CN103885224A - 液晶显示装置的制造方法及母板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置的制造方法及母板。能够防止通过研磨而减薄母板时的研磨液损坏液晶单元。利用以规定的节距呈岛状地形成的包含第1玻璃纤维母板密封材料（61）、包含第2玻璃纤维的临时固定材料（64）以及填埋母板密封材料（61）和母板密封材料（61）之间的间隙以及母板密封材料（61）和临时固定材料（64）之间的间隙的母板封闭材料（63）封闭对置母板（70）和TFT母板（60），第2玻璃纤维的直径大于第1玻璃纤维的直径。通过这种结构，能够在对置母板（70）和TFT母板（60）之间均匀地涂布母板封闭材料（63）。

Description

液晶显示装置的制造方法及母板

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及利用研磨减薄基板且提高自母板取出多个液晶单元（cell）时的成品率的结构。

背景技术

在液晶显示装置中，设置将像素电极和薄膜晶体管（TFT）等形成为矩阵状的TFT基板以及与TFT基板对置且在与TFT基板的像素电极对应的部位形成有滤色器等的对置基板，在TFT基板和对置基板之间夹持液晶。并且，通过针对每个像素控制由液晶分子决定的光的透射率而形成图像。

在液晶显示装置中，强烈要求在保持画面为恒定规格的情况下减小装置（set）的外形尺寸，同时强烈要求减薄液晶显示装置。为了减薄液晶显示装置，在制作液晶显示装置之后，通过研磨液晶显示装置的外侧而进行减薄。

对于小型的液晶显示装置，一个一个地制造在成本方面不利。因此，采用在大的基板上形成多个液晶显示装置，完成后再分离各个液晶显示装置的工艺。另外，以下将形成于母板上的各个液晶显示装置称为液晶单元。

即，在大的TFT母板上形成多个TFT基板。此外，在大的对置母板上形成多个对置基板。然后，将TFT母板和对置母板贴合起来形成母板。通过划线（scribing）或切割（dicing）等自母板分离出各个液晶单元。向分离后的各个液晶单元中注入液晶而完成液晶显示装置。

另一方面，存在想要减薄液晶单元的要求。最近，要求构成液晶单元的TFT基板及对置基板的厚度薄至0.18mm左右。液晶单元的厚度基本上由TFT基板或对置基板等的玻璃基板决定。但是，液晶单元所使用的玻璃基板被标准化为0.5mm或0.4mm等，使用标准化的厚度以外的玻璃基板会导致材料成本费用的大幅提高。此外，若使用比标准化的玻璃基板更薄的玻璃基板，则会产生玻璃基板的机械强度等的问题，在制造中难以处理玻璃基板。

为了解决这样的问题而使薄型的液晶单元成为可能，存在在完成液晶单元之后，对玻璃基板即TFT基板和对置基板的外侧进行研磨的技术。该研磨多使用机械研磨或利用氟化氢等进行的化学研磨。

对于该研磨，由于对各个液晶单元逐一进行的话效率差，因此，也是在母板的状态下进行研磨。即，在形成母板时，在对置母板的周围预先形成母板密封材料。母板密封材料以包围形成于对置母板上的各个液晶单元的对置基板的形式形成。然后，当将对置母板和TFT母板贴合起来时，便形成了多个液晶单元被母板密封材料包围的状态的母板。

因此，形成于母板的多个液晶单元成为被母板密封材料保护的形态。对该状态的母板例如进行化学研磨时，将其浸渍于化学研磨液中。这样一来，TFT母板和对置母板的外侧被研磨，能够减薄TFT母板和对置母板。另一方面，由于形成于母板的多个液晶单元被母板密封材料保护，因此，不会受到研磨液的影响。

“专利文献1”中记载了如下的制造方法：在IPS（In PlaneSwitching，平面转换）方式的液晶显示装置中，为了在通过溅射在对置母板的外侧形成透明导电膜时，防止存在于母板内部的空气膨胀而损坏母板，而通过在进行溅射时将研磨母板的外侧时所需的母板密封材料的一部分破坏除去来打破母板的密闭，从而防止整个母板破坏。

