JP2010249923A - Liquid crystal display device and method for manufacturing mother board of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置に係り、特に小型で、薄型の液晶表示装置を歩留まり良く製造する技術に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a technique for manufacturing a small and thin liquid crystal display device with a high yield.
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等がマトリクス状に形成されたTFT基板に画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。 In a liquid crystal display device, a counter substrate on which a color filter or the like is formed is installed at a location corresponding to a pixel electrode on a TFT substrate on which pixel electrodes and thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix, and between the TFT substrate and the counter substrate. Liquid crystal is sandwiched. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。携帯電話やDSC等では、装置全体の厚さを薄くし、かつ、軽量としたいという要求がある。このため、使用される液晶表示装置に対しても、全体の厚さを薄くしたいという要求が強い。 Since liquid crystal display devices are flat and lightweight, they are used in various fields. Small liquid crystal display devices are widely used in mobile phones and DSCs (Digital Still Cameras). In mobile phones, DSCs, and the like, there is a demand for reducing the overall thickness of the apparatus and reducing the weight. For this reason, there is a strong demand for reducing the overall thickness of the liquid crystal display device used.
液晶表示装置を個々に製造したのでは製造効率が悪い。したがって、複数のTFT基板を形成したマザーTFT基板を製作し、また、複数の対向基板を形成したマザー対向基板を製作し、マザーTFT基板とマザー対向基板を貼り合わせてマザー基板を形成し、マザー基板から個々の液晶セルを切り出す方法がとられている。大判のガラス基板から複数の液晶セルを取り出す方法は、液晶セルが大型の場合にも小型の場合にも行われているが、小型の液晶セルの場合は、1枚当たりのマザー基板から取り出す液晶セルの数が非常に多くなる。 If the liquid crystal display device is manufactured individually, the manufacturing efficiency is poor. Therefore, a mother TFT substrate having a plurality of TFT substrates is manufactured, a mother counter substrate having a plurality of counter substrates is manufactured, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are bonded together to form a mother substrate. A method of cutting out individual liquid crystal cells from a substrate is used. The method of taking out a plurality of liquid crystal cells from a large glass substrate is carried out when the liquid crystal cell is large or small, but in the case of a small liquid crystal cell, the liquid crystal is taken out from the mother substrate per sheet. The number of cells becomes very large.
マザーTFT基板とマザー対向基板は、液晶セル周辺に形成された液晶セルシール材、および小型の液晶セルが形成された場合はマザー基板周辺に形成される外周シール材によって接着する。このシール材には一般には熱硬化性の樹脂が使用される。大型のガラス基板を、小さいエネルギーで、短時間で、かつ、均一に加熱することは容易ではない。特に液晶表示装置のマザー基板の形成にはマザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を正確に維持する装置も同時に加熱するので、省エネルギー化は難しい。 The mother TFT substrate and the mother counter substrate are bonded together by a liquid crystal cell sealing material formed around the liquid crystal cell, and when a small liquid crystal cell is formed, an outer peripheral sealing material formed around the mother substrate. A thermosetting resin is generally used for this sealing material. It is not easy to heat a large glass substrate uniformly with a small energy in a short time. In particular, in forming a mother substrate of a liquid crystal display device, an apparatus that accurately maintains the distance between the mother TFT substrate and the mother counter substrate is also heated at the same time, so energy saving is difficult.
「特許文献1」には、シール材を軟化させる温度までは遠赤外線を用い、さらに、温度をあげてシール材を硬化させる場合には、ガラス基板を支える基板保持プレートにホットプレートを密着させてマザーTFT基板およびマザー対向基板を接着するシール材を加熱する技術が記載されている。特許文献1に記載の技術では、シール材の軟化およびシール材の本硬化のいずれについても基板接着装置上で行われている。
In “
図5は画面サイズが15.4インチの液晶表示装置に使用される液晶セルをマザー基板1000に複数形成した場合を示す。図5に示すように、この例では、15.4インチの液晶セルは1枚のマザー基板当たり8枚形成することが出来る。図5において、各液晶セルの液晶セルシール材30には液晶を注入するための液晶セル封入孔50が2箇所形成されている。
FIG. 5 shows a case where a plurality of liquid crystal cells used in a liquid crystal display device having a screen size of 15.4 inches are formed on the
同じ大きさのマザー基板に3インチの液晶セルを配置した場合を図6に示す。図6において、マザー基板1000にはサブマザー基板が4個形成され、各サブマザー基板には3インチの液晶セルが36個形成され、したがって、1枚のマザー基板には144個の液晶セルが形成される。このように小型の液晶表示パネルの場合は、大型の液晶表示パネルの場合に比較して、マザー基板1枚あたりの液晶セルの形成数が非常に多くなっている。
FIG. 6 shows a case where a 3-inch liquid crystal cell is arranged on a mother substrate of the same size. In FIG. 6, four sub-mother substrates are formed on the
また、小型の液晶表示装置では、液晶表示パネルを薄くしたいという要求が強い。この要求に応えるために、液晶表示パネルを構成するTFT基板と対向基板の厚さを小さくする必要がある。近年では、TFT基板あるいは対向基板の厚さを0.2mmから場合によっては0.15mm程度にまで薄くことが行われている。しかし、このような薄いガラス板は規格品としては存在しない。また、このような薄いガラス基板は、強度が弱く製造工程における加工が困難である。 Further, there is a strong demand for thin liquid crystal display panels in small liquid crystal display devices. In order to meet this requirement, it is necessary to reduce the thickness of the TFT substrate and the counter substrate that constitute the liquid crystal display panel. In recent years, the thickness of the TFT substrate or the counter substrate has been reduced from 0.2 mm to about 0.15 mm in some cases. However, such a thin glass plate does not exist as a standard product. Further, such a thin glass substrate has a low strength and is difficult to process in the manufacturing process.
