JP2004341110A - Film forming method, method for manufacturing liquid crystal system, the liquid crystal system, and electronic equipment - Google Patents

Film forming method, method for manufacturing liquid crystal system, the liquid crystal system, and electronic equipment Download PDF

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JP2004341110A JP2003135787A JP2003135787A JP2004341110A JP 2004341110 A JP2004341110 A JP 2004341110A JP 2003135787 A JP2003135787 A JP 2003135787A JP 2003135787 A JP2003135787 A JP 2003135787A JP 2004341110 A JP2004341110 A JP 2004341110A
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Koichiro Komatsu
孝一郎 小松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a liquid crystal system which is unlikely to generate malfuctions that the discharge marks of a liquid crystal is left, by uniformly dispersing the liquid crystal on a substrate using a simple method. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the liquid crystal system has a pair of the substrates arranged opposite via a sealing material and sealing the liquid crystal in a space surrounded by the pair of the substrates; and the sealing material includes a sealing material forming process S2 for forming the sealing material in the form of a frame on either substrate of the pair of the substrates; a liquid crystal drop process S3 for dropping the liquid crystal, by using a drop discharge device in the frame of the sealing material; and a substrate vibration process S4 for substantially uniformly dispersing the liquid crystal in the frame of the sealing material, by making the substrate vibrate for dropping the liquid crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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 Patent Document 1 has been known as a method for manufacturing a liquid crystal device.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 05-281562 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Document 1, a step of forming a sealing material on at least one of the pair of substrates, a step of dropping liquid crystal on at least one of the substrates by using an inkjet, and bonding the pair of substrates together A method for manufacturing a liquid crystal panel including a step and a step of curing the sealing material thereafter is disclosed. It is described that liquid crystal mixed with a spacer material can be dripped very finely and densely onto a substrate by such a method.
[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 pixel electrode 9 and a TFT which is a switching element for controlling energization of the pixel electrode 9. And a data line 6a to which an image signal is supplied is electrically connected to a source of the TFT element 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a are supplied line-sequentially in this order or supplied to a plurality of adjacent data lines 6a for each group.
[0018]
Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT element 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the plurality of scanning lines 3a in a pulsed line-sequential manner at a predetermined timing. You. The pixel electrode 9 is electrically connected to the drain of the TFT element 30. When the TFT element 30 serving as a switching element is turned on for a certain period, image signals S1, S2,. , Sn at a predetermined timing.
[0019]
The image signals S1, S2,..., Sn of a predetermined level written in the liquid crystal through the pixel electrodes 9 are held for a certain period between the common electrodes described later. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gray scale display. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9 and the common electrode.
[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 line 9A) made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (hereinafter abbreviated as ITO) is formed on a TFT array substrate. Are provided in the form of a matrix, and data lines 6a, scanning lines 3a, and capacitor lines 3b are provided along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9, respectively. In the present embodiment, each pixel electrode 9 and a region where the data line 6a, the scanning line 3a, the capacitor line 3b, and the like provided so as to surround the pixel electrode 9 are formed as pixels, and are arranged in a matrix. The structure is such that display can be performed for each pixel.
[0021]
The data line 6a is electrically connected to a source region, which will be described later, through a contact hole 5 in the semiconductor layer 1a made of, for example, a polysilicon film constituting the TFT element 30, and the pixel electrode 9 is connected to the semiconductor layer 1a. Of these, it is electrically connected to a drain region described later via a contact hole 8. In addition, the scanning line 3a is arranged so as to face a channel region (a hatched region rising to the left in the figure) of the semiconductor layer 1a, and the scanning line 3a faces the channel region as a gate electrode. Function.
[0022]
The capacitance line 3b extends from a main line portion extending substantially linearly along the scanning line 3a (that is, a first region formed along the scanning line 3a in a plan view) and a portion intersecting the data line 6a. And a projection (ie, a second region extending along the data line 6a when viewed in a plan view) protruding forward (upward in the figure) along the data line 6a. In FIG. 2, a plurality of first light-shielding films 11a are provided in a region indicated by oblique lines rising to the right.
[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 TFT element 30 is formed. In the liquid crystal device according to the present embodiment, a liquid crystal layer 50 is sandwiched between a TFT array substrate 10 and an opposing substrate 20 disposed opposite to the TFT array substrate.
