JP2006184381A - 液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器 - Google Patents

液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 均一なセルギャップを実現できる液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器を提供する。
【解決手段】 液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板と、当該両基板の周縁部に形成されたシール部材とを具備する液晶装置の製造方法であって、シール部材を形成するシール部材形成工程と、シール部材の内側に液晶層を形成する液晶層形成工程と、第1基板と第2基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、を含み、シール部材形成工程は、シール部材の内側に液晶層をシールする環状部と、シール部材が相互に離間して対向する第1シール層59a及び第2シール層59bと、を形成し、貼り合わせ工程は、第1及び第2シール層59a、59bを押圧し、環状部の外側に、第1及び第2シール層を接合して環状部を形成する接合部を形成すること、を特徴とする。
【選択図】 図17

Description

本発明は、液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器に関するものである。
携帯電話等の電子機器におけるカラー画像表示部には、液晶装置等の電気光学装置が使用されている。液晶装置は、一対の透明基板の間に液晶層が挟持されて構成されている。
この液晶装置を形成するには、まず一方の基板の表面周縁部にシール材(封止材)を塗布する。その際、シール材の一部に液晶の注入口を形成しておく。次に、シール材の内側にスペーサを散布し、シール材を介して他方の基板を貼り合わせる。これにより、一対の基板とシール材とによって囲まれた領域に液晶セルが形成される。次に、真空中で液晶セル内を脱気し、液晶注入口を液晶槽内に浸漬した状態で、全体を大気圧下に戻す。すると、液晶セルと外部との圧力差および表面張力によって、液晶セル内に液晶が充填される。しかしながら、上述した方法で液晶を充填した場合には、充填時間が非常に長くなる。特に、対角1m以上の大型の基板を使用する場合には、液晶の充填に1日以上を要することになる。
そこで、上記液晶注入口を有しない枠状のシール材を設けた基板上に液晶を滴下し、基板の貼り合わせを行う滴下組立法が提案されている。この方法は、まず一方の基板の表面周縁部に、熱硬化性樹脂等からなるシール材を塗布する。次に、そのシール材の内側に、液滴吐出装置により所定量の液晶を滴下する。最後に、シール材を介して他方の基板を真空雰囲気にて貼り合わせ、大気圧雰囲気に解放、シール材に紫外線を照射したり加熱処理をしたりすることで、液晶装置を形成するというものである。そのため、従来の液晶注入方法とは異なり、シール材は注入口が無い環状に形成される。
このような方法によれば、両基板を貼り合わせた後に、大気圧雰囲気に解放することで両基板表面から均一な圧力がかかり所定のセルギャップを得ることが可能となる。また、セルギャップは液晶の滴下量により決定することが可能となる。例えば、液晶の滴下量が少な過ぎるとセルギャップが薄くなって気泡等が発生し易くなり、また、滴下量が多過ぎるとセルギャップが厚くなってセルギャップムラが発生し易くなる。そこで、液晶の滴下量を最適に設定することにより、均一なセルギャップを得ることが可能となる。更に、このような方法は、従来の液晶注入法とは異なり、液晶の使用量削減、注入・封止工程省略によるタクトタイム短縮が可能となる。
また、シール材の形成方法としては、ディスペンサを用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1〜3。)。この方法は、ディスペンサと基板とを相対移動させながら、基板上にシール材を所定のパターンに吐出形成する方法である。ここで、基板上に吐出されたシール材が環状パターンとなるように、パターンの外周部の一部において先に吐出されたシール材と、後に吐出されたシール材とを重合させている。これにより、液晶を滴下した後に基板を貼り合わせた場合に、液晶がシール材の環状パターンの外部に漏れるのを抑制している。
特開2002−98979号公報 特開2003−222883号公報 特開2003−241204号公報
しかしながら、本発明者らは、上記の特許文献に記載された液晶装置においては、シール材を安定して形成することが困難であること、隣接するパネルとの間にダミースペースを設ける必要があるということ、1回の描画動作で一つのパターンを形成するために描画開始及び描画終了の際にディスペンサを制御する必要があること、を見出した。更に、一般的にディスペンサを用いてシール材を形成する方法においては、セルギャップ不良が生じ易いことを見出した。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、均一なセルギャップを実現できる液晶装置の製造方法、液晶装置、及び電子機器を提供することを目的としている。
本発明者らは、ディスペンサを利用したシール材の吐出方法に関し、以下の知見を見出した。
このような吐出方法においては、図48(a)、(b)に示すようにシール材の描画開始部500、及び描画終了部510の部材の太さを、その他の部分と同じ太さに形成する必要がある。その理由は、太すぎるとセルギャップが厚くなり表示ムラが発生してしまい、また、細いとその部分から液晶が漏れ易くなり、信頼性が低下してしまうためである。ところが、ディスペンサにてシール材を描画する場合、一般に図48(a)、(b)に示すように描画開始部500及び描画終了部510でシールの太り(飛び)、もしくは細りが発生しやすい傾向があり、接合部520を均一な太さにするためには、図48(c)に示すように描画開始部500と描画終了部510とを重ねることが多い。この場合、重なり部分の長さは4mm程度必要となり、シール材の粘度ばらつき等により、その部分の幅W2が所定の狙い幅W1より、0.1〜0.2mm程度(ΔW=W2−W1=0.1〜0.2mm)太くなることが確認されている。
また、TFD(Thin Film Transistor)駆動の液晶装置や、STN(Super Twisted Nematic)液晶をパッシブ駆動で動作させる液晶装置等においては、図49及び図50に示すようにドライバIC600、610を備える回路基板の表面に形成された引き回し配線601と、対向基板に形成されたコモン電極(以下、COM電極と称する。)602とを、導通パッド603において電気的に接続(導通)させる必要がある。この場合、スペーサ表面にメッキ処理を施した導通粒子をシール材に分散させ、当該シール材を導通パッド603上に配置することにより、当該導通粒子を介して引き回し配線601と、COM電極602とが導通し、ドライバIC600の出力電位が対向基板の配線に付与される。
一方、ドライバIC610から表示エリア620まで引き回されたセグメント電極(以下、SEG電極と称する。)604や、ドライバIC600から導通パッド603まで引き回された引き回し配線601においては、シール材を横断させる必要がある。この場合、引き回し配線601及びSEG電極604における各々の電極が互いに短絡してしまうのを防止するために、導通粒子を含有しないシール材を引き回し配線601及びSEG電極604上に横断させている。
ところで、このように導通粒子を含有するシール材、及び非導通性のシール材の両者を用いる場合には、導通パッド603の端(図50中A)から、COM電極601がシール材を横断する最も端の部分(図50中B)までの間で、当該両シール材を接続する必要がある。TFD液晶装置や、STN液晶装置においては、この部分の距離Lを2mm以下に設定することが多い。このため、単純に図48(c)に示す重なり部分の長さ4mmよりも短くすると、図48(d)のように接合部520の重なり部分の長さが1mmとなり、幅W3が所定の狙い幅W1より、0.5〜0.6mm程度(ΔW=W3−W1=0.5〜0.6mm)太くなり、これに起因してセルギャップ不良が生じ易くなってしまうことが確認されている。
また、特許文献1は、シールラインを形成する始端と終端の重なり部分の幅寸法をシールライン幅の0.4〜0.6倍に設定するものであるが、この方法ではディスペンサの制御が非常に複雑になり、描画に多くの時間を要し、ディスペンサの中に残存するシール材の量のばらつきや、シール材のロット間の粘度ばらつきに起因して、シール形状がばらつきやすく、管理が非常に困難であるという問題を有している。
また、特許文献2は、閉ループ状シール部材の外のいずれかの部分から描画を開始し、かつ描画を開始した部分と異なる閉ループ状シール部材の外の箇所で描画を終了しているが、この方法では隣接するパネルとの間にダミースペースを設ける必要があるという問題がある。また、特許文献1〜3のいずれの方法も、1回の描画動作で一つの部材を形成するため、描画開始及び描画終了の際にディスペンサを制御するのに時間を要し、タクトが長くなるという問題もある。
そこで、本発明者らは、上記に基づいて以下の手段を有する本発明を想到した。
即ち、本発明の液晶装置の製造方法は、液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板と、当該両基板の周縁部に形成されたシール部材とを具備する液晶装置の製造方法であって、前記シール部材を形成するシール部材形成工程と、前記シール部材の内側に液晶層を形成する液晶層形成工程と、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、を含み、前記シール部材形成工程は、前記シール部材の内側に前記液晶層をシールする環状部と、前記シール部材が相互に離間して対向する第1シール層及び第2シール層と、を形成し、前記貼り合わせ工程は、前記第1及び第2シール層を押圧し、前記環状部の外側に、前記第1及び第2シール層を接合して前記環状部を形成する接合部を形成すること、を特徴としている。
ここで、第1シール層及び第2シール層とは、シール部材形成工程によって形成され、貼り合わせ工程によって接合部となる部位である。従って、換言すれば、接合部の前形状となるものである。
また、接合部とは、基板上に形成されたシール材料が相互に接合している部位であり、また、環状部の内側の液晶層が外部に漏れるのを防ぐために当該環状部を閉塞させている部位である。また、当該接合部は、基板の鉛直方向にシール材料が重なって接合された状態や、基板の水平方向にシール材料が隣接して接合された状態を含むものである。また、当該接合部は、その一部が環状部の外側に形成されていることから、当該接合部は環状部を接合させている部分から環状部の外側に向けて形成されたものとなっている。従って、環状部上に全ての接合部が重なって形成されたものではなく、接合部の一部のみが環状部を接合させ、その他の部分が環状部の外側に向けて形成されたものとなっている。
また、シール部材形成工程においては、シール材料が充填されたディスペンサと第1基板又は第2基板とを相対移動させながら、ディスペンサのノズルからシール材料を吐出する吐出方法が利用される。
このようにすれば、接合部の一部によって環状部を閉塞させるので、接合部からの液晶層の漏れを抑制でき、液晶装置の信頼性を向上させることができる。また、接合部は環状部の外側に向けて形成されているので、貼り合わせ工程を施した際には環状部の外側において接合部の幅が広がるだけで済み、環状部の内部にシール部材が突出するのを抑制できる。また、環状部の内部のセルギャップに影響を与えることがなく、当該セルギャップを均一に保持できる。ここで、具体的に説明すれば、環状部の内部にシールが突出した場合では、例えば液晶装置の表示領域内のカラーフィルタにシールが乗り上げる場合があり、セルギャップに影響を与え易くなる。これに対して、本発明では、環状部の外側、即ち、カラーフィルタが形成されていない領域にシール部材が形成されているので、カラーフィルタにシールが乗り上がることがない。従って、セルギャップを均一に保持できる。
また、従来技術と比較して、環状部及び接合部の各々の部材幅を調整する必要がなく、同一幅の部材で環状部及び接合部を形成することができ、容易にシール部材を形成できる。従って、ディスペンサの制御が容易になり、シール部材の描画を短時間で終了させることができる。また、ディスペンサの中に残存するシール材料の量のばらつきや、シール材料のロット間の粘度ばらつきを問題視する必要がなく、シール部材の形状の管理を容易にできる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記環状部の第1辺を前記シール部材が延在する直線上に形成し、前記第1シール層を、前記第1辺と連続して形成すると共に、当該第1辺が延在する軸とは異なる中心線上に形成し、前記第2シール層を、前記第1シール層に対向して形成すること、を特徴としている。
ここで、「第1シール層を、第1辺と連続して形成すると共に、第1辺が延在する軸とは異なる中心線上に形成し」とは、第1シール層と第1辺とを同一直線上に形成せずに、連続して形成することを意味している。従って、換言すれば、第1シール層と第1辺とを同一直線上に形成しないことから、第1シール層と第1辺とを少なくとも曲線や曲部を介して形成することを意味する。また、「第1辺が延在する軸とは異なる中心線上に形成し」としているので、曲線状の中心線上に第1シール層を形成したり、第1辺が延在する軸に対して傾斜している傾斜状の中心線上に第1シール層を形成したり等、当該中心線上に第1シール層を形成するのであれば、その形態は様々である。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材が延在する直線上に環状部の第1辺を形成することができ、当該第1辺と連続させて第1シール層を形成することができる。また、第1辺が延在する軸とは異なる中心線上に第1シール層を形成することができる。また、第2シール層を、第1シール層に対向して形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記貼り合わせ工程を施した後の前記環状部における前記シール部材の線幅をw2、前記第1シール層の中心線と前記第2シール層の中心線との間の距離をd2、とすると、
の関係が成立すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材の太さのばらつきが生じていたとしても、第1シール層と第2シール層とを確実に接合して接合部を形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、曲線部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、曲線部によって第2辺と接続している第2シール層と、第1シール層とを接合し、接合部を確実に形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記曲線部の半径をR2とすると、
の関係が成立すること、を特徴としている。更に、本発明においては、
の関係が成立し、かつ、
の関係が成立すること、が好ましい。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材の太さに依らず、環状部から液晶層が漏れるのを防止することができる。
また、従来の方法では、接合部においてシール部材の太りが発生したり、太りを最小限に抑制するために重ね部分の距離を長くしたりする必要があり、また、装置の制御も複雑になってシール部材の描画時間が長くなるという課題があった。これに対し、本発明の方法によれば、シール部材を全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部での液晶装置の内側方向へのシール部材の太りも解消できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、傾斜部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、傾斜部によって第2辺と接続している第2シール層と、第1シール層とを接合し、接合部を確実に形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記傾斜部の面取り量をc2とすると、
の関係が成立すること、を特徴としている。更に、本発明においては、
の関係が成立し、かつ、
の関係が成立すること、が好ましい。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材の太さに依らず、環状部から液晶層が漏れるのを防止することができる。
