JP2000258745A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面硬化層にクラックを発生させることな
く、スムーズかつきれいにプラスチック透明電極基板を
分断する。 【解決手段】 ハードコート層や酸素バリアコート層な
どの表面硬化層を有するプラスチック製マザー基板を所
定に分断して液晶表示素子を得るにあたって、スティッ
ク基板切り出し用切り線Ｓ１，Ｓ２およびパネル切り出
し用切り線Ｔ１，Ｔ２を周辺シール３の外際から４００
〜７００μｍ離れた位置とする。

Description

【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
方法に関し、さらに詳しく言えば、透明電極基板として
表面硬化層を有するプラスチック基板を用いた表示素子
用セルの切断技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、一方の面に透明電極が
形成された基板の一対をそれらの間に周辺シールを介在
させて、その透明電極形成面同士を対向させて圧着した
後、その基板間のセルギャップ内に液晶などの表示活性
物質を注入することにより構成される。

【０００３】ところで、液晶表示素子を実際に製造する
にあたっては、生産性を考慮していわゆるマザー基板
（マルチ基板）にて複数の表示素子用セルを一度に形成
した後、マザー基板をその表示素子用セルの列もしくは
行に沿って分割してスティック基板とし、各表示素子用
セル内に表示活性物質を注入した後、さらにそのスティ
ック基板から個々の液晶表示素子を切り出すようにして
いる。

【０００４】このように、最終的な製品を得るまでに、
例えば２回にわたって基板の切断が行なわれるが、基板
がガラス基板の場合には、同ガラス基板を切断テーブル
に固定し、超硬ホイールカッターなどでケガキ線を引く
ことにより、比較的簡単に切断もしくは分断することが
できる。

【０００５】しかしながら、ガラス基板の場合には、例
えばポケット電卓のように薄型ケースに収納されると割
れやすいという欠点があるばかりでなく、反射型の場合
には、基板厚みが厚いと表示面と反射面で二重像が生ず
ることになる。これを防止するには、例えば基板厚みを
薄くすればよいのであるが、ガラス基板はその板厚が薄
くなるにつれて価格が高くなり、また、より割れやすく
なってしまう。

【０００６】これに対して、プラスチック基板の場合に
は、ガラス基板に比べて割れにくく、しかも軽いという
点では有利であるが、プラスチック基板はガラス基板に
比べて柔軟性があり、かつ、簡単には割れにくいという
性質上、ガラス基板の切断方法をそのまま適用すること
ができない。

【０００７】なお、液晶表示素子用のプラスチック基板
には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のいずれも使用可能で
あるが、その代表的なものを挙げれば、熱可塑性樹脂と
してはポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスル
ホン、ポリカーボネートなどがあり、熱硬化性樹脂には
アクリル系、エポキシ系樹脂などがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、プラスチック
基板を切断するには、マザー基板からスティック基板へ
の切断およびスティック基板から個々の液晶表示素子へ
の切断のいずれの場合においても、まず、その切断線に
沿って例えば超硬ホイールなどにより、基板厚さの５０
〜９５％の深さに切り込み溝を入れ（いわゆるハーフカ
ット）、その後、５０〜５％の切り残し部分を断ち切
る、すなわち強制的に折り曲げもしくは引き裂くように
しているが、これには次のような課題があった。

【０００９】すなわち、液晶表示素子用のプラスチック
基板には、耐薬品性向上のため、例えばアクリル系のハ
ードコート層と、酸素透過性を防止するための有機もし
くは無機材料による酸素バリアコート層とからなる表面
硬化層が形成されており、その上に例えばＩＴＯ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極が形
成される。この種の表面硬化層はプラスチック基板より
も硬く割れやすい。

【００１０】したがって、図４に示されているように、
透明電極基板としてのプラスチック基板１Ａ，１Ｂを周
辺シール３を介して所定のセルギャップが生ずるように
圧着した後、例えば超硬ホイールＨなどで切り込み溝Ｖ
を入れる際や、その切り残し部分を強制的に分断する際
に、周辺シール３とプラスチック基板１Ａ，１Ｂに過大
な応力が加えられ、特に周辺シール３の外際において、
表面硬化層のハードコート層や酸素バリアコート層にク
ラックが発生することがある。

【００１１】このクラック発生原因を探求したところ、
切り込み溝Ｖを入れる切り線位置と周辺シール３との間
の距離が関係していることが判明した。すなわち、従来
においては、周辺シール３のシール幅を基板圧着後にお
いて３．０〜４．０倍に広がるように設定しており、圧
着時に広げられたシールの端部から、液晶注入孔出しや
端子部出しを行なうようにしているため、切り線位置を
周辺シール３の外際から２００〜３００μｍ離した位置
としている。