そこで、マザーTFT基板あるいはマザー対向基板を形成する段階では規格品である0.5mmあるいは0.4mmのガラス基板を用い、マザーTFT基板とマザー対向基板を貼り合わせてマザー基板を形成したあと、マザー基板の外側を研磨することが行われる。研磨は、機械研磨と化学研磨が併用されることもあるし、化学研磨だけの場合もある。研磨によって、マザーTFT基板あるいはマザー対向基板は各々0.15mmから0.25mm程度研磨されることになる。 Therefore, at the stage of forming the mother TFT substrate or the mother counter substrate, a standard glass substrate of 0.5 mm or 0.4 mm is used, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are bonded together to form the mother substrate. Polishing the outside of the substrate is performed. For polishing, mechanical polishing and chemical polishing may be used in combination, or only chemical polishing may be used. By polishing, the mother TFT substrate or the mother counter substrate is polished by about 0.15 mm to 0.25 mm.
ところで、研磨液がマザー基板内部に侵入すると、個々の液晶セルは破壊されてしまう。したがって、小型の液晶セルの場合は、マザー基板を研磨する際に、研磨液がマザー基板の内部に侵入しないようにする必要がある。このために、小型の液晶表示セルが形成されたマザー基板では、周辺に外周シール材300を形成し、研磨液晶表示装置がマザー基板の内部に侵入することを防いでいる。なお、図6では外周シール材300に排気部350が形成されているが、これは研磨前にマザー基板封止材によって封止される。
By the way, when the polishing liquid penetrates into the mother substrate, the individual liquid crystal cells are destroyed. Therefore, in the case of a small liquid crystal cell, it is necessary to prevent the polishing liquid from entering the mother substrate when the mother substrate is polished. For this reason, in the mother substrate on which a small liquid crystal display cell is formed, the outer
一方、中型あるいは大型の液晶表示パネルにおいては、小型の液晶表示パネルのように、基板を薄くしたいという要求は少ない。したがって、中型あるいは大型の液晶表示パネルの場合は、研磨を必要としないので、マザー基板に対してこのような周辺シール材は必要無い。 On the other hand, in a medium-sized or large-sized liquid crystal display panel, there is little demand for making the substrate thinner like a small-sized liquid crystal display panel. Therefore, in the case of a medium-sized or large-sized liquid crystal display panel, since polishing is not required, such a peripheral sealing material is not necessary for the mother substrate.
図6において、マザー基板の外周シール材300の内側には多数の液晶セルが形成されている。液晶セルを区画する液晶セルシール材30には液晶を封入するための液晶セル封入孔50が形成されている。マザー基板1000はマザー対向基板とマザーTFT基板を貼り合わせて形成する。図6に示すような液晶セルシール材30と周辺シール材300はマザー対向基板に形成される。マザー対向基板とマザーTFT基板を貼り合わせるさいに、空気が内部に残ることを防止するために、外周シール材300には空気を抜くための排気部350が形成されている。
In FIG. 6, a large number of liquid crystal cells are formed inside the outer
外周シール材300の内部に形成された液晶セルには液晶セルシール材30が多数形成されている。各液晶セル内の空気が外周シール材300に形成された排気部350を通して外側に出ようとしても、外周シール材300の内側に液晶セルシール材30が多数形成されていると、これが抵抗となり、各液晶セル内の空気は短時間では外部に排出されない。図6では、マザー基板1000を4個のサブマザー基板に分けて、外周シール材300内の液晶セルシール材30の数を減らして、各液晶セル内の空気が外に逃げやすくしているが、十分ではない。図6において、マザー基板1000を4個のサブマザー基板に分割しているのは以上のような理由による。以後、本明細書では。サブマザー基板とマザー基板との言葉は区別無く使用していく。
A large number of liquid crystal
このように中型あるいは大型の液晶セルと、小型の液晶セルとでは、マザー基板1000を形成するための条件が非常に異なっている。マザーTFT基板とマザー対向基板とは、外周シール材300および液晶セルシール材30によって接着するが、これらのシール材は熱硬化性の接着材である。
Thus, the conditions for forming the
したがって、マザーTFT基板とマザー対向基板を接着するにはこれらの基板を加熱する必要がある。加熱は遠赤外線を用いて行なうが、マザー基板1000はサイズが大きいので、基板内で温度分布を生じやすい。具体的にはマザー基板の周辺の温度が低くなる。
Therefore, in order to bond the mother TFT substrate and the mother counter substrate, it is necessary to heat these substrates. Although heating is performed using far-infrared rays, the
マザーTFT基板とマザー対向基板を貼り合わせてマザー基板1000を形成するときは、マザーTFT基板とマザー対向基板のギャップ出しを兼ねたシール材の仮硬化と、シール材を完全に硬化させる本硬化のプロセスが存在する。仮硬化の段階でシール材への加熱が十分でないと、シール材による接着強度を十分に確保出来ない。
When the mother TFT substrate and the mother counter substrate are bonded together to form the
特に、多数の小型の液晶セルを形成したマザー基板1000においては、内部に空気が残留し易く、この残留空気は加熱によって膨張し、マザーTFT基板とマザー対向基板を引き剥がす力を生ずる。一方、マザー基板1000を加熱して仮接着を行なう場合、マザー基板周辺で温度が低いために、周辺における液晶セルシール材の接着強度が低い。したがって、マザー基板1000の周辺において液晶セルシール材30が剥離するという不良が多発していた。
In particular, in the
本発明の課題は以上のような問題点を克服し、シール材の剥がれの無い、小型で薄型の液晶表示装置を歩留まり良く、かつ、効率的に製造することである。 An object of the present invention is to overcome the above-described problems, and to efficiently manufacture a small and thin liquid crystal display device without peeling of a sealing material with high yield.
