JPH1138424A - 液晶表示パネル及びその製造方法 - Google Patents
液晶表示パネル及びその製造方法Info
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- JPH1138424A JPH1138424A JP19711297A JP19711297A JPH1138424A JP H1138424 A JPH1138424 A JP H1138424A JP 19711297 A JP19711297 A JP 19711297A JP 19711297 A JP19711297 A JP 19711297A JP H1138424 A JPH1138424 A JP H1138424A
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Abstract
であって、シール材との接触による液晶の汚染を防止で
きて、表示品質が良好な液晶表示パネル及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 TFT等が形成された基板11の表示領
域とシール材16を塗布する領域との間に凸部13を形
成する。この凸部13は、感光性樹脂膜を露光及び現像
することにより形成する。そして、凸部13の頂部とそ
の凸部13に対向する第2の基板12の面に垂直配向膜
14,15を形成する。その後、基板11上にシール材
16を塗布し、凸部13の高さよりも径が大きいスペー
サを散布して、基板11,12を重ね合わせ、液晶17
を拡散させる。凸部13では液晶17の拡散速度が著し
く遅くなり、その間にシール材16を硬化させる。
Description
て製造された液晶表示パネル及びその製造方法に関し、
特に垂直配向型液晶表示パネルに好適な液晶表示パネル
の構造及びその製造方法に関する。
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(薄膜トランジスタ)、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。
て、ディップ注入法と滴下注入法とが知られている。デ
ィップ注入法においては、まず、2枚の基板のうちのい
ずれか一方の基板に液晶注入口となる部分を残してほぼ
枠状にシール材を塗布し、径が均一な球形又は円柱状の
スペーサを散布した後、前記シール材により2枚の基板
を接合する。その後、真空雰囲気中で前記液晶注入口を
液晶中に浸漬した後、大気圧に戻す。これにより、圧力
差により基板間に液晶が注入される。次いで、液晶注入
口に封止材を充填し、液晶注入口を封止する。これによ
り、液晶表示パネルが完成する。
間に十分注入されるまでに長時間かかり、製造コストの
上昇の原因となっている。特に、電圧無印加状態のとき
に液晶分子が基板面に対しほぼ垂直に配向するようにし
た垂直配向型液晶表示パネルでは、垂直配向膜に対する
液晶のぬれ性が悪いため、水平配向型液晶表示パネルに
比べて、液晶の注入速度が著しく遅くなってしまう。
面図を示すように、まず、2枚の基板のうちのいずれか
一方の基板31の表示領域(画素電極又は対向電極等が
形成された領域)32を囲むように枠状にシール材33
を塗布する。次に、図11の断面図を示すように、基板
31上にスペーサ34を散布した後、液晶35を滴下
し、この基板31上に他方の基板36を重ね合わせ、基
板31,36間に液晶35を均一に拡散させて、シール
材33により基板31,36を仮接合する。
板37を配置し、基板36側から紫外線を照射してシー
ル材33を硬化させる。これにより、液晶表示パネルが
完成する。しかし、従来の滴下注入法では、未硬化状態
のシール材33に液晶35が接触するため、液晶35が
汚染されて表示不良の原因となるという欠点がある。こ
れを回避すべく、図12に示すように、樹脂又はセラミ
ック等により枠状に障壁38を形成し、この障壁38の
外側にシール材33を塗布して基板31,36を接合す
ることが提案されている(特開昭63−98630号公
報)。この方法によれば、液晶35とシール材33との
間に障壁38が介在し、液晶35の汚染を防止すること
ができる。
よりも内側に枠状の障壁39aを形成するとともに、画
素電極間の領域に柱状のスペーサ39bを形成して、セ
ル厚を一定にすることも提案されている(特開平6−1
94615号公報)。
た特開昭63−98630号公報及び特開平6−194
