(57)【要約】【課題】封止工程で発生する配向ムラを低減して表示品質に優れた液晶パネルを提供する。【解決手段】画素電極Ｐｘを有する駆動基板１２と透明電極２４を有する対向基板２８とを、間に液晶３２を封止してなる液晶パネル４２の製造方法において、駆動基板の表示領域の周囲に沿ってシール接着剤２０を形成する工程と、駆動基板と対向基板とをシール接着剤により貼り合わせてなる接合体３０を形成する工程と、液晶を充填する工程と、液晶の相転移温度以上に加熱する工程と、接合体を相転移温度よりも低い温度に冷却し、その後に接合体を所定の圧力で加圧して加圧のまま液晶注入口に封止材３６を塗布する工程と、加圧を解除する工程と、封止材を硬化させて液晶を封止する工程とを備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配列された複数の画素電極を有する表示領域に配向膜が形成された駆動基板と透明電極の表面に配向膜が形成された透明な対向基板とを、前記画素電極と前記透明電極とが対向するように間に液晶を封止した状態で貼り合わせてなる液晶パネルの製造方法において、
前記駆動基板の表示領域の周囲、或いは前記対向基板の前記表示領域に対応する領域の周囲に沿ってスペーサが混入されたシール接着剤を形成すると共に、一部に前記シール接着剤を形成していない液晶注入口を設ける工程と、
前記駆動基板と前記対向基板とを前記シール接着剤により貼り合わせて内部にセルギャップを有する接合体を形成する工程と、
前記液晶注入口より前記接合体のセルギャップ内へ液晶を充填する工程と、
前記液晶が充填された接合体を前記液晶の相転移温度以上に加熱する工程と、
前記接合体を前記相転移温度よりも低い温度に冷却した後に前記接合体を所定の圧力で加圧する加圧工程と、
前記加圧のまま前記液晶注入口に封止材を塗布する工程と、
前記加圧を解除して前記封止材を前記液晶注入口内へ引き込ませる工程と、
前記封止材を硬化させて前記液晶を封止する工程と、
を備えたことを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示ムラ等を改善して表示品質の高い液晶パネルを得ることが可能な液晶パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プレゼンテーション用途としてコンピュータ映像を拡大表示したり、ホームシアターの用途として迫力ある大画面のビデオ映像を楽しむ目的から投射型液晶プロジェクタが用いられる機会が増えている。この液晶プロジェクタでは、画像信号に応答させて画像を表示する液晶パネルを有しており、この液晶パネルに表示された画像を強力な光で大型のスクリーンへ投影して、投影画像を見るようになっている。
この液晶プロジェクタとしては、装置の小型化と共に表示画像の高精細化、高輝度化が求められると共に応答速度の速さ、高いコントラストが望まれている。そして、これらの特性を達成するためのキーデバイスとして、液晶プロジェクタに用いられる上記液晶パネルが重要である。
【０００３】
従来の液晶パネルの製造方法は以下のようであった。例えば、特許文献１に開示されている液晶パネルの製造方法をもとに説明する。
まず、表面をラビング処理した配向膜がその表面に形成された駆動基板を用意する一方、この駆動基板よりも小さい形状の表面にカラーフィルタ層や透明な対向電極及び配向膜が形成された透明な対向基板を用意する。
【０００４】
上記駆動基板の端部には、外部接続用のパッド電極が形成されており、またその表示領域には多数の画素電極がマトリクス状に配列されている。そして、上記パッド電極を除き、画素電極の形成された表示領域の周辺部に沿って、パッド電極と反対側に液晶注入口を有するようにスペーサが混入されたシール接着剤を形成する。次に、上記パッド電極が露出するようにして、上記駆動基板上に上記シール接着剤を介して対向基板を貼り合せて接合体を形成する。次に、真空チャンバ内に液晶を収納した液晶溜と上記接合体とを導入し、その内部を真空排気する。
【０００５】
次に、上記接合体を移動して、その液晶注入口を上記液晶溜の液晶に接触させて、毛細管現象により液晶を接合体の内部（セルギャップ）に注入する。そして、注入を進めるに従って、真空チャンバ内に例えば窒素ガスを導入して徐々に圧力を高めて、液晶を接合体の内部に完全に充填する。この後、真空チャンバから接合体を取り出し、上記液晶注入口を樹脂等よりなる封止材で封止することによって液晶パネルを作製する。図８はこの時の液晶パネルを示しており、パネルの画素領域１内に液晶２が注入されており、その液晶注入口４が封止材６により封止されている。
