JP2004325525A

JP2004325525A - Substrate for liquid crystal display device, method of manufacturing substrate for liquid crystal display device, liquid crystal display device and method of manufacturing liquid crystal display device

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Publication number: JP2004325525A
Application number: JP2003116304A
Authority: JP
Inventors: Tomio Tanaka; 富雄田中; Norihisa Moriya; 徳久守谷
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate for a liquid crystal display device in which satisfactory adhesion of a seal layer and the substrate to each other is attained. <P>SOLUTION: On a surface of one substrate of the liquid crystal display device provided with a first substrate 1, a second substrate 2 placed opposite to the first substrate 1, a liquid crystal 3 injected between the substrates 1, 2 and the seal layer 14 to plug in between the first and second substrates 1, 2, to stick them to each other and to seal the liquid crystal 3 closely, opposite to the other substrate, an alignment layer 8 or 10 to align directors of liquid crystal molecules 11 along the substrate normal direction is formed. A seal region where the seal layer 14 is brought into contact with the alignment layer 8 or 10 is formed as a non-hydrophobic region 15. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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θ_１（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θ_２（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（γ_ＳＶ）、固液界面張力（γ_ＳＬ）、液体表面張力（γ_ＬＶ）との間には下記のような関係式が成り立つ。
【００５４】
γ_ＳＶ＝γ_ＬＶｃｏｓθ＋γ_ＳＬ
この式により算出されるγ_ＳＬ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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate for a liquid crystal display device, a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a method for manufacturing a liquid crystal display device.More specifically, in a liquid crystal display device for displaying a television image or a computer image, The present invention relates to a substrate for a liquid crystal display device having high reliability and good yield, a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a method for manufacturing a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices are widely used as various display devices because they can be thinned and driven at low voltage. In particular, a TN type liquid crystal display device in which an active switch element such as a TFT (thin film transistor) is incorporated in each pixel exhibits a display performance comparable to that of a CRT, and is used for a display of a personal computer, a television, or the like. Among these liquid crystal display devices, a vertical alignment type liquid crystal display device is known, and the vertical alignment type liquid crystal display device has advantages such as a wide viewing angle, excellent contrast and delicateness, and various studies. Development is active.
[0003]
As shown in FIG. 8, a liquid crystal display panel constituting this vertical alignment type liquid crystal display device has a first substrate 101, a second substrate 102 opposed thereto, a first substrate 101 and a second substrate 101, It has a structure including a liquid crystal 103 interposed between the substrates 102 (for example, see Patent Document 1). On the inner surface of the second substrate 102, a pixel electrode and an electrode layer 104 such as a thin film transistor (TFT) are formed in pixel regions arranged in a matrix, and an alignment film 105 is formed on the electrode layer 104. I have. On the other hand, on the inner surface of the first substrate 101, a colored layer 106 for forming each of R (red), G (green), and B (blue) pixels is formed, and a boundary between pixels is shielded from light. A black matrix layer 107 having a predetermined pattern is formed. A transparent electrode 109 is formed on the colored layer 106 and the black matrix layer 107 via a protective film 108, and an alignment film 110 is formed on the transparent electrode 109.
[0004]
Further, bead-shaped spacers 111 such as plastic beads, silica beads, and glass beads are dispersedly arranged between the first substrate 101 and the second substrate 102, and the cell gap becomes a constant value. It is designed to be.
[0005]
A polarizing plate (not shown) is provided on both outer surfaces of the liquid crystal display panel 100, that is, on outer surfaces of the first substrate 101 and the second substrate 102, and a backlight (not shown) is provided on the second substrate 102 side. (Not shown). By irradiating light from the backlight and controlling the voltage between the electrode layer 104 and the transparent electrode 109, the arrangement state of the liquid crystal is controlled to display a color image.
[0006]
In such a liquid crystal display panel, a sealing layer that adheres (seals) the substrates 101 and 102 to each other and seals the liquid crystal between the substrates is provided on a peripheral portion between the first substrate 101 and the second substrate 102. 112 are provided. The sealing layer 112 is formed, for example, by applying a sealing material to a peripheral portion of the first substrate 101 and the second substrate 102 facing each other at a predetermined interval, leaving an injection port for injecting liquid crystal, and After a predetermined amount of liquid crystal is injected between the first substrate 101 and the second substrate 102 from the injection port, a sealing material is applied so as to close the injection port, for example.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2003-057637 (FIG. 2)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned liquid crystal display device, alignment films are respectively formed on the inner surface of the first substrate (the surface facing the second substrate) and the inner surface of the second substrate (the surface facing the first substrate). The substrate is bonded by a seal layer via the alignment film, and the peripheral edge of the substrate is sealed. However, since the alignment film is a film in which directors of liquid crystal molecules are arranged along the normal direction of the substrate, most of the surface of the substrate is a water-repellent region. For this reason, the adhesion between the seal layer and the substrate, which is used to bond the substrates together, may not be good. As a result, it is conceivable that the substrate is peeled off, which causes a reduction in reliability.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has been made to provide a substrate for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device that can improve the adhesion between a seal layer and a substrate, and to reduce costs. It is an object of the present invention to provide an effective method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing a liquid crystal display device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device substrate comprising: a first substrate; a second substrate disposed to face the first substrate; and a liquid crystal injected between the substrates; A sealing layer for bonding the first substrate and the second substrate together and sealing the liquid crystal, wherein the one substrate of the liquid crystal display device has liquid crystal molecules on a surface facing the substrate. An alignment film for arranging the directors along the normal direction of the substrate is formed, and a seal region of the alignment film that contacts the seal layer is formed in a non-hydrophobic region.
