(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極が形成された２枚の基板のうち一方の基板に液晶注入口を有する枠状のシール部を形成して他方の基板と貼り合わせ、前記液晶注入口が開口するように前記基板をそれぞれ切断してセルを形成したあと、前記シール部に囲繞された空洞に前記液晶注入口から液晶を注入し、セルの前記液晶注入口を封止材により封止する液晶表示素子の製造方法において、さらに、封止材により液晶を封止した前記セルを基板の表面が固定テーブル上面に対し平行となるようにして固定配置し、前記テーブルの上面から所定寸法上方を前記固定テーブルの上面と平行かつ前記セルの液晶注入口の形成辺方向に移動可能とされ、前記セルの表面に対し所定角度で傾斜させて配設されたカッター部材をスライド移動させて、前記セルの基板の表面に付着した過分な封止材を削り落とすことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記所定寸法は、当該セルの厚さ寸法に２０〜５０μｍの範囲内の間隔寸法を加えた寸法とされていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記所定角度は、４０〜５０°の範囲内の角度とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記セルの前記液晶注入口の形成された端辺部分を除く領域を前記固定テーブルの上面に載置し、前記セルの液晶注入口の形成された端辺部分を前記固定テーブルの一側に配設され前記固定テーブルに対して上面略面一とされた弾性部材の上面に載置することにより、前記セルの表面を固定テーブル上面に対し平行となるように配置す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素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の製造方法に係り、特に、液晶表示素子を構成する２枚の基板間に形成された空洞内に液晶を封止する封止材塗布後に、基板の側方へ垂れたり、はみ出したりした封止材を削り落とす方法に特徴のある液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子の製造工程においては、２枚の基板２，３をシール材により枠状パターンに形成塗布されたシール部を以て貼り合わせた後、熱圧着を行ってマルチ基板６を作製し、その後、前記マルチ基板６をスティック状あるいは単セル状に切断して液晶注入口５を開口させている。そして、その液晶注入口５から、貼り合わせた基板２，３間の空洞部分に液晶を注入し、その後、前記液晶注入口５を封止材８により封止するようになされている。この前記液晶注入口５の封止作業には、一般的に、樹脂封止材として２液性のエポキシ樹脂や光硬化性または可視光硬化性のアクリル系樹脂等をディスペンサやスプリングピン、あるいはローラ等で前記液晶注入口５に塗布・硬化させて封止する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示素子は基板２，３の軽量化、薄板化が進んでおり、例えば、プラスチック製の液晶表示素子（以下、プラスチック液晶表示素子１）では、基板厚で０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度と、非常に薄いものも使用されている。
【０００４】
しかしながら、このように基板２，３の厚みが薄くなると、図９（１）（２）に示すように、封止材８がその表面張力により基板２，３の端面から基板表面へ垂れたり、はみ出したりしやすく、そのため、塗布精度の向上が必要とされている。この問題は、前記基板２，３がガラス基板である場合には、基板２，３の表面に垂れたり、はみ出したりした封止材８を研磨やカッター等を用いてガラス基板を傷つけることなく除去することも可能であるが、前記基板２，３がプラスチック製基板である場合には、研磨やカッター等による強制除去の方法はプラスチック製基板に傷を付けやすく、また、封止材塗布量の調整などの製造条件管理が厳しく、作業性がすこぶる悪いという問題があった。
