(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上にシール材よりなる閉じた第１のシール枠を該面に沿って形成する工程と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上の形成物を加工してスペーサを形成する工程と、
前記一方の内面側に液晶材料を滴下する工程と、
前記一対の基板のそれぞれの内面を対向させて減圧下で重ね合わせてから大気圧下に戻す工程と、
前記シール材に光を照射して該シール材を硬化させる工程とを有する液晶表示パネルの製造方法において、
前記大気圧下において生じる前記第１のシール枠の内外の圧力差を緩和するための圧力差緩和領域を前記第１のシール枠の外側に有することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】
前記第１のシール枠を形成する工程において、粘度が５００００ｃｐ以上のシール材を用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記圧力差緩和領域は当該領域の外側より圧力が低い領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】
前記一方の内面上の前記第１のシール枠の外側にシール材よりなる閉じた第２のシール枠をさらに形成し、前記圧力差緩和領域は前記第１のシール枠と前記第２のシール枠との間の領域であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項５】
前記シール材を硬化させる工程において、前記光の照射による前記液晶材料の劣化を防ぐために遮光手段を用いて前記シール材に前記光を照射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項６】
前記シール材を硬化させる工程において、前記光の照射による前記液晶材料の劣化を防ぐためにビーム状の光によって前記シール材に照射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項７】
前記遮光手段は前記第１のシール枠の内側近傍に配置することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項８】
前記液晶材料を滴下する工程において、前記液晶材料の滴下量は所望の滴下量に対して１％以内の誤差であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項９】
前記液晶材料を滴下する工程において、下側に液晶供給孔を有し内部圧力が一定に維持された液晶材料容器と、前記液晶材料容器内に配置されて前記液晶供給孔を開閉するニードルを有するディスペンサを用いて前記液晶材料の滴下量を調整することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記シール材を硬化させる工程の前に、前記一対の基板を再度位置合わせする工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記第２のシール枠のシール材は、前記第１のシール枠のシール材と異なる材質であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１２】
前記スペーサは、前記一対の基板の間隔に対して０．２〜０．６μｍ又は４〜１２％小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１３】
前記シール材を硬化させる工程の後に、少なくとも前記第１のシール枠を残して外側を切除することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示パネルの製造方法。
【請求項１４】
一対の基板と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上に該面に沿って形成され、シール材よりなる閉じた第１のシール枠と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上の前記第１のシール枠の内側に該内面上の形成物を加工することにより形成されたスペーサと、
前記一対の基板と前記第１のシール枠の内側との間に封入される液晶と、
前記第１のシール枠の外側に設けられ、大気圧下において前記第１のシール枠の内外の圧力差を緩和する圧力差緩和手段と
を有することを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項１５】
