(57)【要約】【課題】液晶表示装置の性能の低下を低減でき、工程管理を容易化でき、かつコントラストを向上できる液晶表示装置の製造方法を得る。【解決手段】少なくとも１つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、この液晶性ポリマー成分にＵＶ硬化機能成分を持たせ、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、前記液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０に塗布する液晶高分子塗布工程１３０、１４０と、液晶が入る領域を囲む為に、ＣＦ基板２０にシール剤を塗布するシール塗布工程１６０と、ＴＦＴ基板１０及びＣＦ基板２０の間に液晶を充填する液晶適下注入工程１７０と、前記液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の温度で所定時間加熱し、液晶を配向させたい方向に磁場を印加する加熱・磁場配向工程１８０と、基板間にＵＶを照射して前記ブロックポリマーをＵＶ硬化させ、配向を固定化するＵＶ硬化工程１９０とを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、この液晶性ポリマー成分にＵＶ硬化機能成分を持たせ、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、前記液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、アレイ基板及びカラーフィルター基板に塗布する液晶高分子塗布工程と、
液晶が入る領域を囲む為に、前記カラーフィルター基板にシール剤を塗布するシール塗布工程と、
前記アレイ基板及び前記カラーフィルター基板の間に液晶を充填形成する液晶形成行程と、
前記液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の第１の所定温度で所定時間加熱し、液晶を配向させたい方向に磁場を印加する加熱・磁場配向工程と、
基板間に紫外線を照射して前記ブロックポリマーをＵＶ硬化させ、配向を固定化するＵＶ硬化工程と
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記液晶高分子塗布工程の前に、前記アレイ基板及び前記カラーフィルター基板を洗浄する洗浄工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記液晶高分子塗布工程は、
前記ブロックポリマーを、前記アレイ基板及び前記カラーフィルター基板に塗布する塗布工程と、
塗布したブロックポリマーから溶媒を飛ばす為に、第２の所定温度で数分間加熱するプレベーク工程と、
前記ブロックポリマーとガラス基板との密着を向上させる為に、第３の所定温度で数十分間加熱する本硬化工程とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記液晶高分子塗布工程の後に、前記アレイ基板及び前記カラーフィルター基板の導通を取る為、前記アレイ基板に導通材を塗布する導通材塗布工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記液晶形成行程は、液晶滴下注入工程であり、
前記カラーフィルター基板に液晶を必要量滴下する液晶滴下工程と、
液晶を滴下したカラーフィルター基板と前記アレイ基板を真空下で重ね合わせる重ね合わせ工程とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記液晶形成行程は、
前記アレイ基板上に、前記カラーフィルター基板を載せて貼り合わせる貼り合わせ工程と、
圧力を加えながら熱を加えてシール剤を固める加熱・圧着工程と、
マザーガラス基板を液晶セル単位に切断するガラス切断工程と、
液晶セルの２枚のガラス基板を真空に保ち毛細管現象を利用して液晶を注入口から注入する液晶注入工程と、
液晶注入が終了したら注入口を閉じる封止工程とを含む
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配向膜として、少なくとも１つの成分に液晶性ポリマー成分を含むブロックポリマーを用い、磁場配向を行うことによって、非接触な方法による均一配向を実現した液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置の製造方法について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、従来の液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。また、図６は、従来の液晶表示装置の製造方法のラビング工程を示す図である。
【０００３】
図５において、上段の工程９１０Ａ〜工程９５０と、下段の工程９１０Ｂ〜工程９６０は、上段及び下段の工程を同時進行で処理する場合もあれば、上段又は下段の工程の後、下段又は上段の工程を処理する場合もある。
【０００４】
洗浄工程９１０Ａにおいて、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）アレイ工程を終了したＴＦＴ基板１０を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。
【０００５】
