KR100771316B1 - 액정 표시 패널의 제조 방법 및 자외선 조사 장치 - Google Patents

Abstract

액정 표시 패널의 제조 방법은 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽 또는 양쪽 기판의 주표면에 밀봉재를 배치하는 밀봉재 배치 공정과, 상기 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하는 액정 적하 공정과, 상기 2매의 기판을 서로 접합하는 접합 공정을 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법이며, 상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하는 조사 공정을 포함하고, 상기 조사 공정은 그 도중에서 상기 자외선의 파장 분포를 변경한다.

자외선 조사 장치, 접합 기판, 밀봉재, 메탈 할라이드 램프, 콜드 미러

Description

액정 표시 패널의 제조 방법 및 자외선 조사 장치{PRODUCTION METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL AND ULTRAVIOLET IRRADIATION DEVICE}

본 발명은 적하 접합법에 의한 액정 표시 패널의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 적하 접합법에 있어서 밀봉재의 경화를 위해 이용되는 자외선 조사 장치에 관한 것이다.

액정 표시 패널의 제조에 있어서는, 투명 전극이나 박막 트랜지스터 어레이 등을 미리 표면에 설치한 2매의 유리 기판을, 수 ㎛ 정도라는 매우 좁은 간극을 유지하도록 서로 대향시킨 상태에서 밀봉재에 의해 접합하고, 이 간격 내에 액정을 충전하여 밀봉할 필요가 있다. 여기서, 기판의 소재로서 넓은 지면의 유리 기판(「마더 유리 기판」이라고도 함)을 이용하는 경우, 액정의 충전 및 밀봉을 위해서는, 예를 들어 이하와 같은 액정 봉입 방법이 채용되고 있었다.

우선, 대기압의 환경 하에 있어서, 마더 유리 기판에 대해 밀봉재의 배치를 행한다. 밀봉재는 한쪽의 마더 유리 기판의 표면의 액정 셀이 되어야만 하는 영역의 외주를 따라 배치되지만, 완전히 폐쇄된 환형이 아니라 액정 셀 내에 액정을 주입하기 위한 틈, 즉「주입구」를 마련한 패턴에 배치된다. 이러한 밀봉재의 패턴의 하나하나를, 이하「밀봉 패턴」이라 한다. 1매의 마더 유리 기판에 대해 복수 의 밀봉 패턴이 배치된다. 이 상태에서 2매의 마더 유리 기판을 접합하여 프레스 및 경화를 행한다. 이렇게 하여 2매의 마더 유리 기판을 서로 접합하여 고정한 것을「접합 기판」이라 한다. 다음에, 이 접합 기판을 각 밀봉 패턴의 주입구가 단부에 오도록 소정의 크기로 분단하여 빈 액정 셀을 얻는다. 이렇게 하여 얻은 빈 액정 셀에 대해, 종래의 액정 주입 기술을 적용하여 주입구로부터 내부에 액정을 주입하여 주입구를 밀봉하고 있었다.

상술한 액정 봉입 방법에서는, 2매의 마더 유리 기판을 서로 접합하는 공정과 액정을 봉입하는 공정을 각각 행할 필요가 있다.

이에 대해, 이들 2개의 공정을 동시에 행할 수 있는 방법으로서, 일본 특허 공개 소63-179323호 공보(특허 문헌 1)에 기재되는 기술이 제안되어 있다. 이들 기술에 있어서는, 폐쇄된 환형의 밀봉 패턴을 형성한 기판 표면에 액정을 적하한 후, 진공 속에서 2매의 기판을 접합함으로써 기판의 접합과 액정의 봉입을 동시에 행하는 것으로 하고 있다. 보다 구체적으로는, 진공 하에 있어서 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 밀봉재를 도포하고, 또한 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하여 이들 2매의 기판을 서로 접합하고, 또한 이 밀봉재에 대해 자외선을 조사하여 밀봉재를 경화시키고 있다.

그런데, 액정 표시 패널의 액정을 폐입하는 부분의 내면이 되는 기판 표면에는 액정층의 배열을 제어하기 위한 배향막이 형성되어 있다. 상술한 바와 같이 자외선 조사에 의해 밀봉재를 경화시키는 경우, 이 배향막의 분자나 액정의 분자의 일부가 자외선 조사를 받음으로써 분해된다. 그 결과, 표시에 문제점이 생긴다는 문제가 있었다.

이 문제에 대한 대책으로서는, 일본 특허 공개 평9-73096호 공보(특허 문헌 2)에 기재된 바와 같이 차광 마스크를 이용하는 방법이나, 일본 특허 공개 제2002-98975호 공보(특허 문헌 3), 일본 특허 공개 평8-101395호 공보(특허 문헌 4)에 기재된 바와 같이 필터를 통한 광조사가 제안되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 소63-179323호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평9-73096호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2002-98975호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 평8-101395호 공보

상술한 바와 같이 배향막이나 액정의 분자가 자외선 조사에 의해 분해된다는 문제에 대해, 특허 문헌 2 내지 4에 개시되어 있는 바와 같은 기술이 제안되어 있지만, 이들 기술에 있어서도 이하와 같은 문제가 있었다.

우선, 특허 문헌 2에 개시된 바와 같은 차광 마스크를 이용하는 방법에서는, 제조하는 액정 표시 패널의 크기가 변할 때마다 차광 마스크도 변경해야만 한다. 그로 인해, 차광 마스크 교환을 위한 수고가 든다. 또한, 액정 표시 패널의 사양에 각각 대응하여 어느 정도 차광 마스크를 준비해 두어야만 하여 차광 마스크의 제작 비용이 커진다.

