液晶表示装置の製造方法及び液晶滴下装置
【課題】滴下注入法によって液晶が注入される液晶表示装置の製造方法において、輝度むらの発生が防止され、従来よりも表示性能が優れた液晶表示装置の製造方法及びその製造方法で使用する液晶滴下装置を提供する。
【解決手段】液晶滴下工程において、基板上に液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下とすることにより、基板を貼り合わせて液晶セル内に液晶が拡散したときに液晶同士が衝突する部位における不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とする。この液晶滴下工程では、複数の吐出口６３ａ〜６３ｄを備えた分岐ノズル６３を有する液晶滴下装置が使用され、１回の吐出で基板１０上の複数の箇所に液晶３０が同時に滴下される。
【解決手段】液晶滴下工程において、基板上に液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下とすることにより、基板を貼り合わせて液晶セル内に液晶が拡散したときに液晶同士が衝突する部位における不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とする。この液晶滴下工程では、複数の吐出口６３ａ〜６３ｄを備えた分岐ノズル６３を有する液晶滴下装置が使用され、１回の吐出で基板１０上の複数の箇所に液晶３０が同時に滴下される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造方法及び液晶滴下装置に関し、特に滴下注入法で液晶を基板に供給する液晶表示装置の製造方法と、その製造方法で使用する液晶滴下装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、薄型軽量であると共に、低電圧で駆動できて消費電力が低いという特徴があり、様々な用途に利用されている。このような幅広い需要により液晶表示装置に対する要望も多様化している。その中で、表示性能の向上や低価格化が強く要望されている。
【０００３】
通常、液晶表示装置は、画素電極、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等が設けられたＴＦＴ基板と、対向電極、カラーフィルタ、スペーサ等が設けられた対向基板との間に液晶が封入されて基本構成されている。
【０００４】
ＴＦＴ基板と対向基板との間に封入される液晶を注入する方法としては、真空注入法や滴下注入法がある。滴下注入法は、真空注入法に比べて作業時間を短縮できるという利点があり、安定した表示性能と高い生産性とを実現することができる。
【０００５】
以下、滴下注入法によりＴＦＴ基板と対向基板との間に封入される液晶を注入する方法について説明する。滴下注入法では、まず、ＴＦＴ基板を洗浄した後に、ＴＦＴ基板上にポリミイド膜を印刷法により塗布した後に、ポリイミド膜を本硬化させて配向膜を得る。また、同様な方法により、対向基板上にも配向膜を形成する。
【０００６】
次に、ＴＦＴ基板の表示領域を囲むようにシール剤を選択的に形成する。
【０００７】
次に、ディスペンサのノズルから液晶をＴＦＴ基板に吐出させてＴＦＴ基板上に液晶を滴下する。さらに、ディスペンサを所定距離移動させて滴下位置を変えてから、再び液晶をディスペンサのノズルから吐出する。このような動作を繰り返すことにより、図１に示すように、所定間隔の碁盤目状に配置された液晶１０１がＴＦＴ基板１００上に形成される。
【０００８】
その後、真空雰囲気でＴＦＴ基板と対向基板とを位置合わせした状態でシール剤により貼り合わせる。これにより、ＴＦＴ基板上に滴下された液晶が、ＴＦＴ基板、対向基板及びシール剤に囲まれた空間内に広がる。また、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔は、対向基板側に設けられたスペーサにより一定に維持される。このようにして、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶が封入される。
【０００９】
上記したような滴下注入法により液晶を注入する方法は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平５−２３２４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記したような滴下注入法によって液晶が注入された液晶表示装置では、駆動したときの表示画像において、滴下された液晶が基板間で水平方向に拡散して液晶同士が衝突する部位に格子状の輝度むら（色の濃淡) が発生することがある。
【００１１】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、滴下注入法によって液晶が注入される液晶表示装置の製造方法において、輝度むらの発生が防止され、従来よりも表示性能がより優れた液晶表示装置の製造方法、及び、その製造方法で使用する液晶滴下装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題は、液晶表示装置を構成するための一対の基板を用意する工程と、前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数の箇所に液晶を滴下する工程と、前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより、前記液晶を拡散させて前記一対の基板の間に該液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記液晶が拡散して該液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００１３】
また、上記した課題は、基板を載置するステージと、前記ステージの上方に配置され、液晶が充填されるとともに、該液晶の吐出量が制御可能なディスペンサと、前記ディスペンサの下部に取り付けられ、前記液晶を吐出するノズルとを有する液晶滴下装置であって、前記ノズルは、先端部に前記液晶が吐出される複数の吐出口を備えていることを特徴とする液晶滴下装置により解決する。
【００１４】
本願発明者は、滴下注入法で液晶が注入された液晶表示装置を駆動したときに表示画面に発生する格子状の輝度ムラを防止するために鋭意研究した。その結果、一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより基板上の複数の箇所に滴下された液晶を液晶セル内で拡散させたときに、液晶同士が衝突する部位の不純物濃度が３０ｐｐｍ以下となるときに輝度ムラが発生しないことを見出した。
【００１５】
従って、本願の液晶表示装置の製造方法では、例えば液晶を基板に滴下する工程で液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下としている。これにより、液晶が拡散したときに液晶が他の液晶と衝突するまでに取り込む不純物の量が少なくなるので、液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることができる。
【００１６】
しかしながら、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下と小さくした場合には、液晶を滴下する回数が増えてしまい、処理時間が長くなってしまうことがある。また、この場合には、１回に滴下する液晶の量を少なくする必要もあるので、ディスペンサの制御が困難となる。
【００１７】
そこで、本願発明者は、液晶の吐出量を制御可能なディスペンサに接続され、先端部に液晶が吐出される複数の吐出口を備えたノズルを有する液晶滴下装置を考案した。この液晶滴下装置では、基板上の複数の箇所に液晶を同時に滴下することができるので、液晶を滴下する間隔を小さくした場合でも液晶を滴下する回数を抑えることができる。また、ノズルの各吐出口から吐出される液晶の量を少なくした場合でもディスペンサから１回に吐出される液晶の量は少なくならないので、ディスペンサの制御が容易となる。このように、この液晶滴下装置によって本願の液晶表示装置の製造方法を容易に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を説明する前に、滴下注入法によって液晶が注入された液晶表示装置で格子状の輝度むらが発生する原因について説明する。
【００１９】
