JP2007086670A - 液晶パネル用対向基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄型化のための研磨を安心して行える液晶パネル用対向基板を提供する。
【解決手段】 基板１、２同士の隙間には、基板１、２の周縁で互いに間隔をあけて形成された点状の仮止め材４と、液晶が充填される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状のシール材３と、基板１、２の周縁で仮止め材４の周囲を内側より覆う線状の堰材６と、が挟み込まれ、基板１、２同士は、仮止め材４の硬化によって予備的に貼り合わされた後、シール材３及び堰材６の硬化によって完全に貼り合わされている。貼り合わされた基板１、２同士の周縁の隙間には、外側より周縁に沿って封止材５が注入され硬化している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶パネルの製造過程で作製される液晶パネル用対向基板に関し、特に、薄型化のためにその表面が研磨される液晶パネル用対向基板に関する。

近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、携帯情報端末等の電子機器が広く普及しており、その電子機器には、表示画面として液晶パネルが搭載されている。

一般に、液晶パネルの製造工程は、前工程から順に、アレイ工程、セル工程、モジュール工程に大別される。

アレイ工程は、液晶パネルにおける対向基板の一方であるアレイ基板を製造する工程であり、このアレイ工程では、素材であるマザー基板上に、配線、ドレイン電極、絶縁膜、画素電極等を形成する。もっとも、近年のほとんどは１つの基板から複数個の液晶パネルを切り出すようしており、この場合は、所望する液晶パネルのサイズよりもはるかに大きいサイズのマザー基板を準備し、このマザー基板上に配線等を液晶パネルごとに区分けして形成することになる。なお、アレイ工程と並行して、アレイ基板と対になるＣＦ（カラーフィルタ）基板を製造するＣＦ工程も当然に存在する。

セル工程では、先に出来上がったアレイ基板とＣＦ基板とを互いに所定の隙間をあけて貼り合わせ、液晶パネル用対向基板を作製する。その手順を図５、図６を参照しながら説明する（例えば、特許文献１参照）。

先ず、図５、図６（ａ）に示すように、アレイ基板１上に、スクリーン印刷やディスペンス等によってシール材３を形成する。このシール材３は、個々の液晶パネルごとに、液晶が充填される予定の領域を取り囲むように線状で形成されており、その一部が液晶の注入口３ａとして開口している。シール材３としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が適用される。

一方では、ＣＦ基板２上に、ディスペンス等によって仮止め材４を形成する。この仮止め材４は、最終的に切断されて廃材部分となるＣＦ基板２の周縁に、その周縁に沿って互いに間隔をあけて点状で形成されている。図５では、ＣＦ基板２のサイズが８８０ｍｍ×６８０ｍｍであり、直径が１０ｍｍ程度の仮止め材４が長辺に沿って４つずつ、短辺に沿って２つずつ形成されている。仮止め材４としては、アクリル系樹脂（例えばエポキシアクリレートやポリエステルアクリレート）等の紫外線硬化性樹脂が適用される。

次に、図６（ｂ）に示すように、形成されたシール材３と仮止め材４とが互いの間に挟み込まれるように、ＣＦ基板２の上にアレイ基板１を重ね、両基板を上下から押圧しながら紫外線を照射する。これにより、図６（ｃ）に示すように、仮止め材４が硬化し、アレイ基板１とＣＦ基板２とが仮接着される。ここでは、シール材３はまだ硬化していない。こうして、アレイ基板１とＣＦ基板２とが予備的に貼り合わされる。

次いで、予備的に貼り合わされたアレイ基板１とＣＦ基板２とを上下から押圧しながら加熱する。これにより、図６（ｄ）に示すように、シール材３が硬化し、アレイ基板１とＣＦ基板２とが本接着される。こうして、アレイ基板１とＣＦ基板２とが完全に貼り合わされ、基板同士の隙間に、基板の周縁で互いに間隔をあけて形成された点状の仮止め材４と、液晶が充填される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状のシール材３と、が挟み込まれた状態で硬化した、液晶パネル用対向基板が得られる。