前記一方の内面上の前記第１のシール枠の外側に形成され、シール材よりなる閉じた第２のシール枠をさらに有し、前記圧力差緩和手段は前記第１のシール枠と前記第２のシール枠との間の該第２のシール枠の外側より圧力が低い領域であることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示パネル及びその製造方法に関し、より詳しくは、基板に液晶材料を滴下して対向する基板間に液晶材料を封止して形成する液晶表示パネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、厚さが薄く軽量で消費電力が少ないなどの点から、表示装置として広い分野で使用されている。液晶表示装置の主要部である文字や画像を表示するための液晶パネルは、透明電極が形成された第一の基板とＴＦＴ等の駆動回路が形成された第二の基板を有し、それらの基板の間に液晶材料が封入されている。
【０００３】
一対の基板間に液晶を封入する方法としては、例えば真空注入法や真空滴下注入法がある。真空注入法は、一部に開口部を有する枠状の封止部材を挟んで２枚の基板を所定間隔で重ね合わせて空セルを構成し、この空セルをチャンバーに入れて内部を減圧状態にし、続いて空セルの開口部を液晶材料に浸し、次に、チャンバーに窒素などを導入してチャンバー内部の圧力を高くすると、空セルの内部気圧とチャンバー内の気圧の差によって、液
晶材料が空セル内に吸い込まれて充填されるものである。例えば特開昭６２−０８９０２５号公報に提案されている。
【０００４】
しかしながらこの方法によれば、大型液晶パネルを作成する場合にチャンバー内を真空にするための排気時間が長くかかる。また、空セルを浸すために多量の液晶材料が必要なためコストが高くなる。また、液晶封入後の開口部を封止する手間や、開口部周囲に付着した液晶を洗浄する手間がかかる。これに対し、真空滴下注入法は多くの利点を持つ。図６は、真空滴下注入法におる液晶の封止工程を概略的に示した斜視図であり、図６(a) 〜(c) はそれぞれ各工程である。
【０００５】
図６(a) では、画素電極、ＴＦＴ素子、配向膜などを形成した第一の基板２１上に光硬化型樹脂よりなるシール材２２が枠状に付着されている。またこのシール材２２の枠の内側には、液晶２３が滴下される。また、第二の基板２４にも透明電極、配向膜が形成されており、その透明電極形成側の面が第一の基板２１の画素電極形成面に対向する。第二の基板２４の配向膜の上にはスペーサ（図示せず）が均一に散布されている。このスペーサは、樹脂などからなる直径数μｍのほぼ球状の微粒子であり、第一及び第二の基板２１、２４を張り合わせたときに、基板２１と２４の間のギャップ（間隙）をパネル全体に渡って均一にするために使用される。
【０００６】
次に、図６(b) に示すように、液晶２３を滴下した第一の基板２１に、スペーサを付着した第二の基板２４を真空中で重ね合わせる。そしてシール材２２が第二の基板２４に接し、第一及び第二の基板２１，２４の間にシール材２２の枠によって閉空間が形成されたところで、周囲を真空から大気圧にすると、セル内外の気圧差によって第一及び第二の基板２１，２４が引き寄せられる。このとき、第一及び第二の電極基板２１，２４の間隔が狭まるにしたがって、液晶２３が第一及び第二の基板２１，２４の間で横方向に放射状に拡がる。
【０００７】
これにより、図６(c) に示すように、第一及び第二の基板２１，２４の間のシール材２２の枠内に液晶２３が完全に充填される。ここで、第一及び第二の基板２１，２４の間のギャップはスペーサによりパネル全体に渡って均一化される。また、この時点で第一及び第二の基板２１，２４の相互位置を画素レベルで精密に合わせるための再位置合わせが行われる。これは、第一の基板２１または第二の基板２４を横方向に移動させることによって行われる。再位置合わせが終了したら、紫外線を照射してシール材２２を硬化させ、液晶の封止が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような液晶表示パネルの製造方法では次のような問題点があった。まず、一方の基板に液晶を滴下して２枚の基板をはり合わせる際には、２枚の基板間で液晶の急激な流れが生じる。そのため、あらかじめ均一に付着させておいたスペーサが、液晶の急激な流れにより移動してパネル中央から放射状に広がって環状に偏ったりパネル端部のシール材近傍に偏ったりすることがあった。このようにスペーサ分布にむらが生じると、パネル面における基板間ギャップが不均一になって液晶パネルの性能を低下させることがあった。
【０００９】
また、スペーサ径と基板間のギャップ厚との間の関係によってはスペーサと基板表面が必要以上に強く接触することがあった。このため、再位置合わせのために基板を移動させる際に、スペーサが基板表面と強く接触して配向膜や電極膜を傷つけたり、または基板の移動を妨げたりすることがあった。また、液晶を基板間のセルに充填する際には、封止部材の枠の内側と外側の圧力差を利用して行われるが、充填する時点では封止部材はまだ未硬化で柔らかな状態にあるため、その圧力により封止部材に亀裂が生じて封止不良が発生することがあった。
