JP2007171622A

JP2007171622A - 表示装置の製造方法及び表示装置

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Publication number: JP2007171622A
Application number: JP2005370038A
Authority: JP
Inventors: Manabu Abiru; 学阿比留; Takayuki Natsume; 隆行夏目; Naru Usukura; 奈留臼倉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】装置の薄型化を可能とし且つ製造効率の良好な表示装置の製造方法及びそれを用いて製造した表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１０の製造方法は、各々、複数の表示セル形成予定部位１４を有するＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２を準備するステップと、ＴＦＴ基板１１上に、複数の表示セル形成予定部位１４をそれぞれ閉じた状態に囲むようにシール材１５を設けるステップと、シール材１５を設けたＴＦＴ基板１１の複数の表示セル形成予定部位１４のそれぞれに液晶材料を供給するステップと、液晶材料を供給したＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２とを貼り合わせて複数の表示セルを形成するように貼り合わせ基板１６を作製するステップと、貼り合わせ基板１６の表面に偏光子７０を直接設けるステップと、偏光子７０を直接設けた貼り合わせ基板１６を表示セルごとに分断するステップと、を備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、表示装置の製造方法及び表示装置に関する。

液晶表示装置を製造する際には、その表示パネル内に液晶材料を充填する工程及び表示パネルに偏光板を貼り付ける工程が存在する。

ここで、従来、貼り合わせ基板間に液晶材料を供給する方法は、ディップ方式やディスペンサ方式が用いられている。これらの方法では、シール材を介して貼り合わされたマザーガラス基板を個別パネルごとに分断し、シール材の開口部から液晶材料を充填する。その後、液晶材料を充填したシール材の開口部を封止している。

また、マザーガラスから個別に分断されたパネル基板に対し、それらに偏光板を貼り付けた後、液晶材料を介して貼り合わせて表示パネルを作製している。

ところが、このような方法では、一枚の大判のマザーガラスから多数の個別パネルを切り出してパネル基板を作製している現状を鑑みると、それぞれの個別パネルごとに偏光板を貼り付け、さらに液晶注入を行うのでは、製造効率が非常に悪いという問題がある。

さらに、パネル基板に偏光板を貼り付けた後に、数種の高温度の熱処理を施しているため、偏光板がその温度に耐えられない。また、偏光板を個別パネルに貼り付けたパネル基板を、それぞれ貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する際に、その位置精度を良好に保つことが困難であるという問題もある。

このような問題に対し、例えば、特許文献１では、第１の基板の表面にシール材を環状に描画する工程と、前記第１の基板の環状に描画された前記シール材の内側の領域、または、第２の基板の前記第１の基板に環状に描画された前記シール材の内側の領域に対応する領域に液晶を供給する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合せて貼り合わせ基板とする基板貼合せ工程と、前記第１の基板および前記第２の基板のうち少なくとも一方に偏光板を貼り付ける偏光板貼付工程と、前記貼り合わせ基板を複数の液晶パネルの形状に分割する分割工程とを有するものが開示されている。

特許文献１に記載された技術では、大判のマザーガラスに予め表示素子等で複数の表示セル形成予定部位を形成しておき、一滴充填方式によりそれら複数の表示セル形成予定部位に液晶材料を滴下供給する。ここで、一滴充填方式（滴下貼り合わせ方式ともいう）とは、シールパターンに開口部を設けずに貼り合わせる前の一方の基板のシールパターン枠内に液晶材料を滴下し、減圧下で一対の基板を重ね合わせて貼り付ける方式である。次に、マザーガラスを貼り合わせて貼り合わせ基板を作製し、その後、この貼り合わせ基板の表面に偏光板を貼り付ける。次いで、表示セル形成予定部位ごとに貼り合わせ基板を分断して複数の個別パネルを作製している。

このため、個別パネルごとに減圧下で液晶注入手段を用いて液晶材料を充填する必要がなく、液晶材料を充填する際のタクトタイムが飛躍的に短縮できるという利点がある。

また、偏光板の貼り付けを、貼り合わせ基板を作製した後に行っているため、偏光板が高温度の熱処理によって性能不良となるおそれが生じない。
特開2004-4636号公報