このように仮接着を経ることにより、アレイ基板１とＣＦ基板２を本接着する際に両基板が不用意にずれることがなくなり、適正な位置にシール材３が形成された液晶パネル用対向基板を得ることができる。なお、アレイ基板１とＣＦ基板２との間の隙間は、例えば直径が数μｍ〜１０μｍ程度で揃った微細な球状で樹脂製のスペーサ粉体を介在して確保される。

その後セル工程では、個々の液晶パネルに分断する。そして、液晶パネルごとに、対向基板（アレイ基板１とＣＦ基板２）同士の隙間のうちのシール材３で取り囲まれた領域内に、注入口３ａより液晶を注入して充填し、封止処理を行う。

続くモジュール工程では、セル工程を経て得られた液晶パネルごとに、駆動系の電子回路等を取り付けたり、偏光板を貼り付けたりする。更に、最終的な仕様に合わせて、バックライトとしての光源や導光板等を組み付ける場合もある。

ところで、近年の液晶パネルにはより一層の薄型化が望まれており、これを実現するために、上記した液晶パネルの製造工程のうちのセル工程においては、液晶パネル用対向基板を分断する前に、その表面を均一に研磨する処理を行う。その研磨の手法としては、化学的研磨や機械的研磨が用いられる（例えば、特許文献２参照）。

化学的研磨では、フッ酸等を主成分とするエッチング液に液晶パネル用対向基板を浸漬させる。これにより、液晶パネル用対向基板の表面、すなわち外部に露出しているアレイ基板１とＣＦ基板２の表面がエッチングされて研磨される。

機械的研磨では、定盤上にセットした液晶パネル用対向基板を定盤ごと回転させ、その液晶パネル用対向基板の表面に、酸化セリウムや酸化アルミニウム等の砥粒を溶媒に分散させた研磨剤を介在させながらバフを押し当てる。これにより、液晶パネル用対向基板の表面、すなわちアレイ基板１又はＣＦ基板２の表面が研磨される。

ここで、研磨を行うに際し、液晶パネル用対向基板には、基板同士の隙間にエッチング液（化学的研磨の場合）や研磨剤（機械的研磨の場合）が浸入しないように、防水処理を施す必要がある。特に、シール材３で取り囲まれた領域内へのエッチング液や研磨剤の浸入（注入口３ａからの浸入）は、即不良につながるため、確実に避けなければならない。

その防水処理としては、図７、図８に示すように、液晶パネル用対向基板における基板同士の周縁の隙間に、ディスペンス等によって、外側よりその周縁に沿って封止材５を注入して硬化させる。封止材５としては、仮止め材４と同様の紫外線硬化性樹脂が適用される。こうして、封止材５により、基板同士の隙間、ひいてはシール材３で取り囲まれた領域内へのエッチング液や研磨剤の侵入が遮断された状態になる。
特開２００４−２９４１０号公報 特開２００１−１７４７９１号公報

ところが、上記した液晶パネル用対向基板では、図９に示すように、仮止め材４の近傍での基板同士の隙間が他よりも狭くなる傾向にある。これは、仮止め材４を硬化させる際、互いに重ねられたアレイ基板１とＣＦ基板２における特に仮止め材４が存在する部分を上下から局所的に押圧していることに起因する。

このような状態で上記のような封止材５による防水処理を施す場合、仮止め材４は広い隙間には浸入し易いが、広い隙間には侵入し難い。したがって仮止め材４の近傍の隙間へ封止材５が十分に注入され難くなる。その結果、図１０に示すように、仮止め材４の近傍で、硬化した封止材５が脱落したり、そもそも封止材５が注入されなかったりして、封止材５で閉ざされない僅かな隙間５ａが生じることがある。

