(57)【要約】【課題】基板に最適条件でシール材を塗布する液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】一方の基板１１の周辺に沿ってシール材１４を塗布した後、他方の基板を貼り合わせて液晶表示素子を作製する際、シール材１４の塗布断面積に等しく、かつ同じ幅の溝が複数形成された測定用基板１５を用意し、複数の溝１６に異なる塗布条件でシール材１４を塗布し、レーザー変位計を用いて各溝１６に塗布されたシール材１４の表面を計測して、測定用基板１５の表面からの各溝１６に塗布されているシール材１４の表面までの高さを求め、高さと各溝の幅とから誤差断面積を算出し、シール材１４と等しい断面積で形成されている各溝１６の断面積に誤差断面積を加算して総和塗布断面積を算出し、総和塗布断面積を基に選択される最も良い塗布条件を用いてシール材１４の塗布を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の周辺に沿ってシール材を塗布した後、第２の基板を前記シール材を介して前記第１の基板に貼り合わせ、前記シール材を介することによって生じる間隙に液晶を封入して作製する液晶表示素子の製造方法において、
前記シール材の塗布断面積に等しく、かつ同じ幅の溝が複数形成された測定用基板を用意し、前記複数の溝のそれぞれに異なる塗布条件で前記シール材を塗布する工程と、
次に、レーザー変位計を用いて各溝に塗布された前記シール材の表面を計測して、前記測定用基板の表面からの前記各溝に塗布されている前記シール材の表面までの高さを求め、前記高さと各溝の幅とから誤差断面積を算出し、前記シール材と等しい断面積で形成されている前記各溝の断面積に前記誤差断面積を加算して総和塗布断面積を算出する工程と、
前記総和塗布断面積の中から前記シール材の塗布断面積に最も近い前記塗布条件を用いて、前記シール材を前記第1の基板の周辺に沿って塗布する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造方法に係り、特に、２枚のガラス基板を所定の間隔で重ね合わせる工程におけるシール材塗布量の適正管理を行う液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像信号を画像表示するのに液晶表示素子が用いられる。この液晶表示素子は、所定の間隔で対向する２枚のガラス基板の周囲をシール材で封止し、中に液晶が注入される構造をしている。
【０００３】
液晶表示素子の製造工程において、一方のガラス基板の周辺部に沿ってシール材を塗布した後に、他方のガラス基板を重ねて押さえることにより、２枚のガラス基板がシール材をスペーサとして所定の間隔を隔てて周辺部が固定されて封止されるが、このとき、シール材の塗布量が少なすぎると封止（密封）が不完全になるおそれがあり、多すぎるとシール材が広がりすぎて２枚のガラス基板の周辺部からはみ出すことになる。
【０００４】
そこで、この製造工程ではシール材の塗布量を常に一定にするための管理が必要になり、塗布された量が適正であるかを判定するため、２枚のガラス基板の重ね合せを行う前の状態で塗布断面積（盛り上がり部分の面積）の計測が行われる。このとき、シール材のような粘性液体の塗布断面積の計測は非接触で行なう必要があるので、例えば特許文献１に示すレーザー変位計を用いて塗布されたシール材の表面高さの分布をミクロンオーダーで計測し、計測値から積分演算処理によって塗布断面積を求めるようにしている。
【０００５】
まず、特許文献１に記載されているようなレーザー変位計を用いて粘性液体の塗布断面積の測定を行う方法について図４を用いて簡単に説明する。
まずは図４に示すように、シール材４２が略半円状に塗布されたガラス基板４１の上方にレーザー変位計４３を配置する。レーザー変位計４３からレーザー光を照射して測定用レーザー光４４をシール材４２を横切るように走査し、ガラス基板４１及びシール材４２で反射した反射レーザー光４５をレーザー変位計４３内の測定部で計測するようにする。
