JPH0933931A

JPH0933931A - 液晶ディスプレイの製造方法

Info

Publication number: JPH0933931A
Application number: JP18135895A
Authority: JP
Inventors: Noboru Warashina; 登藁科
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示パネルのセルギャップに起因する表示
むらを低減し、製造歩留を向上する。【解決手段】液晶ディスプレイの製造工程において、２
枚の基板を重ね合わせた後シール材で接合する工程に改
良を加える。すなわち、シール材の硬化工程において、
まず、２枚の基板を透明電極が内側になるようにシール
材を介して対向させて重ね合わせ、重ね合わせ繰り返し
単位８を形成する。次に、この重ね合わせ繰り返し単位
８を重畳し重ね基板重畳物７を構成し加圧専用治具９に
セットする。次に、加圧専用治具９にて重ね基板重畳物
７を加圧しながら電磁式音響ブザー１０により音響振動
を与えてシール材を加熱硬化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶ディスプレイの
製造方法に関し、特に各種表示方式で用いられる液晶デ
ィスプレイの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイの表示方式としては、
主流を占めるツイステッド・ネマティック（ＴＮ）方
式、スーパーツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）方
式や、その他一部で実用化されているゲスト・ホスト
（ＧＨ）方式、ホメオトロピック方式、ハイブリッド配
向方式、ＳＢＥ方式、強誘電性液晶（ＦＦＬＣ）方式な
ど種々の方式が用いられている。これら各種の表示方式
で用いられる液晶ディスプレイパネルに関して、その製
造方法は骨子において共通している。その概要を述べる
と以下の通りである。

【０００３】（１）すなわち、まず片側に透明電極の形
成された２枚の透明ガラス基板のそれぞれの透明電極の
上に液晶配向の処理を行い、（２）次いで両基板間の間
隔を保つためのスペーシング処理を行い、（３）次いで
両基板をその各透明電極が内側になるように平行に対向
させて、その表示領域周辺部を液晶剤注入孔相当部を残
してシール接合し、（４）次いで両基板間隙でシールで
囲まれた領域に注入孔を通じて液晶剤を注入し、次いで
注入孔を樹脂にて封止する、という工程系列が共通して
いる。この後はこうして作製されたパネルをそのまま使
用する場合もあるし、更に偏光フィルムを貼り合わせた
り、或いは更に位相差フィルムを貼り合わせるなど、そ
の表示モードによって後工程は異なってくる。しかし液
晶剤注入・封孔に至るまでの工程は各種の表示モードに
おいてほぼ共通して上述の通りである。

【０００４】本発明で対象にする上記（３）の両基板の
シール材による接合工程をより詳しく述べると、その内
容は以下の通りである。

【０００５】３−１）すなわち先ず片側の基板におい
て、透明電極が形成され配向処理の為された面に対し、
液晶ディスプレイにおける表示領域に相当する部分を線
状に囲む形で、未硬化の接着性樹脂（以下、シール材と
記す）によってシール部を形成する。シール部には液晶
剤注入の為の開口部を開けておく。ここで用いられるシ
ール材としてはエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂
が最も多く用いられ、その他にアクリル樹脂に代表され
る光硬化性樹脂が用いられる事もある。シール材の中に
は両基板の間隔を維持するためのスペーサ材が添加され
るのが一般的である。基板表面へのシール材の形成方法
は、スクリーン印刷に代表される印刷法や、ディスペン
サに代表される描画法によっている。

【０００６】３−２）通常は液晶ディスプレイ駆動のた
めの電気的導通を両基板間でとるために、片側の基板面
上にトランスファ用の導電性接合ポイントが形成され
る。また両基板間隔を表示領域内で保持する為に、スペ
ーサ材が片側基板表示領域表面上に形成される。スペー
サ材としてはポリマーやシリカを素材とした粒径の均一
な球状微粒子が用いられる事が多い。これらスペーサの
基板表面への形成方法としては、例えばスペーサ用微粒
子を噴霧して基板表面へ均一な密度で分散させる方法が
ある。

【０００７】３−３）これらの予備的な処理が為された
後に、両基板はその被処理面を内側として対向し貼り合
わされる。貼り合わせにおいて両基板の接合部位となる
のは予め形成されたシール部である。