ここで、近年、携帯電話、デジタルスチルカメラ等のモバイル機器の発達に伴い、液晶表示パネルにもミクロン単位の薄さが求められているなど、表示装置の薄型化に対する要求が高まっている。しかしながら、上記特許文献１に示されるような技術では、図１２に示すように、液晶表示パネルを構成する貼り合わせ基板上に偏光板が形成されており、さらにその偏光板は、両面に保護フィルタが設けられている。このため、表示装置の薄型化に対する要求に対応できないおそれがある、という問題がある。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置の薄型化を可能とし且つ製造効率の良好な表示装置の製造方法及びそれを用いて製造した表示装置を提供することである。

本発明に係る表示装置の製造方法は、各々、複数の表示セル形成予定部位を有する第１及び第２基板を準備するステップと、第１基板上に、複数の表示セル形成予定部位をそれぞれ閉じた状態に囲むようにシール材を設けるステップと、シール材を設けた第１基板又は第２基板の複数の表示セル形成予定部位のそれぞれに表示媒体を供給するステップと、第１及び第２基板のうち表示媒体を供給した一方と他方とを貼り合わせて複数の表示セルを形成するように貼り合わせ基板を作製するステップと、貼り合わせ基板の少なくとも一方の表面に偏光子を直接設けるステップと、偏光子を直接設けた貼り合わせ基板を表示セルごとに分断するステップと、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る表示装置は、第１基板と、第１基板に対して表示媒体層を介して貼り合わされた第２基板と、第１基板と第２基板との間において表示媒体層をそれぞれ閉じた状態に囲むように設けられたシール材と、第１基板及び第２基板の少なくとも一方の表面に直接設けられた偏光子と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、装置の薄型化を可能とし且つ製造効率の良好な表示装置の製造方法及びそれを用いて製造した表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０及び液晶表示装置１０の製造方法を図に基づいて説明する。

尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

（液晶表示装置１０の製造方法）
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の製造方法のフローチャートを示す。このフローチャートに沿って、液晶表示装置１０の製造方法の各ステップについて詳細に説明する。

（ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２の準備ステップ）
まず、図２に示すように、矩形状等に形成された大判のマザーガラス１３に公知の成膜工程により、画素電極やトランジスタ等の不図示の薄膜トランジスタ基板（ＴＦＴ基板１１）構成素子をマトリクス状に設け、複数の表示セル形成予定部位１４を有するＴＦＴ基板１１を形成する。

次に、矩形状等に形成された大判のマザーガラス１３に公知の成膜工程により、対向電極やカラーフィルタ等のカラーフィルタ基板（ＣＦ基板１２）構成素子をマトリクス状に設け、複数の表示セル形成予定部位１４を有するＣＦ基板１２を形成する。

（シール材配置ステップ）
次に、ＴＦＴ基板１１において、複数の表示セル形成予定部位１４をそれぞれ閉じた状態に囲むようにシール材１５を配置する。シール材１５は、ディスペンサによって小型シリンジから塗布してもよく、スクリーン印刷によって印刷するものでもよい。

（液晶滴下及び基板貼り合わせステップステップ）
次に、ディスペンサ等を用いて、液晶材料をシール材１５の内方、即ち複数の表示セル形成予定部位１４に滴下する。続いて、図３に示すように、液晶材料が滴下されたＴＦＴ基板１１にＣＦ基板１２を位置合わせして貼り合わせ、貼り合わせ基板１６を作製する。この工程は真空中で行われる。次いで、貼り合わせ基板１６を大気中に戻すと基板間の液晶材料が大気圧により拡散する。次に、シール材１５の配置領域に沿ってＵＶ光源を移動させながらＵＶ光をシール材１５に照射し、シール材１５を硬化させる。このようにして、拡散した液晶材料を貼り合わせた２枚の基板（貼り合わせ基板１６）間に封止することにより、複数の液晶セルを形成する。

