JP5388159B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一対の基板を貼り合わせた後に、当該基板を薄型化する技術に関する。

液晶の電気−光学変化を用いて表示を行う液晶表示装置は、ガラス等の透明性を有する一対の基板同士を、一定の間隙を保って貼り合わせるとともに、その間隙に液晶を封入した構成となっている。近年では、液晶表示装置の薄型化・軽量化の要求が強く、このため、一対のガラス基板を貼り合わせた後に、いずれか一方、または、双方の基板の外面を機械的または化学的に研磨して基板を薄板化することが行われている。このように基板外面を研磨して薄板化する技術において、１つの大型基板（マザーガラス）に小型の電気光学装置を複数形成して切り出すという、いわゆる多面取りとする場合、マザーガラスに形成される複数のパネルの外周を、空気抜き孔を持たせた外周シール剤を塗布して、一対の基板を貼り合わせた後、基板の四辺に封止剤を塗布して、基板内部にエッチング液や研磨剤などの異物が侵入するのを防止する技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−４３５０１号公報

しかしながら、この技術において、外周シール剤の塗布形状、特に空気抜き孔の形状によっては、封止剤が基板の間隙に充分に浸透せず、異物の侵入を完全に防止することができない、という問題が指摘された。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、基板を薄型化するに際し、封止剤を一対の基板の間隙に充分に浸透させて、当該基板内部に異物の侵入を防止することが可能な技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、一対の基板と、一対の基板の表示領域を囲むように配置されるパネルシール剤と、このパネルシール剤に囲まれる領域にて一対の基板間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、一対の基板の少なくともいずれか一方の基板上に表示領域を囲うパネルシール剤を塗布する工程と、一対の基板の少なくともいずれか一方の基板上のパネルシール剤より外周側に、当該基板の辺ごとに外周シール剤を複数の点状に所定間隔で配置させた空気抜き孔を設け、空気抜き孔以外では基板の辺に沿って連続的に、外周シール剤を塗布する工程と、パネルシール剤および外周シール剤により一対の基板を貼り合わせる工程と、貼り合わせた一対の基板の外周に沿って全周に、封止剤を塗布して封止する工程と、一対の基板の少なくともいずれか一方の外面を薄板化する工程と、を具備し、空気抜き孔は、端部に設けた外周シール剤を基板の辺に沿った方向から内側に略９０度屈曲させた部分と、複数の点状に所定間隔で配置させた部分と、を有するように形成される。

本発明によれば、基板を貼り合わせる際に、空気抜き孔によって空気の逃げ道が確保された上で、この空気抜き孔部分における基板の間隙が所定値に保たれる。このため、塗布したときに封止剤が浸透しやすくなるので、封止剤の途切れが生じにくくなる。
なお、空気抜き孔部分以外となる部分のコーナーでは、外周シール剤を、一定の曲率を持たせたて塗布することが望ましい。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。
まず、第１実施形態に係る製造方法によって製造される液晶表示装置について図１を参照して説明する。図１は、当該液晶表示装置の断面構成を示す図である。
この図に示されるように、液晶表示装置１は、一対の素子基板１０と対向基板２０とを、電極形成面が互いに対向するように、スペーサ３１によって一定の間隙を保つように、パネルシール剤３２によって貼り合わせた構成となっている。
このうち、素子基板１０は、例えば厚さ０．５ｍｍであって略矩形状のガラス等の透明性を有する基板であり、ＴＦＴ素子１１、カラーフィルタ１２、マトリクス状にパターン形成される画素電極１３および配向膜１４が順次形成されている。一方、対向基板２０は、素子基板１０と同様に厚さ０．５ｍｍであってガラス等の透明性を有する基板であり、対向電極２１および配向膜２２が順次形成されている。
また、素子基板１０および対向基板２０の間隙には、液晶３３が封入されて、光変調層として機能する。したがって、画素電極１３のマトリクス状に配列する領域が表示領域となる。なお、素子基板１０の外面側には偏光板１５が、対向基板２０の外面側には偏光板２５が、それぞれ設けられている。

