JP2007065189A - 基板装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミーシールを補修できる液晶表示パネルを提供する。
【解決手段】大型ガラス基板４上のダミーシール５を内側ダミーシール６と外側ダミーシール７との二重とする。ダミーシール５のシール切れの発生確率を半減できる。内側ダミーシール６の粘度より外側ダミーシール７の粘度を低くする。内側ダミーシール６の一部が切れしても、真空雰囲気で大型ガラス基板４を貼り合わせてから大気圧雰囲気に移した際に、内側ダミーシール６の切れした個所に外側ダミーシール７の一部が入り込む。内側ダミーシール６のシール切れを補修できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１の基板と第２の基板との間に連続した無端状のシール部が設けられた基板装置およびその製造方法に関する。

従来、この種の基板装置としての液晶表示装置としては、アレイ基板と対向基板とが対向して配設され、これらアレイ基板と対向基板とが真空状態で貼り合わされている。そして、これらアレイ基板と対向基板との間の最外周縁にダミーシール材が設けられ、このダミーシール材を隔壁としてアレイ基板と対向基板との間が真空保持されている。さらに、これらアレイ基板および対向基板は、真空保持された状態から大気圧に戻されることによって、これらアレイ基板と対向基板との間を均一に加圧させて、均一な厚さに組み立てられている。

ところが、この液晶表示装置では、アレイ基板と対向基板との間の最外周に設けられているダミーパターン材が、塗布異常や不純物の混入などによってパターン切れしてしまうおそれがある。この場合、ダミーパターン材がアレイ基板と対向基板との間の隔壁としての役割をなさず、これらアレイ基板と対向基板との間の真空保持ができなくなる。このため、これらアレイ基板と対向基板との均一な加圧ができなくなるから、これらアレイ基板と対向基板との隙間であるギャップが不均一になってしまうおそれがある。

そこで、この種の液晶表示装置のダミーシールとしては、アレイ基板と対向基板との間に幅寸法が異なるダミーシールを二重に形成して、これらダミーシールでアレイ基板と対向基板とを貼り合わせて、これらダミーシールのいずれか一方がパターン切れしても、他方のダミーシールにてアレイ基板と対向基板との間の真空保持ができるようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９５２０１号公報

しかしながら、上述のように液晶表示装置のダミーシールを２重に形成した場合であっても、これらダミーシールのいずれか一方がパターン切れなどした場合には、この一方のダミーシールを補修できないという問題を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、第１のシール部の補修が可能な基板装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、第１の基板と、この第１の基板に対向して配設された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ無端状に連続した第１のシール部と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ前記第１のシール部を外周で囲む無端状に連続した第２のシール部と、を具備し、前記第２のシール部の粘度は、前記第１のシール部の粘度より低いものである。

本発明によれば、第１のシール部を囲む第２のシール部の粘度を、この第１のシール部の粘度より低くしたことにより、例えば、これら第１の基板と第２の基板との間の気圧を外部の気圧より低く保持している状態で第１のシール部が切れても、第１のシール部より内側と第２のシール部より外側との差圧によって、この第１のシール部の切れた部分に第２のシール部の一部が押されて入り込むから、この第１のシール部の切れを補修できる。

以下、本発明の基板装置の一実施の形態の構成を図１および図２を参照して説明する。

図２において、１は基板装置としての液晶表示パネルで、この液晶表示パネル１は、液晶表示装置であって、略矩形平板状のアレイ基板２を備えている。このアレイ基板２は、略透明な矩形平板状の透光性を有する絶縁性基板としてのガラス基板３を有している。

そして、このガラス基板３は、図１に示すように、第１の基板としてのマザー基板である大型ガラス基板４を、各ガラス基板３の大きさに対応させて長手方向および幅方向に沿って所定間隔を介した裁断にて分割されて形成されている。具体的に、この大型ガラス基板４は、ガラス基板３が長手方向および幅方向に沿って複数、例えば長手方向に５個連結され幅方向に３個連結され計１５個が連結された大板状態の基板である。そして、この大型ガラス基板４の表面の周縁には、シール部としての外周シールである光硬化型のダミーシール５が塗布されて外周シールパターンが形成されている。

