JP4156445B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に係り、特に、液晶表示装置の配向膜の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される基板を外囲器とし、該液晶の広がり方向に多数の画素が形成されて構成されている。
各画素には一対の電極が形成され、これら電極の間に発生する電界によって各画素毎の液晶の光透過率を制御するようになっている。
該液晶の光透過率は該液晶の電界の強弱による挙動態様によって定められるが、該液晶の分子の初期配向方向を設定しておく必要があり、それを各基板のそれぞれの液晶側の面において該液晶と接触するようにして形成した配向膜によって行なうようになっている。
この配向膜は画素の集合からなる液晶表示部の全体を被って形成されるたとえば樹脂膜から構成され、その液晶側の面においてたとえばラビング処理を行ない、このラビング方向がそれと接触する液晶の分子の初期配向方向に一致づけられる。
そして、該樹脂膜の形成としてはいわゆるインクジェット印刷法を用いて形成される方法が知られるに至っている(特許文献1参照)。このインクジェット印刷法は、直接描画ができ、非接触プロセスによる低汚染、溶液消費量の低減、段取り時間の短縮等の種々の効果を有するからである。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−337316号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして形成される配向膜は、その周辺において寸法制御および形状制御が困難であることが指摘されている。
すなわち、インクジェット印刷法によって出射される材料はその固形分濃度が低く、粘度が低いことが原因であるとされている。ちなみに、いわゆるフレキソ印刷法にて用いられる材料の粘度は25mPa・s以上であるのに対し、インクジェット印刷法の場合には12mPa・s以下である。
このため、インクジェット印刷法で形成した樹脂膜の厚さを、フレキソ印刷法で形成した場合とほぼ同等とするためには、2倍以上の量の溶剤を基板に塗布する必要が生じるが、粘度が低く溶剤の量が多いため、その周辺がたとえば塗布位置に対し約1ないし2mm以上に濡れ広がってしまう。
【0005】
そして、この濡れ広がりは樹脂膜の周辺の全域にわたって均一になることは少なく、スペース的に無駄な領域の形成を余儀なくされるものである。
ここで、樹脂膜の塗布後において該樹脂膜の乾燥を行うが、この乾燥によって樹脂膜の溶液の粘度が上昇し、該樹脂膜の周辺における濡れ広がりを抑制させることができる。しかし、所定の厚さで形成しなければならない該樹脂膜において、その乾燥速度にも制限が付されていた。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、周辺において濡れ広がりのない配向膜を備える液晶表示装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
手段1.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面にて、該液晶と接触して形成される配向膜を備え、この配向膜は、その周辺は、膜が形成されていない微小な部分を有し、この部分は周辺に沿ってほぼ均等に形成されたパターンから構成されていることを特徴とするものである。
【0007】
手段2.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面にて、該液晶と接触して形成される配向膜を備え、この配向膜は、その周辺は、切欠き部および穴部のうち少なくとも一方が形成され、この部分は周辺に沿ってほぼ均等に形成されたパターンから構成されていることを特徴とするものである。
【0008】
手段3.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段1、2のいずれかの構成を前提とし、前記配向膜の周辺は、それ以外の領域と比較して膜厚が薄く形成されていることを特徴とするものである。
【0009】
手段4.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、前記各基板の一方の基板に対する他方の基板との固着を兼ねて前記液晶を封入するシール材を備えるとともに、前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面にて、該液晶と接触して形成される配向膜を備え、この配向膜は、その周辺は、膜が形成されていない微小な部分を有し、この部分は周辺に沿ってほぼ均等に形成されたパターンから構成されているとともに、前記配向膜の周辺は前記シール材の形成領域にまで及んで形成されていることを特徴とするものである。
【0010】
手段5.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段4の構成を前提とし、前記シール材の形成領域にまで及んで形成された配向膜は、該シール材の形成領域において、膜が形成されていない部分の面積が膜が形成されている部分の面積よりも大きくなっていることを特徴とするものである。
【0011】
手段6.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面にて、該液晶と接触して形成される配向膜を備え、この配向膜は、その周辺は該配向膜の下層に形成された材料層に設けられた溝の内部に位置づけられていることを特徴とするものである。
【0012】
手段7.
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、各基板の一方の基板に対する他方の基板とのギャップを確保する支柱状のスペーサが散在されて形成されているとともに、前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面にて、該液晶と接触して形成される配向膜を備え、この配向膜は、その周辺は該周辺を囲むようにして配置された各スペーサにそれぞれ接触して位置づけられていることを特徴とするものである。
【0013】
手段8.
