JP2001330840A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
液晶表示素子の製造方法Info
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- JP2001330840A JP2001330840A JP2000146429A JP2000146429A JP2001330840A JP 2001330840 A JP2001330840 A JP 2001330840A JP 2000146429 A JP2000146429 A JP 2000146429A JP 2000146429 A JP2000146429 A JP 2000146429A JP 2001330840 A JP2001330840 A JP 2001330840A
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Abstract
が均等に広がらずに液晶セル内に真空空間が残留するの
を防止し、液晶表示素子の表示品位向上を図る。 【解決手段】 アレイ基板11にシール剤14を塗布
し、次いでスリットスキージ装置25によりシール剤1
4に囲われる画素エリア[A]内に液晶17を薄膜状に
滴下塗布する。そして減圧下でアレイ基板11及び対向
基板12を貼り合わせ、その後大気中に戻して、液晶1
7を、液晶セル内に真空空間を残留する事無く均一に封
入する。
Description
造方法に関する。
して成る液晶表示素子にあっては、従来液晶を封入する
方法として、基板対をシール剤により貼り合わせ液晶セ
ルを組み立てた後、シール剤に形成される注入口から液
晶を注入し更に接着剤等で注入口を封止する注入法、あ
るいは図10に示すようにいずれか一方の基板1にシー
ル剤にて注入口を有しないシールパターン2を形成し、
シール剤で囲まれる領域に所定量の液晶3を水滴状に滴
下した後、液晶セル内に気泡が残らないよう減圧下にて
もう一方の基板4とスペーサを介して貼り合わせ、その
後シールパターン2を硬化する滴下法が適用されてい
た。
は、基板を貼り合わせ液晶セルを形成した後に、狭い注
入口から液晶を注入するため、シール剤の硬化から液晶
の注入完了に至るまでに極めて長時間を要し、生産性に
著しく劣ると言う問題を有していた。又、液晶注入後に
封止材により注入口を封止しているため注入口近傍の液
晶表示素子内に特異点を生じ、これが白ズミの原因に成
り表示品位を低下するという問題も生じていた。更に、
封止材の接着性が悪い場合には剥がれを生じたり、ある
いは封止時に気泡を生じ易いという問題も有していた。
法が検討されている。この滴下法は、その製造工程にて
基板の一方に液晶を水滴状に滴下した後、もう一方の基
板と対向配置し真空環境下で両基板を貼り合わせ、その
後大気圧環境に戻すものである。この結果、液晶セル内
外の圧力差により水滴状に滴下した液晶が液晶セル内に
押し広げられ、隣り合った液晶が接触され、真空の空間
を液晶により埋めることにより液晶セル内に液晶を均一
に封入するものである。
真空環境下から大気圧環境下に戻した瞬間は液晶セル内
外の圧力差が大きいので液晶が勢いよく広がるものの、
広がった液晶によって液晶セル内の真空空間が埋められ
ていくと、真空であった液晶セル内の容積が減少して液
晶セル内の真空度が低くなり、大気圧との圧力差が小さ
くなる事から液晶が押し広げられる力が次第に弱くな
る。そのため隣り合う滴下された液晶が接触する最も遠
い点まで液晶が広がらずに真空空間が残留するという現
象を来たし表示不良空間を生じてしまい、均一で良好な
表示品位を得られないという問題を生じていた。
で、滴下法での液晶封入時に、液晶セル内に、液晶が存
在しない真空空間を残留してしまう事がなく、表示エリ
ア全面にわたり均一で良好な表示品位を得られることに
より、製造時間の短縮を図る滴下法での液晶の封入工程
を実現可能にする液晶表示素子の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
するための手段として、対向配置される一対の基板のど
ちらか一方に液晶を封止するためのシール剤を塗布する
第1の工程と、前記一対の基板のどちらか一方であって
前記シール剤に囲まれる領域内に前記液晶を薄膜状に滴
下する第2の工程と、この第2の工程終了後、前記一対
の基板を減圧下で所定の間隙を保持するよう前記シール
