(57)【要約】【課題】  上下基板の貼り合わせ時に液晶のシール内部への浸食等の現象を抑制又は防止し、信頼性の高い液晶装置を提供する。【解決手段】  本発明の液晶装置の製造方法は、シール材５２を介して貼り合わされた一対の基板１０，２０の間に液晶５０を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板１０，２０のうちの少なくとも一方の基板１０上にシール材５２を形成する工程と、前記シール材５２を形成した基板１０と他方の基板２０との間に液晶５０を挟持させた状態で減圧雰囲気でこれら一対の基板１０，２０を貼り合わせる工程とを有し、前記シール材５２の粘度として、前記貼り合わせ工程におけるシール材５２の粘度を１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲に制御す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】
シール材を介して貼り合わされた一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にシール材を形成する工程と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に液晶を配置する工程と、
前記一対の基板を貼り合わせる工程とを有し、
前記シール材は、前記貼り合わせ工程におけるシール材の粘度よりも低い粘度で形成された後、前記シール材の粘度を高める処理により、その粘度が前記貼り合わせ工程で必要とされる粘度にまで高められることを特徴とする、液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記処理は、前記シール材を加熱する処理、前記シール材に紫外線を照射する処理、又は前記シール材を一定時間放置する処理のいずれかであることを特徴とする、請求項１記載の液晶装置の製造方法。
【請求項３】
前記貼り合わせ工程における前記シール材の粘度は、１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲であることを特徴とする、請求項１又は２記載の液晶装置の製造方法。
【請求項４】
シール材を介して貼り合わされた一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にシール材を形成する工程と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に液晶を配置する工程と、
前記一対の基板を貼り合わせる工程とを有し、
前記シール材の粘度として、前記貼り合わせ工程におけるシール材の粘度を１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲に制御することを特徴とする、液晶装置の製造方法。
【請求項５】
前記シール材は、前記貼り合わせ工程におけるシール材の粘度よりも低い粘度で形成された後、前記シール材の粘度を高める処理により、その粘度が前記貼り合わせ工程で必要とされる粘度にまで高められることを特徴とする、請求項４記載の液晶装置の製造方法。
【請求項６】
前記処理は、前記シール材を加熱する処理、前記シール材に紫外線を照射する処理、又は前記シール材を一定時間放置する処理のいずれかであることを特徴とする、請求項５記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶装置を製造する方法として、封口レス（ＯＤＦ、One Drop Fill）方式が広く利用されている（特許文献１参照）。この封口レス方式は、まず、基板上にシール材を描画し、上下基板の貼り合わせ時に基板上に液晶を配置する。続けて、この液晶が配置された上下基板を真空中にて貼り合せ、貼り合わせ後に大気開放する。このような工程により封口レス方式においては液晶装置を製造する。しかし、この封口レス方式においては、液晶が配置された上下基板を真空中にて貼り合わせた後、大気開放するため、シールパス現象が発生する場合がある。すなわち、貼り合わせた上下基板が大気開放される際に、液晶の膨張力にシール材が耐えられず、パネル外部に液晶が漏れ出す現象である。そこで、近年においては、上下基板の貼り合わせ時に使用するシール材には、大気開放時の液晶の膨張力に耐え得るシール材（例えば、２５℃で粘度が３０±１０Ｐａ・ｓ）が使用されている。
【特許文献１】特開平９−１２７５２８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、上記のシール材の粘度では、実際には、シールパス現象が発生してしまう場合があり、シール材の粘度としては不十分であった。さらに、上記シール材の粘度では、液晶量とパネル内容積との関係において以下の問題が発生した。すなわち、基板上に配置する液晶量がパネル内容積を上回ると、液晶がシール内部に浸食してしまい、シール材と基板との密着性を悪化させ、透湿性及び剥離において不都合が生じる場合があった。一方、液晶量がパネル内容積を下回ると、パネル内部が負圧の状態となりシール材をパネル内部に引き込んでしまう場合があり、表示部分にシール材が干渉してしまうという問題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、上下基板の貼り合わせ時にシール内部への液晶の浸食等の現象を抑制又は防止し、信頼性の高い液晶装置を製造することのできる液晶装置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】
