JP3994743B2 - Method for manufacturing liquid crystal device and liquid crystal device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve display quality by preventing an alignment defect at a part with a difference in level on a liquid crystal substrate surface and making alignment uniform over a full screen surface. <P>SOLUTION: A stage 81 and a rubbing roll 83 are freely movable relative to each other. The stage 81 is made to move in a horizontal direction while the rubbing roll 83 is made to rotate. A rubbing operation is carried out by the rotation of the rubbing roll 83 and by the movement of the stage 81. In this case, a direction of the rotation of the rubbing roll 83 is made to coincide with data lines on the liquid crystal substrate and, at the same time, a direction of relative movement of the stage 81 and the rubbing roll 83 is made to incline at an angle specified corresponding to a direction of twist of the liquid crystal with respect to a direction of the data lines on the surface of the liquid crystal substrate 82. Therefore, the surface of the rubbing roll 83 obliquely passes across the part with a difference in level caused by the data lines, the twist of the liquid crystal at the part with a difference in level gets smooth, the alignment defect is prevented, the alignment is made uniform over the full screen surface and picture quality is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面全域で配向を均一化するようにした液晶装置の製造方法及び液晶装置に関する。
【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。液晶ライトバルブでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等のスイッチング素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に共通電位を供給する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】
TFTを配置したTFT基板と、TFT基板に対向配置される対向基板とは、別々に製造される。両基板は、パネル組立工程において高精度に貼り合わされた後、液晶が封入される。パネル組立工程においては、先ず、各基板工程において夫々製造されたTFT基板と対向基板との対向面、即ち、対向基板及びTFT基板の液晶層と接する面上に配向膜が形成され、次いでラビング処理が行われる。
【0004】
配向膜を形成してラビング処理を施すことで、電圧無印加時の液晶分子の配列が決定される。配向膜は、例えばポリイミドを約数十ナノメーターの厚さで塗布することにより形成される。液晶層に対向する両基板の面上に配向膜を形成することで、液晶分子を基板面に沿って配向処理することができる。ラビング処理は、ラビングロールを配向膜と接するように配置し、ラビングロールを高速で回転させながら、配向膜を擦ることにより、配向膜表面に細かい溝を形成し、あるいは配向膜を形成する高分子側鎖の方向を揃えることにより配向異方性の膜にするものであり、配向膜に一定方向のラビング処理を施すことで、液晶分子の配列を規定することができる。なお、ラビングロールの回転速度がラビングロールと液晶基板の相対移動速度より十分大きい場合、ラビング方向はラビングローラの回転方向によって規定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶パネルの透過率特性は、液晶のΔnd(Δnは液晶分子の屈折率異方性,dはセル厚(光路長))の影響を受ける。Δnは液晶分子の向き、つまり液晶分子集合の配向状態によって変化する。従って、配向状態が画面全体で一様でない場合には、表示品位が低下し、例えばざらつき感等として現れる。
【0006】
特に、マトリクス状に配置したTFT画素のゲート線(走査線)又はソース線(データ線)方向近傍は段差が大きく、配向均一性の低下によって、この方向にスジむらが発生しやすいという問題点があった。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ラビングロールの回転方向、移動方向及び基板の向き等の設定によって、配向状態を画面全域で均一にして表示品位を向上させることができる液晶装置の製造方法及び液晶装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶装置の製造方法は、素子基板及び対向基板の間で液晶がツイストネマチックモードとなるように素子基板及び対向基板を互いに異なる2つのラビング方向にラビング処理することを含んだ液晶装置の製造方法であって、素子基板及び対向基板の少なくとも一方の液晶基板とラビングロールとの相対進行方向を規定する第1の手順と、相対進行方向に対するラビングロールの回転軸の傾きを規定する第2の手順と、傾きを有する回転軸の回りでラビングロールを回転させながら、相対進行方向に液晶基板とラビングロールとを相対的に進行させることにより、所定方向に延びた段差がある表面を有した液晶基板にラビング処理を施す第3の手順と、を具備し、第3の手順において、所定の方向に延びた段差の両側壁面のうち、互いに異なる2つのラビング方向のよって決まる向きにねじれ配向された液晶の配向障害となる壁面がラビングロールによって擦り上げられるように、第1の手順および第2の手順において相対進行方向および傾きを規定することを特徴とする。
【0009】
このような構成によれば、段差の両側壁面のうち配向障害となる壁面がラビングロールによって擦り上げるられることにより、この配向障害となる壁面近傍において配向不良を防ぐことができる。
【0010】
また、第1の手順は、液晶基板とラビングロールとの相対進行方向を所定方向に対して所定角度傾斜させ、第2の手順は、相対進行方向に対するラビングロールの回転軸の傾きを90度に規定することを特徴とする。
【0011】
このような構成によれば、ラビング方向を、段差の両側壁面のうち配向障害となる壁面側をラビングロールによって擦り上げるように所定角度傾斜させることができ、段差が配向障壁である場合でも、段差近傍における配向不良を防止することができる。
【0012】
また、第1の手順は、液晶基板とラビングロールとの相対進行方向を所定方向に対して所定角度傾斜させ、第2の手順は、相対進行方向に対するラビングロールの回転軸の傾きを液晶のねじれ方向に基づいて90度から所定角度傾斜させることを特徴とする。
【0013】
このような構成によれば、ラビングロール表面の移動方向を段差の両側壁面のうち液晶の配向障害となる壁面をラビングロールによって擦り上げるように所定角度傾斜させることができるので、段差が配向障害となる壁面である場合でも、段差近傍における配向不良を防止することができる。
【0016】
また、段差は、液晶基板の表面にある複数の段差のうちも最も大きな段差であることを特徴とする。
【0017】
このような構成によれば、少なくもと最も大きい段差部分の配向不良を防止することができ、配向の均一化が促進される。
【0018】
また、前記段差は、前記液晶基板に形成された相互に直交するデータ線又は走査線によって構成されることを特徴とする。
【0019】
このような構成によれば、データ線又は走査線によって液晶基板表面に段差が形成される場合でも、これらの段差による配向不良を防止することができる。
【0020】
対向基板を、走査線方向にラビング処理し、素子基板のみを、第1乃至第3の手順によってラビング処理することを特徴とする。
【0021】
このような構成によれば、段差が大きいデータ線近傍の配向不良を防止することができる。
【0022】
本発明に係る液晶装置は、ラビングロールの回転方向と所定方向の所定角度が、1〜6度の範囲に設定されることを特徴とする。
【0023】
このような構成によれば、1〜6度の範囲の傾斜角度でラビングロールの表面が配向障壁部分を移動しながらラビングが行われるので、配向不良が確実に防止される。また、本件出願人は先に出願した特願平2000−248525号明細書において、ツイスト角をこの範囲にすることによりコントラストが向上することを開示している。
【0024】
また、前記相対進行方向に対するラビングロールの回転軸の傾きが10〜45度の範囲に設定されることを特徴とする。
【0025】
このような構成によれば、10〜45度の範囲の傾斜角度でラビングロールの表面が配向障壁部分を移動しながらラビングが行われるので、配向不良が確実に防止される。
【0026】
本発明に係る液晶装置は、請求項1乃至8のいずれか1つに記載の液晶装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
【0027】
このような構成によれば、ラビングロールの表面が、段差の両側壁面のうち互いに異なる2つのラビング方向によって決まる液晶のねじれ配向の向きに基づいた配向障害となる壁面を擦り上がるように所定の角度傾斜して移動しながらラビングが行われている。従って、液晶装置は、液晶の回転がスムーズに行われるように配向不良が防止され、表示品質に優れている。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための説明図である。図2は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3はTFT基板等の素子基板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り、図4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3のH−H'線の位置で切断して示す断面図である。また、図5は液晶装置を詳細に示す断面図である。図6はパネル組立工程を示すフローチャートである。
