JP2005202258A - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】対向する基板に付着した無機イオンやスペーサ凝集物などの異物を確実に除去し、また、有機物の活性化を抑制して表示不良を低減し、液晶表示パネルの信頼性や歩留まりを向上させることができる液晶表示パネルの製造方法の提供。
【解決手段】常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法において、配向膜形成後の洗浄、乾燥工程後に減圧雰囲気中で基板を加熱する処理を行い、液晶滴下直前に特殊な形状のノズルを用いて吸引する処理又は超音波を印加した気体を吹き付ける処理を行うことにより、基板に付着した異物を除去し、液晶表示パネルの信頼性の劣化を抑制し、明点不良などの表示不良を低減して歩留まりを向上させる。また、シール材の本硬化の温度を低温化することにより、有機物の活性化（マイグレーション）を抑制し、配向輝点などの表示不良を低減して歩留まりを向上させる。
【選択図】図５
【解決手段】常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法において、配向膜形成後の洗浄、乾燥工程後に減圧雰囲気中で基板を加熱する処理を行い、液晶滴下直前に特殊な形状のノズルを用いて吸引する処理又は超音波を印加した気体を吹き付ける処理を行うことにより、基板に付着した異物を除去し、液晶表示パネルの信頼性の劣化を抑制し、明点不良などの表示不良を低減して歩留まりを向上させる。また、シール材の本硬化の温度を低温化することにより、有機物の活性化（マイグレーション）を抑制し、配向輝点などの表示不良を低減して歩留まりを向上させる。
【選択図】図５
Description
本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関し、特に、常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法に関する。
ＡＶ機器やＯＡ機器の表示装置として、薄型、軽量、低消費電力等の利点から液晶表示パネルが広く用いられている。この液晶表示パネルは、対向する一対の基板に液晶を注入し、液晶分子の配向方向を基板に設けた電極による電界で制御し、液晶表示パネルに照射される光を変調させることによって画像を表示するものである。
液晶の注入方法としては、対向する基板を液晶注入孔となる領域を除いてシール材で貼り合わせた後、貼り合わせた基板を真空容器に入れて減圧状態にし、液晶注入孔を液晶に浸した状態で真空容器を大気圧に戻すことにより圧力差を利用して液晶を注入する方法や、対向する基板を液晶注入孔と排気口となる領域を除いてシール材で貼り合わせた後、液晶注入孔を液晶に浸し、排気口から排気することにより液晶を吸引する方法や、真空容器等で減圧された雰囲気中で、一方の基板にシール材を塗布して液晶を滴下し、他方の基板を貼り合わせた後、大気圧に戻してシール材を硬化させる方法（以下、真空滴下貼り合わせ方式と呼ぶ。例えば、特開２００２−３１８３７８号公報参照）、大気中で、一方の基板にシール材を塗布して液晶を滴下し、他方の基板を貼り合わせた後、加圧しながらシール材を硬化させる方法（以下、常圧滴下貼り合わせ方式と呼ぶ。）等がある。
液晶を圧力差又は排気により注入する方法では、液晶注入後に注入口を樹脂等により封止する必要があり、この封止部分から液晶に気泡が混入したり、封止材により液晶が汚染される等の問題が生じる。また、真空滴下貼り合わせ方式は、注入方法に比べて液晶の注入時間を大幅に短縮でき、高価な液晶の所要量を削減できるが、減圧中で液晶の滴下、貼り合わせ処理を行うために設備が大型化し、また、滴下された液晶の広がりが速く、液晶と乾燥前のシール材とが接触して液晶にシール材の構成材料が溶け込む等により液晶表示パネルの信頼性が劣化するという問題がある。これに対して、常圧滴下貼り合わせ方式では、一対の基板を減圧状態で保持する必要がないため設備を簡素化することができ、また、液晶の広がりを制御しやすく目視で確認することができるため、作業性に優れるという特徴がある。
ここで、従来の常圧滴下貼り合わせ方式について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、従来の常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法の一部を示すフロー図であり、図７は、基板の構造を模式的に示す工程断面図である。
