KR101659698B1

KR101659698B1 - 액정 표시 장치의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 장치

Info

Publication number: KR101659698B1
Application number: KR1020150143595A
Authority: KR
Inventors: 히데히로 소노다; 노보루 구니마쯔; 야스시 도미오까; 요우스께 효도; 야스오 이마니시
Original assignee: 가부시키가이샤 재팬 디스프레이
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2016-09-26
Also published as: JP6184765B2; KR20140147717A; KR101603843B1; KR20150121693A; JP2015004810A

Abstract

본 발명은, 기둥 형상 스페이서 부근에서의 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지하는 것이다. 직사각형의 대향 기판(200)의 제1 변의 측에 배치된 제1 광원(50)과 제1 변과 대향하는 제2 변의 측에 배치된 제2 광원(50)의 각각은 롱 아크 광원(20)과 반사 미러(40)와 편광판(30)을 갖고 있다. 각각의 광축이 대향 기판(200)의 법선 방향과 5도 내지 30도의 각도를 갖는, 제1 광원(50)으로부터의 제1 편광 자외선과 제2 광원(50)으로부터의 제2 편광 자외선에 의해, 대향 기판(200)에 형성되어 있는 배향막을 광 배향한다. 이에 의해, 대향 기판(200)에 형성되어 있는 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막도 광 배향되므로, 기둥 형상 스페이서(250) 주변에서의 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치에 관계한 것으로, 특히, 기둥 형상 스페이서 주변의 광 누설을 방지한 고콘트라스트의 액정 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 화소 전극 및 박막 트랜지스터(TFT) 등을 갖는 화소가 매트릭스 형상으로 형성된 TFT 기판과, TFT 기판에 대향하여, TFT 기판의 화소 전극과 대응하는 장소에 컬러 필터 등이 형성된 대향 기판이 배치되고, TFT 기판과 대향 기판 사이에 액정이 끼움 지지되어 있다. 그리고 액정 분자에 의한 광의 투과율을 화소마다 제어함으로써 화상을 형성하고 있다.

액정 표시 장치에서는, TFT 기판과 대향 기판에 형성된 배향막에 의해, 액정 분자의 초기 배향을 행하고, 이 액정 분자의 초기 배향의 상태를, 화소 전극에 영상 신호를 인가함으로써, 화소 전극과 대향 전극 사이에 형성된 전계에 따라서 변화시킴으로써 액정 표시 패널을 투과하는 광의 양을 컨트롤하고 있다. 액정 분자의 초기 배향의 방향은 배향막을 러빙 처리 혹은 광 배향 처리함으로써 규정하고 있다.

액정 표시 장치에서는, TFT 기판과 대향 기판의 간격을 규정하기 위해, 예를 들어 대향 기판에 기둥 형상 스페이서를 형성하고 있다. TFT 기판 혹은 대향 기판이, 외부로부터 응력이 증가함으로써 휨이 생기는 경우, 기둥 형상 스페이서가 위치 어긋나게 되어, 기둥 형상 스페이서의 주변에서, 광 누설, 혹은 배향막의 깎여짐이 생기는 경우가 있다. 이를 방지하기 위해, 「특허문헌 1」에는, 기둥 형상 스페이서의 면을 조면으로 해서, 기둥 형상 스페이서가 어긋나기 어렵게 하는 구성이 기재되어 있다.

액정 표시 장치는 배향막을 배향 처리함으로써, 액정 분자를 초기 배향하고 있지만, 기둥 형상 스페이서의 부근은 러빙 배향 처리이든, 광 배향 처리이든, 배향 처리를 하기 어렵다. 「특허문헌 2」에는 배향막을 형성 후, 기둥 형상 스페이서를 형성하고, 기둥 형상 스페이서를 액정 배향 처리 가능한 재료로 형성함으로써, 기둥 형상 스페이서의 주변에서도, 액정을 배향시킬 수 있는 구성이 기재되어 있다. 「특허문헌 2」의 도 2 등에는, 기둥 형상 스페이서에 배향 처리를 행하기 위해 광원에 대해 기판을 기울여서 광 배향 처리를 행하는 구성이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2005-31414호 공보 일본 특허 공개 제2001-109005호 공보

액정 표시 장치는, 화면을 보는 각도에 따라, 밝기나 색도가 변화되는, 소위 시각 특성이 문제이다. IPS(In Plane Swiching) 방식의 액정 표시 장치는 액정 분자를 TFT 기판 혹은 대향 기판과 평행 방향으로 회전시킴으로써 액정층의 투과율을 제어하므로, 우수한 시각 특성을 갖고 있다. IPS에서는 배향막과 액정층의 계면에 있어서의 소위 틸트각을 필요로 하지 않기 때문에, 광 배향 처리에 적합하다. 광 배향은, 예를 들어 300㎚ 이하의 편광 자외선을 조사함으로써, 배향막을 구성하는 폴리이미드의 특정 방향의 사슬(鎖)을 분단함으로써, 배향막에 대해, 1축 이방성을 형성하는 것이다.

