JP2004170521A - 液晶表示素子の製造方法及び液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】アレイ基板とCF基板との貼り合わせにおいて,液晶とシール材との接触を防止する。
【解決手段】アレイ基板1の外周部に,二重の枠状の隔離壁3,4を形成する。隔離壁3,4の形成後,隔離壁3,4の外側にシール材Sを塗布し,隔離壁3,4の内側に液晶Aを供給する。アレイ基板1とCF基板2とを両面から押圧しながら貼り合わせ,隔離壁3の内側が液晶Aで満たされ,余分な液晶Aは,隔離壁3と隔離壁4との隙間に押し出される。こうして,液晶Aとシール材Sとの接触が防止され,さらに隔離壁3の内側に気泡が残留することなく液晶Aが封入される。
【選択図】 図10
【解決手段】アレイ基板1の外周部に,二重の枠状の隔離壁3,4を形成する。隔離壁3,4の形成後,隔離壁3,4の外側にシール材Sを塗布し,隔離壁3,4の内側に液晶Aを供給する。アレイ基板1とCF基板2とを両面から押圧しながら貼り合わせ,隔離壁3の内側が液晶Aで満たされ,余分な液晶Aは,隔離壁3と隔離壁4との隙間に押し出される。こうして,液晶Aとシール材Sとの接触が防止され,さらに隔離壁3の内側に気泡が残留することなく液晶Aが封入される。
【選択図】 図10
Description
【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及び液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示パネル,LCD(リキッド クリスタル ディスプレイ)などの液晶表示素子の製造方法として,従来より液晶注入法や液晶滴下法が用いられている。液晶滴下方法では,一の基板の外周部に液状のシール材を枠状に塗布するシール材塗布工程,シール材に囲まれた領域に液晶を滴下する液晶滴下工程及び当該液晶が供給された基板と他の基板とを貼り合わせて,当該一対の基板間に液晶を封入する液晶封入工程,シール材を硬化して一対の基板を互いに固着させる固着工程等が行われる。
【0003】
この液晶滴下法では,両基板が貼り合わせられる前に片方の基板に液晶とシール材を供給する必要があるので,未硬化のシール材と液晶とが接触する恐れがある。このシール材と液晶との接触は,液晶の劣化をもたらし,液晶表示部の欠陥に繋がる。また,液晶がシール材上に乗り上げるようなことがあると,基板の貼り合わせ時にシール材の接着力が低下し,基板の固着が十分に行われない恐れがある。これらの問題を改善する方法として,減圧下において,シール材と塗布された基板の中心部に液晶を供給し,当該基板ともう一方の基板とを重ね合わせ,その後周辺雰囲気を増圧し,拡散する液晶がシール材に接触する前にシール材を硬化させる方法が提案されている(例えば,特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11―109388号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記方法によれば,液晶は,いずれシール材に到達し接触する。接触すれば,液晶とシール材は,多少なりとも互いに溶解するので,液晶及びシール材の劣化は完全には防止できない。また,液晶がシール材に到達するまでの時間は短く,この間にシール材が完全に硬化しない恐れもある。この場合,未硬化のシール材が液晶内に溶解するので,液晶及びシール材の劣化は避けられない。
【0006】
さらに,上記方法によれば,両基板の内側と外側の圧力差を用いて液晶を拡散させるため,当初基板を減圧下に置かなければならない。このために大型で高価な減圧装置を用いなければならず,減圧装置を置くための広いスペースと,装置の購入,設置及び維持のための膨大なコストが必要になる。また,減圧雰囲気を作り出すには時間がかかるので,スループットの観点からも好ましくない。
【0007】
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,常圧下においても液晶とシール材との接触を完全に防止できる液晶表示素子の製造方法及び液晶表示素子を提供することをその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば,一対の基板の内の一方の基板の外周部にシール材を塗布する工程と,前記一方の基板のシール材の内側に液晶を供給する工程と,前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる工程と,を有する液晶表示素子の製造方法であって,前記一方の基板に,液晶とシール材とを隔離するための枠状の隔離壁を形成する工程を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法が提供される。なお,「枠状」は,シール材の全周の内側を囲む形態である。
【0009】
この液晶表示素子の製造方法によれば,隔離壁により液晶とシール材とを隔離できるので,液晶とシール材との接触を完全に防止できる。この結果,液晶とシール材との接触により液晶やシール材が劣化することがなく,例えば液晶表示部の欠陥の発生や両基板の接着力の低下が防止される。また,かかる製造方法は,常圧下でも実施できるので,減圧のための大型で高価な装置を必要としない。
【0010】
前記隔離壁は,前記シール材を塗布する前に,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分の内側に形成され,前記液晶は,前記隔離壁の内側に供給されるようにしてもよい。こうすることにより,隔離壁によりシール材と液晶が隔離され,シール材と液晶との接触が防止できる。
【0011】
前記隔離壁は,二重以上に形成されていてもよく,かかる場合シール材と液晶との接触をより確実に防止できる。前記各隔離壁間には,隙間が設けられ,前記液晶は,一方の基板と他方の基板とを貼り合わせた際の,最も内側の隔離壁の内側の容積よりも多く供給されるようにしてもよい。この場合,最も内側の隔離壁の内側に液晶が充填され,余りの液晶が隔離壁間の隙間に押し出される。こうすることにより,隔離壁の内側の液晶表示領域に気泡が残留することがなく,液晶表示の欠陥の発生を抑制できる。なお,「最も内側の隔離壁の内側の容積」とは,当該隔離壁と一の基板及び他方の基板で囲まれる空間の容積である。
