JP2009168973A - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶や周辺回路部に光照射の影響を与えることなく液晶を封止するシールを確実に光硬化させることができる液晶表示パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも液晶を封止する第１のシールとして、所定光量の光を照射後、所定時間経過後に硬化を開始する遅延硬化性を有する光硬化樹脂材を適用し、該第１のシールに光照射した後に、第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下して前記第１及び第２の基板を貼り合わせて液晶表示パネルを形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、互いに対向する第１の基板及び第２の基板の何れかの基板に、液晶を封止する第１のシールを画素の周囲に閉じた形状に形成すると共に、前記第１の基板及び第２の基板の何れかの基板に、内部を気密に保持する第２のシールを前記第１のシールを内包するように、且つ閉じた形状に形成し、前記第１及び第２の基板の何れか一方に前記第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下した後、第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせるようにした液晶表示パネルの製造方法に関する。

一般に、大型の液晶パネルにおいては、互いに対向する第１の基板及び第２の基板の何れか一方の基板に形成した第１のシールの内部に液晶を滴下した後に、他方の基板を真空雰囲気中で貼り合わせるＯＤＦ（Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌ）方式即ち液晶滴下貼り合わせ方式が採用されており、最近では一部の中小液晶パネルにおいても導入されつつある。

従来の液晶滴下貼り合わせ方式としては、例えば液晶を封止するシールとして紫外線硬化性樹脂を適用し、液晶を第１の基板又は第２の基板に滴下して、これら第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせてパネルを形成した後に紫外線を照射することにより光硬化させるものが知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特開昭６４−５４４２０号公報 特開平８−１０６１０１号公報 特開平１１−３２６９２２号公報

しかしながら、上記特許文献１乃至３に記載された従来例にあっては、少なくとも液晶を封止するシール材が光硬化型樹脂材で形成されており、第１の基板及び第２の基板の一方にシール材を塗布した後、第１の基板又は第２の基板のシール材内となる領域に液晶を滴下し、その後第１の基板及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせてパネルを形成し、このパネルに光照射を行うことにより、シール材を光硬化させるようにしているので、液晶が光照射されることにより、液晶に悪影響を与えたり、第１の基板及び第２の基板に形成されている遮光膜や配線部等の遮光部分で光が遮られてシール材に照射光が届かず、未硬化部が残り、液晶の封止が不完全となって、シール材に液晶が差し込んでシールに悪影響を与えたりすることより、信頼性及び歩留りが低下するという未解決の課題がある。特に、狭額縁化が進む中小液晶表示パネルでは、遮光膜や配線とシール材とが重なる場合が大きくなり、シールの光硬化が不完全となる確率が高い。このため、第１及び第２の基板を貼り合わせたパネルの表裏両面から光照射を行うことにより、シール材の未硬化領域を少なくすることが考えられているが、周辺回路部周辺にシールを形成したＴＦＴ基板の裏面側から光を照射した場合ＴＦＴ特性がシフトしてしまう可能性があり、好ましくない。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、液晶や周辺回路部に光照射の影響を与えることなく液晶を封止するとともに、シールを確実に光硬化させることができる液晶表示パネルの製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、第１の形態に係る液晶表示パネルの製造方法は、互いに対向する第１の基板及び第２の基板の何れかの基板に、液晶を封止する第１のシールを閉じた形状に形成すると共に、前記第１の基板及び第２の基板の何れかの基板に、内部を気密に保持する第２のシールを前記第１のシールを内包するように、且つ閉じた形状に形成し、前記第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下した後、前記第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせるようにした液晶表示パネルの製造方法であって、少なくとも前記第１のシールとして、所定光量の光を照射後、所定時間経過後に硬化を開始する遅延硬化性を有する光硬化樹脂材を適用し、該第１のシールに光照射した後に、第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下して前記第１及び第２の基板を貼り合わせることを特徴としている。

この第１の形態では、液晶を封止する第１のシールを、遅延硬化性を有する光硬化性樹脂材で形成するので、第１及び第２の基板の一方に第１のシール及びこれを内包する第２のシールを形成し、少なくとも第１のシールに対して光照射した後に、第１のシールの内側に液晶を滴下し、その後第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせパネルを形成するので、液晶を滴下して第１及び第２の基板を貼り合わせた後に第１のシールが光硬化を開始することになり、液晶が光照射されることはないと共に、第１及び第２の基板を貼り合わせる前であるので、第１のシールを隈なく光照射することができ、未硬化領域の発生を防止することができる。

