコ
ン、ワープロ、液晶テレビ等に応用されており、最近で
はＯＡ用ディスプレイやプロジェクションＴＶとしても
広く使用されている。特に、薄膜トランジスター（ＴＦ
Ｔ）に代表される、スイッチング素子を液晶表示素子内
に配置し、駆動電圧を制御するアクティブマトリックス
液晶表示素子は高精細で高速表示が可能であり、その表
示品位の高さからＣＲＴに代わる物として注目されてい
る。

【０００３】図３はアクティブマトリックス液晶表示素
子の断面図を示しており、スイッチング素子３２および
駆動用の配線３３を有する画素電極３４を形成したアレ
イ基板３１と、そのアレイ基板３１に対向し、共通電位
となる電極３５を形成した共通電極基板３６とからなる
２枚の電極基板３１、３６で液晶３７を狭持した構造が
とられている。２枚の電極基板３１、３６に挟まれた液
晶分子の配向方位は、一定の方向の揃える必要があり、
そのために各電極基板上に配向膜３８が形成される。配
向膜には一般的に高分子物質の薄膜が用いられる。配向
膜を形成する方法には、スピンコート法、ロールコート
法、印刷法等があるが工業的には低コストであるという
理由から、印刷法が一般的に用いられている。

【０００４】この印刷法は、フレキソ（樹脂凸版）印刷
を応用した方法であり、円形の凸部を格子状に配置した
転写版を用い、この転写版の凸部と凸部の間の凹部に配
向膜溶液を充填し、これを基板に転写する。その後、加
熱によって、配向膜溶液の溶媒を蒸発させ、配向膜を形
成する。従来の転写版は格子状の凸部の格子間隔は６４
〜８５μｍ程度であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マトリ
ックス型液晶表示素子は、高精細化の流れの中で高密度
化が必要となり、１つの表示画素の少なくとも１辺の長
さが６０μｍ以下になってきた。

【０００６】また、図３に示したように、アレイ基板３
１においては、各画素間に形成される配線等による凸部
分により各画素はそれぞれ独立した凹部となっている。
しかも、マトリックス液晶表示素子の生産性や表示品位
の向上のためアレイ基板の配線上に遮光層を形成する手
法がとられ、各表示画素が遮光層によって分離独立化す
ることになる。

【０００７】このため、従来の格子間隔の転写版を使用
した液晶表示素子の製造方法では、画素の大きさより
も、転写版の凸部の格子間隔が大きく、画素によって
は、転写版の凹部に充填され転写される配向膜溶液が、
転写されないことが生じ、各画素間での配向膜膜厚が不
均一になる。特に、配線上に遮光層を配置したアレイ基
板では、配向膜溶液が、各表示画素間をわずかに移動し
各表示画素間の配向膜の膜厚不均一性を緩和する、すな
わち、レベリング性が、遮光層によって遮断され、配向
膜の膜厚の不均一性が顕著に発生する。

【０００８】印刷時の各画素の配向膜の膜厚が不均一な
ため、各画素で配向膜の組成や誘電率、液晶層の厚みに
違いが生じる。この結果、液晶表示素子としては画面の
ざらつきが生じ、表示品位の低下が起こる。

【０００９】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、各画素間の配向膜膜厚が均一で表示品位の高い
液晶表示素子の製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
素子の製造方法は、配向膜溶液を転写版を介して基板上
に印刷し、配向膜を形成するマトリックス型液晶表示素
子の製造方法において、前記転写版の格子状に配置され
た凸部の格子間隔が、前記液晶表示素子のマトリックス
状に配置された１つの表示画素の一辺の長さ以下である
転写版を用い、配向膜を形成し液晶表示素子の製造する
ものである。

【００１１】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
は、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法において、
転写版の転写面の凸部の面積割合が１０〜４０％の転写
版を使用し、配向膜を形成し液晶表示素子を製造するも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例につ
いて図面を参照して説明する。

