JP4659956B2

JP4659956B2 - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP4659956B2
Application number: JP2000295771A
Authority: JP
Inventors: 政秀重村
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2002107739A

Description

【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および液晶表示素子に係り、特に、液晶表示素子を構成する２枚の基板間に形成された空洞に注入した液晶の封止方法に特徴のある液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子の製造工程においては、２枚の基板２，３をシール材により枠状パターンに形成塗布されたシール部を以て貼り合わせた後、熱圧着を行ってマルチ基板６を作製し、その後、前記マルチ基板６をスティック状あるいは単セル状に切断して液晶注入口５を開口させている。
【０００３】
このときの液晶注入口５の開口作業は、図４に示すように、前記マルチ基板４を構成する２枚の基板２，３の対向する位置をそれぞれ切断して液晶注入口５の切断面を略面一に形成している。そして、その液晶注入口５から、貼り合わせた基板２，３間の空洞部分に液晶を注入し、その後、前記液晶注入口５を封止材８により封止するようになされている。
【０００４】
そして、一般的に、前記液晶注入口５の封止作業には、樹脂封止材として２液性のエポキシ樹脂や光硬化性または可視光性のアクリル系樹脂等をディスペンサやスプリングピン、あるいはローラ等で前記液晶注入口５に塗布して封止する方法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示素子は基板２，３の軽量化、薄板化が進んでおり、例えば、プラスチック製の液晶表示素子（以下、プラスチック液晶表示素子１）では、基板厚で０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度と、非常に薄いものも使用されている。
【０００６】
しかしながら、このように基板２，３の厚みが薄くなると、図５に示すように、封止材８がその表面張力により基板２，３の端面から側方へ垂れたり（図５（１））、はみ出したり（図５（２））しやすく、そのため、塗布精度の向上が必要とされている。この問題は、前記基板２，３がガラス基板である場合には、垂れたり、はみ出したりした封止材８を研磨やカッター等を用いてガラス基板を傷つけることなく除去することも可能であるが、前記基板２，３がプラスチック製基板である場合には、研磨やカッター等による強制除去の方法はプラスチック製基板に傷を付けやすく、また、封止材塗布量の調整などの製造条件管理が厳しく、作業性がすこぶる悪いという問題があった。
【０００７】
また、プラスチック液晶表示素子１において、液晶注入口５の解放端にダミーの注入口を連接させて延長させたシール部の設計を行い、液晶封止後に液晶注入口５とダミーの注入口との連接部分から基板を切断する方法も開発されているが、この方法は、作業工程において切断工程が増えること、封止材８の消費が増えること等、生産性やコスト面で問題があった。
【０００８】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、基板に対する封止材の垂れやはみ出しを防止して品質の安定した製品を製造するとともに、生産性の向上とコストの削減を可能とする液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の液晶表示素子の製造方法は、透明電極が形成された２枚の基板のうち一方の基板に液晶注入口を有する枠状のシール部を形成して他方の基板と貼り合わせ、前記液晶注入口が開口するように前記基板をそれぞれ切断してセルを形成したあと、前記シール部に囲繞された空洞に前記液晶注入口から液晶を注入し、セルの前記液晶注入口を封止材により封止する液晶表示素子の製造方法において、前記基板の切断は、一方の基板の液晶注入口側端辺よりも前記他方の基板の液晶注入口側端辺が前記基板の延在方向へ突出するように段差を設けて切断し、前記封止材による液晶注入口の封止は、各セルを、液晶注入口を上方に向かって開口させ、前記他方の基板の前記一方の基板に対向する面が上方に指向し、且つ、前記一方の基板の切断ラインにより形成された切断端面が水平方向に延在するように、所定のセット角度に斜行させて配置し、前記セット角度に対してさらに２５°±５°の所定の塗布角度の方向から封止材を塗布して行うことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、前記セルの液晶注入口側の両基板端部に段差を生じさせることで、前記液晶注入口に塗布した封止材を前記段差に沿わせて伸ばすことができるので、液晶表示素子の基板表面に封止材が垂れて付着することを防止することができ、前記基板表面に汚れのない液晶表示素子を簡単に作成することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記両基板の液晶注入口側端辺間の幅は、１．