JP2001337335A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 滴下法を用いた液晶セルの注入組立製造方法
において生じる封止用シール剤の外周と内周の一対の基
板間隔を一定に保ち、その基板間隔の差によって生じる
液晶セル周辺の表示むら不良を抑制する。 【解決手段】 少なくとも一方に電極を備え配向処理を
施した一対の基板の表示エリアＡを囲んで、封止用シー
ル剤１６とその外周を間隔をあけて囲む外側シール剤１
７、１８の切れ目のない枠状シール剤を形成し、液晶を
表示エリアに滴下し、減圧下で一対の基板を貼り合せ
る。貼り合せ後、封止用シール剤と外側シール剤間に、
封止用シール剤内側の表示エリアＡと同様な減圧の空間
Ｂ、Ｃを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子の製造
方法に関し、特に液晶を封止するシール剤の形成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示素子の製造方法において
は例えば図６（ａ）に示すように配向処理が施された一
対のガラスの基板の内どちらか一方、例えば画素電極を
配置したアレイ基板６１の周縁にシール剤にて図の様な
枠状シールパターン６３を形成し、シール剤で囲まれた
枠の中に所定量の液晶６４を滴下し減圧下にて一対の基
板６１、６２を貼り合わせ液晶セルを形成する。

【０００３】すなわち、アレイ基板６１に液晶６４を数
点滴下した後、真空中でもう一枚の対向電極基板６２を
対向配置し、同じ真空中で一対の対向するプレス・ステ
ージで圧着する。圧着することにより滴下した液晶６４
各々が基板６１、６２の間を広がって行き、やがて隣り
合って滴下された液晶６４同士が接する（同図
（ｂ））。滴下のパターンによっては液晶に囲まれた空
隙６５を生ずる。この空隙６５内は真空なのでその後消
失し液晶層６７となる（同図（ｃ））。

【０００４】このとき、図７に示すように封止用シール
剤６３の外側にさらにシール剤６７を形成することが知
られている。この外側のシール剤は、貼り合わせ後に封
止用シール剤６３が硬化するまでの間にある精度を持っ
て貼り合わされた一対の基板がずれて動かないように封
止用シール剤とともに接着面積を多く設けるために形成
される。さらに次工程において表示エリアの画素部と液
晶を狭持し一対の基板を貼り合わせる封止用シール剤６
３と液晶表示素子に電気信号を入力するための端子を残
し周辺を液晶素子の最終的な大きさに切り出す際に、ガ
ラスの基板６１、６２から分断された残りのガラス基板
が液晶表示素子と重なって力が加わり、液晶表示素子が
割れ又は欠けるのを防止するために形成される。この外
側に形成されるシール剤は製造過程の仮止めであること
から各辺にそれぞれ分割された線状体に形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】滴下法にて液晶を液晶
セルに挟持する際は、一般的に一対の基板の内どちらか
一方に表示エリアを取り囲むように枠状の封止用シール
を形成し、そのシール剤の内側に液を滴下し、減圧下に
てこの基板ともう一方の基板を重ね合わせ大気圧下に戻
しシール剤を硬化させる。この際にも内側のシール剤の
内側は大気圧と比較して負圧となり、シール剤で囲まれ
た範囲は大気圧との差圧が発生し液晶表示素子に対して
外側から内側に向かって圧力が発生し、最も内側の液晶
を挟持している封止用シールの内側と外側とで一対の基
板の間隙が異なるといった現象が発生する。このため液
晶表示素子のシール周辺の表示エリア部分の基板に応力
が発生し画素の周辺部分が表示むらとなり問題となる。

【０００６】従来の方法における問題点は液晶を挟持し
一対の基板を貼り合わせている内側のシール剤の内外に
差圧が発生し液晶セルの外側から内側に加圧力が発生す
るため、シール剤の内外で一対の基板間の間隙が異なる
現象が発生しその間隙差によって表示不良が発生し問題
となる。

