JP2004341110A - Film forming method, method for manufacturing liquid crystal system, the liquid crystal system, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶装置の製造方法として、特許文献1に記載されているような方法が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平05−281562号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1では、一対の基板のうち少なくとも一方の基板上に封止材を形成するステップと、少なくとも一方の基板上にインクジェットを用いて液晶を滴下するステップと、前記一対の基板を貼り合わせるステップと、その後封止材を硬化するステップとを備えた液晶パネルの製造方法が開示されている。このような方法によって、基板上に極めて微小に、且つ緻密にスペーサー材を混入した液晶を滴下する事が出来る旨、記載されている。
【0005】
しかしながら、インクジェットを用いて単に液晶を滴下したのみでは、粘度の高い液晶材料を基板面内(封止材内)に均一に分散させることができず、液晶層に膜厚ムラが生じ、これを原因として液晶装置の性能低下、例えば当該液晶装置を表示装置として用いた場合にはコントラスト低下等の不具合を生じる惧れがある。また、同様にインクジェットを用いて単に液晶を滴下したのみでは、液晶を滴下した吐出痕が基板上に残り、当該液晶装置を表示装置として用いた場合には、これが影となって映し出される等の不具合も生じる場合がある。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、極めて簡便な方法により、液晶を基板上に均一に分散させることができ、且つ液晶の吐出痕が残存するような不具合の生じ難い液晶装置の製造方法と、これにより得られる液晶装置、及び該液晶装置を備えた電子機器とを提供することを目的とする。さらに、本発明では、基板上に均一な膜を形成するのに好適な方法を併せて提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板がシール材を介して対向配置され、前記一対の基板と前記シール材とにより囲まれた領域に液晶が封入されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に前記シール材を枠状に形成するシール材形成工程と、前記シール材の枠内に液滴吐出装置を用いて液晶を滴下する液晶滴下工程と、前記液晶を滴下した基板を振動させ、該液晶を前記シール材の枠内に略均一に拡散させる基板振動工程と、を含むことを特徴とする。
【0008】
このような液晶装置の製造方法によると、液滴吐出装置を用いて液晶を基板上に滴下するものとしているため、例えばディスペンサー法により液晶を基板上に吐出する方法に比して、シール材枠内に液晶を分散させ易くなるとともに、更に液晶を滴下した基板を振動させ該液晶をシール材枠内に略均一に拡散させるものとしているため、滴下された液晶の層に厚さムラが生じ難いものとなる。
その結果、製造される液晶装置の液晶層厚にムラが生じ難くなり、当該液晶装置を表示装置として用いた場合には、例えば液晶のリタデーション値が不均一となることに基づくコントラスト低下等の表示特性低下を防止ないし抑制することが可能となる。
また、液滴吐出装置を用いた場合に生じ得るスジ状の吐出痕についても、振動により解消することができる。さらに、例えば液滴吐出装置から滴下される液晶の滴下量、着弾位置、或いは着弾した液滴の広がり径等が不均一となった場合にも、振動によりこれら不具合を一掃することができるため、表示特性向上のみならず、製造歩留り向上をも実現することができるようになる。つまり、液滴吐出装置の性能に拘らず、効率良く液晶を基板上に均一に拡散させることが可能となるのである。
なお、本発明により、基板のシール材枠内において液晶が拡散され均一となるのは、振動により、基板上に着弾した液滴が隣接する位置に着弾した液滴と繋がって、これがシール材の枠内において全体的に広がることによるものである。
【0009】
本発明における液晶滴下工程は、液滴吐出装置を用いて行うものであるが、この場合、液晶のみを液滴として滴下するに限らず、例えば液晶と所定の溶媒とを混合したものを液滴として滴下することもできる。また、液晶と、或いは液晶と溶媒とともに、基板間隔(セルギャップ)を規定するスペーサーを吐出するものとしても良い。この場合、スペーサーがシール材枠内に均一に分散される効果も生じるため、得られる液晶装置の基板間隔(セルギャップ)を一層均一なものとすることが可能となる。
【0010】
本発明における基板振動工程では、その振動の大きさ或いは方向を種々の条件により変更することが好ましい。例えば液晶の吐出ピッチ、液晶の粘度、液晶と基板との濡れ性、液晶の滴下量等を考慮して、振動の大きさ或いは方向を適宜設定するのが良い。
【0011】
また、本発明における基板振動工程は、前記液晶の滴下と同時に、或いは前記液晶を滴下した後に行うことができる。いずれのタイミングで振動を行うにしても上記効果を達成することができるが、液晶滴下と同時に基板を振動させると液晶の滴下位置にズレが生じるため、均一性向上の観点からは滴下後において基板振動を行う方が好ましいが、製造効率向上の観点からは、液晶滴下と基板振動とを同一工程で行うのが好ましい。
【0012】
前記液晶滴下工程において、前記液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの走査方向と改行方向とを略90度交差させ、且つ走査ピッチと改行ピッチとが略等しくなるように液晶滴下を行うとともに、前記基板振動工程において、前記液滴吐出ヘッドの走査方向及び改行方向に略沿って振動を行うものとすることができる。
このように液滴吐出ヘッドを走査した場合に、液晶吐出後において振動を行わないものとした場合、走査方向及び改行方向にスジ状の吐出痕が生じる惧れがあるが、本発明のように該液滴吐出ヘッドの走査方向及び改行方向に略沿って振動を行うものとすれば、そのようなスジ状の吐出痕を効率良く解消することができるようになる。さらに、液滴吐出ヘッドの走査ピッチと改行ピッチとが略等しくなるように液晶滴下を行うことで、液晶の着弾位置が規則正しくなり、したがって着弾した液晶同士を繋ぎ合わせるための振動を小さく設定することが可能となり、また液晶の拡散性も一層向上させることが可能となる。
【0013】
一方、前記液晶滴下工程において、前記液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドの走査方向と改行方向とを略90度交差させて液晶滴下を行うとともに、前記基板振動工程において、前記液滴吐出ヘッドの走査方向及び改行方向に略沿って振動を行い、且つ各振動の振幅を走査方向と改行方向とで異なるように振動を行うものとすることができる。
この場合、例えば液滴吐出ヘッドにおいて走査ピッチと改行ピッチとが異なるように液晶が滴下された場合にも、基板の振動の振幅を、走査方向への振動と改行方向への振動とにおいて異なるように設定すれば、効率良く液晶を拡散することができるようになる。具体的には、ピッチの大きい方向には振動振幅を大きくし、ピッチの小さい方向には振動振幅を小さいものとすることができる。
【0014】
次に、本発明の液晶装置は上記製造方法により得られたことを特徴とする。このような液晶装置によると、基板間に配設される液晶層の厚さを均一化することができるとともに、液晶の吐出痕を解消することが可能となり、その信頼性を高めることが可能となる。そして、この液晶装置を表示装置として用いた場合には視認性を一層向上させることが可能となり、このような液晶装置を備えた電子機器は視認性の高い表示を供するものとなる。