도 12는 대향 기판(200)에 대한, 종래의 광 배향 방법을 도시하는 모식도이다. 도 12에 있어서, 광원은 쇼트 아크 광원(10)이며, 자외선을 발광한다. 쇼트 아크 광원(10)으로부터의 광은 도시하지 않은 콜리메이터를 사용해서 콜리메이트광(평행 광선)으로 되어 있다. 쇼트 아크 광원(10)으로부터의 콜리메이트광은, 편광판(30)을 통과하여, 광 배향 처리를 위한 편광 자외선이 된다. 콜리메이트광은 반사 미러(40)로 반사되어, 대향 기판(200)의 주면에 직각으로 입사한다. 이 편광광에 의해, 대향 기판(200)에 형성된 배향막이 광 배향 처리를 받는다. 대향 기판(200)에는 기둥 형상 스페이서(250)가 형성되어 있다. TFT 기판(100)도 마찬가지로 하여 광 배향 처리를 받는다.

도 13은, 이와 같이 하여 형성된 액정 표시 장치의 단면 모식도이다. 도 13에 있어서, TFT 기판(100) 상에 회로층(101)이 형성되어 있다. 본 명세서에서는, 유리 기판인 TFT 기판(100) 상에 형성된, TFT, 화소 전극, 주사선, 영상 신호선, 패시베이션막 등을 일괄적으로 회로층(101)이라고 칭하고 있다. 도 13에 있어서, 회로층(101) 상에 배향막(102)이 형성되어 있다.

도 13에 있어서, TFT 기판(100)과 대향하여, 대향 기판(200)이 배치되고, 대향 기판(200)에는 컬러 필터, 블랙 매트릭스 등이 형성되어 있다. 도 13에서는, 적색 컬러 필터(201R)와 청색 컬러 필터(201B)가 도시되고, 적색 컬러 필터(201R)와 청색 컬러 필터(201B) 사이에 블랙 매트릭스(202)가 형성되어 있다. 컬러 필터 및 블랙 매트릭스(202)를 덮어서, 수지로 형성된 오버코트막(203)이 형성되어 있다. 오버코트막(203) 상에서, 블랙 매트릭스(202)에 대응하는 부분에 TFT 기판(100)과 대향 기판(200)의 간격을 규정하기 위한 기둥 형상 스페이서(250)가 형성되어 있다. 오버코트막(203) 및 기둥 형상 스페이서(250)를 덮어서 배향막(102)이 형성되어 있다.

TFT 기판(100)과 대향 기판(200) 사이에 액정층(300)이 끼움 지지되어 있다. 본 명세서에서는, 회로층(101)이나 배향막(102) 등이 형성된 유리 기판을 TFT 기판이라고 칭하는 경우도 있고, 유리 기판에 회로층이나 배향막이 형성된 것을 TFT 기판이라고 칭하는 경우도 있다. 또한, 컬러 필터나 기둥 형상 스페이서, 배향막 등이 형성된 유리 기판을 대향 기판이라고 칭하는 경우도 있고, 유리 기판에 컬러 필터나 기둥 형상 스페이서, 배향막 등이 형성된 것을 대향 기판이라고 칭하는 경우도 있다.

TFT 기판(100) 상의 배향막(102)도 대향 기판(200) 상의 배향막(102)도 도 12에서 도시하는 바와 같은 방법에 의해 광 배향 처리되어 있다. TFT 기판(100) 상의 배향막(102)은 균일하게 배향 처리되어 있다. 이 모습을 배향막에 도시한 해칭에 의해 나타내고 있다. 한편, 대향 기판(200) 상의 배향막은 기둥 형상 스페이서(250)가 존재하고 있기 때문에, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면 및 기둥 형상 스페이서(250)의 주변은 충분한 광 배향 처리를 받을 수 없다. 도 13에 있어서의 대향 기판(200)에 있어서, 충분히 광 배향 처리를 받은 배향막(102)에는 해칭이 실시되고, 광 배향 처리가 충분히 실시되지 않는 배향막 부분은 해칭이 없는 하얗게 되어 있다.

그렇다면, 기둥 형상 스페이서(250)의 주변에서, 액정의 초기 배향이 충분하지 않은 영역이 발생하고, 이 부분에서 액정의 배향 흐트러짐에 의한 광 누설이 생겨, 콘트라스트가 저하된다. 도 14는, 이와 같은 광 누설의 상태를 도시하는 모식 평면도이다. 도 14에 있어서, 원형의 기둥 형상 스페이서(250)의 주위에 광 누설(150)이 생긴다. 종래는, 기둥 형상 스페이서(250)에 대응하는 부분의 대향 기판(200)에 차광막으로서의 블랙 매트릭스(202)가 충분히 넓은 면적으로 형성되고, 도 14와 같은 광 누설을 방지하여 콘트라스트의 저하를 방지하고 있었다.

그러나, 고정밀 화면에 있어서는, 화면의 휘도 저하를 방지하기 위해, 블랙 매트릭스(202)의 영역을 작게 할 필요가 있고, 그렇게 하면, 불충분한 배향 처리에 기인하는 광 누설을 블랙 매트릭스에 의해 충분히 덮는 것이 곤란해져, 콘트라스트의 저하를 초래하게 된다.