[0024]
The liquid crystal layer 50 is made of a smectic liquid crystal which is a ferroelectric liquid crystal, and has a fast response of driving the liquid crystal to a voltage change. The TFT array substrate 10 mainly includes a substrate main body 10A made of a light-transmitting material such as quartz and a TFT element 30, a pixel electrode 9, and an alignment film 40 formed on the surface of the liquid crystal layer 50 side. The substrate 20 mainly includes a substrate main body 20A made of a light-transmitting material such as glass or quartz, and a common electrode 21 and an alignment film 60 formed on the liquid crystal layer 50 side surface. The substrates 10 and 20 are kept at a predetermined substrate interval via the spacer 15.
[0025]
In the TFT array substrate 10, a pixel electrode 9 is provided on the surface of the substrate body 10A on the liquid crystal layer 50 side, and a pixel switching TFT element 30 for controlling switching of each pixel electrode 9 is provided at a position adjacent to each pixel electrode 9. Have been. The pixel switching TFT element 30 has an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and includes a scanning line 3a, a channel region 1a 'of the semiconductor layer 1a in which a channel is formed by an electric field from the scanning line 3a, and a scanning line 3a. A gate insulating film 2 for insulating the semiconductor layer 1a from the semiconductor layer 1a, a data line 6a, a low-concentration source region 1b and a low-concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a, and a high-concentration source region 1d and a high-concentration drain region 1e of the semiconductor layer 1a. ing.
[0026]
A second interlayer insulation in which a contact hole 5 leading to a high-concentration source region 1d and a contact hole 8 leading to a high-concentration drain region 1e are formed on the substrate main body 10A including the scanning lines 3a and the gate insulating film 2. A film 4 is formed. That is, the data line 6a is electrically connected to the high-concentration source region 1d through the contact hole 5 penetrating the second interlayer insulating film 4.
[0027]
Further, on the data line 6a and the second interlayer insulating film 4, a third interlayer insulating film 7 having a contact hole 8 opened to the high-concentration drain region 1e is formed. That is, the high-concentration drain region 1e is electrically connected to the pixel electrode 9 via the contact hole 8 penetrating the second interlayer insulating film 4 and the third interlayer insulating film 7.
[0028]
On the surface of the substrate body 10A of the TFT array substrate 10 on the side of the liquid crystal layer 50, a region where each pixel switching TFT element 30 is formed is transmitted through the TFT array substrate 10 and the lower surface of the TFT array substrate 10 shown in FIG. The return light reflected at the interface between the array substrate 10 and air and returning to the liquid crystal layer 50 side is prevented from entering at least the channel region 1a 'and the low-concentration source / drain regions 1b and 1c of the semiconductor layer 1a. Light-shielding film 11a is provided.
[0029]
Further, between the first light shielding film 11a and the pixel switching TFT element 30, a first interlayer insulating for electrically insulating the semiconductor layer 1a constituting the pixel switching TFT element 30 from the first light shielding film 11a. A film 12 is formed. Further, as shown in FIG. 2, in addition to providing the first light-shielding film 11 a on the TFT array substrate 10, the first light-shielding film 11 a is electrically connected to the previous or subsequent capacitance line 3 b via the contact hole 13. It is configured to be connected to.
[0030]
Further, on the outermost surface of the TFT array substrate 10 on the side of the liquid crystal layer 50, that is, on the pixel electrode 9 and the third interlayer insulating film 7, an alignment film 40 for controlling the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50 when no voltage is applied. Is formed. Therefore, in a region including such a TFT element 30, a plurality of irregularities or steps are formed on the outermost surface of the TFT array substrate 10 on the liquid crystal layer 50 side, that is, on the sandwiching surface of the liquid crystal layer 50. .
[0031]
On the other hand, the opposing substrate 20 has an area on the liquid crystal layer 50 side surface of the substrate main body 20A which faces the data line 6a, the scanning line 3a, and the formation area of the pixel switching TFT element 30, that is, the opening area of each pixel portion. A second light-shielding film 23 for preventing the incident light from entering the channel region 1a ', the low-concentration source region 1b, and the low-concentration drain region 1c of the semiconductor layer 1a of the pixel switching TFT element 30 is provided in the other regions. Is provided. Further, on the liquid crystal layer 50 side of the substrate main body 20A on which the second light-shielding film 23 is formed, a common electrode 21 made of ITO or the like is formed over substantially the entire surface thereof. An alignment film 60 for controlling the alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 50 is formed.