【００１２】しかしながら、このような距離であると、
切り込み溝Ｖを入れる際にプラスチック基板が図示鎖線
のように撓むとともに、その切り込み溝Ｖが広げられる
ことに伴なって基板内に生ずる横方向へ広がろうとする
応力Ｆ１と、切り線位置が押し下げられることに伴なっ
てその周辺に反作用的に生ずる押し上げ力Ｆ２とが、丁
度周辺シール３の部分にかかるため、そのシール際で上
記のようなクラックが発生する。

【００１３】このようなクラックは、一度発生するとさ
らに進行し、液晶表示素子の寿命を短くする原因にもな
りかねない。なお、ハーフカットではなく、一度にプラ
スチック基板を完全に切断すれば、上記のようなクラッ
ク発生率が低くなるが、その基板間のギャップはきわめ
てわずかであるため、相手方の基板を傷つけることな
く、完全に切断することは現実的に不可能に近い。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、透明
電極基板としてのプラスチック基板にハーフカットを入
れて分断するにあたって、周辺シール際に過大な応力が
かかることがなく、したがって表面硬化層などにクラッ
クが発生しないようにした液晶表示素子の製造方法を提
供することにある。

【００１５】本発明によれば、上記目的は、表面硬化層
が形成されたプラスチック基板からなる一対のマザー基
板の各々に、所定の配列をもって複数のセル形成領域を
それぞれ割り当て、その各セル形成領域内の表示部に表
示電極を形成した後、いずれか一方のマザー基板側の各
表示部の周りに周辺シールを塗布し、両マザー基板を周
辺シールを介して圧着して同時に複数の表示素子用セル
を形成した後、各表示素子用セルの切り線（外形線）に
沿って所定深さの切り込み溝を入れ、その後に切り込み
溝部分を強制的に断ち切ることにより、上記各マザー基
板をスティック基板に分断して各表示素子用セル内に液
晶を注入するための注入孔出しや、スティック基板から
各表示素子用セルの端子部出しを行なうにあたって、上
記表示素子用セルの切り線を上記周辺シールの外際から
４００〜７００μｍ離れた位置として、その切り線に沿
って所定深さの切り込み溝を入れることにより達成する
ことができる。

【００１６】この場合において、周辺シールの外際と
は、基板圧着により押し広げられた周辺シールの外縁で
あり、表示素子用セルの切り線はその外縁から４００〜
７００μｍ離れた位置とされる。

【００１７】これによれば、図４で説明した切り込み溝
Ｖを入れることに伴なって生ずる横方向に広がろうとす
る応力Ｆ１および反作用的に生ずる押し上げ力Ｆ２が、
周辺シール際に集中して負荷されないため、クラックの
発生がほとんど問題にならない程度に抑えられる。

【００１８】なお実用上、周辺シール際でのクラック発
生を効果的に防止しつつ、有効表示エリアを十分に確保
することからすれば、表示素子用セルの切り線と周辺シ
ールの外際との離間距離は４５０〜６００μｍであるこ
とが好ましいと言える。

【００１９】なお、本発明においても、切り込み溝は、
超硬ホイールカッター、円状ローリングカッター、通常
カッター刃、ダイサー切断、レーザー切断もしくは型抜
き切断法など、通常よく使われている方法により形成さ
れてよい。

【００２０】また、本発明は、マザー基板同士を貼り合
わせる前の段階で、マザー基板の内面側に表示素子用セ
ルの切り線の内側もしくは外側のいずれかに、あらかじ
め切り込み溝（膜面溝）を入れておくことを排除するも
のではない。

【００２１】これによれば、プラスチック基板の分断
（切断）がよりスムーズに行えるばかりでなく、カッタ
ーによる切り込み溝部分にクラックが生じたとしても、
そのクラックの進行が膜面溝にて阻止されることにな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を参照しなが
らより具体的に説明する。

【００２３】まず、一対のマザー基板が用意されるが、
図１はその内の一方のマザー基板１Ａの面取り状態が示
されている平面図であり、図２にはこのマザー基板１Ａ
上に他方のマザー基板１Ｂを重ね合わせた状態の要部断
面図が示されている。

【００２４】各マザー基板１Ａ，１Ｂともに、例えばポ
リカーボネイトなどのプラスチック基板からなり、図示
されていないが、その各面には耐薬品性向上のため、例
えばアクリル系のハードコート層と、酸素透過性を防止
するための有機もしくは無機材料による酸素バリアコー
ト層とからなる表面硬化層が形成されている。液晶表示
素子用のプラスチック基板には、通常、その基板厚さが
０．１〜０．４ｍｍ程度のものが選択される。