このダミーシール５は、大型ガラス基板４の周縁から内側に所定距離離間させた位置に沿って塗布された第１のシール部である内側ダミーシール６を備えている。この内側ダミーシール６は、大型ガラス基板４の表面上に対して切れ目無く連続した無端状である平面視矩形枠状に設けられている。また、この内側ダミーシール６は、大型ガラス基板４の表面の長手方向の両端縁および幅方向の両側縁のそれぞれに沿った矩形枠状に形成されている。

さらに、大型ガラス基板４の表面上の内側ダミーシール５より外側には、この内側ダミーシール６を外周で囲むように塗布された第２のシール部である外側ダミーシール７が設けられている。よって、ダミーシール５は、内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれにて大型ガラス基板４上に所定の間隔を介して二重に設けられている。

このとき、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれは、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、例えば３ｍｍの幅寸法に形成されている。また、これら内側ダミーシール６と外側ダミーシール７との隙間は、２．５ｍｍ以下、例えば１ｍｍの幅寸法に形成されている。よって、これら内側ダミーシール６と外側ダミーシール７との隙間は、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７それぞれの幅寸法の２分の１以下となるように調整されている。なお、外側ダミーシール７と内側ダミーシール６とは密接していなくても良い。

具体的に、この外側ダミーシール７は、内側ダミーシール６の外側を覆うように、大型ガラス基板４の表面上に対して切れ目無く連続した無端状である平面視矩形枠状に設けられている。すなわち、この外側ダミーシール７は、内側ダミーシール６に対して外側に設けられている。よって、この外側ダミーシール７は、大型ガラス基板４の最外周部に切れ目なく設けられている。さらに、この外側ダミーシール７は、内側ダミーシール６に対して相似な形状に形成されている。

また、この外側ダミーシール７は、この外側ダミーシール７および内側ダミーシール６のそれぞれを完全に硬化させる前の段階で、この内側ダミーシール６の粘度より低い粘度に調整されている。言い換えると、この外側ダミーシール７の粘度は、（内側ダミーシール６の粘度）＞（外側ダミーシール７の粘度）となるように調整されている。

ここで、この外側ダミーシール７および内側ダミーシール６それぞれの粘度は、この内側ダミーシール６が任意の位置でシール切れＡしたときに、この内側ダミーシール６の内側と外側ダミーシール７の外側との差圧によって、この内側ダミーシール６のシール切れＡの部分に外側ダミーシール７の一部が入り込んで、この内側ダミーシール６のシール切れＡが補修できるように調整されている。

具体的に、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７の粘度は、これら外側ダミーシール７および内側ダミーシール６を塗布したときの粘度が、１Ｐａ・Ｓ以上１００Ｐａ・Ｓ以下の同じ粘度となるように調整されている。さらに、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７は、これら外側ダミーシール７および内側ダミーシール６を貼り合わせるときの粘度が、外側ダミーシール７の粘度が１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下となり、内側ダミーシール６の粘度が１００Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下となるように調整されている。

さらに、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７は、同一材料、例えば紫外線Ｕの照射によって硬化する紫外線硬化材としての紫外線硬化型樹脂であるＵＶ硬化シールにて構成されている。したがって、内側ダミーシール６は、外側ダミーシール７をフォトマスク25にてマスクした状態で紫外線Ｕが所定量照射されて、この外側ダミーシール７より高粘度に調整されている。

