JP2007264249A - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気光学装置における気泡による点欠陥異常を防止する電気光学装置を提供する
。
【解決手段】液晶装置には、２枚の基板１１，２１の間に液晶５０が封入される。素子基
板１１には、液晶５０を封入するためのシール部１２が枠状に表面の外周部に設けられて
いる。対向基板２１には、素子基板１１と貼り合わされたときに、シール部１２の一部が
入り込む溝部２２が設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関し、特に、滴下注
入法に係る電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器に関する。

従来より、電気光学装置である液晶表示装置を製造する場合に、一対の基板間に液晶層
を形成する方法として、滴下注入法がある。滴下注入法は、大型の基板間に、複数個の液
晶パネルに対応した複数の液晶層を形成する際に用いられる方法である。滴下注入法は、
貼り合わされた大型の基板から、いわゆる多数個取りが可能な液晶表示装置を製造する際
に用いられる方法である。

滴下注入法によれば、一方の基板にシール材を用いて枠状の複数のシール部を形成した
後、複数のシール部内に液晶を滴下し、その一方の基板に対して、他方の基板が減圧下で
重ね合せることにより、複数の液晶層が形成される。そして、複数のシール部を硬化させ
ることによって、基板の貼合せと液晶の注入及び封止とをほぼ同時に行なえ、比較的短時
間で複数の液晶層を形成することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１４９５３号公報

しかし、完全な真空中ではない、減圧下での２枚の基板の貼合せのため、２枚の基板と
シール部で囲まれた３次元領域内に気泡が閉じ込められる場合がある。図１２は、２枚の
基板とシール部内に気泡が閉じ込められる場合を説明するための概略断面図である。

図１２の（ａ）に示すように、表面上にシール部１０１が形成され、そのシール部の内
側に液晶１０２を滴下した素子基板１０３上に対して、減圧下で、対向基板１０４を近づ
けていく。液晶１０２に対向基板１０４が触れた後、さらに２枚の基板１０３、１０４が
近づいて行くと、図１２の（ｂ）に示すように、２枚の基板１０３，１０４を平面視する
方向からみると、液晶１０２は、素子基板１０３と対向基板１０４の間で広がって行く。

さらに２枚の基板１０３、１０４が近づくと、シール部１０１は、２枚の基板１０３，
１０４によって押し潰される。その２枚の基板が押し潰されて行く途中で、シール部１０
１が、液晶１０２との間の減圧下のわずかな空気を含んだ状態で、液晶１０２を閉じ込め
てしまい、図１２の（ｃ）に示すように、２枚の基板間に封入された液晶１０２の液晶層
の中に気泡１０５が生じてしまうことがあった。

このような気泡１０５は、液晶１０２の層内に留まるため、表示画像の表示品質の低下
を招く。例えば、液晶表示パネルにおいて、画像を表示させたときに、輝点不良が生じて
しまう。また、このような気泡１０５は、２枚の基板１０３，１０４間で移動する場合も
あり、気泡１０５が画像表示領域内に入ったり、出たりしてしまう場合もあった。すなわ
ち、上述したような構成にかかる電気光学装置である液晶表示装置では、その気泡１０５
により、画像表示領域内でいわゆる点欠陥の異常が引き起こされるという問題があった。

そこで、本発明は、電気光学装置における気泡による点欠陥異常を防止する電気光学装
置を提供することを目的とする。

本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板の一方の表面に複数の表示領域に対応
するように枠状のシール部を複数形成し、前記一対の基板の前記一方又は他方の基板面上
の前記表示領域に対応する位置に液晶を滴下し、大気圧よりも低い減圧下で前記一方の基
板と前記他方の基板とを貼り合わせて液晶の封入を行う多数個取りの電気光学装置の製造
方法であって、前記一方の基板と貼り合わされたときに、前記複数のシール部のそれぞれ
の一部が入り込むように、前記複数のシール部のそれぞれの形状に沿って、前記他方の基
板に複数の溝部を形成し、該複数の溝部のそれぞれに前記複数のシール部のそれぞれの一
部が入り込むように、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせることを特徴とす
る。
このような構成によれば、電気光学装置における気泡による点欠陥異常を防止する電気
光学装置を提供することができる。