洗浄工程９１０Ｂにおいて、ＣＦ（Color Filter：カラーフィルター）生成工程を終了したＣＦ基板２０を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。
【０００６】
次に、配向膜形成工程９２０Ａ、９２０Ｂは、印刷工程と、プレベーク工程と、本硬化工程の３つの工程からなる。
【０００７】
印刷工程において、配向膜（溶媒に溶けたポリイミド）をフレキソ印刷法等でＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０に塗布して、配向膜を形成する。
【０００８】
プレベーク工程において、印刷した配向膜から溶媒を飛ばす為に、６０〜１００℃程度で数分間加熱する。多くはホットプレート方式やオーブン式である。
【０００９】
本硬化工程において、最終的な重合を行わせる為に、二百数十℃で数十分加熱する。
【００１０】
次に、ラビング工程９３０Ａ、９３０Ｂにおいて、液晶の並び方向（配向の向き）を決める為に、図６に示すように、綿やレーヨンなどの布（バフ材）９３を巻き付けたローラ９２で、ＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０に形成された配向膜９１の表面を擦る。
【００１１】
次に、洗浄工程９４０Ａ、９４０Ｂにおいて、ラビング工程で発生した布の毛や配向膜の削れカスを洗い流す。
【００１２】
次に、導通材塗布工程９５０において、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０の導通を取る為、ＴＦＴ基板１０にＡｇペースト等の導通材を点状に塗布する。なお、ＩＰＳモードでは不要である。
【００１３】
シール塗布工程９６０において、液晶が入る領域を囲む為に、ＣＦ基板２０にシール剤を塗布する。また、シール剤は、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０を接着させる役割も担う。シール剤を塗布した後、９０℃程度で数分間プレベークを行う場合がある。シール剤は熱硬化タイプとＵＶ（Ultraviolet ray：紫外線）硬化タイプがあるが、液晶滴下注入を行う場合は、ＵＶ硬化タイプのシール剤を用いる場合が多い。
【００１４】
次に、液晶滴下注入工程９７０は、液晶滴下工程と、重ね合わせ工程の２つの工程からなる。
【００１５】
液晶滴下工程において、ＣＦ基板２０に液晶を必要量滴下する。
【００１６】
重ね合わせ工程において、液晶を滴下したＣＦ基板２０とＴＦＴ基板１０を真空下で精密に重ね合わせる。重ね合わせた後、基板を大気中に取り出すことにより、大気圧で目標とするセルＧＡＰまで潰される。その後、シール剤に紫外線（ＵＶ）を照射することで、シール剤を半硬化させる。
【００１７】
次に、加熱工程９８０において、１５０℃程度で数十分加熱し、シール剤を本硬化させると共に、液晶を一旦、等方相から液晶相に再配向させることで配向の安定性を高める。
【００１８】
なお、関連の先行技術文献として、ブロックポリマーでない液晶性高分子を配向膜とし液晶が充填されていない状態で磁場を印加する液晶表示装置の製造方法が記載された特許文献１、ブロック共重合体について記載された特許文献２がある。
【００１９】
【特許文献１】特公平７−５４３８１号公報
【特許文献２】特開２００４−１２４０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述したような従来の液晶表示装置の製造方法では、ラビング工程９３０Ａ、９３０Ｂ起因の不良（ラビングキズ、異物の不良等）が発生し、液晶表示装置の性能が低下するという問題点があった。また、ラビング工程９３０Ａ、９３０Ｂは制御因子の定量化が難しいため、工程管理が難しいという問題点があった。さらに、ラビングキズ、ラビング方向のズレや、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０の重ね合わせ時のズレにより、配向軸がズレ、液晶表示装置のコントラストが低下するという問題点があった。
【００２１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、液晶表示装置の性能の低下を低減でき、工程管理を容易化でき、かつ液晶表示装置のコントラストを向上することができる液晶表示装置の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも１つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、この液晶性ポリマー成分にＵＶ硬化機能成分を持たせ、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、前記液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、アレイ基板及びカラーフィルター基板に塗布する液晶高分子塗布工程と、液晶が入る領域を囲む為に、前記カラーフィルター基板にシール剤を塗布するシール塗布工程と、前記アレイ基板及び前記カラーフィルター基板の間に液晶を充填形成する液晶形成行程と、前記液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の第１の所定温度で所定時間加熱し、液晶を配向させたい方向に磁場を印加する加熱・磁場配向工程と、基板間に紫外線を照射して前記ブロックポリマーをＵＶ硬化させ、配向を固定化するＵＶ硬化工程とを設けたものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶表示装置の性能の低下を低減でき、工程管理を容易化でき、かつ液晶表示装置のコントラストを向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２５】