【００１３】本発明の液晶表示素子の製造方法は、配向
膜を転写する転写版の格子状に配置された凸部の格子間
隔が、液晶表示素子のマトリックス状に配置された１つ
の表示画素の少なくとも一辺の長さ以下にすることによ
って、すべての表示画素に、配向膜溶液転写版の凹凸が
触れ、配向膜溶液を均一に転写できるため、各表示画素
の配向膜の膜厚を均一にできる。よって、高密度化する
液晶表示素子においても、各表示画素の特性にばらつき
がなく、表示品位の高い液晶表示素子の製造ができる。
また本発明の液晶表示素子の製造方法は、そのような製
造方法において、転写版の転写面の凸部の面積割合が１
０〜４０％とコントロールすることによって、凹部に充
填される配向膜溶液の量を制御し、各表示画素の配向膜
厚を制御できる。

【００１４】次に、本発明の液晶表示素子の製造法の実
施例について、さらに具体的に、従来の液晶表示素子の
製造法と比較しながら、説明する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
に使用した配向膜印刷版の部分斜視図である。１１は配
向膜溶液印刷版、１２は格子状に配置された円形の凸
部、ｄは凸部の１２の間隔で、４２．５μｍである。

【００１６】図２は本実施例で用いた配向膜印刷装置を
示す概略図である。２１はディスペンサー、２２はアニ
ロックスロール、２３はドクターロール、２４は版胴、
２５はステージ、２６は電極基板である。２７は版胴２
４に固定された配向膜溶液転写版である。

【００１７】配向膜転写版２７として、図１に示した樹
脂材料からなる配向膜溶液転写版を用いて配向膜の印刷
を行った。印刷面積に対する凹凸の面積比は凸部が３０
％である。

【００１８】配向膜の印刷は、ディスペンサー２１の中
に配向膜溶液１００を入れ、回転するアニロックスロー
ル２２と等速度で回転するドクターロール２３でアニロ
ックスロール２２上の配向膜溶液１００の液膜を均等に
伸ばし、これを版胴２４上に固定した配向膜溶液転写版
２７に塗布し、ステージ２５上にセットした電極基板２
６に転写した。

【００１９】図４はこのときの印刷状況を示す模式図で
ある。電極基板４１は表示画素４２の大きさが縦１０
０、横５０μｍの大きさの基板を用いた。各表示画素に
転写版の凹部が接触することによって各画素に配向膜溶
液１００を均一に転写することができた。各画素間の配
向膜１０１の膜厚は（表１）に示すように均一であっ
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】（表１）は、本発明の実施例および比較例
によって得られた液晶表素子の任意のラインの画素電極
上に形成された配向膜の膜厚を示す。

【００２２】尚、転写版の印刷面における凸部の面積比
が４０％以上であれば、転写量が不十分で膜厚がうす
く、好ましくない。また１０％以下では転写量が多く、
膜厚が大きくなり好ましくなかった。これにより、凸部
の面積比は１０％〜４０％が望ましかった。

【００２３】前記配向膜転写版を使用し配向膜溶液１０
０を印刷し、熱処理した２枚の電極基板に配向処理を施
した後、貼り合わせ、図３に示したような液晶表示素子
を作製した。この液晶表示素子の表示において各画素間
の表示不均一性によるざらつきは見られなかった。

【００２４】（比較例１）従来の配向膜転写版として、
図５に示すように、格子状に配置された凸部５２の形状
が円形で、凸部５２の格子間隔ｄが６３．５μｍの樹脂
材料からなる配向膜溶液転写版５１を用い、実施例１と
同じ構成の電極基板に配向膜１０１を同様な方法で印刷
した。図６はこのときの印刷状況を示す模式図である。

【００２５】転写版５１の凹部の間隔が大きく、画素電
極によって転写版５１の凹部が接触しないことが起こ
り、配向膜溶液１００を均一に各表示画素５２に転写す
ることができず、各画素間の配向膜１０１の膜厚は（表
１）に示すように不均一になった。

【００２６】尚、実施例１と同様に、凸部の面積比は１
０％〜４０％が望ましかった。

【００２７】このように配向膜溶液１００を印刷した電
極基板を用い、実施例１と同様な構成の液晶表示素子を
作製した。この液晶表示素子の表示において各画素間の
表示不均一性によるざらつきが見られた。

