JP2013182170A - Liquid crystal display element and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示素子及びその製造方法に関し、殊にカラーフィルタを備える液晶表示素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element and a manufacturing method thereof, and more particularly to a liquid crystal display element including a color filter and a manufacturing method thereof.
たとえば複数の部材を組み立てる場合、各部材にアライメントマークを形成して位置合わせすることが広く行われている。 For example, when assembling a plurality of members, it is widely performed that an alignment mark is formed on each member for alignment.
たとえば2枚の基板のそれぞれにアライメントマークを形成し、一方のマークからの反射光と、双方のマークの重複した部分からの反射光の光強度の差を検出することで、2枚の基板の相対位置を検出し、検出結果に基いて2枚の基板の位置合わせを行う位置合わせ方法の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1記載の方法によれば、高い精度で2枚の基板の位置合わせが可能である。 For example, an alignment mark is formed on each of two substrates, and a difference in light intensity between reflected light from one mark and reflected light from an overlapping portion of both marks is detected. An invention of an alignment method that detects a relative position and aligns two substrates based on a detection result is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to the method described in Patent Document 1, it is possible to align two substrates with high accuracy.
液晶表示板と回路基板の双方にアライメントマークを形成し、更に、液晶表示装置の外側からアライメントマークの確認を可能とする確認窓及び採光穴を設けたことを特徴とする液晶表示装置の構造に係る発明が開示されている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2記載の発明によれば、組み立て時には、確認窓よりアライメントマークの位置のみを確認すればよいため、液晶表示板と回路基板の位置合わせを容易に行うことができる。 The structure of the liquid crystal display device is characterized in that an alignment mark is formed on both the liquid crystal display board and the circuit board, and further, a confirmation window and a daylighting hole are provided to enable confirmation of the alignment mark from the outside of the liquid crystal display device. The invention which concerns is disclosed (for example, refer patent document 2). According to the invention described in Patent Document 2, it is only necessary to confirm the position of the alignment mark from the confirmation window at the time of assembly, so that the liquid crystal display panel and the circuit board can be easily aligned.
特許文献1及び2に記載されているように、一般に、複数の部材に形成されたアライメントマークどうしを重ねることで位置合わせが行われる。 As described in Patent Documents 1 and 2, generally, alignment is performed by overlapping alignment marks formed on a plurality of members.
液晶セルの内側にカラーフィルタを配置する内面カラータイプの液晶表示素子が知られている。 An internal color type liquid crystal display element in which a color filter is disposed inside a liquid crystal cell is known.
図2Aに内面カラータイプ液晶表示素子の概略的な断面図を示す。内面カラータイプ液晶表示素子は、上側基板10a、下側基板10b、及びその間に配置された液晶層15を含んで構成される。上側基板10aは、透明基板、たとえばガラス基板11aと、ガラス基板11a上にITOで形成された透明電極12aを備える。下側基板10bは、たとえばガラス基板11b、ガラス基板11b上に形成されたカラーフィルタ層13、ガラス基板11bとカラーフィルタ層13とを覆うように形成された平坦化層14、及び平坦化層14上に形成された透明電極12bを備える。なお、配向膜の記載は省略した。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the inner color type liquid crystal display element. The inner color type liquid crystal display element includes an
内面カラータイプの液晶表示素子においては、カラーフィルタ層13は、高い位置精度、たとえば誤差範囲が数μm〜数十μmといった高い位置精度で液晶セル内に形成される。しかしながら内面カラータイプ液晶表示素子は高価である。
In the inner surface color type liquid crystal display element, the
外面カラータイプの液晶表示素子も公知である。 An external color type liquid crystal display element is also known.