一方、この内側ダミーシール６より内側の大型ガラス基板４の表面上には、第３のシール部としての矩形枠状のメインシール８が複数塗布されてメインシールパターンが形成されている。これらメインシール８は、大型ガラス基板４の内側ダミーシール６より内側の領域を各ガラス基板３に対応させて分割させた状態で、これらガラス基板３の外周縁を周縁するように構成されている。さらに、これらメインシール８は、０．２ｍｍ以上１．３ｍｍ以下、例えば０．８ｍｍの幅寸法に形成されている。

そして、これらメインシール８は、大型ガラス基板４を分割した後のガラス基板３の個数に対応して設けられており、この大型ガラス基板４の表面に少なくとも１つ以上設けられている。したがって、これらメインシール８は、これらメインシール８の平面的に外側である周縁が内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれにて連続して囲まれて覆われている。

すなわち、これらメインシール８のそれぞれは、内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれにて継ぎ目および切れ目のそれぞれが無く連続して囲まれている。さらに、これらメインシール８は、各ガラス基板３の表面上の長手方向および幅方向それぞれの周縁に沿った略矩形枠状に形成されている。また、これらメインシール８もまた、紫外線Ｕの照射によって硬化する紫外線硬化材としての紫外線硬化型樹脂であるＵＶ硬化シールにて構成されている。

さらに、これらメインシール８は、各ガラス基板３の表面の長手方向の一端縁である上端縁と幅方向の両側縁とのそれぞれに沿って設けられている。また、これらメインシール８は、各ガラス基板３の表面の長手方向の他端縁である下端縁から所定距離内側に離間した位置に、これらガラス基板３の幅方向に沿って設けられている。

また、大型ガラス基板４を各アレイ基板２のガラス基板３に対応させて分割した後の、これらガラス基板３のメインシール８が設けられている側に対向して対向基板11が取り付けられている。そして、この対向基板11は、アレイ基板２のガラス基板３の幅寸法に等しい幅寸法を有するとともに、このガラス基板３の長手寸法より若干小さな長手寸法を有する矩形平板状のガラス基板12を備えている。このガラス基板12の一主面である表面は、アレイ基板２のガラス基板３上に塗布したメインシール８にてアレイ基板２のガラス基板３の表面に貼り合わされている。

さらに、このガラス基板12もまた、第２の基板としての大型ガラス基板13を、各対向基板11の大きさに対応させて長手方向および幅方向に沿った所定間隔を介した裁断にて分割されて形成されている。具体的に、この大型ガラス基板13は、ガラス基板12が長手方向および幅方向に沿って複数、例えば長手方向に５個連結され幅方向に３個連結され計１５個が連結された大板状態の基板である。そして、これら大型ガラス基板13は、内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれにて貼り合わされて位置決めされているとともに、各メインシール８によって液晶封止領域Ｃが形成されている。したがって、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれは、大型ガラス基板４,13の間に設けられている。

そして、このメインシール８にて封止されたアレイ基板２のガラス基板３と対向基板11のガラス基板12との間の液晶封止領域Ｃには、液晶組成物Ｌが注入されて光変調層としての液晶層14が形成されて液晶表示パネル１として構成される。

次に、上記一実施の形態の液晶表示装置の製造装置について説明する。

図３および図４において、21は真空手段としての真空チャンバである。そして、この真空チャンバ21は、内部が中空な直方体状に形成されており、ダミーシール５およびメインシール８がそれぞれ塗布された大型ガラス基板４と大型ガラス基板13とのそれぞれが挿入されて、図３に示すように、これら大型ガラス基板４,13同士が真空チャンバ21内で貼り合わされる。

また、この真空チャンバ21は、この真空チャンバ21内の領域を、この真空チャンバ21の外側の外気である大気圧より低い低気圧雰囲気、より好ましくは略真空な状態にする。すなわち、この真空チャンバ21は、ダミーシール５およびメインシール８がそれぞれ塗布された大型ガラス基板４と大型ガラス基板13とがそれぞれ挿入されて収容され、この真空チャンバ21内の雰囲気を略真空にした状態で、これら大型ガラス基板４,13同士が真空チャンバ21内で貼り合わされる。

