(57)【要約】【課題】シール層と基板との密着性を良好にすることができる液晶表示装置用基板を提供する。【解決手段】第１の基板１と、その第１の基板１に対向配置される第２の基板２と、それら基板１、２間に注入された液晶３と、前記第１の基板１と前記第２の基板２との間を接着すると共に前記液晶３を密封するシール層１４と、を有する液晶表示装置の前記一方の基板であって、該基板の対向面に、液晶分子１１のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜８，１０を形成し、該配向膜８，１０のうち前記シール層１４が接触するシール領域を、非疎水領域１４に形成したことにより、前記課題を解決した。【選択図】        図１
2004325525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板との間を接着すると共に前記液晶を密封するシール層と、を有する液晶表示装置の前記一方の基板であって、
該基板の対向面に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜のうち前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
前記配向膜が、疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、親水性領域であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項３】
前記配向膜が、フッ素系シリコーン樹脂又はポリイミド樹脂で形成された疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、前記フッ素系シリコーン膜又はポリイミド膜に親水基が付与された親水性領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項４】
前記非疎水領域の表面自由エネルギーが、４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項５】
第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板との間を接着すると共に前記液晶を密封するシール層と、を有する液晶表示装置の前記一方の基板の対向面に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜の前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した液晶表示装置用基板の製造方法であって、
前記一方の基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項６】
前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項７】
第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、第１の基板と第２の基板との間を接着すると共に液晶を密封するシール層と、を有する垂直配向方式の液晶表示装置において、
前記第１の基板の対向面および前記第２の基板の対向面には、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜がそれぞれ形成され、これら配向膜のうち前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記配向膜が、疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、親水性領域であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記配向膜が、フッ素系シリコーン樹脂またはポリイミド樹脂で形成された疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、前記フッ素系シリコーン膜またはポリイミド膜に親水基が付与された親水性領域であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
非疎水領域の表面自由エネルギーが、４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、第１の基板と第２の基板との間を接着すると共に液晶を密封するシール層と、を有し、前記第１の基板の内面および前記第２の基板の内面には、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜がそれぞれ形成され、これら配向膜のうち前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した垂直配向方式の液晶表示装置の製造方法であって、
第１の基板および第２の基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程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１２】
前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする請求項１１に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、液晶表示装置用基板、液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、テレビジョン画像やコンピュータ画像などを表示する液晶表示装置において、信頼性が高く、歩留まりがよい液晶表示装置用基板、液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型化や低電圧駆動が可能なので、各種の表示装置として広く使用されている。特に、各画素にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のアクティブスイッチ素子を組み込んだＴＮ型液晶表示装置は、ＣＲＴ並みの表示性能を発揮し、パーソナルコンピュータのディスプレイやテレビ等に用いられている。この液晶表示装置のなかに垂直配向方式の液晶表示装置が知られており、この垂直配向方式の液晶表示装置は、視野角が広く、コントラストや繊細等に優れる等という利点があり、種々の研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