615号公報に開示された方法では、いずれも障壁3
8,39aにより液晶35とシール材33とを分離する
ものであるが、障壁38,39aの高さによりセル厚
(基板間の間隔、通常、約4〜5μm)が決まるので、
大型の液晶表示パネルを形成するときに、セル厚を均一
にすることが困難であるという欠点がある。セル厚のば
らつきにより透過率のばらつきを招き、表示むらの原因
となる。
おいても、1画素内で液晶分子の配向方向が異なる領域
を複数設けて表示品質をより一層向上させるいわゆる配
向分割構造が要望されている。通常、配向分割構造は、
1画素内で配向膜のラビング方向が異なる領域を複数設
けることで達成している。しかし、この方法では、2回
以上ラビング処理を繰り返す必要があり、製造工程が煩
雑になるという欠点がある。配向分割構造の液晶表示パ
ネルにおいては、未硬化のシール材に液晶が接触するこ
とによる表示品質の劣化を回避でき、且つ製造工程が簡
略化できる製造方法が要望されている。
れる液晶表示パネルであって、シール材との接触による
液晶の汚染を防止できて、表示品質が良好な液晶表示パ
ネル及びその製造方法を提供することである。また、本
発明の他の目的は、配向分割型液晶表示パネルであっ
て、シール材との接触による液晶の汚染を防止できると
ともに、製造が容易である液晶表示パネル及びその製造
方法を提供することである。
対向して配置された第1及び第2の基板と、前記第1及
び第2の基板の間の空間内に封入された液晶とにより構
成され、表示領域を通る光の光量を画素毎に制御して画
像を表示する液晶表示パネルにおいて、前記第1の基板
上に前記表示領域を囲むように枠状に形成され、前記第
2の基板との間に隙間を有する凸部と、前記凸部の頂部
及びこの凸部に対向する前記第2の基板の面上に形成さ
れた垂直配向膜と、前記凸部の外側に前記凸部と離隔し
て形成され、前記第1及び第2の基板間の空間を密閉す
るシール材とを有することを特徴とする液晶表示パネル
により解決する。
た第1及び第2の基板と、前記第1及び第2の基板の間
の空間内に封入された液晶とにより構成され、表示領域
を通る光の光量を画素毎に制御して画像を表示する液晶
表示パネルにおいて、前記第1及び第2の基板にそれぞ
れ前記表示領域を囲むように枠状に形成されてその頂部
が相互に当接する液晶止め用凸部と、前記第1及び第2
の基板の画素領域内にそれぞれ形成された配向分割用凸
部と、前記第1及び第2の基板の画素領域間にそれぞれ
形成されてその頂部が相互に当接するスペーサ用凸部と
前記第1及び第2の基板の表示領域及び前記液晶止め用
凸部の頂部に形成された垂直配向膜と、前記液晶止め用
凸部の外側に形成され、前記第1及び第2の基板間の空
間を密閉するシール材とを有することを特徴とする液晶
表示パネルにより解決する。
た第1及び第2の基板と、前記第1及び第2の基板間の
空間を密閉するシール材と、前記第1及び第2の基板の
間の空間内に封入された液晶とにより構成され、表示領
域を通る光の光量を画素毎に制御して画像を表示する液
晶表示パネルの製造方法において、前記第1の基板上の
前記シール材を塗布する領域から離隔し且つ前記表示領
域を囲む枠状の領域に凸部を形成する工程と、前記凸部
の頂部に垂直配向膜を形成する工程と、前記第2の基板
上の、少なくとも前記第1の基板の前記凸部に対向する
領域に垂直配向膜を形成する工程と、前記第1及び第2
の基板のうち少なくとも一方の基板上に前記シール材を
塗布する工程と、前記第1及び第2の基板のいずれか一
方の基板上に前記凸部の高さよりも大きな径のスペーサ
を散布する工程と、前記第1及び第2の基板のいずれか
一方の基板上に液晶を滴下する工程と、前記第1及び第
2の基板を重ね合わせ、前記第1及び第2の基板間に前
記液晶を拡散させるとともに、前記シール材により前記
第1及び第2の基板を接合する工程とを有することを特
徴とする液晶表示パネルの製造方法により解決する。
た第1及び第2の基板と、前記第1及び第2の基板間の
空間を密閉するシール材と、前記第1及び第2の基板の
間の空間内に封入された液晶とにより構成され、表示領
域を通る光の光量を画素毎に制御して画像を表示する液
晶表示パネルの製造方法において、前記第1の基板上に
感光性樹脂膜を形成する工程と、前記第1の基板上の前
記感光性樹脂膜を露光及び現像して、前記第1の基板の
画素領域に配置された配向分割用凸部、前記画素領域の
間に配置されたスペーサ用凸部及び前記表示領域を囲む