まず、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板２と、カラーフィルター、ブラックマトリクス等が形成された対向基板３の双方に配向膜４を形成する前に、洗剤や有機溶剤、純水などを使った湿式洗浄や紫外線などを使った乾式洗浄を行った後（図６（Ａ））、ホットプレートや赤外線加熱装置などを用いて基板を乾燥させる（図６（Ｂ））。
次に、配向膜４の材料となるポリイミドの溶液を印刷装置を用いて塗布し（図６（Ｃ））、ホットプレートや赤外線加熱装置などを用いて８０℃前後の温度で仮焼成した後、ポリイミド塗布膜を加熱脱水縮合させるための本焼成を行って均一な膜厚の配向膜４を形成する（図６（Ｄ）、図７（ａ））。次に、液晶の配向方向を制御するために、焼成後の配向膜４表面を回転金属ローラに巻き付けたバフ布などで一定方向に擦ってラビング処理を行う（図６（Ｅ））。その際、図７（ｂ）に示すように、基板表面にはバフ布の繊維くずや配向膜４の削りくずなどの残留物５が付着する。
次に、基板表面の残留物５を除去するために、温超純水やアルコールなどを用いた超音波洗浄やジェットスプレー洗浄などにより基板の洗浄を行う（図６（Ｆ））。この洗浄工程では、配向膜４の配向性が損なわれないように洗浄方法が制限されるため、基板表面には除去できなかった残留物５が残存する場合がある（図７（ｃ））。その後、基板を乾燥炉に入れて熱風循環又は赤外線加熱などにより基板の乾燥を行う（図６（Ｇ））。
次に、一対の対向する基板の一方（ここではＴＦＴ基板２）上に、スクリーン印刷法やディスペンサ描画法等を用いて紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等からなるシール材６を塗布すると共にＡｇを塗布し、他方の基板（ここでは対向基板３）にポリマービーズ、シリカビーズ等のスペーサ７を湿式散布又は乾式散布により散布し、固着させる（図６（Ｈ）、図７（ｄ））。その際、スペーサ７の散布条件によってはスペーサ７が分散せずに固まってスペーサ凝集物７ａが基板に残存する場合がある。
次に、一方の基板（ここではＴＦＴ基板２）のシール材６で囲まれた表示領域に液晶滴下用ディスペンサ等を用いて常圧で液晶８を適量滴下した後（図６（Ｉ）、図７（ｅ））、他方の基板（ここでは対向基板３）を位置あわせして貼り合わせる（図７（ｆ））。その後、一対の基板を両外側から押圧してシール材６を潰して所望のギャップを形成した後、基板（ここではＴＦＴ基板２）の裏面から紫外線などを照射してシール材６を仮硬化させた後、１２０℃程度の温度で加熱してシール材６を本硬化させた後（図６（Ｊ）、図７（ｇ））、シール材６の外側の所定の部分で一対の基板を切断して（図６（Ｋ））液晶表示パネル１が形成される。
しかしながら、上述した常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法では以下に示すような問題が生じる。
第１の問題は、常圧滴下貼り合わせ方式では大気雰囲気中で各処理が行われるため、クリーンルームの大気中に含まれるＮａ、Ｋ、Ｃｌなどの無機イオンやフタル酸エステル、環状シロキサンなどの有機物などの残留物が基板表面に付着してしまい、例えば、無機イオンが液晶８に混入すると、リークなどの発生により、印加された共通電極電圧などが低下したり、あるいは液晶表示パネル周辺にしみが視認されるなどの表示不良が発生し、パネルの信頼性が低下してしまうということである。
また、第２の問題は、従来の常圧滴下貼り合わせ方式では、液晶滴下直前に基板表面を洗浄する工程がないために、ラビング処理後の洗浄工程で除去できなかったバフ布の繊維くずや配向膜の削りくずなどの残留物５やスペーサ散布工程で付着したスペーサ凝集物７ａなどの異物が残存する場合が生じ、残留物５やスペーサ凝集物７ａが混入した部分では液晶８の厚みが減少して、明るい点が視認される不良（いわゆる明点不良）などの表示不良が発生し、歩留まりを低下させてしまうということである。