この状態でガラス基板４１を図の左方向から右方向に所定の間隔でステップ状に動かし、その都度反射レーザー光４５をレーザー変位計４３の測定部で計測した後、レーザー変位計４３の測定部で計測を行ってシール材４２の表面高さの分布を計測する。ガラス基板４１の前面に亘って計測し終えた後、レーザー変位計４３内の演算部で塗布断面積を算出する。塗布断面積は、ガラス基板表面の変位量（高さ）を０とし、塗布断面積＝(所定の間隔×変位量)の総和で求められる。
【０００６】
しかしながら、上記の方法によるシール材４２の塗布断面積の測定は、測定誤差が多く発生するため、正確なデータを得るには繰り返し測定を行なわなければならない問題を有していた。すなわち、本来、シール材４２はレーザー光を十分反射する材料であることが望ましいのであるが、液晶表示素子の製造工程中で用いられるシール材４２のように半透明体で粘度が高く、また、盛り上がり部分の斜面の傾きが大きく塗布されるので、レーザー光の戻り量が少ないために測定誤差が生じることとなる。
【０００７】
上記の点に関して更に図５を用いて詳細に説明する。
同図は、シール材４２の盛り上がりの、左右の傾斜が急な位置にレーザー光が照射された場合を示している。この場合、レーザー変位計４３をシール材４２の上方に配置した場合には、レーザー変位計４３からシール材４２の右端側に照射されたレーザー光４４ａ及び、左端側に照射されたレーザー光４４ｂは、シール材４２の真上に照射されたレーザー光より傾斜が急な為に、レーザー変位計４３の測定部に反射されない夫々不要な反射レーザー光４６ａ及び４６ｂを発生するため、レーザー変位計４３の測定部に反射される反射レーザー光４５ａ及び４５ｂは極端に少なくなってしまう。したがって、このような少量の反射レーザー光を使用した測定では精度が悪く測定値に誤差が多くなるので断面積測定データの精度が悪かった。
【０００８】
このようなレーザー変位計を用いてシール材４２の塗布断面積を測定する場合の問題点に対して、下記特許文献２では、レーザー変位計の内部の演算処理部を変更し、塗布されたシール材４２の左右端側で反射された反射レーザー光に基づいた計測データは使用せずに、シール材４２の中央で反射されレーザー変位計４３の測定部に戻ってくる計測データだけを使用して断面積を演算することで上記欠点を回避している。
【特許文献１】特開平０７−１１３６１７号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、計測精度を向上させるために、シール材４２の中央で反射された反射レーザー光で計測できるようにレーザー変位計４３内部の演算処理部を改良するものであるので、既に所有しているレーザー変位計をそのまま使用して計測することができなかった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、ガラス基板に塗布されるシール材の塗布断面積を既存のレーザー変位計を使用しても精度良く計測できる液晶表示素子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】
【００１０】
本発明は、第1の基板の周辺に沿ってシール材を塗布した後、第２の基板を前記シール材を介して前記第１の基板に貼り合わせ、前記シール材を介することによって生じる間隙に液晶を封入して作製する液晶表示素子の製造方法において、前記シール材の塗布断面積に等しく、かつ同じ幅の溝が複数形成された測定用基板を用意し、前記複数の溝のそれぞれに異なる塗布条件で前記シール材を塗布する工程と、次に、レーザー変位計を用いて各溝に塗布された前記シール材の表面を計測して、前記測定用基板の表面からの前記各溝に塗布されている前記シール材の表面までの高さを求め、前記高さと各溝の幅とから誤差断面積を算出し、前記シール材と等しい断面積で形成されている前記各溝の断面積に前記誤差断面積を加算して総和塗布断面積を算出する工程と、前記総和塗布断面積の中から前記シール材の塗布断面積に最も近い前記塗布条件を用いて、前記シール材を前記第1の基板の周辺に沿って塗布する工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、塗布するシール材の塗布断面積をレーザー変位計で計測するにあたり、測定誤差が出ないように、塗布断面積の形状に急な傾斜部分が発生しない構造の測定用基板にシール材を塗布して測定するので、従来例のように、レーザー変位計の内部回路を変更することなく、そのまま使用して正確に塗布断面積を計測することが可能となる。