JP2004341334A - Substrate for liquid crystal device, its manufacturing method, and liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラビング工程において発生する配向膜の剥がれを防止する液晶装置用基板及びその製造方法並びに液晶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ライトバルブ等の液晶装置は、ガラス基板、石英基板等の2枚の基板間に液晶を封入して構成される。このような液晶装置は、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【0003】
液晶層の光学特性は、液晶層に映像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させることで制御する。電圧無印加時の液晶分子の配列を規定するために、一方の基板(アクティブマトリクス基板)及び他方の基板(対向基板)の液晶層に接する面上に配向膜を形成し、この配向膜にラビング処理を施す。
【0004】
すなわち、配向膜は、例えばポリイミド(PI)等の有機膜を約数十ナノメーターの膜厚で両基板の面上に形成したものであり、配向膜によって液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。更に、配向膜表面にラビング処理を施すことで、配向膜を配向異方性の膜にして液晶分子の配列を規定する。
【0005】
具体的なラビング方法としては、先ず、ラビング装置のステージ上にポリイミド膜を有する基板をポリイミド膜を上にして配置する。次いで、ロールの周りにラビング布が取り付けられたラビングロールをポリイミド膜と接するように配置し、ラビングロールを回転させ、ラビングロールとステージとを相対移動させて、ポリイミド膜を擦ることにより、ラビング処理された配向膜を形成する。尚、ラビング方法については、特許文献1等に開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−156636号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ラビング処理は基板全体に行うが、ラビング処理の際に配向膜の密着性が弱い部分は剥離して、画素領域内に再付着する場合がある。配向膜の密着性は対向する基板や画素電極等との親和性や表面の凹凸により左右される。すなわち、画素領域においては、複数の画素電極によって、基板表面に凹凸が形成されるために、それがアンカ効果となって配向膜を強固に保持しているが、非画素領域は、表面に凹凸が少ないためにアンカ効果が期待できず、しかも、その表面が配向膜に対して非親和性を有している場合は、密着性が弱く剥離し易くなる。
【0008】
密着性の弱い部分で剥離した配向膜が画素領域内で再付着すると、配向膜の付着した部分では表面特性が他の部分と異なり、液晶を接触させた場合に液晶分子の配列構成が乱されて異常配向部ができてしまうため、製品不良となる。
【0009】
本発明はかかる問題点に鑑みてなたれたものであって、ラビング処理において配向膜の剥離を未然に防止し、製品不良率の低減を実現することのできる液晶装置用基板及びその製造方法並びに液晶装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に複数の画素電極を配列してなる画素領域を有し、上記基板上に配向膜を設けた液晶装置用基板において、上記基板上の非画素領域と上記配向膜との間に配向膜密着部材を介装したことを特徴とする。
【0011】
このような構成では、基板上の比較的平坦な非画素領域と配向膜との間に配向膜密着部材を介装することで、配向膜の密着性が良好となり、ラビング処理を施す際の配向膜の剥離を未然に防止することができる。
【0012】
この場合、上記配向膜密着部材を複数の凸部で構成することで、凸部と基板との段差を利用して、配向膜をアンカ効果により強固に密着させることができる。
【0013】
又、上記配向膜密着部材を上記非画素領域の全面に形成することで、配向膜の密着性を高めることができる。
【0014】
又、上記配向膜密着部材を上記配向膜に対して親和性を有する材質とすることで、配向膜のより高い密着性を得ることができる。
【0015】
本発明は、基板上に複数の画素電極を配列してなる画素領域を有し、上記画素領域を含む上記基板上に配向膜を設けた液晶装置用基板において、上記基板上の非画素領域に上記画素領域よりも低い段差部を設けたことを特徴とする。
【0016】
このような構成では、基板上の非画素領域に画素領域よりも低い段差部を設けたことで、段差部に設けられる配向膜は画素領域に設けられる配向膜よりも一段低くなるため段部に設けた配向膜に対するラビングロールが非接触或いは弱い摩擦力で接触するため、配向膜の剥離を未然に防止することができる。
【0017】
この場合、上記段差部が上記配向膜にラビング処理を施す際のラビングロールが非接触或いは弱い摩擦力で接触する深さに形成することで、ラビングロールが非接触状態となる位置或いは配向膜が剥離しない程度の弱い摩擦力を一義的に設定することができる。
【0018】
又、上記段差部を、上記基板の切削により形成することで、基板上の他の構成部品に対応する部位を切削する工程に続けて行うことができるため、作業効率が良くなる。
【0019】
又、上記段差部を該段差部の周囲を積層して形成することで、他の構成を積層工程に続けて行うことができるため、作業効率が向上する。
【0020】
又、上記段差部を該段差部の周囲に形成した配線パターンにより形成することで、段差部を特別に形成する工程が不要となり、作業工程を短縮させることができ、生産効率が向上する。
【0021】
本発明による液晶装置用基板の製造方法は、基板上に複数の画素電極を配列してなる画素領域を形成する工程と、上記基板上の非画素領域に配向膜密着部材を形成する工程と、上記基板上に配向膜を形成する工程と、上記配向膜にラビング処理を施す工程とを備えることを特徴とする。
【0022】
