(57)【要約】液晶が間に配置される一対の対向するプレートによって形成されるセルを各々が有して成る液晶ディスプレイの製造方法が開示される。この方法では、原ガラス・シート（１０）から複数のプレートが形成される。付着により液晶偏光物質をシート（１０）に適用し、液晶偏光物質の分子を配向させる操作、デバイスのディスプレイ領域（３０）に実質的に対応する所定の形態でポリイミド樹脂から成る配向層を結晶化した偏光層（２０）に適用する操作、引き続いて、デバイスのディスプレイ領域（３０）の間の分割領域から、配向層で被覆されていない偏光層（２０）の露出部分を選択的に除去する操作を本発明の方法は含んで成る。このような操作は、一対のシート（１０）を対向する状態で接合させて個々のセルへと分割する操作の前に実施される。
2004534283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイを製造する方法であって、該液晶ディスプレイは、
液晶を収容できるセルが形成されるように接合された対向する一対のプレート、および
プレートと組み合わせた一対の偏光層
を有して成り、
原シート（１０）から複数のプレートが形成され、
該方法が、
液晶偏光物質を付着することによって偏光層（２０）を形成し、液晶偏光物質の分子を配向させて偏光軸を決定する操作、
デバイスのディスプレイ領域（３０）に実質的に対応する所定の構造に基づいてポリイミド樹脂の配向層を、結晶化した偏光層（２０）上に形成する操作、および
配向層で被覆されていない、デバイスのディスプレイ領域（３０）の間の分割領域から、偏光層（２０）の露出部分を引き続いて選択的に取り除く操作
を含んで成り、
このような操作を、一対のシート（１０）を対向する状態で接合させ、個々のセルに分割する操作の前に実施することを特徴とする方法。
【請求項２】
ＮａＯＨ水溶液中にシート（１０）を浸漬させることによって偏光層（２０）の露出部分を選択的に取り除いた後、少なくとも１回洗浄する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＮａＯＨ水溶液は、脱イオン水中にＮａＯＨを０．１％含む溶液である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
浸漬工程を約２０秒間行う、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
浸漬工程および洗浄工程の後、９０℃にて約２０分間の乾燥工程を行う、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
偏光液晶物質は水溶性であることを特徴とし、また、偏光層（２０）を成す液晶化した物質を安定化させる操作によって、該物質を非水不溶性にした後で配向層を形成する操作を行うことを特徴としており、そのような安定化させる操作には、シート（１０）をＢａＣｌ２水溶液に浸漬させた後で洗浄する工程が含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢａＣｌ２水溶液は、脱イオン水中にＢａＣｌ２を１０％含む溶液である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記安定化させる操作には、浸漬工程および洗浄工程の後に、９０℃にて約２０分間行う乾燥工程が更に含まれる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
デバイスのディスプレイ領域（３０）を規定するために、マスクを用いて印刷することによって配向層の形成操作を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ラフな形態で予め供給した偏光層（２０）を構成する偏光液晶物質を偏光方向に沿って広げることによって、該偏光液晶物質の分子を付着させる操作と配向させる操作とを一体的に行い、広げる方向に直角な長手方向断面に波形の輪郭を有する棒形態のツールによって該偏光液晶物質を広げることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブル部に記載の液晶ディスプレイの製造方法に関し、より詳細には、偏光層がセルの内部に形成され、液晶物質を付着（または蒸着）することによって偏光層を得る液晶ディスプレイの製造方法に関する。
【０００２】
液晶ディスプレイ（頭文字をとったＬＣＤとして、より一般的に知られている）は、相互に対向し、液晶物質（または液晶材料）が含まれるギャップによって離隔された２枚のガラス・プレートから構成されている。
【０００３】