次に、液晶表示装置１０の製造方法について説明する。
液晶表示装置１０は、一対のマザーガラスにおいて縦３×横３の計９個を形成し、このマザーガラスを薄型化した後に、切り出すことにより形成される。本実施形態では、成膜技術およびフォトリソグラフィ技術を用いて、一対のマザーガラスのうち、一方において素子基板１０の３×３の９パターンを形成して、配向膜１４を形成して、配向処理をし、他方において、対向基板２０の３×３の９パターンを形成し、同様に配向膜２２を形成して、配向処理をする。

この後、素子基板１０の９パターンが形成されたマザーガラス１００に対して、例えばエポキシ樹脂系接着剤からなるパネルシール剤３２および外周シール剤３６を、ディスペンサーによって、図２に示されるようなパターンで塗布する。詳細には、マザーガラス１００において、液晶表示装置１として切り出す予定のライン１０ａとなる内側であって、表示領域１３ａを囲むように、注入口３２ａを設けてパネルシール剤３２を塗布する。
さらに、マザーガラス１００の四辺内側であって、３×３の９パターンを囲むように、パネルシール剤３２と同じ接着剤を用いて、外周シール剤３６を塗布する。ここで、外周シール剤３６の塗布時において、マザーガラス１００の四つの隅３６ａでは、適切な曲率（例えば半径５ｍｍ程度）の円弧を描くように塗布され、また、四辺中央には、空気抜き孔４０がそれぞれ設けられる。この空気抜き孔４０は、外周シール剤３６を、マザーガラス１００の辺に沿った方向から内側にほぼ９０度屈曲させた塗布した部分と、マザーガラス１００の辺に沿った方向に一定の間隔（例えば６ｍｍ程度）で配列するように点状に塗布した部分３６ｂとにより構成される。

一方、対向基板２０の９パターンが形成されたマザーガラスに、スペーサ３１を散布する。
そして、パネルシール剤３２および外周シール剤３６が塗布されたマザーガラス１００と、スペーサ３１が散布されたマザーガラスとを、互いに電極形成面が対向するように配置させた状態で、両基板をアライメント調整して貼り合わせる。
この貼り合わせの際に、パネルシール剤３２で囲まれた領域の空気は、注入口３２ａを介して逃げ、さらに、パネルシール剤３２の外側であって、外周シール剤３６の内側領域の空気は、空気抜き孔４０を介してマザーガラスの外側に逃げる。
貼り合わせ後、一対のマザーガラスを加熱して、パネルシール剤３２および外周シール剤３６を硬化させる。

ここで、対向基板２０の９パターンが形成されたマザーガラスを符号２００とすると、図３に示されるように、貼り合わせた一対のマザーガラス１００、２００の外周四辺に沿った方向Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにディスペンサー５０を移動させ、全周にわたって封止剤３８を塗布する。

マザーガラス１００、２００は、散布されたスペーサ３１によって一定の間隙を保っているので、マザーガラス１００、２００の外周に塗布された封止剤３８は、図４においてハッチングで示されるように、当該間隙に染み込む形で浸透する。この浸透後、封止剤３８を硬化させる。これにより、一対のマザーガラス１００、２００の内部が封止される。

この封止後に、マザーガラス１００、２００を薄板化する。
例えば化学研磨により薄板化する場合、一対のマザーガラス１００、２００を、フッ酸をベースとするエッチング液に浸漬して、各々の厚さが０．５ｍｍになるまで均等にエッチングする。エッチング終了後、一対のマザーガラス１００、２００を洗浄してエッチング液を除去する。
一方、機械的に研磨して薄板化する場合、研磨剤を用いて、一対のマザーガラス１００、２００の外面を、各々の厚さが０．５ｍｍになるまで均等に研磨する。

このようにして一対のマザーガラス１００、２００を薄板化した後、ライン１０ａ（図２参照）に沿ってそれぞれ切り出し、真空注入法によって液晶３３を、注入口３２ａを介して注入し、注入口３２ａを封止する。この後、偏光板１５、２５を貼付して液晶表示装置１が完成する。

