JP2007121691A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性や取扱い性に優れた基板を素材として品位の高いアナログ指示器用の液晶パネルを製造することができる製造方法を提供する。
【解決手段】アレイ基板１上に、液晶５が封入される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状の外郭シール材３を形成し、指針６の支持軸７が貫通する予定の位置に、外郭シール材３よりも硬化温度の高い貫通孔用シール材４を点状で形成する。外郭シール材３と貫通孔用シール材４が互いの間に挟み込まれるようにアレイ基板１、ＣＦ基板２同士を重ね、互いを押圧しながら、外郭シール材３の硬化温度よりも高くて貫通孔用シール材４の硬化温度よりも低い温度で所定時間加熱し、その後、貫通孔用シール材４の硬化温度よりも高い温度で所定時間加熱する。そして、外郭シール材３の開口より液晶５を注入して封入する。アレイ基板１、ＣＦ基板２及び貫通孔用シール材４を同軸上に貫通する貫通孔８、９、１０を穿設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アナログ指示器の文字盤として適用され指針の支持軸を通すための貫通孔が形成されている液晶パネルの製造方法に関する。

一般に、液晶パネルの製造工程は、前工程から順に、アレイ工程、セル工程、モジュール工程に大別される。

アレイ工程は、液晶パネルにおける対向基板の一方であるアレイ基板を製造する工程であり、このアレイ工程では、素材であるガラス等のマザー基板上に、配線、薄膜トランジスタ、絶縁膜、画素電極等を形成する。

もっとも、近年のほとんどは１つの基板から複数個の液晶パネルを切り出すようしており、この場合は、所望する液晶パネルのサイズよりもはるかに大きいサイズのマザー基板を準備し、このマザー基板上に配線等を液晶パネルごとに区分けして形成することになる。

なお、アレイ工程と並行して、アレイ基板と対になる共通電極を含むＣＦ（カラーフィルタ）基板を製造するＣＦ工程も当然に存在する。そのＣＦ基板もガラス等のマザー基板を素材とする。

セル工程では、先に出来上がったアレイ基板とＣＦ基板とを互いに所定の隙間をあけて貼り合わせ、その後、個々の液晶パネルに分断する。そして、液晶パネルごとに、対向基板（アレイ基板とＣＦ基板）同士の隙間に液晶を注入して封じ込め、表面処理を行う。

続くモジュール工程では、セル工程を経て得られた液晶パネルごとに、駆動系の電子回路等を取り付けたり、偏光板を貼り付けたりする。更に、最終的な仕様に合わせて、バックライトとしての光源や導光板等を組み付ける場合もある。

ところで、近年の液晶パネルの用途は様々であり、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末等の表示画面としてのみならず、アナログ式の時計や自動車のスピードメータといったようなアナログ指示器の文字盤として適用される場合がある（例えば特許文献１参照）。この場合の液晶パネルの構造を図４に示す。

図４に示すように、アナログ指示器に用いられる液晶パネルは、通常の表示画面としての液晶パネルと同様に、互い貼り合わされて互いの間に液晶１０５が封入されたアレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２を基本構成とし、液晶１０５は、その周囲を取り囲みつつアレイ基板１０１とＣＦ基板１０２を互いに接着する外郭のシール材１０３によって封じ込められている。

ここで、アナログ指示器用の液晶パネルでは、指針１０６の設置が必要とされることから、互いに貼り合わされたアレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２には、その指針１０６の支持軸１０７を通すための貫通孔１０８、１０９が同軸上に形成されている。

更に、液晶１０５が貫通孔１０８、１０９より漏出しないように、貫通孔１０８、１０９の周囲に相当するアレイ基板１０１とＣＦ基板２との間には、貫通孔用のシール材１０４が形成されている。その貫通孔用シール材１０４は、外郭シール材１０３と同様、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２を互いに接着する役割も果たす。従って、液晶１０５は、実質、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２との間で、外郭シール材１０３と貫通孔用シール材１０４とによって封じ込められている。そして、指針１０６の支持軸１０７が、アレイ基板１０１の貫通孔１０８、貫通孔用シール材１０４の内側、及びＣＦ基板１０２の貫通孔１０９を貫通する。

