JP3847418B2 - Liquid crystal display panel manufacturing method and liquid crystal display panel - Google Patents

Liquid crystal display panel manufacturing method and liquid crystal display panel Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール材又は封止材の硬化や表示むらの防止のために紫外線を使用する液晶表示パネルの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄くて軽量であるとともに低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所があり、近年、パーソナルコンピュータのディスプレイやテレビ等に広く使用されるようになった。
一般的に、液晶表示装置を構成する表示パネルは、2枚の透明ガラス基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらのガラス基板の相互に対向する2つの面(対向面)のうち、一方の面側にはブラックマトリクス、カラーフィルタ、対向電極及び配向膜等が形成され、また他方の面側にはTFT、画素電極及び配向膜等が形成されている。更に各ガラス基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの2枚の偏光板は、例えば偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置され、これによれば、電界をかけない状態では光を透過し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。また、2枚の偏光板の偏光軸が平行な場合には、電界をかけない状態では光を遮光し、電界を印加した状態では透過するモード、すなわちノーマリーブラックモードとなる。
【0003】
なお、以下の説明において、液晶表示パネルを構成する2枚の基板のうち、TFT等が形成された基板をTFT基板、カラーフィルタ等が形成された基板をCF基板という。
以下、液晶表示パネルの製造方法の一例として、ディップ注入法といわれる方法について説明する。
【0004】
まず、第1の透明基板上にブラックマトリクス、カラーフィルタ、対向電極及び配向膜等を形成してCF基板とし、第2の透明基板上にTFT、画素電極及び配向膜等を形成してTFT基板とする。その後、TFT基板及びCF基板のいずれか一方の基板上に表示領域(画素電極又はカラーフィルタ等が形成された領域)を囲むようにしてほぼ枠状にシール材(紫外線硬化性樹脂)を塗布する。このとき、後工程でパネル間に液晶を注入するための液晶注入口となる部分にはシール材を塗布しないようにする。その後、基板間の間隔を一定に維持するためのスペーサを挟んでTFT基板及びCF基板を重ね合わせ、シール材によりTFT基板及びCF基板を仮接合する。
【0005】
次に、一方の基板の上に表示領域を覆う遮光板を配置した後、この遮光板を配置した側から紫外線を照射してシール材を硬化させる。
次に、真空装置により基板間を十分に排気した後、液晶注入口を液晶中に浸漬して大気圧に戻し、圧力差により基板間に液晶を注入する。
次いで、液晶注入口に封止材(紫外線硬化性樹脂)を充填し、表示領域の上を遮光板で覆って紫外線を照射し、封止材を硬化させる。これにより、液晶表示パネルが完成する。
【0006】
また、他の液晶表示パネルの製造方法として、滴下注入法といわれる方法がある。この方法においては、まず、TFT基板及びCF基板のうちの一方の基板の表示領域の外側に、表示領域を完全に囲むようにしてシール材を塗布する。そして、基板上に液晶を滴下し、スペーサを挟んで他方の基板を重ね合わせる。その後、基板上に表示領域を覆う遮光板を配置し、紫外線を照射してシール材を硬化させる。これにより、液晶表示パネルが完成する。
【0007】
ところで、液晶表示パネル内に封入された液晶中に不純物イオンが含まれると電界保持率が大きく低下して色抜け等の表示むらが発生し、表示品質が劣化する。このような不具合を回避するために、従来、液晶注入口の近傍に一対のイオントラップ電極を設け、液晶を注入する際に電極間に直流オフセット成分を有する交流電圧を印加してイオントラップ電極に不純物イオンを吸着することが提案されている(特開平6−331995号公報)。また、画素電極の周囲に、画素電極上の配向膜よりもイオン吸着能が高い配向膜を形成して、この配向膜により不純物イオンを吸着することも提案されている(特開平7−110479号)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶注入時に液晶中の不純物イオンをイオントラップ電極に吸着しても、その後電圧の印加を停止するとイオントラップ電極に吸着されたイオンが再び解離し、熱運動により液晶中に拡散して、表示むらの原因になる。また、図11に示すように、紫外線硬化性樹脂33の硬化のために紫外線を照射する際に、遮光板31の縁部から液晶中に紫外線が進入して液晶分子が分解され、イオンが発生して表示品質の劣化を招くという問題点もある。イオン吸着能が高い配向膜により不純物イオンを吸着する方法でも、紫外線硬化性樹脂を硬化させる際に液晶分子が分解してしまうことを避けることができない。
【0009】
更に、近年、表示コントラストのむらを抑えるために、液晶表示パネルの全面に紫外線を照射することが提案されている(特開平7−152034号公報)。この場合、紫外線による液晶分子の分解を防止することができない。
本発明の目的は、紫外線硬化性樹脂の硬化や表示むらの抑制のために紫外線を照射する際に、液晶分子の分解を抑制できる液晶表示パネルの製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、一対の基板間に液晶が封入され、表示領域の外側に光硬化性樹脂からなるシール材を塗布し、前記シール材近傍の液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向に対し平行にして光照射し、前記シール材を硬化させることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法により解決する。
【0011】
液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向に対し平行にする手段として、シール材近傍に垂直配向膜を形成してもよい。
【0012】
液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向に対し平行にする手段として、基板面に垂直な方向に電界を発生させてもよい。
【0013】
上記した課題は、一対の基板間に液晶が封入され、表示領域の外側に光硬化性樹脂からなるシール材を塗布し、前記シール材近傍の液晶分子のダイレクタ方向を揃え、液晶分子のダイレクタ方向に対し振幅面が垂直な光を照射し、前記シール材を硬化させることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法により解決する。
【0014】
液晶分子のダイレクタ方向を揃える手段として、基板面に対し平行又は斜め方向に電界を発生させてもよい。
【0015】
上記した課題は、一対の基板間に滴下注入法により液晶が封入された液晶表示パネルにおいて、シール材が上記方法により硬化されて製造されたことを特徴とする液晶表示パネルにより解決する。
【0016】
以下、本発明の作用について説明する。
図1は、液晶表示パネルの基板表面の液晶分子を示す模式図である。液晶分子はその構造中に多くの不飽和結合を有した棒状分子であり、基板の表面の配向膜(図示せず)により決まる角度で立ち上がり、且つ一定の方向に配向している。液晶分子の長軸方向nをダイレクタ方向、液晶分子の立ち上がり角度ψをチルト角、液晶分子の長軸の基板表面への投影線と基板のx軸方向とのなす角度Φを方位角という。
【0017】
液晶中の液晶分子のダイレクタ方向が均一でない場合又は液晶分子が一方の基板側から他方の基板側に方位角が徐々に変化するように捩じれ状態で配向している場合には紫外線の吸収が大きく、特に反応性が高い原子団(>C=O等)を有している液晶では紫外線でより活性化され、多くのイオンが生成される。一方、液晶分子のダイレクタ方向が光の伝播方向と一致している場合は、液晶分子のダイレクタ方向が紫外線の伝播方向に対し垂直な場合に比べて光の吸収が著しく低減される。そこで、本願発明では、垂直配向膜や電圧の印加により液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向とほぼ同じ方向にする。例えば、TN(ツイストネマティック)型液晶表示パネルの場合、表示領域の外側に垂直配向膜を形成しておくことにより、基板間の液晶分子は基板面に対し垂直な方向に配向する。従って、シール材や封止材の硬化の際に遮光膜の縁部から液晶中に紫外線が進入しても、液晶分子の紫外線による分解が抑制される。また、基板面に対し垂直な方向に電界を印加して液晶分子のダイレクタ方向を基板面に対し垂直な方向に揃えると、表示むらを抑えるためにパネル全面に紫外線を照射する場合に、液晶分子による紫外線の吸収が抑制され、液晶分子の分解が抑制される。
【0018】