枠状の液晶止め用凸部を同時に形成する工程と、前記第
2の基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、前記第2
の基板上の前記感光性樹脂膜を露光及び現像して、前記
第2の基板の画素領域に配置された配向分割用凸部、前
記画素領域の間に配置されたスペーサ用凸部及び前記表
示領域を囲む枠状の液晶止め用凸部を同時に形成する工
程と、前記第1及び第2の基板の前記表示領域上及び前
記液晶止め用凸部の頂部に垂直配向膜を形成する工程
と、前記第1及び第2の基板の少なくとも一方の基板上
の前記液晶止め用凸部の外側に前記シール材を塗布する
工程と、前記第1及び第2の基板のうちいずれか一方の
基板上に液晶を滴下する工程と、前記第1及び第2の基
板を各基板の前記スペーサ用凸部が相互に当接するよう
に重ね合わせて前記シール材で接合する工程とを有する
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。
発明においては、表示領域とシール材との間に凸部(液
晶止め用凸部)を形成し、凸部及びその凸部に対向する
基板面上に垂直配向膜を形成する。垂直配向膜は液晶に
対するぬれ性が悪いので、凸部の部分では第1及び第2
の基板を重ね合わせたときの液晶の拡散速度が遅くな
る。また、凸部の部分ではセル厚が狭くなるので、液晶
の拡散速度が更に遅くなる。これにより、シール材が硬
化するまで凸部で液晶の拡散を止めることができる。
された液晶Lとの接触角θで表すことができる。接触角
θが大きければぬれ難く、液晶を注入した際の拡散速度
は遅くなる。ぬれの現象を表面張力で表した場合に、ヤ
ング(Young )の式により次の関係式が成り立つ。 γs=γsl+γlcos θ 但し、γsは固体(配向膜)の表面張力、γlは液体
(液晶)の表面張力、γslは固体−液体(配向膜−液
晶)間の界面張力である。
自由エネルギーで表したぬれの尺度になっている。γl
cos θは、固体(配向膜)表面が消えて固体−液晶(配
向膜−液晶)界面ができるときの自由エネルギーの減少
を示しており、この値が小さければ(すなわち、接触角
θが大きければ)ぬれ難くいことなる。垂直配向膜は大
きなθを与えるためぬれ性が悪く、液晶を注入した際の
拡散速度は遅くなる。このため、本発明においては、上
述の如く凸部を形成してその部分のセル厚を狭くすると
ともに、垂直配向膜により凸部での液晶の拡散速度を著
しく遅くして、液晶がシール材と接触する前にシール材
を硬化させる。これにより、液晶の汚染による表示品質
の低下が防止される。
画素領域内に凸部(配向分割用凸部)を設けると、この
凸部の両側面に対しそれぞれ垂直方向に液晶分子が配向
し、配向分割が達成される。更に、画素領域間に凸部
(スペーサ用凸部)を設け、このスペーサによりセル厚
を規定することにより、スペーサを散布する工程が不要
になる。これらの凸部は、感光性樹脂膜から同時に形成
することにより、製造工程を簡略化することができる。
て、添付の図面を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1,図2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図である。な
お、本実施の形態は、本発明を垂直配向型液晶表示パネ
ルの製造に適用した例を示す。
ン、ドレインバスライン、画素電極及びTFT(いずれ
も図示せず)を形成する。また、基板11上の表示領域
とシールライン(シール材を塗布する領域)との間に液
晶止め用凸部13を形成する。この液晶止め用凸部13
は、表示領域を囲むように枠状に形成する。また、液晶
止め用凸部13の高さは、所定のセル厚よりも若干
(0.5μm程度)低くなるようにする。更に、凸部1
3と表示領域との間隔は例えば1.5mm、凸部13と
シールラインとの間隔は例えば約1.5mmとする。
黒色樹脂を使用してフォトリソグラフィ法により形成す
る。すなわち、まず、基板11上に感光性黒色樹脂をス
ピンコートして感光性樹脂膜を形成する。このとき、ス
ピナーの回転速度を制御することにより、感光性樹脂膜
の膜厚を調整できる。次に、凸部13となる部分をマス
クして前記感光性樹脂膜を露光した後、現像処理する。
これにより、露光されなかった部分の感光性樹脂膜が残
存し、液晶止め用凸部13となる。
し、この垂直配向膜14に対し配向処理を施す。配向処
