JP3982154B2

JP3982154B2 - Manufacturing method of electro-optical device

Info

Publication number: JP3982154B2
Application number: JP2000158351A
Authority: JP
Inventors: 正幸矢崎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001337336A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method for electrooptical device by which an alignment layer can be uniformly formed on a substrate and the alignment layer does not disturb conducting between the substrates by conducting material, an electrooptical device, and a projection type display device using the electrooptical device. SOLUTION: In the electrooptical device 1, after forming the alignment layers 24 and 32 by a spin coat method in a TFT array substrate 10 and a counter substrate 20, the alignment layers 24 and 25 in a region noverlapping upper and lower conducting material 106 are removed by plasma irradiation, then, while sticking the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 together by sealing material 52, the TFT array substrate 10 and counter substrate 20 sides are made to conduct by the upper and lower conducting material 106. At this time, the plasma is generated by a oxygen gas indirect discharge mode as an atmospheric pressure plasma.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、電気光学装置において、基板間で電気光学物質を配向させるための配向膜の形成技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置のうち、例えば、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の電気光学装置（液晶装置）においては、図１および図１０に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と対向基板２０（第２の基板）は、それぞれの基板に形成した画素電極９ａと対向電極２１とが対向するようにシール材５２によって貼り合わされている。ここで、シール材５２は、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、ＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを重ねた状態で、紫外線照射、加熱等により硬化させたものである。
【０００３】
また、シール材５２が形成された領域の外側の周辺領域には、データ線駆動回路１０１および外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成され、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａ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が形成されている。
【０００４】
対向基板２０のコーナー部に相当する部分には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で導通をとって、ＴＦＴアレイ基板１０の上下導通電極１９から対向基板２０の対向電極２１への電位供給を可能とするための上下導通材１０６が設けられている。ここで、上下導通材１０６は、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の接着剤成分に銀粉や金メッキを施したグラスファイバー、グラスボールなどの導電粒子が配合されたものである。
【０００５】
ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、基板間に液晶５０などの電気光学物質を挟持しており、各基板表面に形成した配向膜２４、３２によって液晶５０の配向を制御している。
【０００６】
このような電気光学装置１を製造するにあたっては、まず、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の各々に配向膜２４、３２を形成した後（配向膜形成工程）、この配向膜２４、３２に対してラビング処理を行う。次に、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０のうちの一方にシール材５２および上下導通材１０６を塗布した後、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とをシール材５２によって貼り合わせるとともに、上下導通材１０６によって、ＴＦＴアレイ基板１０の上下導通電極１９と対向基板２０の対向電極２１とを導通させる（貼り合わせ工程）。しかる後には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隙のうち、シール材５２で区画された領域内に電気光学物質５０を充填する（充填工程）。
【０００７】
このようにして製造される電気光学装置１において、配向膜２４、３２が必要な領域は、シール材５２で区画された領域内だけであるため、従来は、フレキソ印刷によって、基板上の必要な領域のみ、例えば、シール材５２で区画された領域内のみに配向膜２４、３２を塗布した構成になっている。このフレキソ印刷によれば、所定の領域だけに選択的に配向膜２４、３２を塗布できるという利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気光学装置１においては、配向膜２４、３２をフレキソ印刷で塗布しているため、配向膜２４、３２を均一な膜厚で塗布することができないという問題点がある。このような膜厚の不均一性があると、液晶５０の配向が不均一になって表示の品位が低下する。特に、この種の電気光学装置１を投射型表示装置の光変調手段として用いると、このような配向の不均一性は、そのまま表示のムラやシミとして拡大投射されてしまう。このような問題点は、投射型表示装置において表示の輝度が高まるにつれて、より顕在化してくる。
【０００９】
そこで、配向膜２４、３２をフレキソ印刷に代えて、スピンコート法で塗布する方法が考えられる。このスピンコート法では、配向膜２４、３２を形成するためのポリイミド樹脂、あるいはポリイミド前駆体をガンマブチロラクトンやブチルセロソルブなどの溶剤に溶かした薬液（配向剤）を、回転する基板の中心に垂らし、遠心力によって基板の表面全体に展開する方法である。このため、スピンコート法によれば、配向膜２４、３２を均一に塗布できるので、高い品位の表示を行なうことができる。
【００１０】
しかしながら、スピンコート法では配向膜２４、３２を選択的に塗布することができないため、図１１に示すように、配向膜２４、３２がＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の全面に形成される結果、上下導通材１０６とＴＦＴアレイ基板１０の上下導通電極１９との間に配向膜３２が介在し、上下導通材１０６と対向基板２０の対向電極２１との間に配向膜２４が介在することになる。従って、上下導通材１０６に添加する金メッキを施したグラスファイバー、あるいはグラスボールの径や基板を貼り合わせる条件をかなり高い精度で制御しなければ、上下導通材は、配向膜２４、３２を突き破ってＴＦＴアレイ基板１０の上下導通電極１９および対向基板２０の対向電極２１に導通することができない。
【００１１】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板上に配向膜を均一に形成でき、かつ、導通材による基板同士の導通を配向膜が妨げることのない電気光学装置の製造方法、電気光学装置、およびこの電気光学装置を用いた投射型表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、第１の基板および第２の基板のうちの少なくとも一方の基板にシール材および上下導通材を塗布した後、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記シール材によって貼り合わせるとともに、前記第１の基板側と前記第２の基板側とを前記上下導通材によって導通させる貼り合わせ工程と、前記第１の基板と前記第２の基板の間隙のうち前記シール材で区画された領域内に電気光学物質を充填する充填工程とを有する電気光学装置の製造方法において、前記貼り合わせ工程を行なう前に、前記第１および第２の基板のうちの少なくとも一方の基板表面にスピンコート法により配向膜を塗布する配向膜塗布形成工程と、スピンコート法で形成した前記配向膜のうち、少なくとも前記上下導通材と重なる領域の一部あるいは全部を大気圧プラズマを照射することにより除去する配向膜除去工程と、前記配向膜除去工程を行なった後、前記配向膜を加熱、焼成する焼成工程と、前記配向膜の焼成工程を行なった後、前記配向膜にラビング処理を施すラビング工程とを行なうことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、スピンコート法により配向膜を形成するため、配向膜を均一な膜厚で形成することができるので、液晶などの電気光学物質を適正に配向させることができる。従って、ムラやシミのない品位の高い表示を行なうことができる。また、配向膜は、少なくとも上下導通材と重なる領域の一部あるいは全部が除去されているので、配向膜は、上下導通材が第１の基板側および第２の基板側に導通するのを妨げない。従って、上下導通材に添加する金メッキを施したグラスファイバーあるいはグラスボールの径や基板を貼り合わせる条件などについては、生産性などを低下させない程度の精度で制御するだけで、第１の基板側と第２の基板側とを確実に導通させることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記配向膜除去工程では、スピンコート法で塗布した前記配向膜の所定領域に対して大気圧プラズマを照射することにより、当該所定領域の配向膜を除去する。このような大気圧プラズマの照射であれば、真空装置内での処理と違って、枚葉連続処理を容易に行なえ、かつ、大きなスペースが不要であるので、製造ラインに組み込みやすい。しかも、大気圧プラズマであれば、電極膜や遮光膜などを損傷しないので、必要な領域を効率よく処理できる。