また、本発明の電気光学装置の製造方法において、前記他方の基板上に前記複数のシー
ル部の位置に沿って金属膜を形成し、該金属膜上に絶縁膜を形成し、前記複数の溝部のそ
れぞれに前記複数のシール部のそれぞれの一部が入り込むような形状に絶縁膜をエッチン
グすることによって、前記複数の溝部を形成することが望ましい。
このような構成によれば、容易に溝を形成することができる。

本発明の電気光学装置は、液晶が封入された電気光学装置であって、前記液晶を封入す
るためのシール部が枠状に表面の外周部に設けられた第１の基板と、前記第１の基板と貼
り合わされたときに、前記シール部の一部が入り込む溝部を有する第２の基板とを有する
。
このような構成によれば、電気光学装置における気泡による点欠陥異常を防止する電気
光学装置を提供することができる。

また、本発明の電気光学装置において、前記溝部は、前記第２の基板の前記溝部が設け
られた表面に平行な底面部と、前記溝部が設けられた表面に直交する側面部とからなるこ
とが望ましい。
このような構成によれば、容易に溝を形成することができる。

また、本発明の電気光学装置において、前記溝部は、前記第２の基板の前記溝部が設け
られた表面に平行な底面部と、前記溝部が設けられた表面に対して所定の角度を有する斜
面を有する側面部とからなることが望ましい。
このような構成によれば、配向膜の配向特性を良くすることができる。

また、本発明の電気光学装置において、前記溝部は、前記第２の基板の前記溝部が設け
られた表面に平行な底面部と、段部を有する側面部とからなることが望ましい。
このような構成によれば、容易に溝を形成することができる。

本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を利用したものであることを特徴とする。

このような構成によれば、電気光学装置における気泡による点欠陥異常を防止する電子
機器を提供する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
まず図１に基づき、本実施の形態に係わる液晶装置の構成を説明する。以下の実施の形
態は、本発明の電気光学装置を液晶装置に適用したものである。なお、以下の説明に用い
た各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮
尺を異ならせてある。

本実施の形態の電気光学装置は、大型の２枚の基板、すなわち複数の液晶装置を1回で
製造可能な２枚の基板を貼り合わせ、その後、スクライブすることによって分断して、複
数の液晶装置として製造される。図１は、大型の２枚の基板の貼り合わせを説明するため
の図である。図２は、２枚の基板を貼り合わせた状態の液晶装置の斜視図である。

図１に示すように、大型の素子基板１１の片側の表面には、例えば、複数のTFT素子な
どが形成され、表面上には、配向膜が形成されている。素子基板１１の表面上には、各液
晶装置において電気光学材料である液晶を封入するためのシール材により枠状に形成され
たシール部１２が設けられている。各液層装置の表示領域は、素子基板１１を平面視した
ときに、一筆書き状で矩形形状のシール部１２の内側に位置する。また、大型の基板の貼
り合わせのために、複数のシール部１２を囲むように、ダミーのシール部１３が、素子基
板１１の表面上に設けられている。ダミーシールは、大型の２枚の基板間に形成される複
数の液晶装置のセルギャップを互いに等しくするためのものである。

素子基板１１の複数のシール部１２が設けられた表面と対向する、対向基板２１の表面
上には、対向基板２１と素子基板１１を貼り合わせたときに、素子基板１１上の複数のシ
ール部１２の一部が入り込むそれぞれの位置に、枠状のシール部１２の形状に沿って、断
面形状が凹部である溝部２２が設けられている。対向基板２１上には、液晶装置毎にいわ
ゆる額縁と言われる遮光領域（図示せず）が矩形の枠状に設けられている。複数の溝部２
２は、それぞれ、複数の液晶装置のそれぞれの遮光領域の外側に、各遮光領域を囲むよう
に設けられる。対向基板２１の表面上には、全面に渡って配向膜が形成されている。

