JP2005227696A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶滴下貼り合せ方式の液晶表示装置の製造方法において、滴下する液晶の量を適正化することにより、表示品位の良好な液晶表示装置を安定して製造できるようにする。
【解決手段】 閉じた環状のシール材を介して一対の基板に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法である。この製造方法は、一対の基板の少なくとも一方にシール材を塗布する工程（Ｐ６）と、一対の基板の少なくとも一方に液晶を滴下する液晶滴下工程（Ｐ７）と、一対の基板を貼り合わせる貼合せ工程（Ｐ２１）とを有する。工程Ｐ６におけるシール材の塗布量に基づいて、液晶滴下工程（Ｐ７）において滴下する液晶の量を決める。また、シール材の塗布量を実測し、その実測値から貼合せ後のシール幅を求め、そのシール幅からパネル内容積を求め、そのパネル内容積から液晶の滴下量を求めることもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶滴下貼り合せ方式の液晶表示装置の製造方法に関する。

一般に、液晶表示装置は、一対の基板をシール材によって貼り合せ、それらの基板間に形成される間隙内、いわゆるセルギャップ内に液晶を封入することによって形成される。このとき、従来の液晶表示装置の製造方法では、シール材の一部に液晶注入用の開口を形成しておき、一対の基板をそのシール材によって貼り合せてパネル構造体を形成した後に、シール材の一部に設けた上記の開口を通してシール材によって囲まれる領域、すなわちセルギャップ内に液晶を注入していた。

このような従来の液晶表示装置の製造方法に対して、最近、液晶滴下貼り合せ方式と称される液晶表示装置の製造方法が提案されている。この製造方法では、液晶注入用の開口を持たない環状のシール材を一対の基板の一方に形成し、そのシール材によって囲まれる領域内又は他方の基板の対応する領域内に必要量の液晶を滴下し、その後にそれらの基板を貼り合わせて液晶パネルを形成する。つまり、この製造方法によれば、一対の基板の貼り合せが完了したときには、セルギャップ内に液晶が封入された状態になっている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−１７９３２３号公報（第２〜３頁、第１図）

本発明者は、上記特許文献１に開示された液晶表示装置の製造方法に従って液晶表示装置を製造した。しかしながら、表示品質の良好な液晶表示装置を常に安定して製造することができなかった。このことを解消するため、本発明者は種々の製造条件を設定して液晶表示装置を製造し、表示品質を観察した。その結果、滴下する液晶の量とパネル内容積との関係が液晶表示装置の表示品質に密接に関連することを知見した。

例えば、液晶量がパネル内容積よりも多過ぎると、次のような問題が発生することが分かった。
（１）液晶がパネル部シールを侵食して良好な液晶パネルが作製できない。
（２）液晶がパネル部シールを侵食することにより液晶が液晶パネルの外部へ飛び出す現象、いわゆるシールパスが生じる。
（３）パネル部シールと基板との間の密着性が悪くなり、透湿性及び剥離において不具合が生じる。

また、液晶量がパネル内容積よりも少な過ぎると、次のような問題が発生することが分かった。
（１）セル内部が負圧状態になり、シールがセル内部に引き込まれる。その際、シールのセル外周部がセル内部に引き込まれた状態になる。
（２）液晶表示装置の有効表示領域にパネル部シールが重なってしまう。

本発明は、上記の知見に基づいて成されたものであって、液晶滴下貼り合せ方式の液晶表示装置の製造方法において、滴下する液晶の量を適正化することにより、表示品位の良好な液晶表示装置を安定して製造できるようにすることを目的とする。

本発明に係る第１の液晶表示装置の製造方法は、閉じた環状のシール材を介して一対の基板に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方に前記シール材を塗布する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方に前記液晶を滴下する液晶滴下工程と、前記一対の基板を貼り合わせる貼合せ工程とを有し、前記シール材塗布量に基づいて、前記液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決めることを特徴とする。

また、本発明に係る第２の液晶表示装置の製造方法は、閉じた環状のシール材を介して一対の基板に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方に前記シール材を塗布する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方に前記液晶を滴下する液晶滴下工程と、前記一対の基板を貼り合わせる貼合せ工程とを有し、前記シール材の塗布量を実測し、その塗布量から貼り合わせ工程後のシール幅を求め、そのシール幅からパネル内容積を求め、そのパネル内容積から前記液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決めることを特徴とする。

上記構成中、液晶を滴下する基板に関しては、一対の基板のうちの任意のいずれか一方であっても良いし、あるいは、一対の基板の両方であっても良い。

上記のシール材の塗布量とは、一般には、「シール材の断面積×シール材の長さ」で求められる量を指している。しかしながら、シール材の塗布量は、シール材の断面積として捕らえることもできる。本明細書では、これ以降、シール材の塗布量と言った場合にはシール材の断面積をも含む意味であるとする。

本発明者は、種々の実験を通して下記の知見を得た。すなわち、液晶滴下貼り合せ方式の液晶表示装置の製造方法において、滴下する液晶の量はパネル内容積に対して適正な量に合っていなければならない。ここで、パネル内容積は、
パネル内容積＝パネル内部面積×高さ
によって決めることができる。また、「パネル内部面積」はシール材のパターン形状によって決まり、「高さ」はギャップ剤によって決まる。

このパネル内容積は液晶表示装置の種類が決まれば一定に決まるように思われるが、実際には、一定ではない。何故ならば、パネル部シール形成時の塗布量及び貼合せのプロセス条件が変わると、貼合せ後のシール幅が変化し、シール幅が変化すると、パネル内容積が変化するからである。このようにパネル内容積が変化すると、滴下すべき最適な液晶量を決めることができない。

他方、シール幅は、一般に、
シール幅＝塗布量／高さ
によって決めることができる。そして、「高さ」はギャップ剤によって一定に決められている。上式から明らかなように、塗布量を制御できれば、シール幅を一定にできる。そしえ、シール幅を一定にできれば、パネル内容積を一定にできる。さらに、パネル内容積を一定にできれば、液晶量を最適値に決めることができる。