ここで、本実施形態のように、空気抜き孔４０において点状に塗布した部分３６ｂを設けないと、当該部分での間隙が所定値よりも狭くなるので、図５（ｂ）において×印で示されるように、塗布した封止剤３８が浸透せずに、封止が得られない場合がある。
一方、空気抜き孔４０における幅Ｗを短くすれば、当該部分での間隙を所定値に保つことができるが、幅Ｗが短いと、一対のマザーガラスの貼り合わせ直後に空気の逃げ道が確保できなくなり、外周シール剤３６が途中で破断して、破断した部分から空気が逃げてしまう可能性もある。
これに対して本実施形態のように、空気抜き孔４０において点状に塗布した部分３６ｂを設けると、この部分３６ｂは、マザーガラスの間隙を確保する支持体として機能する。このため、本実施形態によれば、空気抜き孔４０によって、一対のマザーガラスの貼り合わせ直後に空気の逃げ道が確保された上で、当該部分での間隙を所定値に保つことができるので、図５（ａ）に示されるように、塗布した封止剤３８が浸透し、必要にして十分な封止効果が得られる。このため、マザーガラス１００、２００を薄板化する際に、内部への異物侵入による不良を防止することが可能となる。

また、本実施形態において、外周シール剤３６は、隅３６ａにおいて適切な曲率の円弧を描くように塗布されるが、仮に、図５（ｃ）においてＰ、Ｑに示されるように、外周シール剤３６を屈曲させて塗布すると、マザーガラスの貼り合わせ直後において空気が逃げるときに、矢印で示されるように、当該外周シール剤３６に対して屈曲した部分において外側に膨らむ方向の応力が加わって、破断したり、発泡したりする可能性がある。なお、外周シール剤３６が破断・発泡しても、後に封止剤３８が塗布されるので、異物侵入は防ぐことはできるかもしれないが、確実性を期す点からみると、外周シール剤３６の破断・発泡は好ましくはない。
これに対して、本実施形態のように、外周シール剤３６を、隅３６ａにおいて適切な曲
率の円弧を描くように塗布すると、マザーガラスの貼り合わせ直後において空気が逃げるときの応力が分散するので、外周シール剤３６の破断・発泡を防止することもできる。

なお、素子基板１０のパターンが形成されるマザーガラス１００にパネルシール剤３２および外周シール剤３６を塗布したが、対向基板２０のパターンが形成されるマザーガラス２００にパネルシール剤３２および外周シール剤３６を塗布しても良いし、一対のマザーガラスの一方にパネルシール剤３２または外周シール剤３６のいずれか一方を塗布し、マザーガラスの他方にパネルシール剤３２または外周シール剤３６のいずれか他方を塗布しても良い。
また、液晶３３の注入については、注入口３２ａに沿った方向の縦３列の短冊状に切り出し、この３列の液晶表示装置に対し一括で液晶３３を、注入口３２ａを介し注入しても良い。

次に、本発明の第２実施形態に係る製造方法について説明する。この第２実施形態では、第１実施形態と比較して外周シール剤３６の塗布パターンを変更したものであり、他については、第１実施形態と同様である。そこで、図６を参照して、外周シール剤３６の塗布パターンについて説明し、他については説明を省略する。

図６に示されるように、第２実施形態では、素子基板１０のパターンが形成されたマザーガラス１００に対して、第１実施形態と同様にしてパネルシール剤３２を塗布した後、マザーガラス１００の四辺内側であって、３×３の９パターンを囲むように、外周シール剤３６を点線状に塗布する。

このようにパネルシール剤３２および外周シール剤３６が塗布されたマザーガラス１００を、対向基板２０のパターンが形成されたマザーガラス２００とを、互いに電極形成面が対向するように配置させた状態で、両基板をアライメント調整して貼り合わせる。貼り合わせの際に、パネルシール剤３２で囲まれた領域の空気は、注入口３２ａを介して逃げ、さらに、パネルシール剤３２の外側であって、外周シール剤３６の点線内側領域の空気は、外周シール剤３６の隙間を介してマザーガラスの外側に逃げる。
貼り合わせ後、パネルシール剤３２および外周シール剤３６を硬化させる。

この後、一対のマザーガラス１００、２００の外周の全周にわたって封止剤３８を塗布する。マザーガラス１００、２００は、散布されたスペーサ３１によって一定の間隙を保っているので、塗布された封止剤３８は、図７においてハッチングで示されるように、当該間隙に染み込む形で浸透する。この浸透後、封止剤３８を硬化させる。これにより、一対のマザーガラス１００、２００の内部が封止される。
以降については、第１実施形態と同様に、マザーガラス１００、２００を薄板化し、ライン１０ａ（図２参照）に沿って切り出し、液晶３３を注入し、注入口３２ａを封止して、偏光板１５、２５を貼付して、液晶表示装置１が完成する。