素子基板１１上の各シール部１２の内側に液晶が滴下され、その素子基板１１に対して
、対向基板２１が大気圧よりも低い減圧環境下で重ね合せることにより、図２に示すよう
に、２枚の基板間に、それぞれに液晶層が形成された複数の液晶装置が製造される。貼り
合わされた２枚の基板を、いわゆるスクライブ等の手段によって分断することによって、
大型の２枚の基板から、複数の液晶装置が得られる。

次に各液晶装置における溝部２２とシール部１２の構成と、２枚の基板の貼り合わせ工
程について説明する。
図３は、図２のIII-III線に沿った断面図である。素子基板１１と対向基板２１が貼り
合わされたときに、シール材が矩形形状に塗布されて形成されたシール部１２の一部が対
向基板２１側の矩形状に形成された溝部２２内に入り込むような位置関係になるように、
シール部１２と溝部２２は設けられている。なお、シール部１２のシール材は、ここでは
紫外線硬化型の接着剤であり、２枚の基板が貼り合わされた後に、紫外線を照射すること
によって硬化する。図３に示すように、液晶５０は、シール部１２と素子基板１１と対向
基板２１とによって閉じ込められ、液晶５０の層が２枚の基板間に形成される。

図４を用いて、素子基板１１と対向基板２１の貼り合わせ工程を説明する。図４は、素
子基板１１と対向基板２１の貼り合わせ工程を説明するための概略断面図である。

図４の（ａ）に示すように、表面上に矩形状のシール部１２が形成され、そのシール部
１２の内側に液晶５０を滴下した素子基板１１上に対して、減圧下で、対向基板２１を近
づけていく。シール部１２は、例えば、素子基板１１表面からの高さｄ１が１５μｍであ
り、幅ｄ２が０．１ｍｍとなるように、シール材を塗布することによって形成される。

対向基板２１の素子基板１１側の表面には、素子基板１１と対向基板２１が貼り合わさ
れた２枚の基板を平面視したときに、複数の溝部２２がそれぞれシール部１２に重なるよ
うに形成されている。より具体的には、図３に示すように溝部２２の中にシール部１２の
突出部が入り込み、かつ所定のセルギャップになったときに溝部２２内の表示領域側に液
晶５０が入り込める隙間２３が形成されるような位置関係あるいは形状に、シール部１２
と溝部２２が配置あるいは形成されている。例えば、溝部２２の深さｄ３は、１０μｍか
ら５０μｍ（ここでは１０μｍ）であり、溝部２２の幅ｄ４は１ｍｍである。

液晶５０に対向基板２１が触れた後、さらに２枚の基板１１、２１が相対的に近づいて
行くと、図４の（ｂ）に示すように、２枚の基板１１，２１を平面視する方向からみると
、液晶５０は、素子基板１１と対向基板２１の間で広がって行く。

さらに２枚の基板１１、２１が相対的に近づくと、シール部１２は、硬化する前なので
、２枚の基板１１，２１によって押し潰されて変形する。素子基板１１と対向基板２１が
貼り合わされて２枚の基板間が所定のセルギャップとなったときに、液晶５０は、シール
部１２と溝部２２との間の隙間２３に液晶が入り込んだ状態で、液晶５０は２枚の基板間
に封止される。