본 발명의 과제는, 기둥 형상 스페이서의 주변에서도, 액정을 충분히 배향시키고, 이 부분에서의 광 누설을 방지하고, 고정밀 화면에 있어서도, 높은 콘트라스트를 유지할 수 있는 액정 표시 장치를 실현할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법 및 액정 표시 장치의 제조 장치를 실현하는 것이다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하는 것이며, 구체적인 수단은 다음과 같다.

(1) 기둥 형상 스페이서와 배향막을 갖는 직사각형의 제1 기판과, 배향막을 갖는 직사각형의 제2 기판 사이에 액정이 끼움 지지되고, 상기 기둥 형상 스페이서에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 규정되고, 상기 기둥 형상 스페이서의 측면은 배향막에 의해 덮여져 있고, 상기 기둥 형상 스페이서를 구성하는 재료는 액정을 배향하는 능력을 갖지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 제1 기판의 배향막은, 상기 제1 기판의 제1 변의 측에 배치한 제1 쇼트 아크 광원으로부터 조사되는 제1 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제2 변의 측에 배치한 제2 쇼트 아크 광원으로부터 조사되는 제2 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제3 변의 측에 배치한 제3 쇼트 아크 광원으로부터 조사되는 제3 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제4 변의 측에 배치한 제4 쇼트 아크 광원으로부터 조사되는 제4 편광 자외선에 의해 광 배향 처리하고, 상기 제1 편광 자외선의 광축, 상기 제2 편광 자외선의 광축, 상기 제3 편광 자외선의 광축 및 상기 제4 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 제로보다도 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

(2) 상기 제1 편광 자외선의 광축, 상기 제2 편광 자외선의 광축, 상기 제3 편광 자외선의 광축 및 상기 제4 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 10도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 액정 표시 장치의 제조 방법.

(3) 기둥 형상 스페이서와 배향막을 갖는 직사각형의 제1 기판과, 배향막을 갖는 직사각형의 제2 기판 사이에 액정이 끼움 지지되고, 상기 기둥 형상 스페이서에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 규정되고, 상기 기둥 형상 스페이서의 측면은 배향막에 의해 덮여져 있고, 상기 기둥 형상 스페이서를 구성하는 재료는 액정을 배향하는 능력을 갖지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서, 상기 제1 기판의 배향막은, 상기 제1 기판의 제1 변의 측에 배치한 제1 롱 아크 광원으로부터 조사되는 제1 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제1 변에 대향하는 제2 변의 측에 배치한 제2 롱 아크 광원으로부터 조사되는 제2 편광 자외선에 의해 광 배향 처리하고, 상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 제로보다도 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

(4) 상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 5도 내지 30도인 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 액정 표시 장치의 제조 방법.

(5) 기둥 형상 스페이서와 배향막을 갖는 직사각형의 제1 기판과, 배향막을 갖는 직사각형의 제2 기판 사이에 액정이 끼움 지지되고, 상기 기둥 형상 스페이서에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 규정되고, 상기 기둥 형상 스페이서의 측면은 배향막에 의해 덮여져 있고, 상기 기둥 형상 스페이서를 구성하는 재료는 액정을 배향하는 능력을 갖지 않는 액정 표시 장치의 제조 장치로서, 상기 제1 기판의 배향막에 대해, 상기 제1 기판의 제1 변의 측에 배치한 쇼트 아크 광원, 편광판, 반사 미러를 갖는 제1 광원으로부터 조사되는 제1 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제2 변의 측에 배치한 쇼트 아크 광원, 편광판, 반사 미러를 갖는 제2 광원으로부터 조사되는 제2 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제3 변의 측에 배치한 쇼트 아크 광원, 편광판, 반사 미러를 갖는 제3 광원으로부터 조사되는 제3 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제4 변의 측에 배치한 쇼트 아크 광원, 편광판, 반사 미러를 갖는 제4 광원으로부터 조사되는 제4 편광 자외선에 의해 광 배향 처리하고, 상기 제1 편광 자외선의 광축, 상기 제2 편광 자외선의 광축, 상기 제3 편광 자외선의 광축 및 상기 제4 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 제로보다도 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.

(6) 기둥 형상 스페이서와 배향막을 갖는 직사각형의 제1 기판과, 배향막을 갖는 직사각형의 제2 기판 사이에 액정이 끼움 지지되고, 상기 기둥 형상 스페이서에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 규정되고, 상기 기둥 형상 스페이서의 측면은 배향막에 의해 덮여져 있고, 상기 기둥 형상 스페이서를 구성하는 재료는 액정을 배향하는 능력을 갖지 않는 액정 표시 장치의 제조 장치로서, 상기 제1 기판의 배향막에 대해, 상기 제1 기판의 제1 변의 측에 배치한 롱 아크 광원, 편광판, 반사 미러를 갖는 제1 광원으로부터 조사되는 제1 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제1 변에 대향하는 제2 변의 측에 배치한 롱 아크 광원, 편광판, 반사 미러를 갖는 제1 광원으로부터 조사되는 제2 편광 자외선에 의해 광 배향 처리하고, 상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 제로보다도 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

(7) 상기 제1 광원의 상기 편광판과 상기 제2 광원의 편광판은, 상기 제1 기판과 평행하게 설정되는 것을 특징으로 하는 (6)에 기재된 액정 표시 장치의 제조 장치.