剤にて貼り合せる第3の工程と、この第3の工程終了
後、前記シール剤を硬化させる第4の工程とを実施する
ものである。
時に液晶セル内に真空空間を残留する事無く良好な表示
品位を得られ、滴下法での液晶の封入を実現可能にし、
液晶表示素子の製造時間を短縮し、その生産性向上を図
るものである。
す第1の実施の形態を参照して説明する。10は液晶表
示素子であり、ガラス基板上に画素電極(図示せず)、
対向電極(図示せず)をそれぞれ設けてなるアレイ基板
11及び対向基板12は、その上に配置される配向膜1
3をそれぞれラビング処理後、例えば紫外線硬化型樹脂
等からなるシール剤14にて、スペーサ16により所定
のギャップを隔てて貼り合され、シール剤14に囲繞さ
れる領域に液晶17が封入されて成っている。
述べる。例えば画素電極を有する画素エリア[A]が1
3.3インチのアレイ基板11と対向電極を有する対向
基板12を形成後、夫々に例えばポリイミドを塗布し更
に約250℃で30分の熱処理を行い膜厚1000オン
グストロームの配向膜13を焼成し、冷却後ラビング布
等で所定方向にラビング処理する。
イ基板11に塗布断面積が約5000〜10000μm
2の範囲で画素エリア[A]を囲うようにアクリル等か
らなる紫外線硬化型のシール剤14を例えばシリンジで
塗布し、枠状の堰を形成する。他方対向基板12にはア
レイ基板11及び対向基板12の間隔を所定の一定のギ
ャップ幅に保持するための例えばφ5μmのスペーサ1
6を200個数/mm 2散布する。
まれた画素エリア[A]内に、液晶17を薄膜状に滴下
塗布する。この液晶17の滴下塗布は、例えば図3に示
すスリットスキージ装置25によりスリット(図示せ
ず)を設けたスキージ26を用いて行う。スキージ26
はスリット幅180mmでオリフィス27の幅10μm
で実施した。液晶導入口28から液晶17を一定の圧力
にて印加し、アレイ基板11とスキージ26の下端との
間隔をギャップセンサ30にて測定し、アレイ基板11
とスキージ26の下端との間隔が一定となるように制御
する。
ないXYステージ上に設置し、スキージ26からの液晶
吐出レート0.03cm3/sec、XYステージの走
査速度2cm/secに設定し液晶の吐出を実施した。
結果、アレイ基板11に滴下される液晶17の膜厚は約
6.6μmとされる。薄膜状の液晶17の膜厚の精度は
約±2%の精度であった。
[A]の面積と液晶セルを構成するアレイ基板11及び
対向基板12間のギャップにより決定される。例えば画
素エリア[A]が13.3インチで両基板11、12の
間隔が5μmである時の液晶17を塗布する総量の目標
値は約280mlである。この際実際に滴下される液晶
の総量は目標値の±3%以内が理想とされる。
より3%以上多いと、アレイ基板11及び対向基板12
を真空中にて貼り合わせ大気圧に戻した後、両基板1
1、12間を所定のギャップにするために加圧する際
に、スペーサ16の高さに達する前にシール剤14に囲
われた液晶セルの内部に液晶17が満たされてしまう。
そしてシール剤14が硬化前であるために、液晶17が
シール剤14にて形成した堰を決壊して液晶セルの外部
にあふれ出てしまう。このためシール剤14を硬化した
際、液晶17があふれ出した部分の接着不良により液晶
セルの組み立て強度が著しく損なわれ信頼性を損なって
しまう。
より3%以上少ないと、アレイ基板11及び対向基板1
2を真空中にて貼り合わせ大気圧に戻した後、両基板1
1、12間を所定のギャップにするために加圧する際
に、シール剤14に囲われた液晶セルの内部の真空空間
を埋めるだけの液晶が足りなく成ってしまう、その結
果、最終的に完成された液晶表示素子10の画素エリア
[A]にて両基板11、12間に液晶17の満たされな
い真空空間が残留し、著しい表示不良を生じてしまっ
た。
部分では、端部の膜厚が安定せず、なだらかに膜が切れ
るため、液晶17はレイ基板11上に形成されたシール
剤14より約10mm離したところに端部が来るように
薄膜状の滴下塗布を実施した。
μm、薄膜のサイズは縦約183mm、横約230mm
であった。
状に滴下する一方、対向基板12にスペーサ16を散布
した状態で組み立て装置40により両基板11、12を
貼り合せ液晶表示素子10を組立てる。即ち1Torr
の真空槽41内でアレイ基板11をXYZ方向に調整可
能な下ステージ42に真空吸着する一方、対向基板12
