JP4518293B2 - 液晶装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置の製造方法に関し、特に小型の液晶装置の製造工程を関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶装置、特に小型の液晶装置は、以下のような方法により製造されていた。
【０００３】
図８から図１３までに液晶装置の製造工程を示す。
【０００４】
２枚のガラス基板を準備する。
【０００５】
図８（ａ）に示すように、第１ガラス基板１０１上に、ディスペンサＤを用いて所定の粒径を有するギャップコントロール剤（以下「ＧＣ剤」という。）１０１ａを散布する。点線で示す画素領域には画素電極１０３が形成される。画素電極は１又は２以上形成されている。
【０００６】
図８（ｂ）に示すように、第２の基板１３１上に、画素領域に対応する共通電極１３３が形成されている。共通電極１３３の外周を取り囲むように、所定の粒径を有するギャップコントロール剤（ＧＣ剤）１３５ａを添加したシール材を塗布してシールパターン１３５を形成する。
【０００７】
シールパターン１３５は、開口を有している。この開口は、液晶を注入する際の入り口、すなわち液晶注入口１２５ｂを形成する。シールパターン１３５は、共通電極１３３の周辺部に沿って形成される。
【０００８】
図９（ａ）に示すように、第１ガラス基板１０１及び第２ガラス基板１３１を、画素電極と共通電極とが向き合う方向に重ね合わせる。
【０００９】
図９（ｂ）に示すように、プレス機Ｐを用いて第１ガラス基板１０１及び第２ガラス基板１３１を外側の面から内側に向けて押圧する。
【００１０】
第１及び第２ガラス基板１０１、１３１をプレスした状態のままで、ヒータＨＴにより熱処理を行う。シールパターン１３５が硬化し、第１及び第２ガラス基板１０１、１３１がお互いに固定された状態になる。
【００１１】
各画素領域に対応して第１ガラス基板１０１と第２ガラス基板１３１とシールパターン１３５とにより囲まれた空セルＥＣが形成される。
【００１２】
尚、シール材として紫外線硬化樹脂を含むシール材を用いることもできる。この場合には、熱処理の代わりに紫外線を照射することによりシール材を硬化させることができる。
【００１３】
図１０に示すように、実際には液晶が充填される前の多数の空セルＥＣが第１及び第２の基板に形成されている。ダイヤモンドカッターＤを用いて第１のガラス基板１０１上と第２ガラス基板１３１上にスクライブラインＳＬを形成する。
スクライブラインＳＬは、空セルＥＣを含む画素領域を囲むように形成される。
【００１４】
次に、スクライブラインＳＬに沿って空セルＥＣを含む画素領域ごとに切断する。
【００１５】
１の画素領域の四隅を囲むスクライブラインのうち１のスクライブラインＳＬは、それに沿って形成されている空セルＥＣの液晶注入口１３５ｂの開口面と揃うように形成されている。
【００１６】
１の空セルＥＣと並ぶ他の空セルＥＣの液晶注入口１３５ｂも、１のスクライブラインＳＬに沿ってその開口面が並ぶ。
【００１７】
図に示す１の空セルＥＣを有する仮の液晶装置１４０が形成される。
【００１８】
次に、図１１に示すように、液晶注入口１３５ｂが一平面上に揃うように複数個の仮の液晶装置１４０を把持具１５０にセットする。
【００１９】
図１２（ａ）に示すように、複数の仮の液晶装置１４０を把持具１５０にセットし、真空チャンバＶＣ中に入れる。液晶Ｅを充填した液晶充填容器１５５も真空チャンバＶＣ内に置く。真空チャンバＶＣ内を真空引きする。
【００２０】
図１２（ｂ）に示すように、所定の真空度に達した時点で、把持具を移動させて、液晶注入口１３５ｂが液晶充填容器１５５中の液晶Ｅに浸かる状態にする。
【００２１】
真空チャンバＶＣ内を大気圧に戻すと、液晶充填容器１５５内の液晶Ｅが液晶注入口１３５ｂから空セルＥＣ内に注入される。空セルＥＣ内に液晶Ｅが充填される。
【００２２】
図１３（ａ）に示すように、液晶セルＬＣを含む仮の液晶パネル１４０ａをプレス用治具１６１の端面から液晶注入口１０５がはみ出している状態において、プレス用治具１６１で両側から挟む。所定の圧力で仮の液晶パネル１４０ａを押圧する。余分な液晶ＥＡが液晶注入口１から出る。液晶注入口１３５ｂから出た余分の液晶ＥＡをふき取る。
【００２３】
図１３（ｂ）に示すように液晶注入口１３５ｂを塞ぐ。例えば、エンドシール剤ＥＳを液晶注入口１３５ｂの周りに塗り、ＵＶ光の照射又は熱処理によりエンドシールＥＳを硬化させる。
【００２４】
以上の工程により、液晶装置が完成する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の液晶装置の製造方法には、以下のような問題点があった。
【００２６】
１）上記の製造方法には、非常に多くの（自動化が困難な）工程がある。製造工程が複雑になり、製造コストも高くなる。特に、空セルを含む仮の液晶装置を把持具にセットする際の状態が適切でないと液晶注入口が一平面上に揃わない。
【００２７】
注入口の中には液晶中に浸からない注入口がでてくるため、空セル中への液晶の注入不良を起こすという問題点があった。液晶注入口を精度良く揃える工程を自動化することは難しく、手動の工程で行っても熟練を要する。
【００２８】
２）空セルの把持具へのセット工程やプレス工程が多く含まれ、液晶装置を形成するガラス基板の表面を傷つけやすい。
【００２９】