【0012】
前記隔離壁は,前記シール材を塗布する前に,フォトリソグラフィにより形成されるようにしてもよい。このようにフォトリソグラフィにより隔離壁を形成することによって,位置精度,高さ精度の優れた隔離壁を形成できる。
【0013】
前記他方の基板にも,液晶とシール材とを隔離するための隔離壁が形成されていてもよい。前記他方の基板の隔離壁は,前記一方の基板と他方の基板とが貼り合わされた際に前記一方の隔離壁と前記他方の基板の隔離壁とが外側に向かって交互に配置されるように形成されていてもよい。このように他方の基板側にも隔離壁を形成することにより,液晶とシール材との接触をより確実に防止できる。
【0014】
前記液晶は,前記一方の基板における隔離壁の内側の一端部側に当該隔離壁に対して隙間無く供給され,その後,前記他方の基板の他端部側を,一方の基板に対して離れる方向に反らせた状態で,当該一方の基板と他方の基板とを前記一端部側から徐々に貼り合わせるようにしてもよい。この場合,一方の基板と他方の基板とを,液晶の供給されている一端部側から徐々に貼り合わせていくことができるので,常圧下においても,両基板間に気泡が混入しないように両基板を貼り合わせることができる。これにより,気泡の混入による液晶表示の欠陥の発生が防止できる。
【0015】
前記隔離壁の高さが,前記一方の基板と他方の基板とが貼り合わされた際の当該両基板間の予め定められた間隔に等しくなるように,前記隔離壁は形成されるようにしてもよい。この場合,例えば隔離壁が,両基板間の所定のギャップ(間隔)を維持するスペーサとしての機能も果たすことができる。なお,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分にも,前記隔離壁が形成されてもよい。この隔離壁も,シール材の塗布される基板の外周部においてスペーサとしての機能を果たすことができる。
【0016】
請求項11の発明によれば,基板の外周部に沿ってシール材が塗布され,当該シール材の内側に液晶が供給された一方の基板と,他方の基板とを貼り合わせて構成された液晶表示素子であって,前記一方の基板には,前記シール材と液晶とを隔離するための枠状の隔離壁が形成されていることを特徴とする液晶表示素子が提供される。
【0017】
この発明によれば,隔離壁により,液晶とシール材との接触を完全に防止できる。したがって,液晶とシール材の混合による液晶及びシール材の劣化が防止できる。
【0018】
前記隔離壁は,二重以上に形成されていてもよく,前記各隔離壁間には,隙間が設けられていてもよい。この場合,例えば上述したように最も内側の隔離壁の内側に多めの液晶を供給することによって,最も内側の隔離壁内が液晶で充填され,余った液晶が隔離壁間の隙間に流される。この結果,最も内側の隔離壁内の液晶内に気泡が混入されることがなく,常圧下においても気泡の混入のない液晶の封入が実現される。
【0019】
前記他方の基板にも,液晶とシール材とを隔離するための隔離壁が形成されていてもよく,前記他方の基板の隔離壁と前記一方の隔離壁とは,交互に配置されていてもよい。
【0020】
前記隔離壁の高さが,前記一方の基板と他方の基板との間の予め定められた間隔に等しくなるように,前記隔離壁は形成されていてもよい。この場合,隔離壁が基板間のギャップ(間隔)を維持するスペーサとしての機能も果たすことができる。なお,前記隔離壁は,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分にも形成されていてもよく,シール材の塗布される基板の外周部において,隔離壁がスペーサとしての機能を果たすことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の液晶表示素子の製造方法の好ましい実施の形態について説明する。本実施の形態では,一対の一方の基板としてのアレイ基板と他方の基板としてのCF(カラーフィルタ)基板とを貼り合わせて構成された液晶表示素子の製造方法を例に採って説明する。先ず,アレイ基板の表面に二重の隔離壁が形成される。この隔離壁の形成は,例えばフォトリソグラフィにより行われる。例えば図1に示すようにアレイ基板1の表面上に,隔離壁の材料となるレジスト液が塗布され,硬化されて,レジスト膜Rが形成される。このときのレジスト膜Rの厚みは,後に隔離壁の高さになり,例えば貼り合わされたアレイ基板1とCF基板2と間の所定のギャップに等しい,例えば5μm程度に設定されている。
【0022】
その後,図2に示すようにアレイ基板1上の後に隔離壁3,4となる部分を除いた部分,つまりアレイ基板1の外周部に沿った二重の枠状の部分を除いた部分がマスク露光される。そして,アレイ基板1が現像され,図3に示すように前記露光部が取り除かれて,図4に示すように枠状の二重の隔離壁3,4(内側が隔離壁3,外側が隔離壁4とする。)が形成される。この隔離壁3,4は,例えば後にシール材Sが塗布される位置より内側であって,液晶表示部として実際に用いられる液晶表示領域Hよりも外側に形成されている。図3に示すように隔離壁3,4の高さDは,前記レジスト膜Rの厚みに等しくアレイ基板1とCF基板2間の所定のギャップと同じ高さになっている。隔離壁3,4間の隙間は,例えば0.1〜1.0mm程度に形成されている。なお,隔離壁3,4の高さDは,後にCF基板2に押圧された時の縮みを考慮し,前記所定のギャップよりも僅かに高く設定されていてもよい。また,隔離壁3,4がCF基板2に押圧された時に,隔離壁3,4間が,所定離間距離,少なくとも0.1mm以上に維持されるように,形成時の隔離壁3,4間の隙間を設定してもよい。
【0023】
