JP2009015131A - 表示装置の製造方法及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルのサイズにかかわらず良好に表示媒体の注入口を封止することのできる表示装置の製造方法及び表示装置を提供する。
【解決手段】表示媒体の注入口が形成され且つ互いに表示媒体を介して接合された一対のガラス基板を準備し、注入口周辺のガラスをレーザ光照射により溶融させて注入口を封止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、表示装置の製造方法及び表示装置に関する。

一般に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等に用いられる表示パネルは、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板等の一対の基板を互いにわずかな間隙をあけて、一部が欠損した枠形のシール材で貼り合わせることにより製造される。このような表示パネルは、その枠形のシール材の欠損した部分により、表示媒体の注入口が構成される。そして、この注入口から一対の基板の間隙に表示媒体を注入した後に、注入口の封止処理が行われる。

このような封止処理として、例えば、特許文献１には、 液晶を充填した液晶槽が設置された液晶注入装置に液晶表示パネルを液晶表示パネルの液晶注入口のある側面を下方に向けて設置して、真空注入法により液晶表示パネル内部に液晶を注入し、液晶注入口を封止する液晶注入口封止方法において、液晶が注入された液晶表示パネルを液晶注入口のある側面を下方に向けて加圧治具にセットし、セットされた液晶表示パネル全体を加圧手段により均一に加圧して余分な液晶を押出する加圧ステップと、加圧手段により加圧した状態で液晶表示パネルを傾斜する傾斜ステップと、液晶注入口のある面に残留付着している余分な液晶をユーザが布を用いて拭き取る拭き取りステップと、液晶注入口に紫外線硬化樹脂をユーザが手作業で充填する封止剤充填ステップと、加圧手段により液晶表示パネルに対して加えられた圧力を常圧に戻すと同時に、紫外線光を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化し、液晶注入口を封止する封止ステップと、を有する液晶注入口封止方法が開示されている。そして、これによれば、液晶注入口のある側面に残留付着した液晶を布などを用いて拭き取る際に、布に付着した汚染物質が液晶注入口へ付着して液晶表示パネル内部に混入するのを防ぐことができる、と記載されている。
特開２００３−２０７７９１号公報

しかしながら、近年研究・開発が盛んに行われている表示パネルの薄型化技術の進歩に伴い、表示パネルの表示媒体の注入口位置へ封止樹脂を正確に塗布することが困難となっている。

また、表示媒体の注入口へ封止樹脂を塗布すると、表示パネルの塗布面に沿って封止樹脂の樹脂ダレが発生することがあり、表示品質に問題が生じる。

さらに、封止樹脂を塗布して硬化すると、表示パネル表面から封止樹脂が盛り上がって形成されてしまい、表示パネルの小型化に問題が生じる。

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表示パネルのサイズにかかわらず良好に表示媒体の注入口を封止することのできる表示装置の製造方法及び表示装置を提供することである。

本発明に係る表示装置の製造方法は、表示媒体の注入口が形成され且つ互いに表示媒体を介して接合された一対のガラス基板を準備し、注入口周辺のガラスをレーザ光照射により溶融させて注入口を封止することを特徴とする。

このような構成によれば、注入口周辺のガラスをレーザ光照射により溶融させて注入口を封止するため、封止樹脂を塗布するものに比べ、薄い表示パネルに対してより正確に表示媒体の注入口を封止することができる。また、封止樹脂を用いないため、樹脂ダレの発生がない。さらに、表示媒体の注入口周辺のガラスが溶融して注入口が封止されるため、封止樹脂等の盛り上がりが形成されず、表示パネルを良好に小型化することができる。

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、一対のガラス基板の接合部にはレーザ光吸収材が設けられ、注入口は、一対のガラス基板の側面の接合部に形成され、レーザ光をレーザ光吸収材に吸収させることにより注入口周辺のガラスを溶融させてもよい。

このような構成によれば、レーザ光をレーザ光吸収材に吸収させることにより注入口周辺のガラスを溶融させるため、ガラス基板の接合部をより良好に溶融させて、表示媒体の注入口をより確実に封止することができる。

さらに、本発明に係る表示装置の製造方法は、レーザ光吸収材が少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つであってもよい。

このような構成によれば、レーザ光吸収材が少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つであるため、効率的にレーザ光を吸収することができ、表示媒体の注入口周辺のガラスの溶融が容易となる。

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、レーザ光を、一対のガラス基板の平面側から照射してもよい。