このような液晶パネルの従来からの代表的な製造方法について、図５、図６を参照しながら説明する。先ず、図５（ａ）、図６に示すように、アレイ基板１０１上に、スクリーン印刷やディスペンス等によって外郭シール材１０３を形成する。この外郭シール材１０３は、個々の液晶パネルごとに、液晶１０５が封入される予定の領域を取り囲むように線状で形成されており、その一部が液晶１０５の注入口１０３ａとして開口している。

また、外郭シール材１０３の形成と合わせて、外郭シール材１０３の内側であって、指針１０６の支持軸１０７が貫通する予定の位置を取り囲むように、概ね環状の貫通孔用シール材１０４を形成する。ここでの貫通孔用シール材１０４は、外郭シール材１０３と一筆書きのように連結シール材１０４ａを介してつながっており、その内側が連結シール材１０４ａ同士の内側を通じて外郭シール材１０３の外側に開放されている。外郭シール材１０３、貫通孔用シール材１０４（連結シール材１０４ａを含む）としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が適用される。

次に、図５（ｂ）に示すように、形成された外郭シール材１０３と貫通孔用シール材１０４が互いの間に挟み込まれるように、ＣＦ基板１０２の上にアレイ基板１０１を重ね、両基板を上下から押圧して互いのギャップが均一になるように調整する。

その際、貫通孔用シール材１０４内の空気は、連結シール材１０４ａ同士の内側を通じて外郭シール材１０３の外側に逃げる。これにより、その空気の内圧に起因したアレイ基板１０１とＣＦ基板１０２との貫通孔用シール材１０４付近でのギャップ不良や、貫通孔用シール材１０４の破裂（シールパンク）は生じない。

引き続き、重ねたアレイ基板１０１とＣＦ基板１０２とを上下から押圧しながら加熱する。これにより、図５（ｃ）に示すように、外郭シール材１０３と貫通孔用シール材１０４が硬化し、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２とが接着される。

次いで、個々の液晶パネルに分断する。そして、図５（ｄ）に示すように、液晶パネルごとに、対向基板（アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２）同士の隙間のうちの外郭シール材１０３で取り囲まれた領域内に、注入口１０３ａより液晶１０５を注入して充填し、封止処理を行う。また、貫通孔用シール材１０４の内側の位置を狙って、アレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２に、それぞれ、貫通孔１０８、１０９を同軸上に形成する。貫通孔１０８、１０９は、ドリルやレーザー等によって穿設される。

こうして、指針１０６の支持軸１０７を通すための貫通孔１０８、１０９が形成された液晶パネル（図４参照）が得られる。

しかし、このような製造方法では、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２とを互いに重ねた際の貫通孔用シール材１０４内の空気の逃げ道として、連結シール材１０４ａが必要であるため、その連結シール材１０４ａの存在する分、液晶パネルの表示領域が犠牲にされてしまうという欠点がある。

そこで、そのような欠点を解消できる液晶パネルの製造方法として、図７、図８に示すように、アレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２のうちの一方の基板（図７、図８では、ＣＦ基板１０２）に、指針１０６の支持軸１０７が貫通する予定の位置に、予め細孔１１１を形成しておく方法がある。

この場合、貫通孔用シール材１１４は完全に閉じた環状に形成され、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２とを互いに重ねた際の貫通孔用シール材１１４内の空気は、細孔１１１を通じて外部へ逃げることになる。従って、貫通孔用シール材１１４内の空気の内圧に起因したギャップ不良やシールパンクは生じないし、更に、上記したような連結シール材１０４ａは不要となるため、表示領域への犠牲は無い。

しかし、このような製造方法では、予め細孔１１１を形成したマザー基板（アレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２）を準備しておく必要がある。

そうすると、そのマザー基板は通常の液晶パネルへの転用は一切できず、汎用性に劣るという欠点がある。また、そのマザー基板を運搬する際に細孔１１１を起点に破損するおそれがあり、慎重な取扱いが要求されるという欠点もある。