５ｍｍ±０．５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のように、前記幅を１．５ｍｍ±０．５ｍｍの範囲内に形成することで、前述の効果を確実に得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明は、前記所定のセット角度が５５°±５°であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、加圧治具を用いた加圧を適当に行うことができ、また、封止作業を行いやすい。
【００１５】
また、本発明は、前記封止材による液晶注入口の封止は、面内ギャップを均一化させる加圧治具にセットして行うことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、前記段差によって一方の基板よりも突出する他の基板の端面部分に封止材が接触し、前記他の基板表面に封止材の垂れが発生することを防止することができる。
【００１８】
本発明によれば、基板に対する封止材のはみ出しや垂れによる汚損を確実に防止して、基板の薄板化に対応することができる。
【００２０】
本発明によれば、前述の効果を確実に得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。
【００２２】
まず、本実施形態の液晶表示素子の製造に用いる基板２，３は、プラスチック製の大判の基板２，３であり、後に必要個数に分断して所望のプラスチック液晶表示素子１を得るようになされているものである。この２枚の基板２，３のうち、一方の基板２に対しては、パターニング工程および配向処理工程の加工を施しておく。具体的には、本実施形態の基板２，３には、薄板化が図られた０．１ｍｍ厚のプラスチック基板を用いる。そして、一方の基板２に透明電極を所定の形状にパターニングした後、配向膜を塗布焼成し、ラビング処理を行う。
【００２３】
その後に、基板貼り合わせ・パネル分断工程のシール材を塗布しシール部４を形成する。このシール材の塗布の方法は、スクリーン印刷法であっても、ディスペンサ描画法であってもよいが、塗布するときは、使用するスペーサの径寸法より厚く塗布しておき、後の基板貼合せ工程において、前記スペーサの径寸法にまで押し延ばすようにする。
【００２４】
そして、このシール部４の形状は、本実施形態においては、図１に示すように、外方に突出する液晶注入口５を有する枠状とされている。
【００２５】
また、ここで用いるシール材としては、熱硬化タイプのシール材、例えば、エポキシ系の熱硬化型シール材の従来より用いている物性のものを使用する。そして、シール材塗布工程に続く貼合わせ工程に入る前に、プレキュア処理を行い、シール材のレベリングと溶剤除去を行う。
【００２６】
一方、対向する基板３に対しては、図示しない透明電極を所定の形状にパターニング形成し、配向膜を塗布形成し、ラビングした後、スペーサ（図示せず）を散布する。
【００２７】
次に、シール部４が形成された基板２と、スペーサが散布された基板３とをそれぞれの基板２，３上に形成した図示しないアライメントマークが合致するように精度良く重ね合わせ、熱圧着させてシール硬化の工程を経て、スペーサの径寸法と略同じ厚さの液晶層となるマルチ基板６を得る。
【００２８】
そして、大判のマルチ基板６を構成する基板２，３の前記液晶注入口５を開口させるための切断を、両基板２，３の切断部分に段差を設けるようにして行ない、プラスチック液晶表示素子１を構成するセル７を得る。
【００２９】
つまり、図１に示すように、一方の基板２の前記液晶注入口を開口させるための切断は、前記液晶注入口５を形成するシール部４の端部部分に、前記シール部４の液晶注入口５の形成辺に平行する切断ラインＬ１で行ない、また、他方の基板３の前記液晶注入口５を開口させるための切断は、前記切断ラインＬ１と平行し、且つ、前記切断ラインＬ１よりも所定幅（以下、段差幅Ｗという）で前記シール部４の液晶注入口５の形成辺から離間する切断ラインＬ２で行なうようにする。前記両基板２，３の液晶注入口５側の端辺間の幅である前記段差幅Ｗは１．５ｍｍ±０．５ｍｍが望ましく、本実施形態においては前記段差幅Ｗを１．５ｍｍとした。