【００１５】
本発明において、前記配向膜除去工程では、前記大気圧プラズマとして酸素プラズマなどを発生させることが好ましい。たとえば、前記大気圧プラズマとして酸素ガス間接放電方式により酸素プラズマを発生させる。このような間接放電方式によれば、ヘリウム直接放電タイプなどと違って、必要な部分を選択的に処理できるガン構造を実現でき、かつ、ランニングコストが低いという利点がある。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記配向膜除去工程を行なった後、前記配向膜を加熱、焼成する焼成工程を行なう。このように構成すると、焼成処理を終えた配向膜がプラズマ照射によって劣化することがない。
【００１７】
また、本発明においては、前記焼成工程を行なった後、前記配向膜にラビング処理を施すラビング工程を行なう。このように構成すると、ラビング処理を終えた画像表示領域の配向膜に対して、漏れたプラズマが照射されて配向膜の配向力が損なわれることを防止することができる。
【００１８】
本発明において、前記配向膜除去工程で除去する配向膜には、前記シール材と重なる領域の配向膜も含まれていることが好ましい。このように構成すると、配向膜、あるいは配向膜とシール材との境界部分を通って外部から水分が侵入することを回避できる。
【００１９】
このような方法で製造した電気光学装置は、配向膜が均一に塗布されるので、液晶などの電気光学物質を適正に配向させる。従って、フレキソ印刷で塗布した配向膜と比較して品位の高い表示を行なうことができる。それ故、本発明を適用した電気光学装置は、たとえば、光源と、該光源から出射された光を光変調手段に導く導光光学系と、前記光変調手段により変調された光を拡大投射する拡大投射光学系とを有する投射型表示装置において、前記光変調手段として用いるのに適当している。
【００２０】
また、本発明を適用した電気光学装置については、光源と、該光源から出射された光を複数の色光に分離する色光分離手段と、該色光分離手段によって分離された各色光をそれぞれ変調する光変調手段と、該光変調手段によりそれぞれ変調された色光を合成する色合成手段と、該色合成手段により合成された光を拡大投射する拡大投射光学系とを有するカラー投射型表示装置において、前記光変調手段として用いるのに適している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（電気光学装置の全体構成）
先ず、本発明を適用した電気光学装置（液晶装置）の全体構成について、図１乃至図３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電気光学装置を例にとる。
【００２３】
図１は、本発明が適用される電気光学装置のＴＦＴアレイ基板（アクティブマトリクス基板）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る。図２は、図１のＨ−Ｈ´の断面図である。図３は、本発明を適用した電気光学装置の端部（図１のＨ−Ｈ′におけるＨ′側の端部）を拡大して模式的に示す断面図である。なお、図３においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図３においては、集光の様子を理解し易く描くために、マイクロレンズおよびＴＦＴの配置関係を実際の配置関係とは異ならしめてある。
【００２４】
図１、図２および図３に示すように、本形態の電気光学装置１において、ＴＦＴアレイ基板１０（第１の基板）と対向基板２０（第２の基板）とは、それぞれの基板に形成された画素電極９ａと対向電極２１とが対向するように配置されている。ここで、画素電極９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０においてマトリクス状に形成されている一方、対向電極２１は対向基板２０の全面に形成されている。
【００２５】
対向基板２０の下側の面（カバーガラスとの接着面）には、多数のマイクロレンズ５００が形成されており、対向基板２０はマイクロレンズアレイ板として構成されている。このようにしてマイクロレンズ５００が形成された対向基板２０の下側の面には、接着剤２１０によりカバーガラス２００が接着されている。接着剤２１０は、マイクロレンズ５００より小さい屈折率を有するアクリル系の光硬化性の接着剤からなり、両者間の屈折率の違いにより、マイクロレンズ５００は、集光レンズとしての機能を果たす。ここで、マイクロレンズ５００はそれぞれ、入射した光をＴＦＴアレイ基板１０に形成されている画素電極９ａのそれぞれに集光するようにマトリクス状に形成され、かつ、カバーガラス２００には、複数のマイクロレンズ５００の相互の境界にそれぞれ対向する位置に遮光膜２３が形成されている。画素電極９ａおよび対向電極２１は、ＩＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）から形成されている。
【００２６】
シール材５２は、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２０に全面接着されたカバーガラス２００とを貼り合わせてパネル５とするための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、ＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを重ねた状態で、紫外線照射、加熱等により硬化させたものである。電気光学装置１が投射型表示装置用のように小型で、拡大表示を行うものであれば、シール材５２中には、両基板内の距離（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が配合される。また、電気光学装置１が液晶ディスプレイや液晶テレビのように大型で等倍表示を行うものであれば、このようなギャップ材は、液晶層５０の中に点在させる場合もある。
【００２７】
本形態の電気光学装置１では、シール材５２の形成領域の内側には、この領域に沿って画像表示領域１０ａを規定する見切り用の遮光膜５３が対向基板２０の側に形成されている。ここで、シール材５２には、その途切れ部分によって液晶注入口１０８が形成され、この液晶注入口１０８は液晶の注入を終えた後、シール材５２と同一あるいは異なる材料からなる封止材１０９で塞がれている。
【００２８】
また、シール材５２が形成された領域の外側の周辺領域には、データ線駆動回路１０１および外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成され、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａ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が形成されている。
【００２９】
図３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画素電極９ａの表面に、スピンコート法により成膜されたポリイミド系材料からなる配向膜３２が形成されている。
【００３０】
また、カバーガラス２００上には、対向電極２１の他、各画素毎に非開口領域を規定する一般に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が形成され、この表面には、スピンコート法により成膜されたポリイミド系材料からなる配向膜２４が形成されている。
【００３１】
これらの配向膜３２、２４はそれぞれ、ポリイミド系の樹脂材料を塗布し、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。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、配向膜３２、２４間で、所定の配向状態をとる。遮光膜２３は、表示画像におけるコントラストの向上を図る機能を有している。
【００３２】
なお、ＴＦＴアレイ基板１０の方にも、後述する走査線および容量線に沿って縞状の遮光膜１１ａが形成されている。この遮光膜１１ａは、ＴＦＴのチャネル領域を含む領域をＴＦＴアレイ基板１０の側からそれぞれ覆っている。このようにＴＦＴ３０の下側に遮光膜１１ａを形成すれば、ＴＦＴアレイ基板１０の側から裏面反射（戻り光）や複数の電気光学装置１をプリズム等を介して組み合わせて１つの光学系を構成する場合に、他の電気光学装置１からプリズム等を突き抜けて来る光などが当該電気光学装置１のＴＦＴ３０に入射するのを未然に防ぐことができる。
【００３３】
本形態の電気光学装置１は、後述する投射型表示装置において、各色に分離された色光が入射するため、カラーフィルタが形成されていないが、カバーガラス２００の表面にカラーフィルタが形成される場合もある。この場合に、遮光膜２３は、カラーフィルタを形成する色材の混色を防止する機能も有する。
【００３４】
（上下導通部分の構成）
このように構成した電気光学装置１において、ＴＦＴアレイ基板１０には、対向基板２０のコーナー部に相当する４箇所に上下導通電極１９が形成されているとともに、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、これらの基板間の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。ここで、上下導通材１０６は、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系の接着剤成分に銀粉や金メッキが施されたグラスファイバーあるいはグラスビーズなどの導電粒子が配合されたものである。
【００３５】
本形態では、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０のいずれにおいても、配向膜２４、３２は、その略全面に形成されているが、上下導通材１０６と重なる領域（上下導通電極１９と重なる領域）には形成されていない。従って、上下導通材１０６は、対向基板２０の対向電極２１に直接、接することにより対向基板２０側に導通し、このような導通を配向膜２４は妨げない。また、上下導通材１０６は、ＴＦＴアレイ基板１０の上下導通電極１９に直接、接することによりＴＦＴアレイ基板１０側に導通し、このような導通を配向膜３２は妨げない。それ故、ＴＦＴアレイ基板１０側に供給された所定の電位は、上下導通電極１９および上下導通材１０６を介して対向基板２０の対向電極２１に確実に供給される。
【００３６】
（電気光学装置の画像表示領域の構成）
図４を参照して、本形態の電気光学装置１の画素部を説明する。図４は、電気光学装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。
【００３７】