理は、例えば配向膜の表面を一定の方向に擦るラビング
処理や、紫外線を斜め方向から照射することに行われ
る。一方、透明基板12上に、ブラックマトリクス及び
カラーフィルタを形成し、これらの上に透明対向電極
(いずれも図示せず)を形成する。そして、対向電極上
に垂直配向膜15を形成し、この垂直配向膜15に対し
配向処理を施す。
の外側に、シール材16を枠状に塗布する。なお、シー
ル材は基板12側に塗布してもよく、基板11と基板1
2との両方に塗布してもよい。その後、基板11上に径
が均一な球形又は円柱状のスペーサを散布し、液晶17
を滴下する。このとき、図3に示すように、基板表面に
液晶17を複数個所に分散させて滴下することが好まし
い。また、より好ましくは、図4に示すように、角部に
対応する部分には他の部分よりも若干(6〜7%程度)
多めに液晶17を滴下する。滴下する液晶17の量は、
基板11と基板12とを重ね合わせたときに凸部13の
内側に形成される空間の体積よりも多く、シール材16
の内側の空間の体積よりも若干少ない量とする。また、
液晶17を滴下する位置や滴下ポイント数及び滴下量等
の最適条件はパネルサイズにより異なるので、予めパネ
ルサイズ毎に最適条件を求めておくことが好ましい。
合わせて、基板11,12をシール材16により仮接合
する。このとき、図1に示すように、凸部13と基板1
2との間は間隔が狭く、また液晶17に対しぬれ難い性
質を有する垂直配向膜14,15が被着されているの
で、液晶17は凸部13を越えるのに時間がかかる。例
えば、凸部13と基板12との間隔が0.5μmであ
り、凸部13の幅が1.0mmであるとすると、液晶1
7が凸部13を越えるまでに約10分間かかる。この間
に、基板12上に表示領域を覆う遮光板18を配置し、
紫外線を照射してシール材16を硬化させる。このと
き、凸部13とシール材16との間の空間には液晶17
が進入していないので、紫外線により液晶17が劣化す
ることが回避される。また、液晶止め用凸部13を黒色
の樹脂により形成することにより、紫外線が基板表面等
で反射されて表示領域内に進入することが防止され、紫
外線による液晶17の劣化が回避される。
11,12を例えば120℃の温度で60分間加熱する
アイソトロピック処理を施す。このアイソトロピック処
理により、液晶17の粘性が一時的に低下し、図2に示
すように、液晶17は凸部13を越えて、凸部13とシ
ール材16との間の空間内に進入する。そして、気泡は
この凸部13とシール材16との間の空間内にトラップ
される。これにより、液晶表示パネルが完成する。
ル材16との間に液晶止め用凸部13を形成し、凸部1
3の頂部及びその凸部13に対向する基板面上に垂直配
向膜14,15を形成するので、滴下注入法により基板
11,12間に液晶17を注入する際に液晶17が凸部
13を越えてシール材16に到達するまでに時間がかか
り、その間にシール材16を完全に硬化させることがで
きる。これにより、未硬化状態のシール材16と液晶1
7とが接触して液晶17が汚染されたり、液晶17が紫
外線に照射されて光劣化することが回避される。従っ
て、本実施の形態により製造された液晶表示パネルは、
表示品質が優れている。
成された凸部13は基板12に当接しないため、セル厚
はスペーサの径により決まる。従って、液晶止め用凸部
13となる感光性樹脂膜の精密な膜厚制御が不要であ
り、セル厚が均一な液晶表示パネルが得られ、セル厚の
ばらつきによる表示むらの発生が抑えられる。更に、本
実施の形態においては、シール材16と凸部13との間
に空間を設けるので、余剰の液晶17や気泡はこの空間
にトラップされ、液晶滴下量や真空度の厳密な制御が必
要でなくなる。これにより、製造マージンが広がり、歩
留まりが向上する。
晶表示パネルの製造について説明したが、水平配向型液
晶表示パネルの製造にも適用することができる。この場
合は、表示領域に形成する水平配向膜とは別に、少なく
とも液晶止め用凸部の頂部及びその頂部に対向する基板
面に垂直配向膜を形成すればよい。以下、上述した方法
により実際に液晶表示パネルを形成し、セル厚のばらつ
き及び電圧保持率を調べた結果について、比較例と比較
して説明する。
表示パネルを形成した。また、比較例1として液晶止め
用凸部を有しない液晶表示パネル(図11参照)を形成
し、比較例2としてセル厚と同じ高さの障壁を有する液
晶表示パネル(図12参照)を形成した。そして、これ
らの実施例1及び比較例1,2の液晶表示パネルに対