表示領域とパネル縁部との間隔が狭いいわゆる狭額縁液晶表示パネルの場合は、シール材又は封止材と表示領域との間隔が狭く、遮光板の縁部から進入した紫外線により表示領域の液晶が分解してしまうことがある。しかしながら、上述のように紫外線照射時に基板面に対し垂直な方向に電圧を印加することにより、シール材硬化時の液晶分子の劣化が回避される。
【0019】
また、液晶はその分子構造から複屈折性を有しており、液晶分子のダイレクタ方向が同一であり且つ基板面に対し水平又はチルトしているときには、入射光の振幅面と液晶分子の方位角とのなす角が垂直であれば液晶分子と光の衝突割合は最小となり、平行であるときは最大となる性質がある。そこで、本願他の発明では、紫外線を偏光子を介して液晶パネルに照射する。この場合、液晶分子のダイレクタ方向を揃え、この液晶分子の方位角と光の振幅面とが直角になるように偏光子を配置する。これにより、液晶分子の紫外線の吸収が大幅に低減され、シール材や封止材の硬化工程又は表示むらを防止するための紫外線照射工程における液晶分子の劣化が防止される。
【0020】
液晶分子のダイレクタ方向を基板面に水平に揃えるためには、例えば、TN型の液晶表示パネルではTFT基板上の隣接する画素電極(駆動電極)同士に交流電圧を印加し、横方向電界を発生させる。これにより、液晶のダイレクタ方向を基板面に水平且つ同一方向に揃えることができる。また、一対の基板のうちの一方に駆動電極及び対向電極の両方を形成するIPS(インプレーン・ スイッチング)方式の液晶表示パネルの場合には、紫外線照射時に前記駆動電極及び前記対向電極に電圧を印加することにより、液晶分子のダイレクタ方向を基板面に対し水平方向に揃えることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図2及び図3は本発明の第1の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。なお、本実施の形態はTN型液晶表示パネルをディップ注入法により製造する場合の例である。
【0022】
まず、TFT基板となる透明基板11上の表示領域にITO(インジウム酸化スズ)からなる画素電極12、TFT(図示せず)及びバスライン(図示せず)を形成し、これらの画素電極12及びTFTを覆うようにして水平配向膜13aを形成する。また、基板11上の表示領域の外側に垂直配向膜13bを形成する。その後、配向膜13a,13bの表面をラビング処理する。
【0023】
一方、CF基板となる透明基板21の表示領域にカラーフィルタ(図示せず)及び画素間を遮光するブラックマトリクス(図示せず)を形成し、これらの上にITOからなる対向電極22を形成する。そして、この透明基板21の表示領域上に水平配向膜23aを形成し、表示領域の外側に垂直配向膜23bを形成する。その後、配向膜23a,23bの表面をラビング処理する。
【0024】
次に、基板11,21の各配向膜形成面側を対向させ、基板11,21間にスペーサ(図示せず)を散布して、シール材(紫外線硬化性樹脂)により接合してパネルとする。
次いで、基板11,21間に液晶を注入し、液晶注入口に封止材(紫外線硬化性樹脂)3を充填する。その後、表示領域を覆う遮光板31を基板21上に重ね、基板21側から紫外線を照射して封止材3を硬化させる。これにより、液晶表示パネルが完成する。
【0025】
この場合、本実施の形態においては、表示領域の外側に垂直配向膜13b,23bが形成されているので、図2,図3に示すように、表示領域の外側の液晶分子2は基板11,21に対し垂直方向に配列する。そして、紫外線は液晶分子2のダイレクタ方向に伝播方向する。
このように液晶分子2のダイレクタ方向が紫外線の伝播方向に揃っている場合、液晶分子2での紫外線吸収率は極めて小さくなる。これにより、液晶分子2で吸収される紫外線の量が著しく低減され、液晶分子2の劣化が回避される。なお、表示領域の液晶分子2のダイレクタ方向は基板面に対し垂直ではないが、表示領域は遮光板31で覆われているので、表示領域の液晶分子2の劣化も回避される。
【0026】
(第2の実施の形態)
図4は本発明の第2の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。なお、本実施の形態は、表示領域とパネル縁部との間の距離が短いいわゆる狭額縁液晶表示パネルの製造に適した製造方法の例である。
まず、TFT基板となる透明基板11上の表示領域に画素電極12及びTFT(図示せず)を形成し、これらの画素電極12及びTFTを覆うようにして水平配向膜13を形成する。その後、配向膜13の表面をラビング処理する。
【0027】
一方、CF基板となる透明基板21の表示領域にカラーフィルタ(図示せず)及びブラックマトリクス(図示せず)を形成し、これらの上に対向電極22を形成する。そして、対向電極22上に水平配向膜23を形成し、配向膜23の表面をラビング処理する。
次いで、基板11上に表示領域を囲むようにシール材(紫外線硬化性樹脂)4を塗布する。また、基板11上に液晶を滴下した後、スペーサを挟んで基板11,21を貼合わせる。その後、表示領域を覆う遮光板31を基板21上に重ねて、画素電極12と対向電極22との間に交流電圧を印加しつつ、基板21側から紫外線を照射してシール材4を硬化させる。これにより、液晶表示パネルが完成する。
【0028】
この場合、本実施の形態においては、紫外線を照射するときに画素電極12と対向電極22との間に電圧を印加するので、液晶分子2が電界に沿って基板面に対し垂直な方向、すなわち光の伝播方向に配列する。これにより、第1の実施の形態と同様に、液晶分子2での紫外線吸収率が極めて小さくなり、液晶分子2の劣化が回避される。
【0029】
なお、本実施の形態は、表示領域全体の液晶分子を光の伝播方向に配列させるので、表示むらを均一化させるためにパネル全面に紫外線を照射する場合でも、液晶分子の劣化が回避される。また、この場合、第1の実施の形態のように表示領域の外側に垂直配向膜を形成しておくことにより、パネル縁部での紫外線による液晶の劣化を防止できる。
【0030】
(第3の実施の形態)
図5,図6は本発明の第3の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。
まず、TFT基板となる透明基板11上の表示領域に画素電極12及びTFT(図示せず)を形成し、これらの画素電極12及びTFTを覆うようにして水平配向膜13を形成する。その後、配向膜13の表面をラビング処理する。
【0031】
一方、CF基板となる透明基板21の表示領域にカラーフィルタ(図示せず)及びブラックマトリクス(図示せず)を形成し、これらの上に対向電極22を形成する。そして、対向電極22上に水平配向膜23を形成し、配向膜23の表面をラビング処理する。
そして、基板11,21の各配向膜形成面側を対向させ、基板11,21間にスペーサ(図示せず)を散布して、両者をシール材(紫外線硬化性樹脂)により接合してパネルとする。このとき、後工程で基板11,21間に液晶を注入するための液晶注入口を形成しておく。
【0032】
次いで、基板11,21間に液晶を注入し、液晶注入口に封止材(紫外線硬化性樹脂)3を充填する。その後、表示領域を覆う遮光板31を基板21上に重ね、基板21と光源との間に偏光子32を配置した後、紫外線を照射して封止材3を硬化させる。このとき、図6に示すように、偏光子32を通過する光の振幅面が液晶2の方位角と垂直になるように、紫外線用光源と遮光板31との間に偏光子32を配置する。このようにして、液晶表示パネルが製造される。
【0033】
TN型液晶表示パネルにおいて、配向膜13,23の近傍の液晶分子2は、一定の角度でチルトした状態で配向膜13,23により決まる方向に配向する。本実施の形態においては、偏光子32を用いて紫外線の振幅面が液晶分子の方位角に対し垂直となる直線偏光成分のみを入射することにより、第1及び第2の実施の形態と同様に、紫外線による液晶分子の劣化が防止されるという効果が得られる。
【0034】
(第4の実施の形態)
図7,図8は本発明の第4の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。
まず、TFT基板となる透明基板11上の表示領域に画素電極12及びTFT(図示せず)を形成し、これらの画素電極12及びTFTを覆うようにして水平配向膜13を形成する。その後、配向膜13の表面をラビング処理する。
【0035】
一方、CF基板となる透明基板21の表示領域にカラーフィルタ(図示せず)及びブラックマトリクス(図示せず)を形成し、これらの上に対向電極22を形成する。そして、対向電極22上に水平配向膜23を形成し、配向膜23の表面をラビング処理する。
次に、基板11,21の各配向膜形成面側を対向させ、基板11,21間にスペーサ(図示せず)を散布して、両者をシール材(紫外線硬化性樹脂)により接合する。このとき、後工程で基板11,21間に液晶を注入するための液晶注入口を形成しておく。
【0036】
次いで、基板11,21間に液晶を注入し、液晶注入口に封止材(紫外線硬化性樹脂)3を充填する。その後、表示領域を覆う遮光板31を基板21上に重ね、基板21と光源との間に偏光子32を配置する。このとき、偏光子32を通過する光の振幅面が液晶分子2の方位角に対し垂直になるようにする。そして、図7に示すように、隣接する画素電極12間に交流電圧を印加する。この電圧の印加により隣接する画素電極12間に基板面に対し水平方向の電界が発生し、図8に示すように、液晶分子2のダイレクタ方向が基板面に平行な一方向に揃う。このようにして、液晶分子2のダイレクタ方向を一方向に揃えた後、紫外線を照射して封止材3を硬化させる。これにより、液晶表示パネルが完成する。