또한, 차광 마스크와 밀봉재 사이에는 접합되는 대상물인 유리 기판이 반드시 존재한다. 가령, 차광 마스크가 자외선의 조사를 피하고자 하는 부분인 표시 영역과 완전히 동일한 크기를 차광하는 것만으로 하면, 이 유리 기판의 두께의 부분에서 생기는 자외광의 회전 현상에 의해 표시 영역 내에도 약간의 자외선이 조사되게 된다. 그 결과, 표시 영역 내의 배향막이나 액정의 일부에 유해한 자외선이 조사된다. 그래서, 실제로는 이러한 일이 없도록 밀봉재의 영역과 표시 영역 사이에는 자외광의 회전 폭 이상의 폭으로 액자(블랙 매트릭스) 영역을 마련하지 않을 수 없다. 이와 같이 액자 영역을 마련함으로써, 액정 표시 패널의 외형 크기는 실제로 작용하는 표시 영역에 비해 한층 커진다. 휴대 전화, 디지털 스틸 카메라 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등, 표시 영역의 크기에 비해 액정 표시 패널의 외형 크기가 가능한 한 커지지 않는 것이 요구되는 중소형 액정 패널에 있어서는, 이와 같이 액자 영역을 마련하여 자외선 조사를 행하는 제조 방법은 바람직하지 않았다.

그 밖에, 특허 문헌 3에는 자외선 투과율이 낮은 필터를 통한 광조사에 의해 밀봉재를 경화시키는 방법이 제안되어 있다. 특허 문헌 3에서는 330 ㎚ 이하의 파장역에 있어서의 자외선의 투과율이 10 ％ 이하인 것이 바람직한 것이나, 350 ㎚ 이하의 파장역에 있어서의 자외선의 투과율을 10 ％ 이하인 것이 보다 바람직한 것이 서술되어 있다. 그러나, 밀봉재의 경화에 필요한 조사량은 밀봉재의 종류에 의해 다르다. 밀봉재의 종류에 의해 경화에 필요한 조사량은, 예를 들어 365 ㎚ ± 20 ㎚의 범위가 측정 가능한 자외선 조도계로 측정한 경우에 3000 mJ, 5000 mJ, 10000 mJ 등인 상태에 다른 경우가 있다. 경화를 위해 필요한 조사량이 각각 다른 밀봉재를 이용하는 경우, 실제로 조사되는 양도 다르다. 경화를 위해 필요한 조사량이 각각 다른 밀봉재에 대해 각각 330 ㎚ 이하의 파장 성분을 포함하는 고압 수은등을 이용하고, 필터에 의해 330 ㎚ 이하의 파장 성분은 5 ％만을 투과하도록 하여 조사하였다고 해도, 투입되는 조사량 전체가 밀봉재의 종류에 의해 변하므로 330 ㎚ 이하의 파장 성분의 양도 변하고, 또한 그「5 ％」에 상당하는 양도 당연히 변한다. 투입되는 조사량 전체가 커지면 330 ㎚ 이하의 파장 성분 중 필터를 투과하는 5 ％나 절대량이 커져 배향막이나 액정에 부여하는 손상이 커져 버린다. 따라서, 경화까지 필요한 조사량이 많은 밀봉재에는 사용할 수 없다는 문제가 있었다.

특허 문헌 4에서는 특정 파장 이하의 성분을 커트하는 필터를 통해 자외선을 조사하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 특허 문헌 4의 기술에서는 특정 파장 이하의 성분을 커트하는 필터의 이외에 차광 마스크도 통해 조사하고 있다. 그로 인해, 제조하는 액정 표시 패널의 크기가 변할 때마다 차광 마스크도 변경해야 하고, 특허 문헌 2의 경우와 마찬가지로 차광 마스크의 제작 비용이 커진다.

그래서, 본 발명은 자외선 경화형의 밀봉재를 이용하여 적하 접합법을 채용 하는 액정 패널의 제조 방법에 있어서, 자외선 조사가 배향막이나 액정에 부여하는 손상을 일정 이하로 유지하면서 밀봉재를 최적의 조건에서 경화시킬 수 있는 액정 표시 패널의 제조 방법 및 자외선 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명을 기초로 하는 제1 실시 형태에 있어서의 자외선 조사 장치의 개념도이다.

도2는 본 발명을 기초로 하는 제1 실시 형태에 있어서 조사 대상이 되는 접합 기판의 평면도이다.

도3은 본 발명을 기초로 하는 제1 실시 형태에 있어서 조사되는 자외선의 파장 분포가 변화를 나타내는 그래프이다.

