(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶表示装置を製造する方法であって、
前記一対の基板のうち一方の基板の周縁に、注入口のための開口をもつ枠状のシール材を形成し、
前記一対の基板を前記シール材を介して対向させて貼り合わせ、
前記一対の基板と前記シール材で区画された領域内に前記注入口から前記液晶を注入し、前記注入口を樹脂からなる封止材により封止し、
前記注入口からはみ出した封止材を回転する電着ダイヤモンドバーからなる研磨部材を使用して一定の高さに研磨して除去することを含み、
前記封止材の研磨は、前記注入口に対し一定の高さに配置された回転する研磨部材を一定の速度で回転させ、該封止材が設けられた一対の基板を該注入口の幅方向に平行移動して行われ、研磨時に飛散する切削粉は集塵機にて集塵する液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記一対の基板は、１１ｍｍ／秒ないし４５ｍｍ／秒の速度で平行移動される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電着ダイヤモンドバーの回転数は１００００ないし４００００回転／分である請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置の製造工程における液晶の注入方法として、真空注入方式が広く用いられている。
【０００３】
真空注入方式では、先ず、一対の基板のうちの一方の基板上に、液晶の注入口を開口させた枠状のシール材を描画し、一対の基板を貼り合わせる。次に、真空中で容器に溜めた液晶に一対の基板の液晶注入口側の端面を浸漬し、一対の基板とシール材で囲まれた領域内に液晶を注入する。その後、液晶の注入口を封止材により封止する。封止材としてＵＶ硬化可能なアクリル樹脂を用い、ディスペンス法により塗布する方法が知られている。
【０００４】
近年、情報機器の多様化等に伴い、液晶表示装置も小型化、軽量化が要求されている。
【０００５】
これらの要求に応えるために、液晶表示パネルのさらなる狭額縁化、薄型化を図る開発が盛んに行われている。しかしながら、液晶注入口を封止する封止材は、注入口からはみ出して高く盛り上がる傾向があるため、表示領域の外側の額縁を大きくする要因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５８５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、狭額縁化が可能な液晶表示装置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】
【０００８】
実施形態によれば、一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶表示装置を製造する方法であって、
前記一対の基板のうち一方の基板の周縁に、注入口のための開口をもつ枠状のシール材を形成し、
前記一対の基板を前記シール材を介して対向させて貼り合わせ、
前記一対の基板と前記シール材で区画された領域内に前記注入口から前記液晶を注入し、
前記注入口を樹脂からなる封止材により封止し、
前記注入口からはみ出した封止材を回転する電着ダイヤモンドバーからなる研磨部材を使用して一定の高さに研磨して除去することを含み、
前記封止材の研磨は、前記注入口に対し一定の高さに配置された回転する研磨部材を一定の速度で回転させ、該封止材が設けられた一対の基板を該注入口の幅方向に平行移動して行われ、研磨時に飛散する切削粉は集塵機にて集塵する液晶表示装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態にかかる液晶表示装置の製造方法を表すフローである。
【図２】封止材を研磨する前の液晶表示素子の構成の一例を表す概略図である。
【図３】封止材を研磨した後の液晶表示素子の構成の一例を表す概略図である。
【図４】実施形態にかかる液晶表示装置の一例の構成を表す概略図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】図５のスイッチ素子２２０を拡大した図である。
【図７】実施形態に使用される研磨装置の一例を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に、実施形態にかかる液晶表示装置の製造方法を表すフローを示す。
