JP2003295202A - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ル単位で基板を切断する際、切断をより容易にするため
の液晶表示素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板と、前記基板上に形成された閉鎖型
の主UV硬化型シール剤及び、前記主UV硬化型シール
剤と前記基板の端部との間に形成されているダミーUV
硬化型シール剤及び、前記ダミーUV硬化型シール剤と
セル切断ラインとが重なる領域に形成されたUV遮断部
とを含めてなる液晶表示素子及びその製造方法に関する
もので、ダミーUV硬化型シール剤のうちセル切断ライ
ンと重なる部分のシール剤の下部にUV遮断部を形成す
ることにより、UV照射の際に前記UV遮断部が形成さ
れた部分のシール剤が硬化せずセル切断が容易になる。
Description
D)に関し、特に、液晶滴下方式による液晶表示素子及
びその製造方法に関する。
の平板表示素子、その中でも液晶表示素子は動作電圧が
低くて消費電力が少なく、且つ携帯用に使えるなどの利
点のため、ノートパソコン、モニター、宇宙船、航空機
などに至るまでその応用分野が広くて多様である。
薄膜トランジスタと画素電極とが形成されている下部基
板と、その下部基板と対向するように形成され、且つそ
の上に遮光膜、カラーフィルタ層及び、共通電極が形成
されている上部基板と、前記両基板の間に形成されてい
る液晶層から構成されており、前記画素電極と共通電極
によって両基板の間に電場が形成されて液晶層が駆動
し、その駆動する液晶層を介して光透過度が調節されて
画像がディスプレイされるようになっている。
前記下部基板と上部基板との間に液晶層を形成する方法
として、従来の関連技術では毛細管現象と圧力差を用い
た真空注入方式を使用していたが、真空注入方式は表示
画面が大面積化されることに伴い長時間の液晶注入時間
が必要とされ、生産性が劣るという問題点が発生した。
に液晶滴下方式という新たな方法が提案された。以下、
添付の図面を参照して関連技術の液晶滴下方式による液
晶表示素子について説明する。
式による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。
まず、図1a のように、下部基板1及び上部基板3を用
意する。図面には示していないが、下部基板1上には横
縦に交差して画素領域を形成する複数個のゲート配線と
データ配線が形成され、前記ゲート配線とデータ配線と
の交差点に薄膜トランジスタを形成し、その薄膜トラン
ジスタと連結される画素電極を前記画素領域に形成す
る。
データ配線及び、薄膜トランジスタ形成領域からの光漏
洩を遮断するための遮光膜を形成し、その上に赤、緑、
青のカラーフィルタ層を形成し、その上に共通電極を形
成する。また、前記下部基板1と上部基板3上に液晶の
初期配向のための配向膜を形成する。
上に主シール剤7及びダミーシール剤8を形成し、液晶
5を滴下して液晶層を形成する。そして、前記上部基板
3上にセルギャップを維持するためのスペーサー(図示
せず)を散布する。
止し、両基板1、3を接着させる役割を果たしている。
前記ダミーシール剤8は前記主シール剤7を保護するた
めの役割を果たしているもので、前記主シール剤7の周
囲に形成される。この際、液晶滴下方式では、後工程の
シール剤の硬化工程の際、合着基板に液晶層が形成され
ている状態で熱硬化型シール剤を硬化させることになる
と、シール剤7が加熱される間に漏れて液晶が汚染され
るおそれがあるので、UV(紫外線)硬化型シール剤が
用いられる。
と上部基板3とを合着する。
を通してUVを照射して前記シール剤7、8を硬化させ
る。このようにシール剤7、8が硬化することで、前記
下部基板1と上部基板3とが接着される。
1、3をセル単位で切断して単位合着基板1a・3a、1
b・3b、1c・3c 及び1d・3d からなる複数の単位液
晶セルを完成させる。この時図2は、セル単位で基板を
切断する工程を示す斜視図である。図2に示すように、
まず、基板材質のガラスより硬度の高いダイヤモンドペ
ンのようなスクライブ装置で合着基板1、3の表面に切
断ライン10を形成(スクライブ工程)した後、ブレー
ク装置で前記切断ラインに沿って機械的な衝撃を与える