【０００７】本発明に於いては減圧下での組立後に最も
内側のシール内外における気圧差を無くし表示エリア周
辺に発生する表示むらを抑制することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板の
いずれか一方に表示エリアを囲んで液晶を密閉封止する
封止用シール剤を連続枠状に形成する工程と、前記シー
ル剤で囲まれた基板の表示エリアに液晶を滴下する工程
と、前記一対の基板を減圧下で貼り合せる工程と、前記
シール剤を硬化させる工程と、からなる液晶表示素子の
製造方法において、前記封止用シール剤の外側を囲ん
で、貼り合せ後に減圧空間を形成する切れ目のないすな
わち連続枠状の外側シール剤を形成したことを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法を提供するものである。

【０００９】上記のような手段において液晶表示素子を
製造することにより、内側の封止用シール剤内外近傍の
一対の基板の間隙差が無くなり、表示エリアの周辺にお
ける表示むらを抑制することが出来る。

【００１０】さらに、封止用シール剤と外側シール剤の
材質が異ならせてもよい。

【００１１】材質を内外のシール剤で異ならせること
で、硬化時間を変えて硬化時に発生する基板ひずみを低
減させたり、外側シール剤に安価な材料を選択すること
ができる。

【００１２】さらに、表示エリアに設けられ一対の基板
の間隔を一定値に保つスペーサを一対の基板の一方に固
定された柱状スペーサで形成することが望ましい。

【００１３】基板に固定された柱状スペーサは貼り合せ
時の液晶の広がりによって基板内を移動することがない
ので、基板間隙差やスペーサの偏在を生じることがな
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至３は本発明の一実施の形
態を説明するものである。

【００１５】ガラスでできた一対の基板１１、１２の
内、表示エリアＡにＴＦＴスイッチング素子１３および
画素電極１４をマトリクス状に形成し表面を配向膜１５
で配向処理を施したアレイ基板１１に図の様に表示エリ
アＡを囲んで紫外線硬化型シール剤１６、１７、１８を
連続して切れ目のない枠状パターンで３重の堰状に形成
する。一方、対向電極２０およびカラーフィルタ２１を
形成した対向基板１２には図４のような画素間に設ける
ブラックマトリクス層２３上にあらかじめ柱状のスペー
サ２４が所定間隔で固着され、表示エリア全面を配向膜
２２を形成し配向処理が施されている。アレイ基板１１
の堰状のシール剤の最内側は液晶封止用シール剤１６で
あり、これらのシール剤１６、１７、１８が囲む基板の
表示エリアＡの数カ所に所定量の液晶４０を一対の基板
の間隔を満たすに足る液晶量の±３％の精度にて滴下す
る。

【００１６】図３は貼り合せ装置３０を示す。真空チャ
ンバー３１内に一対の基板１１、１２を設置する上下ス
テージ３２、３３が配置され、下ステージ３３は平面方
向および上下方向に移動できるように、チャンバー外に
配置したモータ３５を含む駆動装置３４によって駆動さ
れる。真空チャンバー３１には真空ポンプ３６が接続さ
れてチャンバー内を排気できるようになっている。ステ
ージ３２、３３に電熱ヒータ３７、３８が埋め込まれ、
基板貼り合せ時に基板を加温可能にして滴下した液晶４
０（図２）の流動性を高めることができるようにしてい
る。加温による液晶の粘度低下で広がり速度が速まり、
空隙の残留を解消し、また圧着時間を短縮する。

【００１７】一対の基板１１、１２を減圧環境下（約１
Ｔｏｒｒ）で貼り合わせる場合は、上下ステージ３２、
３３を両基板が数ミリの間各となる位置まで接近させ
て、一方のステージ３３を基板の平面方向に移動させて
位置合わせを行った後に貼り合せる。貼り合せ時のステ
ージの速度を１０ｍ／ｓｅｃ以下にし、一般的な数千ポ
イズの粘度の紫外線硬化型シール剤を使用する場合にお
いては０．５ｋｇ／ｃｍ ^２以上の加圧力で貼り合せ、貼
り合せ後、６０秒ほどまたはそれ以上をかけてシール剤
がシールを形成していない側の対向基板１２に十分貼り
付いた時に大気圧に戻す。その後、紫外線を照射しシー
ル剤を硬化させる。