【0037】
本実施の形態においても、第3の実施の形態と同様の効果が得られる。
なお、上記の例ではTN型液晶表示パネルの製造方法について説明したが、IPS型液晶表示パネルにおいては、駆動電極及び対向電極が同一基板上に形成されているため、駆動電極と対向電極との間に電圧を印加することにより液晶分子は基板面に水平な一方向に配列する。IPS型液晶表示パネルでは、このように駆動電極と対向電極との間に電圧を印加しつつ、紫外線を照射することにより、上述の例と同様の効果が得られる。
【0038】
(第5の実施の形態)
図9は本発明の第5の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。
まず、TFT基板となる透明基板11上の表示領域に画素電極12及びTFT(図示せず)を形成し、これらの画素電極12及びTFTを覆うようにして水平配向膜13を形成する、その後、配向膜13の表面をラビング処理する。
【0039】
一方、CF基板となる透明基板21の表示領域にカラーフィルタ(図示せず)及びブラックマトリクス(図示せず)を形成し、これらの上に対向電極22を形成する。そして、対向電極22上に水平配向膜23を形成し、配向膜23の表面をラビング処理する。
そして、基板11,21の各配向膜形成面側を対向させ、基板11,21間にスペーサを散布して、両者をシール材(紫外線硬化性樹脂)により接合する。このとき、後工程で基板11,21間に液晶を注入するための液晶注入口を形成しておく。
【0040】
次いで、基板11,21間に液晶を注入し、液晶注入口に封止材(紫外線硬化性)3を充填する。その後、表示領域を覆う遮光板31を基板21上に重ね、基板21と光源との間に偏光子32を配置する。そして、表示領域の最縁部よりも若干内側の画素電極に電圧を印加する。これにより、図9に示すように、表示領域の縁部の液晶分子2のダイレクタ方向が基板面に対し斜め方向に揃う。このようにして液晶分子2のダイレクタ方向を揃えた後、偏光子32を介して紫外線を照射し、封止材3を硬化させる。この場合、偏光子32を通過する光の振幅面が液晶分子2の方位に対して垂直になるように偏光子32を配置する必要がある。このようにして、液晶表示パネルが完成する。
【0041】
本実施の形態においては、偏光子32を通過する光の振幅面が液晶2の方位角と垂直になるように偏光子32を配置するので、紫外線による液晶分子の劣化が防止される。
なお、本実施の形態においては、複数の画素電極のうち表示領域の縁部近傍の画素電極と対向基板との間に電圧を印加して基板面に対し斜め方向の電界を発生させ、この電界に沿って液晶分子のダイレクタ方向を揃える場合について説明したが、上側及び下側の電極を斜め方向に配置し、斜め電界を駆動に用いるスイッチング方式の液晶表示パネルの場合は、そのまま斜め方向の画素電極に交流電圧を印加すればよい。
【0042】
以下、上述の各実施の形態に示した方法により評価用液晶表示パネルを形成し、その電気的特性を調べた結果について説明する。
(単セルによる電気特性評価)
垂直配向膜に日本合成化学製ポリイミド(JALS-644)、水平配向膜に日産化学製ポリイミド(SE-7792 )、液晶にメルク製標準液晶(ZLI-4792)を用いて、従来方法(比較例)、第1の実施の形態(実施例1)、第3の実施の形態(実施例2)、第4の実施の形態(実施例3)及び第5の実施の形態(実施例4)に示す方法でツイスト角が90°のTN型の単セル構造の評価用液晶表示パネルを作成した。
【0043】
これらの評価用液晶表示パネルは、一方の基板側にITO電極パットを形成して100μmピッチのストライプ状にエッチングし、他方の基板側に電極パッドを一面に形成したものであり、実際の液晶表示パネルに近い構造とした。
紫外線硬化性樹脂の硬化は、オーク製の中高圧水銀ランプを使用し、基板面上方より2000mJ/cm2 (I線基準)の条件で照射した。
【0044】
紫外線照射の際に電極間に交流電圧を印加する場合(実施例2〜4)は、電極表面へのイオン吸着を防ぐために、周波数が30kHzの高周波電圧を印加した。また、液晶分子を電界により十分に配向させるために、電極間には液晶の飽和電圧の約2倍の10Vを印加した。
下記表1に比較例及び実施例により製造した評価用液晶表示パネルのイオン密度及び電圧保持率を調べた結果を示す。
【0045】
【表1】

Figure 0003847418
【0046】
この表1から明らかなように、比較例の場合、紫外線の照射によりイオン密度が大きく上昇し、電圧保持率が2.4%も低下した。電圧保持率が低下するとアクティブマトリクス駆動の液晶表示パネルでは次のデータ書き込み時間までの間に電圧が保持されずにリークしてしまい、表示むら(色抜け)が発生してしまうという不具合が発生する。一方、実施例1〜4の液晶表示パネルでは、電圧保持率の低下が0.3〜0.7%と小さく、液晶の光劣化が抑えられることがわかる。
【0047】
(液晶表示パネルの点灯試験)
次に、滴下注入法により液晶表示パネルを形成し、長時間点灯したときの表示むらの有無を調べた。
すなわち、上述の電気特性の評価において使用した配向膜及び液晶を用いて滴下注入プロセスにより液晶表示パネルを製造した。TFT基板及びCF基板の表示領域には水平配向膜を塗布し、シール材を塗布する領域と表示領域との間には垂直配向膜を塗布して熱硬化を行った。
【0048】
TFT基板及びCF基板の各配向膜をツイスト角が90°となるようにラビングした後、一方の基板に紫外線硬化性樹脂(エポキシアクリレート樹脂:協立化学製)を枠状に塗布した。そして、2枚の基板を貼合わせたときに液晶が均等に拡散するように、一方の基板の表示領域上に液晶を多点滴下した。また、他方の基板にはギャップ材(接着スペーサ5μm:早川ゴム製)を散布した。その後、両基板を貼合わせ機にセットして、真空中にて貼り合わせを行った。
【0049】
次いで、表示領域の縁部の近傍の画素電極と対向電極との間に交流電圧(f=30kHz,V=10V)を印加しつつ、シール材に紫外線を照射して硬化させた。これにより、図10に示す液晶表示パネルが完成した。この図10において、ハッチングで示す領域が表示領域である。この表示領域には水平配向膜が形成されており、表示領域の外側には垂直配向膜13b,23bが形成されている。また、図中一点鎖線で示す位置よりも外側の画素電極と対向基板との間に電圧を印加した。なお、符号15は、バスラインに接続された複数の端子が配列された端子領域であり、各端子には、駆動回路基板から駆動用電圧が供給される。
【0050】
このようにして製造した液晶表示パネルをユニット化し、環境試験機を用いて50℃の条件下で駆動試験を行った。その結果、500時間経過した後でも樹脂部近傍で表示むらは発生しなかった。
一方、紫外線照射時に電圧を印加しないこと以外は上記と同様にして液晶表示パネルを形成した。そして、環境試験機を用いて、上記と同様の条件で駆動試験を行った。その結果、点灯初期からシール部近傍に電圧保持率低下による表示むらが発生し、時間の経過とともにその領域が広がっていった。このことから、本願発明が液晶表示パネルの信頼性の向上に極めて有用であることがわかる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シール材又は封止材の硬化時や表示むらを防止するための紫外線照射時に、液晶分子のダイレクタ方向を紫外線の伝播方向に向け、又は偏光子を介して液晶分子の方位に対し垂直な方向の偏光成分のみの紫外線を照射するので、液晶の紫外線による劣化が抑制される。これにより、紫外線を用いたシール材又は封止材の硬化や、滴下注入プロセスでのシール硬化が信頼性よく行えるようになり、液晶表示パネルの製造歩留まりや生産性が大きく向上する。また、表示むらを防止するためにパネル全面に紫外線を照射する場合も、液晶の劣化が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶表示パネルの基板表面の液晶分子を示す模式図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図(その1)である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図(その2)である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図(その1)である。
【図6】本発明の第3の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図(その2)である。
【図7】本発明の第4の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図(その1)である。
【図8】本発明の第4の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図(その2)である。
【図9】本発明の第5の実施の形態の液晶表示パネルの製造方法を示す模式図である。
【図10】点灯試験に使用した液晶表示パネルを示す模式図である。
【図11】従来の問題点を示す模式図である。
【符号の説明】
2 液晶分子
3 封止材
4 シール材
11,21 基板
12 画素電極
13,13a,13b,23,23a,23b 配向膜
22 対向電極
31 遮光板
