JP3653011B2

JP3653011B2 - 液晶表示素子の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP3653011B2
Application number: JP2001160877A
Authority: JP
Inventors: 聡山田; 佳照山田; 秀樹松川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-05-29
Also published as: JP2002350876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多くの電子機器の表示素子として使用される液晶表示素子の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで液晶表示素子に使用される液晶パネルの製造方法は、真空注入工法と呼ばれる製造方法が採用されている。この真空注入工法は、一対の配向処理を施した電極付き基板の一方に、ディスペンサによる描画、及びスクリーン印刷法によりシール材を所定のパターンになるよう形成する。このときシールパターンの一部には一対の基板を貼り合わせた後に液晶を注入するための穴が形成されるように断線した形になっている。またシール材は熱硬化型のエポキシ樹脂が一般的で三井東圧化学株式会社製のストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓが使用されている。
【０００３】
そして、シール材を形成した後に残り他方の基板に基板間のギャップを形成するためにスペーサ材を配置する。このスペーサ材も樹脂ビーズが一般的であり、エアによる乾式散布、もしくはビーズを混合した溶剤を散布する湿式散布いずれかの方法で配置する。また最近では基板上の所定の位置に樹脂製の柱は形成する方法も多く利用されている。
【０００４】
こうして２枚の基板の位置合わせを行い貼り合わせ、シール材が所定の線幅となるまで加圧し押しつぶす。その後１５０℃前後の加熱を行いシール硬化を行う。その後、注入するための穴（注入口）があくように基板の不必要な部分を割断し液晶空セルを作成する。
【０００５】
最後にこの液晶空セルを液晶の入った液晶溜めと一緒に真空チャンバの中に設置しチャンバ内を真空引きする。所定の真空度に達した後、所定の時間だけその真空度をキープした後に液晶空セルの注入口を液晶溜めの中に浸漬する。そしてチャンバ内を大気開放することにより、液晶材料が液晶空セル内に毛管現象により注入されていく。
【０００６】
こうした真空注入工法では、液晶を注入するにあたり、液晶パネルのサイズ、及び基板間のギャップによる注入時間の影響が大きい。また小型の液晶パネルでも真空チャンバ内に液晶セルを設置するための冶具によるスペースロス、また注入口を塞ぐための封口樹脂の塗布といった生産効率を著しく不安定にする要素が高い。
【０００７】
この真空注入工法に対し、生産効率が安定した液晶表示パネルの製造方法として滴下工法がある。この滴下工法では基板上にシール材を形成した後、シールパターンの内側に所定量の液晶材料をディスペンサ、シリンジ、インクジェットといった液体吐出装置を利用して滴下供給する。そして対向する基板と位置合わせを行った後真空中にて基板の貼り合わせを行う。そして液晶がパネルに十分展延し、シール材が所定の線幅になるまで加圧する。その後シール材に紫外線を照射しシール硬化を行う。
【０００８】
このとき、滴下工法では、真空中にて基板の貼り合わせを行うことから、シールのパターンは閉じられたループ状になっている。また液晶材料と未硬化のシール材が接するため、使用するシール材は低温での硬化が可能な紫外線硬化型のシール材が必須となる。通常液晶材料への影響を考えるとラジカル重合機構である（メタ）アクリル系樹脂の使用が一般的である。さらに加圧による液晶の展開を行うことからシール材の粘度も高いものが要求される。ここでシール材の粘度が３００００ｃｐｓ以下では、シール際での液晶とのミキシングによる配向以上、またシール材の破れといった不具合が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで生産性の高い滴下工法を採用する場合、３００００ｃｐｓ以上の高粘度の紫外線硬化型のシール材の使用が必要不可欠となる。
【００１０】
こうした高い粘度の樹脂をライン状に形成することは非常に困難で、スクリーン印刷法や、ディスペンサを使用する場合シールの線切れが発生する。
【００１１】
スクリーン印刷では、ＳＵＳ製のメッシュに乳剤を塗布したスクリーン版を使用している。このときシールの線幅を決定するにあたり乳剤の抜き幅と乳剤厚を調整する。シール材の粘度が高い場合、シール材がスキージとスクリーン版との間での回転が悪くなり転写が上手くできないことにより線切れの発生率が高くなる。
【００１２】
また、ディスペンサによるシール材の描画方法では、粘度が高い場合、ディスペンサのシリンジ内にシール材を充填した際に、ディスペンサ内の脱泡が完全に行いにくく、気泡が残るためシール材描画時に線切れの発生を起こす。
【００１３】
滴下工法では、基板を貼り合わせる前に液晶材料を滴下供給することから、液晶を封入するためのシール材が途中で切れている場合、基板を貼り合わせて加圧した際に、液晶パネルから液晶もれといった不具合が発生する。
【００１４】