【０００５】
また、プラスチック液晶表示素子１において、液晶注入口５の解放端にダミーの注入口を連接させて延長させたシール部の設計を行い、液晶封止後に液晶注入口５とダミーの注入口との連接部分から基板を切断する方法も開発されているが、この方法は、作業工程において切断工程が増えること、封止材８の消費が増えること等、生産性やコスト面で問題があった。
【０００６】
ここで、前記基板２，３の端面から垂れたり、はみ出したりした封止材８を研究・観察したところ、図９（１）（２）に矢印で示すように、封止材８は基板２，３の端辺部分の膜厚が薄くなることが解った。
【０００７】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、基板の表面へ垂れたりはみ出したりした封止材を、前記基板を損傷することなく削り落として除去し、品質の安定した液晶表示素子の製造を可能とするとともに、生産性の向上を図ることが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ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の液晶表示素子の製造方法は、透明電極が形成された２枚の基板のうち一方の基板に液晶注入口を有する枠状のシール部を形成して他方の基板と貼り合わせ、前記液晶注入口が開口するように前記基板をそれぞれ切断してセルを形成したあと、前記シール部に囲繞された空洞に前記液晶注入口から液晶を注入し、セルの前記液晶注入口を封止材により封止する液晶表示素子の製造方法において、さらに、封止材により液晶を封止した前記セルを基板の表面が固定テーブル上面に対し平行となるようにして固定配置し、前記テーブルの上面から所定寸法上方を前記固定テーブルの上面と平行かつ前記セルの液晶注入口の形成辺方向に移動可能とされ、前記セルの表面に対し所定角度で傾斜させて配設されたカッター部材をスライド移動させて、前記セルの基板の表面に付着した過分な封止材を削り落とすことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、前記セルの基板の表面に付着した過分な封止材を前記セルの基板表面を傷つけることなく削り落とし、除去することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記所定寸法は、当該セルの厚さ寸法に２０〜５０μｍの範囲内の間隔寸法を加えた寸法とされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のように、前記所定寸法を設定することで、前述の効果を確実に得ることができる。
【００１２】
さらに、本発明は、前記所定角度は、４０〜５０°の範囲内の角度とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のように、前記所定角度を設定することで、前述の効果をより確実に得ることができる。
【００１４】
そして、本発明は、前記セルの前記液晶注入口の形成された端辺部分を除く領域を前記固定テーブルの上面に載置し、前記セルの液晶注入口の形成された端辺部分を前記固定テーブルの一側に配設され前記固定テーブルに対して上面略面一とされた弾性部材の上面に載置することにより、前記セルの表面を固定テーブル上面に対し平行となるように配置することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、セルの固定テーブルへの固定配設時に、その下面となる基板の表面の前記液晶注入口の周囲に付着する過分な封止材の突出寸法を前記弾性部材によって吸収することができるので、前記セルの表面を固定テーブル上面に対し平行となるように配置することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図８を参照して説明する。
【００１７】