このような構成によれば、レーザ光を、一対のガラス基板の平面側から照射するため、特別な構成の装置を準備する必要がなく、通常のステージ上に表示パネルを載置した状態でレーザ光照射をすることができる。したがって、製造コストが良好となる。

さらに、本発明に係る表示装置の製造方法は、レーザ光を、一対のガラス基板の側面側から照射してもよい。

このような構成によれば、レーザ光を、一対のガラス基板の表示媒体の注入口が形成されている側面側から照射するため、注入口周辺のガラスをより精度良く溶融させることができる。

また、本発明に係る表示装置の製造方法は、レーザ光がＹＡＧレーザ光であってもよい。

このような構成によれば、レーザ光がＹＡＧレーザ光であるため、透明なガラス基板を良好に透過する。このため、表示媒体の注入口周辺のガラスを良好に溶融させることができる。

本発明に係る表示装置は、表示媒体の注入口が形成され且つ互いに表示媒体を介して接合された一対のガラス基板を備え、注入口周辺のガラスが溶融することにより注入口が封止されたことを特徴とする。

このような構成によれば、注入口周辺のガラスが溶融することにより注入口が封止されているため、封止樹脂を塗布するものに比べ、薄い表示パネルに対してより正確に表示媒体の注入口を封止することができる。また、封止樹脂を用いないため、樹脂ダレの発生がない。さらに、注入口周辺のガラスが溶融して注入口が封止されるため、封止樹脂等の盛り上がりが形成されず、表示パネルを良好に小型化することができる。

また、本発明に係る表示装置は、一対のガラス基板の接合部にはレーザ光吸収材が設けられ、注入口は、一対のガラス基板の側面の接合部に形成されていてもよい。

このような構成によれば、一対のガラス基板の接合部にはレーザ光吸収材が設けられ、注入口は、一対のガラス基板の側面の接合部に形成されているため、レーザ光をレーザ光吸収材に吸収させることによりガラス基板の接合部をより良好に溶融させることにより、表示媒体の注入口をより確実に封止することができる。

さらに、本発明に係る表示装置は、レーザ光吸収材が少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つであってもよい。

このような構成によれば、レーザ光吸収材が少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つであるため、効率的にレーザ光を吸収することができ、表示媒体の注入口周辺のガラスの溶融が容易となる。

本発明によれば、表示パネルのサイズにかかわらず良好に表示媒体の注入口を封止することのできる表示装置の製造方法及び表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施形態）
本実施形態に係る表示装置の製造方法及び表示装置について、液晶表示装置を例にして、図面を用いて詳細に説明する。

（液晶表示装置の構成）
図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の断面図を示す。

液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１及びバックライト１２を備えている。

液晶表示パネル１１は、画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたＴＦＴ基板１３と、液晶層（不図示）を介してＴＦＴ基板１３に接合されたカラーフィルタ（ＣＦ）基板１４と、を備えている。液晶層は、ＴＦＴ基板１３とＣＦ基板１４との間に封入された液晶材料を含み、外周部に設けられたシール材１５及び後述する接合部１６によって密閉されている。

ＴＦＴ基板１３は、ガラス基板上であって、その液晶層側（内側）に、マトリクス状に配列された画素に対応して設けられた画素電極、画素電極に接続されたＴＦＴ、ゲート線及びソース線等の回路要素が形成されている。ＴＦＴ基板１３のＴＦＴは、スイッチング素子を構成している。スイッチング素子は、ゲート電極、ゲート電極を覆う窒化シリコン等で形成されたゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に形成された半導体層、ソース電極およびドレイン電極等（いずれも不図示）で構成されている。

ＣＦ基板１４は、ガラス基板上であって、その液晶層側（内側）に、赤色絵素、緑色絵素及び青色絵素と、これらの間に配置された遮光層および対向電極（いずれも不図示）が形成されている。

ＴＦＴ基板１３及びＣＦ基板１４は、それぞれ、対向側表面にはレーザ光吸収材１７が、裏面には偏光板１８がそれぞれ形成されている。

レーザ光吸収材１７は、少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つで形成することができる。

ＴＦＴ基板１３のレーザ光吸収材１７とＣＦ基板１４のレーザ光吸収材１７との間には、一部に欠損部（液晶材料の注入口１９に対応）が形成された矩形状のシール材１５が設けられている。

液晶表示パネル１１の側面のシール材１５の欠損部に対応する位置には、周辺のガラス基板のガラスが溶融して構成された接合部１６が形成されて、シール材１５の欠損部による開口（液晶材料の注入口１９）が封止されている。