本発明は、上記の知見に基づくものであり、第１の発明は、パネル部シールを形成するためのシール材の塗布量に基づいて、液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決めることを特徴とするものである。また、第２の発明は、パネル部シールを形成するためのシール材の塗布量を実測し、その塗布量から貼り合せ工程後のシール幅を求め、そのシール幅からパネル内容積を求め、そのパネル内容積から前記液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決めることを特徴とするものである。

これらの発明によれば、滴下される液晶の量がパネル内容積に対して適切な量に決められるので、シールパスやシールのセル内部への引き込み等といった問題が解消される。このため、表示品位の良好な液晶表示装置を安定して製造できる。

次に、本発明に係る液晶表示装置の製造方法において、前記シール材の塗布量の実測は、レーザ顕微鏡を用いて行う方法や、前記シール材を硬化させた上で段差形を用いて行う方法や、その他任意の方法を採用できる。場合によっては、物差しで直接に計測することもできる。但し、塗布量の実測を正確に行いたいときには、レーザ顕微鏡を用いた測定方法を用いることが望ましい。

このレーザ顕微鏡によれば、例えば、被測定物にレーザ光を当て、そのときの反射光を受光し、レーザ光の発射から受光までの時間に基づいて被測定物の形状を測定することができる。このレーザ顕微鏡を用いれば、基板上に塗布されたシール材の断面形状及びシール材のパターン形状を正確に測定でき、それ故、シール材の塗布量を正確に求めることができる。

次に、本発明に係る液晶表示装置の製造方法において、前記貼合せ工程では真空環境下で前記一対の基板の貼合せを行うことが望ましい。そしてこの場合には、前記液晶を挟持した前記一対の基板を前記貼合せ工程後に前記真空環境から解放する工程をさらに備えることが望ましい。また、前記シール材を形成する工程は、少なくとも１つのパネル部シールを形成する工程と、該パネル部シールを取り囲む外周シールを形成する工程とを有することが望ましい。また、前記液晶を滴下する工程では、前記パネル部シールで囲まれる領域に液晶を滴下することが望ましい。

上記構成中、「真空」とは、完全な真空の場合はもとより、真空に近い減圧状態も含むものである。また、パネル部シールは液晶に接触するシールである。一般に、このパネル部シールは、１つの大きな面積の基材、いわゆるマザー基材の上に、複数個形成される。そして、上記の外周シールは、それら複数のパネル部シールを取り囲むように形成される。なお、「外周シールがパネル部シールを取り囲む」というのは、一対の基板を貼り合せた状態においてのことである。従って、パネル部シール及び外周シールを形成する際には、両者を同一の基板上に形成しても良く、あるいは、両者を別々の基板上に形成しても良い。

また、上記構成中、「パネル部シールで囲まれる領域に液晶を滴下する」とは、
（１）シールが形成されている基板に液晶を滴下する場合には、シールによって囲まれた領域に液晶を滴下することであり、他方、
（２）シールが形成されていない基板に液晶を滴下する場合には、基板を貼り合せて液晶パネルになった時にシールによって囲まれることになる領域に液晶を滴下することである。

次に、本発明に係る液晶表示装置の製造方法においては、シール材の塗布状況に応じて係数Ａを設定し、前記シール材の塗布量をＭｐ、前記シール材を塗布する工程におけるシール材の幅をＷ０、シール材の高さをＨ０とした時、
Ｍｐ＝Ｗ０×Ｈ０×Ａ
に従って前記シール材の塗布量Ｍｐを実測し、その実測した塗布量Ｍｐから前記貼り合わせ工程後のシール幅を求めることが望ましい。ここで、「シール材の塗布状況」とは、シール材塗布装置、例えばディスペンサの性能や、シール材粘度等のことである。

こうすれば、基板上に形成されたシール材の幅、すなわちシール幅を液晶表示装置の構成の違いに応じて正確に求めることができる。なお、液晶表示装置の種類とは、液晶表示装置を製造するための構成要素の違いや、製造工程における条件の違い等に応じて生じる種類のことである。この構成要素や製造条件等の違いに応じて、基板上に形成されたシール材の断面形状に変化が生じることが考えられるので、シール材の塗布状況に応じて予め係数Ａを設定しておき、塗布量からシール幅を求める際には、この係数Ａを考慮することが望ましいと考えられる。

次に、本発明に係る液晶表示装置の製造方法において、前記貼り合わせ工程後のシール幅Ｗ１は、前記貼り合わせ工程後の前記シール材の高さをＨ１とした時、
Ｗ１＝Ｍｐ／Ｈ１
に従って求められることが望ましい。

（液晶表示装置の製造方法の第１実施形態）
本発明は、液晶滴下貼り合せ方式の液晶表示装置の製造方法において、パネル部シールを形成するためのシール材の塗布量に基づいて、液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決めることを特徴とするものである。

以下、この発明に係る液晶表示装置の製造方法を、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いた半透過反射型の液晶表示装置を製造する場合を例に挙げて説明する。なお、本発明がその他任意の構造の液晶表示装置を製造する際に適用できることはもちろんである。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法を説明するのに先立って、まず、本発明方法によって製造する液晶表示装置について説明する。図５は、その液晶表示装置の一例の断面構造を示している。図６は、図５において矢印Ａで示す部分を拡大して示している。図７は、図６において上側に図示された素子基板を矢印Ｂ方向から見た場合のその素子基板の平面的な構成を示している。図８（ａ）は、図７において矢印Ｃで示す部分を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＴＦＴ素子の断面構造を示している。図９は、図５の液晶表示装置の電気的な等価回路を示している。

なお、以上の各図において、液晶表示装置を構成する複数の要素の相互の寸法比は、それらの要素の構造を分かり易く示すために、実際の寸法比とは異ならせてあることに注意を要する。

