JP4190472B2

JP4190472B2 - 液晶表示素子の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP4190472B2
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Description

本発明は、フレキシブルな液晶表示素子の製造方法及び製造装置に関するものである。

液晶表示素子は、一対の基板の間に狭持された液晶層を有しており、上記一対の基板として、一般に、ガラス基板が適用されている。液晶表示素子の製造方法としては、一方のガラス基板に液晶を滴下した後に他方のガラス基板と貼り合わせる製造方法と、予めガラス基板同士を貼り合わせておき、そのガラス基板同士の間に形成されたセルに液晶を真空注入する製造方法とが知られている。これらの製造方法は、いずれも真空容器の内部で行う必要がある。

ところで、液晶表示素子として、ガラス基板の代わりにフレキシブルなプラスチック基板を適用し、液晶表示素子全体を大きく曲げた状態で表示させることが知られている。その応用例としては、例えば、電子ペーパーや、腕時計等のウェアラブルな表示装置等が挙げられる。

プラスチック基板により構成された液晶表示素子を製造する場合には、生産効率を向上させる観点から、ロール状又は長尺シート状のプラスチック基板の母材から連続して製造することが好ましい。

しかし、上記プラスチック基板の母材は、比較的大きくなることが避けられず、真空容器の内部に収容することが難しい。また、真空容器自体を大型化しなければならないため、製造コストが嵩んでしまう。

そこで、従来より、液晶セルを二重のシール構造により区画すると共に、隣り合う液晶セル同士を連結路を介して連通させ、液晶の注入を真空容器の内部で行わないようにすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、各プラスチック基板にそれぞれシール部を形成した後に、加圧ローラによって互いに貼り合わせるようにし、その貼り合わせ位置において、所定量よりもやや多めの液晶を滴下する。このことにより、液晶内の気泡を上記連結路を介して追い出すようにしている。
特開昭６２−１５０２８３号公報

しかし、上記従来の方法では、実際には、真空容器の内部で製造するものではないため、液晶セルから気泡を完全に除去することは極めて困難である。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フレキシブルな液晶表示素子について、大きな真空容器を用いることなく連続的な製造を可能とすると共に、液晶セルから気泡を確実に除去しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成した後に、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する方法であって、上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数のリング状の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成工程と、上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成工程と、上記第１シール部材の内周面と、上記基板母材の表面とにより区画形成された凹部の内部に、液晶を供給する液晶供給工程と、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を上記真空容器の内部に収容する収容工程と、上記真空容器内を減圧することにより、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付工程とを備え、上記収容工程では、上記真空容器の内部を上記第２シール部材により封止することによって、上記一対の基板母材の一部のみを真空容器の内部に収容し、減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成する。

上記貼付工程では、上記第２シール部材と上記液晶セル形成領域との間で、上記一対の基板母材の一方を切断した後に、上記真空容器内を減圧するようにしてもよい。

上記第２シール部材は、隣り合う上記液晶セル形成領域同士の間を仕切るように、直線状に形成してもよい。

上記第２シール部材は、上記液晶セル形成領域の周りを囲むように、リング状に形成してもよい。

上記収容工程の前に行われ、上記第２シール部材に紫外線又は電子線を照射して該第２シール部材を硬化させる硬化工程を備えていることが好ましい。

上記第２シール部材は、弾性体により構成してもよい。

上記真空容器は、上記一対の基板母材が載置されるステージと、該ステージを覆う真空チャンバとにより構成されていてもよい。

また、本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成した後に、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する方法であって、上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成工程と、上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成工程と、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付工程と、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を上記真空容器の内部に収容する収容工程と、上記真空容器内の上記複数の第１シール部材と上記一対の基板母材とにより区画された複数のセルに対し、液晶を充填する充填工程とを備え、上記収容工程では、上記真空容器の内部を上記第２シール部材により封止することによって、上記一対の基板母材の一部のみを真空容器の内部に収容し、減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成する。

上記第２シール部材は、弾性体により構成してもよい。

上記セルは、液晶が充填される充填口を有し、上記充填口の周りには、第３シール部材が設けてもよい。

上記貼付工程では、上記真空容器の内部を減圧することにより、上記一対の基板母材を一組の保持板により挟んで保持し、上記充填工程では、上記保持板に形成されて上記セルと上記真空容器とを連通する連通孔を介して、上記セルに液晶を充填することが好ましい。