図2Bは、外面カラータイプ液晶表示素子の製造方法を示す概略的な斜視図である。上側基板20a及び下側基板20bを備える液晶セル22の下側基板20b側に、カラー印刷部分24を有するシート材23を貼付する。上側基板20a、下側基板20bは、それぞれガラス基板とその上に形成された透明電極を含む。両透明電極間には液晶層が配置される。上側基板20aのガラス基板上には、アライメントマーク21が形成されている。シート材23は、たとえば拡散材もしくは反射材であり、シート材23上にはアライメントマーク25が形成されている。シート材23は、たとえば上側基板20aと下側基板20bとが重なる範囲のサイズを有し、当該範囲に貼付される。なお、上側基板20a及び下側基板20b表面上には、それぞれ偏光板が配置されている。
FIG. 2B is a schematic perspective view showing a manufacturing method of the outer color type liquid crystal display element. A
液晶セル22にシート材23を貼付するに当たっては、アライメントマーク21とアライメントマーク25とが重なるように位置合わせが行われる。
When the
外面カラータイプの液晶表示素子は安価に製造可能である。しかしながら位置精度があまり高くないという問題がある。たとえばシート材23の外形抜きのバラツキが±0.2mm程度あるため、カラー印刷位置のバラツキがそれと同量の±0.2mm程度生じ、更にシート材23を液晶セル22に貼付する際に、貼付ずれが±0.3mm〜±0.5mm程度発生するため、カラー印刷部分(カラーフィルタ)24の総ずれ量は±0.5mm〜±0.7mm程度となる。そのため、表示パターンの隙間の少ない意匠を表示する液晶表示素子については適しているとはいえない。
The liquid crystal display element of the outer color type can be manufactured at a low cost. However, there is a problem that the positional accuracy is not so high. For example, since the variation in the outer shape of the
外面カラータイプ液晶表示素子には、製造工程における位置合わせ自体についても問題がある。たとえば垂直配向ネガ型液晶セルなど、オフ電圧時の透過率が非常に低い液晶セルに関しては、アライメントマークの検出、及び、アライメントマークの重なりの確認を行うことが困難である。 The outer color type liquid crystal display element also has a problem with the alignment itself in the manufacturing process. For example, for a liquid crystal cell having a very low transmittance at the off voltage, such as a vertically aligned negative liquid crystal cell, it is difficult to detect alignment marks and confirm alignment mark overlap.
図2Cに、この問題を解決する一方法を示す。たとえば、シート材23のサイズを下側基板20bのサイズと等しいサイズまで拡張するとともに、アライメントマーク21、25の位置を変更すればよい。液晶セル22側のアライメントマーク21は下側基板20b上に形成する。シート材23側のアライメントマーク25は、拡張部分に形成する。これにより、オフ電圧時の透過率が非常に低い液晶表示素子についても、アライメントマーク21とアライメントマーク25とを重ねることで、液晶セル22とシート材23の位置合わせを行うことができる。しかしながら、この方法によると、液晶表示素子の耐久性、及び、外観(見栄え)を損なう。
FIG. 2C shows one way to solve this problem. For example, the size of the
本発明の目的は、垂直配向ネガ型液晶セル等、オフ電圧時の透過率が低い液晶セルに対しても、カラーフィルタを貼付することが可能な液晶表示素子の製造方法、及び、該製造方法で製造された液晶表示素子を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid crystal display element capable of attaching a color filter to a liquid crystal cell having a low transmittance at the time of off-voltage, such as a vertically aligned negative liquid crystal cell, and the manufacturing method It is providing the liquid crystal display element manufactured by this.
本発明の一観点によると、(a)複数のアライメントマークが形成された液晶セルを準備し、前記液晶セルのアライメントマークに基いて第1の基準点を算出するとともに、複数のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートを準備し、前記カラーフィルタ付きシートのアライメントマークに基いて第2の基準点を算出する工程と、(b)前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第1の基準点と前記第2の基準点とが重なるように、前記液晶セルと前記カラーフィルタ付きシートとを貼付する工程とを有する液晶表示素子の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, (a) preparing a liquid crystal cell in which a plurality of alignment marks are formed, calculating a first reference point based on the alignment marks of the liquid crystal cell, and forming a plurality of alignment marks Preparing a color filter-attached sheet and calculating a second reference point based on an alignment mark of the color filter-attached sheet; and (b) when viewed from the normal direction of the liquid crystal cell, There is provided a method for manufacturing a liquid crystal display element, which includes a step of attaching the liquid crystal cell and the sheet with the color filter so that the reference point overlaps the second reference point.
また、本発明の他の観点によると、第1のアライメントマークが形成された液晶セルと、前記液晶セルに貼付され、第2のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートとを有し、前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第1のアライメントマークと、前記第2のアライメントマークが重なっていない液晶表示素子が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, the liquid crystal cell having the first alignment mark formed thereon, and the sheet with the color filter attached to the liquid crystal cell and having the second alignment mark formed thereon, When viewed from the normal direction of the liquid crystal cell, a liquid crystal display element in which the first alignment mark and the second alignment mark do not overlap is provided.
本発明によれば、オフ電圧時の透過率が低い液晶セルに対しても、カラーフィルタを貼付することが可能な液晶表示素子の製造方法、及び、該製造方法で製造された液晶表示素子を提供することができる。 According to the present invention, a method for manufacturing a liquid crystal display element capable of attaching a color filter to a liquid crystal cell having a low transmittance at off voltage, and a liquid crystal display element manufactured by the manufacturing method are provided. Can be provided.
