(57)【要約】【課題】  液晶やスペーサの膨張または収縮による液晶表示素子の変形を低減し、表示品質を高く維持することができる。【解決手段】  本発明にかかる液晶表示装置の製造方法は、内面を対向して設けられた一対の透明基板間で液晶を挟持して構成される液晶表示装置の製造方法であって、一対の透明基板のうち一方の内面にスペーサを散布し（ＳＴ３０４）、一対の透明基板の周囲をシール材により接合し（ＳＴ３０５）、一対の透明基板とシール材により囲われた閉空間に液晶を注入し（ＳＴ３０７）、高温環境下でスペーサおよび液晶を熱膨張させた状態で（ＳＴ３０８）、液晶が注入された閉空間が圧縮されるように一対の透明基板を加圧することにより液晶の余剰分を排出して（ＳＴ３０９）、一対の基板を加圧した状態で液晶を閉空間内に封止する（ＳＴ３１０）工程を含む。【選択図】          図３
2007065156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面を対向して設けられた一対の基板間で液晶を挟持して構成される液晶表示装置の製造方法であって、
上記一対の基板のうち一方の内面にスペーサを散布し、
上記一対の基板の周囲を粘着材により接合し、
上記一対の基板と上記粘着材により囲われた閉空間に液晶を注入し、
高温環境下で上記スペーサおよび上記液晶を熱膨張させた状態で、上記液晶が注入された上記閉空間が圧縮されるように上記一対の基板を加圧することにより上記液晶の余剰分を排出し、
上記一対の基板を加圧した状態で、上記液晶を上記閉空間内に封止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】
上記一対の基板を加圧するのに、熱膨張後の上記スペーサの大きさを考慮して行う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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置の製造方法に関し、特に、対向されて設けられた一対の基板間で液晶を挟持して構成される液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、携帯情報端末、電子手帳、携帯型テレビ等の多くの電子機器に、液晶表示装置等の表示装置が組み込まれるようになった。
液晶表示装置は、ガラスなどからなる一対の基板を互いに対向して配置することにより構成されている。各基板の対向される内面には電極が形成されている。また、電極上には互いに対向する電極間で液晶を一定の形態に配列させるために、ラビング等の配向処理が施された配向膜が形成されている。
【０００３】
また、一対の基板のうち一方の基板の周縁に、液晶注入口となる一部を除いてシール材が塗布され、シール材に囲まれた面内に一対の基板の間隙を調整するためのスペーサを均一に散布した状態で、両基板を貼り合わせる。
液晶注入口から、一対の基板間であってシール材に囲われた空間に、液晶が注入される。また、液晶を注入後、ＵＶ硬化樹脂により液晶注入口を封止し、ＵＶ硬化樹脂をＵＶ硬化させることにより、液晶を密封して液晶表示装置を構成する（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１２５１１９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、一対の基板間の周囲を囲うシール材には一般的に熱変形しない材料が用いられており、一対の基板の周囲が固定された状態にある。このため、液晶表示装置が高温環境下に置かれると、一対の基板間に散布されるスペーサや液晶が熱膨張して、一対の基板の中央部で、基板のそれぞれが外方に膨らんで変形してしまい、一対の基板間の内面に形成された電極や配向膜に悪影響を与え、液晶層の厚さも変動され、色むらが発生するなど表示品質を低下させてしまう問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、液晶やスペーサの膨張または収縮による液晶表示素子の変形を低減し、表示品質を高く維持す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、内面を対向して設けられた一対の基板間で液晶を挟持して構成される液晶表示装置の製造方法であって、一対の基板のうち一方の内面にスペーサを散布し、一対の基板の周囲を粘着材により接合し、一対の基板と粘着材により囲われた閉空間に液晶を注入し、高温環境下でスペーサおよび液晶を熱膨張させた状態で、液晶が注入された閉空間が圧縮されるように一対の基板を加圧することにより上記液晶の余剰分を排出し、一対の基板を加圧した状態で、液晶を閉空間内に封止することを特徴とするものである。