アレイ基板1に隔離壁3,4が形成されると,その表面に配向膜(図示せず)が形成され,ラビング処理が施される。なお,この配向膜の形成とラビング処理は,隔離壁3,4の形成前に行うようにしてもよい。その後アレイ基板1には,常圧下において,アレイ基板1の隔離壁4の外周に沿って,図5に示すように液状で,かつ紫外線による硬化性を有するシール材Sが塗布される。シール材Sは,例えば隔離壁4を囲むように枠状に塗布される。シール材Sは,図6に示すように隔離壁3,4の高さDよりも高く液盛りされる。続いて図7に示すように内側の隔離壁3の中心部に所定量の液晶Aが供給される。液晶Aは,例えば後にアレイ基板1とCF基板2とが貼り合わされた際に隔離壁3によって囲まれる空間の容積より多く供給される。
【0024】
図8に示すようにアレイ基板1とCF基板2が対向配置され,アレイ基板1とCF基板2とが両面から押圧されて貼り合わせられる。アレイ基板1とCF基板2間の液晶Aは,その押圧力によって外側に向かって拡散される。そして,液晶Aは,隔離壁3に囲まれる空間の容積よりも多く供給されているので,図9に示すように一部の液晶Aが隔離壁3を乗り越えて隔離壁3と隔離壁4との間の隙間に入り込む。やがてCF基板2と隔離壁3,4の上端部とが接触すると,図10に示すように隔離壁3の内側には,液晶Aが隙間無く充填され,余った液晶Aが隔離壁3と隔離壁4との間の隙間に収容される。
【0025】
アレイ基板1とCF基板2とが貼り合わされた後は,例えばシール材Sに対して紫外線が照射され,シール材Sが硬化されて,アレイ基板1とCF基板2とが固着される。こうして一対のアレイ基板1とCF基板2間に液晶Aが封入される。その後,例えばスクライブ・ブレイク工程,洗浄工程及び偏光板貼りつけ工程等を経て液晶表示素子の製造プロセスが終了する。
【0026】
以上の実施の形態によれば,アレイ基板1の外周部に塗布されるシール材Sと,アレイ基板1の中央部側に供給される液晶Aとの間に,隔離壁3,4を形成したので,液晶Aと未硬化のシール材Sとが隔離壁3,4により隔てられ,液晶Aとシール材Sとが接触することがない。それ故,液晶Aがシール材Sに汚染されて劣化することが防止できる。また,液晶Aがシール材S上に乗り上げたり,シール材Sが液晶Aに汚染されたりしてシール材Sの接着力が低下することが防止できる。前記液晶Aの封入を伴うアレイ基板1とCF基板2との貼り合わせは,常圧下で実施できるので,従来のような減圧雰囲気を作り出すための大型で高価な減圧装置が必要ない。それ故より狭いスペースで,より安価な装置を用いて液晶表示素子の製造を行うことができる。また,減圧雰囲気を作り出すための時間も必要ないので,液晶表示素子の製造効率を上げることもできる。
【0027】
前記隔離壁3,4は,フォトリソグラフィにより形成されたので,位置精度,高さ精度の優れた隔離壁3,4を比較的簡単に実現できる。隔離壁3,4は,二重の枠状に形成されたので,液晶Aとシール材Sとの接触をより確実に防止できる。前記実施の形態では,内側の隔離壁3が液晶表示領域Hの外側に形成され,隔離壁3と4との間に隙間が設けられた。そして上述したように予め多めの液晶Aを隔離壁3の内側に供給するようにしたので,アレイ基板1とCF基板2との押圧力により液晶Aが拡散し,隔離壁3の内側に液晶Aが充填され,余った液晶Aは隔離壁3と隔離壁4との隙間に収容される。この結果,隔離壁3の内側に空隙が残らないように液晶Aを封入できる。したがって,液晶表示領域Hにおける気泡の残留を防ぎ,液晶表示の欠陥の発生を防止できる。
【0028】
隔離壁3,4の高さDが,アレイ基板1とCF基板2との間の所定のギャップと同程度に設定されたので,アレイ基板1とCF基板2とが貼り合わせられた際に,隔離壁3,4は,基板間の所定のギャップを維持するいわゆるスペーサとしての機能を果たすことができる。
【0029】
なお,以上の実施の形態で記載した隔離壁の数は,2つに限られず,複数,例えば図11に示すようにアレイ基板1に例えば三重の枠状の隔離壁20,21,22を形成してもよい。この場合,二重の時に比べてより確実にシール材Sと液晶Aとの接触を防止できる。なお,この場合,各隔離壁20〜22間の隙間は,総て同じである必要ななく,0.1mm〜1.0mmの範囲であれば,例えば外側の隔離壁20,21の間隔が,内側の隔離壁21,22の間隔よりも広くてもよく,またその逆であってもよい。また,図12に示すように一重の隔離壁30であってもシール材Sと液晶Aとの接触は防止できる。
【0030】
上記隔離壁3,4に加えて,図13に示すようにシール材Sの塗布される位置にも隔離壁3,4と同じ高さDを有する隔離壁40を形成してもよい。こうすることにより,例えば図14に示すようにアレイ基板1とCF基板2とを貼り合わせた際に,シール材Sのある接着部分の間隔が隔離壁40によって正確に定められ,当該接着部分におけるアレイ基板1とCF基板2間のギャップが確保される。
【0031】
ところで,アレイ基板1への液晶Aの供給及びアレイ基板1とCF基板2との貼り合わせは,以下のように行ってもよい。例えば,アレイ基板1に隔離壁3,4が形成され,その外側にシール材Sが塗布された後,図15に示すように液晶Aが隔離壁3の内側の一端部側に偏って供給される。このとき,液晶Aと隔離壁3との間に隙間ができないように,液晶Aは供給される。
【0032】
続いて,図16に示すように液晶Aの供給されていないCF基板2の他端部側が,アレイ基板1に対して離れる方向(反対方向)に反らされた状態で,アレイ基板1とCF基板2が対向配置される。そして,初めCF基板2とアレイ基板1の一端部側が貼り合わせられ,その後他端部側に向けて徐々に貼り合わせられる。こうすることによって,隔離壁3の内側の液晶Aが徐々に他端部側に拡散されつつ,図10に示したようにアレイ基板1とCF基板2に挟まれた隔離壁3の内側が液晶Aで充填され,余った液晶Aは,隔離壁3と隔離壁4との間に押し出される。こうしてアレイ基板1とCF基板2の全面が貼り合わせられると,アレイ基板1とCF基板2との間に液晶Aが封入される。
【0033】
この場合,液晶Aをアレイ基板1の一端部側に偏って供給し,その後CF基板2を反らせた状態で,アレイ基板1とCF基板2とを一端部側から徐々に貼り合わせるようにしたので,常圧下においても隔離壁3の内側に気泡が混入することが防止できる。したがって,残留気泡による液晶表示の欠陥の発生を防止できる。
【0034】