【0015】
さらに、本発明の膜形成方法は、基板上に膜を形成する膜形成方法であって、前記基板上に、液滴吐出装置を用いて膜材料を含む液滴を滴下する工程と、前記液滴を滴下した基板を振動させ、該液滴を基板面内において略均一に拡散させる工程と、を含むことを特徴とする。このような方法によると、基板上に均一な膜を好適に作成することができ、この膜形成方法を本発明の液晶装置の製造方法に適用することで、一層信頼性の高い液晶装置を提供することが可能となる。なお、ここで言う膜とは、液晶装置等にあるように、基板間に挟持された液晶層等の流動性を備えた層をも含むものとする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
[液晶装置]
以下に示す本実施の形態の液晶装置は、スイッチング素子としてTFT(Thin Film Transistor)素子を用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。図1は本実施形態の透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図2はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたTFTアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図3は図2のA−A’線断面図で、図4は本実施形態の透過型液晶装置全体の平面構造について示す全体平面図である。なお、図3においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側(観察者側)である場合について図示している。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【0017】
本実施の形態の液晶装置において、図1に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9と、当該画素電極9への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子30とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線6aが当該TFT素子30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線6aに対してグループ毎に供給される。
【0018】
また、走査線3aがTFT素子30のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線3aに対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極9はTFT素子30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT素子30を一定期間だけオンすることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
【0019】
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。
【0020】
次に、図2に基づいて、本実施形態の液晶装置の要部の平面構造について説明する。図2に示すように、TFTアレイ基板上に、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極9(点線部9Aにより輪郭を示す)が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3aおよび容量線3bが設けられている。本実施の形態において、各画素電極9および各画素電極9を囲むように配設されたデータ線6a、走査線3a、容量線3b等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【0021】
データ線6aは、TFT素子30を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層1aのうち、後述のソース領域にコンタクトホール5を介して電気的に接続されており、画素電極9は、半導体層1aのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール8を介して電気的に接続されている。また、半導体層1aのうち、後述のチャネル領域(図中左上がりの斜線の領域)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【0022】
容量線3bは、走査線3aに沿って略直線状に伸びる本線部(すなわち、平面的に見て、走査線3aに沿って形成された第1領域)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って前段側(図中上向き)に突出した突出部(すなわち、平面的に見て、データ線6aに沿って延設された第2領域)とを有する。そして、図2中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第1遮光膜11aが設けられている。
【0023】
次に、図3に基づいて、本実施の形態の液晶装置の断面構造について説明する。図3は、上述した通り図2のA−A’線断面図であり、TFT素子30が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶装置においては、TFTアレイ基板10と、これに対向配置される対向基板20との間に液晶層50が挟持されている。
【0024】
液晶層50は、強誘電性液晶であるスメクティック液晶にて構成され、電圧変化に対する液晶駆動の応答性が速いものとされている。TFTアレイ基板10は、石英等の透光性材料からなる基板本体10Aと、その液晶層50側表面に形成されたTFT素子30、画素電極9、配向膜40を主体として構成されており、対向基板20はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体20Aと、その液晶層50側表面に形成された共通電極21、配向膜60、を主体として構成されている。そして、各基板10,20は、スペーサー15を介して所定の基板間隔が保持されている。
【0025】
TFTアレイ基板10において、基板本体10Aの液晶層50側表面には画素電極9が設けられ、各画素電極9に隣接する位置に、各画素電極9をスイッチング制御する画素スイッチング用TFT素子30が設けられている。画素スイッチング用TFT素子30は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有しており、走査線3a、当該走査線3aからの電界によりチャネルが形成される半導体層1aのチャネル領域1a’、走査線3aと半導体層1aとを絶縁するゲート絶縁膜2、データ線6a、半導体層1aの低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1c、半導体層1aの高濃度ソース領域1dおよび高濃度ドレイン領域1eを備えている。
【0026】
上記走査線3a上、ゲート絶縁膜2上を含む基板本体10A上には、高濃度ソース領域1dへ通じるコンタクトホール5、及び高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が開孔した第2層間絶縁膜4が形成されている。つまり、データ線6aは、第2層間絶縁膜4を貫通するコンタクトホール5を介して高濃度ソース領域1dに電気的に接続されている。
【0027】