【００１０】
図７は、そのような封止不良が発生した液晶表示パネルを示し、第一及び第二の基板２１，２４に挟まれた封止部材２２に２種類の亀裂２２ａ，２２ｂが生じている。一方の亀裂２２ａは、封止部材２２の枠の内側が真空のときに、封止部材２２の枠の外側から内側に働く大気の圧力によって生じるものである。他方の亀裂２２ｂは、枠２２の内側から外側に働く液晶材料２３の圧力や液晶とシール材の相溶性により生じることが多い。封止部材２２にこのような亀裂２２ａ，２２ｂが生じると、セルから液晶材料が漏れたりセル内に空気が入ったりして液晶表示パネルの表示特性を低下させる。
【００１１】
また、液晶表示パネルの表示性能に関係する要因の１つとして液晶の汚染がある。この液晶の汚染は、液晶を挟む対向電極間の電圧保持率を測定することによって求めることができる。この電圧保持率が高いほど対向電極の電位差を維持する能力が高く、液晶を駆動する能力が高い。封止部材硬化用の紫外線の照射の時間による電圧保持率の変化を液晶表示パネルの中央と端で測定したのが図８のグラフである。このグラフは、横軸が紫外線照射時間、縦軸が液晶の電圧保持率であり、グラフの線はＡが表示パネルの中央、Ｂが表示パネルの封止部材近傍のものである。このグラフから分かる通り、液晶表示パネル中央部の液晶の電圧保持率は長時間紫外線を照射してもほとんど変化しないが、液晶表示パネルの封止部材近傍の液晶の電圧保持率は、紫外線照射時間が長くなるほど低下している。なお、紫外線照射条件はメーカーの推奨条件の範囲内で行った。
【００１２】
これは、紫外線が封止部材近傍にある液晶に照射されると、液晶と封止部材が反応して、その反応生成物が液晶中に溶け込んで液晶を汚染するためである。この液晶の汚染は封止部材近傍で生じるが、時間の経過とともに広がって液晶表示パネル全体の性能を低下させる。本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、真空滴下注入法で液晶を基板間に封止する際に、液晶パネル全体に渡ってスペーサを均一に分布させて基板間のギャップを均一化して液晶表示パネルの表示性能を高め、またスペーサによる基板面の損傷を防ぐとともに再位置合わせのための基板の移動を容易にする液晶表示パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、真空滴下注入法によって液晶を基板間に封止する際に、封止部材の亀裂の発生による封止不良を防ぎ、液晶表示パネルの歩留まりを向上することができる液晶表示パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、封止部材硬化用の紫外線の照射により生じる液晶の汚染を低減し、液晶表示パネルの表示性能を向上できる液晶表示パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した課題は、一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上にシール材よりなる閉じた第１のシール枠を該面に沿って形成する工程と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上の形成物を加工してスペーサを形成する工程と、前記一方の内面側に液晶材料を滴下する工程と、前記一対の基板のそれぞれの内面を対向させて減圧下で重ね合わせてから大気圧下に戻す工程と、前記シール材に光を照射して該シール材を硬化させる工程とを有する液晶表示パネルの製造方法において、前記大気圧下において生じる前記第１のシール枠の内外の圧力差を緩和するための圧力差緩和領域を前記第１のシール枠の外側に有することを特徴とする液晶表示パネルの製造方法により解決する。
【００１５】
また、上記した課題は、一対の基板と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上に該面に沿って形成され、シール材よりなる閉じた第１のシール枠と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の内面上の前記第１のシール枠の内側に該内面上の形成物を加工することにより形成されたスペーサと、前記一対の基板と前記第１のシール枠の内側との間に封入される液晶と、前記第１のシール枠の外側に設けられ、大気圧下において前記第１のシール枠の内外の圧力差を緩和する圧力差緩和手段とを有することを特徴とする液晶表示パネルにより解決する。
【００１６】