この垂直配向方式の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルは、図８に示すように、第１の基板１０１と、これに対向する第２の基板１０２と、第１の基板１０１及び第２の基板１０２間に介在する液晶１０３とを備えた構造を有している（例えば、特許文献１参照。）。第２の基板１０２の内側面には、マトリックス状に配置された画素領域に画素電極及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の電極層１０４が形成され、さらにその電極層１０４上に配向膜１０５が形成されている。一方、第１の基板１０１の内側面には、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各画素を形成する着色層１０６が形成されていると共に、画素間の境界部を遮光する所定のパターンのブラックマトリクス層１０７が形成されている。これら着色層１０６及びブラックマトリクス層１０７上に保護膜１０８を介して透明電極１０９が形成され、さらにその透明電極１０９上に配向膜１１０が形成されている。
【０００４】
また、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に、プラスチックビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ等のビーズ状のスペーサー１１１が分散されて配置されており、セルギャップが一定の値となるように設計されている。
【０００５】
また、液晶表示パネル１００の両外側面、すなわち第１の基板１０１及び第２の基板１０２の外側面には偏光板（図示せず）が設けられると共に、第２の基板１０２側にバックライト（図示せず）が装着されている。そして、このバックライトから光を照射すると共に、電極層１０４及び透明電極１０９間の電圧を制御することにより、液晶の配列状態を制御してカラー画像を表示している。
【０００６】
こうした液晶表示パネルにおいては、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間の周縁部には、基板１０１，１０２を互いに接着する（シールする）と共に、液晶を基板間に密封するシール層１１２が設けられている。シール層１１２は、所定の間隔を隔てて対向させた第１の基板１０１と第２の基板１０２との周縁部に、液晶を注入するための注入口を残してシール材を例えば塗布し、そして、その注入口から液晶を第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に所定量注入した後、その注入口を閉塞するようにシール材を例えば塗布して形成されるものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２００３−０５７６３７号公報（図２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の液晶表示装置は、第１の基板の内表面（第２の基板と対向する面）および第２の基板の内表面（第１の基板と対向する面）に、それぞれ配向膜が設けられており、この配向膜を介してシール層によって基板が接着されると共に基板の周縁部が密封されている。しかし、配向膜は、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる膜であるので、基板の表面の大部分は撥水領域となる。このため、基板同士を貼りあわせる（接着する）シール層と基板との密着性がよくないことがあり得る。その結果、基板が剥がれ、信頼性が低下する要因となることが考えられる。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであって、シール層と基板との密着性を良好にすることができる液晶表示装置用基板及び液晶表示装置の提供、並びにコスト低減に効果的な液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置の製造方法の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための請求項１の液晶表示装置用基板は、第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板との間を接着すると共に前記液晶を密封するシール層と、を有する液晶表示装置の前記一方の基板であって、該基板の対向面に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜のうち前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、シール領域が非疎水性領域であるため、シール層と基板（配向膜）との密着性が良好となり、基板の接着強度が高くなる。よって、基板が剥がれ難く、信頼性が高く、歩留まりがよい、液晶表示装置用基板が得られることになる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置用基板において、前記配向膜が疎水性の膜であり、前記非疎水領域が親水性領域であることを特徴とする。この発明によれば、非疎水領域が親水性領域であるので、シール層と基板（配向膜）との密着性がより良好なものとなる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置用基板において、前記配向膜が、フッ素系シリコーン樹脂またはポリイミド樹脂で形成された疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、前記フッ素系シリコーン膜またはポリイミド膜に親水基が付与された親水性領域であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置用基板において、非疎水領域の表面自由エネルギーが４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする。これにより、非疎水領域は親水性の領域となるので、シール層と基板（配向膜）との密着性がより良好なものとなる。
【００１５】