さらに、データ線6a上および第2層間絶縁膜4上には、高濃度ドレイン領域1eへ通じるコンタクトホール8が開孔した第3層間絶縁膜7が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域1eは、第2層間絶縁膜4および第3層間絶縁膜7を貫通するコンタクトホール8を介して画素電極9に電気的に接続されている。
【0028】
また、TFTアレイ基板10の基板本体10Aの液晶層50側表面において、各画素スイッチング用TFT素子30が形成された領域には、TFTアレイ基板10を透過し、TFTアレイ基板10の図示下面(TFTアレイ基板10と空気との界面)で反射されて、液晶層50側に戻る戻り光が、少なくとも半導体層1aのチャネル領域1a’および低濃度ソース、ドレイン領域1b、1cに入射することを防止するための第1遮光膜11aが設けられている。
【0029】
また、第1遮光膜11aと画素スイッチング用TFT素子30との間には、画素スイッチング用TFT素子30を構成する半導体層1aを第1遮光膜11aから電気的に絶縁するための第1層間絶縁膜12が形成されている。さらに、図2に示したように、TFTアレイ基板10に第1遮光膜11aを設けるのに加えて、コンタクトホール13を介して第1遮光膜11aは、前段あるいは後段の容量線3bに電気的に接続するように構成されている。
【0030】
さらに、TFTアレイ基板10の液晶層50側最表面、すなわち、画素電極9および第3層間絶縁膜7上には、電圧無印加時における液晶層50内の液晶分子の配向を制御する配向膜40が形成されている。したがって、このようなTFT素子30を具備する領域においては、TFTアレイ基板10の液晶層50側最表面、すなわち液晶層50の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。
【0031】
他方、対向基板20には、基板本体20Aの液晶層50側表面であって、データ線6a、走査線3a、画素スイッチング用TFT素子30の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用TFT素子30の半導体層1aのチャネル領域1a’や低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止するための第2遮光膜23が設けられている。さらに、第2遮光膜23が形成された基板本体20Aの液晶層50側には、その略全面にわたって、ITO等からなる共通電極21が形成され、その液晶層50側には、電圧無印加時における液晶層50内の液晶分子の配向を制御する配向膜60が形成されている。
【0032】
次に、図4は、本実施の形態の液晶装置100の全体構成について概略を示す平面模式図であって、TFTアレイ基板10と対向基板20の間には、閉環状のシール材93により封止する形にて液晶層50が形成されている。すなわち、本実施の形態の液晶装置100において、シール材93は、液晶を注入するための注入口を具備しておらず、基板10,20の面内領域において閉ざされた枠形状であって、基板10,20の外縁に露出することなく、基板10,20の外縁に向けた開口を具備しない閉口枠形状に形成されている。
【0033】
ここで、本実施の形態の液晶装置100では、シール材93枠内に液晶を配設する方法として、後述のような方法を採用しているため、液晶層50の層厚が、基板面内において極めて均一なものとなっている。また、例えばシール材に注入口を設け、注入法により液晶をシール材93の枠内に注入した場合に生じ得る注入痕や、ディスペンサー法により液晶を基板上に配設した場合に生じ得る吐出痕等の縞状ないし円環状の液晶の痕跡が、以下の方法を採用したことで基板上に残存しない構成となっている。したがって、該注入痕或いは吐出痕等が視認されることなく、表示特性の高い液晶装置として構成されている。
【0034】
[液晶装置の製造方法]
次に、本実施の形態に示した上記液晶装置100の製造方法について、その一例を図面を参照しつつ説明する。
図5は、本実施形態の液晶装置100の一製造方法について、そのプロセスフローを示す説明図である。すなわち、本製造方法は、配向膜を形成した基板の一方に対して枠状シール材を形成した後、このシール材枠内に液晶を滴下し、該滴下した基板を振動させた後に、他方の基板を貼り合せる工程を含んでいることを特徴としている。以下、各フローについて詳細を説明する。
【0035】
まず、図5のステップS1に示すように、ガラス等からなる下側の基板本体10A上に遮光膜11a、第1層間絶縁膜12、半導体層1a、チャネル領域1a’、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1c、高濃度ソース領域1d、高濃度ドレイン領域1e、蓄積容量電極1f、走査線3a、容量線3b、第2層間絶縁膜4、データ線6a、第3層間絶縁膜7、コンタクトホール8、画素電極9、配向膜40を形成し、下基板(TFTアレイ基板)10を作成する。また、上側の基板本体20A上にも遮光膜23、対向電極21、配向膜60を形成し、上基板(対向基板)20を作成する。
【0036】
次に、図5のステップS2において、上記上基板20又は下基板10(本実施形態では下基板10)上に枠状のシール材93を形成する。なお、シール材93としては紫外線硬化樹脂等を用いることができ、これを印刷法等に枠状に形成するものとしており、この場合、図4に示したように液晶注入口を有しない閉口枠形状に形成する。
【0037】
次に、図5のステップS3において、シール材93を形成した下基板10上に、当該液晶装置100のセル厚に見合った所定量の液晶を滴下する。本実施形態では、例えば図10に示すような液滴吐出装置300を用いて液晶滴下が行われ、スペーサーを含んだものを液滴として用いている。
【0038】
図10は、液滴吐出装置300(以下、インクジェット装置300とも言う)の概略構成を示す斜視図である。このインクジェット装置300は、ベース31、基板移動手段32、ヘッド移動手段33、インクジェットヘッド(ヘッド)34、インク(液状体)供給手段35等を有して構成されたものである。ベース31は、その上に前記基板移動手段32、ヘッド移動手段33を設置したものである。
【0039】
基板移動手段32は、ベース31上に設けられたもので、Y軸方向に沿って配置されたガイドレール36を有したものである。この基板移動手段32は、例えばリニアモータにより、スライダ37をガイドレール36に沿って移動させるよう構成されたものである。スライダ37には、θ軸用のモータ(図示せず)が備えられている。このモータは、例えばダイレクトドライブモータからなるものであり、これのロータ(図示せず)はテーブル39に固定されている。このような構成のもとに、モータに通電するとロータおよびテーブル39は、θ方向に沿って回転し、テーブル39をインデックス(回転割り出し)するようになっている。
【0040】
テーブル39は、基板S(下基板10に該当)を位置決めし、保持するものである。すなわち、このテーブル39は、公知の吸着保持手段(図示せず)を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Sをテーブル39の上に吸着保持するようになっている。基板Sは、テーブル39の位置決めピン(図示せず)により、テーブル39上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。テーブル39には、インクジェットヘッド34がインク(液状組成物)を捨打ちあるいは試し打ちするための捨打ちエリア41が設けられている。この捨打ちエリア41は、X軸方向に延びて形成されたもので、テーブル39の後端部側に設けられたものである。
【0041】