본 발명에 따르면, 기둥 형상 스페이서의 주변에서도, 액정을 충분히 초기 배향시킬 수 있으므로, 콘트라스트가 높은 액정 표시 장치를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 고정밀 화면의 액정 표시 장치에 있어서, 차광막의 면적이 작아진 경우도, 높은 콘트라스트를 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서의 제1 실시예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 제1 실시예를 나타내는 평면 모식도이다.
도 3은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 제1 비교예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는 제1 비교예에 있어서의 기둥 형상 스페이서 부근의 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설의 예이다.
도 6은 본 발명에 있어서의 제2 실시예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은 본 발명에 있어서의 제2 실시예를 나타내는 평면 모식도이다.
도 8은 본 발명에 있어서의 제3 실시예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 9는 제2 비교예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 10은 제2 비교예를 나타내는 평면 모식도이다.
도 11은 본 발명의 효과를 나타내는 표이다.
도 12는 종래예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 13은 종래예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 14는 종래예에 있어서의 기둥 형상 스페이서 부근의 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설의 예이다.

이하에 실시예를 사용해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는, 대향 기판측에 기둥 형상 스페이서가 형성되고, 대향 기판을 광 배향 처리하는 경우에 대해 설명하고 있다. TFT 기판측에 기둥 형상 스페이서가 형성되어 있는 경우는, 이하의 실시예에 있어서, 대향 기판을 TFT 기판으로 치환하면 된다. 또한, 기둥 형상 스페이서가 형성되어 있지 않은 기판을 배향 처리하는 경우는, 종래예에 의한 배향 처리를 행하면 된다.

[제1 실시예]

도 1은 제1 실시예에 있어서의 광 배향 처리를 도시하는 단면 모식도이다. 도 1은 점 광원인 쇼트 아크 광원(10)을 사용한 경우의 예이다. 쇼트 아크 광원(10)으로부터는 300㎚ 이하의 자외선이 조사된다. 쇼트 아크 광원(10)은, 도시하지 않은 콜리메이터에 의해, 콜리메이트광(평행광)으로 되어 있다. 쇼트 아크 광원(10)으로부터의 콜리메이트광은 편광판(30)에 의해, 편광광으로 되고, 반사 미러(40)에서 반사되어 대향 기판(200)에 입사한다. 대향 기판(200)에는 기둥 형상 스페이서(250)가 형성되어 있다.

도 1이, 종래예인 도 12와 다른 점은, 도 12에서는 콜리메이트광의 광축이 대향 기판(200)의 법선 방향과 일치하고 있는 것에 반해, 도 1에서는 콜리메이트광의 광축이 대향 기판(200)의 법선에 대해 제로보다도 큰 θ의 각도를 갖고 있는 점이다. 따라서, 도 1의 구성에서는 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막에도 편광 자외선이 충분히 조사되어, 배향 처리가 이루어지게 된다.

도 1에 있어서, 직사각형인 대향 기판(200)의 한쪽의 변에 쇼트 아크 광원(10), 편광판(30), 반사 미러(40)를 갖는 제1 광원이 배치되고, 대향 기판(200)의 상기 변에 대향하는 변의 측에도 쇼트 아크 광원(10), 편광판(30), 반사 미러(40)를 갖는 제2 광원이 배치되어 있다. 제1 광원으로부터의 편광 자외선의 광축과 제2 광원으로부터의 편광 자외선의 광축의 각각은, 대향 기판의 법선 방향과 소정의 각도 θ를 갖고 있다. 이에 의해, 기둥 형상 스페이서(250)의 양측면에 형성된 배향막을 광 배향시킬 수 있다.

그러나, 쇼트 아크 광원(10)으로부터의 콜리메이트광에 의해, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면 전체면을 배향 처리하기 위해서는, 도 1의 지면 수직 방향으로 배치한, 쇼트 아크 광원(10), 편광판(30), 반사 미러(40)를 갖는 제3 및 제4 광원이 필요하다. 도 2는, 제1 실시예에 있어서의 배향 처리 장치의 평면 모식도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 쇼트 아크 광원(10)을 사용하는 경우는, 대향 기판(200)에 대해 4방향으로부터 편광 자외선을 조사함으로써, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막 전체에 대해 배향 처리를 행할 수 있다. 이 경우, 4개의 광원으로부터의 자외선의 편광 방향은 액정을 소정의 방향으로 배향시키기 위해 다른 방향인 경우가 많다.

도 3은, 본 실시예에 의해 배향 처리된 배향막(102)을 갖는 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 3이 종래예를 나타내는 도 13과 다른 점은, 도 3에 있어서는, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막(102)도 충분히 배향 처리되어 있다고 하는 점이다. 이 모습을 도 3에 있어서의 배향막에 기재한 해칭에 의해 나타내고 있다. 도 3에 있어서, 충분히 배향 처리된 배향막(102)을 해칭에 의해 나타내고 있지만, 도 3에 있어서는, 도 13과 달리, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막(102)에도 충분히 배향 처리가 이루어져 있는 것을 나타내는 해칭이 실시되어 있다.