し、表示領域の端部(シールラインから4.5mm)の
位置、及びパネル中央部におけるセル厚及び電圧保持率
を測定した。その結果を、下記表1に示す。
液晶表示パネルでは、表示領域の端部及び中央部でのセ
ル厚のばらつきが少なく、電圧保持率の低下も少なかっ
た。一方、比較例1では、比較例2及び実施例1に比べ
て表示領域の端部での電圧保持率が約2%低下してい
る。これは、未硬化状態のシール材と液晶とが接触して
液晶が汚染されたり、液晶に紫外線が照射されて光劣化
を起こしたためであると考えられる。また、比較例2で
は、実施例1に比べて電圧保持率は同一であるものの、
表示領域端部でのセル厚のばらつきが大きいものであっ
た。その結果、比較例2の液晶表示パネルは、表示領域
の端部と中央部とで透過率がばらつき、表示むらが発生
した。
板との間隔を変化させて、液晶の拡散速度を調べた結果
について説明する。まず、第1及び第2の基板として、
それぞれ複数枚のガラス基板を用意した。そして、第1
の基板上に感光性黒色樹脂(BLACK519:日本合
成ゴム製)をスピンコーティング法により塗布した。こ
の場合、セル厚が3.5μmに対し凸部13の高さが1
〜3μmとなるように、スピナーの回転数を制御して感
光性黒色樹脂膜の膜厚が異なるものを作成した。
載置し、90℃の温度で4分間保持する予備加熱を行っ
た。次に、液晶止め用凸部を形成すべき領域をフォトマ
スクでマスキングし、紫外線を300mJ/cm2 のエ
ネルギーで照射した。この場合に、液晶止め用凸部はシ
ールラインから十分離れた位置に形成した。
行って、液晶止め用凸部を枠状に形成した。その後、2
20℃の温度で30分間保持し、液晶止め用凸部を構成
する樹脂を本硬化させた。実験例1として、第1の基板
の液晶止め用凸部と、この凸部に対向する第2の基板の
領域に垂直配向膜(RN−783:日産化学製)を形成
し、滴下注入法により第1及び第2の基板の間に液晶
(MJ95785:メルク製)を封入した。そして、凸
部と第2の基板との間隔と液晶の拡散速度との関係を調
べた。
の対向面に配向膜を形成せず、第1及び第2の基板間に
液晶(MJ95785:メルク製)を封入した。そし
て、凸部と第2の基板との間隔と液晶の拡散速度との関
係を調べた。更に、実験例3として、液晶止め用凸部
と、この凸部の対向面に水平配向膜(SE−7792:
日産化学製)を形成し、両者の間に液晶(MJ9578
5:メルク製)を封入した。そして、凸部と第2の基板
との間隔と液晶の拡散速度との関係を調べた。
いずれも配向膜を塗布した後、200℃の温度で60分
間保持して配向膜を硬化させた。これらの実験例1〜3
の液晶封入時における凸部での液晶の拡散速度を求めた
結果を、図5に示す。この図5から明らかなように、凸
部及びその対向面に配向膜がない実験例2では、液晶止
め用凸部と第2の基板との間隔を0.5μmとしても液
晶の拡散速度は約10mm/分であり、シール材を硬化
させるまでの間凸部で液晶を止めることは実質的に不可
能である。また、凸部及びその対向面に水平配向膜を形
成した実験例3においても、液晶止め用凸部と第2の基
板との間隔を0.5μmとしても液晶の拡散速度は約1
0mm/分であり、シール材を硬化させるまでの間凸部
で液晶を止めることは実質的に不可能である。
形成した実験例1では、凸部と第2の基板との間隔を
0.5μmとすると、液晶の拡散速度は0.1mm/分
以下になる。従って、液晶止め用凸部の幅を1mmとす
れば、凸部で液晶を約10分間止めておくことができ、
この間に表示領域を遮光板で覆って紫外線を照射し、シ
ール材を硬化させることができる。 (第2の実施の形態)図6(a),(b)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図で
ある。なお、図6(a)は表示領域内のバスライン領域
及び画素領域を示し、図6(b)は表示領域とシールラ
インとの間の領域(非表示領域)を示す。
ン、ドレインバスライン、画素電極及びTFT(いずれ
も図示せず)を形成する。その後、基板11上に感光性
樹脂を塗布し、膜厚が例えば1.75μmの感光性樹脂
膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ法により感
光性樹脂膜をパターニングして、配向分割用凸部22
a、スペーサ用凸部21a及び樹脂止め用凸部23aを
形成する。この場合、図7に示すように、配向分割用凸