また、シール部材を全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部での液晶装置の内側方向へのシール部材の太りも解消できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記第1シール層と前記環状部の第1辺とを、前記シール部材が延在する同軸直線上に形成し、前記第2シール層を、前記第1シール層に対向して形成すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、第1シール層と第1辺とをシール部材が延在する同軸直線上に形成することができ、即ち、第1辺と連続させて第1シール層を形成することができる。また、第2シール層を、第1シール層に対向して形成することができる。
また、同軸直線上に第1シール層と第1辺を形成するので、曲線や傾斜線を描きながら第1シール層を形成する場合と比較して、描画時間を短縮することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記貼り合わせ工程を施した後の前記環状部における前記シール部材の線幅をw1、前記第1シール層の中心線と前記第2シール層の中心線との間の距離をd1、とすると、
の関係が成立すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材の太さのばらつきが生じていたとしても、第1シール層と第2シール層とを確実に接合して接合部を形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、曲線部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、曲線部によって第2辺と接続している第2シール層と、第1シール層とを接合し、接合部を確実に形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記曲線部の半径をR1とすると、
の関係が成立すること、を特徴としている。更に、本発明においては、
の関係が成立し、かつ、
の関係が成立すること、が好ましい。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材の太さに依らず、環状部から液晶層が漏れるのを防止することができる。
また、シール部材を全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部での液晶装置の内側方向へのシール部材の太りも解消できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、傾斜部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、傾斜部によって第2辺と接続している第2シール層と、第1シール層とを接合し、接合部を確実に形成することができる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記傾斜部の面取り量をc1とすると、
の関係が成立すること、を特徴としている。更に、本発明においては、
の関係が成立し、かつ、
の関係が成立すること、が好ましい。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、シール部材の太さに依らず、環状部から液晶層が漏れるのを防止することができる。
また、シール部材を全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部での液晶装置の内側方向へのシール部材の太りも解消できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記第1基板は、複数の第1素子領域を有する第1母材を、当該複数の第1素子領域の相互境界部において分割して、前記第1素子領域毎に得られたものであり、前記第2基板は、複数の第2素子領域を有する第2母材を、当該複数の第2素子領域の相互境界部において分割して、前記第2素子領域毎に得られたものであること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、第1母材及び第2母材から複数の第1素子領域及び第2素子領域を分割して取り出すことにより第1基板及び第2基板からなる液晶装置を複数取り出すことができる。従って、生産性が優れた製造方法を実現できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記シール部材形成工程は、前記第1シール層と前記第2シール層のうちの一方、かつ、前記環状部の一部、となる第1シール部材を形成する第1シール部材形成工程と、当該第1シール部材形成工程の後に、前記第1シール層と前記第2シール層のうちの他方、かつ、前記環状部の残部、となる第2シール部材を形成する第2シール部材形成工程と、を含むこと、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られるだけでなく、第1シール部材及び第2シール部材で形成されたシール部材を有する液晶装置を製造できる。また、シール部材が一の部材のみからなる場合では、シール材料を異ならせて環状部、第1シール層、第2シール層、及び接合部を形成することが困難であるが、本発明によれば第1シール部材と第2シール部材の各々についてシール材料を選択できる。これにより、シール部材が形成される部位のうち、特定の部位のみに対して第1シール部材又は第2シール部材のいずれか一方を選択して形成できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記第1シール部材形成工程は、前記第1母材における前記複数の第1素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第1素子領域が配列する方向に向けて、又は、前記第2母材における前記複数の第2素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第2素子領域が配列する方向に向けて、前記第1シール部材を連続して一括に形成すること、を特徴としている。
また、前記第2シール部材形成工程は、前記第1シール部材形成工程を施した後に、前記第1母材における前記複数の第1素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第1素子領域が配列する方向に向けて、又は、前記第2母材における前記複数の第2素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第2素子領域が配列する方向に向けて、前記第2シール部材を連続して一括に形成すること、を特徴としている。
このようにすれば、第1シール部材の描画開始から描画終了までの単工程、及び第2シール部材の描画開始から描画終了までの単工程によって、複数の第1素子領域又は複数の第2素子領域の配列方向に対してシール部材を一括形成できる。これにより、容易かつ迅速にシール部材を形成することができ、生産性が優れた製造方法を実現できる。
一方、複数の第1素子領域や複数の第2素子領域の各々にシール部材を形成する場合では、各領域に対してシール部材の描画開始と描画終了を行わなければならず、従って、複数の第1素子領域や複数の第2素子領域に対して描画開始と描画終了を繰り返さなければならない。これにより、シール材料の吐出、非吐出が連続して生じるので、ディスペンサ内においてシール材料を安定して流動させることが困難となり、吐出するシール材料の量のばらつきが生じやすくなる。また、ディスペンサを第1母材上又は第2母材上を走査しなければならず、ディスペンサの動作が煩雑化してしまう。
これに対して、本発明は、第1素子領域又は第2素子領域の配列方向に向けて連続して一括に第1シール部材及び第2シール部材を形成しているので、第1素子領域又は第2素子領域の列又は行毎に描画開始と描画終了を行うだけでよく、従って、描画開始数と描画終了数を少なくすることができる。これにより、ディスペンサ内のシール材料を安定して流動させながら、第1シール部材及び第2シール部材を連続かつ一括に形成できる。また、短時間でシール部材を形成することができる。また、ディスペンサが非吐出状態で第1素子領域上又は第2素子領域上を走査することがないので、ディスペンサに充填されたシール材料が不用意に滴下するのを防止できる。従って、ディスペンサの動作を簡素化でき、シール材料の粘度ばらつきや、吐出量ばらつきを抑制できる。
また、このような方法によって形成された第1素子領域及び第2素子領域の各々のシール部材は、接合部を介して接続されているので、隣接する領域間において液晶材料が漏れるのを防止できる。
また、本発明の液晶装置の製造方法においては、前記第1母材又は前記第2母材のいずれか一方の母材に前記第1シール部材形成工程を施し、他方の母材に前記第2シール部材形成工程を施すこと、を特徴としている。また、前記第1母材又は前記第2母材の一方のみに前記第1シール部材形成工程及び前記第2シール部材形成工程を施すこと、を特徴としている。
このようにすれば、上記の製造方法と同様の効果が得られる。
また、本発明の液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板と、当該両基板の周縁部に形成されたシール部材とを具備する液晶装置であって、先に記載の製造方法によって製造されたことを特徴としている。
このようにすれば、接合部の一部によって環状部を閉塞させるので、接合部からの液晶材料の漏れを抑制でき、液晶装置の信頼性を向上させることができる。また、環状部を閉塞させている部分を除き、環状部の外側に接合部が形成されるので、第1基板と第2基板との貼り合わせによって接合部の幅が太くなったとしても、環状部の外側において幅が広がるだけで済み、環状部の内部にシール部材が突出するのを抑制できる。従って、環状部の内部のセルギャップに影響を与えることがなく、当該セルギャップを均一に保持できる。また、従来技術と比較して、環状部及び接合部の各々の部材幅を調整する必要がなく、同一幅の部材で環状部及び接合部を形成できる。
また、本発明の液晶装置においては、前記シール部材は、一の部材からなり、前記環状部は、前記一の部材によって環状に囲まれた部分に前記液晶層を保持し、前記接合部は、前記一の部材の一端と他端とを1箇所で接合させていること、を特徴としている。
ここで、「シール部材は、一の部材からなり」とは、後述する第1シール部材及び第2シール部材によって形成されたものとは異なり、始端から終端に向けてシール材料を連続吐出して形成したもの、所謂一筆書きでシール材料を吐出して形成したものを意味する。
このようにすれば、上記の液晶装置と同様の効果が得られるだけでなく、シール材料が一の部材で形成されたシール部材を有する液晶装置を実現できる。また、シール部材の一端と他端とを1箇所で接合させた接合部によって環状部が閉塞するので、接合部を最小数にすることができ、接合部が複数設けられた場合と比較して、セルギャップ不良がより確実に抑制された液晶装置を実現できる。
また、本発明の液晶装置においては、前記シール部材は、第1シール部材と第2シール部材とからなり、前記環状部は、前記第1シール部材及び前記第2シール部材によって環状に囲まれた部分に前記液晶層を保持し、前記接合部は、前記第1シール部材及び前記第2シール部材の一端を接合させ、かつ、前記第1シール部材及び前記第2シール部材の他端を接合させていること、を特徴としている。
このようにすれば、上記の液晶装置と同様の効果が得られるだけでなく、第1シール部材及び第2シール部材で形成されたシール部材を有する液晶装置を実現できる。また、シール部材が一の部材のみからなる場合では、シール材料を異ならせて環状部や接合部を形成することが困難であるが、本発明によれば第1シール部材と第2シール部材の各々についてシール材料を選択できる。これにより、シール部材が形成される部位のうち、特定の部位のみに対して第1シール部材又は第2シール部材のいずれか一方を選択して形成できる。
また、本発明の電子機器は、先に記載の液晶装置を具備することを特徴としている。
本発明によれば、信頼性に優れ、高品質の表示が得られる表示部を備えた電子機器が提供される。
以下、本発明の液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係る液晶装置について説明する。
以下に示す本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子として薄膜ダイオード(Thin Film Diode、以下、TFDと略記する)を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置の例であり、透過表示を可能にした透過型の液晶装置である。
図1は本実施形態に係る液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図であり、図2は図1のH−H’線に沿う断面図である。また、図3は図1の符号Cの領域を拡大して示した平面図であり、図4はシール部材の構成を詳述するための平面図である。図5は液晶装置の画像表示領域4においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図であり、図6は各種素子の電極平面構造(画素構造)を説明するための図である。
図1〜図3に示すように、本実施形態の液晶装置100は、TFD基板(第1基板)10、対向基板(第2基板)20、シール部材52、及び液晶層50を主な構成要素として備えている。また、シール部材52は、TFD基板10及び対向基板20の周縁部に形成され、当該両基板によって挟持されている。更に、TFD基板10及び対向基板20の間、かつ、シール部材52の内側に液晶層50が封入、保持されている。
次に、各構成要素について詳述する。
TFD基板10は、ガラス基板等の透明性部材からなるものであり、その表面に画像表示領域4、シール部材52、周辺見切り部材53、導通パッド(第1導通部、導通領域)54、走査信号駆動回路110、及びデータ信号駆動回路120を備えている。
画像表示領域4においては、複数のドットがマトリクス状に形成され、当該ドット毎に画素電極31及びTFD素子40が形成されている。画素電極31は、ITO(インジウム錫酸化物)を主体とする透明電極にて構成されたものである。TFD素子40はSEG電極56を介して走査信号駆動回路110と接続されており、走査信号駆動回路110の駆動信号が電位として画素電極31に付与されるようになっている。画素電極31の表層にはポリイミドを主体として構成される膜に対してラビング処理が施された配向膜が形成されており、電圧が印加されていない液晶層50の液晶分子の配向をラビング方向に揃えるようになっている。周辺見切り部材53は、遮光性材料からなるものであって、画像表示領域4とシール部材52との間に形成されている。導通パッド54は、図3に示すよう引き回し配線55を介してデータ信号駆動回路120と接続されており、後述する対向基板20に形成されたCOM電極(第2導通部、導通領域)57と導通接続するようになっている。走査信号駆動回路110及びデータ信号駆動回路120は、TFD基板10の一辺(紙面左側)に形成されている。そして、走査信号駆動回路110から延出するSEG電極56は、走査信号駆動回路110と画像表示領域4との間においてシール部材52(52a)と重なっている。また、データ信号駆動回路120から延出する引き回し配線55は、データ信号駆動回路120と導通パッド54との間においてシール部材52(52a)と重なっている。
なお、図3における引き回し配線55、導通パッド54、及びCOM電極57においては、各々の一部分のみを示している。実際には、引き回し配線55はデータ信号駆動回路120の端子数と同数の本数が形成されており、導通パッド54及びCOM電極57は図1の紙面左右方向に向けて複数配列して形成されている。
対向基板20は、TFD基板10上の画素電極9の境界領域と対向する領域に、ブラックマトリクスまたはブラックストライプと称せられる遮光膜23が形成され、その上層側にはITO膜からなる画素電極9が形成されている。また、画素電極9の上層側には、ポリイミドを主体として構成される膜に対してラビング処理が施された配向膜が形成されている。また、図3に示すように画像表示領域4の外部においては、画素電極9が延在する位置にCOM電極57が形成されている。当該COM電極57は、導通パッド54と対向して形成されていると共に、導通性粒子が含有されたシール部材52b(後述)をCOM電極57と導通パッド54とによって挟持した状態となっている。従って、データ信号駆動回路120の駆動信号は、引き回し配線55、導通パッド54、導電性粒子、及びCOM電極57を介して、画素電極9に電位として付与するようになっている。
シール部材52は、絶縁性シール部材(第2シール部材)52aと導電性シール部材(第1シール部材)52bとによって形成されている。
