(57)【要約】【課題】  薄くかつ均一な配向膜を形成でき、また、ラビング処理後に基板の表面に残存する塵を確実に除去し、液晶の封入速度を向上させることができる液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】  電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶表示素子の製造方法であって、電極が形成された基板の表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理が施された基板のプラズマ処理面に配向膜を形成する工程とを有する液晶表示素子の製造方法【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶表示素子の製
造方法であって、
電極が形成された基板の表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理が施された
基板のプラズマ処理面に配向膜を形成する工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶表示素子の製
造方法であって、
電極及び配向膜が形成された基板にラビング処理を施す工程と、前記ラビング処理が施さ
れた基板のラビング処理面にプラズマ処理を施す工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶表示素子の製
造方法であって、
電極が形成された基板の表面にプラズマ処理を施す工程と、前記プラズマ処理が施された
基板のプラズマ処理面に配向膜を形成する工程と、電極及び配向膜が形成された基板にラ
ビング処理を施す工程と、前記ラビング処理が施された基板のラビング処理面にプラズマ
処理を施す工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄くかつ均一な配向膜を形成でき、また、ラビング処理後に基板の表面に残存
する塵を確実に除去し、液晶の封入速度を向上させることができる液晶表示素子の製造方
法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示素子は、パソコン、携帯電子機器等に広く用いられている。
液晶表示素子の製造方法においては、通常、基板の表面を洗浄し、ポリイミド系材料等か
らなる配向膜を塗布して焼成した後、該配向膜の表面を回転ローラに巻き付けたバフ布で
一定方向に擦って傷をつける、いわゆるラビング処理を施すことにより、配向膜に配向性
を付与する。このラビング処理により、配向膜を構成するポリイミドのポリマー主鎖がラ
ビング方向に延伸されることから、基板間に液晶を充填したときには液晶分子がこの延伸
方向に沿って配向すると考えられている。
次いで、ラビング処理後の基板を洗浄した後、液晶の封入工程を行う。液晶の封入工程で
は、２枚の基板を、所定の間隔をおいて対向させ、その周囲を硬化性樹脂組成物からなる
シール剤で封着してセルを形成し、その一部に設けられた液晶注入口からセル内に液晶を
注入し、その液晶注入口をシール剤又は封口剤を用いて封止する。
【０００３】
液晶表示素子については、近年その要求性能がますます厳しくなってきており、このよう
な液晶表示素子の製造方法にもいくつかの問題点が生じている。
まず、液晶表示素子には、基本的性能としてより見やすいことが求められ、また、ますま
す薄型化が押し進められているが、これに対応して基板や配向膜等には極めて高い光学性
能が要求されている。このような光学性能を満たすためには、例えば、配向膜は、極めて
薄くしかも均一でなければならない。しかしながら、電極が形成されている基板上にポリ
イミド系材料等からなる配向膜を塗布して焼成する工程において、ポリイミド系材料を薄
くかつ均一に塗布するのは限界があった。この問題に対しては、現在までのところ効果的
な解決手段は提案されていない。
【０００４】
また、ラビング工程においては、バフ布で配向膜の表面を擦って傷をつける方法が採られ
るが、この方法では大量の塵が発生することから、ラビング処理後にこの塵を洗い流す洗
浄操作と乾燥操作とが必要になる。このような洗浄−乾燥工程は非常に煩雑で時間がかか
るうえ、このような洗浄操作を行ってもなおラビングにより生じた微細な傷の中にある塵
を完全に洗い流すことは困難であるという問題があった。
この問題に対しては、例えば、特許文献１には、ラビング処理後の基板の表面に霧状粒子
を吹き付けて、表面全体を充分にかつ水が移動しない程度に覆った後、超音波洗浄等を行