図４に示すように、本形態の電気光学装置１において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、画素電極９ａを制御するためのＴＦＴ３０がマトリクス状に複数形成されており、画素信号が供給されるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。また、ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを開くことにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素信号９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光の透過光量が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光の透過光量が増大し、全体として電気光学装置１からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０を付加する。
【００３８】
（電気光学装置の製造方法）
本形態の電気光学装置１では、その製造方法を以下に説明するように、配向膜２４、３２は、スピンコート法によって塗布されたものである。このようなスピンコート法によれば、フレキソ印刷法と比較して、配向膜２４、３２を均一な厚さに塗布できるので、液晶層５０においては、配向膜２４、３２の膜厚ばらつきに起因する液晶の配向不良が発生しない。それ故、本形態の電気光学装置１を、後述する投射型表示装置の光変調手段と用いても、ムラやシミのない、品位の高い表示を行なうことができる。
【００３９】
本形態の電気光学装置１の製造方法のうち、特徴的な工程について説明する。
【００４０】
図５（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置１の製造方法を示す工程断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜塗布形成工程で形成した配向膜２４の形成領域を示す対向基板２０の平面図、そのＨ−Ｈ′断面図、配向膜塗布形成工程で形成した配向膜３２の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板１０の平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置１の製造工程において、配向膜除去工程を終えた後の配向膜２４の形成領域を示す対向基板２０の平面図、そのＨ−Ｈ′断面図、配向膜除去工程を終えた後の配向膜３２の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板１０の平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図８は、図１に示す電気光学装置１を製造するのに用いたプラズマ照射装置の概略構成図である。なお、図５、図６および図７には、ＴＦＴ３０、画素電極９ａや対向電極２１などの図示を省略してある。
【００４１】
まず、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にＴＦＴ３０や画素電極９ａなどを形成する一方、対向基板２０に対して対向電極３２などを形成した後、図５（Ａ）に示す配向膜塗布形成工程（配向膜形成工程）を行なう。この配向膜形成工程においては、図示を省略するが、スピンコータ装置（図示せず）において、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０は、スピンコート法により配向膜２４、３２が塗布される。このスピンコート法では、配向膜２４、３２を形成するためのポリイミド樹脂を溶剤に溶かした薬液を回転する基板（ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０）の中心に垂らして、遠心力によって基板の表面全体に展開する。このため、スピンコート法では、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の表面全体に配向膜２４、３２（右下がりの斜線を付した領域）が形成される。
【００４２】
次に、図５（Ｂ）において、ＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０の表面全体に形成した配向膜２４、３２の所定領域に大気圧プラズマを照射し、図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、配向膜２４、３２のうち、上下導通材１０６と重なる領域（上下導通電極１９と重なる領域）については配向膜２４、３２を除去する。
【００４３】
このような配向膜除去工程を行なうにあたって、本形態では、図８に示すプラズマ照射装置２０００を用いる。
【００４４】
このプラズマ照射装置２０００では、Ｘ−Ｙ移動テーブル２２００の上にアルミナ製のステージ２００１が配置され、このステージ２００１の上にＴＦＴアレイ基板１０や対向基板２０などの基板２００２が配置される。また、ステージ２００１の真上位置には、ステージ２００１との間にプラズマを発生させるプラズマガン２１００が配置されている。本形態において、プラズマガン２１００はスポットガンとして構成されている。
【００４５】
このプラズマガン２１００では、ケーシング部材２０２２内に、ホルダー部材２０１０によって保持された電極２００７、２００８が配置されている。これらの電極２００７、２００８のうち、電極２００８はアース電極とされている一方、電極２００７には、リード２０２１から高周波電圧が印加されるようになっている。電極２００７、２００８の間には、ガス導入部２００３のガス導入管２０２３からガスが供給される放電管２００４が通っており、この放電管２００４内で、処理ガスの搬送、放電、反応ガスの輸送が行われる。この放電管２００４は保護部材２００９によって保持、固定され、この保護部材２００９は、中間部材２０１１によって位置決めされた状態にある。
【００４６】
また、放電管２００４の下端には、ノズルホルダー２００６に保持されたノズルチップ２００５が配置され、このノズルチップ２００５からステージ２００１上の基板２００２に向けてプラズマを放出する。このノズルチップ２００５と電極２００７、２００８との間には絶縁部材２０１２が配置されている。なお、ケーシング部材２０２２には、電極２００７、２００８を冷却するための空気を供給するための冷却口２０１３が形成されているとともに、電極２００７、２００８を冷却した後の空気を排出するための排気口２０１４も形成されている。
【００４７】
ここで、プラズマガン２１００、ステージ２００１、Ｘ−Ｙ移動テーブル２２００などは全て大気圧下に配置される。従って、このプラズマ照射装置２０００で発生するプラズマは大気圧プラズマと称せられ、かつ、このような間接放電によってプラズマを放出させる方式は、一般に、間接放電方式と称せられる。
【００４８】
このようなプラズマ照射装置２０００において、本形態では、ガス導入管２０２３から酸素ガスを供給して、酸素プラズマを発生させるとともに、Ｘ−Ｙ移動テーブル２２００を移動させ、この酸素プラズマによって、Ｘ−Ｙ移動テーブル２２００上の対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０から、上下導通材１０６と重なる領域の配向膜２４、３２の一部、あるいは全部をアッシング、除去する。
【００４９】
次に図５（Ｃ）に示すように、焼成工程では、配向膜除去工程を終えた対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０を加熱して配向膜２４、３２を焼成する。
【００５０】
次に図５（Ｄ）に示すように、ラビング工程では、焼成工程を終えた対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の各配向膜２４、３２をラビング布で所定の方向に擦る。
【００５１】
次に図５（Ｅ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面にシール材５１および上下導通材１０６を塗布した後、図５（Ｆ）に示すように、このシール材５１によって、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを重ね合わせて、シール材５１および上下導通材１０６を硬化させる。その結果、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０は、シール材５１によって貼り合わされるとともに、上下導通材１０６を介してＴＦＴアレイ基板１０の上下導通電極１９と対向基板２０の対向電極２１とが電気的に導通する（貼り合わせ工程）。
【００５２】
次に図５（Ｇ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隙のうち、液晶注入口１０８からシール材５１により区画形成された領域内に液晶などの電気光学物質を減圧注入し、しかる後に液晶注入口１０８を封止材１０９で塞ぐ（充填工程）。
【００５３】
このように、本形態では、焼成処理やラビング処理を行なう前に配向膜除去工程を行なうため、配向膜除去工程において、たとえ画像表示領域１０ａの側にプラズマが漏れたとしても、漏れたプラズマによって配向膜２４、３２が劣化したまま、貼り合わせ工程に移送されることがない。すなわち、ラビング工程を行なった後の配向膜２４、３２にプラズマが照射されると、配向膜２４、３２で分子配列の乱れが発生するので、そのまま貼り合わせ工程および充填工程に回送されると液晶などの電気光学物質の配向状態が乱れるが、このような問題は本形態によれば発生しない。
【００５４】
さらにプラズマとして大気圧プラズマを用いるため、真空装置内での処理と違って、枚葉連続処理を容易に行なえ、かつ、大きなスペースが不要であるので、製造ラインに組み込みやすい。しかも、大気圧プラズマであれば、電極膜や遮光膜などを損傷しないので、必要な領域を効率よく処理できる。また、プラズマを照射するプラズマガンにスポットガンを搭載し、間接放電方式により酸素プラズマを発生させるので、必要な領域の配向膜２４、３２を効率よく除去できる。また、ヘリウム直接放電タイプなどと比較して、ガン構造の選択により目的に応じた処理が効率よく達成でき、かつ、ランニングコストが低いという利点がある。
【００５５】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、対向基板２０およびＴＦＴアレイ基板１０の全面に形成した配向膜２４、３２のうち、上下導通材１０６と重なる領域の配向膜２４、３２のみ除去したが、それ以外にも、例えば、シール材５２と重なる領域の配向膜２４、３２なども合わせて除去した構成であってもよい。このように構成すると、配向膜２４、３２、あるいは配向膜２４、３２とシール材５２との境界部分を通って外部から水分が侵入することを回避できる。この場合、シール材５２と重なる領域全体、さらにはシール材５２の形成領域より外周側全体の配向膜２４、３２を除去してもよいが、シール材５２と重なる領域の配向膜２４、３２において、内側と外側とが分断されていれば、シール材５２の外側から内側へ配向膜２４、３２を伝って水分が侵入しない。従って、例えば、シール材５２の形成領域に沿って、その幅寸法の３０％から８０％に相当する領域に対して、スポットガンから大気圧プラズマとして酸素プラズマを照射して、配向膜２４、３２を線状に除去してもよい。
