JP2006201276A - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 エッチング液に浸すことにより基板を薄くする製造方法において、液晶表示セルにエッチング液が進入することを防止して、効率よく製造が行なえる液晶表示パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】 液晶表示パネルの製造方法は、多面取り基板としてのＣＦガラス基板１の主表面にシール材を配置するシール材配置工程と、多面取り基板を真空雰囲気中で互いに貼り合せる工程と、貼り合わされた２枚の多面取り基板を、エッチング液に浸して多面取り基板を薄層化するエッチング工程とを含む。シール材配置工程は、複数の枠形に第１シール材１１を配置する工程と、複数の第１シール材１１を囲むように、閉パターンで第２シール材１２を配置する工程と、第２シール材１２の外側に、第２シール材１２を囲むように閉パターンで第３シール材１３を配置する工程とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関する。

液晶表示パネルの製造方法においては、大型の基板に対して、複数の液晶表示セルを形成して、後に個々の単一の液晶表示セルに分断する多面取りによる方法がある。

液晶表示パネルの基板としては、たとえば、ガラス基板が挙げられる。多面取りによる製造方法においては、大型の基板である多面取り基板の主表面に、複数のシール材を配置して、多面取り基板同士を貼り合せる。この後に、カッタなどの切断手段により貼り合わされた多面取り基板を切断して、個々の液晶表示セルを製造する。

たとえば、特開平７−２９４８６４号公報においては、多面取りによる製造方法において、基板の分断を行なうときにそれぞれの液晶表示セルの内部に水が進入することを防止した製造方法が開示されている。この製造方法においては、複数の液晶表示セルの外周に防水シールを配置して基板同士を貼り合せた後に、基板切断用の研磨装置で個々の液晶表示セルに分離切断するというものである。

また、液晶表示パネルの製造方法において、２枚の基板同士の間に液晶を封入する方法の１つとして、液晶滴下方式といわれる製造方法がある。液晶滴下方式においては、たとえば、片方の基板の主表面に閉じた環状にシール材を配置して、このシール材の内側に液晶を予め滴下する。この後に、減圧雰囲気下において、２枚の基板同士の貼り合せを行なって、この後に大気開放の雰囲気に配置する。２枚の基板同士の間隔の調整を行なった後に、シール材を硬化する。液晶滴下方式においては、２枚の基板同士の貼り合せと液晶の封入とを同時に行なうことができる。

液晶滴下方式は、たとえば、特開平８−１０６１０１号公報に開示されている。特開平８−１０６１０１号公報においては、シール材を２重以上に形成して２枚の基板同士を貼り合せる製造方法が開示されている。この公報に開示された方法においては、液晶滴下方式において、液晶を封入する際のシール材内外の圧力差が緩和され、封止不良の発生を軽減できると開示されている。

近年においては、液晶表示パネルの薄型化が進行している。液晶表示パネルの薄型化が進むにつれて、液晶表示パネルに備えられる基板も薄くすることが要求されている。多面取りによる製造工程において、液晶表示パネルの基板を薄くする方法としては、基板の表面を機械的に研磨していた。

たとえば、多面取り基板として厚さの薄いガラス基板を用いて、多面取りにより製造すると、基板同士を貼り合せる貼り合せ工程において多面取り基板が割れてしまう。このため、貼り合せ工程においては、厚さが０．３ｍｍ以上１．１ｍｍ以下程度のガラス基板を用いて行なう。この後に、貼り合わせた基板を分断することによって、個々の液晶表示セルを形成する。個々の液晶表示セルに対して基板の表面の研磨を行なって、厚さを薄くしていた。

また、個々の液晶表示セルに分断する前にガラス基板の外側を、エッチング液によってエッチングを行なう製造方法が開示されている（たとえば、特開平８−２６２４１９号公報参照）。この製造方法においては、液晶表示セルを全て囲むようにシール材を配置して、ガラス基板同士に貼り合せる。この後に、貼り合せたガラス基板をエッチング液に浸して、ガラス基板の表面のエッチングを行ない、ガラス基板の厚さを薄くする。
特開平７−２９４８６４号公報 特開平８−１０６１０１号公報 特開平８−２６２４１９号公報

個々の液晶表示セルに分断した後に基板の表面を機械的に研磨する製造方法においては、それぞれの液晶表示セルを１つずつ研磨する必要があるため、製造効率が悪く、製造コストが高くなるという問題がある。

