JP2002250912A - 平面表示素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
向上した平面表示素子の製造方法を提供することにあ
る。 【解決手段】一対のマザー基板41、42を用意し、各
マザー基板上に表示形成部を形成する。一方のマザー基
板上において、表示形成部の周縁部を囲むようにシール
剤15を配置し、マザー基板の端部に2枚のマザー基板
の間隙を保持する端部スペーサ28と端部スペーサを覆
った仮止め剤31とを配置する。シール剤、端部スペー
サ、仮止め剤を挟んで2枚のマザー基板を貼り合わせ、
貼り合わされたマザー基板同士をアライメント調整す
る。アライメント調整後、仮止め剤を硬化させて2枚の
マザー基板を仮止めし、その後、シール剤を硬化させて
2枚のマザー基板を本止めする。次に、シール剤の外側
で2枚のマザー基板を切断することにより、シール剤で
貼り合わされた一対の基板11、12を切り出す。
Description
造方法に関し、特に、所定の隙間を置いて2枚の基板を
貼り合わせて表示セルを形成した平面表示素子の製造方
法に関する。
やコンピュータ端末あるいはテレビ等の画像表示装置と
して広く用いられている。この種の平面表示素子は、通
常、所定の隙間を持って対向配置された一対の電極基板
と、これらの電極基板間に封入された液晶等の光変調層
とを備えている。電極基板の周縁部同士はシール剤によ
って封着されているとともに、一対の電極基板間には、
表示セルを形成する一対の電極基板の間隙を一定に保持
するため、複数のスペーサが配置されている。
形成され、電極基板の表示領域内にランダムに散布され
ている。そのため、表示セルに液晶を封入して形成され
た液晶表示装置においては、スペーサにより液晶分子等
の配向に乱れを生じ、また、スペーサの散布の片寄りに
より表示ムラが生じる恐れもある。
像を得るため、電極基板の非表示領域にフォトレジスト
等をパターニングして形成されたスペーサ柱を設け、こ
れらのスペーサ柱により一対の電極基板の間隙を一定に
保持する平面表示素子が開発され実用に供するようにな
ってきた。
ルは以下の工程により製造される。まず、それぞれ表示
セルの形成領域を有した2枚のマザーガラスを用意す
る。そして、一方のマザーガラス上に、形成領域を囲続
するシール剤と、ダミーシール剤とをそれぞれ塗布し、
更にマザーガラスの端部に、他方のマザーガラスとの貼
りずれを防止するための仮止め剤を塗布する。
し、平面マウンタにより平面表示素子の表示領域にて対
向配置する画素ピッチのパターンずれが約5μm以内と
なるよう粗く位置合わせする。その後、2枚のマザーガ
ラスをプレスして貼り合せる。次に、画素ピッチのパタ
ーンずれを少なくするように、マザーガラスをアライメ
ント調整した後、仮止め剤を硬化させて2枚のマザーガ
ラスを仮止めし、更に、シール剤およびダミーシール剤
を硬化させている。
た製造方法では、平面マウンタにより位置合わせをした
後に2枚のマザーガラスを貼り合せると、仮止め剤が潰
れてマザーガラスの端部同士が貼り付いてしまう。その
ため、アライナで画素ピッチのずれを少なくするための
アライメント調整を行う際、マザーガラスを円滑に相対
移動させることができず、アライメント調整に長時間を
必要とし、生産性が低下する。
で、その目的は、アライメント調整時間の短縮を図り、
生産性の向上した平面表示素子の製造方法を提供するこ
とにある。
め、この発明の一態様に係る平面表示素子の製造方法
は、所定の隙間をおいて対向配置されているとともにシ
ール剤により周縁部同士が貼り合わされた一対の基板を
備えた平面表示素子の製造方法において、それぞれ上記
一対の基板よりも寸法の大きな一対のマザー基板を用意
し、上記各マザー基板上に表示形成部を形成し、少なく
とも一方のマザー基板上において、上記表示形成部の周
縁部を囲むようにシール剤を配置するとともに、上記マ
ザー基板の端部に2枚のマザー基板の間隙を保持する端
部スペーサと上記端部スペーサを覆った仮止め剤とを配