【０００４】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶装置の製造方法は、シール材を介して貼り合わされた一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にシール材を形成する工程と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に液晶を配置する工程と、前記一対の基板を貼り合わせる工程とを有し、前記シール材は、前記貼り合わせ工程におけるシール材の粘度よりも低い粘度で形成された後、前記シール材の粘度を高める処理により、その粘度が前記貼り合わせ工程で必要とされる粘度にまで高められることを特徴とする。ここで、前記処理としては、前記シール材を加熱する処理、前記シール材に紫外線を照射する処理、又は前記シール材を一定時間放置する処理のいずれかを用いることができる。
この方法によれば、上下基板の貼り合わせ時において、シール材の粘度が高粘度に調節されるため、シール材の粘度が低粘度である場合に発生するシールパス現象を防止することができる。また、これにより、液晶量がパネル内部の容積を上回る場合に発生する液晶がシール内部に浸食する現象、又は液晶量がパネル内部の容積より少ない場合に発生するシール材がパネル内部に引き込まれる現象を回避することができる。また、最初から粘度の高いシール材を用いる場合に比べて、シール材の描画が円滑にでき、またシール材中へのギャップ材の混入等も容易に行なえるようになる。
【０００５】
本発明においては、前記貼り合わせ工程における前記シール材の粘度は、１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲であることが望ましい。
この方法によれば、シールパス現象を確実に防止することができる。
【０００６】
本発明の液晶装置の製造方法は、シール材を介して貼り合わされた一対の基板の間に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上にシール材を形成する工程と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上に液晶を配置する工程と、前記一対の基板を貼り合わせる工程とを有し、前記シール材の粘度として、前記貼り合わせ工程におけるシール材の粘度を１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲に制御することを特徴とする。
この方法によれば、上下基板の貼り合わせ時において、シール材の粘度が１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓと高粘度であるため、シール材の粘度が低粘度である場合に発生するシールパス現象を確実に防止することができる。
【０００７】
本発明においては、前記シール材は、前記貼り合わせ工程におけるシール材の粘度よりも低い粘度で形成された後、前記シール材の粘度を高める処理により、その粘度が前記貼り合わせ工程で必要とされる粘度にまで高められるものとすることができる。ここで、前記処理としては、前記シール材を加熱する処理、前記シール材に紫外線を照射する処理、又は前記シール材を一定時間放置する処理のいずれかを用いることができる。
この方法によれば、最初から粘度の高いシール材を用いる場合に比べて、シール材の描画を円滑にでき、またシール材中へのギャップ材の混入等も容易に行なえるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１は本実施の形態の液晶装置の製造方法に用いる液晶・シール材塗布装置の概略構成図、図２は同、製造方法に用いる基板貼り合わせ装置の概略構成図である。図３〜図５は製造プロセスを順を追って示す工程図、図６は製造プロセスのフローチャート、図７は本方法で用いるシール材の作用を説明するための概念図である。なお、以下の各図面において、各構成要素を見やすくするため、各構成要素の寸法、膜厚等の比率は適宜異ならせてある。また、以下の説明では、基板の表面に沿う方向をＸ方向（例えば図７中、左右方向）およびＹ方向（例えば図７中、紙面と垂直な方向）とし、ＸＹ平面と直交する方向をＺ方向として説明する。
【０００９】