う技術が開示されている。また、特許文献２には、ラビング処理後の基板の表面を、アン
モニアガス又は揮発性の低級水溶性アミンガスに晒した後、水洗する方法が開示されてい
る。しかしながら、これらの方法は煩雑であるうえ、洗浄効果も必ずしも充分ではなかっ
た。また、洗浄の際の圧力を上げすぎると、基板間の厚みを保持するシール剤が変形して
、表示ムラの原因となったり、基板から剥離して液晶漏れが発生したりすることがあると
いう問題もあった。
【０００５】
更に、近年の液晶表示素子の大型化要求に対して、液晶の封入工程も問題になりつつなる
。液晶の封入工程においては、上述したように２枚の基板を対向させたセルを形成し、そ
の一部に設けられた液晶注入口からセル内に液晶を注入する。このとき、通常は、減圧状
態でセルの液晶注入口を液晶に浸漬することにより液晶を吸い上げることが行われている
。しかし、液晶にはある程度の粘度があることから、大型の液晶表示素子では、液晶が完
全に注入されるまで極めて長時間を要し、工程全体の律速段階となってしまっていた。こ
の問題に対しては、例えば、滴下工法等の液晶の封入工程自体を変更する方法；液晶注入
時の圧力を上げる方法；注入時に液晶材料を加熱して、その粘度を下げる方法等が行われ
ている。しかしながら、これらの新方式においても種々の問題をかかえていることから、
既に充分な設備が整っている現在の方法を改善することにより効率化することが求められ
ていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０５１８４号公報
【特許文献２】特開平９−２６５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑み、薄くかつ均一な配向膜を形成でき、また、ラビング処理後に
基板の表面に残存する塵を確実に除去し、液晶の封入速度を向上させることができる液晶
表示素子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】
本発明１は、電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶
表示素子の製造方法であって、電極が形成された基板の表面にプラズマ処理を施す工程と
、前記プラズマ処理が施された基板のプラズマ処理面に配向膜を形成する工程とを有する
液晶表示素子の製造方法である。
【０００９】
本発明２は、電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶
表示素子の製造方法であって、電極及び配向膜が形成された基板にラビング処理を施す工
程と、前記ラビング処理が施された基板のラビング処理面にプラズマ処理を施す工程とを
有する液晶表示素子の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【００１０】
本発明は、電極及び配向膜が形成された二枚の対向する基板間に液晶が封入された液晶表
示素子の製造方法である。図１に本発明の液晶表示素子の製造方法の基本的な流れ図を示
した。このうち、電極が形成された基板の表面にプラズマ処理を施す工程（以下、プラズ
マ処理工程１ともいう）と、プラズマ処理工程１でプラズマ処理が施された基板のプラズ
マ処理面に配向膜を形成する工程（以下、配向膜形成工程ともいう）とが本発明１に係る
工程であり、それに続く、電極及び配向膜が形成された基板にラビング処理を施す工程（
以下、ラビング処理工程ともいう）と、ラビング処理工程によりラビング処理が施された
基板のラビング処理面にプラズマ処理を施す工程（以下、プラズマ処理工程２ともいう）
とが本発明２に係る工程である。更に、これらの工程を全て有する液晶表示素子の製造方
法もまた、本発明の１つである。
以下、これらの工程を通して、本発明の液晶表示素子の製造方法を説明する。
【００１１】
本発明１の液晶表示素子の製造方法は、プラズマ処理工程１を有する。プラズマ処理を施
すことにより、基板の表面を改質して均一な濡れ性を付与することができる。このような
均一な濡れ性を有する基板では、ポリイミド系材料等からなる配向膜の塗布性が向上し、
薄くしかも均一に塗布することが可能になる。また、プラズマ処理により基板の表面に付
着した有機物等の塵を分解して除去できることから、従来の煩雑な水等による洗浄及び乾
燥工程を省略することができる。
【００１２】
プラズマ処理工程に供する基板は、電極が形成された基板である。このような基板として
は特に限定されないが、石英やガラス等からなる透明基板上に、薄膜トランジスタ（Ｔｈ
ｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）等の能動素子がマトリクス状に配置さ
れたＴＦＴ基板等が挙げられる。
【００１３】
上記プラズマ処理とは、電極間に導いた気体に電圧を印加することにより励起させてプラ
ズマ化ガスとし、このプラズマ化ガスにより被処理物の表面を処理するものである。プラ
ズマ処理の具体的な方法としては、被処理物を電極間に設置して、そのまま気体とともに
電圧を印加する直接法や、電極間で発生したプラズマ化ガスを電極間の外部に設置した被
処理物に吹き付けるリモート法等が挙げられる。本発明の液晶表示素子の製造方法ではい
ずれの方法も用いることができるが、生産適応性が高いことからリモート法が好適である
。
【００１４】
図２に上記リモート法により基板の表面にプラズマ処理を施す方法の１例を示す模式図を
示した。図２に示したリモート法によるプラズマ処理では、まず、ガスを２枚の対向する
電極１と電極２との間に供給する。
上記ガスとしては、後述するパルス放電プラズマでは希ガスがなくてもグロー放電プラズ
マを発生することができることから特に限定されないが、窒素ガス、窒素と酸素との混合
ガス等が好適である。なかでも、酸素との混合ガスは、有機物の分解効果が高く好適であ
る。
【００１５】
このようなガスを対向する電極１と電極２との間に供給しながら、高周波、パルス波、マ
イクロ波等の電界を印加してグロー放電プラズマを発生させることによりプラズマ化した
ガスが生成する。
この場合の電界としては、パルス電界が好ましく、特に、電界の立ち上がり及び／又は立
ち下がり時間が１０μｓ以下であるパルス電界が好適である。パルス電界の立ち上がり及
び／又は立ち下がり時間が１０μｓを超えると、放電状態がアーク放電に移行しやすく不
安定なものとなり、高密度プラズマ状態を保持しにくくなることがある。より好ましくは
５μｓ以下である。電界の立ち上がり及び／又は立ち下がり時間は、短いほどプラズマ発
生の際のガスの電離が効率よく行われ、効率よくプラズマ化したガスを得ることができる
が、現時点では４０ｎｓ未満の立ち上がり時間のパルス電界を実現することは困難である
。
なお、本明細書において電解の立ち上がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して増加する
時間を意味し、立ち下がり時間とは、電圧（絶対値）が連続して減少する時間を意味する
。
【００１６】
上記電界の電界強度の好ましい下限は１０ｋＶ／ｃｍ、好ましい上限は１０００ｋＶ／ｃ
ｍである。１０ｋＶ／ｃｍ未満であると、プラズマ化したガスの生成に時間がかかりすぎ
ることがあり、１０００ｋＶ／ｃｍを超えると、アーク放電が発生しやすくなり、高密度
プラズマ状態を保持しにくくなることがある。
【００１７】
上記電界の周波数の好ましい下限は０．５ｋＨｚである。０．５ｋＨｚ未満であるとプラ
ズマ密度が低いためプラズマ化したガスの生成に時間がかかりすぎることがある。上限は
特に限定されず、常用されている１３．５６ＭＨｚ、試験的に使用されている５０ＭＨｚ
といった高周波帯であってもよいが、負荷との整合のとり易さや取り扱い性を考慮すると
５００ｋＨｚ以下であることが好ましい。
【００１８】
また、上記パルス電界におけるひとつのパルス継続時間の好ましい下限は０．５μｓ、好
ましい上限は２００μｓである。２００μｓを超えると、アーク放電に移行しやすくなる
。
なお、本明細書においてひとつのパルス継続時間とは、ＯＮとＯＦＦとの繰り返しからな
るパルス電界における、ひとつのパルスの連続するＯＮ時間を意味する。
また、このときのＯＦＦ時間の好ましい下限は０．５μｓ、好ましい上限は１０００μｓ
であり、より好ましい上限は５００μｓである。
【００１９】
また、上記ガスを対向する電極１と電極２との間に供給する速度としては特に限定されず
、プラズマの状態や処理条件等により適宜調整すればよいが、好ましい下限は１ｍ／ｓ、
好ましい上限は５０ｍ／ｓである。１ｍ／ｓ未満であると、電流パスができやすく、放電
が不安定になることがある。より好ましい下限は２ｍ／ｓ、より好ましい上限は２０ｍ／
ｓｅｃである。
【００２０】
上記プラズマ化したガスは、どのような圧力下でも生成させ用いることができるが、なか
でも大気圧近傍下の圧力下で用いると、その効果が特に高い。
なお、本明細書において大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０4 〜１０．６６４×
１０4 Ｐａの圧力下を意味する。なかでも、圧力調整が容易で、装置の構成を簡便にする