液晶パネルから液晶がもれた場合、例えば１枚の基板に複数の液晶パネルが形成されたパターンでは、漏れた液晶材料が他の液晶パネルの引き出し電極部を汚染することとなる。また、基板の割断時に、割断機のステージに液晶が付着し、その液晶が他のパネルの基板表面に転写される。また、基板の割断後余分なガラスを除く際に液晶の表面張力により除く部分がそのまま残ることもある。
【００１５】
また、引き出し電極部に液晶が残った場合、その後の駆動用のＩＣを接続するための実装工程にて異方性の導電樹脂が基板と密着しにくくなり、実装はがれ、または表示不良の発生を起こす。
【００１６】
次に、基板表面を液晶が汚染した場合、偏光板を基板に貼り付けるとき、偏光板についている粘着剤と基板との密着性を低下させる。このとき信頼性により、偏光板が基板から浮き上がり表示品位を著しく低下させる。
【００１７】
このように、液晶材料による引出し電極の汚染、基板表面の汚染は表示品位を著しく損ない、液晶表示素子の生産にあたり歩留まり、信頼性評価結果を悪化させる。特に現在のように１枚の基板の中に複数個の液晶パネルが形成されている場合はより顕著となる。
【００１８】
したがって、この発明の目的は、滴下工法において、液晶を封入するためのシール材が途中で切れている場合、端子部分および基板表面に液晶材料による汚染が生じることを防止し、信頼性および表示品位の高い液晶表示素子の製造方法および製造装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の液晶表示素子の製造方法は、一対の配向処理を施した電極付き基板の少なくとも一方の基板に紫外線硬化型シール材によりループ状の複数のシールパターンを形成する工程と、前記複数のシールパターンの線切れの有無を検出しシール線切れ箇所を認識する工程と、前記複数のシールパターンを形成した基板のシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下供給し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しない工程と、他方の基板に２枚の基板間のギャップを形成するためのスペーサ材を配置する工程と、前記２枚の基板の位置合わせを行い減圧下で貼り合わせ液晶セルを作成する工程と、前記液晶セルのシールパターン部分に紫外線を照射しシール材を硬化する工程とを含む。
【００２０】
このように、ループ状の複数のシールパターンの線切れの有無を検出しシール線切れ箇所を認識する工程と、複数のシールパターンを形成した基板のシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下供給し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しない工程とを含むので、基板貼り合わせ後の液晶漏れがなくなることから、基板端子の汚染、基板表面の汚染がなく、表示品位の向上が図れる。また、基板の割断時の基板残りの発生も無くなることから歩留りの向上を図ることができる。
【００２１】
請求項２記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法において、シールパターンは、ディスペンサを使用して形成する。ディスペンサによるシールパターンの描画方法では、シール材の粘度が高い場合、ディスペンサのシリンジ内にシール材を充填した際に、ディスペンサ内の脱泡が完全に行いにくく、気泡が残るためシールパターン描画時に線切れの発生を起こすが、請求項１の構成により液晶漏れを防止できる。
【００２２】
請求項３記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法において、シールパターンは、スクリーン印刷を使用して形成する。スクリーン印刷では、シール材の粘度が高い場合、シール材がスキージとスクリーン版との間での回転が悪くなり転写が上手くできないことにより線切れの発生率が高くなるが、請求項１の構成により液晶漏れを防止できる。
【００２３】
請求項４記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１，２または３記載の液晶表示素子の製造方法において、シールパターンの線切れ幅が０．５ｍｍ以上であると、そのシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しない。断線している幅の規格は０．５ｍｍ以上であり、これは基板を加圧する際に、シール材が伸び広がることから基板の貼り合わせ加圧後にもシールパターンが断線する幅である。このため、シールパターンの線切れ幅が０．５ｍｍ以上であると、そのシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しないことで、液晶漏れを防止できる。
【００２４】
請求項５記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項１，２，３または４記載の液晶表示素子の製造方法において、シール材の粘度が３００００ｃｐｓ以上である。このように、シール材の粘度が３００００ｃｐｓ以上と高粘度のシール材を使用することで、生産性の高い滴下工法を採用することができる。また、こうした高い粘度のシール材を使用した場合にシールの線切れが発生しても請求項１の構成により液晶漏れを防止できる。
【００２５】