図1A〜図1Cを参照して、実施例による液晶表示素子の製造方法を説明する。実施例による液晶表示素子の製造方法は、オフ電圧時透過率の低い液晶セル、たとえば垂直配向ネガ型液晶セルに対してカラーフィルタを貼付して液晶表示素子を製造する方法である。 With reference to FIGS. 1A to 1C, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment will be described. The manufacturing method of the liquid crystal display element according to the embodiment is a method of manufacturing a liquid crystal display element by attaching a color filter to a liquid crystal cell having a low off-voltage transmittance, for example, a vertically aligned negative liquid crystal cell.
図1Aは、実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。実施例においては、まずステップS101において、2つ以上のアライメントマークが形成された液晶セルを準備し、そのアライメントマークを画像認識する。そしてその画像認識結果から仮想基準点を算出する。 FIG. 1A is a flowchart illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment. In the embodiment, first, in step S101, a liquid crystal cell in which two or more alignment marks are formed is prepared, and the alignment marks are image-recognized. Then, a virtual reference point is calculated from the image recognition result.
次に、カラーフィルタ付きシートに対しても同様の作業を行う。すなわちステップS102において、2つ以上のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートを準備し、そのアライメントマークを画像認識する。そしてその画像認識結果から仮想基準点を算出する。 Next, the same operation is performed on the sheet with the color filter. That is, in step S102, a sheet with a color filter on which two or more alignment marks are formed is prepared, and the alignment marks are image-recognized. Then, a virtual reference point is calculated from the image recognition result.
そして、ステップS101で算出された仮想基準点と、ステップS102で算出された仮想基準点とが重なるように、液晶セルとカラーフィルタ付きシートを、たとえばアクチュエータ機能を備える設備を用いて貼付する。 And a liquid crystal cell and a sheet | seat with a color filter are stuck using the equipment provided with an actuator function, for example so that the virtual reference point calculated by step S101 and the virtual reference point calculated by step S102 may overlap.
なお、ステップS101とステップS102とは、順序が逆であってもよいし、同時に行ってもよい。 Note that the order of step S101 and step S102 may be reversed, or may be performed simultaneously.
図1Bは、実施例による液晶表示素子の製造方法の概略を示す斜視図であり、図1Cは、実施例による液晶表示素子の製造方法で製造される液晶表示素子を示す概略的な断面図である。 FIG. 1B is a perspective view schematically illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display element according to an embodiment, and FIG. 1C is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display element manufactured by a method for manufacturing a liquid crystal display element according to the embodiment. is there.
略平行配置された上側基板30a、下側基板30b、及びその間に配置された液晶層31を備える液晶セル39に、カラー印刷部分(カラーフィルタ)41を有するシート材40を貼付する。液晶セル39は、更に、偏光板32a、32bを含む。上側基板20a、下側基板20bの液晶層31が配置される面と反対側の面に、それぞれ偏光板32a、32bがクロスニコルに配置されている。
A
上側基板30a、下側基板30bは、それぞれガラス基板(透明基板)36a、36b、ガラス基板36a、36b上に形成された透明電極37a、37b、及び、ガラス基板36a、36b、透明電極37a、37b上を覆うように形成された配向膜38a、38bを含む。液晶層31は、上側基板30a、下側基板30bの配向膜38a、38b間に配置される。
The
下側基板30bのガラス基板36b上には、アライメントマーク33、34が形成されている。シート材40は、たとえば拡散材もしくは反射材であり、シート材40上にはアライメントマーク42、43が形成されている。シート材40は、たとえば上側基板30aと下側基板30bとが重なる範囲のサイズを有し、当該範囲の偏光板32b上に貼付される。
Alignment marks 33 and 34 are formed on the