さらに、この真空チャンバ21内で貼り合わされた大型ガラス基板４,13のそれぞれは、真空チャンバ21内から取り出されて大気圧雰囲気へと移されて、これら大型ガラス基板４,13との間のダミーシール５およびメインシール８のそれぞれを差圧にて押し潰してから、図５に示す紫外線硬化手段としてのＵＶ硬化装置22内へと収容される。

ここで、このＵＶ硬化装置22は、真空チャンバ21内に設置されており、貼り合わされた大型ガラス基板４,13が設置される矩形平板状のステージ23を備えている。このステージ23の一主面である表面に対向した位置には、このステージ23上に設置された大型ガラス基板４,13それぞれの全面に向けて紫外線Ｕを照射させる紫外線照射手段としての紫外線照射ランプであるＵＶランプ24が取り付けられている。

さらに、このＵＶランプ24とステージ23との間には、大型ガラス基板４,13の各メインシール８が塗布されている部分より内側の領域を覆う矩形平板状のフォトマスク25が取外し可能に設置されている。このフォトマスク25は、大型ガラス基板４,13の長手方向および幅方向それぞれの中央部に設置された状態で、これら大型ガラス基板の間に塗布されている内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれを露出させつつ、これら大型ガラス基板４,13間の各メインシール８のそれぞれを被覆する。

したがって、ステージ23上に設置された大型ガラス基板４,13の内側ダミーシール６より内側の領域をフォトマスク25にて覆った状態で、ＵＶランプ24から紫外線Ｕを照射させることによって、これら大型ガラス基板４,13間の各メインシール８を除く内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のみを光硬化させて、これら大型ガラス基板４,13同士を位置決めして仮り貼り合わせさせる。

次に、上記一実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。

まず、メインシール塗布工程として、図１に示すように、大型ガラス基板４の表面上の各液晶表示パネル１となる領域毎にメインシール８を塗布する。

次いで、ダミーシール塗布工程として、これらメインシール８それぞれを覆うように、大型ガラス基板４の表面上に切れ目なく内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれを塗布する。

この後、粘度調整工程として、この大型ガラス基板４上に塗布されたメインシール８および外側ダミーシール７のそれぞれを図示しないフォトマスクにて覆った状態で、この大型ガラス基板４上の内側ダミーシール６のみに紫外線Ｕを照射させて光硬化させ、この内側ダミーシール６の粘度を外側ダミーシール７の粘度より高くする。

さらに、貼り合せ工程として、図３に示すように、これらダミーシール５およびメインシール８が塗布された大型ガラス基板４と、大型ガラス基板13とのそれぞれを真空チャンバ21内へと挿入して、これら大型ガラス基板４,13の表面同士を対向させるとともに、この真空チャンバ21内を略真空雰囲気とする。

この状態で、この真空チャンバ21内で大型ガラス基板４の表面に大型ガラス基板13の表面を貼り合わせる。

この後、ギャップ形成工程として、この真空チャンバ21内の雰囲気を略真空雰囲気から大気圧雰囲気へと移す。

このとき、外側ダミーシール７より内側の大型ガラス基板４,13間が略真空な状態で保たれているため、図４に示すように、この外側ダミーシール７より内側の大型ガラス基板間４,13の気圧と外気圧との差圧によって、これら大型ガラス基板４,13間の各メインシール８、内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれが加圧され、これら大型ガラス基板４,13の間が所定の厚さである所定のギャップとなるまで押し潰される。

ここで、これら大型ガラス基板４,13間の内側ダミーシール６の一部が圧力差などによってシール切れＡが発生した場合には、内側ダミーシール６の粘度より外側ダミーシール７の粘度が低いことにより、外側ダミーシール７より外側の領域とこの外側ダミーシール７より内側の領域との差圧によって、内側ダミーシール６のシール切れＡの部分に外側ダミーシール７の対向した一部が押されて入り込んで密閉され、この内側ダミーシール６のシール切れＡが補修される。

