JP2008145634A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の液晶セルをマザー基板に形成するが、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を合わせる際、封着材が隣接する液晶セルにはみ出す。封着材のはみ出しを考慮して液晶セルを配置するので、マザー基板からの液晶セルの取得数が制限される。
【解決手段】液晶封入孔５を封着材３によって形成するが、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板を貼り合わせるさい、封着材３が隣接する液晶セルにはみ出さないように封入孔柱状スペーサ６を形成する。封着材３が隣接するセルにはみ出さないので、マザー基板内により多くの液晶セルを配置することが出来る。封入孔柱状スペーサ６は表示領域内のスペーサと同時に形成されるので製造コストの上昇は抑えられる。
【選択図】図５

Description

本発明は液晶表示装置に係り、マザー基板から多数の液晶セルを得ることができる構成に関する。

液晶表示装置では、製造コスト上の要請から、大きなガラス基板（マザー基板）に多数の液晶セルの基板を形成し、製造プロセスをマザー基板単位で行い、完成後、個々の液晶セルに切り離すということが一般化している。

液晶セルは画素電極や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ等が形成された対向基板とで構成される。ＴＦＴ基板は大きなＴＦＴマザー基板に多数割り付けられ、ＴＦＴマザー基板毎に製造プロセスを経て、多数のＴＦＴ基板が同時に形成される。同様に、対向基板は大きな対向マザー基板に多数割り付けられ、対向マザー基板毎に製造プロセスを経て、多数の対向基板が同時に形成される。

ＴＦＴマザー基板と対向マザー基板とは別々に製造され、各々が完成したところで、両基板を組み合わせる。このとき、個々のＴＦＴ基板または対向基板毎に有機樹脂からなる封着材によって各セル部に封着部を形成し、この個々の封着材によってＴＦＴマザー基板または対向マザー基板が貼り合わされる。ＴＦＴマザー基板と対向マザー基板が貼り合わされた後、個々の液晶セル毎に切り離される。

ＴＦＴマザー基板と対向マザー基板とを貼り合わせる前に、個々のＴＦＴ基板あるいは対向基板毎に封着材によって封着部が形成されるが、この封着部は個々の基板の周辺に形成される。ＴＦＴマザー基板を対向マザー基板と貼り合わせる際、両基板を圧着するが、このとき、封着材が横に広がる。封着材が横に広がると隣接する他の液晶セルに封着材がはみ出す危険がある。このようなはみ出しが起こると、ＴＦＴマザー基板と対向マザー基板とを貼り合わせた後、個々の液晶セルとして切り離す際に個々の液晶セルがうまく切り離すことが出来ないという問題が生ずる。したがって、従来はＴＦＴマザー基板上のＴＦＴ基板は封着材のはみ出しを見込んで一定のスペースをもって配置されていた。したがって、ＴＦＴマザー基板からＴＦＴ基板を取り出すことができる数が制限されていた。

このような問題点を対策する従来技術として例えば、「特許文献１」があげられる。「特許文献１」では個々の基板に封着材をディスペンサによって塗布する際、封着材のシール形状を工夫することによって干渉を防止する技術が開示されている。他の従来技術としては「特許文献２」が上げられる。「特許文献２」では個々の基板を切り離す際の封着材の干渉は液晶注入孔付近であることに着目し、液晶注入孔はマザー基板を個々の液晶セルに切り離した後に形成するという技術が開示されている。

特開平１０−２９３３１０号公報 特開平８−２０１８２５号公報

「特許文献１」では、封着材をコンピュータ制御によって正確に塗布する技術が開示されているが、封着材の干渉が特に問題となる液晶注入孔付近についは、隣接する液晶セルとの距離が小さいために、封着材がつぶれて隣接するセルと干渉を起こすという問題点は残る。したがって、隣接する液晶セルに対して封着材がはみ出すという問題を防ぐためには、隣接する液晶セルどおしを、距離をもって配置しなければならないという問題がある。そうするとマザー基板から取り出すことが出来る液晶セルの数が減る。「特許文献１」の実施例２にはディスペンサによる塗布の開始部と終端部にドット状の封着材を設ける開示があるが、このドット状の封着材もＴＦＴマザー基板と対向マザー基板を貼り合わせる際、広がるために、本質的には同様な問題点を持っている。
「特許文献２」ではマザー基板から個々の液晶セルに切り離した後に液晶注入のための導入手段を設けるために、製造コストの上昇につながる。

本発明は液晶セルの周辺に形成された封着部の、特に他の液晶セルとの干渉が生じやすい液晶封入孔が形成される部分に封着材が他の液晶セルに流動するのを防止するストッパーを形成する。これによって、マザー基板内に液晶セルを近接して配置しても、マザー基板から各液晶セルに切断する時の不都合を回避することが出来る。具体的な手段は次の通りである。