【００３０】
続いて、各セル７の前記シール部４に囲繞された空洞に前記液晶注入口５から液晶を注入する。そして、本実施形態においては、前記セル７を面内ギャップを均一化させるための図示しない加圧治具に所定角度（以下、セット角度αという）、傾けてセットする。このセット角度αは５５°±５°が望ましく、本実施形態においてはセット角度αを５５°とした。
【００３１】
このときの前記各セル７のセットは、図２に示すように、液晶注入口５が上方に向かって開口し、前記セル７を構成する両基板２，３のうち、一方の基板２の液晶注入口５側の基板端辺よりも基板の延在方向に突出するようにしてその端辺を切断された基板３の前記一方の基板２に対向する面が上方に指向し、且つ、切断ラインＬ１により形成された基板２の切断端面が水平方向に延在するようにして配置させる。そして、各セル７間においては、隣位するセル７同士が基板２，３の表面を互いに対向させるように整列させるとともに、各セル７間に加圧スポンジを介在させて行なう。
【００３２】
この状態で、前記加圧治具により所定の圧力を加え、加圧下で余分な液晶を吹き出させるようにして面内ギャップを均一にする。続いて、スプリングピンを用いて上方に向かって開口している各セル７の液晶注入口５に対し、前記基板３の前記一方の基板２に対向し、かつ、上方に指向する面に対し所定角度（以下、塗布角度βという）の方向から封止材８としての光硬化性樹脂を塗布し、光を照射して前記封止材８を硬化させる。つまり、この塗布角度βは、前記セット角度αに対する角度であり、この塗布角度βは２５°±５°が望ましく、本実施形態においては塗布角度βを２５°とした。
【００３３】
このようにして前記液晶注入口５に塗布された封止材８は、両基板２，３の液晶注入口５側端辺の位置に段差を形成したことにより、図３（１）（２）に示すように、切断ラインＬ１により形成され水平方向に延在して位置する基板２の切断端面に沿って流れるので、基板２，３の側面に垂れたり、はみ出したりすることがなく、よって、垂れたりはみ出したりした封止材８を研磨やカッター等によって強制除去することもないので、基板２，３を傷つけて損なうこともなく、薄型のプラスチック液晶表示素子１を製造することが可能となる。
【００３４】
なお、本発明における封止方法は前述の実施形態のスプリングピンを用いた方法に限らず、使用する封止材８も前述の実施形態において用いた光硬化性樹脂には限られない。
【００３５】
また、前記加圧治具により圧を加え、封止材８により液晶注入口５を封止する際のセル７は、図１に示すようにスティック状に形成されていてもよいし、個々のプラスチック液晶表示素子１のサイズの単セル状に形成されていてもよい。
【００３６】
さらに、各セル７の反液晶注入口側の基板端辺は、マルチ基板６からセル７の液晶注入口５を開口させるべく両基板２，３を切断したそのときの切断ラインＬ１，Ｌ２を利用し、その端辺位置に段差がある状態であってもよいし、あるいは、切断工程を加えて端辺位置を切り揃えてもよく、その処理は任意とする。
【００３７】
つぎに、前述した本発明の液晶表示素子の製造方法についての具体的な実験例を説明する。
【００３８】
実験例１
０．２ｍｍ厚のプラスチック製の基板２，３を２枚貼り合わせて熱圧着し、マルチ基板６を作製した。そして、各セル７の液晶注入口を開口させる際の前記両基板２，３の切断時に０．５ｍｍ〜４．０ｍｍまで、０．５ｍｍ単位で前記段差幅Ｗを異ならせて、８種類のセル７をスティック状に形成した。この段差幅Ｗを異ならせる各セル７にそれぞれ液晶を注入し、前述の加圧治具にセットした。このときの前記セット角度αは５５°とし、スプリングピンでの封止材８の塗布角度βを２５°として、前記段差幅Ｗを異ならせる各セル７における封止材８の垂れやはみ出しの発生のテストを行った。
【００３９】
その結果、段差幅Ｗを０．５ｍｍとしたセル７は、段差幅Ｗが小さいため封止材８の垂れが発生した。一方、２．５ｍｍ以上では封止材８の垂れは発生しないが、封止工程以降の工程における取扱い等で、一方の基板２より突出する側の基板３にストレスが加わりやすくなり、シール剥離が発生したことから、前記段差幅Ｗは１．５ｍｍ±０．５ｍｍの範囲が望ましいことが解った。
【００４０】
実験例２
０．２ｍｍ厚のプラスチック製の基板２，３を２枚貼り合わせて熱圧着し、マルチ基板６を作成し、各セル７の液晶注入口５を開口させる際の前記両基板２，３の切断時の前記段差幅Ｗを１．５ｍｍとしたセル７をスティック状に形成した。
【００４１】