図５を用いて、その液晶５０が２枚の基板間に封止された状態を説明する。
図５は、図３の点線Ｖで示す部分の断面図である。図５は、シール部１２と溝部２２の
位置関係あるいは形状を説明するための部分断面図である。図５に示すように、溝部２２
の断面形状は、凹形である。素子基板１１と対向基板２１が貼り合わされて２枚の基板間
が所定のセルギャップとなったときに、溝部２２内の表示領域側であって、シール部１２
と溝部２２との間の隙間２３に液晶が入り込んだ状態で、液晶５０は２枚の基板間に封止
される。なお、素子基板１１と対向基板２１が貼り合わされて２枚の基板間が所定のセル
ギャップとなったときに、溝部２２内の表示領域とは反対側には、隙間２３のような隙間
２４はなくてもよい。例えば、図５において、シール部１２は、溝部２２内の表示領域と
は反対側では、点線１２ａで示したように溝部２２内からはみ出してもよい。これは、シ
ール部１２の中心を、溝部２２の中心よりも外周側にずらしてシール材を塗布することに
よって、２枚の基板が貼り合わされたときに、溝部２２内の表示領域とは反対側に隙間が
ないようにシール部１２を形成することができる。

しかし、図４に戻って、その２枚の基板の距離が短くなって行く途中で、シール部１２
が、液晶５０との間の減圧下のわずかな空気を含んだ状態で、液晶５０を閉じ込めてしま
い、図４の（ｃ）に示すように、２枚の基板間に封入された液晶５０の液晶層の中に気泡
５１が入り込んでしまうことがある。具体的には、１５μｍの高さのシール部１２に対向
基板２１が触れたときに、液晶５０とシール部１２との間に空間が存在していると、対向
基板２１と素子基板１１とシール部１２によって、僅かな空気が閉じ込められた状態とな
る。その状態で、さらに対向基板２１と素子基板１１との間の距離が短くなっていくと、
閉じ込められた僅かな空気は、逃げ道がなく、液晶５０とシール部１２の間に閉じ込めら
れてしまう。最終的には、例えばセルギャップｄ５が２μｍ程度までになるまで、対向基
板２１は素子基板１１に対して相対的に近づけられるが、その僅かな空気が気泡となって
、液晶５０の層内に生じる。すなわち、対向基板２１は素子基板１１に対して相対的に近
づくにつれて、液晶５０は徐々にシール部１２に向かって広がっていくが、途中で閉じ込
められた僅かな空気は、逃げ道がなく、液晶５０とシール部１２の間に閉じ込められてし
まい、結果として、気泡が液晶５０の層内に残ってしまう。

表示領域に気泡があると、例えばプロジェクタ等の表示装置として液晶装置が利用され
たときには、スクリーン等に画像が拡大表示されるため輝点不良となってしまう。携帯電
話等の表示装置に液晶装置が利用されたときにも、輝点不良の大きさによっては、表示品
質が所定のレベルに達しないこともあり得る。

しかし、図４（ｃ）に示すように、気泡５１は、シール部１２の表示領域側であって、
溝部２２とシール部１２の間の隙間に入り込んでトラップされる。図６は、気泡が溝部２
２とシール部１２の間の隙間に入り込んでトラップされた状態を説明するための図である
。

従って、気泡５１は、シール部１２と溝部２２との間の隙間２３に入り込んでトラップ
された状態となるため、気泡５１は、液晶装置の表示領域に移動することはない。

次に、対向基板２１の表面に溝部２２を設ける方法について説明する。
図７と図８は、対向基板２１の表面に溝部２２を設ける方法を説明するため図である。
図７に示すように、ガラス基板である対向基板２１の表面には、アルミニウム等の金属材
料からなる枠形状部３１が、各シール部１２の形状に沿って形成する。なお、上述したよ
うに、額縁として遮光膜３６は、枠形状部３１の内側に設けられている。さらに、いわゆ
るブラックマトリクス部３７が、遮光膜３６の内側であって、液晶装置の表示領域に設け
られている。

そして、対向基板２１の全面にシリコン酸化膜（SiO2）の絶縁層３２を蒸着などにより
設ける。さらに、図７の点線で示すように、絶縁層３２の溝部２２を形成する場所に、フ
ォトレジストを用いて、エッチングにより溝３３を形成する。

