JPH09138417A - 液晶セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２ｍｍ以上の厚いガラス基板であっても、ダ
イシングソーや炭酸ガスレーザによる基板切断時でのセ
ル内への水分や異物の浸入を防止できる信頼性の高い液
晶セルの製造を可能とする。 【解決手段】 一対のガラス基板のうちの一方２９に、
ガラス基板相互間に所定のギャップを形成するためのス
ペーサが混入された第１のシール剤３１を、ガラス基板
２９の外周縁部に沿って設け、第１のシール剤３１の内
側のガラス基板２９上に、液晶封入領域３３ａを備えた
第２のシール剤３３を設け、各シール剤３１，３３が設
けられた面を他方のガラス基板に対向させた状態で重ね
合わせて基板相互を圧着し、第２のシール剤３３の周囲
における各ガラス基板の外表面に、基板が分断されない
程度の切り込みを入れ、その後洗浄して切り込み部にて
各ガラス基板を切断し、第２のシール剤３３毎の液晶セ
ルを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、相互に対向して
配置される一対の透光性基板間に液晶が封止されて構成
される液晶セルの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶セルの一つであるファブリーペロ・
エタロンは、内面に反射膜を設けた一対の透光性基板を
一定の間隔を保持した状態で配置して重ね合わせた構造
のもので、これに光が入射すると、両基板の反射膜によ
り入射光の反射が繰り返され、位相が合った特定の波長
のみがこのエタロンを選択的に透過する。

【０００３】透過波長λは、λ＝２ｎｄ／ｍで表され
る。

【０００４】但し、ｎ：透光性基板間に配置する物質の
屈折率 ｄ：透光性基板相互間の距離 ｍ：反射の次数 上記エタロンにおける一対の透光性基板に透明電極を設
け、透光性基板間に液晶を封入すると、液晶の複屈折性
により、電圧を制御することで屈折率を変えることがで
き、エタロンを透過する光の波長が電圧により選択可能
となる。

【０００５】図７は、液晶エタロンの構造を示す断面図
である。この液晶エタロンは、相互に対向して配置した
２枚の透明な透光性基板であるガラス基板１，３の外側
に無反射膜５，７を膜形成する一方、内側には透明電極
９，１１、反射膜１３，１５、液晶分子の長軸をガラス
基板１，３に平行に配列させる配向膜１７，１９を順次
膜形成し、膜形成したガラス基板１，３の相互間に液晶
２１を封入してある。液晶２１および配向膜１７，１９
の外周部分は、シール剤２３によりシールされ、このシ
ール剤２３内には、ガラス基板１，３相互間の距離を一
定に保持するためのスペーサ２５が設けられている。

【０００６】このような液晶エタロンの製造において
は、製造コストの削減などの理由から、一対のガラス基
板から複数のセルを同時に得るようにしており、製造方
法としては、液晶セルとして液晶エタロンに対し反射膜
が不要な液晶表示パネル（ＬＣＤ）の方法と同様な手順
でなされる。ここでは、膜形成後のシール剤を形成する
工程以後の製造工程を説明する。まず、反射膜１３，１
５付きのガラス基板１，３のいずれか１枚に、ギャップ
形成用のガラスファイバ製のスペーサ２５を混合した一
液性エポキシ系などのシール剤２３を、得ようとする複
数のセルについて、それぞれ印刷し（通常マトリックス
状に配置する）、２枚を重ね合わせた状態で全体に均一
に圧力を加える。その後、シール剤２３が硬化してか
ら、基板表面にダイヤモンドカッタなどで切り込みを入
れた後分断する、いわゆるスクライブ・ブレーク法で切
断して複数の液晶セルを確保し、各液晶セルに液晶を注
入・封止して完成する。

【０００７】また、特開平４−１９９１３０号公報に
は、上記した液晶セルの製造を真空容器を利用して行う
ようにした技術が開示されている。この製造方法による
作業手順を図８に示す。図９は、ギャップ形成用のスペ
ーサが混入されたシール剤を印刷した状態の一方のガラ
ス基板の平面図であり、液晶封入領域２６ａおよび液晶
注入口２６ｂをそれぞれ備えた液晶封入用シール剤２６
の外周に、ガラス基板２７の周縁に沿って密閉用シール
剤２８を形成してある。