ここで、絶縁性シール部材52aは電気絶縁性を有するシール部材であり、導電性シール部材52bは導電性を有するシール部材である。絶縁性シール部材52aは、引き回し配線55及びSEG電極56の表面上の非導通領域に形成されており、引き回し配線55及びSEG電極56の各々における複数の配線間や電極間を非導通状態にするものである。一方、導電性シール部材52bは、導通パッド54やCOM電極57の表面上の導通領域に形成されており、当該導通パッド54及びCOM電極57を導通状態にするものである。
また、導電性シール部材52bには導電性粒子が含有されているのに対し、絶縁性シール部材52aには当該導電性粒子が含有されていない。このような導電性粒子としては、金属粒子等の導電性材料を有する粒子や、樹脂表面にメッキ処理が施された粒子等が採用される。当該導電性粒子は、弾性を有していることから、TFD基板10及び対向基板20が貼り合わされることによって、導通パッド54及びCOM電極57が導電性粒子を押圧し、弾性力によって導通パッド54及びCOM電極57を導通させることが可能となっている。
また、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bのいずれにおいても、主体となるシール材料は、熱硬化性や紫外線硬化性の樹脂材料、又は、硬化工程に応じて熱硬化と紫外線硬化の両者の特性を有する樹脂材料が採用される。本実施形態においては、ワールドロックNo.717(協立化学製)をシール部材52の採用している。当該材料の粘度は400,000mPa・s、貼り合わせ後のシール部材52の厚みは8μmとなるようにしている。
更に、当該絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bが図4に示すようなパターンに形成されることによって、液晶層50を内側で保持する一重の環状部58と、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bとが接合されている接合部59と、が構成される。このようなパターンで形成されたシール部材52は、TFD基板10の面内の領域において閉ざされた枠状に形成されたものであり、液晶注入口を備えないものとなっている。また、シール部材52は、後述するようにディスペンサからTFD基板10や対向基板20に向けてシール材料を吐出形成した後に、TFD基板10及び対向基板20によって押圧されることによって押し潰されると共に、所定のセルギャップを維持するものである。
環状部58においては、絶縁性シール部材52aは図4中の点RSTOを通過するように形成されており、また、導電性シール部材52bは図4中の点OPQRを通過するように形成されている。
接合部59においては、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bが点O、Rで接合されている。従って、接合部59は環状部の辺TPの側に一箇所、及び辺SQの側に一箇所、各々形成されている。換言すれば、環状部58の対向する辺の各々に形成されている。
また、接合部59は、環状部58に連設して形成されており、点O、Rにおいて環状部58を閉塞させている。これによって、環状部58の内側に保持される液晶層50がシール部材52の外部に漏れるのを防止することが可能となる。また、接合部59の一部分は当該点O、Rにおいて、環状部58と一体となっており、接合部59の他の部分は環状部58の外側に形成されている。また、換言すれば、接合部59は、環状部58を閉塞させている部分(点O、R)から、環状部58の外側に向けて形成されたものとなっている。従って、環状部58に対して接合部59が重なって形成されたものではなく、接合部59の一部のみが環状部58を接合させ、その他の部分が環状部58の外側に向けて形成されたものとなっている。
また、接合部59は、図3に示すように、導通パッド54の端(符号A)から、引き回し配線55がシール部材52を横断する最も端の部分(符号B)までの間、即ち符号Lに示す部分の中に形成される。本実施形態の液晶装置100においては、符号Lの距離が2mm以下に設定されている。
また、接合部59は、後述するように、ディスペンサから絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bを非接触状態に対向させて描画形成した後に、貼り合わせ工程によって当該シール部材52a、52bを押圧し、互いに接触、接合させて形成されたものである。
液晶層50は、環状部58の内側に位置するものである。例えば、インクジェット法(液滴吐出法)やディスペンサ法によって吐出形成されている。また、液晶層50の層厚は、シール部材52の厚さにも関係して、所定のセルギャップを有するように決定される。また、液晶層50は、液晶装置100の動作モードによって、例えば、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて適宜材料が選択される。
次に、液晶装置100の画像表示領域4について詳述する。
図5の等価回路に示すように、液晶装置100は、複数の走査線13と、該走査線13と交差する複数のデータ線(画素電極)9とが設けられ、走査線13は走査信号駆動回路110により、データ線9はデータ信号駆動回路120により駆動される。ここで、走査線13は、画像表示領域4の外部においてSEG電極56と接続しているものである。そして、各画素領域150において、走査線13とデータ線9との間にTFD素子40と液晶表示要素160(液晶層50)とが直列に接続されている。なお、図5では、TFD素子40が走査線13側に接続され、液晶表示要素160がデータ線9側に接続されているが、これとは逆にTFD素子40をデータ線9側に、液晶表示要素160を走査線13側に設ける構成としてもよい。
また、図6の電極平面構造図に示すように、液晶装置100では、走査線13にTFD素子40を介して接続された平面視矩形状の画素電極31がマトリクス状に設けられており、該画素電極31と紙面垂直方向に対向して画素電極9が短冊状(ストライプ状)に設けられている。画素電極9はデータ線からなり走査線13と交差する形のストライプ形状を有している。本実施形態において、各画素電極31が形成された個々の領域が1つのドット領域であり、マトリクス状に配置された各ドット領域にTFD素子40が具備され、該ドット領域毎に表示が可能な構造になっている。
ここで、TFD素子40は走査線13と画素電極31とを接続するスイッチング素子であって、TFD素子40は、Taを主成分とする第1導電膜と、第1導電膜の表面に形成され、Taを主成分とする絶縁膜と、絶縁膜の表面に形成され、Crを主成分とする第2導電膜とを含むMIM構造を具備して構成されている。そして、TFD素子40の第1導電膜が走査線13に接続され、第2導電膜が画素電極31に接続されている。
なお、走査信号駆動回路110及びデータ信号駆動回路120をTFD基板10の上に形成する代わりに、例えば、駆動用LSIが実装されたTAB(Tape Automated Bonding)基板とTFD基板10の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶装置100においては、使用する液晶層50の種類、すなわち、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。また、液晶装置100をカラー表示用として構成する場合には、対向基板20において、TFD基板10の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタと、当該カラーフィルタを保護する保護膜とが形成される。
次に、本発明の第1実施形態に係る液晶装置の製造方法について説明する。
まず、以下の説明では、(1)液晶装置の製造方法の概略説明、(2)デバイス製造装置、(3)液晶装置の製造方法の詳細説明について順次説明する。
(1)液晶装置の製造方法の概略説明
図7は、液晶装置の製造方法を概略して説明するための図である。
まず、図7(a)に示すように、TFD基板用マザー基板(第1母材)10’と、対向基板用マザー基板(第2母材)20’を用意する。
TFD基板用マザー基板(第1母材)10’においては、複数のTFD形成領域(第1素子領域)11を区画して形成する。また、区画されたTFD形成領域11の周囲は、相互境界部12となる。そして、TFD基板用マザー基板10’に対して、公知のフォトリソグラフィ技術を含む半導体製造工程を施すことにより、TFD形成領域11にTFD40、画素電極31、導通パッド54、引き回し配線55、SEG電極56、配向膜等、が形成される。なお、走査信号駆動回路110、及びデータ信号駆動回路120をTFD形成領域11内に同時に作り込んでもよい。
一方、対向基板用マザー基板20’においては、複数の対向電極形成領域(第2素子領域)21を区画して形成する。また、区画された対向電極形成領域21の周囲は、相互境界部22となる。そして、対向基板用マザー基板20’に対して、公知のフォトリソグラフィ技術を含む半導体製造工程を施すことにより、対向電極形成領域21に画素電極9、COM電極57、配向膜等、を形成する。
ここで、TFD形成領域11及び対向電極形成領域21の各々の個数は同数となっている。また、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とが貼り合わされた際に、各領域11、21は互いに高精度に位置合わさるようになっている。
次に、図7(b)に示すように、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とを貼り合わせる。ここでは、後述するシール部材52や液晶層50を狭持させた状態で、TFD基板用マザー基板10’及び対向基板用マザー基板20’を貼り合わせている。
次に、図7(c)に示すように、マザー基板10’、20’が貼り合わされた状態で、相互境界部12、22においてマザー基板10’、20’を分割して切り出すことにより、複数の液晶装置100が形成される。
(2)デバイス製造装置
次に、液晶装置100の製造のうち、シール部材52の形成から、液晶滴下による液晶層50の形成、基板貼合わせ、シール部材52の硬化に至る工程を行うデバイス製造装置について説明する。
図8は、デバイス製造装置61の概略構成図である。
図8に示すように、デバイス製造装置61は、基板の給材及び除材を行う基板給除部62と材料供給部63と基板貼り合わせ部64と精密アライメント部164とを主体に構成されている。
図9は、基板給除部62および材料供給部63の概略構成図である。なお、以下の説明では、基板の表面に沿う方向をX方向(例えば図9中、左右方向)及びY方向(例えば図9中、紙面と垂直な方向)とし、XY平面と直交する方向をZ方向として説明する。
材料供給部63は、図9に示すように、基板を保持してX方向、Y方向及びθ方向(Z軸と平行な軸周りの回転方向)に移動自在なテーブル65と、テーブル65の上方に配設され液晶材料(電気光学材料)を吐出、滴下する液滴吐出ヘッド66と、液滴吐出ヘッド66の近傍に配設されシール材料を塗布するシール材塗布部67a、67bとを主体に構成されている。
シール材塗布部67a、67bから塗布されるシール材料には、略球形状のギャップ制御材が含まれており、ギャップ制御材の直径は、基板のセルギャップを所定厚さ(例えば3μm)に保持できる寸法(例えば直径8μm)に形成されている。このようなギャップ制御材の直径(約8μm)は、表示領域内のカラーフィルタ等の厚さ(約5μm)とセルギャップ(3μm)を保持するために設定されたものである。
また、シール材塗布部67aは、上記の絶縁性シール部材52aを塗布するものであり、シール材塗布部67bは上記の導電性シール部材52bを塗布するものである。
なお、液晶材料を滴下させるのに液滴吐出ヘッド66の他に、精密薬液吐出機(計量型ディスペンサ)など、滴下する液晶材料量を制御できるものであればどのような装置を用いてもよい。また、ギャップ制御材は略球形状に形成され、シール材料に含まれるものに限られることなく、繊維形状に形成されシール材料に含まれるものや、シール材料に含まれず基板から柱状に突出して形成されたもの等さまざまなものを使用することができるが、基板の所定位置に固定され、基板の貼り合わせ時等において基板上を移動しないものを用いることが好ましい。
また、基板給除部62は、材料供給部63と基板貼り合わせ部64との間、および基板貼り合わせ部64と精密アライメント部164との間で基板を搬送するキャリアを主な構成要素としている。
なお、基板給除部62は、図9に示した構成の他に、搬送ロボットや、材料供給部63と基板貼り合わせ部64と精密アライメント部164とを接続する搬送機能を有したユニットを含んで構成されていてもよい。
図10は、基板貼り合わせ部64の概略構成図である。
基板貼り合わせ部64は、図10に示すように、基板を保持してX方向、Y方向及びθ方向に移動自在なテーブル68と、テーブル68上に設置された下チャック部69と、下チャック部69の上方に配置された真空チャンバ70と、真空チャンバ70内に下チャック部69と対向配置された上チャック部71と、上チャック部71をZ方向に移動自在に支持し、且つ下チャック部69に向けて加圧する下降機構72とを備えて構成されている。
真空チャンバ70の壁面には、覗き窓70aと排気部76とが配設されている。覗き窓70aの上方には、覗き窓70aを介して基板上のアライメントマークを拡大、観測する貼り合わせ用顕微鏡74と、拡大観測されたアライメントマークの画像を取り込むCCDカメラ81とを備えた光学測定手段が設けられている。排気部76には、収容空間70b内の気体を排気(真空引き)するための真空ポンプ等を備えた吸引装置78が接続されている。
また、真空チャンバ70には、UV照射ユニット82が備えられている。UV照射ユニット82には、シール部材52を仮硬化させるための紫外線を放射する水銀ランプ等のUVランプが備えられ、必要に応じて、ファイバなどの導光手段が備えられる。
なお、UV照射ユニット82は、シール部材52の粘度を高める程度のエネルギーを供給できればよい。また、シール部材52にエネルギーを与える手段は、UVランプに限られることなく、加熱・冷却装置や、可視光照射装置など、シール部材52の性質によりさまざまな装置を用いることができる。
更に、基板貼り合わせ部64には、CCDカメラ81により取り込まれた画像を処理する画像処理部83と、画像処理部83により処理された画像情報に基づいてテーブル68と下降機構72とを制御する制御部84が設けられている。
また、下チャック部69及び上チャック部71には、互いに対向する保持面69a、71aでそれぞれ基板を保持するための保持機構(図示せず)が備えられている。
なお、下チャック部69及び上チャック部71には、静電気力や粘着力を用いたチャック機構、または機械的に基板を保持する機械的保持機構など、略真空雰囲気においても基板を保持できる機構であればどのような機構が備えられていてもよい。また、接着力、分子間力、真空力、機械式保持等の保持方法を用いてもよい。
図11は、精密アライメント部164の概略構成図である。
精密アライメント部164は、基板を保持してX方向、Y方向及びθ方向に移動自在なテーブル168と、テーブル168上に設置された下チャック部169と、下チャック部169と対向配置された上チャック部171と、上チャック部171をZ方向に移動自在に支持し、且つ下チャック部169に向けて加圧する加圧機構172と、基板上のアライメントマークを拡大、観測するアライメント用顕微鏡174と、シール部材52を硬化させる紫外線を照射する水銀ランプ等のUVランプ182とから概略構成されている。アライメント用顕微鏡174は、拡大観測されたアライメントマークの画像を取り込むCCDカメラ181とともに本装置の光学測定手段を構成している。
更に、精密アライメント部164には、CCDカメラ181により取り込まれた画像を処理する画像処理部183と、画像処理部183により処理された画像情報に基づいてテーブル168を制御する制御部184が設けられている。
下チャック部169及び上チャック部171には、互いに対向する保持面169a、171aでそれぞれ基板を真空吸着するための吸着機構(図示せず)が備えられている。
なお、下チャック部169及び上チャック部171には、静電気力や粘着力を用いたチャック機構、または機械的に基板を保持する機械的保持機構など、貼り合わされた基板をX軸、Y軸方向に動かすのに十分な保持力を発揮できる機構であれば、どのような機構が備えられていてもよい。
また、精密アライメント部164には、上チャック部171を下チャック部169に向けて加圧する加圧機構172が設けられていなくてもよい。
また、UVランプ182は、シール部材52を硬化させることができればよく、UVランプ182の他に、例えば加熱・冷却装置や、可視光照射装置など、シール部材52の性質によりさまざまな装置を用いることができる。