따라서, 도 3에 있어서는, 종래예인 도 13에 존재하였던 액정의 배향 흐트러짐에 의한 광 누설 영역은 존재하고 있지 않다. 즉, 종래예에 있어서 존재하였던 도 14에 도시하는 바와 같은 광 누설은, 본 실시예에서는 존재하지 않거나, 매우 적다. 따라서, 차광막으로서의 블랙 매트릭스(202)의 영역이 작아져도 높은 콘트라스트를 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, TFT 기판(100)과 대향 기판(200)의 간격을 규정하는 기둥 형상 스페이서(250)를 구성하는 재료는 액정을 배향시키는 능력을 갖지 않고, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면 등에 형성된 배향막(102)에 의해 액정을 배향시킨다.

도 1로 되돌아가, 콜리메이트광의 광축과 대향 기판(200)의 법선과의 이루는 각은, 도 3에 있어서의 기둥 형상 스페이서(250)의 측면의 광 배향 처리의 효율과, 기둥 형상 스페이서(250) 이외의 부분에서의 광 배향 처리의 효율을 감안해서 정하게 된다. 즉, θ는 0보다도 클 필요가 있지만, 바람직하게는 10도 내지 50도이며, 보다 바람직하게는 20도 내지 40도이다.

[제1 비교예]

도 4는 쇼트 아크 광원을 사용해서 광 배향 처리를 한 경우의 비교예이다. 도 4에 있어서, 쇼트 아크 광원(10), 편광판(30), 반사 미러(40)를 사용해서 광 배향을 위한 광원을 구성하고 있고, 편광 자외선의 광축을 대향 기판(200)의 법선 방향에 대해 θ만큼 기울어져 있는 점은 도 1과 마찬가지이다.

본 비교예는 광 배향을 위한 광원이, 대향 기판(200)에 대해 일 방향에만 존재하고 있는 점이다. 이 경우, 기둥 형상 스페이서(250)의 일 방향 측면에 형성된 배향막(102)은 충분히 광 배향 처리되지만, 기둥 형상 스페이서(250)의 반대측의 측면은, 충분히 배향 처리할 수 없다. 따라서, 기둥 형상 스페이서(250)의 주변은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 기둥 형상 스페이서(250)에 있어서, 상기 반대측의 방향은 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설이 생겨, 콘트라스트의 저하를 초래한다.

[제2 실시예]

도 6은 자외선을 방사하는 롱 아크 광원(20)을 사용해서 광 배향을 하는 경우의 광 배향 장치의 단면 모식도이다. 롱 아크 광원(20)은 아크의 전극간이 긴, 선 형상 광원이다. 도 6은 롱 아크 광원(20)의 단축 방향의 단면을 따른 본 실시예에 의한 장치의 단면 모식도이다. 도 6에 있어서, 롱 아크 광원(20)의, 대향 기판(20)과 반대측에, 예를 들어 단면이 원 형상 혹은 2차 곡선 형상의 긴 반사 미러(40)를 배치하고, 입사 광축에 대해 평행 내지 약±45°까지의 각도 범위로 좁혀진 발산광을 형성하고 있다. 광 배향을 위한 자외선은 편광판(30)을 통과해서 편광 자외선이 되고, 기둥 형상 스페이서(250)가 형성된 대향 기판(200)에 조사된다. 도 6에 있어서의 점선 화살표는 대향 기판(200)이 이동하는 방향이다.

도 6에 있어서, 편광판(30)의 법선은 광축과 일치하고 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 편광판(30)의 법선은 편광 자외선의 광축과 완전히 일치할 필요는 없고, 대향 기판(200)의 법선과 소정의 각도가 기울어져 있어도 좋다. 한편, 대향 기판(200)의 법선과 편광 자외선의 광축은 소정의 각도 θ만큼 기울어져 있다. 도 6에 있어서는, 광 배향을 위한 편광 자외선이 평행광의 경우는, 광축과 대향 기판(200)의 법선을 일치시키면, 기둥 형상 스페이서(200)의 측면에 형성된 배향막을 충분히 배향 처리할 수 없다. 발광 각도가 좁혀진 발산광의 경우에도, 광축에 대한 각도가 커질수록 광량이 적어지므로, 대향 기판(200)의 법선을 일치시켰을 때에 기둥 형상 스페이서(200)의 측면에 충분한 양의 광은 조사되지 않고, 충분히 배향 처리할 수 없다. 본 실시예에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 롱 아크 광원(20)과 제2 롱 아크 광원(20)을 소정의 간격을 두고 배치하고, 제1 롱 아크 광원(20)으로부터의 제1 편광 자외선의 광축과 제2 롱 아크 광원(20)으로부터의 제2 편광 자외선의 광축을 각각, 대향 기판(200)의 법선 방향에 대해 소정의 각도를 기울임으로써, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막에 대해 충분한 배향 처리를 가능하게 하고 있다. 제1 편광 자외선의 광축 각도와 제2 편광 자외선의 광축 각도는, 각각 반사 미러(40)의 각도를 조정함으로써 제어할 수 있다.

한편, 롱 아크 광원(20)의 장축 방향 혹은 반사 미러(40)의 장축 방향에는 미러는 존재하고 있지 않으므로, 입사 광축에 대해 각도를 좁히지 않는 발산광으로 되어 있다. 따라서, 롱 아크 광원(20)의 장축 방향은 대향 기판(200)에 대해 경사를 형성하지 않아도, 대향 기판(200)에 형성된 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막을 충분히 광 배향 처리시킬 수 있다.