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above problems, and specific means are as follows.
(1)画素電極とTFTを含む画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、対向基板とで構成される液晶セルを有する液晶表示装置の製造方法であって、マザーTFT基板に複数のTFT基板を形成する工程と、マザー対向基板に液晶セルシール材を複数形成し、周辺に外周シール材を形成する工程と、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を重ね合わせ、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を加熱して前記液晶セルシール材および外周シール材を融解し、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を大気圧によって押すことによって、前記マザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を規定し、その後前記液晶セルシール材と前記外周シール材をさらに加熱することによって仮硬化させてマザー基板を形成する工程を有し、前記マザー対向基板と前記マザーTFT基板の加熱には、4個以上分割されたラバーヒータを有する加熱プレートによる遠赤外線を用い、前記加熱プレートには、前記分割されたラバーヒータに対応して熱電対が配置され、前記熱電対の出力に応じて前記分割したラバーヒータ毎に電力を入力し、その後、前記マザー基板を加熱炉に投入することによって前記液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させ、
その後、マザー基板の外側を研磨し、その後、前記マザー基板から液晶セルを分離することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(1) A method of manufacturing a liquid crystal display device having a liquid crystal cell comprising a TFT substrate in which pixels including pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a counter substrate, and a plurality of TFT substrates on a mother TFT substrate Forming a plurality of liquid crystal cell sealing materials on the mother counter substrate, forming an outer periphery sealing material on the periphery, and superimposing the mother TFT substrate and the mother counter substrate to face the mother TFT substrate to the mother The substrate is heated to melt the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are pressed by atmospheric pressure to define the distance between the mother TFT substrate and the mother counter substrate, and then The liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are further heated to be temporarily cured to form a mother substrate. For heating the mother counter substrate and the mother TFT substrate, far-infrared rays using a heating plate having four or more divided rubber heaters are used, and the heating plate has thermoelectric power corresponding to the divided rubber heaters. A pair is arranged and electric power is input to each of the divided rubber heaters according to the output of the thermocouple, and then the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are fully cured by putting the mother substrate into a heating furnace. ,
Then, the outside of the mother substrate is polished, and then the liquid crystal cell is separated from the mother substrate.
(2)前記分割されたラバーヒータのうち、一つ以上のラバーヒータは内部において発熱抵抗体の密度が異なることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置の製造方法。 (2) The method for manufacturing a liquid crystal display device according to (1), wherein among the divided rubber heaters, one or more rubber heaters have different heating resistor densities inside.
(3)前記ラバーヒータは8以上に分割されていることを特徴とする(1)に記載の液晶表示装置の製造方法。 (3) The method for manufacturing a liquid crystal display device according to (1), wherein the rubber heater is divided into eight or more.
(4)マザーTFT基板とマザー対向基板が液晶セルシール材および外周シール材によって接着され、複数の液晶セルを含むマザー基板の製造方法であって、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を重ね合わせ、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を加熱して前記液晶セルシール材および外周シール材を融解し、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を大気圧によって押すことによって、前記マザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を規定し、その後、前記液晶セルシール材および前記外周シール材をさらに加熱して仮硬化させる工程を有し、前記マザー対向基板と前記マザーTFT基板の加熱には、4個以上に分割されたラバーヒータを有する加熱プレートによる遠赤外線を用い、前記加熱プレートには、前記分割されたラバーヒータに対応して熱電対が配置され、前記熱電対の出力に応じて前記分割したラバーヒータ毎に電力を入力し、その後、前記マザー基板を加熱炉に投入することによって前記液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させることを特徴とするマザー基板の製造方法。 (4) A mother TFT substrate and a mother counter substrate are bonded by a liquid crystal cell sealing material and a peripheral sealing material, and a mother substrate manufacturing method including a plurality of liquid crystal cells, wherein the mother TFT substrate and the mother counter substrate are overlapped, The mother TFT substrate and the mother counter substrate are melted by heating the mother TFT substrate and the mother counter substrate, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are pressed by an atmospheric pressure, whereby the mother TFT substrate and the mother counter substrate are pressed. The liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are further heated and temporarily cured, and the mother counter substrate and the mother TFT substrate are divided into four or more for heating. Using far infrared rays by a heating plate having a rubber heater, the heating plate has the split Thermocouples are arranged corresponding to the rubber heaters, electric power is input to each of the divided rubber heaters according to the output of the thermocouples, and then the mother substrate is put into a heating furnace to put the liquid crystal cell seal A method of manufacturing a mother substrate, comprising: main-curing the material and the outer peripheral sealing material.
