JP3879282B2

JP3879282B2 - Manufacturing method of liquid crystal device, exposure mask and exposure apparatus

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Publication number: JP3879282B2
Application number: JP33421698A
Authority: JP
Inventors: 和貴唐澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JP2000162615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線硬化樹脂からなるシール材を用いて貼り合わされた一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶装置の製造方法並びにその製造における紫外線照射時に使用される露光マスク及び露光装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の液晶装置の製造においては、一方の基板に、アクティブマトリクス駆動、パッシブマトリクス駆動、セグメント駆動等の駆動方式に応じた、画素電極、走査線、データ線、薄膜トランジスタ（以下適宜、ＴＦＴと称す）、薄膜ダイオード（以下適宜、ＴＦＤと称す）などが形成された後に、配向膜が形成される。他方の基板に、やはり駆動方式に応じた、対向電極、配線、ブラックマスクやブラックマトリクスと称される遮光膜、カラーフィルタ等が形成された後に、配向膜が形成される。そして、これらの配向膜が夫々形成された一対の基板は、液晶に対向しており実際に画像が表示される画像表示領域の周囲に位置するシール領域において、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂などからなるシール材により貼り合わされた後、熱や紫外線が加えられることにより、シール材が硬化する。これらの工程により、所謂空セルが製造され、その後、空セル内に液晶を吸引して、液晶セルが製造される。更に、偏光板等が取り付けられて液晶装置が製造される。
【０００３】
上述の配向膜は、通常ポリイミド（ＰＩ）系材料が用いられる。配向膜の形成工程では、通常ポリイミド膜を塗布した後、焼成し、その後ラビング処理等の配向処理を施すことにより当該配向膜上の液晶を所定方向に配向させる。また、液晶におけるプレチルト角が小さいと、微少な横電界の影響により液晶分子が意図する方向と逆方向に捩じれてしまう配向不良が生じ易い。このため、液晶の性質や配向膜の性質に応じて３度から５度程度のプレチルト角を液晶に付与するように且つ液晶が所定方向に配向するように、ポリイミド系材料の選択及びラビング処理等の配向処理が行われる。
【０００４】
ここで特に、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置の場合には、走査線及びデータ線の付近で発生する横電界の影響により所謂リバースチルトドメイン（或いはレインメモリ）と称される配向不良が発生する。そして、前述のようにプレチルト角を液晶に付与する対策では、このリバースチルトドメインの発生を完全に阻止することは困難である。このため、各画素開口領域を規定するために各画素の境界線に沿って対向基板に形成されるブラックマスク又はブラックマトリクスと称される遮光膜の幅を広げて、リバースチルトドメインを隠すようにしている。
【０００５】
他方、上述のシール材として、熱硬化樹脂は、熱を加えることにより硬化可能となるので製造工程は比較的簡単で済むが、加熱により空セルに歪みや欠陥を生じさせ易い。このため、高品位の画像表示が要望される近年では、加熱による弊害がない紫外線硬化樹脂が用いられることが多い。紫外線硬化樹脂からなるシール材に対しては、対向基板若しくはＴＦＴアレイ基板の側から所定照射量の紫外線が照射されるが、この際一般にシール領域のみならず画像形成領域を含む基板全面に紫外線が照射される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本願発明者による実験及び研究によれば、前述した従来の製造方法の場合には、シール材を紫外線硬化させる際に、プレチルト角を液晶に付与する能力を持つように形成されたポリイミド系材料からなる配向膜に対しても紫外線が照射されるため、配向膜に照射される紫外線照射量に応じて配向膜における当該プレチルト角を与える能力が低下してしまうという問題点がある。これは、配向膜におけるプレチルト角を付与する能力を決定する主要因である形状作用及び電気的相互作用が紫外線の照射により低下することによると考えられる。この結果、前述したリバースチルトドメインの如き液晶の配向異常領域が拡大してしまう。そして、このように配向異常となる液晶部分には、画像表示の際に、白抜け、輝線等が生じるため、実際には前述のブラックマスク又はブラックマトリクスと称される遮光膜の幅をより広げて当該配向異常領域を隠すようにしている。しかしながら、この対策では、配向異常領域が大きくなる程、遮光膜の面積が拡大して、画素開口率（即ち、光が透過しない非画素開口領域に対する光が透過する画素開口領域の比率）の低下を招き、表示画像が暗くなってしまう。これでは、近時における解像度を高めると共に表示画像を明るくすることによる表示画像の高品位化という一般的要請に応えることは困難である。
【０００７】
但し、本願発明者による実験及び研究によれば、単純に紫外線硬化樹脂からなるシール材に対して、逆に紫外線を全く照射しないと、ラビング処理のむら（ラビングの際の擦れ方の強さのむら等）によるチルトむら（例えば、画像表示領域の一部でプレチルト角が３度以下であるのに対して、他部でプレチルト角が５度以上であるような状態）が生じたり、ラビング処理によるラビング筋がそのまま残ったりして、表示画像における色むらの原因になる等の弊害が生じることも判明している。更に、配向膜におけるプレチルト角を付与する能力の低下を懸念して紫外線硬化樹脂からなるシール材に対する紫外線照射を不完全に行ったのでは、時間の経過と共に不完全に硬化したシール材部分が特に画像表示領域の四隅付近で形状変化を起こし、最終的には画像表示領域全域における進行性ある色むら（例えば、画像表示領域の中央付近と四隅付近とでは色が異なる等）の原因となることも判明している。即ち、シール材を紫外線硬化させる際に、単純に、配向膜における紫外線に対する遮光を行ったり、紫外線照射量を減らしたりても問題は解決しないのである。
【０００８】
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、紫外線硬化樹脂からなるシール材を用いて一対の基板を貼り合わせてなる液晶装置の製造方法において、紫外線照射による配向膜のプレチルト角を付与する能力の低下を低減すると共にプレチルト角のばらつきによる液晶のチルトむらを低減することができ、しかも紫外線硬化性樹脂からなるシール材を良好に硬化させることが可能な液晶装置の製造方法並びにこの製造方法に好適に使用される露光マスク及び露光装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、配向膜を介して液晶を挟持する一対の基板が該液晶の周囲において紫外線硬化樹脂からなるシール材により貼り合わされてなる液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の前記液晶に対向する側に配向処理を施した前記配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜が形成された前記一対の基板を前記液晶に対向する画像表示領域を囲むシール領域において前記シール材により貼り合わせる貼合せ工程と、前記一対の基板の一方の外表面に近接配置される前記外表面に面する側に前記画像表示領域に対応してパターニングされた遮光膜を有する露光マスクを用い、前記露光マスクを前記外表面に近接配置して固定するように位置決めする工程と、
前記画像表示領域を露光マスクで遮蔽して前記シール領域に対し、前記位置決めされた前記露光マスクの前記外表面に面する側と反対側から第１所定照射量の拡散光である紫外線を照射する第１照射工程と、前記露光マスクの固定を解除して、前記露光マスクを前記一対の基板上から除去し、少なくとも前記画像表示領域に前記第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射する第２照射工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の第１の液晶装置の製造方法は上記課題を解決するために、配向膜を介して液晶を挟持する一対の基板が該液晶の周囲において紫外線硬化樹脂からなるシール材により貼り合わされてなる液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の前記液晶に対向する側に配向処理を施した前記配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜が形成された前記一対の基板を前記液晶に対向する画像表示領域を囲むシール領域において前記シール材により貼り合わせる貼合せ工程と、前記シール領域に対し第１所定照射量の紫外線を照射し、前記画像表示領域に対し前記第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射する照射工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１の液晶装置の製造方法によれば、照射工程において、シール領域に対して第１所定照射量の紫外線が照射され、シール材は紫外線硬化する。また、画像表示領域に対して第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線が照射され、配向膜がプレチルト角を付与する能力は画像表示領域内で均される。
【００１１】
従って、シール領域に照射される紫外線の第１所定照射量を大きく設定することによりシール材を良好に紫外線硬化させることが可能となる。即ち、前述のように不完全な紫外線硬化の際に生じる画像表示領域全域における進行性ある色むらの発生を防止できる。更に、この紫外線の第１所定照射量が仮に配向膜に対して照射されるとプレチルト角を付与する能力を極度に奪ってしまうような大きな量であったとしても、実際には、配向膜は第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量だけしか紫外線照射されないため、過大な紫外線照射に起因して液晶におけるプレチルト角が小さくなることによるリバースチルトドメインの如き配向不良領域の発生を低減できる。従って、大きく広がった配向不良領域を隠すために対向基板に形成される遮光膜の幅を広げないで済む。
【００１２】
これに加えて、画像表示領域に照射される紫外線の第２所定照射量を適度に設定することにより、前述のように紫外線を全く照射しない場合に生じるチルトむら（色むら）やラビング筋の発生を効果的に阻止できる。これは、紫外線照射に対するプレチルト角の減少が飽和特性を有していることを利用して、両能力を共に減少させることにより、両能力の差を相対的に縮めることが可能であるという考察に基づくものである。
【００１３】
以上の結果、画像表示領域においては、過度の紫外線照射による配向膜のプレチルト角を付与する能力の低下を低減すると共に、全く紫外線照射を行わない際に顕在化するプレチルト角のばらつきによる液晶のチルトむらを低減することができ、しかもシール領域においては、十分な紫外線照射によりシール材を良好に硬化させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、配向膜を介して液晶を挟持する一対の基板が該液晶の周囲において紫外線硬化樹脂からなるシール材により貼り合わされてなる液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の前記液晶に対向する側に配向処理を施した前記配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜が形成された前記一対の基板を前記液晶に対向する画像表示領域を囲むシール領域において前記シール材により貼り合わせる貼合せ工程と、前記一対の基板の一方の外表面に近接配置される前記外表面に面する側に前記画像表示領域に対応してパターニングされた半透過膜を有する露光マスクを用い、前記露光マスクを前記外表面に近接配置して固定するように位置決めする工程と、前記画像表示領域を露光マスクで遮蔽して前記基板に対し、前記位置決めされた前記露光マスクの前記外表面に面する側と反対側から第１所定照射量の拡散光である紫外線を照射し、前記シール領域には前記第１所定照射量の紫外線が照射され、前記画像表示領域には前記半透過膜を通過することによって前記第１所定照射量から第２所定照射量の紫外線が照射される照射工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明は、配向膜を介して液晶を挟持する一対の基板が該液晶の周囲において紫外線硬化樹脂からなるシール材により貼り合わされてなる液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の前記液晶に対向する側に配向処理を施した前記配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜が形成された前記一対の基板を前記液晶に対向する画像表示領域を囲むシール領域において前記シール材により貼り合わせる貼合せ工程と、前記一対の基板の一方の外表面に近接配置される前記外表面に面する側に前記画像表示領域に対応してパターニングされた半透過膜を有する露光マスクを用い、前記露光マスクを前記外表面に近接配置して固定するように位置決めする工程と、前記画像表示領域を露光マスクで遮蔽して前記基板に対し、前記位置決めされた前記露光マスクの前記外表面に面する側と反対側から第１所定照射量の拡散光である紫外線を照射し、前記シール領域には前記第１所定照射量の紫外線が照射され、前記画像表示領域には前記半透過膜を通過することによって前記第１所定照射量から第２所定照射量の紫外線が照射される照射工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明の第２の液晶装置の製造方法は上記課題を解決するために、配向膜を介して液晶を挟持する一対の基板が該液晶の周囲において紫外線硬化樹脂からなるシール材により貼り合わされてなる液晶装置を製造する液晶装置の製造方法であって、少なくとも画素電極及び該画素電極に電気力を供給するための配線手段が形成された前記一対の基板の前記液晶に対向する側に夫々、前記液晶の配向方向を規定すると共に前記液晶に所定のプレチルト角を付与するように配向処理を施した前記配向膜を形成する配向膜形成工程と、前記配向膜が夫々形成された前記一対の基板を前記液晶に対向する画像表示領域を囲むシール領域において前記シール材により貼り合わせる貼合せ工程と、前記シール領域に対し前記シール材を紫外線硬化させるための第１所定照射量の紫外線を照射し、前記画像表示領域に対し前記配向膜が前記プレチルト角を付与する能力を前記画像表示領域内で均すための前記第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射する照射工程とを含む。
【００１５】
本発明の第２の液晶装置の製造方法によれば、配向膜形成工程では、少なくとも画素電極及び配線手段が形成された一対の基板の液晶に対向する側に夫々、配向膜が形成される。この際、配向膜には、液晶の配向方向を規定すると共に前記液晶に所定のプレチルト角を付与するように配向処理が施される。次に、貼合せ工程では、配向膜が夫々形成された一対の基板が、シール領域においてシール材により貼り合わされる。次に、照射工程では、シール領域に対して第１所定照射量の紫外線が照射され、シール材は紫外線硬化する。また、画像表示領域に対して第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線が照射され、配向膜がプレチルト角を付与する能力は画像表示領域内で均される。
【００１６】