また、前記課題を解決するための請求項５の液晶表示装置用基板の製造方法は、第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板との間を接着すると共に前記液晶を密封するシール層と、を有する液晶表示装置の前記一方の基板の対向面に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜の前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した液晶表示装置用基板の製造方法であって、前記一方の基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、シール領域を親水化処理することにより、親水性の非疎水領域を形成することができ、容易な工程によりシール層と基板との密着性を良好にすることができる。その結果、液晶表示装置用基板を効率的に製造することができ、コストダウンに寄与することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５に記載の液晶表示装置用基板の製造方法において、前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われるので、露光時の光触媒の作用により疎水性の配向膜膜を極めて容易に親水性の非疎水領域に変化させることができると共に、露光処理するだけで極めて容易に良好な密着性を有する表面を形成することができる。
【００１９】
また、前記課題を解決するための請求項７の液晶表示装置は、第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、第１の基板と第２の基板との間を接着すると共に液晶を密封するシール層と、を有する垂直配向方式の液晶表示装置において、前記第１の基板の対向面および前記第２の基板の対向面には、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜がそれぞれ形成され、これら配向膜の前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、シール領域が非疎水性領域であるため、シール層と基板（配向膜）との密着性が良好となり、基板の接着強度が高くなる。よって、基板が剥がれ難く、信頼性が高く、歩留まりがよい、液晶表示装置が得られることになる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記配向膜は、疎水性の膜であり、前記非疎水領域は、親水性領域であることを特徴とする。この発明によれば、非疎水領域は親水性領域であるので、シール層と基板（配向膜）との密着性がより良好なものとなる。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項７または請求項８に記載の液晶表示装置において、前記配向膜が、フッ素系シリコーン樹脂またはポリイミド樹脂で形成された疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、前記フッ素系シリコーン膜またはポリイミド膜に親水基が付与された親水性領域であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項７〜９の何れか１項に記載の液晶表示装置において、非疎水領域の表面自由エネルギーが４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする。これにより、非疎水領域は親水性の領域となるので、シール層と基板（配向膜）との密着性がより良好なものとなる。
【００２４】
前記課題を解決するための請求項１１の発明は、第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、第１の基板と第２の基板との間を接着すると共に液晶を密封するシール層と、を有し、前記第１の基板の内面および前記第２の基板の内面には、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜がそれぞれ形成され、これら配向膜の前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した垂直配向方式の液晶表示装置の製造方法であって、第１の基板および第２の基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、シール領域を親水化処理することにより、親水性の非疎水領域を形成することができ、容易な工程によりシール層と基板との密着性を良好にすることができる。その結果、液晶表示装置を効率的に製造することができ、コストダウンに寄与することができる。
【００２６】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法において、前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われるので、露光時の光触媒の作用により疎水性の配向膜膜を極めて容易に親水性の非疎水領域に変化させることができると共に、露光処理するだけで極めて容易に良好な密着性を有する表面を形成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置用基板、液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法について図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（液晶表示装置用基板、液晶表示装置）
図１は、本発明の液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。図２は、垂直配向方式の液晶表示装置において、基板間に電圧を与えたときの液晶分子のダイレクタの変化を示す模式図である。図２（ａ）は、電源オフ（Ｖ＝０）時において液晶分子のダイレクタが基板法線方向Ｙに配列している態様を示したものであり、図２（ｂ）は、液晶分子が傾き始める臨界電圧Ｖｃを与えたときの態様を示したものであり、図２（ｃ）は、液晶分子が十分に傾斜する飽和電圧Ｖｓａｔ  を与えたときの態様を示したものである。なお、ダイレクタとは、液晶分子の平均的配向方向を表す単位ベクトルのことである。
【００３０】
本発明の液晶表示装置は、図１および図２に示すように、第１の基板１と、第２の基板２と、これら対向する基板１，２間に注入された負の誘電率異方性の液晶３とを有する垂直配向方式の液晶表示装置である。本発明の液晶表示装置においては、第１の基板１及び第２の基板２が、カラーフィルター基板とデバイス（ＴＦＴ）基板の何れかを構成している。以下においては、第１の基板１をカラーフィルター基板として説明し、第２の基板２をデバイス基板として説明する。
【００３１】