(5)前記分割されたラバーヒータのうち、一つ以上のラバーヒータは内部において発熱抵抗体の密度が異なることを特徴とする(4)に記載の液晶表示装置の製造方法。 (5) The method for manufacturing a liquid crystal display device according to (4), wherein among the divided rubber heaters, one or more rubber heaters have different heating resistor densities inside.
(6)マザーTFT基板とマザー対向基板が液晶セルシール材および外周シール材によって接着され、前記外周シール材の開口部は封止材によって封止され、前記外周シール材の内側に複数の液晶セルを含むマザー基板の製造方法であって、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を重ね合わせ、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を加熱して前記液晶セルシール材および外周シール材を融解し、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を大気圧によって押すことによって、前記マザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を規定し、その後、前記液晶セルシール材および前記外周シール材をさらに加熱して仮硬化させる工程を有し、前記マザー対向基板と前記マザーTFT基板の加熱には、4個以上に分割されたラバーヒータを有する加熱プレートによる遠赤外線を用い、前記加熱プレートには、前記分割されたラバーヒータに対応して熱電対が配置され、前記熱電対の出力に応じて前記分割したラバーヒータ毎に電力を入力し、その後、前記マザー基板を加熱炉に投入することによって前記液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させ、その後、前記開口部を封止材によって封止することを特徴とするマザー基板の製造方法。 (6) The mother TFT substrate and the mother counter substrate are bonded by a liquid crystal cell sealing material and an outer peripheral sealing material, the opening of the outer peripheral sealing material is sealed by a sealing material, and a plurality of liquid crystal cells are placed inside the outer peripheral sealing material. A method of manufacturing a mother substrate, comprising: superposing the mother TFT substrate and the mother counter substrate; heating the mother TFT substrate and the mother counter substrate to melt the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material; A step of defining a distance between the mother TFT substrate and the mother counter substrate by pressing the TFT substrate and the mother counter substrate by atmospheric pressure, and then further heating and temporarily curing the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material. And heating the mother counter substrate and the mother TFT substrate into four or more rubber heats. A far-infrared ray from a heating plate having a thermocouple is used, and a thermocouple is disposed on the heating plate corresponding to the divided rubber heater, and electric power is input to each of the divided rubber heaters according to the output of the thermocouple. Then, the mother substrate is put into a heating furnace to fully cure the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material, and then the opening is sealed with a sealing material. Method.
(7)前記分割されたラバーヒータのうち、一つ以上のラバーヒータは内部において発熱抵抗体の密度が異なることを特徴とする(6)に記載の液晶表示装置の製造方法。 (7) The method for manufacturing a liquid crystal display device according to (6), wherein among the divided rubber heaters, one or more rubber heaters have different heating resistor densities inside.
本発明によれば、マザーTFT基板とマザー対向基板を仮接着するときに、液晶セルシール材と外周シール材とを均一に硬化させることが出来ので、各液晶セルの接着力を均一にすることが出来る。 According to the present invention, when the mother TFT substrate and the mother counter substrate are temporarily bonded, the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material can be uniformly cured, so that the adhesive force of each liquid crystal cell can be made uniform. I can do it.
これによって液晶セルシール材と外周シール材を仮硬化させた後、マザー基板を加熱炉に投入して液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させる場合、マザー基板内部で発生するガスによって液晶セルシール材または外周シール材が剥離する現象を防止することが出来る。 Thus, after the liquid crystal cell seal material and the outer peripheral seal material are temporarily cured, when the mother substrate is put into a heating furnace and the liquid crystal cell seal material and the outer peripheral seal material are finally cured, the liquid crystal cell seal material or the It is possible to prevent the outer peripheral sealing material from peeling off.
以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail by way of examples.