本発明による液晶表示装置の製造方法は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面にて、該液晶と接触して形成される配向膜を備えるものであって、前記配向膜の輪郭を縁取る堰を該配向膜と同一の材料で形成する工程と、該堰に囲まれた領域内に該堰と僅かながらの隙間を有して前記配向膜を形成する工程と、前記堰と前記配向膜とをレベリングしてそれらを互いに接触させる工程とを含むことを特徴とするものである。
【0014】
手段9.
本発明による液晶表示装置の製造方法は、たとえば、手段8の構成を前提とし、前記配向膜の周辺の膜厚は、それ以外の領域の膜厚よりも薄く構成されることを特徴とするものである。
【0015】
手段10.
本発明による液晶表示装置は、たとえば手段1ないし7のいずれかの構成を前提とし、配向膜がインクジェット法で形成されていることを特徴とするものである。
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
実施例1.
図1は、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし該液晶の広がり方向に多数の画素が形成された液晶表示パネルの前記各基板のうちの一方の基板の液晶側の面を示す平面図である。なお、前記各基板のうち他方の基板の液晶側の面もほぼ同様となっている。
【0017】
前記各基板のうち一方の基板SUB1の液晶側の面には、その周辺の領域を僅かながら残すようにし、かつ中央部の領域を囲むようにしてシール材SLが形成されている。このシール材SLは該基板SUB1に対し他方の図示しない基板を固定させるとともに、これら各基板との間に介在される液晶を封入させる機能を有するものである。
【0018】
シール材SLに囲まれた領域にはその周辺部を僅かながら残して液晶表示部ARが形成される領域となっている。
この液晶表示部ARは、たとえば図2に示すように、x方向に延在しy方向に並設されたゲート信号線GLとy方向に延在しx方向に並設されたドレイン信号線DLとで囲まれた各領域を画素領域とし、この画素領域には、片側のゲート信号線GLからの走査信号によって駆動される薄膜トランジスタTFTと、この薄膜トランジスタTFTを介して片側のドレイン信号線DLから映像信号が供給される画素電極PXと、この画素電極PXと前記薄膜トランジスタTFTを駆動させる前記ゲート信号線GLと隣接する他のゲート信号線GLとの間に形成される容量素子Caddとが形成されている。なお、前記画素電極PXは図示しない対向電極との間に液晶の光透過率を制御させる電界を生じせしめるように構成されているが、この対向電極は該基板SUB1側の面あるいは基板SUB2側の面に形成されている。
【0019】
また、前記各ゲート信号線GLはたとえばその一端がシール材SLを越えて基板SUB1の周辺にまで延在され、この延在端から走査信号駆動回路(図示せず)から走査信号が供給されるようになっている。同様に、前記各ドレイン信号線DLはたとえばその一端がシール材SLを越えて基板SUB1の周辺にまで延在され、この延在端から映像信号駆動回路(図示せず)から映像信号が供給されるようになっている。
【0020】
そして、このように構成される液晶表示部ARを被うようにして配向膜ORI1が形成されている。この配向膜ORI1は液晶と直接に接触するたとえば樹脂からなる膜であり、たとえばその表面に形成されたラビングによって該液晶の初期配向方向を決定させるようになっている。
【0021】
該配向膜ORI1はその周辺の全域において、液晶表示部ARから約1.0mm程度にはみ出すようにして形成され、しかもシール材SLと接触しない程度にその外周輪郭の位置が設定されている。該配向膜ORI1がシール材SLの形成領域にまで延在された場合、該シール材SLの接着強度が弱まるからである。
【0022】
このように前記配向膜ORI1は、図3(a)に示すように、液晶表示部ARの外輪郭から外方へ所定の寸法の幅(約1.0mm)を有する領域を有するが、この領域において、図3(b)に示すように、その周辺に切欠き部が形成され、この切欠き部は周辺に沿ってほぼ等間隔に形成されている。この切り欠き部は液晶表示部ARの外輪郭から外方へ所定の寸法の幅(約1.0mm)のうち図中Qに示す部分に形成されている。また、他の例として、図3(c)に示すように、その周辺に穴部が形成され、この穴部は周辺に沿ってほぼ等間隔に形成されている。さらに他の例として、図3(d)に示すように、その周辺に切欠き部と穴部が形成され、これら切欠き部と穴部は周辺に沿ってほぼ等間隔に形成されている。さらに、他の例として、図3(e)に示すように、各切欠き部が特殊な形状(T字状)を有するもの、図3(f)に示すように、各切欠き部が一方向に傾斜しているもの、図3(g)に示すように、切欠き部と穴部を有するが、該穴部の径が比較的小さく密に形成されているもの等であってもよい。