第１の基板１は、ガラス基板又は透明プラスチック基板等からなる。第１の基板１の内表面（第２の基板２と対向する対向面）には、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の各画素を形成する着色層４と、漏れ光を遮蔽するためにその画素領域の周縁部に位置される所定のパターンのブラックマトリクス層５とが形成されている。このブラックマトリクス層５は、デバイス基板（第２の基板２）のＴＦＴ素子、走査配線や信号配線等のライン電極、その他光漏洩領域を覆うようにして配置されている。これらブラックマトリクス層５及び着色層４上に保護膜６を介して透明電極７が形成され、さらにその透明電極７上に配向膜８が形成されている。なお、本発明を構成するカラーフィルター基板である第１の基板１は、現在一般的に使用されている構成を有するものであれば特に限定されず、前記以外の構成を備えているものであっても構わない。
【００３２】
一方、デバイス基板である第２の基板２は、ガラス基板又は透明プラスチック基板等からなる。第２の基板２の内表面（第１の基板１と対向する対向面）上には、マトリックス状に配置された画素電極、薄膜電界トランジスタ（ＴＦＴ）素子及びライン電極等の透明の電極９が形成され、その電極９上には配向膜１０が形成されている。なお、本発明を構成するデバイス基板２は、現在一般的に使用されている構成を有するものであれば特に限定されず、前記以外の構成を備えているものであっても構わない。
【００３３】
電極７，９は、デバイス基板２にあっては画素電極であり、カラーフィルター基板１にあっては透明電極である。電極７，９の構成材料としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明電極が挙げられる。電極７，９の形成法については一般的な各種の方法を適用でき特に限定されないが、例えばスパッタ法により形成することができる。電極７，９の厚さは、約１００ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましい。
【００３４】
配向膜８，１０は、電源オフ時に液晶分子１１のダイレクタを基板法線方向Ｙに沿って配向させる配向膜が用いられる。この配向膜８，１０としては、例えば疎水性の膜等が用いられるが、もともと疎水性であるが親水化処理をすることにより親水性とすることができる膜であることが好ましい。
【００３５】
配向膜８，１０の形成材料としては、例えば、疎水膜形成用のフッ素系シリコーン樹脂、又は垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂等が挙げられる。疎水膜形成用のフッ素系シリコーン樹脂としては、例えば、東芝シリコーン製等の撥水膜形成用のフッ素系シリコーン樹脂等々の市販の感光性樹脂を例示できる。また、垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂としては、垂直配向用のポリイミド樹脂である日本合成ゴム製のＪＡＬＳ−６８８等々の市販の感光性樹脂を例示できる。
【００３６】
配向膜８、１０の厚さについては特に限定されないが、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。配向膜８、１０は、配向膜形成用の材料を基板の全面にスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段で塗布されて形成される。
【００３７】
また、液晶表示装置は、第１の基板１及び第２の基板２のうち少なくとも一方の基板、図示例では第１の基板１（透明電極７）上にセルギャップを一定に維持するためのスペーサー１２が形成されている。スペーサー１２は、プラスチックビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ等のビーズ状のスペーサーでもよいが、好ましくは、図１に示すように柱状のスペーサー１２がよい。
【００３８】
スペーサー１２の形状は、柱状であれば特に限定されず、例えば、円柱状、三角柱状、四角柱状、多角柱状等の柱状である。本発明におけるスペーサー１２の形状の柱状とは、スペーサー１２の高さ方向の断面が正方形を含む長方形に限定されず、台形又はひし形が含まれるものとする。すなわち、本発明におけるスペーサー１２の形状の柱状とは、スペーサー１２の水平断面（スペーサー１２の高さ方向に直交する方向の断面）が、円形、三角形、四角形、多角形等のどのような形状でもよく、縦断面（スペーサー１２の高さ方向の断面）が、正方形を含む長方形、台形又はひし形等の形状に形成されるものである。
【００３９】
スペーサー１２の形成位置は、ブラックマトリックス層５の上方の任意の箇所の透明電極７上である。スペーサー１２の大きさは、ブラックマトリックス層５の幅以下の寸法であることが好ましい。スペーサー１２の高さは、液晶表示装置に応じて任意に設定される。
【００４０】
スペーサー１２の形成材料としては、液晶表示装置に用いられているものであれば特に限定されず、例えばＪＳＲ株式会社製：ＮＮ−７７７、Ｎ−７８０などの感光性樹脂等である。スペーサー１２の形成方法については、一般的な各種の方法を適用でき特に限定されないが、例えば、フォトリソグラフィー、印刷、フィルムレーザー転写などの各種のスペーサーパターン形成方法等が挙げられる。
【００４１】
このスペーサー１２の側面には、制御膜１３が形成されている。
制御膜は、液晶分子１１のダイレクタをスペーサー１２の側面に沿って配列させる膜である。制御膜１３としては、液晶分子１１のダイレクタをスペーサー１２の側面に沿って配列させることができる膜であればどのような膜でもよく、例えば親水性の膜等が挙げられる。
【００４２】
制御膜１３は、例えば親水性膜形成用の材料をスペーサー１２の側面にスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段で塗布して形成してもよいが、好ましくは、前記配向膜８をスペーサー１２の側面にも形成し、この側面上の配向膜を親水化処理して制御膜１３とすることがよい。
【００４３】
このように、スペーサー１２の側面に制御膜１３を形成することにより、その側面近傍の液晶分子１１はダイレクタが側面に沿うように配列されるので、液晶分子１１のダイレクタが基板法線方向に沿って配列されない部分が少なくなり、特に液晶を黒表示にしたときに光漏れが起こり難くなる。
【００４４】
こうした液晶表示パネルにおいては、第１の基板１と第２の基板２との間の周縁部には、基板１，２を互いに接着する（シールする）と共に、液晶を基板１，２間に密封するシール層１４が設けられている。
