JP5718902B2 - 液晶パネルの製造方法、液晶パネルおよび修復装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルの製造方法、液晶パネルおよび修復装置に関する。特に、液晶パネルの配向膜の修復技術に関する。
なお、本出願は２０１０年４月７日に出願された日本国特許出願２０１０−８８３４０号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。

液晶表示装置の構成部品である液晶パネルは、一対の基板を所定のギャップを確保した状態で対向させた構造を有している。この基板間のギャップには、液晶分子を含む液晶層が封入されている。また、両基板の液晶層に接する面には、液晶分子の配向状態を規制するための配向膜が形成されている（例えば、特許文献１など）。

この配向膜には、以下のような事情によって局所的なピンホールが生じる可能性がある。
（１）配向膜の成膜工程で混入した異物が付着し、その異物を除去することに伴って配向膜が局所的に切り欠かれてピンホールが生じる。
（２）配向膜の下地（画素電極または対向電極など）に対する貼着性が局所的に悪く、その部分で成膜時に配向膜材料がはじかれて、ピンホールが生じる。
（３）配向膜材料として、液晶分子を垂直配向させるものを用いた場合、配向膜の下地に対する貼着性が悪くなる傾向にあり、上記（２）と相まってピンホールが生じやすくなる。
（４）配向膜の下地に凹部または凸部を形成し、配向膜の表面に段差をつけることで、液晶分子の配向状態を規制するようにした場合、下地に対する配向膜の敷設面積が大きくなり、上記（２）と相まってピンホールが生じやすくなる。

上述した事情によって配向膜にピンホールが生じた場合、その箇所については正常に画像が表示されないことになる。したがって、ピンホールの大きさ又は形成位置によっては、配向膜を全て剥離して成膜し直さなければならない等の問題が発生し、製造コストが高くなってしまうという結果が生じていた。

特許文献１に開示された技術によれば、配向膜にピンホールを検出した後に、配向膜補修剤をピンホールに転写させるスタンプ手法が提案されている。このスタンプ手法によれば、配向膜補修剤を付着させた転写ヘッドをピンホールに押し当てることによってピンホールの補修を行うので、補修を容易に行うことができるとともに、補修箇所の膜厚の制御を容易に行うことができる。

国際公開ＷＯ２００７−１３２５８６号公報

特許文献１に開示されたスタンプ手法を用いた場合、局所的に発生したピンホールを容易に補修することができる。しかしながら、本願発明者の検討によると、配向膜と配向膜補修剤との組み合わせ（相性）によっては、良好に補修をできないことが見出された。具体的には、ある配向膜に対して良好に補修できたとしても、その配向膜の種類（材料、品番など）を変更した場合において、良好に補修できない場合が観測された。良好に補修できない理由は、専門家であっても、すぐにはわからないことが多く、それゆえに、試行錯誤して、変更した配向膜に対して容易に修復できる配向膜補修剤を見つけることに苦心することになる。

加えて、配向膜の形成方法としては、スピンコート法およびスプレー法の他に、インクジェット法がある。インクジェット法によって配向膜を形成する場合、インクジェットヘッドのノズルから塗布液が吐出されない場合があり、その場合には、比較的広いピンホール（ノズル吐出不良による欠陥）が発生してしまう可能性がある。そして、そのようなピンホールこそ補修が必要であり、ピンホールの修復技術の更なる改善が求められている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、より容易に配向膜の欠陥を修復することができる液晶パネルの製造方法を提供することにある。

本発明に係る液晶パネルの製造方法は、インクジェット方式で塗布液を吐出することによって基板の表面に配向膜を形成する工程と、修復インクを付与することによって前記配向膜の欠損部位を修復する工程とを含み、前記配向膜を形成する工程における前記塗布液は、前記配向膜を構成する材料からなる固形分と、前記固形分を溶解する強溶媒と、前記強溶媒よりも前記固形分に対する溶解性の劣る調整用溶媒とを含み、前記修復インクは、前記塗布液に含まれている前記固形分の濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、前記修復インクは、前記塗布液における調整用溶媒に対する強溶媒の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）よりも低い溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）を有する。
ある好適な実施形態において、前記修復インクの固形分濃度は、前記塗布液の固形分濃度の１／１０以下である。
ある好適な実施形態では、前記塗布液における調整用溶媒に対する強溶媒の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）は、５０／５０である。
本発明に係る液晶パネルは、互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された液晶層とを備え、前記基板のうち前記液晶層に接する面には配向膜が形成されており、前記配向膜の欠損部位には、修復層が形成されており、前記配向膜は、インクジェット方式で塗布液を吐出することによって形成されており、前記修復層は、修復インクを付与することによって形成されており、前記塗布液は、前記配向膜を構成する材料からなる固形分と、前記固形分を溶解する強溶媒と、前記強溶媒よりも前記固形分に対する溶解性の劣る調整用溶媒とを含み、前記修復インクは、前記塗布液に含まれている前記固形分の濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、前記修復インクは、前記塗布液における調整用溶媒に対する強溶媒の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）よりも低い溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）を有する。
本発明に係る修復装置は、配向膜の欠損部位を修復する装置であり、修復スタンプと、前記修復スタンプを移動させる移動装置と、前記移動装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、修復インクを供給するインク供給部に、前記修復スタンプを移動するステップと、前記配向膜の前記欠損部位を含む領域に、前記修復スタンプを配置するステップとを実行するように、前記修復スタンプの移動を制御し、前記配向膜は、インクジェット方式で塗布液を吐出することによって形成されており、前記塗布液は、前記配向膜を構成する材料からなる固形分と、前記固形分を溶解する強溶媒と、前記強溶媒よりも前記固形分に対する溶解性の劣る調整用溶媒とを含み、前記修復インクは、前記塗布液に含まれている前記固形分の濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、前記修復インクは、前記塗布液における調整用溶媒に対する強溶媒の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）よりも低い溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）を有する。
ある好適な実施形態では、さらに、前記配向膜の欠損部位を検査する検査装置を備えている。