【００２５】この実施例によると、一方のマザー基板１
Ａがリアパネル（Ｒ板）側で、他方のマザー基板１Ｂが
フロントパネル（Ｆ板）側であるが、各マザー基板１
Ａ，１Ｂの各々には、縦２列・横３列の配列でセル形成
領域２がそれぞれ割り当てられている。すなわち、各マ
ザー基板１Ａ，１Ｂは６面取りのマルチ基板である。

【００２６】リアパネル側のマザー基板１Ａにおいて、
各セル形成領域２には、例えば表示部２１と端子部２２
とが設定されており、図示されていないが、表示部２１
には例えばＩＴＯからなる表示電極が所定のパターンで
形成される。また、端子部２２には同じくＩＴＯからな
る引出電極群２２１が形成されている。図３に、このマ
ザー基板１Ａのセル形成領域２の一つを拡大して示す。

【００２７】これに対して、図示されていないが、フロ
ントパネル側のマザー基板１Ｂの各セル形成領域には例
えば表示部のみが設定され、その表示部には例えばＩＴ
Ｏからなる表示電極が所定のパターンで形成される。マ
ザー基板１Ａの表示部２１とマザー基板１Ｂの表示部は
位置的に１：１の関係で対応している。なお、これらの
各ＩＴＯパターンは表面硬化層上に形成されている。

【００２８】各マザー基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせるに
あたって、そのいずれか一方に例えばスクリーン印刷法
によってシール材が塗布されるが、この実施例では、図
１に示されているように、リアパネル側のマザー基板１
Ａにシール材が塗布される。

【００２９】すなわち、リアパネル側のマザー基板１Ａ
の各表示部２１の輪郭に沿って周辺シール３が四角枠状
に塗布される。この場合、各周辺シール３の図１におい
て左側一辺の中央部には液晶注入孔３１が設けられる。

【００３０】マザー基板１Ａ，１Ｂがプラスチック基板
であるため、この実施例では、その切断時の作業性およ
びマザー基板１Ａ，１Ｂ間のギャップ幅を確保すること
からしても、各セル形成領域２の４辺に沿って基板の間
隔保持用として、スペーサシール４が周辺シール３と同
時に塗布される。

【００３１】なお、周辺シール３およびスペーサシール
４には、例えばエポキシ系樹脂が用いられる。これらの
各シール３，４は、マザー基板１Ａ，１Ｂの圧着時に押
し潰されて広がる。ここで、シール材の基板圧着前のマ
ザー基板に対する接着（塗布）面積と、基板圧着後にお
ける接着面積との比をシール倍率とすると、各シール
３，４のシール倍率は３．０〜４．０倍程度とされる。

【００３２】ここで、マザー基板からスティック基板を
切り出す際の切り線の内、液晶注入孔３１側の切り線を
Ｓ１、その反対側の切り線をＳ２とし、また、スティッ
ク基板から個々の液晶パネルを切り出す際の切り線の
内、フロントパネル側（マザー基板１Ｂ側）に入れられ
る端子部出し用の切り線をＴ１、フロントパネルおよび
リアパネルに対して同じ位置に入れられるパネル分離用
の切り線をＴ２、リアパネルの端子部２２の端縁に沿っ
て入れられる切り線をＴ３とする。

【００３３】各マザー基板１Ａ，１Ｂを周辺シール３お
よびスペーサシール４を介して圧着して６つの表示素子
用セルを同時に形成した後、スティック基板切り出し用
切り線Ｓ１，Ｓ２に沿って超硬ホイールなどにより、例
えば基板厚さの５０〜９５％に至る深さの切り込み溝を
入れる。

【００３４】しかる後、その切り込み溝を強制的に断ち
切る、すなわち折り曲げるかもしくは引き裂くことによ
り、マザー基板１Ａ，１Ｂからスティック基板を分断す
る。これにより、液晶注入孔３１が露出される。そし
て、各表示素子用セル内への液晶注入を行なう。

【００３５】液晶注入後、図２に示されているように、
スティック基板にパネル切り出し用の切り線Ｔ１〜Ｔ３
に沿って上記スティック基板のときと同じように、所定
深さの切り込み溝を入れた後、強制的な折り曲げもしく
は引き裂きにより、各液晶パネルを分断する。

【００３６】上記のように各切り線に沿って切り込み溝
を入れるにあたって、図２および図３に示されているよ
うに、スティック基板切り出し用の各切り線Ｓ１，Ｓ２
と周辺シール３の外際との間の距離、およびパネル切り
出し用の各切り線Ｔ１，Ｔ２と周辺シール３の外際との
間の距離をそれぞれＬとすると、本発明ではその距離Ｌ
を４００〜７００μｍとしている。

【００３７】このように、各切り線Ｓ１，Ｓ２，Ｔ１，
Ｔ２と周辺シール３の外際との間に従来よりも大きな距
離Ｌを置くことにより、切り込み溝を入れる際やその後
の強制的な断ち切り時に基板に生ずる応力がシール際に
かかりにくくなるため、表面硬化層にクラックが発生す
るおそれをほとんどなくすことができる。