こうして計測し管理された塗布量のシール材を用いるので、２枚のガラス基板を重ね合わせたときにシール材の幅が常に一定になり、高品質な液晶表示素子が製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る液晶表示素子の製造方法について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示素子の製造工程中におけるシール材の塗布断面積測定方法の実施例であり、（ａ）はシール材を塗布する状態を説明する図、（ｂ）は測定用基板の塗布状況を説明する図である。図２は、測定用基板の溝形状とシール材の塗布断面積の測定方法を説明する図で（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。図３は、測定用基板に塗布されたシール材の塗布断面積の測定状況を説明する図で、（ａ）は塗布量が適量より多い場合、（ｂ）は少ない場合である。
【００１３】
液晶表示素子の製造方法における各工程は、シール材の塗布断面積測定工程を除いては従来と同様であるのでその説明を省略する。
まず、シール材の塗布について説明する。図１（ａ）に示すように、内部に粘度の高いシール材１４が充填されたシリンジ１２を用いてガラス基板１１若しくは後述の測定用基板１５にシール材１４を塗布する。具体的には、シリンジ１２には図示しない外部からの一定圧力が加わるようになっており、これにより先端ノズル１３から一定量のシール材１４をガラス基板１１若しくは測定用基板１５上に押し出し、ガラス基板１１若しくは測定用基板１５を所定の一定速度で矢印の方向に動かしながら、シール材１４を塗布する。このときシール材１４は一定の断面積を持つ一本の棒状態となって塗布される。
【００１４】
なお、このとき、前記シリンジ１２に加える圧力は同一であっても、押し出されるシール材の塗布量はそのときにセットされたシール材の粘度や環境温度等で変わるものである。
【００１５】
本実施例においては、ガラス基板１１にシール材１４を塗布する前に、塗布量の測定用に用意した測定用基板１５にシール材を塗布する。
図１（ｂ）に示すように、複数の同じ幅の溝１６が形成された測定用基板１５を用意する。シール材１４はこの溝１６の中に押し出される。また、この複数の溝１６はガラス基板１１上に適量のシール材１４を塗布したときの塗布断面積と同じ断面積となるように形成され、その断面形状はＶ字状、矩形状、半円形状等を有している。
【００１６】
複数の溝１６には、シリンジ１２から吐出するシール材１４の吐出量を順次変化させて塗布する。
シール材１４の吐出量を変化させるには、シリンジ１２に加える圧力を制御することで行うことができる。図１（ｂ）には４種類の吐出量で測定を行う例を示している。
【００１７】
ここで、溝１６の断面形状をＶ字状にした場合のシール材１４の塗布断面積を求める方法について説明する。同図（ａ）はＶ字型の溝形状を持つ測定用基板２１にシール材１４が塗布されている状態の斜視図である。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、シール材１４の塗布断面積の測定はレーザー変位計２４を使用して行う。レーザー変位計２４から出射した測定用レーザー光２５をシール材１４に向かって照射し、このシール材１４で反射した反射レーザー光２６をレーザー変位計２４で検出する。測定用レーザー光２５は塗布されたシール材１４の上面を横切って走査するよう測定用基板２１を左から右方向に所定の間隔でステップ状に動かし、その都度変位量（高さ）を計測する。計測が終わった後に高さの分布から演算により塗布断面積に換算して求める。
【００１９】
このとき、測定用基板２１の溝部分の断面積は既知であるから、シール材１４の塗布断面積はこの部分を除いて演算すれば良いことになる。すなわち、測定した変位量と測定用基板２１の上面の高さとの差に前記所定の間隔を乗じた値の総和を溝部分の既知断面積に加えるか若しくは減じることでシール材１４の塗布断面積は得られる。
【００２０】