本願発明者は、滴下注入法によって液晶が注入された液晶表示装置について鋭意研究した結果、液晶セル内の不純物が不均一に分布することに起因して格子状の輝度ムラが発生することを見出した。なお、このような不純物は、例えば、フタル酸ジエチルなどのフタル酸誘導体であった。フタル酸誘導体の他でも極性の高い化学物質ほど輝度ムラが発生しやすい。
【００２０】
すなわち、図２(ａ)に示すように、貼り合わせ前の基板１上にはほぼ均一な分布で不純物４が付着している。また、この基板１上には一定の間隔(図２(ａ)では３０ｍｍ)で液晶３が滴下されている。そして、図２(ｂ)に示すように、基板１，２を貼り合わせると、基板１上に滴下された液晶３が液晶セル５の空間内に広がる。このとき、基板上の不純物４が液晶３に取り込まれて液晶３が広がる方向に移動し、液晶３と液晶３とが衝突する部位Ａに集められる。この結果、液晶セル５内には不純物４が集まっている部分、つまり不純物濃度の高い部分が格子状に形成される。この不純物濃度の高い部分とそれ以外の不純物濃度の低い部分とが、液晶表示装置を駆動したときに液晶セル５内での保持率及び残留ＤＣの不均一さとなって、表示画面に格子状の輝度ムラが発生する。
【００２１】
このため、基板上の不純物を完全に除去すれば、液晶セル内では不純物濃度の差が生じないので、輝度ムラは発生しないと考えられる。しかしながら、基板上の不純物を完全に除去することは極めて困難であり、基板洗浄時間を長くしたり、基板の放置時間を極力少なくしたとしても解決できるものではない。
【００２２】
そこで、本願発明者は、不純物濃度の高い部分の濃度を低くして、不純物濃度の高い部分と不純物濃度の低い部分との濃度差を小さくすることにより輝度ムラの発生を抑制することを考え、基板上に液晶を滴下する間隔に着目した。
【００２３】
すなわち、図３(ａ)に示すように、液晶を滴下する間隔を小さくすることにより、基板１上に滴下された液晶３の間隔(図３(ａ)では１５ｍｍ)が小さくなれば、図３(ｂ)に示すように、基板１，２を貼り合わせて液晶３が液晶セル５内で広がったときに、液晶３が他の液晶３と衝突するまでに取り込む不純物４の量は少なくなるので、液晶同士が衝突する部位Ａに集められる不純物４の量も少なくなる。この結果、不純物４が集まっている部分の不純物濃度が低くなるので、液晶表示装置を駆動したときに発生する輝度ムラは抑制される。
【００２４】
このため、本願発明者は、液晶を滴下する間隔を種々変えて格子状の輝度ムラの発生状況を調べる実験を行った。この実験結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示すように、液晶を滴下する間隔が１５ｍｍより大きい場合には格子状の輝度ムラが発生し、１５ｍｍ以下の場合には輝度ムラは発生しなかった。また、液晶を滴下する間隔が３０ｍｍのときの輝度ムラの幅は約５ｍｍであり、同じく２０ｍｍのときは約３．５ｍｍであった。
【００２７】
この実験の結果、液晶を滴下する間隔が小さいほど格子状の輝度ムラが発生しにくく、また輝度ムラが発生した場合でもその幅が狭くなることが判明した。つまり、液晶を滴下する間隔に起因する液晶同士が衝突する部位の不純物濃度がある値より高くなったときに輝度ムラが発生するといえる。
【００２８】
しかしながら、液晶セル内の特定部位における不純物濃度を測定することは困難である。これは、液晶セル内の不純物が液晶中に溶け込んでいるのではなく、液晶と基板との界面に存在するからである。
【００２９】
そこで、本願発明者は、基板を貼り合わせる前の基板上の総不純物量(不純物濃度)を予め測定しておき、基板を貼り合わせて液晶が液晶セル内に広がったときの液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を液晶を滴下する間隔(基板上に滴下された液晶間の距離)を変えて算出した。このとき、(液晶同士が衝突する部位の不純物濃度)＝(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)とした。但し、Ａは横方向(基板面の水平方向)の液晶間の距離(ｍｍ)であり、Ｂは縦方向(基板面の垂直方向)の液晶間の距離(ｍｍ)であり、ｃは貼り合わせ前の基板に付着している不純物濃度(ｐｐｍ)であり、及び、ｒは輝度ムラの幅(ｍｍ)である。
【００３０】
まず、基板を貼り合わせる前の基板上の不純物濃度を測定したところ、液晶セル領域において約１０ｐｐｍであった。次に、この結果に基づき、上記した式によって液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を算出すると、横方向及び縦方向の液晶間の距離がそれぞれ３０ｍｍのときは３７．２ｐｐｍとなり、２０ｍｍのときは３１．３ｐｐｍとなった。液晶間の距離が１５ｍｍのときには輝度ムラは発生しなかったが、仮に輝度ムラが発生したとし、その幅を３ｍｍとして不純物濃度を算出すると２７．８ｐｐｍとなった。
【００３１】
この結果によれば、輝度ムラが発生するときの不純物濃度のしきい値は約３０ｐｐｍであるといえる。すなわち、(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)≦３０(ｐｐｍ)が満たされるときに輝度ムラが発生しないといえる。
【００３２】
このように、輝度ムラが発生する要因として、基板上の不純物量、液晶間の距離及び輝度ムラの幅が挙げられる。これらのうち、輝度ムラの幅は液晶表示装置の製造条件などによっても変化する。また、基板上の不純物を完全に除去することは極めて困難である。但し、安定した製造条件においては基板上の不純物量はほぼ一定となる。従って、液晶間の距離を小さくすること、すなわち液晶を滴下する間隔を小さくすることが輝度ムラの発生を防止するのに最も効果的であるといえる。表１に示す実験結果によれば、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下にすると輝度ムラは発生しない。
【００３３】
(第１の実施形態)
以下、本発明の第１の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３４】
図４〜図１０は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図である。ここでは、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment ）型液晶表示装置の製造方法を例にして説明する。
【００３５】
まず、２枚のガラス基板を用意し、ＴＦＴ基板となる一方のガラス基板にそれぞれゲートバスライン、データバスライン、ＴＦＴ、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体からなる画素電極等を形成する。そして、ガラス基板を洗浄してから、この基板上にポリミイド溶液を印刷法により塗布して配向膜を形成する。その後、８０℃の温度で１分間の条件でプリベークを行ってから、１９０℃の温度で１０分間の条件で本ベークを行って配向膜を硬化させる。このようにして、ＴＦＴ基板が完成する。
【００３６】
また、対向基板となる他方のガラス基板にそれぞれカラーフィルタ、ＩＴＯ等の透明導電体からなるコモン電極、ドメイン規制用の突起、セルギャップを一定するための柱状スペーサ等を形成する。そして、ガラス基板を洗浄してから、この基板上にポリミイド溶液を印刷法により塗布して配向膜を形成する。その後、ＴＦＴ基板と同様の条件でプリベーク及び本ベークを行って配向膜を硬化させる。このようにして、対向基板が完成する。
【００３７】
次に、図４に示すように、ＴＦＴ基板１０の上に紫外線硬化型の樹脂(シール剤)を塗布し、液晶表示装置の表示領域を囲むシール１８を形成する。
【００３８】
そして、ＴＦＴ基板１０の上に垂直配向型液晶３０を滴下する。図５(ａ)に示すように、まず、液晶滴下装置４０のステージ４１の上にＴＦＴ基板１０を載せる。次に、精密ディスペンサ４２のノズル４３からＴＦＴ基板１０のシール１８が形成された領域の内側に向けて液晶３０を０．５ｍｇ吐出する。これにより、液晶３０がＴＦＴ基板１０上に滴下される。１回の吐出が終わると、精密ディスペンサ４２を横方向(ＴＦＴ基板１０面の水平方向)に１５ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び精密ディスペンサ４２から０．５ｍｇの液晶３０を吐出する。横方向の１列分の滴下が終わると、精密ディスペンサ４２を縦方向(ＴＦＴ基板１０面の垂直方向)に１５ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び横方向の滴下を行う。このような動作を繰り返すことにより、図５(ｂ)に示すように、ＴＦＴ基板１０上には１５ｍｍ間隔の碁盤目状に配置された液晶３０が形成される。なお、図５(ｂ)ではシール１８の図示を省略している。