【０００６】
また、特許文献２においては、従来の液晶パネルにおける封止方法が開示されている。この液晶パネルの封止方法は次のように行われる。まず液晶が注入された液晶パネルのパネル面を一定時間加圧して押さえることにより余剰な液晶を封止口から押し出す。次に、この液晶パネルの封口部から押し出された液晶を拭き取り、この加圧条件を保ったまま封止口に封止材を塗布する。次に、液晶パネルへの圧力を解除して封止材を液晶パネルの内部へと引き込ませ、封止材が所定の位置まで入り込んだところで、封止材を硬化させ、これにより封止処理を完了する。
【０００７】
また特許文献３に開示されている液晶パネルの製造方法では、パネル間に液晶を注入した後にこれを加熱して相転移させ、この状態で液晶は粘性が低下しているのでギャップ調整をして余分な液晶を排出している。そして、上記加熱状態を維持したまま液晶を封止し、その後に、このパネルを室温に戻すようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−５１３２１号公報
【特許文献２】特開２００２−３５０８７９号公報
【特許文献３】特開平１０−１４２６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１、２で開示されている従来の製造方法では、液晶注入口を封止材にて封止する工程において、封止材を硬化させる際、液晶注入後にすぐ封止工程を行っているので、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように液晶注入による配向ムラ８が発生し、その配向ムラ８が初期配向不良領域として封止材硬化後も残ってしまって液晶パネルの表示品質を落としてしまう、といった課題があった。このような液晶注入時に生ずる液晶の配向ムラは一般的にはクロマト現象とも称されている。
【００１０】
また特許文献３に開示されている製造方法では、パネルを加熱した状態でこれを加圧していることから、パネル全体が柔軟な状態になっているので、パネル冷却の際にパネルギャップが凹部状に窪んでしまったりする場合があった。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、封止工程で発生する配向ムラを低減して表示品質に優れた液晶パネルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、マトリクス状に配列された複数の画素電極を有する表示領域に配向膜が形成された駆動基板と透明電極の表面に配向膜が形成された透明な対向基板とを、前記画素電極と前記透明電極とが対向するように間に液晶を封止した状態で貼り合わせてなる液晶パネルの製造方法において、前記駆動基板の表示領域の周囲、或いは前記対向基板の前記表示領域に対応する領域の周囲に沿ってスペーサが混入されたシール接着剤を形成すると共に、一部に前記シール接着剤を形成していない液晶注入口を設ける工程と、前記駆動基板と前記対向基板とを前記シール接着剤により貼り合わせて内部にセルギャップを有する接合体を形成する工程と、前記液晶注入口より前記接合体のセルギャップ内へ液晶を充填する工程と、前記液晶が充填された接合体を前記液晶の相転移温度以上に加熱する工程と、前記接合体を前記相転移温度よりも低い温度に冷却した後に前記接合体を所定の圧力で加圧する加圧工程と、前記加圧のまま前記液晶注入口に封止材を塗布する工程と、前記加圧を解除して前記封止材を前記液晶注入口内へ引き込ませる工程と、前記封止材を硬化させて前記液晶を封止する工程と、を備えたことを特徴とする液晶パネルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶パネルの製造方法によれば、液晶注入口の近傍にて発生する液晶注入による液晶の初期配向不良領域を無くすことができるため配向ムラを低減でき、この結果、パネルの表示不良を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る液晶パネルの製造方法の一例について添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部であるシール接着剤塗布工程と貼り合わせ工程を示す平面図、図２は本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