置し、上記シール剤、端部スペーサおよび仮止め剤を挟
んで上記2枚のマザー基板を貼り合わせ、上記貼り合わ
された2枚のマザー基板同士をアライメント調整し、上
記アライメント調整後、上記仮止め剤を硬化させて2枚
のマザー基板を仮止めし、上記仮止め後、上記シール剤
を硬化させて2枚のマザー基板を本止めし、上記本止め
後、上記シール剤の外側で上記2枚のマザー基板を切断
して上記一対の基板を切り出すことを特徴としている。
素子の製造方法は、所定の隙間をおいて対向配置されて
いるとともにシール剤により周縁部同士が貼り合わされ
た一対の基板と、上記基板間に設けられ上記基板間の隙
間を保持した複数のスペーサ柱と、上記シール剤に囲続
される領域に封入された光変調層とを備えた平面表示素
子の製造方法において、それぞれ上記一対の基板よりも
寸法の大きな一対のマザー基板を用意し、上記各マザー
基板上に表示形成部を形成し、少なくとも一方のマザー
基板上において、上記表示形成部の周縁部を囲むように
シール剤を配置するとともに、上記マザー基板の端部に
2枚のマザー基板の間隙を保持する端部スペーサと上記
端部スペーサを覆った仮止め剤とを配置し、上記シール
剤、端部スペーサおよび仮止め剤を挟んで上記2枚のマ
ザー基板を貼り合わせ、上記貼り合わされた2枚のマザ
ー基板同士をアライメント調整し、上記アライメント調
整後、上記仮止め剤を硬化させて2枚のマザー基板を仮
止めし、上記仮止め後、上記シール剤を硬化させて2枚
のマザー基板を本止めし、上記本止め後、上記シール剤
の外側で上記2枚のマザー基板を切断して上記一対の基
板を切り出すことを特徴としている。
造方法によれば、端部スペーサを介在することによりマ
ザー基板の端部が貼り付くことを防止し、アライメント
調整時、両マザー基板を円滑に相対移動させることが可
能となる。これにより、アライメント調整時間を短縮
し、平面表示素子の生産性向上を図ることが出来る。
発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本実
施の形態に係る製造方法によって製造される平面表示素
子として、液晶表示素子について説明する。
定の隙間を持って対向配置されたアレイ基板12および
対向基板11を備え、これらの基板間には光変調層とし
て液晶層14が封入されている。アレイ基板12および
対向基板11の周縁部はシール剤15によって互いに封
着されているとともに、これらの基板間には、基板の間
隙を一定に保持するため、複数のスペーサ柱13が配置
されている。液晶表示素子10の基板サイズは、300
×250×0.7mm、表示領域のサイズは253×1
90mmに形成されている。
mのガラス基板16を備え、このガラス基板上には、カ
ラーフィルタ層17、およびインジウム錫酸化物(以下
ITOと称する)からなる対向電極18が形成されてい
る。カラーフィルタ層17は、アクリル樹脂からなるR
(赤)、G(緑)、B(青)のストライプ状の着色層
と、図示しないブラックストライプとを有している。
形成されアレイ基板12側へ突出したアクリル樹脂から
なる複数のスペーサ柱13を有している。これらのスペ
ーサ柱13は高さ5μmに形成され、その配置密度は、
画素領域1mm2に対して例えば1000μm2の割合
で設けられている。また、スペーサ柱13は、アレイ基
板12の図示しない配線層領域等の非表示領域と対向す
る領域に均等に配置され、その上から液晶配向膜23が
成膜されている。
層17と対向電極18との間に設けられていてもよく、
また、カラーフィルタ層17の各着色層を積層して形成
されても良い。
00×250×0.7mmのガラス基板20を備え、こ
のガラス基板上には、多数本の走査線及び信号線がマト
リクス状に形成され、走査線と信号線とで囲まれる領域
には画素電極22が設けられている。また、走査線と信
号線との交点近傍には、液晶層14駆動用の薄膜トラン
ジスタ(以下TFTと略称する)21が設けられ、画素
電極22に接続されている。そして、これら配線、画素
電極22、TFTに重ねて液晶配向膜24が成膜されて