前記第１のシール枠を形成する工程において、粘度が５００００ｃｐ以上のシール材を用いることを特徴とする。
【００１７】
前記圧力差緩和領域は当該領域の外側より圧力が低い領域であることを特徴とする。
【００１８】
前記一方の内面上の前記第１のシール枠の外側にシール材よりなる閉じた第２のシール枠をさらに形成し、前記圧力差緩和領域は前記第１のシール枠と前記第２のシール枠との間の領域であることを特徴とする。
【００１９】
前記シール材を硬化させる工程において、前記光の照射による前記液晶材料の劣化を防ぐために遮光手段を用いて前記シール材に前記光を照射することを特徴とする。前記遮光手段は前記第１のシール枠の内側近傍に配置することを特徴とする。
【００２０】
前記シール材を硬化させる工程において、前記光の照射による前記液晶材料の劣化を防ぐためにビーム状の光によって前記シール材に照射することを特徴とする。
【００２１】
前記液晶材料を滴下する工程において、前記液晶材料の滴下量は所望の滴下量に対して１％以内の誤差であることを特徴とする。
【００２２】
前記液晶材料を滴下する工程において、下側に液晶供給孔を有し内部圧力が一定に維持された液晶材料容器と、前記液晶材料容器内に配置されて前記液晶供給孔を開閉するニードルを有するディスペンサを用いて前記液晶材料の滴下量を調整することを特徴とする。
【００２３】
前記シール材を硬化させる工程の前に、前記一対の基板を再度位置合わせする工程をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
前記第２のシール枠のシール材は、前記第１のシール枠のシール材と異なる材質であることを特徴とする。前記スペーサは、前記一対の基板の間隔に対して０．２〜０．６μｍ又は４〜１２％小さいことを特徴とする。
【００２５】
前記シール材を硬化させる工程の後に、少なくとも前記第１のシール枠を残して外側を切除することを特徴とする。
【００２６】
次に、本発明の作用について説明する。
【００２７】
本発明によれば、液晶表示パネルを構成する一対の基板の内に形成される液晶層よりも少なくとも最大径が０．２〜０．６μｍ又は４〜１２％小さく且つ接着材に覆われた微粒子を一方の基板に付着固定することにより、再位置合わせを行うための基板の移動を基板内面を傷付けずに、確実に行うことができる。これは実験的に確認したことである。
【００２８】
また、基板の電極形成側にシール材の枠を形成し、対向する基板の内側に接着剤付きの微粒子を付着させ、シール材の枠内に液晶を滴下し減圧下で液晶を封止することにより、微粒子を基板に確実に付着させることができる。したがって、基板間に液晶を充填する際の急激な液晶流れなどにより微粒子が流されて微粒子が基板上で偏って分布するのを防ぐことができ、パネル面における基板間の液晶厚の均一性を高めることができる。特に、上記した径の微粒子は流され易いので、この微粒子には接着剤により覆う必要がある。
【００２９】
また、基板の電極形成側にシール材の枠を基板平面方向に沿って少くとも２重に設け、その枠の一番内側に液晶を滴下して減圧下で封止することにより、液晶を封入する際のシール材内外の圧力差が緩和されて、封止不良の発生を低減することができる。また、シール材の枠の少くとも一番内側を残して基板を除去することにより、不要な封止枠が最終的に除去されて液晶表示パネルが簡素化される。
【００３０】
さらに、基板の電極形成側に付着された光硬化型シール材の枠の内側近傍に遮光手段を設け、シール材の枠内に液晶材料を滴下して封入し、紫外線を照射してシール材を硬化させることにより、紫外線を照射することにより液晶とシール材が反応して生じる液晶の汚染を防ぐことができる。これにより、液晶表示パネルの表示性能を高めることができる。      
【００３１】
本発明での液晶材料の滴下は、ニードルによって開閉するディスペンサを使用している。これによれば、滴下量を高精度で均一にでき、しかも再現性が良いことが実験的に確認された。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、透明電極等を有する基板に、シール材の枠を形成してその枠内に液晶を滴下し、スペーサを付着させた別の基板を真空中で重ね合わせて周囲を大気圧に戻すことによって基板間に液晶を封入し、そしてシール材を硬化させる液晶表示パネルおよびその製造方法において、スペーサとして直径が基板間の液晶層の厚さよりも少くとも０．２μｍ小さいものを使用することにより、基板間の液晶層の厚さの均一性を維持しつつ再位置合わせの際の基板の移動を確実に行うことができる。
【００３３】
