(57)【要約】  【課題】歩留まりを向上し製造コストを抑制した液晶パネルを提供する。  【解決手段】第１マザーガラスと第２マザーガラスとを、第１配向膜18と第２配向膜29とを対向させ、第１配向処理方向と第２配向処理方向との交差角に対して所定角度ずらして貼り合わせる。各マザーガラスの配向処理方向を変化させることなく液晶層33を所定のツイスト角に設定できる。配向処理の不良などを防止でき、歩留まりを向上できるとともに、各配向処理工程に要する時間を短縮でき、製造コストを低減できる。  【選択図】図１
2006317745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１配向膜を有する第１基板と、第２配向膜を有する第２基板と、これら第１基板と第２基板との間に設けられ所定のツイスト角を有する液晶層とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１基板に対して、第１配向処理方向に沿って配向処理して前記第１配向膜を形成する第１配向処理工程と、
前記第２基板に対して、前記第１配向処理方向と交差する第２配向処理方向に沿って配向処理して前記第２配向膜を形成する第２配向処理工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを、前記第１配向膜と前記第２配向膜とを対向させ、前記第１配向処理方向と前記第２配向処理方向とが前記所定のツイスト角で交差するように前記第１配向処理方向と前記第２配向処理方向との交差角をずらして貼り合わせる貼り合わせ工程と
を具備したことを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
貼り合わせ工程は、第１基板を固定し第２基板の前記第１基板への貼り合わせ方向をずらしてこれら第１基板と第２基板とを貼り合わせる
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
貼り合わせ工程は、第２基板の第２配向処理方向に対する貼り合わせ方向のずらし角をθとした際に、−５°≦θ≦５°(但し、θ＝０°を除く)である
ことを特徴とした請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
貼り合わせ工程は、第１基板と第２基板とのそれぞれの貼り合わせ方向をずらしつつ貼り合わせる
ことを特徴とした請求項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】
本発明は、所定のツイスト角を有する液晶層を備えた液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液晶表示装置としての液晶パネルは、第１配向膜を有する第１基板としてのアレイ基板と、第２配向膜を有する第２基板としての対向基板とを、各配向膜同士を対向させて貼り合わせ、これらアレイ基板と対向基板との間に例えばツイステッドネマティック(Twisted Nematic、ＴＮ)型の液晶層を介在させて形成されている。
【０００３】
各配向膜は、液晶分子を配向させるためのものであり、これら配向膜は、膜表面を綿、あるいは布などの繊維状物質にて一定方向に擦る、すなわちラビングすることにより、膜表面に対する配向能を誘起させる。
【０００４】
一般的に、ラビング方向が決定されることで、液晶分子の平均の配列方向すなわちダイレクタ方向が必然的に決定され、このダイレクタ方向の決定に伴い、液晶パネルとしての視角方向および視角特性が決定される。
【０００５】
このため、最適な光学設計条件を得るための液晶分子のダイレクタ方向に応じて、ラビング布、あるいは被ラビング基板の配置を変更してラビング方向を変更する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−２８６１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の液晶パネルでは、その単純さ故に、条件設定および制御が容易でないとともに、再現性の不確定要因が多く、再現性を確保することが容易でないという問題点を有している。例えば、ラビング方向を数度変更するだけで、ラビング布に位置を変更したり、あるいはマザーガラスの位置を変更したりした後、ラビングの条件設定が適宜必要となる。
【０００７】
このため、配向処理工程の歩留まりが悪く、さらにタクト時間が長くなり製造コストが増加してしまう。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、歩留まりを向上し製造コストを抑制した液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１配向膜を有する第１基板と、第２配向膜を有する第２基板と、これら第１基板と第２基板との間に設けられ所定のツイスト角を有する液晶層とを備えた液晶表示装置の製造方法であって、前記第１基板に対して、第１配向処理方向に沿って配向処理して前記第１配向膜を形成する第１配向処理工程と、前記第２基板に対して、前記第１配向処理方向と交差する第２配向処理方向に沿って配向処理して前記第２配向膜を形成する第２配向処理工程と、前記第１基板と前記第２基板とを、前記第１配向膜と前記第２配向膜とを対向させ、前記第１配向処理方向と前記第２配向処理方向とが前記所定のツイスト角で交差するように前記第１配向処理方向と前記第２配向処理方向との交差角をずらして貼り合わせる貼り合わせ工程とを具備したものである。