また、本発明に係る液晶表示素子の製造装置は、フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成し、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する装置であって、上記一対の基板母材の一部のみを収容する真空容器と、上記真空容器の内部を減圧する減圧手段と、上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数のリング状の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成手段と、上記第１シール部材の内周面と、上記基板母材の表面とにより区画形成された凹部の内部に、液晶を供給する液晶供給手段と、上記真空容器の内部を減圧することにより、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付手段と、上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成手段とを備え、上記真空容器は、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を収容するように構成され、上記第２シール部材は、上記真空容器の内部を封止するように構成され、上記減圧手段により減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成するように構成されている。

上記第２シール部材は、紫外線又は電子線が照射されることにより硬化するように構成されていることが好ましい。

上記第２シール部材は、弾性体により構成されていてもよい。

上記真空容器は、上記一対の基板母材が載置されるステージと、該ステージを覆う真空チャンバとにより構成してもよい。

また、本発明に係る液晶表示素子の製造装置は、フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成し、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する装置であって、上記一対の基板母材の一部のみを収容する真空容器と、上記真空容器の内部を減圧する減圧手段と、上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成手段と、上記真空容器内を減圧することにより、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付手段と、上記真空容器内で貼り合わされた上記一対の基板母材と、上記複数の第１シール部材とにより区画された複数のセルに対し、液晶を充填する充填手段と、上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成手段とを備え、上記真空容器は、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を収容するように構成され、上記第２シール部材は、上記真空容器の内部を封止するように構成され、上記減圧手段により減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成するように構成されている。

上記セルは、液晶が充填される充填口を有し、上記充填口の周りには、第３シール部材が設けられていることが好ましい。

上記真空容器の内部が減圧されることにより上記一対の基板母材を保持する一組の保持板を備え、上記保持板には、上記セルと上記真空容器とを連通する連通孔が形成され、該連通孔を介して上記セルに液晶を充填するように構成されていてもよい。

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。

液晶表示素子を製造する場合には、フレキシブルな一対の基板母材の一部のみを真空容器の内部に収容する。このとき、真空容器の内部を上記第２シール部材により封止する。続いて、上記真空容器の内部を減圧した状態で、上記真空容器内に収容された一対の基板母材に対し、液晶を第１シール部材により封止することにより液晶セルを形成する。その後、上記各液晶セルを互いに分離することによって、液晶表示素子を製造する。

本発明に係る液晶表示素子の製造方法には、一対の基板母材同士を貼り付ける前に該基板母材の間に液晶を供給する第１の方法と、一対の基板母材同士を貼り付けた後に基板母材の間に液晶を充填する第２の方法とがある。

第１の方法は、第１シール部材形成工程と、第２シール部材形成工程と、液晶供給工程と、収容工程と、貼付工程とを備えている。第１シール部材形成工程では、液晶セル形成領域が所定の間隔で複数規定され、上記液晶セル形成領域に複数のリング状の第１シール部材が形成される。第２シール部材形成工程では、液晶セル形成領域の外側に第２シール部材が形成される。その後、液晶供給工程では、上記第１シール部材の内周面と、上記基板母材の表面とにより区画形成された凹部の内部に、液晶が供給される。続いて、収容工程では、少なくとも１つの液晶セル形成領域が真空容器の内部に収容され、真空容器の内部が第２シール部材により封止される。このことにより、基板母材の一部のみが真空容器内に収容されることとなる。その後、貼付工程では、真空容器内が減圧されることにより、上記凹部から気泡が除去されて上記一対の基板母材同士が貼り付けられる。

第２の方法は、第１シール部材形成工程と、第２シール部材形成工程と、収容工程と、貼付工程と、充填工程とを備えている。第１シール部材形成工程では、液晶セル形成領域が所定の間隔で複数規定され、上記液晶セル形成領域に複数の第１シール部材がそれぞれ形成される。第２シール部材形成工程では、液晶セル形成領域の外側に第２シール部材が形成される。その後、収容工程では、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域が真空容器の内部に収容され、真空容器の内部が第２シール部材により封止される。このことにより、基板母材の一部のみが真空容器内に収容されることとなる。その後、貼付工程では、真空容器内が減圧されて一対の基板母材同士が貼り付けられる。続いて、充填工程では、真空容器内の上記複数の第１シール部材と上記一対の基板母材とにより区画された複数のセルに対し、液晶が充填される。このことにより、上記セルの内部を減圧して真空状態にできるため、液晶セルから気泡を除去することが可能となる。

また、上記セルが、液晶が充填される充填口を有し、上記充填口の周りに第３シール部材を設けることにより、上記セルに液晶を充填する際に、余分な液晶の流出を防止することが可能となる。