図1〜図4は本発明による液晶表示装置の製造方法を実現する製造装置の例である。図1〜図4を説明する前に、本発明が適用される液晶表示装置の製造プロセスについて説明する。図6は小型の液晶表示装置を製造するためのマザー基板1000の例である。図6において、マザー基板1000は4個のサブマザー基板1000で形成されている。各サブマザー基板1000は外周シール材300が形成されており、外周シール材300は内部の空気を逃がすための排気部350が形成されている。各外周シール材300の内側には36個の小型の液晶セル1が形成されている。以後、サブマザー基板1000をマザー基板1000とも呼ぶ。
1 to 4 are examples of a manufacturing apparatus that realizes a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention. Before describing FIGS. 1 to 4, a manufacturing process of a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. FIG. 6 shows an example of a
また、本明細書では、TFT基板10と対向基板20の組み合わせを液晶セル1といい、液晶セル1に対して上偏光板および下偏光板を貼り付けたものを液晶表示パネルといい、液晶表示パネルに対して駆動IC等を取り付けたものを液晶表示装置という。
Further, in this specification, a combination of the
図7は本発明が対象とする小型の液晶セル1を形成するためのプロセスフローである。図7において、多数のTFT基板10が形成されたマザーTFT基板100と多数の対向基板20が形成されたマザー対向基板200が別々に形成される(701、702)。そして、別々に形成されたマザーTFT基板100とマザー対向基板200を貼り合わせ、マザー対向基板200に形成された外周シール材300および液晶セルシール材30によってマザーTFT基板100とマザー対向基板200を仮接着する(703)。
FIG. 7 is a process flow for forming a small
この仮接着のプロセスは次のとおりである。まず、マザーTFT基板100とマザー対向基板200を貼り合わせる。その後、110℃程度に加熱すると、シール材が溶融する。シール材はエポキシ等の熱硬化性の樹脂が使用される、熱硬化性の樹脂は、加熱するとまず溶融し、その後、さらに温度を上げると硬化するという性質を持つ。
This temporary bonding process is as follows. First, the
加熱してシール材が溶融すると、マザーTFT基板100とマザー対向基板200の間隔がシール材内に存在するグラスファイバ15によって規定されることになる。この状態を図8に示す。図8において、マザーTFT基板100にはSiNあるいはSiO2等で形成されるゲート絶縁膜11と層間絶縁膜12が形成されている。
When the sealing material is melted by heating, the distance between the
図8において、マザーTFT基板100とマザー対向基板200の端部には外周シール材300が形成されており、外周シール材300の内側には液晶セルシール材30が形成されている。外周シール材300内にも液晶セルシール材30内にもグラスファイバ15が含まれており、グラスファイバ15によってマザー対向基板200とマザーTFT基板100の間隔が規定される。
In FIG. 8, the outer
図8において液晶セルシール材30は液晶セル1に含まれる。液晶セル1におけるTFT基板10側には、層間絶縁膜12の上に有機パッシベーション膜13が形成されている。また、液晶セル1における対向基板20側には、カラーフィルタ14が形成されている。カラーフィルタ14の上には、液晶セル1の表示領域60における基板間隔を規定するための柱状スペーサ16が形成されている。
In FIG. 8, the liquid crystal
図7に戻り、シール材をさらに140℃程度まで上昇させてシール材の仮硬化を行なう。その後、マザー基板1000を加熱炉に投入し、150℃程度で30分程度加熱し、本硬化を行なう(704)。マザー基板1000を本硬化した後、マザー基板1000を4個のサブマザー基板1000に分離する。分離はスクライビング法等を利用して行なう。なお、以後もサブマザー基板1000を単にマザー基板1000と呼ぶ。
Returning to FIG. 7, the sealing material is further raised to about 140 ° C., and the sealing material is temporarily cured. Thereafter, the
その後、マザー基板1000の外周シール部に形成された排気部350をマザー基板封止材400によって封止する(706)。マザー基板1000を研磨するさいに、排気部350から研磨液がマザー基板1000の内部に侵入することを防止するためである。封止材には紫外線硬化樹脂が使用される。封止材を塗付後、この部分に紫外線(UV)を照射して封止材を硬化させる(707)。この状態を図9に示す。
Thereafter, the
その後、マザー基板1000の外面を機械研磨あるいは化学研磨によって研磨し、所定のマザー基板1000を所定の板厚にする(708)。所定の板厚となったマザー基板1000からスクライビング等によって、液晶セル1を分離する(709)。
Thereafter, the outer surface of the
この状態では、液晶セル1にはまだ液晶が封入されていないので、液晶セルシール材30に形成された封入孔50から液晶を封入する(710)。そして、封入孔50を液晶セル封止材40によって封止し、液晶セル1が完成する。なお、液晶セル封止材40にも紫外線硬化樹脂が使用される。
In this state, since the
図10は、このようにして形成された液晶セル1の平面図である。
FIG. 10 is a plan view of the
図10において、液晶セルシール材30によってTFT基板10と対向基板20が接着している。TFT基板10も対向基板20もすでに研磨されているので厚さは0.2mmである。液晶セルシール材30の内側には表示領域60が形成されている。TFT基板10の表示領域60には画素電極とTFTを含む画素がマトリクス状に形成されている。また、対向基板20の表示領域60には、カラーフィルタがTFT基板10の画素に対応して形成されている。
In FIG. 10, the
TFT基板10は対向基板20基板よりも大きく形成され、この部分が端子部25となっている。端子部25には表示領域60から図示しない映像信号線、図示しない走査線等の引出し線が延在している。これらの引出し線には、後で配置されるICドライバが接続することになる。また、端子部25には、外部回路から信号、電源等を入力するための端子が形成され、端子には例えば図示しないフレキシブル配線基板が接続される。
The
図1は、図7におけるプロセス703で使用されるギャップ出し装置の断面模式図である。図1(a)において、マザーTFT基板100とマザー対向基板200が重ねあわされている。マザーTFT基板100とマザー対向基板200は別の場所で重ねあわされ、ギャップ出し装置の2枚の加圧シート600の間に搬入される。この時点では、マザー対向基板200に形成されたシール材はまだ溶融していない。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gap forming apparatus used in the
加圧シート600は平面外形が四角形の枠体610に固定されている。加圧シート600が枠体610に固定された部分にはパッキン620が形成され、あとで加圧シート600内を排気する際に内部と外部を絶縁する。加圧シート600の外側には、加熱プレート500が加圧シート600と所定の間隔をもって配置されている。
The
図1(b)は、上下の加圧シート600の間を図示しない排気管を通して内部を減圧した状態を示すものである。なお、排気管は枠体610内に形成される。図1(b)において、2枚の加圧シート600の間を真空に引くことによって、2枚の加圧シート600によって挟まれたマザー基板1000が大気の圧力により、上下から押される。
