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JP2011039467A - Method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

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JP2011039467A
JP2011039467A JP2009232532A JP2009232532A JP2011039467A JP 2011039467 A JP2011039467 A JP 2011039467A JP 2009232532 A JP2009232532 A JP 2009232532A JP 2009232532 A JP2009232532 A JP 2009232532A JP 2011039467 A JP2011039467 A JP 2011039467A
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Abstract

【課題】液晶表示装置の歩留まりの低下を低減でき、工程管理を容易化でき、コントラスト等の性能を向上できる液晶表示装置の製造方法を得る。
【解決手段】少なくとも1つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、TFT基板10、CF基板20に塗布する液晶高分子塗布工程130、140と、配向方向を規定したテンプレートとTFT基板10、CF基板20に各々ギャップを設け低分子液晶を介して対向させ、液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の温度から除冷することにより、液晶性ポリマー成分を規定方向に配向するテンプレート配向工程150、160と、テンプレートと基板間にUVを照射してブロックポリマーをUV硬化させ、配向を固定化するUV硬化工程170、180と、TFT基板10及びCF基板20の間に液晶を充填する液晶適下注入工程230等を設けた。
【選択図】図1
A liquid crystal display device manufacturing method capable of reducing a decrease in yield of a liquid crystal display device, facilitating process management, and improving performance such as contrast.
Liquid crystal is applied to a TFT substrate and a CF substrate so that a liquid crystalline polymer component is contained in at least one component and a block polymer dissolved in a solvent is disposed on the side opposite to the substrate. The polymer coating steps 130 and 140, the template in which the orientation direction is defined, and the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 are each provided with a gap so as to face each other through a low molecular liquid crystal, and removed from the temperature above the glass transition point of the liquid crystalline polymer component. Template alignment steps 150 and 160 for aligning the liquid crystalline polymer component in a prescribed direction by cooling, and UV curing step 170 for fixing the alignment by irradiating UV between the template and the substrate to cure the block polymer. 180 and an appropriate liquid crystal injection step 230 for filling the liquid crystal between the TFT substrate 10 and the CF substrate 20.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、配向膜として、少なくとも1つの成分に液晶性ポリマー成分を含むブロックポリマーを用い、テンプレートを使用して、非接触な方法による均一配向を実現した液晶表示装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device that uses a block polymer containing a liquid crystalline polymer component as at least one component as an alignment film and uses a template to achieve uniform alignment by a non-contact method. .

従来の液晶表示装置の製造方法について図6及び図7を参照しながら説明する。図6は、従来の液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。また、図7は、従来の液晶表示装置の製造方法のラビング工程を示す図である。   A method of manufacturing a conventional liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating a process of a conventional method for manufacturing a liquid crystal display device. FIG. 7 is a diagram showing a rubbing process of a conventional method for manufacturing a liquid crystal display device.

図6において、上段の工程910A〜工程950と、下段の工程910B〜工程960は、上段及び下段の工程を同時進行で処理する場合もあれば、上段又は下段の工程の後、下段又は上段の工程を処理する場合もある。   In FIG. 6, an upper step 910A to a step 950 and a lower step 910B to a step 960 may process the upper step and the lower step simultaneously, or after the upper step or the lower step, the lower step or the upper step. The process may be processed.

洗浄工程910Aにおいて、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)アレイ工程を終了したTFT基板10を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。   In the cleaning process 910A, the TFT substrate 10 that has completed the TFT (Thin Film Transistor) array process is first cleaned when it is put into the cell process.

洗浄工程910Bにおいて、CF(Color Filter:カラーフィルター)生成工程を終了したCF基板20を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。   In the cleaning process 910B, the CF substrate 20 that has completed the CF (Color Filter) generation process is first cleaned when it is put into the cell process.

次に、配向膜形成工程920A、920Bは、印刷工程と、プレベーク工程と、本硬化工程の3つの工程からなる。   Next, the alignment film forming steps 920A and 920B include three steps: a printing step, a pre-baking step, and a main curing step.

印刷工程において、配向膜(溶媒に溶けたポリイミド)をフレキソ印刷法等でTFT基板10、CF基板20に塗布して、配向膜を形成する。   In the printing process, an alignment film (polyimide dissolved in a solvent) is applied to the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 by a flexographic printing method or the like to form an alignment film.

プレベーク工程において、印刷した配向膜から溶媒を飛ばす為に、60〜100℃程度で数分間加熱する。多くはホットプレート方式やオーブン式である。   In the pre-baking step, heating is performed at about 60 to 100 ° C. for several minutes in order to remove the solvent from the printed alignment film. Most are hot plate type or oven type.

本硬化工程において、最終的な重合を行わせる為に、二百数十℃で数十分加熱する。   In the main curing step, heating is performed at several hundred and several tens of degrees Celsius for the final polymerization.

次に、ラビング工程930A、930Bにおいて、液晶の並び方向(配向の向き)を決める為に、図7に示すように、綿やレーヨンなどの布(バフ材)93を巻き付けたローラ92で、TFT基板10、CF基板20に形成された配向膜91の表面を擦る。   Next, in rubbing process 930A, 930B, in order to determine the alignment direction (orientation direction) of the liquid crystal, as shown in FIG. 7, a roller 92 around which a cloth (buff material) 93 such as cotton or rayon is wound is used. The surfaces of the alignment films 91 formed on the substrate 10 and the CF substrate 20 are rubbed.

次に、洗浄工程940A、940Bにおいて、ラビング工程930A、930Bで発生した布の毛や配向膜の削れカスを洗い流す。   Next, in the cleaning processes 940A and 940B, the fabric hair and the scraped scraps of the alignment film generated in the rubbing processes 930A and 930B are washed away.

次に、導通材塗布工程950において、TFT基板10とCF基板20の導通を取る為、TFT基板10にAgペースト等の導通材を点状に塗布する。なお、IPSモードでは不要である。   Next, in a conductive material application step 950, a conductive material such as an Ag paste is applied to the TFT substrate 10 in a dot shape in order to establish conduction between the TFT substrate 10 and the CF substrate 20. Note that this is not necessary in the IPS mode.

シール塗布工程960において、液晶が入る領域を囲む為に、CF基板20にシール剤を塗布する。また、シール剤は、TFT基板10とCF基板20を接着させる役割も担う。シール剤を塗布した後、90℃程度で数分間プレベークを行う場合がある。シール剤は熱硬化タイプとUV(Ultraviolet ray:紫外線)硬化タイプがあるが、液晶滴下注入を行う場合は、UV硬化タイプのシール剤を用いる場合が多い。   In a seal application step 960, a sealant is applied to the CF substrate 20 so as to surround the region where the liquid crystal enters. The sealing agent also plays a role of bonding the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 together. After applying the sealing agent, pre-baking may be performed at about 90 ° C. for several minutes. There are a thermosetting type and a UV (ultraviolet ray) curing type, but when liquid crystal dropping injection is performed, a UV curing type sealing agent is often used.

次に、液晶滴下注入工程970は、液晶滴下工程と、重ね合わせ工程の2つの工程からなる。   Next, the liquid crystal dropping / injecting step 970 includes two steps, a liquid crystal dropping step and an overlaying step.

液晶滴下工程において、CF基板20に液晶を必要量滴下する。   In the liquid crystal dropping step, a required amount of liquid crystal is dropped on the CF substrate 20.