【0023】
なお、図3(b)ないし図3(g)において、それらの下方に上方の図とほぼ類似した図が描かれているが、この図は配向膜ORI1の周辺の形状を容易に把握し易いように示した簡易図である。
すなわち、配向膜ORIの周辺は、膜が形成されていない微小な部分を有し、この部分は周辺に沿ってほぼ均等に形成されたパターンから構成されたものとなっている。
【0024】
このように構成された配向膜ORI1は、その製造においてたとえば樹脂を塗布した後にそれを乾燥する際に、その乾燥速度が速くなり、その粘度上昇によって濡れ広がりを回避することができる。該配向膜ORI1の周辺において、樹脂量が少なく、かつ周辺長が長くなっていることから乾燥速度を他の領域のそれよりも早く行なうことができる。
【0025】
図4は、基板SUB1に上述したようなパターンからなる配向膜ORI1を形成するための装置を示す図で、その(a)は斜視図である。
図4(a)において、該装置は、基板SUB1を載置させたステージSTを備え、このステージSTはインクジェットヘッドIJHを上方に取り付けた枠体FRM内を移動するようになっている。なお、ここで、前記基板SUB1は複数枚取りのそれで、たとえば図に示すように切断によって4個に分割される前の大きな基板を示している。
【0026】
前記インクジェットヘッドIJHは、図5に示すように、ピエゾ素子PZEを備え、このピエゾ素子PZEに供給されてくる配向膜液LQを該ピエゾ素子PZEの駆動で発生する圧力によって前記基板SUB1側へ出射させるようになっている。該ピエゾ素子PZEは基板SUB1(ステージST)の移動方向と直交する方向に多数並設されて構成され、これにより、図4(a)の上面図である図4(b)に示すように、前記インクジェットヘッドIJHによって、基板SUB1面に線状に形成される樹脂膜が、該基板SUB1の移動とともに、該線状の樹脂膜がその垂直方向へ順次移動することにより平面形状の樹脂膜すなわち配向膜ORI1として形成されることになる。
【0027】
ここで、前記ピエゾ素子PZEが基板SUB1(ステージST)の移動方向と直交する方向に多数並設されて構成されるインクジェットヘッドIJHにおいて、まず、最初の段階にて各ピエゾ素子PZEはたとえば数個おきにインクの出射と停止の状態を有して駆動される。次の段階にて、その両端とその近傍を除く各ピエゾ素子PZEは常時インクが出射される状態となっているが、両端とその近傍の各ピエゾ素子PZEはインクの出射と停止が繰り替えされるように駆動される。そして、最後の段階にて各ピエゾ素子PZEはたとえば数個おきにインクの出射と停止の状態を有して駆動される。このようにインクジェットヘッドIJHを駆動させることによって、形成される配向膜ORI1の周辺は、膜が形成されていない微小な部分を有し、この部分は周辺に沿ってほぼ均等に形成されたパターンから構成される。
【0028】
実施例2.
図6(a)ないし(h)は、上述した配向膜ORI1において、その周辺のパターンの他の実施例を示す図であり、前記図3(b)ないし(g)の各図と対応した図となっている。
図6(a)は、複数の穴部が周辺に沿って形成され、該穴部は矩形状をなしたもの、図6(b)は、切欠きが周辺に沿って形成され、該切欠きは特殊な形状(十字状)をなしたもの、図6(c)は、切欠きが周辺に沿って形成され、この切欠き部において、一層目に形成した配向膜ORI1と二層目に形成した配向膜ORI2とに若干のずれが生じているもの、図6(d)は、切欠きが周辺に沿って形成され、かつこの周辺が他の領域よりも膜厚が薄くなっているもので、該図6(d)のe−e線における断面図を図6(e)に示している。また、図6(f)は、周辺において配向膜溶液の吐出量を少なく調節して切欠き部が形成されているもの、図6(g)は、一層目の配向膜ORI1の周辺に切欠き部が設けられ、二層目の配向膜ORI2は前記一層目の配向膜ORI1の周辺を回避して形成されたもの、図6(h)は、図6(g)とほぼ同様の構成となっているが、前記切欠き部がインクジェットヘッドIJHの吐出ピッチを調整して形成されているものである。
これらのいずれのパターンを採用しても、同様の効果を得ることができる。
【0029】
実施例3.