[부호의 설명]

1 : 자외선 조사 장치

2 : (넓은 지면의)접합 기판

3 : 밀봉재

11 : 메탈 할라이드 램프

12 : 콜드 미러

13 : 셔터

14 : 필터

15 : 열선 커트 필터

16 : 자외선 파장 분포 변경 필터

17 : 하우징

18 : 후드

19 : 회전 기구

20 : 자외선 조사 유닛

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명을 기초로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법의 제1 국면에서는 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽 또는 양쪽 기판의 주표면에 밀봉재를 배치하는 밀봉재 배치 공정과, 상기 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하는 액정 적하 공정과, 상기 2매의 기판을 서로 접합하는 접합 공정을 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법이며, 상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하는 조사 공정을 포함하고, 상기 조사 공정은 그 도중에서 상기 자외선의 파장 분포를 변경한다. 이 방법을 채용함으로써, 조사 초기에는 개시재의 여기에 필요한 파장 성분을 충분히 조사하거나, 그 후에는 액정에 있어서 유해한 파장 성분을 제한하거나 하는 등, 요구에 따라서 자외선의 파장 분포를 변경하여 밀봉재를 최적의 조건에서 경화시킬 수 있다. 즉, 자외선 조사에 의해 액정 등에 부여하는 손상을 작게 억제하면서 충분한 경화를 행할 수 있다. 따라서, 안정되고 수율이 좋으며 신뢰성이 높은 액정 표시 패널을 제조할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 조사 공정은 특정 파장 이하의 파장 성분도 포함하는 자외선을 조사하는 제1 조사기와, 상기 특정 파장보다 큰 파장 성분만의 자외선을 조사하는 제2 조사기를 포함한다. 이 방법을 채용함으로써, 자외선의 파장 성분의 변경은 단순한 절환만으로 좋고, 또한 제1 조사기에는 충분히 개시재를 여기시킬 수 있고, 제2 조사기에는 자외선에 의한 악영향을 방지할 수 있으므로 신뢰성이 높은 액정 표시 패널을 용이하게 제조할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 특정 파장은 340 ㎚이다. 이 방법을 채용함으로써 액정 등에 대한 자외선 조사에 의한 악영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 제1 조사기의 길이는, 예를 들어 365 ㎚ ± 20 ㎚의 범위가 측정 가능한 자외선 조도계를 이용하고, 이 측정의 결과가 120 ㎽가 되도록 메탈 할라이드 램프의 조사 강도를 조정한 경우이고, 5초 이상 30초 미만이다. 이 방법을 채용함으로써 개시재의 여기는 충분히 행하고, 또한 자외선 조사에 의한 액정 등으로의 악영향을 최소한으로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명을 기초로 하는 자외선 조사 장치의 제1 국면에서는 액정이 밀봉재에 둘러 싸이도록 상기 액정 및 상기 밀봉재를 협입하여 2매의 기판을 서로 접합한 것의 상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하기 위한 장치이며, 상기 자외선의 파장 분포를 변경하기 위한 파장 분포 변경 수단을 포함한다. 이 구성을 채용함으로써, 파장 분포 변경 수단에 의해 요구에 따라서 자외선의 파장 분포를 변경할 수 있으므로, 자외선 조사에 의해 액정 등에 부여하는 손상을 작게 억제하면서 충분한 경화를 행할 수 있다. 따라서, 안정되어 수율이 좋고 신뢰성이 높은 액정 표시 패널을 제조할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 광원과 일부의 파장 성분의 전자파를 커트하는 자외선 파장 분포 변경 필터를 구비하고, 상기 자외선 파장 분포 변경 필터는 상기 광원으로부터의 전자파의 진행 경로를 차단하는 제1 상태와, 상기 진행 경로를 차단하지 않는 제2 상태 사이에서 절환 가능하도록 배치되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 제1 상태와 제2 상태에서 대상물에 조사되는 파장 성분의 분포가 변하므로 파장 분포 변경 수단을 간단한 구성으로 확실하게 실현할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 자외선 파장 분포 변경 필터는 340 ㎚ 이하의 파장 성분을 커트하기 위한 것이다. 이 구성을 채용함으로써 액정 등에 대한 자외선 조사에 의한 악영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명을 기초로 하는 액정 표시 패널의 제조 방법의 제2 국면에서는 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽 또는 양쪽 기판의 주표면에 밀봉재를 배치하는 밀봉재 배치 공정과, 상기 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하는 액정 적하 공정과, 상기 2매의 기판을 서로 접합하는 접합 공정을 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법이며, 상기 밀봉재에 대해 차광 마스크를 통하지 않고 자외선을 조사하는 조사 공정을 포함하고, 상기 조사 공정은 특정 파장보다도 긴 파장만으로 이루어지는 자외선을 조사한다. 이 방법을 채용함으로써, 자외선 조사에 의해 액정 등에 부여하는 손상을 작게 억제하면서 경화를 행할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 특정 파장은 340 ㎚이다. 이 방법을 채용함으로써 액정 등에 대한 자외선 조사에 의한 악영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 2매의 기판은 TFT 소자 및 이것에 접속하는 배선이 설치된 제1 기판과 블랙 매트릭스부를 갖는 제2 기판이며, 상기 조사 공정에서는 상기 자외선을 상기 제1 기판의 측으로부터 조사한다. 이 방법을 채용함으로써 자외선을 보다 확실하게 밀봉재에 도달시킬 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명을 기초로 하는 자외선 조사 장치의 제2 국면에서는 액정이 밀봉재에 둘러 싸이도록 상기 액정 및 상기 밀봉재를 협입하여 2매의 기판을 서로 접합한 것의 상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하기 위한 장치이며, 상기 자외선 중 특정 파장보다 작은 파장 성분을 커트하는 필터를 구비하고, 상기 밀봉재에 대해 차광 마스크를 통하지 않고 자외선을 조사하는 구조로 되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 자외선 조사에 의해 액정 등에 부여하는 손상을 작게 억제하면서 경화를 행할 수 있다.