また、スペーサとして接着剤付きのスペーサを使用することにより、液晶流れによりスペーサが流されてスペーサの分布が偏るのを防ぐことができる。これにより、パネル全体に渡る基板間の液晶層の厚さの均一性が向上する。また、シール材として粘度が５００００ｃｐ以上のものを使用することにより、シール材が外力に対して強くなるので封止不良を低減することができる。さらに、シール材の枠を２重に設けることによって、液晶を封止する枠の内外の圧力差を緩和できるので、封止不良を低減することができる。これにより、液晶表示パネルの歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
また、シール材として紫外線硬化型の材料を使用し硬化させる際に紫外線を照射する場合でも、基板のシール材近傍に遮光膜を設けることによって、紫外線により液晶とシール材が反応して生じる液晶の汚染を防ぐことができるので、液晶表示パネルの表示性能を高め安定化させることができる。本発明での液晶材料の滴下は、ニードルによって開閉するディスペンサを使用しているので、滴下量を高精度で均一化でき、しかも再現性を良くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００３６】
（第１の実施例）
図１(a) 〜(e) は本発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルの製造方法を概略的に示す断面図である。
【００３７】
それらの図において、第一の基板１は例えばガラスなどからなり、実際にはその一面にはＩＴＯ等の透明電極や配向膜が形成され、さらにＴＦＴ素子やバスラインなどの回路がパターニングされ、そのＴＦＴ素子等の上に液晶が供給されるが、透明電極、ＴＦＴ等は説明を明確にするために図では省略されている。まず、図１(a) に示すように、第一の基板１の電極形成側の面には紫外線硬化型樹脂などからなるシール材２が枠状に形成され、またシール材２の枠の内側には所定量の液晶３が周知の方法で滴下されている。また、第一の基板１のうち液晶３が滴下された面は、第二の基板４のスペーサ５の付着面に対向して配置されている。
【００３８】
第二の基板４はガラス、石英などの透明材料から構成されている。また、第二の基板４のうち第一の基板１に対向する側にブラックマトリクス、カラーフィルタ、共通透明電極及び配向膜が順に形成されているが、それらは説明を簡単にするために省略されている。次に、本実施例で採用したシール材、スペーサについて説明する。
（シール材について）
シール材２は例えばＵＶ硬化型であり、後の工程で第一及び第二の基板１，４の接着剤となり、しかも基板間に液晶３を封入する空間を区画するためのものであり、液晶３の充填の際にセル内外の圧力差によってシール材２が封止不良を起こさないように、適切な粘度のシール材料を選択することが重要である。
【００３９】
【表１】
0003699467.tif 000002
表１は、シール材の粘度と封止不良率との関係を示した表である。この表から分かるとおり、シール材の粘度が２０，０００ｃｐ以下のときは封止不良率が極めて高く、その粘度が５０，０００ｃｐ以上ではシール材不良の発生率は極めて低い。従って、シール材２として粘度が５０，０００ｃｐ以上の材料を使用することが好ましい。
【００４０】
（スペーサについて）
第二の基板４側の配向膜（不図示）の上にはスペーサ５が均一に散布、付着されている。スペーサ５は均一の大きさの微粒子であり、ほぼ球状のプラスチック等からなる。スペーサ５の径は、第一及び第二の基板１，４をシール材２で接着した際に基板間の液晶層の厚さを全体に渡って均一にするように決められる。また、スペーサ５の径は、後の工程で行われる第一及び第二の基板１、４の再位置合わせの際の基板移動を妨げないことも考慮しなければならない。
【００４１】
【表２】
0003699467.tif 000003
表２は、基板間の液晶厚とスペーサ径との差が、基板の移動および液晶厚ムラとどのように関係するかを示した表である。液晶厚ムラは、基板間で実際に形成される液晶層の厚さの誤差を示している。ここでは、直径が５μｍ（早川ゴム製）のスペーサ５を用い、かつ、第一及び第二の基板１、４の液晶層の厚さを異ならせた場合に、基板再合わせによる基板移動の状態とパネル全体における液晶厚ムラについて示してある。ここで基板の移動の試験は、一方の基板を真空チャックで固定し、他方の基板を別の真空チャックで固定して横方向に５０Ｋｇの力を加えることにより行った。
【００４２】
表２から明らかなように、基板の移動に関しては液晶厚が５．０μｍ以下のとき、つまりスペーサ径と同じかそれよりも小さいときに基板の移動が不可能であった。これに対し、液晶厚さが５．２μｍ以上では移動可能であった。液晶厚ムラに関しては、液晶厚が５．８μｍで大きくなり、５．６μｍ以下では変化がないことがわかった。
【００４３】