【００３９】
その後、図６に示すように、貼り合わせ装置５０の下側の定盤５１にＴＦＴ基板１０を取り付け、上側の定盤５２に対向基板２０を取り付ける。
【００４０】
次に、図７に示すように、貼り合わせ装置５０のチャンバ内を排気して真空にする。そして、図示しないカメラを使用して上側の対向基板２０と下側のＴＦＴ基板１０との位置合わせを行う。基板１０，２０の位置合わせは、それぞれの基板１０，２０に設けられた位置合わせマークを目印にして行う。
【００４１】
次に、図８に示すように、定盤５１，５２を相互に近づけて、シール剤により基板１０，２０を仮接合する。これにより、シール１８の内側に液晶３０が広がり、基板１０，２０及びシール１８で囲まれた空間に液晶３０が密封される。
【００４２】
次に、図９に示すように、貼り合わせ装置５０のチャンバ内に大気を導入して、チャンバ内を大気圧にする。これにより、大気圧により上側の対向基板２０が下側のＴＦＴ基板１０に押し付けられ、スペーサにより決まる一定のセルギャップに維持される。以下、基板１０，２０を接合してなる構造物を液晶セル３１と呼ぶ。
【００４３】
次いで、液晶セル３１を貼り合わせ装置５０から取り出し、図１０に示すように、紫外線ランプ５５の光で照射してシール剤を硬化させる。その後、液晶セル３１を一対の偏光板で挟んで、液晶表示装置が形成する。
【００４４】
このように、本実施形態においては、液晶滴下工程での液晶を滴下する間隔を１５ｍｍとすることにより、貼り合わせ工程で液晶が拡散したときに液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下としている。このため、液晶表示装置を駆動したときに表示画面には格子状の輝度ムラは発生しない。
【００４５】
なお、本実施形態においては、液晶３０を滴下する間隔を１５ｍｍとしているが、１５ｍｍ以下で適宜調整すればよい。また、基板上の不純物量や液晶表示装置の製造条件等に応じて液晶３０を滴下する間隔を調整してもよい。
【００４６】
また、本実施形態においては、ＴＦＴ基板１０の上に液晶３０を滴下しているが、対向基板２０の上に液晶３０を滴下するようにしてもよい。
【００４７】
更に、本実施形態においては、１回の精密ディスペンサ４２からの吐出量を同じにして液晶３０を滴下しているが、１回の吐出量をそれぞれ変えて液晶３０を滴下するようにしてもよい。
【００４８】
(第２の実施形態)
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４９】
第２の実施形態の製造方法が第１の実施形態と異なる点は液晶滴下工程にあり、その他の工程については第１の実施形態と同じであるので、ここではその他の工程についての説明を省略する。
【００５０】
第１の実施形態においては、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下としている。しかしながら、液晶を滴下する間隔を小さくすると、液晶を滴下する回数が増えてしまい、処理時間が長くなってしまうことがある。例えば、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍとした場合と、液晶を滴下する間隔を３０ｍｍとした場合とを比較すると、前者の場合の滴下回数は後者の場合の４倍となる。
【００５１】
また、第１の実施形態においては、１回に滴下する液晶の量を０．５ｍｇとしている。一般的に、精密ディスペンサでは１回の吐出量が少なくなるほど液晶の吐出量を精密に制御することが困難となる。特に１回の吐出量が１．０ｍｇより少なくなると、吐出する毎に液晶の吐出量が変化してしまい、基板上に滴下された液晶の量にばらつきが生じてしまうことがある。なお、上述した液晶を滴下する間隔を３０ｍｍとした場合では、液晶を滴下する回数が第１の実施形態の１／４となるので、１回に滴下する液晶の量は２．０ｍｇとなる。
【００５２】
そこで、本願発明者は、１回の吐出で複数の箇所に同時に液晶を滴下することが可能、且つ、液晶の吐出量の制御が容易な液晶滴下装置を考案した。
【００５３】
図１１は、本発明の第２の実施形態の液晶滴下装置の構成を示す図である。
【００５４】
図１１に示すように、本実施形態の液晶滴下装置６０は、基板１０を載置するステージ６１と、ステージ６１の上方に配置され、液晶３０が充填される精密ディスペンサ６２と、精密ディスペンサ６２の下部に取り付けられた分岐ノズル６３とにより基本構成されている。分岐ノズル６３は先端部に４つの吐出口６３ａ〜６３ｄを備えており、これらの吐出口６３ａ〜６３ｄのそれぞれから液晶３０が吐出される。これらの吐出口６３ａ〜６３ｄは１５ｍｍ間隔で直線状に配置されている。また、吐出口６３ａ〜６３ｄの内径は全て同じ大きさとなっている。例えば精密ディスペンサ６２から吐出口６３ａ〜６３ｄに分岐するまでの分岐ノズル６３の内径を１としたとき、吐出口６３ａ〜６３ｄの内径はいずれも０．５となっている。
【００５５】
精密ディスペンサ６２では、液晶３０を吐出する量を調整したり、ステージ６１上の基板１０に対して液晶３０を滴下する位置を変えたりするなどの動作が制御可能となっている。
【００５６】
第２の実施形態の液晶表示装置の製造方法においては、液晶滴下工程で液晶滴下装置６０を使用する。
【００５７】
液晶滴下工程において、図１１に示すように、まず、液晶滴下装置６０のステージ６１の上にＴＦＴ基板１０を載せる。次に、精密ディスペンサ６２の分岐ノズル６３からＴＦＴ基板１０のシール１８が形成された領域の内側に向けて液晶３０を２．０ｍｇ吐出する。このとき、液晶３０は各吐出口６３ａ〜６３ｄから同時に０．５ｍｇづつ吐出されて、ＴＦＴ基板１０上には液晶３０が直線状に４箇所(例えばＴＦＴ基板１０面の垂直方向に４箇所)に滴下される。１回の吐出が終わると、精密ディスペンサ６２を横方向(ＴＦＴ基板１０面の水平方向)に１５ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び精密ディスペンサ６２から２．０ｍｇの液晶３０を吐出する。横方向の滴下が終わると、精密ディスペンサ６２を縦方向(ＴＦＴ基板１０面の垂直方向)に６０ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び横方向の滴下を行う。このような動作を繰り返すことにより、図１２に示すように、ＴＦＴ基板１０上には、図５(ｂ)に示す液晶３０の配置と同様の１５ｍｍ間隔の碁盤目状に配置された液晶３０が形成される。なお、図１２ではシール１８の図示を省略している。
【００５８】
このように、本実施形態においても、液晶滴下工程での液晶を滴下する間隔を１５ｍｍとすることにより、貼り合わせ工程で液晶が拡散したときに液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下としているので、液晶表示装置を駆動したときに表示画面には格子状の輝度ムラは発生しない。
【００５９】
また、本実施形態においては、１回の吐出で同時に４つの吐出口６３ａ〜６３ｄから液晶３０を吐出しているので、第１の実施形態よりも液晶３０を滴下する回数が減り、液晶滴下工程の処理時間が短くなる。
【００６０】
更に、本実施形態では、分岐ノズル６３の吐出口６３ａ〜６３ｄからの吐出量をそれぞれ制御しているのではなく、第１の実施形態と同様に精密ディスペンサ６２の吐出量のみを制御している。また、本実施形態では、１回の精密ディスペンサ６２の吐出量は２．０ｍｇであり、第１の実施形態における１回の精密ディスペンサ４２の吐出量(０．５ｍｇ)よりも多い。このため、本実施形態においては、第１の実施形態よりも液晶３０の吐出量の制御が容易となる。また、本実施形態においては、液晶３０を滴下する回数を減らすために、例えば１回の吐出量が０．５ｍｇの精密ディスペンサを４つ備えるよりも簡単な構成となる。
【００６１】
