JP4737881B2 - 平面表示素子の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面表示素子の製造方法に係り、特に一対の基板を貼り合わせた後に薄板化するための平面表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス等の絶縁性基板上のそれぞれに画素電極あるいは対向電極を有する一対の基板を対向配置しその間隙に液晶層等の光変調層を封入して成る平面表示素子において、薄型軽量化を図るため、絶縁性基板の薄板化が要求されている。このため、近年例えば一対のガラス基板を対向配置して液晶セルを形成した後に、少なくともいずれか一方のガラス基板の外面を機械的あるいは化学的に研磨してガラス基板を薄板化する製造方法が開発されている。
【０００３】
このようにガラス基板外面を研磨して薄板化する平面表示素子の製造方法としては、例えばマルチ製法による場合は、図６に示す第１の従来例のように、平面表示素子基板５の複数個分の面積を有するマザーガラス１上にて表示領域に形成される複数の電極パターンの周縁のそれぞれに、液晶注入口２ａを設けて製品シール剤２を塗布し、更に複数パターンの製品シール剤２の外周に、空気抜き口３ａを有する外周シール剤３を塗布した後、もう一方のマザーガラス６と貼り合わせる。次いで空気抜き口３ａから空気を抜いて両ガラス基板を平行に保持した状態で製品シール剤２及び外周シール剤３を硬化し、更に空気抜き口３ａを封止材で封止した状態で、両マザーガラス１、６の外面を研磨していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記製造方法にあっては、マザーガラス１の有効活用のため、マザーガラス１の周辺ギリギリまで平面表示素子基板５を面付けした場合、外周シール剤３を設けるスペースが非常に狭くなりマザーガラス１端ギリギリに且つ限られた幅に設けざるを得なくなる。しかもマザーガラス１の外周領域には、平面表示素子基板５の電極パターンやカラーフィルタ形成時に生じた残渣や、マザーガラス１を手で扱う際のハンドリングによる汚染残査が存在している。
【０００５】
これらの影響により、従来の外周シール剤３はその塗布幅を十分に確保出来ず、且つ接着性の低下を来たし、この結果外周シール剤３が切れたり、剥がれるおそれを有していた。そして外周シール剤３が切れたり、剥がれるとマザーガラス１、６を薄板化する際に研磨剤や、エッチング液が内部に侵入してしまい、不良品を生じ製造歩留まりの低下をきたしていた。
【０００６】
このために、両基板の貼り合せ前に基板周囲に外周シール剤を塗布する上記方式ではなく、両基板を張り合わせた後に基板周辺にシール剤を塗布して、両基板間を封止する方法が検討されている。これは図７に示す第２の従来例のように、両マザーガラス７、８を貼り合わせた後に、塗布装置９を用いて両マザーガラス７、８の周辺に周辺シール剤９aを塗布し、両マザーガラス７、８間を封止する方法である。
【０００７】
しかしながら第２の従来例の基板の貼り合せ後に基板周辺にシール剤を塗布する方法にあっては、マザーガラス７、８の辺の直線部分は周辺シール剤９ａを比較的容易に塗布出来るもののコーナー部分は塗布が難しい。これはマザーガラス７、８のコーナー部分は通常カットされていて、しかもこのカット形状は機種の判別のために様々に形成されているため、この形状に沿って塗布装置９を移動するのが難しいことによる。
【０００８】
特に自動で周辺シール剤９ａを塗布する場合、直線部分は塗布装置９を平行移動するのみで行えるが、カットされたコーナー部分に塗布しようとすると、検出装置等を用いてカット形状に追随して矢印ｒ方向に塗布装置９を移動しなければならず、塗布装置が複雑且つ大型化し、その実用化に至っていない。
【０００９】
