JPH05232481A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

液晶パネルの製造方法

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JPH05232481A
JPH05232481A JP4033465A JP3346592A JPH05232481A JP H05232481 A JPH05232481 A JP H05232481A JP 4033465 A JP4033465 A JP 4033465A JP 3346592 A JP3346592 A JP 3346592A JP H05232481 A JPH05232481 A JP H05232481A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンプルな構造の真空組立機を可能にする液
晶パネルの滴下組立方法および高精度な滴下方法を実現
する。 【構成】 封止材を形成した基板１ａ，液晶を滴下した
基板１ｂを真空組立機７内で減圧下のもとに重ね合わせ
る。その後真空組立機７とは別個の位置合わせ機のステ
ージ８上で基板の相互位置合わせを行った後に封止材を
硬化する。また、マイクロシリンジと精密送り機構を組
み合わせた装置により液晶を滴下する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶パネルの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に液晶表示装置は薄くて軽量で消費
電力が小さいなどの点から、電卓からオフィスオートメ
ーション(ＯＡ)機器等に広く表示装置として用いられて
いる。液晶パネルは一般に図４のような構造をしてお
り、透明電極17上に配向材18を形成した基板16ａ，16ｂ
間に液晶が封止材19により封入されている。23は基板16
ａ，16ｂの間隔を一定に保つためのスペーサ材である。
一般に液晶パネルの製造方法としては液晶材料が充填さ
れていない空セルを作った後、真空注入法によりセル内
に液晶を充填する方法がとられている。しかしこの方法
では大型パネルの場合液晶の充填に要する時間が非常に
長くなってしまうため、この真空注入法の製造方法に対
し液晶を充填するのに要する時間が短縮される等の特徴
を持つ液晶滴下組立方法(特開昭62−89025号)が開示さ
れている。図５は従来の液晶滴下組立方法を説明する図
である。図５において、一方の基板20ａの周辺部に封止
材22を形成し、他方の基板20ｂ上に液晶21を滴下し、２
枚の基板を真空組立機内にて基板を離した状態で相互位
置合わせを行ない固定する。その後真空組立機内を排気
し、減圧下にて２枚の基板を重ね合わせた後封止材22を
硬化する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶滴下組立方法では、真空組立機内で２枚の基板
を数mm隔てた状態で相互位置合わせを行い、その後減圧
下で重ね合わせる。すなわち減圧下で基板を堅く保持
し、精密に上下させ重ね合わせる必要がある。従って数
μmから数十μmの位置合わせ精度が要求される場合に
は、真空組立機に高精度な重ね合わせ機構を組み込む必
要があり、真空組立機が非常に大型，複雑化しコストア
ップしてしまうのみならず、位置合わせ精度にも限界が
あった。さらにこのことにより真空組立機内でのゴミ，
金属粉等の発生確立が増大し、液晶パネルを製造する上
での最大の課題であるゴミや、上下基板ショート等の異
物不良に対し不利になるといった問題があった。これに
対し、電極パターンを露光する工程で用いたのと同じ位
置関係を有する位置決めピンを基板貼合わせ時にも用い
ることにより、基板重ね合わせを容易に行う提案(特開
昭60−241020号)がなされている。特開昭60−241020号
の方法では真空組立設備はある程度シンプルにできる
が、数μmの高精度な基板の相互位置合わせは不可能で
あるといった問題があった。本発明上記従来の問題を解
決するものであり、基板の真空組立機をシンプルにし、
かつ高精度な位置合わせを可能にする液晶パネル製造方
法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は電極を有する一対の基板のうち少なくとも
一方の基板に封止材を形成し、他方の基板上に液晶を滴
下した後、減圧下にて前記一対の基板を重ね合わせ、そ
の後前記一対の基板の相互位置合わせを行ない、封止材
を硬化するものである。また、液晶の滴下に際してはマ
イクロシリンジのプランジャーを精密に送り機構により
押し出す吐出装置により液晶を滴下することにより滴下
量の精度を向上するようにしたものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、真空組立機内では単に基板を