FIG. 1B shows a state where the inside of the upper and
なお、パッキン620はフレキシブルな材料によって形成されており、2枚の加圧シート600間を真空に引くことによって加圧シート600の間隔が小さくなるにしたがって、柔軟に変形し、マザー対向基板200とマザーTFT基板100の間隔に対して影響を与えない構成となっている。
The packing 620 is formed of a flexible material, and is deformed flexibly as the distance between the
このような状態においても、加圧シート600と加熱プレート500との間は所定の間隔が保たれている。加熱プレート500にはラバーヒータが含まれている。加熱プレート500を加熱することによって加熱プレート500から遠赤外線を発生させ、加圧シート600を介してマザー対向基板200とマザーTFT基板100の間のシール材を加熱する。
Even in such a state, a predetermined interval is maintained between the
シール材はエポキシ等の熱硬化性の樹脂が使用される。シール材を110℃程度に加熱すると、シール材が軟化する。そうすると、マザー対向基板200および、マザーTFT基板100は加圧シート600を介して大気の圧力によって押されているので、マザー対向基板200とマザーTFT基板100の間隔が小さくなる。そして、図8に示すようにシール材に含まれるグラスファイバ15の径によってマザーTFT基板100とマザー対向基板200の間隔が規定されることになる。
As the sealing material, a thermosetting resin such as epoxy is used. When the sealing material is heated to about 110 ° C., the sealing material is softened. Then, since the
その後、加熱プレート500のパワーをさらに上げ、マザー対向基板200とマザーTFT基板100間のシール材の温度を140℃程度に上昇させると、シール材が仮硬化し、マザー対向基板200とマザーTFT基板100が接着する。このように、重ね合わされたマザー対向基板200とマザーTFT基板100を常温からシール材が仮硬化する温度140℃まで上昇させる時間は約30分である。
Thereafter, when the power of the
このようにしてシール材が仮硬化したマザー基板1000を150℃に設定した加熱炉に投入し、30分加熱を行ない、シール材の完全硬化を行なう。この加熱の間に、TFT基板10あるいは対向基板20からガスが発生する。発生したガスは、外周シール材300の排気部350から排出されるが、図6に示すように、外周シール材300の内側に多くの液晶セル1が形成されていると、液晶セル1から発生したガスが液晶セルシール材30に妨げられて外部に放出されにくい。放出されずにマザー基板1000の内部に溜まったガスは、各液晶セルシール材30を引き剥がす応力として働く。
The
なお、ギャップ出し装置において、遠赤外線によってシール材の仮硬化が行なわれ、その後マザー基板1000を加熱炉に投入して本硬化を行なっている。すなわち、シール材は2つのプロセスで加熱されている。このように、2つのプロセスに分けて加熱しているのは、スループットを向上させるためである。すなわち、複雑な装置構成であるギャップ出し装置を占有する時間を30分程度とし、本硬化を加熱炉において行なうことによってギャップ出し装置を多数用意しなくとも実用的なスループットを確保することが出来る。この点は「特許文献1」に記載の技術と大きく異なる点である。
In the gap forming apparatus, the sealing material is temporarily cured by far infrared rays, and then the
ところで、ギャップ出し装置において、加熱プレート500を使用して遠赤外線によって加熱する場合、マザー基板1000の中央と周辺とで温度差が生じやすい。従来では、例えば、中央と周辺とで35℃程度の温度差が生じていた。この場合、マザー基板1000の中央において温度が140℃であっても、マザー基板1000の周辺では温度が105℃程度となる。温度が105℃程度では、シール材は十分に固化されない状態となる。
By the way, when the
シール材が十分に固化しない状態で、ギャップ出し装置からマザー基板1000を取り出すと、この部分において、ギャップが不安定となり、シール材による仮接着が不十分になる。一方画面中央においては、シール材は仮接着には十分な温度と成っている。したがって、ギャップ出し装置からマザー基板1000を取り出した状態では、マザー基板1000の周辺部分に形成された液晶セルシール材30の接着力は中央部分に形成された液晶セルシール材30の接着力よりも低い。
If the
この状態で、マザー基板1000を加熱炉に投入し、液晶セル1の内部からガスが発生してマザー対向基板200およびマザーTFT基板100を引き剥がす応力が発生すると、マザー基板1000周辺に形成された液晶セルシール材30が剥離するという現象を生ずる。
In this state, when the
本発明は、このようなマザー基板1000周辺における液晶セルシール材30の剥離を防止し、液晶セル1の製造歩留まりを向上させることが出来る。図2は、本発明で使用される加熱プレート500を示す図である。図2(a)は平面図、図2(b)は断面図である。
The present invention can prevent the liquid crystal
図2(b)において、加熱プレート500はラバーヒータを金属板5がサンドイッチする構成となっている。ラバーヒータ、2枚の金属板5とも厚さは0.5mmである。金属板5には本実施例ではAlが使用されるが、Cuでも良い。
In FIG.2 (b), the
図2(a)に示すように、ラバーヒータは4A〜4Hの8個に分割されている。そして、各ラバーヒータには温度調整器7A〜7Hから独立してパワーが供給される。したがって、ラバーヒータをサンドイッチする金属板5の場所毎に正確に温度調整をすることが出来る。
As shown to Fig.2 (a), the rubber heater is divided | segmented into 8 of 4A-4H. And power is supplied to each rubber heater independently from the
図3は加熱プレート500の場所毎の温度を正確にコントロールするために、金属板5の各ラバーヒータに対応した位置に熱電対6A〜6Hを設置した状態を示す平面図である。そして各熱電対6A〜6Hに対応して温度調節器7A〜7Hが設置されている。温度調節器7A〜7Hはラバーヒータ4A〜4Hに電流を供給している。各温度調節器7A〜7Hからはリード線650を介して各ラバーヒータ4A〜4Hに電流が供給されている。
FIG. 3 is a plan view showing a state where the
ところで、図1に示すギャップ出し装置においては、加熱プレート500に均一にパワーを供給すると加熱プレート500の周辺において温度が低くなる。本発明ではこれを対策するために、マザー基板1000が均一に加熱できるように、周辺のラバーヒータ4A、4C、4F、4D等に、より大きなパワーを供給している。
By the way, in the gap drawing apparatus shown in FIG. 1, when power is uniformly supplied to the
図2あるいは図3に示すような分割したラバーヒータを用いても所定の温度分布を得られない場合がある。このような場合は、分割された各ラバーヒータ内において、発熱抵抗体の密度を変えることによってマザー基板1000の温度をより均一にすることが出来る。
Even if the divided rubber heater as shown in FIG. 2 or FIG. 3 is used, a predetermined temperature distribution may not be obtained. In such a case, the temperature of the