专利文献1：日本特开2009－251565号公报

发明内容

“专利文献1”中没有记载是在减压气氛中进行TFT母板和对置母板的贴合，还是在大气中进行TFT母板和对置母板的贴合。假设在大气中进行“专利文献1”所述那样的母板的贴合时，“专利文献1”所述那样结构的母板密封材料难以排除内部的空气，TFT母板和对置母板的贴合工艺的成品率下降。

因此，以往，通常都是进行真空封闭（包括减压封闭）。图12是表示作为本发明的对象的液晶显示装置2的一个例子的俯视图。图12的液晶显示装置2中，自注入孔40将液晶封入到用密封材料20将TFT基板100和对置基板200贴合起来而成的液晶单元中，再用封闭材料30进行封闭。在图13中，TFT基板100比对置基板200大，TFT基板100为单张基板的部分成为端子部150，在该部分搭载有IC驱动器50。

图12所示的液晶显示装置2用于移动电话等，纵向尺寸LY例如为81mm，横向尺寸LX例如为54mm，端子部的长度T为2.7mm。由于一个一个地制作这样的液晶显示装置效率很差，因此，在母板上形成多个液晶单元，同时制作多个液晶单元。另外，在本说明书中，将利用密封材料将TFT基板和对置基板贴合起来的状态的产物称为液晶单元，将封入了液晶并搭载了IC驱动器等后的产物称为液晶显示装置。

图13是在母板80上沿横向形成有7个，沿纵向形成有5个，合计形成有35个液晶单元1的例子。在母板80的周边形成有母板密封材料61，将内部密封起来。即，为了减薄液晶显示装置，在母板80的状态下对TFT母板60和对置母板70的外侧进行机械研磨或化学研磨。无论是机械研磨，还是化学研磨，都要使用研磨液。若研磨液侵入到母板80的内部，则由于各液晶单元1处于尚未密封的状态，因此会导致各液晶单元1不良。

图13所示那样的母板密封材料61通常形成于对置母板70，再与TFT母板60贴合。此时，若在大气中进行贴合，则内部的空气不易向外逃逸，导致母板80内部的压力不稳定，发生密封不良的情况很多。

因此，在形成图13所示那样的母板80时，在真空中进行贴合。图14是制作图13所示那样的母板80时的工艺流程图。在图14中，分别制作TFT母板60和对置母板70。通过分配器或印刷等将母板密封材料61涂布于对置母板70。然后，将贴合好的整个装置排成真空。在此，排成真空也包含减压的意思。

在真空状态下，确认TFT母板60和对置母板70的X轴和Y轴，进行贴合。由于内部成为真空，因此，不会使母板密封材料61的内侧的压力过大而导致不稳定。然后，自真空装置取出母板。并且，使母板密封材料61热固化。然后，通过对母板的外侧进行机械研磨或化学研磨而减薄TFT母板和对置母板。

在使用图13所示的母板密封材料时，如图14所示，需要使贴合好的装置内变为真空。由于母板很大，贴合好的装置也是大型的，真空装置也得是大型的。因此，会导致制造设备的成本提高，从而抬高液晶显示装置的制造成本。在真空装置的大型化存在极限时，将大型的母板切割成中型的基板，通过图14所示那样的工艺制造液晶显示装置。在该情况下，与利用大型基板进行制造的情况相比，制造效率会下降。此外，还需要将大型的母板切割成中型的母板的工艺。

本发明的课题在于，实现在贴合TFT母板和对置母板的工序中不需要真空装置的结构。

本发明克服了上述问题，主要的具体方案如下。

（1）一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置利用密封材料将形成有具有像素电极和TFT的像素的TFT基板和形成有滤色器的对置基板粘接起来，并在内部封入有液晶，其特征在于，在TFT母板上形成多个TFT基板，在对置母板上形成多个对置母板；在上述对置母板的周边形成有包含第1玻璃纤维的母板密封材料，该母板密封材料隔着密封间空隙以规定的节距呈岛状地分散地形成为线状；在设上述母板密封材料的上述线状方向上的宽度为q1，设上述密封间空隙为g时，满足q1＞g，并且g为5mm以下；上述母板密封材料的一部分被包含第2玻璃纤维的临时固定材料置换；上述第2玻璃纤维的直径大于上述第1玻璃纤维的直径；在大气中对上述TFT母板和上述对置母板进行对位，利用紫外线使上述临时固定材料固化，然后，通过使上述母板密封材料热固化而将上述TFT母板和上述对置母板粘接起来，从而形成母板；自上述母板的周边处的、TFT母板和对置母板的间隙涂布母板封闭材料；利用紫外线使上述母板封闭材料固化；然后，通过研磨上述母板的上述TFT母板或上述对置母板而减薄母板；然后，分离成各液晶单元。

