JP2005234302A - 表示パネルの製造方法及び該製造方法により製造された表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】 透明大型基板から均質でギャップムラの発生の少ない複数の液晶表示パネルを同時に製造する方法を提供すること。
【解決手段】 透明大型基板の一方の基板１の表面に、該各液晶表示パネル領域１５、１６毎にスペーサ粒子１７〜２０を配置すると共に、各液晶表示パネル領域毎に予め定めたパターンに従って熱可塑性樹脂からなるシール材１１〜１４を塗布し、
前記透明大型基板の他方の基板１’の表面に、前記各液晶表示パネル領域毎に前記シール材１１〜１４の外側に沿って位置するように前記スペーサ粒子の直径と同じ高さｄ１のリブ２５〜２７を形成し、
前記一方の基板１に前記他方の基板１’を対となるそれぞれの各液晶表示パネル領域１５、１６が重なるように載置して、均一に加圧・加熱してシール材１１〜１４を硬化させ、
次いで、各液晶表示パネル領域１５、１６毎に分断した後に、液晶材料を封入する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、表示パネルの製造方法及び該製造方法により製造された表示パネルに関し、特に一対の基板上に複数の表示パネル領域を形成して各表示パネル領域が重なるように載置した後、各表示パネル領域毎に分断して製造するに際し、均質でギャップムラの発生の少ない表示パネルの製造方法及び該製造方法により製造された表示パネルに関する。

表示パネルの一種である液晶表示パネルは、各画素電極が形成された第一の基板と、共通電極及びカラーフィルタが形成された第二の基板とを、その周囲をシール材によって液密に貼り合わせ、その基板の間に液晶を封入することにより製造されている。このような液晶表示パネルの製造方法としては、所定の大きさの液晶表示パネル領域を複数形成した基板をシール材で貼り合せ、その後、所定の液晶表示パネル領域毎に分断して製造する方法が慣用的に採用されている（下記特許文献１参照）。

そして、本願の出願人も既に基板から所定の大きさの液晶表示パネルを複数個製造する製造方法において、液晶封入の際の液だれの問題点を軽減し、更に、ディスペンサでの描画法によるシール材塗布方法を採用した場合においても、液晶封入口の位置決めが容易に行え、また、液晶注入前に液晶封入口の位置がずれている液晶表示パネルを容易に選別できるような液晶表示パネルの製造方法に関する特許出願（下記特許文献２参照。以下、この出願の発明を「先願発明」という。）を行っている。そこで、本発明の理解のために、前記先願発明の液晶表示パネルの製造方法を簡単に説明する。

図１は、先願発明の液晶表示パネル製造用の基板を示す正面図であり、図２は先願発明の液晶表示パネル製造方法において基板に形成される液晶表示パネル領域の１つについて順を追って説明した製造工程説明図であり、また、図３は上記図２（ａ）〜（ｄ）の製造工程に従って製造された基板を所定の大きさに分断することによって製造された液晶表示パネルの正面断面図である。

図１において、基板１は、例えば大型のガラス基板からなり、平坦性に優れ、凹凸やうねりがない表面を有し、比較的小さく所定の大きさの液晶表示パネル領域がｍ行×ｎ列で行列状に配列されるように、縦方向及び横方向に個別の液晶表示パネル領域に分断するための分断予定線２ａ、２ｂが複数本設けられている。

そして、周囲を分断予定線２ａ、２ｂで囲まれた所定の大きさの液晶表示パネル領域１_１１〜１_ｍｎには、入出力端子あるいはＴＦＴ素子等の表示制御部（図示せず）がそれぞれ設けられており、さらに、基板分断後に液晶を封入するための液晶封入部を設ける際の目印として、所定の図形が液晶封入口を設けようとする位置に設けられている。この図形は、ディスペンサによりシール材を塗布する際の塗布開始点及び塗布終点を検出するためのものであり、長さと方向が定まるものであれば任意の図形を採用することができる。例えば、この図形として、１本ないし数本の線分、長方形、或いは複数の点などであっても良い。図２にはこの図形３として２本の同じ長さの平行線としたものを示してある。