また、第３の問題は、シール材６を本硬化するための加熱工程で、基板に形成されている有機物（例えば、配向膜４）が活性化してマイグレーションが起こり、例えば、配向膜４の配向方向が乱れて輝点として視認される不良（いわゆる配向輝点）などの表示不良が発生し、歩留まりを低下させてしまうということである。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、対向する基板に付着した無機イオンや有機物含有塵埃、残留物、スペーサ凝集物などの異物を確実に除去して表示不良を低減し、液晶表示パネルの信頼性や歩留まりを向上させることができる液晶表示パネルの製造方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、基板に形成されている有機物の活性化を抑制して表示不良を低減し歩留まりを向上させることができる液晶表示パネルの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、一対の基板の一方に常圧で液晶を滴下し、シール材を用いて前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる液晶表示パネルの製造方法において、前記一対の基板に形成した配向膜にラビング処理を行った後の洗浄、乾燥工程後に、前記一対の基板に対して、減圧雰囲気中で加熱する真空乾燥処理を行うものである。
また、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、一対の基板の一方に常圧で液晶を滴下し、シール材を用いて前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる液晶表示パネルの製造方法において、前記一方の基板に常圧で前記液晶を滴下する前に、前記一対の基板に対して、所定の形状のノズル先端近傍に発生する気流により異物を吸引する吸引処理、又は、超音波が印加された気流を吹き付けて異物を除去する吹き付け処理の少なくとも一方を行うものである。
また、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、一対の基板の一方に常圧で液晶を滴下し、シール材を用いて前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる液晶表示パネルの製造方法において、前記シール材の硬化処理は、前記一対の基板を貼り合わせた直後に行う仮硬化処理と、前記一対の基板に所望のギャップが形成された後に行う本硬化処理とからなり、前記本硬化処理を前記シール材の最低硬化温度で行うものであり、前記本硬化処理を略８０℃で行うことが好ましい。
また、本発明においては、前記真空乾燥処理、前記吸引処理又は前記吹き付け処理、及び、前記本硬化処理の中から選択される２以上の処理を行う構成とすることができる。
このように、本発明は、常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法において、配向膜形成後の洗浄、乾燥工程後、かつ、シール材描画又はスペーサ散布前に、所定の減圧雰囲気中で基板を加熱する真空乾燥処理を行い、また、シール材描画又はスペーサ散布後、かつ、液晶滴下前に、特殊な形状のノズルを用いた吸引処理又は超音波を印加した気体を吹き付ける超音波気流吹き付け処理を行うことにより、基板に付着した異物を確実に除去することができ、これにより、共通電極電位の変動や周辺しみなどの液晶表示パネルの信頼性の劣化を抑制し、明点不良などの表示不良を低減して歩留まりを向上させることができる。また、シール材の本硬化の温度を低温化することにより、基板に形成されている有機物の活性化（マイグレーション）を抑制し、配向輝点などの表示不良を低減して歩留まりを向上させることができる。
本発明の常圧滴下貼り合わせ方式を用いた液晶表示パネルの製造方法によれば、下記記載の効果を奏する。
本発明の第１の効果は、共通電極電位の変動や周辺しみなどのパネルの信頼性の劣化を抑制し、明点不良などの表示不良を低減して歩留まりを向上させることができるということである。
その理由は、配向膜形成後の洗浄、乾燥工程後、かつ、シール材描画又はスペーサ散布前に、所定の減圧雰囲気中で基板を加熱する真空乾燥処理を行い、また、シール材描画又はスペーサ散布後、かつ、液晶滴下前に、バキュームクリーナーなどの特殊な形状のノズルを備えた吸引装置を用いた吸引処理又はＵＳクリーナーなどの超音波を印加した気体を試料に吹き付ける装置を用いた超音波気流吹き付け処理を行うことにより、基板に付着した異物（無機イオンや有機物含有塵埃、バフ布の繊維くずや配向膜の削りくずなどの残留物、スペーサの凝集物など）を確実に除去することができるからである。