【００１２】
実施形態にかかる液晶表示装置の製造方法では、一対の基板と、一対の基板間に挟持された液晶層とを含む液晶表示装置を製造する。
【００１３】
図示するように、この方法では、まず、一対の基板のうち一方の基板の周縁に、注入口のための開口をもつ枠状のシール材を形成する（ＢＬ１）。
【００１４】
次に、一対の基板をシール材を介して対向させて貼り合わせる（ＢＬ２）。
【００１５】
続いて、一対の基板と前記シール材で区画された領域内に注入口から液晶を注入する（ＢＬ３）。
【００１６】
その後、注入口を樹脂からなる封止材により封止する（ＢＬ４）。
【００１７】
さらに、注入口からはみ出した封止材を回転刃を使用して一定の高さに研磨し（ＢＬ５）、液晶表示素子を得る。
【００１８】
得られた液晶表示素子を用いて液晶表示装置を形成することができる。
【００１９】
シール材は、例えばエポキシ樹脂，アクリレート樹脂等の材料を用いてディスペンス法で形成することができる。
【００２０】
液晶の注入は、真空注入方式を用いて行うことができる。
【００２１】
封止材は、例えばエポキシ樹脂，アクリル樹脂，アリル樹脂を使用し、液晶の真空注入の終了後、基板に圧力をかけて余分な液晶を排出させた後、注入口に適用し、基板にかけた圧力を解除することにより適当量を注入口から吸い込ませることができる。
【００２２】
図２及び図３に、封止材を研磨する前と封止材を研磨した後の液晶表示素子の構成の一例を表す概略図を示す。
【００２３】
図２に示すように、この液晶表示素子１０では、一対の基板のうち一方の基板１１上に、注入口２に相当する部分が開口された枠状のシール材１２が設けられ、一対の基板と枠状のシール材１２で囲まれた領域（セル）に液晶１３が注入され、セルの注入口２には注入口２を封止するための封止材３が設けられている。
【００２４】
封止材を研磨する前の液晶表示素子１０では、封止材３の一部が注入口２の外側に大きくはみ出している。また、シール材１１の端部を切断した際に例えばバリ５となって注入口２の外側にはみ出すことがある。
【００２５】
また、図３に示すように、封止材を研磨した後の液晶表示素子１０’では、はみ出した封止材３が研磨により一定の高さに削り取られている。
【００２６】
はみ出した封止材の注入口からの高さは、セルの大きさに応じて、例えば１５ないし  １００μｍにすることができる。
【００２７】
セルの大きさが、例えば４．３型（セル外形５６．６８×１０２．５０ｍｍ，画面サイズ５３．４６×９５．０４ｍｍ）、基板間の高さ０．３〜０．６ｍｍであるとき、注入口２の外側にはみ出した封止材の高さは例えば２００μｍである。研磨後の封止材の高さを例えば１５μｍにすることができる。
【００２８】
得られた液晶表示素子を用いて液晶表示装置を組み立てたところ、研磨前の液晶表示素子を用いた場合、額縁の幅は１．８ｍｍであり、研磨後の液晶表示素子を用いた場合、額縁の幅は１．５ｍｍである。
【００２９】
また、１２．１型（セル外形１７１．７×２６８．０ｍｍ，画面サイズ１６３．２×  ２６１．１２ｍｍ）、基板間の高さ０．４〜１．０ｍｍであるとき、注入口２の外側にはみ出した封止材の高さは例えば０．４ないし０．５ｍｍである。研磨後の封止材の高さは例えば０．０３〜０．１ｍｍにすることができる。
【００３０】
得られた液晶表示素子を用いて液晶表示装置を組み立てたところ、研磨前の液晶表示素子を用いた場合、額縁の幅は３．０ｍｍであり、研磨後の液晶表示素子を用いた場合、額縁の幅は２．６ｍｍである。
【００３１】
バリ５は、例えば０．０１〜０．２ｍｍ程度である。
【００３２】
シール材の大きさは、上記１２．１型、４．３型の場合、例えば貼り合せ後の幅０．５〜１．０ｍｍで、一対の基板のうち一方の基板に塗布し貼り合せ前のシール材の高さは２０〜３０μｍであり、他方の基板と貼り合せることによりシール材の高さ（厚み）は３から６μｍ程度にすることができる。
【００３３】
実施形態にかかる液晶表示装置の製造方法を用いると、注入口からはみ出した封止材を削り取って一定の高さに揃えることにより、注入口よりも外側の領域の面積を小さくすることができるので、狹額縁化が可能となる。
【００３４】
図４に、実施形態にかかる液晶表示装置の一例の構成を表す概略図を示す。
【００３５】