次に、図３を用いて、シール材１４の塗布量が適量より多い場合と少ない場合の測定状態を説明する。同図（ａ）はシール材１４の塗布量が適量より多い場合で、この場合は図示したように、シール材１４は測定用基板２１の上面から上に盛り上がる。しかし、シール材１４の表面から反射されるレーザー変位計２４の反射レーザー光２６が大幅に増えるため精度良く測定できる。また、このとき、変位量の値を測定用基板２１の上面からの差として計測しておくことで、後の断面積の演算が簡単になる。
【００２１】
同図（ｂ）はシール材１４の塗布量が適量より少ない場合で、この場合は、図示したように、シール材１４は測定用基板２１の上面からへこむことになる。しかし、へこみの傾斜は緩やかであるから、レーザー変位計２４の反射レーザー光２６が大幅に増えるため精度良く測定できる。また同様に、変位量の値を測定用基板２１の上面からの差として計測しておくことで、後の断面積の演算が簡単になる。
【００２２】
このようにして塗布量の異なる４種類のサンプルの塗布断面積を計測し、４種類のサンプルのうちで、予め決められた断面積に最も近いものを選び、選択されたサンプルの溝にシール材１４を塗布したときの塗布条件（シリンジに加える圧力や基板の移動速度等）を用いて、ガラス基板１１にシール材１４を塗布する。シール材１４の塗布方法は前記図１（ａ）を用いて説明した塗布方法で行う。
このように最適な塗布条件を事前に確認してから塗布を行うことで、ガラス基板１１に塗布されるシール材１４は常に予め決められている適量に管理された状態の塗布ができるようになる。
【００２３】
なお、測定用基板の溝形状はＶ字型に限ることなく、断面積を算出しやすく且つ加工性の良い均一の形状であれば良く、例えば、断面図で示した図２（ｂ）に示す測定用基板２２、２３に示すような方形や半円形の溝形状であっても良い。更に、塗布したシール材が溝１６全体に浸透しやすくするために、溝１６部分に磨きをかけ濡れ性を向上させると良い。
また、上記のごとく、本実施例では測定用に塗布されたシール材１４は、溝１６に充填されるのでシール材の上面はほぼ平らになることから、レーザー変位計で測定した値の上限値及び下限値を予め設定しておき、この値を超えない塗布量のサンプルを良しとする判定で塗布量を管理するようにしても良い。
【００２４】
以上詳述したように、本発明に係る実施例では、液晶表示素子の製造工程中におけるシール材の塗布断面積をレーザー変位計で計測するにあたり、塗布断面積の形状に急な傾斜部分が発生しない構造の測定用基板にシール材を塗布して測定するので、従来例のように、レーザー変位計の内部回路を変更することなく、そのまま使用して正確に塗布断面積を計測することが可能となり、こうして管理された塗布量のシール材を用いるので、ガラス基板を重ね合わせたときにシール材の幅が常に一定になり高品質な液晶表示素子が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る実施例で、（ａ）はシール材を塗布する状態を説明する図、（ｂ）は測定用基板の塗布状況を説明する図である。
【図２】本発明に係る実施例で、測定用基板の溝形状とシール材の塗布断面積の測定方法を説明する図で（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明に係る実施例で、測定用基板に塗布されたシール材の塗布断面積の測定状況を説明する図で、（ａ）は塗布量が適量より多い場合、（ｂ）は少ない場合である。
【図４】レーザー変位計を用いてシール材の塗布断面積を測定する方法を示した図である。
【図５】シール材に照射されたレーザー光の反射状況を説明する図で、傾斜の急な部分を測定する場合の図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１…ガラス基板
１２…シリンジ
１３…先端ノズル
１４…シール材
１５…測定用基板
１６…溝
２１…測定用基板（Ｖ字溝）
２２…測定用基板（方形溝）
２３…測定用基板（半円形溝）
２４…レーザー変位計
２５…測定用レーザー光
２６…反射レーザー光
【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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