【0029】
本実施の形態は光の旋光性を利用したツイストネマチックモードの液晶パネルに適用したものであり、ラビング時にラビングロールの回転方向及び進行方向、ステージの進行方向並びに基板の向き等を適宜設定することにより、画面全体で均一な配向状態を得て表示品位を向上させるようになっている。
【0030】
先ず、図2乃至図5を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【0031】
液晶パネルは、図3及び図4に示すように、TFT基板等の素子基板10と対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。素子基板10上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図2は画素を構成する素子基板10上の素子の等価回路を示している。
【0032】
図2に示すように、画素領域においては、複数本の走査線3a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3a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3a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。
【0033】
TFT30は走査線3a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。また、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。すなわち、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。
【0034】
図5は、一つの画素に着目した液晶パネルの模式的断面図である。
【0035】
ガラスや石英等の素子基板10には、素子基板完成時の段差形状を調整する為に溝11が形成されている。この溝11上に遮光膜12及び第1層間絶縁膜13を介してLDD構造をなすTFT30が形成されている。溝11によって、TFT基板の液晶50との境界面が平坦化される。
【0036】
TFT30は、チャネル領域1a、ソース領域1d、ドレイン領域1eが形成された半導体層に絶縁膜2を介してゲート電極をなす走査線3aが設けられてなる。なお、遮光膜12は、TFT30の形成領域に対応する領域、後述するデータ線6a及び走査線3a等の形成領域、即ち各画素の非表示領域に対応した領域に形成されている。この遮光膜12によって、入射光がTFT30のチャネル領域1a、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。
【0037】
TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上にはバリア層15が形成されている。バリア層15上には誘電体膜17を介して容量線18が対向配置されている。容量線18は、容量層と遮光層とからなり、バリア層15との間で蓄積容量を構成すると共に、光の内部反射を防止する遮光機能を有する。半導体層に比較的近接した位置にバリア層15を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
【0038】
容量線18上には第3層間絶縁膜19が配置され、第3層間絶縁膜19上にはデータ線6aが積層される。データ線6aは、第3及び第2層間絶縁膜19,14を貫通するコンタクトホール24a,24bを介してソース領域1dに電気的に接続される。データ線6a上には第4層間絶縁膜25を介して画素電極9aが積層されている。画素電極9aは、第4〜第2層間絶縁膜25,19,14を貫通するコンタクトホール26a,26bにより容量線18を介してドレイン領域1eに電気的に接続される。画素電極9a上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜16が積層され、図1に示す方法によって所定方向にラビング処理されている。
【0039】
走査線3a(ゲート電極)にON信号が供給されることで、チャネル領域1aが導通状態となり、ソース領域1dとドレイン領域1eとが接続されて、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに与えられる。
【0040】
一方、対向基板20には、TFTアレイ基板のデータ線6a、走査線3a及びTFT30の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域において第1遮光膜23が設けられている。この第1遮光膜23によって、対向基板20側からの入射光がTFT30のチャネル領域1a、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。第1遮光膜23上に、対向電極(共通電極)21が基板20全面に亘って形成されている。対向電極21上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜22が積層され、所定方向にラビング処理されている。
【0041】
そして、素子基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。これにより、TFT30は所定のタイミングでデータ線6aから供給される画像信号を画素電極9aに書き込む。書き込まれた画素電極9aと対向電極21との電位差に応じて液晶50の分子集合の配向状態が変化して、光を変調し、階調表示を可能にする。
【0042】
図3及び図4に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば遮光膜23と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【0043】
遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、素子基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、素子基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材41は、素子基板10の1辺の一部において欠落しており、貼り合わされた素子基板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78が形成される。液晶注入口78より液晶が注入された後、液晶注入口78を封止材79で封止するようになっている。
【0044】
素子基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び実装端子62が素子基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、走査線駆動回路63が設けられている。素子基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、素子基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。
【0045】
次に、図6を参照してパネル組立工程について説明する。素子基板10(TFT基板)と対向基板20とは、別々に製造される。ステップS1 ,S6 で夫々用意されたTFT基板及び対向基板20に対して、次のステップS2 ,S7 では、配向膜16,22となるポリイミド(PI)を塗布する。次に、ステップS3 ,S8 において、素子基板10表面の配向膜16及び対向基板20表面の配向膜22に対して、ラビング処理を施す。
【0046】
次に、ステップS4 ,S9 において、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、ステップS5 において、シール材41(図3参照)を形成する。次に、ステップS10で、素子基板10と対向基板20とを貼り合わせ、ステップS11でアライメントを施しながら圧着し、シール材41を硬化させる。最後に、ステップS12において、シール材41の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【0047】
次に、図7及び図8を参照して、ラビング角の設定の理由について説明する。図7は液晶パネルの配向状態を説明するための説明図である。
【0048】
本実施の形態は光の旋光性を利用したツイストネマチックモードの液晶パネルに適用したものである。
【0049】
図7は水平及び垂直方向にマトリクス状にデータ線及びゲート線が配置されたTFT基板を用いたツィストネマチックモードの液晶パネルについて、光の透過状態を偏光顕微鏡にて観察した状態を模式的に示している。なお、図7の液晶パネルは、図8に示すラビング方向でラビングされている。図7及び図8は図3と同様に、対向基板側から見た図である。なお段差の大きさの関係は、データ線>ゲート線の例である。
【0050】
図7において、塗り潰した格子状部分71は対向基板上に形成されたブラックマトリクスを示している。また、図7中の無地の領域72は、配向状態が均一の部分を示している。そして、図7中の斜線の領域73は、配向状態が不安定な部分を示している。配向状態が不良な領域73は、TFT基板のデータ線に沿っている。即ち、この領域73はTFT基板表面が段差を有する部分の一方の側面に相当する。
【0051】
図8に示すように、TFT基板のラビング方向は垂直方向下から上側に向かっており、TFT基板近傍では液晶分子は下側がTFT基板に隣接し上側がTFT基板から離間したチルトを有する。一方、対向基板のラビング方向は水平方向右から左側に向かっており、対向基板近傍では液晶分子は右側が対向基板に隣接し左側が対向基板から離間したチルトを有する。即ち、対向基板側に隣接する液晶分子の向きを基準にすると、電圧無印加時には液晶分子は対向基板とTFT基板との間で反時計方向に90度回転する。
【0052】
従って、図8のラビング状態では、TFT基板側の液晶分子のチルトを考慮すると、パネル表面側から見て液晶分子の左側に段差を有する場合に、液晶分子の回転が妨害されるものと考えられる。逆に、ラビング方向が図9に示すものである場合には、パネル表面側から見て液晶分子の右側にあるデータ線による段差が障壁となる。
【0053】
つまり、これらの段差障壁近傍では液晶分子は配向障害を受けやすい。なお、TFTパネルでは信号線、容量線、遮光膜等によっても基板表面に段差が生じており、これらの段差部分においても配向障害が生じる。
【0054】
そこで、本実施の形態においては、配向障害が液晶分子のチルトの向き、即ち、ラビング方向と段差の向きとに応じて発生することを考慮して、段差を生じさせる信号線の向きに対してラビングの向きを傾斜させることにより、配向障害を抑制するものである。これにより、本実施の形態においては、液晶パネルの段差部分においても配向状態を良好にして、画面全体で均一な配向状態を得るようになっている。
