JP4587242B2

JP4587242B2 - 液晶装置の製造方法

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Publication number: JP4587242B2
Application number: JP2000109262A
Authority: JP
Inventors: 康夫都甲; 宜久岩本
Original assignee: Sharp Corp; Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Sharp Corp; Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP2001296533A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関し、特に小型の液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置、特に小型の液晶表示装置は、以下のような工程により製造されていた。
【０００３】
図１０から図１６までに液晶表示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１０（ａ）に示すように、第１のガラス基板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。
【０００６】
図１０（ｂ）に示すように、第２の基板１０３上に、所定の粒径を有するＧＣ剤１０３ａを添加したシール材１０３ｂを塗布する。シール材１０３ｂは、例えば注入口１０５を有し、液晶表示装置用の表示部の外周を囲む形状に塗布されている。尚、図１０（ａ）、（ｂ）において、ガラス基板１０１、１０３に対して１つの液晶セルが設けられている場合について示したが、実際には、ガラス基板に対して、多数の液晶セルが形成されている。
【０００７】
図１１に示すように、第１及び第２のガラス基板１０１、１０３を重ね合わせる。液晶の注入口１０５を有する空セルＥＣが形成される。
【０００８】
図１２に示すように、プレス機Ｐを用いて第１及び第２のガラス基板１０１、１０３を外側の面から押圧する。
【０００９】
両方のガラス基板１０１、１０３をプレスした状態のままで、ヒータＨにより熱処理を行う。シール材１０３ｂが硬化して第１の基板１０１と第２の基板１０３とがシール材１０３ｂを介して固定される。
【００１０】
尚、通常の熱硬化型のシール材１０３ｂに代えて、紫外線硬化樹脂を含むシール材を用いても良い。この場合には、熱処理の代わりに紫外線光を照射することによりシール材を硬化させる方法を用いることができる。
【００１１】
図１３（ａ）に示すように、ダイヤモンドカッターＤＣにより、ガラス基板１０１とガラス基板１０３との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、ガラス基板の切断を容易にし、切断箇所を規定する。スクライブラインＳＬは、ガラス基板内に形成されている各液晶セル１０７を囲むように形成される。
【００１２】
１つの液晶セル１０７の四隅を囲むスクライブラインＳＬのうち１のスクライブラインＳＬ１は、液晶セル１０７の液晶注入口１０５の開口面と揃うように形成されている。
【００１３】
１つの液晶セル１０７と隣接して形成されている液晶セル１０７の液晶注入口１０５も、１本のスクライブラインＳＬ１に沿ってその開口面が並ぶ。
【００１４】
スクライブラインＳＬに沿ってガラス基板１０１，１０３を劈開する。
【００１５】
図１３（ｂ）に示すように、空セルＥＣを有する個々の液晶セル１０７が形成される。
【００１６】
次に、図１４に示すように、液晶セル１０７に設けられている空セルＥＣの液晶注入口１０５が一平面上に揃うように、把持具１１０に複数個の液晶セル１０７をセットする。
【００１７】
図１５（ａ）に示すように、把持具１１０にセットされた状態の複数の液晶セル１０７を、真空チャンバＶＣ中に入れる。液晶Ｅを入れた液晶充填容器１１５も真空チャンバＶＣ内に置く。真空チャンバＶＣを真空引きする。
【００１８】
図１５（ｂ）に示すように、所定の真空度に達した時点で、複数の液晶表示装置用セル１０７を移動させて空セルＥＣの少なくとも液晶注入口１０５が液晶充填容器１１５に浸かる状態にする。真空チャンバＶＣ内を大気圧に戻すと、液晶充填容器１１５内の液晶が液晶注入口１０５から空セルＥＣ内に注入される。
【００１９】
図１６（ａ）に示すように、液晶が注入された液晶セル１０７を、プレス用治具１１１に挟む。プレス用治具１１１の端面から液晶注入口１０５がはみ出している状態にする。所定の圧力で液晶セル１０７をプレスする。余分な液晶Ｅが注入口１０５から出る。
【００２０】
図１６（ｂ）に示すように、注入口１０５から出た余分の液晶をふき取った後、注入口１０５を塞ぐ。例えば、エンドシール材ＥＳを注入口１０５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材ＥＳを硬化させる。
【００２１】