【００４５】
シール層１４は、シール材を用いて形成されるが、その形成方法は、どのように行ってもよく、例えば、第１の基板の周縁部および／または第２の基板の周縁部にシール材を所定量例えば塗布して、これら第１の基板１と第２の基板２とを互いに対向して貼り合せることによりシール層１４を形成してもよい。また、第１の基板１と第２の基板２とを互いに対向させてから、これら基板１，２間の周縁部にシール材を注入して、シール層１４を形成するようにしてもよい。なお、シール層１４を形成する場合には、まず、液晶を注入するための注入口を残してシール層を形成し、その注入口から液晶を第１の基板１と第２の基板２との間に所定量注入した後、その注入口を閉塞するシール層を形成するようにすることが好ましい。
【００４６】
シール材としては、液晶表示装置に用いられているものであればどのようなものでもよく、例えば樹脂のシール材が用いられる。樹脂のシール材としては、例えば、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、等の１種または２種以上が用いられ、具体的には例えば、三井化学製のシール材ＸＮ−５Ａ等が用いられる。このシール材は、必要に応じて他の成分を含有してもよい。他の成分としては、カーボンブラック、樹脂被覆型カーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン、アニリンブラック、シアニンブラック等の微粒子、タルク、マイカ等の無機質充填剤、アミノシラン、エポキシシラン等のシランカップリング剤、セロソルブ、カルビトール類等の溶剤、イミダゾール類、トリフェニルホスヒンビシクロウンデセン、トリスジメチルアミノメチルフェノール等の硬化促進剤等が挙げられる。他の成分の含有量は、他の成分に応じて任意の範囲から決められる。
【００４７】
このシール層１４は、第１の基板１と第２の基板２との間の周縁部であって配向膜８，１０上に設けられている。このシール層１４が設けられている配向膜８，１０のシール領域（配向膜８，１０のうちシール層１４が接触する領域）が非疎水領域１５に形成されている。
【００４８】
なお、本発明においては、非疎水領域１５とは、配向膜の表面の大部分が撥水領域であるので、撥水性を示さない親水性領域かまたは撥水性が弱く、シール層１４と基板１，２（配向膜８，１０）との密着性が良好になる領域をいう。
【００４９】
また、第１の基板１の配向膜８のシール領域が非疎水領域１５に形成されていることにより、本発明の液晶表示装置用基板を構成することにもなる。また、第２の基板２の配向膜１０のシール領域が非疎水領域１５に形成されていることにより、本発明の液晶表示装置用基板をも構成することにもなる。
【００５０】
非疎水領域１５は、シール層１４と基板１，２（配向膜８，１０）との密着性を良好にすることができるならば特に限定されず、親水性を示す観点からその表面自由エネルギーが４０ｍＮ／ｍ以上であるでことが好ましい。非疎水領域１５としては、親水性の膜が好ましく、例えば疎水性の配向膜８，１０を親水化処理することによって得られた膜等である。
【００５１】
なお、本発明における表面自由エネルギーは、液滴法に基づいて、液晶の表面（または配向膜（傾斜領域を含む）の表面）上に水滴を滴下し、水滴と液晶等の表面との接触角度を測定し、この測定値から算出した値を示している。
【００５２】
液滴法は、図７に示すように、固体（液晶、配向膜、傾斜領域）の表面上に水滴を滴下した場合、水滴固液界面・水平線と、液滴端での接線と、の二つの線がなす角をθ１（接触角）とする。また、固液界面・水平線と、液滴頂点と液滴端とを結ぶ線と、の二つの線がなす角をθ２（測定角）とすると、測定角は接触角の二分の一の関係にあるので、簡単に接触角を測定することができる。
【００５３】
接触角θと、固体表面張力（γＳＶ）、固液界面張力（γＳＬ）、液体表面張力（γＬＶ）との間には下記のような関係式が成り立つ。
【００５４】
γＳＶ＝γＬＶｃｏｓθ＋γＳＬ
この式により算出されるγＳＬが本発明における表面自由エネルギーである。
【００５５】
非疎水領域１５は、どのように形成してもよく、例えば親水性膜形成用の材料をシール領域となる基板１，２上にスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段で塗布して形成してもよいが、好ましくは、前記配向膜８，１０を形成した後、この配向膜８，１０のシール領域を親水化処理して非疎水領域１５とすることがよい。
【００５６】
すなわち、親水化処理可能な配向膜形成用樹脂を第１の基板１の透明電極７及び第２の基板２の電極９の表面にスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段で塗布して配向膜８，１０を形成し、その後、シール領域に親水化処理を施すことにより非疎水領域１５を形成することができる。そうした親水化処理方法としては、例えば後述するように、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理を好ましく挙げることができる。このように、通常行われている配向膜の形成を行った後に、その配向膜の一部であるシール領域を親水化処理する工程を増やすだけで、非疎水領域１５を形成することができるので、製造コストの抑制や生産効率よく非疎水領域の形成を行える。
【００５７】
非疎水領域１５は、シール領域の全領域に形成してもよいし、シール領域の一部に形成するようにしてもよい。非疎水領域１５をシール領域の一部に形成する場合には、その形成範囲、形成箇所及び形状は、シール層１４と基板１，２との密着性が良好となる範囲等から任意に決定される。
【００５８】
なお、シール領域は、図示例では基板１，２の周縁部であったが、これに限定されるものではなく、基板１，２の周縁部近傍であってもよいし、その他の箇所であってもよい。
【００５９】
このように、シール領域が非疎水性領域１５として形成されていることにより、シール領域が撥水領域となることはないので、シール層１４と基板１，２（配向膜８，１０）との密着性が良好となり、基板１，２の接着強度が高くなる。
【００６０】
以上のように、本発明は、シール領域が非疎水性領域１５であるため、基板１，２が剥がれ難いので、信頼性が高く、歩留まりがよい、液晶表示装置用基板及び液晶表示装置が得られることになる。
【００６１】
（液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置の製造方法）