상기 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 특정 파장은 340 ㎚이다. 이 구성을 채용함으로써 액정 등에 대한 자외선 조사에 의한 악영향을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 배향막이나 액정으로의 손상을 억제하면서 밀봉재를 경화시킬 수 있다.

(제1 실시 형태)

자외선 경화형인 밀봉재에 있어서는, 310 ㎚ 내지 330 ㎚ 부근의 파장으로 밀봉재 내부에 포함되어 있는 개시재가 여기되고, 일단 여기되면 후에는 360 ㎚ 부근의 파장을 조사하는 것만으로도 경화 반응이 진행되는 것이 있다. 그러한 밀봉재에 있어서는, 330 ㎚ 이하의 파장 성분을 완전히 차광하면 밀봉재의 경화가 잘 되지 않는 경우도 있었다. 그래서, 제1 실시 형태에서는 그러한 타입의 밀봉재에 있어서도, 최적의 조건에서 경화시킬 수 있는 액정 표시 패널의 제조 방법 및 자외선 조사 장치에 대해 설명한다.

(구성)

도1 내지 도3을 참조하여 본 발명을 기초로 하는 제1 실시 형태에 있어서의 자외선 조사 장치에 대해 설명한다. 이 자외선 조사 장치는 적하 접합법에 의한 액정 표시 패널의 제조 방법 중에서 이용되는 것이다. 보다 구체적으로는, 이 자외선 조사 장치는 액정이 밀봉재에 둘러 싸이도록 액정 및 밀봉재를 협입하여 2매의 기판을 서로 접합한 것(이하,「접합 기판」이라 함) 중에 포함되는 밀봉재에 대해 자외선을 조사하기 위한 장치이다. 단, 대상으로 하는 밀봉재는 자외선 경화형 또는 자외선ㆍ열병용 경화형인 것이다.

이 자외선 조사 장치를 도1에 도시한다. 이 자외선 조사 장치(1)는 자외선 조사 유닛(20)을 1대 이상 늘어세워 배치하고, 이들 외주를 둘러싸도록 후드(18)를 부착한 것이다. 도1의 예에서는 자외선 조사 유닛(20)이 4대 늘어 세워져 있지만, 다른 수라도 된다. 자외선 조사 유닛(20)의 각각은 하방이 개구한 하우징(17)을 구비하고, 하우징(17)의 내부에 광원으로서의 메탈 할라이드 램프(11)를 구비한다. 메탈 할라이드 램프(11)는, 점등시에는 200 ㎚ 부근의 단파장으로부터 수 ㎛의 적외 영역까지의 폭넓은 파장역의 전자파를 발생한다. 하우징(17)의 내부에 있어서는, 메탈 할라이드 램프(11)의 상방을 덮도록 콜드 미러(12)가 배치되어 있다. 콜드 미러(12)는 메탈 할라이드 램프(11)로부터 발생한 전자파 중 주로 400 ㎚ 이하의 파장 성분만을 반사하고, 그것보다 큰 파장 성분은 투과시킨다. 하우징(17)의 내부에 있어서는, 또한 메탈 할라이드 램프(11)의 하방에 셔터(13)를 구비한다. 셔터(13)는 개폐 가능하게 되어 있다. 메탈 할라이드 램프(11)로부터 하방으로 진행하는 전자파는 셔터(13)가 개방 상태일 때에는 그대로 하방에 조사되고, 셔터(13)가 폐쇄 상태일 때에는 차단된다. 단, 하방으로 진행하는 전자파가 하방의 하 우징(17)의 출구에 이르기까지의 동안에는 전자파의 진행 경로를 차단하도록 필터(14) 및 열선 커트 필터(15)가 배치되어 있다. 필터(14)는, 소위 DeepUV 커트 필터이며, 310 ㎚ 이하의 파장 성분을 99 ％ 이상 커트하는 성질을 갖는다. 열선 커트 필터(15)는 450 ㎚ 내지 10 ㎛ 부근의 파장 성분을 90 ％ 이상 커트하는 성질을 갖는다.

하우징(17)의 출구에는 파장 분포 변경 수단으로서 자외선 파장 분포 변경 필터(16)가 회전 기구(19)를 통하여 개폐 가능하게 부착되어 있다. 즉, 자외선 파장 분포 변경 필터(16)는 광원으로부터의 전자파의 진행 경로를 차단하는 제1 상태와, 차단하지 않는 제2 상태 사이에서 절환 가능하도록 배치되어 있다. 자외선 파장 분포 변경 필터(16)는 자외선의 파장 분포를 변경하기 위한 필터이며, 340 ㎚ 이하의 파장 성분을 99 ％ 이상 커트하는 성질을 갖는다. 다른 조건의 필터라도 목적을 달성할 수 있는 경우가 있지만, 이 성질을 갖는 필터인 것이 특히 바람직하다.

(실험예)

조사 대상물인 접합 기판의 평면도를 도2에 도시한다. 접합 기판(2)은 복수의 액정 표시 패널을 일괄하여 생산하기 위한 것이며, 2매의 마더 유리 기판을 접합한 것이다. 2매의 기판 사이에는 밀봉재(3) 및 액정이 협지되어 있다. 밀봉재(3)는 각각 환형으로 형성되어 있고, 각 밀봉재의 내부에 액정이 폐입되어 있다. 이 액정을 폐입한 부분을「액정 셀」이라 한다.