また、本発明の第２の効果は、配向輝点などの表示不良を低減して歩留まりを向上させることができるということである。
その理由は、シール材の本硬化の温度を、シール材の重合反応温度や液晶の相転移温度を参照して極力低温化することにより、基板に形成されている有機物の活性化（マイグレーション）を抑制することができるからである。
従来技術で示したように、常圧で液晶を滴下する常圧滴下貼り合わせ方式は設備を簡素化することができ、液晶の広がりを制御しやすい等のメリットがあるが、一方、大気雰囲気中で処理を行うために、クリーンルームの空気に含まれる無機イオンや有機物含有塵埃が付着しやすく、また、ラビング処理時に基板に付着した残留物やスペーサ散布時に基板に付着したスペーサ凝集物などの異物が残存する場合があり、その結果、表示不良が発生して液晶表示パネルの信頼性や歩留まりが低下してしまうという問題があり、また、このような異物を除去してもシール材の本硬化の際の加熱処理で、配向膜などの有機物の状態が変化し、やはり表示不良が発生する。
ここで、液晶表示パネルの製造においては、ラビング処理やスペーサ散布などの特殊な工程が多く、洗浄、乾燥処理に際しても配向膜の配向性を損なわないようにする必要があるなどの制約が多いため、どのような洗浄、乾燥方法をどの段階で適用すれば異物を有効かつ確実に除去できるかを見極める必要がある。また、異物を完全に除去しても加熱処理で配向膜などの有機物の状態が変化して表示不良が生じる場合もあり、加熱処理の温度設定に際しても他の構成部材への影響を考慮する必要がある。
そこで、本願発明者は上記観点を考慮して実験を行った結果、配向膜のラビング処理後の洗浄、乾燥工程後、かつ、シール材の描画又はスペーサの散布前に、減圧雰囲気中で基板を加熱する真空乾燥処理を行い、シール材の描画又はスペーサの散布後、かつ、液晶の滴下前に、特殊な形状のノズルを用いて基板表面の異物を吸引する吸引処理や、超音波を印加した気流を吹き付ける吹き付け処理を行い、シール材の本硬化を略８０℃の低温で行うことにより上記問題が解決できることを見出した。以下、本実施形態の液晶表示パネルの製造方法について図面を参照して詳述する。
まず、本発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルの製造方法について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、第１の実施例に係る液晶表示パネルの製造工程の一部を示すフロー図であり、図２及び図３は基板の構造を模式的に示す工程断面図である。また、図４は、吸引処理を説明するための図である。
一般に液晶表示パネルは、ＴＦＴ等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルター、ブラックマトリクス等が形成された対向基板とを有し、これらの基板の対向面には配向処理が施された配向膜が形成されている。そして、両基板の間に所定の形状のポリマービーズ、シリカビーズ等の絶縁性のスペーサが配置されて所定のギャップが形成され、そのギャップに封止された液晶の配向方向を少なくとも一方の基板に形成した電極による電界で制御して画像を表示するものである。従って、液晶表示パネルの信頼性や歩留まりを向上させるためには基板間に異物が混入しないようにする必要がある。そこで、本実施例では、各種工程で基板に付着した異物を効果的に除去できるように、以下に示す方法で液晶表示パネルを製造している。
図１及び図２に示すように、ＴＦＴ等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板２と、カラーフィルター、ブラックマトリクス等が形成された対向基板３の双方に配向膜４を塗布する前に、超音波洗浄、ブラシ洗浄、ジェットスプレー洗浄等の物理的洗浄、界面活性剤や洗剤、有機溶剤、純水等を使った化学的洗浄などの湿式洗浄、紫外線オゾン洗浄、プラズマ洗浄、レーザ洗浄などの乾式洗浄などを行った後（図１（Ａ））、ホットプレートや赤外線加熱装置などを用いて基板を乾燥させる（図１（Ｂ））。
