JP2010107811A - 液晶装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空注入方式の液晶装置の製造方法において、液晶パネルに傷をつけたり、液晶パネルの強度を低下させることなく、封止材のはみ出し部分を除去することが可能な液晶装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一対の基板間に液晶層５０を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、一対の基板のうちの一方の基板１０の周縁部に液晶層５０を構成する液晶５０ａの注入口５４を有する平面視枠状のシール材５１を形成する工程と、一対の基板をシール材５１を介して対向させて貼り合わせる工程と、シール材５１に囲まれた内部に注入口５４から液晶５０ａを注入し、注入口５４を樹脂からなる封止材５５により封止する工程と、液晶５０ａの封止された一対の基板を洗浄する工程と、を備え、液晶５０ａの封止された一対の基板を洗浄する工程において、水系界面活性剤または準水系界面活性剤を洗浄液に用いて、処理することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶装置の製造方法に関するものである。

従来、液晶装置の製造方法として、真空注入方式が広く用いられている。真空注入方式は、先ず、一対の基板のうちの一方の基板上に液晶の注入口を有する枠状のシール材を描画し、一対の基板を貼り合わせる。次に、真空中で容器に溜めた液晶に一対の基板の液晶注入口側の端面を浸け、シール材に囲まれた内部に液晶を注入し、液晶注入口を封止材により封止する。このような工程により、真空注入方式における液晶装置が製造される。例えば、液晶注入口の封止作業は、封止材としてＵＶ硬化可能なアクリル樹脂を用い、ディスペンス法により塗布する方法が知られている。

ところで、液晶装置は、情報機器の多様化等に伴い、小型化、軽量化が要求されている。これらの要求に応えるために、液晶装置のさらなる狭額縁化、薄型化を図るための開発が盛んに行われている。その中で、液晶注入口を封止する封止材が液晶装置の外形を大きくする要因となっている。また、基板を薄くした場合には、液晶注入口を封止する封止材が、表面張力によってはみ出し易くなるため、高い塗布精度が必要とされている。

このような問題点を解決するために、例えば特許文献１では、液晶注入口の端部にダミー注入口を連設し、液晶の封止後に液晶注入口とダミー注入口との連接部分を切断している。これにより、液晶パネルの外側に封止材がはみ出しても、ダミー注入口部分を最終的に切り落とすことで、封止材のはみ出しのない、狭額縁化、薄型化を図った液晶装置を得ることを可能にしている。
特開２０００−２５００５２号公報

しかしながら、特許文献１に示すような、封止材のはみ出したダミー注入口部分を切り落とす方法、例えば研磨やカッター等による機械的に除去する方法を用いる場合では、液晶パネル表面を傷つけたり、この傷によって液晶パネルの強度が低下してしまう惧れがある。また、封止材のはみ出し部分を除去するための新たな工程を追加する必要があり、製造効率が低下してしまう惧れがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、真空注入方式の液晶装置の製造方法において、液晶パネルに傷をつけたり、液晶パネルの強度を低下させることなく、封止材のはみ出し部分を除去することが可能な液晶装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうちの一方の基板の周縁部に前記液晶層を構成する液晶の注入口を有する平面視枠状のシール材を形成する工程と、前記一対の基板を前記シール材を介して対向させて貼り合わせる工程と、前記シール材に囲まれた内部に前記注入口から前記液晶を注入し、前記注入口を樹脂からなる封止材により封止する工程と、前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程と、を備え、前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程において、水系界面活性剤または準水系界面活性剤を洗浄液に用いて、処理することを特徴とする。
この製造方法によれば、液晶パネルに傷をつけたり、液晶パネルの強度を低下させることなく、封止材のはみ出し部分を除去することができる。本製造方法における封止材のはみ出し部分の除去は、特許文献１に示す封止材のはみ出したダミー注入口部分を切り落とす方法、例えば研磨やカッター等による機械的に除去する方法を用いることなく、標準的な洗浄工程に組み込むことで行っている。これにより、封止材のはみ出しのない、狭額縁化、薄型化を図った液晶装置が提供できる。また、封止材のはみ出し部分の除去が、液晶注入工程で液晶パネルに付着した液晶の洗浄と同時に処理できるので、封止材のはみ出し部分を除去するための新たな工程を追加する必要がなく、製造効率を高くすることができる。また、封止材のはみ出し部分を除去することにより、液晶パネルの外形を小さくできる。その結果、実装モジュールの制約を受けなくなり、液晶の注入口の封止位置を自由に決めることができ、設計の幅が広がる。