ヘッド移動手段33は、ベース31の後部側に立てられた一対の架台33a、33aと、これら架台33a、33a上に設けられた走行路33bとを備えてなるもので、該走行路33bをX軸方向、すなわち前記の基板移動手段32のY軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路33bは、架台33a、33a間に渡された保持板33cと、この保持板33c上に設けられた一対のガイドレール33d、33dとを有して形成されたもので、ガイドレール33d、33dの長さ方向にインクジェットヘッド34を保持させるスライダ42を移動可能に保持したものである。スライダ42は、リニアモータ(図示せず)等の作動によってガイドレール33d、33d上を走行し、これによりインクジェットヘッド34をX軸方向に移動させるよう構成されたものである。
【0042】
インクジェットヘッド34には、揺動位置決め手段としてのモータ43、44、45、46が接続されている。そして、モータ43を作動させると、インクジェットヘッド34はZ軸に沿って上下動し、Z軸上での位置決めが可能になっている。なお、このZ軸は、前記のX軸、Y軸に対しそれぞれに直交する方向(上下方向)である。また、モータ44を作動させると、インクジェットヘッド34は図10中のβ方向に沿って揺動し、位置決め可能になり、モータ45を作動させると、インクジェットヘッド34はγ方向に揺動し、位置決め可能になり、モータ46を作動させると、インクジェットヘッド34はα方向に揺動し、位置決め可能になる。
【0043】
このようにインクジェットヘッド34は、スライダ42上において、Z軸方向に直線移動して位置決め可能となり、かつ、α、β、γに沿って揺動し、位置決め可能となっている。したがって、インクジェットヘッド34のインク吐出面を、テーブル39側の基板Sに対する位置あるいは姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。
【0044】
ここで、インクジェットヘッド34は、図11(a)に示すように例えばステンレス製のノズルプレート112と振動板113とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)114を介して接合したものである。ノズルプレート112と振動板113との間には、仕切部材114によって複数の空間115と液溜まり116とが形成されている。各空間115と液溜まり116の内部はインク(液晶組成物)で満たされており、各空間115と液溜まり116とは供給口117を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート112には、空間115からインク(液晶組成物)を噴射するためのノズル孔118が一列に配列された状態で複数形成されている。一方、振動板113には、液溜まり116にインク(液晶組成物)を供給するための孔119が形成されている。
【0045】
また、振動板113の空間115に対向する面と反対側の面上には、図11(b)に示すように圧電素子(ピエゾ素子)120が接合されている。この圧電素子120は、一対の電極121の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子120が接合されている振動板113は、圧電素子120と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間115の容積が増大するようになっている。したがって、空間115内に増大した容積分に相当するインク(液晶組成物)が、液溜まり116から供給口117を介して流入する。また、このような状態から圧電素子120への通電を解除すると、圧電素子120と振動板113はともに元の形状に戻る。したがって、空間115も元の容積に戻ることから、空間115内部のインク(液晶組成物)の圧力が上昇し、ノズル孔118から基板に向けてインク(液晶組成物)の液滴122が吐出される。なお、インクジェットヘッド34のインクジェット方式としては、前記の圧電素子120を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式のものとしてもよい。
【0046】
図10に戻り、インク供給手段35は、インクジェットヘッド34にインク(液晶組成物)を供給するインク供給源47と、このインク供給源47からインクジェットヘッド34にインク(液晶組成物)を送るためのインク供給チューブ48とからなるものである。すなわちステンレス製等の容器からなるインク供給源47にインク(液晶組成物)を一時保管して、そこよりインク(液晶組成物)をインク供給チューブ48によりヘッドまで供給する方式を採用している。
【0047】
なお、このようなインクジェット装置300を用いて吐出する液晶組成物として、本実施形態では、液晶とスペーサーとが混ざった液状体を用いたが、液晶のみから構成される液晶組成物を用いても良く、この場合、液晶のみの吐出工程を行った後、別個にスペーサーを配設することとなる。また、液晶組成物として、液晶と、該液晶を分散させるための分散媒とからなる液状体を用いることも可能である。
【0048】
また、このようなインクジェット装置300を用いて液晶組成物の滴下工程を行った場合、図7に示すように該ヘッド34をY方向(正のY方向)に走査しつつ、所定のピッチで液滴(液晶組成物)を吐出していく。そして、走査方向の終点(シール材93の枠形状によって定まる)に到達したら、走査時のピッチと等しい間隔でヘッド34の改行が行われ、再びY方向(負のY方向)にヘッド34が走査され、所定のピッチで液滴(液晶組成物)が吐出されていく。その結果、図8に示したように、X方向(改行方向)及びY方向(走査方向)へのピッチx及びyが等しい液滴122が基板(本実施形態では下基板10)上に着弾されることとなる。
【0049】
図5に戻り、液晶を滴下した後はステップS4において、該液晶を滴下した下基板10を振動させる工程を行う。ここでは、例えば図8に示したように、液滴吐出装置のヘッド34の走査方向及び改行方向に沿ったX方向及びY方向に一定の振動を行っている。このような振動を基板に対して行うことで、図8に示した液滴122が広がり、隣接する液滴122が繋がることで、滴下された液晶が基板10上のシール材93枠内に拡散され、該シール材93枠内においてムラ(液晶の厚さムラ)の少ない液晶層50(図4参照)を形成することができるようになる。また、図8に示した状態では、液滴の吐出痕が形成されているが、上記振動を加えることで該吐出痕も解消されている。なお、この振動工程により、液晶とともに滴下したスペーサー15もシール材93枠内において均一に分散されることとなる。
【0050】
基板の振動工程を行った後は、ステップS5において、液晶を滴下した下基板10と、他方の上基板20とを貼り合わせ、さらに下基板10及び上基板20の外面側に図示しない位相差板、偏光板等の光学フィルムを貼り合わせて、図3に示したセル構造を備える液晶装置が製造される。
【0051】
一方、製造方法の異なる例として、図6に示すような工程によっても上記実施の形態の液晶装置を得ることもできる。すなわち、図5に示した方法では、基板に対して液晶組成物を滴下した後に振動を加えていたが、図6に示した方法では基板を振動させつつ液晶組成物を滴下するものとした。このような方法によっても、上記と同様の効果を得ることが可能で、図3に示したセル構造を備える液晶装置を製造することが可能である。
【0052】
上記各製造方法においては、以下のような手法を採用することが好ましい。まず、下基板10を振動する工程では、その振動の大きさ或いは方向を種々の条件により変更することが好ましい。具体的には滴下した液晶組成物の吐出ピッチ、液晶組成物の粘度、液晶組成物と下基板10との濡れ性、液晶組成物の滴下量等を考慮して、振動の大きさ或いは方向を適宜設定するのが良い。
【0053】