また、第２の形態に係る液晶表示パネルの製造方法は、互いに対向する第１の基板及び第２の基板の何れかに、液晶を封止する第１のシールを閉じた形状に形成すると共に、前記第１の基板及び第２の基板の何れか一方の基板に、内部を気密に保持する第２のシールを前記第１のシールを内包するように、且つ閉じた形状に形成し、前記第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下した後、前記第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせるようにした液晶表示パネルの製造方法であって、少なくとも前記第１のシールとして、所定光量の光を照射後、所定時間経過後に硬化を開始する遅延硬化性を有する光硬化樹脂材を適用し、該第１のシールを形成していない基板の当該第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下し、該第１のシールに光照射した後に、前記第１及び第２の基板を貼り合わせることを特徴としている。

この第２の形態では、第１の基板及び第２の基板の一方の基板に、第１のシール及び第２のシールの双方を塗布した後光照射を行い、他方の基板の第１のシールの内側に対応する領域に液晶を滴下するので、この場合も液晶に紫外線等が影響を与えることはないと共に、少なくとも第１のシールを隈なく光照射することができ、未硬化領域の発生を防止することができる。

さらに、第３の形態に係る液晶表示パネルの製造方法は、上記第１又は第２の形態において、前記第１のシールとして前記遅延硬化性及び光照射後に光が照射されなくても硬化が進行する暗反応性を有する光硬化性樹脂材を適用したことを特徴としている。
この第３の形態では、第１のシールが遅延硬化性及び暗反応性を有する光硬化性樹脂材で形成されているので、第１のシールに対して一度光照射した後は所定時間が経過した後に硬化が開始され、再度光照射を行わなくても第１のシールの硬化を確実に完了させることができる。

さらにまた、第４の形態に係る液晶表示パネルの製造方法は、上記第１〜第３の形態の何れか１つにおいて、前記第１及び第２の基板の貼り合わせ後に、光照射、光照射及び加熱、光照射後に加熱の何れかの硬化促進処理を行うことを特徴としている。
この第４の形態では、第１及び第２の基板の貼り合わせ後に、光照射、光照射及び加熱、光照射後に加熱の何れかの硬化促進処理を行うので、遅延硬化性を有する光硬化性樹脂材の硬化を促進して未硬化領域の発生をより確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用し得る液晶パネルを示す断面図、図２は液晶パネルを構成する一方の基板におけるシールレイアウトを示す底面図、図３は本発明の第１の実施形態を示す液晶表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
液晶表示パネル１は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板２と対向基板３とが両者間に液晶層４を形成するように貼り合わされた液晶パネル５を有する。

ＴＦＴ基板２には、液晶を駆動するスイッチング素子が配置されており、上面に周知の膜形成技術と、パターン形成技術によって、多層構造にパターン化された画素電極及び共通電極や配向膜を含む複数の膜が積層されている。
対向基板３は、下面にカラーフィルタ及び配向膜を有する透明基板で構成されている。
そして、ＴＦＴ基板２の配向膜及び対向基板３の配向膜はラビングされ、液晶層４の液晶分子は、ＴＦＴ基板２及び対向基板３の配向膜のラビング方向に応じて初期配向されている。

また、ＴＦＴ基板２及び対向基板３の何れか一方の基板、例えば対向基板３に図２に示すように、シールがレイアウトされている。
このシールは、液晶を封止する第１のシールとしての前後及び左右方向に夫々所定間隔を保ってマトリックス状に整列され、閉じた形状に形成された複数のメインシール１１と、これらメインシール１１を内包し、且つ閉じた形状に形成された少なくとも内部を気密に保持する第２のシール２１とで構成されている。