【０００８】３−４）貼り合わされた後にシール材に対
して硬化処理が加えられる。シール材の硬化は、それが
熱硬化性樹脂の場合には加熱により、またそれが光硬化
性樹脂の場合には主として紫外線照射により実施され
る。硬化過程においては基板の歪み及びそれによって派
生するセルギャップの不均一性を防止する目的で、図４
に示すように、貼り合わされた両基板（以下、重ね基板
と記す）４は平面度の高い剛直な板（以下、加圧板と記
す）２，６に挟まれ、加圧されながら硬化工程を経るの
が通常である。重ね基板４と加圧板２，６との間には、
応力や衝撃を緩和する目的でクッション材３，５が挿入
される事が多い。硬化工程における加圧板２，６を通じ
ての重ね基板４への加圧は、専用治具で重ね基板４及び
加圧板２，６を挟み込む場合、重ね合わせ繰り返し単位
１とし複数組の重ね基板４及び加圧板２，６を繰り返し
重畳した形で挟み込むのが効率的である。

【０００９】シール部の加圧硬化について、その仕上が
り状態を向上させる為の技術としては、種々の方法が知
られている。その内容について例を挙げると以下のよう
なものが挙げられる。

【００１０】（Ａ）特開平４−３５５４３２号公報ここでは重畳された重ね基板を減圧室内で加熱しながら
可変加圧シリンダーによって徐々に加圧して接着し均一
な表示素子を得ている。

【００１１】（Ｂ）特開平３−７３９３０号公報ここではシール材の硬化工程をエアバッグを押しつけて
加圧しながら実施し反り等の問題が少ない液晶表示パネ
ルを得ている。

【００１２】（Ｃ）特開平４−２９１３２０号公報ここでは重ね基板は真空包装袋に入れて真空状態にされ
た形で加熱硬化されシール部内の気泡が少ないパネルが
得られている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】シール材の硬化を行う
場合における問題点として硬化後に重ね基板内に応力が
残留し、形状が歪むため最終製品における表示品位が悪
化する事が挙げられる。歪みが発生するのは、次のよう
な幾つかの原因による。

【００１４】（１）２枚の基板を貼り合わせ加圧板と相
互に重畳して行く工程で、自重及び重ね上げ作業の振れ
によって加圧板ないし重ね基板が変形する。

【００１５】（２）重ね基板及び加圧板を重畳した後専
用治具でそれらを加圧する際に、加圧の不均一性や治具
・加圧板の変形によって重ね基板が変化する。

【００１６】（３）シール硬化工程特に熱硬化工程にお
いて、治具・加圧板・重ね基板が熱膨張によって変形
し、それらの総合された変形が重ね基板に対して付与さ
れる。

【００１７】この結果発生した変形が最終製品に至るま
で残留した場合、表示品位に対して悪影響を及ぼす。Ｔ
Ｎモードに例をとって説明すると、その内容は次の通り
である。ＴＮモードの液晶ディスプレイにおいては、そ
の光透過率は例えばＪ．Ｐｈｙｓｉｃｓ：ＤＡｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ８，ｐ１５７５（１９７５）に
述べられている通り、液晶剤の屈折率異方性（Δｎ）と
液晶層の厚み即ちセルギャップ（ｄ）との積Δｎ・ｄに
よって支配され、Δｎ・ｄが小さな値から大きな値まで
変化する中で光透過率は増大と低下とを規則的に繰り返
す。ある特定の液晶ディスプレイに着目すれば液晶剤は
同一であるのでΔｎは一定値であり、従って光透過率は
セルギャップｄが小さな値から大きな値まで変化する中
で増大と低下とを規則的に繰り返す事になる。これ故に
シール材の硬化工程において変形が生じる事によって表
示領域の中でセルギャップが不均一になった場合、光透
過率が表示領域の中で不均一になって表示むらとして観
察される。これは表示品位として大きな損失である。

【００１８】上記従来の技術の項で述べたシール材の硬
化工程に関する先行特許による具体例については、
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）いずれも設備、治具が現状技術
に比べて複雑であったり、作業方法が煩雑であったりし
て工業的には有利でない。