図9に示した液滴吐出ヘッド66としては、例えば図12に示す構成の液滴吐出ヘッドを用いることができる。液滴吐出ヘッド66のヘッド本体90には、リザーバ95および複数のインク室(圧力発生室)93が形成されている。リザーバ95は、各インク室93に液晶等の電気光学材料を含むインクを供給するための流路になっている。また、ヘッド本体90の一方端面には、インク吐出面66Pを構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、各インク室93に対応して、インクを吐出する複数のノズル91が開口されている。そして、各インク室93から対応するノズル91に向かって流路が形成されている。一方、ヘッド本体90の他方端面には振動板94が装着されている。
この振動板94はインク室93の壁面を構成している。その振動板94の外側には、各インク室93に対応して、ピエゾ素子(圧力発生手段)92が設けられている。ピエゾ素子92は、水晶等の圧電材料を一対の電極(図示せず)で挟持したものである。
図13は、ピエゾ素子の駆動電圧波形W1と、その駆動電圧に対応した液滴吐出ヘッド66の動作を示す概略図である。以下には、ピエゾ素子92を構成する一対の電極に対して、波形W1の駆動電圧が印加された場合について説明する。まず正勾配部a1,a3では、ピエゾ素子92が収縮してインク室93の容積が増加し、リザーバ95からインク室93内にインクが流入する。また負勾配部a2では、ピエゾ素子92が膨張してインク室93の容積が減少し、加圧されたインク99がノズル91から吐出される。そして、この駆動電圧波形W1の振幅および印加回数等により、インクの塗布量が決定される。
なお、液滴吐出ヘッド66の駆動方式として、ピエゾ素子92を用いたピエゾジェットタイプに限られず、例えば熱膨張を利用したサーマルインクジェットタイプなどを採用してもよい。また液晶の塗布手段として、インクジェットヘッド以外の塗布手段を採用することも可能である。インクジェットヘッド以外の液晶塗布手段として、たとえばディスペンサを採用することができる。ディスペンサは、インクジェットヘッドに比べて大口径のノズルを有しているので、粘度が高い状態の液晶を吐出することも可能である。
(3)液晶装置の製造方法の詳細説明
次に、上記のデバイス製造装置61により液晶装置100を製造する手順について図14〜図18を参照して説明する。
以下では、TFD基板用マザー基板10’及び対向基板用マザー基板20’には、図7(a)にて説明した画素電極9、31等が既に形成されているものとして説明する。
まず、図14(a)に示すように、画素電極31等が形成されたTFD基板用マザー基板10’は、基板給除部62により運搬され、封止面10’aを上側に向けて材料供給部63のテーブル65上に給材される。その後、テーブル65を移動させつつ、TFD基板用マザー基板10’上にシール材塗布部67aからシール材料が塗布され、更に、シール材塗布部67bからシール材料が塗布されることによって、TFD基板用マザー基板10’上にシール部材52が形成される(シール部材形成工程)。ここで、当該シール部材52は、上記の絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bとによって形成される。絶縁性シール部材52aは、シール材塗布部67aによって塗布されるものであり、導電性シール部材52bは、シール材塗布部67bによって塗布されるものである。
ここで、シール部材52の形成方法について詳述する。
図17はシール部材52の形成方法を説明するための平面図である。図18はマザー基板上に形成されたシール部材52を示す平面図であり、図18(a)はマザー基板の外観を示す図、図18(b)は図18(a)における符号Eを拡大した図、図18(c)は図18(b)における符号Fを拡大した図である。
図17(a)に示すように、TFD基板用マザー基板10’上に絶縁性シール部材52aを符号Uに示す方向に塗布する(第2シール部材形成工程)。ここで、上記のようにTFD基板用マザー基板10’上には予め複数のTFD形成領域11と相互境界部12が形成されており、これらを跨ぐように絶縁性シール部材52aが連続かつ一括して塗布される。また、符号Uが示す方向とは、複数のTFD形成領域11が配列する方向と同一方向を示している。
ここで、絶縁性シール部材52aが塗布形成されることにより、TFD形成領域11の側方に環状部58の一部となる第1辺58aが形成され、相互境界部12には、第1辺58aに連続して形成される第1シール層59aが形成される。ここで、第1シール層59aは、相互境界部12において第1辺58aの延在軸方向(符号U)よりもTFD形成領域11の側に凹んでいる凹部Wに形成されたものとなっている。当該凹部Wは、所謂「コの字」状となっている。
次に、図17(b)に示すように、TFD基板用マザー基板10’上に導電性シール部材52bを符号Vに示す方向に塗布する(第1シール部材形成工程)。この工程においても、先と同様に複数のTFD形成領域11及び相互境界部12を跨ぐように導電性シール部材52bが連続かつ一括して塗布される。また、符号Vが示す方向とは、複数のTFD形成領域11が配列する方向と同一方向を示している。
ここで、導電性シール部材52bが塗布形成されることにより、第1辺58aの延在軸(符号V)に直交する軸方向に向けて、環状部58の一部となる第2辺58bが形成され、TFD形成領域11の側方に第1辺58aと対向する第3辺58cが形成される。また、相互境界部12には、第2辺58bに連続して形成される第2シール層59bが形成される。ここで、第2シール層59bは、相互境界部12において第3辺58cの延在軸方向よりもTFD形成領域11の側に凹んでいる凹部Xに形成されたものとなっている。当該凹部Xは、所謂「コの字」状となっている。
そして、第1シール層59a及び第2シール層59bは、互いに対向するように形成される。従って、コの字状に形成された凹部W、Xは、互いに向き合うこととなる。また、上記のように形成された絶縁性シール部材52aは環状部58の一部を構成し、導電性シール部材52bは、環状部58の残部を構成するものとなる。更に、第1シール層59a及び第2シール層59bは、後述する貼り合わせ工程が施されることによって、相互境界部12に形成される接合部59となるものである。
なお、本実施形態においては、符号Uが示す方向に絶縁性シール部材52aを塗布し、当該符号Uとは反対方向の符号Vが示す方向に導電性シール部材52bを塗布したが、これを限定するものではない。同一の方向に絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bを塗布形成してもよい。
また、本実施形態においては、符号U、Vに示すように、紙面上下方向に絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bを形成したが、紙面左右方向にこれらを形成してもよい。いずれにしても、複数のTFD形成領域11が配列する方向に向けて、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bを形成している。
また、本実施形態においては、上記のシール部材52a、52bの線幅は、いずれも線幅が同一となっているが、各シール部材52a、52bが形成される部位に応じて、又は、貼り合わせによって形成される接合部59の形状に応じて、各々の線幅を異ならせてもよい。
このようなシール部材52の形成方法によって、図18(a)に示すTFD基板用マザー基板10’上に、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bが塗布形成された複数のTFD形成領域11が形成される。更に、図18(b)に示すように、TFD形成領域11の一部が絶縁性シール部材52aによって形成され、その残部が導電性シール部材52bによって形成される。これによって当該シール部材52a、52bからなる上記の環状部58が形成される。また、図18(c)に示すように、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bの各々は、凹部W、Xにおいて互いに対向する第1シール層59a及び第2シール層59bを有している。第1シール層59a及び第2シール層59bは、左右対称の曲線部59cを有している。後に説明するように、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とが貼り合わされることによって、第1シール層59a及び第2シール層59bが押し潰されて接合し、上記の図4に示す接合部59が形成されるようになっている。
次に、図18(c)を参照して、第1シール層59a及び第2シール層59bの形状寸法について説明する。以下では、
R2:曲線部59cの半径
d2:第1シール層59a、第2シール層59bが最も近接する領域における中心線間の距離
w2:貼り合わせ工程の後のシール部材52a、52bの幅
と定義する。すると、
本実施形態においては、
の関係が成立している。また、
の関係が成立している。更には、
の関係が成立している。
このようにすることにより、後述の実施例で検証するように、シール部材52a、52bの太さのばらつきが生じていたとしても、第1シール層59a及び第2シール層59bとを確実に接合して接合部59を形成することができる。また、シール部材52a、52bを全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つ接合部59での液晶装置100の内側方向へのシール部材52a、52bの太りも解消できる。
次に、図14に戻り、液晶装置の製造方法について続けて説明する。
図14(b)に示すように、材料供給部63においてTFD基板用マザー基板10’がテーブル65上に給材されている状態で、液滴吐出ヘッド66から液晶50を滴下する。具体的には、封止面10’aを上側に向け、テーブル65を移動させつつ、液滴吐出ヘッド66から液晶を吐出、滴下して、封止面10’a上の所定位置に液晶50を配置する。当該液晶50は、複数のTFD形成領域11毎の環状部58に滴下される。
また、本実施形態において、TFD基板用マザー基板10’の封止面10’aに滴下する液晶50の粘度は、130Pa・s〜250Pa・sとすることが好ましい。液晶50の粘度を上記範囲とすることで、液晶50がシール部材52a、52bとTFD基板用マザー基板10’との接着領域にまで濡れ広がるのを効果的に防止することができ、マザー基板10’,20’の貼り合わせを確実に行えるようになる。
次に、図14(c)に示すように、対向基板用マザー基板20’は基板給除部62により運搬されるとともに上下面を反転され、基板貼り合わせ部64の上チャック部71に給材される。そして、保持機構により保持面71aに保持される。
一方、シール部材52a、52b及び液晶50が配置されたTFD基板用マザー基板10’は基板給除部62により運搬され、基板貼り合わせ部64のチャック部69に給材され、保持機構により保持面69aに保持される。
本実施形態の場合、上記対向基板用マザー基板20’の基板貼り合わせ部64への給材を、TFD基板用マザー基板10’の給材に先立って行うようになっている。これにより、TFD基板用マザー基板10’及び対向基板用マザー基板20’の封止面10’a、20’aにおける清浄性を保持しつつ、両マザー基板10’,20’の貼り合わせを行えるようになっている。下チャック部69に保持されるTFD基板用マザー基板10’の基板貼り合わせ部64への給材を先に行うと、上チャック部71への対向基板用マザー基板20’の給材時に、既に配置されているTFD基板用マザー基板10’上、及びその封止面10’aに配置された液晶50に対し異物が堆積するおそれがあり好ましくない。
なお、本実施形態では、単一の材料供給部63によりTFD基板用マザー基板10’上へのシール部材52a、52bの配置工程、液晶50の配置工程を行うこととしているが、2台の材料供給部63を用いて上記シール部材52a、52b及び液晶50の配置工程を行うこともできる。この場合、上記2工程を並行して行うことができるため、スループットを向上させることができる。
また、本実施形態においては、TFD基板用マザー基板10’にシール部材52a、52bを形成しているが、対向基板用マザー基板20’にシール部材52a、52bを形成してもよい。この場合、シール部材52a、52bの各々は、複数の対向電極形成領域21と相互境界部22とを跨ぐように連続かつ一括に形成される。また、この場合、基板給除部62による対向基板用マザー基板20’の反転動作は、材料供給部63からの基板排出後、直ちに行うことが好ましい。シール部材52a、52bは、塗布後の時間経過とともに対向基板用マザー基板20’上で広がり、塗布高さが低くなる。特に、シール部材52の粘度が20万cps以下である場合、上記塗布高さの変化が顕著になる。そこで、シール部材52a、52bの塗布後に直ちに対向基板用マザー基板20’を反転させて保持しておくことで、シール部材52a、52bの広がりを抑え、シール材料の「だれ」を低減することができる。その結果、対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’との貼り合わせ強度を保持することができ、信頼性に優れた液晶装置を製造することが可能になる。
また、シール部材52a、52bのうち一方をTFD基板用マザー基板10’に形成し、他方を対向基板用マザー基板20’に形成してもよい。この場合においても、上記のようにシール材料の「だれ」を低減させつつ、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とが貼り合わされる。また、当該貼り合わせの際には、シール部材52a、52bの位置が合うよう位置決めが施された後に行われる。
その後、図15(a)に示すように、真空チャンバ70を下降させて下チャック部69に当接させ、収容空間70bを密封状態に閉塞する。収容空間70bが密封状態となったら、排気部76から負圧吸引して収容空間70b内を略真空状態(1.33Pa〜1.33×10−2Pa)とする。
収容空間70b内が略真空状態となったら、図15(b)に示すように、対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’とに形成されたアライメントマーク(図示せず)を貼り合わせ用顕微鏡74、74を用いて拡大してCCDカメラ81に取り込む。CCDカメラ81に取り込まれたアライメントマークの画像データは、画像処理部83に入力され、画像処理部83にて対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’との相対位置が検出される。制御部84は、画像処理部83により検出された相対位置に基づきテーブル68を駆動して対向基板用マザー基板20’を水平移動させ、TFD基板用マザー基板10’との相対位置のズレが±10μm以内になるように粗位置決めする。
なお、上記収容空間70b内の真空引きと、マザー基板10’、20’の粗位置決めとは、同時に併行して実施してもよいし、粗位置決めを先に実施して真空引きを後から実施してもよい。真空引きと粗位置決めとを同時に実施した場合は、製造時間を短縮することができる。
また、上チャック部71には、貼り合わせ用顕微鏡74及び覗き窓70aの直下の位置に貫通孔71bが形成されており、この貫通孔71bを介して各マザー基板10’,20’のアライメントマークを検出するようになっている。
マザー基板10’、20’が粗位置決めされたら、図15(c)に示すように、下降機構72により上チャック部71を下降(相対移動)させて対向するマザー基板10’,20’を貼り合わせる。更に、上チャック部71を下チャック部69に向けて下降させ、マザー基板10’,20’に加圧してシール部材52を所定厚さまで圧縮する。
マザー基板10’,20’の貼り合わせが完了すると、UV照射ユニット82により紫外線を照射してシール部材52を仮硬化させ、シール材料の粘度を高める。
なお、マザー基板10’、20’を貼り合わせた後の加圧は、製造のプロセスおよびシール部材52a、52bなどの選択によっては実施しなくてもよい。また、UV照射ユニット82によるシール部材52の仮硬化も同様にシール部材52によっては実施しなくてもよい。
また、貼り合わせ後から後述する精密位置合わせまでの間に、両基板の位置ズレの発生が予想され、そのズレ幅、方向が統計的に予想される場合には、位置ズレ発生後のマザー基板10’,20’の位置関係が上述した範囲内に収まるように、あらかじめオフセットさせて粗位置決めしてもよい。
この後、収容空間70b内に大気が導入され、略真空状態から大気圧に戻される。真空チャンバ70の収容空間70bが大気圧になると、圧力差により両マザー基板10’、20’は押圧されてシール部材52は更に圧縮される。その後、上チャック部71と下チャック部69との保持を解除し、図16(a)に示すように、真空チャンバ70を上昇させる。そして、下チャック部69に非保持状態で載置されている基板(この場合はマザー基板10’,20’が貼り合わされた液晶装置100)を基板給除部62により除材する。