（2）一种母板，其包括TFT母板和对置母板，TFT母板形成有多个形成有具有像素电极和TFT的像素的TFT基板，对置母板形成有多个形成有滤色器的对置基板，其特征在于，在上述母板的周边形成有具有第1玻璃纤维的母板密封材料，该母板密封材料以规定的节距隔着密封间空隙呈岛状地分散地形成为线状；在设上述母板密封材料的上述线状方向上的宽度为q1，设上述密封间空隙为g时，满足q1＞g，并且g为5mm以下；上述母板密封材料的一部分被具有第2玻璃纤维的临时固定材料置换；上述第2玻璃纤维的直径大于上述第1玻璃纤维的直径；在上述母板密封材料和上述母板密封材料之间以及在上述母板密封材料和上述临时固定材料之间，在上述母板的端部侧形成有母板封闭材料。

根据本发明，由于对置母板和TFT母板是用隔着密封间空隙分散地形成的母板密封材料粘接在一起的，因此，内部的空气会自密封间空隙逸出，在粘接TFT母板和对置母板时，母板的内部的气压不会升高。

对于对置基板和TFT基板的粘接，首先，使临时固定材料紫外线（UV）固化而进行临时粘接，然后，再使上述母板密封材料热固化。通过使临时固定材料所含的玻璃纤维的直径大于母板密封材料所含的玻璃纤维的直径，密封部处的TFT基板和对置基板的间隔变得均匀，因此，在向密封材料的周边填充封闭材料时，能均匀地进行涂布，从而能够防止在研磨时，研磨液侵入到母板的内部所导致的不良情况。

附图说明

图1是本发明的母板的俯视图。

图2是本发明的对置母板的制造工艺的流程图。

图3是表示在对置母板上形成了母板密封材料的状态的俯视图。

图4是表示在对置母板上形成了母板密封材料和临时固定材料的状态的俯视图。

图5是表示对置母板的边部处的母板密封材料和临时固定材料的形状的俯视图。

图6是表示对置母板的拐角部处的母板密封材料的形状的俯视图。

图7是表示涂布母板封闭材料的状态的立体图。

图8是表示本发明的母板封闭材料的涂布状态的详细图。

图9是表示以往例的母板封闭材料的涂布状态的详细图。

图10是母板密封材料所含的玻璃纤维的例子。

图11是临时固定材料所含的玻璃纤维的例子。

图12是表示适用本发明的液晶显示装置的例子的俯视图。

图13是作为以往例的、在真空中粘接对置母板和TFT母板的时的母板密封材料的例子。

图14是作为以往例的、在真空中粘接对置母板和TFT母板时的工艺流程图。

附图标记说明

1：液晶单元；2：液晶显示面板；10：显示区域；20：密封材料；30：封闭材料；40：封闭孔；50：IC驱动器；60：TFT母板；61：母板密封材料；62：密封间空隙；63：母板封闭材料；64：临时固定材料；65：母板密封材料用玻璃纤维；66：临时固定材料用玻璃纤维；70：对置母板；80：母板；100：TFT基板；200：对置基板；201：保护膜；300：分配器。

具体实施方式

以下，使用实施例详细说明本发明的内容。

实施例1

图1是本发明的母板80的俯视图。母板80是通过将TFT母板60和对置母板70贴合起来而成。在图1中，在母板80上形成有横7个、纵5个、共计35个液晶单元1。在各液晶单元1上形成有密封材料20，密封材料20的一部分成为用于注入液晶的注入孔40。