をXYZ方向に調整可能な上ステージ43に真空吸着
し、両基板11、12を離間した状態で上下ステージ4
2、43を移動して位置合わせを行う。次いで両基板1
1、12を40kgfの圧力で加圧し、両基板11、1
2の貼り合わせを行う。
12を大気中に戻すと液晶セル内外の圧力差によって液
晶17が広がり液晶セル内の真空空間を埋める。次いで
両基板11、12間を所定の5μmのギャップ幅にする
ように約300kgfにて加圧し、シール剤14を硬化
させるために下ステージ42に内蔵される紫外線照射ラ
ンプ42aにより紫外線を約3000mJ/cm2照射
してシール剤14を硬化させて液晶表示素子10を完成
する。
る液晶封入時、減圧下でアレイ基板11及び対向基板1
2を貼り合わせた後に大気圧に戻した時、液晶セル内に
真空空間が残留する事が無く、液晶17は液晶セル内で
均一に広がり、良好な表示品位の液晶表示素子10を得
られる。従って滴下法での液晶の封入を実現可能にし液
晶表示素子の製造時間の短縮による生産性向上を図る。
態を参照して説明する。この第2の実施の形態は、第1
の実施の形態において、アレイ基板への液晶の滴下をイ
ンクジェット方式で行うものであり、他は第1の実施の
形態と同一であることから同一部分については同一符号
を付しその説明を省略する。
のシール剤14にて囲まれた画素エリア[A]内への液
晶17の薄膜状の滴下塗布は、図5に示すインクジェッ
ト方式の液晶塗布ヘッド18を用いて行う。液晶塗布ヘ
ッド18はノズルブロック20内にピエゾ素子21を板
バネ状のスプリング22にて上部に固定した形となって
いる。ノズルブロック20内のスプリング22の下の空
間に液晶導入口23より液晶17を注入し、ピエゾ素子
21を振動させることによりノズル口24より液晶17
を吐出させる構造となっている。
ばノズル口の径が50μmであり、これが200μmピ
ッチにて70個並んだ、塗布幅が約14mmとされてい
る。この液晶塗布ヘッド18のピエゾ素子21に電圧を
1000mV印可し、50Hzの周波数を印可すること
により液晶17は噴霧状に吐出する事が出来る。液晶1
7滴下時、シール剤14を塗布されたアレイ基板11を
図示しないXYステージ上に設置し、XYステージを走
査させながら、液晶塗布ヘッド18から液晶17を噴霧
し、アレイ基板11上に液晶17を薄膜状に滴下塗布し
て行く。この時のXYステージの走査速度を例えば50
mm/secとすると、アレイ基板11に滴下される液
晶17の膜圧は約6.7μmとされ所望の液晶17の滴
下量を得られる。
装置40により1Torrの真空槽41内でアレイ基板
11と対向基板12を40kgfの圧力で加圧して貼り
合わせ、この後両基板11、12を大気中に戻すと、液
晶セル内外の圧力差によって液晶17は真空空間を残留
する事無く液晶セル内に広がる。次いで両基板11、1
2を300kgfの圧力で加圧し、紫外線を約3000
mJ/cm2照射してシール剤14を硬化させて液晶表
示素子10を完成する。
の形態と同様、滴下法による液晶封入時、液晶セル内に
真空空間が残留する事が無く、液晶17は液晶セル内で
均一に広がり、良好な表示品位の液晶表示素子10を得
られ、滴下法での液晶の封入が実現可能となる。
実施の形態を参照して説明する。この第3の実施の形態
は、第1の実施の形態において、マザーガラス基板に2
面分のアレイ基板及び対向基板を形成しそれらの貼り合
わせを行う。且つアレイ基板及び対向基板を貼り合せる
時に、基板の同一平面に異なる複数の圧力を同時に加え
るものである。他は第1の実施の形態と同一であること
から同一部分については同一符号を付しその説明を省略
する。
300×0.7mmのマザーガラス基板51上に、成膜
技術及びフォトリソグラフィ技術を繰り返し、320×
240ドットのマトリクス状の画素電極(図示せず)を
有するアレイ基板52を2面形成する一方、300×3
00×0.7mmのマザーガラス基板53上に、平面状
の対向電極(図示せず)を有する対向基板54を2面形
成する。更にアレイ基板52及び対向基板54に例えば
ポリイミドを塗布し更に約250℃で30分の熱処理を
行い膜厚1000オングストロームの配向膜(図示せ
ず)を焼成し、冷却後ラビング処理する。
イ基板52に、画素エリア[B]を囲うように例えばア
クリルからなる紫外線硬化型のシール剤56を例えばシ
リンジで塗布して枠状の堰を形成する。他方対向基板5
4にはアレイ基板52及び対向基板54の間隔を所定の
