JP2008026416A - Method of manufacturing liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶を用いた機器の製造方法に関し、特に液晶表示素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a device using liquid crystal, and more particularly to a method for manufacturing a liquid crystal display element.
液晶セルは、表示のための透明電極や液晶を配向させるための配向膜を設けた2枚のガラス基板の間に液晶を挟みこんだ構造をしている。従来の方法ではこれら2枚のガラス基板はシール剤によりお互いに接着されている。従来のシール剤はガラスエッジからある程度の距離をおいて塗布されていた。ガラスエッジからある程度距離を置く理由は
(1) シールエッジの直線性が悪い場合、セルをガラス基板からスクライブ・カットする時にスクライブ線にシール剤の一部が掛かっていると、その部分を起点として所定のスクライブ線から外れてカットされてしまう危険性が大きくなる。
(2) 多面取りにした場合、隣り合ったセル間のシール剤の間をある程度距離を空けないとカット不良を起こしたり、隣り合ったシール剤がくっついてしまった時にはシール剤の焼成時に取り残された空気の膨張によりシール切れを起こしたりする。
などである。
The liquid crystal cell has a structure in which liquid crystal is sandwiched between two glass substrates provided with a transparent electrode for display and an alignment film for aligning liquid crystal. In the conventional method, these two glass substrates are bonded to each other with a sealant. Conventional sealing agents have been applied at some distance from the glass edge. Reasons for placing a certain distance from the glass edge are as follows: (1) If the seal edge has poor linearity, and a part of the sealant is applied to the scribe line when the cell is scribed / cut from the glass substrate, that part is the starting point. There is a greater risk of being cut off the predetermined scribe line.
(2) When multi-chamfering is used, if there is some distance between the sealing agents between adjacent cells, cut defects will occur, or if adjacent sealing agents stick together, they will be left behind during firing of the sealing agent. The seal may break due to expansion of the air.
Etc.
従って、従来の液晶セルではシールの外側にある程度(通常0.5mm〜1.0mm)のスペースを空けなければならないため、有効表示領域とセルエッジとの間隔をシール幅とシール外側の空間分取る必要がある。実用上この空間はデッドスペースとなっている。 Therefore, in a conventional liquid crystal cell, a certain amount of space (usually 0.5 mm to 1.0 mm) must be provided outside the seal, and therefore, the space between the effective display area and the cell edge must be divided by the seal width and the space outside the seal. There is. In practice, this space is a dead space.
液晶パネルのデザイン上もしくはスペース的に有効表示領域とセルエッジまでの距離を極力小さくしたいという要求や、資材の有効活用という観点から、デッドスペースを減らすことが望まれている。特に小型の携帯電子機器などではデッドスペースの少ない液晶セルの需要は高まっている。特開2003−255362号公報に、シール剤に重なるように上下基板にスクライブラインを入れ、液晶セルをカットする方法が提案されている。この方法では、シール剤外側のスペースが必要ないため、デッドスペースの減少が図れる。 In view of the design of the liquid crystal panel or in terms of space, it is desired to reduce the dead space from the standpoint of reducing the distance between the effective display area and the cell edge as much as possible and from the viewpoint of effective use of materials. In particular, in small portable electronic devices, the demand for liquid crystal cells with little dead space is increasing. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-255362 proposes a method of cutting a liquid crystal cell by inserting scribe lines on the upper and lower substrates so as to overlap the sealing agent. In this method, a space outside the sealant is not necessary, and therefore, the dead space can be reduced.
現在、デッドスペースを減らすための上記以外の方法も検討されている。本発明の目的は、デッドスペースを減らしつつ、不良率を抑えることのできる液晶表示素子の製造方法を提供することである。 Currently, other methods for reducing dead space are also being studied. The objective of this invention is providing the manufacturing method of the liquid crystal display element which can suppress a defect rate, reducing dead space.
