JP2001125092A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光板単体の改良だけでは、液晶表示ディス
プレイの表示性能を向上させることは難しい。液晶表示
ディスプレイの光学特性に大きく影響を与える偏光板の
偏向軸と、ラビング方向すなわち、液晶の配向方向をよ
り正確に出し、パネル全体としての性能向上を図る。 【解決手段】 少なくとも一方の基板が透明な２枚の基
板と、前記2枚の基板間に狭持された液晶層と、前記液
晶層に電圧を印加する複数の電極を具備し、両基板外側
に偏光板を具備している表示装置において偏光板と液晶
パネルにアライメントマークを持たせ、且つ、これらを
正確に位置出しすることによりパネルの光学特性を向上
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置および、製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達に
伴い液晶表示装置、とりわけアクティブマトリクス型液
晶表示装置の需要が増加する傾向にある。

【０００３】従来のTN型のアクティブマトリクス型液晶
表示装置は、２枚のガラス基板に液晶が狭持されてお
り、一方のガラス基板上に信号線、走査線をマトリクス
状に組み合わせ、その交差部分に薄膜トランジスタ（TF
T）が配置され画素電極に繋がっている構成となってい
る。また、他方のガラス基板には、対向電極が構成され
ている。

【０００４】また、横電界方式（ＩＰＳ型）の液晶表示
パネルにおいては、液晶分子の配列状態を画素毎に制御
するための２つの電極を同一基板上に設けて、液晶分子
に対して横方向から電界を加えるようにしている。この
ような電界が加わっているとき、液晶分子は常に基板に
対して平行な状態で配向方向が変わる。

【０００５】いずれの方式においても画像表示の際に
は、走査線を走査し、信号線に信号を入力して薄膜トラ
ンジスタをオンさせる。薄膜トランジスタがオンとなる
と、画素電極と対向電極の保持容量に電位が書き込まれ
る。これによって、表示装置内の液晶の配向方向が変化
し、その電圧に応じて液晶を透過する光の偏光状態が変
化する。そして、この液晶を透過した光を偏光板に通す
ことにより、光の偏光状態に応じた明暗が表示される。

【０００６】液晶表示装置に用いられている偏光板は、
自然光を直線偏光に変える性質のものである。入射する
光を直交偏向成分に分割したとき、一方のみを通過さ
せ、他方の偏光成分を吸収もしくは、反射、散乱などに
より遮蔽する機能を有する。２枚の偏光板を直交配置に
すると、両方の偏光成分が吸収されるため、黒表示とな
る。液晶表示装置の両側の面に偏光軸が表示のモードに
応じて直交、もしくは、平行な軸状態で配置されて使用
される。

【０００７】この偏光板は、ポリビニルアルコール（PV
A）フィルムを一方向に延伸し、ヨウ素または、２色性
色素を含む溶液に浸すことにより、ヨウ素または、２色
性色素を吸着させ、偏向機能を与え、更に保護膜として
セルロース系のフィルムを被覆して作製する。

【０００８】また、偏光板の偏光方向は、PVAフィルム
の延伸方向で決定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】偏光板は、一定方向の
偏波面の光だけを通す素子であり、液晶表示装置の偏光
板が、液晶表示ディスプレイの光学特性に与える影響は
少なくない。液晶表示装置には、様々なモードや大きさ
の種類の物が存在しており、大型化や、小型化、また
は、高精細化が進む中では、偏光板においても、その透
過率の向上、偏光板中の染料の配向性能の向上等の改良
が行われている。しかし、その様な偏光板単体の改良だ
けでは、そのパネルのコントラストなどの表示性能を向
上させることは難しい。

【００１０】偏光板の偏向軸と、ラビング方向すなわ
ち、液晶の配向方向をより正確にアライメントし、パネ
ル全体としての性能向上を図る必要がある。

【００１１】とくに、液晶の複屈折を利用して表示を行
う、横電界型の液晶表示装置においては、信号線に書込
み電圧を供給し、走査線を活性化してＴＦＴをオンさせ
ると、同一基板上に在る画素電極と対向電極との間に書
込み電圧が印加され、これら電極間に電界が発生する様
な構成に成っている。同一基板上に両電極が在る為、印
加された電界により液晶分子のうち、基板に近い液晶分
子は、基板に対して平行な状態で配向方向を変える。こ
の結果、光の偏光状態が変化し、光がパネルを通過する
ようになる。さらに電極間の電圧を制御することによ
り、パネルの光透過率を任意に変化させて画像を表示す
ることが可能になる。