본 발명의 효과를 검증하기 위해 620 ㎜ × 750 ㎜의 마더 유리 기판을 이용 하여, 대각 1.5 인치의 액정 표시 패널에 상당하는 크기로 14열 × 20행의 합계 280의 액정 셀을 포함하도록 접합 기판(2)을 형성하였다. 밀봉재(3)로서는 자외선 경화형인 것을 이용하였다.

이 접합 기판(2)에 자외선 조사 장치(1)로 자외선을 조사할 때에 메탈 할라이드 램프(11)의 조사 강도의 조정을 행하였다. 그로 인해, 필터(14), 열선 커트 필터(15) 및 자외선 파장 분포 변경 필터(16)를 통과하여 자외선 조사 유닛으로부터 나온 전자파의 조사 강도를, 접합 기판(2)을 설치하는 것과 같은 위치에서 측정하였다. 측정에는 365 ㎚ ± 20 ㎚의 범위가 측정 가능한 자외선 조도계를 이용하였다. 이 측정의 결과가 120 ㎽가 되도록 메탈 할라이드 램프(11)의 조사 강도를 조정하였다.

이렇게 하여, 표 1에 나타낸 바와 같이 셔터(13)를 개방하는 시간(t2)과, 자외선 파장 분포 변경 필터(16)를 개방하는 시간(t1)의 2개의 파라미터를 각각 변경하여 샘플 번호(1 내지 12)를 붙인 각 접합 기판(2)에 대해 조사 공정을 행하고, 각각 액정 표시 패널을 생산하였다. 셔터(13) 및 자외선 파장 분포 변경 필터(16)의 개폐의 조작 순서로서는 이하와 같다.

메탈 할라이드 램프(11)를 소정의 조사 강도로 하여 발광시킨 상태에서 셔터(13)를 시각(0)에 두고 개방한다. 시간(t1)이 0인 경우 이외에는 자외선 파장 분포 변경 필터(16)도 셔터(13)와 동시에 개방한다. 자외선 파장 분포 변경 필터(16)를 개방한 경우에는 시각(0)으로부터 시간(t1)이 경과한 후 자외선 파장 분포 변경 필터(16)를 폐쇄한다. 또한, 시각(0)으로부터 시간(t2)이 경과한 시점에서 셔터(13)를 폐쇄한다.

이렇게 하여 얻게 된 액정 표시 패널에 대해 밀봉재의 경화율, 액정의 전압 유지율 및 프리틸트각을 측정하여 평가하였다. 액정의「전압 유지율」은 액정 표시 패널의 상하의 기판 각각의 전극에 일정한 전압을 인가한 후 전기적으로 자유로운 상태로 하고, 16.7 밀리초 동안 자연스럽게 방전시켜 그 동안의 전압의 변화를 그래프에 있어서 구하였다. 그래프에 있어서 방전 개시시의 전압과 방전 종료시의 전압을 플롯하여 얻어지는 사다리꼴의 면적을 분모로 하고, 실제로의 방전도중의 몇 개의 시점에서의 측정치를 연결하여 얻어지는 도형의 면적을 근사적으로 구한 것을 분자로 하고, 분자/분모를 퍼센트로 나타낸 것을 액정의 전압 유지율로 하였다. 액정의 전기 저항이 내려갔을 때에는 전압 유지율이 저하된다.

「프리틸트각」은 액정 표시 패널 내에 있어서 전압이 인가되어 있지 않을 때의 액정 분자의 길이 방향이 기판 표면과 이루는 각도를 말하는 것으로 한다.

또한, 액정 표시 패널의 사양으로서는 액정의 전압 유지율이 98 ％ 이상이고, 또한 프리틸트각은 4°내지 6°의 범위 내에 있는 것을 양품으로 하고 있다.

[표 1]

샘플 번호	셔터의 개방 시간(t2)	자외선 파장 분포 변경 필터의 개방 시간(t1)	밀봉재의 경화율(％)	액정의 전압 유지율(％)	프리틸트각(°)	판정
1	30초	0초	42	86.3	3.1	×
2	60초	0초	61	89.4	3.5	×
3	90초	0초	80	96.1	3.9	×
4	30초	5초	99	98.8	4.8	○
5	60초	5초	100	99.5	5.1	○
6	90초	5초	100	99.5	5.4	○
7	30초	10초	100	99.1	5.0	○
8	60초	10초	100	98.9	5.2	○
9	90초	10초	100	99.0	5.4	○
10	30초	30초	100	97.8	5.0	×
11	60초	60초	100	95.3	4.7	×
12	90초	90초	100	93.6	4.2	×

(실험 결과)

상기 실험의 결과는 표 1에 나타내는 바와 같다. 표 1의「판정」란은 액정 표시 패널로서 제작하였을 때의 양부를 나타내고,「○」는 양호, 「×」는 불량이었던 것을 나타낸다. 자외선 파장 분포 변경 필터(16)의 개방 시간(t1)이 0초인 샘플 번호(1 내지 3)에서는 밀봉재(3)의 경화율이 불충분해지고, 그 결과로서 밀봉재 성분이 액정 중에 용출하였기 때문에 액정의 전압 유지율 및 프리틸트각이 크게 저하되는 결과가 되었다. 이에 의해, 이들 샘플 번호의 액정 표시 패널은 불량이 되었다.

또한, 자외선 파장 분포 변경 필터(16)의 개방 시간(t1)이 30초 이상인 샘플 번호(10 내지 12)에서는 밀봉재의 경화율은 문제없지만, 액정의 분해가 생겨 전압 유지율이 저하되는 결과가 되었다. 이에 의해, 이들 샘플 번호의 액정 표시 패널은 불량이 되었다.