【００５６】
［投射型表示装置の構成］
図９を参照して、本発明を適用した電気光学装置１を用いた投射型表示装置の構成を説明する。
【００５７】
図９において、投射型表示装置１１００では、透過型の電気光学装置１を含む液晶表示モジュールが各々Ｒ（赤色光）、Ｇ（緑色光）、Ｂ（青色光）用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂ（光変調装置）として用いられている。
【００５８】
この投射型表示装置１１００において、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２（光源）から投射光が発せられると、この光は、以下に説明する導光光学系を介してライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに導かれる。すなわち、ランプユニット１１０２からの投射光は、３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８（色分離手段）によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに各々導かれる。この際、特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。
【００５９】
そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにより各々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２（色合成手段）により再度合成された後、投射レンズ１１１４（拡大投射光学系）を介してスクリーン１１２０にカラー画像として拡大投射される。
【００６０】
このように、本発明を適用した電気光学装置１を投射型表示装置１１００に用いた場合には、拡大投射された画像には、電気光学装置１に形成した配向膜２４、３２の不均一性に起因する表示のムラやシミが発生しないので、品位の高い表示を行なうことができる。
【００６１】
なお、図１１に示す投射型表示装置１１００では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）用の３個のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの全てについて、本発明を適用したが、Ｇ（緑色）については特に視感度が高く、ムラやシミが目立ちやすいので、このＧ（緑色）用のライトバルブ１００Ｇのみに、本発明を適用した電気光学装置１を用いてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置の製造方法においては、スピンコート法により配向膜を形成するため、配向膜を均一な膜厚で形成することができるので、液晶などの電気光学物質を適正に配向させることができる。従って、ムラやシミのない品位の高い表示を行なうことができる。また、配向膜は、少なくとも上下導通材と重なる領域の一部あるいは全部が除去されているので、配向膜は、上下導通材が第１の基板側および第２の基板側に導通するのを妨げない。従って、第１の基板側と第２の基板側とを確実に導通させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電気光学装置の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る。
【図２】図１のＨ−Ｈ´の断面図である。
【図３】本発明を適用した電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】図１に示す電気光学装置の画像表示領域において、マトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。
【図５】（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ、図１に示す電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図３に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜塗布形成工程で形成した配向膜の形成領域を示す対向基板の平面図、その断面図、配向膜塗布形成工程で形成した配向膜の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板の平面図、およびその断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ、図３に示す電気光学装置の製造工程において、配向膜除去工程を終えた後の配向膜の形成領域を示す対向基板の平面図、その断面図、配向膜除去工程を終えた後の配向膜の形成領域を示すＴＦＴアレイ基板の平面図、およびその断面図である。
【図８】図３に示す電気光学装置を製造するのに用いたプラズマ照射装置の概略構成図である。
【図９】本発明を適用した電気光学装置を用いた投射型表示装置の光学系の構成を示す説明図である。
【図１０】従来の電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の比較例に係る電気光学装置の端部を拡大して模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１電気光学装置
５パネル
１０ＴＦＴアレイ基板（第１の基板）
１０ａ画像表示領域
１９上下導通電極
２０対向基板（第２の基板）
２１対向電極
２４、３４配向膜
５０液晶
５２シール材
５３見切り用の遮光膜
１０６上下導通材
２００カバーガラス
２１０接着剤
５００マイクロレンズ
１１００投射型表示装置
１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂライトバルブ（光変調手段）
２０００プラズマ照射装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electro-optical device . More specifically, the present invention relates to a technique for forming an alignment film for aligning an electro-optical material between substrates in an electro-optical device.
[0002]
[Prior art]
Among electro-optical devices, for example, in an active matrix type electro-optical device (liquid crystal device) using TFTs as pixel switching elements, as shown in FIGS. 1 and 10, a TFT array substrate 10 (first substrate) The counter substrate 20 (second substrate) is bonded by a sealant 52 so that the pixel electrode 9a and the counter electrode 21 formed on each substrate face each other. Here, the sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like, and is applied onto the TFT array substrate 10 and then irradiated with ultraviolet rays and heated in a state where the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are stacked. It is hardened by, for example.
[0003]
A data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are formed along one side of the TFT array substrate 10 in a peripheral region outside the region where the seal material 52 is formed. It is provided along two sides adjacent to one side. Furthermore, a plurality of wirings 105 are formed on the remaining side of the TFT array substrate 10 to connect between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display region 10a.
[0004]
In a portion corresponding to the corner portion of the counter substrate 20, conduction is established between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and the potential from the vertical conduction electrode 19 of the TFT array substrate 10 to the counter electrode 21 of the counter substrate 20. A vertical conduction member 106 is provided to enable supply. Here, the vertical conduction member 106 is obtained by blending conductive particles such as glass fiber or glass ball obtained by applying silver powder or gold plating to an epoxy resin or acrylic resin adhesive component.
[0005]
The TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 sandwich an electro-optical material such as a liquid crystal 50 between the substrates, and the alignment of the liquid crystal 50 is controlled by alignment films 24 and 32 formed on the surface of each substrate.