次に、有機溶媒で希釈したポリイミド溶液などの配向膜材料を印刷装置を用いて一対の基板の表面に塗布し（図１（Ｃ））、ホットプレートや赤外線加熱装置などを用いて８０℃前後の温度で加熱して有機溶媒を乾燥（仮焼成）した後、ポリイミド塗布膜を加熱脱水縮合させるための本焼成を行って均一な膜厚の配向膜４を形成する（図１（Ｄ）、図２（ａ））。その後、焼成後の配向膜４表面を回転金属ローラに巻き付けた綿布やレーヨン布などのバフ布などで一定方向に擦って、液晶の初期配向方向（プレチルト角）を制御するためのラビング処理を行う（図１（Ｅ））。その際、バフ布で擦ることによって静電気が発生し、バフ布の繊維くずや配向膜の削りくずなどの残留物５が基板の表面に付着する（図２（ｂ））。
次に、バフ布の繊維くずや配向膜の削りくずなどの残留物５を除去するために、基板の洗浄を行う（図１（Ｆ））。ここで、上述したようにラビング後の洗浄に関しては、ラビング処理で配向膜４に付与された配向性が損なわれないようにするために強力な洗浄方法は適用することができず、一般に、温超純水やアルコールなどを用いた超音波洗浄やジェットスプレー洗浄などが用いられる。そのため、上記残留物５が完全に除去されない場合が生じる。
次に、洗浄後の基板を赤外線加熱などを用いて乾燥する（図１（Ｇ））。ここで、常圧滴下方式ではクリーンルームの大気雰囲気中で行われるため、大気中に浮遊するＮａ、Ｋ、Ｃｌなどの無機イオンやフタル酸エステル、環状シロキサンなどの有機物が基板の表面に付着して、例えば、無機イオンが液晶８に混入すると、リークなどの発生により、印加された共通電極電圧などが低下したり、あるいは液晶表示パネル１周辺にしみが視認されるなどの表示不良を引き起こす原因になっていた。
そこで、本実施例では、図１（Ｈ）に示すように、乾燥した基板を真空乾燥炉に投入し、例えば、１Ｐａ以下に減圧した状態で、基板上の温度が１００〜１２０℃程度になるような設定温度で１時間以上加熱している。このような真空乾燥処理を行うことにより、無機イオンや有機物含有塵埃などを有効に除去することができる。なお、ここでは図１（Ｇ）の乾燥後に図１（Ｈ）の真空乾燥処理を行っているが、洗浄後に直ちに真空乾燥処理を行ってもよい。
次に、一方の基板（ここではＴＦＴ基板２）上に、ディスペンサ等を用いて紫外線及び熱で硬化する樹脂等からなるシール材６を、例えば、幅０．３〜０．４ｍｍ、高さ３０〜４０μｍ程度で描画し、液晶を封止する領域を規定する。このシール材６として、紫外線硬化型樹脂と熱硬化型樹脂とを混合したハイブリッドタイプを用いることができ、また、シール材６の形成方法はディスペンサによる塗布に限定されず、スクリーン印刷などを用いてもよい。その後、ＴＦＴ基板２及び対向基板３の電極間を導通させるためにＡｇを塗布する。
また、他方の基板（ここでは対向基板３）の表示領域には、基板間のギャップを制御するためのポリマービーズ、シリカビーズ等のスペーサ７を水やアルコールなどの溶媒に混合した溶液をスプレー噴霧する湿式散布や圧搾ドライ窒素などの気流で粉体状スペーサ７を直接噴霧する乾式散布などを用いてスペーサ７を散布し、湿式散布の場合は溶媒を乾燥除去してスペーサ７を基板に固着させる（図１（Ｉ）、図２（ｄ））。その際、上述したようにスペーサ７の散布条件によってはスペーサ７が均一に散布されずに凝集したスペーサ凝集物７ａが生じる場合がある。
次に、液晶の滴下を行うが、従来の液晶表示パネルの製造方法では、液晶滴下直前に洗浄を行っていないため、前述したラビング処理後の洗浄工程で除去できずに残留している繊維くずや削りくずなどの残留物５、スペーサ散布の際に生じたスペーサ凝集物７ａなどの異物が残存している場合があり、このような残留物が残存すると、その部分の液晶の厚みが変化し、明るい点として視認される不良（明点不良）などの表示不良が発生する恐れがあった。そこで、本実施例では、これらの異物を確実に除去することができるように、バキュームクリーナーと呼ばれる吸引装置を用いた処理（以下、吸引処理と呼ぶ。）又はＵＳクリーナーと呼ばれる超音波気流発生装置を用いた処理（以下、超音波気流吹き付け処理と呼ぶ。）を行っている（図１（Ｊ）。