このような構成では、先ず、基板上に複数の画素電極を配列してなる画素領域を形成し、次いで、基板上の非画素領域に配向膜密着部材を形成し、その後、基板上に配向膜を形成する。そして、配向膜にラビング処理を施す。ラビング処理の際に、非画素領域上の配向膜がラビングロールにより擦られても、配向膜が配向膜密着部材を介して密着されているため、配向膜の剥離を未然に防止することができる。
【0023】
この場合、上記配向膜密着部材をパターニングにより形成することで、配向膜部材の成形が容易となる。
【0024】
又、上記配向膜密着部材をスクリーン印刷により形成することで、配向膜密着部材を簡単に形成することができる。
【0025】
又、上記配向膜密着部材を上記配向膜に対して親和性を有する材料を用いて形成することで、配向膜のより高い密着性を得ることができる。
【0026】
本発明による液晶装置用基板の製造方法は、基板上に複数の画素電極を配列してなる画素領域を形成する工程と、上記基板上の非画素領域に上記画素領域よりも低い段差部を切削する工程と、上記基板上の上記画素領域を含む領域に配向膜を形成する工程と、上記配向膜にラビング処理を施す工程とを備えることを特徴とする。
【0027】
このような構成では、先ず、基板上に複数の画素電極を配列してなる画素領域を形成する。次いで、基板上の非画素領域に上記画素領域よりも低い段差部を切削し、その後、基板上の上記画素領域を含む領域に配向膜を形成する。そして、配向膜にラビング処理を施す。ラビング処理の際に、画素領域よりも低い段差部ではラビングロールが配向膜に対して非接触或いは弱い摩擦力で接触するため、配向膜の剥離を未然に防止することができる。
【0028】
本発明による液晶装置用基板の製造方法は、基板上の少なくとも画素領域に対応する部位を積層して非画素領域に該画素領域よりも低い段差部を形成する工程と、上記基板上の上記画素領域に対応する部位に複数の画素電極を形成する工程と、上記基板上に配向膜を形成する工程と、上記配向膜にラビング処理を施す工程とを備えることを特徴とする。
【0029】
このような構成では、先ず、基板上の少なくとも画素領域に対応する部位を積層して非画素領域に該画素領域よりも低い段差部を形成する。次いで、基板上の画素領域に対応する部位に複数の画素電極を形成する。その後、基板上に配向膜を形成する。そして、配向膜にラビング処理を施す。ラビング処理の際に、画素領域よりも低い段差部ではラビングロールが配向膜に対して非接触或いは弱い摩擦力で接触するため、配向膜の剥離を未然に防止することができる。
【0030】
この場合、上記段差部が上記ラビング処理を施す際にラビングロールが非接触或いは弱い摩擦力で接触する深さに形成することで、ラビングロールが非接触状態となる位置或いは配向膜が剥離しない程度の弱い摩擦力を一義的に設定することができる。
【0031】
本発明による液晶装置は、上記液晶装置用基板を用いて構成したことを特徴とする。
【0032】
このような構成では、配向膜の密着性が良好であるため、ラビング処理を施す際の配向膜の剥離を未然に防止することができる装置を得ることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。
【0034】
(第1実施の形態)
図1〜図7に本発明の第1実施の形態を示す。図1は液晶装置用基板を用いて構成した液晶装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図、図2は素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図1のH−H’線の位置で切断して示す断面図、図3は図1及び図2の液晶装置用基板の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図、図4は画素領域を構成する各画素の概略構成図、図5は配向膜となるポリイミドを塗布する前の液晶装置用基板の平面図、図6は図4のI−I’線で切断した部位に相当するラビング工程時におけるTFT基板の要部拡大断面図、図7はラビング装置を示す模式図である。
【0035】
先ず、図1〜図4を参照して本実施の形態で採用する液晶装置用基板を用いて構成した液晶装置の全体構成について説明する。
【0036】
図1、図2に示すように、液晶装置は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板からなるTFT基板10と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。対向配置されたTFT基板10と対向基板20とは、シール材52によって貼り合わされている。
【0037】
TFT基板10上には画素を構成する画素電極(ITO)9a等がマトリクス状に配置される。又、対向基板20上には全面に対向電極(ITO)21が設けられる。TFT基板10上には、ラビング処理が施された配向膜16が、全面に渡って積層されている。一方、対向基板20上に形成された対向電極21上にも、ラビング処理が施された配向膜22が全面に渡って積層されている。各配向膜16,22は、ポリイミド系の高分子樹脂からなる透明な有機膜で構成されている。
【0038】
一方、図3に示すように、TFT基板10上の画素領域10aにおいては、複数本の走査線11aと複数本のデータ線6aとが交差するように配線され、走査線11aとデータ線6aとで区画された領域に画素電極9aがマトリクス状に配置される。そして、走査線11aとデータ線6aの各交差部分に対応してTFT30が設けられ、このTFT30に画素電極9aが接続される。
【0039】
TFT30は走査線11aのON信号によってオンとなり、これにより、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに供給される。この画素電極9aと対向基板20に設けられた対向電極21との間の電圧が液晶50に印加される。又、画素電極9aと並列に蓄積容量70が設けられており、蓄積容量70によって、画素電極9aの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば3桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量70によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【0040】