次に図２を参照して、先願発明の液晶表示パネルの製造方法における各製造工程を説明する。ただし、図２に示した工程は、基板１に形成されている各液晶表示パネル領域の全てについて共通に行われるものであるので、理解を容易にするために一つの液晶表示パネル領域１_１１を取り上げて説明する。

図２（ａ）に示されている液晶表示パネル領域１_１１は、最終的には基板１から所定の大きさの液晶表示パネルを形成するように引かれた分断予定線２ａ、２ｂに従って分断されるものであり、この液晶表示パネル領域１_１１上には、各液晶表示パネルの大きさ、あるいは液晶封入口の位置等の条件から、液晶封入口を設ける箇所に長さの等しい平行な2本の線分３が予め設けられている。

そして、上記の液晶表示パネル領域１_１１に液晶駆動用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子や入出力端子からなる表示制御部（図示省略）を設けた後、各液晶封入領域７に配向膜９をラビング処理によって設け、その上にセルギャップを一定に維持するためのシリカまたはポリスチレン等からなるスペーサ（図示省略）を一定量均一に分散配置しておく。

次に、上記のようにして得られた液晶表示パネル領域１_１１の表面に、図２（ｂ）に示したように、シール材６の塗布工程を行う。シール材６の塗布は、ディスペンサ５による描画によって行われる。このディスペンサ５によって行われるシール材塗布は、液晶封入領域７にラビングされた配向膜９の端部に沿って行われ、かつ液晶封入口付近は予め設けられた線分３の端部に沿って形成されるようになし、シール材６の塗布は線分３に沿って液晶表示パネルの外方向に向かって平行に形成されるように塗布される。通常、上記シール材６としては一液性の熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂等が使用される。

次いで、図２（ｃ）において、上記各工程が行われた液晶表示パネル領域１_１１の上方から、基板１と対になるカラーフィルタ及び対向電極（何れも図示せず）が設けられた他方の基板１’の前記液晶表示パネル領域１_１１に対応する液晶表示パネル領域１’_１１が重なるように配置し、両液晶表示パネル領域１_１１及び１’_１１を一方の基板の表面から均等に圧力を加えると共に、シール材が熱硬化性樹脂の場合は加熱して前記シール材を熱硬化させ、図２（ｄ）に示したように液晶表示パネル領域１_１１、１’_１１を一体化する。

次いで上記図２（ａ）〜（ｄ）の工程を経て形成された基板１、１’を、所定の大きさに分断して液晶表示パネル１０を得る。このようにして製造された液晶表示パネル１０を図３に示す。なお、この時の分断方法は、一般にスクライブ・ブレイク法や、レーザー割断法が採用される。上記分断方法によって分断された液晶表示パネルは、液晶表示パネル領域１_１１、１’_１１が形成された一対の基板と、その基板を張り合わせているシール材６とによって形成される液晶封入領域７を備えており、この液晶封入領域７へ液晶封入口８から液晶を封入し、その後に液晶封入口８をシールすることにより液晶表示パネルが完成される。

この先願発明の液晶表示パネル製造方法は、液晶封入口８が全ての液晶表示パネル領域１_１１〜１_ｍｎについてずれのない状態で設けられているため、自動液晶封入機器によって作業を行った場合においても液晶のこぼれをなくすることができ、更に、すべての工程を自動的に一連の作業で行うことができ、液晶表示パネルの製造の際の歩留りが向上すると共に、ディスペンサによる描画法によってシール材６を塗布するようにしたため、少量多種の製造を行う際にもコストを少なくすることができるという効果を奏するものである。
特開２００２−３６５６４８号公報 特願２００３−３３６７３２号公報

しかしながら、前記先願発明に従って製造された液晶表示パネルだけでなく、従来から慣用的に採用されている基板から所定の大きさの液晶表示パネルを複数個製造する方法によって製造された液晶表示パネルにおいても、有効表示領域の周辺部にセルギャップの相違に基づくギャップムラが発生するという問題点が存在していた。