特に、基板のカット工程において発生するガラスの切り子（切断の際の屑）が基板表面に多く付着する。切り子がガラス基板の表面に付着していると、後の工程においてガラス基板の表面などに傷が入る原因となる。切り子を除去するために洗浄工程を追加することもできるが、工程が増加するという問題が生じる。加えて、洗浄工程を経ても切り子を完全に除去するのは難しい。
【００３０】
３）空セル内への液晶の注入後に、液晶注入口を封止するためエンドシール材を用いる。このエンドシール材は、信頼性という点で問題が多い。そのため、注入口付近で様々な不良を生じることがあった。
【００３１】
例えば、エンドシール材には、熱硬化型もしくはＵＶ硬化型樹脂（アクリル、エポキシ等）が用いられるため、メインのシール材と比べて水分の透過性が高い、ガラス基板への密着力が弱い、エンドシール材成分の液晶への溶けだしがあるなどの問題があり、液晶の配向を乱したり、液晶の特性（イオン成分による低抵抗化）を劣化させたりするため、表示不良を注入口付近で起こすことが多かった。
【００３２】
４）上記の製造方法によれば、液晶注入口が設けられている方向（辺）に揃えてガラス基板をカットする必要がある。その辺は上下の基板の端面が揃うため、そのガラス基板表面に引き出し用の電極を形成することができない。引き出し用の電極を取り出す方向が決まってしまい、液晶装置の設計上の自由度が低くなるという問題があった。
【００３３】
本発明の目的は、液晶装置を短時間で製造することができ、かつ、液晶装置の表面のガラス基板の表面を傷つけにくい方法を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、ａ）複数の画素領域が画定される一対の基板を準備する工程と、（ｂ）前記一対の基板のいずれか一方の基板上に、第１のシール材を配して前記画素領域の各々の外周を囲み閉じた形状を有する第１のシールパターンを形成する工程と、（ｃ）前記一方の基板上又は他方の基板上に第２のシール材を配して、前記複数の画素領域の外周を囲み、前記第１のシールパターンよりも厚く、液晶注入口を有する第２のシールパターンを形成する工程と、（ｄ）前記一対の基板間に前記第１のシールパターンと前記第２のシールパターンとが介装される向きに前記一対の基板を重ねて張り合わせ、前記第２のシールパターンの厚さにより規定される基板間ギャップを有し、前記第２のシールパターンで画定され液晶が充填されていない空セルを形成する工程と、（ｅ）前記液晶注入口から液晶を注入して前記空セル内に液晶を充填する工程と、（ｆ）前記一対の基板間に基板間ギャップが狭くなる向きに圧力を印加して前記一対の基板間を前記第１のシールパターンの厚さにより規定される距離まで縮めて前記各第１のシールパターンで囲まれた領域内にシールされた液晶領域を形成した大型の液晶パネルを形成する工程と含む液晶装置の製造方法が提供される。
【００３５】
本発明の他の観点によれば、Ａ）複数の画素領域が画定される一対の基板を準備する工程と、（Ｂ）前記一対の基板のうちいずれか一方の上に第１のシール材を配し、前記画素領域の各々に対してその外周を囲み閉じた形状を有する第１のシールパターンを形成する工程と、（Ｃ）前記一方の基板上に第２のシール材を配し、前記複数の画素領域の外周を囲み、前記第１のシール材よりも厚く液晶注入口を有する第２のシールパターンを形成する工程と、（Ｄ）前記一対の基板間に前記第１のシールパターンと前記第２のシールパターンとが介装される向きに前記一対の基板を重ねて張り合わせ、前記第２のシールパターンの厚さにより規定される基板間ギャップを有し前記第２のシールパターンで画定され、液晶の充填されていない空セルを形成する工程と、（Ｅ）前記液晶注入口から液晶を注入して前記空セル内に液晶を充填する工程と、（Ｆ）前記一対の基板間の、前記第１のシールパターンと前記第２のシールパターンとが形成されている領域を含む領域に基板間ギャップが狭くなる方向に圧力を印加して前記一対の基板間ギャップを前記第１のシールパターンの厚さにより規定される距離まで縮めて前記各第１のシールパターンで囲まれた領域内に液晶が充填された大型の液晶パネルを形成する工程とを含む液晶装置の製造方法が提供される。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する前に、発明者の行った考察について説明する。
【００３７】
閉じられた形状のシールパターンにより囲まれ多数の画素領域が画定される一対の基板を重ね合わせて液晶を充填した後に液晶装置ごとに切断すれば、液晶が充填されていない空セルを含むパネルを多数形成した後に空セルごとに切断し、それぞれの空セル内に液晶を注入して液晶装置を製造するよりも液晶装置の製造工程が簡単になる。液晶注入口を封じる工程も簡単になる。
【００３８】
具体的には以下のような手段を検討した。
【００３９】
まず、予備段階として以下の工程を行う。
【００４０】
一対の基板の一方（第１基板）上に、実際の液晶装置の基板間ギャップに応じた径を有する第１のギャップコントロール剤（第１ＧＣ剤）を添加した第１シール材を塗布して、画素領域の外周を囲むように閉じた形状の第１のシールパターンを形成する。
【００４１】
次に、第１ＧＣ剤よりも大きい径を有する第２ＧＣ剤が添加された第２シール材を第１基板の周辺部に塗布して、第１シールパターンよりも厚い第２シールパターンを形成する。第２シールパターンには、液晶を注入するための液晶注入口を設けておく。液晶注出口も設けても良い。
【００４２】
尚、第２シールパターンを他方の基板（第２基板）上に形成することもできる。
【００４３】
次に、第１段階として以下の工程を行う。
【００４４】