[0032]
Next, FIG. 4 is a schematic plan view schematically showing the overall configuration of the liquid crystal device 100 according to the present embodiment. The space between the TFT array substrate 10 and the opposing substrate 20 is sealed with a closed annular sealing material 93. The liquid crystal layer 50 is formed so as to stop. That is, in the liquid crystal device 100 of the present embodiment, the sealing material 93 does not have an injection port for injecting liquid crystal, and has a closed frame shape in an in-plane region of the substrates 10 and 20. It is formed in a closed frame shape having no opening toward the outer edges of the substrates 10 and 20 without being exposed to the outer edges of the substrates 10 and 20.
[0033]
Here, in the liquid crystal device 100 of the present embodiment, since a method described below is employed as a method of disposing the liquid crystal in the frame of the sealing material 93, the thickness of the liquid crystal layer 50 is set within the plane of the substrate. Are extremely uniform. In addition, for example, an injection mark may be formed when an injection port is provided in the sealing material and the liquid crystal is injected into the frame of the sealing material 93 by an injection method, or an ejection mark may be generated when the liquid crystal is disposed on the substrate by a dispenser method. Traces of the liquid crystal in the form of stripes or rings are not left on the substrate by employing the following method. Therefore, a liquid crystal device having a high display characteristic is formed without visually observing the injection mark or the discharge mark.
[0034]
[Manufacturing method of liquid crystal device]
Next, an example of a method of manufacturing the liquid crystal device 100 shown in the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a process flow of one manufacturing method of the liquid crystal device 100 of the present embodiment. That is, in this manufacturing method, after forming a frame-shaped sealing material on one of the substrates on which the alignment film is formed, liquid crystal is dropped into the sealing material frame, and after vibrating the dropped substrate, the other is shaken. The method is characterized by including a step of bonding substrates. Hereinafter, each flow will be described in detail.
[0035]
First, as shown in step S1 of FIG. 5, a light-shielding film 11a, a first interlayer insulating film 12, a semiconductor layer 1a, a channel region 1a ', a low-concentration source region 1b, and a light-shielding film 11a are formed on a lower substrate body 10A made of glass or the like. Low-concentration drain region 1c, high-concentration source region 1d, high-concentration drain region 1e, storage capacitor electrode 1f, scanning line 3a, capacitor line 3b, second interlayer insulating film 4, data line 6a, third interlayer insulating film 7, contact A hole 8, a pixel electrode 9, and an alignment film 40 are formed, and a lower substrate (TFT array substrate) 10 is formed. Further, the light-shielding film 23, the counter electrode 21, and the alignment film 60 are also formed on the upper substrate body 20A, and the upper substrate (counter substrate) 20 is formed.
[0036]
Next, in step S2 of FIG. 5, a frame-shaped sealing material 93 is formed on the upper substrate 20 or the lower substrate 10 (the lower substrate 10 in the present embodiment). Note that an ultraviolet curable resin or the like can be used as the sealing material 93, which is formed in a frame shape by a printing method or the like. In this case, as shown in FIG. Form into shape.
[0037]
Next, in step S3 of FIG. 5, a predetermined amount of liquid crystal corresponding to the cell thickness of the liquid crystal device 100 is dropped on the lower substrate 10 on which the sealing material 93 is formed. In the present embodiment, liquid crystal is dropped using, for example, a droplet discharge device 300 as shown in FIG. 10, and a droplet including a spacer is used as a droplet.
[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 ink jet apparatus 300 includes a base 31, a substrate moving unit 32, a head moving unit 33, an ink jet head (head) 34, an ink (liquid) supply unit 35, and the like. The base 31 is provided with the substrate moving means 32 and the head moving means 33 thereon.
[0039]
The substrate moving means 32 is provided on the base 31 and has a guide rail 36 arranged along the Y-axis direction. The substrate moving means 32 is configured to move the slider 37 along the guide rail 36 by, for example, a linear motor. The slider 37 is provided with a motor (not shown) for the θ-axis. This motor is, for example, a direct drive motor, and its rotor (not shown) is fixed to the table 39. Under such a configuration, when power is supplied to the motor, the rotor and the table 39 rotate in the θ direction, and the table 39 is indexed (rotated).