重ね合わせ工程において、液晶を滴下したCF基板20とTFT基板10を真空下で精密に重ね合わせる。重ね合わせた後、基板を大気中に取り出すことにより、大気圧で目標とするセルGAPまで潰される。その後、シール剤に紫外線(UV)を照射することで、シール剤を半硬化させる。   In the superposition process, the CF substrate 20 onto which the liquid crystal is dropped and the TFT substrate 10 are precisely superposed under vacuum. After the superposition, the substrate is taken out into the atmosphere, and is crushed to the target cell GAP at atmospheric pressure. Thereafter, the sealant is semi-cured by irradiating the sealant with ultraviolet rays (UV).

そして、加熱工程980において、150℃程度で数十分加熱し、シール剤を本硬化させると共に、液晶を一旦、等方相から液晶相に再配向させることで配向の安定性を高める。   In the heating step 980, heating is performed at about 150 ° C. for several tens of minutes to fully cure the sealant and to realign the liquid crystal from the isotropic phase to the liquid crystal phase, thereby improving alignment stability.

なお、関連の先行技術文献として、ブロックポリマーでない液晶性高分子を配向膜とし液晶が充填されていない状態で磁場を印加する液晶表示装置の製造方法が記載された特許文献1、ブロック共重合体について記載された特許文献2がある。   As a related prior art document, Patent Document 1, which describes a manufacturing method of a liquid crystal display device in which a liquid crystal polymer that is not a block polymer is used as an alignment film and a magnetic field is applied in a state where the liquid crystal is not filled, is a block copolymer There is Patent Document 2 in which is described.

特公平7−54381号公報Japanese Patent Publication No. 7-54381 特開2004−124088号公報JP 2004-124088 A

上述したように、従来の液晶表示装置の製造方法では、一対の基板の相対する表面に液晶配向膜材料を塗布し、塗布した材料を乾燥硬化することにより配向膜を形成し、その配向膜の表面をラビング処理することで、配向特性を持たせていた。従って、ラビング工程930A、930B起因のラビングキズ、異物などの不良が発生し、歩留まりが低下するという問題点があった。また、ラビング工程930A、930Bは制御因子の定量化が難しいため、工程管理が難しいという問題点があった。さらに、ラビングキズや、ラビング方向のズレ、TFT基板10とCF基板20の重ね合わせ時のズレにより、液晶表示装置のコントラストなどの性能が低下するという問題点があった。   As described above, in the conventional method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal alignment film material is applied to the opposing surfaces of a pair of substrates, and the applied material is dried and cured to form an alignment film. The surface was rubbed to provide orientation characteristics. Therefore, defects such as rubbing scratches and foreign matters due to the rubbing processes 930A and 930B occur, and the yield is reduced. Further, the rubbing processes 930A and 930B have a problem that process control is difficult because it is difficult to quantify the control factors. Furthermore, there has been a problem that performance such as contrast of the liquid crystal display device is deteriorated due to rubbing scratches, rubbing direction misalignment, and misalignment when the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 are overlapped.

また、液晶表示装置特有の視野角特性を改善する目的で、2つ以上の配向分割を行う場合、従来の方法では、配向特性を持たせるための処理を分割数に応じて繰り返し行う必要があった。この結果、配向分割を行う場合には、上述した問題とともに、非常に多くの工程を要することとなるため、設備投資やランニングコストの上昇、あるいはスループットの低下といった問題もあった。   In addition, when performing two or more alignment divisions for the purpose of improving the viewing angle characteristics peculiar to a liquid crystal display device, it is necessary to repeat the process for providing the alignment characteristics according to the number of divisions in the conventional method. It was. As a result, when the alignment division is performed, in addition to the above-described problems, a very large number of processes are required, and thus there are problems such as an increase in capital investment, a running cost, and a decrease in throughput.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、液晶表示装置の歩留まりの低下を低減し、工程管理を容易化でき、かつ液晶表示装置のコントラストなどの性能を向上することができる液晶表示装置の製造方法を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to reduce a decrease in the yield of the liquid crystal display device, facilitate process management, and performance such as contrast of the liquid crystal display device. The manufacturing method of the liquid crystal display device which can improve is obtained.

この発明に係る液晶表示装置の製造方法は、少なくとも1つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、この液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせ、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、前記液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、第1の基板及び第2の基板に塗布する液晶高分子塗布工程と、配向方向を規定したテンプレートと前記ブロックポリマーを塗布した第1の基板、前記テンプレートと前記ブロックポリマーを塗布した第2の基板にそれぞれギャップを設けて、低分子液晶を介して対向させ、前記液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の第1の所定温度から除冷することにより、前記低分子液晶の配向力によって、前記液晶性ポリマー成分を規定方向に配向するテンプレート配向工程と、前記テンプレートと基板間に紫外線を照射して前記ブロックポリマーをUV硬化させ、配向を固定化するUV硬化工程と、液晶が入る領域を囲む為に、前記第2の基板にシール剤を塗布するシール塗布工程と、前記第1の基板及び前記第2の基板の間に液晶を充填形成する液晶滴下注入工程と、第2の所定温度で所定時間加熱する加熱工程とを設けたものである。   The method for producing a liquid crystal display device according to the present invention comprises a liquid crystalline polymer component as at least one component, a UV curing functional component in the liquid crystalline polymer component, and a block polymer dissolved in a solvent, the liquid crystalline polymer A liquid crystal polymer coating step for coating the first substrate and the second substrate so that the component is on the opposite side of the substrate, a template defining the orientation direction and the first substrate coated with the block polymer, By providing a gap between the template and the second substrate coated with the block polymer, facing each other through a low molecular liquid crystal, and removing from the first predetermined temperature above the glass transition point of the liquid crystalline polymer component A template alignment step of aligning the liquid crystalline polymer component in a specified direction by the alignment force of the low-molecular liquid crystal; A UV curing step in which the block polymer is UV-cured by irradiating ultraviolet rays in between, and the orientation is fixed; and a seal coating step in which a sealant is applied to the second substrate to surround a region where the liquid crystal enters; A liquid crystal dropping injection process for filling and forming liquid crystal between the first substrate and the second substrate, and a heating process for heating at a second predetermined temperature for a predetermined time are provided.

この発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、配向膜として液晶性高分子を用い、テンプレートによる配向処理を行うことにより、非接触、かつ安価な方法で高い配向性を実現することで、液晶表示装置の歩留まりの低下を低減でき、工程管理を容易化でき、かつ液晶表示装置のコントラストなどの性能を向上することができる液晶表示装置の製造方法を得ることができる。   According to the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, by using a liquid crystalline polymer as an alignment film and performing an alignment treatment with a template, by realizing high alignment by a non-contact and inexpensive method, It is possible to obtain a method of manufacturing a liquid crystal display device that can reduce a decrease in yield of the liquid crystal display device, facilitate process management, and improve performance such as contrast of the liquid crystal display device.

この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法の液晶高分子塗布工程を示す図である。It is a figure which shows the liquid crystal polymer application | coating process of the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法のテンプレート配向工程及びUV硬化工程を示す図である。It is a figure which shows the template orientation process and UV hardening process of the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法の加熱・除冷工程及びUV硬化工程を示す図である。It is a figure which shows the heating / cooling process and UV hardening process of the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来の液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of the manufacturing method of the conventional liquid crystal display device. 従来の液晶表示装置の製造方法のラビング工程を示す図である。It is a figure which shows the rubbing process of the manufacturing method of the conventional liquid crystal display device.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法について図1から図3までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。この実施の形態1では、TFT基板10、CF基板20の両基板ともにテンプレート30を用いて配向させる場合について説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Embodiment 1 FIG.
A method of manufacturing the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing steps of a method for manufacturing a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. In the first embodiment, the case where both the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 are aligned using the template 30 will be described. In addition, in each figure, the same code | symbol shows the same or equivalent part.