本発明の一観点によれば、一対のガラス基板の少なくとも一方にシール剤を塗布する工程と、前記一対のガラス基板を重ね合わせ、前記シール剤を硬化させ、該一対のガラス基板を間隙をもって貼り合わせる工程と、前記一対のガラス基板表面において、硬化させた前記シール剤上略中心でスクライブした後、該一対のガラス基板を炉で加温する工程と、前記一対のガラス基板のスクライブされた面に衝撃を与え、または加圧を行うことにより該ガラス基板を切断し、ガラスエッジに前記シール剤が露出する配置とする工程とを含む液晶表示素子の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a step of applying a sealant to at least one of a pair of glass substrates, the pair of glass substrates are overlapped, the sealant is cured, and the pair of glass substrates are attached with a gap. A step of combining, a step of scribing at a substantially center on the cured sealant on the surface of the pair of glass substrates, and then heating the pair of glass substrates in a furnace, and a scribed surface of the pair of glass substrates A method of manufacturing a liquid crystal display element is provided, which includes a step of cutting the glass substrate by applying an impact to the substrate or pressurizing the glass substrate, and placing the sealing agent on the glass edge.
シール剤周辺のデッドスペースを減らすことができる。また、カット不良の発生率を抑えることができる。 Dead space around the sealant can be reduced. Further, the occurrence rate of cut defects can be suppressed.
(実施例1)
図1に、第1の実施例による液晶セルの切断工程を表した概念図を示す。本実施例は、図1に示すように、シール剤2の位置でガラス基板(大板)1をスクライブした後、大板1を加熱炉3で加温してからカットを行うことにより、カット不良を抑制して不良率を低減するものである。
(Example 1)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a cutting process of a liquid crystal cell according to the first embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 1, after scribing a glass substrate (large plate) 1 at the position of the
図2に、大板1から1面取りの液晶表示素子を作製する場合の基板構造を表した平面図を示す。大板1のほぼ中央に、シール剤2により囲まれた切り出す前の液晶セルが配置されている。シール剤2により囲まれた部分には液晶分子を配向させるための配向膜が塗布されており、その部分が有効表示領域4となる。ただしシール剤2際の配向が乱れることがあるので有効表示領域4はシール剤2内壁より0.5mm以上内側の領域となる。
FIG. 2 is a plan view showing a substrate structure in the case of manufacturing a one-chamfered liquid crystal display element from the large plate 1. A liquid crystal cell before being cut out surrounded by the
仕上がりの設計上のシール幅を1mmとすると、スクライブ・カットはシール剤2の中央で行う(端子のある辺は除く)ので、カット前のシール剤2の幅は2mmである。
Assuming that the seal width in the finished design is 1 mm, the scribing / cutting is performed at the center of the sealant 2 (excluding the side with the terminal), so the width of the
有効表示領域4を囲む矩形枠状のシール剤には1箇所以上の切れ目が設けられており、この切れ目の部分は後の工程である真空注入工程において液晶を導入する入り口となるため注入口5と呼ばれる。 The rectangular frame-shaped sealing agent surrounding the effective display area 4 is provided with one or more cuts, and the cuts serve as an inlet for introducing liquid crystal in a subsequent vacuum injection process. Called.
液晶表示素子の製造方法について説明する。酸化インジウムスズ(ITO)からなる電極を有する一対の大板1上にそれぞれ配向膜を塗布焼成する。その後それぞれの大板1を必要に応じてラビングする。 A method for manufacturing a liquid crystal display element will be described. An alignment film is applied and fired on each of the pair of large plates 1 having electrodes made of indium tin oxide (ITO). Thereafter, each large plate 1 is rubbed as necessary.