도 7은, 본 실시예에 의한 광 배향 장치를 도시하는 평면 모식도이다. 도 7에 있어서, 롱 아크 광원(20)을 갖는 제1 광원(50) 및 제2 광원(50)이, 소정의 간격으로 병치되어 있다. 대향 기판(200)을 점선 화살표의 방향으로 이동시킴으로써, 대향 기판(200)에 형성된 배향막을 광 배향 처리한다.

롱 아크 광원(200)은 선 형상 광원이며, 장축 방향은 입사 광축에 대해 각도를 좁히지 않는 발산 광원으로 되어 있고, 단축 방향은 반사 미러(40)에 의해 평행광 내지 입사 광축에 대해 각도 범위로 좁혀진 발산광으로 되어 있다. 도 7에 있어서, 롱 아크 광원(20)의 장축 방향은 발산 광원이므로 대향 기판(200)에 형성된 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에도 편광 자외선은 충분히 조사된다. 따라서, 롱 아크 광원(20)의 장축 방향은 광축이 대향 기판(200)의 법선과 동일한 방향이어도, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면의 배향막을 충분히 광 배향 처리할 수 있다.

한편, 롱 아크 광원(20)의 단축 방향은 반사 미러(40)에 의해 평행광 내지 입사 광축에 대해 각도를 좁히게 된 발산 광선이므로, 광축을 대향 기판(200)의 법선 방향과 일치시키면, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에 형성된 배향막을 충분히 광 배향시킬 수 없다. 따라서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 롱 아크 광원(20)의 단축 방향에 있어서는, 광축을 대향 기판(200)의 법선에 대해 기울임으로써, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면에도 광 배향을 위한 편광 자외선을 충분히 조사할 수 있도록 하고 있다.

도 6으로 되돌아가, 롱 아크 광원(20)의 단축 방향 혹은, 반사 미러(40)의 단축 방향의 광축과 대향 기판(200)의 법선과의 이루는 각도 θ는 제로보다도 크지만, 바람직하게는 5도 내지 30도이며, 보다 바람직하게는, 10도 내지 20도이다.

본 실시예에 의하면, 기둥 형상 스페이서(250)의 측면까지, 충분히 광 배향 처리할 수 있으므로, 기둥 형상 스페이서(250) 주변에서의 액정의 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 방지할 수 있다.

[제3 실시예]

도 8은 자외선을 방사하는 롱 아크 광원(20)을 사용해서 광 배향을 하는 경우의 다른 예를 나타내는 광 배향 장치의 단면 모식도이다. 롱 아크 광원(20)은 아크의 전극간이 긴, 선 형상 광원이며, 도 8은 롱 아크 광원의 단축 방향의 단면을 따른 본 실시예에 의한 배향 처리 장치의 단면 모식도이다.

도 8에 있어서, 편광판(30)이 대향 기판(200)과 평행하게 배치되어 있는 점 이외는, 제2 실시예인 도 6과 마찬가지이다. 본 장치의 평면도는 도 7과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 본 실시예의 이점은 편광판(30)을 대향 기판(200)과 평행하게 배치하므로, 편광판(30)의 세팅을 용이하게 행할 수 있는 점이다. 도 8에 있어서는, 2개의 광원(50)에 별도의 편광판(30)을 배치하고 있지만, 1매의 편광판(30)을 제1 광원(50)과 제2 광원(50)에 공통으로 배치할 수도 있다. 편광판(30)과 대향 기판(200)을 평행하게 배치하므로 이와 같은 배치가 가능해진다. 본 실시예의 효과는, 제2 실시예와 마찬가지이다.

[제2 비교예]

도 9는 롱 아크 광원(20)을 사용해서 광 배향 처리하는 경우의 비교예이다. 도 9는 롱 아크 광원(20)의 단축 방향, 혹은, 반사 미러의 단축 방향의 단면을 따른 본 장치의 단면 모식도이다. 도 9는 반사 미러(40)의 광축이 대향 기판(200)의 법선 방향과 일치하고, 또한, 롱 아크 광원(20)이 1개인 점을 제외하고 도 6과 마찬가지이다. 단, 편광판(30)은 대향 기판(200)과 평행하게 배치되어 있다. 도 9에 있어서, 기둥 형상 스페이서(250)가 형성된 대향 기판(200)이 점선 화살표의 방향으로 이동함으로써, 대향 기판(200)에 형성된 배향막을 광 배향한다.

도 10은, 본 비교예에 의한 광 배향 장치(50)의 평면 모식도이다. 도 10에 있어서, 광원(50)으로부터의 자외선의 출사 방향은 지면 하향이며, 롱 아크 광원(20)의 단축 방향에는 평행광 내지 입사 광축에 대해 각도를 좁히게 된 발산광이, 그 광축이 대향 기판(200)의 법선 방향과 동일한 방향으로 조사되고, 롱 아크 광원의 장축 방향에는 발산광이 대향 기판(200)에 조사된다. 도 10에 있어서, 대향 기판(200)이 점선 화살표의 방향으로 이동함으로써, 대향 기판(200)의 전체면이 광 배향 처리된다. 도 10의 대향 기판(200)에는 기둥 형상 스페이서(250)는 도시가 생략되어 있다.

