JP3516849B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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【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
方法に関するものであり、特に、貼り合わせ工程におけ
るプレス方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】液晶表示素子の製造方法において、電極
の形成された一対の基板をシール材及びスペーサーを介
して貼り合わせる工程がある。この貼り合わせ工程にお
いて一対の基板間隙(以下セルギャップという)が決定
されるが、このセルギャップに僅かなムラがあった場
合、この液晶表示素子を点灯させたときに表示ムラとな
って現れてしまうため、セルギャップを均一にさせて貼
り合せることが非常に重要である。 【0003】そこで、従来はこの貼り合わせ工程におい
て、液晶表示素子の表示部周辺に設けられるシール材
と、表示領域内に均一に散布されるスペーサーとを介し
て一対の電極基板を貼り合せた後、貼り合わされた一対
の電極基板を複数組積層してプレス機を用いて、または
基板間を排気することにより大気圧を利用して加圧を行
うと同時に加熱を行い、セルギャップの制御を行ってい
た。一般的に、前記シール材にはガラスビーズを含んだ
熱硬化性の樹脂が用いられ、前記スペーサーにはガラス
ビーズやプラスチックビーズが用いられている。 【0004】尚、基板の加圧方法において、プレス機を
用いた場合は、プレス面の平行度がずれたり、複数組の
貼り合わされた一対の電極基板を均一に加圧することが
困難であるという不具合を生じるので、大気圧を利用し
た加圧方法の方が望ましい。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】一対の電極基板を、シ
ール材及びスペーサーを介して貼り合せ、該一対の電極
基板を加熱しながら、該一対の電極基板を排気すること
により、大気圧によって加圧してセルギャップを制御す
る液晶表示素子の製造方法において、従来は排気と加熱
の開始を同時に行っていた。ところで、液晶表示素子の
製造方法において、電極の形成された一対の基板を貼り
合わせるためのシール材は一辺の一部に液晶材料を注入
するための開口部(以下、注入口という)を設ける様に
配置するので、排気開始当初の一対の電極基板間は、注
入口部と注入口部から離れた部分とでは気圧差がある。 【0006】従来は排気と加熱の開始を同時に行ってい
たので、加熱開始と同時に前記シール材から気化し始め
る有機溶媒の不純物が前記気圧差の影響で発泡すること
があり、シールエッジ乱れやシール内気泡が発生しやす
い。大気圧によって加圧するプレス方法は、一対の電極
基板を加熱しながら、一対の電極基板間を介しているシ
ール材中に存在する有機溶媒の不純物を除去しながら、
該一対の電極基板間の排気をおこなう方式であるが、前
記排気によって得られる圧力は該一対の電極基板間全面
が同圧であるのが望ましい。 【0007】また、前記一対の電極基板間のシール材を
硬化させて、その後、室温まで冷却する液晶表示素子の
工程において、従来は前記シール材の硬化完了と同時に
排気による加圧を解除して冷却を行っていた。しかしこ
の方法では、排気解除と同時に一対の電極基板間が大気
圧に戻るため、一対の電極基板の急激な熱膨脹が発生
し、更に、冷却による収縮もあって、一対の電極基板に
歪みが発生する。これにより、セルギャップの不均一に
よる表示色むらが発生しやすい。 【0008】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、シール材の気泡の発生やシールエッジ乱れを
抑え、かつシール材近傍と面内とのセルギャップ均一性
の優れた液晶表示素子の製造方法を提供するものであ
る。 【0009】 【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、一対の電極基板をシール材及びスペーサーを介して
貼り合せ、前記シール材を硬化させセルギャップを制御
する液晶表示素子の製造方法において、前記シール材で
囲まれた前記一対の電極基板間の排気を開始して第1の
圧力にすると共に、前記シール材を加熱し、加熱温度が
前記シール材の硬化開始温度に達する前に前記排気によ
る圧力を第2の圧力に上げて前記シール材を硬化させ、
前記シール材を加熱硬化させた後も、前記一対の電極基
板間の排気を継続し、前記一対の電極基板が室温に到達
するまで、前記一対の電極基板間の圧力を前記第2の圧
力に維持することを特徴とする。 【0010】 【0011】以下、本発明による作用について説明す