ラビング後の一対の大板1の少なくとも一方にエポキシ系熱硬化性のシール剤2を塗布し、さらにギャップコントロール材を散布した後一対の大板1を重ね合わせ、シール剤2を焼成して硬化させる。シール剤2により一対の大板1が貼り合わされ、大板間には液晶を収容するスペースができる。側面は注入口5を除いてシール剤2が壁の役割を果たす。
An epoxy-based
次に、大板1をスクライブする。スクライブには例えば超合金ホイールカッターを使う。スクライブ線6は、基本的にシール幅方向の中央に形成する。
Next, the large plate 1 is scribed. For example, a superalloy wheel cutter is used for scribing. The
液晶表示素子には、外部の駆動回路と接続する部分、すなわち端子7が存在する。本実施例では、1辺にのみ端子を有するいわゆる片端子型の液晶表示素子について説明する。端子7の属する辺のスクライブ線6は上下の基板で端子幅だけずれて形成される。すなわち、端子7を設けない基板側のスクライブ線6をシール剤2に沿わせ、他方の基板についてはシール剤2の外側に端子が出るようにスクライブ線6を形成する。他の辺のスクライブ線6については上下で同じ位置に形成する。
The liquid crystal display element has a portion connected to an external drive circuit, that is, a
次に、図1に示したように、スクライブした大板1を熱風循環型の加熱炉(恒温炉)3に入れ、120℃で10分間加温する。なお、加温する温度に関しては実験の結果、100℃以上が好ましいことが判っている。 Next, as shown in FIG. 1, the scribed large plate 1 is placed in a hot air circulation type heating furnace (constant temperature furnace) 3 and heated at 120 ° C. for 10 minutes. In addition, as for the temperature to heat, as a result of experiment, it turns out that 100 degreeC or more is preferable.
図3に、カット方法を表した概略断面図を示す。図3に示すように、シール剤2によって貼り合わされた一対の大板1を、スクライブ線6にならってカットする。カットは、大板1をゴム等の適度な弾性を有するステージ8上に置き、ゴム等の適度な硬さを有するスキージ9でスクライブ線6にならって上から押すか、もしくは上から叩くことにより行う。これにより、ガラス基板とともにシール剤2が切断され、液晶セルのエッジ(終端部)にシール剤2が配置される。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the cutting method. As shown in FIG. 3, the pair of large plates 1 bonded together with the
最後に液晶を注入し、注入口5を封止して液晶表示素子が完成する。
Finally, liquid crystal is injected, and the
図4に、完成した液晶表示素子の平面図を示す。寸法は、縦28.5mm×横85mm×厚さ1.4mmである。シール幅2mmの中央をスクライブ・カットしているので、セルのシール幅は1mmとなる。シール剤2の外側には余分なスペースを生じない。有効表示領域4はシール剤2の内壁から1mm内側の領域としている。従って有効表示領域4とセルエッジの距離は2mmとなり、有効表示領域4以外の、いわゆるデッドスペースを小さくすることができる。
FIG. 4 shows a plan view of the completed liquid crystal display element. The dimensions are 28.5 mm long x 85 mm wide x 1.4 mm thick. Since the center of the seal width of 2 mm is scribed and cut, the cell seal width is 1 mm. No extra space is created outside the
図5に、液晶表示素子の断面図を示す。上基板であるセグメント基板1Sと下基板であるコモン基板1Cとがシール剤2で接着されており、シール剤2を側面の壁として上下基板間に液晶12が封入されている。上基板1S(下基板1C)の下(上)には上部電極10t(下部電極10u)が形成されている。なお、下基板1Cと下部電極10uは端子となる部分があるので上基板1Sよりも縦ないし横の長さが長くなっており、シール剤2は上基板1Sの位置に合わせて塗布される。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the liquid crystal display element. A segment substrate 1S, which is an upper substrate, and a common substrate 1C, which is a lower substrate, are bonded with a
上下の電極10t、10uの内側にはそれぞれ配向膜11t、11uが形成されている。
なお、上下基板を接着する前に所定の量の液晶を予め滴下し、真空中で重ね合わせることにより注入口を設けることなく液晶表示素子を作製する滴下注入法と呼ばれる方法を用いても良い。 Note that a method called a dropping injection method may be used in which a predetermined amount of liquid crystal is dropped in advance before bonding the upper and lower substrates and a liquid crystal display element is manufactured without providing an injection port by superposing them in a vacuum.