本発明者等は、このギャップムラの発生原因につき種々検討を重ねた結果、以下のような理由に基づくものであることを知見した。すなわち、前記図２（ｃ）の工程においては、図４（ａ）に示すように、基板１と対になる他方の基板１’を配置し、両基板１及び１’のうち一方の基板１’の表面から均等に圧力Ｐを加えると共に加熱硬化して前記シール材１１〜１４を熱硬化させているため、通常は均一な厚さとなるはずであるので従来はギャップムラは生じないものと考えられていたわけである。

しかしながら、熱硬化性樹脂からなるシール材１１〜１４は、加熱硬化された後に圧力Ｐが取り除かれ、また、加熱が停止されて冷却されるに従って収縮する。従って、図４（ｂ）に示したように、液晶表示パネル領域１５、１６内には多数のスペーサ１７〜２０が存在しているため、熱硬化性樹脂からなるシール材１１〜１４が収縮しても液晶表示パネル領域１５、１６の中央部の両基板１及び１’間の距離ｄ１はスペーサ１７〜２０の高さに等しいままであるが、液晶表示パネル領域１５及び１６に挟まれた分断領域２１〜２３の両基板１及び１’間の距離ｄ２はスペーサが存在していないためにシール材の収縮に伴って変形して前記ｄ１よりも小さくなり、その結果、液晶表示パネル領域１５、１６のシール材１１〜１４近傍の両基板１及び１’間の距離ｄ３は前記ｄ１よりも大きくなるため、ギャップムラが生じるようになるわけである。

なお、前記シール材として光硬化性樹脂を使用する場合は、この光硬化性樹脂が硬化時に収縮することはほとんどないが、未硬化時点で圧力が掛けられるとスペーサが存在している部分とシール材が存在している部分とでは基板に加わる応力が異なるため、硬化後に圧力が取り除かれると同様の結果を生じる。また、このような作用はスペーサが粒子状であっても柱状であっても同様に生じる。

本発明者等は、上記の従来例のような基板から所定の大きさの液晶表示パネルを複数個製造する方法によって製造された液晶表示パネルのギャップムラの発生原因からして、液晶表示パネル領域１５及び１６に挟まれた分断領域２１〜２３における両基板１及び１’間の距離ｄ２を液晶表示パネル領域１５、１６の中央部の両基板１及び１’間の距離ｄ１とほぼ等しくなるように維持できれば、前述のギャップムラが発生しないことを見出し、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明の目的は、一対の基板上に複数の表示パネル領域を同時に形成して各表示パネル領域が重なるように載置した後、各表示パネル領域毎に分断して製造するに際し、表示パネルにギャップムラが生じない表示パネルの製造方法及び該製造方法により製造された表示パネルを提供することを目的とする。

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、本願の請求項１に記載の表示パネルの製造方法の発明は、以下の（１）〜（３）の工程を備えることを特徴とする。
（１）それぞれ複数の表示パネル領域を切り出すことができる一対の基板の少なくとも一方の表面に、前記各表示パネル領域毎にスペーサを配置すると共に、各表示パネル領域毎に予め定めたパターンに従って樹脂からなるシール材と該シール材の外側に沿って位置するように前記スペーサとほぼ同じ高さのリブを形成する工程、
（２）前記（１）の工程で得られた一対の基板をそれぞれの各表示パネル領域が重なるように載置して、均一に加圧しながらシール材を硬化させる工程、
（３）前記（２）の工程で得られた一対の基板を、前記シール材とリブとの間の位置で各表示パネル領域毎に分断して表示パネルを得る工程。

また、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示パネルの製造方法において、前記一対の基板が画素電極が形成されている基板と共通電極が形成されている基板とからなり、前記リブを共通電極が形成されている基板に設けたことを特徴とする。

また、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示パネルの製造方法において、前記スペーサは柱状スペーサであることを特徴とする。