第１基板と第２基板とを対向配置して重ね合わせると、第２ＧＣ剤は、第１ＧＣ剤よりも厚さが厚いので、第１基板と第２基板との間の距離は、第２シールパターン中の第２ＧＣ剤の厚さにより規定される。
【００４５】
第１シールパターンの表面は、第２基板の表面に接触しない状態となる。
【００４６】
第１基板と第２基板と第２シールパターンとにより形成された大きな液晶収容空間内に液晶注入口から液晶を注入する。
【００４７】
液晶の注入方法としては、真空注入法を用いても良い。液晶注出口を設けた場合には、液晶注入口に加圧した液晶を注入するとともに、液晶注出口から液晶収容空間内を排気して減圧し、液晶収容空間内に液晶を注入する加圧減圧法を用いることも可能である。
【００４８】
別の方法としては、毛細管現象を利用して液晶を注入する方法もある。
【００４９】
尚、第１基板と第２基板とを重ね合わせる前に、片側の基板上にディスペンサなどによって適量の液晶材を滴下させる方法もある。
【００５０】
いずれの方法を用いる場合でも、第１基板と第２基板との間に第２シ−ルパターンが介装されており、第１シールパターンの表面は第２基板の表面に当接していないため、第２のシールパターンと一対の基板とにより囲まれた空間内に液晶を注入すれば、第１シールパターンに囲まれた領域内にも液晶が充填される。
【００５１】
次に、第２段階として以下の工程を行う。
【００５２】
液晶収容空間内に液晶を注入した後に、第１基板及び第２基板の表面に圧力をかける。より詳細には、周辺領域、すなわち第２シールパターンが形成されている領域よりも内側の領域（第１シールパターンが形成されている領域）に、ほぼ均一に圧力をかける。圧力をかける方法としては、プレス（エアープレス）などを用いることができる。
【００５３】
液晶が充填された一対の基板間の中央部におけるギャップは、第１シールパターンの厚さ又はその中に混ぜられたＧＣ剤の高さにより規定され、所定の基板間ギャップ（セル厚）に保持される。例えば対角線の長さが２インチ以下、さらに１インチ以下の場合のように液晶装置のサイズ（面積）が小さければ、一対の基板の中央領域においては、ほぼ均一なセル厚を得ることができる。液晶を収容する空間内に充填されている液晶のうち余分な液晶は、プレスの際に第２シールパターンの液晶注入口から押し出される。
【００５４】
尚、一対の基板を重ねる前に、第２シールパターンが形成されている領域内に液晶を上部開口から滴下し、次いで一対の基板を重ね合わせる方法を用いて液晶を充填する液晶充填方法を用いることもできる。このような液晶充填方法を用いた場合には、理想的には余分な液晶を発生しないように液晶の滴下量を制御することができる。この場合には、第２シールシールパターンに液晶注入口を形成しなくても良い。
【００５５】
第１及び第２のシールパターンを紫外線照射又は加熱により硬化させた後、一対の基板間に液晶が充填されているパネルを各画素領域に対応する領域ごとにスクライブし切断すれば、液晶装置が完成する。
【００５６】
以上に説明した方法を用いれば、大型の一対の基板を用いて比較的小型の多数の液晶装置を製造する際に、液晶装置ごとに切断する工程を、空セル内に液晶を充填して液晶セルを形成する工程よりも後の最終工程に近い工程において行うことができるため、ガラス基板を切断する際の切り子が最終製品（液晶装置）に与える影響が少なくできる。
【００５７】
以上の考察に基づき、以下に本発明の液晶装置の製造方法についてより具体的に説明する。
【００５８】
以下に本発明の第１実施例による液晶装置の製造方法について図面を参照して説明する。
【００５９】
図１（ａ）、（ｂ）に予備段階を示す。
【００６０】
図１（ａ）は第１ガラス基板上の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は一対の基板間に形成された空セルの構造を示す断面図である。
【００６１】
予備段階：図１（ａ）、（ｂ）に示すように、５０ｍｍ角、０．５ｍｍ厚の第１ガラス基板１を準備する。
【００６２】
第１ガラス基板１上の画素領域にほぼ対応する領域に複数の画素電極２を形成する。
【００６３】
次に、第１ガラス基板１上に第２のシールパターン３を形成する。
【００６４】
まず、第１ガラス基板１上に第２のシールパターン用のシール材を配する。このシール材中に、約５０ミクロンの粒径を有するギャップコントロール剤（ＧＣ剤）５が添加されている。ＧＣ剤５は、例えばグラスファイバーにより形成されている。
【００６５】
第２のシールパターン３は、第１ガラス基板１の周辺部に形成される。第２のシールパターン３は、ガラス基板１の周辺部を２重に取り囲むように形成しても良い。但し、第２のシールパターン３は、概略矩形の形状ではあるが完全に閉じた形状ではなく、例えば、図に示すように３箇所のギャップ部を有している。ギャップ部は、液晶注入口３ａとして機能するギャップ部と、液晶注出口３ｂとして機能するギャップ部とを含む。
【００６６】
次に、第１のシールパターン１１を、画素電極２の外周を囲むように形成する。第１のシールパターン１１は、第２のシールパターン３により、ほぼ囲まれている領域内に形成する。
【００６７】
第１のシールパターン１１は、例えば８ｍｍ角の正方形状の画素領域を囲むように閉じた形状に形成する。
【００６８】
第１のシールパターン１１中に、約５ミクロンの小さな粒径を有するグラスファイバー１５が添加されている。第２のシールパターン３と第１のシールパターン１１との間の最小間隔は、１０ｍｍから２０ｍｍの間である（尚、図においては、最小間隔が２０ｍｍと示されている）。