【００１０】
そして、第１基板と第２基板とを、第１配向膜と第２配向膜とを対向させ、第１配向処理方向と第２配向処理方向とが液晶層の所定のツイスト角で交差するように第１配向処理方向と第２配向処理方向との交差角をずらして貼り合わせる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各基板の配向処理方向を変化させることなく液晶層を所定のツイスト角に設定でき、例えば各配向処理方向の交差角が所定のツイスト角となるように各基板の配向処理方向自体を変化させる場合などと比較して、配向処理の不良などを防止でき、歩留まりを向上できるとともに、各配向処理工程に要する時間を短縮でき、製造コストを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１および図２において、１は液晶表示装置としての液晶パネルで、この液晶パネル１は、９０°前後、例えば９４°のツイスト角θＴを有するツイステッドネマティック型すなわちＴＮ(Twisted Nematic)型であるとともにアクティブマトリクス型であって、トップゲートタイプの略矩形平板状の素子基板としてのアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、略透明な矩形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板３を有している。このガラス基板３の一主面である表面上には、図示しないアンダーコート層が積層されて成膜されている。
【００１４】
そして、このアンダーコート層上には、複数の画素４がマトリクス状に設けられており、これら複数の画素４のそれぞれには、スイッチング素子としてのトップゲート型の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)５が設けられている。これら薄膜トランジスタ５は、アクティブマトリクス素子であるとともにＴＦＴ素子であって、信号線としてのソース電極６およびドレイン電極７をアンダーコート層上に備えている。
【００１５】
これらソース電極６およびドレイン電極７は、所定の間隙を介して電気的に絶縁された状態で設けられている。また、これらソース電極６およびドレイン電極７は、例えば酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide、ＩＴＯ)にて構成されている。ここで、このソース電極６は、ガラス基板３の縦方向に沿って平行に等間隔に離間されて配線されている。
【００１６】
さらに、これらソース電極６およびドレイン電極７の間には、半導体層としての活性層８が設けられている。この活性層８は、ソース電極６およびドレイン電極７を含むアンダーコート層上に設けられている。そして、この活性層８は、例えば多結晶半導体としてのポリシリコン(ｐ−Ｓｉ)にて構成された多結晶半導体層としてのポリシリコン半導体層である。
【００１７】
また、この活性層８上には、導電性を有する走査線としてのゲート電極11が例えばモリブデン(Ｍｏ)により積層されて成膜されている。このゲート電極11は、ガラス基板３の横方向に沿って平行に等間隔に離間されて配線されている。したがって、ソース電極６とゲート電極11とは、互いに直交して配線されており、これらソース電極６とゲート電極11とにより仕切られて囲まれた矩形状の領域のそれぞれに画素４がそれぞれ設けられている。
【００１８】
さらに、アンダーコート層上には、画素ＩＴＯとしての透明な画素電極12が積層されて設けられている。この画素電極12は、アンダーコート層上の薄膜トランジスタ５が設けられている部分に隣接して設けられており、この薄膜トランジスタ５のドレイン電極７に電気的に接続されている。すなわち、この画素電極12は、この画素電極12にドレイン電極７が電気的に接続されている薄膜トランジスタ５によって制御される。
【００１９】
また、ソース電極６、ドレイン電極７、活性層８、ゲート電極11および画素電極12を含むアンダーコート層上の全面には、カラーフィルタ層である着色層13が設けられている。この着色層13は、図示しないフォトマスクを介したフォトエッチングによるパターニングが容易であることから感光性を有する有機樹脂であるとともに染色可能な物質にて形成されている。さらに、この着色層13は、顔料を分散させた着色層である。
【００２０】