以上の実施の形態では,アレイ基板1側にのみ隔離壁を形成していたが,CF基板2側にも隔離壁を設けてもよい。例えば図17に示すようにCF基板2の外周部に沿って枠状の隔離壁50が形成される。隔離壁50は,CF基板2とアレイ基板1とが貼り合わされる前に,例えば上述したようなフォトリソグラフィにより形成してもよい。隔離壁50は,図18に示すようにアレイ基板1とCF基板2とを貼り合わせた時に,アレイ基板1側の隔離壁3と隔離壁4との間に挟まれるような位置に形成される。つまり,アレイ基板1とCF基板2とを貼り合わせた時に,アレイ基板1側の隔離壁3,4とCF基板2側の隔離壁50とが交互に位置する。隔離壁50は,隣り合う隔離壁3,4との間に隙間ができるように形成され,また,例えば隔離壁3,4と同じ高さDを有するように形成される。
【0035】
このような場合,アレイ基板1とCF基板2の双方の隔離壁3,4,50によって,表示動作させる側,つまり隔離壁3の内側に充填された液晶Aとシール材Sとの接触,混合を防止できるので,より確実に液晶A及びシール材Sの汚染を防止できる。交互に配置された隔離壁3,4,50の間に隙間が設けられたので,前記実施の形態で記載したように隔離壁3の内側に多めの液晶Aを供給した場合に,図19に示すように隔離壁3の内側が液晶Aで充填され,余った液晶Aを隔離壁3,4,50間の各隙間に収容できる。したがって,隔離壁3の内側に残留気泡がないように基板間に液晶Aを封入できる。なお,CF基板2側の隔離壁は,複数形成されていてもよい。例えば図20に示すようにアレイ基板1に三重の隔離壁20〜22が形成されていた場合,隔離壁20〜22間の各隙間に挟まれ,各隔離壁20〜22と交互に配置されるような二重の隔離壁60,61が形成されてもよい。
【0036】
以上,本発明の実施の形態の一例について説明したが,本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば前記実施の形態では,シール材Sが塗布され液晶Aの供給される基板がアレイ基板1であったが,CF基板2側にシール材Sを塗布し,液晶Aを供給する場合にも,本発明を適用できる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば,液晶とシール材との接触を防止できるので,液晶表示素子の欠陥を低減し,歩留まりの向上が図られる。常圧下で液晶表示素子の製造を行うことができるので,装置コストの低減,フットプリント及びスループットの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レジスト膜形成時のアレイ基板の縦断面図である。
【図2】露光時のアレイ基板の縦断面図である。
【図3】現像時のアレイ基板の縦断面図である。
【図4】二重の隔離壁が形成されたアレイ基板の平面図である。
【図5】シール材の塗布されたアレイ基板の平面図である。
【図6】シール材の塗布されたアレイ基板の外周部分の縦断面図である。
【図7】液晶の供給されたアレイ基板の平面図である。
【図8】貼り合わせ時のアレイ基板とCF基板の縦断面図である。
【図9】貼り合わせ時のアレイ基板の外周部を拡大した縦断面図である。
【図10】アレイ基板とCF基板とが貼り合わせられた後の様子を示すアレイ基板とCF基板の縦断面図である。
【図11】三重の隔離壁が形成されたアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図12】一重の隔離壁が形成されたアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図13】シール材を塗布する位置に隔離壁が形成されたアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図14】図13のアレイ基板の貼り合わせ時のアレイ基板とCF基板との縦断面図である。
【図15】アレイ基板の一端部側に液晶が供給された時のアレイ基板の平面図である。
【図16】CF基板を反らせた状態でCF基板とアレイ基板とを貼り合わせる場合のアレイ基板とCF基板との縦断面図である。
【図17】隔離壁の形成されたCF基板の平面図である。
【図18】図17の隔離壁の形成位置を示すためのCF基板とアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図19】図17のCF基板とアレイ基板との貼り合わせ時の縦断面図である。
【図20】二重の隔離壁が形成されたCF基板と三重の隔離壁が形成されたアレイ基板を示すCF基板とアレイ基板の縦断面図である。
【符号の説明】
1 アレイ基板
2 CF基板
3,4 隔離壁
A 液晶
S シール材
【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及び液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示パネル,LCD(リキッド クリスタル ディスプレイ)などの液晶表示素子の製造方法として,従来より液晶注入法や液晶滴下法が用いられている。液晶滴下方法では,一の基板の外周部に液状のシール材を枠状に塗布するシール材塗布工程,シール材に囲まれた領域に液晶を滴下する液晶滴下工程及び当該液晶が供給された基板と他の基板とを貼り合わせて,当該一対の基板間に液晶を封入する液晶封入工程,シール材を硬化して一対の基板を互いに固着させる固着工程等が行われる。
【0003】
この液晶滴下法では,両基板が貼り合わせられる前に片方の基板に液晶とシール材を供給する必要があるので,未硬化のシール材と液晶とが接触する恐れがある。このシール材と液晶との接触は,液晶の劣化をもたらし,液晶表示部の欠陥に繋がる。また,液晶がシール材上に乗り上げるようなことがあると,基板の貼り合わせ時にシール材の接着力が低下し,基板の固着が十分に行われない恐れがある。これらの問題を改善する方法として,減圧下において,シール材と塗布された基板の中心部に液晶を供給し,当該基板ともう一方の基板とを重ね合わせ,その後周辺雰囲気を増圧し,拡散する液晶がシール材に接触する前にシール材を硬化させる方法が提案されている(例えば,特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11―109388号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記方法によれば,液晶は,いずれシール材に到達し接触する。接触すれば,液晶とシール材は,多少なりとも互いに溶解するので,液晶及びシール材の劣化は完全には防止できない。また,液晶がシール材に到達するまでの時間は短く,この間にシール材が完全に硬化しない恐れもある。この場合,未硬化のシール材が液晶内に溶解するので,液晶及びシール材の劣化は避けられない。