【００１９】本発明の目的は、複雑な設備・治具を用い
ることなく単純な作業で、シール材の硬化後に重ね基板
の形状に歪がなく、表示品位の高い液晶ディスプレイが
得られる液晶ディスプレイの製造方法を提供することに
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明電極が形
成され配向処理が施された２枚の基板を透明電極と被配
向処理面を内側にして対向させ表示領域の外側に液晶剤
注入孔を残してシールを形成した後に重ね合わせる工程
と、シール材の硬化を行って前記２枚の基板を接合する
工程と、前記シールで囲まれた領域に液晶剤を注入し前
記液晶剤注入孔を封止する工程とを有する液晶ディスプ
レイの製造方法において、前記シール材の硬化を行って
前記２枚の基板を接合する工程が、前記シールを形成し
重ね合わせた前記２枚の基板を加圧治具で加圧しながら
この加圧治具に音波振動を与えて加熱硬化させこの音波
振動が前記加圧治具を通して前記基板界面から前記シー
ル材の中に伝播させる工程を含む事を特徴とする。

【００２１】本発明者は上記シール硬化工程における応
力に基ずくギャップ不均一を解決すべく鋭意検討を行っ
た結果、本発明に到達した。その作用を以下に述べる。

【００２２】本発明においては、シールの硬化工程にお
いてシール材の内部に音波振動が照射される。照射され
る音波の振動数は５００Ｈｚ以上５０００Ｈｚ以下、照
射される音波振動の強度は音のパワー密度にして１ｃｍ
²当たり１０^-8Ｗ以上１Ｗ以下が望ましい事が実験によ
り確認された。シール材は透明基板と直接接しており、
音波振動は透明基板から接着界面を通じてシール材内部
へ照射される。透明基板に対する音波振動の伝播は次の
様な形で為される。重ね基板及び加圧板の組は相互に重
ね合わされ、加圧用の専用治具にて締め付け等の方法に
て加圧される。この場合最外部の加圧板或いはそれと直
接接する治具の部位は、その内側に包摂される重ね基板
及び加圧板の重畳された組と機械的に緊密に接触してお
り、この故に最外部の加圧板或いはそれと直接接する治
具の部位に音波振動が与えられると、音波振動は効率良
く重ね基板・加圧板の重畳された組の内部へ伝播され
る。こうして液晶ディスプレイ用透明基板まで伝播され
た音波振動は、上述のようにしてシール材内部に照射さ
れる。何層かに重畳された重ね基板の中で内側に位置す
る物のシール部への音波振動の伝播は、より外側に位置
する加圧板及び透明基板、更にはその基板間のシール材
を通過して当該シール材に接する透明基板に到達する事
によって実現される。最外部の加圧板或いはそれと直接
接する治具の部位に対する音波振動の付与は、それに対
して音波発生源を接触させる事によって為される。ここ
で用いられる音波発生源としては、例えば電磁式音響ブ
ザー、音響スピーカー、音波振動子などを挙げる事がで
きる。

【００２３】液晶ディスプレイパネルの製造においてそ
のシール硬化工程において本発明の方法を適用した場
合、セルギャップ不均一に基づくパネル不良が大幅に低
減される事が、本発明者の各種実験による比較検討によ
って発見された。本発明による方法がどのようなメカニ
ズムによって有効に作用しているのか、その理論的な解
明は十分には為されるまで至っていないが、実験的には
明確にその効果が確認されている。この効果が発現する
メカニズムについては推定の域を出ないが、本発明者の
考えによれば、シール材の硬化工程においてその内部に
音波振動が照射されることによって硬化途中でのシール
材の可塑性がチキソトロピー効果によって向上し、硬化
工程で蓄積されつつある各種変形が、シールの可塑性向
上に基づく更なる変形への自由度向上の寄与によって、
低応力方向の形状へ解放される事によるのではないかと
考えている。

【００２４】本発明が有効に作用する液晶ディスプレイ
は、そのパネル製造工程において従来の技術の項で説明
したようなシール材の硬化工程を経る液晶ディスプレイ
全般である。即ち、ツイステッド・ネマティック（Ｔ
Ｎ）方式、スーパーツイステッド・ネマティック（ＳＴ
Ｎ）方式、ゲスト・ホスト（ＧＨ）方式、ホメオトロピ
ック方式、ハイブリッド配向方式、ＳＢＥ方式、強誘電
性液晶（ＦＦＬＣ）方式などが対象である。ここで言う
ＴＮ方式の中には単純セル方式、セグメント方式、単純
マトリクス方式、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型等のア
クティブマトリクス方式などが含まれる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態
のシール材硬化方法を説明する加圧専用治具の側面図で
ある。本発明の一実施の形態を実現するために下記の材
料を使用した。