本発明によれば、インクジェット方式で塗布液を吐出することによって基板の表面に配向膜を形成した後に、修復インクを付与することによって配向膜の欠損部位を修復することができる。そして、塗布液は、配向膜を構成する材料からなる固形分と、固形分を溶解する強溶媒と、調整用溶媒とを含んでおり、一方、修復インクは、塗布液の固形分濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、修復インクの溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）は、塗布液の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）よりも低い。したがって、修復インクが配向膜を溶解させる量を減らすことができ、それゆえに、修復インクの周縁に位置する箇所に、突起部（周縁部）が発生することを抑制することが可能となる。その結果、特定の材料（例えば、光配向性の材料）からなる配向膜を用いた場合でも、より容易に配向膜の欠陥を修復することが可能となる。

本発明の実施形態に係る液晶パネル１０を備えた液晶表示装置１００の断面図である。 アレイ基板１２の上面の一部を拡大した平面図である。 液晶パネル１０の一部を拡大した断面図である。 アレイ基板１２の上面の一部の平面図である。 （ａ）から（ｃ）は、修復層３５の形成工程を説明するための工程断面図である。 （ａ）は、修復インクによる修復後の基板の様子を示す図であり、（ｂ）は、修復領域５７の周辺の拡大図である。 （ａ）から（ｃ）は、修復層３５の形成工程を予想した工程断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、修復層３５の周縁部（突起部）３５ｂが形成する様子を説明するための工程断面図である。 インクジェット方式の塗布装置２００の構成を示す平面図である。 インクジェット方式の塗布装置２００の構成を示す平面図である。 インクジェット方式の塗布装置２００の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る修復装置３００の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る修復装置３００の構成を示すブロック図である。 複数の修復領域を含むアレイ基板１２の上面の一部の平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

まず、図１から図３を参照しながら、本発明の実施形態に係る製造方法によって得られる液晶パネル１０を備えた液晶表示装置１００について説明する。

図１は、本実施形態の液晶パネル１０を備えた液晶表示装置１００の断面構成を模式的に示している。図１に示した液晶表示装置１００は、液晶パネル１０と、液晶パネルの裏側（図１中の下側）に配置された外部光源であるバックライト２０とから構成されている。液晶パネル１０とバックライト２０とは、液晶パネル１０の表側から被せられたベゼル２９によって組み付けられて保持されている。

バックライト２０は、複数本の線状光源（例えば、冷陰極管）２２と、光源２２を収納するケース２４とから構成されている。ケース２４は、表側（液晶パネル１０側）に向けて開口した箱形形状を有しており、ケース２４内には、線状光源２２が平行に配列されている。なお、バックライト２０は、線状光源のものに限らず、他の構成のもの（例えば、ＬＥＤ光源）を使用することも可能である。

また、ケース２４の開口には、複数枚の光学シート２６が積層されて配置されている。光学シート２６は、例えば、裏側から順に、拡散板、拡散シート、レンズシート、および輝度上昇シートから構成されている。さらに、光学シート２６をケース２４に挟んで保持するために、ケース２４には、略枠状のフレーム２８が設けられている。

液晶パネル１０は、概して、全体として矩形の形状を有しており、一対の透光性基板（ガラス基板）１１および１２から構成されている。両基板１１および１２は、製造工程でそれぞれマザーガラスと称される大型の母材から切り出されたものを使用している。

両基板１１および１２は、互いに対向して配置され、その間には液晶層１３が設けられている。液晶層１３は、基板１１および１２の間の電界印加に伴って光学特定が変化する液晶材料からなる。基板１１および１２の外縁部には、シール材１５が設けられて、液晶層１３を封止している。基板１１と基板１２との間のギャップは、スペーサ（不図示）と、シール材１５とによって確保される。スペーサは、例えば、弾性変形可能な樹脂製で、粒状（球状）を有しており、液晶層１３中の所定位置に多数分散して配置されている。また、両基板の外面には、それぞれ偏光板１７および１８が貼り付けられている。なお、スペーサは、粒状の構造のものに限らず、柱状スペーサであってもよい。

本実施形態では、両基板１１および１２のうち、表側がカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）１１であり、一方、裏側がアレイ基板１２である。図２は、アレイ基板１２の上面の一部を拡大して示している。また、図３は、両基板１１および１２の断面の一部を拡大して示している。

図２に示すように、アレイ基板１２の上面（液晶層１３側、ＣＦ基板１１の対向面側）には、スイッチング素子（例えば、ＴＦＴ）４４および画素電極４６が設けられている。スイッチング素子４４および画素電極４６の周りには、格子状をなすソース配線４１およびゲート配線４２が取り囲むようにして設けられている。ソース配線４１およびゲート配線４２がそれぞれ、スイッチング素子４４のソース電極およびゲート電極に接続されている。画素電極４６は、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）から構成されている。画素電極４６は、例えば、矩形状に形成され、図２に示した例では、ソース配線４１が延びる方向に沿って細長い長方形の形状に形成されている。