まず、本実施形態の液晶表示素子を構成する基板２，３は、元はプラスチック製の大判の基板２，３であり、後に必要個数に分断して所望のプラスチック液晶表示素子１を得るようになされたものである。この２枚の基板２，３のうち、一方の基板２に対しては、パターニング工程および配向処理工程の加工を施しておく。具体的には、本実施形態の基板２，３には、薄板化が図られた０．１ｍｍ厚のプラスチック基板を用いる。そして、一方の基板２に透明電極を所定の形状にパターニングした後、配向膜を塗布焼成し、ラビング処理を行う。
【００１８】
その後に、基板貼り合わせ・パネル分断工程のシール材を塗布しシール部４を形成する。このシール材の塗布の方法は、スクリーン印刷法であっても、ディスペンサ描画法であってもよいが、塗布するときは、使用するスペーサの径寸法より厚く塗布しておき、後の基板貼り合せ工程において、前記スペーサの径寸法にまで押し延ばすようにする。
【００１９】
そして、このシール部４の形状は、本実施形態においては、図１に示すように、外方に突出する液晶注入口５を有する枠状とされている。
【００２０】
また、ここで用いるシール材としては、熱硬化タイプのシール材、例えば、エポキシ系の熱硬化型シール材の従来より用いている物性のものを使用する。そして、シール材塗布工程に続く貼合わせ工程に入る前に、プレキュア処理を行い、シール材のレベリングと溶剤除去を行う。
【００２１】
一方、対向する基板３に対しては、図示しない透明電極を所定の形状にパターニング形成し、配向膜を塗布形成し、ラビングした後、スペーサ（図示せず）を散布する。
【００２２】
次に、シール部４が形成された基板２と、スペーサが散布された基板３とをそれぞれの基板２，３上に形成した図示しないアライメントマークが合致するように精度良く重ね合わせ、熱圧着させてシール硬化の工程を経て、スペーサの径寸法と略同じ厚さの液晶層となるマルチ基板６を得る。
【００２３】
そして、大判のマルチ基板６を構成する基板２，３の前記液晶注入口５を開口させるための切断を行ない、プラスチック液晶表示素子１を構成するセル７を得る。
【００２４】
続いて、各セル７の前記シール部４に囲繞された空洞に前記液晶注入口５から液晶を注入する。前記セル７を面内ギャップを均一化させるための図示しない加圧治具にセットし、この状態で、前記加圧治具により所定の圧力を加え、加圧下で余分な液晶を吐き出させるようにして面内ギャップを均一にする。そして、前記注入口８を熱硬化性のエポキシ系樹脂、あるいは光硬化性又は可視光硬化性のアクリル樹脂等の封止材８により封止する。
【００２５】
なお、前記加圧治具により圧を加え、封止材８により液晶注入口５を封止する際のセル７は、図１に示すようにスティック状に形成されていてもよいし、個々のプラスチック液晶表示素子１のサイズの単セル状に形成されていてもよい。
【００２６】
続いて、前記液晶注入口５に塗布された封止材８のうち、基板２，３の表面に垂れたり、はみ出したりして塊となっている封止材８（以下、過分封止材塊８ａ）を除去する。
【００２７】
本実施形態においては、前記過分封止材塊８ａを自動的に削り落とす削り落とし装置９を用いて行う。そして、前記削り落とし装置９には前記セル７に残る封止材８の滓や液晶汚れを洗浄して除去し、その洗浄後の前記セル７を乾燥させる洗浄・乾燥装置１０が工程下流側にニュートラルゾーン１１を介して連設されている。また、前記削り落とし装置９より工程上流側には、図２に示すように、前記封止材８が塗布されたセル７を一連の封止材削り落としの加工工程に供給搬送させるためのローダー１２がニュートラルゾーン１３を介して連設されており、前記洗浄・乾燥装置１０のさらに工程下流側には、前記セル７を、一連の封止材削り落としの加工工程から引き取るためのアンローダー１４がニュートラルゾーン１５を介して連設されている。
【００２８】
以下、各装置の構成の概要を説明する。
【００２９】
まず、前記削り落とし装置９は、図３に示すように、セル７をその上面に吸着することにより固定可能とする、固定テーブルとしての吸着テーブル１６と、前記吸着テーブル１６の一側面に前記吸着テーブル１６に対して上面略面一に連設された帯状の弾性部材としての吸収スポンジ１７と、前記吸着テーブル１６の反吸収スポンジ１７側側面と前記吸収スポンジ１７の解放側面とにそれぞれ連設され、略平行に延在するスライドテーブル１８と、前記吸収スポンジ１７の延在方向にカッター部材１９を走行可能とした、図示しないカッター走行装置とを有している。
