(57)【要約】  【課題】  両基板のギャップ不良をなくすとともに位置ずれもなくし、歩留まりを向上させた液晶表示装置の製造方法を提供することである。  【解決手段】  仮止め材３０とシール材２３とを挟んで基板１１、１２を重ねる工程と、仮止め材３０を硬化させる工程と、加熱・加圧して両基板１１、１２が所定のギャップになるようにしながらシール材２３を硬化させる工程とを有する液晶表示装置の製造方法において、仮止め材３０が、シール材２３の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材３１と、シール材２３の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材３２とを含んでおり、熱硬化材３２はカプセル３３に封入され、仮止め材３０を硬化させる工程では光照射により光硬化材３１が硬化し、シール材２３を硬化させる工程では加熱により光硬化材３１が軟化するとともに、加圧によりカプセル３３が破壊され熱硬化材３２が硬化する。【選択図】      図５
2007047240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
まず端材部分に設けられた仮止め材と液晶を囲むシール材とを挟んで２枚の基板を重ねる工程と、次に仮止め材を硬化させる工程と、次に基板を加熱・加圧して両基板が所定のギャップになるようにしながらシール材を硬化させる工程と、次に前記シール材を硬化させた両基板から前記端材部分を切断することで液晶パネルを得る工程とを有する液晶表示装置の製造方法において、
前記仮止め材が、前記シール材の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材と、前記シール材の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材とを含んでおり、
前記仮止め材を硬化させる工程では光照射により光硬化材が硬化し、前記シール材を硬化させる工程では加熱により光硬化材が軟化するとともに熱硬化材が硬化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】
前記光硬化材の軟化温度と前記熱硬化材の硬化温度とが同温であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記光硬化材が紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記熱硬化材が、加圧によって破壊されるカプセルに封入されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記２枚の基板は多面取りのマザー基板であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
液晶を囲むシール材とは別に液晶パネルの２枚の基板の端材部分同士を仮止めする仮止め材において、
前記シール材の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材と、前記シール材の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材とを含んでいることを特徴とする仮止め材。
【請求項７】
前記光硬化材の軟化温度と前記熱硬化材の硬化温度とが同温であることを特徴とする請求項６記載の仮止め材。
【請求項８】
前記光硬化材が紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項６又は７記載の仮止め材。
【請求項９】
前記熱硬化材が、加圧によって破壊されるカプセルに封入されていることを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の仮止め材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両基板の位置がずれないようにシール材の外側の端材部分に設ける仮止め材と、この仮止め材を用いた液晶表示装置の製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置の製造工程においては、アレイ基板とＣＦ基板とをシール材で貼り合わせるが、シール材は硬化していない状態では軟らかいので、両基板の位置がずれないようにシール材の外側の端材部分に仮止め材を設けている。具体的な基板の貼合せ工程としては、ＣＦ基板側に紫外線硬化樹脂からなる仮止め材を塗布し、熱硬化性のシール材が塗布されたアレイ基板を重ね合わせ、基板に圧力を掛けた状態で紫外線を照射して仮止め材を硬化させる。このとき仮止め材がないと、基板重ね合わせの際に軟らかいシール材により基板にすべりが生じて、両基板間にずれが生じてしまう。次に、基板を加熱・加圧して両基板が所定のギャップになるようにしながらシール材を硬化させる。ここで、仮止め材の機能としては、所定のギャップを保ちながら両基板の位置ずれを防止することが必要である。そのため、様々な仮止め方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、仮止め材の軟化温度がシール材の硬化温度より低く設定されている液晶表示装置の製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２９４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シール材を熱圧着させる工程において、シール材の硬化温度よりも仮止め材の軟化温度が高ければ、シール材が硬化する時点で仮止め材が十分に軟化せず、基板を加圧しても仮止め材が潰れにくい。その結果、仮止め材周辺のギャップが大きくなるというギャップ不良を生じるという問題がある。