貼付に際しては、まず、ステップS101の作業を行う。すなわち液晶セル39の下側基板30b上に形成されたアライメントマーク33、34を画像認識(パターン認識)し、認識結果に基いて仮想基準点35の位置を算出する。続いて、ステップS102の作業を実施する。すなわちシート材40上に形成されたアライメントマーク42、43を画像認識(パターン認識)し、認識結果に基いて仮想基準点44の位置を算出する。液晶セル39とシート材40の相互に対応する任意の位置(2次元上で同一位置である任意の位置)を、仮想基準点35、44として定義することができる。一例として液晶セル39側、シート材40側の貼付範囲の中心位置を、それぞれ仮想基準点35、44として求めることが可能である。
In pasting, first, the operation of step S101 is performed. That is, image recognition (pattern recognition) is performed on the alignment marks 33 and 34 formed on the
そしてステップS103の作業を行う。すなわち液晶セル39側に画定された仮想基準点35と、シート材40側に画定された仮想基準点44が、基板30a、30bの法線方向(液晶セル39の法線方向)から見たときに重なるように、液晶セル39とシート材40とを貼り合わせる。
Then, the operation of step S103 is performed. That is, when the
実施例による液晶表示素子の製造方法を用いて製造された液晶表示素子は、図1Cに示すように、基板30a、30bの法線方向から見たとき、アライメントマーク33、34とアライメントマーク42、43とが重なっていない液晶表示素子である。
As shown in FIG. 1C, the liquid crystal display device manufactured using the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the embodiment has alignment marks 33 and 34 and alignment marks 42 and 42 when viewed from the normal direction of the
垂直配向ネガ型液晶セルはオフ電圧時に、液晶材料の屈折率異方性Δnが生じないため、原理的にオフ電圧時透過率が、偏光板に依存する非常に低い値となる。このため、液晶セルを通してアライメントマークを観察し、アライメントマークどうしを重ね合わせて位置決めを行うことが極めて困難である。 In the vertical alignment negative type liquid crystal cell, since the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal material does not occur at the off voltage, the transmittance at the off voltage is in principle a very low value depending on the polarizing plate. For this reason, it is extremely difficult to perform alignment by observing the alignment mark through the liquid crystal cell and overlaying the alignment marks.
実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、液晶セル39に形成されたアライメントマーク33、34に基づいて仮想基準点35を算出するとともに、シート材40に形成されたアライメントマーク42、43を基に仮想基準点44を算出する。そして算出された仮想基準点どうしが基板30a、30b法線方向から見たとき重なるように、液晶セル39にシート材40を貼付するので、アライメントマークの形成位置を透過光で観察することなく位置合わせを行い、シート材40(カラーフィルタ41)の貼付を行うことができる。このため、垂直配向ネガ型液晶セル等、オフ電圧時の透過率が低い液晶セル39に対しても、カラーフィルタ41を貼付することが可能である。
According to the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the embodiment, the
また、実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、たとえば図2Bを参照して説明した外面カラータイプ液晶表示素子の製造方法に比べて、高い位置精度で液晶セル39にシート材40(カラーフィルタ41)を貼付することができる。実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、画像認識(パターン認識)による貼り付けを行うため、シート材40の外形抜きのバラツキを考慮する必要はなくなり、貼付バラツキも大幅に低減できる。たとえば画像認識(パターン認識)を用いた貼付精度は、±0.03mm程度となり、これがそのままカラーフィルタ41のずれ量となる。
In addition, according to the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the embodiment, the sheet material 40 (color) is placed on the
更に、図2Aに示す内面カラータイプの液晶表示素子に比べて、簡易かつ安価にカラーフィルタ付きの液晶表示素子を製造することができる。 Furthermore, a liquid crystal display element with a color filter can be manufactured easily and inexpensively compared to the inner surface color type liquid crystal display element shown in FIG. 2A.
また、図2Cを参照して説明した液晶表示素子の製造方法と比較したとき、製造される液晶表示素子の耐久性、及び、外観(見栄え)を損なうことがない。 Further, when compared with the method for manufacturing a liquid crystal display element described with reference to FIG. 2C, the durability and appearance (appearance) of the manufactured liquid crystal display element are not impaired.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto.