図1において、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法は、洗浄工程110と、洗浄工程120と、液晶高分子塗布工程130と、液晶高分子塗布工程140と、テンプレート配向工程150と、テンプレート配向工程160と、UV硬化工程170と、UV硬化工程180と、洗浄工程190と、洗浄工程200と、導通材塗布工程210と、シール塗布工程220と、液晶滴下注入工程230と、加熱工程240とが設けられている。   In FIG. 1, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention includes a cleaning process 110, a cleaning process 120, a liquid crystal polymer coating process 130, a liquid crystal polymer coating process 140, and a template alignment process. 150, template orientation step 160, UV curing step 170, UV curing step 180, cleaning step 190, cleaning step 200, conductive material applying step 210, seal applying step 220, liquid crystal dropping injection step 230, , A heating step 240 is provided.

図1において、上段の工程110〜工程210と、下段の工程120〜工程220は、上段及び下段の工程を同時進行で処理する場合もあれば、上段又は下段の工程の後、下段又は上段の工程を処理する場合もある。なお、図1では、TFT基板10に上段の工程110〜工程210を実施し、CF基板20に下段の工程120〜工程220を実施しているが、逆でもよい、つまり、CF基板20に上段の工程110〜工程210を実施し、TFT基板10に下段の工程120〜工程220を実施してもよい。   In FIG. 1, the upper step 110 to the step 210 and the lower step 120 to the step 220 may process the upper step and the lower step simultaneously, or after the upper step or the lower step, the lower step or the upper step. The process may be processed. In FIG. 1, the upper steps 110 to 210 are performed on the TFT substrate 10 and the lower steps 120 to 220 are performed on the CF substrate 20. However, the reverse is also possible, that is, the upper steps are performed on the CF substrate 20. Steps 110 to 210 may be performed, and the lower step 120 to step 220 may be performed on the TFT substrate 10.

つぎに、この実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法の各工程の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of each process of the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

図2は、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法の液晶高分子塗布工程を示す図である。また、図3は、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法のテンプレート配向工程及びUV硬化工程を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a liquid crystal polymer coating step in the method of manufacturing the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the template orientation process and UV hardening process of the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention.

まず、図1の洗浄工程110において、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)アレイ工程を終了したTFT基板(アレイ基板)10を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。   First, in the cleaning process 110 of FIG. 1, the TFT substrate (array substrate) 10 that has completed the TFT (Thin Film Transistor) array process is first cleaned when it is put into the cell process.

また、洗浄工程120において、CF(Color Filter:カラーフィルター)生成工程を終了したCF基板(カラーフィルター基板)20を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。   Further, in the cleaning process 120, the CF substrate (color filter substrate) 20 that has completed the CF (Color Filter) generation process is first cleaned when it is put into the cell process.

次に、液晶高分子塗布工程130、140は、塗布工程と、プレベーク工程と、本硬化工程の3つの工程からなる。   Next, the liquid crystal polymer coating steps 130 and 140 are composed of three steps: a coating step, a pre-baking step, and a main curing step.

塗布工程において、配向膜として、溶媒に溶かした液晶性高分子(液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせたブロックポリマー)を、TFT基板10、CF基板20に塗布して形成する。   In the coating step, a liquid crystalline polymer dissolved in a solvent (a block polymer in which a liquid crystalline polymer component has a UV curing function component) is applied to the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 as an alignment film.

図2(a)に示すように、少なくとも1つの成分に液晶性ポリマー成分を含むブロックポリマー1を用いる。また、図2(b)に示すように、液晶性ポリマー成分が基板10、20と反対側(液晶側)に向くように、ブロックポリマー1及び基板表面を設計する。   As shown in FIG. 2A, a block polymer 1 containing a liquid crystalline polymer component as at least one component is used. Further, as shown in FIG. 2B, the block polymer 1 and the substrate surface are designed so that the liquid crystalline polymer component faces the side opposite to the substrates 10 and 20 (liquid crystal side).

図2(c)及び(d)に示すように、液晶を配向させる為の成分(液晶性ポリマー成分)1aが上を向く、つまり基板10、20と反対側(液晶側)に向くようにする。必要に応じて、液晶を配向させる為の成分1aとは異なる成分1b、1cと相性の良い物質(界面調整膜)2を基板10、20に塗布することで、液晶性ポリマー成分1aが上を向くことを実現する。なお、図2(e)は、液晶を配向させる為の成分(液晶性ポリマー成分)1aが上を向いていない例を示す。   As shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), the component (liquid crystalline polymer component) 1a for aligning the liquid crystal faces upward, that is, faces the side opposite to the substrates 10 and 20 (liquid crystal side). . If necessary, the liquid crystalline polymer component 1a is raised by applying to the substrates 10 and 20 a substance (interface adjustment film) 2 that is compatible with the components 1b and 1c different from the component 1a for aligning the liquid crystal. Realize facing. FIG. 2 (e) shows an example in which the component (liquid crystalline polymer component) 1a for aligning the liquid crystal does not face upward.

プレベーク工程において、塗布した液晶性高分子(液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせたブロックポリマー)から溶媒を飛ばす為に、60〜100℃程度で数分間加熱する。多くはホットプレート方式又はオーブン式である。   In the pre-baking step, heating is performed at about 60 to 100 ° C. for several minutes in order to remove the solvent from the applied liquid crystalline polymer (block polymer in which the liquid crystalline polymer component has a UV curing function component). Most are hot plate type or oven type.

本硬化工程において、ブロックポリマー1とガラス基板との密着を向上させる為に、百数十℃で数十分加熱する。   In the main curing step, heating is performed at several hundreds of degrees Celsius for several tens of degrees in order to improve the adhesion between the block polymer 1 and the glass substrate.

次に、テンプレート配向工程150において、配向方向を規定したテンプレート30と液晶性高分子を塗布したTFT基板10とに数μmのギャップを設けて、低分子液晶3Aを介して対向させ、液晶性高分子のガラス転移点Tg以上の温度から除冷することにより、低分子液晶3Aは規定方向に配向し、更に低分子液晶3Aの配向力により、液晶性高分子も規定方向に配向する。なお、配向に使用した低分子液晶3Aは、本来の表示に使用する低分子液晶3とは異なるものであり、洗浄工程190、200において、液晶成分のみ分離して回収し、再利用することも可能である。   Next, in the template alignment step 150, a gap of several μm is provided between the template 30 defining the alignment direction and the TFT substrate 10 coated with the liquid crystalline polymer so as to face each other through the low molecular liquid crystal 3 </ b> A. By removing the temperature from a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg of the molecules, the low-molecular liquid crystal 3A is aligned in the specified direction, and the liquid crystalline polymer is also aligned in the specified direction by the alignment force of the low-molecular liquid crystal 3A. Note that the low-molecular liquid crystal 3A used for alignment is different from the low-molecular liquid crystal 3 used for original display, and only the liquid crystal component can be separated and recovered and reused in the cleaning steps 190 and 200. Is possible.