【０００５】
一方、シール材の硬化温度よりも仮止め材の軟化温度が低ければ、シール材が硬化する時点で仮止め材が十分に軟化しており、基板を加圧することで仮止め材が潰れ、所定のギャップが得られる。しかし、仮止め材が軟化していることによって仮止め能力が小さくなり、基板にすべりが生じ、両基板の位置がずれるという問題がある。特にマザー基板を用いて小型の液晶パネルを多面取りする場合は基板の位置が少しでもずれると液晶パネル全てに影響を与えてしまい、また小型のパネルは配線幅も大型のパネルに比べ細いので、ずれによる影響も大きく、不良品のパネルが多発してしまうことになる。
【０００６】
従って、上記特許文献１ではギャップ不良は解消されるが、両基板の位置ずれが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、両基板のギャップ不良をなくすとともに位置ずれもなくし、歩留まりを向上させた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。また、その液晶表示装置の製造方法に用いる仮止め材を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の液晶表示装置の製造方法は、まず端材部分に設けられた仮止め材と液晶を囲むシール材とを挟んで２枚の基板を重ねる工程と、次に仮止め材を硬化させる工程と、次に基板を加熱・加圧して両基板が所定のギャップになるようにしながらシール材を硬化させる工程と、次に前記シール材を硬化させた両基板から前記端材部分を切断することで液晶パネルを得る工程とを有する液晶表示装置の製造方法において、
前記仮止め材が、前記シール材の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材と、前記シール材の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材とを含んでおり、前記仮止め材を硬化させる工程では光照射により光硬化材が硬化し、前記シール材を硬化させる工程では加熱により光硬化材が軟化するとともに熱硬化材が硬化することを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、シール材を硬化させる工程で、仮止め能力を維持したまま所定のギャップにすることができる。
【００１０】
上記の液晶表示装置の製造方法において、両基板を接着したままギャップを縮めるためには、前記光硬化材の軟化温度と前記熱硬化材の硬化温度とが同温であることが好ましい。
【００１１】
また、前記光硬化材には紫外線照射で簡単に硬化する紫外線硬化樹脂を用いることが好ましい。
【００１２】
また、前記熱硬化材は、加圧によって破壊されるカプセルに封入されていることが好ましい。熱硬化材を硬化させる際に、単に光硬化材の中に熱硬化材が混合されている場合よりも、一箇所に固まっている方が接着能力が高くなるからである。
【００１３】
また、前記２枚の基板は多面取りのマザー基板を用いると、生産性が向上する。
【００１４】
また本発明の仮止め材は、液晶を囲むシール材とは別に液晶パネルの２枚の基板の端材部分同士を仮止めする仮止め材において、前記シール材の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材と、前記シール材の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材とを含んでいることを特徴とする。
【００１５】
また上記の仮止め材において、前記光硬化材の軟化温度と前記熱硬化材の硬化温度とが同温であることが好ましい。また、前記光硬化材が紫外線硬化樹脂であることが好ましい。また、前記熱硬化材が、加圧によって破壊されるカプセルに封入されていることが好ましい。
【００１６】
これらの構成により、上記の液晶表示装置の製造方法に用いる仮止め材が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、仮止め材がシール材の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材と、シール材の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材とを含んでいることにより、ギャップ不良や両基板の位置ずれ不良がなくなり歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、ＴＦＴアクティブマトリクス型カラー液晶パネル１０の所定部分の断面図である。１１、１２は無アルカリガラス等からなるアレイ基板、ＣＦ基板であり、１３、１４は各基板１１、１２の外側に貼着された偏光板である。
【００１９】