図５において、液晶表示装置１は、液晶パネル２に液晶駆動用ＩＣ３、偏光板４ａ，４ｂ、そして照明装置６を装着することによって形成されている。照明装置６は、光源としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）７と、そのＬＥＤ７から発生する光を液晶パネル２へ導く導光体８とを有する。液晶パネル２は、矢印Ｄ方向から見て方形の環状であるシール材９によって貼り合わされた一対の基板、すなわち素子基板１１ａ及びカラーフィルタ基板１１ｂを有する。なお、方形とは、正方形又は長方形のことである。

素子基板１１ａとカラーフィルタ基板１１ｂとの間であってシール材９によって囲まれた間隙、いわゆるセルギャップ内に液晶が封入されて液晶層１３が形成される。照明装置６から光が発生すると、その光が液晶層１３によって画素領域ごとに変調され、素子基板１１ａの側に像を表示することができる。すなわち、観察者は矢印Ｄ方向から表示を観察する。

素子基板１１ａは、ガラス、プラスチック等によって形成された透光性を有する基材１２ａを有する。この基材１２ａは、矢印Ｄ方向から見て方形状に形成されている。基材１２ａの液晶側の表面には、下地層１４が形成され、その上にスイッチング素子としての複数のＴＦＴ素子１６及び複数のドット電極１７が形成される。さらに、各ドット電極１７の間にフォトスペーサ１５が形成され、その上に配向膜１８ａが形成される。

フォトスペーサ１５は立った状態の円柱形状に形成されており、セルギャップが均一な寸法を維持するように機能する。これらのフォトスペーサ１５はギャップ材と呼ばれることがある。配向膜１８ａには液晶層１３内の液晶分子を配向させるための配向処理、例えば、ラビング処理が施される。なお、偏光板４ａは、基材１２ａの外側の表面に貼着等によって装着される。

以上のように形成された素子基板１１ａに対向するカラーフィルタ基板１１ｂは、ガラス、プラスチック等によって形成された透光性を有する基材１２ｂを有する。この基材１２ｂは、素子基板１１ａ側の基材１２ａと同様に、矢印Ｄ方向から見て方形状に形成されている。基材１２ｂの液晶側の表面には、反射膜１９が形成され、その上に遮光膜２１が形成され、その遮光膜２１によって囲まれる領域に着色要素２２が形成され、それらの上にオーバーコート層２３が形成され、その上に電極２４が形成され、その上に配向膜１８ｂが形成される。配向膜１８ｂには液晶層１３内の液晶分子を配向させるための配向処理、例えば、ラビング処理が施される。なお、偏光板４ｂは、基材１２ｂの外側の表面に貼着等によって装着される。

着色要素２２は、光の３原色、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）や、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の各色光を選択的に透過する要素であり、これらの着色要素２２によってカラーフィルタが構成される。これらの着色要素２２としてＲ，Ｇ，Ｂを用いた場合、各色着色要素２２は図５の矢印Ｄ方向から見て所定の配列、例えば、図１０（ａ）に示すようなストライプ配列、図１０（ｂ）に示すようなモザイク配列、又は図１０（ｃ）に示すようなデルタ配列に並べられる。

図５において、素子基板１１ａを構成する基材１２ａ上に形成された複数のドット電極１７は、矢印Ｄ方向から見て、縦方向及び横方向へマトリクス状に並べられる。また、個々のドット電極１７は、図７に示すように、略方形状に形成される。一方、図５において、素子基板１１ａに対向するカラーフィルタ基板１１ｂ側の電極２４は、複数のドット電極１７の全てに対向する面状の電極として形成される。図６及び図７に示すように、個々のドット電極１７と面状の共通電極２４とが対向する領域が表示の最小単位である表示用ドット領域Ｄを構成する。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの着色要素２２に対応する３つの表示用ドット領域Ｄによって１つの画素が形成される。なお、着色要素２２を用いることなく白黒のモノクロ表示を行う場合には、１つの表示用ドット領域Ｄによって１つの画素が形成される。

図６において、個々の表示用ドット領域Ｄに対応して、反射膜１９に開口２６が設けられる。これらの開口２６は、図５において、照明装置６から発生した光を図６の矢印Ｌ１のように通過させる。この透過光Ｌ１により、透過型の表示が行われる。一方、太陽光、室内光等といった外部光は矢印Ｌ０で示すように素子基板１１ａを透過し、さらに反射膜１９で反射する。この反射光Ｌ０により、反射型の表示が行われる。つまり、表示用ドット領域Ｄのうち、反射膜１９が存在する領域が反射領域Ｒであり、開口２６が存在する領域が透過領域Ｔである。

図７において、素子基板１１ａの基材１２ａ上の略全面に形成された下地層１４の上に直線状のゲート電極線３１が複数本、互いに平行に形成される。また、それらのゲート電極線３１の個々につながるように通電パターン３２が形成される。この通電パターン３２は各ゲート電極線３１に電流を供給する。

ゲート電極線３１とドット電極１７は、ＴＦＴ素子１６によって接続されている。ＴＦＴ素子１６は、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、下地層１４の上に次の各層、すなわち、ゲート電極３３、ゲート絶縁膜としての陽極酸化膜３４、もう１つのゲート絶縁膜としての窒化膜３６、チャネル部真性半導体膜としてのａ−Ｓｉ（アモルファス・シリコン）膜３７、コンタクト部半導体膜としてのＮ^＋ａ−Ｓｉ（ドープド・アモルファス・シリコン）膜３８，３８、そして、チャネル部保護用窒化膜３９の各層を順次に積層することによって形成されている。

図７において、基材１２ａの表面には、ゲート電極線３１に直交する位置関係で直線状のソース電極線４１が複数本、互いに平行に形成される。これらのソース電極線４１は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、Ｎ^＋ａ−Ｓｉ膜３８の片側（図８（ｂ）の左片側）の上に積層される。また、Ｎ^＋ａ−Ｓｉ膜３８のもう一方の片側（すなわち、図８（ｂ）の右片側）の上に、ドット電極１７が積層される。