次に、液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置の製造方法について説明する。本発明の液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置の製造方法は、上述した構成からなる液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置の製造方法であって、その特徴は、▲１▼第１の基板の内表面（例えばカラーフィルター基板の表面）および第２の基板の内表面（例えばデバイス基板の表面）に、親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、▲２▼その配向膜のシール領域を置換して非疎水領域である親水性領域を形成する工程、を有することにある。なお、液晶表示装置を製造するためのその他の製造工程、例えば図１に示すような着色層４、ブラックマトリクス層５、透明電極層７、ＴＨＴ素子等の電極９等の形成工程については従来公知の方法と同様である。
【００６２】
前記▲１▼の工程において、親水化処理可能な配向膜を形成するための樹脂としては、上述した疎水膜形成用のフッ素系シリコーン樹脂又は垂直配向膜形成用のポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、基板の全面にスピンコート等の塗布手段や各種の印刷手段で塗布される。
【００６３】
上記▲２▼の工程において、シール領域を親水化処理する手段は、図３に示すように、（ｉ）  シール領域である疎水性の配向膜２０を光触媒層２１を有するマスク２２で露光することにより、露光された部分のみを親水性領域（非疎水領域）２３を形成する方法、図４に示すように、（ｉｉ）光触媒を含有する疎水性樹脂をコーティングして光触媒含有配向膜３０を形成した後、シール領域を露光することにより、露光されたシール領域のみを親水化して親水性領域３１を形成する方法、等を挙げることができる。
【００６４】
上記（ｉ）工程においては、疎水性の配向膜２０として、上述したフッ素系シリコーン被膜やポリイミド被膜を挙げることができる。光触媒層２１を有するマスクを利用した処理は、図３に示すように、先ず、マスクパターン２４が形成された基板２５上に光触媒層２１を形成したマスク２２と、疎水性の配向膜２０が形成された第１の基板及び第２の基板を準備する（図３（ａ））。その光触媒層２１を有するマスク２２と疎水性の配向膜２０とを所定の間隔を隔てると共に露光光がシール領域に照射されるように対向させ（図３（ｂ））、そこに露光光２６を照射することにより（図３（ｃ））、親水性領域２３を形成する処理方法（親水化処理方法）である（図３（ｄ））。マスクパターン２４は、例えば、図５（ｂ）に示すように、矩形状であって、その一方の長辺部の中央部が液晶の注入口となるべく外側にほぼ直角に延材させた形状のマスク開口部４０により形成されたもの等が用いられる。すなわち、そのマスク開口部４０は、形成されるシール層１４の形状及び大きさに応じて形成される。例えば、シール層が、図５（ａ）に示すように、ほぼ矩形状に形成される場合には、マスク開口部４０は、例えば、図５（ｂ）に示すように、そのシール層１４を包含するような大きさ及び形状に形成することが好ましい。
【００６５】
光触媒層２１は、バインダー中に光触媒である酸化チタンを含有させたものである。酸化チタンは、アナターゼ型のものが好ましく、また、バインダー中に２０〜４０重量％の割合で含有させることが好ましい。酸化チタンの平均粒径はおよそ５〜２０μｍであることが好ましい。酸化チタンの代わりに、ＺｎＯなどを光触媒として用いてもよい。こうした光触媒層２１に例えば３８０ｎｍ以下の露光光が照射されることにより、光触媒粒子内で光電気化学反応が起こり、露光されたシール領域の側鎖を−ＯＨ基に置換させることができる。その結果、シール領域を親水性領域２３に変化させることができる。
【００６６】
また、マスク２２と疎水性のシール領域（配向膜２０）との間隔は、光触媒反応により生じた活性酸素種等をその隙間に容易に発生させ、作用させて、シール領域を親水性領域２３に変化させることができる間隔であることが好ましく、およそ５〜２０μｍの間隔となるように配置することが好ましい。
【００６７】
上記（ｉｉ）工程においては、疎水性の配向膜（シール領域を含む）として、上述した光触媒を含有するフッ素系シリコーン被膜やポリイミド被膜を挙げることができる。非疎水領域である親水性領域の形成は、図４に示すように、先ず、基板３２上にマスクパターン３３が形成されたマスク３４と、光触媒を含有する疎水性の配向膜３０が形成された第１の基板及び第の基板２を準備する（図４（ａ））。そのマスク３４と、光触媒を含有する疎水性の配向膜３０とを所定の間隔を隔てると共に露光光がシール領域に照射されるように対向させ（図４（ｂ））、そこに露光光３５を照射することにより（図４（ｃ））、親水性領域３１を形成する方法（親水化処理方法）である（図４（ｄ））。マスクパターン３３は、例えば、図５（ｂ）に示すように、矩形状であって、その一方の長辺部の中央部が液晶の注入口となるべく外側にほぼ直角に延材させた形状のマスク開口部４０により形成されたもの等が用いられる。すなわち、そのマスク開口部４０は、形成されるシール層１４の形状及び大きさに応じて形成される。例えば、シール層が、図５（ａ）に示すように、ほぼ矩形状に形成される場合には、マスク開口部４０は、例えば、図５（ｂ）に示すように、そのシール層１４を包含するような大きさ及び形状に形成することが好ましい。
【００６８】
疎水性の配向膜３０は、バインダー中に光触媒である酸化チタンを含有させたものである。酸化チタンは、上記同様、アナターゼ型のものが好ましく、また、バインダー中に２０〜４０重量％の割合で含有させることが好ましい。酸化チタンの平均粒径はおよそ５〜２０μｍであることが好ましい。酸化チタンの代わりに、ＺｎＯなどを光触媒として用いてもよい。こうした疎水性の配向膜３０に例えば３８０ｎｍ以下の露光光３５が照射されることにより、含有する光触媒粒子内で光電気化学反応が起こり、シール領域の側鎖を−ＯＨ基に置換させることができる。その結果、シール領域を親水性領域３１に変化させることができる。また、マスク３４とシール領域（配向膜３０）との間隔についても、上記（ｉ）の場合と同様である。なお、（ｉ）の工程と（ｉｉ）の工程とを比べると、（ｉ）の工程をより好ましく適用することができる。
【００６９】