そこで本発明は上記課題を除去するもので、複雑な塗布装置を用いることなく、製品シール剤周囲を容易且つ確実に封止することにより、基板を薄板化するときの製造歩留まりを向上し、薄型軽量の平面表示素子の生産性向上を図る平面表示素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、略矩形状の一対の基板と、前記一対の基板の表示領域を囲うよう配置される製品シール剤と、この製品シール剤に囲まれる領域にて前記一対の基板間に封入される光変調層とを有する平面表示素子の製造方法において、前記一対の基板のうち少なくともいずれか一方の基板にコーナー部分がカットされた基板を用い、前記一対の基板の少なくともいずれか一方の基板に前記表示領域を囲う製品シール剤を塗布する工程と、前記製品シール剤より外周であって、前記一対の基板の少なくともいずれか一方の基板に前記カットされたコーナー領域に対応して内部シール剤を塗布する工程と、前記製品シール剤及び前記内部シール剤により前記一対の基板を貼り合わせる貼り合せ工程と、貼り合わされた前記一対の基板の直線状の周辺に、前記内部シール剤間を接続する辺シール剤を塗布して、前記製品シール剤の外周を封止する封止工程と、前記封止工程終了後前記一対の基板の少なくともいずれか一方の外面を薄板化する工程とを実施するものである。
【００１１】
又本発明は上記課題を解決するために、一対の基板と、前記一対の基板の表示領域を囲うよう配置される製品シール剤と、この製品シール剤に囲まれる領域にて前記一対の基板間に封入される光変調層とを有する平面表示素子の製造方法において、前記平面表示素子の複数面分の面積を有する略矩形状の一対の大型基板の少なくともいずれか一方の基板にコーナー部分がカットされた基板を用いるとともに、前記一対の大型基板の少なくともいずれか一方の大型基板に前記表示領域を囲う製品シール剤を複数パターン塗布する工程と、前記複数パターンの製品シール剤より外周であって前記一対の大型基板の少なくともいずれか一方の大型基板に前記カットされたコーナー領域に対応して内部シール剤を塗布する工程と、前記製品シール剤及び前記内部シール剤により前記一対の大型基板を貼り合わせる貼り合せ工程と、貼り合わされた前記一対の大型基板の周辺に、前記内部シール剤間を接続する辺シール剤を塗布して、前記複数パターンの製品シール剤の外周を封止する封止工程と、前記封止工程終了後前記一対の大型基板の少なくともいずれか一方の外面を薄板化する工程とを実施するものである。
【００１２】
このような構成により本発明は、基板を貼り合せた後に基板周辺を封止する際に、複雑且つ大型の塗布装置を用いることなく、比較的簡単な塗布装置により、容易且つ確実に封止可能であり、薄型軽量の平面表示素子の生産性向上を図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、図１乃至図３に示す第１の実施の形態を参照して説明する。図１は、平面表示素子である液晶表示素子１０を示す構成図であり、厚さ０．５ｍｍ、略矩形状のガラス基板１１ａ上に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略称する。）素子１１ｂ、カラーフィルタ層１１ｃ、マトリクス状にパターン形成される画素電極１１ｄ、配向膜１１ｅを有してなるアレイ基板１１及び、厚さ０．５ｍｍのガラス基板１２ａ上に対向電極１２ｂ及び配向膜１２ｃを有してなる対向基板１２をスペーサ１３を介し対向配置し、製品シール剤２３にて周囲を接着してなる液晶セルのアレイ基板１１及び対向基板１２の間隙に光変調層である液晶層１７を封入してなっている。尚１１ｆ、１２ｄは偏光板である。
【００１４】
次に液晶表示素子１０の製造方法について、図２及び図３をも参照して説明する。液晶表示素子１０のアレイ基板１１あるいは対向基板１２を３×３個パターン形成可能な面積を有する、厚さ０．７ｍｍ、略矩形状のマザーガラス２１、２２上のそれぞれに成膜技術及びフォトリソグラフィ技術によりアレイ基板パターン（図示せず）及び、対向基板パターン（図示せず）を夫々形成する。更にアレイ基板パターンあるいは対向基板パターン上に配向膜１１ｅ、１２ｃを形成後、配向処理する。
【００１５】
