JP2003021818A - 平面表示素子の製造方法 - Google Patents

平面表示素子の製造方法

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JP2003021818A
JP2003021818A JP2001204600A JP2001204600A JP2003021818A JP 2003021818 A JP2003021818 A JP 2003021818A JP 2001204600 A JP2001204600 A JP 2001204600A JP 2001204600 A JP2001204600 A JP 2001204600A JP 2003021818 A JP2003021818 A JP 2003021818A
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裕明 降矢
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Toshiba Development and Engineering Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対の基板を封着後に基板の外面を研磨する
際に研磨剤が平面表示素子に入らない様、２重にシール
するための外周シールの空気抜き口を確実に封止して、
製造歩留まりが高く且つ表示品位の高い薄型軽量を表面
表示素子を得る。 【解決手段】 製品シール剤２３の外周を囲う外周シー
ル剤２６の空気抜き口２６ａに開口部スペーサ２７を形
成する。これによりマザーガラス２１、２２の貼り合せ
工程及び空気抜き工程による加圧操作に関わらず、空気
抜き口２６ａは封止剤２８を吸い込むのに必要な間隙を
確保出来、封止材２８を十分吸い込み、確実に封止さ
れ、エッチング液の浸入を確実に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面表示素子の製
造方法に係り、特に一対の基板を貼り合わせた後に薄型
化するための液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ガラス基板等からなる一対の基板の
間隙に液晶層等の光変調層を封入して成る平面表示素子
の薄型軽量化が求められている。平面表示素子の薄型軽
量化は、基板の厚みを薄くすることで実現可能である。
【０００３】このため使用するガラス基板を所望の厚さ
の薄いガラス基板に変更して、この薄いガラス基板上に
スイッチング素子や画素電極、あるいは対向電極等を形
成しようとすると、各種製造設備のステージの高さをガ
ラス基板の厚みに応じて調整しなければならず、製造設
備の改造を必要とすることから製造コスト高を招いてい
た。しかも薄いガラス基板は取り扱いが難しく、ガラス
基板が薄くなるほど、反りやたわみ量、温度に対するガ
ラス基板の変形のしやすさが増大して、平面表示素子の
生産性を低下させていた。
【０００４】更にガラス基板のサイズが大きくなると任
意の厚みのガラス基板が得られず、希望通りの厚みを得
ようとするとコスト高を生じるという問題が有り、また
製造工程において各製造設備間を搬送する間のたわみが
大きくなり、製造設備と接触する等してガラス基板にク
ラックや傷等を生じ、製造歩留りを著しく低下させる事
から、ガラス基板の薄板化やマザーガラスのサイズに限
界を生じていた。
【０００５】このため、コスト高を生じることなく又高
い製造歩留まりで基板の薄型軽量化を得るため、従来の
厚さのガラス基板上にスイッチング素子や画素電極、あ
るいは対向電極等を形成してなる電極基板を対向配置し
て表示セルを形成した後に、ガラス基板の外面を機械研
磨（メカニカルエッチング）あるいは化学研磨（ケミカ
ルエッチング）してガラス基板を薄板化する薄型の液晶
表示素子が開発されている。このようにガラス基板外面
を研磨して薄板化する平面表示素子の製造方法として
は、例えば液晶表示素子をマルチ製法により製造する場
合は、従来図７に示すように、一対のマザーガラス１、
２を、電極パターン３周縁の液晶注入口４ａを有する製
品シール剤４と、複数の製品シール剤４の外周を囲う空
気抜き口６ａを有する外周シール剤６とで貼り合わせ、
次いで空気抜き口６ａから空気を抜いて一対のマザーガ
ラス１、２を平行に保持した状態で空気抜き口６ａに封
止剤７を吸い込ませて空気抜き口６ａを封止し、両マザ
ーガラスの外面を研磨していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の製
造方法にあっては、一対のマザーガラス１、２を製品シ
ール剤４と外周シール剤６とで貼り合せ、空気抜きをし
た時に、空気抜き口６ａにおける両マザーガラス１、２
間のギャップが狭くなってしまい、空気抜き口６ａに封