本発明によると、フレキシブルな一対の基板母材の一部のみを真空容器に収容し、その第２シール部材により封止された真空容器の内部で液晶セルを形成するようにしたので、大きな真空容器を用いることなく、液晶セルから気泡を確実に除去して、液晶表示素子を製造することができる。そのことに加え、一対の基板母材の一部を、順次、真空容器に収容することにより、連続的な製造が可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図６は、本発明に係る液晶表示素子の製造方法及び製造装置、並びに液晶表示素子の基板母材の実施形態を示している。

図１は、液晶表示素子の基板母材１１を示す平面図である。液晶表示素子は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する）等の複数のスイッチング素子が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成された対向基板と、上記ＴＦＴ基板及び対向基板の間に介在された液晶層とにより構成された液晶セル１２を備えている。尚、各基板の構造はこれに限らず、カラーフィルターをＴＦＴ基板に形成する構成としてもよい。

液晶表示素子は、一対の基板母材１１から製造される。すなわち、一方の基板母材１１はＴＦＴ基板の集合体であり、他方の基板母材１１は対向基板の集合体である。本実施形態では、上記各基板母材１１は、プラスチック基板等のフレキシブルなフィルム基板により構成されている。

そして、上記一対の基板母材１１の間に対し、液晶を第１シール部材２１により封入して複数の液晶セル１２を形成した後に、複数の液晶セル１２を互いに分離することにより液晶表示素子を製造する。

上記一対の基板母材１１は、それぞれ対向する表面に配向膜が形成され、ラビングによる配向処理が施されている。上記配向膜は、ラビング処理された後に洗浄されている。尚、液晶モードによってはラビング処理及び洗浄処理は不要である。

上記一対の基板母材１１には、液晶セルが形成される液晶セル形成領域Ｓ_１が、所定の間隔で複数設けられている。言い換えれば、各液晶セル形成領域Ｓ_１の間には、帯状の余白領域Ｓ_０が設けられている。各液晶セル形成領域Ｓ_１には、複数の液晶セル１２がマトリクス状に配置されている。液晶セル形成領域Ｓ_１は、真空容器１５の大きさに対応して形成される。

上記第１シール部材２１は、上記一対の基板母材１１の間に狭持され、矩形リング状に形成されている。液晶は、上記第１シール部材２１の内周面と、対向する一対の基板母材の表面とにより区画形成されたセル１０に充填されている。言い換えれば、液晶セル１２は、セル１０と、セル１０の内部に充填された液晶とにより構成されている。

一方、隣り合う液晶セル形成領域Ｓ_１同士の間（つまり、上記余白領域Ｓ_０）には、第２シール部材２２が設けられている。第２シール部材２２は、基板母材１１の長さ方向と直交する方向に直線状に延びるように形成され、上記一対の基板母材１１の間に狭持されることにより、隣り合う液晶セル形成領域Ｓ_１同士を仕切っている。

そして、上記第２シール部材２２により挟まれた液晶セル形成領域Ｓ_１は、液晶セル１２を形成する際に、真空容器１５に収容されるようになっている。

−製造方法−
次に、本実施形態の液晶表示素子の製造方法について詳細に説明する。本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、一対の基板母材１１の全体ではなく一部のみを真空容器１５の内部に収容し、減圧された真空容器１５の内部で液晶セル１２を形成する点に特徴がある。すなわち、本実施形態の製造方法は、第１シール部材形成工程と、第２シール部材形成工程と、液晶供給工程と、位置合わせ工程と、硬化工程と、収容工程と、貼付工程とを備え、セル１０に液晶を供給した後に、一対の基板母材１１同士を貼り付けるようしている。

そして、上記製造方法は、液晶表示素子の製造装置により行われる。上記製造装置は、真空容器と、減圧手段と、第１シール部材形成手段と、第２シール部材形成手段と、液晶供給手段と、硬化手段と、貼付手段とを備え、減圧手段により減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成するように構成されている。

まず、第１シール部材形成工程では、図２に示すように、一方の基板母材１１（例えばＴＦＴ基板）に対し、液晶セル１２が形成される液晶セル形成領域Ｓ_１を所定の間隔で複数規定すると共に、液晶セル形成領域Ｓ_１に複数のリング状の第１シール部材２１を、第１シール部材形成手段によりそれぞれ形成する。第１シール部材２１は、液晶表示素子の表示領域を囲むように、基板母材１１に塗布して設ける。第１シール部材には、例えば、滴下注入用のＵＶ硬化及び熱硬化併用型シール材であるＮｏ．７８０（協立化学株式会社製）を適用し、５μｍ径のガラススペーサを混入させた。