部22aは表示領域上に直線状に形成し、スペーサ用凸
部21aはバスライン上に破線状に形成する。また、液
晶止め用凸部23aは表示領域を囲むように枠状に形成
する。なお、配向分割用凸部22aは、図6(a)に示
すように、頂部に平坦な部分ができないように幅を狭く
形成することが好ましい。その後、基板11上に垂直配
向膜24を塗布する。
クス及びカラーフィルタを形成し、これらの上に透明対
向電極(いずれも図示せず)を形成する。そして、対向
電極の上に感光性樹脂を塗布し、膜厚が例えば1.75
μmの感光性樹脂膜を形成する。その後、フォトリソグ
ラフィ法により感光性樹脂膜をパターニングして、配向
分割用凸部22b、スペーサ用凸部21b及び液晶止め
用凸部23bを形成する。次いで、基板12上に垂直配
向膜25を形成する。
シール材16を塗布し、液晶17を滴下した後、基板1
1に基板12を重ね合わせ、基板間11,12に液晶を
拡散させるとともに、シール材16により基板11と基
板12とを仮接合する。このとき、表示領域では基板1
1側のスペーサ用凸部21aと基板12側のスペーサ用
凸部21bとの頂部が当接し、これによりセル厚が一定
の間隔(3.5μm)に維持される。また、パネル縁部
では、液晶止め用凸部23a,23bが当接する前に液
晶17がこの凸部23a,23b間に進入しても、凸部
23a,23bの頂部には垂直配向膜24,25が形成
され、且つ両者の間隔が狭くなっているので、液晶の拡
散速度が遅くなる。これにより、液晶17がシール材1
6と接触することが回避される。
に遮光板(図示せず)を配置し、紫外線を照射してシー
ル材16を硬化させる。その後、アイソトロピック処理
を施す。これにより、液晶表示パネルが完成する。この
液晶表示パネルにおいては液晶分子が配向分割用凸部2
2a,22bの傾斜面に垂直な方向に配向するので、凸
部22a,22bを挟んで液晶分子の配向方向が相違
し、配向分割が達成される。
ル材16との間に液晶止め用凸部22a,22bを形成
し、これらの液晶止め用凸部22a,22bによりシー
ル材16が硬化するまで液晶17とシール材16とが接
触することを防止するので、液晶17中に不純物が混じ
り表示品質が劣化することを防止できる。また、バスラ
イン上にスペーサ用凸部21a,21bを形成し、これ
らの凸部21a,21bによりセル厚を一定に維持する
ので、従来のように球形又は円柱状のスペーサを散布す
る工程が不要であり、製造工程が簡略化される。更に、
配向分割用凸部22a,22bの傾斜面を利用して配向
分割を達成するので、表示品質の向上が図れる。更にま
た、これらの配向分割用凸部21a、スペーサ用凸部2
2a及び液晶止め用凸部23aを同時に形成し、配向分
割用凸部21b、スペーサ用凸部22b及び液晶止め用
凸部23bを同時に形成するので、製造工程が簡略化さ
れ、製造コストを低減する効果が大きい。
パネルを形成し、その表示特性及びセル厚のばらつきを
調べた結果について、比較例と比較して説明する。上記
の方法により、基板11側の表示領域には幅が5μmの
複数の配向分割用凸部22aを形成し、バスライン上に
は幅が10μmのスペーサ用凸部21aを破線状に形成
した。また、表示領域の外側には、幅が1.0mmの液
晶止め用凸部23aを形成した(図7参照)。表示領域
と液晶止め用凸部23aとの間隔は1.5mmである。
に垂直配向膜(JALS−644:日本合成ゴム製)を
凸版印刷により塗布した。その後、80℃の温度で2分
間加熱して予備硬化させた後、200℃の温度で60分
間保持して本硬化させた。一方、基板12側にも、基板
11側と同様にして、スペーサ用凸部21b、配向分割
用凸部22b及び液晶止め用凸部23bを形成した。
95785:メルク製)を所定量滴下し、基板12を重
ね合わせて、基板11と基板12とをシール材16によ
り仮接合させた。その後、シール材16に紫外線を照射
して、シール材16を本硬化させた。このようにして製
造した液晶表示パネル(実施例2)のセル厚のばらつき
及び電圧保持率を測定した。また、液晶止め用凸部を形
成せず、スペーサ用凸部を形成する替わりに球形のスペ
ーサを散布し、その他は実施例2と同様にして、比較例
3の液晶表示パネルを形成した。
パネルについて、セル厚のばらつき及び電圧保持率を調
べた。その結果を、下記表2に示す。
はセル厚のばらつきが少なく、電圧保持率の低下も少な
いものであった。一方、比較例3では、基板表面の配向