[0006]
In manufacturing such an electro-optical device 1, first, after the alignment films 24 and 32 are formed on the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 (alignment film forming step), the alignment films 24 and 32 are formed. To perform the rubbing process. Next, after the sealing material 52 and the vertical conductive material 106 are applied to one of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together by the seal material 52, and the vertical conductive material is used. By 106, the vertical conduction electrode 19 of the TFT array substrate 10 and the counter electrode 21 of the counter substrate 20 are made conductive (bonding step). After that, the electro-optical material 50 is filled in a region defined by the sealing material 52 in the gap between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 (filling step).
[0007]
In the electro-optical device 1 manufactured in this way, the regions where the alignment films 24 and 32 are necessary are only within the region partitioned by the sealing material 52, so that conventionally, the necessary regions on the substrate are formed by flexographic printing. For example, the alignment films 24 and 32 are applied only in the region, for example, in the region partitioned by the sealing material 52. This flexographic printing has an advantage that the alignment films 24 and 32 can be selectively applied only to a predetermined region.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electro-optical device 1, since the alignment films 24 and 32 are applied by flexographic printing, the alignment films 24 and 32 cannot be applied with a uniform film thickness. If there is such a non-uniformity of the film thickness, the alignment of the liquid crystal 50 becomes non-uniform and the display quality is lowered. In particular, when this type of electro-optical device 1 is used as a light modulation means of a projection display device, such non-uniformity of orientation is enlarged and projected as it is as display unevenness or spots. Such a problem becomes more apparent as the display brightness increases in the projection display device.
[0009]
Therefore, a method of applying the alignment films 24 and 32 by spin coating instead of flexographic printing is conceivable. In this spin coating method, a polyimide resin for forming the alignment films 24 and 32, or a chemical solution (alignment agent) obtained by dissolving a polyimide precursor in a solvent such as gamma butyrolactone or butyl cellosolve is dropped on the center of a rotating substrate, and centrifuged. In this method, the entire surface of the substrate is developed by force. For this reason, according to the spin coat method, the alignment films 24 and 32 can be applied uniformly, so that high-quality display can be performed.
[0010]
However, since the alignment films 24 and 32 cannot be selectively applied by the spin coat method, the alignment films 24 and 32 are formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 as shown in FIG. The alignment film 32 is interposed between the vertical conductive material 106 and the vertical conductive electrode 19 of the TFT array substrate 10, and the alignment film 24 is interposed between the vertical conductive material 106 and the counter electrode 21 of the counter substrate 20. Become. Therefore, if the glass fiber added to the vertical conduction material 106 or the diameter of the glass ball or the condition for bonding the substrate is not controlled with a very high accuracy, the vertical conduction material breaks through the alignment films 24 and 32. It cannot conduct to the vertical conduction electrode 19 of the TFT array substrate 10 and the counter electrode 21 of the counter substrate 20.
[0011]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electro-optical device, an alignment film that can uniformly form an alignment film on a substrate, and that does not prevent the alignment film from conducting between the substrates. An optical device and a projection display device using the electro-optical device are provided.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, after applying a sealing material and a vertical conduction material to at least one of the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate are applied. Are bonded together by the sealing material, and a bonding process is performed in which the first substrate side and the second substrate side are electrically connected by the vertical conductive material, and a gap between the first substrate and the second substrate. In the electro-optical device manufacturing method including a filling step of filling an electro-optical material into a region partitioned by the sealing material, before performing the bonding step, the first and second substrates An alignment film application forming step of applying an alignment film on at least one substrate surface by spin coating, and a region overlapping at least the vertical conductive material in the alignment film formed by spin coating An alignment film removing step for removing part or all of the alignment film by irradiating with atmospheric pressure plasma, a baking step for heating and baking the alignment film after performing the alignment film removing step, and a baking step for the alignment film After performing, a rubbing step of performing a rubbing process on the alignment film is performed.
[0013]
In the present invention, since the alignment film is formed by a spin coating method, the alignment film can be formed with a uniform thickness, so that an electro-optical material such as a liquid crystal can be properly aligned. Therefore, a high-quality display without unevenness and spots can be performed. In addition, since the alignment film has at least partly or entirely removed from the region overlapping with the vertical conductive material, the alignment film prevents the vertical conductive material from conducting to the first substrate side and the second substrate side. Absent. Therefore, the diameter of the glass fiber or glass ball subjected to gold plating added to the vertical conducting material and the conditions for bonding the substrates are controlled with such an accuracy that does not decrease the productivity. The second substrate side can be reliably conducted.
[0014]
In the present invention, in the alignment film removing step, the alignment film in the predetermined region is removed by irradiating the predetermined region of the alignment film applied by spin coating with atmospheric pressure plasma. With such atmospheric pressure plasma irradiation, unlike the processing in the vacuum apparatus, continuous processing of single wafers can be easily performed, and a large space is not required, so that it is easy to incorporate in a production line. In addition, if the atmospheric pressure plasma is used, the electrode film, the light shielding film, and the like are not damaged, and a necessary region can be processed efficiently.
[0015]
In the present invention, it is preferable that oxygen plasma or the like is generated as the atmospheric pressure plasma in the alignment film removing step. For example, oxygen plasma is generated as the atmospheric pressure plasma by an oxygen gas indirect discharge method. According to such an indirect discharge system, unlike the helium direct discharge type, there is an advantage that a gun structure capable of selectively processing a necessary portion can be realized and the running cost is low.
[0016]
Further, in the present invention, after the alignment film removing step, a baking step of heating and baking the alignment film is performed. If comprised in this way, the alignment film which finished the baking process will not deteriorate by plasma irradiation.
[0017]
In the present invention, after the firing step, a rubbing step for rubbing the alignment film is performed. If comprised in this way, it can prevent that the plasma which leaked is irradiated with respect to the alignment film of the image display area | region which finished the rubbing process, and the alignment force of an alignment film is impaired.
[0018]
In the present invention, the alignment film to be removed in the alignment film removing step preferably includes an alignment film in a region overlapping with the sealing material. If comprised in this way, it can avoid that a water | moisture content penetrate | invades from the outside through the alignment film or the boundary part of an alignment film and a sealing material.
[0019]
In the electro-optical device manufactured by such a method, since the alignment film is uniformly applied, an electro-optical material such as liquid crystal is properly aligned. Accordingly, a display with higher quality can be performed as compared with the alignment film applied by flexographic printing. Therefore, an electro-optical device to which the present invention is applied, for example, enlarges and projects a light source, a light guide optical system that guides light emitted from the light source to a light modulation unit, and light modulated by the light modulation unit. In a projection display device having an enlarged projection optical system, it is suitable for use as the light modulation means.
[0020]
In addition, for the electro-optical device to which the present invention is applied, a light source, color light separation means for separating light emitted from the light source into a plurality of color lights, and light that modulates each color light separated by the color light separation means In a color projection display device comprising: a modulation unit; a color synthesis unit that synthesizes the color lights modulated by the light modulation unit; and an enlarged projection optical system that enlarges and projects the light synthesized by the color synthesis unit. Suitable for use as light modulation means.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
(Overall configuration of electro-optical device)
First, the overall configuration of an electro-optical device (liquid crystal device) to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. Here, a drive circuit built-in type TFT active matrix drive type electro-optical device is taken as an example.