32 偏光子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display panel that uses ultraviolet rays for curing a sealing material or a sealing material and preventing display unevenness.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices have the advantages of being thin and lightweight, being able to be driven at a low voltage and consuming little power, and in recent years have come to be widely used in personal computer displays and televisions.
In general, a display panel constituting a liquid crystal display device has a structure in which liquid crystal is sealed between two transparent glass substrates. A black matrix, a color filter, a counter electrode, an alignment film, and the like are formed on one surface side of the two surfaces (facing surfaces) facing each other of the glass substrates, and TFTs, A pixel electrode, an alignment film, and the like are formed. Furthermore, a polarizing plate is attached to the surface opposite to the facing surface of each glass substrate. These two polarizing plates are, for example, arranged so that the polarizing axes of the polarizing plates are orthogonal to each other, and according to this, a mode that transmits light when no electric field is applied and shields light when an electric field is applied, That is, the normally white mode is set. When the polarization axes of the two polarizing plates are parallel, the light is blocked when no electric field is applied, and the mode is a normally black mode in which light is transmitted when an electric field is applied.
[0003]
In the following description, of the two substrates constituting the liquid crystal display panel, a substrate on which a TFT or the like is formed is referred to as a TFT substrate, and a substrate on which a color filter or the like is formed is referred to as a CF substrate.
Hereinafter, a method called a dip injection method will be described as an example of a method for manufacturing a liquid crystal display panel.
[0004]
First, a black matrix, a color filter, a counter electrode, an alignment film, and the like are formed on a first transparent substrate to form a CF substrate, and a TFT, a pixel electrode, an alignment film, and the like are formed on a second transparent substrate. And Thereafter, a sealing material (ultraviolet curable resin) is applied in a substantially frame shape so as to surround the display region (the region where the pixel electrode or the color filter is formed) on either the TFT substrate or the CF substrate. At this time, a sealing material is not applied to a portion which becomes a liquid crystal injection port for injecting liquid crystal between the panels in a later process. Thereafter, the TFT substrate and the CF substrate are overlapped with a spacer for maintaining a constant interval between the substrates, and the TFT substrate and the CF substrate are temporarily bonded with a sealing material.
[0005]
Next, a light shielding plate that covers the display area is disposed on one substrate, and then the sealing material is cured by irradiating ultraviolet rays from the side where the light shielding plate is disposed.
Next, after sufficiently exhausting the space between the substrates by a vacuum device, the liquid crystal injection port is immersed in the liquid crystal to return to atmospheric pressure, and the liquid crystal is injected between the substrates by the pressure difference.
Next, the liquid crystal inlet is filled with a sealing material (ultraviolet curable resin), the display area is covered with a light shielding plate, and ultraviolet rays are irradiated to cure the sealing material. Thereby, a liquid crystal display panel is completed.
[0006]
As another method for manufacturing a liquid crystal display panel, there is a method called a dropping injection method. In this method, first, a sealing material is applied outside the display area of one of the TFT substrate and the CF substrate so as to completely surround the display area. Then, liquid crystal is dropped on the substrate, and the other substrate is overlapped with a spacer interposed therebetween. After that, a light shielding plate that covers the display region is disposed on the substrate, and the sealing material is cured by irradiating ultraviolet rays. Thereby, a liquid crystal display panel is completed.