このスティック状のセル７に液晶を注入し、前述の加圧治具にセットした。このときの前記セット角度αを４５°〜６５°で１０°単位で異ならせ、セルに対する加圧の状態と封止垂れの発生のテストを行った。このときの前記スプリングピンでの封止材８の塗布角度βは２５°に固定した。
【００４２】
その結果、セット角度αを４５°とした場合、加圧圧力が高くなると、セットしたスティック状のセル７が加圧治具からずれてしまい、均一な加圧ができなかった。また、セット角度αを６５°以上とすると封止材８の垂れやはみ出しが発生する確率が高い。よって、前記セット角度αは５５°±５°の範囲でセットすることが望ましいことが解った。
【００４３】
実験例３
０．２ｍｍ厚のプラスチック製の基板２，３を２枚貼り合わせて熱圧着し、マルチ基板６を作成し、各セル７の液晶注入口５を開口させる際の前記両基板２，３の切断時の前記段差幅Ｗを１．５ｍｍとしたセル７をスティック状に形成した。
【００４４】
このスティック状のセル７に液晶を注入し、前述の加圧治具に前記セット角度αを５５°としてセットし、前記スプリングピンでの封止材８の塗布角度βを１０°〜４０°の１０°単位で異ならせ、封止材８の垂れやはみ出しの発生のテストを行った。
【００４５】
その結果、塗布角度βを１０°とした場合には、スプリングピンを下降させたときに、前記段差によって一方の基板２よりも突出する他の基板３の端面部分に封止材８が接触し、前記他の基板３の表面に封止材８の垂れが発生した。よって、前記塗布角度βは１０°以下は望ましくなく、また、４０°以上とすると、逆に前記一方の基板２の表面に封止材８の垂れが発生するため、前記塗布角度βは２５°±５°が望ましいことが解った。
【００４６】
実験例４
０．１ｍｍ厚および０．４ｍｍ厚のプラスチック製の基板２，３についても、前記実施例１乃至実施例３に開示したテストをそれぞれ試みたところ、各厚の基板２，３についても前述の各実施例と同様の結果を得ることができた。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る液晶表示素子の製造方法によれば、基板に対する封止材のはみ出しや垂れによる汚損を確実に防止することができ、基板の薄板化に対応して薄型のプラスチック製の基板を用いた液晶表示素子を提供することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示素子の製造方法におけるシール部の形状および各基板の切断線を示す説明図
【図２】本実施形態における液晶封止の際のセルのセット状態を示す説明図
【図３】本実施形態における液晶封止の際の封止材の流れ方向を示す説明図
【図４】従来の液晶表示素子の製造方法におけるシール部の形状および各基板の切断線を示す説明図
【図５】従来の液晶封止に関する問題点を示す断面模式図
【符号の説明】
１プラスチック液晶表示素子
２，３基板
４シール部
５液晶注入口
６マルチ基板
７セル
８封止材
Ｌ１切断ライン
Ｌ２切断ライン

Claims

透明電極が形成された２枚の基板のうち一方の基板に液晶注入口を有する枠状のシール部を形成して他方の基板と貼り合わせ、前記液晶注入口が開口するように前記基板をそれぞれ切断してセルを形成したあと、前記シール部に囲繞された空洞に前記液晶注入口から液晶を注入し、セルの前記液晶注入口を封止材により封止する液晶表示素子の製造方法において、
前記基板の切断は、一方の基板の液晶注入口側端辺よりも前記他方の基板の液晶注入口側端辺が前記基板の延在方向へ突出するように段差を設けて切断し、
前記封止材による液晶注入口の封止は、各セルを、液晶注入口を上方に向かって開口させ、前記他方の基板の前記一方の基板に対向する面が上方に指向し、且つ、前記一方の基板の切断ラインにより形成された切断端面が水平方向に延在するように、所定のセット角度に斜行させて配置し、前記セット角度に対してさらに２５°±５°の所定の塗布角度の方向から封止材を塗布して行うことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
前記両基板の液晶注入口側端辺間の幅は１．５ｍｍ±０．５ｍｍの範囲内の幅とされていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
前記所定のセット角度が５５°±５°であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示素子の製造方法。
前記封止材による液晶注入口の封止は、面内ギャップを均一化させる加圧治具にセットして行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示素子の製造方法。