図3(a)に示すように、配向方向を規定したテンプレート30と液晶性高分子を塗布したTFT基板10とに数μmのギャップを設けて、低分子液晶3Aを介して貼り合せた後、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Tg以上の温度、例えば、150℃で30分加熱し、1℃/minで常温まで除冷する。なお、テンプレート30は、低分子液晶をアンカリングし、配向方向を規定できるものなら何でも良く(ラビング基板、金属、樹脂、セラミックス、ゴム等、又、コーティングやナノインプリントによる加工等)、例えば、ガラス基板に一定方向の微小な溝を設けた様なものである。   As shown in FIG. 3A, after providing a gap of several μm between the template 30 defining the orientation direction and the TFT substrate 10 coated with the liquid crystalline polymer and bonding them through the low molecular liquid crystal 3A, The liquid crystalline polymer component is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg of, for example, 150 ° C. for 30 minutes and then cooled to room temperature at 1 ° C./min. The template 30 may be anything as long as it can anchor the low-molecular liquid crystal and define the orientation direction (rubbing substrate, metal, resin, ceramics, rubber, etc., or processing by coating or nanoimprinting), for example, a glass substrate It is like having a minute groove in a certain direction.

また、テンプレート配向工程160において、同様に、配向方向を規定したテンプレート30と液晶性高分子を塗布したCF基板20とに数μmのギャップを設けて、低分子液晶3Aを介して貼り合せ、液晶性高分子のガラス転移点Tg以上の温度から除冷することにより、低分子液晶3Aは規定方向に配向し、更に低分子液晶3Aの配向力により、液晶性高分子も規定方向に配向する。   Similarly, in the template alignment step 160, a gap of several μm is provided between the template 30 defining the alignment direction and the CF substrate 20 coated with the liquid crystalline polymer, and the liquid crystal is bonded via the low molecular liquid crystal 3A. The low molecular liquid crystal 3A is aligned in a specified direction by removing the temperature from a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg of the conductive polymer, and the liquid crystalline polymer is also aligned in the specified direction by the alignment force of the low molecular liquid crystal 3A.

次に、UV硬化工程170、180において、均一配向が得られた段階で、テンプレート30と基板10、20のそれぞれの間に紫外線(UV)を照射することで、液晶高分子(ブロックポリマー)がUV硬化し、配向を固定化する。つまり、液晶性高分子にUV硬化機能を持たせ、均一配向を得た後、UV硬化することで、配向安定性を高める。   Next, in the UV curing processes 170 and 180, when uniform alignment is obtained, the liquid crystal polymer (block polymer) is irradiated by irradiating ultraviolet rays (UV) between the template 30 and the substrates 10 and 20, respectively. UV cure to fix orientation. That is, the liquid crystal polymer is given a UV curing function, and after obtaining uniform alignment, UV curing is performed to enhance alignment stability.

図3(b)に示すように、ブロックポリマーにUV硬化機能成分を持たせ、テンプレート配向により均一配向を得た後、例えば、数百〜数万mJ(ミリジュール)の紫外線(UV)を照射してUV硬化することで、配向安定性を高める。このUV照射は、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Tg及び液晶のNI点よりも低い温度で照射し、配向を固定化する。なお、UV照射は、テンプレート30側から行っても良いし、基板10、20側から行っても良い。さらに、テンプレート30側と基板10、20側の両側から行っても良い。   As shown in FIG. 3B, the block polymer is provided with a UV curing functional component, and after obtaining a uniform orientation by template orientation, for example, irradiation with ultraviolet rays (UV) of several hundred to several tens of thousands mJ (millijoule) is performed. Then, UV-curing improves alignment stability. This UV irradiation is performed at a temperature lower than the glass transition point Tg of the liquid crystalline polymer component and the NI point of the liquid crystal to fix the alignment. The UV irradiation may be performed from the template 30 side or from the substrates 10 and 20 side. Further, it may be performed from both the template 30 side and the substrates 10 and 20 side.

次に、洗浄工程190、200において、テンプレート配向工程150、160、UV硬化工程170、180を終了したTFT基板10、CF基板20を洗浄する。この時点で、洗浄液から液晶性高分子を配向させる為に用いた液晶3Aを分離して回収することで、液晶3Aを再利用することも可能である。   Next, in the cleaning steps 190 and 200, the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 that have completed the template alignment steps 150 and 160 and the UV curing steps 170 and 180 are cleaned. At this point, the liquid crystal 3A can be reused by separating and recovering the liquid crystal 3A used for aligning the liquid crystalline polymer from the cleaning liquid.

次に、導通材塗布工程210において、TFT基板10とCF基板20の導通を取る為、TFT基板10にAgペースト等の導通材を点状に塗布する。なお、IPSモードでは不要である。   Next, in a conducting material application process 210, a conducting material such as an Ag paste is applied to the TFT substrate 10 in a dot shape in order to establish electrical connection between the TFT substrate 10 and the CF substrate 20. Note that this is not necessary in the IPS mode.

シール塗布工程220において、液晶が入る領域を囲む為に、CF基板20にシール剤を塗布する。また、シール剤は、TFT基板10とCF基板20を接着させる役割も担う。シール剤を塗布した後、90℃程度で数分間プレベークを行う場合がある。シール剤は熱硬化タイプとUV(Ultraviolet ray:紫外線)硬化タイプがあるが、液晶滴下注入を行う場合は、UV硬化タイプのシール剤を用いることが多い。   In the seal application step 220, a sealant is applied to the CF substrate 20 so as to surround the region where the liquid crystal enters. The sealing agent also plays a role of bonding the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 together. After applying the sealing agent, pre-baking may be performed at about 90 ° C. for several minutes. There are a thermosetting type and a UV (ultraviolet ray) curing type, but when liquid crystal dropping injection is performed, a UV curing type sealing agent is often used.

次に、液晶滴下注入工程230は、液晶滴下工程と、重ね合わせ工程の2つの工程からなる。   Next, the liquid crystal dropping / injecting step 230 includes two steps of a liquid crystal dropping step and an overlaying step.

液晶滴下工程において、CF基板20に液晶を必要量滴下する。   In the liquid crystal dropping step, a required amount of liquid crystal is dropped on the CF substrate 20.

重ね合わせ工程において、液晶を滴下したCF基板20とTFT基板10を真空下で精密に重ね合わせる。重ね合わせた後、基板を大気中に取り出すことにより、大気圧で目標とするセルGAPまで潰される。その後、シール剤に紫外線(UV)を照射することで、シール剤を半硬化させる。   In the superposition process, the CF substrate 20 onto which the liquid crystal is dropped and the TFT substrate 10 are precisely superposed under vacuum. After the superposition, the substrate is taken out into the atmosphere, and is crushed to the target cell GAP at atmospheric pressure. Thereafter, the sealant is semi-cured by irradiating the sealant with ultraviolet rays (UV).

そして、加熱工程240において、150℃程度で数十分加熱し、シール剤を本硬化させる。つまり、シール剤が硬化する温度以上で加熱する。   And in the heating process 240, it heats for several tens of minutes at about 150 degreeC, and a sealing agent is main-cured. That is, it heats more than the temperature which a sealing agent hardens | cures.