止剤７が吸い込まれ無い場合を発生するおそれがあっ
た。そして、空気抜き口６ａを封止剤７で完全に封止し
ない状態のままマザーガラス１、２の外面を研磨した場
合には、空気抜き口６ａからマザーガラス１、２間に研
磨剤またはエッチング液等が浸入し、特に化学研磨の場
合には浸入したエッチング液がマザーガラス１、２の内
面もエッチングしてしまい、エッチング液の浸入領域の
ガラス厚が極端に薄くなる場合が発生し、割れや欠けが
生じやすくなるという問題を有していた。
【０００７】又、空気抜け口６ａからマザーガラス１、
２間に浸入した研磨剤やエッチング液等が更に、液晶注
入口４ａから電極パターン３の形成領域内まで浸入して
液晶表示素子の表示品位に著しい悪影響を及ぼす恐れも
有していた。
【０００８】そこで本発明は上記課題を除去するもの
で、コスト高や、製造歩留まりの低下、更には表示品位
の低下を招くことなく、薄型軽量の平面表示素子を得る
事が出来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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、表示領域を囲繞する製品シール剤および空気
抜き口を設けて前記製品シール剤の周囲を囲繞する外周
シール剤により一対の基板を貼り合せ、前記空気抜き口
を封止した後、前記一対の基板を薄層化する平面表示素
子の製造方法において、前記空気抜き口領域のギャップ
を保持するギャップ保持部材を形成するギャップ保持部
材形成工程と、前記ギャップ保持部材形成工程終了後前
記一対の基板を貼り合せる貼り合せ工程と、この貼り合
わせ工程終了後前記空気抜き口に封止剤を満たす封止工
程と、この封止工程終了後前記一対の基板の少なくとも
いずれか一方の外面を研磨する研磨工程とを実施するも
のである。
【００１０】又本発明は上記課題を解決するため、表示
領域を囲繞する製品シール剤および空気抜き口を設けて
前記製品シール剤の周囲を囲繞する外周シール剤により
一対の基板を貼り合せ、前記空気抜き口を封止した後、
前記一対の基板を薄層化する平面表示素子の製造方法に
おいて、前記一対の基板を貼り合せる貼り合せ工程と、
この貼り合わせ工程終了後前記一対の基板の前記空気抜
き口が形成される側面の前記外周シール外側を切り落と
すカット工程と、このカット工程終了後前記空気抜き口
に封止剤を満たす封止工程と、この封止工程終了後前記
一対の基板の少なくともいずれか一方の外面を研磨する
研磨工程とを実施するものである。
【００１１】このような構成により本発明は、外周シー
ル剤に形成された空気抜き口に封止剤を十分吸い込んで
空気抜き口を確実に封止することにより、空気抜き口か
らの研磨剤やエッチング液等の浸入を確実に防止して、
基板内面のエッチングによる割れや欠けを防止して生産
性向上を得る。また、研磨剤やエッチング液等が表示領
域に迄浸入するのを確実に防止して、平面表示素子の表
示品位が劣化するのを防止することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を、図１乃至図４に示
す第１の実施の形態を参照して説明する。平面表示素子
である２２１．７×１６９．５ｍｍ、対角１０．４イン
チ、厚さ１．０ｍｍに薄層化された液晶表示素子１８の
製造方法について述べる。液晶表示素子１８は、厚さ
０．５ｍｍのガラス基板１１ａ上に薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴと略称する。）素子１１ｂ、カラーフィル
タ層１１ｃ、マトリクス状にパターン形成される画素電
極１１ｄ、配向膜１１ｅを有してなるアレイ基板１１及
び、厚さ０．５ｍｍのガラス基板１２ａ上に対向電極１
２ｂ及び配向膜１２ｃを有してなる対向基板１２をスペ
ーサ１３を介し対向配置し、製品シール剤２３にて周囲
を接着してなる液晶セルのアレイ基板１１及び対向基板
１２の間隙に光変調層である液晶層１７を封入してなっ
ている。
【００１３】この様な液晶表示素子１８のアレイ基板１
１あるいは対向基板１２を４個形成可能な面積４００×
５００ｍｍ厚さ０．７ｍｍのマザーガラス２１、２２上
のそれぞれに成膜技術及びフォトリソグラフィ技術によ
り、８００×４８０ドットのマトリクス状の４面のアレ
イ基板パターン２１ａ〜２１ｄ及び、４面の対向基板パ
ターン２２ａ〜２２ｄを夫々形成する。更にアレイ基板
パターン２１ａ〜２１ｄ、対向基板パターン２２ａ〜２
２ｄ上に配向膜１１ｅ、１２ｃを形成後、配向処理す
る。
【００１４】次いでマザーガラス２２上の対向基板パタ
ーン２２ａ〜２２ｄ上にスペーサ１３を散布し、アレイ
基板パターン２１ａ〜２１ｄを有するマザーガラス２１
上のアレイ基板パターン２１ａ〜２１ｄ周縁を、夫々液
