(57)【要約】      （修正有）【課題】紫外線照射によるシール材の予備硬化を必要とせず、より効果的に鬆入り現象を防止する液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】一対の基板２、３を、シール材４を介して貼り合わせる液晶表示装置の製造方法であって、上下基板２、３ともにシール材４を描画する描画工程と、上基板２又は下基板３のシール材４で囲まれた領域に液晶５を配置する液晶配置工程と、前記上基板２のシール材４と前記下基板３のシール材４とを一体化させることにより上下基板２、３を貼り合わせる貼り合わせ工程と、シール材を硬化させるシール材硬化工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板を、シール材を介して貼り合わせる液晶表示装置の製造方法であって、
上下基板ともにシール材を描画する描画工程と、
上基板又は下基板のシール材で囲まれた領域に液晶を配置する液晶配置工程と、
前記上基板のシール材と前記下基板のシール材とを接合させることにより上下基板を貼り合わせる貼り合わせ工程と、
シール材を硬化させるシール材硬化工程と、を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記描画工程において、上下基板ともに、前記シール材は閉じた環状に描画されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記描画工程において、上下基板の対応する位置にシール材を配することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記描画工程の後、前記シール材の予備硬化工程を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記シール材が紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記シール材が熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記予備硬化工程は、加熱により行うことを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の基板を貼り合せる方法の一つに、封口レス（ＯＤＦ）方式がある。この封口レス方式は、上下基板のどちらか一方にシール材を描画し、且つ、上下基板を貼り合わせた時にシール材で囲まれた領域に液晶層が形成できるように、片方の基板上に所定量の液晶を塗布した状態で、上下基板をシール材を介して貼り合せるというものである。また、貼り合わせをした後には、シール材部分を紫外線照射などにより硬化させる。
このような封口レス方式においては、セル容積に対して少しでも多くの液晶を塗布した状態で上下基板を貼り合わせると、シール材にセルの内側から過剰分の液晶による圧力がかかり、鬆入り現象が生じる。液晶の塗布量を少しの誤差もなく制御するのが困難であるのが現状であり、このため、前記の鬆入り現象の対策として、上下基板を貼り合わせる前に、紫外線照射などによりある程度シール材を硬化させておく（予備硬化）という方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−１０７５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように、上下基板を貼り合わせる以前にシール材を紫外線照射で予備硬化させるという方法は、シール材を固めすぎない程度に硬化させるための紫外線照射量の制御が困難であり、シール材を固めすぎてしまうと接着力の低下が起きるという問題もある。
したがって、本発明は、紫外線照射によるシール材の予備硬化を必要とせず、より効果的に鬆入り現象を防止する液晶表示装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を行った結果、鬆入り現象はその初期の段階が特にシール材と基板との界面において発生しているということを見出し本発明の完成に至った。より具体的には、シール材を最初に描画しなかった側の基板とシール材との界面で起こりやすく、前記界面以外のシール材部位では起こりにくいことを発見した。
すなわち、本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板を、シール材を介して貼り合わせる液晶表示装置の製造方法であって、上下基板ともにシール材を描画する描画工程と、上基板又は下基板のシール材で囲まれた領域に液晶を配置する液晶配置工程と、前記上基板のシール材と前記下基板のシール材とを接合させることにより上下基板を貼り合わせる貼り合わせ工程と、シール材を硬化させるシール材硬化工程と、を備えることを特徴とする。上下基板ともにあらかじめシール材を描画し、この上下基板のシール材を接合させ上下基板を貼り合わせることで、液晶セル全周において基板とシール材との界面の密着性が増し、液晶がシール材の内周方向よりシール材を圧迫しても、鬆入り現象が発生することを抑制できる。
【０００５】
前記描画工程において、上下基板の対応する位置にシール材を配することが好ましい。本発明の液晶表示装置の製造方法は、上下基板ともにシール材を描画し、後述する基板の貼り合わせ工程において、上下基板のシール材が一体化することを特徴とする。すなわち、液晶セル全周において閉じた環状のシール材を配し、基板とシール材との界面の密着性を高めることができれば、上基板と下基板に配するシール材の位置は厳密に対応していなくてもよく、また、シール材の総合量の半分ずつを各基板に描画しなくてもよい。より好ましくは、シール材の総量の半分ずつを上下基板の周辺の対応する位置に均等に描画すれば、セル全周において基板とシール材との界面が最も強くなり、また簡便な方法で鬆入り現象を効果的に防止できるのでよい。