いる。
の外面には、それぞれ偏光板26、27が設けられてい
る。
子10の製造方法について説明する。まず、図2に示す
ように、対向基板11のガラス基板16となる矩形板状
のマザーガラス41、およびアレイ基板12のガラス基
板20となる矩形板状のマザーガラス42を用意する。
それぞれマザー基板として機能するこれらのマザーガラ
ス41、42は、ガラス基板16、20よりも充分に大
きな寸法、例えば、650×550×0.7mmに形成
されている。
膜、フォトリソグラフィ工程によるパターニングを繰り
返すことにより、それぞれストライプ状のR(赤)、G
(緑)、B(青)の着色層を有したカラーフィルタ層1
7を形成する。続いて、カラーフィルタ層17上にスパ
ッタ法にてITO膜を成膜し対向電極18を形成する。
その後、対向電極18上にアクリル樹脂膜を成膜し、フ
ォトリソグラフィ工程によって複数のスペーサ柱13を
パターン形成する。そして、この上に液晶配向膜23を
塗布後、ラビング処理し、マザーガラス41上に表示形
成部としての対向基板パターン11aを形成する。な
お、対向基板パターン11aは、ガラス基板16を切り
出す際の矩形状の切り出し線16aに対し、その内側に
形成される。
層、半導体層、絶縁層等の成膜、フォトリソグラフィ工
程によるパターニングを繰り返すことにより、走査線、
信号線、TFT21を形成する。続いて、マザーガラス
42上にスパッタ法によりITO膜を成膜し、これをフ
ォトリソグラフィ工程によってパターニングすることに
より、マトリクス状に配列された画素電極22を形成す
る。更に、これらの上に液晶配向膜24を塗布後、ラビ
ング処理し、マザーガラス42上に表示形成部としての
アレイ基板パターン12aを形成する。アレイ基板パタ
ーン12aは、ガラス基板20を切り出す際の矩形状の
切り出し線20aに対し、その内側に形成される。
に、切り出し線20aの内側でマザーガラス42上のア
レイ基板パターン12aの表示領域の周縁に沿って、図
示しないディスペンサによりシール剤15を塗布し、注
入口15aを除いて表示領域をシール剤により囲続す
る。シール剤15として、例えば直径5μmのガラスフ
ァイバー19を熱硬化性のエポキシ樹脂と混ぜたシール
剤を使用した。
ザーガラス42の周縁に沿って、シール剤15と同一成
分からなるダミーシール剤30をディスペンサにより塗
布する。この際、ダミーシール剤30は、マザーガラス
32の周縁角部を除いて塗布する。
に、マザーガラス42の周縁部の四隅に、それぞれ仮止
め剤31をダミーシール剤30に並べて直線状に塗布す
る。仮止め剤31として、シリカ球からなる直径5μm
の端部スペーサ28を加えた紫外線硬化性の樹脂からな
る仮止め剤を使用した。
42を、液晶配向膜23、24のそれぞれのラビング方
向が互いに90°を成すように対向配置する。そして、
図示しない平面マウンタにより、対向基板パターン11
aおよびアレイ基板パターン12aの画素ピッチのパタ
ーンずれが5μm以内となるよう、マザーガラス41、
42を粗く位置合わせする。その後、図3(c)に示す
ように、400kgfの圧力でプレスし、シール剤1
5、ダミーシール剤30、および仮止め剤31を介して
マザーガラス41及びマザーガラス42を貼り合せる。
れた仮止め剤31の中には端部スペーサ28が混入して
いるため、マザーガラス41および42は、その周縁部
においても端部スペーサ28により約5μmの間隙を保
持し、互いに貼り付くことが防止される。
基板パターン11aおよびアレイ基板パターン12aの
画素ピッチのパターンずれが、例えば5μm以内となる
ように、マザーガラス41、42をアライメント調整す
る。この時、アライナによるアライメント調整の回数は
5回で済み、所要時間は約10秒間であった。なお、端
部スペーサ28を混入していない仮止め剤を用いて同一
サイズの液晶セルを用意し、アライナによりアライメン
ト調整した所、パターンずれが所望の値の範囲内になる
まで、アライメント調整に約50秒間を要した。
に示すように、水銀ランプ33により仮止め剤31に紫