[0007]
By the way, if impurity ions are contained in the liquid crystal sealed in the liquid crystal display panel, the electric field retention ratio is greatly reduced, display unevenness such as color loss occurs, and display quality deteriorates. In order to avoid such problems, conventionally, a pair of ion trap electrodes is provided in the vicinity of the liquid crystal injection port, and when the liquid crystal is injected, an AC voltage having a DC offset component is applied between the electrodes to apply the ion trap electrode. It has been proposed to adsorb impurity ions (Japanese Patent Laid-Open No. 6-331995). It has also been proposed to form an alignment film having higher ion adsorption capacity than the alignment film on the pixel electrode around the pixel electrode, and to adsorb impurity ions with this alignment film (Japanese Patent Laid-Open No. 7-110479). ).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if impurity ions in the liquid crystal are adsorbed to the ion trap electrode at the time of liquid crystal injection, when the voltage application is stopped thereafter, the ions adsorbed to the ion trap electrode are dissociated again and diffused into the liquid crystal due to thermal motion, It causes uneven display. Further, as shown in FIG. 11, when ultraviolet rays are irradiated to cure the ultraviolet curable resin 33, ultraviolet rays enter the liquid crystal from the edge of the light shielding plate 31, and liquid crystal molecules are decomposed to generate ions. As a result, there is a problem that display quality is deteriorated. Even in the method of adsorbing impurity ions with an alignment film having a high ion adsorbing ability, it cannot be avoided that liquid crystal molecules are decomposed when the ultraviolet curable resin is cured.
[0009]
Furthermore, in recent years, it has been proposed to irradiate the entire surface of the liquid crystal display panel with ultraviolet rays in order to suppress uneven display contrast (Japanese Patent Laid-Open No. 7-152034). In this case, the decomposition of the liquid crystal molecules by ultraviolet rays cannot be prevented.
The objective of this invention is providing the manufacturing method of the liquid crystal display panel which can suppress decomposition | disassembly of a liquid crystal molecule, when irradiating an ultraviolet-ray for hardening of an ultraviolet curable resin, and suppression of display nonuniformity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The above issues areLiquid crystal is sealed between a pair of substrates, a sealing material made of a photocurable resin is applied to the outside of the display area, and the director direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the sealing material is made parallel to the light propagation direction and irradiated with light. , Cure the sealing materialThis is solved by a method for manufacturing a liquid crystal display panel.
[0011]
  As a means for making the director direction of the liquid crystal molecules parallel to the light propagation direction, a vertical alignment film may be formed in the vicinity of the sealing material.
[0012]
  As a means for making the director direction of the liquid crystal molecules parallel to the light propagation direction, an electric field may be generated in a direction perpendicular to the substrate surface.
[0013]
  The above issues areLiquid crystal is sealed between a pair of substrates, a sealing material made of a photocurable resin is applied to the outside of the display area, the director direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the sealing material is aligned, and the amplitude surface is relative to the director direction of the liquid crystal molecules. Irradiating perpendicular light to cure the sealing materialThis is solved by a method for manufacturing a liquid crystal display panel.
[0014]
  As a means for aligning the director direction of the liquid crystal molecules, an electric field may be generated in a direction parallel or oblique to the substrate surface.
[0015]
  The above issues areA liquid crystal display panel in which liquid crystal is sealed by a dropping injection method between a pair of substrates, wherein the sealing material is manufactured by being cured by the above method.To solve.
[0016]
The operation of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a schematic diagram showing liquid crystal molecules on the substrate surface of a liquid crystal display panel. The liquid crystal molecules are rod-like molecules having many unsaturated bonds in the structure, rise at an angle determined by an alignment film (not shown) on the surface of the substrate, and are aligned in a certain direction. The major axis direction n of the liquid crystal molecules is referred to as the director direction, the rising angle ψ of the liquid crystal molecules is referred to as the tilt angle, and the angle Φ between the projection line of the major axis of the liquid crystal molecules onto the substrate surface and the x-axis direction of the substrate is referred to as the azimuth angle.
[0017]
  When the director direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal is not uniform, or when the liquid crystal molecules are aligned in a twisted state so that the azimuth angle gradually changes from one substrate side to the other substrate side, the absorption of ultraviolet rays is large. In particular, a liquid crystal having a highly reactive atomic group (> C═O or the like) is more activated by ultraviolet rays and generates many ions. On the other hand, when the director direction of the liquid crystal molecules coincides with the light propagation direction, the light absorption is remarkably reduced as compared with the case where the director direction of the liquid crystal molecules is perpendicular to the ultraviolet light propagation direction. Therefore,Invention of the present applicationThen, the director direction of the liquid crystal molecules is made substantially the same as the light propagation direction by applying a vertical alignment film or voltage. For example, in the case of a TN (twisted nematic) liquid crystal display panel, liquid crystal molecules between substrates are aligned in a direction perpendicular to the substrate surface by forming a vertical alignment film outside the display region. Therefore, even when ultraviolet rays enter the liquid crystal from the edge of the light shielding film when the sealing material or the sealing material is cured, decomposition of the liquid crystal molecules by the ultraviolet rays is suppressed. In addition, when an electric field is applied in a direction perpendicular to the substrate surface so that the director direction of the liquid crystal molecules is aligned in a direction perpendicular to the substrate surface, the liquid crystal molecules The absorption of ultraviolet rays by the liquid crystal is suppressed, and the decomposition of the liquid crystal molecules is suppressed.
[0018]
In the case of a so-called narrow frame liquid crystal display panel in which the distance between the display area and the panel edge is narrow, the distance between the sealing material or the sealing material and the display area is narrow, and the liquid crystal in the display area is caused by ultraviolet light entering from the edge of the light shielding plate. May break down. However, by applying a voltage in a direction perpendicular to the substrate surface during ultraviolet irradiation as described above, deterioration of liquid crystal molecules during curing of the sealing material is avoided.
[0019]
  Also, the liquid crystal has birefringence due to its molecular structure, and when the director direction of the liquid crystal molecules is the same and is horizontal or tilted with respect to the substrate surface, the incident light amplitude plane and the azimuth angle of the liquid crystal molecules If the angle formed between and is perpendicular, the collision ratio between the liquid crystal molecules and the light is minimized, and when the angle is parallel, it is maximized. Therefore, this applicationOther inventionsThen, an ultraviolet-ray is irradiated to a liquid crystal panel through a polarizer. In this case, the director directions of the liquid crystal molecules are aligned, and the polarizer is arranged so that the azimuth angle of the liquid crystal molecules and the light amplitude plane are perpendicular to each other. Thereby, the absorption of the ultraviolet rays of the liquid crystal molecules is greatly reduced, and the deterioration of the liquid crystal molecules in the curing step of the sealing material or the sealing material or the ultraviolet irradiation step for preventing display unevenness is prevented.
[0020]
In order to align the director direction of the liquid crystal molecules horizontally with the substrate surface, for example, in a TN liquid crystal display panel, an alternating voltage is applied between adjacent pixel electrodes (drive electrodes) on the TFT substrate to generate a lateral electric field. Let Thereby, the director direction of the liquid crystal can be aligned horizontally and in the same direction on the substrate surface. In the case of an IPS (in-plane switching) type liquid crystal display panel in which both a drive electrode and a counter electrode are formed on one of a pair of substrates, a voltage is applied to the drive electrode and the counter electrode during ultraviolet irradiation. By applying, the director direction of the liquid crystal molecules can be aligned in the horizontal direction with respect to the substrate surface.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
2 and 3 are schematic views showing a method of manufacturing the liquid crystal display panel according to the first embodiment of the present invention. This embodiment is an example of manufacturing a TN liquid crystal display panel by a dip injection method.