【０００６】
また、前記描画工程の後、前記シール材の予備硬化工程を備えることが好ましい。予備硬化工程を備えることによって、上下基板を貼り合わせる以前にシール材の強度が増し、したがって上下基板を貼り合わせた際、液晶による圧力に対する耐久性が高まる。シール材は紫外線硬化型樹脂であっても熱硬化型樹脂であってもよく、どちらの場合でも前記予備硬化工程は、加熱により行うことが好ましい。予備硬化においては、シール材を固めすぎず適度に硬化させる必要があるが、加熱による予備硬化は、紫外線照射量を制御する場合と比べて温度や時間などで制御しやすいため、紫外線照射による予備硬化よりも好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の液晶の製造方法を図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
まず、本実施形態の液晶表示装置の製造方法により得られる液晶表示装置について説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示装置について、各構成要素を対向基板側から見た平面図である。図１において、本実施形態の液晶表示装置１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０とがＵＶ硬化＆熱硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状（環状）に形成されており、液晶注入口を備えていない構成となっている。
【０００８】
シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する二辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板１２０のコーナー部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【０００９】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape  Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。さらに、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。また、このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、複数の画素がマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素の各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ（スイッチング素子）が形成されているが、これらについても図示を省略する。
【００１０】
図２は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法の一部工程を示したフローチャートである。
図２に示すように、本実施形態の液晶表示装置の製造方法は、ＴＦＴアレイ基板と対向基板上に液晶を封止するシール材をそれぞれ描画するシール材の描画工程と、描画したシール材の予備硬化工程と、前記基板上のシール材で囲まれた領域に液晶を配する液晶配置工程と、これらの工程を経た基板同士をシール材が接合により一体化するように貼り合わせる貼り合わせ工程と、シール材を紫外線照射で硬化させるシール材硬化工程からなる。
また、シール材の描画工程以前に、シール材や液晶を所定の位置に描画・塗布することができるようにアライメントマークを形成し、このアライメントマークにしたがって基板の位置決めを行うアライメント工程を設けるが、ここではアライメント工程についての説明を省略する。
【００１１】
図３及び図４は、本実施形態に係る液晶表示装置１を模式的に示した断面図である。図３は、液晶配置工程後であって基板の貼り合わせ工程前の状態を、図４は、基板の貼り合わせ工程後の状態を表している。液晶表示装置１の容量は、すなわち、図４に示すように基板２、３を貼り合わせた後、シール材４と両基板２、３で形成された空間は、（シール内面積）×（ギャップ制御材径）の液晶５を収容するものである。
【００１２】
図３及び図４に示すように、液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板３及び対向基板２の周辺部にはシール材４が配されており、また、ＴＦＴ基板３上のシール材で囲まれた領域には液晶５が配置されている。なお、ＴＦＴ基板３及び対向基板２において、ＴＦＴ素子や周辺見切り等は省略してある。
また、図３及び図４においてギャップ制御材は省略されている。ギャップ制御材とは、液晶セル厚を制御するためのものであり、例えば、セルギャップの寸法とほぼ同じ直径の略急形状の物質をシール材に混ぜたりすることができる。また、シール材に含まれず、基板から柱状に突出して形成されたもの等さまざまなものを使用することができる。
【００１３】
＜シール材の描画工程＞
ＴＦＴ基板３及び対向基板２は、石英ガラスからなる基板である。最初に、これらの基板２、３に対して、シール材４を描画する。
図３に示すように、シール材４は、基板２、３において互いに対応する位置に配されており、基板を貼り合わせた際一体化するように描画される。
シール材４は、粘性を有するエポキシ系やアクリル系の樹脂を用い、紫外線による硬化（ＵＶ硬化）処理と熱による硬化処理とを併用して硬化させるＵＶ硬化＆熱硬化型あるいはＵＶ硬化処理のみで硬化を行う１００％ＵＶ硬化型があるが、本実施形態においてはＵＶ硬化＆熱硬化型を使用する。シール材４を基板２、３上に描画するには、基板２、３を貼り合わせた際、セル内側に接する面に、種々のディスペンス法によって上記シール材料を描画していく。この際、基板２、３の周辺の所定位置に幅０．１〜０．４ｍｍ、厚さ０．０１〜０．０４ｍｍに描画する。