電極を構成する一般的にＩｎ２Ｏ３および／またはＳｎＯ２から成る透明導電層が、ガラス・プレートの内面に付着され、表示することを意図するシンボル（英数字、グラフィック・ポイントおよびアイコン等）を形成するように構成されている。結果として得られる構造物は、いわゆる配向層（または配向膜）によって被覆される。
【０００４】
一般的にポリイミド樹脂から成る配向層は、液晶物質と接触しており、接触面の全面にて液晶物質分子の一定方向（または一方向）の配向を促進させるのに寄与する。
【０００５】
一般にガラス・プレートの外面に偏光層が配置され、２つの層の偏光方向が、相互に直交するように（ねじれネマチック型液晶の場合）、または別の角度を成すように（超ねじれネマチック型の場合）向き決めされている。
【０００６】
当該技術分野にて既知であるように、用いられるアレンジメント（または配置）に応じてバックライト型ディスプレイまたは反射型ディスプレイを製造することが可能であり、更なる反射層または適切な照明デバイスが、それぞれデバイスの背面プレートに設けられる。
【０００７】
液晶ディスプレイを製造する方法は、複数のデバイスが規定される（現在の技術では、シートの各対に対して１００のオーダーのデバイスが規定される）一対のガラス・シートに対して全体的に行う一連の第１操作および原シート（または分割される前のガラス・シート）を対向させた後で実施する個々のデバイスを構成するセルへと切断または分割（または分離）する一連の第２操作を含んで成る。
【０００８】
一連の第１操作は、ガラス・シートを洗浄および滅菌する工程、蒸着、フォトリソグラフィーおよびエッチング等の常套の技術を用いることによって電極部分および電気接続部分を形成する工程、配向層を印刷した後、液晶と接触する配向層表面を処理（ラビング処理）する工程を順に含んで成る。
【０００９】
各々のディスプレイを一緒に形成するプレート間で電気的な接続を確保しながらも液晶が導入（または供給）されるギャップを形成してガラス・シートを一体的に接合できるように、導電性材料の微小球体が埋封されている接着剤物質から構成されるスペーサー要素をシートの一方にシルクスクリーン印刷によって適切に付着させる。その後、ガラス・シートを一体的に接合させた後、切断操作によって、個々のデバイスを構成するセルへと分割する。
【００１０】
セルに分割した後、これらのセルの各々を液晶物質で充填し、引き続いて封止（またはシール）する。そして、ガラス・プレートと接触するようにデバイスの外面に偏光層を適用（または形成）する。
【００１１】
上述の一連の操作の最後の操作として、最終的なパッケージングの前に、被覆および封止する操作を再度行ない、耐腐食性保護クラッドが確保されることになる。
【００１２】
常套的には、偏光層は三酢酸セルロースの接着フィルムから成っており、プレートの両外面に単に接着させることによって偏光層が適用され、デバイスの全体の厚さが約２×２００ミクロン（偏光フィルムおよび接着層の厚さを含む値）増加することになる。
【００１３】
最近では、液晶物質、例えばオプティバ・インク（Ｏｐｔｉｖａ  Ｉｎｃ．）（アメリカ合州国カリフォルニア州サンフランシスコ）からティー・シー・エフ（ＴＣＦ：Ｔｈｉｎ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｌｍ）の名称で市販されているエル・シー・ピー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌａｒｉｓｅｒ）プロダクトが偏光層を形成するのに用いられている。ラッシアン・テクノロジー・グループ（Ｒｕｓｓｉａｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｇｒｏｕｐ）の名称の下で出願された国際特許出願ＷＯ９４／２８０７３号には、かかる偏光物質が開示されている。その偏光物質は、薄くて長尺の形態の分子集合体（または分子凝集体）を有するディスコティック液晶物質と同様の構造特性を有する水溶性のリオトロピック液晶組成物である。偏光層を形成することが望ましい面に液状物質を付着させた後、その液状物質を広げたり、他の方向へと機械的な作用を及ぼすことによって、作用軸に平行に液状物質の分子構造を配向させており、その結果、分子集合体は相互に整列して、一般の偏光フィルムと同様の全体としての形態を呈する。
【００１４】
そのように形成される偏光層では、コントラスト、視界角度および信頼性という動作特性がより向上することが実験により見出された。（０．５〜１．０ミクロンのオーダーの）層の厚さが相当減少し、デバイスの全透過率を向上させることができる。
【００１５】