貼り合わされた両マザー基板10’、20’は基板給除部62により精密アライメント部164へ運搬され、図16(b)に示すように、対向基板用マザー基板20’が上チャック部171側に、TFD基板用マザー基板10’が下チャック部169側になるように給材される。上チャック部171と下チャック部169とは、それぞれ設けられた吸着機構により対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’とを真空吸着する。
TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’との保持が完了すると、大気圧下において、両マザー基板10’、20’に形成されたアライメントマーク(図示せず)をアライメント用顕微鏡174、174を介してCCDカメラ181、181に取り込む。CCDカメラ181に取り込まれたアライメントマークの画像データは、画像処理部183に入力され、対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’との相対位置が検出される。制御部184は、画像処理部183により検出された相対位置に基づき、テーブル168を駆動して対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’との相対位置のズレが±1μm以内になるように精密位置決めする。
また、上チャック部171には、アライメント用顕微鏡174の直下の位置に貫通孔171bが形成されており、この貫通孔171bを介して各マザー基板10’,20’のアライメントマークを検出するようになっている。
両マザー基板10’、20’が精密位置決めされたら、加圧機構172により上チャック部171を更に下降(相対移動)させて対向配置されているマザー基板10’,20’を加圧する。すると、シール部材52は更に圧縮され、シール部材52a、52bに含まれるギャップ制御材52cがマザー基板10’,20’に当接し、両マザー基板10’、20’の間隔が略3μm以下になるように調節される。
なお、加圧機構172による加圧方法は、一括して押圧力を加える加圧方法や、段階的に押圧力を上げる加圧方法、連続的に押圧力を上げる加圧方法、押圧してその押圧力を一時保持しその後押し圧力を上げるS字加圧など、さまざまな加圧方法で加圧してもよい。
また、上チャック部171と下チャック部169とが対向基板用マザー基板20’とTFD基板用マザー基板10’と接触して押圧する領域は、接触している面全体で押圧してもよいし、シール部材52に含まれているギャップ制御材52cが配置されている領域のみに接触して押圧してもよい。ギャップ制御材52cが配置されている領域のみを押圧する方法では、ギャップ制御材52cが配置されていない領域を押圧しないので、両マザー基板10’、20’の撓みによる基板の狭ギャップ化や、基板上に配置されたスペーサによる構成部材の破損を防ぐことができる。
両マザー基板10’、20’のギャップが調節されると、UVランプ182により紫外線をシール部材52に照射して硬化させ、両マザー基板10’、20’のギャップを保持させる。
なお、UVランプ182の照射は、加圧機構172の押圧力が所定圧力に到達した直後から照射したり、所定時間放置し、液晶50がTFD形成領域11のすみずみまで行き渡るまで待ってから照射したりするなど、さまざまなタイミングで照射を行ってもよい。また、使用するシール材料によっては、必要な接着力を得るために、シール部材硬化の工程を更に追加してもよい。
シール部材52a、52bの硬化が完了すると、上チャック部171と下チャック部169とによる保持を上下順次または同時に開放し、下チャック部69に非保持状態で載置されている液晶装置100を基板給除部62により除材する。
そして、図7(c)のようにマザー基板10’、20’を切り出すことにより、液晶装置100の製造が完了する。
なお、本実施形態においては、デバイス製造装置61を利用して、次の[1]〜[8]に示す貼り合わせ工程を行っている。
[1]マザー基板10’、20’をテーブルにセット
[2]収容空間70bにおいて真空引き
[3]マザー基板10’、20’を粗位置決め
[4]UV照射による仮固定
[5]収容空間70bを大気開放
[6]精密アライメント部164へ移載
[7]マザー基板10’、20’を精密位置決め
[8]UV照射による固定
また、本発明は、このような貼り合わせ工程を限定するものではない。例えば、次の[1]〜[11]に示す貼り合わせ工程を行ってもよい。
[1]マザー基板10’、20’をテーブルにセット
[2]収容空間70bにおいて真空引き
[3]一定の位置まで上チャック部71を下降
[4]マザー基板10’、20’を粗位置決め
[5]更に上チャック部71を下降
[6]マザー基板10’、20’を精密位置決め
[7]加圧固定
[8]UV照射による仮固定
[9]静電チャックOFF、上チャック部71を上昇
[10]収容空間70bを大気開放
[11]UV照射による固定
このような[1]〜[11]の貼り合わせ工程においては、大気中で精密アライメントを行っていないが、確実にマザー基板10’、20’を貼り合わせることが可能となる。
上述したように、本実施形態の液晶装置100、及びその製造方法においては、シール部材52a、52bは、環状部58と接合部59とを構成するので、接合部59の一部によって環状部58を閉塞し、接合部59からの液晶層50の漏れを抑制でき、液晶装置100の信頼性を向上させることができる。また、接合部59は環状部58の外側に向けて形成されているので、貼り合わせ工程を施した際に環状部58の外側において接合部59の幅が広がるだけで済み、環状部58の内部にシール部材52a、52bが突出するのを抑制できる。また、環状部58の内部のセルギャップに影響を与えることがなく、当該セルギャップを均一に保持できる。
また、従来技術と比較して、環状部58及び接合部59の各々の部材幅を調整する必要がなく、同一幅の部材で環状部58及び接合部59を形成することができ、容易にシール部材52a、52bを形成できる。従って、ディスペンサの制御が容易になり、シール部材52a、52bの描画を短時間で終了させることができる。また、ディスペンサの中に残存するシール材料の量のばらつきや、シール材料のロット間の粘度ばらつきを問題視する必要がなく、シール部材52a、52bの形状の管理を容易にできる。
また、導電性シール部材52bは、導通パッド54とCOM電極57とを導通させているので、環状部58の内側に液晶層50を保持するだけでなく、導通パッド54とCOM電極57とを導通させることができる。また、絶縁性シール部材52aは、引き回し配線55及びSEG電極56の表面上の非導通領域に形成されているので、環状部58の内側に液晶層50を保持するだけでなく、当該非導通領域において電気的絶縁性を得ることができる。
また、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bとによって、導電性と電気絶縁性を有する環状部58を形成することができ、導電性と電気絶縁性の部材が接合された接合部59を形成できる。また、この場合、導通領域と非導通領域との間に接合部59が形成されることとなるが、当該接合部59は環状部58の外側に向けて形成されているので、貼り合わせ工程を施した際に環状部58の外側において接合部59の幅が広がるだけで済み、環状部58の内部にシール部材52a、52bが突出するのを抑制できる。また、環状部58の内部のセルギャップに影響を与えることがなく、当該セルギャップを均一に保持できる。
また、上記の(数15)〜(数18)の関係が成立していることから、シール部材52a、52bの太さのばらつきに関係なく、第1シール層59a及び第2シール層59bとを確実に接合して接合部59を形成することができる。また、従来の方法では、接合部59においてシール部材52a、52bの太りが発生したり、太りを最小限に抑制するために重ね部分の距離を長くしたりする必要があり、また、装置の制御も複雑になってシール部材の描画時間が長くなるという課題があった。これに対して、本実施形態においては、シール部材52a、52bを全ての部分において同一のスピードで描画することができる。また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置100から十分離れた部分であるため複雑な制御も不要にすることができる。従って、描画時間を大幅に短縮でき、且つ接合部59での液晶装置100の内側方向への52a、52bの太りも解消できる。
また、液晶装置100は、TFD基板用マザー基板10’と、対向基板用マザー基板20’とを貼り合せた後に切り出して製造されるので、液晶装置100を複数取り出すことができ、生産性が優れた製造方法を実現できる。
また、液晶装置100の製造方法において、TFD形成領域11及び相互境界部12を跨ぐように絶縁性シール部材52aが連続かつ一括して塗布し、更に、導電性シール部材52bも連続かつ一括して塗布しているので、従来よりも優れた効果が得られる。
具体的には、導電性シール部材52bの描画開始から描画終了までの単工程、絶縁性シール部材52aの描画開始から描画終了までの単工程によって、複数のTFD形成領域11の配列方向に対してシール部材52a、52bを一括形成できる。これにより、容易かつ迅速にシール部材52a、52bを形成することができ、生産性が優れた製造方法を実現できる。
一方、従来のように複数のTFD形成領域11の各々にシール部材52a、52bを形成する場合では、各TFD形成領域11に対してシール部材52a、52bの描画開始と描画終了を行わなければならず、従って、より多くの描画開始と描画終了を繰り返さなければならない。これにより、シール材料の吐出、非吐出が連続して生じるので、ディスペンサ内においてシール材料を安定して流動させることが困難となり、吐出するシール材料の量のばらつきが生じやすくなる。また、ディスペンサをTFD基板用マザー基板10’上に走査しなければならず、ディスペンサの動作が煩雑化してしまう。
これに対して、本実施形態においては、TFD形成領域11の配列方向に向けて連続して一括に、導電性シール部材52b及び絶縁性シール部材52aを形成しているので、TFD形成領域11の列又は行毎に描画開始と描画終了を行うだけでよく、従って、描画開始数と描画終了数を少なくすることができる。これにより、ディスペンサ内のシール材料を安定して流動させながら、導電性シール部材52b及び絶縁性シール部材52aを連続かつ一括に形成できる。また、短時間でシール部材52a、52bを形成することができる。また、ディスペンサが非吐出状態でTFD基板用マザー基板10’上を走査することがないので、ディスペンサに充填されたシール材料が不用意に滴下するのを防止できる。従って、ディスペンサの動作を簡素化でき、シール材料の粘度ばらつきや、吐出量ばらつきを抑制できる。
また、このような方法によって形成されたTFD形成領域11の各々のシール部材52a、52bは、接合部59を介して接続されているので、相互境界部12において液晶50が漏れるのを防止できる。
次に、液晶装置の製造方法の第2〜第4実施形態について説明する。
以下の説明においては、上記の実施形態と異なる部分について説明し、同一構成や同一工程については同一符号を付して説明を省略している。
(第2実施形態)
図19は、本発明の第2実施形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための図である。また、当該図19は、シール部材52の形成方法を説明するための平面図である。また、当該図19は、図18は図18(b)における符号Fを拡大した図である。
上記の第1実施形態においては、第1シール層59a及び第2シール層59bが曲線部59cを有する構成となっているが、これに対して本実施形態は、第1シール層59a及び第2シール層59bが傾斜部59dを有する構成となっている。そして、上記に説明したように、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とが貼り合わされることによって、第1シール層59a及び第2シール層59bが押し潰されて接合し、上記の図4に示す接合部59が形成されるようになっている。
次に、図19を参照して、第1シール層59a及び第2シール層59bの形状寸法について説明する。以下では、
c2:傾斜部59dの面取り量
d2:第1シール層59a、第2シール層59bが最も近接する領域における中心線間の距離
w2:貼り合わせ工程の後のシール部材52a、52bの幅
と定義する。すると、
本実施形態においては、
の関係が成立している。また、
の関係が成立している。更には、
の関係が成立している。
このようにすることにより、後述の実施例で検証するように、シール部材52a、52bの太さのばらつきが生じていたとしても、第1シール層59a及び第2シール層59bとを確実に接合して接合部59を形成することができる。また、シール部材52a、52bを全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つ接合部59での液晶装置100の内側方向へのシール部材52a、52bの太りも解消できる。
(第3実施形態)
図20は、本発明の第3実施形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための図である。また、当該図20は、液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。図21は図20の符号Cの領域を拡大して示した平面図である。図22はシール部材の構成を詳述するための平面図である。
図20〜図22に示すように、本実施形態の液晶装置100においては、絶縁性シール部材(第2シール部材)52aが紙面上下方向に向けて直線上に形成されている。また、点O、Rにおいて、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材(第1シール部材)52bとが接続されている。
更に、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bが図22に示すようなパターンに形成されることによって、液晶層50を内側で保持する一重の環状部58と、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bとが接合されている接合部59と、が構成される。このようなパターンで形成されたシール部材52は、TFD基板10の面内の領域において閉ざされた枠状に形成されたものであり、液晶注入口を備えないものとなっている。
環状部58においては、絶縁性シール部材52aは図22中の点ROを通過するように形成されており、また、導電性シール部材52bは図22中の点OPQRを通過するように形成されている。
接合部59においては、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bが点O、Rで接合されている。従って、接合部59は環状部の辺OPの端部に一箇所、及び辺QRの端部に一箇所、各々形成されている。換言すれば、接合部59は、環状部58の対向する辺の各々に形成されている。
また、接合部59は、環状部58に連設して形成されており、点O、Rにおいて環状部58を閉塞させている。これによって、環状部58の内側に保持される液晶層50がシール部材52の外部に漏れるのを防止することが可能となる。また、接合部59の一部分は当該点O、Rにおいて、環状部58と一体となっており、接合部59の他の部分は環状部58の外側に形成されている。また、換言すれば、接合部59は、環状部58を閉塞させている部分(点O、R)から、環状部58の外側に向けて形成されたものとなっている。従って、環状部58に対して接合部59が重なって形成されたものではなく、接合部59の一部のみが環状部58を接合させ、その他の部分が環状部58の外側に向けて形成されたものとなっている。
また、接合部59は、図21に示すように、導通パッド54の端(符号A)から、引き回し配線55がシール部材52を横断する最も端の部分(符号B)までの間、即ち符号Lに示す部分の中に形成される。本実施形態の液晶装置100においては、符号Lの距離が2mm以下に設定されている。
また、接合部59は、後述するように、ディスペンサから絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bを非接触状態に対向させて描画形成した後に、貼り合わせ工程によって当該シール部材52a、52bを押圧し、互いに接触、接合させて形成されたものである。
次に、本実施形態の液晶装置の製造方法について説明する。
図23はシール部材52の形成方法を説明するための平面図である。図24はマザー基板上に形成されたシール部材52を示す平面図であり、図24(a)はマザー基板の外観を示す図、図24(b)は図24(a)における符号Eを拡大した図、図24(c)は図24(b)における符号Fを拡大した図である。