液晶・シール材塗布装置（材料供給部）６３は、図１に示すように、基板を保持してＸ方向、Ｙ方向およびθ方向（Ｚ軸と平行な軸周りの回転方向）に移動自在なテーブル６５と、テーブル６５の上方に配設されて液晶材料を吐出、滴下する液滴吐出ヘッド６６と、液滴吐出ヘッド６６の近傍に配設されシール材を塗布するシール材塗布部６７とを主体に構成されている。シール材塗布部６７から塗布されるシール材には、略球形状のギャップ制御材が含まれており、ギャップ制御材の直径は基板のセルギャップと略同じ寸法（直径略３μｍ）に形成されている。なお、液晶材料を滴下させる手段として、液滴吐出ヘッド６６の他、精密薬液吐出機（計量型ディスペンサ）など、滴下する液晶材料量を制御できるものであれば、どのような装置を用いてもよい。また、ギャップ制御材は略球形状に形成され、シール材に含有するものに限ることなく、繊維形状に形成されシール材に含有するものや、シール材に含有せず基板から柱状に突出して形成されたもの等、種々のものを使用することができる。また、基板給除部６２は、液晶・シール材塗布装置６３と後述する基板貼り合わせ装置６４との間で基板を搬送するキャリアを用いている。
【００１０】
基板貼り合わせ装置（基板貼り合わせ部）６４は、図２に示すように、基板を保持してＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に移動自在なテーブル６８と、テーブル６８上に設置された下チャック部６９と、下チャック部６９の上方に配置された真空チャンバ７０と、真空チャンバ７０内に下チャック部６９と対向配置された上チャック部７１と、上チャック部７１をＺ方向に移動自在に支持し、且つ下チャック部６９に向けて加圧する下降機構７２と、から概略構成されている。真空チャンバ７０には、覗き窓７０ａと排気部７６とが設けられている。覗き窓７０ａの上方には、覗き窓７０ａを介して基板上のアライメントマークを拡大、観測する貼り合わせ用顕微鏡７４が配置され、貼り合わせ用顕微鏡７４には、拡大されたアライメントマークの画像を取り込むＣＣＤカメラ８１が備えられている。排気部７６には、収容空間７０ｂ内の気体を排気（真空引き）するための真空ポンプ等の吸引装置７８が接続されている。また、真空チャンバ７０には、シール材５２を仮硬化させる紫外線を照射する水銀ランプ等のＵＶランプからファイバなどを経路として使用したＵＶ照射ユニット８２が備えられている。なお、ＵＶ照射ユニット８２は、シール材５２の粘度を高める程度のエネルギーを供給できればよい。また、シール材５２にエネルギーを与える手段は、ＵＶランプに限られることなく、加熱・冷却装置や、可視光照射装置など、シール材５２の性質によりさまざまな装置を用いることができる。
【００１１】
さらに、基板貼り合わせ装置６４には、ＣＣＤカメラ８１により取り込まれた画像を処理する画像処理部８３と、画像処理部８３により処理されたデータに基づいてテーブル６８と下降機構７２とを制御する制御部８４が設けられている。また、下チャック部６９および上チャック部７１には、互いに対向する保持面６９ａ、７１ａでそれぞれ基板を保持するための保持機構（図示せず）が備えられている。なお、下チャック部６９および上チャック部７１には、静電気力や粘着力を用いたチャック機構、または機械的に基板を保持する機械的保持機構など、略真空雰囲気においても基板を保持できる機構であれば、どのような機構が備えられていてもよい。例えば、基板に石英ガラスを用いた場合、静電気力による保持方法を用いると、保持力が弱く、基板の相対位置を十分な精度で調整することができない。その一方、接着力、分子間力、真空力、機械式保持等の保持方法であれば、石英ガラスでも十分な保持力を発揮することができるため、下チャック部６９および上チャック部７１の保持機構に用いて好適である。
【００１２】
続いて、上記の製造装置を用いて薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）をスイッチング素子としたアクティブマトリクス方式の液晶装置１００を製造する手順について、図３〜図６を用いて説明する。
まず、ガラス基板上にＴＦＴを形成し、さらに画素電極および配向膜等を形成してＴＦＴアレイ基板を作製する一方（図６中のステップＳ１）、ガラス基板上に遮光膜、対向電極、配向膜等を形成して対向基板を作製する（図６中のステップＳ２）。
なお、以下の説明においては、ＴＦＴアレイ基板を下基板１０と称し、対向基板を上基板２０と称して説明する。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、対向電極等が形成された上基板２０は基板給除部により運搬されて基板貼り合わせ装置６４の上チャック部７１に給材され、保持機構により上基板２０が保持される。一方、ＴＦＴ等が形成された下基板１０は基板給除部により運搬され、液晶・シール材塗布装置６３のテーブル６５上に給材される（図１参照）。そして、テーブル６５を移動させつつ、下基板１０上にシール材塗布部６７からシール材が閉じた枠状に塗布される（図６中のステップＳ３）。本実施の形態では、ここで従来使用されていたものよりも粘度が高いシール材が用いられる。具体的には、１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲のＵＶ硬化型樹脂や熱硬化樹脂等が用いられる。