次いでマザーガラス２２上の対向基板パターンにスペーサ１３を散布する。一方、武蔵エンジニアリング（株）製の小型・多面取り対応液晶全自動シール塗布装置ＭＬＣ−６２００（図示せず）を用いて、マザーガラス２１上のアレイ基板パターン周縁に、エポキシ樹脂系接着剤からなる製品シール剤２３を注入口２３ａを設けて塗布すると同時に、同じ塗布装置を用いてマザーガラス２１のコーナーに、エポキシ樹脂系接着剤からなる内部シール剤２４をコーナーの形状に沿って塗布する。内部シール剤２４は両端部がそれぞれ隣り合う辺に達する様塗布する。更に、マザーガラス２１周囲の４辺の一部に、マザーガラス２２との貼りずれを防止するアクリル系の紫外線硬化樹脂からなる仮止めシール剤２６を塗布する。
【００１６】
この後２枚のマザーガラス２１、２２を対向配置してアライメント調整した後、仮止めシール剤２６に紫外線を照射して硬化し、２枚のマザーガラス２１、２２を仮止めする。更に製品シール剤２３及び内部シール剤２４を加熱硬化し、２枚のマザーガラス２１、２２を貼り合わせる。
【００１７】
次いで塗布装置２８を図３矢印ｓ方向に走査して、貼り合わされた１対のマザーガラス２１、２２の４辺に、空気抜き口２７ａを設けて、各コーナーの内部シール剤２４端部から次のコーナーの内部シール剤２４端部に達する、エポキシ樹脂系接着剤からなる周辺シール剤２７を塗布する。各辺の周辺シール剤２７の両端部はそれぞれ、内部シール剤２４の端部に接続している。この後周辺シール剤２７を加熱硬化する。尚、仮止めシール剤２６の塗布装置（図示せず）あるいは周辺シール剤２７の塗布装置２８は、シール剤２６、２７を定量吐出可能な単純な汎用の装置で良い。
【００１８】
次にマザーガラス対２１、２２を複数組重ね合わせて平行に加圧し、空気抜き口２７ａから余分な空気だまりを押し出した後、空気抜き口２７ａに封止剤３０を吸い込ませてマザーガラス対２１、２２を封止する。この様に内部シール剤２４、周辺シール剤２７及び封止剤３０にてマザーガラス対２１、２２周辺を確実にシールした後、マザーガラス２１、２２の薄板化を行う。
【００１９】
例えば化学研磨により薄板化を行う場合は、マザーガラス２１、２２を図示しないエッチング槽内の弗酸をベースとするエッチング液に約２時間浸漬して、両マザーガラス２１、２２が夫々０．５ｍｍになるまで均等に研磨する。エッチング終了後は、速やかにマザーガラス対２１、２２を洗浄して付着エッチング液を完全に除去する。
【００２０】
又機械的に研磨して薄板化を行う場合は、マザーガラス２１、２２を図示しない研磨装置にて研磨剤を用いて圧力１５０ｇｆ／ｃｍ^２で約２時間、両マザーガラス２１、２２が夫々０．５ｍｍになるまで均等に研磨する。
【００２１】
このようにしてマザーガラス２１、２２を薄板化した後、各液晶表示素子１０を所定サイズに切り出し、各液晶表示素子１０毎に注入口２３ａから、製品シール剤２３に囲まれた表示領域に真空注入法により液晶を注入して液晶層１７を形成後注入口２３ａを封止して薄型軽量の液晶表示素子１０を完成する。
【００２２】
このような製造方法によれば、一対のマザーガラス２１、２２の周辺を封止する際に、種々の形状にカットされるマザーガラス２１、２２のコーナー部分には予め内部シール剤２４を塗布した状態で両マザーガラス２１、２２を貼り合せる一方、直線状であるマザーガラス２１、２２の辺部にあっては、マザーガラス対２１、２２を貼り合せた後に、外部から周辺シール剤２７を塗布することにより、マザーガラス２１、２２周囲が狭く且つ、残渣や汚れを生じていてもマザーガラス対２１、２２を良好且つ確実に封止可能となる。
【００２３】
従って、マザーガラス２１、２２を薄板化する間に周辺シール剤２７が切れたり剥がれるおそれが無く、研磨剤等の製品シール剤２３内部への浸入による不良発生を確実に防止し、薄型軽量の液晶表示素子１０を高い製造歩留まりで得られる。しかも種々の形状を有するマザーガラス２１、２２のコーナー部分は内部シール剤２４によりシールし、複雑な塗布装置を必要とせず、汎用の塗布装置２８により容易に塗布可能な直線状の辺部にのみ周辺シール剤２７を塗布する様にしたので、塗布装置２８の小型化・簡素化を図れ、製造コストの上昇を招くことも無く、容易に実施可能となる。