[0022]
First, a pixel electrode 12 made of ITO (indium tin oxide), a TFT (not shown), and a bus line (not shown) are formed in a display region on the transparent substrate 11 serving as a TFT substrate. A horizontal alignment film 13a is formed so as to cover the TFT. In addition, the vertical alignment film 13 b is formed outside the display area on the substrate 11. Thereafter, the surfaces of the alignment films 13a and 13b are rubbed.
[0023]
On the other hand, a color filter (not shown) and a black matrix (not shown) for shielding light between pixels are formed in the display area of the transparent substrate 21 serving as a CF substrate, and a counter electrode 22 made of ITO is formed thereon. . Then, a horizontal alignment film 23a is formed on the display area of the transparent substrate 21, and a vertical alignment film 23b is formed outside the display area. Thereafter, the surfaces of the alignment films 23a and 23b are rubbed.
[0024]
Next, the alignment film forming surfaces of the substrates 11 and 21 are opposed to each other, spacers (not shown) are scattered between the substrates 11 and 21, and bonded with a sealing material (ultraviolet curable resin) to form a panel. .
Next, liquid crystal is injected between the substrates 11 and 21, and a sealing material (ultraviolet curable resin) 3 is filled in the liquid crystal injection port. Thereafter, a light shielding plate 31 covering the display area is overlaid on the substrate 21, and the sealing material 3 is cured by irradiating ultraviolet rays from the substrate 21 side. Thereby, a liquid crystal display panel is completed.
[0025]
In this case, in this embodiment, since the vertical alignment films 13b and 23b are formed outside the display region, as shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal molecules 2 outside the display region are the substrate 11, 21 are arranged in a vertical direction. The ultraviolet rays propagate in the direction of the director of the liquid crystal molecules 2.
In this way, when the director direction of the liquid crystal molecules 2 is aligned with the propagation direction of the ultraviolet rays, the ultraviolet absorption rate in the liquid crystal molecules 2 becomes extremely small. Thereby, the amount of ultraviolet rays absorbed by the liquid crystal molecules 2 is significantly reduced, and the deterioration of the liquid crystal molecules 2 is avoided. Although the director direction of the liquid crystal molecules 2 in the display area is not perpendicular to the substrate surface, the display area is covered with the light-shielding plate 31, so that the deterioration of the liquid crystal molecules 2 in the display area is also avoided.
[0026]
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a schematic view showing a method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the second embodiment of the present invention. Note that this embodiment is an example of a manufacturing method suitable for manufacturing a so-called narrow frame liquid crystal display panel in which the distance between the display region and the panel edge is short.
First, a pixel electrode 12 and a TFT (not shown) are formed in a display area on the transparent substrate 11 serving as a TFT substrate, and a horizontal alignment film 13 is formed so as to cover the pixel electrode 12 and the TFT. Thereafter, the surface of the alignment film 13 is rubbed.
[0027]
On the other hand, a color filter (not shown) and a black matrix (not shown) are formed in the display area of the transparent substrate 21 serving as a CF substrate, and a counter electrode 22 is formed thereon. Then, a horizontal alignment film 23 is formed on the counter electrode 22 and the surface of the alignment film 23 is rubbed.
Next, a sealing material (ultraviolet curable resin) 4 is applied on the substrate 11 so as to surround the display area. Moreover, after dripping a liquid crystal on the board | substrate 11, the board | substrates 11 and 21 are bonded together on both sides of a spacer. Thereafter, the light shielding plate 31 covering the display area is overlaid on the substrate 21, and the sealing material 4 is cured by irradiating the substrate 21 with ultraviolet rays while applying an AC voltage between the pixel electrode 12 and the counter electrode 22. . Thereby, a liquid crystal display panel is completed.
[0028]
In this case, in the present embodiment, since a voltage is applied between the pixel electrode 12 and the counter electrode 22 when irradiating ultraviolet rays, the liquid crystal molecules 2 are in a direction perpendicular to the substrate surface along the electric field, that is, Arrange in the direction of light propagation. Thereby, as in the first embodiment, the ultraviolet absorptance in the liquid crystal molecules 2 becomes extremely small, and deterioration of the liquid crystal molecules 2 is avoided.
[0029]
In this embodiment, since the liquid crystal molecules in the entire display region are arranged in the light propagation direction, deterioration of the liquid crystal molecules is avoided even when the entire panel is irradiated with ultraviolet rays in order to make the display unevenness uniform. . In this case, the vertical alignment film is formed outside the display region as in the first embodiment, so that the deterioration of the liquid crystal due to the ultraviolet rays at the panel edge can be prevented.
[0030]
(Third embodiment)
5 and 6 are schematic views showing a method of manufacturing a liquid crystal display panel according to the third embodiment of the present invention.
First, a pixel electrode 12 and a TFT (not shown) are formed in a display area on the transparent substrate 11 serving as a TFT substrate, and a horizontal alignment film 13 is formed so as to cover the pixel electrode 12 and the TFT. Thereafter, the surface of the alignment film 13 is rubbed.
[0031]
On the other hand, a color filter (not shown) and a black matrix (not shown) are formed in the display area of the transparent substrate 21 serving as a CF substrate, and a counter electrode 22 is formed thereon. Then, a horizontal alignment film 23 is formed on the counter electrode 22 and the surface of the alignment film 23 is rubbed.
And each alignment film formation surface side of the board | substrates 11 and 21 is made to oppose, a spacer (not shown) is sprayed between board | substrates 11 and 21, and both are joined by a sealing material (ultraviolet curable resin), and a panel is attached. To do. At this time, a liquid crystal injection port for injecting liquid crystal between the substrates 11 and 21 is formed in a later step.
[0032]
Next, liquid crystal is injected between the substrates 11 and 21, and a sealing material (ultraviolet curable resin) 3 is filled in the liquid crystal injection port. Thereafter, a light shielding plate 31 covering the display area is overlaid on the substrate 21, a polarizer 32 is disposed between the substrate 21 and the light source, and then the sealing material 3 is cured by irradiating ultraviolet rays. At this time, as shown in FIG. 6, the polarizer 32 is arranged between the ultraviolet light source and the light shielding plate 31 so that the amplitude plane of the light passing through the polarizer 32 is perpendicular to the azimuth angle of the liquid crystal 2. . Thus, a liquid crystal display panel is manufactured.
[0033]
In the TN liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules 2 in the vicinity of the alignment films 13 and 23 are aligned in a direction determined by the alignment films 13 and 23 while being tilted at a certain angle. In the present embodiment, the polarizer 32 is used to enter only a linearly polarized light component whose ultraviolet amplitude plane is perpendicular to the azimuth angle of the liquid crystal molecules, and similarly to the first and second embodiments. The effect that the deterioration of liquid crystal molecules due to ultraviolet rays is prevented can be obtained.
[0034]
(Fourth embodiment)
7 and 8 are schematic views showing a method of manufacturing a liquid crystal display panel according to the fourth embodiment of the present invention.
First, a pixel electrode 12 and a TFT (not shown) are formed in a display area on the transparent substrate 11 serving as a TFT substrate, and a horizontal alignment film 13 is formed so as to cover the pixel electrode 12 and the TFT. Thereafter, the surface of the alignment film 13 is rubbed.
[0035]
On the other hand, a color filter (not shown) and a black matrix (not shown) are formed in the display area of the transparent substrate 21 serving as a CF substrate, and a counter electrode 22 is formed thereon. Then, a horizontal alignment film 23 is formed on the counter electrode 22 and the surface of the alignment film 23 is rubbed.