バックライト１２は、液晶表示パネル１１のＴＦＴ基板１３側に設けられている。

（液晶表示装置１０の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の製造方法について説明する。

まず、ガラス基板を用意する。そして、ガラス基板上の絵素間にブラックマトリクスを設け、遮光部を形成する。次に、ガラス基板上の表示領域に赤の顔料が分散された樹脂フィルム（ドライフィルム）を全面にラミネートし、露光、現像及びベーク（熱処理）を行って、第１色層（赤）を形成する。次に、第１色層に重ねて、緑色の顔料が分散された樹脂フィルムを全面にラミネートし、露光、現像及びベーク（熱処理）を行って、第２色層（緑）を形成する。同様に、第３色層（青）を形成する。次に、色層上にＩＴＯを蒸着して対向電極を形成し、続いて配向膜を形成する。

以上の工程により、ＣＦ基板１４を作製し、さらにその表面にレーザ光吸収材１７を形成する。

続いて、ガラス基板を用意し、ゲート電極及びゲート絶縁膜を形成する。次いで、エッチング保護膜を形成し、パターン形成を行う。次に、コンタクトホール、ドレイン電極及びソース電極を形成する。次に、同一工程又は別工程によって、基板端部にドライバＩＣを設け、薄膜トランジスタを形成し、さらに、コントローラを形成する。次いで、ＩＴＯを真空蒸着してパターン形成し、画素電極を形成する。続いて、セル厚を規定するためのスペーサを、フォトリソグラフィ工程を経て複数形成する。

以上の工程により、ＴＦＴ基板１３を作製し、さらにその表面にレーザ光吸収材１７を形成する。

次に、ＴＦＴ基板１３の遮光部にシール材１５を塗布する。シール材１５は、図２に示すように、ＴＦＴ基板１３のレーザ光吸収材１７形成側表面において、連続した矩形状の中に一箇所欠損した部分を設け、これにより液晶材料の注入口１９を構成する。

続いて、ＴＦＴ基板１３に、シール材１５を介してＣＦ基板１４をレーザ光吸収材１７形成側表面を対向させて貼り付け、シール材１５を硬化させることによりＴＦＴ基板１３とＣＦ基板１４とを接合して貼り合わせ基板３０を形成する。

次に、貼り合わせ基板３０に、注入口１９から液晶材料を注入する。

続いて、液晶材料が注入された貼り合わせ基板３０を、図３に示すように、レーザ照射装置２０のステージ２１上に載置する。

ここで、図３のレーザ照射装置２０は、レーザ発振部２２、レーザ発振部２２に接続された光ファイバー２３、光ファイバー２３に接続され且つ内部にレンズを備えたレンズホルダー２４、レンズホルダー２４を駆動するためのコントロール部２５及びアーム２６、レンズホルダー２４の下部に設けられてレーザ光照射対象の基板を載置するステージ２１で構成されている。

次に、図４に示すように、ステージ２１上に載置した貼り合わせ基板３０の注入口１９周辺の上部に位置するように、コントロール部２５及びアーム２６によりレンズホルダー２４を移動させる。

続いて、レーザ発振部２２からレーザを発振させて、レンズホルダー２４からステージ２１上に載置した貼り合わせ基板３０の注入口１９周辺にレーザ光３１を照射する。

レーザ光３１は貼り合わせ基板３０に対して平面側から照射する。照射されたレーザ光３１は、レンズホルダー２４内のレンズによって図５に示すようにガラスを透過して接合界面で集光され、レーザ光吸収材１７で吸収される。この時の吸収熱により図６に示すように液晶材料の注入口１９周辺のガラスが溶融する。ガラス中ではＹＡＧレーザが透過するため、ガラス表面は傷つけずに、レーザ光吸収材１７付近のガラスのみ溶融させることができる。また、レーザ光３１をパルス発振することにより、ガラス基板に対する熱影響を少なくすることができる。

さらに、ＴＦＴ基板１３及びＣＦ基板１４には、それぞれレーザ光吸収材１７が形成されているため、一方の基板のレーザ光吸収材１７に瞬時に吸収されたレ−ザ光は、他方の基板のレーザ光吸収材１７にも吸収されて、周辺のガラスを溶融する。溶融したガラスは大気中への逃げ場がないため、その場で急速に凝固させることができ、製造効率が良好となる。