図7(a)は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す平面図で、周辺に穴部等が形成された配向膜ORI1とシール材SLとの配置関係を示した図である。なお、図7(b)は、図7(a)に示す配向膜ORI1の周辺の形状を容易に把握し易いように示した簡易図である。
【0030】
配向膜ORI1の周辺に、たとえば穴部等を形成することによって、膜が形成されていない微小な部分を有し、この部分は周辺に沿ってほぼ均等に形成されたパターンとすることで、この周辺部をシール材SLが形成される領域にまで延在させるようにしたものである。換言すれば、該配向膜ORI1の周辺をシール材SLの形成領域としたことにある。
【0031】
シール材SLはその形成領域において、一部は配向膜ORI1と接触することになるが、他の残りの部分は、該配向膜ORI1下の無機物層と接触する構成とすることができ、該シール材SLの接着強度を充分確保することができるからである。このことから、シール材SLの固着部において、配向膜ORI1の穴部の面積は、該配向膜ORI1と接触する部分の面積より大きく設定するのが有効である。
【0032】
図7(c)は、図7(a)のc−c線における断面図を示したものであり、これから、シール材SLは配向膜ORI1、ORI2が被覆されていない個所にて基板SUB1、SUB2側に接着されていることが判る。
なお、図7(c)において、符号SPは基板SUB1、SUB2との間のギャップを均一化させるためのスペーサであり、液晶表示部AR内に散在されて配置されている。また、このスペーサSPはたとえば基板SUB2側に形成された支柱状のスペーサで構成されている。
【0033】
実施例4.
図8は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す平面図で、図7(c)と同様、該液晶表示装置の断面図である。
ここに用いられる配向膜ORI1はその周辺において、穴部あるいは切欠き部を有しないものであり、通常のいわゆる印刷工程で形成されるものと同様のものである。
【0034】
しかし、この配向膜ORI1は、それが形成される基板SUB1の表面にたとえば有機絶縁膜PASが形成され、該配向膜ORI1の周辺部に該周辺部に沿った溝GTが形成されている。換言すれば、配向膜ORI1の周辺部は前記有機絶縁膜PASに形成された溝GT内に位置づけられるように形成されている。
印刷によって上記のようなパターンで樹脂膜(配向膜ORI1)を形成した場合、その周辺の濡れ広がりを前記溝GTによって抑制できる。
【0035】
なお、図8において、符号BKは基板SUB2側に形成された液晶滴下封入のための堰であり、液晶表示部ARを充分に囲むパターンで形成されている。すなわち、この堰BKが形成された基板SUB2を該堰BKが上になるように載置し、液晶を該堰BKに囲まれた領域に充分滴下させ、その後に基板SUB1を対向配置させて、基板SUB2に対する該基板SUB1の固定をシール材SLによって行なうようになっている。
【0036】
この場合、基板SUB2の液晶側の面に形成する配向膜ORI2は前記堰BKを形成した後に形成し、これにより該配向膜ORI2の周辺は該堰BKの内側面を伝わるように形成されるが、該堰BKとの接着強度が保たれ、しかも、この部分は液晶表示部ARから比較的遠い位置にあることから、該堰BKの内側面を伝わるように形成されることに不都合は生じない。
【0037】
実施例5.
図9(a)は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す平面図で、図8に対応した図となっている。
図8の場合と比較して異なる構成は、図8において形成した液晶滴下封入のための堰BKに替えてスペーサSPとし、かつこのスペーサSPは配向膜ORI2の周辺に沿って複数並設されたものとしたものである。
これら各スペーサSPは、配向膜ORI2の形成前に基板SUB2側に形成された支柱状をなし、図9(b)の平面図に示すように、その後に形成される配向膜ORI2は、その周辺において、各スペーサSPとの間に作用する表面張力を抵抗として濡れ広がりを防止できるようになる。
この場合、該配向膜ORI2は通常の印刷法で形成されるものと同様であることは図8の場合と同様である。
【0038】
実施例6.