[0011]
According to the present invention, since the sealing region is a non-hydrophobic region, the adhesion between the sealing layer and the substrate (alignment film) is improved, and the bonding strength of the substrate is increased. Therefore, a substrate for a liquid crystal display device, in which the substrate is not easily peeled off, has high reliability, and has a good yield, can be obtained.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the liquid crystal display device substrate according to the first aspect, the alignment film is a hydrophobic film, and the non-hydrophobic region is a hydrophilic region. According to the present invention, since the non-hydrophobic region is a hydrophilic region, the adhesion between the seal layer and the substrate (alignment film) is further improved.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the liquid crystal display substrate according to the first or second aspect, the alignment film is a hydrophobic film formed of a fluorine-based silicone resin or a polyimide resin, and The region is a hydrophilic region in which a hydrophilic group is added to the fluorine-based silicone film or the polyimide film.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device substrate according to any one of the first to third aspects, the surface free energy of the non-hydrophobic region is 40 mN / m or more. Thereby, since the non-hydrophobic region becomes a hydrophilic region, the adhesion between the seal layer and the substrate (alignment film) becomes better.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, comprising: a first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, and an injection method between the substrates. Liquid crystal, and a sealing layer that adheres between the first substrate and the second substrate and seals the liquid crystal. A method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, comprising forming an alignment film for arranging directors in a direction normal to a substrate, and forming a seal region of the alignment film in contact with the seal layer in a non-hydrophobic region. The method includes a step of forming a hydrophobic alignment film capable of performing a hydrophilic treatment on one substrate, and a step of forming a hydrophilic non-hydrophobic region by performing a hydrophilic treatment on the seal region.
[0016]
According to the present invention, a hydrophilic non-hydrophobic region can be formed by hydrophilizing the seal region, and the adhesion between the seal layer and the substrate can be improved by an easy process. As a result, a substrate for a liquid crystal display device can be efficiently manufactured, which can contribute to cost reduction.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device substrate according to the fifth aspect, the hydrophilic treatment is performed by an exposure treatment using a mask having a photocatalyst layer.
[0018]
According to the present invention, since the exposure is performed by using the mask having the photocatalyst layer, the hydrophobic alignment film can be very easily changed to the hydrophilic non-hydrophobic region by the action of the photocatalyst at the time of exposure. At the same time, a surface having good adhesiveness can be formed very easily only by performing exposure treatment.
[0019]
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a first substrate; a second substrate disposed to face the first substrate; and a liquid crystal injected between the substrates. A vertical alignment type liquid crystal display device having a sealing layer that seals the liquid crystal while bonding between the first substrate and the second substrate, wherein the opposing surface of the first substrate and the second substrate On the opposing surface, alignment films for arranging directors of liquid crystal molecules along the normal direction of the substrate are formed, and the seal regions of the alignment films that contact the seal layer are formed in non-hydrophobic regions. I do.
[0020]
According to the present invention, since the sealing region is a non-hydrophobic region, the adhesion between the sealing layer and the substrate (alignment film) is improved, and the bonding strength of the substrate is increased. Therefore, a liquid crystal display device in which the substrate is hardly peeled off, high in reliability and good in yield can be obtained.
[0021]
According to an eighth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the seventh aspect, the alignment film is a hydrophobic film, and the non-hydrophobic region is a hydrophilic region. According to the present invention, since the non-hydrophobic region is a hydrophilic region, the adhesion between the seal layer and the substrate (alignment film) is further improved.
[0022]
According to a ninth aspect of the present invention, in the liquid crystal display device according to the seventh or eighth aspect, the alignment film is a hydrophobic film formed of a fluorine-based silicone resin or a polyimide resin, and the non-hydrophobic region is A hydrophilic region in which a hydrophilic group is added to the fluorine-based silicone film or the polyimide film.
[0023]
According to a tenth aspect, in the liquid crystal display device according to any one of the seventh to ninth aspects, a surface free energy of the non-hydrophobic region is 40 mN / m or more. Thereby, since the non-hydrophobic region becomes a hydrophilic region, the adhesion between the seal layer and the substrate (alignment film) becomes better.
[0024]