具体的に、この着色層13は、少なくとも赤、緑および青の光の三原色以上のである１組の色単位、例えば赤(Red:Ｒ)色の分光特性を有するとともに分光透過率を有する着色層である赤色部14と、緑(Green:Ｇ)色の分光透過率を有する着色層である緑色部15と、青(Blue:Ｂ)色の分光透過率を有する着色層である青色部16との３つのドットが、アレイ基板２上の各画素４に対応して、このアレイ基板２のガラス基板３の縦方向および横方向のそれぞれに向けて繰り返し配置されて構成されている。すなわち、これら赤色部14、緑色部15および青色部16は、アレイ基板２の各画素４の大きさに略等しい平面視矩形状に形成されている。また、これら赤色部14、緑色部15および青色部16は、互いに等しい厚さ寸法に形成されているとともに、着色されている色によって透過させる光の波長が異なる。
【００２１】
さらに、画素電極12を含む着色層13上の全面には、ポリイミド(Polyimide、ＰＩ)を積層した後ラビングにより図２に示す第１配向処理方向D1に沿って配向処理することで形成された第１配向膜18が設けられている。この第１配向膜18は、画素４に対応したマトリクス状に設けられ、図示しないラビングローラにより第１配向処理方向D1に沿って擦られてラビングされる。ここで、ラビングローラの外周部には、ラビング布などの繊維状物質が設けられている。
【００２２】
そして、アレイ基板２は、図３に示す大型の矩形平板状の第１基板としての第１マザーガラスMG1上に薄膜トランジスタ５、着色層13、画素電極12および第１配向膜18などを成膜して、第１マザーガラスMG1と長手方向および幅方向が一致するようにマトリクス状に配設される。ここで、第１配向膜18のラビング方向である第１配向処理方向D1は、第１マザーガラスMG1の幅方向に沿っている。
【００２３】
一方、アレイ基板２の表面には、矩形平板状の対向基板21が対向して配設されている。この対向基板21は、略透明な矩形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板22を備えている。このガラス基板22のアレイ基板２に対向した側の一主面である表面の全面には、ＩＴＯにて構成されたコモン電極としての共通電極である対向電極28が積層されている。この対向電極28上には、ポリイミドを積層した後ラビングにより図２に示す第２配向処理方向D2に沿って配向処理することで形成された第２配向膜29が積層されている。この第２配向膜29は、図示しないラビングローラにより第２配向処理方向D2に沿って擦られてラビングされる。
【００２４】
さらに、対向基板21は、図３に示す大型の矩形平板状の第２基板としての第２マザーガラスMG2上に対向電極28および第２配向膜29などを成膜して、第２マザーガラスMG2と長手方向および幅方向が一致するようにマトリクス状に配設される。ここで、第２配向膜29のラビング方向である第２配向処理方向D2は、第２マザーガラスMG2の幅方向に沿っている。すなわち、第１配向処理方向D1と第２配向処理方向D2との交差角は、各マザーガラスMG1，MG2の貼り合わせ前で９０°となっている。
【００２５】
そして、対向基板21の第２配向膜29とアレイ基板２の第１配向膜18とが基板間隙材としての図示しないスペーサを介して所定の間隙である液晶封止領域Ａが形成されるように対向して配設されて熱硬化性樹脂などのシール材としての図示しない接着剤により貼り合わされている。さらに、この液晶封止領域Ａには、液晶組成物32が注入されて封止されて光変調層としての液晶層33が形成されている。この液晶層33は、正の誘電率異方性を有しており、第１配向膜18の配向方向から第２配向膜29の配向方向まで連続的に捩れたすなわちツイストした構造を有している。したがって、液晶パネル１における第１配向膜18の配向方向と第２配向膜29の配向方向とにより、液晶層33のツイスト角θＴが設定されている。
【００２６】
この結果、液晶パネル１は、各画素４の薄膜トランジスタ５をスイッチングして画素電極12に映像用信号を印加して液晶層33中の液晶組成物32の配向を制御することによって、アレイ基板２の着色層13を透過する光を変調することで所定の画像を視認可能にさせる。
【００２７】
次に、上記一実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００２８】
まず、図３に示す第１マザーガラスMG1上に成膜工程とパターニング工程とを繰り返して薄膜トランジスタ５、着色層13、画素電極12などをそれぞれ所定位置に形成し、第１配向膜18となるポリイミドを塗布する(第１配向膜塗布工程)。
【００２９】
同様に、図３に示す第２マザーガラスMG2上の所定位置に対向電極28などを形成し、第２配向膜29となるポリイミドを塗布する(第２配向膜塗布工程)。
【００３０】
次いで、第１マザーガラスMG1に塗布したポリイミドに対してラビングローラの外周部を接触させ、このラビングローラを回転させつつ第１マザーガラスMG1の幅方向に移動させて、第１配向処理方向D1に沿ってラビング処理を施し、第１配向膜18を形成する(第１配向処理工程)。
【００３１】
同様に、第２マザーガラスMG2に塗布したポリイミドに対してラビングローラの外周部を接触させ、このラビングローラを回転させつつ第２マザーガラスMG2の長手方向に移動させて、第２配向処理方向D2に沿ってラビング処理を施し、第２配向膜29を形成する(第２配向処理工程)。
【００３２】
この後、各マザーガラスMG1，MG2の表面に対して、水洗によるラビング後洗浄を行い、異物を除去する(洗浄工程)。
【００３３】