液晶偏光層（または偏光子）を有するデバイスを製造する第１技術では、デバイスのプレートの外面に偏光層を形成すること、および定着（または固定）ラッカー（アクリレート）によって偏光層を保護することが含まれる。
【００１６】
他方、第２製造技術では、プレートの内面に偏光層を形成することが含まれ、それゆえ、追加的な保護層が必要とされず、物質を水中にて不溶なものにする「安定化」工程のみが必要となる。
【００１７】
工業スケールで効率的に製造することを可能とするために、配向層の印刷およびセルへの分割の前に、単一の一般的な操作によって原ガラス・シート上に偏光層を直接的に形成できるように製造サイクルを改良することが目的とされている。
【００１８】
切断操作により個々のデバイスを構成するセルへと分割する場合、１つの不利益な点がある。なぜなら、切断部分には偏光層が存在するので、偏光層の構造に局所的な張力（または応力）が生じ、例えば亀裂または表面に割れ目が形成されたりして不完全な切断がもたらされてしまうからである。
【００１９】
セルへの分割の前にガラス・シートを一体的に接合させるのに必要な接着用エポキシ物質を偏光層上に適用することが難しく不安定であるため、更なる不利益がもたらされることになる。
【００２０】
現在、このような不利益な点は、用いられる物質の水における溶解特性を利用することによって解決している。偏光層を、一様に付着した後、形成すべきデバイスのディスプレイ領域の間の分割される領域に微小な水滴を供給して、その後、溶解した偏光物質を吸引除去することによって偏光層を選択的に取り除いている。
【００２１】
常套のプロセスには、供給部材と吸引部材とを含むプローブ（当該プローブは直交座標型ロボットに取り付けられている）によってガラス・シート全体をスキャンすることによって選択的な除去を行うことが含まれる。進行速度は非常に遅く（１秒間当たり約２０〜２５ｍｍ進行する）、１００個のデバイスが含まれるシート（当該シートは、４００×４００ｍｍの寸法を典型的に有する）では長い作業時間が必要とされる。大量生産のために、種々の機械が必要とされ、製造プロセスのコストが増加してしまう。
【００２２】
製品の形態の変更（例えばシート上のデバイスのディスプレイ領域の規格を変更すること）に際しては、プローブを取り替えた後、軸に沿った新たな移動ステップを機械にメモリー化（またはメモリゼーション）するためのセットアップ時間が必要になるという、更なる不利益がもたらされることになる。
【００２３】
更に、直交座標型ロボットが正確に作動し得ないシートの周辺領域の余分な材料は手作業で取り除くことが常に必要である。
【００２４】
いずれにせよ、安定化させる前に、偏光物質が水溶性を依然有する状態のままで層に作用を及ぼすことによって、偏光物質の除去を行っているが、保護することが望ましい部分を損傷させる可能性が高い。
【００２５】
本発明は、上述の問題点を解決するような液晶ディスプレイの製造方法を提供する。
【００２６】
特に、本発明の目的は、大量生産のための製造方法を提供することであって、液晶偏光層の層を形成した後、デバイスのディスプレイ領域の間の分割領域から迅速かつ正確に、そして効率的に液晶偏光層を選択的に取り除くことができる製造方法を提供することである。
【００２７】
本発明では、かかる目的が請求項１に記載の特徴を有した液晶ディスプレイの製造方法によって達成される。
【００２８】
被覆すべき領域の特定の形態に応じて、偏光層上の保護マスク（「レジスト」）としてポリイミド樹脂から成る配向層を常套的に形成することを利用することによって本発明が特徴付けられる。そして、配向層で被覆されていない露出領域にて偏光層を選択的に取り除く。これらの操作は、首尾一貫して製造されている製品が配置されるクリーンルームで行われる。このような操作には、かかる領域に通常使用される装置（浸漬ベッセル、洗浄ステーション、乾燥オーブン）を利用することができる。そのような配向層の印刷操作は付加的でなく、むしろプロセスに通常必要なものであり、それゆえ、製造フローが更に圧迫されたり遅くなったりすることがなく、新しい機械が必要とされない。
【００２９】
本発明の方法では、偏光層を、適用した直後、安定化させ（即ち水に不溶なものにし）、単に洗浄するだけでなく、塩基性溶液に浸漬することによって偏光層を除去する。有利には、このような溶液を用いることによって、デバイスの領域の間で、偏光物質の固体残留物が存在しない、きれいに切断された分割領域を得ることができ、従って、最終製品の内部に不必要な粒子（または偽粒子、ｓｐｕｒｉｏｕｓ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）が形成されることが防止される。
【００３０】