以上より、本実施形態においては、第１の実施形態よりも本発明の液晶表示装置の製造方法を容易に遂行することができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、分岐ノズル６３は４つの吐出口６３ａ〜６３ｄを備えているが、吐出口を２つ以上備えていればよい。また、本実施形態においては、分岐ノズル６３は直線状に１５ｍｍ間隔で配置された吐出口６３ａ〜６３ｄを備えているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、四角形状に１５ｍｍ間隔で配置された吐出口６５ａ〜６５ｄを備えた分岐ノズル６５としてもよい。更に、直線状又は四角形状に１５ｍｍ以下の間隔で配置された複数の吐出口を備えた分岐ノズルとしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、分岐ノズル６３の吐出口６３ａ〜６３ｄの内径を全て同じにすることにより各吐出口６３ａ〜６３ｄからの吐出量を同じにしているが、吐出口６３ａ〜６３ｄの内径をそれぞれ変えることにより各吐出口６３ａ〜６３ｄからの吐出量をそれぞれ異なるようにしてもよい。
【００６４】
上述した第１及び第２の実施形態は、本発明をＭＶＡ型液晶表示装置の製造に適用した例について説明したが、本発明はＭＶＡ型液晶表示装置の製造方法に限定されるものではない。本発明は、ＶＡ（Vertical Alignment）型又はＴＮ（Twisted Nematic）型などの各種の液晶表示装置の製造に適用することができる。
(付記１) 液晶表示装置を構成するための一対の基板を用意する工程と、
前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数の箇所に液晶を滴下する工程と、
前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより、前記液晶を拡散させて前記一対の基板の間に該液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶が拡散して該液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(付記２) 前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を滴下する間隔を調整することにより、前記液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(付記３) 前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下とすることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(付記４) 前記液晶を滴下する工程において、下記の関係式を満たすように前記液晶を滴下する間隔を調整することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)≦３０(ｐｐｍ)
但し、
Ａ：横方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
Ｂ：縦方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
ｃ：貼り合わせ前の基板に付着している不純物濃度(ｐｐｍ)、
ｒ：輝度ムラの幅(ｍｍ)
(付記５) 前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を前記複数の箇所のうちの２つ以上の箇所に同時に滴下することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(付記６) 基板を載置するステージと、
前記ステージの上方に配置され、液晶が充填されるとともに、該液晶の吐出量が制御可能なディスペンサと、
前記ディスペンサの下部に取り付けられ、前記液晶を吐出するノズルとを有する液晶滴下装置であって、
前記ノズルは、先端部に前記液晶が吐出される複数の吐出口を備えていることを特徴とする液晶滴下装置。
(付記７) 前記複数の吐出口の間隔は１５ｍｍ以下であることを特徴とする付記６に記載の液晶滴下装置。
(付記８) 前記複数の吐出口は一定間隔で配置されていることを特徴とする付記６に記載の液晶滴下装置。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、従来の基板上に滴下された液晶の配置の一例を示す図である。
【図２】図２は格子状の輝度ムラが発生する原因を説明する図であり、図２(ａ)は基板を貼り合わる前の基板上の不純物の分布及び液晶の配置を示す図であり、図２(ｂ)は基板を貼り合わせた後の不純物の分布を示す図である。
【図３】図３は本発明に係る格子状の輝度ムラの発生を抑制する原理を説明する図であり、図３(ａ)は基板を貼り合わる前の基板上の不純物の分布及び液晶の配置を示す図であり、図３(ｂ)は基板を貼り合わせた後の不純物の分布を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その１)である。
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その２)であり、図５(ａ)は液晶滴下装置のステージに基板を載置したときの状態を示す図であり、図５(ｂ)は基板上に滴下された液晶の配置を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その３)である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その４)である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その５)である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その６)である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その７)である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態の液晶滴下装置の構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の製造方法(液晶滴下工程)を示す図であり、基板上に滴下された液晶の配置を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の他の液晶滴下装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１、２…基板、
３、３０…液晶、
４…不純物、
５、３１…液晶セル、
１０…ＴＦＴ基板、
１８…シール、
２０…対向基板、
４０、６０…液晶滴下装置、
４１、６１…ステージ、
４２、６２…精密ディスペンサ、
４３…ノズル、
６３、６５…分岐ノズル、
６３ａ〜６３ｄ、６５ａ〜６５ｄ…吐出口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造方法及び液晶滴下装置に関し、特に滴下注入法で液晶を基板に供給する液晶表示装置の製造方法と、その製造方法で使用する液晶滴下装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置は、薄型軽量であると共に、低電圧で駆動できて消費電力が低いという特徴があり、様々な用途に利用されている。このような幅広い需要により液晶表示装置に対する要望も多様化している。その中で、表示性能の向上や低価格化が強く要望されている。
【０００３】
通常、液晶表示装置は、画素電極、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等が設けられたＴＦＴ基板と、対向電極、カラーフィルタ、スペーサ等が設けられた対向基板との間に液晶が封入されて基本構成されている。
【０００４】
ＴＦＴ基板と対向基板との間に封入される液晶を注入する方法としては、真空注入法や滴下注入法がある。滴下注入法は、真空注入法に比べて作業時間を短縮できるという利点があり、安定した表示性能と高い生産性とを実現することができる。
【０００５】
以下、滴下注入法によりＴＦＴ基板と対向基板との間に封入される液晶を注入する方法について説明する。滴下注入法では、まず、ＴＦＴ基板を洗浄した後に、ＴＦＴ基板上にポリミイド膜を印刷法により塗布した後に、ポリイミド膜を本硬化させて配向膜を得る。また、同様な方法により、対向基板上にも配向膜を形成する。
【０００６】
次に、ＴＦＴ基板の表示領域を囲むようにシール剤を選択的に形成する。
【０００７】