上記構成のＴＦＴ素子１６は、例えば、次のようにして形成される。すなわち、まず、図７において、基材１２ａの上にスパッタリング等によってＴａ_２Ｏ_５を一様な厚さに形成して下地層１４を形成する。次に、周知のパターニング技術、例えば、フォトリソグラフィー処理及びエッチング処理から成るフォトエッチング処理によって下地層１４の上にＴａ（タンタル）をパターニングして複数の直線状のゲート電極線３１、及びそれらのゲート電極線３１から張り出すＴＦＴ素子用のゲート電極３３、及び各ゲート電極線３１をつなぐ通電パターン３２を形成する。

その後、基材１２ａを化成液、すなわち陽極酸化処理溶液に浸漬し、さらに通電パターン３２に所定の電圧を印加することにより陽極酸化処理を実行し、これにより、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ゲート電極３３及びその他のパターン上に陽極酸化膜３４を形成する。

次に、図８（ｂ）において、個々の陽極酸化膜３４の上に、例えばＣＶＤ法によってＳｉ_３Ｎ_４をパターニングしてゲート絶縁膜３６を形成する。次に、ａ−Ｓｉを一様な厚さに堆積し、さらにその上にＮ^＋ａ−Ｓｉを一様な厚さに堆積し、さらにフォトエチング等によってＮ^＋ａ−Ｓｉをパターニングしてコンタクト部半導体膜３８を形成する。さらに、ａ−Ｓｉをパターニングしてチャネル部真性半導体膜３７を形成する。

その後、Ｓｉ_３Ｎ_４を周知のパターニング技術を用いてパターニングしてチャネル部保護膜３９を形成する。さらに、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）をその一部がＮ^＋ａ−Ｓｉ膜３８に重なるように且つ所定のドット形状にパターニングすることによって、複数のドット電極１７をマトリクス状に形成する。さらに、Ａｌ（アルミニウム）をその一部がＮ^＋ａ−Ｓｉ膜３８に重なるように且つ互いに平行に配列するようにパターニングすることによってソース電極線４１を形成する。

図５に戻って、素子基板１１ａはカラーフィルタ基板１１ｂの外側に張り出す張出し部４６を有する。この張出し部４６の表面には、図７の素子基板１１ａ上のゲート電極線３１につながる配線４７ａと、ソース電極線４１につながる配線４７ｂと、カラーフィルタ基板１１ｂ上の共通電極２４につながる配線４７ｃとが周知のパターニング技術、例えばフォトエッチング処理によって適宜のパターンで形成される。また、張出し部４６の辺縁には、外部回路との間で電気的な接続をとるための外部接続用端子４８が同様のパターニング技術によって形成される。

素子基板１１ａとカラーフィルタ基板１１ｂとを貼り合わせているシール材９の中には導電粒子４９及びギャップ材５０がランダムな分散状態で混ぜられている。ギャップ材５０はフォトスペーサ１５と同様にセルギャップを一定に維持するために用いられる。なお、図５では、導電粒子４９が楕円球状に描かれているが、これは図面を分かり易く描く上での便宜的な描かれ方であり、実際には、球状又は円柱状の導電粒子４９がシール材９の幅内に複数個含まれる。素子基板１１ａの張出し部４６上に設けられた配線４７ｃと、カラーフィルタ基板１１ｂ上に設けられた共通電極２４との間の電気的な接続は、シール材９内に含まれる上記の導電粒子４９によって行われる。

外部接続用端子４８と配線４７ａ，４７ｂ，４７ｃとの間には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）等といった導電接合材を用いてＣＯＧ（Chip On Glass）技術に基づいて液晶駆動用ＩＣ３が実装される。もちろん、その他任意の実装技術、例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を用いることもできる。

液晶駆動用ＩＣ３には、図７のＴＦＴ素子１６を駆動するための、図９に示す走査線駆動回路５１及びデータ線駆動回路５２が含まれる。走査線駆動回路５１は図７のゲート電極線３１につながり、それらの線に走査信号を伝送する。一方、データ線駆動回路５２は図７のソース電極線４１につながり、それらの線にデータ信号を伝送する。走査信号はＴＦＴ素子１６のゲートへ送られ、データ信号はＴＦＴ素子１６のソースへ送られる。ＴＦＴ素子１６がＯＮ状態になると、対応するドット電極１７への通電が成されて対応する表示用ドット領域Ｄ内の液晶への書き込みが行われる。また、引き続いてＴＦＴ素子１６がＯＦＦ状態になると、書き込まれた状態が保持される。この一連の書き込み動作及び保持動作により、液晶の配向が光透過及び光遮断の間で制御される。

以上の構成より成る液晶表示装置は、太陽光、室内光等といった外部光を用いた反射型表示と、図５の照明装置６を用いた透過型表示とを、希望に応じて選択して実行する。反射型表示が選択された場合には、図６において、外部光Ｌ０が素子基板１１ａ及び液晶層１３を透過してカラーフィルタ基板１１ｂへ入り、反射膜１９で反射して再び液晶層１３へ供給される。一方、透過型表示が選択された場合には、図５のＬＥＤ７が点灯し、ＬＥＤ７からの光が導光体８によって液晶パネル２へ供給される。供給された光Ｌ１は、図６において、反射膜１９に表示用ドット領域Ｄごとに設けた開口２６を透過して液晶層１３へ供給される。

以上のようにして反射型表示及び透過型表示のそれぞれの場合に液晶層１３へ光が供給される際、液晶層１３はドット電極１７及び共通電極２４によって表示用ドット領域Ｄごとに印加電圧が制御され、その内部の液晶分子の配向が制御される。液晶層１３へ供給された光は上記の配向制御により変調され、この変調された光が図５の素子基板１１ａ側の偏光板４ａを選択的に通過することにより、図５の観察側に文字、数字、図形等といった像が表示される。