そこで、そのような欠点も合わせて解消できる液晶パネルの製造方法として、図９、図１０に示すように、アレイ基板１０１上で指針１０６の支持軸１０７が貫通する予定の位置に、貫通孔用シール材１２４を点状で形成し、その後、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２と互いに重ねた際に、その点状の貫通孔用シール材１２４を押し潰して、後に穿設されるアレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２の貫通孔１０８、１０９よりも大きい程度まで円盤状に広げる方法がある。

この場合、そもそも貫通孔用シール材１２４内に空気が存在する状況は無いため、その空気の内圧に起因したギャップ不良やシールパンクは生じないし、更に、上記したような連結シール材１０４ａはやはり不要となるため、表示領域への犠牲は無い。しかも、素材として準備するマザー基板に上記したような細孔１１１を予め形成することは一切無いため、マザー基板は汎用性に優れ、また、マザー基板の取扱いにそれ程慎重性は要求されない。

もっとも、このような製造方法では、アレイ基板１０１、ＣＦ基板１０２の貫通孔１０８、１０９の形成と同時に、円盤状の貫通孔用シール材１２４にも、貫通孔１１０が同軸上に形成される（図９（ｄ）参照）。こうして指針１０６の支持軸１０７を通すための貫通孔１０８、１０９、１１０が形成されたアナログ指示器用の液晶パネル（図１１参照）が得られる。
特開２０００−２５００４９号公報

しかし、上記したような円盤状の貫通孔用シール材１２４を形成する製造方法では、次のような問題が発生する。

それは、外郭シール材１０３と貫通孔用シール材１２４の幅を比べると、貫通孔用シール材１２４の方が格段に広いため、アレイ基板１０１とＣＦ基板１０２とを互いに重ねて接着する際の十分な熱硬化に時間差が生じかねない。つまり、外郭シール材１０３は十分に硬化しているにもかかわらず、貫通孔用シール材１２４の方は、その周辺が硬化している反面、その内部が未硬化のままとなるおそれがある。

このような状況が生じると、貫通孔用シール材１２４付近でアレイ基板１０１とＣＦ基板１０２とのギャップが不安定になり、結果としてギャップ不良が生じる。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、汎用性や取扱い性に優れた基板を素材として品位の高いアナログ指示器用の液晶パネルを製造することができる液晶パネルの製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明による液晶パネルの製造方法は、互いに貼り合わされた一対の基板の間に液晶が封入されて成り、前記液晶が封入されている領域内に指針の支持軸を通すための貫通孔が形成されている液晶パネルの製造方法であって、次の工程を含む。前記基板のうちのいずれか一方の基板上に、前記液晶が封入される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状の外郭シール材を形成する。前記基板のうちのいずれか一方の基板上に、前記支持軸が貫通する予定の位置に、前記外郭シール材よりも硬化温度の高い貫通孔用シール材を点状で形成する。次いで、前記外郭シール材と前記貫通孔用シール材が互いの間に挟み込まれるように前記基板同士を重ね、互いを押圧しながら、前記外郭シール材の硬化温度よりも高くて前記貫通孔用シール材の硬化温度よりも低い温度で所定時間加熱し、その後、前記貫通孔用シール材の硬化温度よりも高い温度で所定時間加熱する。そして、前記外郭シール材の開口より液晶を注入して封入する。前記基板及び前記貫通孔用シール材を同軸上に貫通する前記貫通孔を穿設する。

これにより、基板同士を互いに重ねて接着する際、互いに硬化特性の異なる外郭シール材、貫通孔用シール材が、互いに温度の異なる２段階の加熱を経ることにより、両者とも十分に硬化する。

そのため、貫通孔用シール材付近を含め基板同士のギャップが安定する。しかも、基板同士を互いに重ねた際、そもそも貫通孔用シール材内に空気が存在する状況は無いため、その空気の内圧に起因したギャップ不良やシールパンクは生じないし、更に、従来技術の一例で示したような連結シール材１０４ａは当然不要となるため、表示領域への犠牲は無い。もっとも、素材として準備するマザー基板に従来技術の別例で示したような細孔１１１を予め形成することは一切無いため、マザー基板は汎用性に優れ、また、マザー基板の取扱いにそれ程慎重性は要求されない。