【0006】
さらに,上記方法によれば,両基板の内側と外側の圧力差を用いて液晶を拡散させるため,当初基板を減圧下に置かなければならない。このために大型で高価な減圧装置を用いなければならず,減圧装置を置くための広いスペースと,装置の購入,設置及び維持のための膨大なコストが必要になる。また,減圧雰囲気を作り出すには時間がかかるので,スループットの観点からも好ましくない。
【0007】
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,常圧下においても液晶とシール材との接触を完全に防止できる液晶表示素子の製造方法及び液晶表示素子を提供することをその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば,一対の基板の内の一方の基板の外周部にシール材を塗布する工程と,前記一方の基板のシール材の内側に液晶を供給する工程と,前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる工程と,を有する液晶表示素子の製造方法であって,前記一方の基板に,液晶とシール材とを隔離するための枠状の隔離壁を形成する工程を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法が提供される。なお,「枠状」は,シール材の全周の内側を囲む形態である。
【0009】
この液晶表示素子の製造方法によれば,隔離壁により液晶とシール材とを隔離できるので,液晶とシール材との接触を完全に防止できる。この結果,液晶とシール材との接触により液晶やシール材が劣化することがなく,例えば液晶表示部の欠陥の発生や両基板の接着力の低下が防止される。また,かかる製造方法は,常圧下でも実施できるので,減圧のための大型で高価な装置を必要としない。
【0010】
前記隔離壁は,前記シール材を塗布する前に,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分の内側に形成され,前記液晶は,前記隔離壁の内側に供給されるようにしてもよい。こうすることにより,隔離壁によりシール材と液晶が隔離され,シール材と液晶との接触が防止できる。
【0011】
前記隔離壁は,二重以上に形成されていてもよく,かかる場合シール材と液晶との接触をより確実に防止できる。前記各隔離壁間には,隙間が設けられ,前記液晶は,一方の基板と他方の基板とを貼り合わせた際の,最も内側の隔離壁の内側の容積よりも多く供給されるようにしてもよい。この場合,最も内側の隔離壁の内側に液晶が充填され,余りの液晶が隔離壁間の隙間に押し出される。こうすることにより,隔離壁の内側の液晶表示領域に気泡が残留することがなく,液晶表示の欠陥の発生を抑制できる。なお,「最も内側の隔離壁の内側の容積」とは,当該隔離壁と一の基板及び他方の基板で囲まれる空間の容積である。
【0012】
前記隔離壁は,前記シール材を塗布する前に,フォトリソグラフィにより形成されるようにしてもよい。このようにフォトリソグラフィにより隔離壁を形成することによって,位置精度,高さ精度の優れた隔離壁を形成できる。
【0013】
前記他方の基板にも,液晶とシール材とを隔離するための隔離壁が形成されていてもよい。前記他方の基板の隔離壁は,前記一方の基板と他方の基板とが貼り合わされた際に前記一方の隔離壁と前記他方の基板の隔離壁とが外側に向かって交互に配置されるように形成されていてもよい。このように他方の基板側にも隔離壁を形成することにより,液晶とシール材との接触をより確実に防止できる。
【0014】
前記液晶は,前記一方の基板における隔離壁の内側の一端部側に当該隔離壁に対して隙間無く供給され,その後,前記他方の基板の他端部側を,一方の基板に対して離れる方向に反らせた状態で,当該一方の基板と他方の基板とを前記一端部側から徐々に貼り合わせるようにしてもよい。この場合,一方の基板と他方の基板とを,液晶の供給されている一端部側から徐々に貼り合わせていくことができるので,常圧下においても,両基板間に気泡が混入しないように両基板を貼り合わせることができる。これにより,気泡の混入による液晶表示の欠陥の発生が防止できる。
【0015】
前記隔離壁の高さが,前記一方の基板と他方の基板とが貼り合わされた際の当該両基板間の予め定められた間隔に等しくなるように,前記隔離壁は形成されるようにしてもよい。この場合,例えば隔離壁が,両基板間の所定のギャップ(間隔)を維持するスペーサとしての機能も果たすことができる。なお,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分にも,前記隔離壁が形成されてもよい。この隔離壁も,シール材の塗布される基板の外周部においてスペーサとしての機能を果たすことができる。
【0016】
請求項11の発明によれば,基板の外周部に沿ってシール材が塗布され,当該シール材の内側に液晶が供給された一方の基板と,他方の基板とを貼り合わせて構成された液晶表示素子であって,前記一方の基板には,前記シール材と液晶とを隔離するための枠状の隔離壁が形成されていることを特徴とする液晶表示素子が提供される。
【0017】
この発明によれば,隔離壁により,液晶とシール材との接触を完全に防止できる。したがって,液晶とシール材の混合による液晶及びシール材の劣化が防止できる。
【0018】
前記隔離壁は,二重以上に形成されていてもよく,前記各隔離壁間には,隙間が設けられていてもよい。この場合,例えば上述したように最も内側の隔離壁の内側に多めの液晶を供給することによって,最も内側の隔離壁内が液晶で充填され,余った液晶が隔離壁間の隙間に流される。この結果,最も内側の隔離壁内の液晶内に気泡が混入されることがなく,常圧下においても気泡の混入のない液晶の封入が実現される。