従って、上述した本発明の第１の液晶装置の製造方法の場合と同様に、画像表示領域においては、過度の紫外線照射による配向膜のプレチルト角を付与する能力の低下を低減すると共に、全く紫外線照射を行わない際に顕在化するプレチルト角のばらつきによる液晶のチルトむらを低減することができ、しかもシール領域においては、十分な紫外線照射によりシール材を良好に硬化させることが可能となる。
【００１７】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の一の態様では、前記配向膜形成工程は、ポリイミド系材料を前記一対の基板の前記液晶に対向する側に塗布する塗布工程と、該塗布されたポリイミド系材料を焼成する焼成工程と、該焼成されたポリイミド系材料に対して前記配向処理を施す配向処理工程とを含む。
【００１８】
この態様によれば、配向膜形成工程において、塗布工程では、ポリイミド系材料が一対の基板の液晶に対向する側に塗布され、焼成工程では、塗布されたポリイミド系材料が焼成され、配向処理工程では、焼成されたポリイミド系材料に対して配向処理が施されて、ポリイミド系材料からなる配向膜が形成される。このようにポリイミド系材料からなる配向膜は、液晶にプレチルト角を付与する能力が特に紫外線照射により低下し易いが、本発明ではシール材を硬化させるための第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線しか当該配向膜に照射しない。このため、液晶にプレチルト角を付与する能力が紫外線照射により低下することは殆どない。更に、このようにポリイミド系材料からなる配向膜は、紫外線照射を全く行わないと、チルトむらが顕在化し易いが、本発明では第２所定照射量の紫外線照射により、このようなチルトむらを低減できる。
【００１９】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の他の態様では、前記配向処理は、ラビング処理法、ＬＢ膜法、光誘起配向法、レプリカ法、電場・磁場注入法及びアモルファス配向法のいずれか一つにより行われる。
【００２０】
この態様によれば、ラビング処理法、ＬＢ膜法、光誘起配向法、レプリカ法、電場・磁場注入法及びアモルファス配向法のいずれか一つにより配向処理が施された配向膜に対し、第２所定照射量の紫外線が照射されるので、当該配向膜における液晶にプレチルト角を付与する能力が紫外線照射により低下することは殆どない。更に、このように配向処理が施された直後の配向膜にはラビングむら等が見受けられるが、第２所定照射量の紫外線照射により、ラビングむら等を均すことができ、表示画像におけるチルトむらを低減できる。
【００２１】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の他の態様では、前記シール材は、エポキシ系樹脂と該エポキシ系樹脂に混入されたアクリル系樹脂とを含む。
【００２２】
この態様によれば、照射工程では、シール領域に対して第１所定照射量の紫外線が照射され、エポキシ系樹脂と該エポキシ系樹脂に混入されたアクリル系樹脂とを含むシール材は紫外線硬化する。特に、アクリル系樹脂は、紫外線硬化時における照度に敏感であり、照度が不足すると硬化が不完全となり前述の色むらの原因となるが、本発明では、画像表示領域とは別にシール領域を第１所定照射量の紫外線で照射するので、当該紫外線硬化を完全なものとできる。
【００２３】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の他の態様では、前記第２所定照射量は、前記配向膜における紫外線照射に対するプレチルト角減衰の飽和特性に基づいて予め定められている。
【００２４】
この態様によれば、プレチルト角減衰の飽和特性に基づいて、配向膜におけるプレチルト角を付与する能力とチルトむらを均一化する能力との最適な組み合わせに対応する第２所定照射量を予め定めることが可能となる。
【００２５】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の他の態様では、前記照射工程は、前記画像表示領域に対し半透過膜を介して紫外線を照射する工程を含む。
【００２６】
この態様によれば、照射工程において、シール領域に対しては、直接又は透明な基板や膜を介して紫外線を照射することにより、第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、同時に画像表示領域に対しては、半透過膜を介して紫外線を照射することにより、第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射可能となる。
【００２７】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の他の態様では、前記照射工程は、前記シール領域に対し所定時間だけ紫外線を照射し、前記画像表示領域に対し前記所定時間よりも短い時間だけ紫外線を照射する工程を含む。
【００２８】
この態様によれば、照射工程において、シール領域に対しては、直接又は透明な基板や膜を介して所定時間だけ紫外線を照射することにより、第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、他方で、画像表示領域に対しては、この所定時間よりも短い時間だけ紫外線を照射することにより、第２所定照射量の紫外線を照射可能となる。
【００２９】
本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法の他の態様では、前記照射工程は、前記画像表示領域との間で所定のクリアランスを持つように配置されており前記画像表示領域をマスクする露光マスクを介して、拡散光である紫外線を照射するプロクシミティ露光工程を含む。
【００３０】
この態様によれば、プロクシミティ露光工程により、画像表示領域との間で所定のクリアランスを持つように配置された露光マスクを介して、拡散光である紫外線が照射される。従って、同一照度で比較して平行光よりも一般に硬化させる能力が高い拡散光を利用してシール材を効率的に紫外線硬化させることができる。この際特に、プロクシミティ露光を行うので、遠距離から拡散光を照射することによる拡散光の損失を低減可能であり且つ拡散光の回り込みを防ぐことも可能となり、しかも、露光マスクが基板に接触して傷や埃をつけなくて済む。
【００３１】
本発明の第１の露光マスクは上記課題を解決するために、前述した本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法におけるプロクシミティ露光工程に用いられる露光マスクであって、前記一対の基板の一方の外表面に近接配置される石英ガラス板及び該石英ガラス板の前記一方の外表面に面する側に前記画像表示領域に対応してパターニングされた遮光膜を有する。
【００３２】
本発明の第１の露光マスクによれば、上述した本発明の第１又は第２の液晶装置の製造方法におけるプロクシミティ露光の際に、当該第１の露光マスクを、画像表示領域との間で所定のクリアランスを持つように配置した状態で、紫外線照射を行う。すると、シール領域に対しては、透明な石英ガラス板を介して紫外線を照射可能となり、画像表示領域に対しては、遮光膜の存在により紫外線は照射されない。この際特に、遮光膜は石英ガラス板が基板に面する側にパターンニングされているので、石英ガラス板の厚みに関わらず基板に近接して配置される。従って、拡散光が拡散により回り込んでも、若干のマージンさえ設けておけば画像表示領域に殆ど到達しないようにできる。そして、この露光マスクを用いた紫外線照射の前又は後に、この露光マスクを用いることなく、シール領域及び画像表示領域の全体に対して紫外線を照射する。すると、シール領域に対して第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、画像表示領域に対して第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射可能となる。
【００３３】
本発明の第２の露光マスクは上記課題を解決するために、前述した本発明の液晶装置の製造方法におけるプロクシミティ露光工程に用いられる露光マスクであって、前記一対の基板の一方の外表面に近接配置される石英ガラス板及び該石英ガラス板の前記一方の外表面に面する側に前記画像表示領域に対応してパターニングされた半透過膜を有する。
【００３４】
本発明の第２の露光マスクによれば、上述した本発明の液晶装置の製造方法におけるプロクシミティ露光の際に、当該第２の露光マスクを、画像表示領域との間で所定のクリアランスを持つように配置した状態で、紫外線照射を行う。すると、シール領域に対しては、透明な石英ガラス板を介して第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、画像表示領域に対しては、石英ガラス板及び半透過膜を介して第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射可能となる。この際特に、半透過膜は石英ガラス板が基板に面する側にパターンニングされているので、石英ガラス板の厚みに関わらず基板に近接して配置される。従って、拡散光が拡散により回り込んでも、若干のマージンさえ設けておけば画像表示領域に殆ど到達しないようにできる。
【００３５】
本発明の第１の露光装置は上記課題を解決するために、前述した本発明の液晶装置の製造方法におけるプロクシミティ露光工程に用いられる露光装置であって、上述した本発明の第１の露光マスクと、該露光マスクを前記外表面に近接配置して固定する位置決め装置と、該位置決めされた露光マスクの前記外表面に面する側と反対側から拡散光である紫外線を照射する光源とを備える。
【００３６】
本発明の第１の露光装置によれば、位置決め装置により、第１の露光マスクを、画像表示領域との間で所定のクリアランスを持つように基板に近接配置して固定する。この状態で、光源を用いて紫外線照射を行う。すると、シール領域に対しては、透明な石英ガラス板を介して紫外線を照射可能となり、画像表示領域に対しては、遮光膜の存在により紫外線は照射されない。そして、この露光マスクを用いた紫外線照射の前又は後に、位置決め装置による露光マスクの固定を解除して、この露光マスクを用いることなく、シール領域及び画像表示領域の全体に対して光源を用いて紫外線を照射する。すると、シール領域に対して第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、画像表示領域に対して第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射可能となる。
【００３７】
本発明の第２の露光装置は上記課題を解決するために、前述した本発明の液晶装置の製造方法におけるプロクシミティ露光工程に用いられる露光装置であって、上述した本発明の第２の露光マスクと、該露光マスクを前記外表面に近接配置して固定する位置決め装置と、該位置決めされた露光マスクの前記外表面に面する側と反対側から拡散光である紫外線を照射する光源とを備える。
【００３８】
本発明の第２の露光装置によれば、位置決め装置により、第２の露光マスクを、画像表示領域との間で所定のクリアランスを持つように基板に近接配置して固定する。この状態で、光源を用いて紫外線照射を行う。すると、シール領域に対しては、透明な石英ガラス板を介して第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、画像表示領域に対しては、石英ガラス板及び半透過膜を介して第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線を照射可能となる。
【００３９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４１】
（液晶装置の構成）
先ず、本実施形態の液晶装置の製造方法において製造される液晶装置の一例について、シール材及び配向膜を中心に図１及び図２を参照して説明する。ここでは、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとり説明を加える。尚、図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【００４２】
図１及び図２において、液晶装置は、一対の基板であるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間に液晶層５０が挟持されてなり、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に固着されている。
【００４３】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えばスリーボンド社製の３０２５（商品名）などの、エポキシ系樹脂にアクリル系樹脂を混入させた紫外線硬化樹脂からなり、後述の製造方法においてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、当該液晶装置がプロジェクタ用途のように小型で拡大表示を行う液晶装置であれば、両基板間の距離（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が混入されてもよい。或いは、当該液晶装置が液晶ディスプレイや液晶テレビのよう大型で等倍表示を行う液晶装置であれば、このようなギャップ材は、液晶層５０中に混入されてもよい。
【００４４】
図1において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの周辺を規定する周辺見切りと称される遮光膜５３が（対向基板２０側に）設けられている。
【００４５】
図1において、シール材５２が配置されたシール領域の外側の周辺領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路１０４が、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。更にＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４間をつなぐための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも一個所において、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０６が設けられている。データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４は各画素に設けられた画素電極に対し、ＴＦＴアレイ基板１０上にマトリクス状に形成された各画素スイッチング用ＴＦＴ３０（図２参照）を介して画像信号を選択的に供給するためのデータ線（ソース電極）及び走査線（ゲート電極）に各々電気的接続されている。データ線駆動回路１０１には、図示しない制御回路から即時表示可能な形式に変換された画像信号が入力され、走査線駆動回路１０４がパルス的に走査線に順番に走査信号（ゲート電圧）を送るのに合わせて、データ線駆動回路１０１は画像信号（ソース電圧）をデータ線に送る。
【００４６】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用ＴＦＴ３０や走査線、データ線、容量線等の配線が形成された後の最上層部分に、ポリイミド（ＰＩ）系材料からなる配向膜２１が形成されている。他方、対向基板２０上（図２では、下側の面上）には、対向電極の他、各画素毎に非開口領域を規定するブラックマスク又はブラックマトリクスと称される遮光膜２３、カラーフィルタ等が形成された最上層部分（図２では、最も下側の面上）に、配向膜２１と同じくポリイミド系材料からなる配向膜２２が形成されている。これらの一対の配向膜２１及び２２は夫々、後述の製造方法において、ポリイミド系材料を塗布し、焼成した後、液晶層５０中の液晶を所定方向に配向させると共に液晶に所定のプレチルト角を付与するように配向処理が施されている。尚、遮光膜２３は、表示画像におけるコントラストの向上、色材の混色防止などの機能を有しており、前述の如き走査線やデータ線に沿って（即ち、各画素の境界に）発生し易いリバースチルトドメイン等の配向不良領域を隠す機能をも有する。このような遮光膜２３を対向基板２０の側ではなく、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成してもよい。また、液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、一対の配向膜２１及び２２の間で、所定の配向状態をとる。