【００２４】
次に本発明を図４に示す第２の実施の形態を参照して説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態において、マザーガラスのコーナーに塗布する内部シール剤を、仮止めシール剤の塗布と同じタイミングで塗布するものであり、他は第１の実施の形態と同一であることから、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付しその説明を省略する。
【００２５】
本実施の形態にあっては、武蔵エンジニアリング（株）製の小型・多面取り対応液晶全自動シール塗布装置ＭＬＣ−６２００（図示せず）を用いて、マザーガラス２１上のアレイ基板パターン周縁に、注入口２３ａを有するエポキシ樹脂系接着剤からなる製品シール剤２３を塗布する。また定量吐出可能な汎用の塗布装置（図示せず）を用いてマザーガラス２１周囲の４辺の一部に、マザーガラス２２との貼りずれを防止するアクリル系の紫外線硬化樹脂からなる仮止めシール剤２６を塗布する。これと同時に、汎用の塗布装置を用いてマザーガラス２１のコーナーにアクリル系の紫外線硬化樹脂からなる内部シール剤３２を塗布する。
【００２６】
この後２枚のマザーガラス２１、２２を対向配置してアライメント調整した後、仮止めシール剤２６と内部シール剤３２に紫外線を照射して硬化し、２枚のマザーガラス２１、２２を仮止めする。次いで製品シール剤２３を加熱硬化し、２枚のマザーガラス２１、２２を貼り合わせる。更に塗布装置２８により、貼り合わされた１対のマザーガラス２１、２２の４辺に、空気抜き口２７ａを設けて、各コーナーの内部シール剤３２端部から次のコーナーの内部シール剤３２端部に達するエポキシ樹脂系接着剤からなる周辺シール剤２７を塗布する。各辺の周辺シール剤２７の両端部はそれぞれ、内部シール剤３２の端部に接続している。この後周辺シール剤２７を加熱硬化する。次いで第１の実施の形態と同様に空気抜き口２７ａを封止剤３０でシールした後マザーガラス２１、２２を薄板化する。
【００２７】
この様な製造方法によれば、第１の実施の形態と同様、一対のマザーガラス２１、２２の周辺を封止する際に、マザーガラス２１、２２を貼り合せた後、外部から周辺シール剤２７を塗布することにより、マザーガラス対２１、２２を良好且つ確実に封止可能となり、マザーガラス２１、２２を薄板化する間に周辺シール剤２７の切れや剥がれによる不良を生じることなく、薄型軽量の液晶表示素子１０を高い製造歩留まりで得られる。しかも周辺シール剤２７は、汎用の塗布装置２８により容易に塗布可能な、直線状の辺部にのみ塗布するので、塗布装置２８の小型化・簡素化を図れ、製造コストの上昇を招くことも無い。
【００２８】
次に本発明を図５に示す第３の実施の形態を参照して説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態において、仮止めシール剤を、マザーガラスのコーナーまで延長し更にマザーガラスのコーナーを囲む形状に塗布することにより、マザーガラスを密封するための内部シール剤と兼用するものであり、他は第１の実施の形態と同一であることから、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付しその説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態にあっては、武蔵エンジニアリング（株）製の小型・多面取り対応液晶全自動シール塗布装置ＭＬＣ−６２００（図示せず）を用いて、マザーガラス２１上のアレイ基板パターン周縁に、注入口２３ａを有するエポキシ樹脂系接着剤からなる製品シール剤２３を塗布する。また定量吐出可能な汎用の塗布装置（図示せず）を用いて、マザーガラス２１の４辺の一部からコーナーに達し、マザーガラス２２との貼りずれを防止するアクリル系の紫外線硬化樹脂からなる仮止めシール剤を兼用する内部シール剤３４を塗布する。