また、一対の基板母材１１の寸法は、例えば、幅が４００ｍｍ、長さが１６００ｍｍ程度である。一対の基板母材１１は、ロール状に形成されていてもよい。

次に、第２シール部材形成工程では、図２に示すように、液晶セル形成領域Ｓ_１の外側（つまり、余白領域Ｓ_０）に、第２シール部材２２を第２シール部材形成手段により形成する。第２シール部材２２は、後工程で、一対の基板母材１１より狭持される。第２シール部材２２には、第１シール部材２１と同様に、Ｎｏ．７８０（協立化学株式会社製）を適用し、５０μｍ径のガラススペーサ１９を混入させた。第１及び第２シール部材形成手段は、基板母材１１の表面に対し、シール材を所定のパターン状に塗布するものである。

続いて、液晶供給工程では、図２に示すように、第１シール部材２１の内周面と、基板母材１１の表面とにより区画形成された凹部２５の内部に対し、液晶供給手段により液晶２６を滴下して供給する。液晶は、一度に真空容器１５に収容される液晶セル形成領域Ｓ_１毎に供給することが好ましい。液晶供給手段は、所定量の液晶を吐出するように構成されている。

次に、位置合わせ工程では、図３に示すように、第１シール部材２１等が形成された上記一方の基板母材１１を、下側チャンバ３１の上に設置し、真空力により保持する。さらに、他方の基板母材１１を上記一方の基板母材１１に位置合わせして重ねる。このとき、第２シール部材２２が一対の基板母材１１の双方に接するように、基板母材１１の間隔を小さくしていく。その後、一対の基板母材１１の上側表面及び下側表面に保持板１７をそれぞれ配置させる。

その後、硬化工程では、図４に矢印で示すように、第２シール部材２２に圧力を加えて一対の基板母材１１同士を接触させると共に、硬化手段により、第２シール部材２２に例えば２Ｊ／ｃｍ^２の紫外線を照射して第２シール部材２２を硬化させる。すなわち、硬化手段は、例えば紫外線等を照射する光源である。

尚、本実施形態では、第１シール部材２１が他方の基板母材１１に接触しないように、第２シール部材２２に混入させたガラススペーサ１９の径を、第１シール部材２１のガラススペーサの径よりも大きくしたが、第１及び第２シール部材２１，２２のガラススペーサを同じ径に設定し、第２シール部材２２が設けられている領域においてのみ、基板母材１１同士を近付けて貼り合わせるようにしてもよい。

また、第２シール部材２２を、電子線が照射されることにより硬化する材料により構成し、紫外線を照射する代わりに電子線を照射するようにしてもよい。

続いて、第２シール部材２２と液晶セル形成領域Ｓ_１との間で、一対の基板母材１１の一方を切断する。基板母材１１の切断は、図４に示すように、くさび状の切断具２７を用いることが好ましい。

すなわち、基板母材１１同士を貼り合せる場合には、液晶セル形成領域Ｓ_１の外側における基板母材１１同士の間隔が比較的大きいため、物理的に、少なくとも上側（貼り付ける側）の基板母材１１が変形することが必要である。したがって、本実施形態のように、上側の基板母材１１を切断することにより、第２シール部材２２近傍の変形による応力集中を防止して、製造された液晶表示素子における液晶セル１２の間隔を高精度に維持することができる。

尚、第１及び第２シール部材２１，２２のガラススペーサの径が等しい場合や、基板母材１１又は第２シール部材２２が変形し易い材料である場合には、上記基板母材１１を切断しなくてもよい。

次に、収容工程では、図５に示すように、上側チャンバ３２を、第２シール部材２２及び上記他方の基板母材１１を介して、上記下側チャンバ３１に重ね合わせる。上記下側チャンバ３１及び上側チャンバ３２は、真空容器１５を構成している。こうして、液晶セル形成領域Ｓ_１を真空容器１５の内部に収容し、真空容器１５の内部を第２シール部材２２により封止する。

続いて、貼付工程では、図６に示すように、真空容器１５の内部を真空ポンプ等の減圧手段により減圧し、基板母材１１の間を排気して真空状態とすることにより、上記一対の基板母材１１同士を貼り付ける。すなわち、一対の基板母材１１の貼付手段は、上記減圧手段と保持板とにより構成されている。このとき、一対の基板母材１１は、一組の上記保持板１７により挟まれて保持される。

本実施形態では、図１に示すように、第２シール部材２２が直線帯状に形成され、液晶セル形成領域Ｓ_１の側部（長辺側）が開口部になっているため、この開口部から排気が行われて基板母材１１の間を真空状態にすることが可能となる。