分割用凸部により±0.3μmのセル厚ばらつきが発生
した。これは、比較例3ではスペーサによりパネルを支
持しているため、図8に示すように配向分割用凸部22
a,22bにスペーサ26が乗り上げて、セル厚のばら
つきの原因になっているものと考えられる。また、比較
例3の液晶表示パネルでは、表示領域端部における電圧
保持率が実施例2に比べて2.3%も低下している。こ
れは、シール周辺部ではシール材が硬化する前に液晶と
接触して液晶が汚染されたためであると考えられる。な
お、セル厚のばらつきは筋むらとして現れやすく、電圧
保持率の低下は色抜けの原因となる。
幅と凸部の形状との関係を調べた結果について説明す
る。感光性透明樹脂レジストHRC−135(日本合成
ゴム製)をスピナーにてガラス基板上に塗布して感光性
樹脂膜を形成し、ホットプレート上で90℃の温度で2
分間加熱する予備硬化を行った。次に、パターンを形成
したフォトマスクでマスキングし、感光性樹脂膜に紫外
線を200mJ/cm2 のエネルギーで照射した。
して凸部を形成した後、紫外線を300mJ/cm2 の
エネルギーで照射するポスト露光を行い、次いで200
℃の温度で60分間保持する本硬化を行った。この基板
を用いて感光性樹脂により形成した凸部の幅と断面形状
との関係を用いて調べた。その結果、図9(a)に示す
ようにパターンエッジのテーパー構造は、テーパー幅が
2.5μm、傾斜角が約30°であった。この結果か
ら、配向分割用凸部の幅を5μm以下とすることによ
り、図9(b)に示すように、頂部に平坦な部分がない
配向分割用凸部として好適な凸部を形成することができ
る。また、図9(c)に示すように、スペーサ用凸部の
幅を10μmとすることにより、頂部に平坦な部分(平
坦部寸法は実測で3〜5μm)を有する凸部を形成する
ことができる。
第1の基板の表示領域とシール材との間に凸部を設け、
この凸部の頂部及びこの凸部に対向する第2の基板面に
垂直配向膜を設けているので、第1及び第2の基板を重
ね合わせて基板間に液晶を拡散させるときに前記凸部で
液晶の拡散が止められ、その間にシール材を硬化させる
ことができる。これにより、液晶と未硬化のシール材と
が接触することを回避できて、不純物による表示品質の
劣化が回避される。
に、配向分割用凸部及びスペーサ用凸部を形成すること
により、前記配向分割用凸部で配向分割が達成され、前
記スペーサ用凸部でセル厚を一定に保持することができ
て、配向分割構造を有する垂直配向型液晶表示パネルの
製造工程が著しく簡略化され、製造に要する時間が短縮
されるという効果を奏する。また、セル厚が均一にな
り、電圧保持率の低下も回避されるので、表示品質が向
上するとともに製造歩留まりも向上するという効果が得
られる。
製造方法を示す図(その1)である。
製造方法を示す図(その2)である。
求めた結果を示す図である。
製造方法を示す図である。
スペーサ用凸部及び液晶止め用凸部の配置状態を示す模
式図である。
示す模式図である。
図である。
を示す平面図である。
を示す断面図である。
置の製造方法の一例を示す断面図である。
置の製造方法の他の例を示す断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 相互に対向して配置された第1及び第2
の基板と、前記第1及び第2の基板の間の空間内に封入
された液晶とにより構成され、表示領域を通る光の光量
を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示パネルにお
いて、 前記第1の基板上に前記表示領域を囲むように枠状に形
成され、前記第2の基板との間に隙間を有する凸部と、 前記凸部の頂部及びこの凸部に対向する前記第2の基板
の面上に形成された垂直配向膜と、 前記凸部の外側に前記凸部と離隔して形成され、前記第
1及び第2の基板間の空間を密閉するシール材とを有す
ることを特徴とする液晶表示パネル。 - 【請求項2】 相互に対向して配置された第1及び第2
の基板と、前記第1及び第2の基板の間の空間内に封入
された液晶とにより構成され、表示領域を通る光の光量
を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示パネルにお
いて、 前記第1及び第2の基板にそれぞれ前記表示領域を囲む
ように枠状に形成されてその頂部が相互に当接する液晶
止め用凸部と、 前記第1及び第2の基板の画素領域内にそれぞれ形成さ