ことによって(ブレーク工程)複数の単位セルが同時に
得られる。
ルを用いて前記スクライブ及びブレーク工程を一つの工
程で行って単位セルを一つずつ得ることもできる。尚、
図2にはセル切断ライン10について詳しく図示しては
いないが、実際セルの切断時、周囲のダミー領域を除去
するために更に多くのセル切断ラインが形成される。
めのもので、特にシール剤7,8が形成された下部基板
1のセル切断ライン10を示すための平面図である。図
3から分かるように、セル切断ライン10はダミーシー
ル剤8と一定の領域(丸印)で重なることになり、この
時前記ダミーシール剤8はセル切断工程前のUV照射工
程を通して硬化済みの状態である。
工程の後ブレーク工程を通して単位セルを同時に得る方
法は前記硬化されたダミーシール剤8によって影響を及
ぼすことはないが、スクライブ工程とブレーク工程とを
同時に行って単位セルを一つずつ得る方法は、前記硬化
されたダミーシール剤8のため、セル切断が困難になる
という問題があった。
のような問題点を解決するために成されたもので、その
目的は、前述したスクライブ及びブレークの同時工程に
よりセル単位で基板を切断する際に切断をより容易にす
るための液晶表示素子及びその製造方法を提供すること
にある。
に、本発明は、基板と、前記基板上に形成された閉鎖型
の主UV硬化型シール剤及び、前記主UV硬化型シール
剤と前記基板の端部との間に形成されているダミーUV
硬化型シール剤及び、前記ダミーUV硬化型シール剤と
セル切断ラインとが重なる領域に形成されたUV遮断部
とを含めてなる液晶表示素子を提供する。
揃える工程と、前記両基板のうち何れか一方の基板上の
ダミー領域にUV遮断部を形成する工程と、前記UV遮
断部が形成された基板上に、主UV硬化型シール剤を塗
布する工程と、前記主UV硬化型シール剤と前記基板の
端部との間の領域にダミーUV硬化型シール剤を塗布す
る工程と、前記両基板のうち何れか一方の基板上に液晶
を滴下する工程と、前記両基板を合着させる工程と、前
記主UV硬化型シール剤と前記ダミーUV硬化型シール
剤にUVを照射する工程と、前記合着基板をセル単位で
切断する工程とを含んでなる液晶表示素子の製造方法を
提供する。
のうち、セル切断ラインと重なる領域のシール剤の下部
にUV遮断部を形成することで、UV照射時、前記UV
遮断部が形成された領域のシール剤が硬化せずセル切断
工程を容易にするものである。
を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
剤が形成された基板の平面図である。図には四つの単位
セルが形成された場合について示しているが、単位セル
は増減可能である。
には主UV硬化型シール剤700が注入口のない閉鎖さ
れたパターンに形成されており、前記主UV硬化型シー
ル剤700の周囲にはダミーUV硬化型シール剤800
が閉鎖されたパターンに形成されている。
0,800としては、両末端にアクリル基が結合された
モノマー又はオリゴマーを開始剤と混合したものを使用
することができ、一方の末端にはアクリル基が、他方の
末端にはエポキシ基が結合されたモノマー又はオリゴマ
ーを開始剤と混合したものを使用することが望ましい。
0と、セル切断ライン600とが重なる領域で前記ダミ
ーUV硬化型シール剤800の下部にUV遮断部750
が形成されている。
いし2000Å程度が望ましい。前記厚さの範囲のUV
遮断部750はセル切断にいかなる影響をも及ぼすこと
がないので金属のようにUVを遮断できる物質であれば
いずれも適用できる。
例はセル切断ライン600とダミーUV硬化型シール剤
800とが重なる全ての領域でダミーUV硬化型シール
剤800の下部にUV遮断部750が形成されている。
クライブ/ブレークの同時工程でセルを切断する工程に
おいて、まず右側または左側の末端のセル切断ラインか
ら上下方向に基板を切断すると右側または左側にあるダ
ミーUV硬化型シール剤は除去される。従って、除去さ
れるダミーUV硬化型シール剤は後続セル切断工程にい
かなる影響をも及ぼさない。
イン600と重なるダミーUV硬化型シール剤800の
領域の中で上側及び下側だけに、ダミーUV硬化型シー
ル剤800の下部にUV遮断部を形成するか、または図
4c に示すように、左側及び右側の領域だけにダミーU