上記の特許文献３の貼り合わせた基板をエッチング液の中に浸漬する製造方法においては、複数の液晶表示セルに対して、一度にガラス基板の厚さを薄くすることができるため、生産性に優れる。しかし、特許文献２に記載があるように、全ての液晶表示セルを取囲むように外周に閉パターンからなるシール材を配置し、真空雰囲気中で２枚の基板同士を貼り合せた後に大気開放すると、外周のシール材の内側と外側で圧力差が発生し、シール材に亀裂が発生してしまうことがある。このため、エッチング液が外周のシール材を貫通して２枚のガラス基板同士の間に進入して、それぞれの液晶表示セルを汚染してしまうという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、エッチング液に浸すことにより基板を薄くする製造方法において、液晶表示セルにエッチング液が進入することを防止して、効率よく製造が行なえる液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づく液晶表示パネルの製造方法は、互いに貼り合せられるべき２枚の多面取り基板のうち、いずれか一方または両方の上記多面取り基板の主表面にシール材を配置するシール材配置工程と、２枚の上記多面取り基板を真空雰囲気中で互いに貼り合せる貼り合せ工程と、貼り合わされた２枚の上記多面取り基板を、エッチング液に浸して上記多面取り基板を薄層化するエッチング工程と、薄層化された２枚の上記多面取り基板を単一の液晶表示セルに分断する分断工程とを含む。上記シール材配置工程は、複数の枠形に第１シール材を配置する工程と、複数の上記第１シール材を囲むように、閉パターンで第２シール材を配置する工程と、上記第２シール材の外側に、上記第２シール材を囲むように閉パターンで第３シール材を配置する工程とを含む。この方法を採用することにより、上記第２シール材の内側にエッチング液が進入することを防止して、上記液晶表示セルの汚染を防止した液晶表示パネルの製造方法を提供することができる。

上記発明において好ましくは、上記シール材配置工程は、上記第１シール材を閉パターンで配置する工程を含み、上記貼り合せ工程の前に、上記第１シール材の閉パターンの内側または上記第１シール材の閉パターンの内側となるべき領域に液晶を配置する工程を含む。この方法を採用することにより、本発明を液晶滴下方式に適用することができる。

本発明によれば、基板の表面をエッチング液にてエッチングする工程において、液晶表示セルの内部にエッチング液が進入することを防止して、効率よく製造が行なえる液晶表示パネルの製造方法を提供することができる。

（実施の形態１）
図１から図８を参照して、本発明に基づく実施の形態１における液晶表示パネルの製造方法について説明する。液晶表示パネルは互いに対向する２枚の基板同士の間に、液晶が封入された構成を備える。たとえば、カラー液晶表示パネルにおいては、駆動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたＴＦＴガラス基板と、ＣＦ（Color Filter）が形成されたＣＦガラス基板との間に液晶を封入して構成することが一般的である。ＴＦＴガラス基板の主表面には、ＴＦＴの他に、たとえば、画素電極が形成されている。画素電極の主表面には、液晶を適切な方向に配向させるための配向膜が形成されている。

ＴＦＴガラス基板と反対側の基板になるＣＦガラス基板の主表面には、カラーフィルタが形成されている。カラーフィルタは、赤、緑および青の３色の色相を有する。カラーフィルタの主表面には、たとえば、対向電極が形成されている。対向電極の主表面には、液晶を適切な方向に配向させるための配向膜が形成されている。

本発明においては、基板単体の他に、上記のように表面にＴＦＴやカラーフィルタなどが形成された基板についても、「基板」という。また、ガラス基板も同様に表面にＴＦＴやカラーフィルタなどが形成されたものも含めて「ガラス基板」という。

図１に、シール材配置工程の説明図として、ＣＦガラス基板１の概略平面図を示す。一方の多面取り基板としてのＣＦガラス基板１には、主表面にカラーフィルタや配向膜を予め形成する。ＣＦガラス基板１の厚さは、例えば０．７ｍｍのものを使用する。シール材配置工程においては、一方の多面取り基板としてのＣＦガラス基板１の主表面に第１シール材１１、第２シール材１２および第３シール材１３を配置する。

第１シール材１１は、平面形状が四角形になるように枠形に配置する。第１シール材１１は、それぞれの液晶表示セルの平面形状に対応するように配置する。すなわち、１つの枠形の第１シール材１１が、１つの液晶表示セルを形成する。第１シール材１１には、光硬化型樹脂や光熱併用硬化型樹脂などを用いる。

第１シール材１１は、閉パターンで配置されている。すなわち第１シール材１１は、線状に配置され、線の内側が閉じるように配置されている。ＣＦガラス基板１の主表面には、枠形の第１シール材１１が複数配置されている。