本実施形態では、図３に示すように、アレイ基板（具体的には、ガラス基板）１２の上に、ゲート配線４２が形成されている。また、ゲート配線４２を覆うようにアレイ基板１２の上に、絶縁層３１が形成されている。絶縁層３１の上には絶縁層３２が形成されており、そして、絶縁層３２の上に画素電極４６が形成されている。なお、基板１２から絶縁層３２及び画素電極４６を含めてアレイ基板１２と称する場合もある。

画素電極４６および絶縁層３２の上には、液晶層１３における液晶分子を配向させるための配向膜３０（３０Ａ）が形成されている。言い換えると、画素電極４６およびその外側に位置する絶縁層３２のうち液晶層１３と接する面には、配向膜３０（３０Ａ）が形成されている。本実施形態の配向膜３０は、液晶層１３に対して電圧を印加していない状態で配向膜３０の表面に対して液晶分子を垂直に配向させる材料（いわゆる垂直配向タイプの材料）から構成される。本実施形態の配向膜３０は、ポリイミドから構成されている。配向膜３０の厚さは、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。なお、本実施形態では、画素電極４６および絶縁層３２が配向膜３０の下地となっているが、他の積層構造を採用した液晶パネルでは、上記とは異なる層が下地になる場合もある。

本実施形態の画素電極４６（アレイ基板１２の表面）には、スリット３３（溝部、開口部、段差部）が設けられている。したがって、この画素電極４６に沿って形成される配向膜３０の表面には段差が生じている。この例では、図２に示すように、スリット３３は、所定幅の溝状に形成されている。具体的には、画素電極４６における長手方向中央位置と、長手方向の両端位置付近と、これらの中間位置とにそれぞれ形成されている。中間位置のスリット３３は平面視Ｖ字型をなす。また、中央位置のスリット３３は、画素電極４６の側縁に配置され、平面視三角形状をなす。さらに、両端側のスリット３３は、中央側のスリット３３とほぼ平行な直線状の形状をなす。各スリット３３は、ほぼ等間隔に配置されている。

各スリット３３で配向膜３０の段差によって、図３に示した上下方向（両基板１１、１２の面方向と直交する方向）に対して液晶分子が傾くように配向状態を規制することができる。このスリット３３による段差により、配向膜３０に対するラビング処理を不要にすることができる。なお、スリット３３の深さは、例えば、図３に示すように、絶縁層３２に達する深さにすることができる。

また、ＣＦ基板１１の内面側（液晶層１３側、アレイ基板１２との対向面側）には、図３に示すように、各画素電極４６に対応した位置にカラーフィルタ３６が並んで設けられている。カラーフィルタ３６は、所定の波長の光については透過を許容し、それ以外の波長の光については吸収する機能を有している。本実施形態のカラーフィルタ３６では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の三色のものが設定されている。各カラーフィルタ３６は、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの順番で配列されている。

隣接する各色のカラーフィルタ３６の間には、隣のカラーフィルタ３６側からの光を遮光する遮光層３７（ブラックマトリックス）が設けられ、それによって、混色が防止されるようになっている。遮光層３７は、各カラーフィルタ３６を取り囲むように格子状に形成されている。

また、カラーフィルタ３６の内面には、画素電極４６と同様に、例えばＩＴＯから構成された対向電極４８が形成されている。本実施形態の対向電極４８の内面側には、リブ３４（凸部、突起部、段差部）が設けられている。本実施形態の構成では、リブ３４は、対向電極４８の内面から対向するアレイ基板１２側へ突出しており、所定幅の細長い形状によって構成されている。リブ３４は、図２に示すように、平面視Ｖ字型に形成されており、アレイ基板１２側における互いに隣り合う各スリット３３のほぼ中間位置に並んで配置されている。各リブ３４は、その軸線方向が各スリット３３の延出方向とほぼ平行になるように形成されている。

対向電極４８およびリブ３４の内面側には、液晶層１３における液晶分子を配向させるための配向膜３０（３０Ｂ）が形成されている。言い換えると、対向電極４８およびリブ３４のうち液晶層１３と接する面には、配向膜３０（３０Ｂ）が形成されている。したがって、対向電極４８から突出する各リブ３４によって、配向膜３０（３０Ｂ）の表面には、段差が形成されている。そして、この段差によって、図３に示した上下方向（両基板１１、１２の面方向と直交する方向）に対して液晶分子が傾くように配向状態を規制することができる。この段差により、配向膜３０に対するラビング処理を不要にすることができる。

液晶パネル１０においては、製造される過程で配向膜３０（３０Ａ、３０Ｂ）に欠損部位５０が生じる場合がある。本実施形態の欠損部位５０には、修復インクからなる修復層３５が形成されており、その修復層３５によって、配向膜３０の欠損部位５０の修復が行われている。

図４は、製造される過程において比較的大きな欠損部位５０が生じた場合のアレイ基板１２を示す平面図である。本実施形態の構成では、この欠損部位５０には、修復層３５が形成され、それによって配向膜３０の修復が完了している。

修復層３５の形成は、図５（ａ）から（ｃ）に示すようにして実行される。図５（ａ）から（ｃ）は、修復層３５の形成工程を説明するための工程断面図である。

まず、配向膜３０の成膜工程が終わった後、図５（ａ）に示すように、検査によって配向膜３０に欠損部位５０を発見する。

次に、図５（ｂ）に示すように、検査で発見された欠損部位５０を含む領域（修復領域）５５を規定し、次いで、その修復領域５５に、修復インク６１が付与される修復スタンプ（リペアスタンプ）６０を近づける。具体的には、修復インク６１が下面に付着した修復スタンプ６０を治具６２で保持し、その修復スタンプ６０を修復領域５５のところまで移動させる。次に、修復スタンプ６０の修復インク６１を欠損部位５０に接触させ（矢印６５）、その後、修復スタンプ６０を移動させて（矢印５２）、欠損部位５０に修復インク６１を塗布する。修復インク６１の塗布が完了したら、修復スタンプ６０を修復領域５５から移動させる（矢印６６）。