一定のギャップ幅に保持するための例えばφ5μmのス
ペーサ16を200個数/mm2散布する。
を用いて、アレイ基板52のシール剤56に囲まれた画
素エリア[B]内に、液晶57を膜厚約6.6μmの薄
膜状に滴下塗布する。一方、対向基板12にスペーサ
(図示せず)を散布した状態で図7に示す組み立て装置
31により両マザーガラス基板51、53を貼り合せシ
ール剤56を硬化後1面づつに切り離して液晶表示素子
58を組み立てる。
Z方向に調整可能でありマザーガラス基板51を真空吸
着する下ステージ33及びXYZ方向に調整可能であり
マザーガラス基板53を真空吸着する上ステージ34を
有している。下ステージ33内には紫外線照射ランプ3
6が内蔵されている。
る領域を加圧する第1枠加圧ステージ37及びこの第1
枠加圧ステージ37外周であってシール剤56の外側の
領域を加圧する第2枠加圧ステージ38の二重枠構造と
なっていて、第1枠加圧ステージ37及び第2枠加圧ス
テージ38はそれぞれ異なる加圧力での加圧が可能とさ
れる。これにより加圧時、マザーガラス基板51、53
平面には、第1枠加圧ステージ37による加圧と、第2
枠加圧ステージ38による加圧の複数の加圧が同時に加
えられる様になっている。
0.1Torrの真空槽32内にてマザーガラス基板5
1を下ステージ33に真空吸着する一方、マザーガラス
基板53を上ステージ34に真空吸着し、両基板51、
53を離間した状態で上下ステージ33、34を移動し
て位置合わせを行う。次いで両基板51、53の貼り合
わせを行いその後貼り合わせを実施した両基板51、5
3を大気中に戻すと液晶セル内外の圧力差によって液晶
57が広がり液晶セル内の真空空間を埋める。
によりシール剤56領域を0.5kg/cm2の圧力で
加圧し、第2枠加圧ステージ38によりシール剤56の
外側領域を1kg/cm2の圧力で加圧し、且つ紫外線
照射ランプ36により紫外線を2000mJ/cm2照
射して、シール剤56を硬化する。更に1面づつの液晶
表示素子58とするようマザーガラス基板51、53を
半分に切り離して液晶表示素子58を完成する。
子60のシール剤61の内外の気圧差により基板62、
63の周辺部が撓みギャップむらを生じて、表示品位を
著しく低下させるという現象が解消された。
の形態と同様、滴下法による液晶封入時、液晶セル内に
真空空間が残留する事が無く、液晶17は液晶セル内で
均一に広がり、液晶表示素子10の表示品位が向上され
滴下法での液晶の封入が実現可能となる。しかもシール
剤56の硬化時、シール剤56領域に比しシール剤56
の外側領域の圧力を大きく出来る事から、シール剤56
内外の気圧差にかかわらず液晶セルに撓みを生じる事が
なく、従来生じていた液晶セル周辺部のギャップむらを
解消出来る。従って液晶表示素子58全面にわたり均一
なギャップを得られ表示品位の向上を図れる。
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えば表示領域に液晶を薄膜状に滴下塗布可能であ
ればその方法は限定されないし、所定の液晶量を得られ
ればその液晶の厚さも任意であるし、組み立て工程にお
ける真空槽内の真空度も必要に応じて任意である。又、
シール剤も紫外線照射により硬化されるものに限らず、
加熱により硬化される熱硬化型樹脂を用いたり、あるい
は紫外線照射及び加熱の両方により硬化される紫外線・
熱硬化型樹脂を用いる等してもよい。
レイ基板あるいは対向基板にカラーフィルタ層を形成し
たり、あるいは図9に示す他の変形例のようにアレイ基
板66上に柱状スペーサ67を形成して、対向基板68
とのギャップを所望のギャップ幅に保持する等しても良
い。又、マザーガラス基板上に同時に形成する液晶表示
素子の面数も任意である。
造時間を短縮可能な滴下法による液晶封入方法におい
て、液晶封入後に液晶セル内に真空空間が残留するのを
防止出来、液晶セル全面にわたり液晶を均一に充填出
来、液晶表示素子の表示品位を向上出来、滴下法での液
晶の封入を実現可能にする。
示す分散概略説明図である。
す概略説明図である。
装置を示す概略構成図である。
す概略構成図である。
示す概略構成図である。
上の液晶表示素子を示す分散概略構成図である。
す概略構成図である。
生じていたガラス基板の撓み現象を示す概略説明図であ
る。
説明図である。
散概略説明図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 対向配置される一対の基板のどちらか一