【００４７】
以上説明したＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置の例に対して後述の本発明の製造方法を適用すると、前述のリバースチルトドメイン（又はレインメモリ）といった走査線やデータ線に沿って現れる配向不良領域を小さくできるため、適当な値に均一化されたプレチルト角により表示画像の高品位化を図りつつ、画素開口率を高めることもできるので、顕著な効果が期待できる。但し、本願発明を、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式以外の、ＴＦＤアクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス駆動方式などいずれの方式の液晶装置に適用しても、適当な値に均一化されたプレチルト角により表示画像の高品位化を図ることが可能である。更に、駆動回路内蔵型の液晶装置（図１及び図２参照）のみならず、駆動回路を外付けする型の液晶装置や１０インチ以上の大型の液晶装置から１インチ程度の小型の液晶装置まで様々な液晶装置に、本発明の液晶装置の製造方法を適用しても、やはり適当な値に均一化されたプレチルト角により表示画像の高品位化を図ることが可能である。
【００４８】
（液晶装置の製造方法）
次に、本実施形態における液晶装置の製造方法について図３から図７を参照して説明する。ここに、図３は、製造方法を順を追って示す工程図であり、図４及び図５は夫々、紫外線照射によりシール材を硬化させる工程を図式的に示す露光マスクの斜視図及び断面図であり、図６は、この紫外線照射を行うための露光装置全体の図式的なブロック図である。また図７は、紫外線照射の変化に対する配向膜により付与されるプレチルト角の変化の特性を示す特性図である。
【００４９】
図３に示すように、図１及び図２に示した液晶装置の製造プロセスは、概ねＴＦＴアレイ基板１０側におけるプロセスと、対向基板２０側におけるプロセスと、両者を貼り合せた後のプロセスとに分かれる。
【００５０】
図３において一方で、ＴＦＴアレイ基板１０側のプロセスとしては、石英等の基板上に画素電極、ＴＦＴ３０等の素子並びに走査線、データ線等の配線をプレーナ技術により形成した後（ステップＳ１）、基板に付着した汚れやゴミ、埃を除去するために洗浄を行う（ステップＳ２）。
【００５１】
次に、配向膜２１の材料であるポリイミド系材料を基板の全面に塗布する（ステップＳ３）。この場合のポリイミド系材料としては、ポリアミック酸を塗布して、加熱焼成してイミド化するプレポリマータイプでもよいし、予めイミド化された可溶性のポリマータイプを直接塗布してもよい。
【００５２】
次に、配向膜の焼成を行う（ステップＳ４）。この工程は、例えば、８０℃程度の仮乾燥と２５０℃程度の本焼成（前述のプレポリマータイプの場合）又は１８０〜２００℃程度の本焼成（前述のポリマータイプの場合）とからなる。このような焼成により塗布されたポリイミド系材料中の溶剤が完全除去される。
【００５３】
次に、焼成後の配向膜に対する配向処理を、その表面を一定方向に擦るラビング処理により行う（ステップＳ５）。上述のポリイミド系材料の選択及びこのラビング処理におけるラビング条件により、液晶を所定方向に配向させること及び液晶に所定のプレチルト角を付与することが可能となる。尚、この配向処理は、ラビング処理法の他、ＬＢ膜法、光誘起配向法、レプリカ法、電場・磁場注入法、アモルファス配向法等により行ってもよい。いずれの配向処理を施した場合にも配向膜にはラビングむら等が見受けられるが、本実施形態では後述の紫外線照射工程により、ラビングむら等を均すことができる。
【００５４】
次に、再び洗浄が行われた後（ステップＳ６）、シール領域にシール材に混入すべきギャップ材を拡散する（ステップＳ７）。但し、ＴＦＴアレイ基板１０側にギャップ材を混入したシール材を塗布してもよい。
【００５５】
図３において他方で、対向基板２０側のプロセスとしては、ガラス等の基板上に対向電極や配線等を形成した後（ステップＳ１１）、洗浄を行う（ステップＳ１２）。
【００５６】
次に、ＴＦＴアレイ基板１０側の場合と同じく、配向膜２２の材料であるポリイミド系材料を基板の全面に塗布し（ステップＳ１３）、配向膜の焼成を行い（ステップＳ１４）、配向処理を行い（ステップＳ１５）、再び洗浄が行われる（ステップＳ１６）。
【００５７】
次に、シール領域にシール材を塗布する（ステップＳ１７）。ここでは、シール材としては、例えばスリーボンド社製の３０２５（商品名）などの、エポキシ系樹脂にアクリル系樹脂を混入させた紫外線硬化樹脂が用いられる。
【００５８】
図３において、ステップＳ１からＳ７を経たＴＦＴアレイ基板１０とステップＳ１１からＳ１７を経た対向基板２０とを、精度良くアラインメントして、シール材５２により張り合わせる（ステップＳ２１）。この際特に、仮止めされた両基板の間隔を所望の液晶セルギャップとなるまで加圧下で締め付ける。シール材５２に混入されたギャップ材により、このような所望のギャップが得られる。
【００５９】
次に、シール材５２に対して、紫外線を照射してシール材５２を紫外線硬化させる（ステップＳ２２）。ここで、この紫外線照射工程について図４から図７を参照して詳しく説明する。
【００６０】
図４及び図５に示すように、紫外線照射（露光）工程では、露光マスク２００を介して紫外線ＵＶが対向基板２０の側から照射される。尚、図４及び図５に示す段階では、図１及び図２を参照して説明した液晶装置を複数構成する複数のＴＦＴアレイ基板１０を含む基板１００上に各液晶装置となる部分が形成されている。
【００６１】
露光マスク２００は、対向基板２０の外表面（図４及び図５で上側）に近接配置される石英ガラス板２０１と、石英ガラス板２０１の図４及び図５で下側に位置する表面で、各液晶装置における画像表示領域１０ａをマスクするようにパターニングされた遮光膜２０２とを有する。遮光膜２０２は、例えばアルミニウム膜から形成されている。
【００６２】
このように構成された露光マスク２００を用いて、紫外線照射工程（ステップＳ２２）では、プロクシミティ露光を行う。即ち、露光マスク２００を、対向基板との間で、例えば、５００μｍ或いは１ｍｍといった所定のクリアランスΔＣ（図５参照）を持つように配置した状態で、紫外線ＵＶの照射を行う。
【００６３】
より具体的には図６に示すように、位置決め装置２１０により、所定のクリアランスΔＣを持つように基板１００と露光マスク２００との相対的位置を固定した状態で、拡散光である紫外線ＵＶを光源２２０により照射する。すると、シール材５２が設けられたシール領域に対しては、透明な石英ガラス板２０１を介して紫外線ＵＶを照射可能となり、画像表示領域１０ａに対しては、遮光膜２０１の存在により紫外線ＵＶは照射されない。この際特に、遮光膜２０２は石英ガラス板２０１が対向基板２０に面する側に設けられているので、石英ガラス板２０１の厚みに関わらず対向基板２０に近接して配置される。従って、拡散光である紫外線ＵＶが拡散により配向膜２１又は２２の方へ回り込んでも、若干のマージンさえ設けておけば即ちシール領域よりも遮光膜２０１を平面的に若干大きく設定しておけば、紫外線ＵＶが画像表示領域１０ａに殆ど到達しないようにできる。仮に遮光膜２０１を石英ガラス板２０１が対向基板２０に面する側と逆側に設けたとすれば、石英ガラス板２０１の厚みに応じて拡散光である紫外線ＵＶの回り込みが増加してしまい、画像表示領域１０ａに到達してしまうか或いは遮光膜２０１のマージンをその分だけ大きく採らねばならない。
【００６４】
そして、この露光マスク２００を用いた紫外線ＵＶの照射の前又は後に、位置決め装置２１０による露光マスク２００の固定を解除して、露光マスク２００を用いることなく、光源２２０を用いてシール領域及び画像表示領域１０ａの全体に対して紫外線ＵＶを所定時間だけ照射する。すると、シール領域に対して第１所定照射量の紫外線を照射可能となり、画像表示領域１０ａに対して第１所定照射量よりも小さい、例えば第１所定照射量の１／５程度の第２所定照射量の紫外線ＵＶを照射可能となる。
【００６５】
従って紫外線照射工程（ステップＳ２２）によれば、シール領域に照射される紫外線ＵＶの第１所定照射量を大きく設定することによりシール材５２を良好に紫外線硬化させることが可能となる。即ち、前述のように不完全な紫外線硬化の際に生じる画像表示領域１０ａ全域における進行性ある色むらの発生を防止できる。更に、この紫外線ＵＶの第１所定照射量が仮に配向膜２０又は２１に対して照射されるとプレチルト角を付与する能力を極度に奪ってしまうような大きな量であったとしても、実際には、配向膜２０又は２１は、遮光膜２０２の存在により、第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量だけしか紫外線照射されない。このため、過大な紫外線ＵＶの照射に起因して液晶におけるプレチルト角が小さくなることによるリバースチルトドメインの如き配向不良領域の発生を低減できる。従って、大きく広がった配向不良領域を隠すために対向基板２０に形成される遮光膜２３（図２参照）の幅を広げないで済む。
【００６６】
ここで特に本願発明者による実験の予備研究によれば、図７に示すように、液晶に対して予め３度から７度或いはそれ以上の角度に分布するプレチルト角を付与するようにポリイミド系材料からなる配向膜２１又は２２を形成した場合に、このプレチルト角は、紫外線ＵＶの照射により減少する特性を持つ。しかも、この減少は、例えば３度から７度程度の比較的大きなプレチルト角の範囲では急峻となり、例えば３度以下程度の比較的小さなプレチルト角の範囲では緩やかとなる、飽和特性を持つ。従って、本実施形態では、各画像表示領域１０ａに照射される紫外線ＵＶの第２所定照射量を適度に設定することにより、前述のように紫外線ＵＶを全く照射しない場合に生じるチルトむら（色むら）やラビング筋の発生を効果的に阻止できる。即ち、紫外線ＵＶの照射に対するプレチルト角の減少が図７に示したような飽和特性を有していることを利用して、紫外線ＵＶの照射に対する減少が急峻である大きな（例えば、５度以上の）プレチルト角を与える能力がある配向膜２０又は２１の部分については当該能力を急峻に減少させ、紫外線ＵＶの照射に対する減少が緩やかである小さな（例えば、３度以下程度の）プレチルト角を与える能力しかない配向膜２０又は２１部分については、当該能力を緩やかに減少させることにより、両能力を低レベル側で接近させること、即ち両能力の差を相対的に縮めることが可能となるのである。
【００６７】
本実施形態では特に配向膜２０及び２１をポリイミド系材料から構成しているので、液晶にプレチルト角を付与する能力が特に紫外線ＵＶの照射により低下し易いが、シール材５２を十分に硬化させるための第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線ＵＶしか当該配向膜２０又は２１には照射しない。このため、液晶にプレチルト角を付与する能力が紫外線ＵＶの照射により低下することは殆どない。更に、このようにポリイミド系材料からなる配向膜２０又は２１は、紫外線ＵＶの照射を全く行わないと、チルトむらが顕在化し易いが、本実施形態では第２所定照射量の紫外線ＵＶの照射により、このようなチルトむらを低減できる。
【００６８】
また本実施形態では特に、シール材５２をアクリル系樹脂を混入した紫外線硬化樹脂から構成しているので、紫外線硬化樹脂が紫外線硬化時における照度に敏感であり、照度が不足すると硬化が不完全となり前述の色むらの原因となる。しかしながら、本実施形態では、画像表示領域１０ａとは別に、露光マスク２００を素通りする、シール領域を硬化に十分な第１所定照射量の紫外線ＵＶで、照射するので、当該紫外線硬化を完全なものとできる。因みに、アクリル系樹脂の場合には、５０ｍＷ／ｃｍ^２程度以下の照度では時間をかけて必要な照射量を確保しても、硬化が不完全であることが判明している。逆に、エポキシ系樹脂であれば、照度には特に制限がなく、低い照度でも時間をかけて照射すれば硬化が完全となることも判明している。また、対向基板２０がネオセラムなどの高耐熱ガラス板である場合には、紫外線を約５０％吸収する。よって、例えばシール材５２において５０ｍＷ／ｃｍ^２の照度が欲しい場合には、露光マスク２００を透過した時点で１１０ｍＷ／ｃｍ^２の照度となるように紫外線ＵＶを照射することが望ましい。このように、如何なる照度と時間との組み合わせにより必要な照射量を与えるかは、シール材５２、配向膜２１及び２２並びに対向基板２０などの材料、材質、厚み、形状等を勘案して、個別具体的に適当な組み合わせと考えられるものを実験的、経験的或いは理論的に設定するのが好ましい。
【００６９】
更に本実施形態では特に、露光マスク２００を対向基板２０に近接配置して（例えば５００μｍや１ｍｍといった所定のクリアランスを設けて）プロクシミティ露光を行うので、遠距離から拡散光である紫外線ＵＶを照射することによる拡散による損失を低減可能であり且つ拡散光の回り込みを防ぐことも可能となる。しかも、露光マスク２００が対向基板２０に接触して傷や埃をつけなくて済む。加えて、プロクシミティ露光を行うので、同一照度で比較して平行光よりも一般に硬化させる能力が高い拡散光を利用可能となり、シール材５２を効率的に紫外線硬化させることができる。
【００７０】
尚、図４から図６に示した露光マスク２００を用いることなく、紫外線照射工程において、シール領域に対し所定時間だけ紫外線ＵＶを照射し、画像表示領域１０ａに対しこの所定時間よりも短い時間だけ紫外線ＵＶを照射してもよい。より具体的には例えば、画像表示領域１０ａ及びシール領域に対して、照射時間を相異ならしめてステッパ露光を行ってもよいし、ビーム露光を行ってもよい。このように照射すれば、シール領域に対しては、直接又は透明な基板や膜を介して所定時間だけ紫外線を照射して、十分にシール材５２を紫外線硬化可能であり、他方で、画像表示領域１０ａに対しては、この所定時間よりも短い時間だけ紫外線ＵＶを照射することにより、適当なプレチルト角を付与する能力を配向膜２０及び２１に残しつつ、画像表示領域１０ａ内におけるチルトむらを均すことが可能となる。
【００７１】
或いは、図４から図６に示した露光マスク２００を用いることなく、紫外線照射工程において、画像表示領域１０ａに対し半透過膜を介して紫外線ＵＶを照射してもよい。このように照射すれば、シール領域に対しては、直接又は透明な基板や膜を介して紫外線ＵＶを照射して、十分にシール材５２を紫外線硬化可能であり、同時に画像表示領域１０ａに対しては、半透過膜を介して照度が低下した紫外線ＵＶを照射することにより、適当なプレチルト角を付与する能力を配向膜２０及び２１に残しつつ、画像表示領域１０ａ内におけるチルトむらを均すことが可能となる。
【００７２】
以上の結果、紫外線照射工程（ステップ２２）により、画像表示領域１０ａにおいては、過度の紫外線ＵＶの照射による配向膜２０又は２１のプレチルト角を付与する能力の低下を低減すると共に、全く紫外線ＵＶの照射を行わない際に顕在化するプレチルト角のばらつきによる液晶のチルトむらを低減することができ、しかもシール領域においては、十分な紫外線ＵＶの照射によりシール材５２を良好に硬化させることが可能となる。
【００７３】
また上述の紫外線照射（露光）工程では、露光マスク２００を介して紫外線ＵＶが対向基板２０の側から照射されているが、これに限るものではない。即ち、ＴＦＴアレイ基板１０側からも照射されるようにしてもよい。その場合、露光マスク２００は対向基板２０の外表面に近接配置して露光マスクを用いて紫外線照射した後に、基板１００をひっくり返して露光マスク２００をＴＦＴアレイ基板１０の外表面に近接配置して露光マスクを用いて紫外線照射するかあるいはその逆でもよい。このように基板の両面から紫外線を照射することにより、シール材をより確実に硬化させることができる。
【００７４】
再び図３に戻り、基板１００上に複数形成されており、紫外線ＵＶの照射によりシール材５２が硬化された液晶装置を分断する（ステップＳ２３）。より具体的には、基板１００を図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０に分割し、液晶注入口を露出させるための短冊取り分断を行い、更に、電極部分を取り出すための分断を行う。この段階で、所謂空セルが複数完成する。
【００７５】
次に、例えば１０^−２Ｔｏｒｒ程度の圧力での真空注入により、液晶注入口を介して液晶をシール材５２により囲まれ所定ギャップを有する基板間空間に注入し（ステップＳ２４）、液晶注入口を樹脂封止材により加圧下で封止し（ステップＳ２５）、再び洗浄する（ステップＳ２６）。更に、液晶の配向の乱れや配向不良を加熱除冷により除去するためのアニール処理を行う（ステップＳ２７）。この段階で、図１及び図２に示した液晶装置が完成する。
