(57)【要約】【課題】液晶表示パネル製造時のＯＤＦ工程後の封着工程等で発生する液晶の漏れや液晶へのシール材の溶出による汚染を抑制した液晶表示パネルの製造方法を提供する。【解決手段】一対の基板１ａ，１ｂを準備する工程、一対の基板にそれぞれ、表示エリアＡの領域が液晶に対する塗れ性が高い表面状態を有する高塗れ性部２１、表示エリアからその外周のシール部までの表示外周エリアＢの領域が液晶に対して前記高塗れ性部に比べて塗れ性が低い表面状態を有する低塗れ性部２２からなる配向膜２ａ，２ｂを形成する工程と、一対の基板のいずれか一方の表示外周エリアの周縁部のシール部にシール材４を形成する工程と、一対の基板のいずれか一方の表示エリアに液晶３を滴下する工程と、大気圧より低い気圧下で前記シール材及び液晶が内側になるように一対の基板を貼り合わせる工程と、低気圧下又は大気開放後に前記シール材を硬化させる工程とを備えた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板を準備する工程と、
一対の基板にそれぞれ、表示エリアの領域が液晶に対する塗れ性が高い表面状態を有する高塗れ性部、表示エリアからその外周のシール部までの表示外周エリアの領域が液晶に対して前記高塗れ性部に比べて塗れ性が低い表面状態を有する低塗れ性部からなる配向膜を形成する工程と、
一対の基板のいずれか一方の表示外周エリアの周縁部のシール部にシール材を形成する工程と、
一対の基板のいずれか一方の表示エリアに液晶を滴下する工程と、
大気圧より低い気圧下で前記シール材及び液晶が内側になるように一対の基板を貼り合わせる工程と、
前記低気圧下又は大気開放後に前記シール材を硬化させる工程と、
を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
配向膜を形成する工程において、各基板について、
表示エリアの領域又は表示エリア及び表示外周エリアを含む全領域に、ラビングによる配向処理によりホモジニアス配向の配向特性となる配向膜を塗布してラビングを行い、
次に、表示外周エリアの領域に、ホメオトロピック配向の配向特性を有する配向膜を塗布する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
配向膜を形成する工程において、各基板について、
表示エリア及び表示外周エリアを含む全領域に、配向膜を塗布してラビングを行い、
表示外周エリアの領域だけにＵＶ光を所定量照射するＵＶ処理を施す、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示パネルの製造方法、特にＯＤＦ(One Drop Fill)工程後の封着工程中等における液晶の広がり速度の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型パネルの製造では基板の配向処理、組立処理を完了後、バッチ処理にて液晶を注入する方式が主に用いられている。この際の液晶注入はＯＤＦ方式も適用可能である。
【０００３】
しかしながら、小型パネルは大型パネルに比べ、表示エリアの面積が絶対的に小さく、液晶を滴下する場所から周辺シール材位置までの距離を確保できない。そのため、滴下した液晶がＯＤＦの工程中に広がり、シール材に接触し、シール材から液晶中への不純物の溶出が発生したり、液晶がシール材外部に漏れてしまう等の不具合が発生することがある。また、大型パネルでも、シール材硬化前に液晶がシールと接触するのを避けるため、液晶の滴下位置を周辺シール材から離れた表示エリア中央部付近に集中させることもある。
【０００４】
一方、液晶の注入時間を短縮することを目的として、一対の基板を貼り合わせて貼合せ基板を作製し、互いに異なる表面張力を有する複数種類の液晶を表面張力の大きい液晶から順に貼合せ基板内に注入し、注入された複数種類の液晶を貼合せ基板内で混合させるものがある(例えば下記特許文献１参照)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６１６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、特に小型パネルの製造においてＯＤＦ(滴下注入)方式にて液晶の注入を行う場合、通常、ホモジニアス配向させた配向膜ではポリイミド(ＰＩ)と液晶の濡れ性がよく液晶の広がる速度が速いため、シール材をＵＶ硬化させる前に液晶がシール材に接触し、シール材から不純物が溶出したり液晶がシール材外部に漏れてしまう等の不具合が発生するという課題があった。
【０００７】
この発明は、液晶表示パネル製造時のＯＤＦ工程後、シールを硬化させるまでの間に発生する液晶の漏れや液晶へのシール材の溶出による汚染を抑制した液晶表示パネル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】
【０００８】