以上の工程により、液晶セルを形成することができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の液晶表示装置の製造方法には、以下のような問題点があった。
【００２３】
１）治具へのセット及びプレス工程が多く、液晶セルの表面を傷つけやすいという問題がある。
【００２４】
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が基板表面に多く付着すると、後の工程においてガラス基板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可能ではあるが、さらに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は完全には除去されにくいという問題点もあった。
【００２５】
２）上記の工程中には、非常に多くの（自動化が困難な）工程があり、製造工程が複雑になり、製造コストも高くなる。特に、小さい液晶セルを製造する場合には、注入口が一平面上に揃っていない場合のように注入治具へのセット状態が適切でないと、全ての注入口が液晶中に浸からずに注入不良を起こすという問題点があった。
【００２６】
３）上記の製造方法によれば、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、一方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。そのため、引き出し用の電極を取り出す方向が決まってしまい、液晶表示装置の設計上の自由度が低くなるという問題があった。
【００２７】
本発明の目的は、液晶セルの製造工程において、液晶セルを短時間で製造することができ、かつ、液晶セルのガラス基板の表面を傷つけにくい液晶装置の製造方法を提供することである。
【００２８】
【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）前記一対の基板のうちいずれか一方の基板上に、前記画素領域の各々の外周を囲み液晶注入用の第１の開口を有する第１のシール材を複数配する工程と、（ｃ）前記一対の基板の一方又は他方の上に複数の前記画素領域の外周を囲み液晶が注入される第２の開口を有する第２のシール材を配する工程と、（ｄ）前記一対の基板の間に前記第１のシール材と前記第２のシール材とが介装される向きに前記一対の基板同士を重ねて張り合わせ、前記第２シール材で画定され液晶剤が充填されていない空セルを画定する工程と、（ｅ）前記第２の開口から前記空セル内に液晶と光照射によって硬化する液晶硬化剤とからなる液晶剤を充填させ前記空セル内に液晶剤が充填された仮の液晶パネルを形成する工程と、（ｆ）少なくとも表示領域に照射される光を遮蔽するとともに、前記第１の開口を含む領域に照射される光を透過させるマスクを用いて前記仮の液晶パネルに光を照射し前記液晶剤を硬化させ前記第１の開口を封ずる工程とを含む液晶装置の製造方法が提供される。
【００２９】
【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。
【００３０】
第１基板と第２基板とを重ね合わせて形成する１枚のパネルに多数の空セルが形成されている状態において、空セル中に一括して液晶剤を注入できれば、各空セルごとに注入口を合わせて液晶を注入するよりも工程が簡単になる。
【００３１】
加えて、液晶注入口を封じる工程も、１枚のパネルごとに一括して行うことができれば、さらに工程が簡単になる。
【００３２】
また、２枚の基板間のギャップを規定するスペーサ用ギャップコントロール材（ＧＣ剤）をシール材中に混入させれば、ＧＣ剤を配する工程も簡単になる。
【００３３】
具体的には以下のような手段について検討した。
【００３４】
基板上に画素領域を画定する第１のシール材を塗布する。その際に、第１基板と第２基板との間のギャップを規定するＧＣ剤をシール材中に添加する。シール材には、少なくとも液晶注入口が形成されている。合わせて液晶注出口が形成されていても良い。
【００３５】
第２のシール材を、第１のシール材によって画定される多数の画素領域の外周を囲むように基板の周辺領域に配する。
【００３６】
加圧減圧法によって液晶を注入する場合には、第１及び第２シール材に注入口と注出口とを形成する。第１シール材と第２シール材とを形成した基板と、それと対向する基板とを重ね合わせ、プレスする。プレスした状態で基板に対して熱処理を行うと、第１及び第２シール材が硬化する。シール材は、紫外線により硬化させることも可能であろう。
【００３７】
実際上、１つの画素領域のサイズが大きい液晶装置を製造する場合には、シール材中のＧＣ剤だけでは、セルの厚さを一定に保つことは難しい。
【００３８】
しかしながら、画素領域のサイズが小さい液晶表示装置を製造する場合、例えば対角線の長さが、特に２インチ以下の液晶装置であれば、シール材及びその中のＧＣ剤だけでもほぼ均一なギャップを有する液晶装置を形成することが可能であろう。特に、画素領域の対角線の長さがさらに１インチ以下の液晶装置であれば、ほぼ均一なギャップを有する液晶装置を製造することが可能であろう。
【００３９】
尚、２インチ以下の液晶装置でなくても、本実施の形態による液晶装置の製造方法を適用することは可能であるが、特に２インチ以下、１インチ以下という小型の液晶装置を製造する際にはきわめて有効である。