この後、ダミーシール硬化工程として、図５に示すように、ダミーシール５およびメインシール８が押し潰された大型ガラス基板４,13を、ＵＶ硬化装置22のステージ23上に設置してから、これら大型ガラス基板４,13間の各メインシール８を覆うように、これら貼り合わされた大型ガラス基板４,13とＵＶランプ24との間にフォトマスク25を設置する。

この状態で、このＵＶランプ24を点灯させて、このＵＶランプ24から照射される紫外線Ｕを、フォトマスク25を介して内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれに照射させて、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれを光硬化させて、大型ガラス基板４,13同士を仮り位置決めする。

次いで、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれを硬化させた後の大型ガラス基板４,13間のメインシール８に、紫外線Ｕを照射して硬化させて、これら大型ガラス基板４,13同士を正確に貼り合わせる。

この後、これらダミーシール５およびメインシール８にて貼り合わされた大型ガラス基板４,13のそれぞれを、各アレイ基板２および対向基板11に対応させて長手方向および幅方向のそれぞれに沿って格子状に裁断して、メインシール８にて貼り合わされた複数のアレイ基板２および対向基板11に分割する。

そして、これら分割された各アレイ基板２と対向基板11との間のメインシール８にて封止されている液晶封止領域Ｃに液晶組成物Ｌを注入させて、これらアレイ基板２と対向基板11との間に液晶層14を形成して液晶表示パネル１とする。

上述したように、上記一実施の形態によれば、大型ガラス基板４上に塗布するダミーシール５を内側ダミーシール６および外側ダミーシール７の二重として、ダミーシール５のシール切れＡの発生確率を半減させた上で、この内側ダミーシール６の粘度より外側ダミーシール７の粘度を低くする構成とした。

この結果、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７を硬化させる前であるとともに、大型ガラス基板４,13間の真空保持を解除させる前の段階で、内側ダミーシール６の一部にシール切れＡが発生した場合であっても、これら大型ガラス基板４,13を真空チャンバ21の略真空雰囲気内で貼り合わせてから大気圧雰囲気に移した際に、図６に示すように、これら大型ガラス基板４,13間の内側ダミーシール６のシール切れＡの部分に、流動性を有する外側ダミーシール７の一部が大気圧によって押されて回り込む。よって、この外側ダミーシール７の一部が内側ダミーシール６のシール切れＡの部分に入り込んで、このシール切れＡが外側ダミーシール７の一部の入り込みによって密閉される。

このため、この内側ダミーシール６のシール切れＡを補修できるから、ダミーシール５のシール切れＡの発生を大幅に減少できる。さらに、これらダミーシール５に紫外線Ｕを照射させて硬化させることによって、大型ガラス基板４,13間の真空度を保持できる。このため、ギャップの均一性の高い液晶表示パネル１を歩留まり良く製造できる。

また、これらダミーシール５およびメインシール８のそれぞれの各シール材は最初から高粘度の状態で吐出させて塗布できない。例えば、吐出するための圧力とシール切れＡの発生を考慮すると、約３００Ｐａ・ｓ以下でシール材を吐出させる必要がある。

したがって、内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれを同一材料のＵＶ硬化シールにて構成する。さらに、これら内側ダミーシール６および外側ダミーシール７のそれぞれを同じ粘度で同様に塗布してから、外側ダミーシール７をフォトマスクで覆った状態で紫外線Ｕを照射させて内側ダミーシール６のみ硬化させる構成とした。

この結果、この内側ダミーシール６の粘度のみが高くなり、この内側ダミーシール６の粘度を外側ダミーシール７の粘度より高くできる。したがって、この内側ダミーシール６の粘度を外側ダミーシール７の粘度より高くする調整が容易にできる。