これらを考慮すると、直径が５μｍのスペーサを使用する場合には液晶厚さを５．２〜５．６μｍとするのが好ましい。即ち、スペーサの最大の直径を基板間の液晶層の厚さより０．２〜０．６μｍ小さくするのが好ましいことがわかる。即ち、基板間の液晶層の厚さ、スペーサの径の４〜１２％程度大きいことが好ましい。 そこで本実施例では、スペーサ５を直径５μｍのものを使用し、第一及び第二の基板１、４の間の液晶厚を５．２μｍとした。
【００４４】
ところで、スペーサ５を第二の基板４の表面に付着させるためには、例えばスペーサ５を溶剤などに混ぜて８０〜９０℃の雰囲気中で第二の基板４の表面に吹き付ける方法が採用される。この方法によれば、スペーサ５が第二の基板４に到達する前に溶剤は蒸発し、第二の基板４の表面にはスペーサ５だけが粒の状態で付着する。このときスペーサ５は、第二の基板４の表面に静電気的または化学的な吸着により付着される。他のスペーサ付着法として、ドライ噴霧法などでもよい。
【００４５】
またスペーサとしては、例えば表面に接着剤の被膜が形成されたスペーサを使用することが好ましい。これにより、スペーサ５が第二の基板４に確実に付着され、液晶流れなどによりスペーサ５が流されてスペーサ５の分布が不均一になるのを防ぐことができる。従って、液晶パネル全体の液晶層の厚さの均一性が向上する。
【００４６】
このような効果は、スペーサが液晶の流れに抵抗できる程度の強さ又はそれ以上で固定されることで生ずるものであることはいうまでもなく、必ずしも表面が接着剤で皮膜処理されていることが必要というわけではない。例えば、スペーサ径と同じ段差を有する土手等を加工して形成したスペーサにおいても当然効果は生じるものである。
【００４７】
本実施例では、接着剤に被覆されたスペーサ（早川ゴム製）を第二の基板４の表面に付着させるために、従来のスペーサの付着処理に１５０℃で３０分の熱処理を施した。このようにシール材を形成し、スペーサを付着し、第一及び第二の基板１、４を張り合わせた後に、図１(b) に示すように、第一及び第二の基板１、４の間のセル６に液晶３を充填する。
【００４８】
その液晶を充填する場合には、それらの基板１、４を真空中において、液晶３が滴下された第一の基板１の上に第二の基板４を載せて押さえ、シール材２が第二の基板４の表面と密着したところで、雰囲気を真空から大気圧に戻す。このとき、シール材２によって封止されたセル６の内部は真空であり、セル６の外側は大気圧になるので、その圧力差によって第二の基板４は第一の基板１の方に引き寄せられ、結果的に液晶３は第一及び第二の基板１，４の面に沿って拡がる。
【００４９】
この場合、周囲の雰囲気を大気圧に戻す時点で液晶３が急激にセル内部に広がるため、液晶３に急激な流れが生じるが、本実施例では接着剤付きのスペーサを使用しているため、スペーサ５が液晶３の流れに押し流されてスペーサ分布が偏ることはなく、スペーサ５を均一に分布した状態で維持することができる。また、このときキャップ６の内側と外側には大きな気圧差があり、シール材２は大きな圧力を受けるが、シール材２はまだ未硬化なため封止不良が生じやすい。しかし、本実施例ではシール材２として粘度が５０，０００ｃｐの材料を使用しているので、その圧力によって損傷を受け難くなり、封止不良の発生を大幅に低減することができる。
【００５０】
第一及び第二の基板１、４の間のギャップ６に液晶３が完全に充填された状態を示すと図１(c) のようになり、その液晶厚は所定値ｄになる。ここで液晶厚ｄは５．２μｍである。図には詳しく示していないが、実際にはスペーサ５は第一の基板１の表面と均一に接してはいない。第一及び第二の基板１、４のそれぞれの電極形成側には樹脂製の配向膜などが形成されているため平坦ではなく凹凸があり、さらにガラス基板自体にも湾曲があるため、液晶厚ｄはスペーサ５の直径よりも大きな値となる。
【００５１】
この時点では、シール材２は硬化していないので、第一の基板１又は第二の基板４の位置をずらして再位置合わせを行う。この工程は大気圧下で行われる。このとき、スペーサ５の径が第一及び第二の基板１、４の間の液晶層の厚さよりも０．２μｍ小さいため、第一及び第二の基板１、４の相互の移動が妨げられることがなく再位置合わせを容易且つ確実に行うことができる。
【００５２】
再位置合わせ後、図１(d) に示すように、高圧水銀灯により紫外線７をシール材２に照射して硬化させ、第一及び第二の基板１、４を固定する。次に図１(e) では、第二の基板４のシール材７よりも外側の部分を切断し、シール材２の外部にある第一及び第二の基板１、４の間の不要なスペーサ５、液晶３とともに除去する。したがって液晶表示パネルが簡素化され扱いやすくなる。
【００５３】