【００７６】
更に、液晶装置の電気的な検査や偏光板、位相差フィルム等の貼り付けなどその他の処理が行われて（ステップＳ２８）、液晶装置が完成する。
【００７７】
以上の結果、本実施形態によれば、特に図３から図７を参照して詳述した紫外線照射工程を行っているので、画像表示領域１０ａでは液晶が十分にプレチルト角を有すると共に画像表示領域１０ａ内におけるプレチルト角の均一化が図られており、しかもシール領域においてはシール材は良好に硬化されている。
【００７８】
尚、以上説明した各実施の形態における液晶パネルでは、対向基板２０の外面及びＴＦＴアレイ基板１０の外面には各々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００７９】
更に、以上の各実施の形態において、特開平９−１２７４９７号公報、特公平３−５２６１１号公報、特開平３−１２５１２３号公報、特開平８−１７１１０１号公報等に開示されているように、ＴＦＴアレイ基板１０上において画素スイッチング用ＴＦＴ３０に対向する位置（即ち、ＴＦＴの下側）にも、例えば高融点金属からなる遮光膜を設けてもよい。このようにＴＦＴの下側にも遮光膜を設ければ、ＴＦＴアレイ基板１０の側からの裏面反射（戻り光）や複数の液晶装置をプリズム等を介して組み合わせて一つの光学系を構成する場合に、他の液晶装置からプリズム等を突き抜けて来る投射光部分等が当該液晶装置のＴＦＴに入射するのを未然に防ぐことができる。また、対向基板２０上に１画素1個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シール領域では、第１所定照射量の紫外線によりシール材が露光されるのでシール材は良好に硬化されており、画像表示領域ではこの第１所定照射量よりも小さい第２所定照射量の紫外線により配向膜が露光されるので、液晶が十分にプレチルト角を有すると共に画像表示領域内におけるプレチルト角の均一化が図られている。従って、画像品位が高く且つ画素開口率が高めくて明るい画像表示を行うことが可能な液晶装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態により製造される液晶装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図３】実施形態の製造方法における各工程を示す工程図である。
【図４】図３に示した工程のうち紫外線照射工程において、紫外線照射によりシール材を硬化させる様子を図式的に示す露光マスク等の斜視図である。
【図５】図３に示した工程のうち紫外線照射工程において、紫外線照射によりシール材を硬化させる様子を図式的に示す露光マスク等の断面図である。
【図６】図３に示した工程のうち紫外線照射工程において、紫外線照射を行うための露光装置全体の図式的なブロック図である。
【図７】紫外線照射の変化に対する配向膜により付与されるプレチルト角の変化の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴアレイ基板
２０…対向基板
２１…配向膜
２２…配向膜
２３…遮光膜
３０…ＴＦＴ
５０…液晶層
５２…シール材
５３…遮光膜
１００…基板
１０１…データ線駆動回路
１０４…走査線駆動回路
２００…露光マスク
２０１…石英ガラス板
２０２…遮光膜
２１０…位置決め装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates bonded using a sealing material made of an ultraviolet curable resin, and an exposure mask and an exposure device technique used at the time of ultraviolet irradiation in the manufacture. Belonging to the field.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in manufacturing this type of liquid crystal device, on one substrate, pixel electrodes, scanning lines, data lines, thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs as appropriate) according to driving methods such as active matrix driving, passive matrix driving, and segment driving. ), A thin film diode (hereinafter appropriately referred to as TFD), and the like are formed, and then an alignment film is formed. An alignment film is formed after a counter electrode, wiring, a light shielding film called a black mask or a black matrix, a color filter, and the like are formed on the other substrate according to the driving method. The pair of substrates on which each of these alignment films is formed is made of a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like in a seal region located around the image display region that faces the liquid crystal and actually displays an image. After being bonded by the sealing material, the sealing material is cured by applying heat or ultraviolet rays. Through these steps, a so-called empty cell is manufactured, and thereafter, liquid crystal is sucked into the empty cell to manufacture a liquid crystal cell. Further, a polarizing plate or the like is attached to manufacture a liquid crystal device.
[0003]
For the alignment film described above, a polyimide (PI) -based material is usually used. In the alignment film forming step, a polyimide film is usually applied and then baked, and then an alignment process such as a rubbing process is performed to align the liquid crystal on the alignment film in a predetermined direction. In addition, when the pretilt angle in the liquid crystal is small, an alignment defect in which the liquid crystal molecules are twisted in a direction opposite to the intended direction due to a slight lateral electric field is likely to occur. For this reason, selection of a polyimide material and rubbing treatment so that a pretilt angle of about 3 to 5 degrees is imparted to the liquid crystal and the liquid crystal is aligned in a predetermined direction according to the properties of the liquid crystal and the alignment film. The alignment process is performed.
[0004]
In particular, in the case of a TFT active matrix driving type liquid crystal device, an alignment defect called a so-called reverse tilt domain (or rain memory) occurs due to the influence of a lateral electric field generated in the vicinity of a scanning line and a data line. . As described above, it is difficult to completely prevent the occurrence of the reverse tilt domain by the countermeasure for imparting the pretilt angle to the liquid crystal. For this reason, in order to define each pixel opening region, the width of a light shielding film called a black mask or black matrix formed on the counter substrate along the boundary line of each pixel is widened so that the reverse tilt domain is hidden. ing.
[0005]
On the other hand, as the above-mentioned sealing material, thermosetting resin can be cured by applying heat, so that the manufacturing process is relatively simple. However, it is easy to cause distortion and defects in empty cells by heating. For this reason, in recent years when high-quality image display is desired, an ultraviolet curable resin that is free from the harmful effects of heating is often used. A sealing material made of an ultraviolet curable resin is irradiated with a predetermined amount of ultraviolet rays from the opposite substrate or TFT array substrate side. In this case, ultraviolet rays are generally applied not only to the sealing area but also to the entire substrate including the image forming area. Irradiated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the experiment and research by the present inventor, in the case of the conventional manufacturing method described above, the polyimide system formed so as to have the ability to impart a pretilt angle to the liquid crystal when the sealing material is cured with ultraviolet rays. Since the alignment film made of the material is also irradiated with ultraviolet rays, there is a problem in that the ability to provide the pretilt angle in the alignment film is reduced in accordance with the amount of ultraviolet irradiation applied to the alignment film. This is thought to be due to the fact that the shape action and electrical interaction, which are the main factors that determine the ability to impart the pretilt angle in the alignment film, are reduced by the irradiation of ultraviolet rays. As a result, the alignment abnormal region of the liquid crystal such as the reverse tilt domain is expanded. In such a liquid crystal portion that is abnormal in orientation, white spots, bright lines, etc. are generated during image display, so the width of the light shielding film called the above-described black mask or black matrix is actually increased. The orientation abnormal region is hidden. However, with this measure, the larger the alignment abnormal region, the larger the area of the light shielding film, and the lower the pixel aperture ratio (that is, the ratio of the pixel aperture region where light is transmitted to the non-pixel aperture region where light is not transmitted). Will cause the display image to become dark. This makes it difficult to meet the general demand for higher display image quality by increasing the recent resolution and brightening the display image.