V硬化型シール剤800の下部にUV遮断部を形成して
もセル切断工程が容易になるという同一の効果を奏す
る。もちろん、図4b に示すように、まず上下方向にセ
ルを切断する場合に適用し、図4c に示すように、まず
左右方向にセルを切断する場合に適用できる。
及び前記両基板の間に形成された液晶層からなるが、こ
の時シール剤は両基板のいずれか一方の基板上に形成す
ることができる。
に、本発明の一実施例によるシール剤が形成された基板
が下部基板の場合は、前記基板100上にゲート配線、
データ配線、薄膜トランジスタ及び画素電極が形成され
ている。この時、前記UV遮断部750は、前記ゲート
配線またはデータ配線と同一層にゲート配線またはデー
タ配線と同一物質で形成してもよいし、別の層に形成す
ることもできる。
本発明の一実施例によるシール剤が形成された基板が上
部基板の場合は、前記基板100上に遮光膜、カラーフ
ィルタ層及び共通電極画が形成されている。この時、前
記UV遮断部750は、前記遮光膜と同一層に遮光膜と
同一物質で形成してもよいし、別の層に形成することも
できる。
ーサは前記シール剤が形成された基板上に付着して形成
され得る。このような柱状スペーサは前記ゲート配線ま
たはデータ配線の形成領域に対応する領域に形成され、
感光性有機樹脂からなることが望ましい。
による液晶表示素子の製造工程を示す斜視図である。図
には四つの単位セルが形成された場合について示してい
るが、単位セルは増減可能である。
0と上部基板300を揃える。図示してはいないが、下
部基板200上には縦横に交差して画素領域を定義する
複数のゲート配線とデータ配線を形成し、前記ゲート配
線とデータ配線の交差点にゲート電極、ゲート絶縁膜、
半導体層、オーミックコンタクト層、ソース/ドレイン
電極及び保護膜からなる薄膜トランジスタを形成し、前
記薄膜トランジスタと連結する画素電極を前記画素領域
に形成する。
ための配向膜を形成する。この時、前記配向膜はポリア
ミドまたはポリイミド系化合物、PVA、ポリアミック
酸などの物質をラビング配向処理して形成することもで
き、PVCN、PSCN又はCelCN系化合物のよう
な光反応性の物質を光配向処理して形成することもでき
る。
線、データ配線及び薄膜トランジスタ形成領域で光が漏
れることを遮断するための遮光膜を形成し、前記遮光膜
の上に赤、緑、及び青のカラーフィルタ層を形成し、前
記カラーフィルタ層の上に共通電極を形成する。また、
前記カラーフィルタ層と共通電極との間にオーバーコー
ト層を追加して形成することもできる。また、前記共通
電極上には前述した配向膜を形成する。
をドット状に形成して前記両基板200、300を合着
させた後、前記上部基板300の上の共通電極に電圧を
印加できるようにする。尚、IPSモード液晶表示素子
の場合は共通電極と画素電極は、基板に対して平行な電
界が誘起されるように下部基板上に形成され、前記銀ド
ットは基板上に形成されない。
300上のダミー領域にUV遮断部750をパターニン
グして形成する。より具体的には前記UV遮断部750
は後工程のセル切断工程時、セル切断ラインと重なる領
域に形成される。従って、セル切断時に悪影響を及ぼさ
ない物質で形成することが望ましい。
領域にUV遮断部750を形成する場合について示して
いるが、セル切断ラインと重なる領域中、上側及び下
側、または左側及び右側の領域にだけUV遮断部750
を形成することも可能である。
板300上に形成した場合について示しているが下部基
板200上に形成することも可能である。尚、図5b は
UV遮断部750が別の層に形成される場合について示
しているが、UV遮断部750は図5a の上部基板30
0準備工程または下部基板200の準備工程中、層形成
の時に同時に形成することもできる。
00上に形成される場合は前記ゲート配線またはデータ
配線形成の時に同時に同一物質で形成することができ、
下部基板200上に形成する場合は前記遮光膜の形成時
に同時に同一物質で形成することもできる。
部750がパターン形成された上部基板300上に閉鎖
されたパターンに主UV硬化型シール剤700を塗布
し、前記主UV硬化型シール剤700の周囲で前記UV
遮断部750と重なって、閉鎖されたパターンにダミー
UV硬化型シール剤800を塗布する。