この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法によれば、配向処理は非接触配向で行う為、ラビングによる傷がなく、歩留まり及びコントラストを向上することができる。また、テンプレート配向工程150、160は制御因子の定量化が容易なため、工程管理が比較的簡単である。また、液晶性高分子として、ブロックポリマーを用いると、均一配向性が向上する。このブロックポリマーを用いる場合、液晶成分が低分子液晶側(基板と反対側)に向く様、ブロックポリマー及び基板表面を設計する。また、テンプレート30に配向方向の異なる複数の微小パターンを形成しておくことで、非接触で、かつ、複数回のフォトリソ工程、ラビング工程を繰り返さずとも、配向方向の異なる複数の配向パターンを転写でき、配向分割を容易に行うことが可能となる。さらに、液晶性高分子にUV硬化機能を持たせ、モノマーや開始剤を用いず、架橋させるので、モノマーや開始剤が液晶中に残留する問題はなく、信頼性の低下を防止できる。なお、この発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の製造方法は、白黒のLCD(液晶表示装置)やSTNなどのパッシブタイプのLCDにも適用できる。また、高分子液晶を配向させるために磁場配向を行う従来例もあるが、本願は磁場配向を行わない。   According to the method of manufacturing the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, since the alignment process is performed by non-contact alignment, there is no damage due to rubbing, and the yield and contrast can be improved. In addition, since the template orientation steps 150 and 160 can easily quantify the control factors, the process management is relatively simple. Further, when a block polymer is used as the liquid crystalline polymer, the uniform orientation is improved. When this block polymer is used, the block polymer and the substrate surface are designed so that the liquid crystal component faces the low molecular liquid crystal side (the side opposite to the substrate). Also, by forming a plurality of micro patterns with different orientation directions on the template 30, a plurality of orientation patterns with different orientation directions can be transferred without contact and without repeating a plurality of photolithographic steps and rubbing steps. It is possible to easily perform orientation division. Further, since the liquid crystalline polymer has a UV curing function and is crosslinked without using a monomer or an initiator, there is no problem that the monomer or the initiator remains in the liquid crystal, and a decrease in reliability can be prevented. The method for manufacturing the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention can also be applied to a monochrome LCD (liquid crystal display device) or a passive type LCD such as STN. In addition, although there is a conventional example in which magnetic field alignment is performed in order to align the polymer liquid crystal, the present application does not perform magnetic field alignment.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法について図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法の工程を示す図である。この実施の形態2では、ラビングした基板(TFT基板10、CF基板20のいずれか)をテンプレートとして用い、配向させる場合を説明する。
Embodiment 2. FIG.
A method for manufacturing a liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a process of a manufacturing method of a liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, a case where alignment is performed using a rubbed substrate (either one of the TFT substrate 10 and the CF substrate 20) as a template will be described.

図4において、この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の別の製造方法は、洗浄工程110と、洗浄工程120と、液晶高分子塗布工程140と、配向膜形成工程250と、ラビング工程260と、洗浄工程270と、導通材塗布工程210と、シール塗布工程220と、液晶滴下注入工程230と、加熱・除冷工程240と、UV硬化工程280とが設けられている。   4, another manufacturing method of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention includes a cleaning process 110, a cleaning process 120, a liquid crystal polymer coating process 140, an alignment film forming process 250, and a rubbing process. 260, a cleaning process 270, a conducting material application process 210, a seal application process 220, a liquid crystal dropping injection process 230, a heating / cooling process 240, and a UV curing process 280 are provided.

図4において、上段の工程110〜工程210と、下段の工程120〜工程220は、上段及び下段の工程を同時進行で処理する場合もあれば、上段又は下段の工程の後、下段又は上段の工程を処理する場合もある。なお、図4では、TFT基板10に上段の工程110〜工程210を実施し、CF基板20に下段の工程120〜工程220を実施しているが、逆でもよい、つまり、CF基板20に上段の工程110〜工程210を実施し、TFT基板10に下段の工程120〜工程220を実施してもよい。   In FIG. 4, the upper process 110 to the process 210 and the lower process 120 to the process 220 may process the upper process and the lower process simultaneously, or after the upper process or the lower process, the lower process or the upper process. The process may be processed. In FIG. 4, the upper steps 110 to 210 are performed on the TFT substrate 10 and the lower steps 120 to 220 are performed on the CF substrate 20, but may be reversed, that is, the upper steps are performed on the CF substrate 20. Steps 110 to 210 may be performed, and the lower step 120 to step 220 may be performed on the TFT substrate 10.

つぎに、この実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法の各工程の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of each process of the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.

図5は、この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法の加熱・除冷工程及びUV硬化工程を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a heating / cooling process and a UV curing process in the method for manufacturing a liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention.

まず、図4の洗浄工程110において、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)アレイ工程を終了したTFT基板(アレイ基板)10を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。   First, in the cleaning process 110 of FIG. 4, the TFT substrate (array substrate) 10 that has completed the TFT (Thin Film Transistor) array process is first cleaned when it is put into the cell process.

また、洗浄工程120において、CF(Color Filter:カラーフィルター)生成工程を終了したCF基板(カラーフィルター基板)20を、セル工程に投入する際に、最初に洗浄する。   Further, in the cleaning process 120, the CF substrate (color filter substrate) 20 that has completed the CF (Color Filter) generation process is first cleaned when it is put into the cell process.

次に、液晶高分子塗布工程140は、塗布工程と、プレベーク工程と、本硬化工程の3つの工程からなる。   Next, the liquid crystal polymer coating step 140 includes three steps: a coating step, a pre-baking step, and a main curing step.

塗布工程において、配向膜として、溶媒に溶かした液晶性高分子(液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせたブロックポリマー)を、CF基板20に塗布して形成する。   In the coating step, a liquid crystalline polymer dissolved in a solvent (a block polymer obtained by adding a UV curing functional component to a liquid crystalline polymer component) is applied to the CF substrate 20 as an alignment film.

プレベーク工程において、塗布した液晶性高分子(液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせたブロックポリマー)から溶媒を飛ばす為に、60〜100℃程度で数分間加熱する。多くはホットプレート方式又はオーブン式である。   In the pre-baking step, heating is performed at about 60 to 100 ° C. for several minutes in order to remove the solvent from the applied liquid crystalline polymer (block polymer in which the liquid crystalline polymer component has a UV curing function component). Most are hot plate type or oven type.

本硬化工程において、ブロックポリマー1とガラス基板との密着を向上させる為に、百数十℃で数十分加熱する。   In the main curing step, heating is performed at several hundreds of degrees Celsius for several tens of degrees in order to improve the adhesion between the block polymer 1 and the glass substrate.

配向膜形成工程250は、印刷工程と、プレベーク工程と、本硬化工程の3つの工程からなる。   The alignment film forming step 250 includes three steps: a printing step, a pre-baking step, and a main curing step.

印刷工程において、配向膜(溶媒に溶けたポリイミド(PI:polyimide))4をフレキソ印刷法等でTFT基板10に塗布して、配向膜を形成する。   In the printing process, an alignment film (polyimide (PI) 4 dissolved in a solvent) 4 is applied to the TFT substrate 10 by a flexographic printing method or the like to form an alignment film.

プレベーク工程において、印刷した配向膜4から溶媒を飛ばす為に、60〜100℃程度で数分間加熱する。多くはホットプレート方式やオーブン式である。   In the prebaking step, heating is performed at about 60 to 100 ° C. for several minutes in order to remove the solvent from the printed alignment film 4. Most are hot plate type or oven type.

本硬化工程において、最終的な重合を行わせる為に、二百数十℃で数十分加熱する。   In the main curing step, heating is performed at several hundred and several tens of degrees Celsius for the final polymerization.

