JP2000258782A - 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、周辺シー
ル３の各角部の外側に補強ダミーシール５を形成し、補
強ダミーシール５上を通るように切り込み溝を入れてプ
ラスチック基板を分断する。

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
プラスチック基板を用いた表示素子用セルのシール設計
および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。

【００１０】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。したがって、切り込み溝を入れる
際や切り残し部分を分断する際に、周辺シールとプラス
チック基板に過大な応力が加えられ、特にそのシール際
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。このようなクラ
ックが一度発生すると、そのクラックがさらに進行し、
液晶表示素子の寿命を短くすることもある。

【００１１】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
切断することは現実的に不可能に近い。

【００１２】

【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、その第１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。

【００１３】また、本発明の第２の目的は、スティック
基板状態でその各セル内に液晶を注入する際、端子部に
液晶が這い上がら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。

【００１４】本発明によれば、上記第１の目的は、表面
硬化層が形成されたプラスチック基板からなる第１およ
び第２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
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、周辺シールを一つの辺に
液晶注入孔を有する四角枠状に塗布し、同周辺シールを
介して上記第１および第２マザー基板を圧着して同時に
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、上記周辺シールを上記一
方のマザー基板側に塗布する際、その各角部の外側４個
所に補強用ダミーシールを上記各マザー基板の圧着後に
おいて上記周辺シールにつながるように塗布し、上記注
入孔出しおよび上記端子部出しを行なうにあたって、上
記切り込み溝を上記補強用ダミーシール上を通るように
入れることによって達成される。

【００１５】このように、周辺シールの各角部に補強用
ダミーシールを設けることにより、両マザー基板間がよ
り強固に連結され、補強用ダミーシールは一種の支柱と
して作用する。このことは、分断時の応力の支点が補強
用ダミーシール部となり、周辺シール際に加えられる応
力が抑えられることを意味し、これによりシール際での
クラック発生が防止される。

【００１６】また、プラスチック基板は比較的柔らかく
切り込み溝を入れる際、その切り残し量がばらつきやす
いが、切り込み溝を補強用ダミーシール上を通るように
入れることにより、切り残し量も安定することになる。
したがって、局所的に切断時の応力が集中することもな
い。

【００１７】本発明において、基板圧着前における補強
用ダミーシールのマザー基板に対する接着面積に対し
て、基板圧着後におけるその接着面積は２．５〜５．０
倍であることが好ましい。より好ましくは３．５〜４．
５倍である。

【００１８】２．５倍未満では接着面積（接着力）が足
りず補強効果が期待できない。これに対して、５．０倍
を超すと反対に補強用ダミーシールの接着力が大きくな
りすぎて、切り込み溝部分を強制的に引き裂く際にスト
レスが発生するので好ましくない。

【００１９】また、上記セル形成領域に上記表示部に隣
接して端子部が設定され、その端子部に引出電極が形成
される場合においては、同じスティック基板列に含まれ
る各表示素子用セル間で、液晶注入孔側において隣接す
る補強用ダミーシール間に、その端子部への液晶の這い
上がりを防止する液晶這い上がり防止シールを設けるこ
とにより、上記第２の目的が達成される。

【００２０】この液晶這い上がり防止シールは、周辺シ
ールを一方のマザー基板側に塗布する際、補強用ダミー
シールとともに、各マザー基板の圧着後において補強用
ダミーシール間につながるように塗布される。

【００２１】この液晶這い上がり防止シールは、スティ
ック基板用の切り線に沿って形成され、したがってこの
上に切り込み溝が入れられる。すなわち、マザー基板か
らスティック基板を切り出す際、その切り込み溝は、補
強用ダミーシールおよび液晶這い上がり防止シール上を
通る一本の線として入れられる。

【００２２】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
れてよいが、本発明によれば、補強用シールをもっとも
好ましい態様とした場合、切り込み溝の切り残し量を７
０％としても、その後の分断時においてクラック発生は
見られない。

【００２３】

【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。

【００２４】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。

【００２５】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
素子用の場合、通常、その基板厚さが０．１〜０．４ｍ
ｍ程度のものが選択される。

【００２６】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。

【００２７】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、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。

【００２８】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の各セル形成領域の表示
部にも、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。なお、この実施例では、マザー基板１
Ｂ側には端子部が設けられないが、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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】なお、この実施例では、マザー基板１Ａ，
１Ｂがプラスチック基板であるため、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。

【００３２】本発明によると、上記のように周辺シール
３をリアパネル側のマザー基板１Ａ側に塗布する際、そ
れと同時に周辺シール３の各角部の外側４個所に補強用
ダミーシール５を塗布するようにしており、この点を明
確にするため、図３に一つのセル形成領域２を拡大して
示す。

【００３３】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。

【００３４】各補強用ダミーシール５は周辺シール３の
角部につなげられた状態で、スティック基板切り出し用
切り線Ｓ１，Ｓ２と、パネル切り出し用切り線Ｔ１，Ｔ
２との各交点にかかるように配置される。その形状は楕
円、円状、棒状（四角形状）など特に制限はないが、強
いて言えば楕円が好ましい。

【００３５】また、本発明によると、液晶注入時に液晶
が端子部２２に這い上がるのを防止する液晶這い上がり
防止シール６が、リアパネル側のマザー基板１Ａに周辺
シール３および補強用ダミーシール５とともに同時に塗
布される。

【００３６】すなわち、この液晶這い上がり防止シール
６は、同じスティック基板列に含まれる各表示素子用セ
ル間で、図３に示されているように、液晶注入孔３１側
において隣接する２つの補強用ダミーシール５（Ａ），
５（Ｂ）に跨るようにスティック基板切り出し用切り線
Ｓ１に沿って配置される。