According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a first substrate; a second substrate disposed to face the first substrate; a liquid crystal injected between the substrates; A sealing layer for bonding between the substrate and the second substrate and sealing the liquid crystal, and a director of liquid crystal molecules is provided on the inner surface of the first substrate and the inner surface of the second substrate with a substrate normal. A method for manufacturing a vertical alignment type liquid crystal display device, in which alignment films arranged along a direction are formed, and a seal region of the alignment film, which is in contact with the seal layer, is formed in a non-hydrophobic region. Forming a hydrophilic alignment film capable of performing a hydrophilic treatment on the substrate and the second substrate, and forming a hydrophilic non-hydrophobic region by performing a hydrophilic treatment on the sealing region. .
[0025]
According to the present invention, a hydrophilic non-hydrophobic region can be formed by hydrophilizing the seal region, and the adhesion between the seal layer and the substrate can be improved by an easy process. As a result, the liquid crystal display device can be manufactured efficiently, which can contribute to cost reduction.
[0026]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the eleventh aspect, the hydrophilic treatment is performed by an exposure treatment using a mask having a photocatalyst layer.
[0027]
According to the present invention, since the exposure is performed by using the mask having the photocatalyst layer, the hydrophobic alignment film can be very easily changed to the hydrophilic non-hydrophobic region by the action of the photocatalyst at the time of exposure. At the same time, a surface having good adhesiveness can be formed very easily only by performing exposure treatment.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a substrate for a liquid crystal display device, a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
(Liquid crystal display substrate, liquid crystal display)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one example of the liquid crystal display device of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing changes in directors of liquid crystal molecules when a voltage is applied between substrates in a vertical alignment type liquid crystal display device. FIG. 2A shows a mode in which directors of liquid crystal molecules are arranged in the substrate normal direction Y when the power is turned off (V = 0), and FIG. FIG. 2C shows a mode when a critical voltage Vc to start is given, and FIG. 2C shows a mode when a saturation voltage Vsat at which the liquid crystal molecules are sufficiently inclined is given. Note that the director is a unit vector representing an average alignment direction of liquid crystal molecules.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device of the present invention comprises a first substrate 1, a second substrate 2, and a negative dielectric anisotropy injected between the opposing substrates 1 and 2. And a liquid crystal display device of a vertical alignment system having a liquid crystal 3 having a characteristic. In the liquid crystal display device of the present invention, the first substrate 1 and the second substrate 2 constitute one of a color filter substrate and a device (TFT) substrate. Hereinafter, the first substrate 1 will be described as a color filter substrate, and the second substrate 2 will be described as a device substrate.
[0031]
The first substrate 1 is formed of a glass substrate, a transparent plastic substrate, or the like. On the inner surface of the first substrate 1 (the surface facing the second substrate 2), a colored layer 4 for forming R (red), G (green), and B (blue) pixels, and leakage light And a black matrix layer 5 having a predetermined pattern positioned at the periphery of the pixel region to shield the pixel region. The black matrix layer 5 is disposed so as to cover the TFT elements of the device substrate (the second substrate 2), line electrodes such as scanning wiring and signal wiring, and other light leakage areas. A transparent electrode 7 is formed on the black matrix layer 5 and the colored layer 4 via a protective film 6, and an alignment film 8 is formed on the transparent electrode 7. The first substrate 1, which is a color filter substrate constituting the present invention, is not particularly limited as long as it has a configuration generally used at present, and has a configuration other than the above. It does not matter.
[0032]
On the other hand, the second substrate 2, which is a device substrate, is formed of a glass substrate, a transparent plastic substrate, or the like. On the inner surface of the second substrate 2 (opposing surface facing the first substrate 1), transparent electrodes 9 such as pixel electrodes, thin film field effect transistor (TFT) elements, and line electrodes arranged in a matrix are provided. The alignment film 10 is formed on the electrode 9. The device substrate 2 constituting the present invention is not particularly limited as long as it has a structure generally used at present, and may have a structure other than the above.
[0033]
The electrodes 7 and 9 are pixel electrodes in the device substrate 2, and are transparent electrodes in the color filter substrate 1. Examples of a constituent material of the electrodes 7 and 9 include a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO), indium oxide, and indium zinc oxide (IZO). The electrodes 7 and 9 can be formed by various general methods and are not particularly limited. For example, the electrodes 7 and 9 can be formed by a sputtering method. The thickness of the electrodes 7, 9 is preferably about 100 nm to 150 nm.
[0034]
As the alignment films 8 and 10, use is made of alignment films that orient the directors of the liquid crystal molecules 11 along the substrate normal direction Y when the power is turned off. As the alignment films 8 and 10, for example, a hydrophobic film or the like is used, and it is preferable that the film is originally hydrophobic but can be made hydrophilic by performing a hydrophilic treatment.
[0035]
Examples of a material for forming the alignment films 8 and 10 include a fluorine-based silicone resin for forming a hydrophobic film and a polyimide resin for forming a vertical alignment film. Examples of the fluorine-based silicone resin for forming a hydrophobic film include commercially available photosensitive resins such as a fluorine-based silicone resin for forming a water-repellent film made by Toshiba Silicone. Examples of the polyimide resin for forming a vertical alignment film include commercially available photosensitive resins such as JALS-688 manufactured by Japan Synthetic Rubber, which is a polyimide resin for vertical alignment.
[0036]
The thickness of the alignment films 8 and 10 is not particularly limited, but is preferably, for example, 10 nm to 100 nm. The alignment films 8 and 10 are formed by applying a material for forming an alignment film to the entire surface of the substrate by a coating means such as spin coating or various printing means.