【0055】
図1において、ステージ81上には液晶基板82が載置されている。図1の例はTFT基板と対向基板とのラビング方向の関係が図8に示す関係を有する場合の例である。液晶基板82は上述した素子基板10であり、図6のステップS2 における配向膜形成が行われものである。なお、仮に対向基板20表面にも段差がある場合には、対向基板20に対しても図1の方法によってラビングを行えばよい。
【0056】
ラビングロール83は、円柱形状に構成され、円中心を軸84として周方向に回動自在である。ラビングロール83の周面には、例えばレーヨンで形成されたラビング布が取り付けられている。ラビング布の表面からはレーヨンの毛先が伸びている。ラビングロール83とステージ81とは、ラビング布による液晶基板82へのラビング圧が所定値になるように、垂直方向の位置決めが行われている。
【0057】
ステージ81とラビングロール83とは相対的に移動自在であり、図1では、例えば、ラビングロール83がステージ81に対して矢印85にて示す水平方向に相対的に移動することを示している。ラビングロール83を回転させながらステージ81を水平方向に移動させて、ラビングロール83の回転及びステージ81の移動によって、ラビング布で液晶基板82の全面を擦ってラビングを行う。
【0058】
本実施の形態においては、液晶基板82は、ラビングロール83とステージ81との相対移動方向に対して所定角度傾斜させて配置している。
【0059】
従って、図1の矢印85にて示すラビング方向は、液晶基板82の垂直方向に対して所定角度傾斜している。即ち、この場合には、データ線の配線方向に対して、所定角度だけラビング方向がずれている。図1と図7,図8との比較から明らかなように、データ線等による段差の両側壁面のうち配向障害を与えやすい壁面に対して、段差の下側から上側に向かってラビングロール83が進行するように、設定される。
【0060】
このように構成された実施の形態においては、素子基板82に対するラビング時には、図1の矢印85に示す方向にラビングが行われる。即ち、ラビングロール83の表面は、液晶基板82と対向基板との間のラビング方向の関係が図8に示す関係である場合に、液晶基板82のデータ線による段差に対して、配向障害を与えやすい壁面の下側から上側に向かって進行する。
【0061】
本実施の形態におけるラビング処理では、ラビング布が配向障害を与える段差壁面を擦り上げる方向に進行するように行われる。このようにラビング処理された液晶基板82を図8に示す関係を有して対向基板と貼り合わせるものとする。そうすると、対向基板側に隣接する液晶分子の向きを基準にすると、電圧無印加時には、TFT基板側の液晶分子は対向基板側に向かって時計方向に回転する。
【0062】
この場合には、配向障害を与える段差壁面近傍のTFT基板に隣接する液晶分子は、段差壁面近傍において段差を斜めに横切るように配向状態が規定されており、ラビング布によるラビング方向に沿ってチルトが形成される。従って、液晶分子は、段差障壁近傍であっても、時計方向に回転しやく、段差障壁近傍において配向状態が不良となることを防止することができる。
【0063】
このように、本実施の形態においては、ラビング方向を段差の向きに対して液晶ねじれ方向に応じて所定角度傾斜させており、段差障壁近傍の配向不良の発生を防止することができる。これにより、配向状態を画面全域で均一にして表示品位を向上させることができる。
【0064】
なお、TFT基板側のラビング方向をデータ線等の段差に対して所定角度傾斜させているが、対向基板側もTFT基板側のラビング方向に応じてツイスト角が90度異なるように所定角度傾斜させてラビング処理を行ってもよい。また、ツイスト角を90度に設定する必要がない場合には、対向基板側については、基板の水平又は垂直軸に一致させたラビング方向でラビング処理を行ってもよい。
【0065】
なお、段差方向とラビングロール83及びステージ81の相対進行方向との角度は、1〜6度の範囲に設定されることが望ましい。この角度範囲の場合に、配向状態は良好となりやすい。また、対向基板のラビング方向を水平軸に一致させた場合、ツイスト角は、91〜96度となり、本件出願人が先に出願した特願平2000−248525号明細書に開示した通り、コントラスト特性が良好となる。
【0066】
図10は本発明の第2の実施の形態を示す説明図である。図10において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【0067】
本実施の形態はラビングロール83の回転方向に対してステージ81とラビングロール83との相対移動方向を液晶ねじれ方向に応じて所定角度傾斜させた状態でラビングを行う方式に適用したものである。
【0068】
第1の実施の形態においては、ラビング方向を段差の向きに対して傾斜させることで、段差障壁近傍の配向不良の発生を防止した。しかし、ラビング方向を段差の向き、即ちデータ線の向き等に対して傾斜させることから、製造工程において回転方向の基準軸の設定が困難である。
【0069】
そこで、本実施の形態は、ラビング方向を段差方向に一致させると共に、ラビングロールを配向障害を与えやすい壁面の下側から上側に向かってラビング布表面を進行させるようにすることにより、配向不良の発生を防止すると共に、製造工程における回転方向基準軸の設定を容易にすることを可能にしたものである。
【0070】
本実施の形態においては、図10に示すように、段差を構成するデータ線等の向きが、軸84の向きによって規定されるラビングロール83の回転方向に一致するように、液晶基板82をステージ81上に配置している。矢印96はラビングロール83の回転速度方向を示している。また、矢印95はステージ81とラビングロール83の水平方向の相対移動方向を示している。
【0071】
ラビングロール83の回転速度は、ラビングロール83とステージ81との相対移動速度に対して極めて高速であり、ラビング方向は略ラビングロール83の回転方向に一致する。
【0072】
しかし、ラビングロール83とステージ81との相対移動方向は、液晶基板82のデータ線等の段差に対して傾斜しており、本実施の形態においても、ラビングロール83は、データ線等による段差の両側壁面のうち配向障害を与えやすい壁面に対して、段差の下側から上側に向かって進行するように、設定される。
【0073】
このように、本実施の形態においては、バイアスラビングを行うことで、ラビング方向をデータ線等による段差方向に一致させると共に、ラビングロール83とステージ81の相対移動方向を、段差に対して液晶ねじれ方向に応じて所定角度傾斜させている。これにより、液晶分子は段差障壁近傍においても回転しやすく、配向不良が生じることはない。
【0074】
なお、本実施の形態においても、段差方向とラビングロール83及びステージ81の相対進行方向との角度は、10〜45度の範囲に設定されることが望ましい。この角度範囲の場合に、配向状態は良好となりやすい。
【0075】
図11は第2の実施の形態によって製造した液晶パネルについて、図7と同様に、光の透過状態を偏光顕微鏡にて観察した状態を示している。また、図12は段差に対するラビング方向の傾斜角度を液晶分子のねじれ方向を考慮することなく設定した場合の例である。なお、図11及び図12の例は図8と同一のラビング方向に設定した場合の例である。
【0076】
第2の実施例のように、ラビングロール83が段差障壁の下側から上側に向かって擦り上げながらラビングを行った場合には、図11と図8との比較から明らかなように、領域93は比較的配向が均一となる。これに対し、図12の場合には、ラビングロール83が段差障壁の上側から下側に向かって擦り下げながらラビングを行った場合の例である。この場合には、領域94は配向が不均一となっている。
【0077】
このように、ラビングロール表面が段差障壁を下側から上側に向かって擦り上げながら進行することによって、段差障壁近傍における配向不良の発生を防止することが可能である。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ラビングロールの回転方向、移動方向及び基板の向き等の設定によって、配向状態を画面全域で均一にして表示品位を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための説明図。
【図2】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。
【図3】TFT基板等の素子基板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4】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3のH−H'線の位置で切断して示す断面図。
【図5】液晶装置を詳細に示す断面図。
【図6】パネル組立工程を示すフローチャート。
【図7】ツイストネマチックモードの液晶パネルの光の透過状態を示す説明図。
【図8】対向基板及びTFT基板のラビング方向を示す説明図。
【図9】対向基板及びTFT基板のラビング方向と配向障壁を説明するための説明図。
【図10】本発明の第2の実施の形態を示す説明図。
【図11】第2の実施の形態についてツイストネマチックモードの液晶パネルの光の透過状態を示す説明図。
【図12】段差に対するラビング方向の傾斜角度を液晶分子のねじれ方向を考慮することなく設定した場合の例を示す説明図。
【符号の説明】
81…ステージ
82…液晶基板
83…ラビングロール
85…相対移動方向
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal device and a liquid crystal device in which the alignment is made uniform over the entire screen.
[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 a liquid crystal light valve, switching elements such as thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) are arranged in a matrix on one substrate, and a counter electrode that supplies a common potential is arranged on the other substrate. Image display is enabled by changing the optical characteristics of the liquid crystal layer sealed between the two substrates in accordance with the image signal.
[0003]