（偏光板貼り付けステップ）
次に、貼り合わせ基板１６の表面を洗浄する。次いで、偏光板１７を偏光板貼り付け装置１８によって貼り合わせ基板１６の表面に貼り付ける。ここで、図４に偏光板貼り付け装置１８を示す。偏光板貼り付け装置１８の偏光板供給ロール１９はリール２０に支持されている。リール２０は保持手段２１によって支持されている。偏光板１７は、セパレータ３８と重ね合わせられた複合体２２の状態で偏光板供給ロール１９として巻かれた状態で供給されているので、まず、複合体２２のまま偏光板供給ロール１９から引出す。複合体２２は偏光軸検出器２６を通過する。偏光軸検出器２６は、偏光板１７の偏光軸の方向を検出する。次いで、切断用ステージ２３上で、偏光板切断用カッター刃２４が複合体２２に向けて降下し、セパレータ３８を残して上側にある偏光板１７（保護フィルタ２５及び偏光子７０）だけを切断する。続いて、セパレータ３８を剥離部材２７によって偏光板１７とは異なる向きに導いて巻取りロール２８に巻き取る。偏光板１７はセパレータ３８から剥がれて進むが、ガイドローラ２９に押さえられて進行方向をやや下向きに修正される。偏光板貼付ヘッド３０は、圧着ローラ３１、吸着台３２および位置検出センサ３３を含む。次に、偏光板１７は、吸着台３２の表面をすべりながら、圧着ローラ３１の下側を通過して位置検出センサ３３に検出されるまで案内される。このとき、偏光板貼付ステージ３４を上向きに移動させ、偏光板貼付ステージ３４に搭載している貼り合わせ基板１６と偏光板１７とを接合する。偏光板貼付ステージ３４を矢印で示す方向に移動させることによって偏光板１７を貼り合わせ基板１６に貼付けることができるこのようにして、偏光板１７の偏光子７０を直接貼り合わせ基板１６の表面に貼り付ける。

ここで、偏光板１７は、作製する液晶表示装置１０が反射型であれば、貼り合わせ基板１６の片面に対してのみ行えばよいが、液晶表示装置１０が透過型であれば、貼り合わせ基板１６の両面に対して行なう。

（貼り合わせ基板１６分断ステップ）
次に、貼り合わせ基板１６を各液晶セルごとに分断する。ここでは、図５に示した基板分断装置４０を用いた貼り合わせ基板１６の分断方法について説明する。

基板分断装置４０は、移動ユニット４１、刃物４２及びホイルカッタ４３で構成されている。移動ユニット４１は、刃物４２及びホイルカッタ４３と、偏光板１７の上面との距離を一定に保つように制御されている。

まず、移動ユニット４１を、貼り合わせ基板１６の表面上で内部に配置されている液晶セル同士の隙間に沿って移動させる。この移動に伴って、偏光板１７を刃物４２で削り取る。刃物４２としては、図６に示すように、その断面が９５〜１３５度の角度をなすように形成された彫刻刃のような形状をしたものを使用する。

刃物４２によって偏光板１７を削り取った跡には、図７及び図８に示すように、偏光板１７の切れ目として直下の基板が帯状に露出した帯状領域５０が形成される。刃物４２が偏光板１７を削ることによって生じた切りくずは、刃物４２に沿って除去される。

次いで、ホイルカッタ４３を、刃物４２によって形成された帯状領域５０に沿って移動させて、貼り合わせ基板１６に分断用の亀裂５２を形成する。

次に、貼り合わせ基板１６に機械的負荷を与えると、ホイルカッタ４３で形成した分断用の亀裂５２で貼り合わせ基板１６は、図９に示すように、簡単に各液晶表示パネル５３に分断される。尚、機械的負荷を与えなくても、貼り合わせ基板１６の表面をホイルカッタ４３で走査した時点で亀裂５２に沿って自然に貼り合わせ基板１６が分断される場合もある。