[0037]
Further, the liquid crystal display device has a spacer for maintaining a constant cell gap on at least one of the first substrate 1 and the second substrate 2, in the illustrated example, the first substrate 1 (transparent electrode 7). 12 are formed. The spacer 12 may be a bead-shaped spacer such as a plastic bead, a silica bead, a glass bead, or the like, but is preferably a columnar spacer 12 as shown in FIG.
[0038]
The shape of the spacer 12 is not particularly limited as long as it is columnar. The columnar shape of the spacer 12 in the present invention is not limited to a rectangular cross section in the height direction of the spacer 12 including a square, but includes a trapezoid or a rhombus. That is, the columnar shape of the spacer 12 in the present invention means that the horizontal cross section of the spacer 12 (the cross section in the direction orthogonal to the height direction of the spacer 12) is any shape such as a circle, a triangle, a quadrangle, and a polygon. The vertical cross section (cross section in the height direction of the spacer 12) is often formed in a rectangular shape including a square, a trapezoid, a rhombus, or the like.
[0039]
The formation position of the spacer 12 is on the transparent electrode 7 at an arbitrary position above the black matrix layer 5. The size of the spacer 12 is preferably smaller than the width of the black matrix layer 5. The height of the spacer 12 is arbitrarily set according to the liquid crystal display device.
[0040]
The material for forming the spacer 12 is not particularly limited as long as it is used for a liquid crystal display device, and examples thereof include photosensitive resins such as NN-777 and N-780 manufactured by JSR Corporation. The method for forming the spacer 12 is not particularly limited, and various general methods can be applied. Examples thereof include various spacer pattern forming methods such as photolithography, printing, and film laser transfer.
[0041]
A control film 13 is formed on a side surface of the spacer 12.
The control film is a film in which directors of the liquid crystal molecules 11 are arranged along side surfaces of the spacer 12. As the control film 13, any film may be used as long as the director of the liquid crystal molecules 11 can be arranged along the side surface of the spacer 12, such as a hydrophilic film.
[0042]
The control film 13 may be formed, for example, by applying a material for forming a hydrophilic film on the side surface of the spacer 12 by a coating means such as spin coating or various printing means. It is preferable that the control film 13 is formed on the side surface of the control film 12 by subjecting the alignment film on the side surface to a hydrophilic treatment.
[0043]
As described above, by forming the control film 13 on the side surface of the spacer 12, the liquid crystal molecules 11 near the side surface are arranged so that the director is along the side surface. Therefore, light-leakage hardly occurs particularly when the liquid crystal is displayed in black.
[0044]
In such a liquid crystal display panel, the substrates 1 and 2 are bonded (sealed) to each other and a liquid crystal is sealed between the substrates 1 and 2 at the peripheral portion between the first substrate 1 and the second substrate 2. A sealing layer 14 is provided.
[0045]
The sealing layer 14 is formed using a sealing material. The sealing layer 14 may be formed in any manner. For example, the sealing material may be formed on the periphery of the first substrate and / or the periphery of the second substrate. May be applied in a predetermined amount, for example, and the first substrate 1 and the second substrate 2 may be bonded to each other so as to face each other to form the seal layer 14. Alternatively, after the first substrate 1 and the second substrate 2 are opposed to each other, a sealing material may be injected into a peripheral portion between the substrates 1 and 2 to form the sealing layer 14. When the seal layer 14 is formed, first, a seal layer is formed leaving an injection port for injecting liquid crystal, and the liquid crystal is separated from the first substrate 1 and the second substrate 2 through the injection port. After injecting a predetermined amount in between, it is preferable to form a seal layer for closing the inlet.
[0046]
As the sealing material, any material may be used as long as it is used for a liquid crystal display device. For example, a resin sealing material is used. As the resin sealing material, for example, one or more of bisphenol F type, bisphenol A type diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether resin, phenol novolak type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, and the like are used. Specifically, for example, a sealing material XN-5A manufactured by Mitsui Chemicals is used. This sealing material may contain other components as needed. Other components include carbon black, resin-coated carbon black, iron oxide, titanium oxide, aniline black, fine particles such as cyanine black, talc, inorganic fillers such as mica, aminosilane, silane coupling agents such as epoxy silane, Solvents such as cellosolve and carbitols, and curing accelerators such as imidazoles, triphenylphosphine bicycloundecene, and trisdimethylaminomethylphenol are included. The content of the other components is determined from an arbitrary range according to the other components.
[0047]
This seal layer 14 is provided on the alignment films 8 and 10 at the peripheral portion between the first substrate 1 and the second substrate 2. Seal regions of the alignment films 8 and 10 provided with the seal layer 14 (regions of the alignment films 8 and 10 that come into contact with the seal layer 14) are formed in the non-hydrophobic region 15.
[0048]
In the present invention, the non-hydrophobic region 15 is a hydrophilic region that does not exhibit water repellency or has low water repellency because most of the surface of the alignment film is a water repellent region. , 2 (alignment films 8 and 10).
[0049]
Further, since the sealing region of the alignment film 8 of the first substrate 1 is formed in the non-hydrophobic region 15, the substrate for a liquid crystal display device of the present invention can be constituted. Further, since the sealing region of the alignment film 10 of the second substrate 2 is formed in the non-hydrophobic region 15, the substrate for a liquid crystal display device of the present invention can also be constituted.
[0050]