上記バキュームクリーナーには、図４に示すように先端部が特殊な形状に加工されたノズル９が設けられており、ノズル９内部を減圧することによりノズル９先端部に急速な空気の流れを作り、これにより基板に付着した異物を吸い込むことができる。本実施例では、上記残留物５やスペーサ凝集物７ａを有効に除去できるように、基板−ノズル９間の距離を１ｍｍ程度以下、ブロアー圧力を６ＫＰａ程度として、テーブル速度を１００ｍｍ／ｓｅｃ程度で６回程度往復させている。また、ＵＳクリーナーは清浄な空気や窒素などの気体に超音波を印加して試料に吹き付けるものであり、通常の吹き付け処理に比べて付着した異物を確実に除去することができる。このように吸引処理や超音波気流吹き付け処理を行うことにより、図２（ｅ）に示すように、残留物５やスペーサ凝集物７ａを確実に除去することができ、基板の表面を清浄に保つことができる。なお、本実施例では、真空乾燥処理及び吸引処理又は超音波気流吹き付け処理の双方を行う構成としているが、いずれか一方の処理のみを行ってもよいし、真空乾燥処理と吸引処理と超音波気流吹き付け処理の全てを行ってもよい。
次に、常圧下で、ＴＦＴ基板２のシール材６内部の所定の領域に液晶滴下用ディスペンサ等を用いて、シール材６が潰された状態で基板間に液晶８が満たされるように適量の液晶８を滴下する（図１（Ｋ）、図２（ｆ））。
次に、ＴＦＴ基板２と対向基板３とを、液晶８を滴下した面とスペーサ７の散布面とが対向するように位置合わせして貼り合わせ（図２（ｇ））、ＴＦＴ基板２の裏面から紫外線を照射してシール材６を仮硬化させた後、両基板の外側から、例えば、０．１Ｎ／ｍｍ2程度の荷重をかけてシール材６を潰すと共に、一対の基板を加熱して、シール材６を本硬化させて液晶８を封止する（図１（Ｌ）、図２（ｈ））。その後、シール材６外側の所定の部分でＴＦＴ基板２及び対向基板３を切断して、液晶表示パネル１が形成される（図１（Ｍ））。
なお、上記説明は本実施例の液晶表示パネルの製造方法の一例であり、図１（Ｈ）の基板乾燥処理及び図１（Ｊ）の吸引処理又は超音波気流吹き付け処理以外の工程の処理条件などは上記記載に限定されず、図１（Ｇ）の乾燥工程などを省略してもよいし、必要に応じて上記以外の他の工程を追加してもよい。また、図１及び図２では、ＴＦＴ基板２にシール材６を描画して液晶８を滴下し、対向基板３にスペーサ７を散布する場合について示したが、対向基板３にシール材６を描画して液晶８を滴下し、ＴＦＴ基板２にスペーサ７を散布してもよいし、図３に示すように、一方の基板（ここではＴＦＴ基板２）にシール材６を描画すると共にスペーサ７を散布（又はスペーサ７を混入したシール材６を塗布）してもよい。また、上記説明では、図１（Ｇ）の乾燥工程直後に真空乾燥処理を行い、図１（Ｋ）の液晶滴下直前に吸引処理又は超音波気流吹き付け処理を行う構成としたが、図１（Ｇ）の乾燥工程直後又は図１（Ｋ）の液晶滴下直前に、真空乾燥処理及び吸引処理又は超音波気流吹き付け処理の双方の処理をまとめて行ってもよい。
このように、本実施例の液晶表示パネルの製造方法によれば、ラビング処理後の洗浄、乾燥工程の後に真空乾燥処理を行い、又、シール材描画又はスペーサ散布後に吸引処理又は超音波気流吹き付け処理を行うことにより、付着した無機イオンや有機物含有塵埃、残存する残留物５やスペーサ凝集物７ａなどの異物を確実に除去することができ、共通電極電圧の変動や周辺しみなどによるパネル信頼性の劣化を防止し、明点不良などを減少させて、歩留まりを向上させることができる。
次に、本実施例の製造方法の効果を確認するために、吸引処理の有無による異物の発生数、及び、真空乾燥処理の有無による表示不良（明点不良）の発生数を測定した。その結果を表１及び表２に示す。
表１より、バキュームクリーナーを用いて吸引処理を行うことにより、１パネルあたりの残留物の発生数が約半分に低減されており、本実施例の吸引処理が歩留まりの向上に効果があることが確認された。また、表２より、加熱しないで乾燥させた試料に対して、加熱のみを行った試料では、１パネルあたりの表示不良の発生数が略半分であるが、本実施例の真空乾燥処理を行った試料では１パネルあたりの表示不良の発生数が１／３（１．２→０．４）に低減されており、真空乾燥処理が表示不良の低減に効果があることが確認された。
次に、本発明の第２の実施例に係る液晶表示パネルの製造方法について、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施例に係る液晶表示パネルの製造工程の一部を示すフロー図である。