また、１５は金属薄膜等からなる配線であり、１６は配線１５とＴＦＴ（不図示）を繋ぐドレイン電極、１７は配線１５又はアレイ基板１１の上に形成された窒化シリコン等からなる絶縁膜、１８は絶縁膜１７の接続用穴を通してドレイン電極１６に接続された、画素ドット毎の透明導電膜からなる画素電極である。なお、配線１５の絶縁膜１７で覆われていない剥き出しの部分は駆動系の電子回路を接続するための端子となり、アレイ基板１１の端子部１１ａ上に形成される。
【００２０】
また、１９はＣＦ基板１２の内側に画素ドット毎に貼着されたカラーフィルタ（ＣＦ）であり、２０は非表示部分を遮光するためのブラックマトリクス、２１は画素電極１８上及び後述する対向共通電極２２上にそれぞれ塗布された配向膜である。
【００２１】
また、２２はカラーフィルタ１９及びブラックマトリクス２０上に形成された透明導電膜からなる対向共通電極である。２３はＣＦ基板１２の外周のほぼ全周にわたって形成され、ＣＦ基板１２と絶縁膜１７とを接着するシール材である。そして、シール材２３で囲まれた部分は液晶層２４で満たされている。
【００２２】
なお、液晶パネル１０として、ＴＦＴアクティブマトリクス型カラー液晶パネルについて説明しているが、これに限定されるものではなく、パッシブ型のカラー液晶パネルでも、またモノクロの液晶パネルでも本発明は適用可能である。
【００２３】
次に、液晶パネル１０を備えた液晶表示装置の製造プロセスについて説明する。大きく分けてアレイ工程、セル工程、モジュール工程の３つの工程がある。アレイ工程とは、アレイ基板１１を加工して配線１５、ドレイン電極１６、絶縁膜１７、画素電極１８、ＴＦＴ等を作り込むアレイ基板の工程である。なお、基板としてはマザー基板から大型の液晶パネル一枚分だけのアレイ基板１１を作製するものでも本発明は適用可能だが、発明が解決しようとする課題の欄にも記載したが、基板のずれは小型の液晶パネルにおいてより一層大きな問題となるため、実施の形態においては、小型の液晶パネルを複数作製するために多面取りを想定したマザー基板について説明する。またここで言っているアレイ工程とはガラス基板上にＴＦＴや各種配線等を形成する工程にだけ限定するものではなく、例えばＳＴＮ液晶パネルのようなパッシブ型の液晶パネルを構成する基板を作製する工程も含んでいる。つまり液晶パネルを構成している基板において、基板上に画素電極や配線等を形成する工程である。
【００２４】
次工程のセル工程は、先に出来上がったアレイ基板１１とこれに対向するＣＦ基板１２との表面処理を行った後、両者を貼り合わせて組み立て、マザー基板から液晶パネル毎に切断し、その２枚の基板の隙間（ギャップ）に液晶を注入して封じ込める工程である。
【００２５】
最後のモジュール工程は、先に出来上がったアレイ・ＣＦ基板を電気的に制御できるように駆動系の電子回路などを取り付ける工程であり、更に、光源となるバックライトなどの電子部品・材料を取り付ける工程でもある。
【００２６】
以下に、セル工程について詳しく説明する。まず完成したＴＦＴアレイのマザー基板上に配向膜２１を形成する。これは、ポリイミド樹脂等を溶剤に溶かし、精密なゴム板等で印刷するか、或いは、スピンナ法によって塗布する。
【００２７】
次に、液晶分子の配列方向を決めるために配向膜２１上に溝（不図示）を形成する。具体的には毛足の長い布を巻き付けたローラを回転させながら配向膜２１上を擦る。次に、スクリーン印刷によってアレイ基板１１にシール材２３を塗布する。このシール材２３としては一般的に知られている熱硬化性樹脂を用いることができる。ここでは、硬化温度が１００〜１１０℃のエポキシ樹脂（カヤトロンＭＬ−３６００Ｐ（日本化薬株式会社））を用いている。
【００２８】
次に、ＣＦ基板１２側に仮止め材を塗布する。シール材は徐々に硬化していくため、端材部分に仮止め材を塗布しておくことは、二枚の基板を貼り合せる上でシール材が硬化するまでの間、非常に重要な役目をなす。なお、アレイ基板１１側に仮止め材を塗布しても問題はない。ただしシール材２３と仮止め材３０とは別材料であり、別工程で塗布されるため、各々同一の基板側に塗布すると、塗布工程に時間がかかるので、シール材２３と仮止め材３０を別基板に塗布した方がよい。図２に、仮止め材を塗布したＣＦ基板１２の平面図を、図３に、滴下された仮止め材の断面図を示す。図２ではＣＦ基板１２はマザー基板の状態であり、マザー基板中に一部のパネルを拡大して示している。仮止め材３０はシリンジにより滴下される。例えば、図２のＣＦ基板１２は８８０ｍｍ×６８０ｍｍの大きさであり、仮止め材３０はＣＦ基板１２の周囲の端材部分に設けられる。仮止め材３０は、８８０ｍｍの辺には６箇所、６８０ｍｍの辺には２箇所設けられている。滴下した仮止め材３０の直径Ｄは約１ｍｍである。
【００２９】
仮止め材３０は、光硬化材３１と、熱硬化材３２を封入し光硬化材３１中に分散したカプセル３３（約３〜５ｗｔ％）とが主材料である。光硬化材３１としては、アクリル系樹脂であるエポキシアクリレートやポリエステルアクリレートなどの紫外線硬化樹脂や、可視光による硬化樹脂があり、その中でもシール材２３の硬化温度よりも低い軟化温度（約７０〜９０℃）を有する材料を選択する。例えばここでは、光硬化材３１として、軟化温度が８０℃の紫外線硬化樹脂（ワールドロック８８４Ｍ（協立化学産業株式会社））を用いる。
【００３０】