である液晶充填工程を示す平面図、図３は本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である加熱工程と冷却工程を示す平面図、図４は本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である液晶押し出し工程と拭き取り工程を示す平面図、図５は本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である封止材塗布工程と封止材引き込み工程を示す平面図、図６は本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である封止材硬化工程を示す平面図、図７は本発明に係る液晶パネルの製造方法の各工程を示すフローチャートである。尚、図４では理解を容易にするために側面図を併記してある。
【００１４】
本発明方法の特徴は、液晶パネルのセルギャップ内へ液晶を充填した後にこれを相転移温度以上に一旦加熱し、その後、これを室温に冷却して液晶を再配向させた後に余分な液晶を押し出して封止した点にある。
【００１５】
＜シール接着剤塗布工程＞
まず図１（Ａ）に示すように例えばシリコンウエハ等の半導体基板よりなる４角形の駆動基板１２を用意する。この駆動基板１２の表面には、予め複数の画素電極Ｐｘが縦横にマトリクス状に配列された表示領域１４が形成されており、この表示領域１４上には表面がラビング処理された配向膜１６が形成されている。この配向膜１６は、ポリイミド等の有機物からなる有機配向膜や、酸化シリコン膜等の無機物からなる無機配向膜を用いることができる。有機配向膜は無機配向膜に比べて安価であり、無機配向膜は有機配向膜に比べて照射される光に対して安定的である。尚、図１（Ａ）以外の各図には画素Ｐｘの記載は省略している。またこの駆動基板１２の一端部には、外部接続用のパッド電極１８が形成されている。尚、図示されないが上記各画素電極Ｐｘの下部には、これを駆動するための駆動回路が形成されている。
【００１６】
上述のように形成された駆動基板１２の表面に、上記表示領域１４（配向膜１６）を囲むようにしてこの外周に沿ってスペーサが混入されたシール接着剤２０をディスペンサ方式、或いはスクリーン印刷法によって形成する（図１（Ｂ）及び図７のＳ１）。この際、上記パッド電極１８とは反対側の一部に上記シール接着剤２０を付着しない開口、すなわち液晶注入口２２を形成しておく。このシール接着剤２０の材料としては、例えば熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂や紫外線と熱を併用して硬化させる樹脂等を用いることができる。また上記スペーサとしては、直径１．０〜１０μｍ程度のボール状のシリカやプラスチック、或いはその両方の混合物を用いることができる。
【００１７】
＜貼り合わせ工程＞
次に、図１（Ｃ）に示すように透明電極２４上に表面がラビング処理された配向膜２６を形成した透明な対向基板２８を用意する。この対向電極２８は例えばガラス基板よりなり、上記駆動基板１２より長さが僅かに小さく設定され、重ね合わせた時にパッド電極１８が覆われないようになっている。そして、上記シール接着剤２０が形成された駆動基板１２と向かい合うように上記対向基板２８を載置した後、所定のギャップになるように加圧して両基板を貼り合わせ、その後シール接着剤２０を硬化させて、図１（Ｄ）に示すような接合体３０を作製する（図７のＳ２）。これにより接合体３０内にセルギャップが形成される。尚、この場合、上記シール接着剤２０を、駆動基板１２側ではなく、上記対向基板２８側に、表示領域１４に対応する領域を囲むように形成するようにしてもよい。
【００１８】
＜液晶充填工程＞
次に、図２（Ａ）に示すように、上記接合体３０と液晶３２を収納した液晶溜３４とを図示しない真空チャンバ内に導入し、そのチャンバ内部を真空排気する。次に、図２（Ｂ）に示すように、この接合体３０を移動して、その液晶注入口２２を液晶溜３４の液晶３２に接触させて、毛細管現象により液晶３２を接合体３０のセルギャップ内に注入する。そして、注入を進めるに従って、上記した真空チャンバ内に窒素ガス等の不活性ガスを導入して徐々にチャンバ内の圧力を高めて、図２（Ｃ）に示すように、液晶３２を接合体３０のセルギャップ内に完全に充填する。
【００１９】
＜加熱処理＞