次に、ディスペンサのノズルから液晶をＴＦＴ基板に吐出させてＴＦＴ基板上に液晶を滴下する。さらに、ディスペンサを所定距離移動させて滴下位置を変えてから、再び液晶をディスペンサのノズルから吐出する。このような動作を繰り返すことにより、図１に示すように、所定間隔の碁盤目状に配置された液晶１０１がＴＦＴ基板１００上に形成される。
【０００８】
その後、真空雰囲気でＴＦＴ基板と対向基板とを位置合わせした状態でシール剤により貼り合わせる。これにより、ＴＦＴ基板上に滴下された液晶が、ＴＦＴ基板、対向基板及びシール剤に囲まれた空間内に広がる。また、ＴＦＴ基板と対向基板との間隔は、対向基板側に設けられたスペーサにより一定に維持される。このようにして、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶が封入される。
【０００９】
上記したような滴下注入法により液晶を注入する方法は、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平５−２３２４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記したような滴下注入法によって液晶が注入された液晶表示装置では、駆動したときの表示画像において、滴下された液晶が基板間で水平方向に拡散して液晶同士が衝突する部位に格子状の輝度むら（色の濃淡) が発生することがある。
【００１１】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、滴下注入法によって液晶が注入される液晶表示装置の製造方法において、輝度むらの発生が防止され、従来よりも表示性能がより優れた液晶表示装置の製造方法、及び、その製造方法で使用する液晶滴下装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題は、液晶表示装置を構成するための一対の基板を用意する工程と、前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数の箇所に液晶を滴下する工程と、前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより、前記液晶を拡散させて前記一対の基板の間に該液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、前記液晶が拡散して該液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により解決する。
【００１３】
また、上記した課題は、基板を載置するステージと、前記ステージの上方に配置され、液晶が充填されるとともに、該液晶の吐出量が制御可能なディスペンサと、前記ディスペンサの下部に取り付けられ、前記液晶を吐出するノズルとを有する液晶滴下装置であって、前記ノズルは、先端部に前記液晶が吐出される複数の吐出口を備えていることを特徴とする液晶滴下装置により解決する。
【００１４】
本願発明者は、滴下注入法で液晶が注入された液晶表示装置を駆動したときに表示画面に発生する格子状の輝度ムラを防止するために鋭意研究した。その結果、一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより基板上の複数の箇所に滴下された液晶を液晶セル内で拡散させたときに、液晶同士が衝突する部位の不純物濃度が３０ｐｐｍ以下となるときに輝度ムラが発生しないことを見出した。
【００１５】
従って、本願の液晶表示装置の製造方法では、例えば液晶を基板に滴下する工程で液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下としている。これにより、液晶が拡散したときに液晶が他の液晶と衝突するまでに取り込む不純物の量が少なくなるので、液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることができる。
【００１６】
しかしながら、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下と小さくした場合には、液晶を滴下する回数が増えてしまい、処理時間が長くなってしまうことがある。また、この場合には、１回に滴下する液晶の量を少なくする必要もあるので、ディスペンサの制御が困難となる。
【００１７】
そこで、本願発明者は、液晶の吐出量を制御可能なディスペンサに接続され、先端部に液晶が吐出される複数の吐出口を備えたノズルを有する液晶滴下装置を考案した。この液晶滴下装置では、基板上の複数の箇所に液晶を同時に滴下することができるので、液晶を滴下する間隔を小さくした場合でも液晶を滴下する回数を抑えることができる。また、ノズルの各吐出口から吐出される液晶の量を少なくした場合でもディスペンサから１回に吐出される液晶の量は少なくならないので、ディスペンサの制御が容易となる。このように、この液晶滴下装置によって本願の液晶表示装置の製造方法を容易に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を説明する前に、滴下注入法によって液晶が注入された液晶表示装置で格子状の輝度むらが発生する原因について説明する。
【００１９】
本願発明者は、滴下注入法によって液晶が注入された液晶表示装置について鋭意研究した結果、液晶セル内の不純物が不均一に分布することに起因して格子状の輝度ムラが発生することを見出した。なお、このような不純物は、例えば、フタル酸ジエチルなどのフタル酸誘導体であった。フタル酸誘導体の他でも極性の高い化学物質ほど輝度ムラが発生しやすい。
【００２０】
すなわち、図２(ａ)に示すように、貼り合わせ前の基板１上にはほぼ均一な分布で不純物４が付着している。また、この基板１上には一定の間隔(図２(ａ)では３０ｍｍ)で液晶３が滴下されている。そして、図２(ｂ)に示すように、基板１，２を貼り合わせると、基板１上に滴下された液晶３が液晶セル５の空間内に広がる。このとき、基板上の不純物４が液晶３に取り込まれて液晶３が広がる方向に移動し、液晶３と液晶３とが衝突する部位Ａに集められる。この結果、液晶セル５内には不純物４が集まっている部分、つまり不純物濃度の高い部分が格子状に形成される。この不純物濃度の高い部分とそれ以外の不純物濃度の低い部分とが、液晶表示装置を駆動したときに液晶セル５内での保持率及び残留ＤＣの不均一さとなって、表示画面に格子状の輝度ムラが発生する。
【００２１】
このため、基板上の不純物を完全に除去すれば、液晶セル内では不純物濃度の差が生じないので、輝度ムラは発生しないと考えられる。しかしながら、基板上の不純物を完全に除去することは極めて困難であり、基板洗浄時間を長くしたり、基板の放置時間を極力少なくしたとしても解決できるものではない。
【００２２】
そこで、本願発明者は、不純物濃度の高い部分の濃度を低くして、不純物濃度の高い部分と不純物濃度の低い部分との濃度差を小さくすることにより輝度ムラの発生を抑制することを考え、基板上に液晶を滴下する間隔に着目した。
【００２３】
すなわち、図３(ａ)に示すように、液晶を滴下する間隔を小さくすることにより、基板１上に滴下された液晶３の間隔(図３(ａ)では１５ｍｍ)が小さくなれば、図３(ｂ)に示すように、基板１，２を貼り合わせて液晶３が液晶セル５内で広がったときに、液晶３が他の液晶３と衝突するまでに取り込む不純物４の量は少なくなるので、液晶同士が衝突する部位Ａに集められる不純物４の量も少なくなる。この結果、不純物４が集まっている部分の不純物濃度が低くなるので、液晶表示装置を駆動したときに発生する輝度ムラは抑制される。
【００２４】
このため、本願発明者は、液晶を滴下する間隔を種々変えて格子状の輝度ムラの発生状況を調べる実験を行った。この実験結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示すように、液晶を滴下する間隔が１５ｍｍより大きい場合には格子状の輝度ムラが発生し、１５ｍｍ以下の場合には輝度ムラは発生しなかった。また、液晶を滴下する間隔が３０ｍｍのときの輝度ムラの幅は約５ｍｍであり、同じく２０ｍｍのときは約３．５ｍｍであった。
【００２７】
この実験の結果、液晶を滴下する間隔が小さいほど格子状の輝度ムラが発生しにくく、また輝度ムラが発生した場合でもその幅が狭くなることが判明した。つまり、液晶を滴下する間隔に起因する液晶同士が衝突する部位の不純物濃度がある値より高くなったときに輝度ムラが発生するといえる。
【００２８】