The TFT substrate on which the TFT is disposed and the counter substrate disposed to face the TFT substrate are manufactured separately. Both substrates are bonded together with high accuracy in the panel assembling process, and then liquid crystal is sealed therein. In the panel assembly process, first, an alignment film is formed on the opposing surfaces of the TFT substrate and the counter substrate manufactured in each substrate process, that is, on the surface in contact with the liquid crystal layer of the counter substrate and the TFT substrate, and then the rubbing process. Is done.
[0004]
By forming an alignment film and performing a rubbing treatment, the alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied is determined. The alignment film is formed, for example, by applying polyimide with a thickness of about several tens of nanometers. By forming an alignment film on the surfaces of both substrates facing the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules can be aligned along the substrate surface. In the rubbing process, a rubbing roll is disposed in contact with the alignment film, and the alignment film is rubbed while rotating the rubbing roll at a high speed to form fine grooves on the alignment film surface, or a polymer that forms the alignment film. By aligning the direction of the side chain, the film becomes an anisotropic film, and the alignment of the liquid crystal molecules can be defined by subjecting the alignment film to rubbing treatment in a certain direction. When the rotational speed of the rubbing roll is sufficiently larger than the relative moving speed of the rubbing roll and the liquid crystal substrate, the rubbing direction is defined by the rotational direction of the rubbing roller.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the transmittance characteristics of the liquid crystal panel are influenced by Δnd of the liquid crystal (Δn is the refractive index anisotropy of liquid crystal molecules, and d is the cell thickness (optical path length)). Δn varies depending on the orientation of the liquid crystal molecules, that is, the alignment state of the liquid crystal molecule assembly. Therefore, when the orientation state is not uniform over the entire screen, the display quality is lowered, and for example, it appears as a rough feeling.
[0006]
In particular, the TFT pixels arranged in a matrix form have a large step in the vicinity of the gate line (scanning line) or source line (data line) direction, and stripe unevenness is likely to occur in this direction due to a decrease in alignment uniformity. there were.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and the display state can be improved by making the orientation state uniform over the entire screen by setting the rotation direction, the moving direction, the substrate direction, and the like of the rubbing roll. It is an object to provide a method for manufacturing a liquid crystal device and a liquid crystal device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes rubbing the element substrate and the counter substrate in two different rubbing directions so that the liquid crystal is in a twisted nematic mode between the element substrate and the counter substrate. A first procedure for defining a relative traveling direction of at least one liquid crystal substrate of the element substrate and the counter substrate and the rubbing roll, and a first procedure for defining an inclination of the rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction. The surface having a step extending in a predetermined direction is obtained by moving the liquid crystal substrate and the rubbing roll relative to each other in the relative traveling direction while rotating the rubbing roll around the rotating shaft having an inclination. A third procedure for performing a rubbing process on the liquid crystal substrate, and in the third procedure, among the both side walls of the step extending in a predetermined direction, In the first procedure and the second procedure, the relative traveling direction and the inclination are defined so that the wall that becomes the alignment obstacle of the liquid crystal that is twisted in the direction determined by two different rubbing directions is rubbed by the rubbing roll. It is characterized by doing.
[0009]
According to such a structure, the wall surface which becomes an orientation disorder | damage | failure among the both wall surfaces of a level | step difference is rubbed by a rubbing roll, and the orientation defect can be prevented in the wall surface vicinity which becomes this orientation disorder | damage | failure.
[0010]
In the first procedure, the relative traveling direction of the liquid crystal substrate and the rubbing roll is inclined by a predetermined angle with respect to the predetermined direction, and in the second procedure, the inclination of the rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction is set to 90 degrees. It is characterized by prescribing.