図示するように、液晶表示装置５００は、表示領域１２０を有するアレイ基板２００と、アレイ基板２００に所定の間隔をもって対向配置された対向基板３００と、表示領域１２０を駆動する図示しない集積回路とを備える。アレイ基板２００の下面には、光源となるバックライトユニットＢＬが配置される。バックライトユニットＢＬは、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等を備える。
【００３６】
図５に、図４のＡ−Ａ’断面図を示す。
【００３７】
また、図６は、図５のスイッチ素子２２０を拡大した図を示す。
【００３８】
図示するように、この液晶表示装置５００のアレイ基板２００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板２１０を有している。スイッチ素子２２０は、絶縁基板２１０上に配置され、例えば、アモルファスシリコンやポリシリコンなどによって形成された半導体層２４２を備えた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）を有している。
【００３９】
スイッチ素子２２０のゲート電極２２２は、絶縁基板２１０の上に配置されている。ゲート電極２２２は、図示しない走査線に接続されている（あるいは、ゲート電極２２２は、図示しないゲート線と一体的に形成されている）。スイッチ素子２２０のソース電極２２５は、図示しない信号線に接続されている（あるいは、ソース電極２２５は、信号線と一体的に形成されている）。スイッチ素子２２０のドレイン電極２２７は、画素電極２３０に接続されている。
【００４０】
スイッチ素子２２０の半導体層２４２は、ゲート電極２２２などを覆うゲート絶縁膜２４６上に配置されている。この半導体層２４２には、スイッチ素子２２０のソース電極２２５及びドレイン電極２２７がコンタクトしている。これらのソース電極２２５及びドレイン電極２２７は、層間絶縁膜２４４によって覆われている。
【００４１】
画素電極２３０は、絶縁膜２４０上において、各画素ＰＸに対応して配置されている。画素電極２３０は、絶縁膜２４０に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極２２７と電気的に接続されている。画素電極２３０は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。
【００４２】
対向基板３００は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板３１０と、第２表示素子部３００Ｂにおいて、液晶層４００を介して画素電極２３０と対向するように複数の画素ＰＸに共通の対向電極３３０を備えている。絶縁基板３１０上の一方の主面（つまり、液晶層４００と対向する面）には、第２表示素子部３００Ｂにおいて、各画素ＰＸを囲むブラックマトリクス３４０が配置されている。
【００４３】
さらに、対向基板３００は、第２表示素子部３００Ｂにおいて、絶縁基板３１０上の一方の主面に、カラーフィルタ層３２０を備えている。カラーフィルタ層３２０は、赤色画素ＰＸＲに対応して赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタ３２０Ｒと、緑色画素ＰＸＧに対応して緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタ３２０Ｇと、さらに、青色画素ＰＸＢに対応して青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタ３２０Ｂとを備えている。
【００４４】
なお、カラーフィルタ層３２０は、アレイ基板２００側に備えられていてもよい。また、対向基板３００は、カラーフィルタ層３２０の表面の凹凸を平坦化する比較的厚い膜厚で配置されたオーバーコート層などを備えて構成してもよい。
【００４５】
対向電極３３０は、第２表示素子部３００Ｂにおいて、液晶層４００を介して画素電極２３０に対向するように配置されている。対向電極３３０は、ブラックマトリクス３４０の上層、つまり、カラーフィルタ層３２０上に配置されている。対向電極３３０は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電性材料によって形成されている。
【００４６】