The non-hydrophobic region 15 is not particularly limited as long as it can improve the adhesion between the seal layer 14 and the substrates 1 and 2 (the alignment films 8 and 10). It is preferably at least 40 mN / m. The non-hydrophobic region 15 is preferably a hydrophilic film, for example, a film obtained by subjecting the hydrophobic alignment films 8 and 10 to a hydrophilic treatment.
[0051]
Note that the surface free energy in the present invention is obtained by measuring the contact angle between a water droplet and the surface of a liquid crystal or the like by dropping a water droplet on the surface of a liquid crystal (or the surface of an alignment film (including the inclined region)) based on the droplet method. Is measured, and the value calculated from the measured value is shown.
[0052]
As shown in FIG. 7, when the water droplet is dropped on the surface of a solid (liquid crystal, alignment film, inclined region), the droplet method is divided into a water-solid interface / horizontal line and a tangent at the end of the droplet. Angle between two lines θ₁(Contact angle). Also, the angle formed by the two lines of the solid-liquid interface / horizontal line and the line connecting the apex of the droplet and the edge of the droplet is θ.₂(Measurement angle), the measurement angle has a half of the contact angle, so that the contact angle can be easily measured.
[0053]
The contact angle θ and the solid surface tension (γ_SV), Solid-liquid interfacial tension (γ_SL), Liquid surface tension (γ_LVAnd the following relational expression holds.
[0054]
γ_SV= Γ_LVcos θ + γ_SL
Γ calculated by this equation_SLIs the surface free energy in the present invention.
[0055]
The non-hydrophobic region 15 may be formed in any manner. For example, the non-hydrophobic region 15 may be formed by applying a material for forming a hydrophilic film on the substrates 1 and 2 serving as the seal regions by a coating means such as spin coating or various printing means. However, after forming the alignment films 8 and 10, preferably, the sealing regions of the alignment films 8 and 10 are subjected to a hydrophilic treatment to form the non-hydrophobic regions 15.
[0056]
That is, the alignment film forming resin that can be subjected to the hydrophilic treatment is applied to the surfaces of the transparent electrode 7 of the first substrate 1 and the electrode 9 of the second substrate 2 by an application means such as spin coating or various printing means, and is oriented. The non-hydrophobic region 15 can be formed by forming the films 8 and 10 and then performing a hydrophilic treatment on the sealing region. As such a hydrophilic treatment method, for example, as described later, an exposure treatment using a mask having a photocatalyst layer can be preferably exemplified. In this way, the non-hydrophobic region 15 can be formed only by increasing the step of hydrophilizing the seal region, which is a part of the alignment film, after forming the alignment film, which is usually performed. In addition, the non-hydrophobic region can be formed with low production cost and high production efficiency.
[0057]
The non-hydrophobic region 15 may be formed in the entire seal region or in a part of the seal region. When the non-hydrophobic region 15 is formed in a part of the seal region, its formation range, formation location, and shape are arbitrarily determined from a range in which the adhesion between the seal layer 14 and the substrates 1 and 2 is good. You.
[0058]
In the illustrated example, the seal area is the peripheral edge of the substrates 1 and 2, but is not limited to this. The seal area may be near the peripheral edge of the substrates 1 and 2, or may be located at other locations. May be.
[0059]
Since the seal region is formed as the non-hydrophobic region 15 as described above, the seal region does not become a water-repellent region, so that the seal layer 14 and the substrates 1 and 2 (the alignment films 8 and 10) are not bonded to each other. The adhesion is good, and the bonding strength between the substrates 1 and 2 is high.
[0060]
As described above, according to the present invention, since the sealing region is the non-hydrophobic region 15, the substrates 1 and 2 are hardly peeled off, so that a liquid crystal display device substrate and a liquid crystal display device having high reliability and good yield can be obtained. Will be done.
[0061]
(Method of Manufacturing Liquid Crystal Display Substrate, Method of Manufacturing Liquid Crystal Display)
Next, a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device and a method for manufacturing a liquid crystal display device will be described. The method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device and the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention are a method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device and a method for manufacturing a liquid crystal display device having the above-described configuration. ▼ forming a hydrophobic alignment film that can be hydrophilized on the inner surface of the first substrate (for example, the surface of a color filter substrate) and the inner surface of the second substrate (for example, the surface of a device substrate); ▼ forming a hydrophilic region which is a non-hydrophobic region by replacing a sealing region of the alignment film. It should be noted that other manufacturing steps for manufacturing the liquid crystal display device, for example, steps for forming the colored layer 4, the black matrix layer 5, the transparent electrode layer 7, and the electrodes 9 such as THT elements as shown in FIG. It is the same as the above method.
[0062]
In the step (1), examples of the resin for forming the alignment film capable of performing the hydrophilic treatment include the above-described fluorine-based silicone resin for forming the hydrophobic film and the polyimide resin for forming the vertical alignment film. These resins are applied to the entire surface of the substrate by application means such as spin coating or various printing means.
[0063]
In the above step (2), the means for hydrophilizing the sealing region includes, as shown in FIG. 3, (i) exposing the hydrophobic alignment film 20 as the sealing region with a mask 22 having a photocatalyst layer 21. To form a hydrophilic region (non-hydrophobic region) 23 only in the exposed portion, as shown in FIG. 4, (ii) forming a photocatalyst-containing alignment film 30 by coating a photocatalyst-containing hydrophobic resin. After that, a method of exposing the seal region to make only the exposed seal region hydrophilic to form the hydrophilic region 31 can be used.
[0064]