そうすると、このような液晶パネル用対向基板を研磨した場合、封止材５で防水処理を施しているにもかかわらず、仮止め材４の近傍の僅かな隙間５ａからエッチング液や研磨剤が浸入し（図１０中の波線矢印参照）、そのまま注入口３ａよりシール材３で取り囲まれた領域内へまで浸入してしまう。特に、化学的研磨の場合は、液晶パネル用対向基板がエッチング液に浸漬されるため、エッチング液の浸入は甚大である。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、薄型化のための研磨を安心して行える液晶パネル用対向基板を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明による液晶パネル用対向基板は、一対の基板を互いに所定の隙間をあけて貼り合わせて成り、その表面が研磨される液晶パネル用対向基板において、基板同士の隙間には、基板の周縁で互いに間隔をあけて形成された点状の仮止め材と、液晶が充填される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状のシール材と、基板の周縁で仮止め材の周囲を内側より覆う線状の堰材と、が挟み込まれ、基板同士は、仮止め材の硬化によって予備的に貼り合わされた後、シール材及び堰材の硬化によって完全に貼り合わされており、貼り合わされた基板同士の周縁の隙間には、外側より周縁に沿って封止材が注入され硬化している。

このようにすれば、堰材が仮止め材の周囲を内側より覆いながら、その両端が封止材に食い込んだ様相になるため、仮止め材の近傍に封止材で閉ざされない僅かな隙間が生じたとしても、研磨の際に、その隙間を通じて浸入したエッチング液や研磨剤は、堰材によって堰き止められる。そのため、シール材で取り囲まれた領域内へまでエッチング液や研磨剤が浸入してしまうことは一切ない。

ここで、前記仮止め材が紫外線硬化性樹脂であり、前記シール材及び前記堰材が熱硬化性樹脂であることが好ましい。また、前記封止材が紫外線硬化性樹脂であることが好ましい。

本発明の液晶パネル用対向基板によれば、シール材で取り囲まれた領域内へまでエッチング液や研磨剤が浸入してしまうことが一切ないことから、安心して薄型化のための研磨を行える。

以下に、本発明の液晶パネル用対向基板の一実施形態について、図面を参照しながら詳述する。図１は本発明の一実施形態である液晶パネル用対向基板の防水処理前の状態を示す平面図、図２はその防水処理前の液晶パネル用対向基板の作製手順を示す断面図、図３はその防水処理後の液晶パネル用対向基板を示す平面図、図４はその防水処理後の液晶パネル用対向基板の要部を示す拡大平面図である。なお、これらの図中で図５〜図１０と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

先ず、本実施形態の防水処理前の液晶パネル用対向基板については、図１に示すように、基板（アレイ基板１とＣＦ基板２）同士の隙間に、基板の周縁で互いに間隔をあけて形成された点状の仮止め材４と、液晶が充填される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状のシール材３と、が挟み込まれた状態で硬化している点は、従来と同様である。但しその基板同士の隙間には、更に、基板の周縁で仮止め材４の周囲を内側より覆う線状の堰材６が挟み込まれた状態で硬化している。

なお、アレイ基板１とＣＦ基板２として図では示しているが、カラー表示の液晶パネルに限定されるものでもなく、一対の基板間に液晶分子を挟む全ての液晶パネルについて、本発明は適用可能である。また一対の基板は、必ずしもガラス基板に限定されるものではなく、例えばプラスチックなどからなる透光性の基板を用いた液晶パネルであって、化学的研磨や機械的研磨を行って基板の薄型化を行うものであれば、本発明は適用することが可能である。

このような液晶パネル用対向基板は、以下の手順で作製する。図１、図２（ａ）に示すように、アレイ基板１上に、スクリーン印刷やディスペンス等によって、シール材３の形成と合わせて、堰材６を形成する。この堰材６は、最終的に切断されて廃材部分となるアレイ基板１の周縁で、仮止め材４に対応する位置の内側に線状で形成されており、その両端が基板の外郭へ向けて折れ曲がっている。堰材６としては、シール材３と同じく、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が適用される。

なお、このような堰材６は、ＣＦ基板２上に形成しても構わないが、上記したようにアレイ基板１上に形成する方が、シール材３の形成と合わせて同一の工程で一度に行える点で好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、形成されたシール材３及び堰材６と仮止め材４とが互いの間に挟み込まれるように、ＣＦ基板２の上にアレイ基板１を重ね、両基板を上下から押圧しながら紫外線を照射する。これにより、図２（ｃ）に示すように、仮止め材４が硬化し、アレイ基板１とＣＦ基板２とが仮接着される。ここでは、シール材３及び堰材６はまだ硬化していない。こうして、アレイ基板１とＣＦ基板２とが予備的に貼り合わされる。