【００１２】つまり、このＩＰＳ型の液晶表示パネルで
は、液晶分子が常に基板と平行な状態で存在する構成で
表示を行うため、液晶の配向方向と各電極との初期角
度、偏光板の偏光軸との角度が表示において重要なもの
となっている。この構成のため、液晶の配向方向と液晶
パネルの片方側の偏光板の偏光軸方向を合わせる必要が
ある。従って、偏光板の偏向軸とラビング方向をより正
確なものとすることが、特に重要になる（図６）。

【００１３】また、特に大型の液晶表示装置を作製する
場合、今以上の画面全体での画像表示の均一性を得る必
要がある。これを実現する為には、より高精度の偏光板
とラビング方向の位置合わせが必要になってくる。

【００１４】しかし、従来の偏光板と液晶パネルの貼り
あわせは、偏光板端部と液晶パネル端部の突き当てのみ
で角度出しが行われており、貼り合わせ時に偏向軸とラ
ビング方向軸の角度誤差が載ってしまっていた。また、
従来方法では偏向軸とラビング方向の任意角度の補正を
行うことが困難となっていた。

【００１５】本発明は、懸かる上記課題を考慮し、より
高精度の偏向特性を得て、液晶表示装置の表示性能の向
上を図る為のものである。特に、液晶の複屈折による効
果を利用して表示を行う液晶表示装置に関する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、下記のような手段を採用する。

【００１７】請求項１に記載の方法は、少なくとも一方
の基板が透明な２枚の基板と、前記2枚の基板間に狭持
された液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する複数の電
極を具備し、基板外側に指向性フィルムを具備している
表示装置であって、指向性フィルム基板に位置合わせマ
ークをもつことを特徴とする。

【００１８】請求項２に記載の方法は、少なくとも一方
が透明な２枚の基板と、前記2枚の基板間に狭持された
液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する複数の電極を具
備し、両基板外側に指向性フィルムを具備している表示
装置であって、液晶表示装置の表示外部に指向性フィル
ム基板貼りつけ用の位置合わせマークを持つことを特徴
とする。

【００１９】請求項３に記載の方法は、請求項１ないし
２の請求項において、各電極は、液晶層に対し実質的に
基板と平行に電界を印加できるよう構成されており、各
電極には、表示パタ−ンに応じて印加電界を任意に制御
できる外部の制御手段と接続されており、液晶層の配向
状態により光学特性を変化させる偏光手段を備えること
を特徴とする。

【００２０】請求項４に記載の方法は、前記指向性フィ
ルムが、偏光板であることを特徴とする。

【００２１】請求項５に記載の方法は、前記指向性フィ
ルム基板に接着された保護フィルムに位置合わせマーク
を作製する事を特徴とする。

【００２２】請求項６に記載の方法は、少なくとも一方
が透明な２枚の基板と、前記2枚の基板間に狭持された
液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する複数の電極を具
備し、基板外側に指向性フィルムを具備している表示装
置であって、指向性フィルムに設けた位置合わせマーク
を用いて前記基板と貼り合わせることを特徴とする液晶
表示装置の製造方法である。

【００２３】請求項７に記載の方法は、少なくとも一方
の基板が透明な２枚の基板と、前記2枚の基板間に狭持
された液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する複数の電
極を具備し、基板外側に指向性フィルムを具備している
表示装置であって、液晶表示装置の表示部中の画素を用
いて、指向性フィルムをアライメントすることを特徴と
する液晶表示装置の製造方法である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に基づいて説明する。

【００２５】（実施例１）まずは、偏光板に位置合わせ
マーク（以下アライメントマーク）を作製する工程につ
いて説明する。

【００２６】アライメントマークは、偏向板の基板材料
であるPVAフィルムに、感光性樹脂を塗布し露光、洗浄
することにより、アライメントマークを形成する。

【００２７】アライメントマーク形状には、十字型、鉤
括弧型、丸型のいずれも使用可能であるが、本発明にお
いては十字型のものを用いた（図２，３）。

【００２８】アライメントマークを形成する位置は、液
晶パネル基板に対しては、両面基板の其々４隅付近の４
箇所に設け、また、PVAフィルムに対しては、液晶パネ
ルに対応する場所に４箇所其々にアライメントマークを
形成した（図４）。