その後、図５（ｃ）に示すように、修復領域５５に塗布された修復インク６１を乾燥させて（矢印６４参照）、修復層３５を形成する。例えば修復インク６１が紫外線硬化樹脂の場合、紫外線を照射することによって修復層３５を硬化させる。このようにして、配向膜３０における欠損部位５０の修復が完了する。なお、ここでは、アレイ基板１２における絶縁層３２上の配向膜３０（３０Ａ）の欠損部位５０について例示しているが、ＣＦ基板１１における配向膜３０（３０Ｂ）についても同様のことが行われる。

図６（ａ）は、本願発明者が検討した修復インクによる修復後の基板（ＣＦ基板）の様子を示す図である。図６（ｂ）は、修復領域５７の周辺の拡大図である。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、修復インク６１を用いて欠損部位５０に修復層３５を形成し、それによって、欠損部位５０の修復が行われている。しかしながら、修復層３５のうち中央部３５ａの周囲には、中央部３５ａよりも盛り上がった周縁部（突起部）３５ｂが形成されていることがわかった。

この周縁部（突起部）３５ｂは、配向膜３０を構成する材料の固形分成分（例えば、ポリイミド成分）であり、この周縁部３５ｂにより、修復領域５７には輪状のシミ（白シミ）が生じ、このシミは液晶パネルのコントラスト比の低下などの原因となる。なお、この周縁部３５ｂによるシミは、光の透過の様子によっては黒いシミに見える場合もある。一方で、同様の修復インク６１を用いても、このような周縁部３５ｂ（輪状のシミ）が生じない場合もあるため、シミ発生の原因を特定することは非常に困難であった。

本願発明者は、特定のポリイミド材料（例えば、光配向性のポリイミド材料）はイミド化率が低く、溶媒に溶けやすいものがあることに気がついた。そのような特定のポリイミド材料からなる配向膜３０の上に、強溶媒（例えば、Ｎ−メリルピロリドン（ＮＭＰ）のような溶解性の強い溶媒）の含有率が大きい修復インク６１を付与すると、その部分の配向膜を溶解させてしまう。なお、強溶媒は、ポリイミド材料を溶解させるために必要であるので、修復インク６１から強溶媒を取り除くことは難しい。

また、本願発明者は、修復インク６１に強溶媒が含まれている場合において、仮に、修復インク６１の強溶媒が配向膜３０を溶解したとしても、修復層３５の形成には問題ないと予測していた。これについて、図７（ａ）から（ｃ）を参照しながら説明する。

まず、図５（ｂ）に示したものと同様に、図７（ａ）に示すように、欠損部位５０を含む修復領域）５５に、修復スタンプ６０で修復インク６１を付与する。ここで、修復インク６１に含まれている強溶媒が配向膜３０を溶解したとすると、図７（ｂ）に示すように、修復インク６１に接している配向膜３０の一部３０ｓが溶解して、修復インク６１中に溶け出す。ただし、図７（ｃ）に示すように、その溶け出した部分３０ｓも修復インク６１中の材料とともに修復層３５となるので、欠損部位５０の修復は完了することになる。したがって、仮に、修復インク６１の強溶媒が配向膜３０を溶解したとしても、修復層３５の形成には問題ないはずである。

しかしながら、本願発明者が観察したところ、特定のポリイミド材料からなる配向膜３０の修復箇所には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すような周縁部（突起部）３５ｂが生じる場合がある。そこで、周縁部３５ｂが生じるメカニズムについて、本願発明者が検討したところ、図８（ａ）から（ｃ）のようになるのではないかと推論した。

まず、図７（ａ）に示したものと同様に、図８（ａ）に示すように、欠損部位５０を含む修復領域）５５に、修復スタンプ６０で修復インク６１を付与する。次に、修復インク６１の強溶媒が配向膜３０を溶解したとき、図８（ｂ）に示すように、修復インク６１の界面張力や修復インク６１内の対流などによって、配向膜３０の溶解した部位は、修復インク６１の周縁に集まって突起部３５ｂとなる。その後、修復インク６１の溶媒が蒸発していくと、周縁に位置する突起部（周縁部）３５ｂと、中央に位置する平担部（中央部）３５ａとからなる修復層３５が形成される。そして、突起部（周縁部）３５ｂは、コントラスト比の低下などの原因となり得る。

このような検討の中、本願発明者は、修復層３５に突起部（周縁部）３５ｂが生じるのを抑制する手法を鋭意検討した結果、次のような手法に至った。以下、その手法について詳述する。

本実施形態の構成において、配向膜３０を形成する際には、インクジェット方式で塗布液を吐出することによって基板の表面に配向膜３０を形成する。ここで、塗布液は、配向膜３０を構成する材料からなる固形分（例えば、ポリイミドからなる固形分）と、固形分を溶解する強溶媒（例えば、ＮＭＰ）と、強溶媒よりも固形分に対する溶解性の劣る調整用溶媒（または、弱溶媒）とを含んでいる。調整用溶媒は、インク特性（例えば、粘度など）を調整する溶媒であり、例えば、カルビトールアセテート、プロピレンカーボネートなどである。また、塗布液（インクジェット用）は、例えば、固形分濃度３〜４％（質量％）であり、溶媒成分比は、強溶媒／弱溶媒＝５０／５０（体積割合）である。