図１において、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法は、洗浄工程１１０と、洗浄工程１２０と、液晶高分子塗布工程１３０と、液晶高分子塗布工程１４０と、導通材塗布工程１５０と、シール塗布工程１６０と、液晶滴下注入工程１７０と、加熱・磁場配向工程１８０と、ＵＶ硬化工程１９０とが設けられている。
【００２６】
つぎに、この実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の各工程の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図２は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の液晶高分子塗布工程を示す図である。また、図３は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の加熱・磁場配向工程及びＵＶ硬化工程を示す図である。
【００２８】
図１において、上段の工程１１０〜工程１５０と、下段の工程１２０〜工程１６０は、上段及び下段の工程を同時進行で処理する場合もあれば、上段又は下段の工程の後、下段又は上段の工程を処理する場合もある。
【００２９】
洗浄工程１１０において、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）アレイ工程を終了したＴＦＴ基板（アレイ基板）１０を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。
【００３０】
洗浄工程１２０において、ＣＦ（Color Filter：カラーフィルター）生成工程を終了したＣＦ基板（カラーフィルター基板）２０を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。
【００３１】
次に、液晶高分子塗布工程１３０、１４０は、塗布工程と、プレベーク工程と、本硬化工程の３つの工程からなる。
【００３２】
塗布工程において、配向膜の代わりに、溶媒に溶かした液晶性高分子（液晶性ポリマー成分にＵＶ硬化機能成分を持たせたブロックポリマー）を、ＴＦＴ基板１０、ＣＦ基板２０に塗布して形成する。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、少なくとも１つの成分に液晶性ポリマー成分を含むブロックポリマー１を用いる。また、図２（ｂ）に示すように、液晶性ポリマー成分が基板１０、２０と反対側（液晶側）に向くように、ブロックポリマー１及び基板表面を設計する。
【００３４】
図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、液晶を配向させる為の成分（液晶性ポリマー成分）１ａが上を向く、つまり基板１０、２０と反対側（液晶側）に向くようにする。必要に応じて、液晶を配向させる為の成分１ａとは異なる成分１ｂ、１ｃと相性の良い物質（界面調整膜）２を基板１０、２０に塗布することで、液晶性ポリマー成分１ａが上を向くことを実現する。なお、図２（ｅ）は、液晶を配向させる為の成分（液晶性ポリマー成分）１ａが上を向いていない例を示す。
【００３５】
プレベーク工程において、塗布した液晶性高分子（液晶性ポリマー成分にＵＶ硬化機能成分を持たせたブロックポリマー）から溶媒を飛ばす為に、６０〜１００℃程度で数分間加熱する。多くはホットプレート方式又はオーブン式である。
【００３６】
本硬化工程において、ブロックポリマー１とガラス基板との密着を向上させる為に、百数十℃で数十分加熱する。
【００３７】
次に、導通材塗布工程１５０において、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０の導通を取る為、ＴＦＴ基板１０にＡｇペースト等の導通材を点状に塗布する。なお、ＩＰＳモードでは不要である。
【００３８】
シール塗布工程１６０において、液晶が入る領域を囲む為に、ＣＦ基板２０にシール剤を塗布する。また、シール剤は、ＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０を接着させる役割も担う。シール剤を塗布した後、９０℃程度で数分間プレベークを行う場合がある。シール剤は熱硬化タイプとＵＶ（Ultraviolet ray：紫外線）硬化タイプがあるが、液晶滴下注入を行う場合は、ＵＶ硬化タイプのシール剤を用いる。
【００３９】
次に、液晶滴下注入工程１７０は、液晶滴下工程と、重ね合わせ工程の２つの工程からなる。
【００４０】
液晶滴下工程において、ＣＦ基板２０に液晶を必要量滴下する。
【００４１】
重ね合わせ工程において、液晶を滴下したＣＦ基板２０とＴＦＴ基板１０を真空下で精密に重ね合わせる。重ね合わせた後、基板を大気中に取り出すことにより、大気圧で目標とするセルＧＡＰまで潰される。その後、シール剤に紫外線（ＵＶ）を照射することで、シール剤を半硬化させる。
【００４２】
