JP2008225397A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性基板を用い、他方の基板の凹部によって露出された一方の基板上に電極取り出し部を設けた液晶表示素子において、電極取り出し部を覆うようにして残った他方の基板の不要部を簡単に除去する方法を提供することである。
【解決手段】ラビングまで終わった他方のマザー基板３１に対し、各区画の凹部に沿ってコの字形にプレカットする（スリット３２，３３，３４）。一方と他方のマザー基板３５、３１を貼り合わせた後、短冊工程ないし外形加工工程で電極取り出し部と対向する位置（上基板の凹部）に残った基板を取り除く。
【選択図】図３

Description

この発明は、プラスチックなど可撓性のある基板を使い、接続用の電極を露出させた液晶表示素子の製造方法に関する。

プラスチック基板を使った液晶表示素子は、軽量で薄いという性質を活かし携帯電話機の表示パネルとして実用化されたことがある。最近では、割れにくい、曲げられる、平面形状の自由度が高い、という特徴にも注目が集まるようになり様々な応用製品が提案されるようになった。

表示用電極に外部回路から駆動信号を供給しなければならないので、ふつう液晶表示素子には外部回路との接続のために電極がむき出しになっている領域（以下電極取り出し部と称する）が存在する。ガラス基板を用いた液晶表示素子の場合、この電極取り出し部は表示領域から一方の基板が延出した構造になっているので、工程の途中までは対向する他方のガラス基板が電極取り出し部を覆っている。そこで他方の基板に対し表示部と電極取り出し部の境界線（実際にはシールの外側であり、以下けがき線と称する）をけがき（キズを入れ）、電極取り出し部が露出するように他方の基板を割りとっていた。これに対しプラスチック基板を用いた液晶表示素子は基板に柔軟性があり、割り取ることができないため、当初は液晶表示素子を単個に分割してからけがき線に相当する位置を切り取り、電極取り出し部と対向する他方の基板を除去していた。なお切断時に取り出し電極を傷つけてはいけないので、１０μｍ程度残るように対向する他方の基板を切っとっていた（ハーフカットとも呼ばれる）。しかし薄く残すことが困難であったためしばしば取り出し電極を傷つけていたので、下記のフルカット法やハーフカット法が提案された。

フルカット法の例として、「各々１個の表示素子に対応する複数の区画のそれぞれに電極を設けた２枚のプラスチックフィルムからなる基板（以下それぞれをマザー基板と称する）を貼り合わせ、各区画毎に基板間隙に液晶を封入した後、各区画毎に切断して個々のセルに分割する液晶表示素子の製造方法において、２枚のマザー基板を貼りあわせる前に他方のマザー基板の電極取り出し部に対向する部分を窓状に除去しておく。」という手法がある（文献１）。これは、他方のマザー基板に対し予めプレス等で電極取り出し部と対向する領域に開口を設けておき、基板を重ね合わせた時点で電極取り出し部が露出している、というものである。

しかしながら文献１のようにマザー基板に予め穴を開けておくフルカット法では、マザー基板の貼り合わせ工程など途中の工程で加わる熱や圧力により開口部に向かって歪みが集中したため、開口部周辺の平面性が確保できなかった。そこで基板を重ね合わせる前、対向する他方の基板のけがき線に相当する位置にハーフカットを施し、マザー基板から単個の液晶表示素子を切り出した後、電極取り出し部を覆っていた他方の基板をちぎり取り電極取り出し部を露出させる方法（以下ハーフカット法と称する）が示された（文献２）。このハーフカット法ではハーフカットした切断面どうしが加熱・加圧時に押し合うようにして釣り合うので、前述のフルカット法に比べ平面性の劣化が著しく減少した。

同様の効果が得られるフルカット法の別の形態として、開口の代わりにスリットを入れる手法がある。例えば文献３には「この工程の角穴抜は、２本のスリットに置き換えてもよく、加工法の難易により決めて差し支えない。」という記載がある。ここで角穴抜きは開口に相当し、２本のスリットのうち一本は外形加工で代用できるので実質的には前述のけがき線に相当する一本のスリットと考えて良い。この場合もスリットの切断面が押し合
うようにして釣り合うので平面性の劣化は少ない。外形加工された単個の液晶表示素子を切り出すと、このスリットにより電極取り出し部と対向する他方の基板が取り外せるようになる。
特開昭５８−４３４２９号公報 特開昭６０−３５７１３号公報 特開昭５９−１５７６１６号公報