本実施形態の構成では、修復インク６１は、塗布液に含まれている固形分の濃度よりも低い固形分濃度を有し、さらに、修復インク６１の溶媒成分比（強溶媒／弱溶媒）は、塗布液の溶媒成分比（強溶媒／弱溶媒）よりも低い。弱溶媒比率は、例えば、４０〜９０％（体積％）にすることができる。具体的には、修復インク６１は、例えば、固形分濃度０．１〜０．２％（質量％）であり、溶媒成分比は、例えば、強溶媒／弱溶媒＝３０／７０（体積割合）である。ここで、修復インク６１の固形分濃度（例えば、０．１〜０．２％）は、塗布液の固形分濃度（例えば、３〜４％）の１／１０以下にすることが好ましい。なお、より具体的な濃度・割合については、使用する製造プロセス条件（材料、装置条件など）にあわせて適時好適なものを採用すればよい。

修復インク６１は、典型的には、塗布液（インクジェット用）と同じ成分、または、それを希釈したものを使用することが製造プロセスの管理の上で好ましい。特に、配向膜３０の欠損部位５０を修復するのであれば、修復インク６１の固形分濃度は、塗布液と同じだけの固形分濃度（例えば、３〜４％）は必要なく、それよりも低いもので十分である。さらには、修復インク６１として、塗布液を希釈したものを使用するのであれば、修復インク６１の固形分濃度は低くなるので、その固形分を溶解させる強溶媒も低くできる。そして、本願発明者は、修復インク６１の溶媒成分比（強溶媒／弱溶媒）を、塗布液の溶媒成分比（強溶媒／弱溶媒）よりも低くすることによって、すなわち、強溶媒の割合を減らすことにより、配向膜３０の溶解する部位３０ｓを少なくすることができる。その結果、周縁に位置する突起部（周縁部）３５ｂが発生することを抑制することができることに想到した。

本実施形態の構成によれば、インクジェット方式で塗布液を吐出することによって基板の表面に配向膜３０を形成した後に、修復インク６１を付与することによって配向膜３０の欠損部位５０を修復する。そして、塗布液（インクジェット用）は、配向膜３０を構成する材料からなる固形分と、固形分を溶解する強溶媒と、調整用溶媒（弱溶媒）とを含んでいる。修復インク６１は、塗布液の固形分濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、修復インク６１の溶媒割合（強溶媒／弱溶媒）は、塗布液の溶媒割合（強溶媒／弱溶媒）よりも低い。したがって、修復インク６１が配向膜３０を溶解させる量を減らすことができ、その結果、修復インク６１の周縁に位置する箇所に、突起部（周縁部）３５ｂが発生することを抑制することが可能となる。すなわち、特定の材料（例えば、光配向性の材料）からなる配向膜３０を用いた場合でも、図５（ａ）から（ｃ）に示したような修復工程を実行することが可能となる。

次に、図９から図１３を参照しながら、本実施形態の液晶パネルの製造方法、特に、配向膜の修復方法について説明する。図９から図１１は、本実施形態の製造方法に用いるインクジェット方式の塗布装置２００の構成を示す図である。また、図１２は、本実施形態の配向膜の修復装置３００の構成を示す図である。

図９に示した塗布装置２００は、基板７０に塗布液をインクジェット方式によって塗布する装置（インクジェット成膜装置）である。本実施形態の塗布装置２００は、基板７０に塗布液（溶液）を吐出するノズル（不図示）を含むヘッド部７２と、基板７０を保持するステージ７４とを備えている。本実施形態の構成では、ヘッド部７２には、複数のインクジェットヘッドがヘッドカバーに収納されて配列されている。また、一つのインクジェットヘッドには、複数のノズルが形成されている。また、ノズルから溶液が吐出される面（吐出面）は、基板７０の表面に対向して配置されている。また、本実施形態では、ヘッド部７２からの塗布液の吐出によって基板７０の表面に配向膜（３０）を形成する。

本実施形態の塗布装置２００には、ヘッド部７２とステージ７４とを相対的に移動させる移動装置７６が設けられている（矢印７１ａ、７１ｂ参照）。本実施形態の構成では、ヘッド部７２が固定式で、ステージ７４が可動式の構成を採用しているが、ステージ７４を固定式にして、ヘッド部７２を可動式にすることも可能である。ただし、ヘッド部７２にはインクジェット塗布用の溶液を供給する配管（不図示）が連結されているので、ヘッド部７２を固定式の構成にしておくことについて技術的な利点がある。加えて、塗布前の基板７０は、前工程からの基板７０を搬送する搬送装置（不図示）からステージ７４の上に載置されるとともに、塗布後の基板７０は後工程に移動させるものであるから、ステージ７４を可動式の構成にしておくことについて技術的な利点もある。

また、本実施形態の移動装置７６には、その移動装置７６の移動を制御する制御装置７８が接続されている。制御装置７８は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）であり、例えば、移動装置７６の移動を制御できるプログラム（ステージ制御プログラム）が格納された記憶装置（例えば、ハードディスク、半導体メモリ、光ディスクなど）、中央演算回路（ＣＰＵ）、入出力装置（ディスプレイ、キーボード、マウスなど）から構成されている。本実施形態の構成では、制御装置７８の制御によって、基板７０を保持したステージ７４をＸ−Ｙ方向に移動させることができる。また、本実施形態の制御装置７８は、ヘッド部７２からの溶液の吐出を制御することも可能である。加えて、ヘッド部７２の高さ制御（Ｚ方向の制御）も行うことができる。