次に、テーブル６５を移動させつつ液滴吐出ヘッド６６から液晶を吐出、滴下して、図３（ｂ）に示すように、下基板１０上のシール材５２で囲まれた位置に液晶５０を配置する（図６中のステップＳ４）。下基板１０にはセル厚を一定に保持するためのスペーサー５２ａが配置されている。なお、図３（ｂ）では、液晶５０はシール材５２で囲まれた領域の１箇所に滴下するように図示しているが、１箇所に滴下するものに限られることなく、複数の箇所に滴下してもよい。
【００１４】
液晶が滴下された下基板１０は基板給除部６２により運搬され、図３（ｃ）に示すように、下チャック部６９に給材され（なお、以下の説明では便宜上、液晶５０およびシール材５２の図示を省略する）、保持機構により保持される。
そして、図４（ａ）に示すように、真空チャンバ７０を下降させて下チャック部６９に当接させ、収容空間７０ｂを密封状態に閉塞する。収容空間７０ｂが密封状態となったら、排気部７６から負圧吸引して収容空間７０ｂ内を略真空状態（１．３３Ｐａ〜１．３３×１０−２Ｐａ）とする。
【００１５】
収容空間７０ｂ内が略真空状態となったら、図４（ｂ）に示すように、上基板２０と下基板１０とに形成されたアライメントマーク（図示せず）を貼り合わせ用顕微鏡７４を用いて拡大してＣＣＤカメラ８１に取り込む。ＣＣＤカメラ８１に取り込まれたアライメントマークの画像データは、画像処理部８３に入力され上基板２０と下基板１０との相対位置が検出される。制御部８４は、画像処理部８３により検出された相対位置に基づき、テーブル６８を駆動して上基板２０と下基板１０との相対位置のズレが許容範囲以内になるように粗位置決めする。なお、上記収容空間７０ｂ内の真空引きと、基板１０、２０の粗位置決めとは同時に併行して実施してもよいし、粗位置決めを先に実施して真空引きを後から実施してもよい。真空引きと粗位置決めとを同時に実施した場合は、製造時間を短縮することができる。また、上チャック部７１には、貼り合わせ用顕微鏡７４および覗き窓７０ａの直下の位置に貫通孔７１ｂが形成されており、この貫通孔７１ｂを介して各基板１０、２０のアライメントマークを検出することができる。
【００１６】
基板１０、２０が粗位置決めされたら、図４（ｃ）に示すように、下降機構７２により上チャック部７１を下降（相対移動）させて対向する基板１０、２０を貼り合わせる（図６中のステップＳ５）。さらに上チャック部７１を下チャック部６９に向けて下降させ、基板１０、２０に加圧してシール材５２を押しつぶす。基板１０、２０の貼り合わせが完了すると、ＵＶ照射ユニット８２により紫外線を照射してシール材５２を仮硬化させ、シール材の粘度を高める（図６中のステップＳ６）。
なお、基板１０、２０を貼り合わせた後の加圧は、製造のプロセスおよびシール材５２などの選択によっては実施しなくてもよい。また、ＵＶ照射ユニット８２によるシール材５２の仮硬化も同様にシール材５２によっては実施しなくてもよい。
また、貼り合わせ後から精密位置合わせまでの間にズレの発生が予想され、そのズレ量、方向が統計的に予想される場合には、ズレ発生後の基板１０、２０の位置関係が上述した範囲内に収まるように、あらかじめオフセットさせて粗位置決めしてもよい。
【００１７】
この後、収容空間７０ｂ内に大気が導入され、略真空状態から大気圧に戻される。真空チャンバ７０の収容空間７０ｂが大気圧になると、圧力差により両基板１０、２０は押圧されてシール材５２はさらに押しつぶされる（図６中のステップＳ７）。その後、図５に示すように、上チャック部７１と下チャック部６９との保持を解除し、真空チャンバ７０を上昇させる。そして、下チャック部６９に非保持状態で載置されている基板（この場合は基板１０、２０が貼り合わされた液晶装置１００）を基板給除部６２により除材する。その後、精密アライメント、ＵＶランプによるシール材５２の本硬化が行われ（図６中のステップＳ８）、液晶装置１００の製造が完了する。
【００１８】
本実施形態の液晶装置の製造方法においては、従来使用されていたものよりも粘度が高い、例えば１００〜３００Ｐａ・ｓ程度のシール材５２が用いられるので、シール材の粘度が低粘度である場合に発生するシールパス現象を防止することができる。また、これにより、液晶量がパネル内部の容積を上回る場合に発生する液晶がシール内部に浸食する現象、又は液晶量がパネル内部の容積より少ない場合に発生するシール材がパネル内部に引き込まれる現象を回避することができる。
【００１９】