[0023]
FIG. 1 is a plan view of a TFT array substrate (active matrix substrate) of an electro-optical device to which the present invention is applied, as viewed from the counter substrate side, together with the components formed thereon. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line HH ′ of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged end portion (end portion on the H ′ side in HH ′ of FIG. 1) of the electro-optical device to which the present invention is applied. In FIG. 3, the scales are different for each layer and each member so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing. In FIG. 3, the arrangement relationship between the microlens and the TFT is different from the actual arrangement relationship in order to make it easier to understand the state of light collection.
[0024]
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, in the electro-optical device 1 of this embodiment, the TFT array substrate 10 (first substrate) and the counter substrate 20 (second substrate) are formed on respective substrates. The arranged pixel electrode 9a and the counter electrode 21 are arranged to face each other. Here, the pixel electrodes 9 a are formed in a matrix on the TFT array substrate 10, while the counter electrode 21 is formed on the entire surface of the counter substrate 20.
[0025]
A large number of microlenses 500 are formed on the lower surface of the counter substrate 20 (bonding surface with the cover glass), and the counter substrate 20 is configured as a microlens array plate. The cover glass 200 is bonded to the lower surface of the counter substrate 20 on which the microlens 500 is formed in this way by an adhesive 210. The adhesive 210 is made of an acrylic photocurable adhesive having a refractive index smaller than that of the microlens 500, and the microlens 500 functions as a condensing lens due to the difference in refractive index between the two. Here, each of the microlenses 500 is formed in a matrix so as to collect incident light on each of the pixel electrodes 9 a formed on the TFT array substrate 10, and a plurality of microlenses 500 are formed on the cover glass 200. The light shielding films 23 are formed at positions facing the boundary between the lenses 500. The pixel electrode 9a and the counter electrode 21 are formed of an ITO film (indium tin oxide film).
[0026]
The sealing material 52 is made of, for example, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or the like for attaching the TFT array substrate 10 and the cover glass 200 bonded to the entire surface of the counter substrate 20 to form the panel 5. After being applied to the top, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are stacked and cured by ultraviolet irradiation, heating, or the like. If the electro-optical device 1 is small, such as for a projection display device, and displays an enlarged image, a glass for setting a distance between both substrates (a gap between the substrates) to a predetermined value is included in the sealing material 52. A gap material (spacer) such as fiber or glass bead is blended. In addition, if the electro-optical device 1 is a large-sized display that displays the same size as a liquid crystal display or a liquid crystal television, such a gap material may be scattered in the liquid crystal layer 50 in some cases.
[0027]
In the electro-optical device 1 of this embodiment, a parting light-shielding film 53 that defines the image display region 10 a is formed on the counter substrate 20 side along the region inside the region where the sealing material 52 is formed. Here, a liquid crystal injection port 108 is formed in the sealing material 52 by the discontinuous portion, and the liquid crystal injection port 108 is a sealing material 109 made of the same or different material as the sealing material 52 after the liquid crystal injection is finished. It is blocked.
[0028]
A data line driving circuit 101 and an external circuit connection terminal 102 are formed along one side of the TFT array substrate 10 in a peripheral region outside the region where the seal material 52 is formed. It is provided along two sides adjacent to one side. Furthermore, a plurality of wirings 105 are formed on the remaining side of the TFT array substrate 10 to connect between the scanning line driving circuits 104 provided on both sides of the image display region 10a.
[0029]
In FIG. 3, on the TFT array substrate 10, a polyimide formed by spin coating on the surface of the pixel electrode 9 a after the pixel switching TFT 30 and the wiring such as the scanning line, the data line, and the capacitor line are formed. An alignment film 32 made of a system material is formed.
[0030]
On the cover glass 200, in addition to the counter electrode 21, a light-shielding film 23 generally called a black mask or a black matrix that defines a non-opening region for each pixel is formed. An alignment film 24 made of a polyimide-based material is formed.
[0031]
Each of the alignment films 32 and 24 is applied with a polyimide resin material and baked, and then the alignment treatment is performed so that the liquid crystal in the liquid crystal layer 50 is aligned in a predetermined direction and a predetermined pretilt angle is given to the liquid crystal. Is given. 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 alignment films 32 and 24. The light shielding film 23 has a function of improving the contrast in the display image.
[0032]
Note that a striped light shielding film 11a is also formed on the TFT array substrate 10 along scanning lines and capacitance lines described later. The light shielding film 11a covers the region including the channel region of the TFT from the TFT array substrate 10 side. If the light shielding film 11a is formed on the lower side of the TFT 30 in this way, a single optical system is configured by combining back surface reflection (return light) and a plurality of electro-optical devices 1 via a prism or the like from the TFT array substrate 10 side. In this case, it is possible to prevent the light that penetrates the prism or the like from another electro-optical device 1 from entering the TFT 30 of the electro-optical device 1 in advance.
[0033]
In the electro-optical device 1 according to the present embodiment, in the projection display device described later, since color light separated into each color is incident, no color filter is formed, but a color filter is formed on the surface of the cover glass 200. There is also. In this case, the light shielding film 23 also has a function of preventing color mixture of the color materials forming the color filter.
[0034]
(Configuration of vertical conduction part)
In the electro-optical device 1 configured as described above, the TFT array substrate 10 has the vertical conduction electrodes 19 formed at four locations corresponding to the corner portions of the counter substrate 20, and the TFT array substrate 10, the counter substrate 20, and the like. Between them, a vertical conduction member 106 is provided for electrical conduction between these substrates. Here, the vertical conduction member 106 is a mixture of epoxy resin-based or acrylic resin-based adhesive components such as glass fibers or glass beads in which silver powder or gold plating is applied.
[0035]
In this embodiment, in both the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10, the alignment films 24 and 32 are formed on substantially the entire surface, but the region overlapping the vertical conductive material 106 (the region overlapping the vertical conductive electrode 19). Is not formed. Accordingly, the vertical conduction member 106 is brought into conduction to the counter substrate 20 side by directly contacting the counter electrode 21 of the counter substrate 20, and the alignment film 24 does not prevent such conduction. Further, the vertical conduction member 106 is brought into conduction with the TFT array substrate 10 side by being in direct contact with the vertical conduction electrode 19 of the TFT array substrate 10, and the alignment film 32 does not prevent such conduction. Therefore, the predetermined potential supplied to the TFT array substrate 10 side is reliably supplied to the counter electrode 21 of the counter substrate 20 via the vertical conductive electrode 19 and the vertical conductive material 106.
[0036]
(Configuration of image display area of electro-optical device)
With reference to FIG. 4, the pixel part of the electro-optical device 1 of the present embodiment will be described. FIG. 4 is an equivalent circuit of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display region 10a of the electro-optical device 1.
[0037]
As shown in FIG. 4, in the electro-optical device 1 according to the present embodiment, a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display region 10a includes a plurality of TFTs 30 for controlling the pixel electrodes 9a. The data line 6 a to which the pixel signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 30. The image signals S1, S2,..., Sn to be written to the data lines 6a may be supplied line-sequentially in this order, or may be supplied for each group to a plurality of adjacent data lines 6a. good. Further, the scanning line 3a is electrically connected to the gate of the TFT 30, and the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the scanning line 3a in a pulse-sequential manner in this order at a predetermined timing. It is configured. The pixel electrode 9a is electrically connected to the drain of the TFT 30, and the image signal S1, S2,..., Sn supplied from the data line 6a is obtained by opening the switch of the TFT 30 serving as a switching element for a certain period. Write at a predetermined timing. Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level on the liquid crystal via the pixel signal 9a are held for a certain period with the counter electrode formed on the counter substrate. The liquid crystal modulates light by changing the orientation and order of the molecular assembly according to the applied voltage level, thereby enabling gradation display. In the normally white mode, the transmitted light amount of incident light decreases according to the applied voltage, and in the normally black mode, the transmitted light amount of incident light increases according to the applied voltage. The electro-optical device 1 emits light having contrast according to the image signal. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 70 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 9a and the counter electrode.
