(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板の上に第１の配向膜を形成する第１配向膜形成工程と、
第２のガラス基板上にカラーフィルタ層を形成するカラーフィルタ層形成工程と、
前記カラーフィルタ層上に有機物からなるトップコート層を形成するトップコート層形成工程と、
前記トップコート層より上に第２の配向膜を形成する第２配向膜形成工程と、
前記第２配向膜形成工程後、前記第２のガラス基板を熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程後、前記第１および第２のガラス基板のいずれかのガラス基板の上に、中央より周辺側の滴下量が多くなるように、真空中で液晶を滴下する液晶滴下工程と、
前記液晶滴下工程後、前記第１のガラス基板と第２のガラス基板とを、前記第１および第２の配向膜のそれぞれを内側にしてシール樹脂を用いて貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記貼り合わせ工程後、前記液晶を挟持する貼り合わされた前記第１および第２のガラス基板に、前記液晶を再配向させるためのアニール処理を施すアニール工程とを備える液晶表示装置の製造方法であって、
前記第２配向膜形成工程においては、前記カラーフィルタ層または前記トップコート層から出る気体の発生を抑えるよう、前記第２の配向膜を前記シール樹脂に接するように形成し、かつ、
前記熱処理工程における前記第２のガラス基板の熱処理温度は、前記液晶を再配向させるための前記アニール工程におけるアニール処理温度以上の温度である
液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記アニール工程における前記アニール処理温度は、前記液晶のＮＩ転移温度以上の温度である
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワードプロセッサやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器や、電子手帳やＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）などに応用される携帯型端末機器に用いられるカラーＬＣＤ、プラスチックフィルムＬＣＤの液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型軽量、低消費電力などの特徴によって、民生用から産業用にと幅広く利用されている。ＯＡ機器関連ではさらに高解像度を、またはカラー化にして多くの情報量を伝達することが求められている。一方、携帯型ではより薄型軽量にするために、ガラス基板ではなくプラスチックやフィルム基板による液晶パネルが実用化に向けられている。このようなカラーＬＣＤやプラスチックフィルムＬＣＤで用いられている基板には、カラーフィルタを有するものやプラスチックやフィルムを必要とする。これらの基板により組み立てられた液晶パネルには製品化されると各々の特徴があるが、その反面、製造するにあたってそれらの基板特有の問題を有している。
【０００３】
以下に従来のカラー液晶表示装置について述べる。
図４は従来のカラー液晶表示装置を示す。
図示のように基板１は、ガラス基板２の上に透明電極３とポリイミドなどからなる配向膜４が順に形成されて構成される。基板５は、ガラス基板２の上にカラーフィルタ層６が形成され、その表面の平滑性を得るために有機物からなるトップコート層７を設け、さらに透明電極８と配向膜９を順に形成して構成される。
【０００４】
このように構成した基板１，５はスペーサ１０を介し、少なくとも一方の基板の周辺に印刷されたシール樹脂１１で基板１，５の間のギャップを一定に保つように接着されており、そのギャップ中に液晶１２を封入してカラー液晶表示装置を構成している。
図５で示すように前記図４の構成に使われる基板１と５上の配向膜パターン１３は、一般的に表示領域１４とシール１１の中間に位置することが多い。これは配向膜４，９がシール樹脂１１に重なると、基板との接着強度が半減し、製品として市場不良となるのは明らかとされている。配向膜４，９の印刷精度はフォトリソ工程のように優れておらず、表示領域１４内に欠けることなく、かつシール樹脂１１にかからないように設定することを考慮し、表示領域１４とシール樹脂１１の中間が配向膜パターン１３のエッジラインとなる。
【０００５】
図６は一般的な液晶表示装置の製造プロセスを示す。
一般的には、カラーまたはフイルム、プラスチックを問わず、基本的には基板洗浄−配向膜形成−ラビング−ラビング後洗浄−シール印刷とスペーサ散布−貼り合わせ−シール硬化−切断−注入−封口のパネル製造プロセスである。完成したパネルはアニールを施す。しかし、各々の基板にはそれ特有の有機物が含まれているため、耐熱性や表面性が違い、配向膜４，９の焼成温度やシール樹脂１１などの改良が施されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにカラーフィルタ、プラスチック、フィルムのように基板そのものが有機物を含むため、耐熱温度がガラスに比べ低く、かつ表面性が違う。このため、上記で述べたように配向膜の焼成温度を下げたりしている。