【００３０】
この後２枚のマザーガラス２１、２２を対向配置してアライメント調整した後、内部シール剤３４に紫外線を照射して硬化し、２枚のマザーガラス２１、２２を仮止めする。次いで製品シール剤２３を加熱硬化し、２枚のマザーガラス２１、２２を貼り合わせる。更に塗布装置２８により、貼り合わされた１対のマザーガラス２１、２２の４辺に、空気抜き口３６ａを設けて、各コーナーの内部シール剤３４端部から次のコーナーの内部シール剤３４端部に達するエポキシ樹脂系接着剤からなる周辺シール剤３６を塗布する。各辺の周辺シール剤３６の両端部はそれぞれ、内部シール剤３４の端部に接続している。この後周辺シール剤３６を加熱硬化する。次いで第１の実施の形態と同様に空気抜き口３６ａを封止剤３７でシールした後マザーガラス２１、２２を薄板化する。
【００３１】
この様な製造方法によれば、第１の実施の形態と同様、一対のマザーガラス２１、２２の周辺を封止する際に、マザーガラス２１、２２を貼り合せた後、外部から周辺シール剤３６を塗布することにより、マザーガラス対２１、２２を良好且つ確実に封止可能となり、マザーガラス２１、２２を薄板化する間に周辺シール剤３６の切れや剥がれによる不良を生じることなく、薄型軽量の液晶表示素子１０を高い製造歩留まりで得られる。しかも周辺シール剤３６は、汎用の塗布装置により容易に塗布可能な、直線状の辺部にのみ塗布するので、塗布装置２８の小型化・簡素化を図れ、製造コストの上昇を招くことも無い。更に、本実施の形態では、内部シール剤３４が仮止めシール剤を兼用しているので、改めて仮止めシール剤を塗布する必要が無く、操作性の軽減、ひいては製造コストの低下を得られる。
【００３２】
尚本発明は上記実施の形態に限られるものでなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、例えば平面表示素子の薄板化による基板の厚さは限定されず、加工性あるいは取り扱い性を損なわない範囲であれば、０．４ｍｍあるいはそれ以下であっても良い。又平面表示素子の構造等も任意であり、光変調層は、液晶層に限定されないし、スイッチング素子の構造や画素電極数等も任意であり、カラーフィルタを対向基板側に配置する等しても良い。又、マザーガラスのサイズや、マザーガラス上に形成する平面表示素子の面数等任意であり、単面であっても良い。更にシール剤の材質や化学研磨のエッチング液の種類も限定されないし、機械研磨もサンドペーパにより研磨する等しても良い。更に必要に応じて機械研磨と化学研磨の両方を実施しても良いし、基板の片面のみを研磨しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板外周のシール剤塗布スペースが狭くまた、基板外周領域に電極パターン形成時等の残渣が有ったり汚れを生じていた場合でも、一対の基板周辺を良好且つ確実に封止出来る。従って薄板化時にシール不良により基板内部が汚損されるのを確実に防止出来、薄型軽量の平面表示素子を高い製造歩留まりで得られる。又周辺シール剤を塗布する際に、複雑な塗布装置を必要とせず、汎用の塗布装置を使用可能であることから、容易に実用化可能であり、製造コストの低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のマザーガラスに塗布するシール剤を示す概略平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のマザーガラスへの周辺シール剤の塗布を示す概略説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のマザーガラスに塗布するシール剤を示す概略平面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のマザーガラスに塗布するシール剤を示す概略平面図である。
【図６】第１の従来例のマザーガラスに塗布するシール剤を示す概略平面図である。