【０００７】
このようにしたことにより、液晶やスペーサの膨張または収縮による液晶表示素子の変形を低減し、表示品質を高く維持することができる。
【０００８】
また、好ましくは、一対の基板を加圧するのに、熱膨張後のスペーサの大きさを考慮して行う。これにより、液晶やスペーサの膨張または収縮による液晶表示素子の変形を更に低減し、表示品質を更に高く維持することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、液晶やスペーサの熱膨張または熱収縮による液晶表示素子の変形を低減し、表示品質を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について、図に基づいて説明する。
まず、一般的な液晶表示装置の構成について、図に基づいて説明する。
図１は、一般的な液晶表示装置の構成を示す図であって、図１（ａ）は液晶表示装置の正面図であり、図１（ｂ）は側面図である。図２は、一般的な液晶表示装置の断面を示す図であり、特に図１（ａ）のＡ−Ａ切断線の拡大断面を示す図である。
【００１１】
図１（ａ）、図１（ｂ）および図２に示されるように、液晶表示装置１は、第一の透明基板１１と第二の透明基板２１とを互いに対向して構成されている。
図２に示されるように、第一の透明基板１１の内面上には、複数の第一の透明電極１２がストライプ状に形成されている。また、第二の透明基板２１の内面上には、複数の第二の透明電極２２がストライプ状に形成されている。複数の第二の透明電極２２は、複数の第一の透明電極１２に対して直交して交差するように形成されている。第一および第二の透明基板１１、２１は、例えば光透過性のガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等により矩形状に形成されている。
【００１２】
また、第一および第二の透明電極１２、２２上には、配向膜（不図示）が積層されている。第一および第二の透明電極１２、２２の間に電圧を印加することにより、両電極１２、２２間の液晶分子の配列を変更して、第一および第二の透明基板１１、２１の間の光の透過を制御する。
また、図１（ａ）および図２に示されるように、第一の透明基板１１は第二の透明基板２１よりも延出して形成されており、この延出された部分には実装部１１ａが設けられている。実装部１１ａ上には、複数の端子１３が形成され、駆動回路１４が実装されている。また、複数の端子１３には外部の電気回路基板（不図示）に接続されるフレキシブルプリント基板（不図示）が接続される。
【００１３】
第一および第二の透明基板１１、２１の間は、第二の透明基板２１の周縁に沿って設けられたシール材３０により接合されており、液晶注入口６０から液晶５０が注入された後、液晶注入口６０が封止材７０により封止されている。
また、第二の透明基板２１の周縁に、液晶注入口６０となる一部を除いてシール材３０が塗布され、粘着材としてのシール材３０に囲まれた面内に、第一および第二の透明基板１１、２１の間の間隙を調整するための球状のスペーサ４０を均一に散布した状態で両基板１１、２１が貼り合わせられている。スペーサ４０は、第一または第二の透明基板１１、２１の内面、すなわち第一または第二の透明電極１２、２２が形成された面上に散布される。なお、スペーサ４０は、例えばガラス粒子やシリカ粒子や樹脂粒子の硬質な材料により形成されている。樹脂粒子の場合、スペーサ４０は、例えばメラニン樹脂や尿素樹脂やポリスチレン樹脂等により形成される。