この発明は、一対の基板を準備する工程と、一対の基板にそれぞれ、表示エリアの領域が液晶に対する塗れ性が高い表面状態を有する高塗れ性部、表示エリアからその外周のシール部までの表示外周エリアの領域が液晶に対して前記高塗れ性部に比べて塗れ性が低い表面状態を有する低塗れ性部からなる配向膜を形成する工程と、一対の基板のいずれか一方の表示外周エリアの周縁部のシール部にシール材を形成する工程と、一対の基板のいずれか一方の表示エリアに液晶を滴下する工程と、大気圧より低い気圧下で前記シール材及び液晶が内側になるように一対の基板を貼り合わせる工程と、前記低気圧下又は大気開放後に前記シール材を硬化させる工程と、を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、表示エリアの配向膜表面状態に対して、表示エリアとシール材の間の配向膜表面状態を異質にすることで液晶が広がるスピードを遅くさせ、液晶の漏れや液晶へのシール材の溶出による汚染を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明について説明する。まず、液晶の広がりは液晶の表面張力、配向膜と液晶の濡れ性、外圧、滴下する液晶量(ガラスの歪による応力)、ＯＤＦプロセス中の真空度などにより決まる。通常、滴下する液晶量やプロセス中の真空度は、製品仕様上の観点からほぼ一定に保たれている。
【００１１】
図１に液晶注入工程中の液晶の状態を模式した断面図を示す。１ａ、１ｂは一方が表示制御部品としてデータラインやゲートライン等の信号配線、データラインとゲートラインとの交差部のＴＦＴやピクセル電極等(共に図示省略)を形成したＴＦＴ−アレイ基板、他方が表示制御部品としてカラーフィルタ、共通電極、ブラックマトリックス等(共に図示省略)を形成したカラーフィルタ基板からなる一対のそれぞれガラス基板からなる第１基板と第２基板、２ａ，２ｂはこれらの第１基板１ａと第２基板１ｂに形成されたそれぞれの配向膜、３は液晶、４はシール材を示す。
【００１２】
液晶３は図１の左側に滴下され、真空チャンバ(図示省略)での大気開放時の圧力差および各種張力の影響により、図１の左側より右側に広がっていく。ここで、γｗは液晶３の表面張力、例えばγｗｓは液晶３と配向膜２ａ界面の張力、γｓは配向膜２ａの表面張力、θは液晶３の配向膜２ａに対する接触角を示している(配向膜２ｂ側も同様)。また液晶３の圧力をＰＬＣ、液晶が広がっていない領域の圧力をＰｅとし、Ｐｅは真空チャンバ内で真空状態を理想とする大気圧より低い低気圧下(以下単に真空状態と記す)で両基板１ａ，１ｂが貼り合わされるためほぼ真空に近い値となっている。
【００１３】
液晶表示パネルが真空チャンバ内で大気開放された状態においては、上記張力は下記の式(１)のような関係が成り立っている。
【００１４】
γｓ＝γｗｓ＋γｗｃｏｓθ          (１)
【００１５】
つまり、液晶３の広がるスピードは、液晶３の圧力をＰＬＣや液晶が広がっていない領域の圧力をＰｅ以外に、γｓの影響を受ける。従って液晶３の表面張力γｗや液晶と配向膜２ａ界面の張力γｗｓ、及び接触角θによっても液晶３の移動スピードは変化する。
【００１６】
以上の考察から、表示エリアと、表示エリアからその外周のシール材を塗布するシール部までの表示外周エリアの配向状態を変える、もしくは表示外周エリアの配向膜に特別な表面処理を施すことにより、表示外周エリアでの液晶３の広がる速度を遅くし、硬化前のシール材４からの液晶３中への不純物混入や液晶３がシール材４外部に漏れる現象を抑制または防止することができる。
【００１７】
一般にホモジニアス配向させた配向膜と液晶の接触角は、ホメオトロピック配向させた配向膜の接触角と比較して小さく、濡れ性が良いことが知られている。そこで、例えば図２に示すように、ホモジニアス配向させる配向膜を使用する液晶表示パネル(たとえば、ＩＰＳ(In-Plane Switching)やＴＮ(Twisted Nematic))の場合、表示エリアＡをホモジニアス配向する配向膜とし、配向処理(たとえばラビング)を行った後、ホメオトロピック配向する配向膜を表示外周エリアＢに塗布することにより、表示エリアＡは望む特性を得ながら、表示外周エリアＢの液晶の広がる速度を遅くし、液晶がシール材と接触し、硬化前のシール材からの液晶への不純物の混入や液晶がシール材外部に漏れ出る現象をなくすことができる。
【００１８】
その他、表示外周エリアＢの配向膜の表面に液晶の濡れ性を悪くするような表面処理することによっても、同様の効果を得ることができる。
【００１９】
実施の形態１．
図３〜図８はこの発明の一実施の形態による液晶表示パネルの製造方法の手順を概略的に示した断面図である。なお図３〜図８は液晶表示パネル１つ分を示したもので、一般には、複数個分の大きさの基板で同時に複数の液晶表示パネルを製造して後で分離する。以下これに従って概略的に製造手順を説明する。
【００２０】
最初に図１に示すように、一方が表示制御部品として例えばデータラインやゲートライン等の信号配線、データラインとゲートラインとの交差部のＴＦＴやピクセル電極等(共に図示省略)を形成したＴＦＴ−アレイ基板、他方が表示制御部品として例えばカラーフィルタ、共通電極、ブラックマトリックス等(共に図示省略)を形成したカラーフィルタ基板からなる一対のそれぞれガラス基板からなる第１基板１ａと第２基板１ｂを準備する。なお、第１基板１ａ及び第２基板１ｂに形成されている表示制御部品は上記のものに限定されるものではい。