（１）第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるとともに第１の辺に液晶封入孔を有する封着材とを有する液晶表示装置であって、前記液晶封入孔が形成されている前記第１の辺では、前記第１の基板の端部と前記第２の基板の端部の位置が一致しており、前記液晶封入孔の入り口部分を構成する封着材の先端に接触する位置に配置された、前記封着材とは成分組成が異なる材料で形成された柱状部材を有することを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記柱状部材は前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を保持するスペーサとなっていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（３）前記第１の基板は前記第１の辺に対向する第２の辺にフレキシブル配線基板と接続される端子を有し、前記第２の辺では前記第２の基板の端部は前記第１の基板の端部よりも後退していることを特徴とする（１）または（２）に記載の液晶表示装置。

（４）前記柱状部材は前記第２の基板に形成されていることを特徴とする（３）に記載の液晶表示装置。

（５）前記液晶封入孔は前記液晶表示装置の外側に向かうにつれて幅が広がっていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の液晶表示装置。

（６）前記柱状部材は前記液晶の存在する部分に形成された、前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を設定するスペーサと同じ材料で形成されていることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の液晶表示装置。

（７）前記液晶封入孔は封止材によって封止され、前記封止材は前記封着材に接していることを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載の液晶表示装置。

（８）封着材を介して貼り合わされた第１の基板と第２の基板との間に液晶を挟持する液晶表示装置の製造方法であって、前記第２の基板の表示領域内に、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を規定するスペーサを、前記第２の基板の端部に、柱状部材を、それぞれ同時に形成し、前記柱状部材が形成された付近に液晶封入孔を有するように、前記封着材を前記第２の基板の前記表示領域の外側に形成し、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記封着材を介して貼り合わせる際に、前記封着材を前記柱状部材に接触させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

（９）前記液晶封入孔の入り口部分を構成する封着材の先端を、前記柱状部材に接触させることを特徴とする（８）に記載の液晶表示装置の製造方法。

（１０）前記第１の基板は薄膜トランジスタを有し、前記第２の基板はカラーフィルタを有することを特徴とする（８）または（９）に記載の液晶表示装置の製造方法。

（１１）前記第１の基板を第１のマザー基板に複数形成し、前記第２の基板を前記第２のマザー基板に複数形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板とを前記第１の基板と前記第２の基板とが対応するように貼り合わせたあと、前記第１の基板と前記第２の基板の対ごとに分離することを特徴とする（８）から（１０）の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。

（１２）前記第１のマザー基板上において、複数の前記第１の基板は、前記液晶封入口が配置される辺を介して互いに隣り合う前記第１の基板の分離箇所が一致するように隙間なく連続して配置されていることを特徴とする（１１）に記載の液晶表示装置の製造方法。

（１３）第１の基板が複数配置された第１のマザー基板と、第２の基板が複数配置された第２のマザー基板とが封着材を介して貼り合わされた液晶表示装置マザー基板であって、前記液晶表示装置マザー基板の端部に封止孔を有するように前記封着材が形成されており、前記第２の基板は、表示領域内に設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を規定するスペーサと、前記封止孔の入り口部分を構成する封着材と接触する位置に設けられ、前記スペーサと同じ材料で形成された柱状部材とを有することを特徴とする液晶表示装置マザー基板。

（１４）前記液晶表示装置マザー基板は、基板の厚さを薄くする研磨がされていることを特徴とする（１３）に記載の液晶表示装置マザー基板。

本発明は以上のような手段をとることによって、液晶セルから封着材がはみ出すことを抑制できる。その結果、マザー基板からとりだすことができる液晶セルの数を増やすことが出来る。上記各手段毎の効果は次のとおりである。

手段（１）によれば、液晶封入孔に封着部材とは異なる材料から成る部材を予め形成しておくので、封入孔付近において、封着部材が隣接する液晶セルにはみ出すことを抑えることが出来る。したがって、隣接する液晶セル間に封着材のはみ出しを見込んだスペースを形成する必要が無いので、マザー基板あたりの液晶セルを取得できる数を増やすことが出来る。

手段（２）によれば、封入孔に形成する柱状部材はスペーサとしての役割を持っているので、液晶セルの間隔を均一に保持することができる。また、表示領域内のスペーサと同一プロセスによって形成できるという大きな利点も有する。

手段（３）および（４）によれば、マザー基板から液晶セルを切り出す際、封入孔に形成される柱状部材を同時に切断しても切断する部分は対向基板から切り離されることになるので、最終製品には影響を与えない。

手段（５）によれば、液晶の封入孔は外側に向かって幅が広くなるように形成されているので、封入孔を封止部材で封入することによる封止の信頼性を向上することができる。

手段（６）によれば、封入孔部に形成される柱状部材は表示領域内に形成されているＴＦＴ基板と対向基板の間隔を規定するスペーサと同一材料、同一プロセスによって形成できるので、コスト的に有利である。