方に液晶を封止するためのシール剤を塗布する第1の工
程と、 前記一対の基板のどちらか一方であって前記シール剤に
囲まれる領域内に前記液晶を薄膜状に滴下する第2の工
程と、 この第2の工程終了後、前記一対の基板を減圧下で所定
の間隙を保持するよう前記シール剤にて貼り合せる第3
の工程と、 この第3の工程終了後、前記シール剤を硬化させる第4
の工程とを具備することを特徴とする液晶表示素子の製
造方法。 - 【請求項2】 前記第2の工程を、インクジェット方式
の塗布装置を用いて行う事を特徴とする請求項1に記載
の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項3】 前記第2の工程を、スリット状の溝が設
けられるスキージ状の塗布装置を用いて行う事を特徴と
する請求項1に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項4】 前記第2の工程における薄膜状に塗布す
る前記液晶の塗布量は、(既定の液晶塗布量)±3%で
ある事を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに
記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項5】 前記第2の工程における薄膜状に塗布す
る前記液晶の塗布範囲は、前記シール剤の内法から所定
幅均等に離間している事を特徴とする請求項1乃至請求
項4のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項6】 前記第1の工程で塗布する前記シール剤
が紫外線硬化型のシール剤である事を特徴とする請求項
1乃至請求項5のいずれかに記載の液晶表示素子の製造
方法。 - 【請求項7】 前記第1の工程で塗布する前記シール剤
が熱硬化型のシール剤である事を特徴とする請求項1乃
至請求項5のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方
法。 - 【請求項8】 前記第1の工程で塗布する前記シール剤
が紫外線硬化及び熱硬化の両方を必要とするシール剤で
ある事を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに
記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項9】 前記第3の工程における前記所定の間隙
は、前記一対の基板間に散布される球状スペーサにより
保持される事を特徴とする請求項1乃至請求項8のいず
れかに記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項10】 前記第3の工程における前記所定の間
隙は、前記一対の基板のいずれかにフォトリソグラフィ
工程を用いて形成される柱状スペーサにより保持される
事を特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
の液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000146429A JP2001330840A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 液晶表示素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000146429A JP2001330840A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 液晶表示素子の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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---|---|---|---|
JP2000146429A Pending JP2001330840A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | 液晶表示素子の製造方法 |
Country Status (1)
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