JPH10239694A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一方のガラス基板に形成されたシール剤の内側
に液晶を滴下し、もう一方のガラス基板を重ね合わせて
液晶セル内に液晶を注入する液晶表示装置の製造方法
で、液晶がシール剤を越えることを防止する。 【解決手段】シール剤２の塗布された一方のガラス基板
６を重ね合わせ装置内の固定台９に保持し、固定台９上
に設けられた冷却部位１２によりシール剤２の内側近く
のガラス基板面を液晶４の粘度が１００ｃＰ以上になる
温度以下に冷却し、シール剤２の内側のガラス基板面を
冷却し、押し広がった液晶の流動性を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、二枚の電極付きガラス
基板の間隙に液晶層を設け、電気光学効果により、文
字，数字，図，絵などを表示する装置として、既に知ら
れている。このような液晶表示装置の液晶注入方法には
下記に示すいくつかの方法が知られている。

【０００３】(1）二枚の電極付きガラス基板をシール剤
で貼り合わせ、そのシール剤の一部を解放して液晶注入
口を設けた液晶セルと液晶を入れた液晶皿を真空可能な
容器に入れ、この容器を真空にした後、液晶注入口を液
晶に浸し、排気系の容器を大気圧に戻して液晶セル内外
の圧力差を利用して液晶を注入する方法（図１参照、以
下、真空注入法という）。最も一般的に用いられている
方法であるが、液晶皿を使用するため、必要以上の液晶
を使用しなければならない。

【０００４】(2）二枚の電極付きガラス基板をシール剤
で貼り合わせ、そのシール剤の複数ヶ所を解放して１ヶ
所の液晶注入口と１ヶ所以上の排気口を設け、注入口に
液晶注入コネクタを接続して液晶を供給する方法（特開
平7−281200 号公報）。液晶を無駄なく使用できる方法
でき、且つ真空容器を必要としない。

【０００５】(3）真空容器中で、一方の電極付きガラス
基板上に形成されたシール剤の内側に液晶を滴下し、そ
の上にポリエチレンビーズ、シリカビーズ等の電気絶縁
性のスペーサを介して、もう一枚の電極付きガラス基板
を重ね合わせる方法（図２参照、以下、真空重ね合わせ
法という）(特開昭63−179323号公報）。

【０００６】これらの注入方法のうち、(1）と(2）の注
入方法では、液晶注入に要する時間が画面サイズに依存
するため、大型サイズの液晶セルになると量産性に欠け
る問題点を有している。また、液晶注入口が存在するた
め、液晶注入後に注入口部分を紫外線硬化樹脂などによ
って封止処理する工程が必要であり、また、封止部分か
らの気泡混入や封止材による液晶の汚染が問題となって
いる。これに対して、(3）注入方法では、液晶注入に要
する時間が画面サイズにほとんど依存しないため、大型
サイズの液晶セルの製造方法として有望であると考えら
れている。また、注入口がないため、封止処理が不要で
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、(3）ような真
空重ね合わせ法による液晶表示装置の液晶注入方法に
は、次のような欠点がある。すなわち、一方のガラス基
板を重ね合わせたときに、液晶が押し広がってシール剤
の外側に溢れだし、シール剤とガラス基板の接着性を著
しく低下させるため、実用化に際しては未だ課題が多い
生産方法となっている。このように、重ね合わせによる
液晶注入方法の実用化に当たっては、シール剤が形成さ
れたガラス基板ともう一方のガラス基板とを貼り合わす
前に、液晶がシール剤を飛び越えて溢れないことが必須
条件である。この問題点を解決する一手段として、液晶
を滴下する際に、シール剤と小形相似状なるように液晶
を塗布すること等が提案されている（特開昭63−179323
号公報）。ただし、これらの手段を採用しても、未だ再
現性良く製造することが難しい液晶注入方法となってい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、一方のガラス基板に形成されたシール
剤の内側に液晶を滴下し、もう一方のガラス基板を重ね
合わせて液晶セル内に液晶を注入する液晶表示装置の製
造方法で、上記シール剤の塗布されたガラス基板を重ね
合わせ装置内の固定台に保持し、固定台上に設けられた
冷却部位により上記シール剤の内側近くのガラス基板面
を液晶の粘度が１００ｃＰ以上になる温度以下に冷却す
ることにより、押し広がった液晶の流動性を減少させ、
液晶がシール剤を越えることを防止して二枚のガラス基
板を重ね合わせることを特徴とする。