手段（７）によれば、封入孔を封止する封止材は封着材と接するので、封止部の信頼性を向上することができる。

手段（８）、（９）、および（１０）によれば、第２の基板に封入孔を有するように、封着材を塗布する際、予め封入孔付近に柱状部材を形成しておき、第２の基板と第１も基板を重ねあわせるさい、封着材が柱状部材に接すことによって封着材が隣接する液晶セルにはみ出すことを抑制するので、封着部の精度を向上させることが出来る。

手段（１１）および手段（１２）によれば、液晶セルから封着材が隣接する液晶セルにはみ出すのを抑制することができるので、マザー基板内に液晶セルを緩衝領域なしに連続して形成できるので、マザー基板あたりの液晶セルの取り出し数を増やすことが出来る。

手段（１３）および手段（１４）によれば、マザー基板の状態で第１の基板または第２の基板を研磨する際、マザー基板全体で無駄な領域を少なく出来る。すなわち、封止孔部においてマザー基板全体を封着する封着材が外側にはみ出るのを防止できるため、封着材のはみ出しを見込んでマザー基板にマージンを確保しておく必要が無くなる。すなわち、はみ出し部分を捨てる必要が無くなる。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は本発明の第１の実施例による液晶セル１０を示す概観図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。図１（ａ）において、画素電極１１やＴＦＴ１２等がマトリクス状に形成されているＴＦＴ基板１の上にカラーフィルタ等が形成されている対向基板２が封着材３を介して重ねて貼り付けられている。なお、カラーフィルタはＴＦＴ基板にとりつけられることもありうる。封着材３は有機樹脂で形成され、封着材３の幅ｓは０．７ｍｍ程度である。ＴＦＴ基板１と対向基板２の間には数μｍのギャップが形成されており、この部分に液晶９が充填されている。ＴＦＴ基板１の上には端子部４や、図示されていない駆動用ＩＣチップ等がとりつけられるので、対向基板２よりも大きく形成される。端子部４には外部から電源、信号等を供給するためのフレキシブル配線基板がとりつけられる。

図１（ａ）の端子部４と逆側には液晶９を封入するための封入孔５が形成されている。この封入孔５の部分は液晶セル１０の切断面まで封着材３を形成する必要があるために、マザー基板における隣接する液晶セル１０との間で、封着材３のはみ出しの問題が生じ易い。本発明は後で説明するように、この封入孔５の部分に柱状スペーサを形成して、封着材３が隣接するセルにはみ出すのを抑えている。封止孔５は有機樹脂で形成される封止材７によって封止されている。

図２は図１のＡ−Ａ断面図である。ＴＦＴ基板１の上には封着材３を介して対向基板２が設置されている。ＴＦＴ基板１、対向基板２、封着材３で形成された空間に液晶９が充填されている。図２において、ＴＦＴ基板１には画素電極１１と画素電極１１に加えられる信号を制御するためのＴＦＴ１２が形成されている。画素電極１１およびＴＦＴ１２の上には液晶９を配向するための配向膜１３が形成されている。ＴＦＴ１２と導通して走査線あるいはデータ信号線となるべき信号線が封着材３を貫通して端子部４まで延在している。

図３に示すように、対向基板２において、ＴＦＴ基板１に形成された画素電極１１に対応して、赤フィルタ２１、緑フィルタ２２、青フィルタ２３が形成されてカラー画像を形成する。ただし、図２においては、図１のＡ−Ａ断面なので、同じカラーフィルタである緑フィルタのみが見えている。各フィルタの間は遮光膜（ＢＭ２４）で区画されている。画像のコントラスを向上させるためである。カラーフィルタおよびＢＭ２４を覆って対向電極２５が形成されている。対向電極２５と画素電極１１の間の電圧によって液晶分子を動かすことにより、透過光あるいは反射光を制御して画像を形成する。対向電極２５を覆って液晶９を配向させるための配向膜１３が形成されている。なお、横電界駆動のいわゆるＩＰＳ方式の液晶表示装置では対向電極２５はＴＦＴ基板側に形成されている。

封着材３は液晶９を封止するだけでなく、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間隔を設定する役割も持っている。このため、封着材３は有機樹脂の中に間隔を設定するためのグラスファイバ等のスペーサとなるべきものが分散されているものが用いられる。有機樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。封止材７は液晶９を液晶セル１０内に封入したあと、これを封止するためのものである。