[0007]
However, according to the experiment and research by the present inventor, on the contrary, if the sealing material made of an ultraviolet curable resin is not irradiated with ultraviolet rays at all, the unevenness of rubbing treatment (unevenness of rubbing strength during rubbing, etc.) ) (For example, a state where the pretilt angle is 3 degrees or less in a part of the image display area and the pretilt angle is 5 degrees or more in other parts) or the rubbing process is performed. It has also been found that streaks remain as they are, causing adverse effects such as uneven color in the displayed image. Furthermore, when the UV irradiation to the sealing material made of the UV curable resin is incomplete due to concern about a decrease in the ability to impart the pretilt angle in the alignment film, the sealing material portion that has been incompletely cured with the passage of time is particularly Changes in shape near the four corners of the image display area, and eventually causes progressive color unevenness throughout the image display area (for example, near the center of the image display area and near the four corners). Has also been found. That is, when the sealing material is cured with ultraviolet rays, the problem is not solved even if the alignment film is simply shielded against ultraviolet rays or the amount of ultraviolet irradiation is reduced.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a method of manufacturing a liquid crystal device in which a pair of substrates are bonded using a sealing material made of an ultraviolet curable resin, a pretilt angle of an alignment film is provided by ultraviolet irradiation. For manufacturing a liquid crystal device capable of reducing the deterioration in the ability to perform the process, reducing the unevenness of the tilt of the liquid crystal due to the variation in the pretilt angle, and capable of satisfactorily curing the sealing material made of the ultraviolet curable resin, and the manufacture It is an object of the present invention to provide an exposure mask and an exposure apparatus that are preferably used in the method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal device for manufacturing a liquid crystal device in which a pair of substrates sandwiching a liquid crystal through an alignment film is bonded to each other around a liquid crystal by a sealing material made of an ultraviolet curable resin. In the manufacturing method, the alignment film forming step of forming the alignment film on the side facing the liquid crystal of the pair of substrates and forming the alignment film on the liquid crystal. A bonding step of bonding with the sealing material in a seal region surrounding the opposing image display region, and the image display region on the side facing the outer surface disposed in proximity to one outer surface of the pair of substrates. Using an exposure mask having a light-shielding film patterned in such a manner, and positioning the exposure mask so as to be disposed in proximity to the outer surface, and
The image display area is shielded by an exposure mask, and the seal area is irradiated with ultraviolet light, which is a first predetermined dose of diffused light, from the opposite side of the positioned exposure mask facing the outer surface. First exposure step and releasing the fixation of the exposure mask, removing the exposure mask from the pair of substrates, and at least a second predetermined irradiation amount smaller than the first predetermined irradiation amount in the image display area And a second irradiation step of irradiating with ultraviolet rays.
In order to solve the above-described problem, the first method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention is formed by bonding a pair of substrates sandwiching a liquid crystal through an alignment film with a sealing material made of an ultraviolet curable resin around the liquid crystal. A liquid crystal device manufacturing method for manufacturing a liquid crystal device, wherein the alignment film is formed by forming an alignment film on the side facing the liquid crystal of the pair of substrates, and the alignment film is formed A bonding step of bonding the pair of substrates with the sealing material in a seal region surrounding the image display region facing the liquid crystal, and irradiating the seal region with a first predetermined amount of ultraviolet rays, An irradiation step of irradiating a second predetermined irradiation amount of ultraviolet light smaller than the first predetermined irradiation amount.
[0010]
According to the first method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention, in the irradiation step, the seal region is irradiated with the first predetermined amount of ultraviolet rays, and the sealing material is cured by ultraviolet rays. In addition, the image display area is irradiated with a second predetermined dose of ultraviolet light that is smaller than the first predetermined dose, and the ability of the alignment film to impart a pretilt angle is leveled within the image display area.
[0011]
Therefore, it is possible to cure the sealing material satisfactorily by ultraviolet rays by setting the first predetermined irradiation amount of the ultraviolet rays applied to the sealing region to be large. That is, as described above, it is possible to prevent the occurrence of progressive color unevenness in the entire image display region that occurs during incomplete UV curing. Furthermore, even if the first predetermined irradiation amount of the ultraviolet rays is such a large amount that the ability to impart the pretilt angle is extremely deprived if the alignment film is irradiated, Since only the second predetermined irradiation amount smaller than the first predetermined irradiation amount is irradiated with ultraviolet rays, it is possible to reduce the occurrence of misalignment regions such as reverse tilt domains due to the pretilt angle in the liquid crystal being reduced due to excessive ultraviolet irradiation. . Therefore, it is not necessary to widen the width of the light shielding film formed on the counter substrate in order to conceal the widened alignment defect region.
[0012]
In addition to this, by setting the second predetermined irradiation amount of ultraviolet rays irradiated to the image display area appropriately, the occurrence of tilt unevenness (color unevenness) and rubbing streaks that occur when ultraviolet rays are not irradiated at all as described above. Can be effectively prevented. This is due to the fact that it is possible to relatively reduce the difference between the two abilities by reducing both of the abilities by using the saturation characteristic of the decrease in the pretilt angle with respect to ultraviolet irradiation. Is based.
[0013]
As a result, in the image display area, the decrease in the ability to impart the pretilt angle of the alignment film due to excessive ultraviolet irradiation is reduced, and the tilt of the liquid crystal due to the variation in the pretilt angle that is manifested when no ultraviolet irradiation is performed. Unevenness can be reduced, and in the sealing region, the sealing material can be cured well by sufficient ultraviolet irradiation.
[0014]
Further, the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal device for manufacturing a liquid crystal device in which a pair of substrates sandwiching a liquid crystal through an alignment film is bonded with a sealing material made of an ultraviolet curable resin around the liquid crystal, An alignment film forming step of forming the alignment film on the side facing the liquid crystal of the pair of substrates, and an image display area facing the liquid crystal on the pair of substrates on which the alignment film is formed A bonding step of bonding with the sealing material in an enclosing seal region, and a semi-transparent pattern corresponding to the image display region on the side facing the outer surface disposed in proximity to one outer surface of the pair of substrates Using an exposure mask having a film, positioning the exposure mask so as to be disposed close to the outer surface and fixing the exposure mask, and shielding the image display area with an exposure mask On the other hand, ultraviolet light, which is a first predetermined irradiation amount of diffused light, is irradiated from a side opposite to the side facing the outer surface of the positioned exposure mask, and the sealing region is irradiated with the first predetermined irradiation amount of ultraviolet light. And an irradiation step in which the image display area is irradiated with ultraviolet rays of the first predetermined irradiation amount to the second predetermined irradiation amount by passing through the semi-transmissive film.
Further, the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal device for manufacturing a liquid crystal device in which a pair of substrates sandwiching a liquid crystal through an alignment film is bonded with a sealing material made of an ultraviolet curable resin around the liquid crystal, An alignment film forming step of forming the alignment film on the side facing the liquid crystal of the pair of substrates, and an image display area facing the liquid crystal on the pair of substrates on which the alignment film is formed A bonding step of bonding with the sealing material in an enclosing seal region, and a semi-transparent pattern corresponding to the image display region on the side facing the outer surface disposed in proximity to one outer surface of the pair of substrates Using an exposure mask having a film, positioning the exposure mask so as to be disposed close to the outer surface and fixing the exposure mask, and shielding the image display area with an exposure mask On the other hand, ultraviolet light, which is a first predetermined irradiation amount of diffused light, is irradiated from a side opposite to the side facing the outer surface of the positioned exposure mask, and the sealing region is irradiated with the first predetermined irradiation amount of ultraviolet light. And an irradiation step in which the image display area is irradiated with ultraviolet rays of the first predetermined irradiation amount to the second predetermined irradiation amount by passing through the semi-transmissive film.
In order to solve the above-described problem, the second method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention has a pair of substrates sandwiching liquid crystal with an alignment film interposed between the liquid crystal and a sealing material made of an ultraviolet curable resin. A liquid crystal device manufacturing method for manufacturing a liquid crystal device comprising: a pair of substrates on which at least a pixel electrode and wiring means for supplying an electric force to the pixel electrode are formed; An alignment film forming step of defining the alignment direction of the liquid crystal and forming the alignment film that has been subjected to an alignment treatment so as to give a predetermined pretilt angle to the liquid crystal; and the pair of alignment films formed with the alignment film, respectively. A bonding step of bonding the substrate with the sealing material in a sealing region surrounding the image display region facing the liquid crystal; and curing the sealing material to the sealing region with ultraviolet light The first predetermined irradiation amount for irradiating the image display region with the first predetermined irradiation amount is less than the first predetermined irradiation amount for leveling the ability of the alignment film to give the pretilt angle to the image display region. An irradiation step of irradiating the second predetermined irradiation amount of ultraviolet rays.
[0015]
According to the second method of manufacturing a liquid crystal device of the present invention, in the alignment film forming step, the alignment film is formed on at least the side of the pair of substrates on which the pixel electrodes and the wiring means are formed, facing the liquid crystal. At this time, the alignment film is subjected to an alignment treatment so as to define the alignment direction of the liquid crystal and to give a predetermined pretilt angle to the liquid crystal. Next, in the bonding step, the pair of substrates on which the alignment films are formed are bonded to each other with a sealing material in the sealing region. Next, in the irradiation step, the seal region is irradiated with the first predetermined amount of ultraviolet rays, and the sealing material is cured by ultraviolet rays. In addition, the image display area is irradiated with a second predetermined dose of ultraviolet light that is smaller than the first predetermined dose, and the ability of the alignment film to impart a pretilt angle is leveled within the image display area.
[0016]
Therefore, as in the case of the method for manufacturing the first liquid crystal device of the present invention described above, in the image display region, the decrease in the ability to impart the pretilt angle of the alignment film due to excessive ultraviolet irradiation is reduced, and there is no ultraviolet light. It is possible to reduce the tilt unevenness of the liquid crystal due to the variation in the pretilt angle that becomes apparent when the irradiation is not performed, and it is possible to cure the sealing material satisfactorily by sufficient ultraviolet irradiation in the seal region.
[0017]
In one aspect of the manufacturing method of the first or second liquid crystal device of the present invention, the alignment film forming step includes a coating step of applying a polyimide-based material to a side of the pair of substrates facing the liquid crystal, A baking step of baking the applied polyimide-based material; and an alignment treatment step of applying the alignment treatment to the baked polyimide-based material.
[0018]
According to this aspect, in the alignment film forming step, in the coating step, the polyimide-based material is applied to the side of the pair of substrates facing the liquid crystal, and in the baking step, the applied polyimide-based material is baked, and the alignment treatment step. Then, an alignment process is performed on the fired polyimide-based material to form an alignment film made of the polyimide-based material. As described above, the alignment film made of a polyimide-based material has a capability of imparting a pretilt angle to the liquid crystal particularly easily by ultraviolet irradiation, but in the present invention, a second smaller than a first predetermined irradiation amount for curing the sealing material. The alignment film is irradiated only with a predetermined irradiation amount of ultraviolet rays. For this reason, the ability to give the pretilt angle to the liquid crystal is hardly lowered by the ultraviolet irradiation. Further, the alignment film made of the polyimide-based material as described above tends to reveal tilt unevenness unless it is irradiated with ultraviolet rays at all. However, in the present invention, such uneven tilt unevenness is reduced by the second predetermined irradiation amount of ultraviolet irradiation. it can.
[0019]
In another aspect of the method for manufacturing the first or second liquid crystal device of the present invention, the alignment treatment includes a rubbing treatment method, an LB film method, a photo-induced alignment method, a replica method, an electric field / magnetic field injection method, and an amorphous alignment method. It is performed by any one of.
[0020]
According to this aspect, the second alignment layer is subjected to the alignment treatment by any one of the rubbing treatment method, the LB film method, the photo-induced alignment method, the replica method, the electric field / magnetic field injection method, and the amorphous alignment method. Since a predetermined amount of ultraviolet light is irradiated, the ability to give a pretilt angle to the liquid crystal in the alignment film is hardly reduced by the ultraviolet irradiation. Further, rubbing unevenness or the like is observed in the alignment film immediately after the alignment treatment as described above, but the rubbing unevenness or the like can be leveled by the second predetermined irradiation amount of ultraviolet irradiation, and the tilt unevenness in the display image. Can be reduced.
