液晶显示装置的制造方法

专利名称：液晶显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法。
背景技术：
作为实现薄型及轻量化的显示装置(所谓的平板显示器)，已竞相开发出具有液晶元件的液晶显示装置、具有自发光元件的发光装置、场致发射显示器(FED)等。液晶显示装置中，要求液晶分子的响应速度的高速化。液晶的显示模式多种多样， 其中，作为能够进行高速响应的液晶模式，可以举出FLC(Ferr0eleCtriC Liquid Crystal 铁电液晶)模式、OCB (Optical Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、以及使用呈现蓝相的液晶的模式。蓝相是呈现在螺旋间距较短的手性向列相和各向同性相之间的液晶相，其具有响应速度极高之类的特征。此外，当使用蓝相时，不需要取向膜并且视角较广，因此正在展开对实用化的研究开发。但是，因为蓝相只呈现在胆甾相和各向同性相之间的rc至；TC的温度范围内，所以有需要元件的精密的温度控制的问题。为了解决该问题，提出了通过进行高分子稳定化处理来扩大呈现蓝相的温度范围的方法(例如，参照专利文献1)。专利文献1 国际专利申请公开第2005/090520号

发明内容
高分子稳定化处理是如下处理通过对包含光固化树脂的液晶组合物照射光并利用光使光固化树脂聚合，来使液晶层稳定化。但是，由于难以在衬底表面内使光固化树脂均勻地聚合，并且若高分子的聚合不均勻，则液晶层中的取向状态也变得不均勻，因此导致不能稳定地呈现蓝相。于是，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够稳定地呈现蓝相的液晶显示装置的制造方法。所公开的发明的一个方式如下在制造具有能够呈现蓝相的液晶层的液晶显示装置时，通过在呈现各向同性的温度下对液晶组合物照射光，使包含在该液晶组合物中的光固化树脂聚合，并且在光照射处理中将液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相，来抑制表示蓝相以外的取向状态的缺陷(以下记为取向缺陷)。更具体而言，例如可以举出下述制造方法。本发明的一个方式是一种液晶显示装置的制造方法，其中，以夹着包含液晶组合物的液晶层的方式使用密封材料固定第一衬底和第二衬底，进行热处理使液晶层的取向状态成为各向同性相，对液晶层照射光以进行液晶层的高分子稳定化处理，并且在光照射中将液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。此外，本发明的另一个方式是一种液晶显示装置的制造方法，其中，在第一衬底上形成密封材料以形成框，将液晶组合物滴落在由密封材料形成的框中，在减压气氛下将第二衬底贴合到第一衬底，来形成液晶层，进行热处理使液晶层的取向状态成为各向同性相， 对液晶层照射光以进行液晶层的高分子稳定化处理，并且在光照射中将液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。此外，本发明的另一个方式是一种液晶显示装置的制造方法，其中，在第一衬底上形成密封材料以形成框状，通过光照射使密封材料预固化，将液晶组合物滴落在由预固化的密封材料形成的框中，在减压气氛下将第二衬底贴合到第一衬底，来形成液晶层，进行热处理使液晶层的取向状态成为各向同性相，对液晶层照射光使得密封材料完全固化并对液晶层进行高分子稳定化处理，并且在光照射中将液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。此外，本发明的另一个方式是一种液晶显示装置的制造方法，其中，在第一衬底上形成密封材料以形成框状，将液晶组合物滴落在由密封材料形成的框中，通过光照射使密封材料预固化，在减压气氛下将第二衬底贴合到第一衬底，来形成液晶层，进行热处理使液晶层的取向状态成为各向同性相，对液晶层照射光使得密封材料完全固化并对液晶层进行高分子稳定化处理，并且在光照射中将液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。在上述液晶显示装置的制造方法中，作为液晶组合物，可以使用包含液晶材料、手性试剂、光固化树脂及光聚合弓I发剂的组合物。在所公开的发明的一个方式中，作为液晶组合物使用在某个温度范围内呈现蓝相的材料。由于呈现蓝相的材料能够高速响应，因此能够实现液晶显示装置的高性能化。注意，本说明书中的液晶显示装置是指图像显示器件、显示器件或光源(包括照明装置)。此外，该液晶显示装置在其范畴中还包括以下模块安装有连接器诸如 FPC (Flexible Printed Circuit 柔性印刷电路)、TAB (Tape Automated Bonding:带式自动接合)带或TCP (Tape Carrier Package :带式载体封装)的模块；在TAB带或TCP的端部上设置有印刷线路板的模块；以及通过COG (Chip On Glass:玻璃覆晶封装)方式在设置有显示元件的衬底上直接安装有IC(集成电路)的模块。根据所公开的发明的一个方式，能够制造能够稳定地呈现蓝相的可靠性高的液晶显示装置。此外，能够提高制造液晶显示装置时的成品率。


图1为示出液晶显示装置的制造工序的一例的图；图2为液晶组合物的取向状态的模型图；图3为示出液晶显示装置的结构例子的图；图4为示出液晶显示装置的结构例子的图；图5为示出液晶显示装置的使用方式的一例的图；图6为示出液晶显示装置的使用方式的一例的图；图7为在实施例中制造的液晶显示装置的外观照片。