図６は、疎水性の配向膜の一部（シール領域）が親水性領域に変化する表面反応の一例を示す説明図である。図６（ａ）は、疎水性の配向膜表面の側鎖に活性酸素種等がアタックし、その側差の結合を切断する様子を示しており、図６（ｂ）は、切断された部位に水酸基が結合して親水性に変化する様子を示している。
【００７０】
図６の表面反応を生じさせる処理に際しては、疎水性の配向膜と光触媒層を有するマスクとを、所定の間隔（例えば５〜２０μｍ）で配置することが好ましい。疎水性の配向膜と光触媒層を有するマスクとを所定の間隔に配置することにより、光触媒反応により生じた活性酸素種等をその隙間に容易に発生させることができる。活性酸素種等としては、光触媒粒子内での光電気化学反応に基づいて生じる活性酸素又は活性水酸基が挙げられ、それらの活性酸素種等が図６に示す側鎖（例えばアルキル側鎖）にアタックし、その側差の結合が切断される。側鎖が切断された部分には、その活性酸素種等が入れ替わって結合し、図６（ｂ）に示す親水性に変化する。
【００７１】
以上のように、本発明の液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置の製造方法は、極めて容易な工程によりシール層と基板との密着性を良好にする非疎水性領域を形成することができるので、液晶表示装置用基板及び液晶表示装置を効率的に製造することができ、コストダウンに寄与することができる。
【００７２】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。
【００７３】
（実施例１）
＜カラーフィルター基板側の非疎水領域の形成工程＞
先ず、透明電極７としてＩＴＯが形成されたカラーフィルター基板１を準備し、その透明電極７上に、親水化処理可能な疎水性樹脂組成物（垂直配向用のポリイミド樹脂組成物、日本合成ゴム製、ＪＡＬＳ−６８８）をスピンコートし、厚さ６０ｎｍの疎水性の配向膜８を形成した。
【００７４】
次に、その疎水性の配向膜８上に、光触媒層２１を有するマスク２２を、約２０μｍの間隔を保持するように配置し、その後波長２００〜３７０ｎｍの紫外線でシール領域及びその近傍を露光処理した。露光された部分（シール領域）は、疎水性の膜から表面自由エネルギー４０ｍＮ／ｍの親水性領域１５に変化した。
【００７５】
なお、マスク２２は、基板２５上にクロム薄膜からなる図５（ｂ）に示すマスクパターン２４が形成され、さらにそのマスクパターン２４上にアナターゼ型酸化チタン粒子を光触媒として含有する厚さ０．０５〜０．５μｍの光触媒層２１が形成されている。この光触媒層２１は、バインダー樹脂（シリコーン樹脂）中に酸化チタン粒子が約１０〜１００重量％含有されている。なお、酸化チタン１００重量％とは、酸化チタンのみで光触媒層３４を形成した場合である。
【００７６】
こうして、カラーフィルター基板１の透明電極７上の疎水性の配向膜８のシール領域を、親水性領域１５に変化させたカラーフィルター基板を形成した。
【００７７】
＜デバイス基板側の非疎水領域の形成工程＞
先ず、画素電極９としてＩＴＯが形成されたデバイス基板２を準備し、その画素電極９上に、親水化処理可能な疎水性樹脂組成物（垂直配向用のポリイミド樹脂組成物、日本合成ゴム製、ＪＡＬＳ−６８８）をスピンコートし、厚さ６０〜１００μｍの疎水性の配向膜１０を形成した。
【００７８】
次に、その疎水性の配向膜１０上に、光触媒層２１を有するマスク２２を、約１０〜２５μｍの間隔を保持するように配置し、その後波長２００〜３７０ｎｍの紫外線でシール領域を露光処理した。露光された部分（シール領域）は、疎水性の膜から表面自由エネルギー４０ｍＮ／ｍの親水性領域１５に変化した。
【００７９】
なお、マスク２２は、基板２５上にクロム薄膜からなる図５（ｂ）に示すマスクパターン２４が形成され、さらにそのマスクパターン２４上にアナターゼ型酸化チタン粒子を光触媒として含有する厚さ０．０５〜０．５μｍの光触媒層２１が形成されている。光触媒層２１を構成する光触媒の種類や配合量は、上述のカラーフィルター基板用のマスクと同様な構成とした。
【００８０】
こうして、デバイス基板２の画素電極９上の疎水性の配向膜１０のシール領域を、親水性領域１５に変化させたデバイス基板を形成した。
【００８１】
＜液晶表示装置＞
前記の方法により形成されたカラーフィルター基板とデバイス基板を一定距離で対向させ、これら基板の周縁部を、液晶を注入するための注入口を残してシール材によりシール層を形成した。その注入口から所定量の液晶を基板間に注入して液晶を形成した後、その注入口にシール材によりシール層を形成して、液晶を基板間に密封した。この液晶表示装置は、シール領域が親水性領域であるため、シール層と基板（配向膜）との密着性が良好となり、基板の接着強度が高く、基板が剥がれ難かった。
【００８２】
（実施例２）
実施例１において、親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する樹脂組成物として、撥水性のフッ素系シリコーン樹脂（東芝シリコーン製、ＴＳＬ８２３３及びＴＳＬ８１１４）を用いた他は、実施例１と同様にした。この液晶表示装置は、上述した同様にシール領域が親水性領域であるため、シール層と基板（配向膜）との密着性が良好となり、基板の接着強度が高く、基板が剥がれ難い液晶表示装置となった。
【００８３】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置用基板及び液晶表示装置によれば、シール領域が非疎水領域であるため、シール層と基板との密着性が良好となり、基板の接着強度が高くなる。よって、基板が剥がれ難く、信頼性が高く、歩留まりがよい液晶表示装置用基板及び液晶表示装置が得られる。
【００８４】
本発明の液晶表示装置用基板の製造方法及び液晶表示装置の製造方法によれば、シール領域を親水化処理することにより、親水性の非疎水領域を形成することができ、容易な工程によりシール層と基板との密着性を良好にすることができる。その結果、液晶表示装置用基板及び液晶表示装置を効率的に製造することができ、コストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置用基板及び液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】垂直配向方式の液晶表示装置において、基板間に電圧を与えたときの液晶分子のダイレクタの変化を示す模式図である。
【図３】光触媒を用いた非疎水領域の形成方法の一例を示す説明図である。
【図４】光触媒を用いた非疎水領域の形成方法の他の一例を示す説明図である。
【図５】シール層の形状の一例及びマスクパターンの一例を示す図である。