【００２９】ただし、偏光板はPVAフィルムを延伸する
ことにより作製するため、PVAフィルム上に形成するア
ライメントマーク位置は、PVAフィルムの延伸する量お
よび、液晶パネル基板のアライメントマーク位置に応じ
て予めマーク位置出しをしてから決定する。PVA延伸後
に液晶パネル基板とアライメントを行った。

【００３０】これらマークを重ね合わせて、マークの位
置ずれを検出し、偏光板と液晶パネルをアライメントす
るシステムとした。

【００３１】尚、液晶パネル基板のアライメントマーク
については、アレイ側基板と対向側カラーフィルタ基板
の両方に設けた。また、其々の面の基板に対してアライ
メントマークは、カラーフィルタ側においてはBM上の遮
光部、アレイ側基板においては額縁上のガラス基板上に
設けた（図４）。

【００３２】次に、偏光板と液晶パネル基板とをアライ
メントし、偏光板を基板に貼りつける工程について説明
を行う。

【００３３】偏光板を透明の基板チャックを用いて吸着
する、偏光板と液晶パネルを上下に数十μｍの間隔を保
持して対向させた後、液晶パネルのアライメントマーク
と偏光板のアライメントマークを基板チャック上につけ
られた、長焦点型の観察カメラを用いて観察出来る構成
となっている（図１）。

【００３４】アライメントは、まず最初に、片方側のPV
Aフィルム上の２箇所のアライメントマークに観察カメ
ラの焦点を合わし、カメラ上でのアライメントマーク中
心位置を基準位置として記憶する、次に液晶パネル基板
上のアライメントマークに焦点を合わし、アライメント
マーク位置を観察し、PVAフィルムのアライメントマー
クとの相対位置ずれを算出する。次にフィルム延伸方向
の反対側のアライメントマークの在るところへステージ
を移動し、同じ作業を繰り返す、これ等のデータをもと
に、角度ずれ量を算出して、４点の位置ずれの値が最小
となるように、PVA基板と液晶パネル基板の位置出しを
行った。

【００３５】この時、マークの位置誤差を５０μｍ以下
に抑えるまで繰り返した。

【００３６】尚、アライメント貼り合わせ装置には、図
１のように液晶パネルを保持する下ステージがX、Y、θ
方向に個別に動く装置を用いた。

【００３７】なお、ラビング方向との角度出しは、予め
偏光板貼り付け用のアライメントマーク基準としてラビ
ング方向を決定し、ラビングを行っており、角度出しの
際には、この角度データを基準にθ補正を行った。

【００３８】これにより、任意の角度でラビング方向と
偏光軸方向の調整が可能となった。偏光板貼り付けの角
度調整した後、液晶パネル上に偏光板を置き、その後ロ
ーラーで加圧貼り付けを行った。

【００３９】（実施例２）実施例１においては、アライ
メントマークをフォト工程で作製したが、アライメント
マーク作製をオフセット印刷で行った後、PVAを延伸し
た。

【００４０】この方法においても、任意の角度でラビン
グ方向と偏光軸方向の調整が可能となり、良好な表示を
得ることが出来た。

【００４１】（実施例３）実施例１においては、アライ
メントマークとして表示外部に設けたアライメントマー
クを使用したが、本実施例のアライメントマークとして
は、液晶表示装置のパネル４隅付近に在る画素部分を利
用して行った（図５）。

【００４２】マークのずれは、偏光板のアライメントマ
ークと画素各短辺、長辺からの距離より算出した。

【００４３】この方法においても、任意の角度でラビン
グ方向と偏光軸方向の調整が可能となり、良好な表示を
得ることが出来た。

【００４４】（実施例４）本実施例でのアライメントマ
ークは、偏光板にアライメント用の小穴を開けておき、
カメラ側からレーザーを照射し、反射光を計測する。液
晶パネルからの反射量を計測することで液晶パネルのア
ライメントマークからの反射を特定してアライメントす
る方法でパネルを作製した。