以下、上記構成より成る液晶表示装置を製造するための、本発明に係る液晶表示装置の製造方法の一実施形態を説明する。なお、本発明方法がこの実施形態に限定されるものでないことは、もちろんである。

図１は、その液晶表示装置の製造方法の一実施形態を工程図によって示している。この工程図において、工程Ｐ１から工程Ｐ７に至る工程が図５の素子基板１１ａを形成するための工程である。また、工程Ｐ１１から工程Ｐ１７に至る工程が図５のカラーフィルタ基板１１ｂを形成する工程である。また、工程Ｐ２１から工程Ｐ２７に至る工程が素子基板１１ａとカラーフィルタ基板１１ｂとを貼り合わせて液晶表示装置を完成させる工程である。

なお、本実施形態では、いわゆる６個取りの方法によって液晶表示装置を製造するものとする。つまり、図２に示すように、１つの素子基板用マザー基材１２ａ’の上に６組の素子基板用要素を形成して素子基板用マザー基板１１ａ’を形成する。他方、１つのカラーフィルタ基板用マザー基材の上に６組のカラーフィルタ基板用要素を形成してカラーフィルタ基板用マザー基板を形成する。その後、それらのマザー基板を貼り合わせて６個の液晶表示装置を同時に形成するものとする。

なお、同時に形成する液晶表示装置の数を６個以外の複数個とすることもできる。この場合、マザー基材の面積、すなわちマザー基板の面積は、同時に形成する液晶表示装置の数に対応した面積となる。また、１つのマザー基材、すなわち１つのマザー基板上に液晶表示装置の１個分の要素だけを形成する、いわゆる１個取りの方法を採用することもできる。

以上の説明から分かるように、本明細書では、切断によって図５の素子基板１１ａを得る前の、面積の大きい基板を素子基板用マザー基板１１ａ’と呼ぶことにする。また、同様に、切断によって図５の素子基板用基材１２ａを得る前の、面積の大きい基材を素子基板用マザー基材１２ａ’と呼ぶことにする。

他方、切断によって図５のカラーフィルタ基板１１ｂを得る前の、面積の大きい基板をカラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’と呼ぶことにする。また、同様に、切断によって図５のカラーフィルタ基板用基材１２ｂを得る前の、面積の大きい基材をカラーフィルタ基板用マザー基材１２ｂ’と呼ぶことにする。

図１の工程Ｐ１において、素子基板用マザー基材１２ａ’の上に図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すＴＦＴ素子１６を形成する。次に、工程Ｐ２において、図８及び図５のドット電極１７を形成する。ＴＦＴ素子１６やドット電極１７を形成する際に、図５の配線４７ａ，４７ｂ，４７ｃ及び外部接続用端子４８を同時に形成することが望ましい。

次に、工程Ｐ３において、図５のフォトスペーサ１５をフォトリソグラフィー処理によって形成する。このフォトスペーサ１５は図６の表示用ドット領域Ｄ以外の領域に形成することが望ましい。次に、工程Ｐ４において、図５の配向膜１８ａを形成し、さらに、工程Ｐ５において、その配向膜１８ａに対してラビング処理を行う。

次に、工程Ｐ６において、図２（ａ）に示すように、６個のパネル部シール９及びそれらのパネル部シール９を取り囲む外周シール２９を形成する。パネル部シール９は閉ざされたシール部であり、液晶注入用の開口は設けられない。外周シール２９はパネル部シール９との間で後述する真空領域を形成するためのものである。そして、その真空領域は、素子基板用マザー基板１１ａ’とそれに対向するカラーフィルタ基板用マザー基板とを後述のように貼り合わせた後に大気圧との相互作用でそれらの基板に加圧力を発生させるためのものである。従って、パネル部シール９と外周シール２９との間の間隔は、必要とされる加圧力が得られるように適切に決められる。

パネル部シール９は、図５のシール材９そのものである。このパネル部シール９は、エポキシ系樹脂等といった熱硬化性樹脂又はアクリル系樹脂等といった光硬化性樹脂によって形成される。本実施形態では、パネル部シール９はディスペンス方式によって形成するものとする。この場合、塗布されたシール材の断面形状は図４（ａ）に示すような山形形状になる。そして、塗布時のシール材の幅Ｗ０は、シール材を吐出するディスペンサのノズル径によって決まる一定値となる。また、塗布時のシール材の高さＨ０は、ディスペンサの特性及びディスペンス圧力に応じた一定値となる。つまり、ディスペンス方式によって形成されるパネル部シール９の塗布量はディスペンサの特性に応じて予め特定できる。

以上によりパネル部シール９及び外周シール２９が形成された後、工程Ｐ７においてマザー基材１２ａ’上に必要量の液晶をディスペンサ等を用いて滴下する。滴下された液晶１３は図３（ａ）に模式的に示すように、マザー基材１２ａ’上のパネル部シール９によって囲まれる液晶パネル領域内に置かれる。なお、このときに滴下される液晶の量は、工程Ｐ６において形成されたパネル部シール９の塗布量に基づいて決められる。以上により、図５の素子基板１１ａのための各要素がマザー基材１２ａ’上に形成されて、素子基板用マザー基板１１ａ’が形成される。

以上の素子基板用マザー基板１１ａ’を製造する一方で、図１の工程Ｐ１１において、カラーフィルタ基板用マザー基材１２ｂ’の上に図５の反射膜１９を形成し、同時に光透過用の開口２６を形成する。次に、工程Ｐ１２において、図５の遮光膜２１を形成し、さらに工程Ｐ１３において、図５の着色要素２２を形成する。これにより、カラーフィルタが形成される。

次に、工程Ｐ１４において、図５のオーバーコート層２３を形成して表面を滑らかにした後、工程Ｐ１５において、図５の共通電極２４をＩＴＯによって形成する。次に、工程Ｐ１６において、図５の配向膜１８ｂを形成し、さらに工程Ｐ１７において、その配向膜１８ｂに対してラビング処理を行う。以上により、図５のカラーフィルタ基板１１ｂのための各要素がマザー基材１２ｂ’上に形成されて、カラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’が形成される。