【００４０】
もちろん、２インチよりも大きな液晶装置であっても、本実施の形態による液晶表示装置を適用することは可能である。
【００４１】
特に、基板の厚さが厚い場合には、２インチよりも大きな液晶装置であっても、液晶セルの厚さを均一にできる可能性が高い。加えて、基板の厚さが均一で、かつ、硬質であれば、大きな液晶装置であっても、液晶セルの厚さを均一にできる可能性が高い。
【００４２】
第２シール材で画定された空セル中に、モノマー（又はＵＶキュアラブル液晶）と光重合開始剤とを添加した液晶を注入する。液晶の注入方法としては、真空注入法を用いても良い。第２シール材の注入口から液晶を加圧して注入し、注出口から減圧する加圧減圧法を用いても良い。
【００４３】
第２シール材の液晶注出口から、内部の空気を排気（減圧）しておき、液晶注入口から液晶を注入する方法（加圧減圧法）により液晶を注入することもできる。
【００４４】
第１シール材に形成される液晶注入口と液晶注出口の形状、大きさ等を工夫すれば、実際のシールパターン内に気泡が残らないようにすることができる。
【００４５】
第２段階として、フォトマスクを用いて、第１シール材の注入口、注出口にのみ紫外線を照射して液晶剤を硬化し、閉じたシール材形成する。もちろん、紫外線を照射する方向の基板は紫外線を効率良く透過できる材料、例えばガラス基板によって形成されていることが好ましい。
【００４６】
基板を所望の形状にスクライブし、カットすることにより液晶装置を製造することができるであろう。
【００４７】
上記の考察に基づき、以下に、本発明の一実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。
【００４８】
図１に示すように、第１ガラス基板１上に、画素電極３が多数形成されている。各画素電極３の外周を取り囲むように、第１シール材５を８ｍｍ角の形状に形成する。第１シール材５が画素領域を画定する。第１シール材５は、ディスペンサ装置により供給される。第１シール材５の対角線上の２隅には１つずつ開口部を形成する。
【００４９】
開口部が第１の液晶注入口５ａと第１の液晶注出口５ｂとして機能する。
【００５０】
さらに、ガラス基板１の表面上には、第２のシール材１５を形成する。第２シール材１５は、ガラス基板１の周辺部に形成され、第２シール材１５が、第１ガラス基板１上に形成されている全ての第１のシール材５を取り囲んでいても良いし、一部の第１シール材５を取り囲むように形成しても良い。
【００５１】
第１シール材５中に第１のＧＣ剤６が、第２シール材１５中に第２ＧＣ剤１６が配置されている。第１及び第２のＧＣ剤の厚さはほぼ同じであり、基板間のギャップを規定する。
【００５２】
第２シール材１５に対角線上に１つずつ合計で２つの開口部が形成されている。この開口部は、ガラス基板１の端面に沿うように形成され、液晶剤を注入する際の第２液晶材注入口１５ａと第２の液晶材注出口１５ｂして機能する。
【００５３】
第１の液晶材注入口５ａと第２の液晶材注入口１５ａとは、ほぼ同じ方向に開口している。第１の液晶材注出口５ｂと第２の液晶材注出口１５ｂとは、ほぼ同じ方向に開口している。このような配置にすることにより、液晶を注入した後に第１シール材５内に気泡が残留しにくい。２種類の注入口と２種類の注出口との開口方向は、図１（ａ）に示す向きに限定されるものではない。
【００５４】
尚、本明細書において「第１の開口とほぼ同じ方向に開口された」との表現は、開口部が完全に同じ方向に向いて開口されている状態のみを表現したものではない。例えば、液晶材を注入する際に、乱流を生じさせることなく液晶が流れる状態であれば、上記「第１の開口とほぼ同じ方向に開口された」との表現の範疇に入る。
【００５５】
第１シール材５に形成される１つの開口が形成されている。同様に第２シール材１５にも１つの開口が形成されている。開口は２以上設けても良い。
【００５６】
第１シール材５又は第２シール材１５は、第１基板、第２基板のいずれかに形成すれば良い。例えば、第１基板に第１シール材を、第２基板に第２シール材を形成しても良い。
【００５７】
次に、図２（ａ）に示すように、第１ガラス基板１と第２ガラス基板３１とを重ね合わせる。２枚のガラス基板１、３１は、それらを重ね合わせた状態において、各基板に形成されている画素電極と対向電極（共通電極）とがそれぞれ対向する位置に重ね合わされる。
【００５８】
尚、この状態においてセルの厚さを測定したところ、セルの厚さは、いずれも５μｍの設計値に対して±０．１μｍ以内の厚みのバラツキを有するのみであり、セルの厚みに関して十分な均一性を有していることを確認した。
【００５９】
液晶剤がまだ注入されていない状態のセル、すなわち空セルが形成される。
【００６０】
この状態において、注入口１５ａに加圧して空セル内に液晶剤を注入する。液晶剤の注入は、液晶注出口１５ｂから排気した減圧下において、液晶剤を液晶注入口１５ａから注入する、いわゆる加圧減圧法が用いられる。
【００６１】
注入する液晶剤には、モノマー（ＵＶ硬化型接着剤）を１０ｗｔ％、光重合開始剤を０．１ｗｔ％添加した。空セル内に液晶剤が注入され、各液晶装置に切断される前の仮の液晶パネルＰ１が形成される。