上述のようにして、接合部１６を形成し、注入口１９を封止する。

なお、本実施形態では、レーザ光３１を貼り合わせ基板３０の平面側から照射しているが、これに限らず、図７に示すように、貼り合わせ基板３０の側面側から液晶材料の注入口１９周辺に照射してもよい。

続いて、貼り合わせ基板３０の表面及び裏面に、それぞれ偏光板１８を設けることにより液晶表示パネル１１を作製する。

次に、液晶表示パネル１１のＴＦＴ基板１３側表面にバックライト１２等を設けて、液晶表示装置１０を完成させる。

なお、本実施形態では、表示装置として液晶表示装置を例に挙げたが、これに限定されず、ＰＤ（plasma display；プラズマディスプレイ）、ＰＡＬＣ（plasma addressed liquid crystal display；プラズマアドレス液晶ディスプレイ）、有機ＥＬ（organic electro luminescence ）、無機ＥＬ（inorganic electro luminescence ）、ＦＥＤ（field emission display；電界放出ディスプレイ）、又は、ＳＥＤ（surface-conduction electron-emitter display；表面電界ディスプレイ）等を備えたその他の表示装置についても本発明を適用することができる。

（作用効果）
次に作用効果について説明する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の製造方法は、液晶材料の注入口１９が形成され且つ互いに液晶材料を介して接合された一対のガラス基板を準備し、注入口１９周辺のガラスをレーザ光照射により溶融させて注入口１９を封止することを特徴とする。

このような構成によれば、注入口１９周辺のガラスをレーザ光照射により溶融させて注入口１９を封止するため、封止樹脂を塗布するものに比べ、薄い液晶表示パネル１１に対してより正確に液晶材料の注入口１９を封止することができる。また、封止樹脂を用いないため、樹脂ダレの発生がない。さらに、注入口１９周辺のガラスが溶融して注入口１９が封止されるため、封止樹脂等の盛り上がりが形成されず、液晶表示パネル１１を良好に小型化することができる。

以上説明したように、本発明は、表示装置の製造方法及び表示装置に関する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置１０の断面図である。 シール材１５を塗布したＴＦＴ基板１３の平面図である。 レーザ照射装置２０の模式図である。 平面側からレーザ光３１が照射された貼り合わせ基板３０の模式図である。 液晶材料の注入口１９周辺にレーザ光３１が照射された貼り合わせ基板３０の断面図である。 液晶材料の注入口１９周辺に接合部１６が形成された貼り合わせ基板３０の断面図である。 側面側からレーザ光３１が照射された貼り合わせ基板３０の模式図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１３ ＴＦＴ基板
１４ ＣＦ基板
１５ シール材
１６ 接合部
１７ レーザ光吸収材
１９ 注入口
２０ レーザ照射装置
３１ レーザ光

Claims (9)

1. 表示媒体の注入口が形成され且つ互いに該表示媒体を介して接合された一対のガラス基板を準備し、該注入口周辺のガラスをレーザ光照射により溶融させて該注入口を封止する表示装置の製造方法。
2. 請求項１に記載された表示装置の製造方法において、
   上記一対のガラス基板の接合部にはレーザ光吸収材が設けられ、
   上記注入口は、上記一対のガラス基板の側面の接合部に形成され、
   上記レーザ光を上記レーザ光吸収材に吸収させることにより上記注入口周辺のガラスを溶融させる表示装置の製造方法。
3. 請求項２に記載された表示装置の製造方法において、
   上記レーザ光吸収材が少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つである表示装置の製造方法。
4. 請求項２に記載された表示装置の製造方法において、
   上記レーザ光を、上記一対のガラス基板の平面側から照射する表示装置の製造方法。
5. 請求項２に記載された表示装置の製造方法において、
   上記レーザ光を、上記一対のガラス基板の側面側から照射する表示装置の製造方法。
6. 請求項１に記載された表示装置の製造方法において、
   上記レーザ光がＹＡＧレーザ光である表示装置の製造方法。
7. 表示媒体の注入口が形成され且つ互いに該表示媒体を介して接合された一対のガラス基板を備え、該注入口周辺のガラスが溶融することにより該注入口が封止された表示装置。
8. 請求項７に記載された表示装置において、
   上記一対のガラス基板の接合部にはレーザ光吸収材が設けられ、
   上記注入口は、上記一対のガラス基板の側面の接合部に形成された表示装置。
9. 請求項８に記載された表示装置において、
   上記レーザ光吸収材が少なくとも有色塗料、金属膜、セラミック膜のいずれか一つである表示装置。

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