【０００８】シール印刷後は、上記一方のガラス基板２
７と図示しない他方のガラス基板との間に、密閉用シー
ル剤２８の外周側にてブロックを配置することで、一対
のガラス基板相互間に間隔を設け、この状態で両ガラス
基板を重ね合わせる。その後、この重ね合わせたガラス
基板に対し、真空容器内にてブロックを外して両ガラス
基板相互の貼り合わせを行い、さらに真空容器内を大気
圧状態とすることで、密閉用シール２８内は真空に維持
されているため大気圧によって両ガラス基板相互が加圧
され、シール剤を介して圧着されることになる。

【０００９】その後、加熱オーブンなどで液晶封入用シ
ール剤２６および密閉用シール剤２８を硬化させ、スク
ライブ・ブレイク法にて液晶封入用シール剤２６の外周
側を切断し、複数（図９では二つ）の液晶セルを作成し
た後、各液晶セルについて液晶封入用シール剤２６の液
晶注入口２６ｂから液晶を注入して封止する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に液
晶セルに用いられる１．１ｍｍ厚さ以下のガラス基板で
は、圧着や液晶封入時に、ガラス基板が変形し、均一な
ギャップを確保できない場合が多い。ガラス基板が変形
せず、面精度を高く維持するためには、２ｍｍ以上の厚
さが必要であるが、このような厚さのガラス基板に対し
ては、前述した従来の製造方法で採用していたスクライ
ブ・ブレーク法では切断できず、液晶注入用のセルを製
造できなかった。

【００１１】２ｍｍ以上の厚いガラス基板を切断する方
法としては、高速回転するスピンドル先端にブレードを
設けたダイシングソーや、炭酸ガスレーザによる方法が
可能である。ところが、ダイシングソーでは、ブレード
を冷却するための水を使用するので、セル内に水が浸入
してしまい、炭酸ガスレーザでは切断の際に発生するガ
ラス粉が同様にセル内に浸入してしまう、という問題が
発生する。

【００１２】そこで、この発明は、厚いガラス基板であ
っても、基板切断時でのセル内への水分や異物の浸入を
防止できる信頼性の高い液晶セルの製造を可能とするこ
とを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、相互間に所定寸法のギャップを形成す
る一対の透光性基板の相互の合わせ面に、前記透光性基
板の外周縁部に沿う接着機能を備えた第１のシール剤お
よび、この第１のシール剤の内側にて液晶が封入される
液晶封入領域を形成する接着機能を備えた第２のシール
剤をそれぞれ設け、前記第１，第２の各シール剤を一対
の透光性基板で挟むように透光性基板相互を重ね合わせ
て圧着固定し、前記第２のシール剤の周囲における各透
光性基板の外面に、透光性基板が分断されない程度の切
り込みを入れ、その後洗浄して前記切り込み部にて各透
光性基板を切り離し、前記第２のシール剤に囲まれた前
記液晶封入領域内に液晶を封入する製造方法としてあ
る。

【００１４】また、上記第１のシール剤は、透光性基板
上に設ける際に、全周の一部がその内部と外部とを連通
させる開口部を形成し、この状態で透光性基板相互を圧
着固定した後、前記開口部を封止剤にて封止する製造方
法としてある。

【００１５】このような液晶セルの製造方法によれば、
透光性基板の切断は、第２のシール剤の周囲における各
透光性基板の外面に、基板が分断されない程度の切り込
みを入れ、その後洗浄して前記切り込み部にて各透光性
基板を切り離すので、厚い透光性基板であっても、切断
時でのセル内への水分や異物の浸入が回避される。

【００１６】また、外周側の第１のシール剤に開口部が
形成されているので、一対の透光性基板相互を重ね合わ
せて圧着する際に、第１のシール剤に囲まれた内部の空
気を適切に外部に排出し、より均一なギャップの形成が
可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００１８】この発明の実施の一形態は、液晶セルとし
て液晶エタロンの製造に関わり、これに用いる透光性基
板としてのガラス基板には、均一なギャップを得るため
に、光学研磨処理した面精度の高い厚さ２ｍｍ以上の石
英もしくは硼珪酸ガラスなどを用いている。このガラス
基板の相互に対向する面には、前記図７の従来のものと
同様に、透明電極膜（ＩＴＯ：酸化インジウムと酸化錫
との化合物）と反射膜を、反対側の外面には反射防止膜
を、それぞれ真空蒸着法などで積層形成し、前記反射膜
上にポリイミドなどの配向膜を塗布し、ラビング法など
で配向処理を行う。