【００３０】
前記吸着テーブル１６は、セル７を載置するテーブル１６ａに複数形成された孔１６ｂから図示しない吸引装置を用いてエアを吸引することで、前記テーブル１６ａの上面にセル７を吸着させる構成とされている。そして、前記吸着テーブル１６の上面にはセル７の液晶注入口５が形成された端辺部分を除く領域を吸着させ、前記液晶注入口５が形成された領域は、前記吸収スポンジ１７上に位置するようにして前記セル７がセットされるように構成されており、本実施形態においては、前記吸収スポンジ１７の幅寸法は５ｍｍに形成されている。
【００３１】
なお、前記固定テーブルとしては、セルを固定載置できる構成であれば、本実施形態のように、吸引装置を利用してセル７をその上面に吸着させる構成のもの以外のものであってもよい。
【００３２】
また、前記スライドテーブル１８は平坦なガラス板又はステンレス鋼板により形成されており、その上面を、前記吸着テーブル１６および吸収スポンジ１７の上面から前記セル７の厚さ寸法と必要な間隔寸法（μｍ）とを加えた寸法分だけ上方に位相させて配設されている。前記間隔寸法は２０〜５０μｍが望ましく、本実施形態においては４０μｍとする。
【００３３】
なお、本実施形態においては前記スライドテーブル１８は前記固定テーブルとしての吸着テーブル１６の両側方に形成したが、前記吸収スポンジ１７が配設される一側方にのみ配設し、片持ち状態で後述するカッター部材１９を走行させる構成としてもよい。
【００３４】
また、前記カッター走行装置は、図示しないアーム部材により、下端縁を略水平に位置させるとともに前記カッター部材１９の面をセットされたセル７の上面に対し所定の角度に傾斜させて支持し、図示しない走行機構によって、前記カッター部材１９の下端縁両端を略平行に配設された前記スライドテーブル１８の上面にそれぞれ摺接させて、前記吸収スポンジ１７の延在方向に平行移動させるように構成されている。図４に示す前記カッター部材１９の傾斜角度（以下、カッター傾斜角という）はカッター部材の１９の走行方向上流側に開くようにして４０°〜５０°が望ましく、本実施形態においては４５°にセットした。
【００３５】
前記削り落とし装置９とその後工程を施すための洗浄・乾燥装置１０へのニュートラルゾーン１１には、過分封止材塊８ａの削り落としが完了した前記セル７の基板２，３表面を吸着させる吸着パット２０を有する図示しない複数本の吸着パットアームが配設されている。
【００３６】
洗浄・乾燥装置１０内は洗浄部と乾燥部とに分けられており、チャック部材２１を有する図示しない複数本のチャック式アームが配設されている。前記洗浄部には、純水を貯留させた第１洗浄槽、アルカリ系の洗剤液を貯留させた第２洗浄槽、前記洗剤液を洗い流すための純水を貯留させた第３洗浄槽を備えており、前記吸着アームに保持されたセル７を前記チャック式アームで挟持して前記各洗浄槽内において洗浄を施すように構成されている。前記各洗浄槽には図示しない超音波発振機が配設されており、純水とアルカリ系洗剤とを用いてセル７に対し洗浄を施すように構成されている。また、前記乾燥部には、前記チャック式アームがセル７を略水平に挟持した状態において、セル７の上下方向から乾燥可能なように図示しないエアナイフが配設されている。
【００３７】
次に、このように構成された一群の装置を用いる場合の過分封止材塊８ａの削り落とし方法を説明する。
【００３８】
本実施形態においては、まず、液晶を封止したセル７をローダー１２にセットし、ニュートラルゾーン１３を介して前記削り落とし装置９へ搬送する。
【００３９】
前記削り落とし装置９においては、図３に示すように、前記セル７を吸着テーブル１６にセットし、前記吸引装置を駆動させて吸着テーブル１６の上面にセルを吸着させる。その際、前記セル７の液晶注入口５が形成された領域は、前記吸収スポンジ１７上に位置するようにしてセットする。つまり、セル７のセット時に下面となる基板２，３の表面へ垂れたり、はみ出したりした過分封止材塊８ａを、前記吸収スポンジ１７の弾性により吸収して、セル７を吸着テーブル１６上にセットする。
【００４０】