【００２１】
そして図４に示すように、第１基板１ａと第２基板１ｂにそれぞれ配向膜２ａ，２ｂを形成する。配向膜２ａ，２ｂはそれぞれ、表示エリアＡの領域の、液晶３に対する塗れ性が高い表面状態を有する高塗れ性部２１、表示外周エリアＢの領域の、液晶３に対して高塗れ性部２１に比べて塗れ性が低い低塗れ性部２２からなる。
【００２２】
そして図５に示すように、例えば第１基板１ａの配向膜２ａ上の表示外周エリアＢの周縁部であるシール部に、例えば紫外線硬化型のシール材４を塗布する。そして配向膜２ａ上の表示エリアＡには液晶３を滴下注入する。なお、シール材４の塗布と液晶３の滴下は第１基板１ａと第２基板１ｂのいずれに行ってもよく、またシール材４の塗布と液晶３の滴下を別々の基板に行ってもよい。
【００２３】
そして図６に示すように、第１基板１ａと第２基板１ｂを真空チャンバ１０内に入れてチャンバ内を真空にする。
【００２４】
そして図７に示すように、第１基板１ａと第２基板１ｂをシール材４と液晶３が内側になるように貼り合わせる。この時、第１基板１ａと第２基板１ｂの間には図示は省略したがスペーサが設けられている。これにより液晶３は、張り合わされた第１基板１ａと第２基板１ｂの間の隙間に拡がる。この際、上述のように表示外周エリアＢでは配向膜２ａ，２ｂが低塗れ性部２２になっているため、液晶３の拡がる速度が遅くなり、すぐにはシール材４に到達せず、真空部５(実際には真空に近い圧力部分)が発生する。
【００２５】
そしてこの状態でシール材４にＵＶ光を照射して硬化させて封着し、その後、真空チャンバ１０を大気開放することで、液晶３は圧力差により図８に示すように真空部５を埋めてシール材４に到達し、第１基板１ａと第２基板１ｂの間の隙間に完全に充填される。なお、シール材４の硬化は、真空チャンバ１０の大気開放後であってもよい。
【００２６】
このように、液晶３がシール材４に到達、接触する時間を遅らせることで、硬化前のシール材４から液晶３中への不純物混入や液晶３がシール材４外部に漏れる現象を抑制または防止することができる。
【００２７】
以下に、第１基板１ａと第２基板１ｂに高塗れ性部２１と低塗れ性部２２を形成する実施例を説明する。第１実施例として、図４に示す配向膜２ａ，２ｂ形成の際、すでに述べたように、マスク処理を利用して、最初に表示エリアＡの領域に、ラビングによる配向処理によりホモジニアス配向の配向特性となる配向膜を塗布してラビングを行い、次に、表示外周エリアＢの領域にホメオトロピック配向の配向特性を有する配向膜を塗布する。また、表示エリアＡ及び表示外周エリアＢを含む全領域に、ホモジニアス配向の配向特性となる配向膜を塗布してラビングを行い、次に、表示外周エリアＢの領域だけにホメオトロピック配向の配向特性を有する配向膜を塗布してもよい。
【００２８】
また、第２実施例として、図４に示す配向膜２ａ，２ｂ形成の際、最初に表示エリアＡ及び表示外周エリアＢを含む全領域に、配向膜を塗布してラビングを行う。次に、マスクを利用して、表示外周エリアＢの領域だけＵＶ光を照射するＵＶ処理を施す。配向膜にＵＶ処理を施すと一旦、塗れ性の目安となる接触角θが小さくなるが照射量を増大(例えば数千〜数万ｍＪ／ｃｍ２)させると接触角θは高くなる。
【００２９】
なお、シール材４はＵＶ硬化型に限定されず、他の種類の光により硬化する光硬化型のものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】液晶注入工程中の液晶の状態を模式した断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態による液晶表示パネルの製造方法における配向膜の形成方法を説明するための図である。
【図３】この発明の一実施の形態による液晶表示パネルの製造方法の手順を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。
【図５】図４に続く液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。
【図６】図５に続く液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。
【図７】図６に続く液晶表示パネルの製造工程を示す断面図である。
【図８】図７に続く液晶パネルセルの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ａ  第１基板、１ｂ  第２基板、２ａ，２ｂ  配向膜、３  液晶、４  シール材、５  真空部、１０  真空チャンバ、２１  高塗れ性部、２２  低塗れ性部、Ａ  表示エリア、Ｂ  表示外周エリア、θ  接触角。
【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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【図７】
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【図８】
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