ＣＦガラス基板１の主表面に、複数の枠形の第１シール材１１を囲むように、第２シール材１２を配置する。第２シール材１２は、閉パターンになるように配置する。すなわち、第２シール材１２を線状に配置して、線の内側が閉じるように配置する。本実施の形態においては、第２シール材１２を平面形状が長方形の枠形になるように配置する。

第２シール材１２の外側には、第２シール材を囲むように第３シール材１３を配置する。第３シール材１３は、閉パターンになるように配置する。本実施の形態においては、第２シール材１２とほぼ平行になるように、平面形状が長方形の枠形に第３シール材１３を配置する。第２シール材１２および第３シール材１３には、第１シール材１１と同様に光硬化型樹脂や光熱併用硬化型樹脂を用いる。

第１シール材１１、第２シール材１２および第３シール材１３の配置においては、ディスペンサなどを用いて、１つずつシリンジによって線状にシール材を配置する方法であってもよいし、スクリーン印刷法などによって、一度に複数のシール材のパターンを形成しても構わない。

図２に、ＴＦＴガラス基板とＣＦガラス基板との貼り合せを行なう貼り合せ工程の斜視図を示す。他方の多面取り基板としてのＴＦＴガラス基板２には、予めＴＦＴや画素電極などを形成しておく。ＴＦＴガラス基板２の厚さは、例えば０．７ｍｍのものを使用する。

本実施の形態においては、図２に示すように、ＴＦＴガラス基板２の主表面に、液晶４を滴下する。液晶４を滴下する液晶滴下領域３３は、単一の液晶表示セルの表示領域に対応した領域である。それぞれの液晶滴下領域３３に滴下される液晶の量は、ＣＦガラス基板１、ＴＦＴガラス基板２、および１つの第１シール材１１によって囲まれる空間の体積に合うように調整する。このように、多面取り基板同士の貼り合せ工程の前に、ＴＦＴガラス基板２の表面の第１シール材の閉パターンの内側となるべき領域に液晶を配置する。

次に、液晶４を配置したＴＦＴガラス基板２とシール材を配置したＣＦガラス基板１とを貼り合せる貼り合せ工程を行なう。貼り合せ工程は、真空雰囲気中で行なう。

図２に示すように、貼り合せ工程においては、矢印３１に示すように、ＣＦガラス基板１の主表面とＴＦＴガラス基板２の主表面とが、互いに対向するようにして貼り合せる。液晶４は、第１シール材１１の閉パターンの内側に配置され、それぞれの液晶表示セルにおいて液晶が封入される。ＣＦガラス基板１の周辺部に配置された第２シール材１２および第３シール材１３は、ＴＦＴガラス基板２に接合する。

次に、貼り合せを行なった後に、大気開放の雰囲気中に貼り合せた多面取り基板を配置する。大気開放することにより、ＣＦガラス基板１およびＴＦＴガラス基板２に大気圧が印加され、２枚のガラス基板同士の間隙が調整される。次に、紫外線などの光を照射したり、必要に応じて加熱したりすることによって、第１シール材１１、第２シール材１２および第３シール材１３を硬化する。

図３に、貼り合せが行なわれた貼り合せ基板の概略断面図を示す。貼り合せ基板３は、一方の多面取り基板と他方の多面取り基板とが貼り合わせられた構成を有する。本実施の形態においては、それぞれの液晶表示セルにおいて、第１シール材１１の内側の閉空間に液晶４が配置される。

図４に、エッチング工程の説明図を示す。形成した貼り合せ基板を、エッチング液の中に浸漬する。図４に示すように、エッチング槽２２の内部に、エッチング液２１を配置する。貼り合せ基板３を、エッチング液２１に浸漬することによって、エッチング液２１で、２枚の多面取り基板の表面をエッチングすることができる。このエッチング工程により、２枚の多面取り基板を薄くする薄層化を行なうことができる。

エッチング工程においては、一方の基板のみの薄層化を行なっても構わない。また、エッチング工程を行なった後には、それぞれの多面取り基板の主表面とは相対する側の面に、偏光板などの光学フィルムを貼付けても構わない。