【００６２】
図２（ｂ）に示すように、開口Ｏを有するＳＵＳマスク３３を用意する。ＳＵＳマスク３３は、仮の液晶パネルＰ１のうち第１シール材５の注入口５ａと注出口５ｂとに紫外線が照射されるように開口Ｏが形成されている。紫外線が照射された部分の液晶が硬化（高分子化）する。紫外線は、１０秒間照射した後２０秒間休止する工程を６回繰り返した。
【００６３】
続いて従来と同様の方法を用いて仮の液晶パネル（基板）にスクライブラインを形成する。形成したスクライブラインに沿って切断し、液晶装置を製造する。
【００６４】
第１実施例による液晶表示装置の製造方法を用いることにより、製造工程の簡略化が可能となる。
【００６５】
尚、液晶剤を空セル内に注入する方法として加圧減圧法を用いる場合には、第２のシール材及び第１のシール材に、注入口と注出口との２つの開口部が必要となる。注入時の液晶剤の流れを考慮して、できるだけ第１のシール材内に気泡が生じにくい形状を工夫することが望ましい。
【００６６】
例えば、第１のシール材５の注入口と注出口との間に存在する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。
【００６７】
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。或いは、第１のシール材５中での注入口から注出口への液晶の流れが、第２シール材中を流れる液晶の流れと同様な方向に流れるように注入口と注出口の位置を規定することにより、乱流を防止する方法を用いることもできる。
【００６８】
使用するシール材は、熱硬化型、もしくは光硬化型のシール材であることが好ましい。
【００６９】
第１及び第２のシール材中に混ぜられたＧＣ材の形状は、球形、円柱形、角柱形、楕円球形、無定型などでも良く、２枚のガラス基板間に所定のギャップを確保できれば良い。但し、強度上の問題から、実施例でも用いられた円柱形のグラスファイバを用いると良い。スペーサの径は、実際の液晶セルの厚さにより変化するが、一般的には、１μｍから２０μｍ程度である。
【００７０】
第１シール材の形状は一般的には断面が四角形の形状である。用途に応じて、断面が円形の形状、三角形の形状、多角形の形状のものを用いても良い。
【００７１】
液晶剤の注入方法としては、加圧減圧法、真空注入法の他に、毛細管現象を利用した液晶の注入法を用いても良い。
【００７２】
第１ガラス基板と第２ガラス基板とをプレスする手段としては、プレス治具やプレス機自体（それらの表面は、精度良く仕上げたＡｌやセラミックスにより形成されている。）を用いる方法を用いることができる。
【００７３】
尚、プレス機とガラス基板との間にウレタンゴムを挿入することもできる。また、少なくとも片方の基板面を、空気や窒素などの気体や水などの液体を用いて加圧する非接触的な加圧方法も適用可能である。真空パックなどを用いて圧力をかけても良い。
【００７４】
また、基板をカットして実際の液晶セルを切り出す方法として、ダイヤモンドカッターによるスクライブ法の代わりに、ピエゾ素子等によりダイヤモンドカッターに超音波振動を与えてガラスを切断する方法、高出力レーザーにより基板を切断する方法を用いても良い。この場合には、カット時の切り子が発生しにくい、カット停止のための工程が不要である等の利点がある。
【００７５】
次に第２実施例について説明する。第２実施例は、液晶装置の表示部分に工夫を加えた液晶装置の製造方法に関するものである。
【００７６】
１）予備段階
図３（ａ）に示すように、５０ｍｍ角、厚さ０．３ｍｍの第１のガラス基板５１上に破線で示す画素電極５３を行方向及び列方向に複数個形成する。
【００７７】
画素電極５３は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）により形成された透明電極である。画素電極５３は、例えば、正方形の形状を有している。画素電極５３は、図３（ａ）では１つの電極として示されているが、複数の電極が形成されていても良い。
【００７８】
ほぼ正方形の形状を有する画素電極５３に続いて、幅の狭い第１連結部５３ａと、それに続く幅の広い第１幅広部５３ｂとが形成されている。行方向に整列する複数の画素電極５３の各第１幅広部５３ｂは、列方向に延びる第１配線部５３ｃにより共通に接続されている。第１幅広部５３ｂ側とは反対側の第１配線部５３ｃに連なって第１取り出し電極部５３ｄが形成されている。
【００７９】
第１ガラス基板５１上に、画素電極５３のパターンに合わせてその外周を取り囲むように、第１のシール材５５を８ｍｍ角の正方形の辺に沿う形状に形成した。第１のシール材５５は、ディスペンサ装置により供給される。第１のシール材５５の１隅には開口部が形成されている。この開口部が第１の液晶注入口５５ａとして機能する。
【００８０】
さらに、ガラス基板５１の表面上には、第２のシール材６５が配されている。
第２のシール材６５は、ガラス基板５１の周辺部に形成されている。
【００８１】
第２のシール材６５は、第１のシール材５５により画定される複数の画素領域を取り囲むように形成されている。例えば、第２のシール材６５は、ガラス基板５１上に形成されている全ての画素領域を取り囲むように形成されている。