【００１４】
このように上下基板２、３ともにシール材を描画することで、基板同士を貼り合わせるまでの間に、液晶表示装置１全周におけるシール材と基板の界面２１、３１の密着性が増す。したがって、基板の貼り合わせ後、液晶５がシール材４を基板中央側から圧迫しても、鬆入り現象を抑制することができる。なお、上下基板のシール材として、本実施の形態ではそれぞれ同一材料のものを用いて構成している。
【００１５】
＜シール材の予備硬化工程＞
シール材を描画した後、１０秒〜１２０秒（時間）した後、シール材の予備硬化工程を行う。
予備硬化工程においては、ホットプレートなど種々の加熱手段を用い、例えば、８０〜１２０℃の温度で１５〜６０秒間シール材を加熱する。紫外線照射によってもシール材を硬化させることができるが、予備硬化工程においては、シール材を弾力性や接着性を維持しつつ適度に硬化させる必要がある。加熱によりシール材を硬化させる方がよりシール材の硬化具合に対する微調整が利くため、予備硬化工程において加熱を行うことが好ましい。
【００１６】
＜液晶配置工程＞
次いで、液晶配置工程を行う。
液晶材料は、ＴＮタイプやＳＴＮタイプを用いることができる。このような液晶材料を、液滴吐出法など公知の技術を用いて、基板３上のシール材４で囲まれた領域に液晶５を適量塗布する。この際、シールから出来るだけ離れた位置に、滴下後の高さを出来るだけ低くするほうが良い。
液晶５を塗布する際、多少の誤差が生じて液晶５の総合塗布量が液晶セルの容量を超える場合がある。しかしながら、上述したように、シール材４は上下基板２、３ともに予め描画されており、さらに加熱によって予備硬化されているので、過剰液晶分がシール材を圧迫しても、鬆入り現象が発生しにくくなっている。
【００１７】
＜基板の貼り合わせ工程＞
液晶配置工程の後、上下基板２、３上のシール材４が一体化するように両基板２、３を貼り合わせる。貼り合わせ時に付与する圧力は、例えば１０５Ｐａ程度としている。上述の予備硬化工程において、シール材４は弾力性や接着性を維持した状態で保たれているため、上基板側のシール材と下基板側のシール材とを一体化することができる。また、上基板側のシール材と下基板側のシール材との界面４１においては、基板とシール材の界面２１、３１に比べて同素材同士であるので密着性がはるかに高い。
【００１８】
前述したように、基板の貼り合わせ工程を行うと、過剰液晶分がシール材４に基板中央側から圧力を加え、従来鬆入り現象が発生し、液晶表示装置の品質低下につながっていた。本実施形態においては、シール材の描画工程において、上下基板２、３ともにシール材を配置し、これらのシール材を一体化させて液晶を封止する。液晶セルの全周において、基板とシール材とのすべての界面の密着性が高く、鬆入り現象を防止する。さらに、シール材が予備硬化されているため、鬆入り現象をより一層抑制することができる。
【００１９】
＜シール材硬化工程＞
基板を貼り合わせた後、シール材硬化工程を行う。このシール材硬化工程においては、ＵＶランプや、加熱装置、可視光照射装置など、種々の装置を用いた方法が使用できるが、本実施形態においてはＵＶランプを用いた紫外線照射によってシール材４を硬化させる。紫外線照射は、例えば２０００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２程度の照射条件で行う。
このようにして得られた液晶表示装置１は、鬆入り現象が抑制され、表示品質の良好なものである。
【００２０】
以上、本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明はこの実施例に限定されないことは言うまでもなく、本発明の主旨を損なわない程度に適宜変更可能である。例えば、各工程の時間経過は、シール材料、液晶材料、セル厚等の条件により適宜決定されるべきものであり、本実施形態に限定されない。
また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板以外にもパッシブマトリクス基板にも適用できる。さらに、本実施形態においてはシール材を描画した後、シール材の予備硬化工程を設けたが、本発明はこの予備硬化工程を備えてなくてもよく、予備硬化を上下基板のうちどちらか一つのみ行うことも可能である。
液晶配置工程においては、液晶５を下基板（ＴＦＴアレイ基板）３側に配置したが、例えば、上基板（対向基板）２側に液晶５を配してもよい。上記の説明においては、シール材５の材料としてＵＶ硬化＆熱硬化型の材料を使用したが、本発明の液晶表示装置の製造方法は、１００％ＵＶ硬化型のシール材にも適用可能である。なお、１００％ＵＶ硬化型のシール材を用いる場合でも、予備硬化工程においては加熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る液晶表示装置の構成を示した平面図である。
【図２】本実施形態の液晶の製造方法の工程を示したフローチャートである。
【図３】基板の貼り合わせ工程前の液晶セルを示した断面図である。
【図４】基板の貼り合わせ工程後の液晶セルを示した断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１，１００…液晶表示装置、２，３…上下基板、４，５２…シール材、５、５０…液晶。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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