【００１８】またこの時、使用するシール剤が紫外線の
みで硬化が完了するシール剤ではない場合は、貼り合せ
基板をさらにオーブンに移して加熱を行いシール剤の硬
化を完了させる。この堰状の３重シール剤１６、１７、
１８の内、最も内側のシール剤（封止用シール）１６で
は液晶を狭持し、最終的な液晶素子の大きさに切り出し
たときに貼り合わせた一対の基板を保持する。

【００１９】またそれ以外の２重の外側シール剤（補助
シール）１７、１８により、貼り合わせ後にシール剤１
６が硬化するまでの間にある精度を持って張り合わされ
た一対の基板がずれて動かないように接着面積を多く
し、かつ、次工程において基板周辺を液晶素子の最終的
な大きさに切り出す際に、ガラス基板から分断されたガ
ラス基板が液晶素子と重なって力が加わり素子が割れま
たは欠けるのを防止する。

【００２０】さらに本実施の形態の外側シール剤１７、
１８においては次の重要な役割を担っている。外側シー
ルは堰状に封止用シール剤１６を取り囲むように少なく
とも２重に形成されているため、真空中にて一対の基板
１１、１２を貼り合わせる際、封止用シール剤１６で囲
まれた内側の液晶層側の空間と封止用シール剤１６とこ
れを取り囲むように形成された外側シール剤１７、１８
との間で囲まれた空間Ｂ、Ｃが同じ真空度となる。

【００２１】このため、真空環境下から大気圧下に戻し
た際、外側シール剤にて囲まれた空間が大気圧と比較し
て負圧であるため、封止用シールの内側と外側が均一に
差圧により加圧され、封止用シールの内側と外側の間隙
が同じサイズとなり、表示不良となって観察されない。
さらに２重の外側のシール剤により封止用シール剤の外
周に２重の減圧空間ができるから、いずれかの外側シー
ル剤の接着状態が不良でも封止用シール剤の外側に減圧
空間を確保することができる。これにより封止用シール
の内側と外側を同じ真空環境に保持するためセル間隙が
安定する。

【００２２】このため本実施の形態では、図７のような
従来の線状の不連続補助シール剤６７で生じる、減圧貼
り合せ後、大気圧下に戻した際に封止用シール剤の内側
と外側とでセル間隙が異なるといった現象が発生しな
い。

【００２３】なお、上記実施の形態では、外側シール剤
を２重に形成した構造を説明したが、図４に示すように
作業性の容易さから封止用シール剤１６の外周に単一の
外側シール剤１７ａを用いてもよいことはいうまでもな
い。

【００２４】さらに、柱状スペーサ２４（図２）の使用
は基板１２に固着されているために、滴下液晶の広がり
によってスペーサが流されて偏在することがなく、これ
による画素表示不良を解消することができる。もっとも
球状スペーサを用いることができこの場合は液晶のひろ
がりによるスペーサの偏在を避けることができないが、
本発明の適用により上記実施の形態と同じく封止用シー
ル剤の内外の差圧による間隙の不均一性を防止できるも
のである。

【００２５】本発明の他の実施の形態は封止用シール剤
と外側シール剤のそれぞれの材質を異なるものにするこ
とである。

【００２６】封止用シール剤は滴下法の注入プロセスに
おいて減圧下で一対の基板を貼り合わせた際に基板間で
液晶が押しつぶされて広がり、液晶と未硬化のシール剤
とが接触する。この時液晶とシール剤が接触した部分で
シール剤中の成分が液晶中に広がり信頼性上影響を与え
るおそれがあり、このような不都合がないような特殊な
高信頼性のシール剤を使用しなれければならない。