また、液晶組成物を滴下する工程において、ヘッド34の走査方向(Y方向)と改行方向(X方向)が略90度となるように設定し、且つ走査ピッチyと改行ピッチxとが略等しくなるように設定することが好ましい。この場合、振動による液滴拡散効果が一層顕著なものとなる。一方、下基板10を振動する工程において、走査方向(Y方向)と改行方向(X方向)とで、振動の大きさ(振幅)を異ならせるものとしても良い。この場合、例えば液滴吐出ヘッドにおいて走査ピッチyと改行ピッチxとが異なって液晶組成物が滴下された場合にも、下基板10の振動の振幅を走査方向(Y方向)と改行方向(X方向)とにおいて異なるように設定すれば、効率良く液晶組成物を拡散することができるようになる。
【0054】
[電子機器]
次に、上記実施形態で示した液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。図12は携帯電話の一例を示した斜視図である。図12において、符号500は携帯電話本体を示し、符号501は上記実施の形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図12に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えたものであるので、表示品位に優れた表示部を有する電子機器となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の液晶装置を示す等価回路図。
【図2】図1の液晶装置について画素群の構造を示す平面図。
【図3】図1の液晶装置の要部を示す断面図。
【図4】図1の液晶装置の全体平面模式図。
【図5】図1の液晶装置の製造方法について一例を示す工程説明図。
【図6】図1の液晶装置の製造方法について一変形例を示す工程説明図。
【図7】基板に対して液晶組成物を滴下する具体的態様を示す説明図。
【図8】滴下した液晶組成物の具体的態様を示す説明図。
【図9】振動工程を行った後の液晶組成物の具体的態様を示す説明図。
【図10】液晶滴下工程で用いる液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図11】図10の要部斜視図及び要部断面図。
【図12】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
10…下基板、15…スペーサー、20…上基板、50…液晶層、93…シール材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal device, a liquid crystal device, and an electronic device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a method as described in
[0003]
[Patent Document 1]
JP 05-281562 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In
[0005]
However, simply dropping liquid crystal using an ink jet cannot uniformly disperse a high-viscosity liquid crystal material in a substrate surface (in a sealing material), resulting in a non-uniform film thickness in the liquid crystal layer. As a cause, there is a possibility that the performance of the liquid crystal device is deteriorated. Similarly, if the liquid crystal is simply dropped using the ink jet, a discharge mark of the liquid crystal is left on the substrate, and when the liquid crystal device is used as a display device, this is projected as a shadow. Failures may also occur.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to uniformly disperse a liquid crystal on a substrate by an extremely simple method, and it is unlikely that a defect such as a discharge mark of the liquid crystal remains. It is an object to provide a method for manufacturing a liquid crystal device, a liquid crystal device obtained by the method, and an electronic apparatus including the liquid crystal device. Further, another object of the present invention is to provide a method suitable for forming a uniform film on a substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in a method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, a pair of substrates are arranged to face each other with a sealant interposed therebetween, and liquid crystal is sealed in a region surrounded by the pair of substrates and the sealant. A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: forming a sealing material in a frame shape on at least one of the pair of substrates; and a droplet discharging device in the sealing material frame. And a substrate vibration step of vibrating the substrate on which the liquid crystal has been dropped and diffusing the liquid crystal substantially uniformly within the frame of the sealing material.