しかしながら、液晶セル内の特定部位における不純物濃度を測定することは困難である。これは、液晶セル内の不純物が液晶中に溶け込んでいるのではなく、液晶と基板との界面に存在するからである。
【００２９】
そこで、本願発明者は、基板を貼り合わせる前の基板上の総不純物量(不純物濃度)を予め測定しておき、基板を貼り合わせて液晶が液晶セル内に広がったときの液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を液晶を滴下する間隔(基板上に滴下された液晶間の距離)を変えて算出した。このとき、(液晶同士が衝突する部位の不純物濃度)＝(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)とした。但し、Ａは横方向(基板面の水平方向)の液晶間の距離(ｍｍ)であり、Ｂは縦方向(基板面の垂直方向)の液晶間の距離(ｍｍ)であり、ｃは貼り合わせ前の基板に付着している不純物濃度(ｐｐｍ)であり、及び、ｒは輝度ムラの幅(ｍｍ)である。
【００３０】
まず、基板を貼り合わせる前の基板上の不純物濃度を測定したところ、液晶セル領域において約１０ｐｐｍであった。次に、この結果に基づき、上記した式によって液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を算出すると、横方向及び縦方向の液晶間の距離がそれぞれ３０ｍｍのときは３７．２ｐｐｍとなり、２０ｍｍのときは３１．３ｐｐｍとなった。液晶間の距離が１５ｍｍのときには輝度ムラは発生しなかったが、仮に輝度ムラが発生したとし、その幅を３ｍｍとして不純物濃度を算出すると２７．８ｐｐｍとなった。
【００３１】
この結果によれば、輝度ムラが発生するときの不純物濃度のしきい値は約３０ｐｐｍであるといえる。すなわち、(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)≦３０(ｐｐｍ)が満たされるときに輝度ムラが発生しないといえる。
【００３２】
このように、輝度ムラが発生する要因として、基板上の不純物量、液晶間の距離及び輝度ムラの幅が挙げられる。これらのうち、輝度ムラの幅は液晶表示装置の製造条件などによっても変化する。また、基板上の不純物を完全に除去することは極めて困難である。但し、安定した製造条件においては基板上の不純物量はほぼ一定となる。従って、液晶間の距離を小さくすること、すなわち液晶を滴下する間隔を小さくすることが輝度ムラの発生を防止するのに最も効果的であるといえる。表１に示す実験結果によれば、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下にすると輝度ムラは発生しない。
【００３３】
(第１の実施形態)
以下、本発明の第１の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３４】
図４〜図１０は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図である。ここでは、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment ）型液晶表示装置の製造方法を例にして説明する。
【００３５】
まず、２枚のガラス基板を用意し、ＴＦＴ基板となる一方のガラス基板にそれぞれゲートバスライン、データバスライン、ＴＦＴ、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の透明導電体からなる画素電極等を形成する。そして、ガラス基板を洗浄してから、この基板上にポリミイド溶液を印刷法により塗布して配向膜を形成する。その後、８０℃の温度で１分間の条件でプリベークを行ってから、１９０℃の温度で１０分間の条件で本ベークを行って配向膜を硬化させる。このようにして、ＴＦＴ基板が完成する。
【００３６】
また、対向基板となる他方のガラス基板にそれぞれカラーフィルタ、ＩＴＯ等の透明導電体からなるコモン電極、ドメイン規制用の突起、セルギャップを一定するための柱状スペーサ等を形成する。そして、ガラス基板を洗浄してから、この基板上にポリミイド溶液を印刷法により塗布して配向膜を形成する。その後、ＴＦＴ基板と同様の条件でプリベーク及び本ベークを行って配向膜を硬化させる。このようにして、対向基板が完成する。
【００３７】
次に、図４に示すように、ＴＦＴ基板１０の上に紫外線硬化型の樹脂(シール剤)を塗布し、液晶表示装置の表示領域を囲むシール１８を形成する。
【００３８】
そして、ＴＦＴ基板１０の上に垂直配向型液晶３０を滴下する。図５(ａ)に示すように、まず、液晶滴下装置４０のステージ４１の上にＴＦＴ基板１０を載せる。次に、精密ディスペンサ４２のノズル４３からＴＦＴ基板１０のシール１８が形成された領域の内側に向けて液晶３０を０．５ｍｇ吐出する。これにより、液晶３０がＴＦＴ基板１０上に滴下される。１回の吐出が終わると、精密ディスペンサ４２を横方向(ＴＦＴ基板１０面の水平方向)に１５ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び精密ディスペンサ４２から０．５ｍｇの液晶３０を吐出する。横方向の１列分の滴下が終わると、精密ディスペンサ４２を縦方向(ＴＦＴ基板１０面の垂直方向)に１５ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び横方向の滴下を行う。このような動作を繰り返すことにより、図５(ｂ)に示すように、ＴＦＴ基板１０上には１５ｍｍ間隔の碁盤目状に配置された液晶３０が形成される。なお、図５(ｂ)ではシール１８の図示を省略している。
【００３９】
その後、図６に示すように、貼り合わせ装置５０の下側の定盤５１にＴＦＴ基板１０を取り付け、上側の定盤５２に対向基板２０を取り付ける。
【００４０】
次に、図７に示すように、貼り合わせ装置５０のチャンバ内を排気して真空にする。そして、図示しないカメラを使用して上側の対向基板２０と下側のＴＦＴ基板１０との位置合わせを行う。基板１０，２０の位置合わせは、それぞれの基板１０，２０に設けられた位置合わせマークを目印にして行う。
【００４１】
次に、図８に示すように、定盤５１，５２を相互に近づけて、シール剤により基板１０，２０を仮接合する。これにより、シール１８の内側に液晶３０が広がり、基板１０，２０及びシール１８で囲まれた空間に液晶３０が密封される。
【００４２】
次に、図９に示すように、貼り合わせ装置５０のチャンバ内に大気を導入して、チャンバ内を大気圧にする。これにより、大気圧により上側の対向基板２０が下側のＴＦＴ基板１０に押し付けられ、スペーサにより決まる一定のセルギャップに維持される。以下、基板１０，２０を接合してなる構造物を液晶セル３１と呼ぶ。
【００４３】
次いで、液晶セル３１を貼り合わせ装置５０から取り出し、図１０に示すように、紫外線ランプ５５の光で照射してシール剤を硬化させる。その後、液晶セル３１を一対の偏光板で挟んで、液晶表示装置が形成する。
【００４４】
このように、本実施形態においては、液晶滴下工程での液晶を滴下する間隔を１５ｍｍとすることにより、貼り合わせ工程で液晶が拡散したときに液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下としている。このため、液晶表示装置を駆動したときに表示画面には格子状の輝度ムラは発生しない。
【００４５】
なお、本実施形態においては、液晶３０を滴下する間隔を１５ｍｍとしているが、１５ｍｍ以下で適宜調整すればよい。また、基板上の不純物量や液晶表示装置の製造条件等に応じて液晶３０を滴下する間隔を調整してもよい。
【００４６】
また、本実施形態においては、ＴＦＴ基板１０の上に液晶３０を滴下しているが、対向基板２０の上に液晶３０を滴下するようにしてもよい。
【００４７】
更に、本実施形態においては、１回の精密ディスペンサ４２からの吐出量を同じにして液晶３０を滴下しているが、１回の吐出量をそれぞれ変えて液晶３０を滴下するようにしてもよい。
【００４８】
(第２の実施形態)
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４９】
第２の実施形態の製造方法が第１の実施形態と異なる点は液晶滴下工程にあり、その他の工程については第１の実施形態と同じであるので、ここではその他の工程についての説明を省略する。
【００５０】