また、「エッチング」浴にシートを浸漬して露出する偏光材料の層を選択的に除去することによって、シート上に存在する印刷残留物を除去することができる。
【００３１】
全てのプロセスは製造ラインで実施され、製造ラインを通過するのに要する時間を短縮することができ、大量生産にかなり有効となることが明らかである。
【００３２】
制限するものでない例示的な態様に関する以下の詳細な説明において、本発明の更なる特徴および利点を、添付図面を参照してより詳細に説明する。図１〜６は、複数のディスプレイが規定されるシート上に偏光層を適用した後でその偏光層を選択的に除去するという一連の工程を模式的に示している。
【００３３】
図面では、原ガラス・シート１０が示されており、そのガラス・シート１０から、複数の液晶ディスプレイを製造するためのプレートが形成されることになる。
【００３４】
プレートの領域および個々のデバイスのディスプレイ領域を規定すること、ならびに、電極および導電パスを形成することは当該分野にて周知の操作であると共に、それら自体は本発明の目的および理解とは関連しないものであるため、本明細書では説明しない。
【００３５】
電極を形成した後、液体形態の偏光材料から成る層２０をシート１０の全体に適用し、偏光軸（光の透過軸）を決定するために所定の方向に沿って偏光材料の分子を配向させる。
【００３６】
偏光層２０を図１に示す。ラフな形態で予め供給した物質を所定の偏光方向に広げる（または同様な機械的な延伸作用に付す）ことによって偏光層の適用を行うことが好ましい。シート１０に対して円滑に移動し、シート１０の全体にわたって広げることができるような十分な長さのブレードであって、輪郭が波形の接触部を有するドクター・ブレードまたは同様なディストリビューション・ツール（または分配ツール）等を用いることによって、供給した物質を広げる。好ましい態様において、広げるために用いられるツールは、スチールワイヤーがスパイラル状に巻かれた円筒状の棒部材から構成されており、隣接するアーチ形状（そのアーチ形状の凸部がシートに面する）が連続する一般的な形状を有するように、広げるべき物質と接触する輪郭を有する。
【００３７】
最も正確な付着法でもって層を付着させることによって、結晶化偏光層を０．５〜１ミクロンのオーダーの厚さで得ることができる。
【００３８】
引き続いて、構成要素となる偏光層を水に不溶なものにするために、シート１０を塩化バリウム（ＢａＣｌ２）水溶液に浸漬させた（図２を参照）後、脱イオン水中で洗浄する。好ましくは、当該溶液は、脱イオン水中に塩化バリウムを１０％含む溶液である。浸漬工程の後、９０℃にて約２０分間、スタティック・オーブンで乾燥工程を実施する（図３）ことによって、残留する水分を取り除く。
【００３９】
偏光層２０を安定化させる操作の最後において、マスクを用いた印刷によってポリイミド樹脂から成る配向層を偏光層２０に適用することによって、デバイスのディスプレイ領域３０のマトリックス（または母材）を規定する（図４）。配向層は、偏光層の保護マスキング（もしくは保護マスク）または「レジスト」として付加的に機能するような形態を有する。
【００４０】
偏光層を保持する必要がある各々のデバイスのディスプレイ領域３０に対応するシート１０の領域が、マスキングによって極めて高い精度で被覆される一方、隣接するディスプレイ領域の間の分割領域は露出されたままで残る。
【００４１】
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液中にシート１０を浸漬させた（図５）後、２つの連続するリンス浴槽中の脱イオン水で洗浄することによって、配向層で被覆されていない露出領域において偏光層２０を選択的に取り除く。好ましくは、当該溶液は、脱イオン水中に水酸化ナトリム溶液を０．１％含む溶液であり、浸漬工程は、約２０秒間継続する。
【００４２】
浸漬工程の後、９０℃にて約２０分間、スタティック・オーブンで乾燥工程を実施することによって（図６）、残留する水分を取り除く。
【００４３】
上述の全ての操作は、クリーンルーム内の製造ラインで行われるので、偏光層の形成工程でシートの汚染が回避されることになる。
【００４４】
このような操作の最後の操作に、本明細書の導入部分で既に説明したように配向層を摩擦処理（またはラビング処理）し、対向する状態でシートを接合させ、また切断して個々のデバイスを構成するセルへと分割する常套な操作が実施される。そして、各々のセルにおいて、既知の規準に従って、液晶を供給する操作、個々の制御回路を組み立てる操作、および製品を最終的にパッケージングする操作が繰り返されることになる。
【００４５】