しかしながら、そのような改良しても特有の問題が残る。それは基板の表面全体にコーティングしている膜が有機質でできているため、ガラスに比べて表面性の違いから、コーティング膜そのものからガスを発生させる。そのために起こる現象として、たとえば完成した液晶表示装置を高温雰囲気中に放置すると、パネル内に気泡が発生し、常温に戻しても発生した気泡が消えずに残る場合がほとんどである。
【０００７】
これは、カラー液晶表示装置のカラーフィルタ、プラスチック基板、フィルム基板、または各々のトップコート膜について起こることであり、基板の表面全体が有機質であるために充分に硬化せずに未反応成分が残ってガスを発生したり、放置状態で周囲の水分を吸着して蒸発して高温とともに気体を発生し気泡となる。特に、アクリル系は吸水率が高く、表面だけでなく厚さ数μｍの膜全体で水分を吸うものと考えられる。
【０００８】
また、膜自身がポーラス状の表面から気体のガスを発生するものもある。それらの発生した気体は、高温から常温に戻る過程で液晶中に吸収されて分散したり、完全に消滅するものから、全く変化せず気泡として残った状態のものも存在する。
気泡の発生箇所は液晶表示装置のパネルの中央から周辺まで様々であるが、時間が経過すると周辺の四隅や配向膜の無い領域に移動する傾向がある。これらの気泡の挙動は気体の成分やパネル内の圧力状態によるものと思われる。このように液晶表示装置内に気泡が発生したり、ギャップむらとして表示されることは、製品として致命的な問題であった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するもので、カラーフィルタ、プラスチック、フィルムなどの有機膜を有しても、パネル内に気泡やギャップむらを発生しない均一な液晶表示装置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】
本発明の請求項１記載の液晶表示装置の製造方法は、第１のガラス基板の上に第１の配向膜を形成する第１配向膜形成工程と、第２のガラス基板上にカラーフィルタ層を形成するカラーフィルタ層形成工程と、前記カラーフィルタ層上に有機物からなるトップコート層を形成するトップコート層形成工程と、前記トップコート層より上に第２の配向膜を形成する第２配向膜形成工程と、前記第２配向膜形成工程後、前記第２のガラス基板を熱処理する熱処理工程と、前記熱処理工程後、前記第１および第２のガラス基板のいずれかのガラス基板の上に、中央より周辺側の滴下量が多くなるように、真空中で液晶を滴下する液晶滴下工程と、前記液晶滴下工程後、前記第１のガラス基板と第２のガラス基板とを、前記第１および第２の配向膜のそれぞれを内側にしてシール樹脂を用いて貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記貼り合わせ工程後、前記液晶を挟持する貼り合わされた前記第１および第２のガラス基板に、前記液晶を再配向させるためのアニール処理を施すアニール工程とを備える液晶表示装置の製造方法であって、前記第２配向膜形成工程においては、前記カラーフィルタ層または前記トップコート層から出る気体の発生を抑えるよう、前記第２の配向膜を前記シール樹脂に接するように形成し、かつ、前記熱処理工程における前記第２のガラス基板の熱処理温度は、前記液晶を再配向させるための前記アニール工程におけるアニール処理温度以上の温度であることを特徴とする。
また、本発明の請求項２記載の液晶表示装置の製造方法は、請求項１において、前記アニール工程における前記アニール処理温度は、前記液晶のＮＩ転移温度以上の温度であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置の製造方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。なお、図４，図５において従来例として示したものと同じ箇所については同一番号を付している。
図１は本発明の一実施例におけるカラー液晶表示装置の構成を示す。
【００１２】
図示のように基板１は、ガラス基板２の上に透明電極３とポリイミドなどからなる配向膜４が順に形成されて構成されている。もう一方の基板５は、ガラス基板２の上にカラーフィルタ層６が形成され、その表面の平滑性を得るために有機物からなるトップコート層７を設け、さらに透明電極８と配向膜９を順に形成して構成されている。本実施例において従来のカラー液晶表示装置と違う点は、配向膜９は、トップコート層７が液晶層の液晶に接触することを避けるとともにトップコート層７やカラーフィルタ層６から出る気体の発生を抑えるように配向膜４，９がシール樹脂１１に接していることである。
【００１３】
図２は基板１と５の配向膜がある領域を示す。