以上のようにして図５の素子基板用マザー基板１１ａ’及びカラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’が形成された後、図１の工程Ｐ２１において、それらのマザー基板を真空環境下、例えば真空チャンバ内、において互いに貼り合わせる。なお、貼り合わせ作業を大気中で行うようにしていた従来の製造方法においては、素子基板用マザー基板１１ａ’及びカラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’を個々に真空チャックによって吸着して保持した上でそれらの基板を貼り合わせていた。

しかしながら、マザー基板の貼り合わせを真空環境下で行うようにした本実施形態では、環境が真空であるが故に真空チャックを用いた保持を行うことができない。それ故、本実施形態では、静電チャックを用いてマザー基板を保持した上で貼り合わせの作業を行うことにする。ここで、静電チャックとは、チャック部材に電圧を印加したときに発生するクーロン力を利用してマザー基板を吸着して保持するチャック方法である。この静電チャックを用いることにより、真空環境下であってもマザー基板を支持して貼り合わせ作業を行うことができる。

工程Ｐ２１において素子基板用マザー基板１１ａ’とカラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’との貼り合わせが終了すると、図３（ｂ）に示すように、素子基板用マザー基板１１ａ’とカラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’とがパネル部シール９によって貼り合わされた構造のパネル構造体が形成される。このパネル構造体は液晶パネル６個分の面積を有している。素子基板用マザー基板１１ａ’上には図１の工程Ｐ７で液晶１３が滴下されていたので、両方のマザー基板を貼り合わせた時点で液晶層１３が形成される。また、各パネル部シール９の間及び図２（ａ）においてパネル部シール９と外周シール２９との間に真空領域Ｖが形成される。

次に、工程Ｐ２２において、図３（ｂ）のパネル構造体を真空環境から解放し、さらに工程Ｐ２３において、図３（ｂ）のパネル部シール９及び図２（ａ）の外周シール２９に対して硬化処理を実行する。各シール９，２９が熱硬化性樹脂によって形成されている場合には加熱によって硬化処理が行われる。他方、各シール９，２９が光硬化性樹脂によって形成されている場合には光照射によって硬化処理が行われる。

工程Ｐ２２において図３（ｂ）のパネル構造体が大気圧に解放されると、真空領域Ｖの圧力と大気圧との間の差分の圧力が一対の基板の外側に加わる。この力は液晶層１３を加圧し、同時にパネル部シール９を加圧する。加圧された液晶層１３は、これに接触するパネル部シール９を加圧する。また、加圧されたパネル部シール９は、液晶層１３及び真空領域Ｖをそれぞれ押し付ける。このような加圧関係の結果、パネル部シール９は素子基板用マザー基板１１ａ’とカラーフィルタ基板用マザー基板１１ｂ’とによって適切に加圧され、これにより、これらの基板１１ａ’及び１１ｂ’がパネル部シール９によってしっかりと貼り合わされる。

一対の基板１１ａ’及び１１ｂ’が上記のように互いに貼り合わされると、一対の基板１１ａ’，１１ｂ’及びパネル部シール９によって囲まれる空間Ｓが形成される。この空間Ｓの内容積をパネル内容積Ｍと呼ぶことにする。今、図１の工程Ｐ７において基材１２ａ’上に滴下された液晶１３（図３（ａ）参照）の量が、上記のパネル内容積Ｍよりも多過ぎると仮定する。すると、液晶１３がパネル部シール９を侵食して良好な液晶パネルが作製できないおそれがある。また、場合によっては、液晶１３が液晶パネルの外部へ飛び出す現象、いわゆるシールパスが生じるおそれがある。

他方、液晶量がパネル内容積Ｍよりも少な過ぎると、空間Ｓ、すなわちセル内部が負圧状態になり、パネル部シール９がセル内部に引き込まれるおそれがある。その際には、パネル部シール９のセル外周部がセル内部に引き込まれた状態になる。また、場合によっては、内部に引き込まれたパネル部シール９が液晶表示装置の有効表示領域に重なってしまうおそれがある。

つまり、図１の工程Ｐ７にいて滴下される液晶の量が図３（ｂ）のパネル内容積Ｍに正しく整合していないと、例えば両者が一致していないと、液晶パネルが正常に作製できないおそれがある。これに対し、本実施形態では、以下のような処理を行うことにより、この問題を解消した。

記述の通り、本実施形態では、パネル部シール９をディスペンス方式によって形成する。この方法によって形成されるパネル部シール９は図４（ａ）のような山形の断面形状となり、このときのパネル部シール９の塗布量はディスペンサの特性に応じて予め特定できる。このように塗布量が特定の値に決められれば、貼合せ後のパネル部シール９の幅Ｗ１（図３（ｂ）参照）を計算、シミュレーション等によって求めることができる。そして、このようにシール幅Ｗ１が求まれば、パネル内容積Ｍを計算、シミュレーション等によって求めることができる。

本実施形態では、工程Ｐ７においてマザー基材１２ａ’上に液晶をディスペンサ等を用いて滴下するとき、滴下される液晶の量を、上記のようにして求められるパネル内容積Ｍに対して適切な値となるように決めている。例えば、液晶量はパネル内容積Ｍに一致するように決められる。これにより、液晶量をパネル内容積Ｍに対して多過ぎもせず且つ少なすぎもしない適正な値に設定でき、それ故、シールパスやパネル部シール９の内部への引き込まれ等といった問題が発生することを防止できる。

以上により図１の工程Ｐ２３のシール硬化が終了すると、次に、工程Ｐ２４においてブレイク処理を行って、図３（ｂ）のパネル構造体を、例えば矢印Ｇの所でブレイク、すなわち切断する。これにより、真空領域Ｖの真空状態が解放されると共に、図５の液晶パネル２が完成する。その後、工程Ｐ２５において、図５の液晶駆動用ＩＣ３を素子基板１１ａの張出し部４６の表面に実装し、さらに工程Ｐ２６において、図５の偏光板４ａ及び４ｂを装着し、さらに工程Ｐ２７において照明装置６を装着することにより、液晶表示装置１が完成する。なお、偏光板４ａ，４ｂを装着する際、必要に応じて、他の光学要素、例えば位相差板等を装着しても良い。