In the step (i), examples of the hydrophobic alignment film 20 include the above-mentioned fluorine-based silicone coating and polyimide coating. As shown in FIG. 3, the process using the mask having the photocatalyst layer 21 is performed by first forming the mask 22 having the photocatalyst layer 21 on the substrate 25 on which the mask pattern 24 is formed, and forming the hydrophobic alignment film 20. The prepared first and second substrates are prepared (FIG. 3A). The mask 22 having the photocatalyst layer 21 and the hydrophobic alignment film 20 are spaced from each other by a predetermined distance so as to irradiate the sealing region with the exposure light (FIG. 3B). Irradiation (FIG. 3 (c)) is a treatment method for forming the hydrophilic region 23 (hydrophilization treatment method) (FIG. 3 (d)). The mask pattern 24 has, for example, a rectangular shape as shown in FIG. 5 (b), and has a shape in which a central portion of one long side is extended almost perpendicularly to the outside as much as possible to serve as a liquid crystal injection port. The one formed by the mask opening 40 or the like is used. That is, the mask opening 40 is formed according to the shape and size of the seal layer 14 to be formed. For example, in the case where the seal layer is formed in a substantially rectangular shape as shown in FIG. 5A, the mask opening 40 is formed, for example, as shown in FIG. It is preferable to form them in a size and shape that include them.
[0065]
The photocatalyst layer 21 has a binder containing titanium oxide as a photocatalyst. The titanium oxide is preferably of an anatase type, and is preferably contained in the binder at a ratio of 20 to 40% by weight. The average particle size of the titanium oxide is preferably about 5 to 20 μm. Instead of titanium oxide, ZnO or the like may be used as a photocatalyst. By irradiating the photocatalyst layer 21 with exposure light having a wavelength of, for example, 380 nm or less, a photoelectrochemical reaction occurs in the photocatalyst particles, and the side chains of the exposed seal region can be replaced with -OH groups. As a result, the sealing region can be changed to the hydrophilic region 23.
[0066]
In addition, the distance between the mask 22 and the hydrophobic sealing region (the alignment film 20) is such that active oxygen species or the like generated by the photocatalytic reaction are easily generated and act in the gap, and the sealing region is converted into the hydrophilic region 23. It is preferable that the interval can be changed, and it is preferable that the intervals are approximately 5 to 20 μm.
[0067]
In the step (ii), examples of the hydrophobic alignment film (including the seal region) include the above-mentioned fluorine-based silicone film and polyimide film containing the photocatalyst. As shown in FIG. 4, first, a mask 34 having a mask pattern 33 formed on a substrate 32 and a hydrophobic alignment film 30 containing a photocatalyst were formed as shown in FIG. A first substrate and a second substrate 2 are prepared (FIG. 4A). The mask 34 and the hydrophobic alignment film 30 containing a photocatalyst are spaced from each other by a predetermined distance so that the exposure light irradiates the sealing region (FIG. 4B). Irradiation (FIG. 4 (c)) is a method of forming the hydrophilic region 31 (hydrophilization treatment method) (FIG. 4 (d)). The mask pattern 33 has, for example, a rectangular shape as shown in FIG. 5B, and has a shape in which a central portion of one long side is extended almost perpendicularly to the outside as much as possible to serve as a liquid crystal injection port. The one formed by the mask opening 40 or the like is used. That is, the mask opening 40 is formed according to the shape and size of the seal layer 14 to be formed. For example, in the case where the sealing layer is formed in a substantially rectangular shape as shown in FIG. 5A, the mask opening 40 is formed, for example, as shown in FIG. It is preferable to form them in a size and shape that include them.
[0068]
The hydrophobic alignment film 30 contains titanium oxide as a photocatalyst in a binder. As described above, the titanium oxide is preferably of an anatase type, and is preferably contained in the binder at a ratio of 20 to 40% by weight. The average particle size of the titanium oxide is preferably about 5 to 20 μm. Instead of titanium oxide, ZnO or the like may be used as a photocatalyst. By irradiating the hydrophobic alignment film 30 with exposure light 35 having a wavelength of, for example, 380 nm or less, a photoelectrochemical reaction occurs in the contained photocatalyst particles, and the side chain of the seal region can be replaced with an -OH group. . As a result, the sealing region can be changed to the hydrophilic region 31. The distance between the mask 34 and the sealing region (the alignment film 30) is the same as in the case (i). In addition, comparing the step (i) with the step (ii), the step (i) can be more preferably applied.
[0069]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a surface reaction in which a part (sealing region) of a hydrophobic alignment film changes to a hydrophilic region. FIG. 6A shows a state in which active oxygen species and the like attack on the side chain on the surface of the hydrophobic alignment film, and cut the bond between the side chains. FIG. 6B shows the cut site. Shows a state in which a hydroxyl group is bonded and changes to hydrophilic.
[0070]
In the process for generating the surface reaction shown in FIG. 6, it is preferable that the hydrophobic alignment film and the mask having the photocatalyst layer are arranged at a predetermined interval (for example, 5 to 20 μm). By arranging the hydrophobic alignment film and the mask having the photocatalytic layer at a predetermined interval, active oxygen species and the like generated by the photocatalytic reaction can be easily generated in the gap. The active oxygen species and the like include active oxygen or active hydroxyl groups generated based on a photoelectrochemical reaction in the photocatalyst particles, and the active oxygen species and the like attack the side chains (for example, alkyl side chains) shown in FIG. Then, the bond of the side difference is broken. The active oxygen species and the like are exchanged and bonded to the part where the side chain is cleaved, so that the part becomes hydrophilic as shown in FIG. 6 (b).
[0071]
As described above, the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device and the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention form a non-hydrophobic region that improves the adhesion between a seal layer and a substrate by an extremely easy process. Therefore, the substrate for the liquid crystal display device and the liquid crystal display device can be efficiently manufactured, which can contribute to cost reduction.
[0072]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0073]
(Example 1)