ことができる９．３３１×１０4 〜１０．３９７×１０4 Ｐａの範囲が好ましい。ただし
、チャンバー等で装置全体を囲ったうえで、装置内を真空にした場合には、異常放電が起
こらない範囲で電極の近傍から処理ガスを導入してもよい。
【００２１】
このように生成したプラズマ化したガスを用いて、基板の表面連続的に処理する。図２に
示した方法では、２枚の対向する電極１と電極２との間から送り出されるプラズマ化され
たガスの吹き出し口に対して垂直方向に基板３を設置し、ベルトコンベア等の搬送装置４
を用いて基板３を移動させることにより、基板３の全体にプラズマ処理を施す。
【００２２】
本発明１の液晶表示素子の製造方法では、次いで、プラズマ処理が施された基板のプラズ
マ処理面に配向膜を形成する工程を有する。上述のようにプラズマ処理が施された基板は
、その表面に付着していた有機物等の塵が完全に取り除かれていることに加え、極めて均
一な濡れ性が付与されていることから、極めて容易に薄くしかも均一に配向膜を塗布する
ことが可能になる。
上記配向膜を構成する材料としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ
るが、現在ではポリイミド系のものが多用されている。また、配向膜を形成する方法とし
ても特に限定されず、例えば、ポリイミド系材料等からなる配向膜を塗布して焼成する等
の従来公知の方法を用いることができる。
【００２３】
本発明２の液晶表示素子の製造方法は、このように電極及び配向膜が形成された基板にラ
ビング処理を施すラビング処理工程を有する。上記ラビング処理の方法としては特に限定
されず、例えば、配向膜の表面を回転ローラに巻き付けたバフ布で一定方向に擦って傷を
つける等の従来公知の方法を用いることができる。
【００２４】
本発明２の液晶表示素子の製造方法は、ラビング処理が施された基板のラビング処理面に
プラズマ処理を施すプラズマ処理工程２を有する。ラビング処理後の基板の表面には、ラ
ビング処理により生じた主として配向膜に起因するポリイミド系樹脂からなる塵が付着し
ているが、プラズマ処理を施すことにより、このような有機物の塵を分解して除去でき、
従来の煩雑な水等による洗浄及び乾燥工程を省略することができる。また、プラズマ処理
では、プラズマ化ガスがラビング処理により生じた極微細な傷の内部まで確実に到達でき
ることから、従来の水等を用いた洗浄方法に比べて、確実に塵を除去することができる。
また、更に水等の溶液洗浄を行う場合であっても、プラズマ処理によって基板表面やラビ
ング処理により施された極微細な傷の内部まで濡れ性が向上していることから、高度な洗
浄を行うことができる。
【００２５】
更に、プラズマ処理工程２においてラビング処理面にプラズマ処理を施すことにより、基
板上の配向膜の濡れ性を大幅に向上させることができる。これにより、後の液晶封入工程
において液晶を２枚の対向する基板間に吸引する際に、液晶の流動性が向上させることが
でき、従来に比べて液晶封入工程に要する時間を大幅に短縮することができるという、極
めて重大な効果を奏することができる。
【００２６】
上記プラズマ処理工程２におけるプラズマ処理の方法としては特に限定されず、上述のプ
ラズマ処理工程１の場合と同様の方法を採ることができる。
【００２７】
本発明の液晶表示素子の製造方法では、この後、従来公知の方法等により２枚の対向する
基板間に液晶を封入し、液晶表示素子を完成させればよい。
【００２８】
本発明の液晶表示素子の製造方法では、従来から行われていた配向膜形成前及びラビング
処理後の水洗−乾燥処理の代わりにプラズマ処理を行う。プラズマ処理は、通常の水洗処
理に比較して洗浄効果が極めて高いうえ、乾燥操作も不要となることから、一連の製造工
程を連続して行うことが可能になり、製造効率を大幅に向上させることができる。また、
プラズマ処理を施すことにより、被処理面に均一な濡れ性を付与することができる。これ
により、薄く均一な配向膜を形成することができ、また、液晶封入工程における液晶の吸
引時間を大幅に短縮することができる。また、更に水等の溶液洗浄を行う場合であっても
、プラズマ処理によって基板表面やラビング処理により施された極微細な傷の内部まで濡
れ性が向上していることから、高度な洗浄を行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、薄くかつ均一な配向膜を形成でき、また、ラビング処理後に基板の表面
に残存する塵を確実に除去し、液晶の封入速度を向上させることができる液晶表示素子の