【００２７】しかし、外側の補助シール剤は直接液晶と
接触しないためこの様な高信頼性シール剤を使用しなく
ても良い。このため、外側シール剤材料選択の幅が広
く、封止用シール剤よりも紫外線硬化の速い材料を使用
して基板ずれを防いだり、信頼性については考慮されて
いない安価な紫外線硬化樹脂を使用することによってコ
スト高を抑制することができる。

【００２８】図５により２種類の紫外線硬化型のシール
剤を形成する方法について、ディスペンサを使用する方
法について述べる。１台のシールディスペンサ５０にて
２種類の紫外線硬化型シール剤を塗布する際は２ヘッド
のシールディスペンサ５１、５２を使用することによっ
て実現する。

【００２９】一方のバレル５１ａには封止用シール用の
シール剤を充填し、もう一方のバレル５２ａには外側シ
ール用のシール剤を充填しておき、回転する支持基台５
３に載置した基板１１上に封止用シール剤を形成後、も
う一方のバレル５２ａで外側シール剤を形成する。また
装置タクト的に２ヘッドのディスペンサにてシール剤を
形成するのが困難である場合、２台のシールディスペン
サを使用することによって２種類の紫外線硬化型シール
剤の塗布を実現することもできる。１台目のシールディ
スペンサにて本封止用シール剤を形成し、２台目のシー
ルディスペンサにて補助外側シール剤を形成する。この
方法により１台のシールディスペンサ内にてシール剤を
形成する時間が短くなり、量産ラインのタクトを早める
ことができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によって、滴下法を用いた液晶セ
ルの注入組立製造方法において生じる封止用シール剤の
外周と内周の一対の基板間隔を一定に保つことでがで
き、その基板間隔の差によって生じる液晶セル周辺の表
示むら不良を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を説明する平面図。

【図２】本発明の一実施の形態の製造過程を説明する断
面略図。

【図３】本発明の一実施の形態の製造装置を説明する略
図。

【図４】本発明の他の実施の形態を説明する平面図。

【図５】本発明の他の実施の形態のシール剤の塗布を説
明する略図。

【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は滴下法による液晶形成方
法を説明する平面図。

【図７】従来の液晶表示素子を説明する平面図。

【符号の説明】

１１：アレイ基板 １２：対向基板 １４：画素電極 １５：配向膜 １６：封止用シール剤 １７、１８：外側シール剤 ２０：対向電極 ２２：配向膜 ２４：柱状スペーサ Ａ：表示エリア Ｂ、Ｃ：減圧空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 和佳 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中村 敏彦 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小野 郁一 兵庫県姫路市余部区上余部50番地 株式会 社東芝姫路工場内 Ｆターム(参考） 2H088 FA04 FA09 MA04 2H089 LA09 LA42 MA03Y NA22 NA44 NA49 QA14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板のいずれか一方に表示エリア
   を囲んで液晶を密閉封止する封止用シール剤を連続枠状
   に形成する工程と、 前記シール剤で囲まれた基板の表示エリアに液晶を滴下
   する工程と、 前記シール剤で囲まれた基板を減圧下で貼り合せる工程
   と、 前記シール剤を硬化させる工程と、からなる液晶表示素
   子の製造方法において、 前記封止用シール剤の外側を囲んで貼り合せ後に減圧空
   間を形成する連続枠状の外側シール剤を形成したことを
   特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】 封止用シール剤と外側シール剤の材質が
   異なっていることを特徴とする請求項１の液晶表示素子
   製造方法。
3. 【請求項３】 表示エリアの前記一対の基板の一方に固
   着され前記一対の基板の間隔を一定値に保つスペーサが
   柱状に形成された請求項１または請求項２記載の液晶表
   示素子の製造方法。