자외선 파장 분포 변경 필터(16)의 개방 시간(t1)이 5초 내지 10초인 샘플 번호(4 내지 9)에 관해서는, 밀봉재의 경화율, 액정의 전압 유지율 및 프리틸트각 모두 액정 표시 패널로서 만족할 수 있는 레벨이었다.

(작용 및 효과)

본 실시 형태에서는, 광원인 메탈 할라이드 램프(11)로부터는 200 ㎚ 부근의 단파장으로부터 수 ㎛의 적외 영역까지의 폭넓은 파장역의 전자파가 발생하지만, 필터(14) 및 열선 커트 필터(15)가 항상 전자파의 진행 경로 상을 차단하고 있으므로, 실질적으로 자외선으로서는 310 ㎚ 내지 450 ㎚까지의 파장 성분만이 투과하여 하우징(17)으로부터 나오게 된다. 이 중 310 ㎚ 내지 400 ㎚까지의 파장 성분에 관해서는, 메탈 할라이드 램프(11)로부터 직접 하방을 향한 것 외에 메탈 할라이드 램프(11)로부터 당초 상방을 향한 것도 콜드 미러(12)에 의해 반사되어 있기 때문에 강도가 증가하고 있다. 따라서, 열선 커트 필터(15)로부터 하방을 향해 출사하는 시점에서는 310 ㎚ 내지 450 ㎚까지의 파장 성분이 있고, 그 중 310 ㎚ 내지 400 ㎚까지는 강도가 증가한 상태가 되어 있다. 이에 대해, 자외선 파장 분포 변경 필터(16)가 개방 상태이면, 이 자외선이 그대로 접합 기판(2)을 향해 조사된다. 그러나, 자외선 파장 분포 변경 필터(16)가 폐쇄 상태이면, 340 ㎚ 이하의 파장 성분은 거의 완전히 커트되므로 340 ㎚ 내지 450 ㎚까지의 파장 성분이 있고, 그 중 340 ㎚ 내지 400 ㎚까지는 강도가 증가한 상태의 자외선으로서 접합 기판(2)에 조사된다. 조사되는 자외선의 파장 분포의 시간 경과에 의한 변화 모습을 도3에 나타낸다. 도3에 있어서 횡축은 시간의 경과를 나타낸다. 굵은 실선으로 둘러 싸인 부분의 파장 성분이 접합 기판(2)에 조사되게 된다. 도3으로부터 명백한 바와 같 이, 본 실시 형태에 있어서의 자외선 조사 장치에서는 조사 공정의 도중에서 자외선의 파장 분포가 변경된다.

도3에 있어서, 시각(0)으로부터 시간(t1)까지는 자외선 파장 분포 변경 필터(16)가 개방되어 있으므로 310 ㎚ 내지 450 ㎚까지의 파장 성분이 접합 기판(2)에 조사된다. 여기까지의 기간을 이하「제1 조사기」라 부르는 것으로 한다. 시간(t1)의 시점에서 자외선 파장 분포 변경 필터(16)가 폐쇄되므로, 이에 의해 후에는 340 ㎚ 내지 450 ㎚까지의 파장 성분만이 접합 기판(2)에 조사된다. 시각(t2)의 시점에서 셔터(13)가 폐쇄되므로 조사는 종료한다. 시각(t1) 내지 시각(t2)까지의 사이를 이하「제2 조사기」라 부르는 것으로 한다. 본 실시 형태의 실험에서는 어떠한 조건에 있어서도 t2 ≥ t1이므로 자외선 파장 분포 변경 필터(16)가 폐쇄됨으로써 셔터(13)가 빨리 폐쇄되는 일은 없다.

바꾸어 말하면, 제1 조사기는 340 ㎚ 등의 특정 파장 이하의 파장 성분도 포함하는 자외선이 조사되지만, 제2 조사기는 340 ㎚ 등의 특정 파장보다 큰 파장 성분만의 자외선을 조사하게 된다. 이 특정 파장은 여기서는 가령 340 ㎚로 하였지만, 특정 파장은 장시간 조사가 바람직하지 못한 파장 성분과 그렇지 않은 파장 성분과의 경계치로서 적절하게 설정하면 좋고, 다른 값이라도 좋다. 예를 들어, 특정 파장은 330 ㎚라도 좋다. 그러나, 자외선에 의한 액정의 분해를 보다 확실하게 방지하기 위해서는, 특정 파장은 340 ㎚인 것이 바람직하다.

샘플 번호(1 내지 3)에서는 t1 ＝ 0이었으므로 자외선 파장 분포 변경 필터(16)는 시종 폐쇄하고 있었던 것이 되지만, 이러한 조건에서는 밀봉재 내부에 포함 되어 있는 개시재를 여기하는 데 필요한 310 ㎚ 내지 330 ㎚의 파장 성분이 시종 조사되지 않은 상태가 된다. 조사 초기에 있어서의 개시재의 여기 현상이 없는 상태로 자외선 조사가 행해졌기 때문에 t2를 충분히 길게 해도 경화 반응이 충분히 진행하지 않고, 최종적인 밀봉재(3)의 경화율이 불충분해졌다고 생각된다.