晶を注入するための注入口２３ａを設けて囲繞する様
に、ディスペンサ又は印刷等によりエポキシ樹脂系接着
剤からなる製品シール剤２３を出来上がりの接着幅が
１．０ｍｍとなるよう塗布する。更に、４面のアレイ基
板パターン２１ａ〜２１ｄの外周を空気抜き口２６ａを
設けて囲繞するようにディスペンサ又は印刷等によりエ
ポキシ樹脂系接着剤からなる外周シール剤２６を出来上
がりの接着幅が１．０ｍｍとなるよう塗布する。その
後、駆動領域にトランスファ剤を塗布する時に、空気抜
き口２６ａに、トランスファ剤を高さ約５μｍの島状に
塗布したギャップ保持部材である開口部スペーサ２７を
形成する。
【００１５】この後２枚のマザーガラス２１、２２を対
向配置して両マザーガラス２１、２２間を所定の間隙と
なるよう機械的に加圧して空気抜き口２６ａからマザー
ガラス２１、２２間の余分な空気を抜いて加熱し、製品
シール剤２３及び外周シール剤２６を硬化して２枚のマ
ザーガラス２１、２２を貼り合わせる。次いで貼り合わ
された１対のマザーガラス２１、２２を複数組重ね合わ
せて加圧し、複数組のマザーガラス対２１、２２を平行
な加圧状態にし、空気抜き口２６ａから余分な空気だま
りを押し出し個々のマザーガラス対２１、２２を空気抜
き口２６ａを上にして垂直に保持した状態で空気抜き口
２６ａに封止剤２８を吸い込ませて空気抜き口２６ａを
封止する。
【００１６】この間マザーガラス２１、２２の貼り合せ
工程、及び空気抜き工程による両マザーガラス２１、２
２間の加圧操作に関わらず、空気抜き口２６ａに開口部
スペーサ２７が設けられることから空気抜き口２６ａ
は、封止剤２８を吸い込むのに必要な間隙を確保でき、
封止剤２８を十分吸い込む。従って空気抜き口２６ａは
封止剤２８により確実に封止される。
【００１７】この様に外周シール剤２６及び封止剤２８
にてマザーガラス対２１、２２の間隙を確実にシールし
た後、例えば化学研磨を行う場合は、図示しないエッチ
ング槽内の弗酸をベースとするエッチング液に浸漬し
て、両マザーガラス２１、２２が夫々０．５ｍｍになる
まで均等に研磨する。
【００１８】エッチング終了後は、速やかにマザーガラ
ス対２１、２２を洗浄して付着エッチング液を完全に除
去し、この後各液晶表示素子１８毎に切り離すため製品
シール剤２３の周囲を切り出す。次いで各液晶表示素子
１８毎に注入口２３ａから、製品シール剤２３に囲まれ
た表示領域に真空注入法により液晶を注入して液晶層１
７を形成後注入口２３ａを封止して厚さ１．０ｍｍの薄
型軽量の液晶表示素子１８を完成する。
【００１９】このような製造方法によれば、空気抜き口
２６ａに開口部スペーサ２７を形成して、空気抜き口２
６ａが狭くなるのを防止するので、空気抜き口２６ａに
封止剤２８を十分に吸い込ませることができ、空気抜き
口２６ａを確実に封止できる。従って、ガラス基板１１
ａ、１２ａを薄層化するためにマザーガラス２１、２２
を研磨する間に、空気抜き口２６ａからエッチング液が
マザーガラス対２１、２２の間隙に浸入するのを確実に
防止でき、マザーガラス２１、２２内面がエッチングさ
れて割れや欠けによる不良を生じることがなく薄型軽量
の液晶表示素子１８の製造歩留まりを向上できる。ま
た、エッチング液が注入口２３ａから、液晶表示素子１
８の表示領域内部に達するおそれが全く無く、注入口２
３ａからのエッチング液の浸入による表示不良を確実に
防止でき、薄型軽量の液晶表示素子１８の表示品位を向
上できる。
【００２０】次に本発明を図５に示す第２の実施の形態
を参照して説明する。本実施の形態は、第１の実施の形
態において、開口部スペーサを形成せずに、貼り合せ工
程で狭くなった空気抜き口の一部をカットして、封止剤
を吸い込み易くするものであり、他は第１の実施の形態
と同一であることから、第１の実施の形態と同一部分に
ついては同一符号を付しその説明を省略する。
【００２１】本実施の形態において液晶表示素子１８を
製造する場合、マザーガラス２１に製品シール剤２３及
び外周シール剤２６を塗布した後、空気抜き口２６ａに
開口部スペーサ２７を形成することなく駆動領域にトラ
ンスファ剤を塗布し、この後２枚のマザーガラス２１、
２２を対向配置して製品シール剤２３及び外周シール剤
２６を硬化して２枚のマザーガラス２１、２２を貼り合
わせ、次いで空気抜き口２６ａから余分な空気だまりを
押し出す。
【００２２】このマザーガラス対２１、２２の貼り合せ
終了後、空気抜き口２６ａが形成される側にて、外周シ
ール２６から約１．０ｍｍ外側を、図５に示す点線Ａ−
Ａ´に沿ってスクライブしてマザーガラス２１、２２の
一側をカットする。これにより空気抜き口２６ａは、マ
ザーガラス２１、２２の外周側のギャップが狭められた
領域がカットされ、液晶表示素子１８形成領域に近く表
示領域内のスペーサ１３によりギャップが広く確保され
る領域が露出される。この後、先端部がカットされた空