次に、加熱・磁場配向工程１８０において、１５０℃程度で数十分加熱し、シール剤を本硬化させると共に、液晶を配向させたい方向に磁場を印加しながら、除冷することで、非接触配向を実現する。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、液晶３の充填後に、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Ｔｇ以上の温度、例えば、１５０℃で３０分加熱し、１℃／ｍｉｎで常温まで除冷し、加熱開始から除冷終了までの間、永久磁石や超電導磁石により、例えば、５Ｔ（テスラー）の磁場を印加することで配向処理を行う。つまり、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Ｔｇより高い温度から、このガラス転移点Ｔｇ及び液晶の転移点ＮＩよりも低い温度まで除冷させながら、磁場を印加する。磁場はガラス転移点Ｔｇより高い温度からガラス転移点Ｔｇ及び液晶の転移点ＮＩより低い温度まで印加し続ける。なお、液晶が充填されていない状態で磁場を印加してもよい。
【００４４】
次に、ＵＶ硬化工程１９０において、均一配向が得られた段階で、基板１０、２０の間に紫外線（ＵＶ）を照射することで、液晶高分子（ブロックポリマー）がＵＶ硬化し、配向を固定化する。
【００４５】
図３（ｂ）に示すように、ブロックポリマーにＵＶ硬化機能成分を持たせ、磁場配向により均一配向を得た後、例えば、数百〜数万ｍＪ（ミリジュール）の紫外線（ＵＶ）を照射してＵＶ硬化することで、配向安定性を高める。このＵＶ照射は、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Ｔｇ及び液晶の転移点ＮＩよりも低い温度で照射し、配向を固定化する。なお、ＵＶ照射は、磁場を印加しない状態でも良いが、磁場を印加したままの状態で行うと配向がより均一となる。
【００４６】
図４は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の別の工程を示す図である。
【００４７】
図４において、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法は、洗浄工程１１０と、洗浄工程１２０と、液晶高分子塗布工程１３０と、液晶高分子塗布工程１４０と、導通材塗布工程１５０と、シール塗布工程１６０と、加熱・磁場配向工程１８０と、ＵＶ硬化工程１９０とが設けられ、さらに、液晶滴下注入工程１７０の代わりに、貼り合わせ工程２１０と、加熱・圧着工程２２０と、ガラス切断工程２３０と、液晶注入工程２４０と、封止工程２５０とが設けられている。
【００４８】
貼り合わせ工程２１０〜封止工程２５０の概略は次の通りである。
【００４９】
シール塗布工程１６０の後、ＴＦＴ基板１０上に、ＣＦ基板２０を載せて貼り合わせる。圧力を加えながら熱を加えてシール剤を固める。その後、マザーガラス基板を液晶セル（パネル）単位又は短冊状に切断する。続いて、液晶セルの２枚のガラス基板を真空に保ち毛細管現象を利用して液晶を注入口から注入する。液晶注入が終了したら注入口を閉じる（封止）。
【００５０】
この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法によれば、配向処理は磁場によって行う為、つまり、非接触配向で行う為、ラビングによる傷がなく、コントラスト及び歩留りを向上することができる。液晶充填後に、加熱・磁場印加によって配向処理を行う為、つまり、ラビング工程９３０Ａ、９３０Ｂの廃止、ラビング後の洗浄工程９４０Ａ、９４０Ｂの廃止、液晶滴下注入後のアニールと磁場配向を同時に行うことにより、全体の工程ＴＡＴ（Turn Around Time）を短縮すると共にコストダウンを実現することができる。また、液晶充填後に、配向処理を実施するので、ラビング工程９３０Ａ、９３０Ｂで見られる配向軸のズレ（ラビング方向のズレ、重ねズレ）がなく、コントラストを向上することができる。さらに、磁場配向では、磁場強度、温度、時間、平行度、角度など制御可能な因子で管理できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の液晶高分子塗布工程を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の加熱・磁場配向工程及びＵＶ硬化工程を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法の別の工程を示す図である。
【図５】従来の液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。
【図６】従来の液晶表示装置の製造方法のラビング工程を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ブロックポリマー、１ａ  液晶性ポリマー成分、１０  ＴＦＴ基板、２０  ＣＦ基板、１１０  洗浄工程、１２０  洗浄工程、１３０  液晶高分子塗布工程、１４０  液晶高分子塗布工程、１５０  導通材塗布工程、１６０  シール塗布工程、１７０  液晶適下注入工程、１８０  加熱・磁場配向工程、１９０  ＵＶ硬化工程、２１０  貼り合わせ工程、２２０  加熱・圧着工程、２３０  ガラス切断工程、２４０  液晶注入工程、２５０  封止工程。
【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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