（液晶表示装置の製造方法の第２実施形態）
以下、本発明に係る液晶表示装置の製造方法の他の実施形態を説明する。以上に説明した実施形態では、図１のシール形成工程Ｐ６において、ディスペンス方式によってパネル部シール９を形成した。これに対し、本実施形態では、形成印刷版を用いた印刷方式によってパネル部シール９を形成するものとする。シール形成工程Ｐ６以外の工程は図１を用いて説明した各工程と同じにすることができる。

図１のシール形成工程Ｐ６において印刷版を用いてパネル部シール９及び外周シール２９を形成すると、それらのシールの断面形状は図４（ｂ）に示すような長方形状又は正方形状になる。このとき、パネル部シール９のシール幅Ｗ０及び高さＨ０は印刷版のパターンによって決められる。つまり、パネル部シール９の塗布量は印刷版のパターンによって予め特定できる。

このように塗布量が特定の値に決められれば、図１の貼合せ工程Ｐ２１後のパネル部シール９の幅Ｗ１（図３（ｂ）参照）を計算、シミュレーション等によって求めることができる。そして、このようにシール幅Ｗ１が求まれば、パネル内容積Ｍを計算、シミュレーション等によって求めることができる。

本実施形態では、工程Ｐ７においてマザー基材１２ａ’上に液晶をディスペンサ等を用いて滴下するが、このときに滴下される液晶の量は、上記のようにして求められるパネル内容積Ｍに対して適切な値となるように決められる。例えば、液晶量はパネル内容積Ｍに一致するように決められる。これにより、液晶量をパネル内容積Ｍに対して多過ぎもせず且つ少なすぎもしない適正な値に設定でき、それ故、シールパスやパネル部シール９の内部への引き込まれ等といった問題が発生することを防止できる。

（液晶表示装置の製造方法の第３実施形態）
本発明は、液晶滴下貼り合せ方式の液晶表示装置の製造方法において、パネル部シールを形成するためのシール材の塗布量を実測し、その塗布量から貼合せ工程後のシール幅を求め、そのシール幅からパネル内容積を求め、そのパネル内容積から前記液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決めることを特徴とするものである。以下、この発明について図１１に示す実施形態に基づいて説明する。

図１１に示す実施形態が図１に示した先の実施形態と異なる点は、素子基板の形成工程における工程Ｐ７において塗布量の測定工程を設けたことである。なお、本実施形態ではシール形成工程Ｐ６において、ディスペンス方式によってシールを形成するものとする。このため、パネル部シール９及び外周シール２９の断面形状は図４（ａ）に示すような山型形状になる。これ以外の工程は図１に示した実施形態と同じであるので、それらの説明は省略する。

図１１において塗布量測定工程Ｐ７はカッコを付して描かれている。これは、塗布量測定工程Ｐ７が液晶表示装置の製造処理の１回ごとに必ず行われるのではなく、必要に応じて定期的に又は不定期的に行われることを示している。例えば、塗布量測定工程Ｐ７は、所定回数の液晶表示装置の製造処理が繰り返して行われる前に予備的に１回行われる。また、測定が必要であると認識された任意のタイミングで行われる。

塗布量測定工程Ｐ７は、例えば、レーザ顕微鏡を用いて行われる。具体的には、レーザ顕微鏡の試料ステージの上に図２の素子基板用マザー基板１１ａ’を載せ、該基板１１ａ’をレーザで走査することにより、図４（ａ）のパネル部シール９の断面形状を検出する。これにより、パネル部シール９の塗布時のシール幅Ｗ０及び塗布時のシール高さＨ０が正確に測定される。

これらが実測されると、パネル部シール９の塗布量Ｍ_Ｐは、
Ｍ_Ｐ＝Ｗ０×Ｈ０×Ａ …… （１）
によって求められる。ここで、“Ａ”はシール材の塗布状況に応じて予め設定される係数である。この係数Ａは、液晶パネルのセルギャップ、パネル内部の基板表面の形状等に応じて液晶パネルの種類ごとに設定される係数である。本実施形態では、図５に示す構造の液晶パネル２に対して所定の係数Ａが設定される。

「シール幅×シール高さ」では断面形状が矩形のシール材の塗布量が求められるだけであるが、シール材の断面形状を反映した係数として上記の“Ａ”を用いれば、矩形形状以外の断面形状を有するシール材の塗布量を求めることができる。

このようにして塗布量Ｍ_Ｐが求められると、貼合せ後のパネル部シール９の幅Ｗ１（図３（ｂ）参照）を計算、シミュレーション等によってその塗布量Ｍ_Ｐから求めることができる。例えば、塗布時のシール材の塗布量をＭ_Ｐとし、ギャップ材で決まるパネル高さをＨ１とするとき、
Ｗ１＝Ｍ_Ｐ／Ｈ１
によって決めることができる。なお、中心位置からの対称幅は全体の半分となり、パネル内容積に寄与するシールの影響はシール幅の半分の値であることが分かった。そして、このように貼合せ後のシール幅Ｗ１が求まれば、パネル内容積Ｍを計算、シミュレーション等によって求めることができる。

本実施形態では、工程Ｐ８においてマザー基材１２ａ’上に液晶をディスペンサ等を用いて滴下するが、このときに滴下される液晶の量は、上記のようにして求められるパネル内容積Ｍに対して適切な値となるように決められる。例えば、液晶量はパネル内容積Ｍに一致するように決められる。これにより、液晶量をパネル内容積Ｍに対して多過ぎもせず且つ少なすぎもしない適正な値に設定でき、それ故、シールパスやパネル部シール９の内部への引き込まれ等といった問題が発生することを防止できる。