液晶セル１０の外周は封着材３によって間隔が設定されるが、液晶セル１０の表示領域内は別途表示領域内スペーサによってＴＦＴ基板１と対向基板２のスペースが設定される。本実施例では表示領域内柱状スペーサ８によってＴＦＴ基板１と対向基板２のスペースを設定している。柱状スペーサ８は対向基板２において、配向膜１３が形成される前に形成される。柱状スペーサ８は次のようにして形成される。対向基板２の対向電極２５の上に一般にはアクリルからなる有機樹脂を塗布する。塗布膜厚はＴＦＴ基板１と対向基板２とのスペースに対応する厚さに設定する。その後、フォトリソグラフィによって、必要部分に柱状に有機樹脂を残して表示領域内柱状スペーサ８とする。

図３は表示領域内柱状スペーサ８が設置される場所を示す平面図である。図３は対向基板２を内側から見た平面拡大図である。図３において、赤フィルタ２１、緑フィルタ２２、青フィルタ２３およびこれらの間を充填するＢＭ２４が記載されているが、実際には各フィルタ等を覆って対向電極２５、配向膜１３が形成される。対向電極２５の上に表示領域内柱状スペーサ８が形成される。

図３において、表示領域内柱状スペーサ８は緑フィルタ２２と緑フィルタ２２の間に形成されている。縦方向のフィルタとフィルタの間が表示領域内柱状スペーサ設置のためのスペースを最もとれるからである。この位置であれば、液晶セル１０の光透過率を低下させずに済む。また、この位置であれば、表示領域内柱状スペーサ８がＴＦＴ基板１に形成されたＴＦＴ１２と接触する機会も減らすことが出来る。図３においては、表示領域内柱状スペーサ８は緑フィルタ２２と緑フィルタ２２の間に形成されているが、他のフィルタの間でもよいことは言うまでもない。また、表示領域内柱状スペーサ８は各フィルタ毎に設置する必要はなく、表示領域内柱状スペーサ８を設置するピッチは表示領域でのＴＦＴ基板１と対向基板２のスペースを設定するのに必要な間隔でよい。

図４は図３のＡ−Ａ断面図である。対向基板２は実際は下向きにセットされるが、図３が対向基板２を下から見た図なので、表示領域内柱状スペーサ８も上向きになっている。図４において、対向基板２上にＢＭ２４が形成され、その上にオーバーコート膜２６、および対向電極２５形成されている。対向電極上に表示領域内柱状スペーサ８が形成される。表示領域内柱状スペーサ８は対向電極２５上での径φ１は３０μｍから４０μｍ程度である。表示領域内柱状スペーサ８はフォトリソグラフィによって形成されるため、エッチングによるテーパが生ずる。このテーパによって、表示領域内柱状スペーサ８の上部の径φ２は１０μｍから２０μｍ程度となり、表示領域内柱状スペーサ８の断面は台形に近いものとなる。表示領域内柱状スペーサ８の上部の径の小さい部分がＴＦＴ基板１に接することになる。

図５は図１の注入孔部付近を表すＦ部の詳細平面図である。図５に示すように、封入孔５の入り口部分を構成する封着材３の先端に接触する位置には封入孔柱状スペーサ６が配置されている。図５において、切断線１０１に沿って封入孔柱状スペーサ６が形成されている。逆に言えば、マザー基板から液晶セル１０を切り出す際、封入孔柱状スペーサ６を一緒に切断している。封着材３はＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００を重ね合わせる際広がるが、隣接するセルへの広がりは封入孔柱状スペーサ６によって阻止されている。このように、封着材３が封入孔柱状スペーサ６によって隣接する液晶セル１０へ広がることを防止しているために、封着材３の端部とガラス切断線１０１の端部の距離ｅは０．１ｍｍから０．１５ｍｍ程度に抑えることが出来る。これは液晶セル１０において封入孔５が形成されている辺以外の辺での封着材３の端部とガラス切断線１０１の端部の距離と同等である。これによって、本発明の構成では、マザー基板からより多くの液晶セル１０を取ることが出来る。封入孔５が形成された後、液晶が封止され、その後、封止材７によって封止される。封止材７は封着材３と接触することによって液晶セル１０内部が密閉される。

図５において、封入孔柱状スペーサ６の下に一部封着材３が入り込んだ形となっているが、これは図６のような構造となっているからである。図６は図５のＡ−Ａ断面図である。図６において、対向基板２から封入孔柱状スペーサ６が下に向かって形成されている。封入孔柱状スペーサ６は表示領域内柱状スペーサ８と同じ高さに設定されているので、ＴＦＴ基板１に接するように設計されている。しかし、製造のばらつき等によってＴＦＴ基板１との間にわずかな隙間ｄｆが生ずることがある。このわずかな隙間に毛細管現象によって、封着材３がしみこむことによって、封入孔柱状スペーサ６とＴＦＴ基板１の間にも封着材３が存在することになる。しかし、毛細管現象によって入り込む封着材３の量はわずかであるので、封入孔柱状スペーサ６が封着材３が隣接するセルに広がることに対するストッパーとなることには変わりがない。