<Step of forming non-hydrophobic region on color filter substrate side>
First, a color filter substrate 1 on which ITO is formed as a transparent electrode 7 is prepared, and a hydrophobic resin composition (a polyimide resin composition for vertical alignment, Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. , JALS-688) was spin-coated to form a hydrophobic alignment film 8 having a thickness of 60 nm.
[0074]
Next, a mask 22 having a photocatalyst layer 21 is arranged on the hydrophobic alignment film 8 so as to keep a distance of about 20 μm, and then the sealing region and its vicinity are exposed to ultraviolet light having a wavelength of 200 to 370 nm. did. The exposed portion (seal region) changed from a hydrophobic film to a hydrophilic region 15 having a surface free energy of 40 mN / m.
[0075]
In the mask 22, a mask pattern 24 shown in FIG. 5B made of a chromium thin film is formed on a substrate 25, and the mask pattern 24 has a thickness of 0.05 containing anatase type titanium oxide particles as a photocatalyst. A photocatalyst layer 21 having a thickness of about 0.5 μm is formed. The photocatalyst layer 21 contains about 10 to 100% by weight of titanium oxide particles in a binder resin (silicone resin). Here, 100% by weight of titanium oxide is the case where the photocatalyst layer 34 is formed only of titanium oxide.
[0076]
Thus, a color filter substrate in which the sealing region of the hydrophobic alignment film 8 on the transparent electrode 7 of the color filter substrate 1 was changed to the hydrophilic region 15 was formed.
[0077]
<Step of forming non-hydrophobic region on device substrate side>
First, a device substrate 2 on which ITO is formed as a pixel electrode 9 is prepared, and a hydrophobic resin composition (a polyimide resin composition for vertical alignment, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd .; JALS-688) was spin-coated to form a hydrophobic alignment film 10 having a thickness of 60 to 100 μm.
[0078]
Next, a mask 22 having a photocatalyst layer 21 was arranged on the hydrophobic alignment film 10 so as to maintain a distance of about 10 to 25 μm, and then the sealing region was exposed to ultraviolet light having a wavelength of 200 to 370 nm. . The exposed portion (seal region) changed from a hydrophobic film to a hydrophilic region 15 having a surface free energy of 40 mN / m.
[0079]
The mask 22 has a mask pattern 24 shown in FIG. 5B formed of a chromium thin film on a substrate 25, and further has a thickness of 0.05 on the mask pattern 24 containing anatase type titanium oxide particles as a photocatalyst. A photocatalyst layer 21 having a thickness of about 0.5 μm is formed. The type and the amount of the photocatalyst constituting the photocatalyst layer 21 were the same as those of the above-described mask for the color filter substrate.
[0080]
Thus, a device substrate in which the sealing region of the hydrophobic alignment film 10 on the pixel electrode 9 of the device substrate 2 was changed to the hydrophilic region 15 was formed.
[0081]
<Liquid crystal display device>
The device substrate and the color filter substrate formed by the above method were opposed to each other at a fixed distance, and a peripheral layer of the substrate was formed with a sealing material with a sealing material except for an injection port for injecting liquid crystal. After a predetermined amount of liquid crystal was injected between the substrates from the injection port to form a liquid crystal, a sealing layer was formed at the injection port with a sealing material, and the liquid crystal was sealed between the substrates. In this liquid crystal display device, since the sealing region was a hydrophilic region, the adhesion between the sealing layer and the substrate (alignment film) was good, the adhesive strength of the substrate was high, and the substrate was not easily peeled.
[0082]
(Example 2)
Example 1 is the same as Example 1 except that a water-repellent fluorine-based silicone resin (manufactured by Toshiba Silicone, TSL8233 and TSL8114) was used as the resin composition for forming the hydrophobic alignment film capable of performing the hydrophilic treatment. I made it. In this liquid crystal display device, as described above, since the sealing region is a hydrophilic region, the adhesion between the sealing layer and the substrate (alignment film) is improved, the bonding strength of the substrate is high, and the substrate is not easily peeled. It became.
[0083]
【The invention's effect】
According to the substrate for a liquid crystal display device and the liquid crystal display device of the present invention, since the sealing region is a non-hydrophobic region, the adhesion between the sealing layer and the substrate is good, and the bonding strength of the substrate is high. Therefore, a substrate for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device, in which the substrate is hardly peeled off, high in reliability and high in yield, can be obtained.
[0084]
According to the method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device and the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, a hydrophilic non-hydrophobic region can be formed by subjecting a sealing region to a hydrophilic treatment, and sealing can be performed by an easy process. The adhesion between the layer and the substrate can be improved. As a result, the liquid crystal display device substrate and the liquid crystal display device can be efficiently manufactured, which can contribute to cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a liquid crystal display device substrate and a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a change in director of liquid crystal molecules when a voltage is applied between substrates in a vertical alignment type liquid crystal display device.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a method for forming a non-hydrophobic region using a photocatalyst.
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of a method for forming a non-hydrophobic region using a photocatalyst.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a shape of a seal layer and an example of a mask pattern.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a surface reaction in which a hydrophobic polymer film changes to hydrophilic.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a contact angle and a surface tension in a droplet method.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 First substrate
2 Second substrate
3 liquid crystal
4 Colored layer
5 Black matrix layer
6 Protective film
7 Transparent electrode
8 Alignment film
9 electrodes
10 Alignment film
11 Liquid crystal molecules
12 Spacer
13 Control membrane
14 Seal layer
15 Non-hydrophobic area
Y substrate normal direction