尚、貼り合わせ基板１６から得られる液晶表示パネル５３の枚数は限定されず、例えば数百枚の液晶表示パネル５３に分断してもよい。

（バックライト等取付ステップ）
次に、図１０に示すように、それぞれの液晶表示パネル５３にＦＰＣ５４（フレキシブルプリント基板）を接続し、バックライト５５及び必要であればケース等を取り付けることにより、複数の液晶表示装置１０を作製する。

（液晶表示装置１０の構成）
次に、上述の製造方法によって作製した液晶表示装置１０の構成について説明する。図１０は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０を示す。液晶表示装置１０は、バックライト５５、液晶表示パネル５３及びＦＰＣ５４で構成されている。

バックライト５５は、それぞれ矩形の平板状に形成された導光板、導光板の裏面に設けられた反射シート及び導光板の表面に設けられたレンズシート（いずれも不図示）で構成されている。

液晶表示パネル５３は、バックライト５５の上面に積層されている。液晶表示パネル５３は、それぞれ矩形の平板状に形成された、ＴＦＴ基板１１、ＴＦＴ基板１１の上面に積層されたＣＦ基板１２、ＣＦ基板１２の上面に設けられた偏光板１７及びＴＦＴ基板１１の下面に設けられた偏光板１７で構成されている。

ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２は、それらの間に液晶層５６、液晶層５６を閉じた状態に囲むように途切れることなく連続して配置されたシール材１５を介して貼り付けられている。

偏光板１７は、偏光子７０及び偏光子７０の片面に形成された保護フィルタ２５で構成されている。偏光板１７は、その偏光子７０が直接ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２にそれぞれ当接するように設けられている。

偏光子７０は、それぞれポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム等に、ヨウ素や染料などの二色性色素を吸着あるいは染色させ、高精度に一軸延伸し、配向させることによって光の吸収異方性を持たせている。

保護フィルタ２５は、偏光子７０がＰＶＡフィルム等の吸湿性や強度の点で問題があるため、偏光子７０の保護をするために偏光子７０の外表面に設けられている。保護フィルタ２５は、透明性が高く、光学特性に優れた三酢酸セルロース（ＴＣＡ）フィルムで形成されている。

本発明に係る液晶表示パネル５３は、上述の製造方法で示したように、偏光板１７を貼り合わせ基板１６に貼り付けた後に偏光板１７の部分的除去を行うことにより作製していることから、特有の痕跡（帯状領域５０）が残る。即ち、一般的な偏光板１７の加工はトムソン刃やスーパーカッター等で偏光板１７に対して垂直方向から切断を行うため、帯状領域５０の断面は、ほぼ９０度の角度をなしている。ところが、図７及び図８に液晶表示パネル５３の端部の斜視図及び断面図に示したように、本実施形態の偏光板１７の加工は彫刻刀状の刃物４２で行うため、帯状領域５０の断面は、図１１に示すように、その角度θが９５〜１３５度になっている。

また、本実施形態では、表示装置として、ＬＣＤ（liquid crystal display；液晶表示ディスプレイ）について示したが、これに限定されず、その他の偏光板をパネルディスプレイに用いる表示装置であってもよい。

（作用効果）
次に作用効果について説明する。

本実施形態に係る液晶表示装置１０の製造方法は、各々、複数の表示セル形成予定部位１４を有するＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２を準備するステップと、ＴＦＴ基板１１上に、複数の表示セル形成予定部位１４をそれぞれ閉じた状態に囲むようにシール材１５を設けるステップと、シール材１５を設けたＴＦＴ基板１１の複数の表示セル形成予定部位１４のそれぞれに液晶材料を供給するステップと、液晶材料を供給したＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２とを貼り合わせて複数の表示セルを形成するように貼り合わせ基板１６を作製するステップと、貼り合わせ基板１６の表面に偏光子７０を直接設けるステップと、偏光子７０を直接設けた貼り合わせ基板１６を表示セルごとに分断するステップと、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、貼り合わせ基板１６の表面に保護フィルムを介さずに偏光子７０を直接貼り付けるため、液晶表示装置１０をより薄く形成することができる。