具体实施例方式下面，使用附图详细说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于下面所述的实施方式中记载的内容，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离发明的宗旨的条件下可以被变化为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定于下面所述的实施方式的记载内容。此外，根据不同的实施方式及实施例的结构可以适当地组合而实施。此外，在下面说明的发明的结构中，对同一部分及具有相同功能的部分使用同一附图标记，而省略其重复说明。实施方式1在本实施方式中，参照

液晶显示装置的制造方法的一例。注意，在本实施方式中虽然示出使用一对衬底制造出一个液晶显示装置的方法，但是本实施方式不局限于此，也可以采用使用大型衬底制造出多个液晶显示装置(即，将一个衬底分割成多个面板 (多面取D ))的方法。首先，准备第一衬底100，在该第一衬底100上形成密封材料102(参照图1A)。作为第一衬底100，可以使用诸如铝硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃等用于电子工业的玻璃衬底(也称为“无碱玻璃衬底”)、石英衬底、陶瓷衬底、塑料衬底、 SOI衬底等。也可以在这些衬底上设置有构成液晶显示装置的像素等的晶体管等元件。作为密封材料102，优选使用光固化树脂、热固化树脂或光热并用固化树脂等。例如，可以使用丙烯酸类树脂、环氧类树脂、丙烯酸酯类(氨酯丙烯酸酯)树脂、胺类树脂、混合了丙烯酸类树脂和环氧类树脂的树脂等。此外，还可以包含光(典型为紫外线)聚合引发剂、热固化剂、填料、偶联剂。另外，光固化树脂是指通过光照射进行固化的树脂，而热固化树脂是指通过热处理进行固化的树脂。此外，光热并用固化树脂是指通过光照射进行预固化，然后通过热处理进行完全固化的树脂。只要将密封材料102形成为框状(闭环状)即可。图IA示出将密封材料102形成为矩形的情况。但是，密封材料102的形状不局限于矩形，还可以形成为圆形、椭圆形或矩形以外的多角形等。接着，将液晶组合物106滴落在第一衬底100上且滴在密封材料102的内侧(框的内侧)(参照图1B)。作为液晶组合物106，可以使用呈现蓝相的液晶组合物。呈现蓝相的液晶组合物包含液晶材料、手性试剂、光固化树脂以及光聚合引发剂。注意，呈现蓝相的液晶组合物不需要在滴落于第一衬底100上的阶段呈现蓝相，而只要通过温度控制达到在某个温度下呈现蓝相即可。作为液晶材料，可以使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、铁电性液晶、反铁电性液晶等。手性试剂用来引起液晶材料的扭曲并使液晶材料取向为螺旋结构而呈现蓝相。作为手性试剂，使用具有手性中心的化合物，该化合物与液晶组合物的相容性良好且扭曲力强。此外，手性试剂是光学活性物质，其光学纯度越高越好，最优选为99%以上。光固化树脂可以是诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等单官能团单体；诸如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等多官能团单体；或上述物质的混合物。 此外，光固化树脂可以是具有液晶性或非液晶性的光固化树脂，或者是两者的混合物。作为光固化树脂，只要选择根据用于液晶组合物的光聚合引发剂起反应的波长的光以进行聚合的树脂即可，典型地可以使用紫外线固化树脂。作为光聚合引发剂，可以使用通过光照射产生自由基的自由基聚合引发剂、通过光照射产生酸的酸产生剂或通过光照射产生碱的碱产生剂。另外，图IB示出将一滴液晶组合物106滴落在密封材料102的内侧的情况。但是， 本实施方式所示的液晶显示装置的制造方法不局限于此，只要将所需量的液晶组合物106 滴落在密封材料102的内侧的所需地方即可，即，也可以将多滴液晶组合物106滴落在密封材料102的内侧的所需地方。接着，将第二衬底108贴合到第一衬底100(参照图1C)。第一衬底100和第二衬底108由密封材料102固定。通过贴合第一衬底100和第二衬底108，所滴落的液晶组合物106在密封材料102 的框中扩散，从而形成液晶层110。另外，由于液晶组合物106包含手性试剂，所以其粘度高。因此，在贴合第一衬底100和第二衬底108的阶段，会有液晶层110不扩散于密封材料 102的整个框中(不接触于密封材料10 的情况。第二衬底108可以使用与第一衬底100相同的材料。优选在减压气氛下贴合第一衬底100和第二衬底108。这是因为如下缘故通过在减压气氛下进行贴合，即使在贴合后暴露于大气的情况下，也可以将密封材料102的框内保持为减压状态，并且最终将液晶组合物106扩散至接触于密封材料102的区域。另外，也可以在将密封材料102形成于第一衬底100上后(图IA的工序后)或者在贴合第一衬底100和第二衬底108后(图IC的工序后)通过光照射或热处理使密封材料102预固化。通过使密封材料102预固化，在后面的热处理工序中能够防止由热变形导致的衬底的位置偏差。此外，由于密封材料102与衬底(第一衬底100及第二衬底108)之间的密合性提高，所以能够防止液晶组合物106越过密封材料而漏出到外部(框外)。另夕卜，通过在滴落液晶组合物106之前使密封材料102预固化，而在液晶组合物106接触于密封材料102的情况下能够降低杂质从密封材料102混入到液晶组合物106中。接着，对夹在第一衬底100与第二衬底108之间的液晶层110进行热处理，通过该热处理使液晶层110成为呈现各向同性相的液晶层112(参照图1D)。