ィスペンサー法などがあるが、スクリーン印刷法はスク
リーンが基板と接触するので基板上に形成された配向膜
などが損傷するおそれがあり、基板が大面積化すると、
シール剤の損失量が多くて非経済的であるのでディスペ
ンサー法の方が望ましい。
剤700、800としては、両末端にアクリル基が結合
されたモノマー又はオリゴマーを開示剤と混合して用い
るか、または一方の末端にはアクリル基が、他の一方の
末端にはエポキシが結合されたモノマー又はオリゴマー
を開示剤と混合したものが望ましい。
を滴下して液晶層を形成する。前記液晶500は前記主
シール剤700が硬化する前に主シール剤700に接す
ると汚染される。従って、前記液晶500は前記下部基
板200の中央部に滴下されたものが望ましい。このよ
うに中央部に滴下された液晶500は前記主シール剤7
00が硬化した後まで徐々に広がって基板全体に同一密
度で分布することになる。
を滴下し、上部基板300上にUV遮断部750及びシ
ール剤700、800を形成する工程が示されている
が、これに限定されるものではなく、上部基板300上
に前記液晶500を形成し下部基板200上にUV遮断
部及びUV硬化型シール剤700、800を形成するこ
ともできる。
及びUV硬化型シール剤700,800を同一基板に形
成することもできる。但し、前記液晶500とUV硬化
型シール剤を同一基板に形成する場合、液晶とUV硬化
型シール剤とが形成される基板と、そうではない基板の
工程との間に不均衡が発生して工程時間が長くなるだけ
でなく、液晶とシール剤が同一の基板に形成されるので
合着前にシール剤に汚染物質が形成されたとしても基板
洗浄を行うことができなくなるので、前記液晶とシール
剤とは互いに異なる基板に形成することが望ましい。
ち、何れか一つの基板、望ましくは前記上部基板300
上にセルギャップ維持のためのスペーサを形成すること
もできる。前記スペーサはボールスペーサを適正濃度で
溶液中に混合した後噴射ノズルから高圧で基板上に撒布
して形成することもでき、柱状スペーサを前記ゲート配
線又はデータ配線形成領域に対応する基板上に付着させ
て形成することもできるが、ボールスペーサは大面積に
適用する場合にセルギャップが不均一になるという短所
があるので大面積の基板には柱状スペーサを形成するこ
とが望ましい。
機樹脂を用いることが望ましい。又、図5d のように、
前記下部基板200と上部基板300とを合着する。合
着工程は前記両基板のうち液晶が滴下された基板(第1
基板)を下面に固定し、他の基板(第2基板)は層形成
面が前記第1基板に向かうように180°回転させて上
面に位置させた後、上面に位置した基板に圧力を加えて
両基板を合着するか、又は前記離隔している両基板の間
を真空に形成した後、更に真空を解除してから大気圧に
よって両基板を合着することもできる。
00,300にUV照射装置900を介してUV照射を
行う。このようなUV照射はUV遮断部750が形成さ
れている上部基板300面に行う。このようにUV照射
を行うと、前記UV硬化型シール剤700,800を構
成する開示剤によって活性化したモノマー又はオリゴマ
ーが重合反応して高分子化することによって、下部基板
200と上部基板300とが接着される。
た領域はUVが照射されないのでその領域のダミーUV
硬化型シール剤は固まることなく、最初塗布された状
態、即ち、流動状態で維持されるので後工程のセル切断
工程が容易になる。
800として、一方の末端にはアクリル基が、他方の末
端にはエポキシ基が結合されたモノマー又はオリゴマー
を開示剤と混合して用いた場合は、前記UV照射によっ
てエポキシ基が反応しないので、前記UV照射工程後に
追加で加熱工程をおこなってシール剤を完全に硬化させ
る。前記加熱工程は約120℃で1時間程度行うことが
望ましい。
は、たとえ、前記熱硬化工程を経由しても硬化度が50
%未満に劣りセル切断工程には影響を及ぼさない。尚、
UV照射工程時、合着基板の全面にUVが照射される
と、基板上に形成されている薄膜トランジスタなどの素
子特性に悪影響を及ぼすことになり、液晶の初期配向の
ために形成した配向膜のプリチルト角が変わることにな
る。
化型シール剤800内部のアクティブ領域を隠すマスク
950を合着基板200、300と、UV照射装備90