図７は封入孔柱状スペーサ６の形状を示す図である。図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図、図７（ｃ）は他の側面図である。封入孔柱状スペーサ６は単独で形成されて設置されるものではなく、対向基板２にコートされた表示領域内柱状スペーサ８を形成するためのアクリル樹脂を現像またはエッチングすることによって形成される。したがって、図に示す封入孔柱状スペーサ６の下部ｂａｓｅは対向基板２に形成された膜に密着している。また、封入孔柱状スペーサ６を形成するための特別なプロセスは必要とせず、表示領域内柱状スペーサ８を形成するフォトリソグラフィプロセスによって同時に形成されるため、製造コストの上昇にはならない。ここで形成される封入孔柱状スペーサ６は封着材３とは異なる成分組成をもった材料である。いずれにせよ、封入孔柱状スペーサ６は封着材３が塗布されるときは、すでに固形物として存在している。

図７（ａ）において、封入孔柱状スペーサ６の横径ｘは例えば０．４ｍｍである。封入孔柱状スペーサ６の一部はマザー基板から液晶セル１０を切り出す際に同時に切断される。図７（ａ）の点線で示す部分は切断された部分である。切断される前の封入孔柱状スペーサ６の縦径ｙ１は例えば、０．６ｍｍである。切断後の封入孔柱状スペーサ６の縦径は０．４ｍｍである。封入孔柱状スペーサ６の高さｈはＴＦＴ基板１と対向基板２の間隔に等しい。また、図７の側面に形成されたテーパｔは現像またはエッチングによって形成されたテーパである。

図１に示す液晶セル１０は図８に示すように、多数の液晶セル１０が形成された大きなマザー基板から切り出されたものである。ＴＦＴマザー基板１００には多数の液晶セル１０のＴＦＴ基板１が形成れる。一方対向マザー基板２００には多数の液晶セル１０の対向基板２が形成される。図８は別々に製作されたＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００が各液晶セル１０に形成された封着材３を介して重ねあわされた状態を示している。図８に示すマザー基板に形成されている切断線１０１で切断することによって、各液晶セル１０が切り出される。なお、図８に示す封着材３は対向基板２の下に形成されているが、図が複雑になるのを避けるために実線で記載してある。

マザー基板から取り出せる液晶セル１０が多いほどコスト的には有利である。また、マザー基板の大きさが同一であれば、各液晶セル１０の間隔が小さいほど多くの液晶セル１０を取り出すことが出来る。従来は特に液晶封入孔５の部分で封着材３が隣接する他の液晶セル１０にはみ出すのを防止するために、この部分でスペースを必要としていた。本発明では先に説明したように、封入孔柱状スペーサ６を封入孔部分に設けることによって封着材３が隣接する他の液晶セル１０にはみ出すのを防止している。このため、封着材３が隣接する基板にはみ出すことを前提とした余分なスペースを省略することが出来、マザー基板当たりの液晶セル１０の数を増すことが出来る。

図９から図１５に本液晶セル１０を製作するためのプロセスを示す。実際は図８に示すように、ＴＦＴマザー基板１００に多数のＴＦＴ基板１、あるいは、対向マザー基板２００に多数の対向基板２が形成されるが、単純化するために、図９から図１５では、２個のＴＦＴ基板１または対向基板２が連続して設置されているとして説明する。

図９はＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００が別途形成されている状態を示している。図９においては、図示を省略しているが、ＴＦＴ基板１には図２に示す画素電極、ＴＦＴ、走査線、データ信号線、配向膜等がすでに形成されている状態である。また、対向基板２には、図示を省略しているが、図２におけるカラーフィルタ、ＢＭ、対向電極、配向膜、表示領域内柱状スペーサ等がすでに形成されている。図９において、対向マザー基板２００には切断線付近に封入孔柱状スペーサ６が形成されている。この部分には液晶注入孔が形成されることになる。

図１０において、対向マザー基板２００には各液晶セル１０に封着材３が設置される。封着材３で囲まれる部分は対向基板２の一方の端部では基板の端部よりも大きく後退している。後退している部分はあとで液晶セル１０からは切り離されることになる。図１０において、封着材３の塗布はディスペンサによるか印刷によって行なわれる。図１０におけるＴＦＴ基板１は図９におけるＴＦＴ基板１と同じである。ＴＦＴ基板１は図９の時点においてすでに完成しているからである。

図１１は図１０のＡ部拡大図であり、封入孔付近の詳細図である。図１１において、封入孔部においては、封着材３は封止孔５が外側に広がるように塗布されている。封着材３の幅ｗ１は例えば、０．２ｍｍ程度である。封着材３は封入孔柱状スペーサ６とは約０．１ｍｍ程度の間隔ｇをもって塗布される。ＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００とを貼り合わせるときに封着材３がつぶれて幅が広がることを考慮したものである。封着材塗布前に予め形成されている封入孔柱状スペーサ６は横径ｘは０．４ｍｍで、縦径ｙ１は、切断前であるので、０．６ｍｍである。また、封入孔柱状スペーサ６の内側は、対向基板２の辺の法線に対して角度θをもって設置される。本実施例ではθは１５度である。液晶封入孔５が外に向かって広がることができるようにするためである。