製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
ガスとして窒素と酸素の混合ガス（窒素分率８０％、酸素分率２０％）を用い、図２に示
した方法により、電極が形成された１８０×１５０ｃｍ角の大きさのガラス基板の片面に
プラズマ処理を施した。
次に、このガラス基板のプラズマ処理が施された面に、ポリイミド配向膜（日産化学社製
、ＳＥ−７４９２）を乾燥後の厚さが０．１μｍになるように塗布し、２３０℃、１時間
焼成して、配向膜を形成した。塗工は、ガラス基板の表面で塗液がはじかれたりすること
もなく、極めてスムーズに行うことができた。
【００３２】
配向膜が形成されたガラス基板の表面を、回転ローラに巻き付けたバフ布で一定方向に擦
ることによりラビング処理を施した。
次に、このガラス基板のラビング処理が施された面に、ガスとして窒素を用い、図２に示
した方法によりプラズマ処理を施した。
【００３３】
得られたガラス基板の配向膜が形成された面に、スクリーン印刷により熱硬化性シール剤
（三井化学社製、ストラクトボンド）を用いた液晶注入口を設けたシールパターンを形成
し、８０℃でプリベイクを行いシール剤中の溶剤を乾燥させた。次いで、スペーサーを挟
んで２枚のガラス基板を対向させてアライメントを行い貼り合わせ、１５０℃で３０分間
熱プレスを行いシール近傍のギャップを５μｍに調整した後、オーブン中で１５０℃で６
０分間加熱しシール剤を本硬化させた。
次いで、２５℃の室温下で１．３Ｐａまで脱気した後、圧力を４ｋＰａに調整し、減圧下
で液晶注入口から液晶（チッソ社製、リクソンＪＣ−５００７ＸＸ）を吸引し、最後に封
口剤を用いて液晶注入口を封止して、液晶表示素子を作製した。吸引を開始してから完全
に液晶が注入されるまでに１１０分間を要した。得られた液晶表示素子は、気泡の発生や
表示不良もなく良好であった。
【００３４】
（比較例１）
電極が形成された１８０×１５０ｃｍ角の大きさのガラス基板の片面を、基板に到達する
水の径０．３ｍｍ、水の線速度５００ｃｍ／秒で水を噴射するノズルが５ｍｍ間隔で格子
状に並んだ構造を有する洗浄装置を用いて、１０分間純水で水洗した。
充分に乾燥させた後、このガラス基板の片面に、ポリイミド配向膜（日産化学社製、ＳＥ
−７４９２）を乾燥後の厚さが０．２μｍになるように塗布し、２３０℃、１時間焼成し
て、配向膜を形成した。なお、当初は乾燥後の厚さが０．１μｍとなるように塗工しよう
としたが、ガラス基板の表面で塗液がはじかれてしまい、０．２μｍの厚さとするのが限
界であった。
【００３５】
配向膜が形成されたガラス基板の表面を、回転ローラに巻き付けたバフ布で一定方向に擦
ることによりラビング処理を施した。
次に、このガラス基板のラビング処理が施された面を上記の洗浄装置を用いて充分に水洗
した。その後この基板を充分に乾燥させた。
【００３６】
得られたガラス基板の配向膜が形成された面に、スクリーン印刷により熱硬化性シール剤
（三井化学社製、ストラクトボンド）を用いた液晶注入口を設けたシールパターンを形成
し、８０℃でプリベイクを行いシール剤中の溶剤を乾燥させた。次いで、スペーサーを挟
んで２枚のガラス基板を対向させてアライメントを行い貼り合わせ、１５０℃で３０分間
熱プレスを行いシール近傍のギャップを５μｍに調整した後、オーブン中で１５０℃で６
０分間加熱しシール剤を本硬化させた。
次いで、２５℃の室温下で１．３Ｐａまで脱気した後、圧力を４ｋＰａに調整し、減圧下
で液晶注入口から液晶（チッソ社製、リクソンＪＣ−５００７ＸＸ）を吸引し、最後に封
口剤を用いて液晶注入口を封止して、液晶表示素子を作製した。吸引を開始してから完全
に液晶が注入されるまでに２４０分間を要した。得られた液晶表示素子は、気泡の発生や
表示不良もなく良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、薄くかつ均一な配向膜を形成でき、また、ラビング処理後に基板の表面
に残存する塵を確実に除去し、液晶の封入速度を向上させることができる液晶表示素子の
製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の液晶表示素子の製造方法の基本的な流れ示した図である。
【図２】リモート法により基板の表面にプラズマ処理を施す方法の１例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  電極
２  電極
３  基板
４  搬送装置
【図１】
2005331886.tif 000002
【図２】
2005331886.tif 000003