本実施形態の基板７０は、例えば、ガラス基板であり、本実施形態における基板７０は、液晶パネル用のガラス基板である。図示した例では、基板７０は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスである。基板７０としてのマザーガラスの寸法は１辺が１メートル以上あり、具体的には、基板７０が第１０世代のマザーガラスの場合、その寸法は２８８０ｍｍ（Ｗ）×３１３０ｍｍ（Ｌ）である。なお、基板７０は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスに限らず、切り出した後の液晶パネルのサイズのガラスであってもよい。さらに、基板７０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が作製されるアレイ基板（またはその作製途中のもの）であってもよいし、カラーフィルタ（ＣＦ）が形成されるＣＦ基板（またはその作製途中のもの）であってもよい。なお、基板７０は、ガラス基板の他、樹脂基板であっても構わない。

本実施形態のヘッド部７２は、ステージ７４の上に載置される基板７０を横切るような長さを有している。この例では、ヘッド部７２の長手方向はＹ方向に延びている。なお、本実施形態の基板７０が第１０世代のマザーガラスである場合には、ヘッド部７２の長手方向長さ（Ｙ方向に延びる長さ）は、約３メートルまたはそれ以上になる。

本実施形態の塗布装置２００は、ヘッド部７２のノズル（不図示）から塗布液を吐出させながら、基板７０の上方を移動して配向膜（３０）を形成する。ここでの塗布液は、例えば、ポリイミド液、または、ポリアミック酸もしくはその誘導体を含む溶液である。上述したように、塗布液は、配向膜を構成する材料からなる固形分と、固形分を溶解する強溶媒（例えば、ＮＭＰ）と、調整用溶媒とを含んでいる。

なお、図９に示した構成では、長方形の基板７０の長辺（Ｌ）または短辺（Ｗ）が延びる方向に沿って、基板７０を移動させたが、図１０に示すように、長方形の基板７０を斜めにして、基板７０を移動させることも可能である（矢印７１ａ、７１ｂ）。基板７０を斜めにして移動させることによって、基板７０（例えば、アレイ基板）のパターンに依存して、ヘッド部７２からの溶液（塗布液）が所定の濡れ広がりを示す結果、基板７０の特定部位が濡れ難いという現象を緩和できる場合があるからである。

図１１は、本実施形態の塗布装置２００の構成の一例を示している。図１１では、ヘッド部７２の底面に位置するインクジェットヘッド７３およびノズル７３ａが表されるようにしている。なお、図１１に示した例では、インクジェットヘッド７３は、一列に配列されずに、一つおきに斜めに位置するように配列されているが、それに限らず他の配列を採用してもよい。

インクジェットヘッド７３は、ヘッド部７２に例えば数十個収納されている。また、各インクジェットヘッド７３には、塗布液が吐出される複数のノズル７３ａが形成されている。一つのインクジェットヘッド７３に、ノズル７３ａは例えば数百個形成されている。なお、図１１に示したノズル７３ａの配列は、千鳥形状になっているが、ノズル７３ａを一列に配列させてもよい。あるいは、ノズル７３ａの配列を二段の千鳥形状でなく、他の配列（例えば、三段の斜め配列）にすることも可能である。

ヘッド部７２のインクジェットヘッド７３は、塗布液供給部（例えば、ポリイミド供給タンク）８０、及び、廃液部（例えば、廃液タンク）８２に接続されている。具体的には、各インクジェットヘッド７３は、分岐配管８７を介して供給配管８５、および、分岐配管８９を介して廃液配管８６に接続されている。供給配管８５は塗布液供給部８０に接続されており、一方、廃液配管８６は、廃液部８２に接続されている。

そして、塗布液供給部８０中の塗布液は、矢印８１に示すように供給配管８５を進み、分岐配管８７を通ってインクジェットヘッド７３に供給される。そして、インクジェットヘッド７３内の廃液は、分岐配管８９を通って、矢印８３に示すように廃液配管８６を進んで廃液部８２に移動する。ここで、バルブ８８（８８ａ、８８ｂ）を調整することによって、配管８５およびインクジェットヘッド７３の溶液の圧力を一定にする処理を行うことも可能である。そのような処理は、図９に示した制御装置７８の制御に基づいて実行するようにしてもよい。

上述した塗布装置２００によって、基板７０の表面に配向膜３０を形成することができるが、その配向膜３０に欠損部位（５０）が生じる場合がある。例えば、多数のノズル７３ａのうちの一つが塗布液を吐出しなければ、その箇所が欠損部位（５０）となる可能性がある。そして、その欠損部位（５０）を修復するための装置の一例を図１２に示す。

図１２は、本実施形態の修復装置３００の構成を模式的に示している。本実施形態の修復装置３００は、配向膜３０の欠損部位５０を修復する装置である。修復装置３００は、上述した修復インク６１を用いて修復工程を実行することができる。また、図１３は、修復装置３００の構成を示すブロック図である。

図示した修復装置３００は、本実施形態の修復インク６１が付与される修復スタンプ６０と、修復スタンプ６０を移動させる移動装置１２０と、移動装置１２０を制御する制御装置１１０とから構成されている。なお、図１２では、移動装置１２０および制御装置１１０は省略している。