また、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の表示パネルの製造方法において、前記リブが前記柱状スペーサと同じ材質であり、前記柱状スペーサと同じ基板に設けられていることを特徴とする。

また、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示パネルの製造方法において、前記基板が大型基板であることを特徴とする。なお、本願発明における「大型基板」とは、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上の大きさのものを意味する。

また、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示パネルの製造方法において、前記シール材の塗布方法が、ディスペンサによる描画法によって行われることを特徴とする。

また、本願の請求項７に記載の発明は、前記請求項１に記載の表示パネルの製造方法において、前記シール材は熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂であることを特徴とする。

また、本願の請求項８に記載の発明は、前記請求項１〜７のいずれかに記載の表示パネルの製造方法において、前記表示パネルが液晶表示パネルであることを特徴とする。

また、本願の請求項９に記載の発明は、前記請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルの製造方法において、前記リブを設けた基板の内面には、カラーフィルタが設けられており、前記リブは、該基板の前記カラーフィルタの上に設けられていることを特徴とする。

更に、本願の請求項１０に記載の表示パネルの発明は、請求項１〜９の何れか１項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする。

本発明は、上述の構成を備えることにより以下のような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に記載の表示パネルの製造方法の発明によれば、隣り合う表示パネル領域に挟まれた分断領域における一対の基板間距離が表示パネル領域における距離と同じになっているので、分断後に得られる表示パネルのセルギャップが均一となるため、表示パネルの周辺部でギャップムラの発生が減少し、高表示品質の表示パネルが得られる。加えて、分断時に強い力が加わってもこの力はリブにより受け止められるため、硬化したシール材の破損が減少し、表示パネルの製造効率が向上する。

また、請求項２に記載の表示パネルの製造方法の発明によれば、リブはパネルを分断する際に自然と取り除かれるため、形成されたリブを取り除くための特別な工程が不要となる。

また、請求項３に記載の表示パネルの製造方法によれば、スペーサの形状が柱状であるので、一定高さのスペーサを容易に得ることができるために、セルギャップのばらつきが少なくなる。

また、請求項４に記載の表示パネルの製造方法の発明によれば、リブと柱状スペーサの材質が同じであるため、リブを柱状スペーサが配置された同じ基板に設けることは柱状スペーサの数を増やすことと同じことになるので、工程数を増加させることなくリブを形成することができるようになる。

また、請求項５に記載の表示パネルの製造方法の発明によれば、効率よく一度に多数の表示パネルを製造することができるようになる。

また、請求項６に記載の表示パネルの製造方法によれば、シール材を簡単な構成で自動的に塗布することができるようになると共に、大きさが異なる表示パネルにも容易に適合させることができるために、少品種大量生産の場合だけでなく、他品種少量生産の場合にも適用することができるようになる。

また、請求項７に記載の表示パネルの製造方法によれば、熱ないしは紫外線照射により容易にシール材を硬化させることができるので、表示パネルの製造工程が簡略化される。

また、請求項８に記載の表示パネルの製造方法によれば、本発明の表示パネルの製造方法は一対の基板間に何等かの物質を注入する表示パネル全体に適用可能であるが、特に液晶表示パネル適用した場合には、セルギャップのばらつきが少なく、周辺部でのギャップムラの発生が少ない高表示品質の液晶表示パネルを得ることができる。

また、請求項９に記載の表示パネルの製造方法によれば、カラーフィルタの上にリブを設けることにより、該リブが設けられる分断領域においてもカラーフィルタが設けられている表示パネル領域と同じセルギャップとなり、該リブを形成する際に、分断領域のリブだけをカラーフィルタの厚み分高く形成する等の特別な工程を要さず、表示パネルの周辺部でギャップムラの発生が少ない、高表示品質の表示パネルが得られる。