本発明においては、複数の第１シール材を囲むように、閉パターンで第２シール材を配置して、さらに、第２シール材の外側に閉パターンで第３シール材を配置している。この方法を採用することにより、液晶表示セルを第２シール材および第３シール材の二重の隔壁でエッチング液から隔離することができる。すなわち、最外周に配置された第３シール材１３の内側と外側で圧力差が発生して第３シール材１３に亀裂が発生したとしても、第２シール材１２によってエッチング液２１が個々の液晶表示セルが形成されている領域に進入することを防止できる。このように、２枚のガラス基板同士の間のうち、第２シール材の内側にエッチング液が進入することを防止できるので、液晶表示セルを保護しながら、多面取り基板の薄層化を行なうことができる。

図５に、貼り合せ基板を単一の液晶表示セルに分断する分断工程の説明図を示す。図５は、分断を行なっているときの斜視図である。本実施の形態における分断工程においては、ホイルカッタ２３を用いて、貼り合せ基板３の表面に亀裂を形成した後に分断している。切断線３５は、それぞれの液晶表示セルの間を通るように配置される。貼り合わせ基板の表面に光学フィルムが貼り合わせられているときには、切断線に沿って、光学フィルムの一部を除去してから切断を行なうことが好ましい。

本実施の形態における分断工程は、ホイルカッタによって貼り合せ基板を分断しているが、特にこの形態に限られず、たとえば、レーザ照射などによって貼り合せ基板の分断を行なっても構わない。

図６に、分断工程を行なった後の単一の液晶表示セルの概略斜視図を示す。単一液晶表示セル２４は、２枚のガラス基板を含み、２枚のガラス基板と第１シール材１１とに囲まれる空間には液晶が封入されている。単一の液晶表示セル２４に外部電気回路を接続して、筐体などに配置することにより、液晶表示パネルを製造する。

本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法は、第１シール材を閉パターンで配置して、貼り合せ工程の前に第１シール材の閉パターンの内側となるべき領域に液晶を配置している。この方法を採用することにより、本発明を液晶滴下方式に適用することができ、生産性が向上する。

本実施の形態においては、液晶を封入する第１シール材として、光で硬化する光硬化型樹脂や熱を併用する光熱併用硬化型樹脂を用いたが、特にこの形態に限られず、任意のシール材を用いることができる。または、第１シール材によって、コモン転移電極が形成されていても構わない。

図７に、コモン転移電極の概略断面図を示す。図７は、個々に分断した単一の液晶表示セルのコモン転移電極の部分を拡大した概略断面図である。コモン転移電極７は、互いに対向するように配置された２枚の基板の電極同士を導通させるために形成する。コモン転移電極７は、２枚の基板同士の間に挟み込まれている。図７においては、ＣＦガラス基板１の表面にコモン電極パッド８を形成し、ＴＦＴガラス基板２の表面の一部にコモン電極パッド９を形成する。コモン転移電極７は、コモン電極パッド８およびコモン電極パッド９に挟まれるように配置する。

コモン転移電極７は、粒状の導電性粒子６を含む樹脂材料５で形成されている。導電性粒子６によって、コモン電極パッド９同士が電気的に接続される。第１シール材によって、このようなコモン転移電極が形成されていても構わない。すなわち、液晶表示セルのシール材の一部がコモン転移電極と兼用していても構わない。

また、本実施の形態においては、２枚のガラス基板の表面に形成された枠形の第１シール材を全て囲むように第２シール材を配置しているが、特にこの形態に限られず、複数の第１シール材を囲むように閉パターンとなる第２シール材および第３シール材を配置してもよい。

図８に、本実施の形態における他のシール材配置工程の説明図を示す。図８は、ＣＦガラス基板の表面にシール材を配置したときの平面図である。図８に示すように、ＣＦガラス基板１の主表面に、１６個の枠形の第１シール材１１を配置する。次に、８個の第１シール材をそれぞれ囲むように第２シール材１５および第３シール材１６を配置する。このように、第１シール材１１を複数の群に分け、それぞれの群を取囲むように、第２シール材および第３シール材を配置しても構わない。

また、本実施の形態においては、ＣＦガラス基板の表面にシール材を配置しているが、この形態に限られず、シール材配置工程においては、２枚の基板のうちいずれか一方または両方の基板の主表面にシール材を配置すればよい。また、本実施の形態における液晶滴下工程では、ＴＦＴガラス基板の表面に液晶を滴下しているが、特にこの形態に限られず、第１シール材が配置された側の基板に対して液晶を滴下しても構わない。

本実施の形態においては、第１シール材の平面形状が、長方形になるように配置されているが、この形態に限られず、第１シール材は、任意の形状および任意の大きさに配置することができる。また、第２シール材および第３シール材が配置される形状についても、限定はなく、任意の形状で配置することができる。