即，在母板80完成后，在分离为各液晶单元1之后，自注入孔40向各液晶单元1中注入液晶，然后，利用封闭材料30进行封闭。因此，在图1的状态下，各液晶单元1的内部呈经由注入孔40开放的状态，若研磨液等侵入到母板80的内部，则会进入到各液晶单元1的内部，导致各液晶单元1不良。

为了防止这种情况，在图1中，形成有母板密封材料61和母板封闭材料63，防止研磨液等侵入到母板的内部。本发明的特征在于，利用母板密封材料61和母板封闭材料63双方来防止研磨液等侵入到内部。

在图1中，还在母板70的短边形成有2个，在长边形成有4个用于在利用母板密封材料61进行粘接之前进行临时粘接的临时固定材料64。该临时固定材料64的数量根据基板的大小、粘接的条件等而变化。图1的母板通过化学研磨而成为将TFT母板60和对置母板70分别都减薄至0.18mm左右的状态。

图2是制造图1所示的母板的工艺流程图。图3～图11是表示与图2的工艺流程图对应的各工序下的母板的状态的图。在图2中，分别制造对置母板70和TFT母板60。在本实施例中，在对置母板70侧形成了临时固定材料64、母板密封材料61等，但是也可以将它们形成于TFT母板60侧。

图3是表示在对置母板70上印刷了母板密封材料61的状态的俯视图。母板密封材料61不是连续的，而是分散地形成的。因此，在贴合TFT母板60和对置母板70时，能够避免内部的空气被关起来而导致压力上升的现象。

在图3中，存在未以规定的间隔形成母板密封材料61的部分。该部分被临时固定材料64置换。即，母板密封材料61和各液晶单元1的密封材料20为热固性树脂，在将对置母板70和TFT母板60贴合起来之后，通过加热将它们粘接起来。在发生热固化并达到稳定之前，有时TFT母板60和对置母板70的对合情况、位置、间隔会发生变化。

为了防止该现象，预先以规定的间隔配置由紫外线固化树脂形成的临时固定材料64。这就是图2中的临时固定材料64的涂布。临时固定材料64的涂布用分配器（dispenser）等进行。图4是表示这样在对置母板70上形成了临时固定材料64的状态的俯视图。临时固定材料64在对置母板70的短边侧形成有2个，在长边侧形成有4个。

图5是表示母板密封材料61的边部的详细形状的俯视图。在对置母板70上，形成于各液晶单元上的保护膜（overcoat film）201连续地形成到与对置母板70的端部的距离为d1的位置。距离d1例如为5mm。在形成母板密封材料61的部分未形成保护膜201。

自对置母板70的端部到母板密封材料61的中心的距离d2例如为3mm。岛状的各母板密封材料61例如形成跑道（racetrack）形状，在母板70的边方向上的宽度为q1，跑道端部的圆的中心之间的距离为q2。q1例如为2mm，q2例如为1mm。此外，岛状的母板密封材料61的图3中的纵向上即与边成直角的方向上的宽度w例如为2mm。

岛状的母板密封材料61以规定的节距p隔着密封间空隙g地形成为线状（直线状）。规定的节距p优选是除了拐角部之外在整周上是恒定的。规定的节距p例如为3.5mm。在该情况下，若设q1为2mm，则密封间空隙的尺寸g为1.5mm。以上的数值是例子，但各母板密封材料61的边方向的宽度q1要大于密封间空隙的尺寸g。此外，需要将密封间空隙的尺寸g设定为不超过5mm。这是由于，若密封间空隙的尺寸g过大，则难以使后面说明的母板封闭材料63在规定的位置上停止。

在图5中，在母板密封材料61和母板密封材料61之间形成有临时固定材料64。临时固定材料64通过分配器等形成，俯视呈大致圆形，直径r为3mm。临时固定材料64的材质和形状与母板密封材料61不同，因此，与其他部分相比，在形成有临时固定材料64的部分，TFT母板60和对置母板70之间的间隔容易变动。这样一来，在该部分中，在后续涂布母板封闭材料63时，会产生不能涂布封闭材料63的区域。

本发明如后面所说明的那样，通过使母板密封材料61或临时固定材料64中所含的用于控制对置母板70和TFT母板60的间隔的玻璃纤维的直径不同，而使母板密封部处的对置母板70和TFT母板60的间隔均匀。