[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 area 41 for the ink jet head 34 to discard or test-strike ink (liquid composition). The discard area 41 is formed extending in the X-axis direction, and is provided on the rear end side of the table 39.
[0041]
The head moving means 33 includes a pair of stands 33a, 33a erected on the rear side of the base 31, and a traveling path 33b provided on the stands 33a, 33a. They are arranged along the axial direction, that is, the direction perpendicular to the Y-axis direction of the substrate moving means 32. The traveling path 33b is formed with a holding plate 33c passed between the gantry 33a, 33a and a pair of guide rails 33d, 33d provided on the holding plate 33c. A slider 42 for holding the inkjet head 34 in the length direction of 33d is movably held. The slider 42 travels on the guide rails 33d, 33d by operation of a linear motor (not shown) or the like, thereby moving the inkjet head 34 in the X-axis direction.
[0042]
Motors 43, 44, 45, 46 as swing positioning means are connected to the inkjet head 34. When the motor 43 is operated, the ink jet head 34 moves up and down along the Z axis, and positioning on the Z axis is possible. The Z axis is a direction (vertical direction) orthogonal to the X axis and the Y axis. When the motor 44 is operated, the ink jet head 34 swings along the direction β in FIG. 10 and can be positioned. When the motor 45 is operated, the ink jet head 34 swings in the γ direction and the positioning is performed. When the motor 46 is operated, the ink jet head 34 swings in the α direction and can be positioned.
[0043]
As described above, the inkjet head 34 can be positioned by linearly moving in the Z-axis direction on the slider 42, and can swing and position along α, β, and γ. Therefore, the position or posture of the ink ejection surface of the inkjet head 34 with respect to the substrate S on the table 39 side can be accurately controlled.
[0044]
Here, as shown in FIG. 11A, the inkjet head 34 includes a nozzle plate 112 made of, for example, stainless steel and a vibration plate 113, and both are joined via a partition member (reservoir plate) 114. A plurality of spaces 115 and a liquid pool 116 are formed between the nozzle plate 112 and the vibration plate 113 by a partition member 114. Each space 115 and the inside of the liquid pool 116 are filled with ink (liquid crystal composition), and each space 115 and the liquid pool 116 communicate with each other via a supply port 117. Further, a plurality of nozzle holes 118 for ejecting ink (liquid crystal composition) from the space 115 are formed in the nozzle plate 112 in a state of being arranged in a line. On the other hand, a hole 119 for supplying ink (liquid crystal composition) to the liquid reservoir 116 is formed in the diaphragm 113.
[0045]
Further, a piezoelectric element (piezo element) 120 is joined to the surface of the diaphragm 113 opposite to the surface facing the space 115 as shown in FIG. 11B. The piezoelectric element 120 is located between the pair of electrodes 121, and is configured to bend so as to protrude outward when energized. The diaphragm 113 to which the piezoelectric element 120 is bonded under such a configuration is configured to bend outward simultaneously with the piezoelectric element 120, thereby reducing the volume of the space 115. It is increasing. Therefore, the ink (liquid crystal composition) corresponding to the increased volume flows into the space 115 from the liquid reservoir 116 via the supply port 117. When the current supply to the piezoelectric element 120 is released from such a state, both the piezoelectric element 120 and the diaphragm 113 return to their original shapes. Therefore, since the space 115 also returns to the original volume, the pressure of the ink (liquid crystal composition) inside the space 115 increases, and the ink (liquid crystal composition) droplet 122 is ejected from the nozzle hole 118 toward the substrate. You. The ink jet system of the ink jet head 34 may be a system other than the piezo jet type using the piezoelectric element 120 described above.
[0046]
Returning to FIG. 10, the ink supply unit 35 supplies an ink (liquid crystal composition) to the inkjet head 34 and an ink supply source 47 for sending the ink (liquid crystal composition) from the ink supply source 47 to the inkjet head 34. And an ink supply tube 48. That is, the ink (liquid crystal composition) is temporarily stored in an ink supply source 47 composed of a container made of stainless steel or the like, and the ink (liquid crystal composition) is supplied from there to the head by an ink supply tube 48.
[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 inkjet device 300. However, a liquid crystal composition including only a liquid crystal may be used. In this case, the spacers are separately provided after performing the discharge process of only the liquid crystal. Further, as the liquid crystal composition, a liquid material including a liquid crystal and a dispersion medium for dispersing the liquid crystal can be used.