また、本実施の形態においては、第２シール材および第３シール材の２重の隔壁を形成しているが、特にこの形態に限られず、２重以上のシール材が形成されていればよい。たとえば、第４シール材が第３シール材の外側に閉ループで形成されていても構わない。

本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法のシール材配置工程において、ガラス基板主表面の最も外側に配置された枠形のシール材に通気孔を形成しておいて、貼り合わせ工程の後に通気孔を閉止して、この後にエッチング工程を行なっても構わない。

（実施の形態２）
図９を参照して、本発明に基づく実施の形態２における液晶表示パネルの製造方法について説明する。図９は、一方の基板の表面にシール材を配置するシール材配置工程を行なったときの概略平面図である。

本実施の形態においては、シール材配置工程において、第１シール材１４を枠形に配置する。本実施の形態における第１シール材１４は、後に液晶を注入するための開口部１９を有する形状に配置する。第１シール材１４は、閉パターンとならないように、一部が開口するように配置する。第２シール材１２および第３シール材１３は、実施の形態１と同様に、複数の第１シール材１４を取囲むように配置する。

本実施の形態においては、液晶を滴下せずに真空雰囲気中で２枚の基板を貼り合せて大気開放する。この後に、実施の形態１と同様に、シール材を硬化し、更に、エッチング工程を行なう。次に個々の液晶表示セルに分断する分断工程を行なう。この後に、第１シール材１４に囲まれる領域に液晶を注入して封止を行なう。

または、エッチング工程の後に、開口部１９が露出され複数の第１シール材１４を含むように、短冊状に貼り合わせ基板を分断する。次に、開口部１９から液晶を第１シール材１４に囲まれる領域に注入して封止を行なう。この後に、個々の液晶表示セルに分断する。

本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法においては、ガラス基板の主表面の最も外側に配置された枠形のシール材に通気孔を形成し、貼り合わせ工程の後に通気孔を閉止して、エッチング工程を行なっても構わない。

このように、本発明は、液晶滴下方式以外の液晶表示パネルの製造方法においても適用することができる。その他の方法については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰返さない。

なお、今回開示した上記実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。

実施の形態１におけるシール材配置工程を行なった後のＣＦガラス基板の概略平面図である。 実施の形態１における貼り合せ工程の概略斜視図である。 実施の形態１における貼り合せ工程を行なった後の貼り合せ基板の概略断面図である。 エッチング工程において、エッチング液に貼り合せ基板を浸すときの概略斜視図である。 分断工程において、ホイルカッタで貼り合せ基板を分断するときの概略斜視図である。 分断された単一の液晶表示セルの概略斜視図である。 液晶表示セルにおけるコモン転移電極の拡大概略断面図である。 実施の形態１における他のシール材配置工程を説明する概略平面図である。 実施の形態２におけるシール材配置工程を行なった後のＣＦガラス基板の概略平面図である。

符号の説明

１ ＣＦガラス基板、２ ＴＦＴガラス基板、３ 貼り合せ基板、４ 液晶、５ 樹脂材料、６ 導電性粒子、７ コモン転移電極、８，９ コモン電極パッド、１１，１４ 第１シール材、１２，１５ 第２シール材、１３，１６ 第３シール材、１９ 開口部、２１ エッチング液、２２ エッチング槽、２３ ホイルカッタ、２４ 液晶表示セル、３１ 矢印、３３ 液晶滴下領域、３５ 切断線。

Claims (2)

1. 互いに貼り合せられるべき２枚の多面取り基板のうち、いずれか一方または両方の前記多面取り基板の主表面にシール材を配置するシール材配置工程と、
   ２枚の前記多面取り基板を真空雰囲気中で互いに貼り合せる貼り合せ工程と、
   貼り合わされた２枚の前記多面取り基板を、エッチング液に浸して前記多面取り基板を薄層化するエッチング工程と、
   薄層化された２枚の前記多面取り基板を単一の液晶表示セルに分断する分断工程と
   を含み、
   前記シール材配置工程は、複数の枠形に第１シール材を配置する工程と、
   複数の前記第１シール材を囲むように、閉パターンで第２シール材を配置する工程と、
   前記第２シール材の外側に、前記第２シール材を囲むように閉パターンで第３シール材を配置する工程と
   を含む、液晶表示パネルの製造方法。
2. 前記シール材配置工程は、前記第１シール材を閉パターンで配置する工程を含み、
   前記貼り合せ工程の前に、前記第１シール材の閉パターンの内側または前記第１シール材の閉パターンの内側となるべき領域に液晶を配置する工程を含む、請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。

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