更に、請求項１０に記載の表示パネルによれば、セルギャップが均一であるため、表示パネルの周辺部でギャップムラの発生が減少し、高表示品質の表示パネルとなる。

以下、図５を参照して本発明の最良の実施形態を説明するが、図１〜図４に示した従来例と同様の工程については必要に応じてこれらの図面を参照して説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための表示パネルの一種である液晶表示パネルの製造方法を例示するものであって、本発明をこの液晶表示パネルの製造方法に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。

図５は、本発明の実施例の液晶表示パネル製造方法における液晶表示パネル領域の部分断面図であり、図１〜図４に示した従来例の構成と同一の構成については同一の参照符号を付与してある。

この実施例においては、まず５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上の大型基板であるガラス基板１の表面に複数の液晶表示パネル領域毎に画素電極（図示せず）を形成し、また、別の大型基板であるガラス基板１’の表面にカラーフィルタ及び共通電極（図示せず）を形成する。

次いで、画素電極が形成されているガラス基板１の表面に、図２に示した方法と同様の方法で、該各液晶表示パネル領域１５、１６毎にスペーサ１７〜２０を均一に分散配置すると共に、各液晶表示パネル領域１５、１６毎に予め定めたパターンに従って熱可塑性樹脂からなるシール材１１〜１４を塗布する。なお、スペーサとしては粒状のものも柱状のものも任意に選択して使用し得る。また、シール材１１〜１４としては一液性の熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂等や光硬化性樹脂を使用することができるが、紫外線照射装置のような特殊な製造装置が必要ないという観点からは熱硬化性樹脂が好ましい。以下ではシール材１１〜１４として熱硬化性樹脂を使用した場合について説明する。

また、この実施例ではディスペンサによる描画法によってシール材を塗布するようにしたため、スクリーン印刷法によりシール材を塗布する場合のように、液晶表示パネルの大きさや封入部の大きさ等に合わせてスクリーンを作成するという手間を省くことができ、以って、少量多種の製造を行う際にもコストを少なくすることができるようになる。

そして、カラーフィルタ及び共通電極が形成されているガラス基板１’の表面には、前記画素電極が形成されているガラス基板１に重ね合わせた際に各液晶表示パネル領域１５、１６に設けられているシール材１１〜１４の外側を囲むことができるように、スペーサ１７の高さｄ１とほぼ同じ高さのリブ２４〜２７を設ける。カラーフィルタを有する基板１‘の上にリブを設けるにあたっては、カラーフィルタの厚みの分だけリブの高さを高くする必要があるので、リブの高さを高くする代わりに、リブを設ける位置にダミーのカラーフィルタを設けておけばよい。

その後、両ガラス基板１、１’をそれぞれ対となる各液晶表示パネル領域１５、１６が対向するように重ね合わせ、図４（ａ）に示したものと同様にして、ガラス基板１’の上方から均等に力が加わるように加圧すると共に加熱してシール材１１〜１４を硬化させる。

その後、加圧及び加熱を止めると、硬化したシール材は冷却されるに従って収縮するが、この実施例では各液晶表示パネル領域１５及び１６の間の分断領域２１にはスペーサ１７〜２０の高さとほぼ同じ高さのリブ２４〜２７が設けられているため、分断領域２１〜２３における両ガラス基板１、１’の間隔は、各液晶表示パネル領域１５及び１６における間隔と実質的に同じｄ１に維持される。従って、各液晶表示パネル領域１５及び１６における両ガラス基板１、１’の間隔は、図４（ｂ）に示したようなスペーサ１７〜２０の高さｄ１よりも大きくなるようなことはなく、実質的に均一に維持される。

その後、分断領域２１〜２３において、各シール材１１〜１４と各リブ２４〜２７の間の分断点Ｃ１〜Ｃ４において、周知のスクライブ・ブレイク法や、レーザー割断法により分断する。この場合、スクライブ・ブレイク法を採用すると分断時にシール材１１〜１４に強い力が加わる恐れがあるが、この力は各リブ２４〜２７により受け止められるため、各シール材１１〜１４が破損するようなことはなく、液晶表示パネルの製造効率が向上する。