[0008]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal device, the liquid crystal is dropped onto the substrate using a droplet discharge device. Therefore, compared to a method of discharging the liquid crystal onto the substrate by a dispenser method, for example, a sealing material frame is used. The liquid crystal is easily dispersed in the liquid crystal, and the substrate on which the liquid crystal is dropped is further vibrated so that the liquid crystal is diffused substantially uniformly in the sealing material frame. It will be.
As a result, the thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal device to be manufactured is less likely to be uneven, and when the liquid crystal device is used as a display device, for example, display such as reduction in contrast due to non-uniform retardation values of the liquid crystal. It is possible to prevent or suppress the characteristic deterioration.
In addition, a streak-like discharge mark that may occur when the droplet discharge device is used can be eliminated by the vibration. Further, even when the amount of liquid crystal dropped from the droplet discharge device, the landing position, or the spread diameter of the landed droplet becomes non-uniform, for example, these problems can be eliminated by vibration. It is possible to realize not only an improvement in display characteristics but also an improvement in manufacturing yield. That is, it is possible to efficiently diffuse the liquid crystal uniformly on the substrate regardless of the performance of the droplet discharge device.
According to the present invention, the reason that the liquid crystal is diffused and uniform in the sealing material frame of the substrate is that the droplets landed on the substrate are connected to the droplets landed at the adjacent position by vibration, and this is the sealing material. This is due to the overall spread within the frame.
[0009]
The liquid crystal dropping step in the present invention is performed using a droplet discharge device. In this case, the liquid crystal is not limited to dropping only liquid crystal as a droplet, but, for example, a liquid mixture of liquid crystal and a predetermined solvent is dropped. It can also be dropped. Further, a spacer for defining a substrate gap (cell gap) may be discharged together with the liquid crystal or the liquid crystal and the solvent. In this case, since the effect of dispersing the spacers uniformly in the sealing material frame also occurs, it is possible to make the substrate spacing (cell gap) of the obtained liquid crystal device more uniform.
[0010]
In the substrate vibration step of the present invention, it is preferable to change the magnitude or direction of the vibration according to various conditions. For example, the magnitude or direction of the vibration may be appropriately set in consideration of the discharge pitch of the liquid crystal, the viscosity of the liquid crystal, the wettability between the liquid crystal and the substrate, the amount of the liquid crystal dropped, and the like.
[0011]
In addition, the substrate vibration step in the present invention can be performed simultaneously with or after the liquid crystal is dropped. The above effect can be achieved regardless of the timing of the vibration. However, if the substrate is vibrated at the same time as the liquid crystal is dropped, the position of the liquid crystal dropped will be shifted. Although it is preferable to perform the vibration, it is preferable to perform the liquid crystal dropping and the substrate vibration in the same step from the viewpoint of improving the manufacturing efficiency.