[0038]
(Method for manufacturing electro-optical device)
In the electro-optical device 1 of this embodiment, the alignment films 24 and 32 are applied by a spin coating method, as will be described below. According to such a spin coating method, compared to the flexographic printing method, the alignment films 24 and 32 can be applied with a uniform thickness. Therefore, in the liquid crystal layer 50, the alignment films 24 and 32 are caused by variations in the film thickness. Liquid crystal alignment failure does not occur. Therefore, even when the electro-optical device 1 according to the present embodiment is used as a light modulation unit of a projection display device described later, high-quality display without unevenness and spots can be performed.
[0039]
A characteristic process in the manufacturing method of the electro-optical device 1 according to this embodiment will be described.
[0040]
5A to 5G are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the electro-optical device 1 illustrated in FIG. 6A, 6 B, 6 C, and 6 D are counter substrates each showing a formation region of the alignment film 24 formed in the alignment film application forming process in the manufacturing process of the electro-optical device shown in FIG. 1. 20 is a plan view of the TFT array substrate 10 showing a region where the alignment film 32 formed in the alignment film application forming process is formed, and a cross-sectional view thereof. 7A, 7 B, 7 C, and 7 D each illustrate a formation region of the alignment film 24 after the alignment film removal process is completed in the manufacturing process of the electro-optical device 1 illustrated in FIG. 1. FIG. 6 is a plan view of the counter substrate 20, its HH ′ cross-sectional view, a plan view of the TFT array substrate 10 showing the formation region of the alignment film 32 after the alignment film removal step, and its HH ′ cross-sectional view. . FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a plasma irradiation apparatus used to manufacture the electro-optical device 1 shown in FIG. In FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7, the TFT 30, the pixel electrode 9a, the counter electrode 21, and the like are not shown.
[0041]
First, the TFT 30, the pixel electrode 9a, and the like are formed on the surface of the TFT array substrate 10, while the counter electrode 32 and the like are formed on the counter substrate 20, and then an alignment film coating formation process (alignment film) shown in FIG. Forming step). In this alignment film forming step, although not shown, alignment films 24 and 32 are applied to the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 by spin coating in a spin coater device (not shown). In this spin coating method, a chemical solution in which a polyimide resin for forming the alignment films 24 and 32 is dissolved in a solvent is dropped on the center of a rotating substrate (TFT array substrate 10 and counter substrate 20), and the surface of the substrate is subjected to centrifugal force. Expand to the whole. For this reason, in the spin coating method, as shown in FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D, alignment films 24 and 32 (downward to the right) are formed on the entire surface of the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10. (Hatched area) is formed.
[0042]
Next, in FIG. 5 (B), atmospheric pressure plasma is irradiated to predetermined regions of the alignment films 24 and 32 formed on the entire surface of the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20, and FIGS. 7 (A), (B), As shown in (C) and (D), in the alignment films 24 and 32, the alignment films 24 and 32 are removed in a region overlapping the vertical conductive material 106 (region overlapping the vertical conductive electrode 19).
[0043]
In carrying out such an alignment film removing step, a plasma irradiation apparatus 2000 shown in FIG. 8 is used in this embodiment.
[0044]
In this plasma irradiation apparatus 2000, an alumina stage 2001 is disposed on an XY moving table 2200, and a substrate 2002 such as the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 is disposed on the stage 2001. In addition, a plasma gun 2100 that generates plasma is disposed between the stage 2001 and the stage 2001. In this embodiment, the plasma gun 2100 is configured as a spot gun.
[0045]
In this plasma gun 2100, electrodes 2007 and 2008 held by a holder member 2010 are arranged in a casing member 2022. Among these electrodes 2007 and 2008, the electrode 2008 is a ground electrode, while a high frequency voltage is applied to the electrode 2007 from the lead 2021. A discharge tube 2004 to which a gas is supplied from a gas introduction tube 2023 of the gas introduction unit 2003 passes between the electrodes 2007 and 2008. In this discharge tube 2004, processing gas is transported, discharged, and reaction gas is transported. Is done. The discharge tube 2004 is held and fixed by a protection member 2009, and the protection member 2009 is positioned by the intermediate member 2011.
[0046]
A nozzle tip 2005 held by a nozzle holder 2006 is disposed at the lower end of the discharge tube 2004, and plasma is emitted from the nozzle tip 2005 toward the substrate 2002 on the stage 2001. An insulating member 2012 is disposed between the nozzle tip 2005 and the electrodes 2007 and 2008. The casing member 2022 is formed with a cooling port 2013 for supplying air for cooling the electrodes 2007 and 2008, and an exhaust port for discharging air after cooling the electrodes 2007 and 2008. 2014 is also formed.
[0047]
Here, the plasma gun 2100, the stage 2001, the XY movement table 2200, etc. are all arranged under atmospheric pressure. Therefore, the plasma generated by the plasma irradiation apparatus 2000 is referred to as atmospheric pressure plasma, and such a method of emitting plasma by indirect discharge is generally referred to as an indirect discharge method.
[0048]
In such a plasma irradiation apparatus 2000, in this embodiment, oxygen gas is supplied from the gas introduction pipe 2023 to generate oxygen plasma, and the XY moving table 2200 is moved. From the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10 on the moving table 2200, a part or all of the alignment films 24 and 32 in the region overlapping with the vertical conductive material 106 is ashed and removed.
[0049]
Next, as shown in FIG. 5C, in the firing step, the alignment substrate 24 and 32 are fired by heating the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10 after the alignment film removal step.
[0050]
Next, as shown in FIG. 5D, in the rubbing process, the alignment films 24 and 32 of the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10 that have finished the baking process are rubbed in a predetermined direction with a rubbing cloth.
[0051]
Next, as shown in FIG. 5E, after the sealing material 51 and the vertical conduction material 106 are applied to the surface of the TFT array substrate 10, as shown in FIG. The sealing material 51 and the vertical conductive material 106 are cured by superimposing the substrate 10 and the counter substrate 20. As a result, the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together by the seal material 51, and the vertical conductive electrode 19 of the TFT array substrate 10 and the counter electrode 21 of the counter substrate 20 are electrically connected via the vertical conductive material 106. Is conducted (bonding step).
[0052]
Next, as shown in FIG. 5G, the electro-optic material such as liquid crystal is decompressed in the region defined by the sealing material 51 from the liquid crystal injection port 108 in the gap between the TFT array substrate 10 and the counter substrate 20. Then, the liquid crystal injection port 108 is closed with a sealing material 109 (filling step).
[0053]
As described above, in this embodiment, the alignment film removing process is performed before the baking process or the rubbing process. Therefore, even if the plasma leaks to the image display region 10a side in the alignment film removing process, The alignment films 24 and 32 remain deteriorated and are not transferred to the bonding process. That is, when the alignment films 24 and 32 after the rubbing process are irradiated with plasma, the alignment films 24 and 32 are disturbed in molecular alignment. However, this problem does not occur according to this embodiment.