只要将热处理的温度设定为构成液晶层的液晶组合物能够呈现各向同性相的温度以上即可。作为热处理的方法，例如可以采用将衬底设置在具有加热器等热源的台上的方法。另外，当滴落液晶组合物时有时会在第一衬底100上形成滴下痕迹，但是如果使液晶组合物的温度比蓝相和各向同性相的相转变温度高10°C以上，则能够使该滴下痕迹消失，从而防止由滴下痕迹导致的液晶层的取向错乱，因而优选使液晶组合物的温度比蓝相与各向同性相的相转变温度高io°c 以上。另外，蓝相和各向同性相的相转变温度是指当升温时从蓝相转变到各向同性相的温度或者当降温时从各向同性相转变到蓝相的温度。然后，对呈现各向同性相的液晶层112进行高分子稳定化处理，进行包含在液晶组合物106中的光固化树脂的聚合，并且使液晶组合物106呈现蓝相。藉此，形成呈现蓝相的液晶层114(参照图1E)。可以通过对包含液晶材料、手性试剂、光固化树脂及光聚合引发剂的液晶组合物照射光固化树脂及光聚合引发剂起反应的波长的光以进行高分子稳定化处理。在进行光照射之前(进行高分子稳定化处理之前)，液晶组合物所包含的光固化树脂处于单体状态，而通过光照射，光固化树脂聚合而逐渐变成聚合物状态。蓝相和各向同性相的相转变温度不仅受液晶组合物中的液晶材料的影响，而且还受单体状态的光固化树脂的影响。另一方面，聚合物状态的光固化树脂不易影响到蓝相和各向同性相的相转变温度。因此，随着包含在液晶组合物中的聚合物状态的光固化树脂的比率通过光照射增加，蓝相和各向同性相的相转变温度以线形上升(或下降)。一般来说，通过包含单体状态的光固化树脂，蓝相和各向同性相的相转变温度下降。通过包含单体状态的光固化树脂，在本实施方式中使用的液晶组合物被调整为其蓝相和各向同性相的相转变温度比只包含液晶材料及手性试剂时的蓝相和各向同性相的相转变温度低。因此，通过光照射，聚合物状态的光固化树脂增加，从而液晶组合物的蓝相和各向同性相的相转变温度上升。图2示出在本实施方式中使用的液晶组合物的取向状态的模型图。在图2中，横轴表示对液晶组合物的光照射时间，纵轴表示液晶组合物的温度。此外，虚线200表示蓝相和各向同性相的相转变温度。此外，在图2中，Ta表示进行光照射之前的液晶组合物的蓝相和各向同性相的相转变温度。在本实施方式所示的液晶显示装置的制造方法中，对呈现各向同性相的液晶层 112即具有高于Ta的温度的液晶层照射光以进行高分子稳定化处理，并且在光照射处理中进行从各向同性相到蓝相的相转移。如上所述，由于在本实施方式中使用的液晶组合物，通过光照射，聚合物状态的光固化树脂增加，从而液晶组合物的蓝相和各向同性相的相转变温度上升，因此，例如，在对具有温度Tb的液晶层进行tl小时的光照射的情况下，如图2所示那样，通过光照射，以虚线200表示的蓝相和各向同性相的相转变温度也上升。因此，通过将液晶层的温度保持为Tb并进行光照射，当光照射结束时(经过tl时间时)能够形成呈现蓝相的液晶层114。据此，根据本实施方式所示的液晶显示装置的制造方法，能够同时 (以同一工序)进行光固化树脂的聚合与从各向同性相到蓝相的相转变。在对呈现蓝相的液晶层开始进行高分子稳定化处理的情况下，因为当呈现蓝相时由于起因于相转变的体积收缩而形成应力等应变集中的区域，所以当光照射时在该区域有时会产生取向缺陷。然而，如本实施方式所示，由于通过同时进行呈现蓝相处理和高分子稳定化处理(也可以说成光固化树脂的聚合)，因体积收缩而形成的应变分散到衬底的整个面内，因此能够抑制取向缺陷。此外，在对呈现蓝相的液晶层开始进行高分子稳定化处理的情况下，在进行高分子稳定化处理之前，为了使液晶层再次取向而将液晶层加热到各向同性相，然后将液晶层逐渐冷却到呈现蓝相的温度。在此，当逐渐冷却液晶层时，为了抑制取向缺陷而需要精确地进行温度控制。然而，根据本实施方式所示的液晶显示装置的制造方法，由于不需要进行复杂的温度控制而可以对加热到各向同性相的液晶组合物进行高分子稳定化处理，所以可以简化工序并提高成品率。再者，如果需要，由于也可以在加热到各向同性相后在呈现各向同性相的温度范围内进行迅速冷却，因此液晶显示装置的制造中的处理量也提高。在高分子稳定化处理后，进行密封材料102的固化处理。可以根据密封材料的材料适当地设定固化处理，例如，当使用热固化树脂作为密封材料102时，通过进行热处理使密封材料102固化。或者，当使用光固化树脂作为密封材料102时，通过照射具有该光固化树脂起反应的波长的光而使密封材料102固化。另外，当在将密封材料102形成于第一衬底100上后或者在贴合第一衬底100与第二衬底108后使密封材料102预固化时，可以通过该固化处理而使密封材料102完全固化。
另外，当使用光固化树脂作为密封材料102时，也可以在高分子稳定化处理的光照射工序中同时使密封材料102固化(或完全固化)。此外，当使用热固化树脂作为密封材料102时，也可以在用来呈现各向同性相的热处理中使密封材料102固化(完全固化)。 在这种情况下，可以减少固化处理工序，因此可以简化制造过程。另外，虽然未图示，但是在液晶显示装置中适当地设置光学薄膜等诸如偏振片、相位差板、抗反射膜等。例如，也可以使用利用偏振片及相位差板的圆偏振。此外，作为光源， 也可以采用背光灯、侧光灯等。在本说明书中，在液晶显示装置是通过透射来自光源的光来进行显示的透射型液晶显示装置(或半透射型液晶显示装置)的情况下，需要至少在像素区中使光透过。因此， 存在于光透过的像素区中的第一衬底、第二衬底或者薄膜诸如设置在第一衬底或第二衬底上的绝缘膜、导电膜等全部都对可见光的波长区域的光具有透光性。