図4に示すように、画素電極9aは、TFT基板10上に、マトリクス状に複数設けられており、TFT基板10の表面は、画素電極9aの膜厚によって凹凸が形成されている。又、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線11aが設けられている。データ線6aは、アルミニウム膜等を含む積層構造からなり、走査線11aは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。
【0041】
走査線11aとデータ線6aとの交差する箇所にはそれぞれ、走査線11aに接続されたゲート電極とチャネル領域(何れも図示せず)とが対向配置されて画素スイッチング用のTFT30が構成されている。尚、図示しないが、TFT基板10上には、TFT30や画素電極9aの他、これらを含む各種の構成が積層構造をなして備えられている。
【0042】
又、図1、図2に示すように、対向基板20には画素領域10aやや内周に設定されている表示領域を区画する額縁としての遮光膜53が設けられている。対向基板20の全面には、上述したように、ITO等の透明導電性膜が対向電極21として形成され、更に、対向電極21の全面にはポリイミド系の配向膜22が形成される。配向膜22は、液晶分子に所定のプレティルト角を付与するように、所定方向にラビング処理が施されている。
【0043】
画素領域10aの領域には液晶を封入するシール材52が、TFT基板10と対向基板20間に形成されている。シール材52は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、TFT基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材52は、TFT基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされたTFT基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶50を注入するための液晶注入口108が形成される。液晶注入口108より液晶が注入された後、液晶注入口108を封止材109で封止する。
【0044】
シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定のタイミングで供給することにより該データ線6aを駆動するデータ線駆動回路101及び外部回路との接続のための外部接続端子102がTFT基板10の一辺に沿って設けられている。この一辺に隣接する二辺に沿って、走査線11a及びゲート電極3aに走査信号を所定のタイミングで供給することによりゲート電極3aを駆動する走査線駆動回路104が設けられている。走査線駆動回路104は、シール材52の内側の遮光膜53に対向する位置においてTFT基板10上に形成される。又、TFT基板10上には、データ線駆動回路101、走査線駆動回路104、外部接続端子102及び上下導通端子107を接続する配線105が、遮光膜53の3辺に対向して設けられている。
【0045】
上下導通端子107は、シール材52のコーナー部の4箇所のTFT基板10上に形成される。そして、TFT基板10と対向基板20相互間には、下端が上下導通端子107に接触し、上端が対向電極21に接触する上下導通材106が設けられており、上下導通材106によって、TFT基板10と対向基板20との間で電気的な導通がとられている。
【0046】
更に、TFT基板10の画素領域10a及び複数の外部接続端子102が配列されている領域以外の領域(以下、「非画素領域」と称する)を構成する外縁部に、TFT基板10の表面に配向膜密着部材としての凸部10bが所定間隔毎に複数形成されている。凸部10bは、TFT基板10に対する配向膜16の密着性を高めるためにTFT基板10の表面に段差を形成するもので、更に、配向膜16の材料であるポリイミドに対して親和性を有する材質を有している。尚、親和性を有する材質としては、ITO以外に、Al(アルミニュウム),W(タングステン),SiO2(酸化シリコン)等がある。
【0047】
この凸部10bは、例えば、TFT基板10の表面に、凸部10bを形成するための薄膜を上述した親和性を有する材質で形成し、エッチング等によりパターニングして形成したものであり、各凸部10bの配列パターンは、外縁部のみに限らず、非画素領域全体に渡ってランダムに形成されていても良い。又、各凸部10bの平面形状は、四角形に限らず、三角形、五角形等の多角形、或いは円形、ドーナツ形等であっても良く、それらを非画素領域にランダムに配列するようにしても良い。
【0048】
ところで、TFT基板10の表面に積層した配向膜16は、図7に示すようなラビング装置によってラビング処理が施される。
【0049】
ラビング装置の構成について簡単に説明する。尚、以下の説明では、TFT基板10の表面に配向膜16が積層されている基板を、液晶装置用基板111と称して、TFT基板10と区別する。
【0050】
ラビング装置は、複数の液晶装置用基板111を保持する枠部121を有すると共に水平方向へ移動するパレット120と、パレット120の搬送路の上方に配設したラビングロール112とを備えている。ラビングロール112の外周にラビング布113が取り付けられている。パレット120の移動により、液晶装置用基板111を、所定速度で回転するラビングロール112方向へ搬送して通過させると、ラビング布113の毛先114が液晶装置用基板111の表面を擦ってラビング処理が行われる。
【0051】
(製造プロセス)
次に、このような構成による本実施の形態の製造プロセスについて簡単に説明する。
【0052】
先ず、TFT基板10に各種の構成を積層して、TFT30や所定パターンの走査線11a、所定パターンのデータ線6a、及び外部接続端子102等を所定に形成する。次いで、スパッタ処理等により、ITO膜等の透明導電性膜を積層し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素領域10a(図5の一点鎖線で示す領域)に画素電極9aをマトリクス状に形成する。