【００１４】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造方法について、図に基づいて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造フローを示す図である。
図２および図３に示されるように、まず一対の透明基板１１、２１を、例えば光透過性のガラスなどの矩形状の平板により形成する（ステップ（ＳＴＥＰ：以下、ＳＴと称する）３０１）。
【００１５】
次に、一対の透明基板１１、２１の内面上に、透明電極１２、２２をストライプ状に、例えばフォトリソグラフィ法を用いてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成する（ＳＴ３０２）。なお、第一の透明電極１２の各々と第二の透明電極２２の各々とが、互いに直交するように、第一および第二の透明電極１２、２２を形成する。
次に、第一および第二の透明電極１２、２２上に、配向膜（不図示）を例えば高分子材料であるポリイミド（Polyimide）薄膜等の有機薄膜で形成する（ＳＴ３０３）。そして、この配向膜に対して、液晶５０との接触面に一方向にミクロな傷をつける配向処理（ラビング処理）を施す（ＳＴ３０３）。
【００１６】
次に、第一の透明基板１１の内面、すなわち第一の透明電極１２が形成された面上に、スペーサ４０を均一に散布する（ＳＴ３０４）。なお、スペーサ４０を、第二の透明基板２１の内面、すなわち第二の透明電極２２が形成された面上に、散布してもよい。
次に、第二の透明基板２１の周縁に、液晶注入口６０となる一部を除いてシール材３０を塗布する（ＳＴ３０５）。そして、第一および第二の透明基板１１、２１を、第一および第二の透明電極１２、２２が形成された面を互いに対向させた状態で、粘着材としてのシール材３０により貼り合わせて、第一および第二の透明基板１１、２１の間を接合する（ＳＴ３０６）。
【００１７】
次に、一対の透明基板１１、２１とシール材３０により囲われた閉空間に、液晶５０を注入する（ＳＴ３０７）。具体的には、液晶注入口６０を液晶に浸漬して、一対の透明基板１１、２１とシール材３０により囲われた閉空間に、毛細管現象により液晶を注入する（汲み上げ方式またはディップ式）。なお、この汲み上げ方式のほかに、液晶注入口６０に液晶を滴下して、一対の透明基板１１、２１とシール材３０により囲われた閉空間に、液晶を注入することもできる（滴下式またはディスペンサ式）。
【００１８】
次に、作業空間をたとえば約８５℃の高温環境下に設定する（Ｓ３０８）。そして、高温環境の下、一対の透明基板１１、２１の内面とシール材３０により囲われた閉空間のスペーサ４０および液晶５０を熱膨張させる。
次に、高温環境の下、一対の透明基板１１、２１とシール材３０により囲われた閉空間が圧縮されるように、例えば、図４に示される加圧装置を用いて、一対の透明基板１１、２１を約１０分〜約１５分の間、加圧して、閉空間内の液晶５０の余剰分を排出させる（ＳＴ３０９）。
【００１９】
図４は、図３のＳＴ３０９における一対の透明基板を加圧する工程を説明するための模式図である。図４に示されるように、例えばステンレス鋼により形成された加圧治具１００ａ、１００ｂにより一対の透明基板１１、２１を挟み込むことにより、一対の透明基板１１、２１を、例えば加圧応力Ｐを約２００ｇ／ｃｍ２〜約３００ｇ／ｃｍ２にして加圧する。なお、図４では、スペーサ４０の熱膨張により、各透明基板１１、２１の中央部が外方に張り出している様子を、誇張して示している。そして、液晶注入口６０を封止材７０により封止して、封止材７０を硬化させることにより液晶５０を、閉空間内に密封する（ＳＴ３１０）。
【００２０】
次に、一対の透明基板１１、２１への加圧を解除する（ＳＴ３１１）。最後に、液晶表示装置１を、常温下に数分から数時間の間、放置して、一対の透明基板１１、２１の内面とシール材３０により囲われた閉空間内のスペーサ４０および液晶５０を冷却して、熱膨張がない状態にする（ＳＴ３１２）。以上のＳＴ３０１〜ＳＴ３１２のステップを経て、液晶表示装置１を得る。
【００２１】