外線を照射して硬化させ、マザーガラス41とマザーガ
ラス42とを仮止めする。続いて、シール剤15および
ダミーシール剤30を150℃で7時間焼成して硬化さ
せ、マザーガラス41とマザーガラス42とを本止めす
る。次に、図3(e)に示すように、マザーガラス41
および42を切り出し線16a、20aに沿ってカット
し、所望サイズの液晶セル10bを得る。
15aから、例えば減圧注入方式により、対向基板11
とアレイ基板12との間隙にフッ素系の液晶組成物を注
入した後、紫外線硬化樹脂により注入口15aを封止し
て液晶層14を封入する。そして、対向基板11及びア
レイ基板12にそれぞれ偏光板26、27を貼り付け、
液晶表示素子10が完成する。
ば、スペーサ柱13により間隙を保持する液晶表示素子
10の液晶セル10bを製造する際、対向配置された2
枚のマザーガラス41、42を仮止めするための仮止め
剤31中に端部スペーサ28が混入されていることか
ら、両マザーガラス41、42の周縁部においてもマザ
ーガラス間の間隙を保持することができ、マザーガラス
41、42同士が貼り付くことを防止できる。そのた
め、アライメント調整時、マザーガラス41、42を円
滑に相対移動させることが可能となり、従来約50秒間
を要していたアライメント調整時間を約10秒と著しく
短縮することができる。従って、表示品位の高い液晶表
示素子10の生産性を向上し、液晶表示素子の量産化、
低コスト化を図ることができる。
持する端部スペーサは、上述した球状の端部スペーサに
限らず、柱状の端部スペーサを用いることもできる。こ
の場合、図4に示すように、液晶表示素子のスペーサ柱
13をマザーガラス42のアレイ基板パターン12a上
に形成し、その際、マザーガラス42の周縁部、例え
ば、四隅に柱状の端部スペーサ28を同時にパターン形
成する。そして、これら端部スペーサ28に重ねて仮止
め剤31を塗布する。その後、上記実施の形態と同様に
構成により、マザーガラス41、42を貼り合わせる。
を用い、また、端部スペーサ28は、一辺が10μmの
正方形で高さが5μmの角柱形状とし、例えば100μ
mピッチで形成した。他の構成は前述した実施の形態と
同一であり、同一の工程により液晶表示素子10を製造
することができる。そして、上記のように端部スペーサ
として柱状スペーサを用いた場合でも、前述した実施の
形態と同様の作用効果を得ることができる。
限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能
である。例えば、2枚の基板間の間隙を保持するスペー
サ柱の、サイズや分布比率等は任意に設定可能であると
ともに、使用するシール剤、ダミーシール剤、および仮
止め剤の原材料や特性等も任意に選択可能である。
実施の形態に限定されず、また、マザー基板上に複数の
表示素子パターンを形成するマルチ製法により複数のセ
ルを同時に形成する工程を用いてもよい。更に、上述し
た実施の形態では、アレイ基板側のマザーガラス上にシ
ール剤、ダミーシール剤、仮止め剤を塗布する構成とし
たが、これらを対向基板側のマザーガラスに塗布する構
成としても良い。この発明は、スペーサ柱に限らず、球
状スペーサを平面表示素子、あるいはスペーサを持たな
い平面表示素子の製造にも適用でき、また、液晶表示素
子に限定されることなく、有機ELパネル等の他の平面
表示素子にも適用することができる。
アライメント調整時間を大幅に短縮し、生産性の向上に
よる量産化および低コスト化が可能な平面表示素子の製
造方法を提供することができる。
された液晶表示素子を示す断面図。
2枚のマザーガラスを対向配置した状態を概略的に示す
分解斜視図。
ル剤の塗布工程、仮止め剤の塗布工程、マザーガラスの
貼り合わせ工程、仮止め剤硬化工程、液晶セル切り出し
工程をそれぞれ示す断面図。
ける仮止め剤の塗布工程、マザーガラスの貼り合わせ工
程をそれぞれ示す断面図。
Claims (9)
- 【請求項1】所定の隙間をおいて対向配置されていると