本発明の液晶パネルの製造方法によれば、汎用性や取扱い性に優れたマザー基板を素材として品位の高いアナログ指示器用の液晶パネルを得ることができる。

以下に、本発明の一実施形態であるアナログ指示器用の液晶パネルの製造方法について、図面を参照しながら詳述する。

図１は本発明の一実施形態であるアナログ指示器用の液晶パネルの製造方法を説明するための製造手順を示す断面図、図２はその製造手順における液晶パネルの分解斜視図、図３はその製造手順で得られた液晶パネルの構造を示す断面図である。

先ず、図１（ａ）、図２に示すように、アレイ基板１上に、スクリーン印刷やディスペンス等によって外郭シール材３を形成する。この外郭シール材３は、個々の液晶パネルごとに、液晶５が封入される予定の領域を取り囲むように線状で形成されており、その一部が液晶５の注入口３ａとして開口している。

また、外郭シール材３の形成と合わせて、外郭シール材３の内側であって、指針６の支持軸７が貫通する予定の位置に、貫通孔用シール材４を点状で形成する。ここでの貫通孔用シール材４は、詳細は後述するアレイ基板１とＣＦ基板２と互いに重ねた際に、押し潰されて広がるようになっており、後に穿設されるアレイ基板１、ＣＦ基板２の貫通孔８、９よりも大きい程度まで広がるのに十分な量で盛り上がっている。

ここで、外郭シール材３、貫通孔用シール材４としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が適用される。但し、その硬化特性が互いに異なる。

具体的には、外郭シール材３としては、例えば１００℃以上で硬化するものが採用され、貫通孔用シール材４としては、外郭シール材３よりも硬化温度の高い、例えば１３０℃以上で硬化するものが採用される。

次に、図１（ｂ）に示すように、形成された外郭シール材３と貫通孔用シール材４が互いの間に挟み込まれるように、ＣＦ基板２の上にアレイ基板１を重ね、両基板を上下から押圧して互いのギャップが均一になるように調整する。その際、点状の貫通孔用シール材４は、押し潰されて、後に穿設されるアレイ基板１、ＣＦ基板２の貫通孔８、９よりも大きい程度まで円盤状に広がる。

引き続き、重ねたアレイ基板１とＣＦ基板２とを上下から押圧しながら、外郭シール材３の硬化温度よりも高くて、貫通孔用シール材４の硬化温度よりも低い温度、例えば１２５℃程度で、所定時間、例えば５分程度加熱する。

これにより、図１（ｃ）に示すように、外郭シール材３が硬化し、アレイ基板１とＣＦ基板２とが接着される。ここでは貫通孔用シール材４は、硬化せずに未硬化のままである。なお、アレイ基板１とＣＦ基板２との間のギャップは、例えば直径が数μｍ〜１０μｍ程度で揃った微細な球状で樹脂製のスペーサ粉体を介在して確保されたり、樹脂膜を成膜した後パターニングして形成した柱状スペーサを介在して確保されたりする。

その後、そのままアレイ基板１とＣＦ基板２とを上下から押圧しながら、今度は、貫通孔用シール材４の硬化温度よりも高い温度、例えば１５０℃程度で、所定時間、例えば５分程度加熱する。

これにより、図１（ｄ）に示すように、今度は貫通孔用シール材４が硬化し、アレイ基板１とＣＦ基板２とが更に接着される。こうして、外郭シール材３と貫通孔用シール材４が十分に硬化する。

次いで、個々の液晶パネルに分断する。そして、図１（ｅ）に示すように、液晶パネルごとに、対向基板（アレイ基板１とＣＦ基板２）同士の隙間のうちの外郭シール材３で取り囲まれた領域内に、注入口３ａより液晶５を注入して充填し、封止処理を行う。また、円盤状の貫通孔用シール材４の中心位置、すなわち指針６の支持軸７が貫通する予定の位置を狙って、アレイ基板１、貫通孔用シール材４、ＣＦ基板２に、それぞれ、貫通孔８、１０、９を同軸上に形成する。貫通孔８、９、１０は、ドリルやレーザー等によって穿設される。