これまでプラスチックなど可撓性を有する基板からなる液晶表示素子は、軽量化を目的としてガラス基板からなる液晶表示素子からの置き換えを目指していたので、電極取り出し部が表示部から延出した構造のままであった。この表示素子の電極取り出し部に薄く柔軟性のある回路基板（以下ＦＰＣと称する）を接着すると、ＦＰＣから加わる曲げ応力で表示部と電極取り出し部の境界において取り出し電極にクラックが入り断線することがあった。これは、表示部が２枚の基板からなるのに対し、電極取り出し部である延出部は１枚の基板からなるため、曲げ変形がこの境界部に集中するからである。この不具合対策に加え、可撓性基板の外形に対する大きな自由度に着目したデザイン上の理由やできるだけ表示領域を広くとりたいという理由により、液晶表示装置の他方の基板に凹部を設け、そこで露出した一方の基板に電極取り出し部を設ける構造が要請された。

文献１のように予め他方の基板に対しフルカット法で凹部に対応する位置に開口を設ければ、単個に切り出したとき電極取り出し部が露出するのでこの構造が実現できるが、前述のように平面性が劣化するという課題がある。文献２のようなハーフカット法や文献３のようなスリットを入れるフルカット法は、電極取り出し部が表示領域から延出した構造の液晶表示装置に適用される手法なので、今回要請された構造には使えない。

そこで本発明の目的は、可撓性基板を用い、他方の基板の凹部から露出した電極取り出し部を有する液晶表示素子において、一方の基板上の電極取り出し部を覆うようにして残ってしまった他方の基板を簡単に除去する方法を提供することである。

本発明は、可撓性を有する基板上に設けられた表示用電極に接続され外部からの駆動信号を表示用電極に伝達する取り出し電極を有し、更に基板から前記取り出し電極が露出されるように形成された電極取り出し部を備えた液晶表示素子の製造方法において、可撓性を有し、液晶表示素子に対応する複数の領域が区画された一対のマザー基板を用意する工程と、マザー基板の一方に取り出し電極を形成する工程と、マザー基板の他方に取り出し電極に対応したコの字形のスリットを入れる工程と、一対のマザー基板を貼り合わせる工程と、マザー基板が貼り合わされた状態で表示素子の外形線を切断する工程と、電極取り出し部と対向する位置に残った基板の断片を除去する工程と、を有することを特徴とするものである。

また、この発明の液晶表示素子の製造方法は、貼り合わせられたマザー基板から複数の区画が一列に並んだ領域を切り出した短冊状態で、電極取り出し部と対向する位置に残った基板を取り除くことを特徴とする。

また、この発明の液晶表示素子の製造方法は、液晶表示素子を単個に分離してから、電極取り出し部と対向する位置に残った基板を取り除くことを特徴とする。

プレカットがスリットの場合、対向する切断面は、刃を取り去ると切断による変形が回復し近接した状態でほぼ密着する。このため熱膨張や加圧により発生する応力は切断面で
釣り合うことになり、プレカットが開口であった場合に比べ基板の平面性の劣化が著しく少ない。他方の基板の凹部は、一辺が液晶表示素子の外形と接する形状となる。外形と接しない３辺に相当するコの字形のスリットは、基板の貼り合わせ工程前に他方の基板にプレカットしておく。実際にはコの字の突出部は、貼り合わせ精度や外形加工精度を加味して長めにしておく。貼り合わせ工程後、外形加工時に取り出し電極部の外形に接する辺が切断されると、取り出し電極部を覆っていた基板の不要部の周辺全てが切断された状態になる。

以上の説明から明らかなようにこの発明の液晶表示素子の製造方法は、他方の基板の凹部から露出した電極取り出し部を有する液晶表示素子おいて、電極取り出し部に対向し不要となってしまった基板を簡単に除去することができる。

短冊状態で不要部を除去する場合、横一列に並んだ液晶表示素子に相当する区画から不要となった他方の基板を除去できるので、上記の効果に加え、一回の治具への搭載で複数の不要部を除去できるから作業効率が上がるという効果がある。

液晶表示素子を単個に分離してから不要部を除去する場合、表示素子の外形加工が終わるまで電極取り出し部が露出しないので、上記効果に加え不用意な汚染を避けられると言う効果がある。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施例１）

図１から図５により短冊状態で電極取り出し部と対向する位置に残った基板を取り除く実施例１を説明する。

図１は、実施例１の液晶表示素子の層構造を示す組立図である。図１に示されるように実施例１の液晶表示素子は、一方の基板に相当する下基板１６と、シール１４と、他方の基板に相当する上基板１１が積層している。下基板１６は厚さが０．１ｍｍのポリカーボネートフィルムで、上面にはＩＴＯからなる取り出し電極１７と表示電極（図示せず）が形成されている。シール１４は、導電性と基板間隙の確保のため導電性粒子とスペーサが混入され、柔軟性を持たせるためチオールが添加されたエポキシ系接着剤であり、注入孔１３を有し、注入孔１３と対向する辺には凹部１５がある。上基板１１は、厚さが０．１ｍｍのポリカーボネートフィルムからなり、下面に表示電極（図示せず）が形成され、凹部１２を有している。なお、シール１４と上下の基板１１，１６間で保持される液晶、注入孔１３の封孔材、上下の基板１１，１６に貼り付ける偏光板等は省略した。