[0012]
In the liquid crystal dropping step, the scanning direction and the line feed direction of the droplet discharge head of the droplet discharge device intersect approximately 90 degrees, and while performing the liquid crystal drop so that the scanning pitch and the line feed pitch are substantially equal, In the substrate vibration step, vibration can be performed substantially along the scanning direction and the line feed direction of the droplet discharge head.
When the droplet discharge head is scanned in this manner, if vibration is not performed after discharging the liquid crystal, a stripe-shaped discharge mark may be generated in the scanning direction and the line feed direction. By vibrating substantially along the scanning direction and the line feed direction of the droplet discharge head, such streak-like discharge marks can be efficiently eliminated. Further, by dropping the liquid crystal so that the scanning pitch of the droplet discharge head and the line feed pitch are substantially equal, the landing position of the liquid crystal becomes regular, and therefore, the vibration for joining the landed liquid crystals is set to be small. And the diffusivity of the liquid crystal can be further improved.
[0013]
On the other hand, in the liquid crystal dropping step, the liquid crystal is dropped while the scanning direction of the droplet discharge head of the droplet discharge device intersects with the line feed direction at approximately 90 degrees. Vibration can be performed substantially along the scanning direction and the line feed direction, and can be performed such that the amplitude of each vibration is different between the scan direction and the line feed direction.
In this case, for example, even when the liquid crystal is dropped so that the scanning pitch and the line feed pitch are different in the droplet discharge head, the amplitude of the vibration of the substrate may be different between the vibration in the scanning direction and the vibration in the line feed direction. Is set, the liquid crystal can be efficiently diffused. Specifically, the vibration amplitude can be increased in the direction of the larger pitch, and reduced in the direction of the smaller pitch.
[0014]
Next, the liquid crystal device of the present invention is characterized by being obtained by the above-mentioned manufacturing method. According to such a liquid crystal device, it is possible to make the thickness of the liquid crystal layer disposed between the substrates uniform, to eliminate the discharge trace of the liquid crystal, and to improve the reliability. Become. When the liquid crystal device is used as a display device, the visibility can be further improved, and an electronic device provided with such a liquid crystal device provides a display with high visibility.
[0015]
Further, the film forming method of the present invention is a film forming method for forming a film on a substrate, wherein a step of dropping a droplet containing a film material on the substrate using a droplet discharging device, Vibrating the substrate on which the droplet has been dropped and diffusing the droplet substantially uniformly within the substrate surface. According to such a method, a uniform film can be suitably formed on a substrate, and a more reliable liquid crystal device can be provided by applying this film forming method to the method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention. It is possible to do. Note that the film here includes a layer having fluidity such as a liquid crystal layer sandwiched between substrates as in a liquid crystal device or the like.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[Liquid crystal device]
The liquid crystal device of the present embodiment described below is an active matrix type transmissive liquid crystal device using a thin film transistor (TFT) as a switching element. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines, and the like in a plurality of pixels arranged in a matrix of the transmission type liquid crystal device of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of a main part showing a structure of a plurality of adjacent pixel groups on a TFT array substrate on which data lines, scanning lines, pixel electrodes, and the like are formed. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is an overall plan view showing a planar structure of the entire transmission type liquid crystal device of the present embodiment. Note that FIG. 3 illustrates a case where the upper side in the drawing is the light incident side and the lower side in the drawing is the viewing side (observer side). Further, in each drawing, the scale of each layer or each member is made different in order to make each layer or each member a recognizable size in the drawing.
[0017]
In the liquid crystal device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix form include a
[0018]
Further, the
[0019]
The image signals S1, S2,..., Sn of a predetermined level written in the liquid crystal through the
[0020]
Next, a planar structure of a main part of the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a rectangular pixel electrode 9 (indicated by a dotted
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Next, a cross-sectional structure of the liquid crystal device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2 as described above, and is a cross-sectional view showing a configuration of a region where the
[0024]
The
[0025]
In the
[0026]
A second interlayer insulation in which a
[0027]
Further, on the
[0028]
On the surface of the
[0029]
Further, between the first
[0030]
Further, on the outermost surface of the
[0031]
On the other hand, the opposing
[0032]
Next, FIG. 4 is a schematic plan view schematically showing the overall configuration of the
[0033]
Here, in the
[0034]
[Manufacturing method of liquid crystal device]
Next, an example of a method of manufacturing the
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a process flow of one manufacturing method of the
[0035]
First, as shown in step S1 of FIG. 5, a light-shielding
[0036]
Next, in step S2 of FIG. 5, a frame-shaped
[0037]
Next, in step S3 of FIG. 5, a predetermined amount of liquid crystal corresponding to the cell thickness of the
[0038]
FIG. 10 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a droplet discharge device 300 (hereinafter, also referred to as an inkjet device 300). The
[0039]
The substrate moving means 32 is provided on the
[0040]
The table 39 positions and holds the substrate S (corresponding to the lower substrate 10). That is, the table 39 has a known suction holding means (not shown), and the substrate S is suction-held on the table 39 by operating the suction holding means. The substrate S is accurately positioned and held at a predetermined position on the table 39 by positioning pins (not shown) of the table 39. The table 39 is provided with a discard
[0041]
The head moving means 33 includes a pair of
[0042]
[0043]
As described above, the
[0044]
Here, as shown in FIG. 11A, the
[0045]
Further, a piezoelectric element (piezo element) 120 is joined to the surface of the
[0046]
Returning to FIG. 10, the
[0047]
Note that, in the present embodiment, a liquid material in which a liquid crystal and a spacer are mixed is used as a liquid crystal composition to be discharged using such an
[0048]
In addition, when the liquid crystal composition is dropped using such an
[0049]
Returning to FIG. 5, after dropping the liquid crystal, in step S4, a step of vibrating the
[0050]
After performing the substrate vibration process, in step S5, the
[0051]
On the other hand, as a different example of the manufacturing method, the liquid crystal device of the above embodiment can be obtained by the steps shown in FIG. That is, in the method shown in FIG. 5, the vibration is applied after the liquid crystal composition is dropped on the substrate, but in the method shown in FIG. 6, the liquid crystal composition is dropped while the substrate is vibrated. According to such a method, the same effect as described above can be obtained, and a liquid crystal device having the cell structure shown in FIG. 3 can be manufactured.