[0021]
In another aspect of the method for manufacturing the first or second liquid crystal device of the present invention, the sealing material includes an epoxy resin and an acrylic resin mixed in the epoxy resin.
[0022]
According to this aspect, in the irradiation step, the seal region is irradiated with the first predetermined amount of ultraviolet rays, and the sealing material including the epoxy resin and the acrylic resin mixed in the epoxy resin is cured with ultraviolet rays. . In particular, acrylic resins are sensitive to the illuminance at the time of UV curing, and if the illuminance is insufficient, the curing is incomplete and causes the above-mentioned color unevenness. (1) Irradiation is performed with a predetermined amount of ultraviolet rays, so that the ultraviolet curing can be completed.
[0023]
In another aspect of the method for manufacturing the first or second liquid crystal device of the present invention, the second predetermined irradiation amount is determined in advance based on a saturation characteristic of pretilt angle attenuation with respect to ultraviolet irradiation in the alignment film.
[0024]
According to this aspect, the second predetermined dose corresponding to the optimum combination of the ability to impart the pretilt angle and the ability to equalize the tilt unevenness in the alignment film is determined in advance based on the saturation characteristic of the pretilt angle attenuation. Is possible.
[0025]
In another aspect of the method for manufacturing the first or second liquid crystal device of the present invention, the irradiation step includes a step of irradiating the image display region with ultraviolet rays through a semi-transmissive film.
[0026]
According to this aspect, in the irradiation step, the first predetermined irradiation amount of ultraviolet rays can be irradiated to the seal area by irradiating the ultraviolet rays directly or through a transparent substrate or film, and at the same time, the image display area. On the other hand, by irradiating ultraviolet rays through the semi-permeable membrane, it becomes possible to irradiate ultraviolet rays having a second predetermined irradiation amount smaller than the first predetermined irradiation amount.
[0027]
In another aspect of the manufacturing method of the first or second liquid crystal device of the present invention, the irradiation step irradiates the seal region with ultraviolet rays for a predetermined time, and the image display region is shorter than the predetermined time. It includes a step of irradiating ultraviolet rays for a time.
[0028]
According to this aspect, in the irradiation step, the first predetermined irradiation amount of ultraviolet rays can be irradiated to the seal region by irradiating the ultraviolet rays for a predetermined time directly or through a transparent substrate or film, Thus, by irradiating the image display area with ultraviolet rays for a time shorter than the predetermined time, the second predetermined irradiation amount of ultraviolet rays can be irradiated.
[0029]
In another aspect of the method for manufacturing the first or second liquid crystal device of the present invention, the irradiation step is arranged to have a predetermined clearance from the image display region, and the image display region is masked. And a proximity exposure step of irradiating ultraviolet rays as diffused light through the exposure mask.
[0030]
According to this aspect, ultraviolet rays that are diffused light are irradiated through the exposure mask arranged so as to have a predetermined clearance from the image display region in the proximity exposure process. Therefore, the sealing material can be efficiently UV-cured by using diffused light, which generally has a higher ability to be cured than parallel light compared with the same illuminance. In particular, since the proximity exposure is performed, it is possible to reduce the loss of the diffused light by irradiating the diffused light from a long distance and to prevent the diffused light from wrapping around, and the exposure mask contacts the substrate. And you don't have to scratch or dust.
[0031]
In order to solve the above-mentioned problem, the first exposure mask of the present invention is an exposure mask used in the proximity exposure step in the above-described first or second method of manufacturing a liquid crystal device of the present invention. A quartz glass plate disposed close to one outer surface of the substrate and a light-shielding film patterned corresponding to the image display region on the side facing the one outer surface of the quartz glass plate.
[0032]
According to the first exposure mask of the present invention, during the proximity exposure in the manufacturing method of the first or second liquid crystal device of the present invention described above, the first exposure mask is placed between the image display region. In the state of having a predetermined clearance, the ultraviolet irradiation is performed. Then, the seal area can be irradiated with ultraviolet rays through a transparent quartz glass plate, and the image display area is not irradiated with ultraviolet rays due to the presence of the light shielding film. In this case, in particular, since the light shielding film is patterned on the side where the quartz glass plate faces the substrate, the light shielding film is arranged close to the substrate regardless of the thickness of the quartz glass plate. Therefore, even if the diffused light wraps around due to diffusion, it is possible to hardly reach the image display area as long as a slight margin is provided. Then, before or after ultraviolet irradiation using this exposure mask, the entire seal area and image display area are irradiated with ultraviolet light without using this exposure mask. Then, it is possible to irradiate the seal region with the first predetermined irradiation amount of ultraviolet rays, and it is possible to irradiate the image display region with the second predetermined irradiation amount smaller than the first predetermined irradiation amount.
[0033]
In order to solve the above problems, a second exposure mask of the present invention is an exposure mask used in the proximity exposure step in the method of manufacturing a liquid crystal device of the present invention described above, and one outer surface of the pair of substrates. And a semi-transparent film patterned corresponding to the image display region on the side facing the one outer surface of the quartz glass plate.
[0034]
According to the second exposure mask of the present invention, the second exposure mask has a predetermined clearance with the image display area in the proximity exposure in the above-described method for manufacturing the liquid crystal device of the present invention. In such a state, ultraviolet irradiation is performed. Then, the seal region can be irradiated with a first predetermined amount of ultraviolet rays through a transparent quartz glass plate, and the image display region can be irradiated with a first predetermined amount through the quartz glass plate and the semi-transmissive film. It is possible to irradiate ultraviolet rays having a second predetermined irradiation amount smaller than the irradiation amount. In this case, in particular, since the semi-transmissive film is patterned on the side where the quartz glass plate faces the substrate, the semi-permeable membrane is arranged close to the substrate regardless of the thickness of the quartz glass plate. Therefore, even if the diffused light wraps around due to diffusion, it is possible to hardly reach the image display area as long as a slight margin is provided.
[0035]
In order to solve the above problems, a first exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus used in a proximity exposure step in the above-described method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention, and includes the above-described first exposure of the present invention. A mask, a positioning device that positions and fixes the exposure mask close to the outer surface, and a light source that irradiates ultraviolet rays that are diffused light from the side facing the outer surface of the positioned exposure mask. Prepare.
[0036]
According to the first exposure apparatus of the present invention, the positioning apparatus fixes the first exposure mask close to the substrate so as to have a predetermined clearance from the image display area. In this state, ultraviolet irradiation is performed using a light source. Then, the seal area can be irradiated with ultraviolet rays through a transparent quartz glass plate, and the image display area is not irradiated with ultraviolet rays due to the presence of the light shielding film. And before or after the ultraviolet irradiation using this exposure mask, the fixation of the exposure mask by the positioning device is released, and the light source is used for the entire seal area and image display area without using this exposure mask. Irradiate ultraviolet rays. Then, it is possible to irradiate the seal region with the first predetermined irradiation amount of ultraviolet rays, and it is possible to irradiate the image display region with the second predetermined irradiation amount smaller than the first predetermined irradiation amount.
[0037]
In order to solve the above-mentioned problems, the second exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus used in the proximity exposure step in the above-described method for manufacturing a liquid crystal device of the present invention, and is the above-described second exposure of the present invention. A mask, a positioning device that positions and fixes the exposure mask close to the outer surface, and a light source that irradiates ultraviolet rays that are diffused light from the side facing the outer surface of the positioned exposure mask. Prepare.
[0038]
According to the second exposure apparatus of the present invention, the second exposure mask is arranged close to the substrate so as to have a predetermined clearance from the image display region by the positioning device and fixed. In this state, ultraviolet irradiation is performed using a light source. Then, the seal region can be irradiated with a first predetermined amount of ultraviolet rays through a transparent quartz glass plate, and the image display region can be irradiated with a first predetermined amount through the quartz glass plate and the semi-transmissive film. It is possible to irradiate ultraviolet rays having a second predetermined irradiation amount smaller than the irradiation amount.
[0039]
Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
[0040]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0041]
(Configuration of liquid crystal device)
First, an example of a liquid crystal device manufactured in the method of manufacturing a liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 with a focus on a sealing material and an alignment film. Here, a description will be given by taking a TFT active matrix driving type liquid crystal device with a built-in driving circuit as an example. 1 is a plan view of the TFT array substrate as viewed from the side of the counter substrate together with the components formed thereon, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
[0042]
1 and 2, the liquid crystal device has a liquid crystal layer 50 sandwiched between a TFT array substrate 10 which is a pair of substrates and a counter substrate 20, and the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 have an image display area. They are fixed to each other by a sealing material 52 provided in a sealing region located around 10a.
[0043]
The sealing material 52 is made of an ultraviolet curable resin in which an acrylic resin is mixed with an epoxy resin, such as 3025 (trade name) manufactured by ThreeBond, for bonding both substrates. After being coated on the substrate 10, it is cured by ultraviolet irradiation. In addition, in the sealing material 52, if the liquid crystal device is a small-sized liquid crystal device that performs enlarged display as in a projector application, a glass fiber or a glass fiber for setting a distance between the two substrates (inter-substrate gap) to a predetermined value is used. Gap materials (spacers) such as glass beads may be mixed. Alternatively, such a gap material may be mixed in the liquid crystal layer 50 as long as the liquid crystal device is a large-sized liquid crystal device such as a liquid crystal display or a liquid crystal television that performs the same size display.
[0044]
In FIG. 1, a light shielding film 53 referred to as a peripheral parting that defines the periphery of the image display region 10a is provided (on the counter substrate 20 side) in parallel with the inside of the seal region where the sealing material 52 is disposed. .
[0045]
In FIG. 1, a data line driving circuit 101 and a mounting terminal 102 are provided along one side of the TFT array substrate 10 in a peripheral region outside the sealing region where the sealing material 52 is disposed. Are provided along two sides adjacent to the one side. Further, on the remaining side of the TFT array substrate 10, a plurality of wirings 105 are provided for connecting between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the screen display area. In addition, at least one corner of the counter substrate 20 is provided with a vertical conductive material 106 for establishing electrical continuity between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. The data line driving circuit 101 and the scanning line driving circuit 104 apply image signals to the pixel electrodes provided in the respective pixels via the pixel switching TFTs 30 (see FIG. 2) formed in a matrix on the TFT array substrate 10. Are respectively electrically connected to a data line (source electrode) and a scanning line (gate electrode). The data line driving circuit 101 receives an image signal converted into a format that can be displayed immediately from a control circuit (not shown), and the scanning line driving circuit 104 sequentially sends scanning signals (gate voltages) to the scanning lines in a pulsed manner. At the same time, the data line driving circuit 101 sends an image signal (source voltage) to the data line.
[0046]
In FIG. 2, on the TFT array substrate 10, an alignment film 21 made of polyimide (PI) material is formed on the uppermost layer portion after the pixel switching TFT 30 and the wiring such as the scanning line, the data line, and the capacitor line are formed. Is formed. On the other hand, on the counter substrate 20 (on the lower surface in FIG. 2), in addition to the counter electrode, a light shielding film 23 called a black mask or black matrix that defines a non-opening region for each pixel, a color filter Similar to the alignment film 21, an alignment film 22 made of a polyimide-based material is formed on the uppermost layer portion (such as the lowermost surface in FIG. 2) on which etc. are formed. Each of the pair of alignment films 21 and 22 is applied with a polyimide-based material and baked in a manufacturing method described later, and then aligns the liquid crystal in the liquid crystal layer 50 in a predetermined direction and gives a predetermined pretilt angle to the liquid crystal. Thus, an orientation treatment is performed. The light-shielding film 23 has functions such as improving the contrast in the display image and preventing color mixture of the color materials, and is generated along the scanning lines and the data lines as described above (that is, at the boundary of each pixel). It also has a function of hiding misalignment regions such as easy reverse tilt domains. Such a light shielding film 23 may be formed not on the counter substrate 20 side but on the TFT array substrate 10. The liquid crystal layer 50 is made of, for example, a liquid crystal in which one kind or several kinds of nematic liquid crystals are mixed, and takes a predetermined alignment state between the pair of alignment films 21 and 22.