【００８２】
第２のシール材６１にも開口部が形成されている。この開口部は、ガラス基板５１の端面に沿うように形成され、液晶剤を注入する際の第２液晶剤注入口６１ａとして機能する。
【００８３】
第１の液晶材注入口５５ａと第２の液晶材注入口６１ａとは、ほぼ同じ方向に向けて開口している。注入口がほぼ同じ方向を向くように配置される。尚「ほぼ同じ方向に向けて開口している。」との表現は、第１実施例による液晶装置の場合と同様の意味を有する。上記の開口を有するため、液晶を注入する際に、第１のシール材５５内に気泡が残留しにくい。もちろん、２種類の注入口の開口方向は、図３（ａ）に示す向きには限定されない。
【００８４】
第２のシール材６１及び第１のシール材５５中には、５ミクロンの粒径を有するグラスファイバ製のＧＣ剤６１が添加されている。各シール材を所定の形状に形成するために、スクリーン印刷法を用いることができる。
【００８５】
図３（ｂ）に、第２のガラス基板７１の表面（図３（ｂ）の裏面）に破線で示す形状の対向電極７３が形成されている。
【００８６】
略正方形の形状を有する対向電極７３に続いて、幅の狭い第２連結部７３ａと、それに続く幅の広い第２幅広部７３ｂとが形成されている。
【００８７】
行方向に整列する複数の対向電極７３の各第２幅広部７３ｂに行方向に延びる第２配線部７３ｃが共通に接続されている。行方向に延びる第２配線部７３ｃの端部に、第２取り出し電極部７３ｄが形成されている。
【００８８】
図４（ａ）に示すように、第１のガラス基板５１と第２のガラス基板７１とを第１の基板５１を下側にした状態で重ね合わせる。２枚のガラス基板５１、７１は、各基板に形成されている画素電極と対向電極（共通電極）とがそれぞれ対向する位置に重ね合わせる。この状態において、第１のガラス基板５１に形成されている第１取り出し電極部５３ｄと第２のガラス基板７１に形成されている第２取り出し電極部７３ｄは、第１のガラス基板５１又は第２のガラス基板７１の端面近傍から電気的に接続できるようにされている。具体的には、２枚のガラス基板５１、７１は完全に重なってはおらず、それぞれの取り出し電極５３ｄ、７３ｄが表面に露出した状態になるように、２枚のガラス基板５１、７１が約５ｍｍ程度ずれて重ねられる。
【００８９】
図４（ｂ）に示すように、２枚の基板５１、７１を重ねた状態において、プレス機Ｐを用いて外側からガラス基板５１、７１の表面を押圧する。２枚の基板５１、７１を外側からプレスした状態において、１５０℃で２時間の熱処理を行い、第１及び第２のシール材５５、６５を硬化した。
【００９０】
以上の工程により、液晶剤の充填されていない空セルが形成される。
【００９１】
次に、空セル内に液晶剤を注入して仮の液晶パネルを形成する。
【００９２】
図５（ａ）に、液晶を硬化させるためのＵＶ光マスクのパターンを示す。
【００９３】
ＵＶ光マスク８１は、液晶セルＬＣの各画素部に対応するパターンを有している。より具体的には、ＵＶ光マスク８１は、各画素部のうち画素電極が形成されている部分に対応する領域８５を除く領域８３のみがＵＶ光を透過するようにパターン形成されている。
【００９４】
このＵＶ光マスク８１を用いて液晶セルＬＣにＵＶ光を照射すると、液晶セルＬＣ内に充填されている液晶剤のうち、画素部以外の領域の液晶剤（モノマー）が硬化（高分子化）する。
【００９５】
ＵＶ光の照射は、５秒間のＵＶ光照射工程と１０秒間の休止工程とを１２回繰り返した。これを第１露光工程と称する。ＵＶ光の照射を断続的に行うことにより、第１のシール材内に充填されている液晶材のうちの液晶状態を維持すべき領域中のＵＶキュアラブル液晶（モノマー）の濃度をある程度低くすることができる。
【００９６】
ＵＶ光の照射を断続的に行うと、１回の紫外線照射の後に紫外線非照射領域からモノマーもしくは開始剤が紫外線照射領域内に入り込み、次の紫外線照射により、流れ込んだモノマー又は開始剤がさらに高分子化されるものと考えられる。
【００９７】
次に、図５（ｂ）に示すパターンを有する第２のＵＶマスクを用いて第２の露光工程を行う。
【００９８】
第２のＵＶマスク９１は、画素部に対応する領域９３の周辺の部分に対応する領域９５にのみＵＶ光が照射されるようにパターンが形成されている。
【００９９】
第２の露光工程においては、取り出し電極５３ｄ、７３ｄ間に、電圧を印加した状態で露光を行う。電圧は全ての画素電極に交流の方形波（周期１ｋＨｚ）が印加されている状態で行う。
【０１００】
図６（ａ）に示すように、まず、取り出し電極５３ｄ、７３ｄ間に、３Ｖの電圧を印加した状態でＵＶ露光を行う。ＵＶ光は画素領域６１の周辺のやや外側のリング状の領域（Ａ部）に照射される。画素領域６１の外側のリング状の領域（Ａ部）内の液晶剤がやや垂直方向に配向する。
【０１０１】
次に、図６（ｂ）に示すように、取り出し電極５３ｄ、７３ｄ間に、２Ｖの電圧を印加した状態でＵＶ露光を行う。ＵＶ光は画素部６１の周辺の内側のリング状の領域（Ｂ部）に照射される。Ｂ部の内側のＣ部には、ＵＶ光が照射されない。Ｂ部内の液晶剤がやや垂直方向に配向する。
【０１０２】