前記した第１の実施例の製造方法を用いることによりパネルの信頼性向上や歩留まりの向上を図ることができるが、基板表面の異物を除去しても、例えば、ＴＦＴ基板２や対向基板３に形成された配向膜などの有機物は温度が上昇すると活性化してマイグレーションが起こり、その結果、例えば、配向膜の初期配向方向が変化して部分的に明るく表示される不良（いわゆる配向輝点）などの表示不良が発生することが分かっている。そこで本実施例では、シール材を本硬化させる際の温度を低く設定することにより上記表示不良の発生を抑制している。以下、その具体的方法について図５を参照して説明する。
まず、第１の実施例と同様に、ＴＦＴ基板２と対向基板３を所定の湿式洗浄や乾式洗浄を用いて洗浄した後（図５（Ａ））、ホットプレートや赤外線加熱装置などを用いて基板を乾燥させる（図１（Ｂ））。次に、有機溶媒で希釈したポリイミド溶液などの配向膜材料を印刷装置を用いて一対の基板の表面に塗布し（図５（Ｃ））、ホットプレートや赤外線加熱装置などを用いて８０℃前後の温度で仮焼成した後、ポリイミド塗布膜を加熱脱水縮合させるための本焼成を行って均一な膜厚の配向膜４を形成する（図５（Ｄ））。その後、焼成後の配向膜４表面を回転金属ローラに巻き付けたバフ布などで一定方向に擦って、液晶の初期配向方向（プレチルト角）を制御するためのラビング処理を行う（図５（Ｅ））。
次に、バフ布の繊維くずや配向膜の削りくずなどの残留物５を除去するために、基板の洗浄を行った後（図５（Ｆ））、洗浄後の基板を赤外線加熱などを用いて乾燥させる（図５（Ｇ））。次に、付着した大気中の無機イオンや有機物含有塵埃を除去するために、乾燥させた基板を真空乾燥炉に投入し、例えば、炉内を１Ｐａ以下に減圧した状態で、基板の温度が１００〜１２０℃程度になる設定温度で１時間以上加熱して真空乾燥処理を行う（図５（Ｈ））。
次に、一方の基板（ここではＴＦＴ基板２）上に、ディスペンサ等を用いて紫外線及び熱により硬化する樹脂等からなるシール材６を描画した後、ＴＦＴ基板２及び対向基板３の電極間を導通させるためにＡｇを塗布し、他方の基板（ここでは対向基板３）の表示領域には、基板間のギャップを制御するためのポリマービーズ、シリカビーズ等のスペーサ７を湿式散布又は乾式散布により散布し、湿式散布の場合は溶媒を除去してスペーサ７を固着させる（図５（Ｉ））。
次に、ラビング処理後の洗浄工程で除去できなかった繊維くずや削りくずなどの残留物５、スペーサ塗布で生じたスペーサ凝集物７ａなどの異物を除去するために、バキュームクリーナーなどの吸引装置を用いて吸引処理、又は、ＵＳクリーナーなどの超音波気流発生装置を用いた超音波気流吹き付け処理を行う（図５（Ｊ））。
次に、常圧下で、ＴＦＴ基板２のシール材６内部の所定の領域に液晶滴下用ディスペンサ等を用いて、シール材６が潰された状態で基板間に液晶８が満たされるように適量の液晶８を滴下し（図５（Ｋ））、ＴＦＴ基板２と対向基板３とを、液晶８を滴下した面とスペーサ７の散布面とが対向するように位置合わせして貼り合わせた後、シール材６を硬化させる（図５（Ｌ））。
このシール材６の硬化は、一対の基板を仮止めするための仮硬化と、一対の基板を完全に固定するための本硬化とからなり、従来は、仮硬化は紫外線を照射又は８０℃程度の温度で加熱し、本硬化は１２０℃程度の温度で１時間程度加熱していた。しかしながら、シール材６の本硬化の際に、加熱温度が高いために基板に形成されている配向膜４などの有機物が活性化してマイグレーションが起こり、例えば、配向膜４の配向性が乱れることに起因する配向輝点などの表示不良が発生する。また、液晶８は所定の温度（相転移温度：ＴＮＩ）でネマチック液晶相からアイソトロピック液晶相に相転移することが知られており、シール材６の硬化時の温度が相転移温度を超えると液晶８の化学構造が変化してしまうため、シール材６の本硬化の温度は相転移温度以下に抑える必要がある。一方、本硬化の温度をシール材６に含まれる重合開始剤の反応温度以下にするとシール材６が硬化せず、一対の基板を確実に固定することができない。
そこで、シール材６の最適な本硬化温度を決定するために、硬化温度及び硬化時間を変化させたときの表示不良（配向輝点）の発生数を測定した。その結果を表３に示す。
表３より、硬化温度が９０℃以上の温度では表示不良が発生しているのに対して、８０℃では長時間加熱しても表示不良が発生していない。また、エポキシ系の加熱硬化型のシール材６は、重合開始剤の反応温度が８０℃であることから８０℃以下にすることができない。そこで本実施例では、相転移温度が８０℃よりも大きい液晶８を用い、シール材６を略８０℃で長時間（８時間）加熱することにより、表示不良の発生を抑制している。