図１２は対向マザー基板２００に封着材３の塗布された状態と、対向マザー基板２００がＴＦＴマザー基板１００と合わさった状態の変化を示す。図１２（ａ）において、封着材３はディスペンサによって、幅ｗ１が０．２ｍｍ、高さｈ１が２０μｍから３０μｍ程度に対向マザー基板２００に塗布される。その後対向マザー基板２００とＴＦＴマザー基板１００とを貼り合わせると封着材３はつぶれて広がり、図１２（ｂ）にようになる。図１２（ｂ）において、封着材３の幅ｗ２は０．７ｍｍ程度にひろがる。封着材３の厚さｈ２はＴＦＴ基板１と対向基板２の間隔にまで小さくなるが、数μｍ程度、例えば、３μｍから６μｍである。

図１３はＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００を貼り合わせた状態を示す。図１３（ａ）は、貼り合わせた状態を対向マザー基板側から見た平面図である。封着材は対向マザー基板２００の下側に形成されているが、わかりやすくするために実線で表示している。

図１３（ｂ）はこのときの封入孔付近の形状を示す。図１３（ｂ）において、封着材３はつぶれて広がるが、封入孔柱状スペーサ６がストッパーとなって、封入孔柱状スペーサ６より先に広がるのは阻止される。これによって、封着材３が隣接する液晶セル１０に侵入することを防止することが出来る。封入孔柱状スペーサ６の封着材側が一部切り欠いた形となっているのは封着材３が隣接する液晶セル１０に進入することを防止し易くするためである。

封入孔柱状スペーサ６は封入孔５に対して外側に広がるような形状となっている。これによって、対向マザー基板２００とＴＦＴマザー基板１００が合わさったあとにおいても液晶封入孔５は外側に広がることが出来る。液晶封入孔５は外側に行くにしたがって広がるほうが、封止部の信頼性を上げることができるからである。封着材３の一部は封入孔柱状スペーサ６とＴＦＴ基板１との間に毛細管現象によって入りこむことは図６で説明した通りである。

図１３（ａ）において、液晶セル切断線１０１と対向基板切断線１０２とが記載されている。液晶セル切断線１０１はマザー基板から液晶セル１０を切り離すものである。この状態では対向基板２とＴＦＴ基板１は同じ大きさになっている。その後、対向基板切断線１０２で対向基板２の封着材３よりも外側を切り離すことになる。

図１４はこの切断後の状態を示すものである。図１４（ａ）において、対向基板２の一部が対向基板切断線１０２によって切り離されることによって、ＴＦＴ基板１の一部が露出する。この部分に配線の端子部４および端子部に接続するフレキシブル配線基板、駆動用ＩＣチップ等が設置される。図１４（ｂ）は液晶セル１０の切断線１０１の状態を示す。切断線の設計値は１０１で示す線である。しかし、切断線１０１はバラつきが生じ易い。実際には設計値に対して０．２ｍｍ程度ばらつく。線１０１１は切断線が外側にばらついた場合である。この場合は隣接した液晶セル１０との間には封着材３は残らないので問題は無い。線１０１２は切断線が内側にばらついた場合である。この場合も切断線にかかる封着材３の量は極めてわずかであり、切断後の各セルの分離には全く問題がない。１０１で切断されたとき、柱状スペーサ６の一部がとなりの液晶セルに残ってしまうが、柱状スペーサ６は対向基板２に形成されており、１０２で切断したとき除去されるので、最終製品には残らない。したがって、封入孔を介して隣接する２つのパネルの１０１による分離箇所が一致するように隙間なく連続して配置することが可能である。

図１５はこのようにして形成された液晶セル１０に液晶を封入した後、封止材７によって液晶封入孔５を封止している状態を示している。封止材７は有機樹脂が用いられる。封入孔５は内側に向かって孔が小さくなるような構成となっているために、封着材３と封止材７が接着し易い構成となっており、封止部の信頼性を増すことが出来る。なお、封止材７は封入孔柱状スペーサ６よりも封着材３との密着性が優れているために、図１５（ｂ）に示すように、封着材３と接触する構成とすることが望ましい。

図１６は封入孔柱状スペーサ６の形状の他の例である。図１６（ａ）に示すように、この場合の封入孔柱状スペーサ６の平面図は単純な台形である。図１６（ａ）のように封入孔柱状スペーサ６が単純な形であっても、図１６（ｂ）に示すように、封着材３に対するストッパーとしての役割をもつことは出来る。この場合も封入孔柱状スペーサ６の封入孔内側は基板外側に向かって広がるような構成をするのが良い。封止材７を塗布した後の封止部の信頼性を向上させるためである。ＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００を貼り合わせた際、封着材３がつぶされて広がった場合、封着材３の一部が毛細管現象によって封入孔柱状スペーサ６とＴＦＴ基板１の間に入り込むことは図５と同じである。