重ね合わせるだけですむため、真空組立機を非常にシン
プルにすることができる。従って真空組立機からのゴミ
等の発生確率が小さくなり、ゴミ等の異物不良に対した
いへん有効である。また基板重ね合わせ後に位置合わせ
して固着することにより数μｍの高い位置合わせ精度も
可能である。さらに、液晶の滴下に際してはマイクロシ
リンジのプランジャーを精密に押し出すため、きわめて
高い精度が得られるものである。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の一実施例における液晶パネル
の滴下，組立方法を示したものである。図１において、
透明電極上に配向処理を施したガラス基板１ａ上に封止
材３として紫外線硬化型樹脂をスクリーン印刷により形
成する(図面上では透明電極と配向膜は省略してある)。
他方のガラス基板１ｂ上に、マイクロシリンジにより樹
脂スペーサを0.3wt％混入した液晶２を10mm間隔の碁盤
目状に滴下する。その後基板１ｂを真空組立機内のステ
ージ４上に固定し、基板１ａを５mm厚の組み立てスペー
サ５を介して電極面同士が向い合うように配置する(図
１(b))。２枚の基板の周囲には端面ピン６が、基板の端
面より0.5mm離れて設けてある。その後真空組立機内を
排気し、60paになったところで組み立てスペーサ５を抜
き、２枚の基板を重ね合わせる。この後真空組立機内を
大気圧に戻すと、封止材の内側に液晶が充填される。次
にこのようにして液晶を封入した一対の基板を位置合わ
せ機のステージ８上にセットし、まず下基板を固定ピン
９ａにより固定する(図１(c))。次に固定ピン９ｂによ
り上記基板１ａを固定し、固定ピン９ｂの支持体10にと
りつけたマイクロメーター11により位置合わせマークを
顕微鏡で見ながら２枚の基板の相互位置合わせを行う。
図面では一方向の位置合わせ機構を示してあるが、実際
にはＸＹ両方向にそれぞれ２個の位置合わせ機構を設
け、ＸＹ方向の位置合わせを行い、その後封止材に紫外
線を照射し封止材を硬化して液晶パネルを得た。ところ
が数々の実験の中で、基板の位置合わせの段階で基板が
動きにくいかまたは全く動かない、あるいはスペーサに
付随した傷が発生するという現象が発生することがあっ
た。実験によれば、これは封入する液晶量が少ないとき
に発生することがわかった。すなわち液晶量が少ない時
にはパネル内が負圧になるため基板間隔が小さくなり両
基板がスペーサを強く挾み込む。その結果位置合わせ時
に基板が動きにくいかまたは全く動かなくなり、これを
無理に動かすと基板の動きに応じスペーサが配向膜を傷
つけることが判明した。更に詳細な検討の結果次のよう
なことがわかった。今ある径のスペーサを使用して滴下
する液晶の量を変えて行くと、ある量を超えるとスペー
サの中心径に比べ基板間隔(以下、ギャップという)が大
きくなるためギャップムラが生じる。このときの液晶量
をＶmaxとするとＶmaxに比べ７％以上少ない液晶量で先
の問題が発生することがわかった。従って本発明ではギ
ャップムラ，位置合わせのしやすさ，傷の発生等総合的
に判断すると液晶の滴下量を図２に示すように７％未満
の精度で滴下することが望ましい。ところが液晶量によ
る不具合の他に、数個以上凝集しているスペーサや表面
の荒れたスペーサを使用した場合も傷が発生しやすい傾
向にあることがわかった。従って表面が滑らかで凝集し
ていないスペーサ材を使用することが望ましい。なお本
実施例において液晶の滴下量に対し７％未満の精度が望
ましいとしたが、液晶滴下精度が高くなれば高いほど良
好な結果が得られることはいうまでもないことである。
また本実施例ではスペーサを液晶中に混入して行った
が、予め基板上にスペーサを形成し液晶のみ滴下しても
よく、液晶材料もネマティックに限らずスメクティック
液晶や他の液晶材料を使用した場合にも適用できる。こ
の場合スメクティック液晶のように粘度の高い液晶の場
合には、基板を重ね合わせただけでは液晶が十分に展延
されないが、封止材を硬化した後でパネルを加熱すれば
封止領域内に余す所なく充填される。
【０００７】液晶滴下装置に必要な条件は(a)吐出精度
が高いこと、(b)吐出先端部が配向面に傷をつけないこ
とである。しかし従来の吐出装置では(b)を満足するも
のはあっても吐出精度につては、本発明者らの実験によ
れば種々のディスペンサーやチューブ式の液送ポンプ等
一般的な液体吐出装置の吐出精度(Ｒ／Ｘav)は±10％以
上であり(Ｒ…バラツキ、Ｘav…平均値)、本発明の液晶
パネルの滴下組み立て方法に適用できるような十分な精
度のものがなかった。そこで、本発明による液晶滴下方
法は図３に示すように、パルスモーター12と、ネジ軸13
ａおよびナット13ｂからなるボールネジで構成される精
密送り機構によりマイクロシリンジ14ａのプランジャー