そして、真空容器１５の内部の気圧が１Ｔｏｒｒ以下になったら、基板母材１１同士の間隔をさらに近づけて、貼り合せを行う。このとき、さらに精密な貼り合せが行うことも可能である。その後、さらに圧力を加えて基板母材１１同士の間隔を所定の値とし、予め設けた仮止め領域を硬化させるか、第１シール部材２１全体に紫外線を照射して硬化させる。その後、第１シール部材２１の硬化をより促進させるために、１２０℃で６０分間加熱してもよい。一対の基板母材１１は、保持板１７により保持されているため、真空容器１５内の減圧に伴って、部分的にシールが剥がれることがなく、基板母材１１の変形も防止できる。

その後、液晶セル１２が形成された液晶セル形成領域Ｓ_１の隣り合う次の液晶セル形成領域Ｓ_１が、順次、真空容器１５の内部に収容され、上記と同様に、液晶セル１２が形成される。

その結果、一対の基板母材１１は間隔が狭くなって互いに貼り付けられ、セル１０内に液晶２６が充填されると共に、セル１０から気泡が除去されることとなる。その後、液晶が充填された液晶表示素子は、互いに分断される。

−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、フレキシブルな一対の基板母材１１の一部のみを真空容器１５に収容し、その真空容器１５の内部で液晶セル１２を形成するようにしたので、基板母材１１が全体として非常に大きいものであっても、大きな真空容器を用いることなく、液晶セル１２から気泡を確実に除去して、液晶表示素子を製造することができる。そのことに加え、一対の基板母材１１の一部を、順次、真空容器１５に収容することにより、連続的な製造が可能となる。その結果、製造コストを低減しながら、液晶表示素子の製品精度を向上させることができる。

《発明の実施形態２》
図７は、本発明の実施形態２を示す断面図である。尚、以下の各実施形態では、図１〜図６と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

上記実施形態１では、真空容器１５を下側チャンバ３１と上側チャンバ３２とにより構成したのに対し、本実施形態では、真空容器１５を一対の基板母材１１が載置されるステージ３３と、ステージ３３を覆う真空チャンバ３４とにより構成している。

すなわち、液晶表示素子を製造する場合には、上記実施形態１の位置合わせ工程において、第１シール部材２１が形成された一方の基板母材１１を、ステージの上に載置し、例えば静電気力により保持する。その後、図７に示すように貼付工程をおこう。その他の各工程は、上記実施形態１と同じである。

このことにより、真空容器１５を小さくできるため、製造装置全体としても小型化を図ることができる。

《発明の実施形態３》
図８及び図９は、本発明の実施形態３を示す断面図である。

本実施形態では、第２シール部材２２を、上記実施形態１のように紫外線により硬化する材料ではなく、弾性体により構成している。第２シール部材２２は、例えば、ゴムにより構成することが好ましい。このことにより、第２シール部材２２は、基板母材１１に接着されない。

液晶表示素子を製造する場合には、上記第２シール部材形成工程において、ゴム材からなる第２シール部材を余白領域Ｓ_０に設ける。したがって、本実施形態では、第２シール部材２２にガラススペーサが混入されていないため、図９に示すように、真空容器１５の内部を減圧することにより、第２シール部材２２は圧縮されて弾性変形する。したがって、この実施形態によると、一方の基板母材１１に生じる応力集中を低減できるため、上記実施形態１のように、上記一方の基板母材１１を切断する工程を省略することができる。つまり、液晶表示素子を容易に製造することが可能となる。

《発明の実施形態４》
図１０〜図１２は、本発明の実施形態４を示す断面図である。本実施形態は、第２シール部材２２を用いないで、液晶表示素子を製造するものである。

すなわち、上記実施形態１において、第２シール部材形成工程を行わない。そして、図１０及び図１１に示すように、収容工程において、上側チャンバ３２と下側チャンバ３１とを、一対の基板母材１１のみを介して重ね合わせる。こうして、液晶セル形成領域Ｓ_１を真空容器１５の内部に収容する。その後、貼付工程では、図１２に示すように、真空容器１５の内部を減圧することにより、上記一対の基板母材１１同士を貼り合わせる。

したがって、この実施形態によると、液晶表示素子をさらに容易に形成することが可能となる。

《発明の実施形態５》
図１３〜図１９は、本発明の実施形態５を示している。上記実施形態１では、一対の基板母材１１同士を貼り付ける前に、基板母材１１の凹部２５に液晶２６を予め供給したのに対し、本実施形態では、基板母材１１同士を貼り付けた後に、液晶をセル１０に充填するようにしている。