このラビング後洗浄が終了すると、液晶組成物32を注入する図示しない液晶注入口を除く対向基板21の第２配向膜29の周縁に沿ってシール材となる図示しない接着剤をそれぞれ塗布する(接着剤塗布工程)。
【００３４】
さらに、図３(a)、あるいは図３(b)に示すように、第２マザーガラスMG2の第２配向膜29を第１マザーガラスMG1の第１配向膜18に対向させ、第２マザーガラスMG2を、第１マザーガラスMG1に対してずらし角θでずらし、アライメントを施して圧着した後、接着剤を硬化させ、各マザーガラスMG1，MG2を貼り合わせる(貼り合わせ工程)。この結果、第１配向処理方向D1と第２配向処理方向D2との交差角が液晶層33のツイスト角θＴとして設定され、具体的に、図３(b)に示すように、ずらし角θを４°とした際にはツイスト角θＴが９４°に設定される。
【００３５】
ここで、第２マザーガラスMG2のずらし角θは、−５°≦θ≦５°とすることが好ましい。なお、θ＝０°の場合は、第１配向処理方向D1と第２配向処理方向D2との交差角をずらさないことになるので、このような場合は除く。
【００３６】
次いで、液晶注入口から液晶を注入し、この液晶注入口から液晶組成物32を注入して、この液晶組成物32を液晶封止領域Ａに介在させて液晶層33を形成する(液晶層形成工程)。
【００３７】
この後、液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封止する(注入口封止工程)。
【００３８】
そして、図４に示すように、貼り合せた各マザーガラスMG1，MG2を所定位置で分断し(分断工程)、図２に示す液晶パネル１が製造される。
【００３９】
このように、上記一実施の形態では、各マザーガラスMG1，MG2を、第１配向膜18と第２配向膜29とを対向させ、第１配向処理方向D1と第２配向処理方向D2とがツイスト角θＴで交差するように第１配向処理方向D1と第２配向処理方向D2との交差角をずらして貼り合わせる構成、すなわち、各配向処理工程の条件を変更せずに、貼り合わせ工程時に最適なツイスト角を設定する構成とした。
【００４０】
この結果、各マザーガラスMG1，MG2の配向処理方向を変化させることなく液晶層33を所定のツイスト角θＴに容易に設定でき、例えばマザーガラスの貼り合わせ前の各配向処理方向の交差角が所定のツイスト角となるように液晶パネルのツイスト角に応じて各ラビングローラの位置および角度を各マザーガラスに対して変更したり、各マザーガラスの位置および角度を各ラビングローラに対して各配向処理工程の条件を変更したりするなどの従来の場合と比較して、条件を再設定し直すことに起因する配向処理不良すなわちラビング不良を防止でき、液晶パネル１の歩留まりを向上できるとともに、各配向処理工程に要する時間すなわちタクト時間を短縮でき、製造コストを抑制できる。
【００４１】
また、液晶パネル１のツイスト角θＴを、配向処理方向を変更する従来の場合よりも微細な角度で設定でき、より適した光学設計条件を液晶パネル１に反映させることができる。
【００４２】
さらに、第１マザーガラスMG1を固定して第２マザーガラスMG2を第１マザーガラスMG1に対してずらしてこれら各マザーガラスMG1，MG2を貼り合わせることにより、液晶パネル１のツイスト角θＴを、より容易に微細設定できる。
【００４３】
なお、上記一実施の形態において、貼り合わせ工程にて、各マザーガラスMG1，MG2を貼り合わせる際に、各マザーガラスMG1，MG2のそれぞれをずらして貼り合わせても、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４４】
また、トップゲート型の薄膜トランジスタ５を用いた液晶パネル１について説明したが、ボトムゲート型あるいは逆スタガ型の薄膜トランジスタ５であっても対応させて用いることができる。
【００４５】
さらに、ＴＮ型の液晶層33を用いた液晶パネル１について説明したが、例えばＳＴＮ(Super-Twisted Nematic)型などの、所定のツイスト角を有する他の液晶層であっても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態の液晶表示装置を示す説明断面図である。
【図２】同上液晶表示装置の製造方法を示す説明平面図である。
【図３】(a)は同上液晶表示装置の第１基板と第２基板とのずれを示す説明平面図、(b)は同上液晶表示装置を示す第１基板と第２基板とのずれを示す説明平面図である。
【図４】同上液晶表示装置のカット工程を示す説明平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    液晶表示装置としての液晶パネル
18    第１配向膜
29    第２配向膜
33    液晶層
D1    第１配向処理方向
D2    第２配向処理方向
MG1   第１基板としての第１マザーガラス
MG2   第２基板としての第２マザーガラス
【図１】
2006317745.tif 000003
【図２】
2006317745.tif 000004
【図３】
2006317745.tif 000005
【図４】
2006317745.tif 000006