る。 【0012】本発明の請求項1記載の液晶表示素子の製
造方法によれば、前記シール材で囲まれた前記一対の電
極基板間の排気を開始して第1の圧力にすると共に、前
記シール材を加熱し、加熱温度が前記シール材の硬化開
始温度に達する前に前記排気による圧力を第2の圧力に
上げて前記シール材を硬化させ、その後、室温まで冷却
する工程でも、排気による加圧を継続し、一対の電極基
板が室温に到達するまで前記第2の圧力を維持すること
で、前記一対の電極基板の熱膨脹や収縮現象によるガラ
スの歪みを無くすことができる。 【0013】 【0014】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の液晶表示素子の
製造方法における電極基板の貼り合わせの様子を示す断
面図であり、液晶表示素子となる電極基板1,2、シー
ル材3及びスペーサー4と、プレス治具となる上シート
5、下治具6、パッキン7及び排気口8から構成されて
いる。シール材3には、図示しない液晶を注入するため
の開口部が設けられている。 【0015】図1において、電極基板1,2とシール材
を加熱しながら排気口8から電極基板1,2間の空気を
排気し、プレス治具内と一対の電極基板内の圧力を下げ
ることによって、一対の電極基板1,2を上シート5を
介して、その外面の大気圧で均一に押圧し、セルギャッ
プを制御するものである。まず、透光性基板上に所定の
透明電極パターンを形成し、オーバーコート膜や配向膜
を形成した後、配向処理を施して電極基板1及び電極基
板2を形成し、図1に示すように電極基板1,2を、熱
硬化型のシール材3及びスペーサー4を介して貼り合せ
る。 【0016】電極基板1,2間には後の工程で液晶を封
入するため、シール材3によって電極基板1,2間に開
口部が設けられた液晶封入領域が形成されている。次
に、貼り合わされた一対の電極基板1,2をプレス治具
の上シート5と下治具6で挟み込んで、上シート5と下
治具6の間隙を排気口8より排気することにより、大気
圧を利用して間接的に一対の電極基板1,2を加圧する
と共に、一対の電極基板1,2間を排気する。 【0017】図2は本発明の液晶表示素子の製造方法に
おける温度と加圧のプロファイルを示した図である。本
実施形態においてシール材3として100℃過ぎから粘
度が高くなって硬化が開始し、150℃で完全に硬化す
るものを使用した。一対の電極基板1,2をプレス治具
にて挟み込んだ後、排気口8より排気することにより、
大気圧を利用して一対の電極基板1,2を加圧する。こ
の時の圧力は、一対の電極基板間の真空度をP1(45
0Torr)にし、この状懸で15分間保持した後、チ
ャンバーに投入して加熱を開始する。 【0018】温度プロファイルがシール硬化開始温度以
下の所定の温度T1に達するまで圧力P1を保持する。
その後、温度プロファイルの温度T1(100℃)を一
定時間保持する期間に、真空度をP2(600Tor
r)に下げる。 【0019】その後、連続的に温度を上げて、シール硬
化終了温度T2(150℃)で60分保持した後、シー
ル硬化終了温度T2から室温まで30分で冷却する。真
空度P2は冷却を完了するまで保持する。更に、一対の
電極基板を単品に切断し、液晶材料の注入、偏光板の貼
り付けを行った後、周辺回路やバックライト等を組み込
むことによって、液晶表示素子を完成させた。 【0020】このようにして作成された液晶表示素子
は、一対の電極基板とシール材の加熱を開始する前に、
排気を開始し、一対の電極基板間を所定の圧力で一定時
間維持することによって、加熱を開始した時には、一対
の電極基板間全面の気圧差が無く同圧であるため、表1
に示すように、気化し始めたシール材の有機溶媒の不純
物による発泡が少なく、シールエッジ乱れやシール内気
泡の発生は見られなかった。 【0021】また、このようにして作成された液晶表示
素子は、一対の電極基板間のシール材を硬化させて、そ
の後、室温まで冷却する液晶表示素子の工程で、排気に
よる加圧を継続、一対の電極基板が室温に到達するまで
所定の圧力を維持することで、表1に示すように一対の
電極基板の熱膨脹や収縮現象が原因のガラスの歪みによ
る表示色ムラの発生のない、セルギャップの均一性に優
れたものであった。 【0022】 【表1】 【0023】(比較例1)図3は本発明の比較例1にお
ける、温度と加圧のプロファイルを示した図である。一
対の電極基板1,2をプレス治具にて挟み込んだ後、チ
ャンバーに投入して加熱を開始する。 【0024】加熱と同時に排気口8より排気を開始する
ことにより、チャンバー内の大気圧を利用して一対の電
極基板1,2を加圧する。この時の圧力は、一対の電極
基板間の真空度P1が450Torrになるように設定
する。温度プロファイルが温度T1に達するまで真空度
P1を保持する。その後、温度プロファイルの温度T1