吸着テーブル１６にセル７をセットすると、続いて、カッター部材１９を前記セル７の上面に対し、前記カッター走行装置を駆動させる。この駆動により、前記アーム部材が前記スライドテーブル１８の上面に沿って前記吸収スポンジ１７の延在方向に平行移動する。その際に、図５および図６に示すように、そのアーム部材に支持されたカッター部材１９の下端縁が前記セル７の表面から４０μｍ以上に突出する過分封止材塊８ａに食い込み、その過分封止材塊８ａを基板２，３の表面から削り落とすように除去する。
【００４１】
つまり、前述のように、過分封止材塊８ａは基板２，３の端辺部分の膜厚を薄くして側方へ垂れたり、はみ出したりしており、前記カッター部材８の下端縁がこの過分封止材塊８ａに対し、所定の角度で食い込み、係合することにより、過分封止材塊８ａを前記膜厚の薄くなった部分をもって、本来、封止材８として機能する他の封止材８から切り離すとともに、セル７の基板２，３の表面（界面）から過分封止材塊８ａを剥離させる。このとき、プラスティック製の基板２，３の界面に対する過分封止材塊８ａの密着力は小さいので、前記カッター部材１９により過分封止材塊８ａを容易に削り落とすことができる。
【００４２】
この過分封止材塊８の除去作業は、セル７の両表面に対して行う。
【００４３】
なお、前記セル７がスティック状に形成してある場合には、前記アーム部材の一走査で、前記スティックを構成する複数のセル７に対し、順次前記過分封止材塊８ａの除去を施すことができる。
【００４４】
このようにして、セル７の基板２，３の表面から過分封止材塊８ａを削り落とす方法は、セル７の基板２，３を傷つけて損なうこともない。
【００４５】
また、本実施形態においては、前記過分封止材塊８ａの除去が終了したセル７を、前記ニュートラルゾーン１１に配設された吸着パットアームにより、図７に示すように、前記セル７の上面端部に前記吸着パット２０を吸着させた状態で洗浄・乾燥装置１０へと搬送する。
【００４６】
そして、洗浄・乾燥装置１０内において、前記セル７を吸着パットアームから、前記チャック式アームに受け渡す。チャック式アームのチャック部材２１は、図８に示すように、セル７を略水平にした状態で上下方向からセル７の端部で、液晶表示領域以外の部分を挟持するようにする。
【００４７】
この状態で、前記洗浄部の、純水を貯留させた第１洗浄槽、アルカリ系の洗剤液を貯留させた第２洗浄槽、前記洗剤液を洗い流すための純水を貯留させた第３洗浄槽にこの順でセル７を浸漬させ、各洗浄槽に配設された超音波発振機を駆動させて微細な振動を貯留液体に対し与え、この振動する貯留液体によってセル７の基板２，３の表面に付着している封止材８の滓や液晶汚れ等を洗浄し、除去する。続いて、前記チャック部材２１により挟持したセル７を乾燥部に搬送し、前記乾燥部に配設されたエアナイフにより、セル７に乾燥を施す。
【００４８】
このようにして乾燥されたセル７を、前記ニュートラルゾーン１５を介して、前記アンローダー１４に収納する。
【００４９】
このように構成される一群の装置を用いることにより、セル７に傷を付けることなく、過分な封止材の削り落としが可能となり、薄板を用いたプラスチック液晶表示素子１の製造が可能となる。
【００５０】
また、前述のように、基板２，３の表面の過分な封止材の削り落とし後に、前記セル７を洗浄・乾燥させるまでの流れ作業を可能とする一群の設備を設けることにより、封止材８の滓や汚れ、液晶の汚れまでも洗浄除去することが簡単に行えるようになり、後工程での基板洗浄などの手間が省かれ、また、一の工程で過分な封止材の除去から基板の洗浄まで処理することができることから、工程の簡略化および生産性向上も図ることができる。
【００５１】
つぎに、前述した本発明の液晶表示素子の製造方法についての具体的な実験例を説明する。
【００５２】
０．２ｍｍ厚のプラスチック製の基板２，３を２枚貼り合わせて熱圧着し、マルチ基板６を作製し、各セル７の液晶注入口５を開口させ、液晶注入口５から各セル７にそれぞれ液晶を注入した後、封止材８を用いて前記液晶注入口５を封止した。このように封止材５により液晶注入口５を封止された状態の複数のセル７をキャリアを用いて一括して前記ローダー１２に搬入、セットした。
【００５３】
（１）実験例１