図１３は、液晶表示素子の基板母材１１を示す平面図である。第２シール部材２２は、各液晶セル形成領域Ｓ_１の周りを囲むように、矩形リング状に形成されている。すなわち、液晶セル形成領域Ｓ_１は、余白領域Ｓ_０により囲まれている。

−製造方法−
次に、本実施形態の液晶表示素子の製造方法について詳細に説明する。本実施形態における液晶表示素子の製造方法は、第１シール部材形成工程と、第２シール部材形成工程と、位置合わせ工程と、貼付工程と、硬化工程と、収容工程と、充填工程とを備えている。

そして、本実施形態の製造装置は、上記実施形態１における液晶供給手段の代わりに、複数のセルに液晶を充填する充填手段を備えている。充填手段は、例えば、所定量の液晶を吐出する機構と、上記減圧手段とにより構成されている。

第１シール部材形成工程では、上記実施形態１と同様に、一方の基板母材１１の液晶セル形成領域Ｓ_１に複数の第１シール部材２１を形成する。本実施形態では、図１４に示すように、第１シール部材２１及び基板母材１１により形成されるセル１０が、液晶が充填される充填口３７を有し、上記充填口３７の周りには、第３シール部材２３が設けられている。

すなわち、第１シール部材２１は、その一部が除去されることにより充填口３７が形成され、この充填口３７を囲むように、第３シール部材２３が第１シール部材２１に連続して形成されている。第３シール部材２３は、上方から見てコの字状に形成されている。

次に、第２シール部材形成工程を上記実施形態１と同様に行う。ただし、第２シール部材２２に混入するガラススペーサは、第１シール部材２１と同じ５μｍの径とした。第１及び第２シール部材２１，２２は、同じ材料を適用してもよく、異なる材料を適用してもよい。本実施形態では、どちらにも、熱硬化型シール材であるＮｏ．７８０Ｐ（協立化学株式会社製）を用いた。第１及び第２シール部材２１，２２は、その他に、紫外線硬化型シール材や、紫外線・熱併用型シール材を用いることもできる。

その後、一対の基板母材１１を、第１シール部材２１及び第２シール部材２２を介して位置合わせして重ね合わせ、第１シール部材２１及び第２シール部材２２を熱硬化させる。紫外線硬化型シール材を使用する場合は紫外線により硬化させ、紫外線・熱併用型シール材を用いる場合は紫外線及び熱により硬化させる。その後に、収容工程を行う。すなわち、図１５に示すように、真空チャンバ３４を、一対の基板母材１１及び第２シール部材２２を介して重ねる。このことにより、基板母材１１の液晶セル形成領域Ｓ_１を真空容器１５の内部に収容する。

ここで、上側（つまり、貼り付ける側）の基板母材１１には、コの字状の上記第３シール部材２３の上方位置において上下に延びる貫通孔４１を形成する。さらに、上記保持板１７には、上記貫通孔４１に連続して形成され、真空容器１５の内部と、セル１０の内部とを連通する連通孔４２を形成する。

続いて、図１５に示すように、真空容器１５の内部を減圧する。このことにより、予め第１シール部材２１を介して貼り付けられたセル１０の内部は、上記貫通孔４１及び連通孔４２を介して排気されて真空状態となる。

次に、充填工程では、まず、図１６に示すように、真空容器１５の内部を減圧した状態で、保持板１７を上昇させ、基板母材１１の貫通孔４１に液晶２６を滴下する。続いて、図１７に示すように、真空容器１５の内部を増圧して常圧に戻すことにより、液晶２６を貫通孔４１及び充填口３７を介して、セル１０の内部に浸透させる。その後、図１８に示すように、セル１０からはみ出している余分な液晶２６を拭き取って除去すると共に、基板母材１１における第３シール部材２３の上方の不要な部分を除去する。次に、図１９に示すように、加圧板４５により基板母材１１を加圧した状態で、セル１０の充填口３７を閉塞部材４６により閉塞する。以上により、セル１０に液晶２６を充填して、液晶セル１２を形成する。

その後、上記実施形態１と同様に、各液晶セル１２を互いに分離することにより、複数の液晶表示素子を製造する。

したがって、この実施形態によっても、一対の基板母材１１を部分的に収容した真空容器１５の内部において、液晶を充填するようにしたので、液晶セル１２から気泡を充分に除去することができる。