以上のように、本実施例では、接着剤付きのスペーサを利用することによって、パネル全体に渡ってスペーサの均一分布を維持することができ、従来１０インチクラスで１時間以上かかった作業が数分で完了する。また、基板間の液晶層の厚さより０．２μｍ小さい直径のスペーサを使用することで、基板の再位置合わせのための基板移動を確実に行えるようになる。さらに、シール材として、粘度が５０，０００ｃｐ以上のシール材料を使用しているので、封止不良の発生を低減でき液晶パネルの歩留まりを向上できる。
【００５４】
以上のような条件を満たすように、液晶パネルを作成することは必ずしも容易ではない。スペーサ径については、各種径のものが市販されており、容易に入手可能であるが、液晶を移管に一定量、高精度でかつ再現性良く滴下して供給するかが本技術のポイントとなる。本発明者は、種々のディスペンサを用いて調査検討した結果、電磁開閉式先端ニードル型のものが最良で且つ唯一適用可能であることを見いだした。
【００５５】
表３は、各種ディスペンサについて精度を調べた結果である。
【００５６】
【表３】
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電磁開閉先端ニードル式のディスペンサは、例えば図２(a) に示すような構造を有している。図２(a) において、液晶３を収納する液晶収納器１１の下端には先が尖ったキャップ１２が取付けられ、そのキャップ１２の中央には通液孔１３が１つ形成されている。また、キャップ１２の通液孔１３の上には、電磁式で上下に移動可能なニードル１４が配置され、その上下動によってニードル１４の下端が通液孔１３の上部孔を閉じたり開いたりするように構成されている。また、液晶収納器１１の内部は常に一定圧力となるように調整されている。
【００５７】
次に、電磁開閉先端ニードル式のディスペンサを用いて液晶滴下供給性能を図に示す。例えばノードン製アキュラジェッタを用いた。また、液晶はＺＬＩ−４７９２（メルク製）を用いた。液晶収納器１１の内部圧力は例えば４kgf/cm2 、ニードル１４の太さは例えば２６Ｇである。
【００５８】
ディスペンス時間（ニードルバルブの開時間）と液晶滴下量との関係と、ディスペンス時間の各時点における単位時間当たりの液晶滴下量の実験結果を図２(b) に示す。この実験によれば、ディスペンス時間と液晶滴下量の間には良好な線形関係があり、また、単位時間あたりの液晶滴下量は高い精度で一定となっている。
【００５９】
次に、電磁開閉先端ニードル式のディスペンサによる液晶のショット数の増加に伴う液晶滴下量の精度と再現性を試験したところ、図３に示すような結果が得られた。これによれば、液晶を連続して２日間で１００回ショットしたところ、ディスペンサ量の誤差は±１％以内であり、高精度、高再現性が得られた。なお、１日目と２日目のショットの条件は同じに設定した。
【００６０】
電磁開閉先端ニードル式のディスペンサは、真空中で使用することも構造上可能であるので、真空雰囲気で液晶を滴下する滴下注入法にも適していることがわかる。なお、一般的に液晶は大気圧中で滴下される。
【００６１】
（第２実施例）
本実施例では、紫外線７によるシール材２と液晶３との反応を防ぎその反応によって生じる液晶３の汚染を防止するために、シール材２に内側近傍に沿った第二の基板４の下面に遮光膜を設けらている。その詳細を以下に述べる。
【００６２】
図４(a) は、第二の基板４に形成された遮光膜８の平面図、図４(b) はその断面図である。図４(a) では、透明な第二の基板４を通してその裏側に形成された遮光膜８が示されている。遮光膜８は、枠状のシール材２の内側に沿った領域であって、表示領域９の外側に形成され、シール材２および表示領域９には重ならないように決められる。遮光膜８の形成領域がシール材２と重なったり近過ぎれば、シール材２に硬化されない部分が生じるので、遮光膜８とシール材２との間にはわずかな隙間を設けることが好ましい。また遮光膜８は、第二の基板４の上側に形成してもよいが、遮光精度の点からは第二の基板４の下側の方が好ましい。
【００６３】
遮光膜８は、表示品質を高めるために第二の基板４に形成されるブラックマトリクス膜を構成する膜（例えばクロム膜）をパターニングして形成すると、製造工程を複雑化させることはない。シール材２を硬化させるために紫外線を照射する際には、第一及び第二の基板１．４の外部に図４(b) のような遮光マスク１０を置いて表示領域９の紫外線照射を防止する。遮光膜８による遮光領域は表示領域９とシール材２の形成領域との間に限られているからである。
【００６４】
また、紫外線を第一の基板１の側から照射してシール材７を硬化させる場合は、遮光膜を第一の基板１側に設けてもよいが、第一の基板１にはバスラインなどの配線がAlなどの金属で形成されており、そのため遮光膜は絶縁性材料で形成することが好ましい。このように、遮光膜８を設けることによって、シール材２近傍の液晶３に照射される紫外線量を大幅に少くすることができるので、紫外線照射によるシール材２と液晶３との反応を低減し、液晶７の汚染を極めて少くすることができる。しかも外部の遮光マスク１０によって表示領域での液晶とシール材２の微量な分子との反応を防止して液晶７の汚染の発生を抑制している。