次に、ラビング工程260において、液晶の並び方向(配向の向き)を決める為に、図7に示すように、綿やレーヨンなどの布(バフ材)93を巻き付けたローラ92で、TFT基板10に形成された配向膜4の表面を擦る。   Next, in the rubbing process 260, in order to determine the alignment direction (orientation direction) of the liquid crystal, as shown in FIG. 7, a roller 92 around which a cloth (buff material) 93 such as cotton or rayon is wound is used. The surface of the alignment film 4 formed in the step is rubbed.

次に、洗浄工程270において、ラビング工程260で発生した布の毛や配向膜4の削れカスを洗い流す。   Next, in the cleaning process 270, the fabric hair and the scraped scraps of the alignment film 4 generated in the rubbing process 260 are washed away.

次に、導通材塗布工程210において、TFT基板10とCF基板20の導通を取る為、TFT基板10にAgペースト等の導通材を点状に塗布する。なお、IPSモードでは不要である。   Next, in a conducting material application process 210, a conducting material such as an Ag paste is applied to the TFT substrate 10 in a dot shape in order to establish electrical connection between the TFT substrate 10 and the CF substrate 20. Note that this is not necessary in the IPS mode.

シール塗布工程220において、液晶が入る領域を囲む為に、CF基板20にシール剤を塗布する。また、シール剤は、TFT基板10とCF基板20を接着させる役割も担う。シール剤を塗布した後、90℃程度で数分間プレベークを行う場合がある。シール剤は熱硬化タイプとUV(Ultraviolet ray:紫外線)硬化タイプがあるが、液晶滴下注入を行う場合は、UV硬化タイプのシール剤を用いることが多い。   In the seal application step 220, a sealant is applied to the CF substrate 20 so as to surround the region where the liquid crystal enters. The sealing agent also plays a role of bonding the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 together. After applying the sealing agent, pre-baking may be performed at about 90 ° C. for several minutes. There are a thermosetting type and a UV (ultraviolet ray) curing type, but when liquid crystal dropping injection is performed, a UV curing type sealing agent is often used.

次に、液晶滴下注入工程230は、液晶滴下工程と、重ね合わせ工程の2つの工程からなる。   Next, the liquid crystal dropping / injecting step 230 includes two steps of a liquid crystal dropping step and an overlaying step.

液晶滴下工程において、CF基板20に液晶を必要量滴下する。   In the liquid crystal dropping step, a required amount of liquid crystal is dropped on the CF substrate 20.

重ね合わせ工程において、液晶を滴下したCF基板20とTFT基板10を真空下で精密に重ね合わせる。重ね合わせた後、基板を大気中に取り出すことにより、大気圧で目標とするセルGAPまで潰される。その後、シール剤に紫外線(UV)を照射することで、シール剤を半硬化させる。   In the superposition process, the CF substrate 20 onto which the liquid crystal is dropped and the TFT substrate 10 are precisely superposed under vacuum. After the superposition, the substrate is taken out into the atmosphere, and is crushed to the target cell GAP at atmospheric pressure. Thereafter, the sealant is semi-cured by irradiating the sealant with ultraviolet rays (UV).

次に、加熱・除冷工程240において、150℃程度で数十分加熱し、シール剤を本硬化させると共に、除冷することで、非接触配向を実現する。   Next, in the heating / cooling step 240, heating is performed at about 150 ° C. for several tens of minutes, the sealant is fully cured, and the cooling agent is removed to achieve non-contact orientation.

図5(a)に示すように、液晶3の充填後に、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Tg以上の温度、例えば、150℃で30分加熱し、1℃/minで常温まで除冷する。ここで、ラビングしたTFT基板10をテンプレートとして用い、配向させる   As shown in FIG. 5A, after the liquid crystal 3 is filled, the liquid crystal polymer component is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition point Tg, for example, at 150 ° C. for 30 minutes and then cooled to room temperature at 1 ° C./min. Here, the rubbed TFT substrate 10 is used as a template for orientation.

そして、UV硬化工程280において、均一配向が得られた段階で、基板10、20の間に紫外線(UV)を照射することで、液晶高分子(ブロックポリマー)がUV硬化し、配向を固定化する。   In the UV curing step 280, when the uniform alignment is obtained, the liquid crystal polymer (block polymer) is UV-cured by fixing the alignment by fixing the ultraviolet rays (UV) between the substrates 10 and 20. To do.

図5(b)に示すように、ブロックポリマーにUV硬化機能成分を持たせ、均一配向を得た後、例えば、数百〜数万mJ(ミリジュール)の紫外線(UV)を照射してUV硬化することで、配向安定性を高める。このUV照射は、液晶性ポリマー成分のガラス転移点Tg及び液晶のNI点よりも低い温度で照射し、配向を固定化する。なお、UV照射は、TFT基板10側から行っても良いし、CF基板20側から行っても良い。さらに、TFT基板10側とCF基板20側の両側から行っても良い。   As shown in FIG. 5B, the block polymer is provided with a UV curing functional component to obtain a uniform orientation, and then irradiated with ultraviolet rays (UV) of several hundred to several tens of thousands mJ (millijoules), for example. Curing increases alignment stability. This UV irradiation is performed at a temperature lower than the glass transition point Tg of the liquid crystalline polymer component and the NI point of the liquid crystal to fix the alignment. UV irradiation may be performed from the TFT substrate 10 side or from the CF substrate 20 side. Further, it may be performed from both sides of the TFT substrate 10 side and the CF substrate 20 side.

この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法によれば、テンプレートとして、片面のみラビングした基板を用いると、液晶滴下注入後の加熱・除冷工程240において、テンプレート配向のプロセスを行える(片基板のみ非接触配向)。テンプレートとして、片面のみラビングした基板を用い方法では、片面分のラビングキズが低減できるため、歩留まりの向上が期待できる。また、ラビング基板の配向方向にもう一方の基板の配向方向が一致するので、配向軸のズレがなく、コントラストの向上が期待できる。また、液晶性高分子として、ブロックポリマーを用いると、均一配向性が向上する。このブロックポリマーを用いる場合、液晶成分が低分子液晶側(基板と反対側)に向く様、ブロックポリマー及び基板表面を設計する。さらに、液晶性高分子にUV硬化機能を持たせ、モノマーや開始剤を用いず、架橋させるので、モノマーや開始剤が液晶中に残留する問題はないため、信頼性の低下を防止できる。なお、この発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の製造方法は、白黒のLCD(液晶表示装置)やSTNなどのパッシブタイプのLCDにも適用できる。また、高分子液晶を配向させるために磁場配向を行う従来例もあるが、本願は磁場配向を行わない。   According to the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, when a substrate rubbed on only one side is used as a template, the template alignment process can be performed in the heating / cooling step 240 after the liquid crystal is dropped. (Non-contact orientation only on one substrate). In the method using a substrate that is rubbed on only one side as a template, rubbing scratches on one side can be reduced, so that an improvement in yield can be expected. Further, since the alignment direction of the other substrate coincides with the alignment direction of the rubbing substrate, there is no displacement of the alignment axis, and an improvement in contrast can be expected. Further, when a block polymer is used as the liquid crystalline polymer, the uniform orientation is improved. When this block polymer is used, the block polymer and the substrate surface are designed so that the liquid crystal component faces the low molecular liquid crystal side (the side opposite to the substrate). Further, since the liquid crystalline polymer is allowed to have a UV curing function and is crosslinked without using a monomer or an initiator, there is no problem that the monomer or the initiator remains in the liquid crystal, thereby preventing a decrease in reliability. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention can also be applied to a black-and-white LCD (liquid crystal display device) or a passive type LCD such as STN. In addition, although there is a conventional example in which magnetic field alignment is performed in order to align the polymer liquid crystal, the present application does not perform magnetic field alignment.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る液晶表示装置の製造方法として、液晶表示装置特有の視野角特性を改善する目的で、2つ以上の配向分割を行う場合について説明する。先の実施の形態1、2では、同一平面上に1つの配向規定方向を持つテンプレートを用いて、液晶表示装置に配向特性を持たせていた。
Embodiment 3 FIG.
As a method for manufacturing a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention, a case where two or more alignment divisions are performed for the purpose of improving the viewing angle characteristic unique to the liquid crystal display device will be described. In the first and second embodiments, the liquid crystal display device is provided with alignment characteristics by using a template having one alignment defining direction on the same plane.

