JP2008233720A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶滴下法を採用した液晶表示装置の製造方法において、未硬化のシール層に対する液晶の接触を抑止する。
【解決手段】第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０の第１の有機樹脂膜１１及び第２の有機樹脂膜２１には、表示領域Ａ１を囲んで延在する溝１１Ａ，２１Ａが形成され、それを囲んでシール層１９が形成される。その後、溝１１Ａ，２１Ａによって囲まれる領域に液晶ＬＣが滴下される。次に、真空状態のチャンバー３０内で第１の透明基板１０と第２の透明基板２０を貼り合わせ、大気圧に戻すことにより、第１の透明基板１０と第２の透明基板２０が圧し合わされて液晶ＬＣが広がる。その際、シール層１９を紫外線照射により徐々に硬化させるが、液晶ＬＣは溝１１Ａ，２１Ａに一旦蓄えられるため、紫外線照射により硬化する前のシール層１９に接触しない。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、液晶滴下法を用いた液晶表示装置及びその製造方法に関する。

近年、液晶表示装置の製造工程では、２つの透明基板を貼り合わせる工程の１つとして、液晶滴下法が採用されている。この方法は、少なくとも一方の透明基板上に液晶を滴下した後、その液晶を挟むように２つの透明基板を貼り合わせる方法である。以下に、液晶滴下法について図５の斜視図及び図６の断面図を参照して説明する。図５は、対向して配置される２つの透明基板の斜視図であり、図６は、２つの透明基板を貼り合わせる工程を示す断面図である。なお、図６では、説明の簡便のため、複数の液晶パネルＰのうち、２つの液晶パネルＰのみを示す。

図５に示すように、大判のガラス板からなる第１の透明基板１０には、複数の液晶パネルＰが形成される。大判のガラス板からなる第２の透明基板２０には、第１の透明基板１０に対向する面において、各液晶パネルＰの形成領域に対応して、未硬化のシール層２９が形成される。未硬化のシール層２９は、第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０が貼り合わされたときに液晶パネルＰの形成領域を囲むように形成される。このシール層２９は、例えば紫外線照射により硬化する樹脂である。その後、第１の透明基板１０の各液晶パネルＰの形成領域上に、液晶ＬＣが滴下される。

次に、図６（Ａ）に示すように、第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０は、チャンバー３０内に設けられた下側チャック部３１と、上側チャック部３２との間に載置される。

第１の透明基板１０は、下側チャック部３１上に載置され、第２の透明基板２０は、未硬化のシール層２９を第１の透明基板１０に対向させて、支持具３３により、第１の透明基板１０に接しないように支持されている。この状態で、チャンバー３０は密閉され、真空状態にされる。

次に、図６（Ｂ）に示すように、支持具３３を第２の透明基板２０からはずし、第２の透明基板２０を、上側チャック部３２により保持して、その未硬化のシール層２９が第１の透明基板１０に接するように移動させる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、第２の透明基板２０を上側チャック部３２から離し、チャンバー３０内を大気圧に戻す。この状態では、未硬化のシール層２９に囲まれる液晶パネルＰの形成領域は、真空状態であり、第２の透明基板２０に対しては大気圧が加圧される。これにより、第２の透明基板２０は第１の透明基板１０に強く圧し合わされ、第１の透明基板１０、第２の透明基板２０、及び未硬化のシール層２９によって囲まれた空間に液晶ＬＣが広がる。即ち、液晶ＬＣは未硬化のシール層２９に向かって広がる。これと同時に、未硬化のシール層２９に対して紫外線照射を行い、未硬化のシール層２９を硬化させる。こうして、シール層２９を介して貼りあわされた第１の透明基板１０と第２の透明基板２０との間に、液晶ＬＣが封止される。その後、諸工程を経た後、第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０は、複数の液晶パネルＰに分離される。