気抜き口２６ａを上にして垂直に保持した状態で空気抜
き口２６ａに封止剤２８を吸い込ませて空気抜き口２６
ａを封止する。これにより封止剤２８は、ギャップが確
保された空気抜き口２６ａから十分に吸い込まれる。従
って空気抜き口２６ａは封止剤２８により確実に封止さ
れる。
【００２３】この後、第１の実施の形態と同様にして両
マザーガラス２１、２２を夫々０．５ｍｍになるまで均
等に研磨することとなる。
【００２４】このような製造方法によれば、貼り合せ工
程あるいは空気抜き工程により空気抜き口２６ａのギャ
ップが狭くなった領域をカットすることにより、ギャッ
プが広く確保されている領域を露出して、空気抜き口２
６ａに封止剤２８を十分に吸い込ませることができ、空
気抜き口２６ａを確実に封止できる。従って、第１の実
施の形態と同様ガラス基板１１ａ、１２ａを薄層化する
ためにマザーガラス２１、２２を研磨する間に、空気抜
き口２６ａからエッチング液がマザーガラス対２１、２
２の間隙に浸入するのを確実に防止でき、マザーガラス
２１、２２内面がエッチングされて割れや欠けによる不
良を生じることがなく薄型軽量の液晶表示素子１８の製
造歩留まりを向上できる。また、液晶表示素子１８の表
示領域内部へのエッチング液の浸入を確実に防止し、注
入口２３ａからのエッチング液の浸入による表示不良を
確実に防止でき、薄型軽量の液晶表示素子１８の表示品
位を向上できる。
【００２５】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
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、例えば液晶表示素子の構造等任意であり、スイッチ
ング素子の構造やマトリクス状の画素電極のドット数等
限定されないし、カラーフィルタを対向基板側に配置す
る等しても良い。又、マザーガラスのサイズや、マザー
ガラス上に形成する平面表示素子の面数等任意であり、
例えば、図６に示す変形例のようにマザーガラス３１、
３２上にアレイ基板パターン３１ａあるいは対向基板パ
ターン３２ａを１面づつ形成し、外周シール剤３３の空
気抜き口３３ａに開口部スペーサ３４を形成して、両マ
ザーガラス３１、３２を製品シール剤３６及び外周シー
ル剤３３を硬化して貼り合せ、空気抜き後に空気抜き口
３３ａに封止剤２８を吸い込ませて空気抜き口３３ａを
封止するものであってもよい。
【００２６】又開口部スペーサの材質や、形成状況等任
意であり、空気抜き口のギャップを広く確保可能であれ
ば、その中央付近に１個設けるのみであっても良い、更
に開口部スペーサは、トランスファ剤や、マザーガラス
を貼り合せる際の仮止め剤等を用いて、トランスファ剤
あるいは仮止め剤の塗布時に同じタイミングで形成して
も良いし、全く別の材質を用いて単独で形成しても良
い。
【００２７】又基板の研磨方法も、研磨剤を用いて圧力
をかけて機械研磨したり、あるいは必要に応じて機械研
磨した後に化学研磨をする等、任意である。更に、平面
表示素子の薄層化のために基板の両面を研磨するのでは
なく、例えば、基板の片面に保護フィルム等が形成され
ている場合等にあっては、保護フィルムに保護されない
露出された側の基板のみを研磨してもよい。尚研磨する
量も基板の強度を保持できる範囲であれば限定されな
い。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気抜き口のギャップを広く確保できることから空気抜き
口に封止剤を吸い込ませることが出来、空気抜き口を確
実に封止出来、基板を研磨する時の研磨液や研磨剤の浸
入により基板の損傷を生じる事が無く、また表示領域へ
の研磨液や研磨剤の浸入による表示不良を確実に防止出
来、薄型軽量で表示品位の高い平面表示素子を高い製造
歩留まりで得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子を示
す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のアレイ基板パター
ンを有するマザーガラスを示す概略平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の対向基板パターン
を有するマザーガラスを示す概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のマザーガラスを貼
り合せた状態を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のマザーガラスを貼
り合せ後、空気抜き口の一部をカットする状態を示す概
略斜視図である。
【図６】本発明の変形例のマザーガラスを貼り合せた状
態を示す概略斜視図である。
【図７】従来の製造方法によりマザーガラスを貼り合せ