尚、この段階では、ガラス基板に形成されている複数の液晶セルＬＣは、まだ切断されていない。従って、上記第１及び第２のＵＶ光照射工程において、マスクとガラス基板との位置合わせを高精度に行うことができる。
【０１０３】
上記の工程を経た後に、ガラス基板のスクライブ工程及び切断工程を行って個々の液晶セルＬＣを分離する。
【０１０４】
以上の工程により、液晶装置が完成する。
【０１０５】
図７に、完成した液晶装置のうち画素電極を含む領域の概略図を示す。
【０１０６】
Ａ部のプレチルト角は５°である。Ｂ部のプレチルト角は２°である。Ｃ部のプレチルト角は１°である。Ａ部とＢ部とのプレチルト角の違いは、印加電圧を代えたことによるものである。このように、異なる領域に印加電圧を変えてＵＶ露光を行うことにより、領域ごとにプレチルト角を変化させることが容易になる。
【０１０７】
電圧を印加しながらＵＶ光を照射する工程を用いると、表示部内においてプレチルト角を場所により変化させることができるため、１つの電極パターンを用いて、表示部内において液晶の屈折率や誘電率を場所により変化させることができる。複数の電極を用いて表示部内の特性を変化させる場合と比べて、電極パターンをパターニング（フォトリソグラフィー工程）を行う必要がない。また、電極間の無効領域をなくすことができ、面積の有効利用と素子の微細化が可能となる。
【０１０８】
１の仮の液晶パネル内に複数の液晶装置が形成された状態において、上記のマスク合わせ及び露光工程を行うので、複数の液晶装置に切断した後に上記の工程を行う場合と比べて製造効率が向上する。加えて、大きい基板のままでマスク合わせ及び露光工程を行うため、マスク合わせの精度が向上する。
【０１０９】
図８に、液晶セルＬＣのＴ−Ｖ特性を示す。Ｃ部のＴ−Ｖ特性は、従来の方法で製造したＴＮ型液晶セルの特性とほぼ同じである。
【０１１０】
画素領域にＵＶ光を照射しなければ、従来の製造方法でも本実施例による方法でも同様のＴ−Ｖ特性が得られることがわかった。
【０１１１】
Ｂ部とＡ部とでは、プレチルト角の変化に起因するＴ−Ｖ特性の変化が観測された。高いプレチルト角を付与した部分（Ａ部）はしきい値が低くなり、電圧ＯＦＦ時の光透過率が低い。Ａ部のＴ−Ｖ特性をみると、印加電圧の変化により十分なコントラストがとれており、電圧変化に対応して液晶分子が十分に配向の変化を起こしていることがわかる。
【０１１２】
以上のように、製造工程を簡略化しつつ、十分なＴ−Ｖ特性を得られることがわかった。
【０１１３】
本実施の形態による液晶装置の製造方法によれば、液晶を注入した後の紫外光の照射によるプレチルト角の付与工程において、複数の液晶セルに対し同時にかつ精度良く紫外線照射を行うことができ、プレチルト角や配向方向の異なる領域を液晶セル内に形成できる。
【０１１４】
尚、上記第１実施例において、基板のプレス中に第１露光工程を行っても良い。熱硬化の方法として、オーブンやホットプレートを用いても良い。
【０１１５】
また、基板間に電圧を印加する代わりに磁場を印加しても良い。
【０１１６】
図７に示すようなプレチルト角の異なる複数の領域（例えばＡ、Ｂ、Ｃの３領域）を、従来は、各領域に取り出し電極を用いる方法により実現していた。
【０１１７】
本実施の形態による取り出し電極を有しない構造では、従来の各領域（Ａ，Ｂ，Ｃ）に取り出し電極を設ける方法と比べて、電極間の無効領域をなくすことが可能となる。
【０１１８】
従って、面積を有効に利用することができ、より微細な構造を形成することも可能となる。
【０１１９】
尚、上記のように、プレチルト角の異なる領域を同心円上にリングのように形成すると、例えば内側の領域ほど屈折率が高くなるように形成すれば、凸レンズとして機能させることもできる。その他、球面収差補正などの様々な光のコントロールを行うこともできる。
【０１２０】
次に本発明の第３実施例について図面を参照して説明する。
【０１２１】
図９に示すように、本発明の第３実施例による液晶装置は、上記の第１実施例の特徴と第２実施例の特徴とを組み合わせた液晶装置である。
【０１２２】
図９に示す液晶装置では、第１のシール材５内に形成されている画素領域中に異なるプレチルト角を有する表示部ＬＣを形成することができる。
【０１２３】
上記各実施例に示した液晶装置の製造方法には、以下のような利点がある。
【０１２４】
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。
２）プレスによる余分な液晶剤の押し出しとその後のシール工程を行う必要がない。従って、電極設計の自由度が増す。例えば、全てのカット面から電極を取り出すことも可能である。
【０１２５】
３）傷が発生する主原因となる切断工程が、製造工程のうち最終工程になる。
従って、液晶セルの傷を最小限に抑えることができる。
【０１２６】
４）気体若しくは液体を介して加えられる圧力によって非接触的に全てのプレス工程を行うことが可能である。従って、傷の発生を抑制することができる。
【０１２７】
５）画素領域を囲む部分の液晶を、フォトマスクを用いた露光工程により硬化すると、その部分を２枚の基板を離す方向にある程度厚くできる。液晶の漏れに起因する不良の発生を低減できる。
【０１２８】