【0019】
前記他方の基板にも,液晶とシール材とを隔離するための隔離壁が形成されていてもよく,前記他方の基板の隔離壁と前記一方の隔離壁とは,交互に配置されていてもよい。
【0020】
前記隔離壁の高さが,前記一方の基板と他方の基板との間の予め定められた間隔に等しくなるように,前記隔離壁は形成されていてもよい。この場合,隔離壁が基板間のギャップ(間隔)を維持するスペーサとしての機能も果たすことができる。なお,前記隔離壁は,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分にも形成されていてもよく,シール材の塗布される基板の外周部において,隔離壁がスペーサとしての機能を果たすことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下,本発明の液晶表示素子の製造方法の好ましい実施の形態について説明する。本実施の形態では,一対の一方の基板としてのアレイ基板と他方の基板としてのCF(カラーフィルタ)基板とを貼り合わせて構成された液晶表示素子の製造方法を例に採って説明する。先ず,アレイ基板の表面に二重の隔離壁が形成される。この隔離壁の形成は,例えばフォトリソグラフィにより行われる。例えば図1に示すようにアレイ基板1の表面上に,隔離壁の材料となるレジスト液が塗布され,硬化されて,レジスト膜Rが形成される。このときのレジスト膜Rの厚みは,後に隔離壁の高さになり,例えば貼り合わされたアレイ基板1とCF基板2と間の所定のギャップに等しい,例えば5μm程度に設定されている。
【0022】
その後,図2に示すようにアレイ基板1上の後に隔離壁3,4となる部分を除いた部分,つまりアレイ基板1の外周部に沿った二重の枠状の部分を除いた部分がマスク露光される。そして,アレイ基板1が現像され,図3に示すように前記露光部が取り除かれて,図4に示すように枠状の二重の隔離壁3,4(内側が隔離壁3,外側が隔離壁4とする。)が形成される。この隔離壁3,4は,例えば後にシール材Sが塗布される位置より内側であって,液晶表示部として実際に用いられる液晶表示領域Hよりも外側に形成されている。図3に示すように隔離壁3,4の高さDは,前記レジスト膜Rの厚みに等しくアレイ基板1とCF基板2間の所定のギャップと同じ高さになっている。隔離壁3,4間の隙間は,例えば0.1〜1.0mm程度に形成されている。なお,隔離壁3,4の高さDは,後にCF基板2に押圧された時の縮みを考慮し,前記所定のギャップよりも僅かに高く設定されていてもよい。また,隔離壁3,4がCF基板2に押圧された時に,隔離壁3,4間が,所定離間距離,少なくとも0.1mm以上に維持されるように,形成時の隔離壁3,4間の隙間を設定してもよい。
【0023】
アレイ基板1に隔離壁3,4が形成されると,その表面に配向膜(図示せず)が形成され,ラビング処理が施される。なお,この配向膜の形成とラビング処理は,隔離壁3,4の形成前に行うようにしてもよい。その後アレイ基板1には,常圧下において,アレイ基板1の隔離壁4の外周に沿って,図5に示すように液状で,かつ紫外線による硬化性を有するシール材Sが塗布される。シール材Sは,例えば隔離壁4を囲むように枠状に塗布される。シール材Sは,図6に示すように隔離壁3,4の高さDよりも高く液盛りされる。続いて図7に示すように内側の隔離壁3の中心部に所定量の液晶Aが供給される。液晶Aは,例えば後にアレイ基板1とCF基板2とが貼り合わされた際に隔離壁3によって囲まれる空間の容積より多く供給される。
【0024】
図8に示すようにアレイ基板1とCF基板2が対向配置され,アレイ基板1とCF基板2とが両面から押圧されて貼り合わせられる。アレイ基板1とCF基板2間の液晶Aは,その押圧力によって外側に向かって拡散される。そして,液晶Aは,隔離壁3に囲まれる空間の容積よりも多く供給されているので,図9に示すように一部の液晶Aが隔離壁3を乗り越えて隔離壁3と隔離壁4との間の隙間に入り込む。やがてCF基板2と隔離壁3,4の上端部とが接触すると,図10に示すように隔離壁3の内側には,液晶Aが隙間無く充填され,余った液晶Aが隔離壁3と隔離壁4との間の隙間に収容される。
【0025】
アレイ基板1とCF基板2とが貼り合わされた後は,例えばシール材Sに対して紫外線が照射され,シール材Sが硬化されて,アレイ基板1とCF基板2とが固着される。こうして一対のアレイ基板1とCF基板2間に液晶Aが封入される。その後,例えばスクライブ・ブレイク工程,洗浄工程及び偏光板貼りつけ工程等を経て液晶表示素子の製造プロセスが終了する。
【0026】
以上の実施の形態によれば,アレイ基板1の外周部に塗布されるシール材Sと,アレイ基板1の中央部側に供給される液晶Aとの間に,隔離壁3,4を形成したので,液晶Aと未硬化のシール材Sとが隔離壁3,4により隔てられ,液晶Aとシール材Sとが接触することがない。それ故,液晶Aがシール材Sに汚染されて劣化することが防止できる。また,液晶Aがシール材S上に乗り上げたり,シール材Sが液晶Aに汚染されたりしてシール材Sの接着力が低下することが防止できる。前記液晶Aの封入を伴うアレイ基板1とCF基板2との貼り合わせは,常圧下で実施できるので,従来のような減圧雰囲気を作り出すための大型で高価な減圧装置が必要ない。それ故より狭いスペースで,より安価な装置を用いて液晶表示素子の製造を行うことができる。また,減圧雰囲気を作り出すための時間も必要ないので,液晶表示素子の製造効率を上げることもできる。
【0027】
前記隔離壁3,4は,フォトリソグラフィにより形成されたので,位置精度,高さ精度の優れた隔離壁3,4を比較的簡単に実現できる。隔離壁3,4は,二重の枠状に形成されたので,液晶Aとシール材Sとの接触をより確実に防止できる。前記実施の形態では,内側の隔離壁3が液晶表示領域Hの外側に形成され,隔離壁3と4との間に隙間が設けられた。そして上述したように予め多めの液晶Aを隔離壁3の内側に供給するようにしたので,アレイ基板1とCF基板2との押圧力により液晶Aが拡散し,隔離壁3の内側に液晶Aが充填され,余った液晶Aは隔離壁3と隔離壁4との隙間に収容される。この結果,隔離壁3の内側に空隙が残らないように液晶Aを封入できる。したがって,液晶表示領域Hにおける気泡の残留を防ぎ,液晶表示の欠陥の発生を防止できる。