図２は実施例１の液晶表示素子の平面図であり、図１と同じ部位・部材は同じ番号で示している。上基板１１の凹部１２はシール１４の凹部１５の外側を沿うように配置されている。上基板１１の凹部１２により露出している下基板１６の領域が電極取り出し部であり、取り出し電極１７が露出している。なお本実施例の液晶表示素子はパッシブ型でスタティック駆動の場合を想定しているので、上基板１１の下面に形成された表示電極（図示せず）は共通電極（コモン電極ともいう）となり、シール１４中の導電粒子を介して取り出し電極１７の１本と接続している。また残りの取り出し電極１７は下基板１６の表示電極（セグメント電極ともいう、図示せず）と接続している。なおシール１４は上基板１６の下側にあるので点線で示した（以下同様）。

図３は、実施例１の各々の液晶表示素子に対応する複数の区画を有するマザー基板を貼
り合わす際の組立図であり、図１と対応する部位・部材は同じ番号で示している。上側のマザー基板３１の表示素子に対応する区画として上基板１１の外形を点線で示した。上基板１１の凹部には、プレカットとしてスリット３２、スリット３３、スリット３４が切り込まれている。スリット３２，３３，３４はコの字形状をなしており、コの字の凸部であるスリット３２、３４は上基板１１の外形より外側に突き出している。マトリクス状に配列（図では横一列）したシール１４はスクリーン印刷で形成される。下側のマザー基板３５の液晶表示素子に対応する区画として下基板１６の外形を点線で示した。ここに取り出し電極１７が形成されている。なお上下の基板１１、１６の各区画に形成されている表示電極は図示していない。Ａ−Ｂ間とＣ−Ｄ間は短冊用の切断線になる。プレカットとしてのスリット３２、スリット３４は、上下のマザー基板３１の貼り合わせ公差と短冊用切断線Ｃ−Ｄの公差の和として０．２ｍｍ程度、上基板１１の外形線からはみ出している。

図４は実施例１の短冊の平面図であり、図１と対応する部位・部材は同じ番号で示している。一本の短冊は、各々の液晶表示素子に対応する区画が一列に並んだ領域を、重ね合わせが済んだマザー基板から切断線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄで切り取ったものである。図３のプレカットされたスリット３２，３４は切断線Ｃ−Ｄと交差しているので、短冊を形成すると上基板１１の凹部１２の４辺全てが切り取られたことになる。そこでこの切り取られた上基板を除去すると、下基板１６上の電極取り出し部が露出する。また短冊は切断線Ａ−Ｂに沿ってシール１４の注入孔１３の先端が揃うように切断されている。短冊状態で真空注入法により注入孔１３から液晶を注入し、その後注入孔１３を紫外線硬化型接着剤で封孔する。最後に表示素子の外形線４１を切断し、個々の表示素子を分離する。なお外形線４１に相当する切断線は、マーク等で示され、実態がないので破線で示している（以下同様）。

図５は実施例１の製造工程のフロー図である。まず上下のマザー基板３１、３５のＩＴＯ面に対しホトリソグラフィーにより電極を形成する。次にポリイミドからなる配向膜を印刷しラビングする。この後、上側のマザー基板３１に対しコの字形（スリット３２，３３，３４）のプレカットを行う。このプレカットは、切り込み位置と切り込み量が設定できるフィルムカッターでスリット３３を切り、次に上側のマザー基板３１を９０度回転させてからスリット３２，３４を切る。次にシール印刷機でシール１４を印刷し、ＩＴＯ面が対向するように上下のマザー基板３１，３５を重ね合わせる。このマザー基板を加圧し約１２０℃で焼成する。マザー基板を短冊にしてから、電極取り出し部を覆っていた上基板１１の不要部を取り去る。そして液晶注入と封孔の後、個々の液晶表示素子に分離する。

なお、プレカットした上側のマザー基板３１は、熱や機械的なストレスでプレカット部が変形する危険があるので、最後の熱工程である加圧・焼成の直前でプレカットを実施し変形のリスクを最小限にしている。
（実施例２）

図６から図８により単個の表示素子に分離してから電極取り出し部と対向する位置に残った基板を取り除く実施例２を説明する。実施例２の層構造と平面図は実施例１の図１、図２と同じである。実施例１と対応する部位・部材は同じ番号で示している。