６）複数の液晶装置を含む１の仮の液晶パネルを用いて、マスク合わせや露光工程が一括してできる。工程が簡略化され、かつ、マスク合わせの精度が向上する。
【０１２９】
７）電圧を印加しながらＵＶ光を照射する工程を用いると、表示部内においてプレチルト角を場所により変化させることができる。
【０１３０】
これにより、電極パターンを微細化しなくても、表示部内において液晶の屈折率や誘電率を場所により変化させることができる。表示の視角を広くしたり、無駄なく光制御ができるという効果がある。ファインな配向分割が実現できる。
【０１３１】
通常、電極パターン間は、電圧制御ができないため無駄な領域となるが、電極を１つにすることにより、電極間の無駄な領域をなくすこともできる。
【０１３２】
８）液晶セルのエンドシール材による封止工程や、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。
【０１３３】
尚、液晶セルは、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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
【発明の効果】
液晶セルの製造工程において、液晶セル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を傷つけにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】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一工程を示す図である。図２（ａ）は、液晶パネル内に液晶を注入する工程を示す図であり、図２（ｂ）は、各液晶セルの注入口と注出口とを塞ぐ工程を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法の一工程を示す図であり、図３（ａ）は、第１基板の平面図、図３（ｂ）は第２基板の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例による液晶装置の製造方法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４（ａ）は、第１基板と第２基板とを重ね合わせた状態を示す図であり、図４（ｂ）は、プレス工程を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施例による液晶装置の製造方法に用いるマスクの構造を示す。図５（ａ）は、第１の露光工程において用いられるマスクを示す図であり、図５（ｂ）は、第２の露光工程において用いられるマスクを示す図である。
【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６（ａ）は、Ａ部にＵＶ光を照射する工程を示し、図６（ｂ）は、Ｂ部にＵＶ光を照射する様子を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例による液晶装置の製造方法により製造された液晶装置の表示部の概略を示す平面図である。
【図８】図７に示す液晶装置のＴ−Ｖ特性を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例による液晶装置の製造方法の一工程を示す図である。
【図１０】一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図である。図１０（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１０（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、仮の液晶パネルにスクライブラインを形成する工程を示す図であり、図１３（ｂ）は、切断後の液晶装置を示す図である。
【図１４】一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図１３に示す工程に続く工程を示す図である。
【図１５】一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図１４に示す工程に続く工程を示す図である。図１５（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１５（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１６】一般的な液晶表示装置の製造工程を示す図であり、図１５に示す工程に続く工程を示す図である。図１６（ａ）は、余分な液晶をふき取る工程を示す図であり、図１６（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ガラス基板
３画素電極
５第１のシール材
５ａ第１液晶注入口
１５第２のシール材
１５ａ第２液晶注入口
２１第２ガラス基板
２３共通電極（対向電極）
４１、５１ＵＶ光マスク

Claims

（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基板上に、前記画素領域の各々の外周を囲み液晶注入用の第１の開口を有する第１のシール材を複数配する工程と、