【００２６】（１）透明電極付きガラス基板ＡＴＦＴ素子を形成したアクティブマトリクス型ガラ
ス基板ドットサイズ横１００μｍ×縦３００μｍドット数横１９２０縦６４０板厚１．１ｍｍＢカラーフィルタ基板赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の縦方向ストライプ配列ストライプピッチ１００μｍストライプ本数１９２０本板厚１．１ｍｍＣインジウム・スズ酸化物（以下、ＩＴＯと記す）ス
トライプパタン化ガラス基板ストライプ方向縦ストライプピッチ３００μｍストライプ本数６４０本ＤＩＴＯストライプパタン化ガラス基板ストライプ方向横ストライプピッチ３００μｍストライプ本数４８０本（２）シール材ＴＦＴ型アクティブマトリクス方式で工業的に一般的に
用いられている、一液型エポキシ樹脂、すなわちエポキ
シ主剤と硬化剤とが予め混合されて一液状になっている
物を使用した。

【００２７】（３）シール用スペーサガラス製の円柱状微粒子：日本電気硝子（株）製マイク
ロロッド（４）表示領域用スペーサポリマ製の球状微粒子：積水ファインケミカル（株）製
ミクロパール（５）その他：配向膜用ポリイミド、液晶剤、トランス
ファ用銀ペースト、封孔剤、偏向フィルム等ＴＦＴ型ア
クティブマトリクス方式で一般的に使用されている物を
使用した。

【００２８】上記の材料を使用し、下記の順序に従って
パネルを組立てた。

【００２９】（１）配向処理基板の透明電極が形成されている側の面に配向膜用ポリ
イミドをグラビアオフセット印刷にて成膜した後焼成し
た。次いで配向膜表面をレーヨン布にてラビングした。

【００３０】（２）シール形成シール材とシール用スペーサとを予め混練した後、スク
リーン印刷にて基板ＢないしＤの透明電極側の面にパタ
ン形成した。

【００３１】（３）表示領域スペーサ処理表示領域用スペーサを基板の透明電極側の面にスプレイ
散布した。

【００３２】（４）トランスファ形成基板の周辺部電極に銀ペーストをディスペンサにてスポ
ット打ちした。

【００３３】（５）重ね合わせ図４に示した従来と同じ構成の重ね合わせ繰返し単位８
を重畳して行った。

【００３４】透明電極付きガラス基板ＡとＢ、ないしＣ
とＤとを透明電極面が内側となるように対向させて、パ
タン位置を合わせて重ね合わせた。次いでこの重ね基板
４と、加圧板２，６としてのステンレス板とを、クッシ
ョン材３，５としてのテフロンシートを間に挟み重ね合
わせ繰り返し単位８を構成しながら相互に重畳した。重
ね基板４の数を１０組とし重ね基板重畳物７とした。こ
の重畳物を上下から加圧専用治具９で挟み加圧した。