本製造方法においては、前記樹脂は、アクリル樹脂からなることが望ましい。
本願発明者は、注入口にアクリル樹脂からなる封止材を用いて封止することで、洗浄工程において、封止材のはみ出し部分を好適に除去できることを見出した。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

本製造方法においては、前記水系界面活性剤または準水系界面活性剤は、アニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤からなることが望ましい。
本願発明者は、洗浄液にアニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤を用いて処理することで、封止材のはみ出し部分を好適に除去できることを見出した。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

本製造方法においては、前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程において、洗浄温度５５〜７０℃、洗浄時間１００分以上で処理することが望ましい。
本願発明者は、洗浄工程において、洗浄温度、洗浄時間を所定の条件に設定し、これらの条件を組み合わせることで、封止材のはみ出し部分を確実に除去できることを見出した。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

本製造方法においては、前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程において、超音波振動を用いることが望ましい。
この製造方法によれば、超音波振動によって封止材のはみ出し部分が除去される。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

本発明の液晶装置の製造方法により形成された液晶装置１の全体構成を図１及び図２を参照して説明する。図１は、ＴＦＴアレイ基板（一方の基板）１０を含むＴＦＴアレイ基板１０上に形成された各構成要素を対向基板２０の側から見た平面図である。また、図２は、対向基板２０を含めて示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、液晶装置１の各構成部材における液晶層５０側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。

図１に示すように、本実施形態の液晶装置１は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５１によって貼り合わされている。シール材５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上に枠状に形成されている。このシール材５１によって区画された領域内に液晶層５０が封入されている。シール材５１の一部には、液晶層５０を構成する液晶５０ａを注入する注入口５４が設けられている。注入口５４は、アクリル樹脂からなる封止材５５によって封止されている。シール材５１の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が形成されている。

図２に示すように、図１に示したシール材５１と略同じ輪郭を有する対向基板２０が、このシール材５１によりＴＦＴアレイ基板１０に固着されている。また、ＴＦＴアレイ基板１０の上面には、複数の画素スイッチング素子（ＴＦＴ）３０が形成されている。各々のＴＦＴ３０は、画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素に対応して電気的に接続されている。

（液晶装置の製造方法）
次に、液晶装置１を製造する工程について図面を参照して説明する。図３〜図４は、液晶装置１の製造プロセスを順を追って示す工程図、図５は、液晶装置１の製造プロセスのフローチャートである。

先ず、ガラス基板上にＴＦＴ３０や配線を形成し、さらに画素電極及び配向膜を形成してＴＦＴアレイ基板１０を作製する（図５中のステップＳ１）。一方、ガラス基板上に遮光膜、対向電極、配向膜を形成して対向基板２０を作製する（図５中のステップＳ２）。

次に、図３（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の周縁部に、シール材５１の形成材料を枠状に塗布する（図５中のステップＳ３）。このとき、シール材５１の形成材料は、一辺の略中央の一部に液晶５０ａの注入口５４を有するように形成される。注入口５４は、液晶５０ａがスムーズにシール材５１に囲まれた内部に注入できる程度の大きさ（注入口幅）Ｌａとなるように設けられる。シール材５１の形成材料の塗布方法としては、例えばディスペンス法、スクリーン印刷法を用いることができる。

次に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０（図示略）とをシール材５１を介して貼り合わせる（図５中のステップＳ４）。このとき、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とに予め形成されたアライメントマーク（図示略）によって、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との相対位置のズレが許容範囲以内になるように粗位置決めする。