Claims

A first substrate, a second substrate opposed to the first substrate, a liquid crystal injected between the substrates, and a bond between the first substrate and the second substrate; A sealing layer for sealing the liquid crystal, the one substrate of the liquid crystal display device having:
On the opposite surface of the substrate, an alignment film for arranging directors of liquid crystal molecules in a direction normal to the substrate is formed, and a sealing region of the alignment film that is in contact with the seal layer is formed in a non-hydrophobic region. Characteristic substrate for liquid crystal display device.

The liquid crystal display device substrate according to claim 1, wherein the alignment film is a hydrophobic film, and the non-hydrophobic region is a hydrophilic region.

The alignment film is a hydrophobic film formed of a fluorine-based silicone resin or a polyimide resin, and the non-hydrophobic region is a hydrophilic region in which a hydrophilic group is added to the fluorine-based silicone film or the polyimide film. The substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein:

4. The substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a surface free energy of the non-hydrophobic region is 40 mN / m or more. 5.

A first substrate, a second substrate opposed to the first substrate, a liquid crystal injected between the substrates, and a bond between the first substrate and the second substrate; A sealing layer for sealing the liquid crystal, and an alignment film for arranging directors of liquid crystal molecules along a normal direction of the substrate on a surface facing the one substrate of the liquid crystal display device having the sealing film. A method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device, in which a seal region contacted with a layer is formed in a non-hydrophobic region,
A liquid crystal display comprising: a step of forming a hydrophobic alignment film capable of performing a hydrophilic treatment on the one substrate; and a step of forming a hydrophilic non-hydrophobic region by performing a hydrophilic treatment on the sealing region. A method for manufacturing an apparatus substrate.

The method for manufacturing a substrate for a liquid crystal display device according to claim 5, wherein the hydrophilic treatment is performed by an exposure treatment using a mask having a photocatalyst layer.

A first substrate, a second substrate opposed to the first substrate, a liquid crystal injected between the substrates, and a liquid crystal bonded to the first substrate and the second substrate. In a vertical alignment type liquid crystal display device having a sealing layer to seal,
On the opposing surface of the first substrate and the opposing surface of the second substrate, alignment films for arranging directors of liquid crystal molecules along the normal direction of the substrate are formed, respectively. A liquid crystal display device, wherein a contacting seal region is formed in a non-hydrophobic region.

The liquid crystal display device according to claim 6, wherein the alignment film is a hydrophobic film, and the non-hydrophobic region is a hydrophilic region.

The alignment film is a hydrophobic film formed of a fluorine-based silicone resin or a polyimide resin, and the non-hydrophobic region is a hydrophilic region in which a hydrophilic group is added to the fluorine-based silicone film or the polyimide film. 9. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein:

The liquid crystal display device according to any one of claims 7 to 9, wherein the surface free energy of the non-hydrophobic region is 40 mN / m or more.

A first substrate, a second substrate opposed to the first substrate, a liquid crystal injected between the substrates, and a liquid crystal bonded to the first substrate and the second substrate. An alignment film for aligning directors of liquid crystal molecules along a normal direction of the substrate, on the inner surface of the first substrate and the inner surface of the second substrate, respectively. A method for manufacturing a vertical alignment type liquid crystal display device, in which a seal region of the alignment film contacting the seal layer is formed in a non-hydrophobic region,
Forming a hydrophobic alignment film capable of performing a hydrophilic treatment on the first substrate and the second substrate, and forming a hydrophilic non-hydrophobic region by performing a hydrophilic treatment on the seal region. Characteristic manufacturing method of a liquid crystal display device.

12. The method according to claim 11, wherein the hydrophilic treatment is performed by an exposure treatment using a mask having a photocatalyst layer.