对液晶层施加电压的电极层(像素电极层、共同电极层、对置电极层等)优选具有透光性，但是也可以根据电极层的图案而使用金属膜等非透光性材料。电极层可以使用从氧化铟锡(ITO)、在氧化铟中混合了氧化锌(SiO)的导电材料、 在氧化铟中混合了氧化硅(SiO2)的导电材料、有机铟、有机锡、含有氧化钨的氧化铟、含有氧化钨的氧化铟锌、含有氧化钛的氧化铟、含有氧化钛的氧化铟锡、石墨烯、或者钨(W)、钼 (Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、钼(Pt)、 铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等的金属、其合金或其金属氮化物中选出的一种或多种来形成。此外，可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组合物形成电极层。 使用导电组合物形成的像素电极的薄层电阻优选为10000 Ω/ □以下，并且在波长为550nm 时的透光率优选为70%以上。此外，包含在导电组合物中的导电高分子的电阻率优选为 0. 1 Ω · cm 以下。作为导电高分子，可以使用所谓的π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物或者由苯胺、吡咯及噻吩中的两种以上构成的共聚物或其衍生物等。通过上述工序，可以制造本实施方式的液晶显示装置。使用本实施方式所示的制造方法制造的液晶显示装置是取向缺陷被抑制且能够稳定地呈现蓝相的可靠性高的液晶显示装置。此外，通过采用本实施方式，可以提高制造液晶显示装置时的成品率。另外，本实施方式可以与其他实施方式所记载的内容适当地组合而实施。实施方式2在本实施方式中，参照附图来说明在上述实施方式制造的液晶显示装置的一例。图3Α及;3Β是一种面板的俯视图，该面板使用密封材料4005将形成在第一衬底 4001上的晶体管4010、晶体管4011及液晶元件4013密封在第一衬底4001和第二衬底4006 之间。图3C相当于图3Α及;3Β的M-N的剖视图。以围绕设置在第一衬底4001上的像素部4002及扫描线驱动电路4004的方式设置有密封材料4005。此外，在像素部4002及扫描线驱动电路4004上设置有第二衬底4006。 像素部4002及扫描线驱动电路4004与呈现蓝相的液晶层4008 —起由第一衬底4001、密封材料4005及第二衬底4006密封。此外，在图3Α中，在第一衬底4001上的与由密封材料4005围绕的区域不同的区域中安装有使用单晶半导体膜或多晶半导体膜形成在另外准备的衬底上的信号线驱动电路4003。另外，图;3B是在第一衬底4001上由使用氧化物半导体的晶体管形成信号线驱动电路的一部分的例子，在第一衬底4001上形成信号线驱动电路4003b，并且在另外准备的衬底上安装有使用单晶半导体膜或多晶半导体膜形成的信号线驱动电路4003a。另外，对于另外形成的驱动电路的连接方法没有特别的限定，而可以采用COG方法、引线键合方法或TAB方法等。图3A是通过COG方法安装信号线驱动电路4003的例子， 而图:3B是通过TAB方法安装信号线驱动电路4003a的例子。此外，设置在第一衬底4001上的像素部4002及扫描线驱动电路4004包括多个晶体管。在图3C中例示像素部4002所包括的晶体管4010及扫描线驱动电路4004所包括的晶体管4011。在晶体管4010及晶体管4011上设置有绝缘层4020及绝缘层4021。对晶体管4010及晶体管4011没有特别的限定而可以采用各种晶体管。作为晶体管4010及晶体管4011的沟道层，可以使用硅(非晶硅、微晶硅或多晶硅)等半导体或氧化物半导体。 此外，在第一衬底4001上设置有像素电极层4030及共同电极层4031，并且像素电极层4030与晶体管4010电连接。液晶元件4013包括像素电极层4030、共同电极层4031 以及液晶层4008。此外，在包括呈现蓝相的液晶层4008的液晶显示装置中，可以采用通过产生与衬底大致平行(即，水平方向)的电场，在与衬底平行的面内使液晶分子移动，来控制灰度的方式。作为这种方式，在本实施方式中示出采用如图3C所示的用于IPSan Plane Switching:平面内切换)模式的电极结构的情况。另外，不局限于IPS模式而还可以采用用于FFS(Fringe Field Switching 边缘场切换)模式的电极结构。另外，作为第一衬底4001、第二衬底4006，可以使用具有透光性的玻璃、塑料等。 作为塑料，可以使用聚醚砜(PES)、聚酰亚胺、FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics 纤维增强塑料)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸树脂薄膜。此外，还可以使用具有将铝箔夹在PVF薄膜或聚酯薄膜之间的结构的薄片。此外，通过对绝缘膜选择性地进行蚀刻，可以形成为了控制液晶层4008的厚度 (单元间隙)而设置的柱状间隔物4035。另外，还可以使用球状间隔物代替柱状间隔物 4035ο在图3C中，以覆盖晶体管4010及晶体管4011的上方的方式在第二衬底4006—侧设置有遮光层4034。通过设置遮光层4034，可以进一步提高晶体管的稳定化的效果。该遮光层4034也可以设置在第一衬底4001 —侧。在此情况下，当从第二衬底4006 —侧照射光来进行高分子稳定化时，还能够使遮光层4034上的液晶组合物所包含的光固化树脂聚合。在将遮光层4034设置于第一衬底4001 —侧的情况下，也可以采用使用用作晶体管的保护膜的绝缘层4020覆盖遮光层4034的结构，但是没有特别的限定。