（ｃ）前記一対の基板の一方又は他方の上に複数の前記画素領域の外周を囲み液晶が注入される第２の開口を有する第２のシール材を配する工程と、
（ｄ）前記一対の基板の間に前記第１のシール材と前記第２のシール材とが介装される向きに前記一対の基板同士を重ねて張り合わせ、前記第２シール材で画定され液晶剤が充填されていない空セルを画定する工程と、
（ｅ）前記第２の開口から前記空セル内に液晶と光照射によって硬化する液晶硬化剤とからなる液晶剤を充填させ前記空セル内に液晶剤が充填された仮の液晶パネルを形成する工程と、
（ｆ）少なくとも表示領域に照射される光を遮蔽するとともに、前記第１の開口を含む領域に照射される光を透過させるマスクを用いて前記仮の液晶パネルに光を照射し前記液晶剤を硬化させ前記第１の開口を封ずる工程と
を含む液晶装置の製造方法。
さらに、（ｇ）前記仮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１に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ａ）工程は、前記一対の基板のいずれか一方の上に、前記画素領域に対応させて画素電極を形成する工程と、前記一対の基板の他方上に、前記画素領域に対応させて共通電極を形成する工程とを含む請求項１又は２記載の液晶装置の製造方法。
さらに、（ｋ）前記第１基板と前記第２基板との間の距離を規定するギャップコントロール剤を前記第１のシール材又は前記第２のシール材の少なくとも一方に予め混ぜる工程を含む請求項１から３までのいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
前記第１の開口と前記第２の開口との開口方向が、ほぼ同じ方向である請求項１から４までのいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
前記工程（ｂ）が、液晶注出用の第３の開口も有する第１のシール材を形成する工程を含む請求項１から５までのいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
前記工程（ｃ）が、液晶注出用の第４の開口も有する第２のシール材を形成する請求項６に記載の液晶装置の製造方法。
前記工程（ｂ）が、液晶注出用の第３の開口も有する第１のシール材を形成する工程を含み、前記工程（ｆ）が、前記第１の開口とともに前記第３の開口を封じる工程を含む請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
前記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から８までのいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
前記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から８までのいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｅ）工程は、前記第２のシール材と前記第１基板及び第２基板とで囲まれた空セルを含む空間内を減圧した後に前記第２の開口を液晶剤中に浸した状態で大気圧によって液晶を前記空セル内に充填させる工程を含む請求項１から５までのいずれかに記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｅ）工程は、前記空セル内を第４の開口から排気して、前記液晶剤を前記第２の開口から前記空セル内に注入する工程を含む請求項７に記載の液晶装置の製造方法。
前記液晶は、紫外光の照射により硬化する紫外線キュアラブル液晶であり、前記液晶硬化剤は、光重合開始剤又は光硬化型接着剤と光重合開始剤との混合物である請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｆ）工程は、前記第１の開口を含む領域に開口を有するマスクを用いて前記仮の液晶パネルに光を断続的に照射する請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
さらに、前記（ｅ）工程の後に、（ｘ）前記画素領域のうちの一部領域に光を照射する工程を含む請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｘ）工程は、前記画素電極と前記共通電極との間に所定の電圧を印加した状態で行う請求項１５に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｘ）工程は、前記一部領域に光を断続的に照射する請求項１５に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｘ）工程は、前記液晶の硬化の程度を光照射量によって調節し、前記液晶の配向の程度を前記画素電極と前記共通電極との間に印加する電圧で調節する請求項１６に記載の液晶装置の製造方法。
前記（ｘ）工程は、光を照射する領域を変えて複数回行われる請求項１５に記載の液晶装置の製造方法。