도 10에 있어서, 롱 아크 광원(20)의 장축 방향은 발산광으로 되어 있으므로, 대향 기판(200) 상의 도시하지 않은 기둥 형상 스페이서의 측면에 형성된 배향막을 충분히 광 배향할 수 있다. 한편, 롱 아크 광원(20)의 단축 방향은 반사 미러에 의해 평행광 내지 입사 광축에 대해 각도를 좁히게 된 발산광이 형성되어 있으므로, 대향 기판(200)에 형성된 도시하지 않은 기둥 형상 스페이서의, 롱 아크 광원(20)의 단축 방향에 대응하는 측면에 형성된 배향막에는 충분한 광 배향을 행할 수 없다.

그렇다면, 기둥 형상 스페이서의, 롱 아크 광원(200)의 단축 방향에 대응하는 양측면 부근의 액정은 배향 흐트러짐을 발생하고, 광 누설이 생기게 된다. 따라서, 이 방향의 광 누설을 블랙 매트릭스 등에 의해 차광할 수 없으면, 화면의 콘트라스트의 저하를 초래한다.

<<각 실시예 및 각 비교예의 효과의 정리>>

도 11은, 각 실시예와 각 비교예의 효과의 비교이다. 도 11에 있어서, 제1-1 실시예는 쇼트 아크 광원을 사용하고 있는 제1 실시예에 있어서, 도 1에 있어서의 θ를 10도로서 광 배향을 행한 경우의 기둥 형상 스페이서 부근에서의 광 누설을 평가한 결과이며, 이 구성의 경우는, 광 누설은 육안으로는 관찰되지 않았다. 제1-2 실시예는 쇼트 아크 광원을 사용하고 있는 제1 실시예에 있어서, 도 1에 있어서의 θ를 50도로서 광 배향을 행한 경우의 기둥 형상 스페이서 부근에서의 광 누설을 평가한 결과이며, 이 구성의 경우도, 광 누설은 육안으로는 관찰되지 않았다.

제2-1 실시예는 롱 아크 광원을 사용하고 있는 제2 실시예에 있어서, 도 6에 있어서의 θ를 5도로서 광 배향을 행한 경우의 기둥 형상 스페이서 부근에서의 광 누설을 평가한 결과이며, 이 구성의 경우는 광 누설은 육안으로는 관찰되지 않았다. 제2-2 실시예는 롱 아크 광원을 사용하고 있는 제2 실시예에 있어서, 도 6에 있어서의 θ를 30도로서 광 배향을 행한 경우의 기둥 형상 스페이서 부근에서의 광 누설을 평가한 결과이며, 이 구성의 경우도, 광 누설은 육안으로는 관찰되지 않았다.

도 11에 있어서의 종래예는, 도 12에 있어서 종래예로서 설명한 쇼트 아크 광원을 사용한 광 배향이며, 기둥 형상 스페이서 부근에서, 도 14에 도시하는 바와 같은 광 누설이 관측되었다. 제1 비교예는, 도 4에 있어서 설명한 쇼트 아크 광원을 사용해서 광 배향을 행한 경우의 결과이며, 편광 자외선이 조사되는 측과 반대측의 기둥 형상 스페이서 부근에서, 광 누설이 관측되었다. 제2 비교예는, 도 9에 있어서 설명한 롱 아크 광원을 사용해서 광 배향을 행한 경우의 결과이며, 롱 아크 광원의 짧은 변 방향에 대응하는, 기둥 형상 스페이서의 양측에 있어서 광 누설이 관측되었다.

이상과 같이, 제1 및 제2 실시예를 포함하는 본 발명에 따르면, 기둥 형상 스페이서 부근에서, 광 누설은 관측되지 않은 것에 반해, 종래예 및 비교예에서는 기둥 형상 스페이서 부근에서 광 누설이 관측되었다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 효과는 현저하다.

이상의 설명에서는, 배향 처리는 광 배향인 것으로서 설명했다. 그러나, 본 발명은 배향막을 러빙 처리하는 경우에 대해서도 적용할 수 있다. 즉, 기둥 형상 스페이서의 주변은 러빙의 브러시가 닿기 어려워, 이 영역에서, 배향막의 배향 처리가 충분하지 않는다. 따라서, 기둥 형상 스페이서의 주변에서, 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설이 생긴다. 이 영역에 대해 본 발명을 적용하여, 광 배향을 위한 편광 자외선을 경사 방향으로부터 조사하여, 기둥 형상 스페이서의 측면 및 그 주변을 광 배향함으로써, 광 누설을 해소할 수 있다. 즉, 러빙 배향과 경사 방향으로부터의 편광 자외선 조사에 의한 광 배향의 조합에 의해, 액정 배향 흐트러짐에 의한 광 누설을 없앨 수 있다.