なお、液晶滴下法については、特許文献１に記載されている。
特開２００７−３５６０号公報

しかしながら、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）などの小型液晶表示装置の製造工程で液晶滴下法を実施する場合、滴下された液晶ＬＣと未硬化のシール層２９の距離が近接するため、液晶ＬＣが未硬化のシール層２９に接触していた。未硬化のシール層２９に接触した液晶ＬＣには、未硬化のシール層２９に含まれるイオン性不純物が混入するため、液晶ＬＣの電圧保持率が低下し、表示不良が生じていた。

そこで、本発明は、液晶滴下法を採用した液晶表示装置の製造方法において、未硬化のシール層に対する液晶の接触を抑止する。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、複数の画素を含む表示領域と表示領域を囲む非表示領域とを有した第１の透明基板及び第２の透明基板を準備し、第１の透明基板の少なくとも非表示領域に第１の絶縁膜を形成する工程と、非表示領域の第１の絶縁膜に第１の溝を形成する工程と、第２の透明基板の少なくとも非表示領域に第２の絶縁膜を形成する工程と、非表示領域の第２の絶縁膜に第２の溝を形成する工程と、少なくとも第１の透明基板と第２の透明基板とのいずれかの非表示領域の外縁にシール層を形成する工程と、第１の透明基板又は第２の透明基板上であって表示領域に液晶を滴下する工程と、第１の透明基板と第２の透明基板とをシール層を介して貼り合わせる工程と、シール層を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の液晶表示装置は、複数の画素を含む表示領域と表示領域を囲む非表示領域とを有した第１の透明基板及び第２の透明基板と、少なくとも第１の透明基板と第２の透明基板とのいずれかの非表示領域に配置され溝を有する絶縁膜と、絶縁膜の非表示領域の外縁に配置されたシール層と、第１の透明基板、第２の透明基板、及びシール層によって囲まれた空間に封止された液晶層と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、シール層を介して、第１の透明基板及び第２の透明基板を貼り合わせる工程において、液晶が広がる際に溝の中に一旦蓄えられるため、液晶がシール層に到達するまでの時間を延ばすことができる。これにより、未硬化のシール層に液晶が接触することを抑止できる。

本発明の液晶表示装置及びその製造方法によれば、液晶滴下法を採用した液晶表示装置の製造方法において、未硬化のシール層に対する液晶の接触を抑止できる。これにより、未硬化のシール層に含まれるイオン性不純物の混入による液晶の電圧保持率の低下、及び表示不良を抑止することができる。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の製造方法を示すフロー図である。図２は、本実施形態にかかる液晶表示装置及びその製造方法を示す平面図である。図３は、図２の液晶表示装置の表示領域に配置された複数の画素を示す等価回路図である。図４は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４では、説明の簡便のため、複数の液晶パネルＰのうち、１つの液晶パネルＰのみを示す。図２乃至図４では、図５及び図６に示したものと同様の構成要素については同一の符号を付して参照する。ただし、本実施形態の液晶表示装置は、例えばＥＶＦ等の小型液晶表示装置であり、そのサイズは例えば対角１．０インチ程度であるものとする。

ステップＳ１では、図２及び図３に示すように、液晶表示装置を構成する大判のガラス板からなる第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０に、複数の画素１０Ｐが配置された表示領域Ａ１を形成する。表示領域Ａ１を囲む領域は、非表示領域Ａ２である。表示領域Ａ１の各画素１０Ｐは、複数の画素選択信号線ＧＬ及び複数の表示信号線ＤＬに囲まれた各領域に形成される。各画素１０Ｐには、画素選択信号に応じてオン又はオフする画素トランジスタＴＲ、液晶層ＬＣＬを挟んで表示信号線ＤＬからの表示信号が印加される画素電極（不図示）、及び共通電位に接続された共通電極（不図示）、表示信号を一定期間保持する保持容量ＣＳ等が形成される。また、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、配向膜、偏光板等の光学的構成要素が形成される（不図示）。

これらの構成要素のうち、画素トランジスタＴＲ、画素電極（不図示）、保持容量ＣＳ等は、第１の透明基板１０上に形成される。なお、第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０の表示領域Ａ１及び非表示領域Ａ２には、それぞれ、平坦化膜として第１の有機樹脂膜１１、第２の有機樹脂膜２１が形成される。第１の有機樹脂膜１１及び第２の有機樹脂膜２１は、例えば感光性アクリル・エポキシ系樹脂からなる。

