(57)【要約】【課題】  簡便な方法で、セル厚のばらつきを抑えることが可能な液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】  対をなす２枚の電極基板とシール材との間の領域に液晶層が設けられた液晶表示装置の製造方法において、前記電極基板上に液晶材料を塗布する際に、液晶塗布装置において前記液晶材料を所定の容器に貯め、前記容器内の液晶材料の重量を測定し、塗布される液晶材料の重量を管理する。【選択図】    図２
2005173465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層が設けられた液晶表示装置の製造方法において、
前記基板のうちの少なくとも一方の基板上に液晶材料を塗布する際に、前記液晶材料の重量を測定し、塗布される液晶材料の重量を管理することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
測定する液晶材料の重量が、一度の塗布量に相当す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】
前記液晶材料は、所定の容器に保持されてなり、
前記液晶材料を塗布する以前に前記容器内の液晶材料の重量を測定し、さらに、塗布した後の容器内の残りの液晶材料の重量を測定し、これらの重量の差に基づいて、塗布した液晶材料の重量を管理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】
前記液晶材料は、所定の容器に保持されてなり、
前記液晶材料を塗布する以前に前記容器内の液晶材料の重量を測定し、さらに、塗布している際の容器内の残りの液晶材料の重量を測定し、これらの重量の差が前記液晶材料の塗布する重量に相当すると、前記液晶材料の塗布を終了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５】
前記液晶材料を塗布する以前に、一方の前記基板上の周縁部に閉ざされた環状のシール材を形成し、他方の前記基板の前記シール材で囲まれた領域に対向する部位に液晶を塗布して貼り合わせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記液晶材料を塗布する以前に、一方の前記基板上の周縁部に閉ざされた環状のシール材を形成し、前記一方の基板の前記シール材で囲まれた領域に液晶を塗布して貼り合わせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
液晶材料を収容する容器と、前記容器に収容された液晶材料の重量を測定する測定手段と、該測定手段による測定量に基づいて前記容器から所定量の液晶材料を排出する駆動手段と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【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及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など種々の電気光学装置を構成する液晶表示装置の製造方法として、対をなす基板の一方の周縁部に、光硬化型樹脂などからなる閉口枠状のシール材を配置し、もう一方の基板の前記シール材で囲まれた領域に対向する部位に所定量の液晶材料を塗布し真空中で貼り合わせた後に大気開放するという方法（以下、滴下注入法と称す）がある。
このような液晶表示装置の製造工程において、液晶材料を塗布する際には、例えば、シリンジやディスペンサーなどを用い、これらの機器の液室から一定の容量の液晶材料を排出するということが行われている。
【０００３】
液晶表示装置においては、高い精密性が要求されており、製造工程において所定量の液晶を配することが重要である。液晶材料が塗布される際、塗布回数ごとに異なる量の液晶材料が塗布されると、基板ごとに液晶量が異なり、セル厚のばらつきなどの問題が生じる惧れがある。セル厚がばらつくと、液晶表示装置の明るさやコントラストなど所望の表示特性が得られなくなる。このような問題点を解決するため、例えば、液晶を塗布する以前の基板と塗布した後の基板の重さを測定し、これらの重量差によって塗布される液晶量を管理するということが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１４８６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の方法によると、液晶とともに基板の重さを量っているが、基板の重量と比較して液晶の重量は格段に小さく、かつ基板自体の重量にもばらつきが存在する。このような状況で、液晶を塗布する以前と後の基板の重量差、すなわち液晶の重量が精密に測定されるかどうか疑問が持たれる。さらに、上記の方法においては、最初に液晶を少なめに塗布し、液晶が塗布された基板の重量を測った後、残りの液晶を足すという作業を行っているため、手間がかかる。
本発明は、簡便な方法で、セル厚のばらつきを抑えること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している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討した結果、シリンジやディスペンサーなどの液晶塗布装置を用いて連続的に液晶材料を塗布すると、一定容量塗布される液晶材料の重量が減少していくことを知見した。これは、摩擦熱等により装置が熱を持つことで液晶材料が暖められ、その結果液晶材料が膨張していくことなどが原因と考えられる。例えば、ある液晶材料においては、温度が０℃の時と７０℃の時とではその比重が１．０５１５から０．９９６８に変化することを発見した。
【０００６】