【０００９】液晶の粘性は室温付近で、数十ｃＰ（セン
チポアズ）であるが、０℃以下になるとその粘性は著し
く増加し、その流動性が減少し、ガラス転移点以下にな
ると流動性が消失する。例えば、標準的な液晶材料であ
るZLI1 132の粘度は、２０℃では２８ｃＰ、０℃では１
１０ｃＰ、マイナス２０℃では８２０ｃＰ、マイナス３
０℃では３,８７０ｃＰ である。本発明で、重ね合わせ
時のガラス基板の冷却温度は特に限定されないが、液晶
がシール剤を越えるのを防止するためには、液晶材料の
粘度が１００ｃＰ以上になる温度以下に設定されている
ことが必要である。例えば、このZLI1 132では０℃以下
に設定されていれば良い。

【００１０】ガラス基板の冷却方法としては、真空引き
可能な重ね合わせ装置内に設けられているガラス基板を
固定する台上に、図３のように冷却部位を設ける方法が
最も簡便である。また、ガラス基板への結露を防止する
ために、重ね合わせ装置内の真空にしたあとに冷却を開
始し始めるのが好ましい。

【００１１】冷却部位中の冷却部分の形状は、図４のよ
うにシール剤と相似である長方形の形状が適している。
液晶を滴下するガラス基板の中央部分は液晶が押し広が
るように冷却部分から断熱されていることが好ましい。
液晶の高さがシール剤の厚さより余り大きくない方がガ
ラス基板同士の貼り合わせに有効であることを考慮する
と、シール剤に余り接近しないことを条件に、長方形形
状で冷却部分の内側の面積が大きい方が好ましい。図５
には長方形の冷却部分を有する冷却部位上にシール剤が
形成されたガラス基板を保持したときに、冷却されるガ
ラス部分を図示した。

【００１２】冷却部分の冷却方法としては、既存の方法
である不凍液を循環させて冷却する方法が最も簡便であ
り、温度制御も容易である。また、冷却した窒素ガス等
を循環させる方法も可能である。

【００１３】液晶の滴下方法については、冷却部分の内
側に滴下すれば良く、その形状や滴下点の数量などは特
に限定されない。ただし、冷却効果を高めるために、予
め、液晶を１０℃程度に冷却しておくことが好ましい。

【００１４】本発明によれば、真空滴下法による液晶注
入法で、液晶がシール剤を越えて溢れるのを再現性良く
防止することができる。さらに、従来から言われている
ように、注入時間が画面サイズに余り影響されないの
で、大型サイズの液晶表示装置の製造方法で有効な液晶
注入方法となる。また、液晶注入口が存在しないので、
真空注入法で見られる液晶セル内の汚染や気泡の発生を
回避できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】液晶セルの作製には、２７０mm
（長片側）×２００mm（短片側）で、厚みが１.１mm で
表面を研磨した透明なガラス基板を用いた。一方のガラ
ス基板Ａの上に信号電極，画素電極などを形成し、更に
その最表面の配向膜を形成した。本実施例では配向膜と
してポリイミドを採用し、印刷機で塗布し焼成（２５０
℃／３０分）後の膜厚を０.１μｍ 程度とした。その
後、配向膜の表面を液晶を配向させるための配向処理を
施した。配向処理はラビング機（ＦＳ−５５Ｒ型 フジ
オカ製）を使用し、ラビングロール（直径７５φ×長さ
６００mm）にレーヨン製、バフ布を用い、条件は回転数
１３００rpm で行った。もう一方のガラス基板Ｂには共
通電極を形成し、ストライプ状の赤，青，緑の３色のカ
ラーフィルタとブラックマトリックスを設けた。カラー
フィルタの上にはガラス基板Ａ上の配向膜と同様のポリ
イミドを塗布し、同条件でラビング処理を行った。