図１２に示した構成例では、本実施形態の修復インク６１を供給するための供給ボックス９８とともに、修復領域５５を有する基板（例えば、アレイ基板またはＣＦ基板）７０を保持するステージ９０が設けられている。ステージ９０の上には、基板７０として、配向膜３０が形成されたガラス基板が配置されている。本実施形態の配向膜３０は、上述したようにインクジェット方式によって形成されている。なお、基板７０は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスであってもよいし、切り出した後の液晶パネルのサイズのガラスであってもよい。

供給ボックス９８は、修復スタンプ６０を洗浄する洗浄部９８ａと、修復インク６１を供給するインク供給部９８ｂとを備えている。修復インク６１は、上述したように、塗布液の固形分濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、修復インク６１の溶媒割合（強溶媒／弱溶媒）を、塗布液の溶媒割合（強溶媒／弱溶媒）よりも低くした溶液である。また、洗浄部９８ａおよびインク供給部９８ｂの下方には廃液受け部９８ｃが設けられている。なお、廃液受け部９８ｃは、廃液回収タンク９９に連結されている。

修復スタンプ６０は、スタンプ用治具６２に接続されている。また、スタンプ用治具６２は、移動装置１２０に接続されており、制御装置１１０による制御によって移動装置１２０を介して、スタンプ６０は移動して、所定の塗布動作を実行する。さらに、基板１２を保持するステージ９０も、制御装置１１０によって制御可能であり、加えて、ステージ９０およびスタンプ６０を共に、制御装置１１０によって連動して移動させることも可能である。具体的には、スタンプ６０を移動させる場合において、スタンプ６０を固定しておいて、代わりに、ステージ９０を移動させるような連動をさせることも可能である。

本実施形態の制御装置１１０には、図１３に示すように、記憶装置１１２、入力装置１１４、出力装置１１６が接続されている。制御装置１１０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算ユニット）から構成されている。記憶装置１１２は、ハードディスク、半導体メモリ、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）などである。入力装置１１４は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどであり、出力装置１１６は、表示デバイス（液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイなど）または印字デバイス（レーザプリンターなど）である。制御装置１１０、記憶装置１１２、入力装置１１４および出力装置１１６は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）によって構築することが可能である。

制御装置１１０に接続された記憶装置１１２には、配向膜修復プログラム１１３が格納されている。配向膜修復プログラム１１３は、修復装置３００の動作を制御するプログラムであり、ここには、修復スタンプ６０の移動を制御するプログラムが含まれている。本実施形態の配向膜修復プログラム１１３は、修復インク６１を供給するインク供給部９８ｂに修復スタンプ６０を移動するステップと、修復領域５５に修復スタンプ６０を配置するステップとを含む工程を修復装置３００に実行させるプログラムである。より具体的には、本実施形態の配向膜修復プログラム１１３は、図１２中の矢印９１から矢印９７（後述）および矢印５２に示した動作を実行させるプログラムである。

本実施形態の修復装置３００には、配向膜３０の欠損部位５０を検査する検査装置１３０が含まれている。検査装置１３０は、制御装置１１０に接続されており、検査装置１３０によって検出された欠損部位５０のデータは、制御装置１１０および記憶装置１１２に出力される。検査装置１３０は、撮像素子（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ）から構成されている。また、検査装置１３０には、撮像素子によって得られたイメージデータから欠損部位５０を検出するソフトウエアも含まれているが、このソフトウエアは、記憶装置１１２に格納することも可能である。また、欠損部位５０のデータから修復領域５５を規定する処理は、制御装置１１０で行うことも可能であるし、検査装置１３０で行うことも可能である。なお、検査装置１３０は、配向膜３０の欠損部位５０を検出することができる機能を有していれば、具体的な構成は特に限定されるものではなく、適宜好適なものを採用することができる。

なお、本実施形態の修復装置３００を構成する各要素（制御装置１１０など）の接続は、電気的接続に限らず、例えば、無線接続、光接続などを採用することが可能である。また、制御装置１１０と記憶装置１１２とを一体の構成にすることも可能であるし、入力装置１１４及び出力装置１１６とを一体の構成（例えば、タッチパネル式ディスプレイ）にすることも可能である。また、接続の一部をインターネットを経由したものにすることも可能であり、例えば、制御装置１１０と記憶装置１１２との間の接続をインターネットを経由するものにして、記憶装置１１２は、制御装置１１０とは離れた場所にあるサーバ内のハードディスクなどを使用することも可能である。

本実施形態の修復装置３００を用いて修復動作を実行する場合、以下のようにすればよい。なお、上述したように、修復スタンプ６０の移動は、制御装置１１０によって制御された移動装置１２０によって実行される。また、本実施形態の移動装置１２０は、修復スタンプ６０をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の何れにも移動させることが可能である。

図１２に示すように、まず、修復スタンプ６０の底面を洗浄部９８ａに接触させて（矢印９１参照）、修復スタンプ６０を洗浄する。洗浄部９８ａには、洗浄溶剤（例えば、Ｎ−メチルピロリドン）が含まれている。その後、洗浄された修復スタンプ６０を移動して（矢印９２参照）、次いで、修復スタンプ６０の底面をインク供給部９８ｂに接触させる（矢印９３参照）。すると、修復スタンプ６０に修復インク６１が付着する。

次に、修復インク６１が付着した修復スタンプ６０を移動させて、ステージ９０の上方に配置する（矢印９４参照）。次いで、修復スタンプ６０は、基板１２の修復領域５５に移動し（矢印９５）、そこで、修復工程が実行されて（矢印５２）、修復層３５が形成される。より詳細な修復工程の一例は、図５（ａ）から（ｃ）で説明した通りである。