そして、図８に示すように、透明電極膜(ITO膜)３４を設け、さらにそのITO膜３４の上
から配向膜３５を設ける。その結果、溝部３３に沿った溝部２２を対向基板２１上に形成
することができる。
なお、ガラス基板である対向基板２１の表面を、レジストにより溝部２２の形状に沿っ
たパターニングをしておき、フッ酸によってエッチング処理によって形成するようにして
もよい。

以上のように、本実施の形態によれば、液晶装置の液晶層内に発生した気泡を溝部内に
トラップするようにしたので、液晶装置における輝点不良などの点欠陥の異常を防止する
ことができる。

次に本実施の形態の変形例を説明する。

図９は、第１の変形例に係る液晶装置のシール部と溝部の位置関係あるいは形状を説明
するための部分断面図であり、図３の点線Ｖで示す部分に対応する部分の断面図である。

図９に示すように、溝部２２Aは、対向基板２１の表面に対して平行な表面を有する底
面部２２Aaを有する。底面部２２Aaが、対向基板２１の表面に対して平行な理由は、シー
ル材内に混入されているビーズによるセルギャップ値を正確に維持するためである。

そして、溝部２２Aは、溝部２２Aの底面部２２Aaの面に対して直交しない、所定の角度
θを有する側壁表面部２２Abを有する。すなわち、溝部２２Aの断面形状においては、溝
部２２Aの開口部の幅よりも底面部２２Aaの幅がせまくなる斜面の側面部を、溝部２２Aは
有している。これは、対向基板２１の表面の配向膜をラビングしたときに、配向品質が、
図５のような側壁表面部が底面部の面に対して直交する場合に比べて、良くなるようにす
るためである。図５に示す断面形状の溝２２は容易に形成することができるが、図９に示
す断面形状の溝２２Aは、配向膜の配向特性もよい。

図１０は、第２の変形例に係る液晶装置のシール部と溝部の位置関係あるいは形状を説
明するための部分断面図であり、図９と同様に、図３の点線Ｖで示す部分に対応する部分
の断面図である。

図１０に示すように、溝部２２Bは、対向基板２１の表面に対して平行な表面を有する
底面部２２Baを有する。溝部２２Bは、側面部に、段部２２Bbを有する。このような形状
でも、上述した実施の形態と同様の効果を生じる。なお、ここでは、段部２２Bbは、１つ
であるが、２以上あってもよい。図１０に示す断面形状の溝２２Bは容易に形成すること
ができる
図１１は、本実施形態に係わる液晶装置を、電子機器としての液晶プロジェクタに応用
した
次に、以上詳細に説明した液晶装置をライトバルブとして用いた電子機器の一例たる投
射型カラー表示装置の例について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。
ここに、図１１は、投射型カラー表示装置の説明図である。

図１１において、本実施の形態における投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェ
クタ１１００は、駆動回路がＴＦＴアレイ基板１０上に搭載された液晶装置１を含む液晶
モジュールを３個用意し、それぞれＲＧＢ用のライトパルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１０
０Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ１１００では、
メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２から投射光が発せられると
、３枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロックミラー１１０８によって、ＲＧＢの三原
色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１
００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。この際、特に、Ｂ光は、長い光路による光損失
を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３及び出射レンズ１１２４から
なるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００
Ｇ及び１００Ｂによりそれぞれ変調された三原色に対応する光成分は、ダイクロックプリ
ズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０
にカラー画像として投射される。そして、投射されたカラー画像は、配向不良の少ない液
晶装置によって形成されるので、画質のよいカラー画像となる。

なお、本実施の形態に係る電気光学装置が適用できる電子機器としては、投射型カラー
表示装置（プロジェクタ）の他に、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants(携帯情
報端末)、携帯型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、車載用モニタ、デジタルビ
デオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型もしくは直視型ビデオテープレコーダ、カ
ーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーシ
ョン、テレビ電話機、POS端末機等がある。