【００３８】なお、上記距離Ｌの好ましい範囲は４５０
〜６００μｍであるが、特に端子部２２ではクラックに
よる電極の断線が懸念されるため、切り線Ｔ１と周辺シ
ール３の外際との距離Ｌは５００〜６００μｍとするこ
とが好ましい。

【００３９】また、図２に示されているように、マザー
基板１Ａ，１Ｂを貼り合わせる前に、それらの内面側に
各切り線に沿ってあらかじめ切り込み溝（膜面溝）５を
入れておいてもよい。この膜面溝５は各切り線上であっ
てもよく、また、セル内から見て切り線の内側もしくは
外側のいずれであってもよい。

【００４０】これによれば、プラスチック基板の分断
（切断）がよりスムーズに行えるばかりでなく、仮にカ
ッターによる切り込み溝部分にクラックが生じたとして
も、そのクラックの進行が膜面溝５にて阻止されること
になる。

【００４１】

【実施例】《実施例１》ポリカーボネート樹脂からなる
厚さ０．４ｍｍのプラスチック基板を用意し、その表面
にアクリル樹脂からなるハードコート層（厚さ５．０μ
ｍ）と酸化珪素からなる酸素バリアコート層（厚さ０．
１μｍ）とを形成してマザー基板とした。次に、一方の
マザー基板上に、エポキシ樹脂からなるシール材により
周辺シールを形成し、このマザー基板に他方のマザー基
板をセルギャップが６．０μｍとなるように圧着して表
示素子用セルを形成した。なお、基板圧着後のシール幅
は１．０ｍｍであった。そして、その周辺シール際から
切り線の距離を４００〜７００μｍの範囲内で５０μｍ
刻みで変え、その各々について、通常カッター刃にて、
切り残し量をプラスチック基板厚さの８０％として切り
込み溝を入れ、その後に強制的折り曲げにより分断し
た。その結果、いずれの距離でも表面硬化層にクラック
発生は見られなかった。

【００４２】〈比較例１〉上記実施例１と同様にしてマ
ザー基板を圧着した後、周辺シール際から切り線の距離
を２００〜３５０μｍの範囲内で５０μｍ刻みで変え、
その各々について、やはり通常カッター刃にて、切り残
し量をプラスチック基板厚さの８０％として切り込み溝
を入れ、その後に強制的折り曲げにより分断した。その
結果、いずれの場合も表面硬化層にクラックが発生し
た。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハードコート層や酸素バリアコート層などの表面硬化層
を有するプラスチック基板を透明電極基板として用いる
場合において、各切り線を周辺シールの外際から４００
〜７００μｍ離れた位置としたことにより、マザー基板
からスティック基板を切り出す際、また、そのスティッ
ク基板から個々の液晶パネルを切り出す際に、表面硬化
層にクラックを発生させることなく、スムーズかつきれ
いに基板を分断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いられるマザー基板の一方
の面取り状態を示した平面図。

【図２】シールを介して圧着したマザー基板の要部断面
図。

【図３】図１から一つのセル形成領域を摘示し拡大した
平面図。

【図４】従来例を説明するための断面図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ マザー基板 ２ セル形成領域 ２１ 表示部 ２２ 端子部 ２２１ 引出電極群 ３ 周辺シール ３１ 液晶注入孔 ４ スペーサシール ５ 膜面溝

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 FA07 FA15 FA26 FA29 HA01 KA01 MA20 2H089 NA24 NA37 NA39 NA48 NA55 QA12 TA01 2H090 JB03 JC13 JD13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面硬化層が形成されたプラスチック基
   板からなる一対のマザー基板の各々に、所定の配列をも
   って複数のセル形成領域をそれぞれ割り当て、その各セ
   ル形成領域内の表示部に表示電極を形成した後、いずれ
   か一方のマザー基板側の各表示部の周りに周辺シールを
   塗布し、両マザー基板を周辺シールを介して圧着して同
   時に複数の表示素子用セルを形成した後、各表示素子用
   セルの切り線（外形線）に沿って所定深さの切り込み溝
   を入れ、その後に切り込み溝部分を強制的に断ち切るこ
   とにより、上記各マザー基板をスティック基板に分断し
   て各表示素子用セル内に液晶を注入するための注入孔出
   しや、スティック基板から各表示素子用セルの端子部出
   しを行なう液晶表示素子の製造方法において、 上記表示素子用セルの切り線を上記周辺シールの外際か
   ら４００〜７００μｍ離れた位置として、その切り線に
   沿って所定深さの切り込み溝を入れることを特徴とする
   液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】 上記表示素子用セルの切り線と上記周辺
   シールの外際との離間距離が４５０〜６００μｍである
   請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。