샘플 번호(10 내지 12)에서는 조사 초기에 있어서의 310 ㎚ 내지 330 ㎚의 파장 성분에 의한 개시재의 여기는 충분하였다고 생각되지만, 자외선 파장 분포 변경 필터(16)를 지나치게 오래 개방하였기 때문에 310 ㎚ 내지 340 ㎚의 파장 성분이 개시재의 여기에 필요한 길이 이상으로 길게 조사되게 되고, 액정이 자외선에 의해 분해되었다고 생각된다.

자외선 조사에 의한 액정 분해의 정도를 가능한 한 작게 억제하고, 또한 조사 초기에 있어서의 개시재의 여기는 충분히 행할 수 있도록 하기 위해서는, 샘플 번호(4 내지 9)에서 행한 바와 같이 t1을 5초 이상 30초 미만으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 조사기를 5초 이상 30초 미만으로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 자외선 조사 장치에 관한 설명 속에서 이미 명백히 한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 액정 표시 패널의 제조 방법은 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽 또는 양쪽 기판의 주표면에 밀봉재를 배치하는 밀봉재 배치 공정과, 상기 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하는 액정 적하 공정과, 상기 2매의 기판을 서로 접합하는 접합 공정을 포함하고, 또한 상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하는 조사 공정을 포함하고, 상기 조사 공정은 그 도중에서 상기 자외선의 파장 분포를 변경한다. 여기서, 중요한 것은 조사 공정의 도중에서 조사하는 자외선의 파장 분포를 변경하는 것이다. 이러한 액정 표시 패널의 제조 방법에 의하면 조사 공정의 도중에서 자외선의 파장 분포가 변경되므로, 그 변경이 시키는 방법을 적절하게 설정함으로써 조사 초기에는 개시재의 여기에 필요한 파장 성분을 충분히 조사하거나, 그 후에는 액정에 있어서 유해한 파장 성분을 제한하거나 하는 등 조건에 의해 요구에 유연하게 대응할 수 있다. 그 결과, 밀봉재를 최적의 조건에서 경화시킬 수 있다. 자외선 조사에 의한 액정 분해의 정도를 가능한 한 작게 억제하고, 또한 조사 초기에 있어서의 개시재의 여기는 충분히 행할 수 있으므로, 자외선 조사에 의해 액정이나 배향막에 부여하는 손상을 작게 억제하면서 충분한 경화를 행할 수 있어, 안정되고 수율이 좋으며 신뢰성이 높은 액정 표시 패널을 제조할 수 있다.

자외선의 파장 분포의 변경의 내용은 상술한 바와 같이 제1 조사기와 제2 조사기로 해도 좋고, 다른 변경이라도 좋다. 상술한 실험 결과를 근거로 하여 개시재의 여기를 위한 조건과, 액정의 분해를 피하기 위한 조건을 고려하여 적절하게 자외선의 파장 분포를 변경해도 좋다. 파장 분포의 변경은 갑자기 절환하는 방식이라도 좋고, 서서히 변화시키는 것으로 해도 좋다. 변경의 회수는 1회로 한정되지 않고, 2회 이상이라도 좋다.

또한, 본 실시예에서는 자외선 경화형의 밀봉재를 이용한 예를 나타냈지만, 자외선ㆍ열병용 경화형인 밀봉재를 이용해도 같은 결과를 얻을 수 있다.

(제2 실시 형태)

(구성)

본 발명을 기초로 하는 제2 실시 형태에 있어서의 자외선 조사 장치에 대해 설명한다. 이 자외선 조사 장치는 액정이 밀봉재에 둘러 싸이도록 액정 및 밀봉재를 협입하여 2매의 기판을 서로 접합한 것의 밀봉재에 대해 자외선을 조사하기 위한 장치이며, 자외선 중 특정 파장보다 작은 파장 성분을 커트하는 필터를 구비하고, 밀봉재에 대해 차광 마스크를 통하지 않고 자외선을 조사하는 구조로 되어 있다. 이 자외선 조사 장치의 구성은 도1에 나타낸 제1 실시 형태의 자외선 조사 장치와 기본적으로 마찬가지라도 좋다. 단, 제1 실시 형태와 다른 점이 몇 가지 있다. 우선 첫째로, 파장 분포 변경 수단은 없어도 좋다. 즉, 자외선 파장 분포 변경 필터는 없어도 좋다. 둘째로, 필터(14)는, 소위 DeepUV 커트 필터이지만, 340 ㎚ 이하의 파장을 99 ％ 이상 커트하는 특성을 갖는다. 즉, 여기서는 특정 파장은 340 ㎚이다. 열선 커트 필터(15)의 성질은 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지이다. 대상으로 하는 밀봉재는 자외선 경화형 또는 자외선ㆍ열병용 경화형인 것이다. 제2 실시 형태에 있어서의 밀봉재는 광경화를 시작하기 위한 개시제의 흡수파장이 340 ㎚ 이상에 있고, 340 ㎚ 이상의 파장 성분에 의해서도 경화 반응이 진행하는 타입의 밀봉재이다.

(실험예)

조사 대상물인 접합 기판은 제1 실시 형태에서 도2에 나타낸 것과 마찬가지이다. 이 접합 기판에 포함되는 2매의 기판은 한쪽이 TFT 소자 및 이것에 접속하는 배선이 설치된 제1 기판이고, 다른 쪽이 블랙 매트릭스부를 갖는 제2 기판이다. 본 실시 형태에 있어서의 자외선 조사 장치의 메탈 할라이드 램프의 조사 강도를 제1 실시 형태의 실시예와 동일하도록 조정하였다. 이 자외선 조사 장치로 제1 기판의 측으로부터 자외선을 조사하였다. 자외선 조사 후 접합 기판을 110 ℃로 가열하였다.