その後、修復インク６１が無くなった修復スタンプ６０は移動し（矢印９６参照）、次の修復工程のために、インク供給部９８ｂまで戻っていく（矢印９７参照）。次の修復工程を開始する場合には、インク供給部９８ｂで修復インク６１を補給して（矢印９３参照）、以降は再び同様の処理を行えばよい。

例えば、図１４に示した例では、基板１２上に修復領域５５は２つ（５５ａ、５５ｂ）存在する。したがって、修復領域５５ａで１回修復工程を行い、次いで、修復領域５５ｂでもう１回修復工程を実行すればよい。

上述の実施形態では、例えば図２及び図３において、スリット３３およびリブ３４が形成された構造を示したが、本発明の実施形態に係る技術は、そのようなスリット３３およびリブ３４が形成されていない構造にも適用可能である。特に、光配向法を用いた配向膜（光配向膜）を有する液晶パネルの場合、スロットまたはリブを設けずに、優れた視野特性を達成することができる。さらに説明すると、本実施形態の配向膜３０として、光照射によって配向方向が規定されている光配向膜を使用することも可能である。すなわち、光配向法を用いて液晶分子のプレチルト方向を規定する手法を用いることもできる。光配向法は、光配向膜に偏光を照射することによってプレチルト角を設定するものである。光配向法では、光照射によって配向方向を規定する光照射ステップを行うので、ラビング法と異なり、非接触プロセスである。それゆえ、静電気の発生等が生じない利点を有している。

なお、配向膜３０の修復工程の後は、良品のアレイ基板１２と、良品のＣＦ基板１１とを対向させるとともに、ＣＦ基板１１とアレイ基板１２との間に液晶層１３を形成する。液晶層１３は、例えば、滴下注入法を用いて形成することができる。液晶層１３を挟むＣＦ基板１１とアレイ基板１２を含む構造体を形成した後は、ＣＦ基板１１とアレイ基板１２の外側に偏光板１７、１８を貼り付ける。ノーマリーホワイト型の場合には、偏光板１７、１８は、互いの偏光軸が直交するように配置される。このようにして、本実施形態の液晶パネル１０が得られる。

また、本発明の実施形態に係る技術は、液晶層１３を構成する液晶分子を垂直に配向させる液晶パネルに限らず、垂直配向タイプ以外の液晶パネルの配向膜３０の修復にも適用可能である。加えて、液晶表示装置１００のバックライト２０の構成は図１に示した直下型方式に限らず、他の構成（例えば、エッジライト方式）であっても構わない。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

本発明によれば、より容易に配向膜の欠損部位を修復することができる液晶パネルの製造方法を提供することができる。

１０ 液晶パネル
１１ ＣＦ基板
１２ アレイ基板
１５ シール材
１７、１８ 偏光板
２０ バックライト
２２ 光源
２４ ケース
２６ 光学シート
２８ フレーム
２９ ベゼル
３０ 配向膜
３１ 絶縁層
３２ 絶縁層
３３ スリット
３４ リブ
３５ 修復層
３５ａ 中央部（平担部）
３５ｂ 周縁部（突起部）
３６ カラーフィルタ
３７ 遮光層
４１ ソース配線
４２ ゲート配線
４４ スイッチング素子
４６ 画素電極
４８ 対向電極
５０ 欠損部位
５５ 修復領域
５７ 修復領域
６０ 修復スタンプ
６１ 修復インク
６２ スタンプ用治具
７０ 基板
７２ ヘッド部
７３ インクジェットヘッド
７３ａ ノズル
７４ ステージ
７６ 移動装置
７８ 制御装置
８０ 塗布液供給部
８２ 廃液部
８５ 供給配管
８６ 廃液配管
８７ 分岐配管
８８ バルブ
８９ 分岐配管
９０ ステージ
９８ 供給ボックス
９８ａ 洗浄部
９８ｂ インク供給部
９８ｃ 廃液受け部
９９ 廃液回収タンク
１００ 液晶表示装置
１１０ 制御装置
１１２ 記憶装置
１１３ 配向膜修復プログラム
１１４ 入力装置
１１６ 出力装置
１２０ 移動装置
１３０ 検査装置
２００ 塗布装置
３００ 修復装置

Claims (5)

1. 液晶パネルの製造方法であって、
   インクジェット方式で塗布液を吐出することによって基板の表面に配向膜を形成する工程と、
   修復インクを付与することによって前記配向膜の欠損部位を修復する工程と
   を含み、
   前記配向膜を形成する工程における前記塗布液は、
   前記配向膜を構成する材料からなる固形分と、
   前記固形分を溶解する強溶媒と、
   前記強溶媒よりも前記固形分に対する溶解性の劣る調整用溶媒と
   を含み、
   前記修復インクは、前記塗布液に含まれている前記固形分の濃度よりも低い固形分濃度を有し、かつ、
   前記修復インクは、前記塗布液における調整用溶媒に対する強溶媒の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）よりも低い溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）を有することを特徴とする、液晶パネルの製造方法。
2. 前記修復インクの固形分濃度は、前記塗布液の固形分濃度の１／１０以下である、請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
3. 前記塗布液における調整用溶媒に対する強溶媒の溶媒割合（強溶媒／調整用溶媒）は、５０／５０である、請求項１または２に記載の液晶パネルの製造方法。
4. 前記配向膜を構成する材料は、光配向性の材料である、請求項１から３の何れか一つに記載の液晶パネルの製造方法。
5. 前記光配向性の材料は、光配向性のポリイミド材料である、請求項４に記載の液晶パネルの製造方法。

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