図6に、滴下注入法による1面取りの基板構造を表した平面図を示す。図6に示すように、滴下注入法を用いた場合、注入口を設ける必要がないため、シール剤2は完全な矩形枠状となる。真空注入法と同様に、シール剤2の幅方向の中央にスクライブ線6を設ける。
(実施例2)
大板から同じ形状の複数の液晶表示素子を作製する、いわゆる多面取りの場合の実施例について説明する。
FIG. 6 is a plan view showing a one-chamfered substrate structure formed by a dropping injection method. As shown in FIG. 6, when the dropping injection method is used, it is not necessary to provide an injection port, so that the sealing
(Example 2)
An example in the case of so-called multi-chamfering, in which a plurality of liquid crystal display elements having the same shape are manufactured from a large plate will be described.
多面取りの方法として、通常面付け法とリバーシブル面付け法の2つの代表的な方法があるが、まず、リバーシブル面付け法を用いた多面取りを説明する。 There are two typical methods of multi-chamfering, a normal imposition method and a reversible imposition method. First, multi-chamfering using the reversible imposition method will be described.
図7に、リバーシブル面付け法による多面取りの面付けを表した平面図を示す。端子が属する方の基板をコモン基板、端子の属さない方の基板をセグメント基板とし、コモン基板を記号「A」で表し、セグメント基板を「B」で表す。リバーシブル面付け法は、一枚の大板上にコモン基板とセグメント基板を作りこむ方法であり、AとBとを並べた(例えば、AとBとを向かい合わせに縦に並べ、端子が真ん中に配置されるようにした)フォトマスクを用いて、図7に示すように、Aの列とBの列とを交互に面付けする。他方の大板も同じものが使用できる。ただし貼り合わせたときにAとBとが所定の関係で重ね合わさるように、方向に注意しなければならない。リバーシブル面付け法は、TN−LCD(ツイストネマチック液晶ディスプレイ)、STN−LCD(スーパーツイストネマチック液晶ディスプレイ)、垂直配向型LCD等に対して有効な方法である。 FIG. 7 is a plan view showing the multi-chamfering imposition by the reversible imposition method. The board to which the terminal belongs is the common board, the board to which the terminal does not belong is the segment board, the common board is represented by the symbol “A”, and the segment board is represented by “B”. The reversible imposition method is a method in which a common substrate and a segment substrate are formed on a single large plate, and A and B are arranged side by side (for example, A and B are arranged vertically and the terminals are in the middle) As shown in FIG. 7, the rows A and B are alternately imposed using a photomask (which is arranged in FIG. 7). The same can be used for the other large plate. However, attention must be paid to the direction so that A and B are overlapped with each other in a predetermined relationship when bonded. The reversible imposition method is an effective method for TN-LCD (twisted nematic liquid crystal display), STN-LCD (super twisted nematic liquid crystal display), vertical alignment type LCD and the like.