第２実施形態によれば、点線状に塗布された外周シール剤３６の隙間がすべて空気の逃げ口となり、さらに、塗布された点状の部分が、１実施形態における部分３６ｂと同様に、マザーガラスの間隙を確保する支持体として機能する。このため、第２実施形態によれば、一対のマザーガラスの貼り合わる際に空気の逃げ道が全周に確保された上で、外周シール剤３６が塗布された部分での間隙を所定値に保つことができるので、マザーガラス１００、２００の外周部において封止剤３８が浸透して、封止効果が得られる。

また、第１実施形態では、外周シール剤３６を塗布する際に、空気逃げ孔４０を設ける必要がある。外周シール剤３６で塗布する際に、１つの空気逃げ孔４０につき、マザーガラス１００の辺に沿った方向から内側にほぼ９０度屈曲させた部分を２箇所設ける必要が
あるので、外周シール剤３６をディスペンサーで塗布する際の移動に要する時間が、無視できなくなる。
これに対し、第２実施形態では、外周シール剤３６の塗布パターンが、マザーガラス１００の外周を点線状に単純に１周させた点線状で済むので、外周シール剤３６をディスペンサーで塗布する際の移動に要する時間は、第１実施形態よりも短くて済む。このため、第２実施形態によれば、外周シール剤３６の塗布に要する工程時間を第１実施形態よりも短縮化することができる。
なお、第２実施形態では、マザーガラス１００の四辺をすべて点線状としたが、縦辺（長辺）または横辺（短辺）のいずれか一方を点線状に、他方を実線状になるように外周シール剤３６を塗布しても良い。

実施形態においては、マザーガラス１００、２００の外面をそれぞれ化学的・機械的に研磨することによって薄型化したが、いずれかの外面だけを薄型化しても良い。また、薄型化するにあたって化学的・機械的の双方を用いて研磨しても良い。

第１実施形態に係る製造方法が適用される液晶表示装置を示す断面図である。 同液晶表示装置のマザーガラスに対するシール剤のパターンを示す図である。 貼り合わせ後のマザーガラスに対する封止剤の塗布を示す図である。 マザーガラスに対する封止剤の浸透を示す図である。 マザーガラスに対する封止剤の浸透の詳細等を示す図である。 第２実施形態に係る製造方法のシール剤のパターンを示す図である。 マザーガラスに対する封止剤の浸透を示す図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、１０…素子基板、２０…対向基板、３２…パネルシール剤、３３…液晶、３６…外周シール剤、３８…封止剤、４０…空気逃げ孔、５０…ディスペンサー、１００、２００…マザーガラス

Claims (2)

1. 一対の基板と、前記一対の基板の表示領域を囲むように配置されるパネルシール剤と、このパネルシール剤に囲まれる領域にて前記一対の基板間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、
   前記一対の基板の少なくともいずれか一方の基板上に前記表示領域を囲うパネルシール剤を塗布する工程と、
   前記一対の基板の少なくともいずれか一方の基板上の前記パネルシール剤より外周側に、当該基板の辺ごとに外周シール剤を複数の点状に所定間隔で配置させた空気抜き孔を設け、前記空気抜き孔以外では前記基板の辺に沿って連続的に、前記外周シール剤を塗布する工程と、
   前記パネルシール剤および前記外周シール剤により前記一対の基板を貼り合わせる工程と、
   貼り合わせた一対の基板の外周に沿って全周に、封止剤を塗布して封止する工程と、
   前記一対の基板の少なくともいずれか一方の外面を薄板化する工程と、
   を具備し、
   前記空気抜き孔は、端部に設けた前記外周シール剤を前記基板の辺に沿った方向から内側に略９０度屈曲させた部分と、前記複数の点状に所定間隔で配置させた部分と、を有するように形成される、
   液晶表示装置の製造方法。
2. 前記外周シール剤を塗布する工程は、
   前記基板の隅部分では、所定の曲率の円弧を描くように前記外周シール剤を塗布する、
   請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。

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