を一定時間保持する期間に、真空度をP2に下げる。こ
の時の真空度は、一対の電極基板間の真空度P2が60
0Torrになるように設定している。 【0025】その後、昇温し、温度T2で一定時間保持
した後、室温まで冷却する。真空度P2は冷却を完了す
るまで保持する。更に、一対の電極基板を単品に切断
し、液晶材料の注入、偏光板の貼り付けを行った後、周
辺回路やバックライト等を組み込むことによって、液晶
表示素子を完成させた。 【0026】このようにして作成された液晶表示素子は
表1に示すように、排気の開始と加熱の開始を同時に行
ったため、一対の電極基板間の注入口部から離れた部分
のシール材から気化した不純物が気圧差の影響で表示領
域側に発泡し、シールエッジ乱れが生じた。 【0027】(比較例2)図4は、本発明の比較例2に
おける温度と加圧のプロファイルを示した図である。一
対の電極基板1,2をプレス治具にて挟み込んだ後、排
気口8より排気することにより、大気圧を利用して一対
の電極基板1,2を加圧する。この時の圧力は、一対の
電極基板間の真空度P1が450Torrになるように
設定し、この状態で15分間保持した後、チヤンバーに
投入して加熱を開始する。温度プロファイルが温度T1
に達するまで真空度P1を保持する。 【0028】その後、温度プロファイルの温度T1を一
定時間保持する期間に、真空度をP2に下げる。この時
の真空度は、一対の電極基板1,2間の真空度P2が6
00Torrになるように設定している。 【0029】その後、昇温し、温度T2で一定時間保持
した後、真空度P2を解除して一対の電極基板1,2間
の真空度を大気圧に戻す。その後、室温まで冷却して温
度プロファイルを終了する。更に、一対の電極基板1、
2を単品に切断し、液晶材料を注入、偏光板の貼り付け
を行った後、周辺回路やバックライト等を組み込むこと
によって、液晶表示素子を完成させた。 【0030】このようにして作成された液晶表示素子は
表1に示すように、一対の電極基板間のシール材を硬化
させて、その後、室温まで冷却する液晶表示素子の工程
で、冷却開始と同時に排気を解除したので、一対の電極
基板間の真空度が大気圧に戻り、一対の電極基板1,2
の熱膨張や収縮現象が原因のガラスの歪みによる表示色
ムラが発生した。 【0031】 【発明の効果】本発明の液晶表示素子の製造方法によれ
ば、前記シール材で囲まれた前記一対の電極基板間の排
気を開始して第1の圧力にすると共に、前記シール材を
加熱し、加熱温度が前記シール材の硬化開始温度に達す
る前に前記排気による圧力を第2の圧力に上げて前記シ
ール材を硬化させ、その後、室温まで冷却する工程にお
いても、排気による加圧を継続し、一対の電極基板が室
温に到達するまで前記第2の圧力を維持することで、一
対の電極基板の熱膨脹や収縮現象を無くすことができ
る。よって、一対の電極基板の歪みを防ぎ、表示色ムラ
の発生が無く、セルギャップを均一にすることができ
る。 【0032】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の液晶表示素子の製造方法における貼り
合わせの方法を示す断面図である。 【図2】本発明の実施形態の液晶表示素子の製造方法に
おける温度、加圧のフロファイルを示す図である。 【図3】比較例1の液晶表示素子の製造方法における温
度、加圧のプロファイルを示す図である。 【図4】比較例2の液晶表示素子の製造方法における温
度、加圧のフロファイルを示す図である。 【符号の説明】 1,2 電極基板 3 シール材 4 スペーサー 5 上シート 6 下治具 7 パッキン 8 排気口
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−257824(JP,A) 特開 平4−291320(JP,A) 特開 平7−43731(JP,A) 特開 昭57−188018(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 一対の電極基板をシール材及びスペーサ
    ーを介して貼り合せ、前記シール材を硬化させセルギャ
    ップを制御する液晶表示素子の製造方法において、 前記シール材で囲まれた前記一対の電極基板間の排気を
    開始して第1の圧力にすると共に、前記シール材を加熱
    し、加熱温度が前記シール材の硬化開始温度に達する前
    に前記排気による圧力を第2の圧力に上げて前記シール
    材を硬化させ、前記シール材を加熱硬化させた後も、前
    記一対の電極基板間の排気を継続し、前記一対の電極基
    板が室温に到達するまで、前記一対の電極基板間の圧力
    を前記第2の圧力に維持することを特徴とする液晶表示
    素子の製造方法。
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