図１７は封入孔柱状スペーサ６の形状のさらに他の例である。図１７（ａ）に示すように、この場合の封入孔柱状スペーサ６は台形の底部に円弧状の切り欠きを設けている。この切り欠き部によって封着材３が隣接する液晶セル１０にはみ出るのをより効果的に阻止することが出来る。この場合も封入孔柱状スペーサ６の封入孔内側は基板外側に向かって広がるような構成となっている。他の例と同様、封止材７を塗布した後の封止部の信頼性を向上させるためである。ＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００を貼り合わせた際、封着材３がつぶされて広がった場合、封着材３の一部が毛細管現象によって封入孔柱状スペーサ６とＴＦＴ基板１の間に入り込むことは図５等と同じである。

図１８は本発明の第２の実施例を示す。液晶セル１０に対してはＴＦＴ基板１または対向基板２の板厚を小さくして表示装置全体の厚さを小さくしたいという要求がある。ＴＦＴ基板１または対向基板２はガラスで出来ている。ガラス基板の厚さは規格化されており、０．５ｍｍ程度の厚さが一般的である。ガラス基板の厚さを変えるとガラス基板のコストが増大する。また、製造装置も規格化されたガラス基板の厚さに適応するようになっており、板厚が薄いガラス基板を使用すると製造自体が困難になる。

しかし、表示装置側からはＴＦＴ基板１または対向基板２の板厚が０．２ｍｍ程度のものを要求される場合がある。この要請に応えるための手段として液晶セル１０を完成後ガラス基板を研磨によって薄くする方法がある。個々の液晶セル１０に切り出したあとにＴＦＴ基板１または対向基板２を研磨することは能率が悪い。したがって、ＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００を貼り合わせた状態でＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００の外側を研磨すれば、多数の液晶セル１０を一度に研磨することができる。

対向マザー基板２００とＴＦＴマザー基板１００を貼り合わせた状態では液晶セル１０の封止孔５はまだ封止されていないため、研磨液等が封止孔５から液晶セル１０内に進入する。そうすると液晶セル１０は表示装置として使用できなくなる。これを避けるために、ＴＦＴマザー基板１００と対向マザー基板２００を貼り合わせるときに対向マザー基板２００の周囲にマザー基板封着材２０３を形成する。そしてマザー基板封着材２０３の一部に封止孔を設け、マザー基板封止材２０７によって封止する。マザー基板封着材２０３とマザー基板封止材２０７の役割は、液晶セル１０における封着部、および、封止部の役割とは逆に、外部から研磨液等をマザー基板の内部に入りこませないことである。

従来はマザー基板封止部において、封着材２０３が外側にはみ出すために、封止材２０７によって封止孔を塞ぐさい、ガラス基板の２辺を切断していた。すなわち、図１８に示すｊ方向の基板の端部を切り落としていた。本実施例では図１８に示すように、マザー基板の封止孔にも、封入孔柱状スペーサ６を形成するので、封入孔柱状スペーサ６がストッパーになって、マザー基板封着材２０３がマザー基板封止孔から外側に大きくはみ出ることが無くなる。したがって、あらかじめ封着材２０３が外側に向かう分のガラス基板の裕度を省くことができるので、マザー基板の利用効率を上げることが出来る。

図１８において、マザー基板の対向する２辺に封止孔が形成されている。図１８においては、封入孔柱状スペーサ６はサイズは異なる場合もあるが、形状は液晶セル１０に形成されている封入孔柱状スペーサ６と同様である。封入孔柱状スペーサ６は液晶セル１０の封入孔柱状スペーサ６と同様に表示領域内の柱状スペーサと同時にフォトリソグラフィによって製作することが出来る。したがって、一旦露光マスクができれば、製造コストの上昇は無い。また、封止材２０７を封止孔に形成することは従来と同様である。したがって、本実施例によれば、マザー基板を研磨することによって、全体の厚さが小さい液晶セル１０を製作するさい、１枚のマザー基板からより多くの液晶セル１０を得ることができる。

図１９は図１８のＡ−Ａ断面図である。図１９において、マザー基板封着材２０３が個々の液晶セル１０の封着材３よりも幅広く形成されている。マザー基板封着材２０３の塗布長さは長いために、液晶セル部の封着材３よりも幅を広く形成している。図１８におけるＴＦＴ基板１の外側１０００および、対向基板２の外側２０００の少なくとも一方が研磨面である。そして以上の説明のように、マザー基板を研磨する際は、マザー基板封着部２０３が外部からの研磨液の進入等を防止する。図１９における一点鎖線が個々の液晶セル１０の切断線１０１である。マザー基板を研磨後、切断線１０１に沿ってマザー基板を切断することによって個々の液晶セル１０を形成する。