【0053】
その後、TFT基板10の上面に凸部10bを形成するための薄膜を積層する。そして、この薄膜をエッチング等によりパターニングして複数の凸部10b(尚、図5では、凸部10bを、外部接続端子102と区別するためにハッチングで示す)を非画素領域に所定に形成する。凸部10bを形成するための薄膜は、配向膜16となるポリイミドに対して親和性を有する材質(ITO,Al,W,SiO2等)を有している。
【0054】
尚、各凸部10bは、後述する第2実施の形態に示すスクリーン印刷版を用いて形成するようにしても良い。
【0055】
次に、このように構成されたTFT基板10の全面に、配向膜16となるポリイミドを塗布する。そして、TFT基板10表面の配向膜16に対し、図7に示すラビング装置を用いてラビング処理を施す。
【0056】
ラビング処理においては、図6に示すように、ラビングロール112の外周に巻き付けたラビング布113の毛先114によって、配向膜16の表面が擦られるため、配向膜16の密着性が弱いと剥離し易いが、TFT基板10の密着性が比較的弱い非画素領域には、複数の凸部10bにより凹凸が形成されており、しかも、この凸部10bが配向膜16の素材であるポリイミドに対して親和性を有する材質で形成されているため、配向膜16が、凸部10b周囲の段差によるアンカ効果に加え、配向膜16を強固に密着させて、配向膜16の剥離を有効に防止することができる。
【0057】
その後、洗浄工程にてラビング処理によって生じた塵埃を除去する。そして、シール材52を形成した後、TFT基板10と、TFT基板10と同様の工程を経て各種の構成が積層されている対向基板20とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材52を硬化させる。最後に、シール材52の一部に切欠き形成した液晶注入口108から液晶を封入し、所定に注入後、液晶注入口108を封止材109で封止する。
【0058】
このように、本実施の形態では、各種の構成が積層されたTFT基板10の非画素領域に、配向膜16の素材であるポリイミドに対して親和性を有する材料で形成された凸部10bを複数形成したので、配向膜16が、凸部10b周囲の段差によるアンカ効果と凸部10bに対する親和性とにより、高い密着性が発生し、ラビング処理の際の摩擦を受けても配向膜16が剥離することがなく、製品不良率を低減することができる。
【0059】
(第2実施の形態)
図8、図9に本発明の第2実施の形態を示す。図8は配向膜となるポリイミドを塗布する前のTFT基板の平面図、図9は図8のJ−J’線で切断した部位に相当するラビング工程時におけるTFT基板の要部拡大断面図である。
【0060】
第1実施の形態では、TFT基板10の非画素領域に、複数の凸部10bを形成することで、配向膜16のTFT基板10に対する密着性を高めるようにしたが、本実施の形態では、TFT基板10の非画素領域と配向膜16との間に密着膜130を設けることで、密着性を高めるようにしたものである。密着膜130は、TFT基板10の表面と配向膜16との双方に対して親和性を有する材質で形成されている。尚、親和性を有する材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等がある。
【0061】
例えばアクリル樹脂やポリイミド樹脂を、TFT基板10の表面に塗布する手段として、スクリーン印刷がある。スクリーン印刷は、ステンレス、ナイロン、シルク等の微細なメッシュ状のスクリーンに形成された乳剤層に、画素領域10aと複数の外部接続端子102が形成されている領域以外の領域に対応する部位に開孔部を写真製版してスクリーン印刷版を作成する。そして、このスクリーン印刷版をTFT基板10に所定に位置決めした状態で当接し、ゴム製のスキージ等によってアクリル樹脂やポリイミド樹脂からなるペーストを開孔部からTFT基板10の表面に塗布することで密着膜130を形成する。尚、TFT基板10が一度に複数作成される場合は、それに合わせたスクリーン印刷版を作成する。
【0062】
スクリーン印刷では、図8にハッチングで示すように、TFT基板10上の画素領域10aと複数の外部接続端子102が配設されている領域とを除いた領域にアクリル樹脂による密着膜130が形成される。
【0063】
尚、密着膜130の膜厚は画素電極9aと同じ膜厚で有ることが望ましい。密着膜130と画素電極9aとの膜厚を同一にすることで、TFT基板10上に配向膜16をほぼ均一の厚さで塗布することができる。
【0064】
このように、本実施の形態では、TFT基板10と配向膜16との間の、画素領域10aと複数の外部接続端子102を配設する領域以外の領域に密着膜130を形成し、この密着膜130により配向膜16の密着性を高めるようにしたので、図9に示すように、ラビング工程において、配向膜16の表面を、ラビングロール112の外周に巻き付けたラビング布113の毛先114によって擦っても、配向膜16が強固に密着されているため、剥離を未然に防止することができる。
【0065】
又、印刷により密着膜130を形成したので、画素領域10aと外部接続端子102とを除く全領域に密着膜130を形成するができるため、配向膜16のより高い密着性を得ることができる。
【0066】
尚、図8においては、密着膜130が画素領域10aと外部接続端子102以外の領域全体に形成されているが、複数の凸部を点在させるように印刷しても良い。この場合、各凸部の形状及び配列は、第1実施の形態で示した凸部10bと同様にする。
【0067】
(第3実施の形態)
図10、図11に本発明の第3実施の形態を示す。図10は配向膜となるポリイミドを塗布する前のTFT基板の平面図、図11は図10のK−K’線で切断した部位に相当するラビング工程時におけるTFT基板の要部拡大断面図である。
【0068】
本実施の形態では、TFT基板10の画素領域10aと外部接続端子102の領域とを除く領域(図10のハッチングで示す領域)に、一段低い段差部131を形成したものである。
【0069】