[0011]
According to such a configuration, the rubbing direction can be inclined by a predetermined angle so that the wall surface that becomes an alignment obstacle among the both side wall surfaces of the step is rubbed by the rubbing roll, and even when the step is an alignment barrier, the step An alignment failure in the vicinity can be prevented.
[0012]
In the first procedure, the relative traveling direction of the liquid crystal substrate and the rubbing roll is tilted by a predetermined angle with respect to the predetermined direction, and in the second procedure, the tilt of the rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction is twisted of the liquid crystal. A predetermined angle is inclined from 90 degrees based on the direction.
[0013]
According to such a configuration, the movement direction of the rubbing roll surface can be tilted by a predetermined angle so that the wall surface that disturbs the alignment of the liquid crystal among the both side wall surfaces of the step is rubbed by the rubbing roll. Even in the case of the wall surface, it is possible to prevent alignment failure in the vicinity of the step.
[0016]
Further, the step is the largest step among the plurality of steps on the surface of the liquid crystal substrate.
[0017]
According to such a configuration, it is possible to prevent orientation failure at the largest step portion at least and to promote uniform orientation.
[0018]
Further, the step is constituted by data lines or scanning lines which are formed on the liquid crystal substrate and are orthogonal to each other.
[0019]
According to such a configuration, even when a step is formed on the surface of the liquid crystal substrate by the data line or the scanning line, it is possible to prevent alignment defects due to these steps.
[0020]
The counter substrate is rubbed in the scanning line direction, and only the element substrate is rubbed by the first to third procedures.
[0021]
According to such a configuration, it is possible to prevent alignment failure in the vicinity of the data line having a large step.
[0022]
The liquid crystal device according to the present invention is characterized in that a predetermined angle between the rotation direction of the rubbing roll and the predetermined direction is set in a range of 1 to 6 degrees.
[0023]
According to such a configuration, since the rubbing is performed while the surface of the rubbing roll moves along the alignment barrier portion at an inclination angle in the range of 1 to 6 degrees, alignment failure is reliably prevented. The applicant of the present application discloses in Japanese Patent Application No. 2000-248525 filed earlier that the contrast is improved by setting the twist angle within this range.
[0024]
Further, the inclination of the rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction is set in a range of 10 to 45 degrees.
[0025]
According to such a configuration, since the rubbing is performed while the surface of the rubbing roll moves along the alignment barrier portion at an inclination angle in the range of 10 to 45 degrees, alignment failure is reliably prevented.
[0026]
A liquid crystal device according to the present invention is manufactured by the method for manufacturing a liquid crystal device according to any one of claims 1 to 8.
[0027]
According to such a configuration, the surface of the rubbing roll has a predetermined angle so as to rub up the wall surface that becomes an alignment obstacle based on the direction of twisted alignment of the liquid crystal determined by the two different rubbing directions among the both side wall surfaces of the step. Rubbing is performed while moving at an angle. Therefore, the liquid crystal device is superior in display quality by preventing alignment failure so that the liquid crystal rotates smoothly.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a method of manufacturing a liquid crystal device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels constituting the pixel region of the liquid crystal device. FIG. 3 is a plan view of an element substrate such as a TFT substrate as viewed from the counter substrate side together with each component formed thereon, and FIG. 4 is an assembly process in which the element substrate and the counter substrate are bonded together to enclose liquid crystal. It is sectional drawing which cut | disconnects and shows the liquid crystal device after completion | finish at the position of the HH 'line | wire of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the liquid crystal device in detail. FIG. 6 is a flowchart showing the panel assembly process.
[0029]
This embodiment is applied to a twisted nematic mode liquid crystal panel utilizing the optical rotation of light, and the rubbing roll rotation direction and traveling direction, stage traveling direction, substrate orientation, etc. are appropriately set during rubbing. Thus, a uniform alignment state is obtained over the entire screen to improve display quality.
[0030]
First, the structure of the liquid crystal panel will be described with reference to FIGS.
[0031]
As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal panel is configured by sealing a liquid crystal 50 between an element substrate 10 such as a TFT substrate and a counter substrate 20. On the element substrate 10, pixel electrodes and the like constituting pixels are arranged in a matrix. FIG. 2 shows an equivalent circuit of elements on the element substrate 10 constituting the pixel.
[0032]
As shown in FIG. 2, in the pixel region, a plurality of scanning lines 3a and a plurality of data lines 6a are wired so as to cross each other, and a pixel electrode is formed in a region partitioned by the scanning lines 3a and the data lines 6a. 9a are arranged in a matrix. A TFT 30 is provided corresponding to each intersection of the scanning line 3 a and the data line 6 a, and the pixel electrode 9 a is connected to the TFT 30.
[0033]
The TFT 30 is turned on by the ON signal of the scanning line 3a, whereby the image signal supplied to the data line 6a is supplied to the pixel electrode 9a. A voltage between the pixel electrode 9 a and the counter electrode 21 provided on the counter substrate 20 is applied to the liquid crystal 50. In addition, a storage capacitor 70 is provided in parallel with the pixel electrode 9a, and the storage capacitor 70 makes it possible to hold the voltage of the pixel electrode 9a for a time that is, for example, three orders of magnitude longer than the time when the source voltage is applied. That is, the storage capacitor 70 improves the voltage holding characteristic and enables image display with a high contrast ratio.
[0034]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel focusing on one pixel.
[0035]
A groove 11 is formed in the element substrate 10 such as glass or quartz in order to adjust the step shape when the element substrate is completed. A TFT 30 having an LDD structure is formed on the groove 11 with a light shielding film 12 and a first interlayer insulating film 13 interposed therebetween. The groove 11 flattens the boundary surface between the TFT substrate and the liquid crystal 50.
[0036]
The TFT 30 includes a scanning line 3a that forms a gate electrode through an insulating film 2 on a semiconductor layer in which a channel region 1a, a source region 1d, and a drain region 1e are formed. The light shielding film 12 is formed in a region corresponding to the formation region of the TFT 30, a formation region such as a data line 6a and a scanning line 3a described later, that is, a region corresponding to a non-display region of each pixel. The light shielding film 12 prevents incident light from entering the channel region 1 a, the source region 1 d, and the drain region 1 e of the TFT 30.
[0037]
A second interlayer insulating film 14 is stacked on the TFT 30, and a barrier layer 15 is formed on the second interlayer insulating film 14. On the barrier layer 15, a capacitance line 18 is disposed to face the dielectric film 17. The capacitor line 18 includes a capacitor layer and a light shielding layer, and forms a storage capacitor with the barrier layer 15 and has a light shielding function for preventing internal reflection of light. The barrier layer 15 is formed at a position relatively close to the semiconductor layer, so that irregular reflection of light can be efficiently prevented.