ともにシール剤により周縁部同士が貼り合わされた一対
の基板を備えた平面表示素子の製造方法において、 それぞれ上記一対の基板よりも寸法の大きな一対のマザ
ー基板を用意し、 上記各マザー基板上に表示形成部を形成し、 少なくとも一方のマザー基板上において、上記表示形成
部の周縁部を囲むようにシール剤を配置するとともに、
上記マザー基板の端部に2枚のマザー基板の間隙を保持
する端部スペーサと上記端部スペーサを覆った仮止め剤
とを配置し、 上記シール剤、端部スペーサおよび仮止め剤を挟んで上
記2枚のマザー基板を貼り合わせ、 上記貼り合わされた2枚のマザー基板同士をアライメン
ト調整し、 上記アライメント調整後、上記仮止め剤を硬化させて2
枚のマザー基板を仮止めし、 上記仮止め後、上記シール剤を硬化させて2枚のマザー
基板を本止めし、 上記本止め後、上記シール剤の外側で上記2枚のマザー
基板を切断して上記一対の基板を切り出すことを特徴と
する平面表示素子の製造方法。 - 【請求項2】所定の隙間をおいて対向配置されていると
ともにシール剤により周縁部同士が貼り合わされた一対
の基板と、上記基板間に設けられ上記基板間の隙間を保
持した複数のスペーサ柱と、上記シール剤に囲続される
領域に封入された光変調層とを備えた平面表示素子の製
造方法において、 それぞれ上記一対の基板よりも寸法の大きな一対のマザ
ー基板を用意し、 上記各マザー基板上に表示形成部を形成し、 少なくとも一方のマザー基板上において、上記表示形成
部の周縁部を囲むようにシール剤を配置するとともに、
上記マザー基板の端部に2枚のマザー基板の間隙を保持
する端部スペーサと上記端部スペーサを覆った仮止め剤
とを配置し、 上記シール剤、端部スペーサおよび仮止め剤を挟んで上
記2枚のマザー基板を貼り合わせ、 上記貼り合わされた2枚のマザー基板同士をアライメン
ト調整し、 上記アライメント調整後、上記仮止め剤を硬化させて2
枚のマザー基板を仮止めし、 上記仮止め後、上記シール剤を硬化させて2枚のマザー
基板を本止めし、 上記本止め後、上記シール剤の外側で上記2枚のマザー
基板を切断して上記一対の基板を切り出すことを特徴と
する平面表示素子の製造方法。 - 【請求項3】上記端部スペーサおよび仮止め剤を配置す
る工程は、端部スペーサが混入された仮止め剤を上記マ
ザー基板上に塗布する工程を含んでいることを特徴とす
る請求項1又は2に記載の平面表示素子の製造方法。 - 【請求項4】上記端部スペーサおよび仮止め剤を配置す
る工程は、上記マザー基板上に柱状の端部スペーサを形
成した後、上記柱状の端部スペーサに重ねて上記仮止め
剤を上記マザー基板上に塗布する工程を含んでいること
を特徴とする請求項1又は2に記載の平面表示素子の製
造方法。 - 【請求項5】上記一方のマザー基板の表示形成部に位置
した柱状スペーサと、上記マザー基板の端部に位置した
柱状の端部スペーサとを同一工程で形成し、上記柱状の
端部スペーサに重ねて上記マザー基板上に上記仮止め剤
を塗布することを特徴とする請求項2に記載の平面表示
素子の製造方法。 - 【請求項6】前記光変調層は液晶組成物からなる液晶層
であることを特徴とする請求項2又は5に記載の平面表
示素子の製造方法。 - 【請求項7】上記シール剤および仮止め剤として、硬化
方法の異なる材料をそれぞれ用いることを特徴とする請
求項1ないし6のいずれか1項に記載の平面表示素子の
製造方法。 - 【請求項8】前記シール剤は熱硬化型の材料からなり、
前記仮止め剤は紫外線硬化型の材料からなること特徴と
する請求項7に記載の平面表示素子の製造方法。 - 【請求項9】上記端部スペーサおよび仮止め剤を、上記
マザー基板の端部で少なくとも四隅に配置することを特
徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の平面
表示素子の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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