カプセル３３に封入された熱硬化材３２としては、シール材の硬化温度よりも低い硬化温度（約７０〜９０℃）を有する材料を選択する。
【００３１】
カプセル３３としては、球殻状に成形できる材料であればよく、例えばアルミナや酸化カルシウムなどを用いることができる。カプセル３３は、光硬化材３１が硬化する際には破壊されることなく、且つ基板を液晶層２４のギャップ（約５μｍ）になるまで加圧する際に破壊される大きさが必要であるため、直径約２０μｍとすることが好ましい。またカプセルの厚みは２〜３μｍが好ましい。熱硬化材３２を封入したカプセルの作製方法としては、従来から知られている液中乾燥法、コアセルベーション法、噴霧乾燥法、打ち抜き法、滴下法などの様々な方法の中から材料に適した最適な方法により作製すればよい。またその他、電気メッキや真空メッキなどのメッキ法により熱硬化剤３２を被膜しておいてもよい。
【００３２】
次に、仮止め材３０が滴下されたＣＦ基板１２の上にアレイ基板１１を重ねた後、紫外線を照射しながら基板を加圧することで仮止め材３０中の光硬化材３１を硬化させてアレイ基板１１とＣＦ基板１２とを接着する。図４に、仮止め材３０で貼り合わせた状態の貼合せ基板の断面図を示す。この状態で仮止め材３０の高さは３０〜５０μｍ、幅は約６ｍｍである。仮止め材３０の高さよりも低いカプセル３３は破壊されずに分散しており、シール材２３はまだ硬化していない。
【００３３】
次に、仮止めされた基板を加熱・加圧する。まず仮止め材３０の光硬化材３１が軟化するとともに熱硬化材３２が硬化する温度（約８０℃）になるように基板上から加熱（約８５℃）する。同時に両基板１１、１２間がカプセル３３の直径よりも小さくなるまで加圧してカプセル３３を破壊する。これにより、光硬化材３１が軟化するとともに、カプセル３３が破壊されて熱硬化材３２が硬化しはじめ、熱硬化材３２によってアレイ基板１１とＣＦ基板１２とが接着される。このように、光硬化材３１の軟化温度と熱硬化材の硬化温度とを同じ温度になるように材料を選択することで、両基板を接着したままギャップを縮めることができる。従って、両基板の位置がずれることがない。
【００３４】
続けて、シール材２３が硬化する温度（１００〜１１０℃）になるように基板上から加熱（約１３５℃）する。同時に基板間が所定のギャップ（約５μｍ）になるまで加圧する。これにより、仮止め材３０中の熱硬化材３２とシール材２３とが完全に硬化するとともに、基板間が所定のギャップになる。図５に、加熱・加圧後の貼合せ基板の断面図を示す。両基板１１、１２は仮止め材３０中の熱硬化材３２とシール材２３とで接着されている。仮止め材３０中には破壊されたカプセル３３が残っているが、仮止めの能力には関係しない。
【００３５】
なお、カプセル３３は必ずしも必要ではなく、仮止め材３０は光硬化材３１と熱硬化材３２とを単に混合したものでもよい。
【００３６】
このように、仮止め材３０がシール材２３の硬化温度よりも低い軟化温度を有する光硬化材３１と、シール材２３の硬化温度よりも低い硬化温度を有する熱硬化材３２とを含んでいることにより、加熱・加圧した場合に、仮止め能力を常に維持したまま所定のギャップにすることができる。その結果、ギャップ不良や両基板の位置ずれ不良がなくなり歩留まりが向上する。
【００３７】
次に、貼り合わせた基板をスクライブ・ブレーク法により個々のパネルに切断する。このとき仮止め材３０は端材とともに切り捨てられる。そして、個々に分離された空きセルに真空方式の注入装置によって液晶材を注入する。液晶材を注入後、注入口に接着剤などを塗布し、熱や紫外線照射によって注入口を塞ぐ。
【００３８】
最後に、接着剤が塗布された偏光板１３、１４を透明基板１１、１２にそれぞれ気泡が入らないようにゴムローラ等で押さえながら貼り付ける。このようにして完成した液晶パネル１０は、点灯検査などを行い、モジュール工程へ進む。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の仮止め材及び製造方法は、基板に端材を有する液晶パネルの製造工程で利用することができる。特に、マザー基板を用いて小型の液晶パネルを多面取りする場合は基板の位置が少しでもずれると影響が大きく、パネル不良となるので本仮止め材及び製造方法は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のＴＦＴアクティブマトリクス型カラー液晶パネルの所定部分の断面図である。
【図２】本発明の仮止め材を塗布したＣＦ基板の平面図である。
【図３】本発明の滴下された仮止め材の断面図である。
【図４】本発明の仮止め材で貼り合わせた状態の貼合せ基板の断面図である。
【図５】本発明の加熱・加圧後の貼合せ基板の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    液晶パネル
１１    アレイ基板
１２    ＣＦ基板
２３    シール材
３０    仮止め材
３１    光硬化材
３２    熱硬化材
３３    カプセル
【図１】
2007047240.tif 000003
【図２】
2007047240.tif 000004
【図３】
2007047240.tif 000005
【図４】
2007047240.tif 000006
【図５】
2007047240.tif 000007