另外，因为保护膜是用来防止悬浮在大气中的有机物、金属物、水蒸气等污染杂质侵入的膜，所以优选采用致密的膜。作为保护膜，可以通过溅射法以单层或叠层形成氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜、氧氮化铝膜或氮氧化铝膜。此外，也可以在形成保护膜之后，对半导体层进行300 0C至400 °C的热处理。像素电极层4030及共同电极层4031可以使用具有透光性的导电材料诸如包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、添加有氧化硅的氧化铟锡、石墨烯等来形成。此外，可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组合物形成像素电极层4030及共同电极层4031。此外，供应给另外形成的信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004或像素部 4002的各种信号及电位是从FPC4018供给的。此外，因为晶体管容易因静电等而损坏，所以优选将驱动电路保护用的保护电路与栅极线或源极线设置在同一衬底上。保护电路优选由使用氧化物半导体的非线性元件构成。在图3C中，连接端子电极4015由与像素电极层4030相同的导电膜形成，端子电极4016由与晶体管4010及晶体管4011的源电极层及漏电极层相同的导电膜形成。连接端子电极4015通过各向异性导电膜4019与FPC4018所具有的端子电连接。此外，虽然在图3中示出了另外形成信号线驱动电路4003并将它安装在第一衬底 4001上的例子，但是不局限于该结构。既可以另外形成扫描线驱动电路而安装，又可以另外仅形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分而安装。另外，对可以应用于本说明书所公开的液晶显示装置的晶体管的结构没有特别的限定，例如可以使用顶栅交错型结构、顶栅平面型结构、底栅交错型结构或者底栅平面型结构等。此外，晶体管可以具有形成有一个沟道区域的单栅极结构、形成有两个沟道区域的双栅极结构或形成有三个沟道区域的三栅极结构。或者，也可以采用具有隔着栅极绝缘层配置在沟道区域上下的两个栅电极层的双栅型。图4是液晶显示装置的剖面结构的一例，使用密封材料沈02固定元件衬底沈00 和对置衬底2601，并在其间设置包括晶体管等的元件层沈03及液晶层沈04。当进行彩色显示时，在背光部设置发射多种发光颜色的发光二极管。当采用RGB 方式时，将红色的发光二极管^10R、绿色的发光二极管^10G、蓝色的发光二极管^lOB分别设置在将液晶显示装置的显示区分割为多个区的分割区域内。在对置衬底沈01的外侧设置有偏振片沈06，在元件衬底沈00的外侧设置有偏振片沈07及光学薄片沈13。光源由红色的发光二极管^10R、绿色的发光二极管^10G、蓝色的发光二极管^lOB以及反射板沈11构成，设置在电路衬底沈12上的LED控制电路四12 通过柔性布线衬底沈09与元件衬底沈00的布线电路部沈08连接，并且在其中还组装有控制电路及电源电路等的外部电路。通过利用该LED控制电路四12分别使LED发光，可以实现场序制方式的液晶显示
直ο本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。实施方式3对用于本说明书所公开的液晶显示装置所具有的晶体管的半导体层的半导体材料没有特别的限定。在本实施方式中说明可以用于晶体管的半导体层的材料的例子。作为形成半导体元件所具有的半导体层的材料，可以使用如下材料使用以硅烷或锗烷为代表的半导体材料气体通过气相生长法或溅射法来制造的非晶(非晶态，下文中也称为“AS”)半导体；利用光能或热能使上述非晶半导体结晶化而形成的多晶半导体；微晶(也称为半非晶或微结晶，下文中也称为“SAS”)半导体等。可以通过溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等形成半导体层。在考虑吉布斯自由能时，微晶半导体膜属于介于非晶和单晶之间的中间亚稳态。 艮口，微晶半导体膜是处于自由能稳定的第三态的半导体，并且具有短程有序和晶格畸变。柱状或针状晶体在相对于衬底表面的法线方向上生长。作为微晶半导体的典型例子的微晶硅，其拉曼光谱向比表示单晶硅的520CHT1低的低波数一侧偏移。亦即，微晶硅具有位于表示单晶硅的520CHT1和表示非晶硅的480CHT1之间的峰。此外，微晶半导体膜包含至少1原子％或其以上的氢或卤素，以终结悬空键。再者，通过包含氦、氩、氪、氖等的稀有气体元素来进一步促进晶格畸变，提高稳定性而得到优良的微晶半导体膜。该微晶半导体膜可以通过频率为几十MHz至几百MHz的高频等离子体CVD法或频率为IGHz以上的微波等离子体CVD装置形成。典型地，可以利用用氢稀释的诸如SiH4、 Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3、SiCl4, SiF4等氢化硅形成该微晶半导体膜。此外，除了氢化硅及氢之外，还可以使用选自氦、氩、氪、氖中的一种或多种稀有气体元素进行稀释来形成微晶半导体膜。在上述情况下，将氢对氢化硅的流量比设定为5倍以上且200倍以下，优选设定为 50倍以上且150倍以下，更优选设定为100倍。作为非晶态半导体，典型地可以举出氢化非晶硅，作为结晶半导体，典型地可以举出多晶硅等。多晶硅包括作为其主要材料使用、以800°C以上的处理温度形成的多晶硅， 即所谓的高温多晶硅；作为其主要材料使用、以600°C以下的工序温度形成的多晶硅，即所谓的低温多晶硅；利用促进结晶化的元素等而使非晶硅结晶化了的多晶硅等。