[0038]
A third interlayer insulating film 19 is disposed on the capacitor line 18, and a data line 6 a is stacked on the third interlayer insulating film 19. The data line 6a is electrically connected to the source region 1d through contact holes 24a and 24b penetrating the third and second interlayer insulating films 19 and 14. A pixel electrode 9a is stacked on the data line 6a with a fourth interlayer insulating film 25 interposed therebetween. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain region 1e through the capacitor line 18 through contact holes 26a and 26b that penetrate the fourth to second interlayer insulating films 25, 19, and 14. An alignment film 16 made of polyimide polymer resin is laminated on the pixel electrode 9a, and is rubbed in a predetermined direction by the method shown in FIG.
[0039]
When the ON signal is supplied to the scanning line 3a (gate electrode), the channel region 1a becomes conductive, the source region 1d and the drain region 1e are connected, and the image signal supplied to the data line 6a becomes the pixel electrode. 9a.
[0040]
On the other hand, the counter substrate 20 is provided with a first light-shielding film 23 in a region facing the data line 6a, scanning line 3a, and TFT 30 formation region of the TFT array substrate, that is, in a non-display region of each pixel. The first light shielding film 23 prevents incident light from the counter substrate 20 side from entering the channel region 1 a, the source region 1 d, and the drain region 1 e of the TFT 30. A counter electrode (common electrode) 21 is formed over the entire surface of the substrate 20 on the first light shielding film 23. An alignment film 22 made of a polyimide-based polymer resin is laminated on the counter electrode 21 and rubbed in a predetermined direction.
[0041]
A liquid crystal 50 is sealed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. Thereby, the TFT 30 writes the image signal supplied from the data line 6a to the pixel electrode 9a at a predetermined timing. The alignment state of the molecular assembly of the liquid crystal 50 changes according to the written potential difference between the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 to modulate light and enable gradation display.
[0042]
As shown in FIGS. 3 and 4, the counter substrate 20 is provided with a light shielding film 42 as a frame for partitioning the display area. The light shielding film 42 is formed of, for example, the same or different light shielding material as the light shielding film 23.
[0043]
A sealing material 41 that encloses liquid crystal in a region outside the light shielding film 42 is formed between the element substrate 10 and the counter substrate 20. The sealing material 41 is disposed so as to substantially match the contour shape of the counter substrate 20 and fixes the element substrate 10 and the counter substrate 20 to each other. The sealing material 41 is missing in a part of one side of the element substrate 10, and a liquid crystal injection port 78 for injecting the liquid crystal 50 is formed in the gap between the bonded element substrate 10 and the counter substrate 20. The After the liquid crystal is injected from the liquid crystal injection port 78, the liquid crystal injection port 78 is sealed with a sealing material 79.
[0044]
A data line driving circuit 61 and a mounting terminal 62 are provided along one side of the element substrate 10 in a region outside the sealing material 41 of the element substrate 10, and scanning lines are provided along two sides adjacent to the one side. A drive circuit 63 is provided. On the remaining side of the element substrate 10, a plurality of wirings 64 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 63 provided on both sides of the screen display area. In addition, a conductive material 65 for electrically connecting the element substrate 10 and the counter substrate 20 is provided in at least one corner of the counter substrate 20.
[0045]
Next, the panel assembly process will be described with reference to FIG. The element substrate 10 (TFT substrate) and the counter substrate 20 are manufactured separately. In the next steps S2 and S7, polyimide (PI) to be the alignment films 16 and 22 is applied to the TFT substrate and the counter substrate 20 prepared in steps S1 and S6, respectively. Next, in steps S3 and S8, the alignment film 16 on the surface of the element substrate 10 and the alignment film 22 on the surface of the counter substrate 20 are rubbed.
[0046]
Next, a cleaning process is performed in steps S4 and S9. This cleaning process is for removing dust generated by the rubbing process. When the cleaning process is completed, a sealing material 41 (see FIG. 3) is formed in step S5. Next, in step S10, the element substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together, and in step S11, pressure bonding is performed while alignment is performed, and the sealing material 41 is cured. Finally, in step S12, liquid crystal is sealed from a notch provided in a part of the sealing material 41, and the notch is closed to seal the liquid crystal.
[0047]
Next, the reason for setting the rubbing angle will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the alignment state of the liquid crystal panel.
[0048]
This embodiment is applied to a twisted nematic mode liquid crystal panel using the optical rotation of light.
[0049]
FIG. 7 schematically shows a state where a light transmission state is observed with a polarization microscope in a twist nematic mode liquid crystal panel using a TFT substrate in which data lines and gate lines are arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions. ing. 7 is rubbed in the rubbing direction shown in FIG. 7 and 8 are views seen from the counter substrate side, as in FIG. The relationship between the step sizes is an example of data line> gate line.
[0050]
In FIG. 7, the filled lattice-like portion 71 indicates a black matrix formed on the counter substrate. Moreover, the plain area | region 72 in FIG. 7 has shown the part with a uniform orientation state. A hatched region 73 in FIG. 7 indicates a portion where the alignment state is unstable. The region 73 having a poor alignment state is along the data line of the TFT substrate. That is, this region 73 corresponds to one side surface of the portion where the TFT substrate surface has a step.
[0051]
As shown in FIG. 8, the rubbing direction of the TFT substrate is from the lower side to the upper side in the vertical direction, and in the vicinity of the TFT substrate, the liquid crystal molecules have a tilt with the lower side adjacent to the TFT substrate and the upper side spaced apart from the TFT substrate. On the other hand, the rubbing direction of the counter substrate is from the right to the left in the horizontal direction. In the vicinity of the counter substrate, the liquid crystal molecules have a tilt in which the right side is adjacent to the counter substrate and the left side is separated from the counter substrate. That is, with reference to the direction of the liquid crystal molecules adjacent to the counter substrate side, the liquid crystal molecules rotate 90 degrees counterclockwise between the counter substrate and the TFT substrate when no voltage is applied.
[0052]
Therefore, in the rubbing state of FIG. 8, considering the tilt of the liquid crystal molecules on the TFT substrate side, it is considered that the rotation of the liquid crystal molecules is hindered when there is a step on the left side of the liquid crystal molecules when viewed from the panel surface side. . On the other hand, when the rubbing direction is as shown in FIG. 9, the step due to the data line on the right side of the liquid crystal molecules as viewed from the panel surface side becomes a barrier.
[0053]
That is, liquid crystal molecules are likely to be disturbed in the vicinity of these step barriers. In the TFT panel, a step is generated on the substrate surface also by a signal line, a capacitor line, a light-shielding film, and the like, and an alignment failure occurs in these step portions.
[0054]
Therefore, in the present embodiment, in consideration of the occurrence of alignment failure depending on the tilt direction of the liquid crystal molecules, that is, the rubbing direction and the step direction, the direction of the signal line that causes the step is determined. By tilting the rubbing direction, the alignment failure is suppressed. Thereby, in the present embodiment, the alignment state is also improved in the step portion of the liquid crystal panel, and a uniform alignment state is obtained over the entire screen.