そこで、本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が設けられた液晶表示装置の製造方法において、前記基板のうちの少なくとも一方の基板上に液晶材料を塗布する際に、前記液晶材料の重量を測定し、塗布される液晶材料の重量を管理することを特徴とする。本発明は、従来技術のように基板に塗布された液晶材料の重量を測定するのではなく、塗布される液晶材料の重量を測定するものとしているため、塗布対象である基板の重量が変化しても、微量な液晶量の変化をより精密に測定することが可能である。また、容量ではなく重量を測定するため、例えば液晶材料が熱を帯びて体積変化しても、常に一定重量の液晶を塗布することができる。これらの効果は、液晶表示装置を大量に生産する場合、特に有効である。本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、簡便な方法で液晶表示装置のセル厚のばらつきを抑えることができるようになる。
【０００７】
本発明のより具体的な方法として、例えば、測定する液晶材料の重量が、一度の塗布量に相当するのが良い。所定の重量の液晶材料を予め測定し、測定した全液晶材料を一度に塗布することができる。
また、前記液晶材料が所定の容器に保持されてなり、前記液晶材料を塗布する以前に前記容器内の液晶材料の重量を測定し、さらに、塗布した後の容器内の残りの液晶材料の重量を測定し、これらの重量の差に基づいて、塗布した液晶材料の重量を管理するものとしても良い。
前記液晶材料を塗布する以前に前記容器内の液晶材料の重量を測定し、さらに、塗布している際の容器内の残りの液晶材料の重量を測定し、これらの重量の差が前記液晶材料の塗布する重量に相当すると、前記液晶材料の塗布を終了するものとしても良い。
これらの方法のように、本発明によれば、一度の塗布によって所定量の液晶材料を精度良く基板上に配することが可能である。
【０００８】
上記の液晶表示装置の製造方法において、前記液晶材料を塗布する以前に、一方の前記電極基板上の周縁部に切れ目なくシール材を形成し、もう一方の基板の前記シール材で囲まれた領域に対向する部位に液晶を塗布した後、シール材を介して貼り合わせることができる。
或いは、前記液晶材料を塗布する以前に、一方の前記基板上の周縁部に閉ざされた環状のシール材を形成し、前記一方の基板の前記シール材で囲まれた領域に液晶を塗布して貼り合わせるものとしても良い。
このような滴下注入法と呼ばれる液晶表示装置の製造方法においては、真空注入法に比べて所定量の液晶材料を配することがセル厚（液晶層厚）を管理する上で大変重要である。本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、所定量の液晶を精度良く塗布することができるため、滴下注入法に好適に用いられる。なお、
【０００９】
本発明の液晶表示装置の製造装置は、液晶材料を収容する容器と、前記容器に収容された液晶材料の重量を測定する測定手段と、該測定手段による測定量に基づいて前記容器から所定量の液晶材料を排出する駆動手段と、を備えたことを特徴とする。
前述したように、液晶塗布装置において液晶材料の重量を測定することによって、装置が熱を帯びて液晶材料の体積が変化しても、微量な液晶材料の重量を正確に測定し、所定量の液晶材料を塗布することが可能である。本発明の液晶表示装置の製造装置は、液晶収容部に収容された液晶材料の重量を測定する測定部が設けられているため、前述した液晶表示装置の製造方法に好適に用いることができる。
【００１０】
本発明の液晶表示装置の製造方法を用いて製造された液晶表示装置は、先に述べたように所定量の液晶材料が精度良く配されているため、セル厚のばらつきが少ない。したがって、セル厚を基準としたコントラストや明るさなど種々の表示特性を良好に得ることができるようになり好ましいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、本発明の液晶表示装置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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
次に、本実施形態に使用する液晶表示装置の製造装置について説明する。
図２は、本実施形態に使用する液晶塗布装置（液晶表示装置の製造装置）を示した概略構成図である。図２に示す液晶塗布装置１０は、シリンジ（液晶収容部）１１と、シリンジ１１に接続された駆動部１４と、シリンジ１１内に収容された液晶材料１の重量を測定する測定部１３と、を備えている。この液晶塗布装置１０は、シリンジ１１先端部の滴下孔１２が、基板Ｐ上の所定位置上方に配されている。
【００１５】
駆動部１４は、ボールねじ１６とこのボールねじ１６を回転させるサーボモータ１５から構成されている。また、サーボモータ１５の作動は、図示しないコントローラによって制御されている。ボールねじ１６は、シリンジ１１のピストン１８に接続されており、ボールねじ１６が回転することによってシリンジ１１のピストン１８が上下動するようになっている。
シリンジ（液晶収容部）１１において、容器１７内の空間は密閉されており、容器１７には液晶材料１が収容されている。ピストン１８によって容器１７内部を加圧すると、液晶材料１が滴下孔１２を介して基板Ｐ上に塗布されるようになっている。
測定部１４は、駆動部１４とシリンジ１１に接続されており、シリンジ１１の容器１７に収容された液晶材料１の重量を測定する。具体的には、液晶材料１を収容する前の全体の重量Ｇ１と、液晶材料１を収容した後の全体の重量Ｇ２との差（Ｇ２−Ｇ１）から、液晶材料１の重量を測定するものとしている。
つまり、本実施形態に使用する液晶塗布装置においては、液晶を溜めておくシリンジ１１が液晶を塗布する機構に繋がって構成されており、該液晶を溜めておくシリンジ１１において塗布する液晶の重量を管理可能となっている。
【００１６】