图6是母板密封材料61的拐角处的形状。在图6中，母板密封材料61形成为对拐角进行了倒角那样的形状。在拐角处，后述的母板封闭材料63的进入方式不同，因此，母板密封材料61的形状采用了与边部处的母板密封材料不同的形状。在图4中，拐角部的C1例如为4.7mm。d2与图3同样，例如为3mm。

以上的各尺寸是形成于对置母板70上的母板密封材料61的尺寸。因此，在将对置母板70和TFT母板60贴合起来之后，母板密封材料61的各尺寸不同。但是，在优选母板密封材料61的密封间空隙62的尺寸g小于母板密封材料61的边方向上的宽度q1；密封间空隙62的尺寸g小于5mm；母板密封材料61以恒定节距形成等方面是相同的。

这样，在对置母板70上形成母板密封材料61和临时固定材料64之后，在大气中，利用对齐标记等对TFT母板60和对置母板70进行定位并将它们贴合起来。根据本发明的结构，即使不在真空中，也能将对置母板70和TFT母板60贴合起来。

将TFT母板60和对置母板70对位后，向临时固定材料64照射紫外线而使其固化，先临时固定TFT母板60和对置母板70。这就是图2中的临时固定材料64的UV固化工序。将临时固定了TFT母板60和对置母板70的状态的产物投入到热固化炉中，使母板密封材料61固化而形成母板80。这就是图2中的“母板密封材料的热固化”。

如图4等所示，在贴合TFT母板60和对置母板70时，内部的空气自分散地形成的母板密封材料61的密封间空隙62逃逸，不会发生母板80的内部压力上升而导致在密封材料20或母板密封材料61热固化时损坏母板80那样的问题。

在图2中，在使母板密封材料61热固化之后，涂布封闭材料63，将内部密闭。图7是表示使用分配器300向TFT母板60和对置母板70之间涂布母板封闭材料63的状态的示意图。为了便于理解，在图7的记载中，母板60和对置母板70是离开的，但实际上它们是借助母板密封材料61粘接在一起的。在图7中，利用分配器300将母板封闭材料63形成至中途。若将母板封闭材料63涂布至TFT母板60和对置母板70的端部，则母板封闭材料63会进入基板之间，在表面张力的作用下在岛状的母板密封材料61和母板密封材料61之间停止。因此，母板封闭材料63自母板80的端部起形成至规定的位置。

在图7中，在岛状的母板密封材料61和母板密封材料61之间形成有临时固定材料64，但在临时固定材料64的部分也同样涂布母板封闭材料63。另外，岛状的母板封闭材料61和临时固定材料64由于材质和形状都不相同，因此，存在在形成有临时固定材料64的部分和其他部分中，TFT母板60和对置母板70的间隔不同的倾向。

如果TFT母板60和对置母板70的间隔在临时固定材料64的部分也能够均匀地形成，则也能如图8所示那样均匀地涂布母板封闭材料63。但是，当TFT母板60和对置母板70的间隔在临时固定材料64的部分不同时，如图9所示，在临时固定材料64的部分会产生未涂布母板封闭材料63的部分。

这种现象无论是在对置母板70和TFT母板60的间隔在临时固定材料64处变大的情况下，还是变小的情况下都会发生。另外，虽然母板密封材料61和临时固定材料64都是用树脂形成的，但是，为了设定对置母板70和TFT母板60的间隔，在母板密封材料61和临时固定材料64的内部包含有玻璃纤维，利用玻璃纤维的直径来设定间隔。

以往，为了使间隔恒定，使母板密封材料61所含的玻璃纤维65的直径和临时固定材料64所含的玻璃纤维66的直径相同。但是，在这样的以往例中，特别是在临时固定材料64的部分会产生未能涂布母板封闭材料63的部分，导致成品率下降。