当然，如上所述，也可以使用微晶半导体或在半导体层的一部分包括结晶相的半导体。此外，除了硅(Si)、锗(Ge)等的单质之外，还可以使用化合物半导体如GaAs、hP、 SiC、ZnSe, GaN、SiGe等作为半导体的材料。在将结晶半导体膜用于半导体层的情况下，作为所述结晶半导体膜的制造方法， 可以采用各种方法(激光结晶化法、热结晶化法、或使用促进结晶化的元素如镍等的热结晶化法等)。此外，也可以通过对作为SAS的微晶半导体进行激光照射实现结晶化，以提高结晶性。在不引入促进结晶化的元素的情况下，在对非晶硅膜照射激光之前，在氮气氛下以 500°C加热一小时，释放氢直到在非晶硅膜中包含的氢浓度达到lXKTatoms/cm3以下。这是因为若将激光照射到包含较多氢的非晶硅膜则会损坏非晶硅膜的缘故。作为将金属元素引入到非晶半导体膜中的方法，只要是能使该金属元素存在于非晶半导体膜的表面或其内部的方法即可，没有特别的限定，例如可以采用溅射法、CVD法、等离子体处理法(包括等离子体CVD法)、吸附法、涂敷金属盐的溶液的方法。在这些方法中， 使用溶液的方法简便，并且在容易调整金属元素的浓度方面是有用的。此外，此时，优选采用在氧气氛下的UV光的照射、热氧化法、或者使用包含羟基的臭氧水或过氧化氢溶液的处理等形成氧化膜，以改善非晶半导体膜表面的可湿性来将水溶液遍及到非晶半导体膜的整个表面。此外，也可以在使非晶半导体膜结晶化来形成结晶半导体膜的结晶化工序中，将促进结晶化的元素(也表示为催化剂元素、金属元素)添加到非晶半导体膜，并进行热处理 (550°C至750°C，3分钟至M小时)以实现结晶化。作为促进结晶化的元素，可以使用选自铁(Fe), Il (Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钼(Pt)、铜(Cu)、以及金(Au)中的一种或多种。以接触结晶半导体膜的方式形成包含杂质元素的半导体膜，并且使该半导体膜发挥吸杂装置的功能，以便从结晶半导体膜中去除或减少促进结晶化的元素。作为杂质元素， 可以使用赋予η型的杂质元素、赋予ρ型的杂质元素或稀有气体元素等，例如可以使用选自磷(P)、氮(N)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe) 中的一种或多种。以与包含促进结晶化的元素的结晶半导体膜接触的方式形成包含稀有气体元素的半导体膜，并进行热处理(550°C至750°C，3分钟至M小时)。包含在结晶半导体膜中的促进结晶化的元素移动到包含稀有气体元素的半导体膜中，从而结晶半导体膜中的促进结晶化的元素被去除或减少。然后，去除用作吸杂装置的包含稀有气体元素的半导体膜。非晶半导体膜的结晶化可以通过组合热处理和激光照射来实现，或者可以分别多次进行热处理或激光照射来实现。此外，也可以利用等离子体法将结晶半导体膜直接形成在衬底上。此外，也可以利用等离子体法将结晶半导体膜选择性地形成在衬底上。此外，也可以将氧化物半导体用于半导体层。例如，还可以使用氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等。在将SiO用于半导体层的情况下，可以使用t03、Al203、Ti02、这些的叠层等作为栅极绝缘层，并且，可以使用IT0、Au、Ti等作为栅电极层、源电极层、漏电极层。此外，也可以向SiO中添加In、fei等。作为氧化物半导体，可以使用以InMO3 (ZnO)m(m>0)表示的薄膜。其中，M表示选自镓(Ga) (Fe)Jf (Ni)、猛(Mn)及钴(Co)中的一种金属元素或多种金属元素。例如， 作为M,除了 ( 的情况之外，还有( 及Ni、Ga及狗等的包含( 之外的上述金属元素的情况。此外，在上述氧化物半导体中，除了作为M包含的金属元素之外，有时还包含作为杂质元素的如 ^、Μ或其他过渡金属元素；或者该过渡金属的氧化物。例如，作为氧化物半导体层，可以使用h-Ga-Si-O类非单晶膜。作为氧化物半导体层(InM03(Zn0)m(m>0)膜)，可以使用以M为其他金属元素的 InMO3 (ZnO) m(m > 0)膜代替 h-Ga-Si-O 类非单晶膜。本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。实施方式4本说明书所公开的液晶显示装置可以应用于各种电子设备(也包括游戏机)。作为电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的监视器、数码相机及数码摄像机等的影像拍摄装置、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、 移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹子机等大型游戏机等。图5A示出电子书阅读器(也称为E-book)，可以具有框体9630、显示部9631、操作键9632、太阳能电池9633以及充放电控制电路9634。图5A所示的电子书阅读器可以具有如下功能显示各种各样的信息(静态图像、动态图像、文字图像等)；将日历、日期或时刻等显示在显示部上；对显示在显示部上的信息进行操作或编辑；通过各种各样的软件(程序)控制处理等。另外，在图5A中，作为充放电控制电路9634的一例，示出具有电池9635 和DCDC转换器(以下简称为转换器)9636的结构。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示部9631，可以提供可靠性高的电子书阅读器。