しかしながら、同一平面上に1つの配向規定方向だけを有する液晶表示素子は、視野角が狭いという問題を有しており、視野角特性を改善するには、2つ以上の方向に配向分割を行うことが有効である。このような配向分割を行う場合にも、本発明で提案しているテンプレート配向を容易に適用することができる。具体的には、例えば、先の実施の形態1におけるテンプレート配向工程150、160において用いられるテンプレートとして、あらかじめ、同一平面上に2つ以上の配向規定方向を持つテンプレートを用意しておくことが考えられる。   However, a liquid crystal display element having only one orientation defining direction on the same plane has a problem that the viewing angle is narrow, and in order to improve the viewing angle characteristics, orientation division is performed in two or more directions. Is effective. Even when such alignment division is performed, the template alignment proposed in the present invention can be easily applied. Specifically, for example, as a template used in the template alignment steps 150 and 160 in the first embodiment, a template having two or more alignment defining directions on the same plane may be prepared in advance. It is done.

従来のラビング処理を用いた方法により配向分割を行うためには、配向特性を持たせるための処理を分割数に応じて繰り返し行う必要があった。しかしながら、この実施の形態3のように、同一平面上に2つ以上の配向規定方向を持つテンプレートを用いて配向分割を行うことで、処理工程を繰り返す必要がなくなる。この結果、設備投資やランニングコストの上昇、あるいはスループットの低下といった従来方法における問題を解消することができる。   In order to perform alignment division by a method using a conventional rubbing process, it is necessary to repeatedly perform a process for imparting alignment characteristics according to the number of divisions. However, as in the third embodiment, it is not necessary to repeat the processing steps by performing alignment division using a template having two or more alignment defining directions on the same plane. As a result, problems in the conventional method such as an increase in capital investment, running cost, or a decrease in throughput can be solved.

この発明の実施の形態3に係る液晶表示装置の製造方法によれば、同一平面上に2つ以上の配向規定方向を持つテンプレートを用いることで、ラビング処理を行うことなく、配向分割を実現できる。配向処理は、非接触配向で行う為、ラビングによる傷がなく、歩留まり及びコントラストを向上することができる。さらに、同一平面上に2つ以上の配向規定方向を持つテンプレートを用いるだけで、分割配向に関わる工程を繰り返すことなく、先の実施の形態1で示した工程と同一工程で、配向分割された液晶表示装置を製造でき、スループットの低下を防止できる。   According to the method for manufacturing a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention, alignment division can be realized without performing rubbing treatment by using a template having two or more alignment defining directions on the same plane. . Since the alignment treatment is performed by non-contact alignment, there is no damage due to rubbing, and the yield and contrast can be improved. Further, the orientation division is performed in the same process as that shown in the first embodiment without repeating the process related to the divisional alignment only by using a template having two or more orientation defining directions on the same plane. A liquid crystal display device can be manufactured, and a reduction in throughput can be prevented.

上述したように、本願発明は、配向膜として液晶性高分子(液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせたブロックポリマー)を用い、テンプレートによって配向させることにより、非接触、かつ安価な方法で高い配向性を実現している点を技術的特徴としている。特に、配向膜として液晶性高分子を用いることで、従来から知られているポリイミド、SiO2、ITOといった材料を配向膜として用いた場合には得ることができない、十分な均一配向を実現している。さらに、同一平面上に2つ以上の配向規定方向を持つテンプレートを作成することで、配向分割された液晶表示装置の製造にも本願発明を容易に適用することができる。 As described above, the present invention uses a liquid crystal polymer (block polymer in which a liquid crystal polymer component is provided with a UV curing function component) as an alignment film, and aligns with a template, thereby making it a non-contact and inexpensive method. The technical feature is that it achieves high orientation. In particular, by using a liquid crystalline polymer as the alignment film, a sufficiently uniform alignment that cannot be obtained when using a conventionally known material such as polyimide, SiO 2 , or ITO as the alignment film is realized. Yes. Furthermore, by creating a template having two or more alignment defining directions on the same plane, the present invention can be easily applied to the manufacture of alignment-divided liquid crystal display devices.

1 ブロックポリマー、1a 液晶性ポリマー成分、2 界面調整膜、3 低分子液晶、3A 低分子液晶、4 配向膜、10 TFT基板、20 CF基板、110 洗浄工程、120 洗浄工程、130 液晶高分子塗布工程、140 液晶高分子塗布工程、150 テンプレート配向工程、160 テンプレート配向工程、170 UV硬化工程、180 UV硬化工程、190 洗浄工程、200 洗浄工程、210 導通材塗布工程、220 シール塗布工程、230 液晶滴下注入工程、240 加熱工程、250 配向膜形成工程、260 ラビング工程、270 洗浄工程、280 UV硬化工程。   1 block polymer, 1a liquid crystalline polymer component, 2 interface adjusting film, 3 low molecular liquid crystal, 3A low molecular liquid crystal, 4 alignment film, 10 TFT substrate, 20 CF substrate, 110 cleaning process, 120 cleaning process, 130 liquid crystal polymer coating Process, 140 Liquid crystal polymer coating process, 150 Template alignment process, 160 Template alignment process, 170 UV curing process, 180 UV curing process, 190 Cleaning process, 200 Cleaning process, 210 Conductive material coating process, 220 Seal coating process, 230 Liquid crystal Drop injection process, 240 heating process, 250 alignment film formation process, 260 rubbing process, 270 cleaning process, 280 UV curing process.