【００６５】
以上のように、本実施例では、シール材近傍にある液晶の紫外線照射を防止するようにしているので、紫外線照射によるシール材硬化の際に、シール材２と液晶４の反応による液晶の汚染を回避できる。シール材としてＴ−４７０（カチオン重合型、長瀬チバ製、１０万ｃｐ）を用い、上記したように遮光して液晶電気抵抗の低下を電圧保持率の評価により行ったところ、液晶保持率の低下は殆ど見られなかった。なお、液晶３として、ＺＬＩ−４７９２（メルク製）を用い、シール材２の紫外線の照射条件は５０００mJ/ cm2 とした。
【００６６】
なお、紫外線をビーム状にして枠状のシール材２のみに照射してもよく、この場合には、遮光膜を用いる必要はなくなる。
【００６７】
（第３の実施例）
本発明の第３実施例に係る液晶表示パネルの製造方法は、第１の実施例で説明したものと全体的な流れは同じであるが、対向する２枚の基板を封止するためのシール材の形成方法が異なる。
【００６８】
図５(a),(b) は、液晶が封入された状態にある液晶表示パネルの平面図及び断面図である。図５(a) において、パネル内のシール材２ａの外側にシール材２ｂが形成されており、シール材２ａの内側には液晶３が封入されている。シール材２ａと２ｂの間の空間は真空であり、シール材２ｂの外側は大気である。このような２重のシール材２ａと２ｂを形成するためには、第一及び第二の基板１、４を重ねる前に、真空中で第一の基板１にシール材２ａ、２ｂを付着させる。そして、第一及び第二の基板１、４を重ね合わせて接着し雰囲気を大気圧にすると、第一及び第二の基板１、４が引き寄せられて液晶３がシール材２ａの内部に充填される。このとき、シール材２ｂの外側は大気圧になるが、シール材２ａとシール材２ｂとの間は真空のままである。
【００６９】
周囲の雰囲気を大気圧にして液晶３を基板間に封入する際、液晶３がシール材２ａの内側に完全に充填されるまではシール材２ａの内側はほぼ真空である。しかし、このようにシール材を２重に設けることによって、シール材２ａの外側も真空にした状態にすることができる。したがって、シール材２ａの内外に急激な圧力差が生じるのを防ぐことができ、シール材２ａの封止不良の発生を回避することができる。
【００７０】
また、液晶３の封入が完了し少なくともシール材２ａを硬化させた後で、第二の基板４のシール材２ａよりも外側は切断して取り除かれる。そのため、シール材２ｂの材料はあまり限定されず様々な材料を使用することができる。このように、シール材の枠を２重に設けることによって、封止不良を低減でき液晶パネルの歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１(a) 〜(e) は、本発明の第１の実施例に係る液晶表示パネルの製造方法を概略的に示す断面図である。
【図２】図２(a) は本発明の第１実施例に使用する電磁開閉先端ニードル式の液晶ディスペンサの概略を示す断面図、図２(b) はティスペンス時間とディスペンス量の関係を示すグラフとディスペンス時間の経過に沿った単位時間当たりのディスペンス量の変化を示すグラフである。
【図３】図３は、電磁開閉先端ニードル式の液晶ディスペンサによるショット回数とディスペンス量の関係を示すグラフである。
【図４】図１に示した液晶表示パネルの製造方法の一工程を詳細に示し、図４(a) は平面図、図４(b) は断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る液晶表示パネルの製造方法の一工程を示し、図５(a) は平面図、図５(b) は断面図である。
【図６】液晶表示パネルの製造方法を概略的に示し、図６(a) 〜(c) はそれぞれ各工程を示す斜視図である。
【図７】従来の液晶表示パネルの製造方法により生じたシール材の封止不良を示す平面図である。
【図８】従来の液晶表示パネルの製造方法において、パネル内の異なる位置の液晶の電圧保持率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１、４、２１、２４ 基板
２、２ａ、２ｂ、２２ シール材
３、２３ 液晶
５ スペーサ
６ セル
７ 紫外線
８ 遮光膜
９ 表示領域
１０ 遮光部材
１１ 液晶収納器
１２ キャップ
１３ 通液孔
１４ ニードル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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