0との間に位置させてUV照射を行うことが望ましい。
単位セルで切断する。単位セルで切断する工程は、ダイ
ヤモンド材質のペン又はホイルを鋸の歯状に形成した切
断装備を用いてスクライブ/ブレークの同時工程により
単位セルを一つずつ切断する。
工程を行う切断装置を用いることによって装備の占める
空間が縮小され切断工程時間も短縮される。
に最終検査工程をおこなう。前記最終検査工程は前記セ
ル単位で切断された基板が液晶モジュールで組み立てら
れる前に不良の有無を確認する工程であって、電圧印加
時又は無印加時に各々の画素が正しく駆動しているかど
うかを検査することになる。
明したが、前記実施形態のものに限定されるわけではな
く、本発明の技術思想に基づいて種々の変形可能であ
る。
ダミーUV硬化型シール剤のうち、セル切断ラインと重
なる領域のシール剤の下部にUV遮断部を形成させるこ
とにより、UV照射の際、前記UV遮断部が形成された
領域のシール剤が硬化せずセル切断が容易になる。
の製造工程を示す斜視図。
の製造工程を示す斜視図。
の製造工程を示す斜視図。
の製造工程を示す斜視図。
の製造工程を示す斜視図。
用下部基板のセル切断ラインの平面図。
板の平面図。
用基板の平面図。
用基板の平面図。
造工程を示す平面図。
造工程を示す平面図。
造工程を示す平面図。
造工程を示す平面図。
造工程を示す平面図。
造工程を示す平面図。
製造工程中、UV照射工程を示した斜視図。
Claims (28)
- 【請求項1】 基板と、 前記基板上に形成された主UV硬化型シール剤及び、 前記主UV硬化型シール剤と前記基板の端部との間に形
成されているダミーUV硬化型シール剤及び、 前記ダミーUV硬化型シール剤とセル切断ラインとが重
なる部分に形成されたUV遮断部とを含んでなる液晶表
示素子。 - 【請求項2】 前記UV遮断部は、前記ダミーUV硬化
型シール剤の下側に形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項3】 前記UV遮断部は、前記ダミーUV硬化
型シール剤の上側に形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】 前記UV遮断部は、前記ダミーUV硬化
型シール剤の上側及び下側に形成されていることを特徴
とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】 前記UV遮断部は、前記ダミーUV硬化
型シール剤と前記基板との間に形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項6】 前記UV遮断部は、前記ダミーUV硬化
型シール剤と前記セル切断ラインの全ての交差部に形成
されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
素子。 - 【請求項7】 前記UV遮断部は、前記基板の少なくと
も片側の端部において、前記ダミーUV硬化型シール剤
と前記セル切断ラインの交差部に形成されていることを
特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 - 【請求項8】 前記UV遮断部は、前記基板の反対側の
端部において、前記ダミーUV硬化型シール剤と前記セ
ル切断ラインの交差部に形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の液晶表示素子。 - 【請求項9】 前記基板上にゲート配線、データ配線、
薄膜トランジスタ及び画素電極が形成されていることを
特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。 - 【請求項10】 前記UV遮断部は、前記ゲート配線と
同一層に形成されていることを特徴とする請求項9に記
載の液晶表示素子。 - 【請求項11】 前記UV遮断部は、前記データ配線と
同一層に形成されていることを特徴とする請求項9に記
載の液晶表示素子。 - 【請求項12】 前記基板上に遮光層、カラーフィルタ
層、及び共通電極が形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の液晶表示素子。 - 【請求項13】 前記UV遮断部は、前記遮光層と同一