以上の説明は、主としてＴＦＴ基板と対向基板との間に電界を加えることによって液晶を駆動する、いわゆる縦電界方式の液晶表示装置について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ＴＦＴ基板と平行な方向の電界によって液晶を駆動する、いわゆるＩＰＳ方式の液晶表示装置についても適用できることはいうまでもない。

実施例１の液晶セル概観図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 対向基板の一部拡大図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 液晶封入孔部拡大図である。 液晶封入孔部の一部断面図である。 封入孔柱状スペーサの平面図および側面図である。 液晶セルのマザー基板である。 ＴＦＴマザー基板と対向マザー基板の平面図である。 ＴＦＴマザー基板と対向マザー基板の他の平面図である。 途中工程での封入孔部の平面図である。 封着材の変化を示す断面図である。 液晶セルマザー基板の平面図である。 液晶セルの平面図である。 封止後の液晶セルの平面図である。 他の封入孔柱状スペーサを用いた封入孔部の平面図である。 さらに他の封入孔柱状スペーサを用いた封入孔部の平面図である。 封着部を形成したマザー基板の平面図である。 図１８のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１…ＴＦＴ基板、２…対向基板、 ３…封着材、 ４…端子部、 ５…封入孔、 ６…封入孔柱状スペーサ、 ７…封止材、 ８…表示領域内柱状スペーサ、 ９…液晶、 １０…液晶セル、 １００…ＴＦＴマザー基板、 １０１…液晶セル切断線、 １０２…対向基板切断線、 ２００…対向マザー基板、 ３００…液晶セルマザー基板

Claims (14)

1. 第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液晶と、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼りあわせるとともに第１の辺に液晶封入孔を有する封着材とを有する液晶表示装置であって、
   前記液晶封入孔が形成されている前記第１の辺では、前記第１の基板の端部と前記第２の基板の端部の位置が一致しており、
   前記液晶封入孔の入り口部分を構成する封着材の先端に接触する位置に配置された、前記封着材とは成分組成が異なる材料で形成された柱状部材を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記柱状部材は前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を保持するスペーサとなっていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１の基板は前記第１の辺に対向する第２の辺にフレキシブル配線基板と接続される端子を有し、
   前記第２の辺では前記第２の基板の端部は前記第１の基板の端部よりも後退していることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記柱状部材は前記第２の基板に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶封入孔は前記液晶表示装置の外側に向かうにつれて幅が広がっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記柱状部材は前記液晶の存在する部分に形成された、前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を設定するスペーサと同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶封入孔は封止材によって封止され、前記封止材は前記封着材に接していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 封着材を介して貼り合わされた第１の基板と第２の基板との間に液晶を挟持する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記第２の基板の表示領域内に、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を規定するスペーサを、前記第２の基板の端部に、柱状部材を、それぞれ同時に形成し、
   前記柱状部材が形成された付近に液晶封入孔を有するように、前記封着材を前記第２の基板の前記表示領域の外側に形成し、
   前記第１の基板と前記第２の基板とを前記封着材を介して貼りあわせる際に、前記封着材を前記柱状部材に接触させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
9. 前記液晶封入孔の入り口部分を構成する封着材の先端を、前記柱状部材に接触させることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の製造方法。
10. 前記第１の基板は薄膜トランジスタを有し、前記第２の基板はカラーフィルタを有することを特徴とする請求項８または９に記載の液晶表示装置の製造方法。
11. 前記第１の基板を第１のマザー基板に複数形成し、前記第２の基板を前記第２のマザー基板に複数形成し、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板とを前記第１の基板と前記第２の基板とが対応するように貼りあわせたあと、前記第１の基板と前記第２の基板の対ごとに分離することを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
12. 前記第１のマザー基板上において、複数の前記第１の基板は、前記液晶封入口が配置される辺を介して互いに隣り合う前記第１の基板の分離箇所が一致するように隙間なく連続して配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
13. 第１の基板が複数配置された第１のマザー基板と、第２の基板が複数配置された第２のマザー基板とが封着材を介して貼り合わされた液晶表示装置マザー基板であって、
    前記液晶表示装置マザー基板の端部に封止孔を有するように前記封着材が形成されており、
    前記第２の基板は、表示領域内に設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隔を規定するスペーサと、前記封止孔の入り口部分を構成する封着材と接触する位置に設けられ、前記スペーサと同じ材料で形成された柱状部材とを有することを特徴とする液晶表示装置マザー基板。
14. 前記液晶表示装置マザー基板は、基板の厚さを薄くする研磨がされていることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置マザー基板。

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