通过采用图5A所示的结构，在将半透过型液晶显示装置或反射型液晶显示装置用于显示部9631的情况下，可以设想电子书阅读器在较明亮的情况下也被使用，可以高效地进行利用太阳能电池9633的发电以及对电池9635的充电，所以是优选的。另外，太阳能电池9633是优选的，因为它可以适当地设置在框体9630的空余空间(表面或背面)而高效地进行对电池9635的充电。另外，当使用锂离子电池作为电池9635时，有可以实现小型化等的优点。此外，参照图5B所示的方框图来说明图5A所示的充放电控制电路9634的结构及工作。图5B示出太阳能电池9633、电池9635、转换器9636、转换器9637、开关SWl至SW3、 显示部9631，并且，电池9635、转换器9636、转换器9637、开关SWl至SW3相当于充放电控制电路9634。首先，说明在利用外光使太阳能电池9633发电时的工作的实例。利用转换器9636 对太阳能电池9633所发的电力进行升压或降压，以得到用来对电池9635进行充电的电压。 而且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时，使开关SWl导通，并且利用转换器9637将其升压或降压到显示部9631所需要的电压。此外，当不进行显示部9631 上的显示时，使SWl截止并使SW2导通，而对电池9635进行充电，只要具有上述结构即可。接着，说明当不进行利用外光由太阳能电池9633进行发电时的工作的实例。通过使SW3导通并且利用转换器9637对电池9635所蓄的电力进行升压或降压。于是，当显示部9631工作时，将利用来自电池9635的电力。注意，虽然作为充电方法的一例而示出太阳能电池9633，但是也可以利用其他方法对电池9635进行充电。此外，也可以组合其他充电方法进行充电。图6A示出笔记本个人计算机，其由主体3001、框体3002、显示部3003以及键盘 3004等构成。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示部3003，可以提供可靠性高的笔记本个人计算机。图6B示出便携式信息终端(PDA)，在主体3021中设置有显示部3023、外部接口 3025以及操作按钮30M等。此外，还具备操作便携式信息终端的触屏笔3022。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示部3023，可以提供可靠性高的便携式信息终端 (PDA)。图6C示出电子书阅读器的一例。例如，电子书阅读器2700由两个框体，即框体 2701及框体2703构成。框体2701及框体2703通过轴部2711形成为一体，且可以以该轴部2711为轴进行开闭工作。通过采用这种结构，可以进行如纸的书籍那样的工作。框体2701组装有显示部2705，而框体2703组装有显示部2707。显示部2705及显示部2707的结构既可以是显示连屏画面的结构，又可以是显示不同画面的结构。通过采用显示不同画面的结构，例如可以在右边的显示部(图6C中的显示部2705)中显示文章， 而在左边的显示部(图6C中的显示部2707)中显示图像。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示部2705及显示部2707，可以提供可靠性高的电子书阅读器。此外，在图6C中示出框体2701具备操作部等的例子。例如，在框体2701中具备电源开关2721、操作键2723、扬声器2725等。利用操作键2723可以翻页。另外，也可以采用在与框体的显示部同一平面上设置键盘、定位装置等的结构。此外，也可以采用在框体的背面或侧面具备外部连接端子(耳机端子、USB端子等)、记录介质插入部等的结构。再者，电子书阅读器2700也可以具有电子词典的功能。此外，电子书阅读器2700也可以采用能够以无线的方式收发信息的结构。还可以采用以无线的方式从电子书阅读器服务器购买所希望的书籍数据等，然后下载的结构。图6D示出移动电话，其由框体观00及框体观01的两个框体构成。框体观01具备显示面板观02、扬声器观03、麦克风观04、定位装置观06、影像拍摄用镜头观07、外部连接端子观08等。此外，框体观00具备对移动电话进行充电的太阳能电池观10、外部储存槽观11等。此外，天线内置于框体观01内部。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示面板观02，可以提供可靠性高的移动电话。此外，显示面板观02具备触摸屏，图6D中使用虚线示出作为映像而被显示出来的多个操作键观05。另外，还安装有用来将由太阳能电池观10输出的电压升压到各电路所需的电压的升压电路。显示面板观02根据使用方式适当地改变显示的方向。此外，由于在与显示面板 2802同一面上设置有影像拍摄用镜头观07，所以可以实现可视电话。扬声器观03及麦克风观04不局限于音频通话，还可以进行可视通话、录音、再现等。再者，滑动框体观00和框体观01而可以从如图6D那样的展开状态变成重叠状态，从而可以实现适于携带的小型化。外部连接端子观08可以与AC适配器及各种电缆如USB电缆等连接，并且可以进行充电及与个人计算机等的数据通讯。此外，通过将记录媒体插入外部储存槽观11中，可以应对更大量数据的保存及移动。此外，也可以是除了上述功能以外还具有红外线通信功能、电视接收功能等的移动电话。图6E示出数码摄像机，其由主体3051、显示部A 3057、取景器3053、操作开关 3054、显示部B 3055以及电池3056等构成。