【0028】
隔離壁3,4の高さDが,アレイ基板1とCF基板2との間の所定のギャップと同程度に設定されたので,アレイ基板1とCF基板2とが貼り合わせられた際に,隔離壁3,4は,基板間の所定のギャップを維持するいわゆるスペーサとしての機能を果たすことができる。
【0029】
なお,以上の実施の形態で記載した隔離壁の数は,2つに限られず,複数,例えば図11に示すようにアレイ基板1に例えば三重の枠状の隔離壁20,21,22を形成してもよい。この場合,二重の時に比べてより確実にシール材Sと液晶Aとの接触を防止できる。なお,この場合,各隔離壁20〜22間の隙間は,総て同じである必要ななく,0.1mm〜1.0mmの範囲であれば,例えば外側の隔離壁20,21の間隔が,内側の隔離壁21,22の間隔よりも広くてもよく,またその逆であってもよい。また,図12に示すように一重の隔離壁30であってもシール材Sと液晶Aとの接触は防止できる。
【0030】
上記隔離壁3,4に加えて,図13に示すようにシール材Sの塗布される位置にも隔離壁3,4と同じ高さDを有する隔離壁40を形成してもよい。こうすることにより,例えば図14に示すようにアレイ基板1とCF基板2とを貼り合わせた際に,シール材Sのある接着部分の間隔が隔離壁40によって正確に定められ,当該接着部分におけるアレイ基板1とCF基板2間のギャップが確保される。
【0031】
ところで,アレイ基板1への液晶Aの供給及びアレイ基板1とCF基板2との貼り合わせは,以下のように行ってもよい。例えば,アレイ基板1に隔離壁3,4が形成され,その外側にシール材Sが塗布された後,図15に示すように液晶Aが隔離壁3の内側の一端部側に偏って供給される。このとき,液晶Aと隔離壁3との間に隙間ができないように,液晶Aは供給される。
【0032】
続いて,図16に示すように液晶Aの供給されていないCF基板2の他端部側が,アレイ基板1に対して離れる方向(反対方向)に反らされた状態で,アレイ基板1とCF基板2が対向配置される。そして,初めCF基板2とアレイ基板1の一端部側が貼り合わせられ,その後他端部側に向けて徐々に貼り合わせられる。こうすることによって,隔離壁3の内側の液晶Aが徐々に他端部側に拡散されつつ,図10に示したようにアレイ基板1とCF基板2に挟まれた隔離壁3の内側が液晶Aで充填され,余った液晶Aは,隔離壁3と隔離壁4との間に押し出される。こうしてアレイ基板1とCF基板2の全面が貼り合わせられると,アレイ基板1とCF基板2との間に液晶Aが封入される。
【0033】
この場合,液晶Aをアレイ基板1の一端部側に偏って供給し,その後CF基板2を反らせた状態で,アレイ基板1とCF基板2とを一端部側から徐々に貼り合わせるようにしたので,常圧下においても隔離壁3の内側に気泡が混入することが防止できる。したがって,残留気泡による液晶表示の欠陥の発生を防止できる。
【0034】
以上の実施の形態では,アレイ基板1側にのみ隔離壁を形成していたが,CF基板2側にも隔離壁を設けてもよい。例えば図17に示すようにCF基板2の外周部に沿って枠状の隔離壁50が形成される。隔離壁50は,CF基板2とアレイ基板1とが貼り合わされる前に,例えば上述したようなフォトリソグラフィにより形成してもよい。隔離壁50は,図18に示すようにアレイ基板1とCF基板2とを貼り合わせた時に,アレイ基板1側の隔離壁3と隔離壁4との間に挟まれるような位置に形成される。つまり,アレイ基板1とCF基板2とを貼り合わせた時に,アレイ基板1側の隔離壁3,4とCF基板2側の隔離壁50とが交互に位置する。隔離壁50は,隣り合う隔離壁3,4との間に隙間ができるように形成され,また,例えば隔離壁3,4と同じ高さDを有するように形成される。
【0035】
このような場合,アレイ基板1とCF基板2の双方の隔離壁3,4,50によって,表示動作させる側,つまり隔離壁3の内側に充填された液晶Aとシール材Sとの接触,混合を防止できるので,より確実に液晶A及びシール材Sの汚染を防止できる。交互に配置された隔離壁3,4,50の間に隙間が設けられたので,前記実施の形態で記載したように隔離壁3の内側に多めの液晶Aを供給した場合に,図19に示すように隔離壁3の内側が液晶Aで充填され,余った液晶Aを隔離壁3,4,50間の各隙間に収容できる。したがって,隔離壁3の内側に残留気泡がないように基板間に液晶Aを封入できる。なお,CF基板2側の隔離壁は,複数形成されていてもよい。例えば図20に示すようにアレイ基板1に三重の隔離壁20〜22が形成されていた場合,隔離壁20〜22間の各隙間に挟まれ,各隔離壁20〜22と交互に配置されるような二重の隔離壁60,61が形成されてもよい。
【0036】
以上,本発明の実施の形態の一例について説明したが,本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。例えば前記実施の形態では,シール材Sが塗布され液晶Aの供給される基板がアレイ基板1であったが,CF基板2側にシール材Sを塗布し,液晶Aを供給する場合にも,本発明を適用できる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば,液晶とシール材との接触を防止できるので,液晶表示素子の欠陥を低減し,歩留まりの向上が図られる。常圧下で液晶表示素子の製造を行うことができるので,装置コストの低減,フットプリント及びスループットの向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レジスト膜形成時のアレイ基板の縦断面図である。
【図2】露光時のアレイ基板の縦断面図である。
【図3】現像時のアレイ基板の縦断面図である。
【図4】二重の隔離壁が形成されたアレイ基板の平面図である。
【図5】シール材の塗布されたアレイ基板の平面図である。
【図6】シール材の塗布されたアレイ基板の外周部分の縦断面図である。
【図7】液晶の供給されたアレイ基板の平面図である。
【図8】貼り合わせ時のアレイ基板とCF基板の縦断面図である。
【図9】貼り合わせ時のアレイ基板の外周部を拡大した縦断面図である。