図11に示すよう、段差部131の深さは、配向膜16を塗布した後、ラビング工程においてラビングロール112によりラビングを行う際に、ラビング布113の毛先114が接触しないか、或いは接触しても配向膜16が剥離しない程度の摩擦力に抗し得る位置に設定されている。
【0070】
段差部131を形成する工程は、画素電極9aやデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104に対応する部位を切削する際に続けて行うことで、作業効率を高めることができる。
【0071】
この場合、逆に、TFT基板10を段差部131に対応する膜厚とし、段差部131の周囲を積層により一段高く形成することで、相対的に低くなる部位を段差部131としても良い。尚、TFT基板10に対する積層は、他の構成を積層する工程に続けて行うことができるため、作業効率が向上する。
【0072】
或いは、TFT基板10の製造に際しては、一般にデータ線6a等の配線の高さを回りの高さと同一面とするために、配線領域に対応する部位を切削する工程がある。この切削工程を行なわないことで、データ線6a等の配線パターンにより、TFT基板10の外周に、配線部分よりも低い段差部131を形成するようにしても良い。
【0073】
このように本実施の形態では、TFT基板10に形成した段差部131により、ラビング工程における配向膜16の剥離を防止するようにしたので、新たな材料を調達する必要が無く、現在の設備で充分に対応することができ、設備費を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態による液晶装置用基板を用いて構成した電気光学装置である液晶装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。
【図2】同、素子基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図1のH−H’線の位置で切断して示す断面図である。
【図3】同、図1及び図2の液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図4】同、図4は画素領域を構成する各画素の概略構成図である。
【図5】同、配向膜となるポリイミドを塗布する前のTFT基板の平面図である。
【図6】同、図4のI−I’線で切断した部位に相当するラビング工程時におけるTFT基板の要部拡大断面図である。
【図7】同、ラビング装置を示す模式図である。
【図8】第2実施の形態による配向膜となるポリイミドを塗布する前のTFT基板の平面図である。
【図9】同、図8のJ−J’線で切断した部位に相当するラビング工程時におけるTFT基板の要部拡大断面図である。
【図10】第3実施の形態による配向膜となるポリイミドを塗布する前のTFT基板の平面図である。
【図11】同、図10のK−K’線で切断した部位に相当するラビング工程時におけるTFT基板の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
6a データ線(配線パターン)、9a 画素電極、10 TFT基板、10a 画素領域、10b 凸部(配向膜密着部材)、16 配向膜、111 液晶装置用基板、112 ラビングロール、130 密着膜(配向膜密着部材)、131 段差部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate for a liquid crystal device which prevents peeling of an alignment film generated in a rubbing step, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal device such as a liquid crystal light valve is configured by sealing liquid crystal between two substrates such as a glass substrate and a quartz substrate. In such a liquid crystal device, for example, a thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) is arranged in a matrix on one substrate, a counter electrode is arranged on the other substrate, and a liquid crystal layer sealed between the two substrates is formed. By changing the characteristics according to the image signal, an image can be displayed.
[0003]
The optical characteristics of the liquid crystal layer are controlled by applying a voltage based on a video signal to the liquid crystal layer to change the arrangement of liquid crystal molecules. In order to regulate the arrangement of liquid crystal molecules when no voltage is applied, an alignment film is formed on a surface of one substrate (active matrix substrate) and the other substrate (opposite substrate) that are in contact with the liquid crystal layer, and rubbing is performed on the alignment film. Perform processing.