[0047]
When the manufacturing method of the present invention described later is applied to the example of the TFT active matrix driving type liquid crystal device described above, a misalignment region that appears along a scanning line or a data line such as the above-described reverse tilt domain (or rain memory). Since the pixel aperture ratio can be increased while improving the quality of the display image by the pretilt angle uniformized to an appropriate value, a remarkable effect can be expected. However, even if the present invention is applied to any type of liquid crystal device other than the TFT active matrix driving method, such as the TFD active matrix driving method and the passive matrix driving method, the pretilt angle uniformized to an appropriate value can be used for the display image. High quality can be achieved. Furthermore, not only a liquid crystal device with a built-in drive circuit (see FIGS. 1 and 2), but also a liquid crystal device with an external drive circuit and a large liquid crystal device of 10 inches or more to a small liquid crystal device of about 1 inch. Even when the manufacturing method of the liquid crystal device of the present invention is applied to various liquid crystal devices, it is possible to improve the display image quality by the pretilt angle uniformized to an appropriate value.
[0048]
(Manufacturing method of liquid crystal device)
Next, a method for manufacturing the liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a process diagram showing the manufacturing method step by step, and FIGS. 4 and 5 are a perspective view and a sectional view of the exposure mask schematically showing the process of curing the sealing material by ultraviolet irradiation, respectively. FIG. 6 is a schematic block diagram of the entire exposure apparatus for performing this ultraviolet irradiation. FIG. 7 is a characteristic diagram showing characteristics of changes in the pretilt angle imparted by the alignment film with respect to changes in ultraviolet irradiation.
[0049]
As shown in FIG. 3, the manufacturing process of the liquid crystal device shown in FIGS. 1 and 2 is roughly divided into a process on the TFT array substrate 10 side, a process on the counter substrate 20 side, and a process after bonding them together. Divided.
[0050]
In FIG. 3, on the other hand, as a process on the TFT array substrate 10 side, after forming pixel electrodes, elements such as TFTs 30 and wirings such as scanning lines and data lines on a substrate such as quartz (step S1), Cleaning is performed to remove dirt, dust, and dust adhering to the substrate (step S2).
[0051]
Next, a polyimide material that is the material of the alignment film 21 is applied to the entire surface of the substrate (step S3). In this case, the polyimide-based material may be a prepolymer type in which polyamic acid is applied and heated and fired to imidize, or a previously imidized soluble polymer type may be directly applied.
[0052]
Next, the alignment film is baked (step S4). This step includes, for example, temporary drying at about 80 ° C. and main baking at about 250 ° C. (in the case of the aforementioned prepolymer type) or main baking at about 180 to 200 ° C. (in the case of the aforementioned polymer type). The solvent in the polyimide-based material applied by such baking is completely removed.
[0053]
Next, an alignment process for the alignment film after baking is performed by a rubbing process in which the surface is rubbed in a certain direction (step S5). The liquid crystal can be aligned in a predetermined direction and a predetermined pretilt angle can be given to the liquid crystal by the selection of the polyimide material and the rubbing conditions in the rubbing process. In addition to the rubbing method, this alignment treatment may be performed by an LB film method, a photo-induced alignment method, a replica method, an electric field / magnetic field injection method, an amorphous alignment method, or the like. In any of the alignment treatments, rubbing unevenness or the like is observed in the alignment film, but in this embodiment, rubbing unevenness or the like can be leveled by an ultraviolet irradiation process described later.
[0054]
Next, after cleaning is performed again (step S6), the gap material to be mixed into the seal material is diffused into the seal region (step S7). However, a sealing material mixed with a gap material may be applied to the TFT array substrate 10 side.
[0055]
In FIG. 3, on the other hand, as a process on the counter substrate 20 side, a counter electrode, wiring, and the like are formed on a substrate such as glass (step S11), and then cleaning is performed (step S12).
[0056]
Next, as in the TFT array substrate 10 side, a polyimide material, which is the material of the alignment film 22, is applied to the entire surface of the substrate (step S13), the alignment film is baked (step S14), and an alignment process is performed. (Step S15) Cleaning is performed again (Step S16).
[0057]
Next, a sealing material is applied to the sealing region (step S17). Here, as the sealing material, for example, an ultraviolet curable resin in which an acrylic resin is mixed with an epoxy resin, such as 3025 (trade name) manufactured by Three Bond Co., Ltd., is used.
[0058]
In FIG. 3, the TFT array substrate 10 that has undergone steps S1 to S7 and the counter substrate 20 that has undergone steps S11 to S17 are aligned with high accuracy and bonded together by a sealing material 52 (step S21). At this time, in particular, the temporarily fixed substrates are tightened under pressure until a desired liquid crystal cell gap is obtained. Such a desired gap is obtained by the gap material mixed in the sealing material 52.
[0059]
Next, the sealing material 52 is irradiated with ultraviolet rays to cure the sealing material 52 with ultraviolet rays (step S22). Here, the ultraviolet irradiation process will be described in detail with reference to FIGS.
[0060]
As shown in FIGS. 4 and 5, in the ultraviolet irradiation (exposure) process, ultraviolet UV is irradiated from the counter substrate 20 side through the exposure mask 200. 4 and FIG. 5, a portion that becomes each liquid crystal device is formed on a substrate 100 including a plurality of TFT array substrates 10 constituting a plurality of liquid crystal devices described with reference to FIG. 1 and FIG. 2. ing.
[0061]
The exposure mask 200 is a quartz glass plate 201 disposed close to the outer surface of the counter substrate 20 (upper side in FIGS. 4 and 5), and a surface of the quartz glass plate 201 located on the lower side in FIGS. 4 and 5. And a light shielding film 202 patterned to mask the image display region 10a in each liquid crystal device. The light shielding film 202 is made of, for example, an aluminum film.
[0062]
Proximity exposure is performed in the ultraviolet irradiation step (step S22) using the exposure mask 200 configured in this manner. That is, the ultraviolet ray UV irradiation is performed in a state where the exposure mask 200 is disposed so as to have a predetermined clearance ΔC (see FIG. 5) of, for example, 500 μm or 1 mm with the counter substrate.
[0063]
More specifically, as shown in FIG. 6, ultraviolet light UV, which is diffused light, is used as a light source while the relative position between the substrate 100 and the exposure mask 200 is fixed by the positioning device 210 so as to have a predetermined clearance ΔC. Irradiate with 220. Then, it becomes possible to irradiate the sealing region provided with the sealing material 52 with ultraviolet UV through the transparent quartz glass plate 201, and to the image display region 10 a due to the presence of the light shielding film 201 Not irradiated. At this time, in particular, since the light shielding film 202 is provided on the side where the quartz glass plate 201 faces the counter substrate 20, the light shielding film 202 is disposed close to the counter substrate 20 regardless of the thickness of the quartz glass plate 201. Therefore, even if the ultraviolet light UV, which is diffused light, wraps around the alignment film 21 or 22 due to diffusion, as long as a slight margin is provided, that is, if the light shielding film 201 is set slightly larger in plan than the seal region. Ultraviolet rays UV can be prevented from almost reaching the image display area 10a. If the light shielding film 201 is provided on the side opposite to the side where the quartz glass plate 201 faces the counter substrate 20, the wraparound of ultraviolet rays UV, which is diffused light, increases according to the thickness of the quartz glass plate 201. Either the display area 10a is reached or the margin of the light shielding film 201 must be increased accordingly.
[0064]
Then, before or after the irradiation with the ultraviolet ray UV using the exposure mask 200, the fixing of the exposure mask 200 by the positioning device 210 is released, and the seal region and the image display are displayed using the light source 220 without using the exposure mask 200. The entire region 10a is irradiated with ultraviolet rays UV for a predetermined time. Then, it becomes possible to irradiate the seal region with the first predetermined amount of ultraviolet rays, and the image display region 10a is smaller than the first predetermined amount of irradiation, for example, a second predetermined amount about 1/5 of the first predetermined amount of irradiation. Irradiation amount of ultraviolet rays UV can be irradiated.
[0065]
Therefore, according to the ultraviolet irradiation process (step S22), the sealing material 52 can be cured with good ultraviolet rays by setting the first predetermined irradiation amount of the ultraviolet UV irradiated to the seal region large. That is, as described above, it is possible to prevent the occurrence of progressive color unevenness in the entire image display region 10a that occurs during incomplete ultraviolet curing. Furthermore, even if the first predetermined irradiation amount of the ultraviolet ray UV is such a large amount that it would extremely deprive the ability to give a pretilt angle if the alignment film 20 or 21 is irradiated, The alignment film 20 or 21 is irradiated with ultraviolet rays only by a second predetermined irradiation amount smaller than the first predetermined irradiation amount due to the presence of the light shielding film 202. For this reason, it is possible to reduce the occurrence of a misalignment region such as a reverse tilt domain due to a decrease in the pretilt angle in the liquid crystal due to excessive ultraviolet UV irradiation. Therefore, it is not necessary to widen the width of the light shielding film 23 (see FIG. 2) formed on the counter substrate 20 in order to hide the alignment defect region that has spread greatly.
[0066]
Here, in particular, according to a preliminary study of an experiment by the present inventor, as shown in FIG. 7, a polyimide-based material is provided so that a pretilt angle distributed in advance to an angle of 3 degrees to 7 degrees or more is given to the liquid crystal. When the alignment film 21 or 22 made of is formed, the pretilt angle has a characteristic of decreasing by irradiation with ultraviolet rays UV. In addition, this decrease has a saturation characteristic that becomes steep in a relatively large pretilt angle range of, for example, 3 degrees to 7 degrees, and becomes gradual in a relatively small pretilt angle range of, for example, about 3 degrees or less. Therefore, in this embodiment, tilt unevenness (color unevenness) that occurs when ultraviolet light UV is not irradiated at all as described above by appropriately setting the second predetermined irradiation amount of ultraviolet UV irradiated to each image display region 10a. ) And rubbing muscles can be effectively prevented. That is, by utilizing the fact that the decrease in the pretilt angle with respect to the irradiation with ultraviolet UV has the saturation characteristics as shown in FIG. 7, the decrease with respect to the irradiation with ultraviolet UV is steep (for example, 5 degrees or more). ) For the alignment film 20 or 21 having the ability to give a pretilt angle, the ability is sharply reduced, and the ability to give a small (for example, about 3 degrees or less) pretilt angle with a gradual decrease with respect to UV irradiation. For the only alignment film 20 or 21 part, by gradually reducing the ability, it is possible to bring both ability closer on the low level side, that is, to relatively reduce the difference between the two ability.
[0067]
In the present embodiment, since the alignment films 20 and 21 are made of a polyimide-based material, the ability to give a pretilt angle to the liquid crystal is likely to be lowered particularly by irradiation with ultraviolet rays UV, but the sealing material 52 is sufficiently cured. The alignment film 20 or 21 is irradiated with only a second predetermined irradiation amount of ultraviolet UV smaller than the first predetermined irradiation amount. For this reason, the ability to give the pretilt angle to the liquid crystal is hardly lowered by the irradiation with ultraviolet rays UV. Further, the alignment film 20 or 21 made of a polyimide-based material as described above is likely to have tilt unevenness unless it is irradiated with ultraviolet rays UV. In this embodiment, however, the alignment film 20 or 21 is irradiated with ultraviolet rays of a second predetermined dose. Such tilt unevenness can be reduced.
[0068]
In this embodiment, in particular, since the sealing material 52 is made of an ultraviolet curable resin mixed with an acrylic resin, the ultraviolet curable resin is sensitive to the illuminance at the time of ultraviolet curing, and the curing becomes incomplete when the illuminance is insufficient. This causes the aforementioned uneven color. However, in the present embodiment, apart from the image display area 10a, the seal area that is passed through the exposure mask 200 is irradiated with the first predetermined amount of ultraviolet light UV sufficient for curing, so that the ultraviolet curing is complete. And can. Incidentally, in the case of acrylic resin, it is 50 mW / cm. ² It has been found that curing is incomplete even when the necessary irradiance is secured over time at an illuminance of less than about. On the contrary, if it is an epoxy-type resin, there is no restriction | limiting in particular in illumination intensity, It has also turned out that hardening will be perfect if it irradiates with low illumination intensity over time. Further, when the counter substrate 20 is a high heat-resistant glass plate such as neoceram, it absorbs about 50% of ultraviolet rays. Thus, for example, 50 mW / cm in the sealing material 52 ² When it is desired to have an illuminance of 110 mW / cm when passing through the exposure mask 200 ² It is desirable to irradiate ultraviolet rays UV so that the illuminance is as follows. In this way, the combination of illuminance and time required to give the necessary dose depends on the material, material, thickness, shape, etc. of the sealing material 52, the alignment films 21 and 22 and the counter substrate 20, etc. It is preferable to set experimentally, empirically, or theoretically what is considered to be an appropriate combination.