【００１９】図１および図２は、上記した一対のガラス
基板の相互の合わせ面である、一方のガラス基板２９の
他方のガラス基板に対向する面に形成したシール剤を示
している。シール剤は、ガラス基板２９の外周縁部に沿
って形成される第１のシール剤３１と、第１のシール剤
３１の内側の前記一方のガラス基板２９上に、液晶が封
入される液晶封入領域３３ａを形成するマトリックス状
に配置された複数（図２では２個）の第２のシール剤３
３とを備えている。これら各シール剤３１，３３は、一
対のガラス基板相互間のギャップを確保するためのガラ
スファイバ製のスペーサを混合した一液性エポキシ系な
どで構成されている。

【００２０】第１のシール剤３１は、相互に対向する２
か所のコーナ部（図１中で左上および右下）、あるいは
４か所（図２）のコーナ部に、第１のシール剤３１に囲
まれた内部と外部とを連通させ、一対のガラス基板相互
を圧着する際に内部の空気を外部に排出させるための開
口部３５が形成されている。一方、第２のシール剤３３
は、液晶封入領域３３ａに液晶を注入するための液晶注
入口３３ｂが形成されている。

【００２１】図３は、上記各シール剤３１，３３の印刷
を含めた液晶エタロンの製造工程を示している。各シー
ル剤３１，３３の印刷後は、図２の例に対応する図４に
示すように、一対のガラス基板２９，３７相互を重ね合
わせ、一般的に液晶パネルの製造に用いられるプレス機
などで圧着し、加熱硬化させて両基板２９，３７を結合
し、両基板２９，３７間にギャップＧを形成する。上記
圧着作業の際には、第１のシール剤３１の内側の空気
が、図１の例では２か所の開口部３５から外部に適切に
排出され、これにより全体で均一なギャップＧが形成さ
れる。図２の例のように、開口部３５が４つのコーナ部
に設けられていると、空気の排出がより適切になされ、
均一なギャップＧの形成に効果的なものとなる。

【００２２】シール剤３１，３３を硬化させた後は、開
口部３５に対し、シアノアルリレート系の瞬間接着剤
や、ＵＶ硬化型の接着剤、または各シール剤３１，３３
と同一の接着剤などをガラス基板の端面から浸透させて
硬化させ、封止する。

【００２３】次に、第２のシール剤３３毎に形成される
液晶セルを得るために、ガラス基板に対し、ダイシング
ソーもしくは炭酸ガスレーザなどにより切断作業を行
う。この切断作業では、図５に示すように、各ガラス基
板２９，３７のそれぞれの第２のシール剤３３の周囲に
おける外表面から、厚さ方向にガラス基板２９，３７を
分断しない程度に、切り込み２９ａ，３７ａをそれぞれ
入れる。図６は、切り込み２９ａ，３７ａを入れた状態
の図５の平面図である。切り込み２９ａ，３７ａの好ま
しい切り込み深さは、基板厚さの１／２程度（ハーフカ
ット）である。

【００２４】ガラス基板２９，３７を分断せず、単に切
り込み２９ａ，３７ａを入れただけであるので、ダイシ
ングソーを使用する際でのブレードの冷却水および、炭
酸ガスレーザを使用する際でのガラス粉の、第２のシー
ル剤３３で囲まれた液晶封入領域３３ａへのそれぞれの
浸入が回避できる。

【００２５】切り込み２９ａ，３７ａを入れたガラス基
板２９，３７は、ハーフカット作業時に表面に付着した
水分や異物を除去するために、洗浄・乾燥を行う。その
後、ガラス基板２９，３７に対してローラやスキージな
どで押圧して切り込み２９ａ，３７ａに沿って分断し、
第２のシール剤３３をほぼ外形とする形状の液晶セルが
得られることになる。つまり、図１では９個の液晶セル
が、図２では２個の液晶セルがそれぞれ得られる。この
液晶セルに液晶注入口３３ｂから液晶を注入して封止す
ることで、均一なギャップを有する液晶エタロンが完成
する。