第１の実施形態においては、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下としている。しかしながら、液晶を滴下する間隔を小さくすると、液晶を滴下する回数が増えてしまい、処理時間が長くなってしまうことがある。例えば、液晶を滴下する間隔を１５ｍｍとした場合と、液晶を滴下する間隔を３０ｍｍとした場合とを比較すると、前者の場合の滴下回数は後者の場合の４倍となる。
【００５１】
また、第１の実施形態においては、１回に滴下する液晶の量を０．５ｍｇとしている。一般的に、精密ディスペンサでは１回の吐出量が少なくなるほど液晶の吐出量を精密に制御することが困難となる。特に１回の吐出量が１．０ｍｇより少なくなると、吐出する毎に液晶の吐出量が変化してしまい、基板上に滴下された液晶の量にばらつきが生じてしまうことがある。なお、上述した液晶を滴下する間隔を３０ｍｍとした場合では、液晶を滴下する回数が第１の実施形態の１／４となるので、１回に滴下する液晶の量は２．０ｍｇとなる。
【００５２】
そこで、本願発明者は、１回の吐出で複数の箇所に同時に液晶を滴下することが可能、且つ、液晶の吐出量の制御が容易な液晶滴下装置を考案した。
【００５３】
図１１は、本発明の第２の実施形態の液晶滴下装置の構成を示す図である。
【００５４】
図１１に示すように、本実施形態の液晶滴下装置６０は、基板１０を載置するステージ６１と、ステージ６１の上方に配置され、液晶３０が充填される精密ディスペンサ６２と、精密ディスペンサ６２の下部に取り付けられた分岐ノズル６３とにより基本構成されている。分岐ノズル６３は先端部に４つの吐出口６３ａ〜６３ｄを備えており、これらの吐出口６３ａ〜６３ｄのそれぞれから液晶３０が吐出される。これらの吐出口６３ａ〜６３ｄは１５ｍｍ間隔で直線状に配置されている。また、吐出口６３ａ〜６３ｄの内径は全て同じ大きさとなっている。例えば精密ディスペンサ６２から吐出口６３ａ〜６３ｄに分岐するまでの分岐ノズル６３の内径を１としたとき、吐出口６３ａ〜６３ｄの内径はいずれも０．５となっている。
【００５５】
精密ディスペンサ６２では、液晶３０を吐出する量を調整したり、ステージ６１上の基板１０に対して液晶３０を滴下する位置を変えたりするなどの動作が制御可能となっている。
【００５６】
第２の実施形態の液晶表示装置の製造方法においては、液晶滴下工程で液晶滴下装置６０を使用する。
【００５７】
液晶滴下工程において、図１１に示すように、まず、液晶滴下装置６０のステージ６１の上にＴＦＴ基板１０を載せる。次に、精密ディスペンサ６２の分岐ノズル６３からＴＦＴ基板１０のシール１８が形成された領域の内側に向けて液晶３０を２．０ｍｇ吐出する。このとき、液晶３０は各吐出口６３ａ〜６３ｄから同時に０．５ｍｇづつ吐出されて、ＴＦＴ基板１０上には液晶３０が直線状に４箇所(例えばＴＦＴ基板１０面の垂直方向に４箇所)に滴下される。１回の吐出が終わると、精密ディスペンサ６２を横方向(ＴＦＴ基板１０面の水平方向)に１５ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び精密ディスペンサ６２から２．０ｍｇの液晶３０を吐出する。横方向の滴下が終わると、精密ディスペンサ６２を縦方向(ＴＦＴ基板１０面の垂直方向)に６０ｍｍ移動して滴下位置を変えてから、再び横方向の滴下を行う。このような動作を繰り返すことにより、図１２に示すように、ＴＦＴ基板１０上には、図５(ｂ)に示す液晶３０の配置と同様の１５ｍｍ間隔の碁盤目状に配置された液晶３０が形成される。なお、図１２ではシール１８の図示を省略している。
【００５８】
このように、本実施形態においても、液晶滴下工程での液晶を滴下する間隔を１５ｍｍとすることにより、貼り合わせ工程で液晶が拡散したときに液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下としているので、液晶表示装置を駆動したときに表示画面には格子状の輝度ムラは発生しない。
【００５９】
また、本実施形態においては、１回の吐出で同時に４つの吐出口６３ａ〜６３ｄから液晶３０を吐出しているので、第１の実施形態よりも液晶３０を滴下する回数が減り、液晶滴下工程の処理時間が短くなる。
【００６０】
更に、本実施形態では、分岐ノズル６３の吐出口６３ａ〜６３ｄからの吐出量をそれぞれ制御しているのではなく、第１の実施形態と同様に精密ディスペンサ６２の吐出量のみを制御している。また、本実施形態では、１回の精密ディスペンサ６２の吐出量は２．０ｍｇであり、第１の実施形態における１回の精密ディスペンサ４２の吐出量(０．５ｍｇ)よりも多い。このため、本実施形態においては、第１の実施形態よりも液晶３０の吐出量の制御が容易となる。また、本実施形態においては、液晶３０を滴下する回数を減らすために、例えば１回の吐出量が０．５ｍｇの精密ディスペンサを４つ備えるよりも簡単な構成となる。
【００６１】
以上より、本実施形態においては、第１の実施形態よりも本発明の液晶表示装置の製造方法を容易に遂行することができる。
【００６２】
なお、本実施形態においては、分岐ノズル６３は４つの吐出口６３ａ〜６３ｄを備えているが、吐出口を２つ以上備えていればよい。また、本実施形態においては、分岐ノズル６３は直線状に１５ｍｍ間隔で配置された吐出口６３ａ〜６３ｄを備えているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、四角形状に１５ｍｍ間隔で配置された吐出口６５ａ〜６５ｄを備えた分岐ノズル６５としてもよい。更に、直線状又は四角形状に１５ｍｍ以下の間隔で配置された複数の吐出口を備えた分岐ノズルとしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、分岐ノズル６３の吐出口６３ａ〜６３ｄの内径を全て同じにすることにより各吐出口６３ａ〜６３ｄからの吐出量を同じにしているが、吐出口６３ａ〜６３ｄの内径をそれぞれ変えることにより各吐出口６３ａ〜６３ｄからの吐出量をそれぞれ異なるようにしてもよい。
【００６４】
上述した第１及び第２の実施形態は、本発明をＭＶＡ型液晶表示装置の製造に適用した例について説明したが、本発明はＭＶＡ型液晶表示装置の製造方法に限定されるものではない。本発明は、ＶＡ（Vertical Alignment）型又はＴＮ（Twisted Nematic）型などの各種の液晶表示装置の製造に適用することができる。
(付記１) 液晶表示装置を構成するための一対の基板を用意する工程と、
前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数の箇所に液晶を滴下する工程と、
前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより、前記液晶を拡散させて前記一対の基板の間に該液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶が拡散して該液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(付記２) 前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を滴下する間隔を調整することにより、前記液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(付記３) 前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下とすることを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(付記４) 前記液晶を滴下する工程において、下記の関係式を満たすように前記液晶を滴下する間隔を調整することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)≦３０(ｐｐｍ)
但し、
Ａ：横方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
Ｂ：縦方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
ｃ：貼り合わせ前の基板に付着している不純物濃度(ｐｐｍ)、
ｒ：輝度ムラの幅(ｍｍ)
(付記５) 前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を前記複数の箇所のうちの２つ以上の箇所に同時に滴下することを特徴とする付記１に記載の液晶表示装置の製造方法。
(付記６) 基板を載置するステージと、
前記ステージの上方に配置され、液晶が充填されるとともに、該液晶の吐出量が制御可能なディスペンサと、