メインシール１１は、紫外線を照射することにより硬化し、遅延硬化性及び暗反応性を有するカチオン重合性紫外線硬化性樹脂材をスクリーン印刷技術やディスペンサ描画技術によって方形枠状に塗布することにより形成されている。ここで、遅延硬化性とは、図３に示すように、カチオン重合の反応制御により、所定光量の紫外線を照射後、即時硬化するのではなく、一定時間経過後硬化を開始して硬化を完了する特性を有するものであり、暗反応性とは、紫外線照射終了後、紫外線が当たらなくとも硬化が進行する特性を有するものである。

第２のシール２１は、メインシール１１と同様に、紫外線を照射することにより硬化し、遅延硬化性及び暗反応性を有する光硬化性樹脂材で形成され、マトリックス状に整列されたメインシール１１を内包するように、これらメインシール１１の外周側に対して所定距離を保って方形枠状に形成された外周シール部２２と、この外周シール部２２と外方側のメインシール１１との間に形成されたダミーシール２３とで構成されている。

ここで、ダミーシール２３は、図２に示すように、ＴＦＴ基板２の上面上に、各整列されたメインシール１１の外側に外方側を開放したコ字状に形成された第１のダミーシール部２３ａと、整列されたメインシール１１の四隅部に対向して形成されたＬ字状の第２のダミーシール部２３ｂと、第１及び第２のダミーシール部２３ａ及び２３ｂを連結するように方形枠状に形成された第３のダミーシール部２３ｃとで構成されている。

そして、上記構成を有する液晶表示パネル１を、図４に示す製造工程のフローチャートに従って製造する。
すなわち、ＴＦＴ基板２については、ステップＳ１で、ラビング処理を行った後に洗浄処理を行い、次いでステップＳ２に移行して、液晶に影響を与える有機性揮発物を加熱除去するデガス処理を行い、次いでステップＳ３に移行して、導通材塗布処理を行い、次いでステップＳ４に移行して導通材を予備加熱するプリベーク処理を行ってからＯＤＦ工程に移行する。

一方、対向基板３については、ステップＳ１′で、ステップＳ１と同様にラビング後洗浄処理を行い、次いでステップＳ２′でステップＳ２と同様にデガス処理を行い、次いでステップＳ３′に移行して、第１のシールとなるメインシール１１及び第２のシール２１をスクリーン印刷技術、ディスペンサ描画技術等によって塗布し、次いでステップＳ４′に移行してメインシール１１及び第２のシール２１に対して紫外線照射を行ってから真空貼り合せ処理に移行する。

この紫外線照射は、図５に示すように、ステージ３１上に、貼り合わせ基板３２を載置し、この貼り合わせ基板３２に対向する上方位置に短波長ＵＶカットフィルタ３４、熱線カットフィルタ３５及びＵＶランプ３６が配置された光照射装置３７を使用して行う。ここで、短波長ＵＶカットフィルタ３４、熱線カットフィルタ３５の組合せは任意であり、貼り合わせ基板３２の仕様に応じて適宜選択する。

ＯＤＦ処理では、先ず、ステップＳ５で、シールを形成した対向基板３の下面を上にした状態で、マトリックス状の各メインシール１１の内側に適量の液晶をディスペンス法やその他の滴下方法で滴下し、次いでステップＳ６に移行して、対向基板３上にＴＦＴ基板２を載置して、真空雰囲気中で貼り合わせて貼り合わせ基板を形成する。
次いで、ステップＳ７に移行して、大気圧に戻した状態で、ＴＦＴ基板２及び対向基板３を貼り合わせた液晶パネルに対してメインシール１１及び第２のシール２１を光硬化させる紫外線を照射し、これによってメインシール１１及び第２のシール２１の光硬化を促進させる。

次いで、ステップＳ８に移行して、液晶パネルを所定温度で加熱して第１のシールとしてのメインシール１１を熱硬化させてメインシール１１及び第２のシール２１の光硬化をさらに促進させると共に液晶の等方性処理を行って、ＯＤＦ工程を終了する。
次いで、ステップＳ９に移行して、液晶パネルをメカスクライブやレーザスクライブによってスクライブラインを形成するスクライブ処理を行った後、必要に応じスクライブライン位置を加圧して液晶パネルを分割するブレイク処理を行って、液晶パネルを所望領域で分割する。次いでステップＳ１０に移行して、セル洗浄を行って、所望の液晶パネルを形成する。