その後、シール材６外側の所定の部分でＴＦＴ基板２及び対向基板３を切断して、液晶表示パネル１が形成される（図５（Ｍ））。
このようにシール材６の硬化温度を、シール材６が完全に硬化し、かつ、液晶８の相転移を抑えることができる範囲で極力低温化することによって、配向膜などの基板に形成されている有機物の活性化を抑えてマイグレーションを防止し、配向膜４の配向性の乱れなどに起因する表示不良を抑制することができる。
次に、本実施例のシール材本硬化の低温化及び前記した第１の実施例の真空乾燥処理の効果を確認するために、以下に示す試料を作成して表示不良の発生数を測定した。その結果を表４に示す。
表４より、シール材６の硬化温度が１２５℃の試料では真空乾燥処理の有無に関わらず表示不良が多数発生しているのに対して、シール材６の硬化温度が８０℃では表示不良が発生していない。このことから、シール材６の本硬化温度を低下させることにより表示不良が低減されることが確認された。また、硬化温度が８０℃の条件に関して、真空乾燥処理の有無に関わらず表示不良が発生していないが、真空加熱処理有りの試料では１４５サンプルの全てで表示不良が発生していないことから、本硬化温度を下げ、かつ、真空加熱処理を行うことによりほぼ確実に表示不良を防止することができる。
以上説明した各実施例は、２枚の対向する基板の間に液晶を狭持する構造の任意の液晶表示パネルに適用することができ、各々の基板に透明電極を設け、基板間の縦方向の電界により液晶を駆動するＴＮ方式の液晶表示パネルや、一方の基板に櫛歯状の電極を設け、櫛歯電極間の電界で液晶を駆動するＩＰＳ方式の液晶表示パネル等、どのような形式の液晶表示パネルであっても適用できることは明らかである。
１ 液晶表示パネル
２ ＴＦＴ基板
３ 対向基板
４ 配向膜
５ 残留物
６ シール材
７ スペーサ
７ａ スペーサ残留物
８ 液晶
９ ノズル
２ ＴＦＴ基板
３ 対向基板
４ 配向膜
５ 残留物
６ シール材
７ スペーサ
７ａ スペーサ残留物
８ 液晶
９ ノズル
Claims (5)
- 一対の基板の一方に常圧で液晶を滴下し、シール材を用いて前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる液晶表示パネルの製造方法において、
前記一対の基板に形成した配向膜にラビング処理を行った後の洗浄、乾燥工程後に、前記一対の基板に対して、減圧雰囲気中で加熱する真空乾燥処理を行うことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 - 一対の基板の一方に常圧で液晶を滴下し、シール材を用いて前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる液晶表示パネルの製造方法において、
前記一方の基板に常圧で前記液晶を滴下する前に、前記一対の基板に対して、所定の形状のノズル先端近傍に発生する気流により異物を吸引する吸引処理、又は、超音波が印加された気流を吹き付けて異物を除去する吹き付け処理の少なくとも一方を行うことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 - 一対の基板の一方に常圧で液晶を滴下し、シール材を用いて前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる液晶表示パネルの製造方法において、
前記シール材の硬化処理は、前記一対の基板を貼り合わせた直後に行う仮硬化処理と、前記一対の基板に所望のギャップが形成された後に行う本硬化処理とからなり、
前記本硬化処理を前記シール材の最低硬化温度で行うことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 - 前記本硬化処理を略８０℃で行うことを特徴とする請求項３記載の液晶表示パネルの製造方法。
- 請求項１記載の前記真空乾燥処理、請求項２記載の前記吸引処理又は前記吹き付け処理、及び、請求項３又は４に記載の前記本硬化処理の中から選択される２以上の処理を行うことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
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