[0048]
In addition, when the liquid crystal composition is dropped using such an ink jet device 300, the head 34 scans in the Y direction (positive Y direction) while scanning the liquid at a predetermined pitch as shown in FIG. Drops (liquid crystal composition) are ejected. When reaching the end point in the scanning direction (determined by the frame shape of the sealing material 93), the head 34 performs a line feed at an interval equal to the pitch at the time of scanning, and the head 34 scans again in the Y direction (negative Y direction). Then, droplets (liquid crystal composition) are discharged at a predetermined pitch. As a result, as shown in FIG. 8, the droplets 122 having the same pitches x and y in the X direction (line feed direction) and the Y direction (scanning direction) land on the substrate (the lower substrate 10 in the present embodiment). The Rukoto.
[0049]
Returning to FIG. 5, after dropping the liquid crystal, in step S4, a step of vibrating the lower substrate 10 to which the liquid crystal has been dropped is performed. Here, for example, as shown in FIG. 8, constant vibration is performed in the X direction and the Y direction along the scanning direction and the line feed direction of the head 34 of the droplet discharge device. By performing such vibrations on the substrate, the droplets 122 shown in FIG. 8 are spread and the adjacent droplets 122 are connected, so that the dropped liquid crystal is diffused into the sealing material 93 frame on the substrate 10. As a result, the liquid crystal layer 50 (see FIG. 4) having less unevenness (uneven thickness of the liquid crystal) can be formed in the frame of the sealing material 93. In addition, in the state shown in FIG. 8, the ejection trace of the droplet is formed, but the ejection trace is also eliminated by applying the vibration. In this vibration step, the spacer 15 dropped together with the liquid crystal is also uniformly dispersed in the frame of the sealing material 93.
[0050]
After performing the substrate vibration process, in step S5, the lower substrate 10 on which the liquid crystal is dropped and the other upper substrate 20 are bonded to each other, and further, a phase difference plate (not shown) is provided on the outer surfaces of the lower substrate 10 and the upper substrate 20. A liquid crystal device having the cell structure shown in FIG. 3 is manufactured by laminating an optical film such as a polarizing plate.
[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 lower substrate 10, it is preferable to change the magnitude or direction of the vibration according to various conditions. Specifically, the magnitude or direction of the vibration is determined in consideration of the discharge pitch of the dropped liquid crystal composition, the viscosity of the liquid crystal composition, the wettability between the liquid crystal composition and the lower substrate 10, the amount of the liquid crystal composition dropped, and the like. It is good to set appropriately.
[0053]
In the step of dropping the liquid crystal composition, the scanning direction (Y direction) and the line feed direction (X direction) of the head 34 are set to be substantially 90 degrees, and the scan pitch y and the line feed pitch x are substantially equal. It is preferable to set so that In this case, the droplet diffusion effect due to the vibration becomes more remarkable. On the other hand, in the step of vibrating the lower substrate 10, the magnitude (amplitude) of the vibration may be different between the scanning direction (Y direction) and the line feed direction (X direction). In this case, for example, even when the scanning pitch y and the line feed pitch x are different from each other in the droplet discharge head and the liquid crystal composition is dropped, the amplitude of the vibration of the lower substrate 10 is changed in the scan direction (Y direction) and the line feed direction (X If the setting is made to be different in (direction), the liquid crystal composition can be efficiently diffused.
[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, reference numeral 500 indicates a mobile phone main body, and reference numeral 501 indicates a liquid crystal display unit including the liquid crystal device of the above embodiment. As described above, each of the electronic devices illustrated in FIG. 12 includes any one of the liquid crystal devices according to the above-described embodiments, and thus has an excellent display quality.
[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)

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:
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を特徴とする請求項2に記載の液晶装置の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the substrate vibration step is performed simultaneously with the dropping of the liquid crystal or after dropping the liquid crystal. 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.
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、
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.
前記液晶滴下工程において、前記液晶とともにスペーサーを滴下することを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1項に記載の液晶装置の製造方法。The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 2, wherein, in the liquid crystal dropping step, a spacer is dropped together with the liquid crystal. 請求項2ないし6のいずれか1項に記載の製造方法により得られたことを特徴とする液晶装置。A liquid crystal device obtained by the manufacturing method according to claim 2. 請求項7に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 7.
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