Claims (14)

少なくとも1つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、この液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせ、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、前記液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、第1の基板及び第2の基板に塗布する液晶高分子塗布工程と、
配向方向を規定したテンプレートと前記ブロックポリマーを塗布した第1の基板、前記テンプレートと前記ブロックポリマーを塗布した第2の基板にそれぞれギャップを設けて、低分子液晶を介して対向させ、前記液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の第1の所定温度から除冷することにより、前記低分子液晶の配向力によって、前記液晶性ポリマー成分を規定方向に配向するテンプレート配向工程と、
前記テンプレートと基板間に紫外線を照射して前記ブロックポリマーをUV硬化させ、配向を固定化するUV硬化工程と、
液晶が入る領域を囲む為に、前記第2の基板にシール剤を塗布するシール塗布工程と、
前記第1の基板及び前記第2の基板の間に液晶を充填形成する液晶滴下注入工程と、
第2の所定温度で所定時間加熱する加熱工程と
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
At least one component includes a liquid crystalline polymer component, the liquid crystalline polymer component has a UV curing functional component, and a block polymer dissolved in a solvent is disposed so that the liquid crystalline polymer component is opposite to the substrate. A liquid crystal polymer coating step for coating the first substrate and the second substrate;
A gap is provided in each of the template defining the orientation direction and the first substrate coated with the block polymer, and the template and the second substrate coated with the block polymer to face each other through a low-molecular liquid crystal. A template alignment step of aligning the liquid crystalline polymer component in a prescribed direction by the alignment force of the low-molecular liquid crystal by removing from the first predetermined temperature above the glass transition point of the polymer component;
UV curing step of UV-curing the block polymer by irradiating ultraviolet rays between the template and the substrate, and fixing the orientation;
A seal application step of applying a sealant to the second substrate in order to surround a region where the liquid crystal enters;
A liquid crystal dropping injection step of filling and forming liquid crystal between the first substrate and the second substrate;
And a heating step of heating at a second predetermined temperature for a predetermined time.
前記液晶高分子塗布工程の前に、前記第1の基板及び前記第2の基板を洗浄する第1の洗浄工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a first cleaning step of cleaning the first substrate and the second substrate before the liquid crystal polymer coating step.
前記液晶高分子塗布工程は、
前記ブロックポリマーを、前記第1の基板及び前記第2の基板に塗布する塗布工程と、
塗布したブロックポリマーから溶媒を飛ばす為に、第3の所定温度で数分間加熱するプレベーク工程と、
前記ブロックポリマーとガラス基板との密着を向上させる為に、第4の所定温度で数十分間加熱する本硬化工程とを含む
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。
The liquid crystal polymer coating step includes
An application step of applying the block polymer to the first substrate and the second substrate;
A pre-baking step of heating at a third predetermined temperature for several minutes in order to drive off the solvent from the applied block polymer;
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a main curing step of heating at a fourth predetermined temperature for several tens of minutes in order to improve adhesion between the block polymer and the glass substrate.
前記UV硬化工程の後に、前記第1の基板及び前記第2の基板の導通を取る為、前記ア第1の基板に導通材を塗布する導通材塗布工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。
The conductive material applying step of applying a conductive material to the first substrate in order to establish conduction between the first substrate and the second substrate after the UV curing step. 2. A method for producing a liquid crystal display device according to 1.
前記液晶滴下注入工程は、
前記第2の基板に液晶を必要量滴下する液晶滴下工程と、
液晶を滴下した第2の基板と前記第1の基板を真空下で重ね合わせる重ね合わせ工程とを含む
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。
The liquid crystal dropping injection step
A liquid crystal dropping step of dropping a required amount of liquid crystal on the second substrate;
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising an overlaying step of overlaying the second substrate onto which the liquid crystal is dropped and the first substrate in a vacuum.
前記UV硬化工程の後に、前記第1の基板及び前記第2の基板を洗浄する第2の洗浄工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。
The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a second cleaning step of cleaning the first substrate and the second substrate after the UV curing step.
第1の基板に配向膜を形成する配向膜形成工程と、
前記第1の基板に形成された配向膜の表面を擦るラビング工程と、
少なくとも1つの成分に液晶性ポリマー成分を含み、この液晶性ポリマー成分にUV硬化機能成分を持たせ、溶媒に溶かしたブロックポリマーを、前記液晶性ポリマー成分が基板とは反対側になるように、第2の基板に塗布する液晶高分子塗布工程と、
液晶が入る領域を囲む為に、前記第2の基板にシール剤を塗布するシール塗布工程と、
前記第1の基板及び前記第2の基板の間に液晶を充填形成する液晶滴下注入工程と、
前記液晶性ポリマー成分のガラス転移点以上の第1の所定温度で所定時間加熱して除冷する加熱・除冷工程と、
基板間に紫外線を照射して前記ブロックポリマーをUV硬化させ、配向を固定化するUV硬化工程と
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
An alignment film forming step of forming an alignment film on the first substrate;
A rubbing step of rubbing the surface of the alignment film formed on the first substrate;
At least one component includes a liquid crystalline polymer component, the liquid crystalline polymer component has a UV curing functional component, and a block polymer dissolved in a solvent is disposed so that the liquid crystalline polymer component is opposite to the substrate. A liquid crystal polymer coating step for coating the second substrate;
A seal application step of applying a sealant to the second substrate in order to surround a region where the liquid crystal enters;
A liquid crystal dropping injection step of filling and forming liquid crystal between the first substrate and the second substrate;
A heating / cooling step of heating and cooling for a predetermined time at a first predetermined temperature not lower than the glass transition point of the liquid crystalline polymer component;
And a UV curing step in which the block polymer is UV-cured by irradiating ultraviolet rays between the substrates to fix the alignment, and a method for producing a liquid crystal display device.
前記配向膜形成工程及び前記液晶高分子塗布工程の前に、前記第1の基板及び前記第2の基板を洗浄する第1の洗浄工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。
8. The liquid crystal display according to claim 7, further comprising a first cleaning step of cleaning the first substrate and the second substrate before the alignment film forming step and the liquid crystal polymer coating step. Device manufacturing method.
前記液晶高分子塗布工程は、
前記ブロックポリマーを、前記第2の基板に塗布する塗布工程と、
塗布したブロックポリマーから溶媒を飛ばす為に、第2の所定温度で数分間加熱するプレベーク工程と、
前記ブロックポリマーとガラス基板との密着を向上させる為に、第3の所定温度で数十分間加熱する本硬化工程とを含む
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。
The liquid crystal polymer coating step includes
An application step of applying the block polymer to the second substrate;
A pre-baking step of heating at a second predetermined temperature for several minutes in order to remove the solvent from the applied block polymer;
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 7, further comprising: a main curing step of heating for several tens of minutes at a third predetermined temperature in order to improve adhesion between the block polymer and the glass substrate.
前記ラビング工程の後に、前記第1の基板及び前記第2の基板の導通を取る為、前記第1の基板に導通材を塗布する導通材塗布工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。
The conductive material applying step of applying a conductive material to the first substrate in order to establish conduction between the first substrate and the second substrate after the rubbing step. Liquid crystal display device manufacturing method.
前記液晶滴下注入工程は、
前記第2の基板に液晶を必要量滴下する液晶滴下工程と、
液晶を滴下した第2の基板と前記第1の基板を真空下で重ね合わせる重ね合わせ工程とを含む
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。
The liquid crystal dropping injection step
A liquid crystal dropping step of dropping a required amount of liquid crystal on the second substrate;
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 7, further comprising an overlaying step of overlaying the second substrate onto which the liquid crystal is dropped and the first substrate in a vacuum.
前記ラビング工程の後に、前記第1の基板を洗浄する第2の洗浄工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置の製造方法。
The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 7, further comprising a second cleaning step of cleaning the first substrate after the rubbing step.
前記第1の基板はアレイ基板、かつ前記第2の基板はカラーフィルター基板である、あるいは
前記第1の基板はカラーフィルター基板、かつ前記第2の基板はアレイ基板である
ことを特徴とする請求項1から請求項12までのいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
The first substrate is an array substrate and the second substrate is a color filter substrate, or the first substrate is a color filter substrate and the second substrate is an array substrate. Item 13. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of items 1 to 12.
前記テンプレート配向工程は、同一平面上に2つ以上の配向規定方向を持つテンプレートを用いることで配向分割を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 13, wherein the template alignment step performs alignment division by using a template having two or more alignment defining directions on the same plane. Manufacturing method.
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