このように、上記第１の実施形態によると、液晶を封止する第１のシールとしてのメインシール１１及び第２のシール２１を遅延硬化性及び暗反応性を有する光硬化性樹脂材で形成し、これらメインシール１１及び第２のシール２１を塗布工程で、対向基板３にスクリーン印刷やディスペンサ描画技術を使用して同時塗布するので、対向基板３へのシール材の塗布を容易に行うことができる。

その後、真空貼り合せ処理を行う前に、紫外線照射装置３７で、第１のシールとしてのメインシール１１及び第２のシール２１に紫外線を照射する。このようにメインシール１１及び第２のシール２１に対して所定光量の紫外線を照射しても、図３に示すように、メインシール１１及び第２のシール２１が直ちに硬化するわけではなく、所定時間経過後に硬化を開始することになる。

このため、メインシール１１及び第２のシール２１に紫外線を照射してから、対向基板３を上向きとしてメインシール１１の内側に液晶を滴下した後、対向基板３上にＴＦＴ基板２を載置して、真空雰囲気内でＴＦＴ基板２及び対向基板３を貼り合わせる。
このＴＦＴ基板２及び対向基板３の貼り合わせを、図３に示すように、メインシール１１及び第２シール２１の粘着強度が増加して硬化完了する前の間に完了させることにより、ＴＦＴ基板２及び対向基板３の貼り合わせが完了した後に、メインシール１１及び第２のシール２１の粘着強度が増加して完全に貼り合わせることができる。

ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の貼り合わせ後に、大気圧下で光照射または加熱処理，あるいは光照射及び加熱処理の両方を行って光硬化を促進させることにより、短時間でメインシール１１及び第２シール２１の硬化を完了させることができる。
このように、第１の実施形態によると、メインシール１１及び第２のシール２１を塗布した対向基板３に紫外線照射装置３７で紫外線を照射するので、メインシール１１及び第２のシール２１の全域に確実に紫外線を照射することができる。このため、遅延硬化性によってメインシール１１及び第２のシール２１が硬化したときに、未硬化領域が残ることはなく、メインシール１１及び第２のシールの全ての領域を確実に光硬化させることができる。

その後、対向基板３のメインシール１１の内側に液晶を滴下した後に、ＴＦＴ基板２及び対向基板３を真空雰囲気中で貼り合わせるので、メインシール１１及び第２のシール２１を光硬化させる所定光量の紫外線が液晶に照射されることを確実に防止することができ、ＴＦＴ基板２及び対向基板３を貼り合わせた後に照射する紫外線は遅延硬化性を促進するための補助的なものであり、液晶に与える影響は無視できる程度の光量である。

次に、本発明の第２の実施形態を図６について説明する。
この第２の実施形態は、液晶の滴下を、シールを形成した対向基板３に代えてシールを形成していないＴＦＴ基板２に滴下するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図６に示すように、ＯＤＦ処理工程のステップＳ５で、ＴＦＴ基板２の上面における対向基板３のメインシール１１の内側となる領域に液晶を滴下してから、このＴＦＴ基板２上にメインシール１１及び第２のシール２１をＴＦＴ基板２側として載置してから真空雰囲気内でＴＦＴ基板２及び対向基板３を貼り合わせるようにしたことを除いては上述した第１の実施形態と同様の工程で、液晶表示パネルを形成する。

この第２の実施形態によると、メインシール１１及び第２のシール２１を形成した対向基板３とは異なるＴＦＴ基板２に液晶を滴下するので、対向基板３のメインシール１１及び第２のシール２１に紫外線を照射している状態で、ＴＦＴ基板２に液晶を滴下することができ、製造工程を短縮することができる。
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、ＴＦＴ基板２及び対向基板３を貼り合わせてパネルを形成した後に、紫外線照射処理及び加熱処理を行って遅延硬化性を有する光硬化性樹脂材の光硬化を促進させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、紫外線照射処理及び加熱処理の何れか一方又は双方を省略することができる。