[0004]
That is, the alignment film is formed by forming an organic film such as polyimide (PI) with a thickness of about several tens of nanometers on the surfaces of both substrates, and the liquid crystal molecules are aligned along the substrate surface by the alignment film. can do. Further, by performing a rubbing treatment on the surface of the alignment film, the alignment film is made an alignment anisotropic film and the alignment of the liquid crystal molecules is defined.
[0005]
As a specific rubbing method, first, a substrate having a polyimide film is arranged on a stage of a rubbing apparatus with the polyimide film facing upward. Then, a rubbing roll with a rubbing cloth attached around the roll is disposed so as to be in contact with the polyimide film, the rubbing roll is rotated, the rubbing roll and the stage are relatively moved, and the rubbing treatment is performed by rubbing the polyimide film. The formed alignment film is formed. The rubbing method is disclosed in
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-156636 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the rubbing treatment is performed on the entire substrate, but in the rubbing treatment, a portion of the alignment film having weak adhesion may be peeled off and re-attached in the pixel region. The adhesion of the alignment film depends on the affinity with the opposing substrate, pixel electrode, and the like, and the surface irregularities. In other words, in the pixel region, unevenness is formed on the substrate surface by a plurality of pixel electrodes, and this causes an anchor effect to firmly hold the alignment film. When the surface has a non-affinity for the alignment film, the adhesiveness is weak and the film is easily peeled off.
[0008]
If the alignment film that has peeled off at the weakly adherent part is re-attached in the pixel area, the surface characteristics of the part where the alignment film is adhered are different from those of other parts, and the arrangement of liquid crystal molecules is disturbed when the liquid crystal is brought into contact. As a result, an abnormally oriented portion is formed, resulting in a defective product.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and a liquid crystal device substrate and a method of manufacturing the same, which can prevent the alignment film from peeling off in a rubbing process and can reduce the product defect rate, and It is an object to provide a liquid crystal device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on a substrate, and in a liquid crystal device substrate provided with an alignment film on the substrate, a non-pixel region on the substrate and the alignment film An alignment film adhesion member is interposed therebetween.
[0011]
In such a configuration, by providing an alignment film adhesion member between the relatively flat non-pixel region on the substrate and the alignment film, the adhesion of the alignment film is improved, and the alignment during rubbing is performed. The peeling of the film can be prevented beforehand.
[0012]
In this case, by forming the alignment film adhesion member with a plurality of projections, the alignment film can be firmly adhered by the anchor effect by utilizing a step between the projections and the substrate.
[0013]
Further, by forming the alignment film adhesion member on the entire surface of the non-pixel region, the adhesion of the alignment film can be improved.
[0014]
In addition, when the alignment film adhesion member is made of a material having affinity for the alignment film, higher adhesion of the alignment film can be obtained.
[0015]
The present invention has a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on a substrate, and in a liquid crystal device substrate provided with an alignment film on the substrate including the pixel region, a non-pixel region on the substrate A step portion lower than the pixel region is provided.
[0016]
In such a configuration, since the step portion lower than the pixel region is provided in the non-pixel region on the substrate, the alignment film provided in the step portion is one step lower than the alignment film provided in the pixel region. Since the rubbing roll is not in contact with the provided alignment film or is in contact with the frictional force, peeling of the alignment film can be prevented.
[0017]
In this case, the step portion is formed to a depth at which the rubbing roll when the rubbing treatment is performed on the alignment film is in a non-contact state or a low frictional force, so that the position or the alignment film where the rubbing roll is in the non-contact state is formed. A weak frictional force that does not cause peeling can be uniquely set.
[0018]
Further, by forming the step portion by cutting the substrate, it is possible to perform the step following the step of cutting a portion corresponding to another component on the substrate, thereby improving work efficiency.
[0019]
In addition, by forming the step portion by laminating the periphery of the step portion, another configuration can be performed following the laminating step, so that work efficiency is improved.
[0020]
In addition, since the step portion is formed by the wiring pattern formed around the step portion, a step of specially forming the step portion becomes unnecessary, so that the work process can be shortened and the production efficiency is improved.
[0021]
The method of manufacturing a substrate for a liquid crystal device according to the present invention includes a step of forming a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on the substrate, and a step of forming an alignment film adhesion member in a non-pixel region on the substrate. A step of forming an alignment film on the substrate; and a step of performing a rubbing treatment on the alignment film.
[0022]
In such a configuration, first, a pixel region formed by arranging a plurality of pixel electrodes on a substrate is formed, then, an alignment film adhesive member is formed on a non-pixel region on the substrate, and then the alignment film is formed on the substrate. To form Then, a rubbing treatment is performed on the alignment film. At the time of the rubbing treatment, even if the alignment film on the non-pixel region is rubbed by the rubbing roll, the alignment film is in close contact with the alignment film adhesion member, so that peeling of the alignment film can be prevented beforehand. .
[0023]
In this case, by forming the alignment film adhesion member by patterning, the alignment film member can be easily formed.
[0024]
Further, by forming the alignment film adhesion member by screen printing, the alignment film adhesion member can be easily formed.