図8に、規定サイズ(縦150mm×横300mm×厚さ0.7mm)の大板1からリバーシブル面付け法により多面取りの液晶表示素子を作製する場合の構造を表す平面図を示す。端子7の属する辺はここでは1辺である。大板1にシール剤2により囲まれた多面取りの複数の矩形の液晶表示素子が画定されている。シール剤2の形状は単純な矩形枠ではなく、直線の3辺と、外側に凸の部分(注入口5)を含む1辺とで形成される枠形状である。
FIG. 8 is a plan view showing a structure in the case of manufacturing a multi-faced liquid crystal display element from a large plate 1 having a prescribed size (length 150 mm × width 300 mm × thickness 0.7 mm) by a reversible imposition method. Here, the side to which the
液晶表示素子の作成方法について説明する。酸化インジウムスズ(ITO)からなる複数の電極を有する一対の大板1上に液晶表示素子それぞれに対応する複数の配向膜を塗布焼成する。配向膜の平面寸法は完成後の有効表示領域の平面寸法と同じであり、シール剤2塗布のためのスペースを空けて形成する。その後大板1を必要に応じてラビングする。
A method for producing a liquid crystal display element will be described. A plurality of alignment films corresponding to the respective liquid crystal display elements are applied and fired on a pair of large plates 1 having a plurality of electrodes made of indium tin oxide (ITO). The planar dimension of the alignment film is the same as the planar dimension of the effective display area after completion, and is formed with a space for applying the
ラビング後の一対の大板1の少なくとも一方に、エポキシ系熱硬化性のシール剤2を切り出す液晶表示素子のサイズに合わせて塗布し、さらにギャップコントロール材を散布した後一対の大板1を重ね合わせ、シール剤2を焼成して硬化させる。シール剤2により一対の大板1が貼り合わされ、大板間には液晶を収容するスペースができる。側面は注入口5を除いてシール剤2が壁の役割を果たす。
The epoxy
次に、大板1をスクライブする。スクライブ線6は、基本的にシール幅方向の中央に形成する。しかし、多面取りにおいて真空注入法を用いる場合、注入口5の属する辺と、注入口5と向かい合う辺、及び端子の属する辺は、シール剤2上でスクライブすることができないため、矩形のうちの1辺のみシール剤2上にスクライブ線6を形成する。
Next, the large plate 1 is scribed. The
次に、図1に示したように、スクライブした大板1を熱風循環型の恒温炉3に入れ、120℃で10分間加温する。なお、加温する温度に関しては実施例1と同様である。
Next, as shown in FIG. 1, the scribed large plate 1 is placed in a hot air circulation type
次に、恒温炉から大板1を取り出した後、それぞれのスクライブ線6にならってカットする。カットの方法は実施例1と同様である。
Next, after taking out the large board 1 from a thermostat, it cuts according to each
カットしたそれぞれのセルに液晶を注入し、注入口5を封入して液晶表示素子が完成する。
Liquid crystal is injected into each cut cell, and the
図9に、完成した液晶表示素子の平面図を示す。寸法は縦28.5mm×横85mm×厚さ1.4mmである。シール剤2は、1辺のみがガラスエッジに配置されており、その幅は1mmである。ガラスエッジにシール剤2がない辺において、ガラスエッジからシール剤2までの距離は1mmである、シール剤2に囲まれた有効表示領域4の、シール剤2の内壁からの距離は1mmである。
FIG. 9 is a plan view of the completed liquid crystal display element. The dimensions are 28.5 mm long x 85 mm wide x 1.4 mm thick. As for the sealing
図10に、滴下注入法を適用した多面取りの液晶表示素子の作成方法における基板構造を表した平面図を示す。図10に示すように、端子7の属する辺を除いた3辺において、シール剤2上でカットが行われるようにスクライブ線6を形成する。このようにスクライブしてカットすると、図4に示したような液晶表示素子が完成し、デッドスペースが減少する。
FIG. 10 is a plan view showing a substrate structure in a method for producing a multi-panel liquid crystal display element to which the dropping injection method is applied. As shown in FIG. 10,
なお、多面取りの方法として、Aの列のみをスクライブした大板とBの列のみをスクライブした大板とを貼り合せる通常面付け法を用いても良い。
(比較例)
比較例として、スクライブ後の大板1の加温を行わない方法を行った。従来技術として、シール剤2の位置で大板1を加温せずにスクライブ・カットする方法が存在し、その方法は、加熱炉3で加温する工程を除いて上記実施例と同様である。この技術は1面取りおよび多面取りの両方に適用されている。
(比較例ここまで)
スクライブ・カット法では、基板1をカットする際、スクライブ線6から外れてカットされてしまうことがある。その際、作製された液晶表示素子の寸法が公差内に収まっていれば良品判定できるが、収まっていない場合、不良となる。また、シール剤2の幅が0.5mm未満となった場合も不良判定する。ただし、切断面の形状は特に限定はなく、例えば基板平面に対して斜めであっても、切断面が段差になっていても寸法が公差内に収まっていれば良品判定する。
In addition, as a multi-surface drawing method, a normal imposition method in which a large plate scribed only in the A row and a large plate scribed only in the B row may be used.