図23(a)に示すように、TFD基板用マザー基板10’上に絶縁性シール部材52aを符号Uに示す方向に塗布する(第2シール部材形成工程)。ここで、上記のようにTFD基板用マザー基板10’上には予め複数のTFD形成領域11と相互境界部12が形成されており、これらを跨ぐように絶縁性シール部材52aが連続かつ一括して塗布される。また、符号Uが示す方向とは、複数のTFD形成領域11が配列する方向と同一方向を示している。
ここで、絶縁性シール部材52aが塗布形成されることにより、TFD形成領域11の側方に環状部58の一部となる第1辺58aが形成され、相互境界部12には、第1辺58aに連続して形成される第1シール層59aが形成される。ここで、第1シール層59aは、相互境界部12において第1辺58aと同軸直線上(符号U)に形成されたものとなっている。
次に、図23(b)に示すように、TFD基板用マザー基板10’上に導電性シール部材52bを符号Vに示す方向に塗布する(第1シール部材形成工程)。この工程においても、先と同様に複数のTFD形成領域11及び相互境界部12を跨ぐように導電性シール部材52bが連続かつ一括して塗布される。また、符号Vが示す方向とは、複数のTFD形成領域11が配列する方向と同一方向を示している。
ここで、導電性シール部材52bが塗布形成されることにより、第1辺58aの延在軸(符号V)に直交する軸方向に向けて、環状部58の一部となる第2辺58bが形成され、TFD形成領域11の側方に第1辺58aと対向する第3辺58cが形成される。また、相互境界部12には、第2辺58bに連続して形成される第2シール層59bが形成される。ここで、第2シール層59bは、相互境界部12において第3辺58cの延在軸方向よりもTFD形成領域11の側に凹んでいる凹部Xに形成されたものとなっている。当該凹部Xは、所謂「コの字」状となっている。
そして、第1シール層59a及び第2シール層59bは、互いに対向するように形成される。従って、第1辺58aと同軸直線上に形成された第1シール層59aと、コの字状に形成された凹部Xは、互いに向き合うこととなる。また、上記のように形成された絶縁性シール部材52aは環状部58の一部を構成し、導電性シール部材52bは、環状部58の残部を構成するものとなる。更に、第1シール層59a及び第2シール層59bは、後述する貼り合わせ工程が施されることによって、相互境界部12に形成される接合部59となるものである。
このようなシール部材52の形成方法によって、図24(a)に示すTFD基板用マザー基板10’上に、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bが塗布形成された複数のTFD形成領域11が形成される。更に、図24(b)に示すように、TFD形成領域11の一部が絶縁性シール部材52aによって形成され、その残部が導電性シール部材52bによって形成される。これによって当該シール部材52a、52bからなる上記の環状部58が形成される。また、図24(c)に示すように、絶縁性シール部材52a及び導電性シール部材52bの各々は、互いに対向する第1シール層59a及び第2シール層59bを有している。そして、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とが貼り合わされることによって、第1シール層59a及び第2シール層59bが押し潰されて接合し、上記の図22に示す接合部59が形成されるようになっている。
次に、図24(c)を参照して、第1シール層59a及び第2シール層59bの形状寸法について説明する。以下では、
R1:曲線部59cの半径
d1:第1シール層59a、第2シール層59bが最も近接する領域における中心線間の距離
w1:貼り合わせ工程の後のシール部材52a、52bの幅
と定義する。すると、
本実施形態においては、
の関係が成立している。また、
の関係が成立している。更には、
の関係が成立している。
このようにすることにより、後述の実施例で検証するように、シール部材52a、52bの太さのばらつきが生じていたとしても、第1シール層59a及び第2シール層59bとを確実に接合して接合部59を形成することができる。また、シール部材52a、52bを全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つ接合部59での液晶装置100の内側方向へのシール部材52a、52bの太りも解消できる。
また、同軸直線上に第1シール層59aと第1辺58aを形成するので、曲線や傾斜線を描きながら第1シール層59aを形成する場合と比較して、描画時間を短縮することができる。
(第4実施形態)
図25は、本発明の第4実施形態に係る液晶装置の製造方法を説明するための図である。また、当該図25は、シール部材52の形成方法を説明するための平面図である。また、当該図25は、図18は図18(b)における符号Fを拡大した図である。
上記の第3実施形態においては、第2シール層59bが曲線部59cを有する構成となっているが、これに対して本実施形態は、第2シール層59bが傾斜部59dを有する構成となっている。そして、上記に説明したように、TFD基板用マザー基板10’と対向基板用マザー基板20’とが貼り合わされることによって、第1シール層59a及び第2シール層59bが押し潰されて接合し、上記の図22に示す接合部59が形成されるようになっている。
次に、図25を参照して、第1シール層59a及び第2シール層59bの形状寸法について説明する。以下では、
c1:傾斜部59dの面取り量
d1:第1シール層59a、第2シール層59bが最も近接する領域における中心線間の距離
w1:貼り合わせ工程の後のシール部材52a、52bの幅
と定義する。すると、
本実施形態においては、
の関係が成立している。また、
の関係が成立している。更には、
の関係が成立している。
このようにすることにより、後述の実施例で検証するように、シール部材52a、52bの太さのばらつきが生じていたとしても、第1シール層59a及び第2シール層59bとを確実に接合して接合部59を形成することができる。また、シール部材52a、52bを全ての部分において同一のスピードで描画することが可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分も液晶装置から十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これらの効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つ接合部59での液晶装置100の内側方向へのシール部材52a、52bの太りも解消できる。
なお、上記の実施形態においては、面取り量c1、c2によって傾斜部59dが形成されている。換言すれば、傾斜部59dは、第2シール層59bの中心線方向に対して45°の角度で傾斜して形成されているものである。本発明は、このように45°の角度で傾斜部59dを形成することを限定するものではない。45°よりも鋭角側又は鈍角側に角度を振って傾斜部59dを形成してもよい。
また、上記の実施形態においては、シール部材52a、52bの太さを同じにしているが、これを異ならせてもよい。例えば、絶縁性シール部材52aを0.5mm、また、導電性シール部材52bを0.7mmとし、導電性シール部材52bを絶縁性シール部材52aよりも太くしてもよい。
次に、液晶装置の第5〜第9実施形態について説明する。
以下の説明においては、上記の実施形態と異なる部分について説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略している。なお、第5〜第9実施形態に示す液晶装置は、上記の第1〜第4実施形態のいずれかの製造方法を利用して製造されたものである。
(第5実施形態)
まず、本発明の第5実施形態に係る液晶装置について説明する。
図26は、本実施形態に係る液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。本実施形態においては、画像表示領域4と走査信号駆動回路110との間に導電性シール部材52bが形成され、接合部59を介して導電性シール部材52bの反対側に絶縁性シール部材52aが形成された構成となっている。即ち、上記の第1実施形態と比較すると、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bとの位置が反対となった構成となっている。
また、TFD基板10上においては、導通パッド54は、データ信号駆動回路120の側方に形成され、引き回し配線55を介してデータ信号駆動回路120と接続されている。一方、対向基板20においては、COM電極57は、画像表示領域4の外部に形成されていると共に、導通パッド54に向けて延在している。そして、導電性シール部材52bは、COM電極57と導通パッド54とによって挟持されることにより、導電性粒子がCOM電極57と導通パッド54とを電気的に接続させている。ここで、導電性シール部材52bがSEG電極56の配線上に形成されるので、SEG電極56の配線の隣接配線とのショートが配慮されたものとなっている。
このように、画像表示領域4と走査信号駆動回路110との間に導電性シール部材52bが形成された場合においても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態に係る液晶装置について説明する。
図27は、本実施形態に係る液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。本実施形態は、第5実施形態と同様に、画像表示領域4と走査信号駆動回路110との間に導電性シール部材52bが形成され、接合部59を介して導電性シール部材52bの反対側に絶縁性シール部材52aが形成された構成となっている。
また、本実施形態は、第1〜第5実施形態とは異なり、対向基板20に走査信号駆動回路110とデータ信号駆動回路120とが形成されている。従って、走査信号駆動回路110は、接続パッド54を介してSEG電極56に接続されたものとなっている。
従って、対向基板20においては、導通パッド54は、走査信号駆動回路110の側方に形成され、引き回し配線60を介して走査信号駆動回路110と接続されている。また、データ信号駆動回路120は、COM電極57を介して画素電極9に接続されている。一方、TFD基板10においては、SEG電極56は、画像表示領域4の外部に形成されていると共に、導通パッド54に向けて延在している。そして、導電性シール部材52bは、SEG電極56と導通パッド54とによって挟持されることにより、導電性粒子がSEG電極56と導通パッド54とを電気的に接続させている。ここで、導電性シール部材52bがCOM電極57の配線上に形成されるので、COM電極57の配線の隣接配線とのショートに配慮されたものとなっている。
このように、画像表示領域4と走査信号駆動回路110との間に導電性シール部材52bが形成された場合においても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、上記の第1〜第6実施形態に示した液晶装置は、TFD素子40をスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型であるが、本発明はこれを限定することなく、パッシブ型の液晶装置においても適用できる。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態に係る液晶装置について説明する。
本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと略記する)を用いたアクティブマトリクス型の液晶装置である。図28は、本実施形態に係る液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。
ここで、第1〜第6実施形態に示したTFDを備えた液晶装置においては、TFD基板10のSEG電極56から画素電極31に電位が付与され、かつ、対向基板20のCOM電極57から画素電極9に電位が付与されることによって、画素電極31、9の間の液晶層50に電圧を印加させている。即ち、TFDは、2端子素子からなるものである。
一方、本実施形態に示すTFTを備えた晶装置においては、TFT基板に形成されたデータ線及びゲート線から付与される信号によって画素電極に電位を付与し、全面に電極が形成された対向電極との間に生じる電圧を液晶層50に印加させている。即ち、TFTは、3端子素子からなるものである。
図28に示すように、液晶装置101は、TFT基板102上にデータ引き回し配線85、ゲート引き回し配線86、絶縁性シール部材52a、導電性シール部材52b、及び打点導通部(第1導通部、導通領域)87を備えている。ここで、絶縁性シール部材52aは符号Yに示す部分よりも左側に形成されたものであり、また、導電性シール部材52bは符号Yに示す部分よりも右側に形成されたものである。そして、これらのシール部材52a、52bによって囲まれた環状部58の内側に液晶層50が保持され、画像表示領域4が形成さされている。また、符号Yの線上に接合部59が形成されている。更に、導電性シール部材52bは、打点導通部87上を延在している。即ち、TFT基板102と対向基板とが貼り合わされることによって、TFT基板102は打点導通部87を介して対向基板と電気的に接続される。
このように、TFTを用いた液晶装置101においては、打点導通部87上に導電性シール部材52bを形成することにより、従来まで用いられていた上下基板の導通用の打点シールを不要にすることができる。
(第7実施形態の変形例)
図29は、上記の第7実施形態の変形例を示す図であって、液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。
本変形例においては、図29に示すように画像表示領域4の一方の側部のみゲート引き回し配線86が形成されている。
このような構成においても、上記の第7実施形態と同様の効果が得られる。
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態に係る液晶装置について説明する。
図30は、本実施形態に係る液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。また、本実施形態の液晶装置は、上記の第7実施形態と同様にTFTを備えるものである。
図30に示すように液晶装置101は、環状部58において、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bの長さが等しくなっている。また、他の構成は、上記の第7実施形態と同様となっている。具体的には、接合部59は環状部58の一辺の略中央部に配置しており、符号Zに示す部分より右側に導電性シール部材52bが形成され、その左側に絶縁性シール部材52aが形成されている。これによって、絶縁性シール部材52aと導電性シール部材52bとの長さが等しくなっている。
このような構成においては、シール部材52a、52bの各々を別のディスペンサで描画する際、装置のタクトタイムを揃えることができ、効率的に液晶装置101を生産することができる。また、TFT基板102と対向基板とは、打点導通部87上に形成された導電性シール部材52bによって電気的に接続される。
なお、上記の第5〜第8実施形態は、第1及び第2実施形態に示した製造方法を用いて、製造された液晶装置である。具体的には、環状部58の第1辺58aが延在する軸とは異なる中心線上に第1シール層59aを形成し、当該第1シール層59aに対向するように第2シール層59bを形成したものである。上記の第5〜第8実施形態は、このような製造方法によって形成された液晶装置を限定するものではなく、第3及び第4実施形態に示した製造方法を用いて、製造された液晶装置であってもよい。具体的には、環状部58の第1辺58aと第1シール層59aとを同一の直線上に形成し、当該第1シール層59aに対向するように第2シール層59bを形成してもよい。
(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態に係る液晶装置について説明する。
図31は、本実施形態に係る液晶装置の各構成要素を対向基板側から見た平面図である。また、本実施形態の液晶装置は、上記の第7実施形態と同様にTFTを備えるものであり、更に、大型テレビ等の大型ディスプレイに用いることが可能となるものである。
図31に示すように、液晶装置103は、一のシール部材52を備えている。具体的には、第1〜第8実施形態においては、導電性シール部材と絶縁性シール部材の両者によってシール部材52が形成されていたが、本実施形態においては全て絶縁性シール部材によって形成されたものとなっている。