さらに、セル１０の充填口の周りに第３シール部材２３を設けるようにしたので、セル１０に液晶２６を充填する際に、余分な液晶２６の流出を防止することができる。

《発明の実施形態６》
図２０は、本発明の実施形態６を示す断面図である。

本実施形態は、上記実施形態５において、第２シール部材２２を設けないで、液晶表示素子を製造するようにしたものである。

すなわち、上記実施形態５において、第２シール部材形成工程を行わない。そして、収容工程で、一対の基板母材１１を真空容器１５の内部に収容した後に、図２０に示すように、上記真空容器１５の内部を減圧する。このことにより、予め第１シール部材２１を介して貼り付けられたセル１０の内部は、貫通孔４１及び連通孔４２を介して排気されて真空状態となる。このとき、上記一対の基板母材１１は、余白領域Ｓ_０において互いに直接に接触している。

したがって、この実施形態によると、第２シール部材２２を形成しないので、容易に液晶表示素子を製造することが可能となる。

《発明の実施形態７》
図２１は、本発明の実施形態６を示す断面図である。

この実施形態は、上記実施形態６に対し、上側（つまり貼り付ける側）の基板母材１１を、余白領域Ｓ_０において部分的に除去するものである。

すなわち、予め第１シール部材２１を介して貼り付けられた一対の基板母材１１において、上側の基板母材１１を部分的に除去した後に、収容工程を行う。収容工程では、上記ステージ３３に対し、下側の基板母材１１を介して真空チャンバ３４を重ねる。このことにより、一対の基板母材１１の液晶セル形成領域Ｓ_１を真空容器１５の内部に収容する。

したがって、この実施形態によっても、容易に液晶表示素子を製造することができる。さらに、上側の基板母材１１の端部が、真空チャンバ３４に押さえられることにより弾性変形することがないため、形成した液晶セル１２の厚み（セルギャップ）を高精度に形成することが可能となる。

以上説明したように、本発明は、フレキシブルな液晶表示素子の製造方法及び製造装置について有用であり、特に、大きな真空容器を用いることなく連続的な製造を可能とすると共に、液晶セルから気泡を確実に除去する場合に適している。

実施形態１の基板母材を示す平面図である。第１シール部材形成工程、第２シール部材形成工程、及び液晶供給工程を説明するための断面図である。位置合わせ工程を説明するための断面図である。硬化工程を説明するための断面図である。収容工程を説明するための断面図である。貼付工程を説明するための断面図である。実施形態２の貼付工程を説明するための断面図である。実施形態３の位置合わせ工程を説明するための断面図である。実施形態３の貼付工程を説明するための断面図である。実施形態４の収容工程を説明するための断面図である。実施形態４の位置合わせ工程を説明するための断面図である。実施形態４の貼付工程を説明するための断面図である。実施形態５の基板母材を示す平面図である。充填口を有するセルを示す平面図である。実施形態５の収容工程から貼付工程を説明するための断面図である。実施形態５の充填工程を説明するための断面図である。実施形態５の充填工程を説明するための断面図である。実施形態５の充填工程を説明するための断面図である。実施形態５の充填工程を説明するための断面図である。実施形態６の貼付工程を説明するための断面図である。実施形態７の貼付工程を説明するための断面図である。

符号の説明

Ｓ_１液晶セル形成領域
１０セル
１１基板母材
１２液晶セル
１５真空容器
２１第１シール部材
２２第２シール部材
２３第３シール部材
２５凹部
２６液晶
３３ステージ
３４真空チャンバ
３７充填口
４１貫通孔
４２連通孔