(Comparative example)
As a comparative example, a method of not heating the large plate 1 after scribing was performed. As a prior art, there is a method of scribing and cutting the large plate 1 without heating at the position of the sealing
(Comparative example up to here)
In the scribe / cut method, when the substrate 1 is cut, the substrate 1 may be cut off from the
不良の発生は、一対の大板1のスクライブ線6が上下でずれた時に起こりやすい。大板1のスクライブ線6の上下のずれによる不良の発生しやすさを調べるために、上記比較例において、上下基板のスクライブ線を0.5mmずらし、80セットの大板(1セットから12枚の液晶表示素子を切り出す)について不良の発生率(不良率)を調べた。上下スクライブ線のずれがない場合は不良率が1.2%だったのに対し、ずれがある場合の不良率は18.4%だった。
Defects are likely to occur when the
一方、本実施例を用いることにより、スクライブ線6が上下の大板で0.5mmずれた場合であっても、不良率が1.6%まで低減する効果が得られた。さらに追加実験を行ったところ、不良率を1.3%に抑えることができた。
On the other hand, by using this example, even when the
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、スクライブ線6は一対の大板の両方に形成したが、どちらか一方だけにスクライブしても、ガラス基板1とシール剤2とを切断することは可能である。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, although the
また、上記実施例においてはエポキシ系熱硬化性のシール剤2を採用したが、所定のシール性能が得られるのであれば、2液性やUV硬化性などのエポキシ系熱硬化性以外のシール剤の採用も可能であると考えられる。
Moreover, although the epoxy-type
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1 ガラス基板(大板)
1C コモン基板
1S セグメント基板
2 シール剤
3 加熱炉
4 有効表示領域
5 注入口
6 スクライブ線
7 端子
8 ステージ
9 スキージ
10t、10u 透明電極
11t、11u 配向膜
12 液晶
1 Glass substrate (large plate)
1C Common substrate
Claims (3)
前記一対のガラス基板を重ね合わせ、前記シール剤を硬化させ、該一対のガラス基板を間隙をもって貼り合わせる工程と、
前記一対のガラス基板表面において、硬化させた前記シール剤上略中心でスクライブした後、該一対のガラス基板を炉で加温する工程と、
前記一対のガラス基板のスクライブされた面に衝撃を与え、または加圧を行うことにより該ガラス基板を切断し、ガラスエッジに前記シール剤が露出する配置とする工程と
を含む液晶表示素子の製造方法。 Applying a sealant to at least one of the pair of glass substrates;
Overlaying the pair of glass substrates, curing the sealant, and bonding the pair of glass substrates with a gap;
On the surface of the pair of glass substrates, after scribing at substantially the center on the cured sealant, heating the pair of glass substrates in a furnace;
Manufacturing a liquid crystal display element including a step of applying an impact to the scribed surfaces of the pair of glass substrates or applying pressure to cut the glass substrates to expose the sealant on the glass edges. Method.
滴下注入法により液晶を前記一対のガラス基板の間に注入する工程を含む請求項1または2に記載の液晶表示素子の製造方法。 further,
The manufacturing method of the liquid crystal display element of Claim 1 or 2 including the process of inject | pouring a liquid crystal between said pair of glass substrates by the dripping injection method.
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