次に、上述のように液晶３２が充填された接合体３０を図示しないオーブンへ搬入し、このオーブン内にて液晶３２の相転移点温度以上の温度下にて所定の時間、例えば５〜６０分間放置する（図３（Ａ）及び図７のＳ４）。これにより、上記液晶３２の性質が消失して流動化が促進された状態となる。例えば９２℃のＮ−Ｉ転移点を持つ液晶ＭＬＣ―６６０９（メルク社）を用いた場合には、１００〜１１０℃で３０分間の加熱処理を行うのが好ましい。ここで相転移にはＮ−Ｉ転移の他に、Ｓ−Ｉ転移、Ｃ−Ｉ転移があり、使用する液晶３２の種類に応じた相転移温度に対応させて加熱温度を変える。ここで”Ｉ”はアイソトロピック相（等方相）、”Ｎ”はネマチック相、”Ｓ”はスメチック相、”Ｃ”はコレステリック相をそれぞれ示す。
【００２０】
＜冷却工程（再配向）＞
次に、加熱処理した接合体３０を、上記オーブン内で、或いはオーブンから取り出して、室温程度まで冷却する（図３（Ｂ）及び図７のＳ５）。このように接合体３０を室温程度まで冷却することにより、内部の液晶３２が再配向されるので、先の液晶注入時に液晶の配向ムラが生じた場合であっても、上述したように一度転移温度以上に加熱して冷却することで、配向ムラを解消、或いは低減化することができる。
【００２１】
＜余分な液晶の除去＞
次に、図４（Ａ）に示すように、熱処理後に室温まで冷却された接合体３０を、図示しない封止加圧装置内にてその液晶注入口２２が露出するようにセットし、このパネル面を所定の力Ｆで一定時間加圧して余分な液晶３２Ａを押し出す（図７のＳ６）。そして、押し出されたこの余分な液晶３２Ａを力Ｆによる加圧状態を維持したまま拭き取る（図４（Ｂ）及び図７のＳ７）。
【００２２】
＜封止材の形成＞
次に、図５（Ａ）に示すように、力Ｆによる加圧状態を維持したまま例えば紫外線硬化樹脂よりなる封止材３６を接合体３０の液晶注入口２２に塗布する（図７のＳ８）。次に、図５（Ｂ）に示すように、上記力Ｆによる加圧を解除することによって、上記液晶注入口２２に塗布していた封止材３６を内部へ引き込ませる（図７のＳ９）。
【００２３】
＜封止処理＞
次に、図６（Ａ）に示すように、表示領域における液晶３２が紫外線によるダメージを受けないようにするために表示領域を覆い、且つ封止材３６を露出させて接合体３０にマスク３８を施し、次にこの接合体３０に垂直な方向より紫外線４０を照射して、上記封止材３６を硬化させて液晶３２を封止する（図７のＳ１０）。そして、マスク３８を除去することにより、図６（Ｂ）に示すように液晶パネル４２を完成する。
【００２４】
以上のよう、本発明方法によれば、図７に示すような液晶注入の際に発生する配向ムラ、すなわち初期配向不良領域による表示領域への表示品質の不良を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部であるシール接着剤塗布工程と貼り合わせ工程を示す平面図である。
【図２】本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である液晶充填工程を示す平面図である。
【図３】本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である加熱工程と冷却工程を示す平面図である。
【図４】本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である液晶押し出し工程と拭き取り工程を示す平面図である。
【図５】本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である封止材塗布工程と封止材引き込み工程を示す平面図である。
【図６】本発明に係る液晶パネルの製造方法の一部である封止材硬化工程を示す平面図である。
【図７】本発明に係る液晶パネルの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
【図８】液晶パネルの従来の製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１２…駆動基板、１４…表示領域、１６…配向膜、１８…パッド電極、２０…シール接着剤、２２…液晶注入口、２４…透明電極、２６…配向膜、２８…対向基板、３０…接合体、３２…液晶、３６…封止材、４２…液晶パネル、Ｐｘ…画素電極。
【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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