[0055]
In FIG. 1, a liquid crystal substrate 82 is placed on a stage 81. The example of FIG. 1 is an example in which the relationship of the rubbing direction between the TFT substrate and the counter substrate has the relationship shown in FIG. The liquid crystal substrate 82 is the element substrate 10 described above, and the alignment film is formed in step S2 in FIG. If there is a step on the surface of the counter substrate 20, the counter substrate 20 may be rubbed by the method shown in FIG.
[0056]
The rubbing roll 83 is configured in a cylindrical shape, and is rotatable in the circumferential direction around the center of the circle as an axis 84. A rubbing cloth made of, for example, rayon is attached to the peripheral surface of the rubbing roll 83. The tip of the rayon extends from the surface of the rubbing cloth. The rubbing roll 83 and the stage 81 are positioned in the vertical direction so that the rubbing pressure on the liquid crystal substrate 82 by the rubbing cloth becomes a predetermined value.
[0057]
The stage 81 and the rubbing roll 83 are relatively movable, and FIG. 1 shows that the rubbing roll 83 moves relative to the stage 81 in the horizontal direction indicated by the arrow 85, for example. The stage 81 is moved in the horizontal direction while rotating the rubbing roll 83, and the entire surface of the liquid crystal substrate 82 is rubbed with a rubbing cloth by the rotation of the rubbing roll 83 and the movement of the stage 81.
[0058]
In the present embodiment, the liquid crystal substrate 82 is disposed at a predetermined angle with respect to the relative movement direction of the rubbing roll 83 and the stage 81.
[0059]
Accordingly, the rubbing direction indicated by the arrow 85 in FIG. 1 is inclined at a predetermined angle with respect to the vertical direction of the liquid crystal substrate 82. That is, in this case, the rubbing direction is shifted by a predetermined angle with respect to the wiring direction of the data line. As is clear from comparison between FIG. 1 and FIGS. 7 and 8, a rubbing roll 83 is provided from the lower side to the upper side of the step with respect to the wall surface that tends to cause orientation failure among the both side wall surfaces of the step due to the data line or the like. Set to progress.
[0060]
In the embodiment configured as described above, rubbing is performed in the direction indicated by the arrow 85 in FIG. That is, the surface of the rubbing roll 83 gives an alignment failure to the step due to the data line of the liquid crystal substrate 82 when the relationship in the rubbing direction between the liquid crystal substrate 82 and the counter substrate is the relationship shown in FIG. Proceed from the lower side of the wall to the upper side.
[0061]
In the rubbing treatment in the present embodiment, the rubbing cloth is performed so as to advance in a direction to rub up the stepped wall surface that causes an alignment failure. The liquid crystal substrate 82 thus rubbed is bonded to the counter substrate with the relationship shown in FIG. Then, with reference to the direction of the liquid crystal molecules adjacent to the counter substrate side, the liquid crystal molecules on the TFT substrate side rotate clockwise toward the counter substrate side when no voltage is applied.
[0062]
In this case, the alignment state of the liquid crystal molecules adjacent to the TFT substrate in the vicinity of the step wall near the step wall that causes alignment failure is regulated so as to cross the step diagonally in the vicinity of the step wall and tilt along the rubbing direction by the rubbing cloth. Is formed. Therefore, the liquid crystal molecules are easy to rotate clockwise even in the vicinity of the step barrier, and it is possible to prevent the alignment state from becoming poor in the vicinity of the step barrier.
[0063]
As described above, in the present embodiment, the rubbing direction is inclined by a predetermined angle with respect to the direction of the step in accordance with the liquid crystal twist direction, thereby preventing the occurrence of alignment failure near the step barrier. This makes it possible to improve the display quality by making the orientation state uniform over the entire screen.
[0064]
Although the rubbing direction on the TFT substrate side is inclined by a predetermined angle with respect to the step such as the data line, the counter substrate side is also inclined by a predetermined angle so that the twist angle differs by 90 degrees depending on the rubbing direction on the TFT substrate side. A rubbing process may be performed. If the twist angle does not need to be set to 90 degrees, the counter substrate side may be rubbed in a rubbing direction that matches the horizontal or vertical axis of the substrate.
[0065]
The angle between the step direction and the relative traveling direction of the rubbing roll 83 and the stage 81 is preferably set in the range of 1 to 6 degrees. In this angle range, the orientation state tends to be good. Further, when the rubbing direction of the counter substrate is made to coincide with the horizontal axis, the twist angle is 91 to 96 degrees, and as disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-248525 filed earlier by the present applicant, the contrast characteristics. Becomes better.
[0066]
FIG. 10 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same components as those in FIG.
[0067]
This embodiment is applied to a method in which rubbing is performed in a state where the relative movement direction of the stage 81 and the rubbing roll 83 is inclined by a predetermined angle in accordance with the liquid crystal twist direction with respect to the rotation direction of the rubbing roll 83.
[0068]
In the first embodiment, the rubbing direction is inclined with respect to the step direction, thereby preventing the occurrence of alignment failure near the step barrier. However, since the rubbing direction is inclined with respect to the direction of the step, that is, the direction of the data line, it is difficult to set the reference axis in the rotation direction in the manufacturing process.
[0069]
Therefore, in the present embodiment, the rubbing direction is made to coincide with the step direction, and the rubbing roll is made to advance from the lower side to the upper side of the wall surface that is likely to cause an alignment failure, so that the surface of the rubbing cloth advances. It is possible to prevent the occurrence and facilitate the setting of the rotation direction reference axis in the manufacturing process.
[0070]
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the liquid crystal substrate 82 is staged so that the direction of the data lines or the like constituting the step matches the rotation direction of the rubbing roll 83 defined by the direction of the shaft 84. 81. An arrow 96 indicates the rotational speed direction of the rubbing roll 83. An arrow 95 indicates the relative movement direction of the stage 81 and the rubbing roll 83 in the horizontal direction.
[0071]
The rotational speed of the rubbing roll 83 is extremely high with respect to the relative movement speed of the rubbing roll 83 and the stage 81, and the rubbing direction substantially coincides with the rotational direction of the rubbing roll 83.
[0072]
However, the relative movement direction of the rubbing roll 83 and the stage 81 is inclined with respect to the step such as the data line of the liquid crystal substrate 82. In the present embodiment, the rubbing roll 83 also has a step due to the data line or the like. It sets so that it may progress toward the upper side from the lower side of a level | step difference with respect to the wall surface which tends to give an orientation disorder among both wall surfaces.
[0073]
As described above, in this embodiment, by performing bias rubbing, the rubbing direction is made to coincide with the step direction by the data line or the like, and the relative movement direction of the rubbing roll 83 and the stage 81 is twisted with respect to the step. It is inclined at a predetermined angle according to the direction. As a result, the liquid crystal molecules easily rotate even in the vicinity of the step barrier, and no alignment failure occurs.