前記ディスペンサの下部に取り付けられ、前記液晶を吐出するノズルとを有する液晶滴下装置であって、
前記ノズルは、先端部に前記液晶が吐出される複数の吐出口を備えていることを特徴とする液晶滴下装置。
(付記７) 前記複数の吐出口の間隔は１５ｍｍ以下であることを特徴とする付記６に記載の液晶滴下装置。
(付記８) 前記複数の吐出口は一定間隔で配置されていることを特徴とする付記６に記載の液晶滴下装置。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、従来の基板上に滴下された液晶の配置の一例を示す図である。
【図２】図２は格子状の輝度ムラが発生する原因を説明する図であり、図２(ａ)は基板を貼り合わる前の基板上の不純物の分布及び液晶の配置を示す図であり、図２(ｂ)は基板を貼り合わせた後の不純物の分布を示す図である。
【図３】図３は本発明に係る格子状の輝度ムラの発生を抑制する原理を説明する図であり、図３(ａ)は基板を貼り合わる前の基板上の不純物の分布及び液晶の配置を示す図であり、図３(ｂ)は基板を貼り合わせた後の不純物の分布を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その１)である。
【図５】図５は本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その２)であり、図５(ａ)は液晶滴下装置のステージに基板を載置したときの状態を示す図であり、図５(ｂ)は基板上に滴下された液晶の配置を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その３)である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その４)である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その５)である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その６)である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を示す図(その７)である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態の液晶滴下装置の構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置の製造方法(液晶滴下工程)を示す図であり、基板上に滴下された液晶の配置を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の他の液晶滴下装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１、２…基板、
３、３０…液晶、
４…不純物、
５、３１…液晶セル、
１０…ＴＦＴ基板、
１８…シール、
２０…対向基板、
４０、６０…液晶滴下装置、
４１、６１…ステージ、
４２、６２…精密ディスペンサ、
４３…ノズル、
６３、６５…分岐ノズル、
６３ａ〜６３ｄ、６５ａ〜６５ｄ…吐出口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置を構成するための一対の基板を用意する工程と、
前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数の箇所に液晶を滴下する工程と、
前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより、前記液晶を拡散させて前記一対の基板の間に該液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶が拡散して該液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下とす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。
【請求項３】
前記液晶を滴下する工程において、下記の関係式を満たすように前記液晶を滴下する間隔を調整す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。
(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)≦３０(ｐｐｍ)
但し、
Ａ：横方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
Ｂ：縦方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
ｃ：貼り合わせ前の基板に付着している不純物濃度(ｐｐｍ)、
ｒ：輝度ムラの幅(ｍｍ)
【請求項４】
基板を載置するステージと、
前記ステージの上方に配置され、液晶が充填されるとともに、該液晶の吐出量が制御可能なディスペンサと、
前記ディスペンサの下部に取り付けられ、前記液晶を吐出するノズルとを有する液晶滴下装置であって、
前記ノズルは、先端部に前記液晶が吐出される複数の吐出口を備えていることを特徴とする液晶滴下装置。
【請求項５】
前記複数の吐出口の間隔は１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の液晶滴下装置。
【請求項１】
液晶表示装置を構成するための一対の基板を用意する工程と、
前記一対の基板のうちの一方の基板上の複数の箇所に液晶を滴下する工程と、
前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせることにより、前記液晶を拡散させて前記一対の基板の間に該液晶を封入する工程とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記液晶が拡散して該液晶同士が衝突する部位の不純物濃度を３０ｐｐｍ以下とすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記液晶を滴下する工程において、前記液晶を滴下する間隔を１５ｍｍ以下とす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。
【請求項３】
前記液晶を滴下する工程において、下記の関係式を満たすように前記液晶を滴下する間隔を調整す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。
(Ａ＊Ｂ＊ｃ)／ｒ＊(Ａ＋Ｂ−ｒ)≦３０(ｐｐｍ)
但し、
Ａ：横方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
Ｂ：縦方向の液晶間の距離(ｍｍ)、
ｃ：貼り合わせ前の基板に付着している不純物濃度(ｐｐｍ)、
ｒ：輝度ムラの幅(ｍｍ)
【請求項４】
基板を載置するステージと、
前記ステージの上方に配置され、液晶が充填されるとともに、該液晶の吐出量が制御可能なディスペンサと、
前記ディスペンサの下部に取り付けられ、前記液晶を吐出するノズルとを有する液晶滴下装置であって、
前記ノズルは、先端部に前記液晶が吐出される複数の吐出口を備えていることを特徴とする液晶滴下装置。
【請求項５】
前記複数の吐出口の間隔は１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の液晶滴下装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−８４９７５（Ｐ２００６−８４９７５Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７１５８５（Ｐ２００４−２７１５８５）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（３０２０３６００２）富士通ディスプレイテクノロジーズ株式会社 (13)
【出願人】（５０１３５８０７９）友達光電股▼ふん▲有限公司 (220)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（３０２０３６００２）富士通ディスプレイテクノロジーズ株式会社 (13)
【出願人】（５０１３５８０７９）友達光電股▼ふん▲有限公司 (220)
【Ｆターム（参考）】
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