【００６９】
次に、９０℃において３０分、第１のベーキング工程を行う。第１のベーキング工程において第２のシールパターン３と第１のシールパターン１１とが硬化する。第１のベーキング工程は例えばオーブンを用いて行う。
【００７０】
第２基板を用意する。第２基板上の画素領域に対応する領域に共通電極が形成される。
【００７１】
第１段階：図１（ｂ）に示すように、第１基板１と第２基板３１とを、第１基板１上に形成されている画素電極２と第２基板３１上に形成されている共通電極３２とが対向する向きに重ね合わせる。この際、第２基板３１の表面に、第２のシールパターン３の表面が当接する。第１のシールパターン１１は、第２のシールパターン３よりも薄いため、第２基板３１の表面には当接しない。
【００７２】
第２のシールパターン３中のグラスファイバー３の粒径は約５０ミクロンであり、一方、第１のシールパターン１１中のグラスファイバー１５の粒径は約５ミクロンである。一対の基板１，３１の中央部に大きな圧力をかけなければ、第２基板３１の表面と第１のシールパターン１１の表面とが当接することはない。第２のシールパターン３と、第１及び第２の基板とにより規定された領域に液晶が充填されていない大型の空セルＥＣ１が形成される。
【００７３】
液晶を液晶注入口３ａから第２のシールパターン３で囲まれた大型の空セルＥＣ１内に注入する。
【００７４】
図２（ａ）に示すように、第２のシールパターン３内に液晶が充填された仮の大型液晶パネルＰ１が形成される。９０℃で３０分、例えばオーブンを用いて第２のベーキング工程を行い、第１のシールパターン１１及び第２のシールパターン３を硬化する。
【００７５】
第２段階：
図２（ｂ）に示すように、プレス機Ｐを用いて、一対の基板１、３１間のギャップが狭くなる方向に圧力をかける。仮の大型液晶パネルパネルＰ１の中央部にできるだけ均一に圧力がかかるようにプレスを行う。
【００７６】
プレス機Ｐは、内側の面に凹凸が形成されているプレス治具を含む。仮の大型液晶パネルＰ１の表面および裏面と、プレス治具の内面との間には厚さ５ｍｍのウレタンゴム製のクッション材ＣＳを挟む。プレス機で印加する圧力は例えば１ｋｇ／ｃｍ²である。
【００７７】
上記のプレス工程において、第２のシールパターン３に形成されている液晶注入口３ａ（図１（ａ））と液晶注出口３ｂ（図１（ａ））とからあふれ出た液晶Ｅをふき取る。プレスしたままの状態で、ヒータＨＴにより１５０℃、２時間の第３のベーキング工程を行う。第１のシールパターン１１も硬化し、仮の大型液晶パネルＰ１内に第１のシールパターン１１により画素領域がシールされている大型の液晶パネルＰ２が形成される。
【００７８】
尚、上記シールパターンのベーキング工程には、第１から第３までの３回のベーキング工程が含まれている。
【００７９】
第１及び第２のベーキング工程は、例えば９０℃で３０分程度のベーキングであり、主としてシール材を柔らかくして加圧時に変形しやすくするために行われる。
【００８０】
尚、第２のベーキング工程は、両基板にシールパターンを形成する場合に行われる工程である。片方の基板のみにシールパターンを形成する場合には省略可能である。
【００８１】
第３のベーキング工程は、例えば１５０℃で２時間のベーキング工程であり、主としてシール材の硬化と、ガラス基板との密着性向上を目的として行われる。
【００８２】
プレス治具Ｐから大型の液晶パネルＰ２を取り外し、各画素領域の大きさに合わせて一対のガラス基板１、３１にスクライブラインＳＬを形成する。スクライブラインＳＬに沿って大型の液晶パネルＰ２を切断する。
【００８３】
以上の工程によって複数の液晶装置が完成する。
【００８４】
第１実施例による液晶装置の製造方法を用いると、第１のシールパターン１１で囲まれた画素領域内に充填された液晶量にバラツキが生じにくい。製造工程も簡単化される。ガラスの切断が最終工程ではないため、切り子の影響も少ない。
【００８５】
第１実施例に示す製造方法により製造された液晶装置と、従来の工程によって製造された液晶装置と比較すると、光学的特性等は両者でほぼ同等である。
【００８６】
第１実施例による複数の液晶装置の各セル厚は、５ミクロン±０．１ミクロンの範囲に入っており、液晶装置は十分な均一性を有していることがわかる。
【００８７】
次に、本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法について図面を参照して説明する。
【００８８】
予備段階：
図３に示すように、５０ｍｍ角のサイズで厚さが０．７ｍｍの第１ガラス基板５１を用意する。
【００８９】
第１基板５１の一方の表面に、複数の画素電極５２を形成した後、画素領域全体に対応する領域を囲むように第１基板５１上の周辺領域にシール材を配し、第２のシールパターン５３を形成する。第２のシールパターン５３形成用のシール材は、ディスペンサにより供給した。シール材中に５０ミクロンの粒径を有するスチレンボール５５を添加した。シール材に対してＧＣ剤としてスチレンボール５５を１ｗｔ％の割合で添加した。
【００９０】
第２のシールパターン５３には、第１基板５１の一端面に沿って液晶注入口５３ａが形成され、この一端面と対向する他端面に沿って液晶注出口５３ｂが形成される。
【００９１】
図３に示すように、第２のシールパターン５３に沿った形状で、その外側にも別途、第２のシールパターン５３ｃ、５３ｄも形成する。
【００９２】
次に、画素電極５２の周囲を囲むように、シール材を配し、８ｍｍ角の大きさの正方形に沿う帯状の第１のシールパターン６１を形成した。第１のシールパターン６１用のシール材の材料としては、ＵＶ硬化型のシール材を用いると良い。