ステップＳ２では、図２及び図４（Ａ）に示すように、非表示領域Ａ２の第１の有機樹脂膜１１に、表示領域Ａ１を囲んで延在する溝１１Ａを形成する。溝１１Ａの形成は、フォトリソグラフィ工程等により行われる。溝１１Ａは、第１の有機樹脂膜１１を貫通しない窪みであってもよいし、第１の有機樹脂膜１１を貫通するものであってもよい。いずれの場合にも、溝１１Ａの幅Ｄ１は、例えば約１ｍｍ以上であり、その深さＤ２は、例えば約１〜３μｍである。

また、非表示領域Ａ２の第２の有機樹脂膜２１に、表示領域Ａ１を囲んで延在する溝２１Ａを形成する。溝２１Ａの形成は、フォトリソグラフィ工程等により行われる。溝２１Ａは、第２の有機樹脂膜２１を貫通しない窪みであってもよいし、第２の有機樹脂膜２１を貫通するものであってもよい。溝２１Ａは、溝１１Ａと同様の幅Ｄ１、深さＤ２を有している。

ステップＳ３では、第１の有機樹脂膜１１又は第２の有機樹脂膜２１上であって非表示領域Ａ２の外縁の全体に沿って、例えば紫外線照射により硬化する樹脂であるシール層１９を形成する。即ち、シール層１９は、溝１１Ａ，２１Ａの位置を基準とすると、表示領域Ａ１とは反対側に形成される。このときのシール層１９は未硬化である。図の例ではシール層１９は第１の有機樹脂膜１１上に形成される。その後、例えば第１の透明基板１０上であって溝１１Ａによって囲まれる領域に、液晶ＬＣが滴下される。

ステップＳ４では、第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０が、図６（Ａ）の工程と同様にチャンバー３０内に載置され、チャンバー３０が真空状態にされる。次に、図６（Ｂ）の工程と同様に、第１の透明基板１０と第２の透明基板２０とが貼りあわされる。なお、必要に応じて、この段階においてシール層１９を僅かに硬化させるべく、紫外線照射により仮硬化を行ってもよい。

ステップＳ５では、図６（Ｃ）の工程と同様に、チャンバー３０内が大気圧に戻されると、図４（Ｂ）に示すように、その大気圧によって第１の透明基板１０に第２の透明基板２０が圧し合わされる。これと同時に、ステップＳ６では、未硬化のシール層１９を硬化させるべく、シール層１９に対して紫外線照射が行われる。この紫外線照射により未硬化のシール層１９が完全に硬化するには、所定の時間を要するため、シール層１９は、しばらくは未硬化状態となる。

このとき、液晶ＬＣは、それを囲むシール層１９に向かって広がる。未硬化のシール層１９に向かって広がる液晶ＬＣは、そのシール層１９に到達する前に、一旦、溝１１Ａ，２１Ａ内に流入して蓄えられるため、広がる速さが抑えられる。即ち、液晶ＬＣがシール層１９に到達する時間が延びる。

その後、図４（Ｃ）に示すように、所定の時間を経て硬化したシール層１９に、液晶ＬＣが到達する。これにより、液晶ＬＣは、液晶層ＬＣＬとして第１の透明基板１０及び第２の透明基板２０との間に封止される。これに続いて、洗浄工程、複数の液晶パネルＰへの分離工程等の諸工程が行われ、液晶表示装置が完成される。

上記工程では、液晶ＬＣが広がる際、溝１１Ａ，２１Ａにより、液晶ＬＣがシール層１９に到達する時間が延びるため、液晶ＬＣが未硬化のシール層１９に接触することはない。そのため、未硬化のシール層１９に含まれるイオン性不純物が液晶ＬＣに混入することがない。従って、イオン性不純物の液晶ＬＣへの混入を起因とした電圧保持率の低下を回避することが可能となり、表示不良を抑えることができる。