また、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴを利用したアクティブマトリクス型の液晶表示
装置だけでなく、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶表示パ
ネル、さらに、パッシブマトリクス型の液晶表示装置等の各種の電気光学装置においても
本発明を同様に適用することが可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、電気光学装置における気泡による点欠陥異常を
防止する電気光学装置を提供することができる。特に、電気光学装置の高画素化が進展す
ると、より電気光学材料内の気泡の問題が顕著になると考えられるので、本実施の形態に
係る電気光学装置は、本実施の形態に係る電気光学装置、及びそれを用いた電子機器にお
いては、有効となる。
なお、溝部の深さｄ３と幅ｄ４のそれぞれの値は、電気光学装置の製造工程における電
圧された圧力値、あるいはシール部の高さｄ１と幅ｄ２に応じて、変更される。

また、以上の説明では、液晶の滴下は、素子基板１１上に行ったが、対向基板２１の基
板表面上の表示領域に対応する位置に行ってもよい。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範
囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施の形態に係わる２枚の基板の貼り合わせを説明するための図。 本発明の実施の形態に係わる液晶装置の斜視図。 図２のIII-III線に沿った断面図。 素子基板と対向基板の貼り合わせ工程を説明するための概略断面図。 図３の点線Ｖで示す部分の断面図である。 気泡がトラップされた状態を説明するための図。 対向基板の表面に溝部を設ける方法を説明するため図。 対向基板の表面に溝部を設ける方法を説明するため図。 第１の変形例に係る液晶装置の部分断面図。 第２の変形例に係る液晶装置の部分断面図。 投射型カラー表示装置の説明図。 ２枚の基板とシール部内に気泡が閉じ込められる場合を説明する概略断面図。

符号の説明

１１ 素子基板、１２ シール部、１３ ダミーシール、２１ 対向基板、２２、２２A
、２２B 溝部、２３、２４ 隙間、３１ 枠、５０ 液晶、５１ 気泡

Claims (7)

1. 一対の基板の一方の表面に複数の表示領域に対応するように枠状のシール部を複数形成
   し、前記一対の基板の前記一方又は他方の基板面上の前記表示領域に対応する位置に液晶
   を滴下し、大気圧よりも低い減圧下で前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせて
   液晶の封入を行う多数個取りの電気光学装置の製造方法であって、
   前記一方の基板と貼り合わされたときに、前記複数のシール部のそれぞれの一部が入り
   込むように、前記複数のシール部のそれぞれの形状に沿って、前記他方の基板に複数の溝
   部を形成し、
   該複数の溝部のそれぞれに前記複数のシール部のそれぞれの一部が入り込むように、前
   記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせることを特徴とする電気光学装置の製造方
   法。
2. 前記他方の基板上に前記複数のシール部の位置に沿って金属膜を形成し、該金属膜上に
   絶縁膜を形成し、前記複数の溝部のそれぞれに前記複数のシール部のそれぞれの一部が入
   り込むような形状に絶縁膜をエッチングすることによって、前記複数の溝部を形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の製造方法。
3. 液晶が封入された電気光学装置であって、
   前記液晶を封入するためのシール部が枠状に表面の外周部に設けられた第１の基板と、
   前記第１の基板と貼り合わされたときに、前記シール部の一部が入り込む溝部を有する
   第２の基板とを有することを特徴とする電気光学装置。
4. 前記溝部は、前記第２の基板の前記溝部が設けられた表面に平行な底面部と、前記溝部
   が設けられた表面に直交する側面部とからなることを特徴とする請求項３記載の電気光学
   装置。
5. 前記溝部は、前記第２の基板の前記溝部が設けられた表面に平行な底面部と、前記溝部
   が設けられた表面に対して所定の角度を有する斜面を有する側面部とからなることを特徴
   とする請求項３記載の電気光学装置。
6. 前記溝部は、前記第２の基板の前記溝部が設けられた表面に平行な底面部と、段部を有
   する側面部とからなることを特徴とする請求項３記載の電気光学装置。
7. 請求項３から６のいずれか一つに記載の電気光学装置を用いた電子機器。
   

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