本发明的特征在于，通过使临时固定材料64所含的玻璃纤维66的直径大于母板密封材料61所含的玻璃纤维65的直径，来使TFT母板60和对置母板70的间隔均匀。也就是说，从常识上来讲，应该是使母板密封材料61和临时固定材料64所含的玻璃纤维的直径相同才能使TFT母板60和对置母板70的间隔均匀，但是，本发明的特征反而是在使临时固定材料64所含的玻璃纤维66的直径大于母板密封材料61所含的玻璃纤维65的直径这点上。通过这种特别的结构，能够获得使TFT母板60和对置母板70的间隔均匀，从而能够均匀地涂布母板封闭材料63这样的本发明的出色的作用效果。

根据实验，在设临时固定材料64所含的玻璃纤维66的直径为

设母板密封材料61所含的玻璃纤维65的直径为

时，取

的范围为宜。更优选取的范围为宜。另外，母板密封材料61所含的玻璃纤维65的直径

例如为6.5mm左右。

以上为图2中的“母板封闭材料的涂布”。然后，如图2所示，使母板封闭材料63紫外线固化。然后，将母板80浸渍于化学研磨液中，将TFT母板60及对置母板70研磨至0.18mm左右。根据本发明，能够在整个母板80的范围内均匀地涂布母板封闭材料63，因此，能够避免研磨液侵入到母板的内部而损坏各液晶单元的现象。

Claims (8)

1.一种液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置利用密封材料将形成有像素的TFT基板和形成有滤色器的对置基板粘接起来，并在内部封入有液晶，上述像素具有像素电极和TFT，液晶显示装置的制造方法的特征在于，

在TFT母板上形成多个TFT基板，在对置母板上形成多个对置母板；

在上述对置母板的周边形成有包含第1玻璃纤维的母板密封材料，该母板密封材料隔着密封间空隙以规定的节距呈岛状地分散地形成为线状；

在设上述母板密封材料的上述线状方向上的宽度为q1，设上述密封间空隙为g时，满足q1＞g，并且g为5mm以下；

上述母板密封材料的一部分被包含第2玻璃纤维的临时固定材料置换；

上述第2玻璃纤维的直径大于上述第1玻璃纤维的直径；

在大气中对上述TFT母板和上述对置母板进行对位，利用紫外线使上述临时固定材料固化，然后，通过使上述母板密封材料热固化而将上述TFT母板和上述对置母板粘接起来，从而形成母板；

自上述母板的周边处的、TFT母板和对置母板的间隙涂布母板封闭材料；

利用紫外线使上述母板封闭材料固化；

然后，通过研磨上述母板的上述TFT母板或上述对置母板而减薄母板；

然后，分离成各液晶单元。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，

设上述第1玻璃纤维的直径为

设上述第2玻璃纤维的直径为时，满足

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，

设上述第1玻璃纤维的直径为

设上述第2玻璃纤维的直径为

时，满足

4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，

形成上述母板密封材料的部分为自上述对置母板的端部起5mm以内的部分，并且未形成保护膜。

5.一种母板，其包括TFT母板和对置母板，TFT母板形成有多个形成有像素的TFT基板，该像素具有像素电极和TFT，对置母板形成有多个形成有滤色器的对置基板，其特征在于，

在上述母板的周边形成有具有第1玻璃纤维的母板密封材料，该母板密封材料隔着密封间空隙以规定的节距呈岛状地分散地形成为线状；

在设上述母板密封材料的上述线状方向上的宽度为q1，设上述密封间空隙为g时，满足q1＞g，并且g为5mm以下；

上述母板密封材料的一部分被具有第2玻璃纤维的临时固定材料置换；

上述第2玻璃纤维的直径大于上述第1玻璃纤维的直径；

在上述母板密封材料和上述母板密封材料之间以及在上述母板密封材料和上述临时固定材料之间，在上述母板的端部侧形成有母板封闭材料。

6.根据权利要求5所述的母板，其特征在于，

设上述第1玻璃纤维的直径为

设上述第2玻璃纤维的直径为

时，满足

7.根据权利要求6所述的母板，其特征在于，

设上述第1玻璃纤维的直径为

设上述第2玻璃纤维的直径为

时，满足

8.根据权利要求5～7中任一项所述的母板，其特征在于，

形成上述母板密封材料的部分为自上述对置母板的端部起5mm以内的部分，并且未形成保护膜。

Images