【図７】第２の従来例のマザーガラスへの周辺シール剤の塗布を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０…液晶表示素子
１１…アレイ基板
１１ａ…ガラス基板
１２…対向基板
１２ａ…ガラス基板
１３…スペーサ
１７…液晶層
１８…液晶表示素子
２１、２２…マザーガラス
２３…製品シール剤
２３ａ…注入口
２４…内部シール剤
２６…仮止めシール剤
２７…周辺シール剤
２７ａ…空気抜き口
２８…塗布装置
３０…封止剤

Claims (7)

1. 略矩形状の一対の基板と、前記一対の基板の表示領域を囲うよう配置される製品シール剤と、この製品シール剤に囲まれる領域にて前記一対の基板間に封入される光変調層とを有する平面表示素子の製造方法において、前記一対の基板のうち少なくともいずれか一方の基板にコーナー部分がカットされた基板を用い、前記一対の基板の少なくともいずれか一方の基板に前記表示領域を囲う製品シール剤を塗布する工程と、前記製品シール剤より外周であって、前記一対の基板の少なくともいずれか一方の基板に前記カットされたコーナー領域に対応して内部シール剤を塗布する工程と、前記製品シール剤及び前記内部シール剤により前記一対の基板を貼り合わせる貼り合せ工程と、貼り合わされた前記一対の基板の直線状の周辺に、前記内部シール剤間を接続する辺シール剤を塗布して、前記製品シール剤の外周を封止する封止工程と、前記封止工程終了後前記一対の基板の少なくともいずれか一方の外面を薄板化する工程とを具備する事を特徴とする平面表示素子の製造方法。
2. 一対の基板と、前記一対の基板の表示領域を囲うよう配置される製品シール剤と、この製品シール剤に囲まれる領域にて前記一対の基板間に封入される光変調層とを有する平面表示素子の製造方法において、前記平面表示素子の複数面分の面積を有する略矩形状の一対の大型基板の少なくともいずれか一方の基板にコーナー部分がカットされた基板を用いるとともに、前記一対の大型基板の少なくともいずれか一方の大型基板に前記表示領域を囲う製品シール剤を複数パターン塗布する工程と、前記複数パターンの製品シール剤より外周であって前記一対の大型基板の少なくともいずれか一方の大型基板に前記カットされたコーナー領域に対応して内部シール剤を塗布する工程と、前記製品シール剤及び前記内部シール剤により前記一対の大型基板を貼り合わせる貼り合せ工程と、貼り合わされた前記一対の大型基板の周辺に、前記内部シール剤間を接続する辺シール剤を塗布して、前記複数パターンの製品シール剤の外周を封止する封止工程と、前記封止工程終了後前記一対の大型基板の少なくともいずれか一方の外面を薄板化する工程とを具備する事を特徴とする平面表示素子の製造方法。
3. 前記内部シール剤が、前記コーナー領域の一方の辺から隣接する辺に達する様塗布される事を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか記載の平面表示素子の製造方法。
4. 前記製品シール剤及び前記内部シール剤を同一タイミングで塗布する事を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか記載の平面表示素子の製造方法。
5. 内部シール剤を、前記貼り合せ工程時の位置ずれ防止のために設ける仮止めシール剤と同一タイミングで塗布する事を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか記載の平面表示素子の製造方法。
6. 内部シール剤が、前記貼り合せ工程時の位置ずれ防止のために設ける仮止めシール剤を兼用する事を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか記載の平面表示素子の製造方法。
7. 前記薄板化する工程が、前記外面を研磨する工程であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか記載の平面表示素子の製造方法。

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