次に、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを加圧してシール材５１を押しつぶす。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とのセルギャップを所定の間隔にした後、精密アライメントにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との相対位置を正確に位置決めする。そして、ＵＶランプにより紫外線を照射してシール材５１を硬化させる。もしくは、加熱によりシール材５１を硬化させる（図５中のステップＳ５）。

次に、図３（ｂ）に示すように、貼り合わされた一対の基板１０,２０の間のシール材５１に囲まれた内部に、真空注入法を用いて、注入口５４から液晶５０ａを注入し、注入口５４をアクリル樹脂からなる封止材５５によって封止する（図５中のステップＳ６）。封止材５５は、注入口５４を確実に封止するように、シール材５１の延在する方向（図示左右方向）に沿って、注入口幅Ｌａよりも大きい幅で形成される。また、封止材５５は、貼り合わされた一対の基板１０,２０の輪郭よりも、外側に一部はみ出すように形成される。封止材５５の塗布方法としては、例えばディスペンス法を用いることができる。

ここで、一対の基板１０,２０の輪郭よりも、外側に一部はみ出すように形成された封止材５５について断面図を用いて説明する。図４（ａ）は、対向基板２０を含めて示す図３（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本図は、一対の基板１０,２０を貼り合わせた後に、液晶５０ａを注入し封止したときの注入口５４周辺を拡大して示している。

封止材５５は、一対の基板１０,２０の外側に一部はみ出して、一対の基板１０,２０の端部を覆うように盛り上がって形成されている。また、封止材５５は、一対の基板１０,２０の端面１０ａ,２０ａから所定の寸法で内部に侵入するように形成されている。ここで、端面１０ａ,２０ａから内部に侵入した封止材５５の寸法のことを、「侵入深さＬｄ」と定義する。また、端面１０ａは、ＴＦＴアレイ基板１０の端面である。また、端面２０ａは、対向基板２０の端面である。ＴＦＴアレイ基板１０の厚さＬｂ及び、対向基板２０の厚さＬｃは、略同じ寸法となっている。封止材５５の侵入深さＬｄは、ＴＦＴアレイ基板１０の厚さＬｂ及び、対向基板２０の厚さＬｃよりも大きくなっている。

端面１０ａ,２０ａの表面には、液晶５０ａが付着している。この液晶５０ａは、上述した液晶注入工程において注入口５４から液晶５０ａを注入する際に付着したものである。すなわち、封止材５５は、端面１０ａ,２０ａ上に付着した液晶５０ａを介して、一対の基板１０,２０の端部を覆うように形成されている。

この封止材５５は、端面１０ａ,２０ａ上に付着した液晶５０ａの影響によって、一対の基板１０,２０に対する接着力が小さくなっている。したがって、次の洗浄工程において、端面１０ａ,２０ａ上の封止材５５は、除去され易くなっている。本実施形態では、端面１０ａ,２０ａ上に付着した液晶５０ａをむしろ除去しない方がよい。すなわち、端面１０ａ,２０ａ上に液晶５０ａが付着したままの方が、次の洗浄工程で端面１０ａ,２０ａ上の封止材５５を除去しやすいので好適である。

次に、図４（ｂ）に示すように、液晶５０ａの封止された一対の基板１０,２０を洗浄する（図５中のステップＳ７）。ここで、洗浄工程における条件について説明する。

洗浄液は、アニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤を用いることが望ましい。これらアニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤は、アクリル樹脂からなる封止材５５のはみ出し部分を好適に除去することができる。

また、洗浄温度は、５５〜７０℃に設定することが望ましい。洗浄温度を５５〜７０℃に設定することによって、アクリル樹脂からなる封止材５５のはみ出し部分を好適に除去することができる。ここで、洗浄温度が７０℃を超えると、洗浄力が低下してしまう。

また、洗浄時間は、１００分以上保持することが望ましい。洗浄時間を１００分以上保持することにより、アクリル樹脂からなる封止材５５のはみ出し部分を好適に除去することができる。以上の条件を組み合わせることより、封止材５５のはみ出し部分が確実に除去される。