これらのアレイ基板２００と対向基板３００とは、スペーサＳＰによって所定のギャップをおいて配置されている。液晶層４００は、ギャップに封入された液晶分子を含む液晶材料で構成されている。
【００４７】
アレイ基板２００及び対向基板３００は、液晶層４００と接するように配置された一対の配向膜２５０及び配向膜３５０にそれぞれ覆われている。つまり、配向膜２５０及び配向膜３５０は、アレイ基板２００及び対向基板３００の液晶層４００側の主平面に液晶層４００と接するように配置されている。配向膜２５０及び配向膜３５０は、液晶層４００に含まれる液晶分子の配向を規制するようにラビング処理されている。
【００４８】
また、アレイ基板２００及び対向基板３００の外面（すなわちアレイ基板２００及び対向基板３００の液晶層４００と接する面とは反対の面）には、それぞれ光学素子２６０及び光学素子３６０が設けられている。これらの光学素子２６０及び光学素子３６０は、液晶層４００の特性に合わせて偏光方向を設定した偏光板などを含んでいる。
【００４９】
このような構成により、液晶表示パネルＬＰＮに対してアレイ基板ＡＲ側に配置されたバックライトユニットＢＬからのバックライト光を液晶表示パネルＬＰＮで選択的に透過し、画像を表示する。
【００５０】
アレイ基板２００は、表示領域外１３０において、シール材１１０の一部に注入口となる図示しない開口を有している。
【００５１】
図７に、注入口からはみ出した封止材の研磨装置の一例を表す概略図を示す。
【００５２】
図示するように、この研磨装置２０は、回転刃２３を持つルーター等の研磨部材、切削粉を集塵するための集塵装置２４、及び切削粉を飛散させないためのカバー２５を含む研磨処理部２７と、研磨処理部２７と隣接して配置され、液晶表示素子１０を吸着して載置し得る、平面方向に移動可能な吸着ステージ２１と、吸着ステージ２１に取り付けられ、液晶表示素子１０の注入口２を研磨処理部２７の決められた位置に導く位置決めガイド２２とを備えている。
【００５３】
ここで使用されるルーターは例えばローラ状の回転刃２３、図示しない回転駆動部、及び回転駆動部と回転刃２３を接続するシャフト２６等を含む。回転刃２３は、注入口２に対し所定の高さｈに配置されている。なお、図７では、回転駆動部は、回転刃２３に対しシャフト２６を介して垂直方向に配列されており、回転刃２３と重なるため図示していない。
【００５４】
この研磨装置２０において、はみ出した封止材３を持つ液晶表示素子１０は、例えば位置決めガイド２２で固定した後に吸着ステージ２１に吸着させて固定される。注入口２からはみ出した封止材３の研磨は、注入口２に対し一定の高さに配置された回転刃２３を一定の速度で回転させ、ステージ２１に載置された液晶表示素子１０を注入口２の幅方向に平行移動して行われる。尚、研磨時に飛散する切削粉は集塵機２４にて集塵する。
【００５５】
回転刃としては、例えば電着ダイヤモンドバーを用いることができる。
【００５６】
電着ダイヤモンドバーを用いると、基板や液晶等に損傷を与えることなくはみ出した封止材を容易に研磨することができる。
【００５７】
電着ダイヤモンドバーの回転数は好ましくは１００００ないし４００００回転／分、さらに好ましくは２８０００ないし３２０００回転／分にすることができる。
【００５８】
電着ダイヤモンドバーの回転数は１００００回転／分未満であると、封止材の研磨面品位が低下しやすくなる傾向があり、４００００回転／分を越えると、封止材のダメージ発生しやすくなる傾向がある。
【００５９】
液晶表示素子１０を載置したステージ２１は、１１ｍｍ／秒ないし４５ｍｍ／秒の速度で平行移動することができる。
【００６０】
１１ｍｍ／秒未満であると、生産性が悪くなる傾向があり、４５ｍｍ／秒を越えると、封止材の削り精度が低下する傾向がある。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
２…注入口、３…封止材、１１…シール材、２３…回転刃、２００，３００…基板、４００…液晶層、５００…液晶表示装置
【図１】
0005887129.tif 000002
【図２】
0005887129.tif 000003
【図３】
0005887129.tif 000004
【図４】
0005887129.tif 000005
【図５】
0005887129.tif 000006
【図６】
0005887129.tif 000007
【図７】
0005887129.tif 000008