[0069]
Further, particularly in the present embodiment, since the exposure mask 200 is disposed close to the counter substrate 20 (for example, by providing a predetermined clearance of 500 μm or 1 mm) and the proximity exposure is performed, the ultraviolet light UV that is diffused light is irradiated from a long distance. It is possible to reduce the loss due to the diffusion caused by this, and to prevent the diffusion light from wrapping around. Moreover, the exposure mask 200 does not need to come into contact with the counter substrate 20 to cause scratches or dust. In addition, since the proximity exposure is performed, it is possible to use diffused light that is generally more capable of curing than parallel light compared with the same illuminance, and the sealing material 52 can be efficiently UV-cured.
[0070]
It should be noted that without using the exposure mask 200 shown in FIGS. 4 to 6, in the ultraviolet irradiation process, the ultraviolet ray UV is irradiated to the seal region for a predetermined time, and the image display region 10a is irradiated for a time shorter than the predetermined time. Ultraviolet rays UV may be irradiated. More specifically, for example, stepper exposure may be performed on the image display region 10a and the seal region with different irradiation times, or beam exposure may be performed. By irradiating in this way, the seal material 52 can be sufficiently cured with ultraviolet rays by irradiating the seal region with ultraviolet rays directly or through a transparent substrate or film for a predetermined time. By irradiating the region 10a with ultraviolet UV for a time shorter than the predetermined time, the alignment film 20 and 21 have the ability to give an appropriate pretilt angle, and tilt unevenness in the image display region 10a is prevented. It becomes possible to level out.
[0071]
Alternatively, without using the exposure mask 200 shown in FIGS. 4 to 6, in the ultraviolet irradiation process, the image display region 10a may be irradiated with ultraviolet UV through a semi-transmissive film. By irradiating in this way, the sealing region 52 can be sufficiently cured with ultraviolet rays by irradiating ultraviolet rays UV directly or through a transparent substrate or film, and at the same time, the image display region 10a. Thus, by irradiating ultraviolet rays UV with reduced illuminance through the semi-transmissive film, the alignment film 20 and 21 have the ability to give an appropriate pretilt angle, and the tilt unevenness in the image display region 10a is leveled. It becomes possible.
[0072]
As a result of the above, the ultraviolet irradiation step (step 22) reduces the reduction in the ability to impart the pretilt angle of the alignment film 20 or 21 due to the excessive ultraviolet UV irradiation in the image display region 10a, and completely eliminates the UV UV. It is possible to reduce the unevenness of the tilt of the liquid crystal due to the variation in the pretilt angle that is manifested when the irradiation is not performed, and it is possible to cure the sealing material 52 satisfactorily by sufficient UV irradiation in the sealing region. Become.
[0073]
Further, in the above-described ultraviolet irradiation (exposure) process, the ultraviolet rays UV are irradiated from the counter substrate 20 side through the exposure mask 200, but the present invention is not limited to this. That is, irradiation may be performed from the TFT array substrate 10 side. In that case, the exposure mask 200 is placed close to the outer surface of the counter substrate 20 and irradiated with ultraviolet rays using the exposure mask, and then the substrate 100 is turned over to place the exposure mask 200 close to the outer surface of the TFT array substrate 10. The exposure mask may be used for ultraviolet irradiation or vice versa. In this way, the sealing material can be cured more reliably by irradiating ultraviolet rays from both sides of the substrate.
[0074]
Returning to FIG. 3 again, the liquid crystal device formed in plural on the substrate 100 and having the sealing material 52 cured by the irradiation of ultraviolet rays UV is divided (step S23). More specifically, the substrate 100 is divided into the TFT array substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2, and strips are divided to expose the liquid crystal injection port, and further, division is performed to take out the electrode portion. . At this stage, a plurality of so-called empty cells are completed.
[0075]
Next, for example, 10 ^-2 By vacuum injection at a pressure of about Torr, liquid crystal is injected into the space between the substrates surrounded by the sealing material 52 and having a predetermined gap through the liquid crystal injection port (step S24), and the liquid crystal injection port is pressurized with the resin sealing material. (Step S25) and again washed (step S26). Further, an annealing process is performed to remove the disorder of alignment of the liquid crystal and the alignment defect by heating and cooling (step S27). At this stage, the liquid crystal device shown in FIGS. 1 and 2 is completed.
[0076]
Furthermore, other processes such as electrical inspection of the liquid crystal device and attachment of a polarizing plate, a retardation film, etc. are performed (step S28), and the liquid crystal device is completed.
[0077]
As a result, according to the present embodiment, the ultraviolet irradiation process described in detail with reference to FIGS. 3 to 7 is performed, so that the liquid crystal has a sufficient pretilt angle and the image display area in the image display area 10a. The pretilt angle within 10a is made uniform, and the sealing material is well cured in the sealing region.
[0078]
In the liquid crystal panel in each embodiment described above, the outer surface of the counter substrate 20 and the outer surface of the TFT array substrate 10 are, for example, TN (twisted nematic) mode, STN (super TN) mode, D-STN ( A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction according to an operation mode such as a double-STN mode or a normally white mode / normally black mode.
[0079]
Further, in each of the above embodiments, as disclosed in JP-A-9-127497, JP-B-3-52611, JP-A-3-125123, JP-A-8-171101, and the like, A light shielding film made of a refractory metal, for example, may also be provided at a position on the TFT array substrate 10 facing the pixel switching TFT 30 (that is, below the TFT). If a light-shielding film is also provided on the lower side of the TFT as described above, one optical system is configured by combining back surface reflection (return light) from the TFT array substrate 10 side and a plurality of liquid crystal devices via a prism or the like. In this case, it is possible to prevent a projection light portion or the like that penetrates a prism or the like from another liquid crystal device from entering the TFT of the liquid crystal device. Further, a microlens may be formed on the counter substrate 20 so as to correspond to one pixel. In this way, a bright liquid crystal device can be realized by improving the collection efficiency of incident light. Furthermore, a dichroic filter that produces RGB colors by using interference of light may be formed by depositing several layers of interference layers having different refractive indexes on the counter substrate 20. According to this counter substrate with a dichroic filter, a brighter color liquid crystal device can be realized.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the sealing material is exposed to the first predetermined irradiation amount of ultraviolet rays in the sealing region, the sealing material is cured well, and in the image display region, the first predetermined irradiation amount. Since the alignment film is exposed to the second predetermined dose of ultraviolet light that is smaller than that, the liquid crystal has a sufficient pretilt angle and the pretilt angle in the image display region is made uniform. Therefore, it is possible to manufacture a liquid crystal device that can display a bright image with high image quality and high pixel aperture ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a liquid crystal device manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG.
FIG. 3 is a process diagram showing each process in the manufacturing method of the embodiment.
4 is a perspective view of an exposure mask and the like schematically showing how the sealing material is cured by ultraviolet irradiation in the ultraviolet irradiation step of the steps shown in FIG. 3. FIG.
5 is a cross-sectional view of an exposure mask and the like schematically showing how the sealing material is cured by ultraviolet irradiation in the ultraviolet irradiation step of the steps shown in FIG.
6 is a schematic block diagram of an entire exposure apparatus for performing ultraviolet irradiation in the ultraviolet irradiation step of the steps shown in FIG.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change characteristic of a pretilt angle imparted by an alignment film with respect to a change in ultraviolet irradiation.
[Explanation of symbols]
10 ... TFT array substrate
20 ... Counter substrate
21 ... Alignment film
22 ... Alignment film
23 ... Light-shielding film
30 ... TFT
50 ... Liquid crystal layer
52 ... Sealing material
53 ... Light-shielding film
100 ... Board
101: Data line driving circuit
104: Scanning line driving circuit
200 ... exposure mask
201 ... Quartz glass plate
202 ... Light shielding film
210 ... Positioning device

Claims

A liquid crystal device manufacturing method for manufacturing a liquid crystal device in which a pair of substrates sandwiching a liquid crystal through an alignment film is bonded around a liquid crystal by a sealing material made of an ultraviolet curable resin,
An alignment film forming step of forming the alignment film subjected to an alignment treatment on a side of the pair of substrates facing the liquid crystal;
A bonding step of bonding the pair of substrates formed with the alignment film together with the sealing material in a sealing region surrounding an image display region facing the liquid crystal;
An exposure mask having a light-shielding film patterned corresponding to the image display area on the side facing the outer surface, which is disposed in proximity to one outer surface of the pair of substrates, and the exposure mask on the outer surface Positioning so as to be closely arranged and fixed;
The image display area is shielded by an exposure mask, and the seal area is irradiated with ultraviolet light, which is a first predetermined dose of diffused light, from the opposite side of the positioned exposure mask facing the outer surface. A first irradiation step;
The exposure mask is unlocked, the exposure mask is removed from the pair of substrates, and at least a second predetermined irradiation dose smaller than the first predetermined irradiation dose is applied to the image display region. A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: an irradiation step.

A liquid crystal device manufacturing method for manufacturing a liquid crystal device in which a pair of substrates sandwiching a liquid crystal through an alignment film is bonded around a liquid crystal by a sealing material made of an ultraviolet curable resin,
An alignment film forming step of forming the alignment film subjected to an alignment treatment on a side of the pair of substrates facing the liquid crystal;
A bonding step of bonding the pair of substrates formed with the alignment film together with the sealing material in a sealing region surrounding an image display region facing the liquid crystal;
An exposure mask having a semi-transmissive film patterned corresponding to the image display area on a side facing the outer surface, which is disposed in proximity to one outer surface of the pair of substrates, and the exposure mask is used as the outer surface Positioning so as to be placed close to and fixed,
The image display area is shielded with an exposure mask, and the substrate is irradiated with ultraviolet rays, which are diffused light of a first predetermined irradiation amount, from the side opposite to the side facing the outer surface of the positioned exposure mask, The seal region is irradiated with the first predetermined amount of ultraviolet rays, and the image display region is irradiated with the second predetermined amount of ultraviolet rays from the first predetermined amount of irradiation by passing through the semi-transmissive film. A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: an irradiation step.

A method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein:
One of the pair of substrates is formed with at least a pixel electrode and wiring means for supplying an electric force to the pixel electrode, and the second predetermined irradiation amount is applied to the image display region by ultraviolet irradiation in the alignment film. A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein the liquid crystal device is predetermined based on saturation characteristics of pretilt angle attenuation with respect to.

The alignment film forming step includes a coating step of applying a polyimide-based material to a side of the pair of substrates facing the liquid crystal, a baking step of baking the applied polyimide-based material, and the baked polyimide-based material The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, further comprising an alignment process step of performing the alignment process on the substrate.

5. The alignment process according to claim 1, wherein the alignment process is performed by any one of a rubbing process, an LB film method, a photo-induced alignment method, a replica method, an electric field / magnetic field injection method, and an amorphous alignment method. A method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1.

6. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the sealing material includes an epoxy resin and an acrylic resin mixed in the epoxy resin.

4. The irradiation process includes a step of irradiating the seal area with ultraviolet rays for a predetermined time and irradiating the image display area with ultraviolet rays for a time shorter than the predetermined time. 7. A method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 6.

The irradiation step includes a proximity exposure step of irradiating ultraviolet rays that are diffused light through an exposure mask that is arranged to have a predetermined clearance with the image display region and masks the image display region. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the method is included.

An exposure apparatus used in a proximity exposure step in the method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 8,
A quartz glass plate disposed close to one outer surface of the pair of substrates, and an exposure mask having a light shielding film patterned corresponding to the image display region on the side facing the outer surface of the quartz glass plate;
A positioning device for positioning and fixing the exposure mask close to the outer surface;
An exposure apparatus comprising: a light source that irradiates ultraviolet light that is diffused light from a side opposite to the side facing the outer surface of the positioned exposure mask.

An exposure apparatus used in a proximity exposure step in the method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 8,
A quartz glass plate disposed in proximity to one outer surface of the pair of substrates, and an exposure mask having a transflective film patterned corresponding to the image display region on the side facing the outer surface of the quartz glass plate; ,
A positioning device for positioning and fixing the exposure mask close to the outer surface;
An exposure apparatus comprising: a light source that irradiates ultraviolet light that is diffused light from a side opposite to the side facing the outer surface of the positioned exposure mask.