封止材５５のはみ出し部分を除去したとしても、一対の基板１０,２０の間に侵入した封止材５５が除去されることはない。つまり、封止材５５のはみ出し部分は、洗浄工程における条件だけではなく、上述した液晶注入工程において端面１０ａ,２０ａ上に付着した液晶５０ａの影響によって除去されやすくなっている。また、一対の基板１０,２０の端面１０ａ,２０ａから内部に侵入した封止材５５は、端面１０ａ,１０ｂに比べて十分に深く（基板の厚さＬｂ,Ｌｃ＜侵入深さＬｄ）形成されている。このため、封止材５５の基板に対する接着面積の面からも、一対の基板１０,２０の端面１０ａ,２０ａから内部に侵入した封止材５５の方が、端面１０ａ,２０ａ上の封止材５５よりも接着力が強くなっている。すなわち、一対の基板１０,２０の端面１０ａ,２０ａから内部に侵入した封止材５５は、除去されにくくなっている。

以上の工程を経ることにより、封止材５５のはみ出しが確実に除去された液晶装置１が形成される。

この製造方法によれば、液晶パネルに傷をつけたり、液晶パネルの強度を低下させることなく、封止材５５のはみ出し部分を除去することができる。本製造方法における封止材５５のはみ出し部分の除去は、特許文献１に示す封止材のはみ出したダミー注入口部分を切り落とす方法、例えば研磨やカッター等による機械的に除去する方法を用いることなく、標準的な洗浄工程に組み込むことで行っている。これにより、封止材５５のはみ出しのない、狭額縁化、薄型化を図った液晶装置１が提供できる。また、封止材５５のはみ出し部分の除去が、液晶注入工程で液晶パネルに付着した液晶５０ａの洗浄と同時に処理できるので、封止材５５のはみ出し部分を除去するための新たな工程を追加する必要がなく、製造効率を高くすることができる。また、封止材５５のはみ出し部分を除去することにより、液晶パネルの外形を小さくできる。その結果、実装モジュールの制約を受けなくなり、液晶５０ａの注入口５４の封止位置を自由に決めることができ、設計の幅が広がる。

また、本願発明者は、注入口にアクリル樹脂からなる封止材５５を用いて封止することで、洗浄工程において、封止材５５のはみ出し部分を好適に除去できることを見出した。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材５５のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

また、本願発明者は、洗浄液にアニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤を用いて処理することで、封止材５５のはみ出し部分を好適に除去できることを見出した。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材５５のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

また、本願発明者は、洗浄工程において、洗浄温度、洗浄時間を所定の条件に設定し、これらの条件を組み合わせることで、封止材５５のはみ出し部分を確実に除去できることを見出した。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材５５のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

なお、本実施形態では、液晶５０ａの封止された一対の基板１０,２０を洗浄する工程において、洗浄時間を１００分以上としているが、洗浄時間が過度に長くなると、シール材５１に洗浄液が浸み込んでしまい、内部の液晶層５０に侵入してしまう可能性がある。したがって、洗浄時間は長くても１２０分以内とすることが好ましい。

なお、本実施形態の液晶装置１の製造方法は、上述した方法に加えて、洗浄工程において、超音波振動を用いてもよい。

この製造方法によれば、超音波振動によって封止材５５のはみ出し部分が除去される。したがって、洗浄工程における所定の条件と組み合わせることによって、封止材５５のはみ出し部分の除去を格段に早く行うことができる。

なお、本実施形態では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の非線形素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置１を例に挙げて説明しているが、これに限らず、パッシブマトリクス方式やその他の方式の液晶表示装置であっても本発明の適用は可能である。

なお、本実施形態では、シール材５１にエネルギーを与える手段としてＵＶ照射ユニットを用いているが、これに限らず、加熱・冷却装置や、可視光照射装置など、シール材５１の性質によりさまざまな装置を用いることができる。