また、液晶層103においては、環状部58はその内側に液晶層50を有し、接合部59は一箇所において環状部58を閉塞させている。これら環状部58及び接合部59は、連続かつ一括に形成されたものであり、所謂「一筆書き」でシール部材52を塗布することによって形成されたものである。また、換言すれば、シール部材52は、一の部材の一端から他端に向けて形成したものであり、当該一端と他端とを接合して接合部59を形成している。更に、一の部材によって囲まれた環状部58の内側に液晶層50を保持している。ここで、接合部59は、環状部58の外側に向けて形成されており、環状部58の経路上において重ね合って形成されたものではない。
また、打点導通部87には、シール部材52とは異なる部材である導通性部材が形成されており、当該打点導通部87においてTFT基板102と対向基板との導通が得られている。
このようにすれば、シール部材52の一端と他端とを1箇所で接合させた接合部59によって環状部58が閉塞するので、接合部59を最小数にすることができ、接合部59が複数設けられた場合と比較して、セルギャップ不良がより確実に抑制された液晶装置を実現できる。更に、接合部59は環状部58の外側に向けて形成されているので、貼り合わせ工程を施した際に環状部58の外側において接合部59の幅が広がるだけで済み、環状部58の内部にシール部材52a、52bが突出するのを抑制できる。また、環状部58の内部のセルギャップに影響を与えることがなく、当該セルギャップを均一に保持できる。
次に、本発明の実施例について説明する。
本実施例においては、次の<1>〜<4>に示した、第1及び第2シール層59a、59bの形状について、パネル(液晶装置)の信頼性、貼り合わせ工程によって形成された接合部59の形状、くぼみ深さとシール部材の幅の比、及びパネルの状態、を検証した結果を示している。
<1> 凹部W、Xにおいて、第1及び第2シール層59a、59bが曲線部59cを有する場合(図18(c)、上記の第1実施形態)
<2> 凹部W、Xにおいて、第1及び第2シール層59a、59bが傾斜部59dを有する場合(図19、上記の第2実施形態)
<3> 環状部58の第1辺58aと第1シール層59aが直線、第2シール層59bが曲線部59cを有する場合(図24(c)、上記の第3実施形態)
<4> 環状部58の第1辺58aと第1シール層59aが直線、第2シール層59bが傾斜部59dを有する場合(図25、上記の第4実施形態)
<1> 凹部W、Xにおいて、第1及び第2シール層59a、59bが曲線部59cを有する場合(図18(c)、上記の第1実施形態)
表1は、第1実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、パネルの信頼性を調査した結果を示している。
表1において、w2は貼り合わせ後のシール部材の幅、R2は曲線部59cの半径、d2はシール部材の中心線距離、h2は環状部58の内側から接合部59の凹み部分までのくぼみの深さ(図32)を示している。従って、換言すれば、R2及びd2は、シール部材を描画する際のパターン形状となるパラメータであり、w2及びh2は貼り合わせ工程を施したことによって得られる値である。また、表1は、60℃90%RHの雰囲気下、1000時間放置において得られた評価結果である。また、表1の「信頼性」の欄において、「○」は全く変化が無く良好であることを意味し、「△」は若干の閾値変動が認められるが許容範囲内であることを示し、「×」は不良レベルのムラの発生が認められたことを意味する。
表1の結果から、シール部材の幅w2、曲線部59cの半径R2、シール部材の中心間距離d2の値に依らず、くぼみの深さh2とシール部材の幅w2との比(h2/w2)が信頼性に影響することが確認された。そして、h2/w2が1.0以下では不良が発生しないことになり、0.5以下になるとムラが全く認められないことが確認された。
表2は、第1実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ工程によって形成された接合部59の形状を調査した結果を示している。
表2において、w2は貼り合わせ後のシール部材の幅、R2は曲線部59cの半径、d2はシール部材の中心線距離、h2は接合部59のくぼみの深さ(図32)を示している。また、表2の「接合部凸」の欄において、「○」は凸部が形成されず良好な形状であることを意味し、「△」は凸部が形成されるものの、不良にはならないレベルであることを意味し、「×」は凸部の盛り上がり量がシール部材の太さの2割を超えた不良レベルであることを意味する。なお、一般的にシール部材の太さはディスペンサで塗布形成した場合では、約10%ばらつくことが知られている。その結果、h2/w2の平均が0.09の様に、平均的には接合部59が凹形状となる場合でも、1%程度ではあるが接合部59が凹部状にならずに盛り上がってしまうものがある(図33)。盛り上がりの大きさはw2=0.5mm、R2=0mm、d2=0mmのとき最も大きくなるが、シール部材の幅に対し2割以下の為、実用上問題となるレベルではない。しかし、シール太さのばらつきも含め接合部59の膨らみを完全に無くすためには、h2/w2は0.1以下であることが好ましいことが確認された。
表3は、第1実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w2を0.5mmに固定し、曲線部59cの半径R2とシール部材の中心線距離d2を変化させたときの、くぼみの深さh2、シール部材の幅w2の比h2/w2、及びパネル状態、を調査した結果を示している。
表3において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh2とシール部材の幅w2との比(h2/w2)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h2/w2が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d2/w2が0.9を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表3において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd2/w2、R2/w2をプロットすると、図35のようになり、略直線に乗る。ここで、境界となるh2/w2が0.1、0.5、及び1.0となるときのR2/w2の値は補間により求めた。
次に、表4は、第1実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w2を0.7mmに固定し、曲線部59cの半径R2と、シール部材の中心線距離d2を変化させたときの、くぼみの深さh2、シール部材の幅w2の比h2/w2、及びパネル状態、を調査した結果を示している。
表4において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh2とシール部材の幅w2との比(h2/w2)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h2/w2がh2/w2が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d2/w2が0.85を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表4において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd2/w2、R2/w2をプロットすると、図36のようになり、略直線に乗る。
ここで、シール部材の幅w2が0.5mmの場合と、0.7mmの場合において、信頼性を確保できる境界と、接合部で凸が発生する境界について、d2/w2、R2/w2の境界(図35、図36)を同一グラフ上にプロットすると、図37のようになる。
図37に示すように、貼り合わせ後のシール部材の幅w2が0.5mmの場合でも、0.7mmの場合でも、同一線に乗ることから当該w2がそれ以外の幅であっても、図37の線上に乗る。
図37より、d2/w2、R2/w2の関係をプロットするとシール部材の幅によらず同一直線上に乗ることが分かる。
これより、シール部材の太さによらずに信頼性を確保するためには、
となり、理想的には、
を満たす必要があることになる。
また、接合部におけるシール部材の凸(太り)は、シール部材の幅に対して2割以下のため実用上問題となるレベルではない。しかし、シール部材の太さのばらつきを含めて接合部の膨らみを完全に無くすためには、
とすることが理想となる。
更に、接合部でのシール部材の太さのばらつき等により、シール部材が接触せず、液晶の漏れ等を防止するためには、
を満たすのが理想となる。
このように第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状を規定することにより、上記の実施形態と同様の効果が得られる。一方、従来の方法では、接合部においてシール部材の太りが発生したり、太りを最小限に抑制するために重ね部分の距離を長くしたりする必要があり、また、装置の制御も複雑になってシール部材の描画時間が長くなるという課題があった。これに対し、本実施例の方法では全ての部分において同一のスピードでシール部材の描画が可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分もパネルから十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これら効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部でのパネル内側方向へのシール部材の太りも解消できた。
<2> 凹部W、Xにおいて、第1及び第2シール層59a、59bが傾斜部59dを有する場合(図19、上記の第2実施形態)
表5は、第2実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w2を0.5mmに固定し、傾斜部59dの面取り量c2とシール部材の中心線距離d2を変化させたときの、くぼみの深さh2、シール部材の幅w2の比h2/w2、及びパネル状態、を調査した結果を示している。
表5において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh2とシール部材の幅w2との比(h2/w2)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h2/w2が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d2/w2が0.9を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表5において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd2/w2、c2/w2をプロットすると、図38のようになり、略直線に乗る。ここで、境界となるh2/w2が0.5、及び1.0となるときのc2/w2の値は補間により求めた。
次に、表6は、第2実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w2を0.7mmに固定し、傾斜部59dの面取り量c2と、シール部材の中心線距離d2を変化させたときの、くぼみの深さh2の変化と、パネル状態を調査した結果を示している。
表6において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh2とシール部材の幅w2との比(h2/w2)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h2/w2がh2/w2が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d2/w2が0.85を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表6において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd2/w2、c2/w2をプロットすると、図39のようになり、略直線に乗る。ここで、境界となるh2/w2が0.1、0.5、及び1.0となるときのc2/w2の値は補間により求めた。
ここで、シール部材の幅w2が0.5mmの場合と、0.7mmの場合において、信頼性を確保できる境界のd2/w2、c2/w2の境界(図38、図39)を同一グラフ上にプロットすると、図40のようになる。
図40に示すように、貼り合わせ後のシール部材の幅w2が0.5mmの場合でも、0.7mmの場合でも、同一線に乗ることから当該w2がそれ以外の幅であっても、図40の線上に乗る。
図40より、d2/w2、c2/w2の関係をプロットするとシール部材の幅によらず同一直線上に乗ることが分かる。
これより、シール部材の太さによらずに信頼性を確保するためには、
となり、理想的には、
を満たす必要があることになる。
また、接合部におけるシール部材の凸(太り)は、シール部材の幅に対して2割以下のため実用上問題となるレベルではない。しかし、シール部材の太さのばらつきを含めて接合部の膨らみを完全に無くすためには、
とすることが理想となる。
更に、接合部でのシール部材の太さのばらつき等により、シール部材が接触せず、液晶の漏れ等を防止するためには、
を満たすのが理想となる。
このように、第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状を規定することにより、上記の実施形態と同様の効果が得られる。即ち、全ての部分において同一のスピードでシール部材の描画が可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分もパネルから十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これら効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部でのパネル内側方向へのシール部材の太りも解消できた。
<3> 環状部58の第1辺58aと第1シール層59aが直線、第2シール層59bが曲線部59cを有する場合(図24(c)、上記の第3実施形態)
表7は、第3実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w1を0.5mmに固定し、曲線部59cの半径R1とシール部材の中心線距離d1を変化させたときの、くぼみの深さh1、シール部材の幅w1の比h1/w1、及びパネル状態、を調査した結果を示している。
表7において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh1とシール部材の幅w1との比(h1/w1)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h1/w1が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d1/w1が0.9を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表7において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd1/w1、R1/w1をプロットすると、図41のようになり、略直線に乗る。
次に、表8は、第3実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w1を0.7mmに固定し、曲線部59cの半径R1と、シール部材の中心線距離d1を変化させたときの、くぼみの深さh1の変化と、パネル状態を調査した結果を示している。
表8において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh1とシール部材の幅w1との比(h1/w1)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h1/w1がh1/w1が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d1/w1が0.85を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表8において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd1/w1、R1/w1をプロットすると、図42のようになり、略直線に乗る。
ここで、シール部材の幅w1が0.5mmの場合と、0.7mmの場合において、信頼性を確保できる境界及び接合部で凸が発生する境界のd1/w1、R1/w1の境界(図41、図42)を同一グラフ上にプロットすると、図43のようになる。
図43に示すように、貼り合わせ後のシール部材の幅w1が0.5mmの場合でも、0.7mmの場合でも、同一線に乗ることから当該w1がそれ以外の幅であっても、図43の線上に乗る。