Claims

フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成した後に、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する方法であって、
上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数のリング状の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成工程と、
上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成工程と、
上記第１シール部材の内周面と、上記基板母材の表面とにより区画形成された凹部の内部に、液晶を供給する液晶供給工程と、
少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を上記真空容器の内部に収容する収容工程と、
上記真空容器内を減圧することにより、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付工程とを備え、
上記収容工程では、上記真空容器の内部を上記第２シール部材により封止することによって、
上記一対の基板母材の一部のみを真空容器の内部に収容し、減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項１において、
上記貼付工程では、上記第２シール部材と上記液晶セル形成領域との間で、上記一対の基板母材の一方を切断した後に、上記真空容器内を減圧する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項１において、
上記第２シール部材は、隣り合う上記液晶セル形成領域同士の間を仕切るように、直線状に形成される
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項１において、
上記第２シール部材は、上記液晶セル形成領域の周りを囲むように、リング状に形成される
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項１において、
上記収容工程の前に行われ、上記第２シール部材に紫外線又は電子線を照射して該第２シール部材を硬化させる硬化工程を備えている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項１において、
上記第２シール部材は、弾性体により構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項１において、
上記真空容器は、上記一対の基板母材が載置されるステージと、該ステージを覆う真空チャンバとにより構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成した後に、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する方法であって、
上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成工程と、
上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成工程と、
上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付工程と、
少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を上記真空容器の内部に収容する収容工程と、
上記真空容器内の上記複数の第１シール部材と上記一対の基板母材とにより区画された複数のセルに対し、液晶を充填する充填工程とを備え、
上記収容工程では、上記真空容器の内部を上記第２シール部材により封止することによって、
上記一対の基板母材の一部のみを真空容器の内部に収容し、減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記貼付工程では、上記第２シール部材と上記液晶セル形成領域との間で、上記一対の基板母材の一方を切断した後に、上記真空容器内を減圧する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記第２シール部材は、隣り合う上記液晶セル形成領域同士の間を仕切るように、直線状に形成される
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記第２シール部材は、上記液晶セル形成領域の周りを囲むように、リング状に形成される
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記収容工程の前に行われ、上記第２シール部材に紫外線又は電子線を照射して該第２シール部材を硬化させる硬化工程を備えている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記第２シール部材は、弾性体により構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記真空容器は、上記一対の基板母材が載置されるステージと、該ステージを覆う真空チャンバとにより構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記セルは、液晶が充填される充填口を有し、
上記充填口の周りには、第３シール部材が設けられている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
請求項８において、
上記貼付工程では、上記真空容器の内部を減圧することにより、上記一対の基板母材を一組の保持板により挟んで保持し、
上記充填工程では、上記保持板に形成されて上記セルと上記真空容器とを連通する連通孔を介して、上記セルに液晶を充填する
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成し、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する装置であって、
上記一対の基板母材の一部のみを収容する真空容器と、
上記真空容器の内部を減圧する減圧手段と、
上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数のリング状の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成手段と、
上記第１シール部材の内周面と、上記基板母材の表面とにより区画形成された凹部の内部に、液晶を供給する液晶供給手段と、
上記真空容器の内部を減圧することにより、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付手段と、
上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成手段とを備え、
上記真空容器は、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を収容するように構成され、
上記第２シール部材は、上記真空容器の内部を封止するように構成され、
上記減圧手段により減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成するように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項１７において、
上記第２シール部材は、隣り合う上記液晶セル形成領域同士の間を仕切るように、直線状に形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項１７において、
上記第２シール部材は、上記液晶セル形成領域の周りを囲むように、リング状に形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項１７において、
上記第２シール部材は、紫外線又は電子線が照射されることにより硬化するように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項１７において、
上記第２シール部材は、弾性体により構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項１７において、
上記真空容器は、上記一対の基板母材が載置されるステージと、該ステージを覆う真空チャンバとにより構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
フレキシブルな一対の基板母材の間に対し、液晶を第１シール部材により封入して複数の液晶セルを形成し、上記複数の液晶セルを互いに分離することにより液晶表示素子を製造する装置であって、
上記一対の基板母材の一部のみを収容する真空容器と、
上記真空容器の内部を減圧する減圧手段と、
上記基板母材に対し、上記液晶セルが形成される液晶セル形成領域を所定の間隔で複数規定すると共に、上記液晶セル形成領域に複数の上記第１シール部材をそれぞれ形成する第１シール部材形成手段と、
上記真空容器内を減圧することにより、上記一対の基板母材同士を貼り付ける貼付手段と、
上記真空容器内で貼り合わされた上記一対の基板母材と、上記複数の第１シール部材とにより区画された複数のセルに対し、液晶を充填する充填手段と、
上記液晶セル形成領域の外側に、上記一対の基板母材により狭持される第２シール部材を形成する第２シール部材形成手段とを備え、
上記真空容器は、少なくとも１つの上記液晶セル形成領域を収容するように構成され、
上記第２シール部材は、上記真空容器の内部を封止するように構成され、
上記減圧手段により減圧された上記真空容器の内部で上記液晶セルを形成するように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記第２シール部材は、隣り合う上記液晶セル形成領域同士の間を仕切るように、直線状に形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記第２シール部材は、上記液晶セル形成領域の周りを囲むように、リング状に形成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記第２シール部材は、紫外線又は電子線が照射されることにより硬化するように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記第２シール部材は、弾性体により構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記真空容器は、上記一対の基板母材が載置されるステージと、該ステージを覆う真空チャンバとにより構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記セルは、液晶が充填される充填口を有し、
上記充填口の周りには、第３シール部材が設けられている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
請求項２３において、
上記真空容器の内部が減圧されることにより上記一対の基板母材を保持する一組の保持板を備え、
上記保持板には、上記セルと上記真空容器とを連通する連通孔が形成され、該連通孔を介して上記セルに液晶を充填するように構成されている
ことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。