なお、上記一実施の形態では、内側ダミーシール６、外側ダミーシール７およびメインシール８のそれぞれをＵＶ硬化シールとしたが、これら内側ダミーシール６、外側ダミーシール７およびメインシール８を、紫外線Ｕ以外の光で硬化する光硬化シールや、加熱で硬化する熱硬化シール、紫外線Ｕの照射で硬化するとともに加熱でも硬化する、いわゆるハイブリッドな紫外線熱硬化材にて構成されたＵＶ熱硬化シールとすることもできる。

また、略真空雰囲気の真空チャンバ21内で大型ガラス基板４,13同士を貼り合わしてから、この真空チャンバ21内で各大型ガラス基板４,13を大気圧雰囲気へと移したが、これら大型ガラス基板４,13を真空チャンバ21内から取り出して大気圧雰囲気へと移して、これら大型ガラス基板４,13間のダミーシール５およびメインシール８のそれぞれを押し潰す構成とすることもできる。

さらに、真空チャンバ21内を略真空にして大型ガラス基板４,13同士を貼り合わせたが、これら大型ガラス基板４,13間のメインシール８が所定の厚さまで押し潰れれば、この真空チャンバ21内を真空まで減圧せずに、所定の気圧まで減圧するだけで良い。

また、減圧下から大気圧下へと移した大型ガラス基板４,13の間のダミーシール５およびメインシール８の潰れが少ない場合には、これら大型ガラス基板４,13間を図示しない加圧装置にて加圧して、これら大型ガラス基板４,13間のダミーシール５およびメインシール８のそれぞれを所定の厚さまで押し潰しても良い。

さらに、アレイ基板２と対向基板11との間に液晶層14が介在された液晶表示パネル１について説明したが、第１の基板と第２の基板との間に内側ダミーシール６および外側ダミーシール７が介在されたその他の基板装置であっても対応させて用いることができる。

本発明の基板装置の一実施の形態を示す説明平面図である。 同上基板装置を分割した後の液晶表示装置を示す説明断面図である。 同上基板装置を貼り合せる工程を示す説明側面図である。 同上基板装置を押し潰す工程を示す説明側面図である。 同上基板装置の第１のシール部および第２のシール部のみを硬化させる工程を示す説明側面図である。 同上基板装置の第１のシール部の切れた部分に第２のシール部が入り込んで補修された状態を示す説明図である。

符号の説明

１ 基板装置としての液晶表示パネル
４ 第１の基板としての大型ガラス基板
６ 第１のシール部としての内側ダミーシール
７ 第２のシール部としての外側ダミーシール
13 第２の基板としての大型ガラス基板

Claims (5)

1. 第１の基板と、
   この第１の基板に対向して配設された第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ無端状に連続した第１のシール部と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ前記第１のシール部を外周で囲む無端状に連続した第２のシール部と、を具備し、
   前記第２のシール部の粘度は、前記第１のシール部の粘度より低い
   ことを特徴とする基板装置。
2. 第１のシール部および第２のシール部は、同一材料で構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の基板装置。
3. 第１のシール部と第２のシール部との間の隙間寸法は、前記第１のシール部および前記第２のシール部それぞれの幅寸法の２分の１以下である
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の基板装置。
4. 第１のシール部および第２のシール部は、光の照射によって硬化する光硬化材にて構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板装置。
5. 第１の基板と、
   この第１の基板に対向して配設された第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ無端状に連続した第１のシール部と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ前記第１のシール部を外周で囲む無端状に連続した第２のシール部と、を具備し、
   前記第１のシール部および前記第２のシール部は、それぞれ光の照射によって硬化する光硬化材にて構成され、
   前記第２のシール部の粘度は、前記第１のシール部の粘度より低い基板装置の製造方法であって、
   前記第２のシール部上をマスクするマスク工程と、
   このマスクを介して前記第１のシール部に光を照射して前記第１のシール部の粘度を前記第２のシール部の粘度より高くする粘度調整工程と、を有する
   ことを特徴とする基板装置の製造方法。

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