【図10】アレイ基板とCF基板とが貼り合わせられた後の様子を示すアレイ基板とCF基板の縦断面図である。
【図11】三重の隔離壁が形成されたアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図12】一重の隔離壁が形成されたアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図13】シール材を塗布する位置に隔離壁が形成されたアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図14】図13のアレイ基板の貼り合わせ時のアレイ基板とCF基板との縦断面図である。
【図15】アレイ基板の一端部側に液晶が供給された時のアレイ基板の平面図である。
【図16】CF基板を反らせた状態でCF基板とアレイ基板とを貼り合わせる場合のアレイ基板とCF基板との縦断面図である。
【図17】隔離壁の形成されたCF基板の平面図である。
【図18】図17の隔離壁の形成位置を示すためのCF基板とアレイ基板の外周部の縦断面図である。
【図19】図17のCF基板とアレイ基板との貼り合わせ時の縦断面図である。
【図20】二重の隔離壁が形成されたCF基板と三重の隔離壁が形成されたアレイ基板を示すCF基板とアレイ基板の縦断面図である。
【符号の説明】
1 アレイ基板
2 CF基板
3,4 隔離壁
A 液晶
S シール材
Claims (17)
- 一対の基板の内の一方の基板の外周部に沿ってシール材を塗布する工程と,
前記一方の基板のシール材の内側に液晶を供給する工程と,
前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせる工程と,を有する液晶表示素子の製造方法であって,
前記一方の基板に,液晶とシール材とを隔離するための枠状の隔離壁を形成する工程を有することを特徴とする,液晶表示素子の製造方法。 - 前記隔離壁は,前記シール材を塗布する前に,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分の内側に形成され,
前記液晶は,前記隔離壁の内側に供給されることを特徴とする,請求項1に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 前記隔離壁は,二重以上に形成されることを特徴とする,請求項1又は2のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記各隔離壁間には,隙間が設けられ,
前記液晶は,一方の基板と他方の基板とを貼り合わせた際の,最も内側の隔離壁の内側の容積よりも多く供給されることを特徴とする,請求項3に記載の液晶表示素子の製造方法。 - 前記隔離壁は,前記シール材を塗布する前に,フォトリソグラフィにより形成されることを特徴とする,請求項1,2,3又は4のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記他方の基板にも,液晶とシール材とを隔離するための隔離壁が形成されることを特徴とする,請求項1,2,3,4又は5のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記他方の基板の隔離壁は,前記一方の基板と他方の基板とが貼り合わされた際に前記一方の隔離壁と前記他方の基板の隔離壁とが両基板の内側から外側に向けて交互に配置されるように形成されることを特徴とする,請求項6に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記液晶は,前記一方の基板における隔離壁の内側の一端部側に当該隔離壁に対して隙間無く供給され,
その後,前記他方の基板の他端部側を,一方の基板に対して離れる方向に反らせた状態で,当該一方の基板と他方の基板とを前記一端部側から徐々に貼り合わせることを特徴とする,請求項1,2,3,4,5,6又は7のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。 - 前記隔離壁の高さが,前記一方の基板と他方の基板とが貼り合わされた際の当該両基板間の予め定められた間隔に等しくなるように,前記隔離壁は形成されることを特徴とする,請求項1,2,3,4,5,6,7又は8のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記隔離壁は,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分にも形成されることを特徴とする,請求項9に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 基板の外周部に沿ってシール材が塗布され,当該シール材の内側に液晶が供給された一方の基板と,他方の基板とを貼り合わせて構成された液晶表示素子であって,
前記一方の基板には,前記シール材と液晶とを隔離するための枠状の隔離壁が形成されていることを特徴とする,液晶表示素子。 - 前記隔離壁は,二重以上に形成されていることを特徴とする,請求項11に記載の液晶表示素子。
- 前記各隔離壁間には,隙間が設けら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。
- 前記他方の基板にも,液晶とシール材とを隔離するための隔離壁が形成されていることを特徴とする,請求項11,12又は13のいずれかに記載の液晶表示素子。
- 前記他方の基板の隔離壁と前記一方の隔離壁とは,交互に配置されていることを特徴とする,請求項14に記載の液晶表示素子。
- 前記隔離壁の高さが,前記一方の基板と他方の基板との間の予め定められた間隔に等しくなるように,前記隔離壁は形成されていることを特徴とする,請求項11,12,13,14又は15のいずれかに記載の液晶表示素子。
- 前記隔離壁は,前記一方の基板におけるシール材の塗布される部分にも形成されていることを特徴とする,請求項16に記載の液晶表示素子。
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