図10(a)ないし(c)は、本発明による液晶表示装置の配向膜の製造方法の一実施例を示す工程図である。なお、図10(a)のa’−a’における断面図を図10(a’)に、図10(b)のb’−b’における断面図を図10(b’)に、図10(c)のc’−c’における断面図を図10(c’)に示している。
【0039】
まず、配向膜ORIを形成する基板SUBを用意し、該配向膜ORIの形成領域を縁取るパターンで堰BNKを形成する。この堰BNKはたとえばこれから形成しようとする配向膜ORIと同一の材料からなり、たとえばインクジェット印刷で形成する。
【0040】
そして、該堰BNKで囲まれた領域内に配向膜ORIをたとえばインクジェット印刷で形成する。この場合、該配向膜ORIは、その周囲において前記堰BNKとの間に僅かながらの隙間を形成するとともに、その周辺の膜厚は他の部分の膜厚よりも薄く形成する。
【0041】
配向膜ORIの周辺を薄く形成するのは、図4に示した装置において、そのインクジェットヘッドIJHの各ピエゾ素子PZEのインク出射、停止を制御することによって容易に達成できる。
【0042】
さらに、前記配向膜ORIをレベリングすることにより、堰BNKと一体に接続され、配向膜ORIの一部となった該堰BNKによって該配向膜ORIの周辺が予め定められた位置に精度よく形成されることになる。
【0043】
図11は、前記堰BNKのパターンの詳細を示した平面図である。図11(a)は、その周辺に器の欠き部あるいは穴部が全く形成されていないもの、図11(b)は、その周辺に切欠き部が該周辺に沿って形成されたもの、図11(c)は、全域にわたって穴部が形成されたものである。図11(b)、図11(c)は、そのいずれにおいても、その乾燥速度が速くなり、その粘度上昇によって濡れ広がりを回避することができる構成となっている。
【0044】
なお、上述した各実施例では、透明基板SUB1側に形成する配向膜ORI1について説明したものであるが、透明基板SUB2側に形成する配向膜ORI2についても同様に適用できることはいうまでもない。
【0045】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
また、配向膜以外でも、薄膜の膜厚を均一とする目的に適用できる。さらに、液晶表示装置以外の表示装置に、たとえば有機EL表示装置の保護膜の形成に適用してもよい。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかとなるように、本発明による表示装置によれば、周辺において濡れ広がりのない配向膜を備えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表示装置において、一方の基板の液晶側の面の構成の一実施例を示す平面図である。
【図2】本発明による表示装置の液晶表示部における構成の一実施例を示す等価回路図である。
【図3】本発明による表示装置の配向膜の構成の実施例を示す平面図である。
【図4】本発明による表示装置の配向膜の形成のための装置を示す構成図である。
【図5】図4に示す装置のインクジェットヘッドに備えられるピエゾ素子の構成を示す断面図である。
【図6】本発明による表示装置の配向膜の構成の他の実施例を示す平面図である。
【図7】本発明による表示装置の配向膜とシール材との位置関係を示す構成図である。
【図8】本発明による表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図9】本発明による表示装置の他の実施例を示す構成図である。
【図10】本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す構成図である。
【図11】図10に示す堰のパターンの実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
SUB…基板、SL…シール材、AR…液晶表示部、ORI…配向膜、SP…スペーサ、BK、BNK…堰。
Claims (3)
- 液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とし、
前記各基板のうち少なくとも一方の基板の液晶側の面であり、前記液晶に接する位置に、樹脂を液滴として射出するインクジェット法によって形成される配向膜を備えた液晶表示装置の製造方法であって、
前記配向膜は、矩形状に形成され、
前記配向膜の中央部は配向膜樹脂が密に形成され、前記配向膜の周辺部は前記配向膜の中央部側に向かう切れ込み形状となる配向膜樹脂が形成されない複数の間隙パターンを有し、当該間隔パターンは前記矩形状の周辺全周に沿って形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記各基板の一方の基板に対する他方の基板との固着を兼ねて前記液晶を封入するシール材を備え、
前記配向膜の前記間隙パターンが設けられた前記周辺部は前記シール材の形成領域にまで及んで形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記配向膜の前記間隙パターンが設けられた前記周辺部は、前記シール材の形成領域において、配向膜が形成されていない前記間隙パターン部分の面積が、配向膜が形成されている部分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置の製造方法。
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