[0052]
In each of the above manufacturing methods, it is preferable to employ the following method. First, in the step of vibrating the
[0053]
In the step of dropping the liquid crystal composition, the scanning direction (Y direction) and the line feed direction (X direction) of the
[0054]
[Electronics]
Next, a specific example of an electronic apparatus including the liquid crystal device described in the above embodiment will be described. FIG. 12 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 12,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a structure of a pixel group in the liquid crystal device of FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing a main part of the liquid crystal device of FIG. 1;
FIG. 4 is an overall schematic plan view of the liquid crystal device of FIG. 1;
FIG. 5 is a process explanatory view showing one example of a method for manufacturing the liquid crystal device of FIG. 1;
FIG. 6 is a process explanatory view showing a modification of the method for manufacturing the liquid crystal device of FIG. 1;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a specific mode of dropping a liquid crystal composition on a substrate.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific embodiment of a liquid crystal composition dropped.
FIG. 9 is an explanatory view showing a specific embodiment of the liquid crystal composition after performing a vibration step.
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a droplet discharge device used in a liquid crystal dropping step.
FIG. 11 is a perspective view and a sectional view of a main part of FIG. 10;
FIG. 12 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
10 lower substrate, 15 spacer, 20 upper substrate, 50 liquid crystal layer, 93 sealing material
Claims (8)
前記基板上に、液滴吐出装置を用いて膜材料を含む液滴を滴下する工程と、
前記液滴を滴下した基板を振動させ、該液滴を基板面内において略均一に拡散させる工程と、
を含むことを特徴とする膜形成方法。A film forming method for forming a film on a substrate,
Dropping a droplet containing a film material on the substrate using a droplet discharge device,
Vibrating the substrate on which the droplets are dropped, and diffusing the droplets substantially uniformly within the substrate surface;
A film forming method comprising:
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に前記シール材を枠状に形成するシール材形成工程と、
前記シール材の枠内に液滴吐出装置を用いて液晶を滴下する液晶滴下工程と、前記液晶を滴下した基板を振動させ、該液晶を前記シール材の枠内に略均一に拡散させる基板振動工程と、
を含むことを特徴とする液晶装置の製造方法。A method for manufacturing a liquid crystal device, wherein a pair of substrates are disposed to face each other with a sealant therebetween, and a liquid crystal is sealed in a region surrounded by the pair of substrates and the sealant,
A sealing material forming step of forming the sealing material in a frame shape on at least one substrate of the pair of substrates,
A liquid crystal dropping step of dropping liquid crystal into the sealing material frame using a droplet discharge device, and a substrate vibration for vibrating the substrate on which the liquid crystal has been dropped and dispersing the liquid crystal substantially uniformly in the sealing material frame. Process and
A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising:
前記基板振動工程において、前記液滴吐出ヘッドの走査方向及び改行方向に略沿って振動を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の液晶装置の製造方法。In the liquid crystal dropping step, the scanning direction and the line feed direction of the droplet discharge head of the droplet discharge device intersect approximately 90 degrees, and, while performing liquid crystal drop so that the scanning pitch and the line feed pitch are substantially equal,
4. The method according to claim 2, wherein, in the substrate vibration step, vibration is performed substantially along a scanning direction and a line feed direction of the droplet discharge head. 5.
記基板振動工程において、前記液滴吐出ヘッドの走査方向及び改行方向に略沿って振動を行い、且つ各振動の振幅を走査方向と改行方向とで異なるように振動を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の液晶装置の製造方法。In the liquid crystal dropping step, while performing a liquid crystal drop by making the scanning direction and the line feed direction of the droplet discharge head of the droplet discharge device intersect approximately 90 degrees,
In the substrate vibration step, vibration is performed substantially along the scanning direction and the line feed direction of the droplet discharge head, and the vibration is performed so that the amplitude of each vibration is different between the scan direction and the line feed direction. Item 4. The method for manufacturing a liquid crystal device according to item 2 or 3.
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