【００２８】（実施例２）次に、本発明の実施例１で使
用した配向膜転写版を用い、実施例１使用した電極基板
２７で、図７に示すように、表示画素間に１μｍの厚さ
の遮光層７３を配置した電極基板７１に配向膜溶液１０
０を印刷した。このときの表示画素７２の大きさは縦１
００、横５０μｍである。図７はこのときの印刷状況を
示す模式図である。このように、各画素電極間に遮光層
７３が存在しても、転写版２７の凹部が各表示画素７２
に接触することによって配向膜溶液１００を均一に転写
することができた。各画素間の配向膜１０１の膜厚は
（表１）に示すように均一であった。

【００２９】尚、実施例１と同様に凸部の面積比は１０
％〜４０％が望ましかった。

【００３０】このように配向膜溶液１００を印刷した電
極基板を用い、実施例１と同様な構成の液晶表示素子を
作製した。この液晶表示素子の表示において各画素間の
表示不均一性は見られなかった。

【００３１】（比較例２）また、従来の配向膜転写版と
して、比較例１で使用した配向膜転写版５１を用い、実
施例２で使用した、図８に示す電極基板８１として、表
示画素間に１μｍの厚さの遮光層を配置した電極基板８
１に配向膜溶液１００を印刷した。図８はこのときの印
刷状況を示す模式図である。電極基板８１は表示画素８
２の大きさが縦１００、横５０μｍの大きさである。

【００３２】転写版５１の凹部の間隔が大きく、画素電
極によって転写版５１の凹部が接触しないことが起こ
り、かつ、表示画素間に配置された遮光層８３により、
配向膜溶液１００の移動が起こらず、各画素間の配向膜
１０１の膜厚は（表１）に示すように、比較例１よりも
不均一性が大きくなった。

【００３３】尚、実施例１と同様に、凸部の面積比は１
０％〜４０％が望ましかった。

【００３４】このように配向膜溶液１００を印刷した電
極基板を用い、実施例１と同様な構成の液晶表示素子を
作製した。この液晶表示素子の表示において各表示画素
間の表示不均一性によるざらつきが比較例１よりも悪化
して見られた。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、各画素間の配向膜膜厚が均一で表示品位の高
い液晶表示素子の製造方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における配向膜転写版の
部分正面図である。

【図２】本発明の第１、２の実施例および比較例で用い
た配向膜印刷装置の概略構成図である。

【図３】マトリックス液晶表示素子の概略図である。

【図４】従来の配向膜溶液転写版

【図５】本発明の第１の実施例における配向膜転写版使
用時の配向膜溶液の転写状態の模式図である。

【図６】比較例１で用いた従来の配向膜転写版使用時の
配向膜溶液転写状態の模式図である。

【図７】本発明の第２の実施例における配向膜転写版使
用時の配向膜溶液の転写状態の模式図である。

【図８】比較例２で用いた従来の配向膜転写版使用時の
配向膜溶液転写状態の模式図である。

【符号の説明】

１１ 配向膜転写版 １２ 凸部 ｄ 凸部の格子間隔 ２７転写版 ４１電極基板 ４２表示画素 ５１転写版 ５２凸部 ７１電極基板 ７２表示画素 ７３遮光層 ８２表示画素 ８３遮光層 １００配向膜転写溶液 １０１配向膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐谷 裕司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配向膜溶液を転写版を介して基板上に印刷
   し、配向膜を形成するマトリックス型液晶表示素子の製
   造方法において、前記転写版の格子状に配置された凸部
   の格子間隔が、前記液晶表示素子のマトリックス状に配
   置された各表示画素の一辺の長さ以下である転写版を用
   い、前記配向膜を形成することを特徴とする液晶表示素
   子の製造方法。
2. 【請求項２】転写版の転写面の凸部の面積割合が印刷面
   に対して１０〜４０％であることを特徴とする請求項１
   記載の液晶表示素子の製造方法。