ここで、本発明者らは、粘度の値を種々に変えたシール材を用いて実際に液晶パネルを試作し、シール材の描画のし易さ、シール材の侵食（シールパス）の程度、シール材の潰れ易さ等の評価を行った。［表１］にその結果を示す。なお、表中の×、○、及び◎は、液晶パネルの良品率を表し、○又は◎であれば良品と認められる。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１から明らかなように、シール材５２の粘度が１００Ｐａよりも小さい場合には、シール材の描画のし易さやシール材の潰れ易さは十分であるが、シールパスが発生し易く、十分な信頼性が得られない。逆に、シール材５２の粘度が３００Ｐａよりも大きい場合には、シールパスは生じにくくなるが、シール材の描画のし易さやシール材の潰れ易さが十分でなくなる。これに対して、シール材５２の粘度が１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓの範囲であれば、シール材の浸食、及びシール材の潰れ易さの全てにおいて良好な結果が得られる。したがって、この範囲のシール材を用いることにより、信頼性の高い液晶装置を高い歩留まりで製造することが可能になる。
【００２２】
［変形例］
図７は、液晶装置の他の製造方法を示すフローチャートである。
この製造方法における基本的な工程は図６に示したものと同じである。先の実施形態では最初から粘度の高いシール材を用いたが、本変形例の製造方法では、最初は粘度の低い状態のシール材を用い、シール材描画後に、加熱等により粘度の高いシール材とする点で異なる。
【００２３】
図７において、シール材の形成工程（ステップＳ３）は、低粘度のシール材を用いて基板上にシール材を描画する工程（ステップＳ３ａ）と、このシール材を加熱等することにより、基板の貼り合わせ工程（ステップＳ５）で必要とされる粘度にまで高める工程（ステップ３ｂ）とを含む。
【００２４】
ステップ３ａでは、従来使用されていたものと同じか、それよりも粘度の低いシール材が用いられる。具体的には、３０Ｐａ・ｓ程度のＵＶ硬化型樹脂や熱硬化樹脂等が用いられる。このような低粘度のシール材を用いることで、描画を円滑に行なうことができる。ステップ３ａでシール材が描画されたら、ステップ３ｂにおいて、シール材の粘度を高める処理が行なわれる。この処理としては、シール材を加熱する処理、シール材に紫外線を照射する処理、又はシール材を一定時間放置する処理のいずれかを用いることができる。各処理における最適な条件を表２に示す。これらの条件は、シール材の粘度を前述した範囲（１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓ）に調節するための条件である。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
本変形例においては、最初に基板貼り合わせ工程におけるシール材の粘度よりも低い粘度でシール材を形成した後、加熱等の処理により、シール材の粘度を基板貼り合わせ工程で必要とされる粘度にまで高めるものとしている。このため、最初から粘度の高いシール材を用いる場合に比べて、シール材の描画を円滑にでき、またシール材中へのギャップ材の混入等も容易に行なえるようになる。
【００２７】
［電子機器］
以下、上記実施の形態の液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図８は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
図８において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記実施の形態の液晶装置を用いた表示部を示している。
図８に示す携帯電話は、上記の液晶装置を用いた表示部を備えているので、表示品位に優れた表示部を有する電子機器を実現することができる。
【００２８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では、電気光学装置の例としてＴＦＴをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型液晶装置の例を挙げたが、薄膜ダイオード（Thin Film Diode,ＴＦＤ）をスイッチング素子としたアクティブマトリクス型の液晶装置、パッシブマトリクス型の液晶装置でも良い。さらに、液晶装置のみならず、本発明は他の電気光学装置にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態の液晶装置の製造方法に用いる液晶・シール材塗布装置の概略構成図である。
【図２】同、製造方法に用いる基板貼り合わせ装置の概略構成図である。
【図３】同、製造プロセスを順を追って示す工程図である。
【図４】同、工程図の続きである。
【図５】同、工程図の続きである。
【図６】同、製造プロセスのフローチャートである。
【図７】他の製造プロセスのフローチャートである。
【図８】電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…下基板、２０…上基板、５０…液晶、５２…シール材
【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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