なお、本実施形態では、シール材５１をＴＦＴアレイ基板１０側に形成しているが、これに限らず、対向基板２０側に形成しても構わない。

本発明者は、本発明の液晶装置の製造方法の効果を実証する実験を行った。具体的には、洗浄工程において、洗浄液、洗浄温度、洗浄時間を所定の条件に設定し、これらの条件を組み合わせることで、封止材のはみ出し部分を確実に除去できることを実証するものである。以下、この実験結果について説明する。
（実験例）
洗浄液の第１実施例（Ａ液）として、アニオン系界面活性剤を用いた。また、第２実施例（Ｂ液）として、グリコールエーテル系界面活性剤を用いた。洗浄温度６０℃（誤差範囲５５〜６５℃）、洗浄時間１００分の条件で行った。（ｎ＝１２０）
これら２種類の界面活性剤の性能について調べた。その結果を図６に示す。

図６は、２種類の界面活性剤（Ａ液：アニオン系界面活性剤、Ｂ液：グリコールエーテル系界面活性剤）を洗浄液に用いて、洗浄温度同一の条件の下で、液晶の封止された一対の基板を洗浄した場合の洗浄時間と封止材のはみ出し部分の除去率との関係を示すグラフである。図６において、横軸は洗浄時間、縦軸は封止材のはみ出し部分の除去率である。記号○、□は、それぞれＡ液、Ｂ液を示している。

図６から、洗浄温度が同一の条件（６０℃）の下で、洗浄時間による封止材のはみ出し部分の除去率の変化を見ると、Ａ液、Ｂ液ともに、洗浄時間が長くなるにしたがって、封止材のはみ出し部分の除去率が高くなっている。具体的には、洗浄時間が４０分では、Ａ液、Ｂ液ともに、封止材のはみ出し部分の除去率が１０％となっている。その後、洗浄時間が長くなるにしたがって、封止材のはみ出し部分の除去率が比例して高くなっている。そして、洗浄時間が１００分では、Ａ液、Ｂ液ともに、封止材のはみ出し部分の除去率が１００％となっている。したがって、洗浄温度が同一の条件（６０℃）の下で、洗浄時間を１００分以上保持することによって、封止材のはみ出し部分の除去を確実に行うことができる。

すなわち、洗浄工程において、アニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤を洗浄液に用いて、洗浄温度５５〜６５℃、洗浄時間１００分以上で処理することで、封止材のはみ出し部分の除去を確実に行うことができることが判明した。

なお、本実施例では、洗浄液にアニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤を用いているが、これに限らず、他の種類の水系界面活性剤または準水系界面活性剤を用いることができると本願発明者は推測している。

なお、本実施例では、５５〜６５℃、１００分以上で処理しているが、これに限らず、本実施例の条件に近い範囲内であれば、５５℃以下または６５℃以上の洗浄温度、１００分以下の洗浄時間で処理することができると本願発明者は推測している。

本発明の液晶表示装置の概略構成を示した平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う液晶表示装置の断面図である。 本発明に係る液晶装置の製造工程を示す図である。 図３に続く、液晶装置の製造工程を示す図である。 液晶装置の製造プロセスのフローチャートである。 洗浄工程における洗浄時間と封止除去率の関係を示すグラフである。

符号の説明

１…液晶装置、１０…ＴＦＴアレイ基板（一方の基板）、５０…液晶層、５０ａ…液晶、５１…シール材、５４…注入口、５５…封止材

Claims (5)

1. 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
   前記一対の基板のうちの一方の基板の周縁部に前記液晶層を構成する液晶の注入口を有する平面視枠状のシール材を形成する工程と、
   前記一対の基板を前記シール材を介して対向させて貼り合わせる工程と、
   前記シール材に囲まれた内部に前記注入口から前記液晶を注入し、前記注入口を樹脂からなる封止材により封止する工程と、
   前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程と、を備え、
   前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程において、水系界面活性剤または準水系界面活性剤を洗浄液に用いて、処理することを特徴とする液晶装置の製造方法。
2. 前記樹脂は、アクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
3. 前記水系界面活性剤または準水系界面活性剤は、アニオン系界面活性剤またはグリコールエーテル系界面活性剤からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶装置の製造方法。
4. 前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程において、洗浄温度５５〜７０℃、洗浄時間１００分以上で処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
5. 前記液晶の封止された前記一対の基板を洗浄する工程において、超音波振動を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。

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