図６は実施例２の各々の液晶表示素子に対応する複数の区画を有するマザー基板を貼り合わす際の組立図である。図３の実施例１との違いは、シール１４の注入孔１３の突起部が長くなっていることと、短冊用切断線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄがそれそれ上下にずれていることである。

図７は実施例２の短冊の平面図である。実施例１と同様に一本の短冊は、各々の液晶表
示素子に対応する区画が一列に並んだ領域を、重ね合わせが済んだマザー基板から切断線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄで切り取ったものである。しかし、切断線Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄが前述のようにずれているのでプレカットされたスリット３２，３４は切断線Ｃ−Ｄと交差していないため、下基板１６上の電極取り出し部が露出しない。また切断線Ａ−Ｂも液晶表示素子の外形７１より外側にあるが、前述のようシール１４の注入孔１３の突起部を延ばしてあったので注入孔１３の先端が切断線Ａ−Ｄと揃うように切断される。この短冊状態で液晶の注入と注入孔１３の封孔を行う。次に切断線７２に沿って短冊を切断し、個々の表示素子を分離する。最後に外形７１に合うように型で表示素子を抜き取ると、電極取り出し部を覆っていた上基板が取り外せるようになる。この結果、上基板の凹部１２から取り出し電極１７が露出する。なお切断線７２は、マーク等で示され、実態がないので一点鎖線で示した。取り出し電極１７は上基板の下に隠れているので点線と薄いハッチングで示した。

図８は実施例２の製造工程のフロー図である。電極形成から短冊化までは実施例１と同じである。液晶注入と封孔の後、個々の液晶表示素子に分離する。最後に液晶表示素子の外形に合うように型抜き加工を行い、電極取り出し部を覆っていた上基板１１の不要部を取り去る。

なお、実施例２では単個に分離してから型で最後の外形加工を実施していたが、短冊状態で型抜きしても良い。実施例２の手法は、外形に曲線が含まれるような場合に有効であり、特に電極取り出し部の存在する辺にも曲線部がある場合に有効である。また、貼り合わせ工程から外形加工工程まで取り出し電極が対向する電極に覆われているので、実施例１やプレカットとして開口部を設ける手法に比べ不用意な汚染を受けにくい。

実施例１，２ではプレカットしたスリットは矩形を形成していたが、凹部は台形でもＵ字でも良い。プレカットはカッター以外に、型やレーザーを使っても良い。基板面と平行な電界を利用して表示制御する液晶表示素子は、一方または他方の１枚の基板だけに表示電極を形成する。本発明は、マルチフ゜レックス型液晶表示装置にもアクティブマトリクス型表示装置にも適用可能である。電極取り出し部に電極駆動用のＩＣを実装してもよい。

本発明の実施例１の液晶表示素子の層構造を示す組立図である。 本発明の実施例１の液晶表示素子の平面図である。 本発明の実施例１のマザー基板の組立図である。 本発明の実施例１の短冊の平面図である。 本発明の実施例１の製造工程のフロー図である。 本発明の実施例２のマザー基板の組立図である。 本発明の実施例２の短冊の平面図である。 本発明の実施例２の製造工程のフロー図である。

符号の説明

１１ 上基板
１２ 上基板の凹部
１３ 注入孔
１４ シール
１５ シールの凹部
１６ 下基板
１７ 取り出し電極
３１ 上側のマザー基板
３２，３３，３４ プレカットしたスリット
３５ 下側のマザー基板
４１，７１ 表示素子の外形線
Ａ−Ｂ，Ｃ−Ｄ，７２ 切断線

Claims (3)

1. 可撓性を有する基板上に設けられた表示用電極に接続され外部からの駆動信号を前記表示用電極に伝達する取り出し電極を有し、更に前記基板から前記取り出し電極が露出されるように形成された電極取り出し部を備えた液晶表示素子の製造方法において、
   可撓性を有し、前記液晶表示素子に対応する複数の領域が区画された一対のマザー基板を用意する工程と、
   前記マザー基板の一方に前記取り出し電極を形成する工程と、
   前記マザー基板の他方に前記取り出し電極に対応したコの字形のスリットを入れる工程と、
   一対の前記マザー基板を貼り合わせる工程と、
   前記マザー基板が張り合わされた状態で前記表示素子の外形線を切断する工程と、
   前記電極取り出し部と対向する位置に残った前記基板の断片を除去する工程と、
   を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 貼り合わせられた前記マザー基板から前記区画が一列に並んだ領域を切り出した短冊状態で、前記電極取り出し部と対向する位置に残った基板を取り除くことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
3. 前記液晶表示素子を単個に分離してから、前記電極取り出し部と対向する位置に残った基板を取り除くことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。

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