10 : 쇼트 아크 광원
20 : 롱 아크 광원
30 : 편광판
40 : 반사 미러
50 : 광원
100 : TFT 기판
101 : 회로층
102 : 배향막
150 : 광 누설
200 : 대향 기판
201R : 적색 컬러 필터
201B : 청색 컬러 필터
202 : 블랙 매트릭스
203 : 오버코트막
250 : 기둥 형상 스페이서
300 : 액정층

Claims

기둥 형상 스페이서와 배향막을 갖는 직사각형의 제1 기판과, 배향막을 갖는 직사각형의 제2 기판 사이에 액정이 끼움 지지되고, 상기 기둥 형상 스페이서에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 규정되고,
상기 기둥 형상 스페이서의 측면은 배향막에 의해 덮여져 있고, 상기 기둥 형상 스페이서를 구성하는 재료는 액정을 배향하는 능력을 갖지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법으로서,
상기 제1 기판의 배향막은, 상기 제1 기판의 제1 변의 측에 배치한 제1 롱 아크 광원으로부터 조사되는 제1 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제1 변에 대향하는 제2 변의 측에 배치한 제2 롱 아크 광원으로부터 조사되는 제2 편광 자외선에 의해 광 배향 처리하고,
상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 제로보다도 크고,
상기 제1 롱 아크 광원과 상기 제2 롱 아크 광원은 제1 방향을 따라 배열하고
상기 제1 롱 아크 광원의 광은 상기 제1 방향의 일측에서 타측으로 조사되고, 상기 제2 롱 아크 광원의 광은 상기 제1 방향의 상기 타측에서 상기 일측으로 조사되고,
상기 제1 롱 아크 광원의 광과 상기 제2 롱 아크 광원의 광은 공중에서 겹쳐지고, 겹쳐진 광이 상기 기둥 형상 스페이서의 주위에 조사되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 5도 내지 30도인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 10도 내지 20도인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 기판은 대향 기판인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 기판은 TFT 기판인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액정 표시 장치는 IPS 방식의 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 액정 표시 장치는 IPS 방식의 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 액정 표시 장치는 IPS 방식의 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 롱 아크 광원의 상기 조사 방향과 반대측에, 만곡된 미러를 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 롱 아크 광원으로부터 조사되는 상기 제1 편광 자외선과, 상기 제2 롱 아크 광원으로부터 조사되는 상기 제2 편광 자외선은 상기 제1 기판의 표면에 있어서 겹치는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 롱 아크 광원과 상기 제1 기판 사이에 제1 편광판을 상기 제1 기판과 평행하게 배치하고, 상기 제2 롱 아크 광원과 상기 제1 기판 사이에 제2 편광판을 상기 제1 기판과 평행하게 배치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
기둥 형상 스페이서와 배향막을 갖는 직사각형의 제1 기판과, 배향막을 갖는 직사각형의 제2 기판 사이에 액정이 끼움 지지되고, 상기 기둥 형상 스페이서에 의해 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 간격이 규정되고,
상기 기둥 형상 스페이서의 측면은 배향막에 의해 덮여져 있고, 상기 기둥 형상 스페이서를 구성하는 재료는 액정을 배향하는 능력을 갖지 않는 액정 표시 장치의 제조 장치로서,
상기 제1 기판의 배향막에 대해, 상기 제1 기판의 제1 변의 측에 배치한 제1 롱 아크 광원, 제1 편광판, 제1 반사 미러를 갖는 제1 광원으로부터 조사되는 제1 편광 자외선과, 상기 제1 기판의 제1 변에 대향하는 제2 변의 측에 배치한 제2 롱 아크 광원, 제2 편광판, 제2 반사 미러를 갖는 제2 광원으로부터 조사되는 제2 편광 자외선에 의해 광 배향 처리하고,
상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 제로보다도 크게 설정하고,
상기 제1 롱 아크 광원과 상기 제2 롱 아크 광원은 제1 방향을 따라 배열하고
상기 제1 롱 아크 광원의 광은 상기 제1 방향의 일측에서 타측으로 조사되고, 상기 제2 롱 아크 광원의 광은 상기 제1 방향의 상기 타측에서 상기 일측으로 조사되고,
상기 제1 롱 아크 광원의 광과 상기 제2 롱 아크 광원의 광은 공중에서 겹쳐지고, 상기 겹쳐진 광이 상기 기둥 형상 스페이서의 주위에 조사 가능한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 5도 내지 30도로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 편광 자외선의 광축 및 상기 제2 편광 자외선의 광축과, 상기 제1 기판의 법선과의 이루는 각도는 10도 내지 20도로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판은, 상기 제1 기판과 평행하게 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제15항에 있어서,
상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판은 일체인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 반사 미러는 만곡되고 상기 제1 롱 아크 광원의 상기 조사 방향과 반대측에 배치되고, 상기 제2 반사 미러는 만곡되고 상기 제2 롱 아크 광원의 상기 조사 방향과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 롱 아크 광원으로부터 조사되는 상기 제1 편광 자외선과, 상기 제2 롱 아크 광원으로부터 조사되는 상기 제2 편광 자외선은 상기 제1 기판의 표면에 있어서 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.
제15항에 있어서,
상기 제1 편광판은, 상기 제1 롱 아크 광원과 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 상기 제2 편광판은, 상기 제2 롱 아크 광원과 상기 제1 기판 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 장치.