このようにして分断された液晶表示パネルは、図３に示したように、液晶表示パネル領域１_１１、１’_１１を備える一対のガラス基板と、そのガラス基板を張り合わせているシール材６とによって形成される液晶封入領域７を備えており、この液晶封入領域７へ液晶封入口８から液晶を封入すると共に、この液晶封入口８を塞ぐことにより液晶表示パネルが形成される。

なお、液晶の封入方法は、上記液晶封入口からノズル等により封入されるようにすることが望ましい。このような方法となせば、液晶封入量を設定し、自動液晶封入機器によって作業を行った場合においても液晶のこぼれをなくすることができ、更に、すべての工程を自動的に一連の作業で行うことができ、製造の歩留りが向上する。

なお、前記実施例においては、スペーサとリブとをそれぞれ異なるガラス基板に設けた例を示したが、このスペーサとリブを同一の基板に設けても良い。特に柱状のスペーサを使用して、柱状スペーサとリブとを同じ材質のものとすれば、リブを設けることは柱状スペーサの本数を増やすことと等価となるから、同じ工程で同時に実施することができるようになるので、特に工数を増加させることなくリブを形成できるようになる。

従来の液晶表示パネル製造用の透明大型基板を示す正面図である。 従来の液晶表示パネル製造方法において透明大型基板から形成される液晶表示パネル領域の１つについて分かりやすく説明した製造工程説明図である。 図２（ａ）〜（ｄ）の各工程によって形成された透明大型基板１、１’を、所定の大きさに分断して作製された液晶表示パネルの正面断面図である。 従来の液晶表示パネル製造方法における液晶表示パネル領域の状態を示し、図４（ａ）は加圧・加熱時の部分断面図、図４（ｂ）は冷却時の部分断面図である。 実施例の液晶表示パネル製造方法における液晶表示パネル領域の部分断面図である。

符号の説明

１、１’ 透明大型基板
１_１１〜１_ｍｎ 液晶表示パネル領域
１’_１１〜１’_ｍｎ 液晶表示パネル領域
２ａ、２ｂ 分断予定線
３ 液晶封入口の目印
４ａ ガラス基板表面
５ ディスペンサ
６ シール材
７ 液晶封入領域
８ 液晶封入口
９ 配向膜
１０ 液晶表示パネル
１１〜１４ シール材
１５、１６ 液晶表示パネル領域
１７〜２０ スペーサ粒子
２１〜２３ 分断領域
２４〜２７ リブ

Claims (10)

1. 以下の（１）〜（３）の工程を備えることを特徴とする表示パネルの製造方法。
   （１）それぞれ複数の表示パネル領域が形成された一対の基板の少なくとも一方に、前記各表示パネル領域毎にスペーサを配置すると共に、各表示パネル領域の外側に沿ってシール材を設け、更に該シール材の外側に沿って位置するように前記スペーサとほぼ同じ高さのリブを形成する工程、
   （２）前記（１）の工程で得られた一対の基板をそれぞれの各表示パネル領域が重なるように載置して、均一に加圧しながら前記シール材を硬化させる工程、
   （３）前記（２）の工程で得られた一対の基板を、前記シール材とリブとの間の位置で各表示パネル領域毎に分断する工程。
2. 前記一対の基板は画素電極が形成されている基板と共通電極が形成されている基板とからなり、前記リブは共通電極が形成されている基板に設けられることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
3. 前記スペーサは柱状スペーサであることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
4. 前記リブは、前記柱状スペーサと同じ材質であり、前記柱状スペーサと同じ基板に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の表示パネルの製造方法。
5. 前記基板は大型基板であることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
6. 前記シール材は、ディスペンサによる描画法によって設けられることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
7. 前記シール材は熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
8. 前記表示パネルは液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の表示パネルの製造方法。
9. 前記リブを設けた基板の内面には、カラーフィルタが設けられており、前記リブは、該基板の前記カラーフィルタの上に設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の表示パネルの製造方法。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする表示パネル。