以上のような液晶塗布装置１０を用いた液晶表示装置の製造方法を説明する。
まず、ガラス等からなる基板上に所定の配線、ＴＦＴ素子、画素電極、配向膜等を形成したＴＦＴアレイ基板１１０と、同じくガラス等からなる基板上に共通電極、配向膜等を形成した対向基板１２０とを用意する。そして、ＴＦＴアレイ基板１１０の周縁部に、未硬化のシール材を閉ざされた環状形態（閉口枠状形態）にて形成する。対向基板１２０をを基板Ｐとして、図２に示す液晶塗布装置１０により、ＴＦＴアレイ基板１１０のシール材内側となる部位に液晶材料１を定量滴下する。
【００１７】
このように対向基板１２０側に液晶材料１を滴下した後、ＴＦＴアレイ基板１１０を位置合わせした後にシール材を介して貼り合わせ、さらに光照射によりシール材を硬化させて図１に示す液晶表示装置１００を得るものとしている。
【００１８】
本実施形態は、基板Ｐにおいて、各基板を貼り合わせた後にシール材で囲まれる領域となる部位に、上記の液晶塗布装置１０を用いて所定量の液晶材料１を配するものとしている。なお、基板Ｐは、液晶表示装置１００におけるＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０のいずれでもよい。
【００１９】
シール材は、紫外線硬化型樹脂からなるシール材材料を、ディスペンサー等周知の方法で基板Ｐに対向するもう一方の基板上に配置する。シール材となる材料には、液晶表示装置１００のセル厚を制御するためのギャップ制御材が含有されていてもよい。また、シール材を形成した後、貼り合わせを行う以前にシール材を仮硬化させる等の処理を行うものとしてもよい。
【００２０】
図２に示した液晶塗布装置１０を用いて液晶材料を塗布する際には、シリンジ１１の容器１７内に一度に塗布する分の液晶材料１、例えば約１．２ｍｇを充填する。このとき、液晶塗布装置１０の測定部１３によって、充填した液晶材料１の重量を測定し、所定量に達するまで液晶材料１を充填する。容器１７内の液晶材料１が所定量の１．２ｍｇに達した時点で、液晶材料１の充填をやめる。
【００２１】
次いで、サーボモータ１５を作動し、ボールねじ１６を回転させることによって、ピストン１８を下降させる。この際、ピストン１８によって容器１７内の空間を加圧し、容器１７内の液晶材料１全てを滴下孔１２を介して基板Ｐ上の所定位置に塗布するものとしている。
【００２２】
なお、図２に示した液晶塗布装置１０を用いた定量塗布方法としては、以下のような方法を採用することもできる。
まず、図２に示した液晶塗布装置１０において、シリンジ１１の容器１７内に例えば１．２ｇ〜１２ｇの液晶材料１を充填する。次いで、駆動部１４を作動し、ピストン１８を下降させることで容器１７内の空間を加圧する。この加圧に伴い、容器１７内の液晶材料１は滴下孔１２を介して基板Ｐ上へ滴下される。ここで、容器１７内の液晶材料１の重量の減少を測定部１３によって測定する。容器１７内の液晶材料１の重量が１．２ｍｇ減少した時点で、モータ１５を停止し、ピストン１８の下降を停止するものとしている。
【００２３】
以上のような本実施の形態では、所定の重量が精密に測定された液晶材料１を基板Ｐに配することが可能である。液晶滴下を連続して行う場合、液晶塗布装置が熱を帯び、容器内の液晶材料１が暖められて体積が変化するが、本実施の形態では常に一定の重量の液晶材料１が塗布される。したがって、多数の液晶表示装置を製造する際、これら液晶表示装置のセル厚のばらつきが抑えられる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、ＴＦＴアレイ基板１１０上にシール材を塗布し、対向基板１２０の対応する領域に液晶を滴下するものとしているが、ＴＦＴアレイ基板１１０上にシール材を塗布し、ＴＦＴアレイ基板１１０のシール材内側に液晶を滴下するものとしても良い。
また、対向基板１２０上にシール材を塗布し、その対向基板１２０のシール材内側に液晶を滴下するものとしても良く、対向基板１２０上にシール材を塗布し、ＴＦＴアレイ基板１１０の対応する領域に液晶を滴下するものとしても良い。
【００２５】
以上、本発明に係る好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれら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、本実施形態において、液晶収容部がシリンジ１１である構成とされているが、本発明は、シリンジの他にもディスペンサーや液滴吐出装置を液晶収容部として適用できるものである。また、液晶塗布装置１０において、液晶材料１を収容する容器１７に対して、外部から液晶材料１を供給する手段等を適宜備えた構成でもよい。さらに、本実施の形態では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクスタイプの液晶装置の製造方法について説明したが、ＴＦＤ（薄膜ダイオード）を用いたアクティブマトリクスタイプの液晶装置、或いはパッシブマトリクスタイプの液晶装置にも本発明の製造方法を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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２】本実施形態に使用する液晶塗布装置（液晶表示装置の製造装置）を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…液晶材料、１０…液晶塗布装置（液晶表示装置の製造装置）、１１…シリンジ、１２…滴下孔、１３…測定部、１４…駆動部、Ｐ…基板
【図１】
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【図２】
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