れた配向分割用凸部と、 前記第1及び第2の基板の画素領域間にそれぞれ形成さ
れてその頂部が相互に当接するスペーサ用凸部と前記第
1及び第2の基板の表示領域及び前記液晶止め用凸部の
頂部に形成された垂直配向膜と、 前記液晶止め用凸部の外側に形成され、前記第1及び第
2の基板間の空間を密閉するシール材とを有することを
特徴とする液晶表示パネル。 - 【請求項3】 相互に対向して配置された第1及び第2
の基板と、前記第1及び第2の基板間の空間を密閉する
シール材と、前記第1及び第2の基板の間の空間内に封
入された液晶とにより構成され、表示領域を通る光の光
量を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示パネルの
製造方法において、 前記第1の基板上の前記シール材を塗布する領域から離
隔し且つ前記表示領域を囲む枠状の領域に凸部を形成す
る工程と、 前記凸部の頂部に垂直配向膜を形成する工程と、 前記第2の基板上の、少なくとも前記第1の基板の前記
凸部に対向する領域に垂直配向膜を形成する工程と、 前記第1及び第2の基板のうち少なくとも一方の基板上
に前記シール材を塗布する工程と、 前記第1及び第2の基板のいずれか一方の基板上に前記
凸部の高さよりも大きな径のスペーサを散布する工程
と、 前記第1及び第2の基板のいずれか一方の基板上に液晶
を滴下する工程と、 前記第1及び第2の基板を重ね合わせ、前記第1及び第
2の基板間に前記液晶を拡散させるとともに、前記シー
ル材により前記第1及び第2の基板を接合する工程とを
有することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。 - 【請求項4】 前記凸部は黒色樹脂により形成すること
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。 - 【請求項5】 前記第1及び第2の基板を重ね合わせた
後、前記液晶が前記凸部を越える前に前記シール材を硬
化させ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。 - 【請求項6】 前記液晶は、前記一方の基板上の複数箇
所に分割して滴下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。 - 【請求項7】 相互に対向して配置された第1及び第2
の基板と、前記第1及び第2の基板間の空間を密閉する
シール材と、前記第1及び第2の基板の間の空間内に封
入された液晶とにより構成され、表示領域を通る光の光
量を画素毎に制御して画像を表示する液晶表示パネルの
製造方法において、 前記第1の基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、 前記第1の基板上の前記感光性樹脂膜を露光及び現像し
て、前記第1の基板の画素領域に配置された配向分割用
凸部、前記画素領域の間に配置されたスペーサ用凸部及
び前記表示領域を囲む枠状の液晶止め用凸部を同時に形
成する工程と、 前記第2の基板上に感光性樹脂膜を形成する工程と、 前記第2の基板上の前記感光性樹脂膜を露光及び現像し
て、前記第2の基板の画素領域に配置された配向分割用
凸部、前記画素領域の間に配置されたスペーサ用凸部及
び前記表示領域を囲む枠状の液晶止め用凸部を同時に形
成する工程と、 前記第1及び第2の基板の前記表示領域上及び前記液晶
止め用凸部の頂部に垂直配向膜を形成する工程と、 前記第1及び第2の基板の少なくとも一方の基板上の前
記液晶止め用凸部の外側に前記シール材を塗布する工程
と、 前記第1及び第2の基板のうちいずれか一方の基板上に
液晶を滴下する工程と、 前記第1及び第2の基板を各基板の前記スペーサ用凸部
が相互に当接するように重ね合わせて前記シール材で接
合する工程とを有することを特徴とする液晶表示パネル
の製造方法。 - 【請求項8】 前記配向分割用凸部は、前記スペーサ用
凸部よりも狭い幅で形成し、両側に傾斜面を有し且つ頂
部に平坦な部分を有しない形状とすることを特徴とする
請求項7に記載の液晶表示パネルの製造方法。 - 【請求項9】 前記スペーサ用凸部は破線状に形成する
ことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示パネルの製
造方法。
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