請求項６記載の液晶表示素子の製造装置は、一対の配向処理を施した電極付き基板をシール材により貼り合わせて形成された間隙に液晶材料を封入してなる液晶表示素子の製造装置であって、前記基板の少なくとも一方の基板に前記シール材によりループ状に形成された複数のシールパターンの画像を取り込むＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラにて取り込んだ画像を解析して前記複数のシールパターンの断線の幅を検査し、断線幅が所定値以上のシールパターン部分を認識するコンピュータと、前記コンピュータにより認識された情報に基づいてシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下しないように制御される滴下装置とを備えた。
【００２６】
このように、基板の少なくとも一方の基板にシール材によりループ状に形成された複数のシールパターンの画像を取り込むＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラにて取り込んだ画像を解析して複数のシールパターンの断線の幅を検査し、断線幅が所定値以上のシールパターン部分を認識するコンピュータと、コンピュータにより認識された情報に基づいてシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下しないように制御される滴下装置とを備えたので、液晶漏れによる基板の汚染は解決できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態におけるシール断線の検出方法とそのときの液晶滴下工程を示す概略図である。
【００２８】
図１において、１１はシールパターン、１２は基板、１３はＣＣＤカメラ、１４は画像解析用コンピュータ、１５は滴下装置、１６はシリンジ、１７はピストン、１８はパルスモータ、１９は液晶材料である。ＣＣＤカメラ１３は、一対の基板の少なくとも一方の基板１２に形成されたシールパターン１１の画像を取り込む。コンピュータ１４は、ＣＣＤカメラにて取り込んだ画像を解析してシールパターン１１の断線の幅を検査し、断線幅が所定値以上のシールパターン部を認識する。滴下装置１５は、コンピュータ１４により認識された情報に基づいてシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料１９を滴下するように制御される。
【００２９】
次に上記製造装置による液晶表示素子の製造方法について説明する。すなわち、一対の配向処理を施した電極付き基板の少なくとも一方の基板１２に紫外線硬化型シール材により複数のシールパターン１１に形成する工程と、シールパターン１１の線切れの有無を検出しシールパターン１１の線切れ箇所を認識する工程と、シールパターン１１を形成した基板のシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料１９を滴下供給し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料１９を滴下供給しない工程と、残り他方の基板に２枚の基板間のギャップを形成するためのスペーサ材を配置する工程と、２枚の基板の位置合わせを行い減圧下で貼り合わせ液晶セルを作成する工程と、液晶セルのシール材部分に紫外線を照射しシールパターン１１を硬化する工程とを含む。
【００３０】
この場合、シールパターン１１を形成した基板１２の上方にＣＣＤカメラ１３を設置する。そして基板１２表面の状態をＣＣＤカメラ１３にて取り込んだ後にコンピュータ１４にてシールパターン１１の断線の幅を検査する。そのとき断線幅が０．５ｍｍ以上であるとシール線切れが有りと判断し、そのシールパターン部のアドレスを確認する。ここで得られた情報を次の工程である液晶滴下装置１５に転送する。そして、滴下装置１５に具備された滴下ヘッド部分の液晶材料１９を吐出するための機構、例えばこの実施の形態ではシリンジ１６のピストン部１７をおすためのパルスモータ１８にシール断線しているパネルでのパルスモータ１８の信号をＯＦＦにすることにより実現できる。
【００３１】
尚、滴下ヘッドがインクジェットの場合、ピエゾに印可する電圧をＯＦＦに、エアによるディスペンサを使用した場合はエアの開閉を行う電磁弁を閉にする信号を送ることにより実現できる。また、滴下ヘッドを取り付けているＸＹロボットに断線パネルの位置のデータを転送し、断線したパネルの箇所を飛ばして移動することによっても実現できる。
【００３２】
以上のようにこの実施の形態によれば、基板貼り合わせ後の液晶漏れがなくなることから、基板端子の汚染、基板表面の汚染がなく、表示品位の向上が図れる。また、基板の割断時の基板残りの発生も無くなることから歩留りの向上を図ることができる。
【００３３】
また、シールパターンは、ディスペンサを使用して形成してもよく、スクリーン印刷を使用して形成してもよい。また、シール材の粘度が３００００ｃｐｓ以上と高粘度のシール材を使用することで、生産性の高い滴下工法を採用することができる。また、こうした高い粘度のシール材を使用した場合にシールの線切れが発生しても上記の構成により液晶漏れを防止できる。