【図６】疎水性の高分子膜が親水性に変化する表面反応の一例を示す説明図である。
【図７】液滴法における接触角と表面張力との関係を示す説明図である。
【図８】従来の液晶表示装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１    第１の基板
２    第２の基板
３    液晶
４    着色層
５    ブラックマトリクス層
６    保護膜
７    透明電極
８    配向膜
９    電極
１０  配向膜
１１  液晶分子
１２  スペーサー
１３  制御膜
１４  シール層
１５  非疎水領域
Ｙ  基板法線方向
【図１】
2004325525.tif 000003
【図２】
2004325525.tif 000004
【図３】
2004325525.tif 000005
【図４】
2004325525.tif 000006
【図５】
2004325525.tif 000007
【図６】
2004325525.tif 000008
【図７】
2004325525.tif 000009
【図８】
2004325525.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月14日(2003.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜のうち液晶を密封するシール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
前記配向膜が、疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、親水性領域であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項３】
前記配向膜が、フッ素系シリコーン樹脂又はポリイミド樹脂で形成された疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、前記フッ素系シリコーン膜又はポリイミド膜に親水基が付与された親水性領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項４】
前記非疎水領域の表面自由エネルギーが、４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項５】
基板に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜のうち液晶を密封するシール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した液晶表示装置用基板の製造方法であって、
前記基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程を含むことを特徴とする液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項６】
前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置用基板の製造方法。
【請求項７】
第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、第１の基板と第２の基板との間を接着すると共に液晶を密封するシール層と、を有する垂直配向方式の液晶表示装置において、
前記第１の基板の対向面および前記第２の基板の対向面には、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜がそれぞれ形成され、これら配向膜のうち前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記配向膜が、疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、親水性領域であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記配向膜が、フッ素系シリコーン樹脂またはポリイミド樹脂で形成された疎水性の膜であり、前記非疎水領域が、前記フッ素系シリコーン膜またはポリイミド膜に親水基が付与された親水性領域であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
非疎水領域の表面自由エネルギーが、４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
第１の基板と、その第１の基板に対向配置される第２の基板と、それら基板間に注入された液晶と、第１の基板と第２の基板との間を接着すると共に液晶を密封するシール層と、を有し、前記第１の基板の内面および前記第２の基板の内面には、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜がそれぞれ形成され、これら配向膜のうち前記シール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した垂直配向方式の液晶表示装置の製造方法であって、
第１の基板および第２の基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程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１２】
前記親水化処理が、光触媒層を有するマスクを用いた露光処理により行われることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための請求項１の液晶表示装置用基板は、基板に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜のうち液晶を密封するシール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成したことを特徴とする。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、前記課題を解決するための請求項５の液晶表示装置用基板の製造方法は、基板に、液晶分子のダイレクタを基板法線方向に沿って配列させる配向膜を形成し、該配向膜のうち液晶を密封するシール層が接触するシール領域を、非疎水領域に形成した液晶表示装置用基板の製造方法であって、前記基板に親水化処理可能な疎水性の配向膜を形成する工程、および、前記シール領域を親水化処理して親水性の非疎水領域を形成する工程を含むことを特徴とする。