た状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１１…アレイ基板 １１ａ…ガラス基板 １２…対向基板 １２ａ…ガラス基板 １３…スペーサ １７…液晶層 １８…液晶表示素子 ２１、２２…マザーガラス ２１ａ〜２１ｄ…アレイ基板パターン ２２ａ〜２２ｄ…対向基板パターン ２３…製品シール剤 ２３ａ…注入口 ２６…外周シール剤 ２６ａ…空気抜き口 ２７…開口部スペーサ ２８…封止剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３１０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３１０ 9/35 9/35 Ｆターム(参考） 2H088 FA02 FA03 FA04 FA06 FA07 FA26 HA01 MA20 2H089 LA18 LA42 NA41 NA42 NA51 QA11 QA12 TA09 5C094 AA15 AA42 AA43 AA46 AA47 AA48 BA03 BA43 CA19 CA24 DA12 EB02 EC02 EC03 ED03 FA01 FA02 GB10 5G435 AA17 AA18 BB12 CC12 KK05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示領域を囲繞する製品シール剤および
    空気抜き口を設けて前記製品シール剤の周囲を囲繞する
    外周シール剤により一対の基板を貼り合せ、前記空気抜
    き口を封止した後、前記一対の基板を薄層化する平面表
    示素子の製造方法において、 前記空気抜き口領域のギャップを保持するギャップ保持
    部材を形成するギャップ保持部材形成工程と、 前記ギャップ保持部材形成工程終了後前記一対の基板を
    貼り合せる貼り合せ工程と、 この貼り合わせ工程終了後前記空気抜き口に封止剤を満
    たす封止工程と、 この封止工程終了後前記一対の基板の少なくともいずれ
    か一方の外面を研磨する研磨工程とを具備することを特
    徴とする平面表示素子の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記ギャップ保持部材を前記空気抜き口
    領域に島状に形成することを特徴とする請求項１記載の
    平面表示素子の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記ギャップ保持部材を仮止め剤を塗布
    して形成することを特徴とする請求項２記載の平面表示
    素子の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記ギャップ保持部材をトランスファ剤
    を塗布して形成することを特徴とする請求項２記載の平
    面表示素子の製造方法。
  5. 【請求項５】 表示領域を囲繞する製品シール剤および
    空気抜き口を設けて前記製品シール剤の周囲を囲繞する
    外周シール剤により一対の基板を貼り合せ、前記空気抜
    き口を封止した後、前記一対の基板を薄層化する平面表
    示素子の製造方法において、 前記一対の基板を貼り合せる貼り合せ工程と、 この貼り合わせ工程終了後前記一対の基板の前記空気抜
    き口が形成される側面の前記外周シール外側を切り落と
    すカット工程と、 このカット工程終了後前記空気抜き口に封止剤を満たす
    封止工程と、 この封止工程終了後前記一対の基板の少なくともいずれ
    か一方の外面を研磨する研磨工程とを具備する事を特徴
    とする平面表示素子の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記一対の基板が前記平面表示素子複数
    個分を形成可能な面積を有し、 前記製品シール剤が前記複数個分の表示領域をそれぞれ
    囲繞する様複数パターン設けられ、 前記外周シール剤が前記複数パターンの製品シール剤の
    周囲を囲繞し、 前記研磨工程終了後に前記複数個の平面表示素子を個々
    に切り離すことを特徴とする請求項１または請求項５の
    いずれか記載の平面表示素子の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記研磨工程が機械研磨であることを特
    徴とする請求項６記載の平面表示素子の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記研磨工程が化学研磨であることを特
    徴とする請求項６記載の平面表示素子の製造方法。
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