[0025]
Further, by forming the alignment film adhesion member using a material having an affinity for the alignment film, higher adhesion of the alignment film can be obtained.
[0026]
A method of manufacturing a substrate for a liquid crystal device according to the present invention includes a step of forming a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on a substrate, and cutting a step portion lower than the pixel region in a non-pixel region on the substrate. Performing a step of forming an alignment film in a region including the pixel region on the substrate; and performing a rubbing process on the alignment film.
[0027]
In such a configuration, first, a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on a substrate is formed. Next, a step portion lower than the pixel region is cut in the non-pixel region on the substrate, and thereafter, an alignment film is formed in a region including the pixel region on the substrate. Then, a rubbing treatment is performed on the alignment film. At the time of the rubbing treatment, the rubbing roll is not in contact with the alignment film or is in contact with the alignment film with a low frictional force at the stepped portion lower than the pixel region, so that peeling of the alignment film can be prevented.
[0028]
The method for manufacturing a substrate for a liquid crystal device according to the present invention includes a step of stacking at least a portion corresponding to a pixel region on the substrate to form a step portion lower than the pixel region in a non-pixel region; The method includes a step of forming a plurality of pixel electrodes in a region corresponding to a region, a step of forming an alignment film on the substrate, and a step of rubbing the alignment film.
[0029]
In such a configuration, first, at least a portion corresponding to the pixel region on the substrate is laminated, and a step portion lower than the pixel region is formed in the non-pixel region. Next, a plurality of pixel electrodes are formed at portions corresponding to the pixel regions on the substrate. After that, an alignment film is formed on the substrate. Then, a rubbing treatment is performed on the alignment film. At the time of the rubbing treatment, the rubbing roll is not in contact with the alignment film or is in contact with the alignment film with a low frictional force at the stepped portion lower than the pixel region, so that peeling of the alignment film can be prevented.
[0030]
In this case, the rubbing roll is formed in such a depth that the rubbing roll is in non-contact or in contact with a weak frictional force when performing the rubbing treatment, so that the rubbing roll is in a non-contact state or the alignment film is not peeled off. Can be uniquely set.
[0031]
A liquid crystal device according to the present invention is characterized by being configured using the above-described liquid crystal device substrate.
[0032]
With such a configuration, the adhesion of the alignment film is good, so that an apparatus capable of preventing peeling of the alignment film during rubbing treatment can be obtained.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
(1st Embodiment)
1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal device formed using a substrate for a liquid crystal device together with components formed thereon as viewed from the counter substrate side. FIG. 2 is a diagram in which the element substrate and the counter substrate are bonded together to enclose liquid crystal. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after the completion of the assembling process, taken along the line HH ′ in FIG. 1. FIG. 3 shows a plurality of pixels constituting a pixel region of the liquid crystal device substrate in FIG. 1 and FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of each pixel constituting a pixel region, FIG. 5 is a plan view of a liquid crystal device substrate before applying a polyimide serving as an alignment film, and FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the TFT substrate in a rubbing step corresponding to a portion cut along line II ′ in FIG. 4, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a rubbing device.
[0035]
First, an overall configuration of a liquid crystal device configured using a substrate for a liquid crystal device employed in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0036]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal device includes, for example, a
[0037]
On the
[0038]
On the other hand, as shown in FIG. 3, in the
[0039]
The
[0040]
As shown in FIG. 4, a plurality of
[0041]
A gate electrode and a channel region (both not shown) connected to the scanning line 11a are disposed opposite to each other where the scanning line 11a intersects with the
[0042]
As shown in FIGS. 1 and 2, the opposing
[0043]
In a region of the
[0044]
A data
[0045]
The upper and lower
[0046]
Furthermore, the
[0047]
The
[0048]
Incidentally, the
[0049]
The configuration of the rubbing device will be briefly described. In the following description, a substrate in which the
[0050]
The rubbing device includes a
[0051]
(Manufacturing process)
Next, the manufacturing process of the present embodiment having such a configuration will be briefly described.
[0052]
First, various configurations are stacked on the
[0053]
Thereafter, a thin film for forming the
[0054]
Note that each
[0055]
Next, polyimide serving as an
[0056]
In the rubbing treatment, as shown in FIG. 6, the surface of the
[0057]
Thereafter, dust generated by the rubbing process in the cleaning step is removed. Then, after forming the sealing
[0058]
As described above, in the present embodiment, the
[0059]
(2nd Embodiment)
8 and 9 show a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a plan view of the TFT substrate before applying a polyimide serving as an alignment film, and FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the TFT substrate in a rubbing step corresponding to a portion cut along line JJ ′ in FIG. is there.
[0060]
In the first embodiment, the adhesion of the
[0061]
For example, there is screen printing as a means for applying an acrylic resin or a polyimide resin on the surface of the
[0062]
In the screen printing, as shown by hatching in FIG. 8, an
[0063]
It is desirable that the thickness of the
[0064]
As described above, in the present embodiment, the
[0065]
In addition, since the
[0066]
In FIG. 8, the
[0067]
(Third embodiment)
10 and 11 show a third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view of the TFT substrate before applying a polyimide serving as an alignment film, and FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the TFT substrate in a rubbing step corresponding to a portion cut along the line KK ′ in FIG. is there.