(실험 결과)

상기 실험의 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

샘플 번호	조사 시간(초)	밀봉재의 경화율(％)	액정의 전압 유지율(％)	프리틸트각(°)	판정
21	10	45	85.6	3.2	×
22	20	89	96.2	3.9	×
23	30	99	98.8	4.6	○
24	60	100	99.4	4.9	○
25	120	100	98.9	4.8	○

표 2의「판정」란은 액정 표시 패널로서 제작하였을 때의 양부를 나타내고,「○」는 양호, 「×」는 불량이었던 것을 나타낸다. 이 평가시에는 밀봉 경화율 및 액정의 전압 유지율이 모두 98 ％ 이상이고, 프리틸트각이 4°내지 6°의 범위 내에 있는 것을 양품으로 하였다.

샘플 번호(21, 22)에서는 밀봉재의 경화율이 불충분한 것이었다. 그로 인해, 밀봉재 성분이 액정 중에 용출하여 액정의 전압 유지율 및 프리틸트각이 크게 저하하는 결과가 되었다. 샘플 번호(23 내지 25)에서는 밀봉재의 경화율, 액정의 전압 유지율 및 프리틸트각 모두 액정 패널로서 만족할 수 있는 레벨이었다.

(작용ㆍ효과)

본 실시 형태에서는 특정 파장 이하의 자외선을 커트하는 필터를 통하여 차 광 마스크를 통하지 않고 자외선을 조사함으로써, 배향막이나 액정으로의 손상을 억제하면서 밀봉재를 경화시킬 수 있다. 또한, 차광 마스크를 통하지 않고 자외선을 조사하는 구조로 되어 있으므로 액정 패널의 크기가 변한 경우에도 새로운 차광 마스크를 준비할 필요는 없어 차광 마스크의 제작 비용은 필요하지 않다. 또한, 특정 파장의 값은 본 실시 형태에서는 340 ㎚로 하였지만, 밀봉재의 종류 등의 조건에 따라서 다른 값이라도 좋다.

본 발명을 기초로 하는 제2 실시 형태에 있어서의 액정 표시 패널의 제조 방법은 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽 또는 양쪽 기판의 주표면에 밀봉재를 배치하는 밀봉재 배치 공정과, 이들 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하는 액정 적하 공정과, 2매의 기판을 서로 접합하는 접합 공정을 포함한다. 또한 이 액정 표시 패널의 제조 방법은 밀봉재에 대해 차광 마스크를 통하지 않고 자외선을 조사하는 조사 공정을 포함하고, 이 조사 공정은 특정 파장보다도 긴 파장만으로 이루어지는 자외선을 조사한다. 이러한 액정 표시 패널의 제조 방법은 상기 자외선 조사 장치를 이용하여 용이하게 행할 수 있다. 이러한 액정 표시 패널의 제조 방법에 의하면 배향막이나 액정에의 손상을 억제하면서 밀봉재를 경화시킬 수 있다.

상술한 실시예에서는 2매의 기판 중 TFT 소자 및 이것에 접속하는 배선이 설치된 제1 기판의 측으로부터 자외선을 조사하였지만, 제1 기판의 쪽이 제2 기판에 비해 자외선이 차단되는 부분이 적으므로 바람직하다.

또한, 이번 개시한 상기 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 범위는 상기한 설명은 아니며 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것이다.

본 발명은 적하 접합법에 의한 액정 표시 패널의 제조 방법에 적용할 수 있다.

Claims (12)

1. 서로 접합되어야 하는 2매의 기판 중 어느 한쪽 또는 양쪽 기판의 주표면에 밀봉재를 배치하는 밀봉재 배치 공정과,

   상기 2매의 기판 중 어느 한쪽의 기판에 액정을 적하하는 액정 적하 공정과,

   상기 2매의 기판을 서로 접합하는 접합 공정을 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법이며,

   상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하는 조사 공정을 포함하고,

   상기 조사 공정은 그 도중에서 상기 자외선의 파장 분포를 변경하며,

   상기 조사 공정은 미리 정해진 파장 이하의 파장 성분도 포함하는 자외선을 조사하는 제1 조사기와, 상기 미리 정해진 파장보다 큰 파장 성분만의 자외선을 조사하는 제2 조사기를 포함하는 액정 표시 패널의 제조 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 파장은 340 ㎚인 액정 표시 패널의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 조사기의 길이는 5초 이상 30초 미만인 액정 표시 패널의 제조 방법.
5. 액정이 밀봉재에 둘러 싸이도록 상기 액정 및 상기 밀봉재를 협입하여 2매의 기판을 서로 접합한 것의 상기 밀봉재에 대해 자외선을 조사하기 위한 장치이며,

   상기 자외선의 파장 분포를 변경하기 위한 파장 분포 변경 수단과,

   광원과, 일부의 파장 성분의 전자파를 커트하는 자외선 파장 분포 변경 필터를 구비하고,

   상기 자외선 파장 분포 변경 필터는 상기 광원으로부터의 전자파의 진행 경로를 차단하는 제1 상태와, 상기 진행 경로를 차단하지 않는 제2 상태와의 사이에서 절환 가능하도록 배치되어 있는 자외선 조사 장치.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서, 상기 자외선 파장 분포 변경 필터는 340 ㎚ 이하의 파장 성분을 커트하기 위한 것인 자외선 조사 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

Images