図43より、d1/w1、R1/w1の関係をプロットするとシール部材の幅によらず同一直線上に乗ることが分かる。
これより、シール部材の太さによらずに信頼性を確保するためには、
となり、理想的には、
を満たす必要があることになる。
また、接合部におけるシール部材の凸(太り)は、シール部材の幅に対して2割以下のため実用上問題となるレベルではない。しかし、シール部材の太さのばらつきを含めて接合部の膨らみを完全に無くすためには、
とすることが理想となる。
更に、接合部でのシール部材の太さのばらつき等により、シール部材が接触せず、液晶の漏れ等を防止するためには、
を満たすのが理想となる。
このように、第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状を規定することにより、上記の実施形態と同様の効果が得られる。即ち、全ての部分において同一のスピードでシール部材の描画が可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分もパネルから十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これら効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部でのパネル内側方向へのシール部材の太りも解消できた。
<4> 環状部58の第1辺58aと第1シール層59aが直線、第2シール層59bが傾斜部59dを有する場合(図25、上記の第4実施形態)
表9は、第4実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w1を0.5mmに固定し、傾斜部59dの面取り量c1とシール部材の中心線距離d1を変化させたときの、くぼみの深さh1、シール部材の幅w1の比h1/w1、及びパネル状態、を調査した結果を示している。
表9において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh1とシール部材の幅w1との比(h1/w1)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h1/w1が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d1/w1が0.9を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表9において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd1/w1、c1/w1をプロットすると、図44のようになり、略直線に乗る。
次に、表10は、第4実施形態における第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状について、貼り合わせ後のシール部材の幅w1を0.7mmに固定し、傾斜部59dの面取り量c1と、シール部材の中心線距離d1を変化させたときの、くぼみの深さh1の変化と、パネル状態を調査した結果を示している。
表10において、※1の部分は接合部59のくぼみ深さh1とシール部材の幅w1との比(h1/w1)が1.0以下であり、パネルの信頼性を確保できる範囲である。また、※2の部分は、接合部59において実用上問題となるレベルではないが、シール部材が凹にならず、若干の盛り上がりが生じてしまう範囲である。また、※3の部分は、h1/w1がh1/w1が0.1より大きく、0.5以下となり、理想的な範囲である。d1/w1が0.85を超える部分では、シール部材の太さのばらつき等によりシール部材が接触せず(図34)、液晶の漏れ等が発生することがあった。
また、表10において、信頼性を確保できる境界、及び接合部で凸が発生する境界のd1/w1、c1/w1をプロットすると、図45のようになり、略直線に乗る。
ここで、シール部材の幅w1が0.5mmの場合と、0.7mmの場合において、信頼性を確保できる境界のd1/w1、c1/w1の境界(図44、図45)を同一グラフ上にプロットすると、図46のようになる。
図46に示すように、貼り合わせ後のシール部材の幅w1が0.5mmの場合でも、0.7mmの場合でも、同一線に乗ることから当該w1がそれ以外の幅であっても、図46の線上に乗る。
図46より、d1/w1、c1/w1の関係をプロットするとシール部材の幅によらず同一直線上に乗ることが分かる。
これより、シール部材の太さによらずに信頼性を確保するためには、
となり、理想的には、
を満たす必要があることになる。
また、接合部におけるシール部材の凸(太り)は、シール部材の幅に対して2割以下のため実用上問題となるレベルではない。しかし、シール部材の太さのばらつきを含めて接合部の膨らみを完全に無くすためには、
とすることが理想となる。
更に、接合部でのシール部材の太さのばらつき等により、シール部材が接触せず、液晶の漏れ等を防止するためには、
を満たすのが理想となる。
このように、第1シール層及び第2シール層59a、59bの形状を規定することにより、上記の実施形態と同様の効果が得られる。即ち、全ての部分において同一のスピードでシール部材の描画が可能であり、また、書き始め部分や、書き終わり部分もパネルから十分離れた部分であるため複雑な制御も必要なくなる。これら効果により描画時間は従来の1/2〜1/3と大幅な短縮ができ、且つシール部材の接合部でのパネル内側方向へのシール部材の太りも解消できた。
(電子機器)
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図47(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図47(a)において、700は携帯電話本体を示し、701は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図47(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図47(b)において、800は情報処理装置、801はキーボードなどの入力部、803は情報処理本体、802は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図47(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図47(c)において、900は時計本体を示し、901は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
図47(a)〜(c)に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるので、信頼性に優れ、高品質の表示が得られる表示部を有する電子機器となる。
本発明の第1実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の第1実施形態に係る液晶装置のH−H’線に沿う断面構成図。 本発明の第1実施形態に係る液晶装置の要部の平面図。 本発明の第1実施形態に係る液晶装置の要部の平面図。 本発明の第1実施形態に係る液晶装置の等価回路図。 本発明の第1実施形態に係る液晶装置の各種素子の平面図。 本発明の液晶装置の製造方法を概略説明するための図。 本発明の液晶装置の製造方法で用いるデバイス製造装置の構成図。 本発明の液晶装置の製造方法で用いる基板給除部及び材料供給部の構成図。 本発明の液晶装置の製造方法で用いる基板貼り合わせ部の構成図。 本発明の液晶装置の製造方法で用いる精密アライメント部の構成図。 本発明の液晶装置の製造方法で用いる液滴吐出ヘッドの一例を示す構成図。 図12の液滴吐出ヘッドの圧電素子の駆動電圧波形と、動作を示す説明図。 本発明の液晶装置の製造方法を説明するための図。 本発明の液晶装置の製造方法を説明するための図。 本発明の液晶装置の製造方法を説明するための図。 本発明の液晶装置の製造方法におけるシール部材の形成方法を示す図。 本発明の液晶装置の製造方法におけるマザー基板の外観図。 本発明の第2実施形態に係る液晶装置のシール部材の要部を示す平面図。 本発明の第3実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の第3実施形態に係る液晶装置の要部の平面図。 本発明の第3実施形態に係る液晶装置の要部の平面図。 本発明の第3実施形態に係る液晶装置のシール部材の形成方法を示す図。 本発明の第3実施形態に係る液晶装置のシール部材の要部を示す平面図。 本発明の第4実施形態に係る液晶装置のシール部材の要部を示す平面図。 本発明の第5実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の第6実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の第7実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の第7実施形態の変形例に係る液晶装置の平面図。 本発明の第8実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の第9実施形態に係る液晶装置の平面図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の実施例を説明するための図。 本発明の電子機器を示す斜視図。 従来技術を説明するための図。 従来技術を説明するための図。 従来技術を説明するための図。
符号の説明
10 TFD基板(第1基板)、 10’ TFD基板用マザー基板(第1母材)、 11 TFD形成領域(第1素子領域)、 12、22 相互境界部、 20 対向基板(第2基板)、 20’ 対向基板用マザー基板(第2母材)、 21 対向電極形成領域(第2素子領域)、 50 液晶層、 52 シール部材、 52a 絶縁性シール部材(第2シール部材)、 52b 導電性シール部材(第1シール部材)、 58 環状部、 59 接合部、 59a 第1シール層、 59b 第2シール層、 58a 第1辺、 58b 第2辺、 59c 曲線部、 59d 傾斜部、100、101、103 液晶装置、 700、800、900 電子機器

Claims (15)

  1. 液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板と、当該両基板の周縁部に形成されたシール部材とを具備する液晶装置の製造方法であって、
    前記シール部材を形成するシール部材形成工程と、
    前記シール部材の内側に液晶層を形成する液晶層形成工程と、
    前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる貼り合わせ工程と、
    を含み、
    前記シール部材形成工程は、
    前記シール部材の内側に前記液晶層をシールする環状部と、
    前記シール部材が相互に離間して対向する第1シール層及び第2シール層と、
    を形成し、
    前記貼り合わせ工程は、前記第1及び第2シール層を押圧し、前記環状部の外側に、前記第1及び第2シール層を接合して前記環状部を形成する接合部を形成すること、
    を特徴とする液晶装置の製造方法。
  2. 前記シール部材形成工程は、
    前記環状部の第1辺を前記シール部材が延在する直線上に形成し、
    前記第1シール層を、前記第1辺と連続して形成すると共に、当該第1辺が延在する軸とは異なる中心線上に形成し、
    前記第2シール層を、前記第1シール層に対向して形成すること、
    を特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。
  3. 前記シール部材形成工程は、
    前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、
    曲線部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液晶装置の製造方法。
  4. 前記シール部材形成工程は、
    前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、
    傾斜部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液晶装置の製造方法。
  5. 前記シール部材形成工程は、
    前記第1シール層と前記環状部の第1辺とを、前記シール部材が延在する同軸直線上に形成し、
    前記第2シール層を、前記第1シール層に対向して形成すること、
    を特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。
  6. 前記シール部材形成工程は、
    前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、
    曲線部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項5に記載の液晶装置の製造方法。
  7. 前記シール部材形成工程は、
    前記環状部における前記第1辺の軸方向に直交する軸方向において、第2辺を形成し、
    傾斜部を介して前記第2シール層を前記第2辺に連続して形成すること、
    を特徴とする請求項1又は請求項5に記載の液晶装置の製造方法。
  8. 前記第1基板は、複数の第1素子領域を有する第1母材を、当該複数の第1素子領域の相互境界部において分割して、前記第1素子領域毎に得られたものであり、
    前記第2基板は、複数の第2素子領域を有する第2母材を、当該複数の第2素子領域の相互境界部において分割して、前記第2素子領域毎に得られたものであること、
    を特徴とする請求項1に記載の液晶装置の製造方法。
  9. 前記シール部材形成工程は、
    前記第1シール層と前記第2シール層のうちの一方、かつ、前記環状部の一部、
    となる第1シール部材を形成する第1シール部材形成工程と、
    当該第1シール部材形成工程の後に、
    前記第1シール層と前記第2シール層のうちの他方、かつ、前記環状部の残部、
    となる第2シール部材を形成する第2シール部材形成工程と、
    を含むこと、
    を特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
  10. 前記第1シール部材形成工程は、
    前記第1母材における前記複数の第1素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第1素子領域が配列する方向に向けて、
    又は、
    前記第2母材における前記複数の第2素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第2素子領域が配列する方向に向けて、
    前記第1シール部材を連続して一括に形成すること、
    を特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
  11. 前記第2シール部材形成工程は、前記第1シール部材形成工程を施した後に、
    前記第1母材における前記複数の第1素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第1素子領域が配列する方向に向けて、
    又は、
    前記第2母材における前記複数の第2素子領域及び前記相互境界部に対し、前記第2素子領域が配列する方向に向けて、
    前記第2シール部材を連続して一括に形成すること、
    を特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
  12. 前記第1母材又は前記第2母材のいずれか一方の母材に前記第1シール部材形成工程を施し、他方の母材に前記第2シール部材形成工程を施すこと、
    を特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
  13. 前記第1母材又は前記第2母材の一方のみに前記第1シール部材形成工程及び前記第2シール部材形成工程を施すこと、
    を特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
  14. 液晶層を挟持して対向配置された第1基板及び第2基板と、当該両基板の周縁部に形成されたシール部材とを具備する液晶装置であって、
    請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする液晶装置。
  15. 請求項14に記載の液晶装置を具備すること、
    を特徴とする電子機器。


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