[0068]
In the present embodiment, a
[0069]
As shown in FIG. 11, when the rubbing is performed by the rubbing
[0070]
The step of forming the
[0071]
In this case, conversely, the
[0072]
Alternatively, when manufacturing the
[0073]
As described above, in the present embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal device, which is an electro-optical device configured using a liquid crystal device substrate according to a first embodiment, together with components formed thereon, viewed from a counter substrate side.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after completion of an assembling step of bonding an element substrate and a counter substrate and enclosing a liquid crystal at the line HH ′ in FIG. 1;
3 is an equivalent circuit diagram of various elements, wiring, and the like in a plurality of pixels forming a pixel region of the liquid crystal device in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of each pixel constituting a pixel region.
FIG. 5 is a plan view of the TFT substrate before a polyimide serving as an alignment film is applied.
6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the TFT substrate in a rubbing step corresponding to a portion cut along the line II ′ in FIG. 4;
FIG. 7 is a schematic diagram showing the rubbing device.
FIG. 8 is a plan view of a TFT substrate before a polyimide serving as an alignment film according to a second embodiment is applied.
9 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the TFT substrate in a rubbing step corresponding to a portion cut along the line JJ ′ in FIG. 8;
FIG. 10 is a plan view of a TFT substrate before a polyimide serving as an alignment film according to a third embodiment is applied.
11 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the TFT substrate in a rubbing step corresponding to a portion cut along the line KK ′ in FIG. 10;
[Explanation of symbols]
6a data line (wiring pattern), 9a pixel electrode, 10 TFT substrate, 10a pixel area, 10b convex portion (alignment film adhesion member), 16 alignment film, 111 liquid crystal device substrate, 112 rubbing roll, 130 adhesion film (alignment film) (Adhering member), 131 step
Claims (17)
上記基板上に配向膜を設けた液晶装置用基板において、
上記基板上の非画素領域と上記配向膜との間に配向膜密着部材を介装したことを特徴とする液晶装置用基板。Having a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on a substrate,
In a liquid crystal device substrate provided with an alignment film on the substrate,
A substrate for a liquid crystal device, wherein an alignment film adhesion member is interposed between a non-pixel region on the substrate and the alignment film.
上記画素領域を含む上記基板上に配向膜を設けた液晶装置用基板において、
上記基板上の非画素領域に上記画素領域よりも低い段差部を設けたことを特徴とする液晶装置用基板。Having a pixel region in which a plurality of pixel electrodes are arranged on a substrate,
In a liquid crystal device substrate provided with an alignment film on the substrate including the pixel region,
A liquid crystal device substrate, wherein a step portion lower than the pixel region is provided in a non-pixel region on the substrate.
上記基板上の非画素領域に配向膜密着部材を形成する工程と、
上記基板上に配向膜を形成する工程と、
上記配向膜にラビング処理を施す工程と
を備えることを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。Forming a pixel region formed by arranging a plurality of pixel electrodes on a substrate;
Forming an alignment film adhesion member in a non-pixel region on the substrate,
Forming an alignment film on the substrate,
Subjecting the alignment film to a rubbing process.
上記基板上の非画素領域に上記画素領域よりも低い段差部を切削する工程と、
上記基板上の上記画素領域を含む領域に配向膜を形成する工程と、
上記配向膜にラビング処理を施す工程と
を備えることを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。Forming a pixel region formed by arranging a plurality of pixel electrodes on a substrate;
Cutting a step portion lower than the pixel region in the non-pixel region on the substrate,
Forming an alignment film in a region including the pixel region on the substrate,
Subjecting the alignment film to a rubbing process.
上記基板上の上記画素領域に対応する部位に複数の画素電極を形成する工程と、
上記基板上に配向膜を形成する工程と、
上記配向膜にラビング処理を施す工程と
を備えることを特徴とする液晶装置用基板の製造方法。A step of stacking at least a portion corresponding to the pixel region on the substrate and forming a step portion lower than the pixel region in the non-pixel region,
Forming a plurality of pixel electrodes on a portion corresponding to the pixel region on the substrate,
Forming an alignment film on the substrate,
Subjecting the alignment film to a rubbing process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003139201A JP2004341334A (en) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | Substrate for liquid crystal device, its manufacturing method, and liquid crystal device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008065096A (en) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
KR101832270B1 (en) | 2010-12-28 | 2018-02-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and method of fabricating thereof |
-
2003
- 2003-05-16 JP JP2003139201A patent/JP2004341334A/en not_active Withdrawn
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JP2008065096A (en) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
KR101832270B1 (en) | 2010-12-28 | 2018-02-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device and method of fabricating thereof |
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