【００９３】
第１のシールパターン６１用のシール材中には、５ミクロンの粒径を有するグラスファイバーを混合する。ＵＶ硬化型の第１のシール材６１に対してスチレンボール５５を３ｗｔ％の割合で添加する。第１のシールパターン６１は閉じた形状を有している。
【００９４】
第２のシールパターン５３と第１のシールパターン６１との最小間隔は、好ましくは５ｍｍ程度である。
【００９５】
次に、オーブンなどを用いて９０℃、３０分程度の第１の熱処理を行い、第２のシールパターン５３と第１のシールパターンとをプリベークした。
【００９６】
第１段階：
図４に示すように、第２基板８１を準備する。第２基板８１の一面には、画素領域に対応する領域に共通電極８２を形成する。
【００９７】
第１基板５１と第２基板８１とを、画素電極５２と共通電極８２とが対向する向きに重ね合わせる。約２００ｇ／ｃｍ²程度の比較的弱い圧力で第１基板５１と第２の基板８１とを接近させる方向に押圧した。第２のシールパターン５３の表面が第２基板８１の内面に当接する。基板５１、８１の中央部に圧力をかけないようにすると良い。周辺部のみに圧力をかけるためには、ガラス基板５１、８１の周辺部に形成されている第１のシールパターンの上に、ほぼそれに沿うような枠Ｆを配置し、その枠Ｆをプレス機により押圧する方法を用いるのが好ましい（図４）。
【００９８】
以上の工程により液晶が充填されていない大型の空セルＥＣ２が形成される。
【００９９】
大型の空セルＥＣ２を形成した後、その中に液晶を注入し、プレスする。
【０１００】
図５（ａ）に示すように、例えば加圧減圧法により大型の空セルＥＣ２内に液晶を注入する。具体的には、加圧した液晶を注入口５３ａから注入する。注出口５３ｂから大型の空セルＥＣ２の内部を排気（減圧）する。加圧減圧法と毛細管現象の両方を併用し、液晶を大型の空セルＥＣ２の内部に充填しても良い。
【０１０１】
尚、液晶を充填する際に、大型の空セルＰ２内の圧力をＰ１１とし、その外側の圧力をＰ１２とした場合、Ｐ１１がＰ１２よりも低くなると外圧に押されて基板が内側に反ってしまう。第２基板８１と第１のシールパターン６１の表面とが当接してしまう可能性がある。
【０１０２】
そこで、第２基板８１と第１のシールパターン６１の表面との当接を防止するため、大型の空セルＰ２を真空チャンバＣＶ内にセットし、大型の空セルＰ２内の圧力Ｐ１１と真空チャンバＣＶ内の圧力Ｐ１２とが、Ｐ１１＞Ｐ１２の関係を維持するように圧力を制御しながら液晶の注入を行うと良い。
【０１０３】
液晶を注入した結果、図５（ｂ）に示すように、液晶が充填された仮の大型液晶パネルＰ３が形成される。
【０１０４】
第２段階：
液晶の注入が完了した後、図６に示すように、第１基板５１を、平坦な表面を有するセラミック基板ＣＳ上を置く。第１基板５１と第２基板８１との全面に、例えばエア圧などにより非接触的に、ほぼ均一な圧力（１ｋｇ／ｃｍ２）により仮の大型液晶パネルＰ３をプレスした。スチレンボールは、圧力により塑性変形しやすいので、第２のシールパターン５３内のスチレンボール５５が圧力によりつぶれる。仮の大型液晶パネルＰ３の基板間距離（セル厚）は、第１のシールパターン中のＧＣ剤６５の厚さにより規定される距離まで狭くなる。第１段階において印加した圧力よりも第２段階で印加した圧力の方が高い。圧力を印加し、第１のシールパターン６１の表面が第２基板８１の表面に当接している状態のパネルを、大型の液晶パネルＰ４と称する。
【０１０５】
この状態における基板間ギャップ（セル厚）がほぼ均一であることを、偏光板を介して行った目視検査と干渉縞による検査により確認した。
【０１０６】
次に、ＳＵＳ製のマスク９１を用いて大型液晶パネルＰ４上に紫外線光を照射した。紫外線光は、第１のシールパターン６１上の領域にのみ照射されるようにする。これにより、第１のシールパターン６１が硬化する。
【０１０７】
図７に示すように、第１基板５１と第２基板８１との表面にスクライブラインＳＬを形成する。スクライブラインＳＬに沿って大型液晶パネルＰ４を液晶装置ＬＣごとに切断することにより複数の液晶装置が完成する。
【０１０８】
第２実施例による液晶装置の製造方法を用いると、第１のシールパターンにより囲まれた複数の画素領域内に液晶を充填する工程に液晶量等のバラツキが生じにくい。大型のパネルを用いて工程が進むため、液晶装置の製造工程自体も簡単化される。ガラス基板の切断によって生じる切り子が液晶装置に与える影響も少ない。
【０１０９】
個々の液晶装置ＬＣの基板間ギャップは、５ミクロン±０．１ミクロンであった。個体差の少ない均一な製造工程であることがわかる。また、光学的な特性も、通常の工程によって製造した液晶装置と同様の特性を有していることを確認した。
【０１１０】
また、一対の基板としては、青色ガラス、白板ガラス、石英ガラス、セラミックス、各種金属材料などを用いても良い。
【０１１１】
基板のサイズ、基板の厚さなどに関しての制限は特にはないが、第２のシールパターンで支持される程度の大きさであれば良い。基板のサイズに比べて基板の厚さが薄すぎる場合には、基板が反ってしまうという問題が生じる。本実施の形態による製造方法が適用できない場合もあるので、基板の剛性等に応じて、基板の平坦度が確保できる程度の基板厚さが必要となる。
【０１１２】
第２のシールパターンを形成する材料としては、柔軟性のある固体状のものにスペーサ剤を含ませたものを用いることができる。但し、液晶を第２のシールパターン内に充填させるためには、液晶剤又はそれに添加されている材料と反応しない材料が好ましい。