【００３７】周辺シール３、スペーサシール４、補強用
ダミーシール５および液晶這い上がり防止シール６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
３〜６は、マザー基板１Ａ，１Ｂの圧着時に押し潰され
て広がる。

【００３８】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、補強用ダミーシー
ル５について言えば、そのシール倍率は２．５〜５．０
倍であることが好ましい。より好ましくは３．５〜４．
５倍であるとよい。

【００３９】すなわち、補強用ダミーシール５のシール
倍率が、２．５倍未満では接着面積（接着力）が足りず
補強効果が期待できない。これに対して、５．０倍を超
すと反対に補強用ダミーシール５の接着力が大きくなり
すぎて、切り込み溝部分を強制的に断ち切る（引き裂
く）際にストレスが発生するので好ましくない。

【００４０】参考までに、図４に各シール３〜６の基板
圧着前の塗布状態を示し、図５に基板圧着により各シー
ル３〜６が４．２倍に押し広げられた状態を示す。この
ように、各シール３〜６は基板圧着により一連につなが
る。

【００４１】各マザー基板１Ａ，１Ｂを各シール３〜６
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。この場合、切
り込み溝は各補強用ダミーシール５上を通るため、その
切り残し量をほぼ一定とすることができる。

【００４２】しかる後、その切り込み溝を強制的に折り
曲げるかもしくは引き裂くことにより、マザー基板１
Ａ，１Ｂからスティック基板を分断する。本発明によれ
ば、マザー基板１Ａ，１Ｂは補強用ダミーシール５によ
り強固に連結されているため、この分断時においても、
周辺シール際に加えられる応力が抑えられ、周辺シール
３際でのクラック発生が防止される。

【００４３】次に、スティック基板の状態で各表示素子
用セル内への液晶注入を行なう。この液晶注入は、液晶
注入孔３１側を液晶浴槽内に浸漬することにより行なわ
れるが、本発明によれば、端子部２２の液晶注入孔３１
側には液晶這い上がり防止シール６が設けられているた
め、液晶が端子部２２に這い上がることはない。

【００４４】なお、液晶這い上がり防止シール６上に切
り込み溝が入れられて、マザー基板からスティック基板
が分断されるが、その際、液晶這い上がり防止シール６
の図５において右半分がスティック基板側に残されるよ
うに、液晶這い上がり防止シール６の幅を設定する必要
がある。

【００４５】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、補強
用ダミーシール５上を通る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。したがって、この分断時
においても、周辺シール３際でクラックが発生するおそ
れはない。

【００４６】

【実施例】ポリカーボネート樹脂からなる厚さ０．４ｍ
ｍ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５．０μｍ）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
形成するとともに、その各角部の外側に補強ダミーシー
ルをそれぞれ形成した。なお、補強ダミーシールは、基
板圧着後のシール倍率が４．０倍で、そのとき長軸２．
４ｍｍ・短軸２．０ｍｍの楕円形状となるように設計し
た。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。そして、表示素子用セルの外形線に沿って補
強ダミーシール上を通るように通常カッター刃にて、切
り残し量をそれぞれプラスチック基板厚さの４０％，５
０％，６０％，７０％として切り込み溝を入れ、強制的
折り曲げにより分断した。その結果、切り残し量が７０
％でも周辺シール際でのクラック発生は見られなかっ
た。ちなみに、補強ダミーシールを設けない場合には、
切り残し量６０％でクラックが発生した。

【００４７】

【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用いる場合において、周辺
シールの各角部の外側に補強ダミーシールを形成し、補
強ダミーシール上を通るように切り込み溝を入れて、基
板を分断するようにしたことにより、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
から個々の液晶表示素子を切り出す際に、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。

【００４８】また、本発明によると、切り残し量の作業
マージンが広がり、切断および分断時における作業管理
幅が拡大され作業管理が容易になるとともに、表示品質
の面でも初期の品質が長時間維持される。

【００４９】一方、同じスティック基板列に含まれる各
表示素子用セル間で、液晶注入孔側において隣接する補
強用ダミーシール間に、液晶這い上がり防止シールを設
けることにより、液晶注入時の液晶の端子部側への這い
上がりを確実に防止することができる。

【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】基板圧着前の各シールの塗布パターンを示した
平面図。

【図５】基板圧着後の各シール形状を示した平面図。

【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 補強ダミーシール ６ 液晶這い上がり防止シール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 FA06 FA07 FA10 FA26 2H089 LA42 LA46 MA04Y NA24 NA28 NA39 NA55 NA58 PA15 QA04 QA12 SA17 TA01 2H090 JA07 JB03 JC01 LA02 LA03

Claims (3)

【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
   板からなる第１および第２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
   シールを一つの辺に液晶注入孔を有する四角枠状に塗布
   し、同周辺シールを介して上記第１および第２マザー基
   板を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、 上記周辺シールを上記一方のマザー基板側に塗布する
   際、その各角部の外側４個所に補強用ダミーシールを上
   記各マザー基板の圧着後において上記周辺シールにつな
   がるように塗布し、上記注入孔出しおよび上記端子部出
   しを行なうにあたって、上記切り込み溝を上記補強用ダ
   ミーシール上を通るように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】 基板圧着前における上記補強用ダミーシ
   ールの上記マザー基板に対する接着面積に対して、基板
   圧着後におけるその接着面積は２．５〜５．０倍である
   請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
3. 【請求項３】 上記セル形成領域に上記表示部に隣接し
   て端子部が設定され、その端子部に引出電極が形成され
   る場合において、同じスティック基板列に含まれる各表
   示素子用セル間で、上記液晶注入孔側において隣接する
   上記補強用ダミーシール間には、上記端子部への液晶の
   這い上がりを防止する液晶這い上がり防止シールが設け
   られる請求項１または２に記載の液晶表示素子の製造方
   法。