図4は加熱プレート500におけるラバーヒータ4が分割され、分割された各ラバーヒータ内において、発熱抵抗体の密度を変えた例である。図4において、ラバーヒータ内の発熱抵抗体の密度は3段階になっている。図4において、中央の発熱抵抗体密度比が最も低くなっており、0.8である。その周りを囲むように、平均的な発熱抵抗体密度比である領域が存在している。平均的な発熱抵抗体密度比は1である。さらに、コーナー部においては、発熱抵抗体密度比の高い領域が形成されている。この領域における平均的な抵抗体密度比は1.2である。
FIG. 4 shows an example in which the
図2と図4を対比すると、図2に示す4Bおよび4Eは各々2つの領域に別れ、マザー基板1000の中心側の発熱抵抗体密度比が小さくなっている。図2におけるラバーヒータ4Gおよび4Hは平均的な発熱抵抗体密度比となっている。図2において、マザー基板1000のコーナー部に対応する位置に存在するラバーヒータ4A、4C、4F、4Dは対角状に2つの領域に分割され、よりコーナー側において発熱抵抗体密度比が高く、1.2であり、より中心側において発熱抵抗体密度比が平均的な1となっている。
2 and 4 are compared, each of 4B and 4E shown in FIG. 2 is divided into two regions, and the density ratio of the heating resistor on the center side of the
このような構成によって、ギャップ出し装置におけるマザー基板1000内におけるシール材の温度差は15℃以下とすることが出来る。このような構成によれば、基板全面において、加熱炉におけるマザー基板1000の内圧上昇に耐えられるシール材の接着強度を得ることが出来る。
With such a configuration, the temperature difference of the sealing material in the
なお、図2に示す本発明におけるラバーヒータの分割数8は例であり。これよりも多くの分割あるいは少ない分割も可能である。しかし、ギャップ出し装置において、マザー基板1000の温度を十分に均一に保つためには、ラバーヒータの分割数は4以上であることが望ましい。また、ラバーヒータの分割数を8以上とすれば、より正確な温度制御が可能である。
In addition, the division |
1…液晶セル、 5…金属板、 10…TFT基板、 11…ゲート絶縁膜、 12…層間絶縁膜、 13…有機パッシベーション膜、 14…カラーフィルタ、 15…グラスファイバ、 16…柱状スペーサ、 25…端子部、 20…対向基板、 30…液晶セルシール材、 40…液晶セル封止材、 50…封入孔、 60…表示領域、 100…マザーTFT基板、 200…マザー対向基板、 300…外周シール材、 350…排気部、 400…マザー基板封止材、 500…加熱プレート、600…加圧シート、 610…枠体、 620…パッキン、 650…リード線、 1000…マザー基板、 4、4A〜4H…ラバーヒータ、 6A〜6H…熱電対、 7A〜7H…温度調節器。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
マザーTFT基板に複数のTFT基板を形成する工程と、
マザー対向基板に液晶セルシール材を複数形成し、周辺に外周シール材を形成する工程と、
前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を重ね合わせ、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を加熱して前記液晶セルシール材および外周シール材を融解し、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を大気圧によって押すことによって、前記マザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を規定し、
その後前記液晶セルシール材と前記外周シール材をさらに加熱することによって仮硬化させてマザー基板を形成する工程を有し、
前記マザー対向基板と前記マザーTFT基板の加熱には、4個以上分割されたラバーヒータを有する加熱プレートによる遠赤外線を用い、
前記加熱プレートには、前記分割されたラバーヒータに対応して熱電対が配置され、前記熱電対の出力に応じて前記分割したラバーヒータ毎に電力を入力し、
その後、前記マザー基板を加熱炉に投入することによって前記液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させ、
その後、マザー基板の外側を研磨し、
その後、前記マザー基板から液晶セルを分離することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid crystal display device having a liquid crystal cell composed of a TFT substrate in which pixels including pixel electrodes and TFTs are formed in a matrix and a counter substrate,
Forming a plurality of TFT substrates on the mother TFT substrate;
Forming a plurality of liquid crystal cell sealing materials on the mother counter substrate and forming a peripheral sealing material around the periphery;
The mother TFT substrate and the mother counter substrate are overlapped, the mother TFT substrate and the mother counter substrate are heated to melt the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral seal material, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are at atmospheric pressure. By defining the distance between the mother TFT substrate and the mother counter substrate,
Thereafter, the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are further heated to temporarily cure to form a mother substrate,
For heating the mother counter substrate and the mother TFT substrate, using far infrared rays by a heating plate having a rubber heater divided into four or more,
Thermocouples are arranged on the heating plate corresponding to the divided rubber heaters, and electric power is input for each of the divided rubber heaters according to the output of the thermocouple,
Then, the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are fully cured by putting the mother substrate into a heating furnace,
Then, polish the outside of the mother board,
Thereafter, a liquid crystal cell is separated from the mother substrate.