Next, the alignment film forming surfaces of the substrates 11 and 21 are opposed to each other, spacers (not shown) are scattered between the substrates 11 and 21, and both are bonded by a sealing material (ultraviolet curable resin). At this time, a liquid crystal injection port for injecting liquid crystal between the substrates 11 and 21 is formed in a later step.
[0036]
Next, liquid crystal is injected between the substrates 11 and 21, and a sealing material (ultraviolet curable resin) 3 is filled in the liquid crystal injection port. Thereafter, a light shielding plate 31 covering the display area is overlaid on the substrate 21, and a polarizer 32 is disposed between the substrate 21 and the light source. At this time, the amplitude plane of the light passing through the polarizer 32 is set to be perpendicular to the azimuth angle of the liquid crystal molecules 2. Then, as shown in FIG. 7, an alternating voltage is applied between adjacent pixel electrodes 12. By applying this voltage, a horizontal electric field is generated between adjacent pixel electrodes 12 with respect to the substrate surface, and the director direction of the liquid crystal molecules 2 is aligned in one direction parallel to the substrate surface as shown in FIG. In this way, after aligning the director direction of the liquid crystal molecules 2 in one direction, the sealing material 3 is cured by irradiating with ultraviolet rays. Thereby, a liquid crystal display panel is completed.
[0037]
Also in this embodiment, the same effect as the third embodiment can be obtained.
In the above example, the manufacturing method of the TN liquid crystal display panel has been described. However, in the IPS liquid crystal display panel, the drive electrode and the counter electrode are formed on the same substrate. By applying a voltage therebetween, the liquid crystal molecules are aligned in one direction horizontal to the substrate surface. In the IPS liquid crystal display panel, the same effect as in the above example can be obtained by irradiating ultraviolet rays while applying a voltage between the drive electrode and the counter electrode.
[0038]
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a schematic view showing a method for manufacturing a liquid crystal display panel according to the fifth embodiment of the present invention.
First, a pixel electrode 12 and a TFT (not shown) are formed in a display area on the transparent substrate 11 serving as a TFT substrate, and a horizontal alignment film 13 is formed so as to cover the pixel electrode 12 and the TFT. The surface of the alignment film 13 is rubbed.
[0039]
On the other hand, a color filter (not shown) and a black matrix (not shown) are formed in the display area of the transparent substrate 21 serving as a CF substrate, and a counter electrode 22 is formed thereon. Then, a horizontal alignment film 23 is formed on the counter electrode 22 and the surface of the alignment film 23 is rubbed.
Then, the alignment film forming surfaces of the substrates 11 and 21 are opposed to each other, spacers are scattered between the substrates 11 and 21, and both are bonded by a sealing material (ultraviolet curable resin). At this time, a liquid crystal injection port for injecting liquid crystal between the substrates 11 and 21 is formed in a later step.
[0040]
Next, liquid crystal is injected between the substrates 11 and 21, and a sealing material (ultraviolet curable) 3 is filled in the liquid crystal injection port. Thereafter, a light shielding plate 31 covering the display area is overlaid on the substrate 21, and a polarizer 32 is disposed between the substrate 21 and the light source. Then, a voltage is applied to the pixel electrode slightly inside the edge of the display area. As a result, as shown in FIG. 9, the director direction of the liquid crystal molecules 2 at the edge of the display region is aligned obliquely with respect to the substrate surface. After aligning the director direction of the liquid crystal molecules 2 in this manner, the sealing material 3 is cured by irradiating ultraviolet rays through the polarizer 32. In this case, it is necessary to arrange the polarizer 32 so that the amplitude plane of the light passing through the polarizer 32 is perpendicular to the orientation of the liquid crystal molecules 2. In this way, a liquid crystal display panel is completed.
[0041]
In the present embodiment, since the polarizer 32 is arranged so that the amplitude plane of the light passing through the polarizer 32 is perpendicular to the azimuth angle of the liquid crystal 2, the deterioration of the liquid crystal molecules due to ultraviolet rays is prevented.
In this embodiment, a voltage is applied between the pixel electrode in the vicinity of the edge of the display region and the counter substrate among the plurality of pixel electrodes to generate an electric field oblique to the substrate surface. However, in the case of a switching type liquid crystal display panel in which the upper and lower electrodes are arranged in an oblique direction and an oblique electric field is used for driving, the pixels in the oblique direction are left as they are. An AC voltage may be applied to the electrode.
[0042]
Hereinafter, the results of forming an evaluation liquid crystal display panel by the method described in each of the above-described embodiments and examining the electrical characteristics thereof will be described.
(Electrical characteristics evaluation by single cell)
Conventional method (comparative example) using Nippon Synthetic Chemical polyimide (JALS-644) for the vertical alignment film, Nissan Chemical polyimide (SE-7792) for the horizontal alignment film, and Merck standard liquid crystal (ZLI-4792) for the liquid crystal First Embodiment (Example 1), Third Embodiment (Example 2), Fourth Embodiment (Example 3), and Fifth Embodiment (Example 4) A liquid crystal display panel for evaluation having a TN type single cell structure with a twist angle of 90 ° was prepared.
[0043]
These liquid crystal display panels for evaluation are formed by forming ITO electrode pads on one substrate side, etching them in a stripe shape with a pitch of 100 μm, and forming electrode pads on one side on the other substrate side. The structure is similar to a panel.
The UV curable resin is cured using an oak medium- and high-pressure mercury lamp, and 2000 mJ / cm from above the substrate surface.2Irradiation was performed under the condition of (I-line standard).
[0044]
When an alternating voltage was applied between the electrodes during the ultraviolet irradiation (Examples 2 to 4), a high frequency voltage having a frequency of 30 kHz was applied to prevent ion adsorption on the electrode surface. Further, in order to sufficiently align the liquid crystal molecules with an electric field, 10 V, which is about twice the saturation voltage of the liquid crystal, was applied between the electrodes.
Table 1 below shows the results of examining the ion density and voltage holding ratio of the liquid crystal display panels for evaluation manufactured according to the comparative examples and the examples.
[0045]
[Table 1]
Figure 0003847418
[0046]
As is apparent from Table 1, in the case of the comparative example, the ion density greatly increased due to the irradiation of ultraviolet rays, and the voltage holding ratio decreased by 2.4%. If the voltage holding ratio decreases, the active matrix liquid crystal display panel leaks without being held until the next data writing time, resulting in display irregularities (color loss). . On the other hand, in the liquid crystal display panels of Examples 1 to 4, the decrease in the voltage holding ratio is as small as 0.3 to 0.7%, and it can be seen that the optical deterioration of the liquid crystal can be suppressed.
[0047]
(LCD panel lighting test)
Next, a liquid crystal display panel was formed by a dropping injection method, and the presence or absence of display unevenness when lit for a long time was examined.
That is, a liquid crystal display panel was manufactured by the dropping injection process using the alignment film and the liquid crystal used in the evaluation of the electrical characteristics described above. A horizontal alignment film was applied to the display area of the TFT substrate and the CF substrate, and a vertical alignment film was applied between the area where the sealing material was applied and the display area, and thermosetting was performed.