たとえば、実施例においては、液晶セル39、シート材40の双方に、それぞれ2個のアライメントマーク33、34、42、43が形成されていたが、3個以上のアライメントマークが形成されていてもよい。アライメントマークの印刷精度が高い場合は、アライメントマークが2個であっても、液晶セル39とシート材40の回転のみ補償できれば高い精度で位置合わせを行うことが可能である。アライメントマークを3個以上使用して仮想基準点を算出する構成であれば、アライメントマークの印刷精度が十分に高くない場合や、液晶セル39とシート材40の回転が補償されない場合であっても、高精度の位置合わせを行うことが可能である。
For example, in the embodiment, two alignment marks 33, 34, 42, and 43 are formed on both the
また、実施例による液晶表示素子は、基板30a、30bの法線方向から見たとき、アライメントマーク33、34とアライメントマーク42、43とが重なっていない液晶表示素子である。これは、実施例による液晶表示素子の製造方法においては、液晶セル39に配置される複数のアライメントマーク33、34から求められる基準点と、シート材40に配置される複数のアライメントマーク42、43から求められる基準点を利用して位置合わせを行うためである。すなわち、液晶セル39側のアライメントマーク33、34と、シート材40側のアライメントマーク42、43の位置関係は任意でよいためである。なお、アライメントマーク33、34間の位置関係、及び、アライメントマーク42、43間の位置関係も任意でよい。しかしながら、アライメントマーク33、34、42、43の形成位置を制御して、製造される液晶表示素子を、基板30a、30bの法線方向から見たとき、アライメントマーク33、34とアライメントマーク42、43とが重なっている液晶表示素子とすることも可能である。液晶セル39側のアライメントマークと、シート材40側のアライメントマークが重なっている方がよいとも思えるが、液晶セル39のオフ電圧時透過率が低い場合、重なっていることと重なっていないこととは、正面からの観察において両アライメントマークを同時に観察できないという意味で実質的に等しい。
Further, the liquid crystal display element according to the embodiment is a liquid crystal display element in which the alignment marks 33 and 34 and the alignment marks 42 and 43 do not overlap when viewed from the normal direction of the
更に、実施例においては、オフ電圧時透過率が低く、アライメントマークの透過光観察が困難な液晶セルとして、垂直配向ネガ型液晶セルを使用したが、たとえば液晶層のリターデーションΔndが、1.827μm≦Δnd≦2.436μm(avr.2.2335μm)であるTN(ツイストネマチック)配向ネガ型液晶セルであっても同様の効果を奏することが可能である。なお、オフ電圧時透過率が低くなく、アライメントマークの透過光観察が可能な液晶セルにカラーフィルタを貼付する場合にも利用することができる。 Further, in the examples, a vertically aligned negative type liquid crystal cell is used as a liquid crystal cell having low transmittance at off-voltage and difficult to observe the transmitted light of the alignment mark. For example, the retardation Δnd of the liquid crystal layer is 1. The same effect can be obtained even with a TN (twisted nematic) alignment negative liquid crystal cell in which 827 μm ≦ Δnd ≦ 2.436 μm (avr. 2.2335 μm). Note that the present invention can also be used when a color filter is attached to a liquid crystal cell that does not have a low off-voltage transmittance and allows observation of transmitted light through the alignment mark.
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
たとえば、外面カラータイプ液晶表示素子の製造(カラーフィルタの貼付)に利用することができる。またカラーフィルタに限らず、液晶セルの外部に部材を貼付する(重ねる)構成をとる液晶表示素子の製造全般に利用することができる。 For example, it can be used for manufacturing an outer color type liquid crystal display element (attaching a color filter). Further, the present invention is not limited to the color filter, and can be used for the entire manufacture of liquid crystal display elements having a configuration in which a member is attached (overlaid) outside the liquid crystal cell.
10a 上側基板
10b 下側基板
11a、11b ガラス基板
12a、12b 透明電極
13 カラーフィルタ層
14 平坦化層
15 液晶層
20a 上側基板
20b 下側基板
21 アライメントマーク
22 液晶セル
23 シート材
24 カラー印刷部分
25 アライメントマーク
30a 上側基板
30b 下側基板
31 液晶層
32a、32b 偏光板
33、34 アライメントマーク
35 仮想基準点
36a、36b ガラス基板
37a、37b 透明電極
38a、38b 配向膜
39 液晶セル
40 シート材
41 カラー印刷部分(カラーフィルタ)
42、43 アライメントマーク
44 仮想基準点
42, 43
Claims (7)
(b)前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第1の基準点と前記第2の基準点とが重なるように、前記液晶セルと前記カラーフィルタ付きシートとを貼付する工程と
を有する液晶表示素子の製造方法。 (A) preparing a liquid crystal cell in which a plurality of alignment marks are formed, calculating a first reference point based on the alignment marks of the liquid crystal cell, and preparing a sheet with a color filter in which the plurality of alignment marks are formed And calculating a second reference point based on the alignment mark of the sheet with the color filter;
(B) a step of attaching the liquid crystal cell and the sheet with the color filter so that the first reference point and the second reference point overlap when viewed from the normal direction of the liquid crystal cell; Manufacturing method of liquid crystal display element having
前記液晶セルに貼付され、第2のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートと
を有し、
前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第1のアライメントマークと、前記第2のアライメントマークが重なっていない液晶表示素子。 A liquid crystal cell in which a first alignment mark is formed;
A sheet with a color filter attached to the liquid crystal cell and having a second alignment mark formed thereon;
A liquid crystal display element in which the first alignment mark and the second alignment mark do not overlap when viewed from the normal direction of the liquid crystal cell.
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JP2016020197A (en) * | 2014-06-18 | 2016-02-04 | 横浜ゴム株式会社 | Tube type tire and tube type tire/rim assembly |
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