ここで、ＳＴ３０９においては、熱膨張後のスペーサ４０の大きさを考慮して加圧する。すなわち、例えば、常温時の液晶表示素子装置１のセルギャップ、すなわち、第一および第二の透明基板１１、２１の内面間の距離をＴとし、外径がＤ（Ｄ＞Ｔ）の球状のスペーサ４０を用い、球状のスペーサ４０の外径Ｄが熱膨張によりｄだけ増加するとした場合、ＳＴ３０９の加圧は、第一および第二の透明基板１１、２１の内面間の距離がＴ＋ｄとなるように調整して行う。これにより、ＳＴ３１２にて、液晶表示装置１が常温下におかれて、スペーサ４０が収縮したときに、第一および第二の透明基板１１、２１の内面間の距離がＴとなり、設定したセルギャップを得ることができる。
【００２２】
また、ＳＴ３０９における一対の透明基板１１、２１への加圧により、液晶５０の余剰分を全て排出した後に、ＳＴ３１０にて液晶注入口６０を封止材７０により封止している。このように、約８５℃の高温環境下で液晶５０を熱膨張させた状態で、液晶５０の余剰分を全て排出した後に、約８５℃の高温環境下で一対の透明基板１１、１２とシール材３０により囲われた閉空間に液晶５０を封止しているので、液晶５０が約８５℃を超えて熱膨張しない限り、液晶５０の膨張を原因として第一および第二の透明基板１１、２１に負荷が加わることがなくなり、高温環境下における液晶５０やスペーサ４０の熱膨張による透明基板１１、２１の張り出しや反りを低減できる。
【００２３】
以上のように、高温環境下でスペーサ４０および液晶５０を熱膨張させた状態で、液晶５０が注入された閉空間が圧縮されるように一対の透明基板１１、２１を加圧することにより液晶５０の余剰分を排出し、一対の透明基板１１、２１を加圧した状態で、液晶５０を閉空間内に封止するので、特に液晶５０の熱膨張による液晶表示素子１０の変形を無くすことができ、液晶５０やスペーサ４０の膨張または収縮による液晶表示素子１０の変形を低減し、表示品質を高く維持することができる。
【００２４】
また、熱膨張後のスペーサ４０の大きさを考慮して、一対の透明基板１１、２１を加圧することにより、スペーサ４０の熱膨張による一対の透明基板１１、２１の変形も低減することができ、温度変化による液晶５０やスペーサ４０の膨張または収縮による液晶表示装置１の変形を更に低減し、表示品質を更に高く維持することができる。
【００２５】
以下に、本発明に係る製造方法の実施例と、従来例とを比較する。
まず、実施例および従来例ともに、第一および第二の透明基板１１、１２の平面寸法を１００ｍｍ×１００ｍｍとし、常温時のセルギャップＴを６．０μｍに設定した。そして、スペーサ４０は、その外径がＤ＝６．３μｍ〜６．４μｍのものを用い、常温時において、スペーサ４０の外径が約０．３μｍ〜０．４μｍ押しつぶされて、両透明基板１１、２１の内面にスペーサ４０が固着されるように設定した。また、図３におけるＳＴ３０１〜ＳＴ３０７、ＳＴ３１０〜ＳＴ３１１の各処理は、実施例および従来例で同一の処理とした。一方、従来例では、ＳＴ３０８およびＳＴ３１２の処理を行っていない。
【００２６】
実施例．
図３におけるＳＴ３０８にて、約８５℃の高温環境下に設定したところ、スペーサ４０の外径がｄ＝約０．１μｍだけ大きく熱膨張し、一対の透明基板１１、２１の間の距離が中央部で、Ｄ＋ｄ＝約６．４μｍ〜約６．５μｍとなった。また、液晶５０も熱膨張するが、この時点ではまだ液晶注入口６０が封止されていないため、余分な液晶５０は液晶注入口６０から排出される。
【００２７】
そして、図３におけるＳＴ３０９にて、一対の透明基板１１、２１の内面間の距離が、常温時のセルギャップＴに高温時のスペーサ４０の外径の膨張量ｄを加算したＴ＋ｄ＝約６．１μｍとなるように、約８５℃の高温環境下で一対の透明基板１１、２１を約１５分〜約２０分間加圧して、ＳＴ３１０の封止、ＳＴ３１１の徐圧の各処理を行った。このとき、まだ液晶注入口６０が封止されていないため、熱膨張した液晶５０の余剰分が液晶注入口６０から排出される。この結果、一対の透明基板１１、２１の間の距離が中央部でＴ＋ｄ＝約６．１μｍとなり、液晶５０の熱膨張による透明基板１１、２１の張り出しや反りはほとんどなくなる。
【００２８】
そして、ＳＴ３１２の常温放置の処理を行った結果、スペーサ４０の外径が約０．１μｍ収縮し、セルギャップはＴ＋ｄ＝約６．１μｍからＴ＝約６μｍｍとなった。以上のように、常温時にてセルギャップＴ＝約６．０μｍの液晶表示装置１を得た。