[0074]
Also in the present embodiment, it is desirable that the angle between the step direction and the relative traveling direction of the rubbing roll 83 and the stage 81 is set in a range of 10 to 45 degrees. In this angle range, the orientation state tends to be good.
[0075]
FIG. 11 shows a state in which the light transmission state of the liquid crystal panel manufactured according to the second embodiment is observed with a polarization microscope, as in FIG. FIG. 12 shows an example in which the inclination angle of the rubbing direction with respect to the step is set without considering the twist direction of the liquid crystal molecules. 11 and 12 are examples in the case where the same rubbing direction as in FIG. 8 is set.
[0076]
When the rubbing roll 83 is rubbed upward from the lower side to the upper side of the step barrier as in the second embodiment, as is apparent from the comparison between FIG. 11 and FIG. Has a relatively uniform orientation. On the other hand, FIG. 12 shows an example in which the rubbing roll 83 is rubbed while being rubbed from the upper side to the lower side of the step barrier. In this case, the region 94 is non-uniformly oriented.
[0077]
As described above, the rubbing roll surface advances while scrubbing the step barrier from the lower side to the upper side, so that it is possible to prevent the occurrence of alignment failure in the vicinity of the step barrier.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the display quality by making the orientation state uniform over the entire screen by setting the rotation direction, the moving direction, the substrate direction, and the like of the rubbing roll.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method of a liquid crystal device according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels constituting a pixel region of the liquid crystal device.
FIG. 3 is a plan view of an element substrate such as a TFT substrate as viewed from the counter substrate side together with each component formed thereon.
4 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after the assembly process in which liquid crystal is sealed by bonding an element substrate and a counter substrate, cut along the line HH ′ of FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal device in detail.
FIG. 6 is a flowchart showing a panel assembly process.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a light transmission state of a liquid crystal panel in a twisted nematic mode.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing rubbing directions of the counter substrate and the TFT substrate.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a rubbing direction and an alignment barrier of a counter substrate and a TFT substrate.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a light transmission state of a twisted nematic mode liquid crystal panel according to the second embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example when the inclination angle of the rubbing direction with respect to the step is set without considering the twist direction of the liquid crystal molecules.
[Explanation of symbols]
81 ... Stage 82 ... Liquid crystal substrate 83 ... Rubbing roll 85 ... Relative movement direction

Claims (9)

素子基板及び対向基板の間で液晶がツイストネマチックモードとなるように前記素子基板及び前記対向基板を互いに異なる2つのラビング方向にラビング処理することを含んだ液晶装置の製造方法であって、
前記素子基板及び前記対向基板の少なくとも一方の液晶基板とラビングロールとの相対進行方向を規定する第1の手順と、
前記相対進行方向に対する前記ラビングロールの回転軸の傾きを規定する第2の手順と、
前記傾きを有する回転軸の回りで前記ラビングロールを回転させながら、前記相対進行方向に前記液晶基板と前記ラビングロールとを相対的に進行させることにより、所定方向に延びた段差がある表面を有した前記液晶基板にラビング処理を施す第3の手順と、を具備し、
前記第3の手順において、前記所定の方向に延びた前記段差の両側壁面のうち、前記互いに異なる2つのラビング方向のよって決まる向きにねじれ配向された前記液晶の配向障害となる壁面が前記ラビングロールによって擦り上げられるように、前記第1の手順および前記第2の手順において前記相対進行方向および前記傾きを規定することを特徴とする液晶装置の製造方法。
A liquid crystal device manufacturing method comprising rubbing the element substrate and the counter substrate in two different rubbing directions so that the liquid crystal is in a twisted nematic mode between the element substrate and the counter substrate,
A first procedure for defining a relative traveling direction of at least one liquid crystal substrate of the element substrate and the counter substrate and a rubbing roll;
A second procedure for defining an inclination of a rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction;
While the rubbing roll is rotated around the inclined rotation axis, the liquid crystal substrate and the rubbing roll are relatively advanced in the relative traveling direction, thereby providing a surface having a step extending in a predetermined direction. And performing a rubbing process on the liquid crystal substrate,
In the third procedure, of the both side wall surfaces of the step extending in the predetermined direction, a wall surface that becomes an alignment obstacle of the liquid crystal that is twisted and aligned in a direction determined by the two different rubbing directions is the rubbing roll. A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein the relative traveling direction and the inclination are defined in the first procedure and the second procedure so as to be rubbed by each other.
前記第1の手順は、前記液晶基板と前記ラビングロールとの前記相対進行方向を前記所定方向に対して所定角度傾斜させ、
前記第2の手順は、前記相対進行方向に対する前記ラビングロールの回転軸の傾きを90度に規定することを特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。
In the first step, the relative traveling direction of the liquid crystal substrate and the rubbing roll is inclined by a predetermined angle with respect to the predetermined direction,
2. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the second procedure defines an inclination of a rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction as 90 degrees.
前記第1の手順は、前記液晶基板と前記ラビングロールとの前記相対進行方向を前記所定方向に対して所定角度傾斜させ、
前記第2の手順は、前記相対進行方向に対する前記ラビングロールの回転軸の傾きを前記液晶のねじれ方向に基づいて90度から所定角度傾斜させることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。
In the first step, the relative traveling direction of the liquid crystal substrate and the rubbing roll is inclined by a predetermined angle with respect to the predetermined direction,
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein in the second step, the inclination of the rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction is inclined by a predetermined angle from 90 degrees based on a twist direction of the liquid crystal. Production method.
前記段差は、前記液晶基板の表面にある複数の段差のうちも最も大きな段差であることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。  The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the step is the largest step among the plurality of steps on the surface of the liquid crystal substrate. 前記段差は、前記液晶基板に形成された相互に直交するデータ線又は走査線によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。  2. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the step is constituted by data lines or scanning lines which are formed on the liquid crystal substrate and are orthogonal to each other. 前記対向基板を、走査線方向にラビング処理し、
前記素子基板のみを、前記第1乃至第3の手順によってラビング処理することを特徴とする請求項3に記載の液晶装置の製造方法。
Rubbing the counter substrate in the scanning line direction;
4. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 3, wherein only the element substrate is rubbed by the first to third procedures.
前記ラビングロールの回転方向と前記所定方向の所定角度が、1〜6度の範囲に設定されることを特徴とする請求項1、2、又は3に記載の液晶装置の製造方法。  4. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein a predetermined angle between the rotation direction of the rubbing roll and the predetermined direction is set in a range of 1 to 6 degrees. 前記相対進行方向に対する前記ラビングロールの回転軸の傾きが10〜45度の範囲に設定されることを特徴とする請求項1又は3のいずれか一方に記載の液晶装置の製造方法。  4. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein an inclination of a rotation axis of the rubbing roll with respect to the relative traveling direction is set in a range of 10 to 45 degrees. 請求項1乃至8のいずれか1つに記載の液晶装置の製造方法によって製造されたことを特徴とする液晶装置。  A liquid crystal device manufactured by the method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1.
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