【０１１３】
スペーサとしては、所定のスペースを確保できるものであれば、球状、円柱状、角柱状、楕円球状、無定型などのスペーサを用いることもできる。実施例２に示されるスペーサ用の材料の材質としては、所定値以上の圧力で変形しやすい材料を用いれば良い。例えば、第２のシールパターンに添加するＧＣ剤をスチレンボールとした場合、シール材に対する添加量が０．５ｗｔ％から２ｗｔ％程度であれば、２００ｇ／ｃｍ²程度の圧力ではつぶれないが、１ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力ではつぶれるので好ましい。
【０１１４】
第２のシールパターン用のＧＣ剤としては、１μｍ程度から数ｍｍ程度までの径を有するものを選択することができる。但し、ＧＣ剤の径が小さすぎると、第１のシールパターンの表面が対向基板と近づきすぎるので製造工程において支障を来すおそれがある。
【０１１５】
一方、ギャップがあまりに広いと、液晶が余分に必要となる。従って、ギャップとしては、好ましくは５μｍから２００μｍ、さらに好ましくは１０μｍから１００μｍの範囲が用いられる。
【０１１６】
第２のシールパターン３には、液晶の注入口３ａと注出口３ｂとが必要である。さらに、注入する時の液晶の流れを考慮して、できるだけ気泡が生じにくいパターンが望ましい。
【０１１７】
例えば、第２のシールパターン３の注入口３ａと注出口３ｂとの間に存在する２つの角部（コーナー部）に丸みを付ける（Ｒを付ける）ことにより、気泡が生じにくくなる。或いは、上記の角部のなす角度を鈍角にすることにより、気泡は生じにくくなる。
【０１１８】
また、注入口の数や注出口の数を増加させることによっても、気泡は生じにくくなる。
【０１１９】
尚、液晶を滴下してセル内に充填する工程を用いる場合には、上記のような制約はない。
【０１２０】
第２のシールパターンを形成するシール材としては熱硬化型、もしくは、光硬化型のシール材を用いるのが好ましい。形状としては、正方形の他に必要な用途に応じて円形、三角形、多角形などを用いてもよい。
【０１２１】
第２のシールパターンを形成するシール材に用いるＧＣ剤としては、球形、円柱形、角柱形、楕円球形、無定型など基板間に一定以上のスペースを確保できるものであればよい。強度を確保するという点からは、円柱形のスペーサが好ましいであろう。スペーサの厚さは、基板間のギャップ（液晶セルのセル厚）に依存するが、１μｍから２０μｍ程度が好ましい。
【０１２２】
外側のシールパターンと第１のシールパターンとの間の距離は、数μｍから数ｍｍまでの範囲が好ましい。但し、両者の距離があまり近すぎると、実際の液晶セルのセル厚に影響を与える。一方、あまり距離が長いと、基板サイズに対して製造できる液晶セルの数が少なくなり、収率が低下する。特に好ましい範囲は、１ｍｍから３０ｍｍ程度である。
【０１２３】
基板自体を外側から所定のギャップを確保して固定する方法を用いる場合には、このような制約はない。
【０１２４】
例えば、一対の基板のうちの片方の基板を真空吸着又は静電吸着により外側から固定するとともに、もう一方の基板を、同様に真空吸着又は静電吸着により外側から固定する方法を用いれば、基板自体は、外側から所定のギャップを確保して固定されているため、セル厚に影響を与えることはない。
【０１２５】
液晶を注入する方法としては、従来の真空注入法を用いても、加圧減圧法（液晶を注入口から加圧して注入し、注出口から内部を排気して注入する方法）、毛細管現象を用いる方法、２枚の基板を重ね合わせる前に液晶を予め滴下しておく方法などを用いることができる。
【０１２６】
基板に圧力をかける方法としては、プレス治具やプレス機自体（Ａｌやセラミックスなど）を用いる方法や、それらにウレタンゴムなどのクッションを組み合わせる方法等固体を用いて基板に圧力を印加することができる。真空パックなどを用いて基板に対して圧力を加えても良い。
【０１２７】
真空パックを用いる方法としては、以下の方法を用いることができる。
【０１２８】
まず、液晶セルを、開口を有する真空パック中に入れる。真空パックの開口を空けたままで、減圧装置中に入れる。減圧装置内を減圧すると、真空パック内も減圧状態になる。その後、真空パックの開口部を封止する。減圧装置内を大気圧に戻す。大気圧が液晶セルに印加される。
【０１２９】
尚、少なくとも一方の面には、エアや窒素などの気体や水などの液体を介して圧力を印加する方法もある。
【０１３０】
シールパターンを硬化する方法としては、オーブンやホットプレートにより熱処理を行う方法、ＵＶ光を照射する方法が用いられる。ＵＶ光を照射する方法を用いる場合には、フォトマスク等により表示部を保護することが好ましい。
【０１３１】
基板を切断して実際の液晶装置を形成する方法としては、ピエゾ等によりダイヤモンドカッターに超音波振動を与える方法、高出力レーザーによりカットする方法などを用いることもできる。この場合には、切断時の切り子の発生に起因する傷が生じにくい。
【０１３２】
本実施例による方法には以下の利点が挙げられる。
【０１３３】
１）工程数が少なくなり、製造コストの削減、製造時間の短縮が可能となる。
特に、表示（または光制御）部分の面積が小さな小型液晶セルの製造方法として適している。
【０１３４】
２）画素領域を囲む第１のシールパターンには注入口を設ける必要がないため、電極設計の自由度が増す。注入口を設けると、その方向からは電極が取り出しにくくなる。全てのカット面から電極を取り出すことが可能となる。