14ｂを押し出すものである。本方法はパルスモーターに
印加するパルス数に応じてプランジャーの送り量すなわ
ち滴下量が決まる。この本滴下方法の吐出精度を測定し
たところネマチック液晶では総滴下量200mgに対し２％
以下、粘度の高いスメクティック液晶でも±５％以下と
いう高い精度で吐出できることが確認された。しかし本
方式で液晶を吐出すると図３(c)(イ)〜(ハ)に示すよう
に液晶の表面張力により液晶が吐出先端部に溜ってしま
う。従って配向面の傷を考慮して先端部を基板に非接触
で行おうとすると先端部と基板の間隔を数十μmに制御
する必要があり量産では非常に困難である。ところが種
々の実験を行ったところ先端部が基板と接触しても、接
触圧が小さくかつ先端と基板が摺動しなければ問題とな
るような傷が発生しないことがわかった。図３(b)は本
実施例に用いた吐出先端部の断面図で、15ａは外径0.6m
m，内径0.3mmの針先、15ｃは内径0.7mmのテフロン製パ
ッキン、15ｂは線径0.3mmのピアノ線を用いたバネ定数3
5gf/mmのコイルバネ、15ｄはステンレスチューブに固定
された止め金である。このような構造では針先が基板に
接触しても上方向へ逃げることにより、接触圧が低減で
きかつ針先が基板上を摺動しないため問題となるような
傷の発生は認められなかった。また、本滴下方法では一
般の吐出装置に比べさらに微少量でも精度良く吐出する
ことができ、より微少にかつ多点に滴下することができ
る。従ってスペーサがより均一に分布され、その結果液
晶パネルのギャップ精度を向上することができる。本滴
下方法により従来の滴下組立て方法で液晶パネルを作製
したところ従来に比べ均一なギャップの良好なパネルを
得ることができ、また前記の実施例においても位置合わ
せが困難になるなどの不具合もなく均一なギャップの良
好なパネルを得ることができた。なお本実施例では精密
送り機構としてパネルモーターとボールネジを組み合わ
せた精密送り機構を用いたが、リニアモーターとエンコ
ーダーを組み合わせたような他の精密送り機構を用いて
もよい。また吐出先端部のバネ定数も配向膜の硬度等に
より設定した方が良く、針先をシリコン等の柔らかい樹
脂で被膜することも有効である。
【０００８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶を滴
下した基板を減圧下で重ね合わせた後に、大気圧下で両
基板の相互位置合わせを行なうことにより、複雑で高精
度な基板貼り合わせ機構を必要とせず、真空組立機を非
常にシンプルにすることができる。従ってゴミ，ショー
ト等の異物不良に対し大変有効であり、かつ高精度な位
置合わせも可能である。また本滴下方法によれば高精度
に微少かつ多点に滴下することができ液晶パネルのギャ
ップ精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの滴下，
組立方法を説明する図である。
【図２】液晶量と傷の発生の関係を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例における液晶滴下装置と吐出
先端部の側面図および針先の吐出具合を説明する図であ
る。
【図４】一般的な液晶パネルの断面図である。
【図５】従来の液晶滴下組立方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、 ２，21…液晶、 ３，19，22…封止
材、 ４，８…ステージ、５，23…スペーサ、 ６…端
面ピン、 ７…真空組立機、 ９…固定ピン、10…支持
体、 11…マイクロメータ、 12…パルスモータ、 13
ａ…ネジ軸、13ｂ…ナット、 14ａ…マイクロシリン
ジ、 14ｂ…プランジャ、 15ａ…針先、 15ｂ…コイ
ルバネ、 15ｃ…テフロン製パッキン、 15ｄ…止め
金、 16，20…基板、 17…透明電極、 18…配向材。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の電極基板の少なくとも一方の基板
    には封止材を形成し、他方の基板には液晶材料を滴下し
    た後、減圧下にて前記一対の電極基板を重ね合わせ、そ
    の後前記一対の電極基板の相互位置合わせを行った後
    ち、封止材を硬化する液晶パネルの製造方法。
  2. 【請求項２】 一対の電極基板の少なくとも一方の基板
    には封止材を形成し、他方の基板にはマイクロシリンジ
    と前記マイクロシリンジのプランジャーを設定した距離
    だけ押し出す精密送り機構とを備えた吐出装置より吐出
    先端部を基板へ接触させ液晶を滴下し、減圧下にて前記
    一対の電極基板を重ね合わせ、その後封止材を硬化する
    液晶パネルの製造方法。
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