[0054]
Furthermore, since atmospheric pressure plasma is used as the plasma, unlike the processing in the vacuum apparatus, the single wafer continuous processing can be easily performed, and a large space is unnecessary, so that it is easy to incorporate in the production line. In addition, if the atmospheric pressure plasma is used, the electrode film, the light shielding film, and the like are not damaged, and a necessary region can be processed efficiently. In addition, since a spot gun is mounted on a plasma gun that emits plasma and oxygen plasma is generated by an indirect discharge method, the alignment films 24 and 32 in necessary regions can be efficiently removed. Further, as compared with a helium direct discharge type or the like, there is an advantage that treatment according to the purpose can be efficiently achieved by selecting a gun structure and the running cost is low.
[0055]
[Other embodiments]
In the above embodiment, only the alignment films 24 and 32 in the region overlapping with the vertical conductive material 106 are removed from the alignment films 24 and 32 formed on the entire surface of the counter substrate 20 and the TFT array substrate 10. For example, a configuration in which the alignment films 24 and 32 in a region overlapping with the sealing material 52 are also removed may be used. If comprised in this way, it can avoid that a water | moisture content penetrate | invades from the exterior through the alignment films 24 and 32 or the boundary part of the alignment films 24 and 32 and the sealing material 52. FIG. In this case, the entire region overlapping the sealing material 52, or the entire alignment film 24, 32 on the outer peripheral side from the region where the sealing material 52 is formed may be removed, but in the alignment films 24, 32 in the region overlapping the sealing material 52, If the inner side and the outer side are separated, moisture does not enter through the alignment films 24 and 32 from the outer side to the inner side of the sealing material 52. Therefore, for example, along the formation region of the sealing material 52, the region corresponding to 30% to 80% of the width dimension is irradiated with oxygen plasma as atmospheric pressure plasma from the spot gun, and the alignment films 24, 32 are thus irradiated. May be removed linearly.
[0056]
[Configuration of Projection Display Device]
With reference to FIG. 9, a configuration of a projection display device using the electro-optical device 1 to which the present invention is applied will be described.
[0057]
In FIG. 9, in the projection display device 1100, the liquid crystal display module including the transmissive electro-optical device 1 includes light valves 100R and 100G for R (red light), G (green light), and B (blue light), respectively. It is used as 100B (light modulation device).
[0058]
In the projection display device 1100, when projection light is emitted from a lamp unit 1102 (light source) of a white light source such as a metal halide lamp, the light is transmitted through the light valves 100R, 100G and the light guide optical system described below. 100B. That is, the projection light from the lamp unit 1102 is divided into light components R, G, and B corresponding to the three primary colors of RGB by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108 (color separation means). The light is guided to the corresponding light valves 100R, 100G, and 100B, respectively. At this time, in particular, the B light is guided through a relay lens system 1121 including an incident lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss due to a long optical path.
[0059]
The light components corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are synthesized again by the dichroic prism 1112 (color synthesis means), and then passed through the projection lens 1114 (enlarged projection optical system). The image is enlarged and projected as a color image on the screen 1120.
[0060]
As described above, when the electro-optical device 1 to which the present invention is applied is used in the projection display device 1100, the non-uniformity of the alignment films 24 and 32 formed on the electro-optical device 1 is not displayed in the enlarged projected image. As a result, no display unevenness or stains are caused, which makes it possible to display with high quality.
[0061]
In the projection display device 1100 shown in FIG. 11, the present invention is applied to all three light valves 100R, 100G, and 100B for R (red), G (green), and B (blue). Since G (green) has particularly high visibility and unevenness and spots are easily noticeable, the electro-optical device 1 to which the present invention is applied may be used only for the light valve 100G for G (green).
[0062]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing the electro-optical device according to the present invention, since the alignment film is formed by the spin coating method, the alignment film can be formed with a uniform film thickness. The substance can be properly oriented. Therefore, a high-quality display without unevenness and spots can be performed. In addition, since the alignment film has at least partly or entirely removed from the region overlapping with the vertical conductive material, the alignment film prevents the vertical conductive material from conducting to the first substrate side and the second substrate side. Absent. Accordingly, the first substrate side and the second substrate side can be reliably conducted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a TFT array substrate of an electro-optical device to which the present invention is applied, as viewed from the side of a counter substrate together with each component formed thereon.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged end portion of an electro-optical device to which the invention is applied.
4 is an equivalent circuit of various elements and wirings in a plurality of pixels formed in a matrix in the image display region of the electro-optical device shown in FIG.
5A to 5G are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the electro-optical device shown in FIG.
FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D are opposing views each showing a formation region of an alignment film formed in the alignment film application forming step in the electro-optical device manufacturing process shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of the substrate, a cross-sectional view thereof, a plan view of the TFT array substrate showing a formation region of the alignment film formed in the alignment film application forming step, and a cross-sectional view thereof.
FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D show alignment film formation regions after the alignment film removal step in the electro-optical device manufacturing process shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of a counter substrate, a cross-sectional view thereof, a plan view of a TFT array substrate showing an alignment film formation region after the alignment film removal step, and a cross-sectional view thereof.
8 is a schematic configuration diagram of a plasma irradiation apparatus used to manufacture the electro-optical device shown in FIG. 3;
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical system of a projection display device using an electro-optical device to which the present invention is applied.
FIG. 10 is an enlarged sectional view schematically showing an end portion of a conventional electro-optical device.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing an enlarged end portion of an electro-optical device according to a comparative example of the invention.
[Explanation of symbols]
1 electro-optical device 5 panel 10 TFT array substrate (first substrate)
10a Image display area 19 Vertical conduction electrode 20 Counter substrate (second substrate)
21 Counter electrode 24, 34 Alignment film 50 Liquid crystal 52 Sealing material 53 Light blocking film 106 for parting off Vertical conductive material 200 Cover glass 210 Adhesive 500 Microlens 1100 Projection type display device 100R, 100G, 100B Light valve (light modulation means)
2000 Plasma irradiation equipment

Claims

After applying the sealing material and the vertical conduction material to at least one of the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate are bonded together by the sealing material, and A bonding step of electrically connecting the first substrate side and the second substrate side with the upper and lower conductive material; and in a region defined by the sealant in a gap between the first substrate and the second substrate And a filling step of filling the electro-optic material with the electro-optic device,
Before performing the bonding step, an alignment film application forming step of applying an alignment film to the surface of at least one of the first and second substrates by spin coating;
An alignment film removing step of removing at least part or all of the region overlapping with the upper and lower conductive material by irradiating atmospheric pressure plasma among the alignment film formed by spin coating;
After performing the alignment film removing step, heating and baking the alignment film,
A method of manufacturing an electro-optical device, comprising: performing a rubbing process on the alignment film after performing the baking process of the alignment film.

2. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein in the alignment film removing step, oxygen plasma is generated as the atmospheric pressure plasma.

2. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein in the alignment film removing step, oxygen plasma is generated as an atmospheric pressure plasma by an indirect discharge method.

4. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein the plasma irradiation device that irradiates the atmospheric pressure plasma is configured as a spot gun.

5. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein the alignment film removed in the alignment film removing step includes an alignment film in a region overlapping with the sealing material. A method for manufacturing an electro-optical device.