こうして、指針６の支持軸７を通すための貫通孔８、９、１０が形成されたアナログ指示器用の液晶パネル（図３参照）が得られる。

このような製造方法によれば、アレイ基板１とＣＦ基板２とを互いに重ねて接着する際、互いに硬化特性の異なる外郭シール材３、貫通孔用シール材４が、互いに温度の異なる２段階の加熱を経ることにより、両者とも十分に硬化する。

そのため、貫通孔用シール材４付近を含めアレイ基板１とＣＦ基板２とのギャップが非常に安定する。特に貫通用の孔を形成する際にドリルなどを用いる場合には、孔の形成位置に強い力が加わるが、本発明によりギャップが液晶パネル全体で均一に安定していると、孔を形成する際にも基板にクラック等が生じ難く、本発明を用いることが極めて好ましい。

しかも、アレイ基板１とＣＦ基板２とを互いに重ねた際、そもそも貫通孔用シール材４内に空気が存在する状況は無いため、その空気の内圧に起因したギャップ不良やシールパンクは生じないし、更に、従来技術の一例で示したような連結シール材１０４ａ（図６参照）は当然不要となるため、表示領域への犠牲は無い。従って、品位の高いアナログ指示器用の液晶パネルを得ることができる。

もっとも、素材として準備するマザー基板に従来技術の別例で示したような細孔１１１（図７、図８参照）を予め形成することは一切無いため、マザー基板は汎用性に優れ、また、マザー基板の取扱いにそれ程慎重性は要求されない。

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、外郭シール材３、貫通孔用シール材４をいずれもアレイ基板１上に形成するようにしているが、いずれか一方をＣＦ基板２上に形成するようにしても構わないし、いずれもＣＦ基板２上に形成しても構わない。

本発明は、アナログ指示器用の液晶パネルの製造に有用である。

本発明の一実施形態である液晶パネルの製造方法を説明するための製造手順を示す断面図である。 図１での製造手順における液晶パネルの分解斜視図である。 図１の製造手順で得られた液晶パネルの構造を示す断面図である。 従来一般の液晶パネルの構造を示す断面図である。 図４の液晶パネルの製造手順を示す断面図である。 図５での製造手順における液晶パネルの分解斜視図である。 図４の液晶パネルの製造手順の別例を示す断面図である。 図７での製造手順における液晶パネルの分解斜視図である。 従来の液晶パネルの製造手順の他の例を示す断面図である。 図９での製造手順における液晶パネルの分解斜視図である。 図９の製造手順で得られた液晶パネルの構造を示す断面図である。

符号の説明

１ アレイ基板
２ ＣＦ基板
３ 外郭シール材
４ 貫通孔用シール材
５ 液晶
６ 指針
７ 支持軸
８ アレイ基板の貫通孔
９ ＣＦ基板の貫通孔
１０ 貫通孔用シール材の貫通孔

Claims (1)

1. 互いに貼り合わされた一対の基板の間に液晶が封入されて成り、前記液晶が封入されている領域内に指針の支持軸を通すための貫通孔が形成されている液晶パネルの製造方法であって、
   前記基板のうちのいずれか一方の基板上に、前記液晶が封入される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状の外郭シール材を形成する工程と、
   前記基板のうちのいずれか一方の基板上に、前記支持軸が貫通する予定の位置に、前記外郭シール材よりも硬化温度の高い貫通孔用シール材を点状で形成する工程と、
   前記外郭シール材と前記貫通孔用シール材が互いの間に挟み込まれるように前記基板同士を重ね、互いを押圧しながら、前記外郭シール材の硬化温度よりも高くて前記貫通孔用シール材の硬化温度よりも低い温度で所定時間加熱し、その後、前記貫通孔用シール材の硬化温度よりも高い温度で所定時間加熱する工程と、
   前記外郭シール材の開口より液晶を注入して封入する工程と、
   前記基板及び前記貫通孔用シール材を同軸上に貫通する前記貫通孔を穿設する工程と、を含むことを特徴とする液晶パネルの製造方法。

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