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示部A 3057及显示部B 3055，可以提供可靠性高的数码摄像机。图6F示出电视装置的一例。在电视装置9600中，框体9601中组装有显示部9603。 通过显示部9603可以显示映像。此外，在此示出利用支架9605支撑框体9601的结构。通过将上述实施方式所示的液晶显示装置应用于显示部9603，可以提供可靠性高的电视装置。可以通过利用框体9601所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机进行对电视装置9600的操作。或者，也可以采用在遥控操作机中设置显示部的结构，该显示部显示从该遥控操作机输出的信息。另外，电视装置9600采用具备接收机、调制解调器等的结构。可以通过接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器以有线或无线方式连接到通信网络，从而也可以进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间或在接收者之间等)的信
息ifif曰ο本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。实施例在本实施例中，同时使用比较例来说明采用实施方式1制造的液晶显示装置。下面示出在本实施例中使用的有机化合物的结构式。
权利要求
1.一种液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤以夹着包含液晶组合物的液晶层的方式设置使用密封材料将彼此固定的第一衬底和第二衬底；进行热处理使所述液晶层的取向状态成为各向同性相；以及对所述液晶层照射光以对所述液晶层进行高分子稳定化处理，其中，在所述光照射中将所述液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的制造方法，其中，所述组合物包含液晶材料、 手性试剂、光固化树脂及光聚合弓I发剂。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置的制造方法，其中，利用光使所述光固化树脂聚合。
4.一种液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤 在第一衬底上形成密封材料以形成框；将液晶组合物滴落在由所述密封材料形成的所述框中；在减压气氛下将第二衬底贴合到所述第一衬底以形成液晶层；进行热处理使所述液晶层的取向状态成为各向同性相；以及对所述液晶层照射光以对所述液晶层进行高分子稳定化处理，其中，在所述光照射中将所述液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置的制造方法，其中，所述组合物包含液晶材料、 手性试剂、光固化树脂及光聚合弓I发剂。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置的制造方法，其中，利用光使所述光固化树脂聚合。
7.一种液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤 在第一衬底上形成密封材料以形成框；通过光照射使所述密封材料预固化；将液晶组合物滴落在由预固化的所述密封材料形成的所述框中； 在减压气氛下将第二衬底贴合到所述第一衬底以形成液晶层； 进行热处理使所述液晶层的取向状态成为各向同性相；以及对所述液晶层照射光使得所述密封材料完全固化并对所述液晶层进行高分子稳定化处理，其中，在所述光照射中将所述液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置的制造方法，其中，所述组合物包含液晶材料、 手性试剂、光固化树脂及光聚合弓I发剂。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置的制造方法，其中，利用光使所述光固化树脂聚合。
10.一种液晶显示装置的制造方法，包括如下步骤 在第一衬底上形成密封材料以形成框；将液晶组合物滴落在由所述密封材料形成的所述框中； 通过光照射使所述密封材料预固化；在减压气氛下将第二衬底贴合到所述第一衬底以形成液晶层；进行热处理使所述液晶层的取向状态成为各向同性相；以及对所述液晶层照射光使得所述密封材料完全固化并对所述液晶层进行高分子稳定化处理，其中，在所述光照射中将所述液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。
11.根据权利要求10所述的液晶显示装置的制造方法，其中，所述组合物包含液晶材料、手性试剂、光固化树脂及光聚合弓I发剂。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置的制造方法，其中，利用光使所述光固化树月旨聚合。
全文摘要
本发明制造一种能够稳定地呈现蓝相的液晶显示装置。以夹着包含液晶组合物的液晶层的方式使用密封材料固定第一衬底和第二衬底，进行热处理使液晶层的取向状态成为各向同性相，通过对液晶层照射光进行液晶层的高分子稳定化处理，并且在光照射中将液晶层的取向状态从各向同性相转变到蓝相。藉此，来制造表示蓝相以外的取向状态的缺陷(取向缺陷)被抑制的液晶显示装置。
文档编号G02F1/1333GK102486585SQ201110407810
公开日2012年6月6日 申请日期2011年11月29日 优先权日2010年11月30日
发明者中野贤, 久保田大介, 山下晃央 申请人:株式会社半导体能源研究所