【００３４】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の液晶表示素子の製造方法によれば、ループ状の複数のシールパターンの線切れの有無を検出しシール線切れ箇所を認識する工程と、複数のシールパターンを形成した基板のシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下供給し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しない工程とを含むので、基板貼り合わせ後の液晶漏れがなくなることから、基板端子の汚染、基板表面の汚染がなくなる。また、基板の割断時の基板残りの発生も無くなる。これにより、液晶表示素子の生産にあたり信頼性評価、歩留りの向上を図ることができる。
【００３５】
請求項２では、シールパターンは、ディスペンサを使用して形成するので、シール材の粘度が高い場合、ディスペンサのシリンジ内にシール材を充填した際に、ディスペンサ内の脱泡が完全に行いにくく、気泡が残るためシールパターン描画時に線切れの発生を起こすが、請求項１の構成により液晶漏れを防止できる。
【００３６】
請求項３では、シールパターンは、スクリーン印刷を使用して形成するので、シール材の粘度が高い場合、シール材がスキージとスクリーン版との間での回転が悪くなり転写が上手くできないことにより線切れの発生率が高くなるが、請求項１の構成により液晶漏れを防止できる。
【００３７】
請求項４では、シールパターンの線切れ幅が０．５ｍｍ以上であると、そのシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しないので、液晶漏れを防止できる。これは基板を加圧する際に、シール材が伸び広がることから基板の貼り合わせ加圧後にもシールパターンが断線する幅が０．５ｍｍ以上であることによる。
【００３８】
請求項５では、シール材の粘度が３００００ｃｐｓ以上と高粘度のシール材を使用することで、生産性の高い滴下工法を採用することができる。また、こうした高い粘度のシール材を使用した場合にシールの線切れが発生しても請求項１の構成により液晶漏れを防止できる。
【００３９】
この発明の請求項６記載の液晶表示素子の製造装置によれば、基板の少なくとも一方の基板にシール材によりループ状に形成された複数のシールパターンの画像を取り込むＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラにて取り込んだ画像を解析して複数のシールパターンの断線の幅を検査し、断線幅が所定値以上のシールパターン部分を認識するコンピュータと、コンピュータにより認識された情報に基づいてシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下しないように制御される滴下装置とを備えたので、液晶漏れによる基板の汚染は解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態におけるシール断線の検出方法とそのときの液晶滴下工程とを示す概略図
【符号の説明】
１１シールパターン
１２基板
１３ＣＣＤカメラ
１４画像解析用コンピュータ
１５滴下装置
１６シリンジ
１７ピストン
１８パルスモータ
１９液晶材料

Claims

一対の配向処理を施した電極付き基板の少なくとも一方の基板に紫外線硬化型シール材によりループ状の複数のシールパターンを形成する工程と、前記複数のシールパターンの線切れの有無を検出しシール線切れ箇所を認識する工程と、前記複数のシールパターンを形成した基板のシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下供給し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しない工程と、他方の基板に２枚の基板間のギャップを形成するためのスペーサ材を配置する工程と、前記２枚の基板の位置合わせを行い減圧下で貼り合わせ液晶セルを作成する工程と、前記液晶セルのシールパターン部分に紫外線を照射しシール材を硬化する工程とを含む液晶表示素子の製造方法。
シールパターンは、ディスペンサを使用して形成する請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
シールパターンは、スクリーン印刷を使用して形成する請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
シールパターンの線切れ幅が０．５ｍｍ以上であると、そのシールパターン部分に液晶材料を滴下供給しない請求項１，２または３記載の液晶表示素子の製造方法。
シール材の粘度が３００００ｃｐｓ以上である請求項１，２，３または４記載の液晶表示素子の製造方法。
一対の配向処理を施した電極付き基板をシール材により貼り合わせて形成された間隙に液晶材料を封入してなる液晶表示素子の製造装置であって、前記基板の少なくとも一方の基板に前記シール材によりループ状に形成された複数のシールパターンの画像を取り込むＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラにて取り込んだ画像を解析して前記複数のシールパターンの断線の幅を検査し、断線幅が所定値以上のシールパターン部分を認識するコンピュータと、前記コンピュータにより認識された情報に基づいてシール線切れのないシールパターン部分に所定量の液晶材料を滴下し、シール線切れのあるシールパターン部分に液晶材料を滴下しないように制御される滴下装置とを備えた液晶表示素子の製造装置。