【００１６】一方のガラス基板Ａの上に、外径８μｍの
スペーサビーズ（積水化学製）が適量混入されたシール
剤（紫外線硬化型樹脂接着剤）を、シールマスクを用い
てガラス基板Ａ上に印刷した。この液晶セルの表示部は
対角で約１０インチサイズ（２００mm×１５０mm）であ
り、この領域より僅かに大きい形状でのシール剤が塗布
されている。

【００１７】このシール剤の塗布されたガラス基板Ａを
真空容器内に入れ、図４に示したような長方形（短辺；
１３０mm、長片；１８０mm）の冷却部分を有する固定上
の冷却部位に保持し、この基板の中央部分に２４５ｍｇ
の液晶を滴下した。液晶滴下後、真空引きを行い、０.
１Torr まで減圧し液晶中に溶存している空気を除去し
たあと、ガラス基板のシール剤の内側をマイナス１０℃
に冷却した。この下部ガラス基板Ａの上方からもう一方
の上部ガラス基板Ｂを平行に重ね合わせた。この時、液
晶は押し広げられてゆくが、液晶は下部ガラス基板Ａの
冷却部分で流動が阻害され、シール剤の外側にはみ出る
ことはなかった。最後に、プレスを用いて２枚の基板を
加圧しつつ、紫外線を照射してシール剤を硬化した。液
晶セル内は球形のポリマビーズで挾持され、液晶封入状
態でギャップは８.０μｍ であった。

【００１８】この真空容器内で、二枚のガラス基板の重
ね合わせを３０回繰り返し、いずれでも再現性良く液晶
を短時間に注入することができた。また、いずれの液晶
セルでも気泡の発生およびシール剤のはく離は観測され
なかった。

【００１９】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置の製造方法を用い
れば、重ね合わせによる液晶注入法で、液晶がシール剤
を越えて溢れるのを防止することができ、生産管理も容
易で再現性に優れた手段となる。また、注入口が存在し
ないため液晶セル内の汚染や気泡の混入も防止できる。
さらに、従来から言われているように、大型サイズの液
晶表示装置の製造方法で、液晶を注入する時間を大幅に
短縮できる液晶注入方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶表示装置の液晶注入方法の説明図。

【図２】本発明の液晶注入方法の説明図。

【図３】本発明の液晶注入方法の説明図。

【図４】本発明に係る固定台中の冷却部位を上部から見
た場合の説明図。

【図５】本発明に係る固定台上のガラス基板の冷却部分
の説明図。

【符号の説明】

１…液晶セル、２…シール剤、３…液晶皿、４…液晶、
５…液晶注入口、６…上部ガラス基板、７…下部ガラス
基板、８…下部基板固定台、９…上部基板固定台、１０
…圧力調整弁、１１…真空ポンプ、１２…冷却部位、１
３…断熱部分、１４…冷却部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚のガラス基板を有し、この２枚のガラ
   ス基板の一方のガラス基板上の周辺部分に塗布されたシ
   ール剤の内側に液晶を滴下し、他方のガラス基板を重ね
   合わせて液晶セル内に液晶を注入する液晶表示装置の製
   造方法において、上記シール剤の塗布されたガラス基板
   を重ね合わせ装置内の固定台に保持し、上記固定台上に
   設けられた冷却部位により、上記シール剤の内側近くの
   ガラス基板面を、上記液晶の粘度が１００ｃＰ以上にな
   る温度以下に冷却しながら上記２枚のガラス基板を重ね
   合わせることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。