[0048]
Each alignment film of the TFT substrate and the CF substrate was rubbed so that the twist angle was 90 °, and then an ultraviolet curable resin (epoxy acrylate resin: manufactured by Kyoritsu Chemical Co., Ltd.) was applied in a frame shape to one of the substrates. Then, multiple points of liquid crystal were dropped on the display area of one substrate so that the liquid crystal was evenly diffused when the two substrates were bonded together. A gap material (adhesive spacer 5 μm: made by Hayakawa Rubber) was sprayed on the other substrate. Thereafter, both substrates were set in a laminating machine and bonded in a vacuum.
[0049]
Next, the sealing material was irradiated with ultraviolet rays and cured while applying an alternating voltage (f = 30 kHz, V = 10 V) between the pixel electrode in the vicinity of the edge of the display region and the counter electrode. Thereby, the liquid crystal display panel shown in FIG. 10 was completed. In FIG. 10, a hatched area is a display area. A horizontal alignment film is formed in the display area, and vertical alignment films 13b and 23b are formed outside the display area. In addition, a voltage was applied between the pixel electrode outside the position indicated by the alternate long and short dash line and the counter substrate. Reference numeral 15 denotes a terminal region in which a plurality of terminals connected to the bus line are arranged, and a driving voltage is supplied to each terminal from the driving circuit board.
[0050]
The liquid crystal display panel thus manufactured was unitized, and a drive test was performed under the condition of 50 ° C. using an environmental tester. As a result, even after 500 hours, display unevenness did not occur in the vicinity of the resin portion.
On the other hand, a liquid crystal display panel was formed in the same manner as described above except that no voltage was applied during ultraviolet irradiation. And the drive test was done on the conditions similar to the above using the environmental testing machine. As a result, display unevenness due to a decrease in the voltage holding ratio occurred in the vicinity of the seal portion from the beginning of lighting, and the region expanded with time. From this, it can be seen that the present invention is extremely useful for improving the reliability of the liquid crystal display panel.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the director direction of the liquid crystal molecules is directed to the propagation direction of the ultraviolet rays or the polarizer is set during the curing of the sealing material or the sealing material or the ultraviolet irradiation for preventing display unevenness. In this way, ultraviolet rays of only the polarization component in the direction perpendicular to the orientation of the liquid crystal molecules are irradiated, so that deterioration of the liquid crystal due to the ultraviolet rays is suppressed. Thereby, the curing of the sealing material or the sealing material using ultraviolet rays and the sealing curing in the dropping injection process can be performed with reliability, and the manufacturing yield and productivity of the liquid crystal display panel are greatly improved. In addition, when the entire panel surface is irradiated with ultraviolet rays to prevent display unevenness, deterioration of the liquid crystal is avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing liquid crystal molecules on a substrate surface of a liquid crystal display panel.
FIG. 2 is a schematic diagram (part 1) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display panel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram (part 2) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display panel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a method for manufacturing a liquid crystal display panel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram (part 1) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display panel according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram (part 2) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display panel according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram (part 1) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display panel according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram (part 2) illustrating the method for manufacturing the liquid crystal display panel according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a schematic view showing a method for manufacturing a liquid crystal display panel according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing a liquid crystal display panel used in a lighting test.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a conventional problem.
[Explanation of symbols]
2 Liquid crystal molecules
3 Sealing material
4 Sealing material
11, 21 substrate
12 pixel electrodes
13, 13a, 13b, 23, 23a, 23b Alignment film
22 Counter electrode
31 Shading plate
32 Polarizer

Claims (11)

一対の基板間に液晶が封入され、表示領域の外側に光硬化性樹脂からなるシール材を塗布し、前記シール材近傍の液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向に対し平行にして光照射し、前記シール材を硬化させることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。  Liquid crystal is sealed between a pair of substrates, a sealing material made of a photocurable resin is applied to the outside of the display area, and the director direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the sealing material is made parallel to the light propagation direction and irradiated with light. A method of manufacturing a liquid crystal display panel, wherein the sealing material is cured. 前記液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向に対し平行にする手段として、前記シール材近傍に垂直配向膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネルの製造方法。  2. The method of manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 1, wherein a vertical alignment film is formed in the vicinity of the sealing material as means for making the director direction of the liquid crystal molecules parallel to the light propagation direction. 前記液晶分子のダイレクタ方向を光の伝播方向に対し平行にする手段として、基板面に垂直な方向に電界を発生させることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネルの製造方法。  2. The method of manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 1, wherein an electric field is generated in a direction perpendicular to the substrate surface as means for making the director direction of the liquid crystal molecules parallel to the light propagation direction. 前記基板面に垂直な方向の電界を発生させる手段として、一方の基板に形成された画素電極と、他方の基板に形成された対向電極との間に電圧を印加することを特徴とする請求項3に記載の液晶表示パネルの製造方法。  The voltage is applied between the pixel electrode formed on one substrate and the counter electrode formed on the other substrate as means for generating an electric field in a direction perpendicular to the substrate surface. 4. A method for producing a liquid crystal display panel according to 3. 一対の基板間に液晶が封入され、表示領域の外側に光硬化性樹脂からなるシール材を塗布し、前記シール材近傍の液晶分子のダイレクタ方向を揃え、液晶分子のダイレクタ方向に対し振幅面が垂直な光を照射し、前記シール材を硬化させることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。  Liquid crystal is sealed between a pair of substrates, a sealing material made of a photocurable resin is applied to the outside of the display area, the director direction of the liquid crystal molecules in the vicinity of the sealing material is aligned, and the amplitude surface is relative to the director direction of the liquid crystal molecules. A method of manufacturing a liquid crystal display panel, wherein the sealing material is cured by irradiating perpendicular light. 前記液晶分子のダイレクタ方向を揃える手段として、基板面に対し平行又は斜め方向に電界を発生させることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示パネルの製造方法。  6. The method of manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 5, wherein as a means for aligning the director direction of the liquid crystal molecules, an electric field is generated in a direction parallel or oblique to the substrate surface. 前記基板面に対し平行な方向の電界を発生させる手段として、隣接する画素電極間に電圧を印加することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示パネルの製造方法。  7. The method of manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 6, wherein a voltage is applied between adjacent pixel electrodes as means for generating an electric field in a direction parallel to the substrate surface. 前記基板面に対し斜め方向の電界を発生させる手段として、一方の基板に形成された画素電極と他方の基板に形成された対向電極との間に電圧を印加することを特徴とする請求項6に記載の液晶表示パネルの製造方法。  7. A voltage is applied between a pixel electrode formed on one substrate and a counter electrode formed on the other substrate as means for generating an electric field oblique to the substrate surface. The manufacturing method of the liquid crystal display panel of description. 前記振幅面が垂直な光を照射する手段として、前記基板と光照射用光源との間に偏光子を配置することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示パネルの製造方法。  6. The method of manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 5, wherein a polarizer is disposed between the substrate and the light source for light irradiation as means for irradiating light having a vertical amplitude surface. 前記光が紫外線であることを特徴とする請求項1又は5に記載の液晶表示パネルの製造方法。  The method for manufacturing a liquid crystal display panel according to claim 1, wherein the light is ultraviolet light. 前記一対の基板間に滴下注入法により液晶が封入され、請求項1又は5に記載の方法で製造されることを特徴とする液晶表示パネル。  6. A liquid crystal display panel manufactured by the method according to claim 1 or 5, wherein liquid crystal is sealed between the pair of substrates by a dropping injection method.
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