次いで、予備的に貼り合わされたアレイ基板１とＣＦ基板２とを、ギャップ調整するために、上下から押圧しながら加熱していく。これにより、図２（ｄ）に示すように、シール材３及び堰材６が硬化し、アレイ基板１とＣＦ基板２とが本接着される。こうして、アレイ基板１とＣＦ基板２とが完全に貼り合わされた液晶パネル用対向基板が得られる。

そして、このような液晶パネル用対向基板の表面に研磨を行うに際し、防水処理を施す。具体的には、図３、図８に示すように、液晶パネル用対向基板における基板同士の周縁の隙間に、ディスペンス等によって、外側よりその周縁に沿って封止材５を注入して硬化させる。

封止材５としては、仮止め材４と同様の紫外線硬化性樹脂が適用される。なお、シール材３や堰材６のような熱硬化性樹脂を適用することも可能である。こうして、封止材５により、基板同士の隙間、ひいてはシール材３で取り囲まれた領域内へのエッチング液や研磨剤の侵入が遮断された状態になる。

しかも、この状態では、図３、図４に示すように、堰材６が仮止め材４の周囲を内側より覆いながら、その両端が封止材５に食い込んだ様相になっている。そうすると、仮止め材４の近傍に封止材５で閉ざされない僅かな隙間５ａが生じたとしても、研磨の際に、その隙間５ａを通じて浸入したエッチング液や研磨剤は、堰材６によって堰き止められるため、シール材３で取り囲まれた領域内へまでエッチング液や研磨剤が浸入してしまうことは一切ない。従って、安心して薄型化のための研磨を行える。

特に、エッチング液が満たされているエッチング槽の中に、液晶パネル用対向基板全体を浸漬する化学的研磨において、エッチング液の侵入を効果的に防ぐことができる本発明は極めて有効である。したがって、研磨剤を用いて研磨する機械的研磨に比べ、基板への割れの発生が少ない化学的研磨において、良品の薄型液晶パネルを得る上で、本発明はよりよい方法となる。

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、堰材６の形状は、仮止め材４の周囲を内側より覆いながらその両端が封止材５に食い込んだ様相になる限り、弧状であっても構わない。

本発明は、薄型化のためにその表面に研磨を施す液晶パネル用対向基板に有用である。

本発明の一実施形態である液晶パネル用対向基板の防水処理前の状態を示す平面図である。 図１の液晶パネル用対向基板の作製手順を示す断面図である。 図１の防水処理後の液晶パネル用対向基板を示す平面図である。 図３の液晶パネル用対向基板の要部を示す拡大平面図である。 従来の液晶パネル用対向基板の防水処理前の状態を示す平面図である。 図５の液晶パネル用対向基板の作製手順を示す断面図である。 図５の防水処理後の液晶パネル用対向基板を示す平面図である。 図３、図７の液晶パネル用対向基板の周縁を示す拡大断面図である。 図１、図５の液晶パネル用対向基板の周縁を示す拡大側面図である。 図７の液晶パネル用対向基板の要部を示す拡大平面図である。

符号の説明

１ アレイ基板
２ ＣＦ基板
３ シール材
４ 仮止め材
５ 封止材
６ 堰材

Claims (3)

1. 一対の基板を互いに所定の隙間をあけて貼り合わせて成り、その表面が研磨される液晶パネル用対向基板において、
   基板同士の隙間には、基板の周縁で互いに間隔をあけて形成された点状の仮止め材と、液晶が充填される予定の領域を取り囲みつつ一部が開口した線状のシール材と、基板の周縁で仮止め材の周囲を内側より覆う線状の堰材と、が挟み込まれ、
   基板同士は、仮止め材の硬化によって予備的に貼り合わされた後、シール材及び堰材の硬化によって完全に貼り合わされており、
   貼り合わされた基板同士の周縁の隙間には、外側より周縁に沿って封止材が注入され硬化していることを特徴とする液晶パネル用対向基板。
2. 前記仮止め材が紫外線硬化性樹脂であり、前記シール材及び前記堰材が熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル用対向基板。
3. 前記封止材が紫外線硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶パネル用対向基板。

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