前記吸着テーブル１６の上面に載置するセル７の上面と、前記スライドテーブル１８の上面との間隔を１０μｍ〜７０μｍで１０μｍ単位に異ならせ、過分封止材塊８ａの削り落としテストを行った。なお、このときの前記カッター傾斜角は４５°に固定した。
【００５４】
その結果、１０μｍ以下では過分封止材塊８ａを除去することはできるが、セル７の厚みのバラツキによってはセル７の基板２，３の表面に傷を付けることがあることが解った。また、６０μｍ以上では、過分封止材塊８ａにカッター部材１９の下端縁が当接することなく、その封止材８の塊の上方をカッター部材１９の下端縁が素通りして、過分封止材塊８ａを削り落とすことができないことがあった。また、カッター走行装置の走行安定性をも考慮すると、前記吸着テーブル１６の上面に載置するセル７の上面と、前記スライドテーブル１８の上面との間隔寸法は２０〜５０μｍの範囲が望ましいことが解った。
【００５５】
（２）実験例２
前記吸着テーブル１６の上面に載置するセル７の上面と、前記スライドテーブル１８の上面との間隔を３０μｍに固定し、カッター傾斜角を２０°〜６０°の１０°単位に異ならせ、過分封止材塊８ａの削り落としテストを行った。
【００５６】
その結果、カッター傾斜角を４０°以下としたとき、過分封止材塊８ａの削り落としができず、また、６０°としたときには、過分封止材塊８ａの除去ができないことに加え、カッター走行装置の走行安定性も悪かった。よって、前記カッター傾斜角は４０°〜５０°が望ましいことが解った。
【００５７】
なお、本発明は、本実施形態の構成の削り落とし装置を用いなくても実施可能であるし、仮に、封止材除去を前記削り落とし装置により行う場合であっても、前記削り落とし装置以外の装置を必ず必要とするものではない。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る液晶表示素子の製造方法によれば、基板の表面に付着する過分な封止材を削り落とすことができ、しかも、前記基板を傷つけることを防止することができるので、基板の薄板化に対応して薄型のプラスチック製の基板を用いた液晶表示素子を提供することができる。
【００５９】
また、このように封止工程での封止垂れ防止対策として、特別な封止設備の必要がなくなり、ガラス基板を用いる場合と同じ封止設備での対応が可能となったことから、ガラス／プラスチック使用の流動管理もスムーズに行えるようになる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る液晶表示素子の製造方法に供されるセルの一例とそのシール部の形状を示す説明図
【図２】  本発明の液晶表示素子の製造方法を実施する装置を含む設備の一例を示す概略図
【図３】  本実施形態における液晶封止の際のセルのセット状態を示す説明図
【図４】  セルの基板表面に対するカッター部材の傾斜角度を示す説明図
【図５】  カッター部材、過分封止材塊、スライドテーブル上面およびセルの表面の位置関係を示す説明図
【図６】  図５に示す過分封止材塊がセルの基板の表面（界面）から削り落とされる状態を示す説明図
【図７】  吸着パットによるセルの吸着搬送の状態を示す説明図
【図８】  チャック部材によるセルの挟持搬送状態を示す説明図
【図９】  従来の液晶封止に関する問題点を示す断面模式図
【符号の説明】
１  液晶表示素子
２，３  基板
４  シール部
５  液晶注入口
６  マルチ基板
７  セル
８  封止材
８ａ  過分封止材塊
９  削り落とし装置
１０  洗浄・乾燥装置
１１  ニュートラルゾーン
１２  ローダー
１３  ニュートラルゾーン
１４  アンローダー
１５  ニュートラルゾーン
１６  吸着テーブル
１６ａ  テーブル
１６ｂ  孔
１７  吸収スポンジ
１８  スライドテーブル
１９  カッター部材
２０  吸着パット
２１  チャック部材
【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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【図９】
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