（変形例）
以上の実施形態では、図１１のシール形成工程Ｐ６をディスペンサを用いて行って、図４（ａ）に示すような断面形状のシールを形成することにした。これに代えて、シール形成工程Ｐ６を印刷版を用いた印刷によって行って、図４（ｂ）に示すような方形状の断面形状を有するシールを形成するようにしても良い。この場合も、工程Ｐ７の塗布量測定工程はレーザ顕微鏡を用いて行うことができる。

（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴ素子を用いるアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を製造する場合に本発明を適用したが、本発明はスイッチング素子を用いない単純マトリクス、すなわちパッシブマトリクス方式の液晶表示装置を製造する場合にも適用できる。また、本発明は、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子等といった２端子型のスイッチング素子を用いるアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を製造する場合にも適用できる。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶表示装置を液晶滴下貼り合せ方式で製造する場合に好適に用いられる。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 図１の製造方法で用いられるマザー基板の一例を示す斜視図である。 図１の製造方法の主要工程を示す図であって、（ａ）は液晶滴下工程時の正面断面図を示し、（ｂ）は貼り合わせ工程時の正面断面図を示している。 パネル部シールの貼合せ前の断面形状の一例を示す断面図であって、（ａ）はディスペンス方式の場合を示し、（ｂ）は印刷方式の場合を示す。 本発明に係る製造方法によって製造される液晶表示装置の一例を示す断面図である。 図５において矢印Ａで示す部分を拡大して示す図である。 図６における素子基板を矢印Ｂ方向から見た場合の図である。 図７において矢印Ｃで示すＴＦＴ素子を示す図であって、（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。 図５の液晶表示装置の電気的な等価回路を示す図である。 図５の液晶表示装置で用いられるカラーフィルタにおける着色要素の配列例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法の他の実施形態を示す工程図である。

符号の説明

１．液晶表示装置、 ２．液晶パネル、 ３．液晶駆動用ＩＣ、 ４ａ，４ｂ．偏光板、
６．照明装置、 ９．シール材（パネル部シール）、 １１ａ．素子基板、
１１ａ’．素子基板用マザー基板、 １１ｂ．カラーフィルタ基板、
１１ｂ’.カラーフィルタ基板用マザー基板、 １２ａ，１２ｂ．基材、
１２ａ’．素子基板用マザー基材、 １２ｂ’．カラーフィルタ基板用マザー基材、
１３．液晶層、 １４．下地層、 １５．フォトスペーサ、 １６．ＴＦＴ素子、
１７．ドット電極、 １８ａ，１８ｂ．配向膜、 １９．反射膜、 ２１．遮光膜、
２２．着色要素、 ２３．オーバーコート層、 ２４．電極、 ２６．開口、
２９．外周シール、 ３１．ゲート電極線、 ３２．通電パターン、
３３．ゲート電極、 ３４．陽極酸化膜（ゲート絶縁膜）、
３６．窒化膜（ゲート絶縁膜）、 ３７．ａ−Ｓｉ膜（チャネル部真性半導体膜）、
３８．Ｎ^＋ａ−Ｓｉ膜（コンタクト部半導体膜）、
３９．チャネル部保護用窒化膜（チャネル部保護膜）、 ４１．ソース電極線、
４６．張出し部、 ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ．配線、 ４８．外部接続用端子、
４９．導電粒子、 ５０．ギャップ材、 Ｄ．表示用ドット領域、 Ｌ０．反射光、
Ｌ１．透過光、 Ｒ．反射領域、 Ｔ．透過領域、 Ｖ．真空領域、 Ｗ０．塗布時のパネル部シールの幅、 Ｗ１．貼合せ時のパネル部シールの幅、

Claims (6)

1. 閉じた環状のシール材を介して一対の基板に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方に前記シール材を塗布する工程と、
   前記一対の基板の少なくとも一方に前記液晶を滴下する液晶滴下工程と、
   前記一対の基板を貼り合わせる貼合せ工程と、
   を有し、
   前記シール材塗布量に基づいて、前記液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決める
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 閉じた環状のシール材を介して一対の基板に液晶を挟持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
   前記一対の基板の少なくとも一方に前記シール材を塗布する工程と、
   前記一対の基板の少なくとも一方に前記液晶を滴下する液晶滴下工程と、
   前記一対の基板を貼り合わせる貼合せ工程と、
   を有し、
   前記シール材の塗布量を実測し、その塗布量から貼り合わせ工程後のシール幅を求め、そのシール幅からパネル内容積を求め、そのパネル内容積から前記液晶滴下工程において滴下する液晶の量を決める
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記貼合せ工程では真空環境下で前記一対の基板の貼合せを行い、
   前記液晶を挟持した前記一対の基板を前記貼合せ工程後に前記真空環境から解放する工程をさらに備え、
   前記シール材を形成する工程は、少なくとも１つのパネル部シールを形成する工程と、該パネル部シールを取り囲む外周シールを形成する工程とを有し、
   前記液晶を滴下する工程では、前記パネル部シールで囲まれる領域に液晶を滴下する
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 請求項２又は請求項３記載の液晶表示装置の製造方法において、シール材の塗布状況に応じて係数Ａを設定し、前記シール材の塗布量をＭｐ、前記シール材を塗布する工程におけるシール材の幅をＷ０、シール材の高さをＨ０とした時、
   Ｍｐ＝Ｗ０×Ｈ０×Ａ
   に従って前記シール材の塗布量を実測し、その実測した塗布量から前記貼り合わせ工程後のシール幅を求めることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 請求項４記載の液晶表示装置の製造方法において、前記貼り合わせ工程後のシール幅Ｗ１は、前記貼り合わせ工程後の前記シール材の高さをＨ１とした時、
   Ｗ１＝Ｍｐ／Ｈ１
   に従って、求められることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
6. 請求項２記載の液晶表示装置の製造方法において、前記塗布量の実測はレーザ顕微鏡を用いて行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
   

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