なお、上記実施形態では、溝１１Ａ，２１Ａは、平坦化膜である有機樹脂膜１１，２１に形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、有機樹脂膜１１，２１の替わりに他の絶縁材料が形成され、その絶縁膜に溝１１Ａ，２１Ａが形成されてもよい。また、上記実施形態では、溝１１Ａ、２１Ａは、共に同じ幅Ｄ1及び深さＤ２を有するものとしたが、溝１１Ａと溝２１Ａごとに、異なる幅及び深さを有してもよい。また、上記実施形態では、溝１１Ａ，２１Ａは、表示領域Ａ１を囲んで延在するものとしたが、表示領域Ａ１の少なくとも１つの辺に沿って局所的に形成されるものであってもよい。また、溝１１Ａと溝２１Ａのうち、いずれか一方の形成が省略されてもよい。

また、上記実施形態では、シール層１９は、第１の有機樹脂膜１１又は第２の有機樹脂膜２１上に形成するものとしたが、それ以外の層上、例えば第１の透明基板１０、第２の透明基板２０、又は他の工程で形成された酸化膜等の上に形成されてもよい。

また、上記実施形態の液晶表示装置はＥＶＦ等の小型液晶表示装置であるものとしたが、本発明は、上記以外のサイズを有した液晶表示装置についても適用される。

本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の製造方法を示すフロー図である。 本発明の実施形態にかかる液晶表示装置及びその製造方法を示す平面図である。 本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の複数の画素を示す等価回路図である。 本発明の実施形態にかかる液晶表示装置及びその製造方法を示す断面図である。 従来例にかかる液晶表示装置の製造方法を示す斜視図である。 従来例にかかる液晶表示装置の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１０ 第１の透明基板 １０Ｐ 画素 １１ 第１の有機樹脂膜
１１Ａ，２１Ａ 溝 １９，２９ シール層 ２０ 第２の透明基板
２１ 第２の有機樹脂膜 ３０ チャンバー ３１ 下側チャック部
３２ 上側チャック部 ３３ 支持具
ＬＣ 液晶 ＴＲ 画素トランジスタ ＣＳ 保持容量
ＧＬ 画素選択信号線 ＤＬ 表示信号線 Ｐ 液晶パネル

Claims (6)

1. 複数の画素を含む表示領域と前記表示領域を囲む非表示領域とを有した第１の透明基板及び第２の透明基板を準備し、
   前記第１の透明基板の少なくとも前記非表示領域に第１の絶縁膜を形成する工程と、
   前記非表示領域の前記第１の絶縁膜に第１の溝を形成する工程と、
   前記第２の透明基板の少なくとも前記非表示領域に第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記非表示領域の前記第２の絶縁膜に第２の溝を形成する工程と、
   少なくとも前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とのいずれかの前記非表示領域の外縁にシール層を形成する工程と、
   前記第１の透明基板又は前記第２の透明基板上であって前記表示領域に液晶を滴下する工程と、
   前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とを前記シール層を介して貼り合わせる工程と、
   前記シール層を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とを貼り合わせる工程は、
   前記第１の透明基板と前記第２の透明基板が対向して設置されたチャンバー内を真空にした状態で、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とを前記未硬化のシール層を介して貼り合わせる工程と、
   前記チャンバー内を大気圧に戻して、前記大気圧により前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とを圧し合わせる工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は、有機樹脂膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 前記シール層は光により硬化する樹脂からなり、前記シール層を硬化させる工程は、前記シール層に前記光を照射する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 複数の画素を含む表示領域と前記表示領域を囲む非表示領域とを有した第１の透明基板及び第２の透明基板と、
   少なくとも前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とのいずれかの前記非表示領域に配置され溝を有する絶縁膜と、
   前記絶縁膜の前記非表示領域の外縁に配置されたシール層と、
   前記第１の透明基板、前記第２の透明基板、及び前記シール層によって囲まれた空間に封止された液晶層と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記絶縁膜は、有機樹脂膜であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

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