【０１３５】
３）傷が発生する主原因となる切断工程が、製造工程のうちの最後の工程になる。従って、液晶セルの傷を最小限に抑えることができる。
【０１３６】
４）プレス工程を気圧又は液体の圧力を利用した非接触プレス工程により行うこともできる。傷の発生を最小限に抑えることができる。
【０１３７】
５）第１のシールパターンに注入口を形成しなくても良いため、液晶の周囲を囲む第１のシールパターンを全て高耐久性のシール材により形成することができ、液晶注入口付近で不良が発生する恐れがない。
【０１３８】
６）狭い基板間ギャップを有する液晶装置を製造する場合にも、液晶注入工程を高速化することができる。
【０１３９】
７）エンドシール剤による液晶注入口の封止工程や、余分な液晶のふき取り工程、プレス治具へのセッティング工程などの手間のかかる工程が不要になる。
【０１４０】
本実施例による液晶装置の製造方法により製造された液晶装置は、小型の液晶ディスプレイや、インスタントフィルムや、印画紙用書き込み光源、光ピックアップ、カメラの絞り、シャッタ、レーザプリンタ等の液晶光シャッタ、液晶レンズ、液晶光ヘッド、液晶センサを備えた製品全般が対象となる。
【０１４１】
以上、本発明の実施例について例示したが、その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【０１４２】
【発明の効果】
液晶セルの製造工程において、液晶装置を短時間で製造することができ、かつ、液晶セル表面のガラス基板の表面に傷がつきにくくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（ａ）は、本発明の第１実施例による液晶装置の製造方法の一工程を示す平面図であり、図１（ｂ）は、それに続く工程を示す断面図である。
【図２】 本発明の第１実施例による液晶装置の製造方法のうち一工程を示す平面図であり、図１に続く工程を図である。図２（ａ）は、第１基板と第２基板との間に液晶が充填されている状態を示す断面図であり、図２（ｂ）はプレス機により第１基板と第２基板との中央部近傍を押圧する様子を示す概略図である。
【図３】 本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法のうち一工程を示す斜視図である。
【図４】 本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法のうちの一工程を示す図であり、図３に続く工程を示す図である。
【図５】 本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法のうちの一工程を示す図であり、図４に続く工程を示す図である。図５（ａ）は、空セル内に液晶を充填する工程を示す模式的な図であり、図５（ｂ）は、空セル内に液晶を充填した様子を示す断面図である。
【図６】 本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法のうちの一工程を示す図であり、図５に続く工程を示す図である。
【図７】 本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法のうちの一工程を示す図であり、図６に続く工程を示す図である。
【図８】 一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図である。図８（ａ）は、第１の基板上にスペーサ剤を配置する工程を示す図であり、図８（ｂ）は、第２の基板上にシール材を配置する工程を示す図である。
【図９】 一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図８に示す工程に続く工程を示す図である。図９（ａ）は、両基板を重ね合わせた状態を示す図であり、図９（ｂ）は、その後にプレスする状態を示す図である。
【図１０】 一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図９に示す工程に続く工程を示す図である。
【図１１】 一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図１０に示す工程に続く工程を示す図である。
【図１２】 一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図１１に示す工程に続く工程を示す図である。図１２（ａ）は、液晶装置を真空チャンバ内に入れた様子を示す図であり、図１２（ｂ）は、液晶セル内に液晶剤を注入する様子を示す図である。
【図１３】 一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図１２に示す工程に続く工程を示す図である。図１３（ａ）は、余分な液晶をふき取る工程を示す図であり、図１３（ｂ）は、液晶装置の注入口を封じる工程を示す図である。
【符号の説明】
１ 第１基板
２ 画素電極
３、５３ 第２のシールパターン
３ａ 液晶注入口
５、１５ ＧＣ剤
１１、６１ 第１のシールパターン
３１ 第２基板
ＥＣ 空セル
ＬＣ 液晶装置
Ｐ１〜Ｐ４ 大型の液晶パネル

Claims (16)

1. （ａ）複数の画素領域が画定される一対の基板を準備する工程と、
   （ｂ）前記一対の基板のいずれか一方の基板上に、第１のシール材を配して前記画素領域の各々の外周を囲み閉じた形状を有する第１のシールパターンを形成する工程と、