【００３５】（６）硬化工程加圧専用治具９にセットされた重ね基板重畳物７を所定
の温度プログラムに従って加熱する事によりシール材の
硬化を行った。

【００３６】（７）液晶注入・他シール材硬化の終了した重ね基板４の不要部を切断して
取り除き、次いで常法にて液晶剤を注入孔から注入し、
注入孔を封孔材にて封止した。次いでパネル外側の両面
に偏光フィルムを、その吸収軸が相互に平行となるよう
な設定で貼り付けた。〔パネルギャップ評価方法〕図３（ａ）〜（ｄ）はそれ
ぞれ実施例１，２及び比較例１，２の液晶表示パネルの
表示状態を示す平面図である。上記の材料及び組立て方
法により、実施例１，２及び比較用として比較例１，２
の液晶パネルを製作し、これらの液晶パネルを液晶ディ
スプレイ用バックライトの上に置き、下から照明しなが
ら表示面を目視にて観察しセルギャップ不均一に起因す
る表示領域内の濃淡むらの有無を確認した。その結果、〔実施例１〕透明電極付きガラス基板として基板ＡとＢ
と組み合わせて使用した。上記パネル製造工程の（６）
硬化工程において、最上部の加圧板２に音波振動子とし
て電磁式音響ブザーを接触し、音のパワー密度条件１０
^-4Ｗ／ｃｍ²にて音波振動を照射した。全体構成を図１
に示す。この時の表示状態は図３（ａ）に示すとおり表
示画面１２にむらの発生がなく、セルギャップが良好な
事に対応する内容であった。〔実施例２〕透明電極付きガラス基板として基板ＣとＤ
と組み合わせて使用した。上記パネル製造工程の（６）
硬化工程において、最上部の加圧板２に音波振動子とし
て電磁式音響ブザーを接触し、音のパワー密度条件１０
^-6Ｗ／ｃｍ²にて音波振動を照射した。全体構成は実施
例１と同じく図１に示されている。この時の表示状態は
図３（ｂ）に示すとおり表示画面１２にむらの発生がな
く、セルギャップが良好な事に対応する内容であった。〔比較例１〕透明電極付きガラス基板として基板ＡとＢ
と組み合わせて使用した。上記パネル製造工程の（６）
硬化工程においては音波振動の照射は行わず、その他の
方法・条件は実施例１と全く同一にしてパネルを製造し
た。全体構成を図２に示す。この時の表示状態は図３
（ｃ）に示すとおり表示画面１２にむら１３が発生し、
セルギャップが良好でない事に対応する内容であった。〔比較例２〕透明電極付きガラス基板として基板ＣとＤ
と組み合わせて使用した。上記パネル製造工程の（６）
硬化工程においては音波振動の照射は行わず、その他の
方法・条件は実施例２と全く同一にしてパネルを製造し
た。全体構成は図２に示されたように比較例１と同様で
ある。この時の表示状態は図３（ｄ）に示すとおり表示
画面１２にむら１３が発生し、セルギャップが良好でな
い事に対応する内容であった。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、シール材
硬化工程において２枚の基板を加圧治具で加圧しながら
この加圧治具に音波振動を与えてシール材を加熱硬化さ
せるので、この音波振動が加圧治具を通して基板界面か
らシール材の中に伝播させる事により、従来の液晶ディ
スプレイの製造方法に比較してセルギャップの不均一性
に起因する表示むらを大幅に低減でき、製造歩留を向上
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の形態のシール材硬化方法を
説明する加圧専用治具の側面図である。

【図２】従来のシール硬化方法の一例を説明する加圧専
用治具の側面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ実施例１，２及び比
較例１，２の液晶表示パネルの表示状態を示す平面図で
ある。

【図４】図２の重ね合わせ繰り返し単位の断面図であ
る。

【符号の説明】

１，８重ね合わせ繰り返し単位２，６加圧板３，５クッション材４重ね基板７重ね基板重畳物９加圧専用治具１０電磁式音響ブザー１１電源１２表示画面１３むら

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極が形成され配向処理が施された
２枚の基板を透明電極と被配向処理面を内側にして対向
させ表示領域の外側に液晶剤注入孔を残してシールを形
成した後に重ね合わせる工程と、シール材の硬化を行っ
て前記２枚の基板を接合する工程と、前記シールで囲ま
れた領域に液晶剤を注入し前記液晶剤注入孔を封止する
工程とを有する液晶ディスプレイの製造方法において、
前記シール材の硬化を行って前記２枚の基板を接合する
工程が、前記シールを形成し重ね合わせた前記２枚の基
板を加圧治具で加圧しながらこの加圧治具に音波振動を
与えて加熱硬化させこの音波振動が前記加圧治具を通し
て前記基板界面から前記シール材の中に伝播させる工程
を含む事を特徴とする液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項２】前記音波振動が電磁式音響ブザーにより
照射される事を特徴とする請求項１記載の液晶ディスプ
レイの製造方法。
【請求項３】前記音波振動数が５００Ｈｚ以上５００
０Ｈｚ以下で、パワー密度が１ｃｍ²当たり１０^-8Ｗ以
上１Ｗ以下である事を特徴とする請求項１記載の液晶表
示装置の製造方法。