次に、再び、実施例にかかる液晶表示装置１を、約８５℃の高温環境下に置いたところ、中央部におけるセルギャップが約６．１μｍとなった。これは、常温時のセルギャップＴに高温時のスペーサ４０の外径の膨張量ｄを加算したＴ＋ｄに相当する。
【００２９】
従来例．
図３におけるＳＴ３０８の処理は行わず、常温下にて、一対の透明基板１１、２１の間の距離が中央部で、Ｄ＝約６．３μ〜約６．４μｍの状態のまま、図３におけるＳＴ３０９にて、一対の透明基板１１、２１の内面間の距離が、常温時のセルギャップＴ＝６．０μｍとなるように、常温下で一対の透明基板１１、２１を約１５分〜約２０分間加圧して、ＳＴ３１０の封止、ＳＴ３１１の徐圧の各処理を行った。そして、常温時にてセルギャップＴ＝約６．０μｍの液晶表示装置を得た。
次に、再び、従来例にかかる液晶表示装置を、約８５℃の高温環境下に置いたところ、中央部におけるセルギャップが約６．２μｍとなった。これは、常温時のセルギャップＴに高温時のスペーサ４０の外径の膨張量ｄを加算したＴ＋ｄ＝約６．１μｍよりも大きい。従って、約６．２μｍから常温時のセルギャップＴ＝約６．０μｍを引いた値の約０．２μｍは、液晶５０の膨張による影響によるものといえる。
【００３０】
以上のように、実施例および従来例ともに、常温時におけるセルギャップＴ＝約６．０μｍの液晶表示装置を得ることができたが、再び、約８５℃の高温環境下に液晶表示装置を置いたとき、中央部におけるセルギャップが、従来例では約６．２μｍに増加したのに対し、実施例では従来例よりも小さい約６．１μｍであった。
このように、従来例では、常温下で液晶５０を封止したため、高温下におけるスペーサ４０の膨張に加えて、液晶５０の膨張がセルギャップに大きく影響するのに対し、実施例では、高温下で膨張された液晶５０の余剰分を排出した後に、高温下で液晶５０を封止したため、液晶５０の膨張はセルギャップに影響せず、スペーサの膨張のみがセルギャップに影響する。
【００３１】
以上のように、高温環境下でスペーサ４０および液晶５０を熱膨張させた状態で、液晶５０が注入された閉空間が圧縮されるように一対の透明基板１１、２１を加圧することにより液晶５０の余剰分を排出し、一対の透明基板１１、２１を加圧した状態で、液晶５０を閉空間内に封止するので、特に液晶５０の熱膨張による液晶表示素子１０の変形を無くすことができ、液晶５０やスペーサ４０の膨張または収縮による液晶表示素子１０の変形を低減し、表示品質を高く維持することができる。
【００３２】
以上の説明は、本発明を実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
上記実施の形態の説明ではパッシブ型の液晶表示装置を用いて例示したが、これに限らず、本実施の形態に係る発明を、アクティブ型の液晶表示装置等の他の種類の液晶表示装置などにも採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一般的な液晶表示装置の構成を示す図であって、図１（ａ）は液晶表示装置の正面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】一般的な液晶表示装置の断面を示す図であり、特に図１（ａ）のＡ−Ａ切断線の拡大断面を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の製造フローを示す図である。
【図４】図３のＳＴ３０９における一対の透明基板を加圧する工程を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  液晶表示装置
１１  第一の透明基板
１２  第一の透明電極
１３  端子
１４  駆動回路
２１  第二の透明基板
２２  第二の透明電極
３０  シール材
４０  スペーサ
５０  液晶
６０  液晶注入口
７０  封止材
１００ａ、１００ｂ  加圧治具
【図１】
2007065156.tif 000003
【図２】
2007065156.tif 000004
【図３】
2007065156.tif 000005
【図４】
2007065156.tif 000006