   （ｃ）前記一方の基板上又は他方の基板上に第２のシール材を配して、前記複数の画素領域の外周を囲み、前記第１のシールパターンよりも厚く、液晶注入口を有する第２のシールパターンを形成する工程と、
   （ｄ）前記一対の基板間に前記第１のシールパターンと前記第２のシールパターンとが介装される向きに前記一対の基板を重ねて張り合わせ、前記第２のシールパターンの厚さにより規定される基板間ギャップを有し、前記第２のシールパターンで画定され液晶が充填されていない空セルを形成する工程と、
   （ｅ）前記液晶注入口から液晶を注入して前記空セル内に液晶を充填する工程と、
   （ｆ）前記一対の基板間に基板間ギャップが狭くなる向きに圧力を印加して前記一対の基板間を前記第１のシールパターンの厚さにより規定される距離まで縮めて前記各第１のシールパターンで囲まれた領域内にシールされた液晶領域を形成した大型の液晶パネルを形成する工程と
   を含む液晶装置の製造方法。
2. さらに
   （ｇ）前記液晶注入口を封ずる工程を含む
   請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
3. さらに
   （ｈ）前記大型の液晶パネルを画素領域ごとに切断する工程を含む
   請求項２に記載の液晶装置の製造方法。
4. 前記（ｂ）工程は、前記一対の基板のいずれか一方上の前記画素領域内に画素電極を形成する工程と、他方の基板上の前記画素領域内に共通電極を形成する工程とを含む
   請求項１から３までのいずれかに記載の液晶装置の製造方法。
5. さらに、前記（ｂ）工程の前に予め前記第１シール材に、第１ギャップコントロール剤を混ぜる工程を含む、
   前記（ｃ）の工程の前に予め前記第２シール材にも、第２ギャップコントロール剤を混ぜる工程を含む
   請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
6. 前記（ｆ）工程は、前記一対の基板間の前記第１のシールパターンが形成されている領域に対して前記基板間のギャップが狭くなる方向に所定の圧力を印加する工程を含む
   請求項５に記載の液晶装置の製造方法。
7. 複数の画素領域の各々は、２インチ以下の対角線長を有する請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
8. 複数の画素領域の各々は、１インチ以下の対角線長を有する請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
9. （Ａ）複数の画素領域が画定される一対の基板を準備する工程と、
   （Ｂ）前記一対の基板のうちいずれか一方の上に第１のシール材を配し、前記画素領域の各々に対してその外周を囲み閉じた形状を有する第１のシールパターンを形成する工程と、
   （Ｃ）前記一方の基板上に第２のシール材を配し、前記複数の画素領域の外周を囲み、前記第１のシール材よりも厚く液晶注入口を有する第２のシールパターンを形成する工程と、
   （Ｄ）前記一対の基板間に前記第１のシールパターンと前記第２のシールパターンとが介装される向きに前記一対の基板を重ねて張り合わせ、前記第２のシールパターンの厚さにより規定される基板間ギャップを有し前記第２のシールパターンで画定され、液晶の充填されていない空セルを形成する工程と、
   （Ｅ）前記液晶注入口から液晶を注入して前記空セル内に液晶を充填する工程と、
   （Ｆ）前記一対の基板間の、前記第１のシールパターンと前記第２のシールパターンとが形成されている領域を含む領域に基板間ギャップが狭くなる方向に圧力を印加して前記一対の基板間ギャップを前記第１のシールパターンの厚さにより規定される距離まで縮めて前記各第１のシールパターンで囲まれた領域内に液晶が充填された大型の液晶パネルを形成する工程と
   を含む液晶装置の製造方法。
10. さらに前記（Ｂ）の工程の前に予め前記第１のシールパターン中に第１のギャップコントロール剤を混ぜる工程を含み、
    さらに前記（Ｃ）の工程の前に予め前記第２のシールパターン中に第２のギャップコントロール剤を混ぜる工程を含む
    請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
11. 前記第１ギャップコントロール剤の厚さは、前記第２ギャップコントロール剤の厚さよりも薄い
    請求項１０に記載の液晶装置の製造方法。
12. 前記（Ｆ）工程は、前記第２のギャップコントロール剤を、少なくとも前記第１のギャップコントロール剤の厚さ以下まで変形させる工程を含む
    請求項１１に記載の液晶装置の製造方法。
13. 前記第２のギャップコントロール剤として、前記第２のシール材中にスチレンボールを混ぜる工程を含む
    請求項１０から１２までのいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
14. 前記第１シールパターンで囲まれた領域は、２インチ以下の対角線長を有する
    請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
15. 前記第１シールパターンで囲まれた領域は、１インチ以下の対角線長を含む
    請求項９に記載の液晶装置の製造方法。
16. 前記（Ｆ）工程は、前記第２のシールパターンが形成されている領域を選択的に押圧する工程を含む
    請求項９に記載の液晶装置の製造方法。

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