【００２６】上記したローラでの分断は、ゴムシートを
上面に備えたステージと、このステージの上面に対し一
定間隔を保持して回転可能なゴムロールとを備えた装置
を用い、前記ゴムシート上にガラス基板２９，３７を載
置した状態で、ステージをガラス基板２９，３７ととも
に移動させることで、ゴムシートとゴムロールとの間で
ガラス基板２９，３７が押圧されて圧力が付与され、こ
れによりゴムシート側の切り込み（例えば、ガラス基板
２９を下側とした場合にはその切り込み２９ａ）が数箇
所連続して分断される。ガラス基板３７側の切り込み３
７ａの分断を行うには、ガラス基板３７が下側となるよ
う裏返した状態でゴムシート上に載置し、上記と同様の
作業を行う。

【００２７】一方、スキージでの分断は、上記ローラに
よる分断でのゴムロールに代え、先端がほぼ９０度の角
度を備えたゴムスキージを用い、上記と同様にステージ
上のゴムシートに載置したガラス基板２９，３７に対
し、ガラス基板２９を下側とした状態でゴムスキージの
先端をガラス基板３７の切り込み３７ａに押し込んで圧
力を加え、この圧力を加えた部位に対応したゴムシート
側の切り込み２９ａが１か所ずつ分断される。ガラス基
板３７の切り込み３７ａの分断を行うには、ガラス基板
３７が下側となるよう裏返した状態でゴムシート上に載
置し、上記と同様の作業を行う。

【００２８】上記したような液晶セルの製造方法によれ
ば、面精度が高く確保できる２ｍｍ以上の厚いガラス基
板であっても、ダイシングソーや炭酸ガスレーザを用い
てガラス基板２９，３７を切断する際に、セル内への水
分や異物の浸入を防止でき、信頼性の高い液晶セルの製
造が可能となる。

【００２９】なお、上記実施の形態では、液晶セルとし
て液晶エタロンについて説明したが、液晶表示パネルの
製造についても、この発明を適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、透光性基板の切断は、第２のシール剤の周囲にお
ける各透光性基板の外面に、基板が分断されない程度の
切り込みを入れ、その後洗浄して前記切り込み部にて各
透光性基板を切り離すので、厚い透光性基板であって
も、切断時でのセル内への水分や異物の浸入が回避さ
れ、信頼性の高い液晶セルの製造が可能となる。

【００３１】また、外周側の第１のシール剤に開口部が
形成されているので、一対の透光性基板相互を重ね合わ
せて圧着する際に、第１のシール剤に囲まれた内部の空
気を適切に外部に排出し、より均一なギャップの形成が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態を示すガラス基板のシ
ール剤印刷面を現わす平面図である。

【図２】同ガラス基板の他の例を示す平面図である。

【図３】この発明の実施の一形態による液晶セルの製造
方法の製造工程図である。

【図４】図３の製造工程における一対のガラス基板相互
を圧着した状態を示す断面図である。

【図５】図４の圧着後、ガラス基板に切り込みを入れた
状態を示す断面図である。

【図６】図５の平面図である。

【図７】一般的な液晶エタロンの構造を示す断面図であ
る。

【図８】従来の液晶セルの製造方法の製造工程図であ
る。

【図９】図８の製造方法によるガラス基板のシール剤印
刷面を現わす平面図である。

【符号の説明】

２９，３７ ガラス基板（透光性基板） ２９ａ，３７ａ 切り込み ３１ 第１のシール剤 ３３ 第２のシール剤 ３３ａ 液晶封入領域 ３５ 開口部 Ｇ ギャップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互間に所定寸法のギャップを形成する
   一対の透光性基板の相互の合わせ面に、前記透光性基板
   の外周縁部に沿う接着機能を備えた第１のシール剤およ
   び、この第１のシール剤の内側にて液晶が封入される液
   晶封入領域を形成する接着機能を備えた第２のシール剤
   をそれぞれ設け、前記第１，第２の各シール剤を一対の
   透光性基板で挟むように透光性基板相互を重ね合わせて
   圧着固定し、前記第２のシール剤の周囲における各透光
   性基板の外面に、透光性基板が分断されない程度の切り
   込みを入れ、その後洗浄して前記切り込み部にて各透光
   性基板を切り離し、前記第２のシール剤に囲まれた前記
   液晶封入領域内に液晶を封入することを特徴とする液晶
   セルの製造方法。
2. 【請求項２】 第１のシール剤は、透光性基板上に設け
   る際に、全周の一部がその内部と外部とを連通させる開
   口部を形成し、この状態で透光性基板相互を圧着固定し
   た後、前記開口部を封止剤にて封止することを特徴とす
   る請求項１記載の液晶セルの製造方法。