また、上記第１及び第２の実施形態においては、シールを遅延硬化性及び暗反応性を有する光硬化性樹脂材で形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シールを遅延硬化性のみを有する光硬化性樹脂材で形成するようにしてもよい。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、第２のシール２１も遅延硬化性を有する光硬化性樹脂材で形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第２のシール２１については光熱硬化性樹脂材や熱硬化性樹脂材を適用することができる。

さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、液晶表示パネルの製造工程で、ＴＦＴ基板２及び対向基板３の双方にデガス処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、何れか一方又は双方のデガス処理を省略するようにしてもよい。
なおさらに、上記第１及び第２の実施形態においては、対向基板３に第１のシールとなるメインシール１１及び第２のシール２１を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＴＦＴ基板３にメインシール１１及び第２のシール２１を形成するようにしてもよく、さらにはＴＦＴ基板２及び対向基板３の何れか一方にメインシール１１を形成し、他方に第２のシール２１を形成するようにしてもよい。

また、上記第１及び第２の実施形態においては、ＴＦＴ基板２に導通材を塗布する場合について説明したが、ＩＰＳ（In-Plain Switching）モードやＦＦＳ（Fringe-Field Switching）モードで動作する液晶表示パネルの場合には、導通材塗布を省略することができる。また、導通材を塗布した後の導通材のプリベーク処理も省略することができる。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、第２のシール２１を構成するダミーシール部２３がコ字状の第１のダミーシール部２３ａ、Ｌ字状の第２のダミーシール部２３ｂ及び方形枠状の第３のダミーシール部２３ｃで構成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第２及び第３のダミーシール部２３ｂ及び２３ｃの何れか一方又は双方を省略したり、第１のダミーシール２３ａを方形枠状に形成したりすることができ、さらには、マトリックス状に配列されたメインシール１１の隣接するシール間に線状のダミーシール部を形成するようにしてもよい。

本発明を適用し得る液晶表示パネルを示す断面図である。 対向基板のシールレイアウトを示す底面図である。 遅延硬化性を有する光硬化性樹脂材の硬化特性を示す特性線図である。 本発明の第１の実施形態を示す液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。 光照射装置を示す概略構成図である。 本発明の第２の実施形態を示す液晶表示パネルの製造工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１…液晶表示パネル、２…ＴＦＴ基板、３…対向基板、４…液晶層、５…、１１…メインシール、２１…第２のシール、２２…外周シール部、２３…ダミーシール部、２３ａ…第１のダミーシール部、２３ｂ…第２のダミーシール部、２３ｃ…第３のダミーシール部

Claims (4)

1. 互いに対向する第１の基板及び第２の基板の何れかの基板に、液晶を封止する第１のシールを閉じた形状に形成すると共に、前記第１の基板及び第２の基板の何れかの基板に、内部を気密に保持する第２のシールを前記第１のシールを内包するように、且つ閉じた形状に形成し、前記第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下した後、前記第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせるようにした液晶表示パネルの製造方法であって、
   少なくとも前記第１のシールとして、所定光量の光を照射後、所定時間経過後に硬化を開始する遅延硬化性を有する光硬化樹脂材を適用し、該第１のシールに光照射した後に、第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下して前記第１及び第２の基板を貼り合わせることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
2. 互いに対向する第１の基板及び第２の基板の何れかに、液晶を封止する第１のシールを閉じた形状に形成すると共に、前記第１の基板及び第２の基板の何れか一方の基板に、内部を気密に保持する第２のシールを前記第１のシールを内包するように、且つ閉じた形状に形成し、前記第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下した後、前記第１及び第２の基板を真空雰囲気内で貼り合わせるようにした液晶表示パネルの製造方法であって、
   少なくとも前記第１のシールとして、所定光量の光を照射後、所定時間経過後に硬化を開始する遅延硬化性を有する光硬化樹脂材を適用し、該第１のシールを形成していない基板の当該第１のシールの内側となる領域に液晶を滴下し、該第１のシールに光照射した後に、前記第１及び第２の基板を貼り合わせることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
3. 前記第１のシールとして前記遅延硬化性及び光照射後に光が照射されなくても硬化が進行する暗反応性を有する光硬化性樹脂材を適用したことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
4. 前記第１及び第２の基板の貼り合わせ後に、光照射、光照射及び加熱、光照射後に加熱の何れかの硬化促進処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。

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