前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を重ね合わせ、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を加熱して前記液晶セルシール材および外周シール材を融解し、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を大気圧によって押すことによって、前記マザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を規定し、その後、前記液晶セルシール材および前記外周シール材をさらに加熱して仮硬化させる工程を有し、
前記マザー対向基板と前記マザーTFT基板の加熱には、4個以上に分割されたラバーヒータを有する加熱プレートによる遠赤外線を用い、
前記加熱プレートには、前記分割されたラバーヒータに対応して熱電対が配置され、前記熱電対の出力に応じて前記分割したラバーヒータ毎に電力を入力し、
その後、前記マザー基板を加熱炉に投入することによって前記液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させることを特徴とするマザー基板の製造方法。 A mother TFT substrate and a mother counter substrate are bonded by a liquid crystal cell sealing material and an outer peripheral sealing material, and a manufacturing method of a mother substrate including a plurality of liquid crystal cells,
The mother TFT substrate and the mother counter substrate are overlapped, the mother TFT substrate and the mother counter substrate are heated to melt the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral seal material, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are at atmospheric pressure. The step of defining the distance between the mother TFT substrate and the mother counter substrate by pressing, and then further heating and temporarily curing the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material,
For heating the mother counter substrate and the mother TFT substrate, using far infrared rays by a heating plate having a rubber heater divided into four or more,
Thermocouples are arranged on the heating plate corresponding to the divided rubber heaters, and electric power is input for each of the divided rubber heaters according to the output of the thermocouple,
Thereafter, the mother substrate is put into a heating furnace, whereby the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are fully cured.
前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を重ね合わせ、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を加熱して前記液晶セルシール材および外周シール材を融解し、前記マザーTFT基板と前記マザー対向基板を大気圧によって押すことによって、前記マザーTFT基板とマザー対向基板の間隔を規定し、その後、前記液晶セルシール材および前記外周シール材をさらに加熱して仮硬化させる工程を有し、
前記マザー対向基板と前記マザーTFT基板の加熱には、4個以上に分割されたラバーヒータを有する加熱プレートによる遠赤外線を用い、
前記加熱プレートには、前記分割されたラバーヒータに対応して熱電対が配置され、前記熱電対の出力に応じて前記分割したラバーヒータ毎に電力を入力し、
その後、前記マザー基板を加熱炉に投入することによって前記液晶セルシール材と外周シール材を本硬化させ、
その後、前記開口部を封止材によって封止することを特徴とするマザー基板の製造方法。 A mother TFT substrate and a mother counter substrate are bonded by a liquid crystal cell sealing material and an outer peripheral sealing material, an opening of the outer peripheral sealing material is sealed by a sealing material, and a mother substrate including a plurality of liquid crystal cells inside the outer peripheral sealing material A manufacturing method of
The mother TFT substrate and the mother counter substrate are overlapped, the mother TFT substrate and the mother counter substrate are heated to melt the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral seal material, and the mother TFT substrate and the mother counter substrate are at atmospheric pressure. The step of defining the distance between the mother TFT substrate and the mother counter substrate by pressing, and then further heating and temporarily curing the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material,
For heating the mother counter substrate and the mother TFT substrate, using far infrared rays by a heating plate having a rubber heater divided into four or more,
In the heating plate, thermocouples are arranged corresponding to the divided rubber heaters, and electric power is input for each of the divided rubber heaters according to the output of the thermocouple,
Then, the liquid crystal cell sealing material and the outer peripheral sealing material are fully cured by putting the mother substrate into a heating furnace,
Then, the manufacturing method of the mother board | substrate characterized by sealing the said opening part with a sealing material.
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CN105629536A (en) * | 2016-03-31 | 2016-06-01 | 中航华东光电有限公司 | Hard-to-hard liquid crystal screen binding method |
CN106353909A (en) * | 2016-11-28 | 2017-01-25 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Heating plate and baking device |
WO2020100347A1 (en) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | 株式会社九州日昌 | Heating device and heating plate |
JP7390702B2 (en) | 2019-10-02 | 2023-12-04 | 株式会社九州日昌 | heating device |
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