当然ではあるが、単に非制限的な例によって説明および図示した事項に基づいて、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の保護範囲を逸脱することなく、本発明の原理を維持しつつ構成の態様および細部を広範に変更することができる。
【国際公開パンフレット】
2004534283.tif 000003
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2004534283.tif 000006
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2004534283.tif 000009
2004534283.tif 000010
2004534283.tif 000011
2004534283.tif 000012
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2004534283.tif 000016
2004534283.tif 000017
2004534283.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月11日(2003.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイを製造する方法であって、該液晶ディスプレイは、
液晶を収容できるセルが形成されるように接合された対向する一対のプレート、および
プレートと組み合わせた一対の偏光層
を有して成り、
原シート（１０）から複数のプレートが形成され、
該方法が、
液晶偏光物質を付着することによって偏光層（２０）を形成し、液晶偏光物質の分子を配向させて偏光軸を決定する操作、
デバイスのディスプレイ領域（３０）に実質的に対応する所定の構造に基づいてポリイミド樹脂の配向層を、結晶化した偏光層（２０）上に形成する操作、および
配向層で被覆されていない、デバイスのディスプレイ領域（３０）の間の分割領域から、偏光層（２０）の露出部分を引き続いて選択的に取り除く操作
を含んで成り、
このような操作を、一対のシート（１０）を対向する状態で接合させ、個々のセルに分割する操作の前に実施することを特徴とする方法。
【請求項２】
ＮａＯＨ水溶液中にシート（１０）を浸漬させることによって偏光層（２０）の露出部分を選択的に取り除いた後、少なくとも１回洗浄する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＮａＯＨ水溶液は、脱イオン水中にＮａＯＨを０．１％含む溶液である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
浸漬工程を約２０秒間行う、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
浸漬工程および洗浄工程の後、９０℃にて約２０分間の乾燥工程を行う、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
偏光液晶物質は水溶性であることを特徴とし、また、偏光層（２０）を成す液晶化した物質を安定化させる操作によって、該物質を水不溶性にした後で配向層を形成する操作を行うことを特徴としており、そのような安定化させる操作には、シート（１０）をＢａＣｌ２水溶液に浸漬させた後で洗浄する工程が含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢａＣｌ２水溶液は、脱イオン水中にＢａＣｌ２を１０％含む溶液である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記安定化させる操作には、浸漬工程および洗浄工程の後に、９０℃にて約２０分間行う乾燥工程が更に含まれる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
デバイスのディスプレイ領域（３０）を規定するために、マスクを用いて印刷することによって配向層の形成操作を行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ラフな形態で予め供給した偏光層（２０）を構成する偏光液晶物質を偏光方向に沿って広げることによって、該偏光液晶物質の分子を付着させる操作と配向させる操作とを一体的に行い、広げる方向に直角な長手方向断面に波形の輪郭を有する棒形態のツールによって該偏光液晶物質を広げることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2004534283.tif 000019
2004534283.tif 000020
2004534283.tif 000021