さらに、大判のマザーガラス１３に形成した多数の表示セル形成予定部位１４に液晶材料を滴下供給するため、個別パネルごとに減圧下で液晶注入手段を用いて液晶材料を充填する必要がない。このため、液晶材料を充填する際のタクトタイムが飛躍的に短縮でき、製造効率が良好となる。

本実施形態に係る液晶表示装置１０は、ＴＦＴ基板１１と、ＴＦＴ基板１１に対して液晶層５６を介して貼り合わされたＣＦ基板１２と、ＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２との間において液晶層５６をそれぞれ閉じた状態に囲むように設けられたシール材１５と、ＴＦＴ基板１１及びＣＦ基板１２に直接設けられた偏光子７０と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、貼り合わせ基板１６の表面に保護フィルムを介さずに偏光子７０が直接貼り付けられているため、液晶表示装置１０がより薄く形成されている。

さらに、シール材１５がＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２との間において液晶層５６をそれぞれ閉じた状態に囲むように設けられているため、液晶材料は滴下注入方式によって充填されている。このため、大判のマザーガラス１３に形成した多数の表示セル形成予定部位１４に液晶材料を滴下供給し、マザーガラス１３を貼り合わせた後に分断するようにして液晶表示装置１０の液晶表示パネル５３を形成することができる。従って、個別パネルごとに減圧下で液晶注入手段を用いて液晶材料を充填しておらず、液晶材料を充填する際のタクトタイムが飛躍的に短縮されており、製造効率が良好となっている。

以上説明したように、本発明は、表示装置の製造方法及び表示装置について有用である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の製造方法のフローチャートである。大判のマザーガラス１３に形成されたＴＦＴ基板１１又はＣＦ基板１２の斜視図である。大判のマザーガラス１３に形成されたＴＦＴ基板１１とＣＦ基板１２とを貼り合わせる様子を示す図である。本発明の実施形態に係る偏光板貼り付け装置１８の概略図である。基板分断装置４０を用いた貼り合わせ基板１６の分断を示す概略図である。基板分断装置４０の刃物４２の斜視図である。貼り合わせ基板１６から偏光板１７を除去して帯状領域５０が形成された液晶表示パネル５３端部の概略図である。貼り合わせ基板１６から偏光板１７を除去して帯状領域５０が形成された液晶表示パネル５３端部の断面図である。分断されて個別の液晶表示パネル５３が形成された様子を示す図である。本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の概略図である。分断により作製された貼り合わせ基板１６端部の帯状領域５０の拡大図である。従来の液晶表示装置の概略図である。

符号の説明

１０液晶表示装置
１１ＴＦＴ基板
１２ＣＦ基板
１３マザーガラス
１４表示セル形成予定部位
１５シール材
１６貼り合わせ基板
１７偏光板
２５保護フィルタ
４２刃物
４３ホイルカッタ
５０帯状領域
５２亀裂
５３液晶表示パネル
５４ＦＰＣ
５５バックライト
５６液晶層
７０偏光子

Claims

各々、複数の表示セル形成予定部位を有する第１及び第２基板を準備するステップと、
上記第１基板上に、上記複数の表示セル形成予定部位をそれぞれ閉じた状態に囲むようにシール材を設けるステップと、
上記シール材を設けた第１基板又は上記第２基板の複数の表示セル形成予定部位のそれぞれに表示媒体を供給するステップと、
上記第１及び第２基板のうち表示媒体を供給した一方と他方とを貼り合わせて複数の表示セルを形成するように貼り合わせ基板を作製するステップと、
上記貼り合わせ基板の少なくとも一方の表面に偏光子を直接設けるステップと、
上記偏光子を直接設けた貼り合わせ基板を表示セルごとに分断するステップと、
を備えた表示装置の製造方法。
第１基板と、
上記第１基板に対して表示媒体層を介して貼り合わされた第２基板と、
上記第１基板と上記第２基板との間において上記表示媒体層をそれぞれ閉じた状態に囲むように設けられたシール材と、
上記第１基板及び上記第２基板の少なくとも一方の表面に直接設けられた偏光子と、
を備えた表示装置。