層に形成されていることを特徴とする請求項12に記載
の液晶表示素子。 - 【請求項14】 前記基板上に柱状スペーサが形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素
子。 - 【請求項15】 第1基板と、第2基板を揃える工程
と、 前記両基板のうち何れか一方の基板上のダミー領域にU
V遮断部を形成する工程と、 前記UV遮断部が形成された基板上に、主UV硬化型シ
ール剤を塗布する工程と、 前記主UV硬化型シール剤と前記基板の端部との間にダ
ミーUV硬化型シール剤を塗布する工程と、 前記両基板のうち何れか一方の基板上に液晶を滴下する
工程と、 前記両基板を合着させる工程と、 前記主UV硬化型シール剤と前記ダミーUV硬化型シー
ル剤にUVを照射する工程と、 前記合着基板をセル単位で切断する工程とを含めてなる
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項16】 前記第1基板上にゲート配線とデータ
配線を形成する工程と、 前記ゲート配線と前記データ配線との交差部に薄膜トラ
ンジスタを形成する工程と、 前記第1基板上に画素電極を形成する工程を更に含めて
なることを特徴とする請求項15に記載の液晶表示素子
の製造方法。 - 【請求項17】 前記UV遮断部を形成する工程は、前
記ゲート配線の際、同時に形成されることを特徴とする
請求項16に記載液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項18】 前記UV遮断部を形成する工程は、前
記データ配線の際、同時に形成されることを特徴とする
請求項16に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項19】 前記第2基板上に遮光層が形成される
工程と、 前記遮光層にカラーフィルタ層が形成される工程を追加
して含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示
素子の製造方法。 - 【請求項20】 前記UV遮断部形成工程は、前記遮光
層形成工程と同時に形成することを特徴とする請求項1
9に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項21】 前記UV照射工程は、前記UV遮断部
が形成された基板面にUVを照射することを特徴とする
請求項15に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項22】 前記UV照射工程の後加熱工程を追加
して含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示
素子の製造方法。 - 【請求項23】 セル単位で切断する工程は、スクライ
ブ及びブレーク工程を一つの工程で行うことを特徴とす
る請求項15に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項24】 前記UV照射工程は、前記主UV硬化
型シール剤内部のアクティブ領域をマスクで遮断してか
ら行うことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示素
子の製造方法。 - 【請求項25】 前記主及びダミーUV硬化型シール剤
を前記第2基板上に形成し、前記液晶を前記第1基板上
に滴下することを特徴とする請求項15に記載の液晶表
示素子の製造方法。 - 【請求項26】 前記主及びダミーUV硬化型シール剤
を前記第1基板上に形成し、前記液晶を前記第2基板上
に滴下することを特徴とする請求項15に記載の液晶表
示素子の製造方法。 - 【請求項27】 前記両基板のうち何れか一方の基板上
に柱状スペーサを追加して形成することを特徴とする請
求項15に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項28】 前記UV遮断部は、セル切断ラインと
前記ダミーUV硬化型シール剤が重なる部分に形成され
ることを特徴とする請求項15に記載の液晶表示素子の
製造方法。
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