【００４５】この方法においても、任意の角度でラビン
グ方向と偏光軸方向の調整が可能となり、良好な表示を
得ることが出来た。

【００４６】（実施例５）実施例１においては、アライ
メントマークの形成をPVAフィルム延伸前に行ったが、
本実施例においては、偏光板のアライメントマーク形成
をPVAフィルムの延伸後に行った。この際には、延伸装
置の内でアライメントマークを形成する様にした。

【００４７】この方法においても、任意の角度でラビン
グ方向と偏光軸方向の調整が可能となり、良好な表示を
得ることが出来た。

【００４８】（実施例６）本実施例においては、複屈折
型の表示モードであるECB型のモードで表示を行った。
ずれ量を0.3度以下に抑えることにより、ECB型の表示パ
ネルにおいても表示性能の向上が観測された。

【００４９】（実施例７）実施例１においては、液晶の
表示装置のモードにツイストネマティック型（TN型）を
用いたが、本実施例においては、液晶表示装置に横電界
型（IPS型）を用いた。ずれ量を0.3度以下に抑えること
により表示性能の向上が観測された。

【００５０】

【発明の効果】本発明の偏光板と基板のアライメント貼
りつけ方法を採用することにより、ラビング方向と偏向
軸の角度誤差が各パネル毎に0.3度以内とすることが出
来、表示特性の良い液晶表示装置を得ることが出来た。
また、突き当て治具の不良による偏光板の貼りミスによ
る不良を低減することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例1に係る図

【図２】本発明の液晶パネルに設けたアライメントマー
クの図

【図３】本発明の偏光板に設けたアライメントマークの
図

【図４】本発明の他の実施例の図

【図５】本発明の他の実施例の図

【図６】本発明の課題を説明するための図

【符号の説明】

１０１ CCDカメラ １０２ 偏光板チャックプレート １０３ θ・Xステージ １０４ Yステージ ４０１ パネル非表示部 ４０２ パネル表示部 ４０３ アライメントマーク形成個所 ５０１ 液晶パネル非表示部 ５０２ 偏光板 ５０３ 偏光板アライメントマーク ６０１ 偏光板 ６０２ 液晶パネル ６０３ ラビング方向 ６０４ 液晶分子 ６０５ 偏光板偏光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊川 克彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井上 一生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA08X FA08Z FA50X FD12 GA06 GA16 LA09 LA12 LA17

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方の基板が透明な２枚の基板
   と、前記2枚の基板間に狭持された液晶層と、前記液晶
   層に電圧を印加する複数の電極を具備し、基板外側に指
   向性フィルムを具備している表示装置であって、指向性
   フィルム基板に位置合わせマークをもつことを特徴とす
   る液晶表示装置。
2. 【請求項２】少なくとも一方が透明な２枚の基板と、前
   記2枚の基板間に狭持された液晶層と、前記液晶層に電
   圧を印加する複数の電極を具備し、両基板外側に指向性
   フィルムを具備している表示装置であって、液晶表示装
   置の表示外部に指向性フィルム基板貼りつけ用の位置合
   わせマークを持つことを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記各電極は、前記液晶層に対し実質的に
   前記基板と平行に電界を印加できるよう構成されてお
   り、前記各電極には、表示パタ−ンに応じて印加電界を
   任意に制御できる外部の制御手段と接続されており、前
   記液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光手
   段を備えた、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記液晶が複屈折型の表示を行う請求項１
   または２に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】前記指向性フィルムが、偏光板であること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】前記指向性フィルム基板に接着された保護
   フィルムに位置合わせマークを作製する事を特徴とする
   請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】少なくとも一方が透明な２枚の基板と、前
   記2枚の基板間に狭持された液晶層と、前記液晶層に電
   圧を印加する複数の電極を具備し、基板外側に指向性フ
   ィルムを具備している表示装置であって、指向性フィル
   ムに設けた位置合わせマークを用いて前記基板と貼り合
   わせることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. 【請求項８】少なくとも一方の基板が透明な２枚の基板
   と、前記2枚の基板間に狭持された液晶層と、前記液晶
   層に電圧を印加する複数の電極を具備し、基板外側に指
   向性フィルムを具備している表示装置であって、液晶表
   示装置の表示部中の画素を用いて、指向性フィルムをア
   ライメントすることを特徴とする液晶表示装置の製造方
   法。