配向膜４，９の領域１５はシール樹脂１１に重なるか否かまで設けている。１４は表示領域である。そして、このように構成した基板１と５はスペーサ１０を介し、少なくとも一方の基板の周辺に印刷されたシール樹脂１１で基板間のギャップを一定に保つように接着させてその中に液晶１２を封入する。ここで用いられる配向膜４，９はポリイミドやポリアミック酸が一般的である。たとえば、日産化学（株）のＳＥ−４１１０などはよく使われており、その焼成温度は２２０〜２７０℃が普通である。最近では、１５０℃以下のものも生産化している。
【００１４】
このように図１，図２で示すようなシール樹脂１１に接する配向膜４，９を設けることにより、基板５のトップコート層７が液晶層１２に接触することを避け、トップコート層７やカラーフィルタ層６から出るガスや表面に吸着した水分などによる気体の発生を抑えることができる。しかし、配向膜４，９やシール樹脂１１の印刷精度やシール幅の伸びにより、図１，図２のようにシール樹脂１１と配向膜４，９が接することが理想であるが、重なり合うことがある。これにより接着強度の低下が起こるが、最近ではシール材の開発も進み、シールの接着強度も向上している。たとえば、協立化学（株）のワールドロック、三井東圧化学（株）のストラクトボンドなどは製品化を考慮しても十分な特性を有する。以上、配向膜を基板全面に設けてガスストッパーの役割として扱い、ガスの発生を未然に防ぐものである。
【００１５】
液晶を封入する製造方法には真空中で空セルに液晶を注入するやり方と、真空状態で基板上に液晶を滴下し基板を貼り合わせるやり方がある。本実施例では、製造上、液晶１２と基板５が接する前にアニール温度以上で基板５を熱処理するものである。たとえば、真空中で液晶を注入する場合では空セルの状態で熱処理し、真空中で基板５上に液晶１２を滴下するときには滴下前に基板５を熱処理するものである。図３（ａ），図３（ｂ）には前記の真空注入、滴下工法の製造プロセスを示す。また、アニール温度とは封入した液晶層の液晶１２を再配向させるために、液晶表示装置のパネルそのものを熱処理する温度のことであり、使われる液晶材料のＮＩ転移温度近傍、またはそれ以上にするのが通常である。これにより、液晶封入時の配向乱れなどを直し、均一性のある液晶表示装置を得ることができる。そして、そのアニール温度以上に基板５を熱処理することにより、基板５から発生するガスをあらかじめ出し切り、後工程で液晶の再配向を目的とするアニール時に起こる気泡を未然に防ぐものである。
【００１６】
液晶表示装置の製造上でシール樹脂１１の周辺の液晶１２の液晶量を多くする方法は、真空注入法では空セルのシール樹脂周辺のギャップをあらかじめ大きくして液晶１２を封入するものである。空セルをつくる際に、シール樹脂１１中のガラスファイバー径を液晶表示装置のパネルの中央に散布するスペーサ径より１．５〜２．０μｍ以上大きくし、通常の空セルより周辺のギャップを高くすることによって実現できる。
【００１７】
また、真空中で基板上１または５に液晶１２を滴下して基板５または１を貼り合わせる製造方法では、液晶１２の滴下量を中央より周辺側を多くしてやり、できあがった液晶表示装置のシール樹脂周辺のギャップを厚くするものである。これにより、特にガスが発生しやすい液晶表示装置の周辺領域に液晶量を増やし、パネル内の圧力を大きくし、未然にガスが発生するのを抑えるものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の液晶表示装置の製造方法は、有機膜を有する基板特有の問題であるガスの発生を抑えることができる。そして、液晶表示素子の表示品位において輝点や輝度ムラとなる表示不良を未然に防ぐことが可能となる。カラーＬＣＤなどのような有機膜を含むことにより起こる不良を無くし、製造上においても簡易的なプロセスまたは設計手法で取り組むことができ、高い歩留まりで優れた表示品位を持つディスプレイを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のカラー液晶表示装置のパネル断面図
【図２】同実施の形態のカラー液晶表示装置における基板上の配向膜のパターン図
【図３】同カラー液晶表示装置の製造プロセス図
【図４】従来のカラー液晶表示装置のパネル断面図
【図５】同カラー液晶表示装置における基板上の配向膜のパターン図
【図６】従来の液晶表示装置の製造プロセス図
【符号の説明】
１，５  基板
２      ガラス板
３，８  透明電極
４，９  配向膜
６      カラーフィルタ層
７      トップコート層
１１    シール樹脂                                                    １２    液晶
１４    表示領域
１５    配向膜パターン
【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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