JP2006267559A - 液晶表示装置、その製造方法及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 封入口を複雑化させずに、簡便な方法でより確実に液晶を封止することができる液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法及びその液晶表示装置を用いた電子機器を提供する。
【解決手段】 注入口の第１の開口断面積を有する位置よりも、液晶を注入するための空間に近い位置に、前記第１の開口断面積より小さい第２の開口断面積を有するように注入口を形成し、液晶を注入するための空間に液晶を注入後、封止剤を注入口に形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置、その製造方法及び電子機器に関する。

液晶表示装置の製造方法は、２枚の基板をシール材を用いて貼り合わせた後、当該シール材の一部に形成されている注入口から液晶を封入し、当該注入口に液状の封止剤を塗付し、硬化させることにより、例えば、特許文献１〜３に開示されているような構造、方法により液晶表示装置を形成する。

図７に、従来の封止剤が形成されている注入口の模式平面図を示す。従来の注入口は、液晶を入れる方向に対して、テーパ形状となっており、特許文献４では、逆テーパ形状を開示している。

特開平２−１６２２３５号公報 特開平５−５３１２３号公報 特開平１０−１８６３８６号公報 特開平１１−１０１９８３号公報

しかしながら、注入口５４では、液状の封止剤５７と、シール材５３との濡れ性等があまりよくなく、シール材５３の一部に当該封止剤５７が集まり、シール材５３と封止剤５７との間に間隙５８が生じる可能性が高くなり、液晶５６を確実に封止することができなくなることがあった。
本発明の目的は、封入口を複雑化させずに、簡便な方法でより確実に液晶を封止することができる液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法及びその液晶表示装置を用いた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、基板上に、前記基板の内側に向かって狭まる形状の注入口を備えた枠状のシール材を形成するシール材形成工程と、前記基板と、前記基板に対向する基板とを前記シール材を介して貼り合わせる工程と、前記注入口から液晶を注入する液晶注入工程と、前記液晶を封止するように、前記注入口を封止剤で封止する封止工程と、を有することを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、シール材形成工程により、基板の内側に向かって狭まる形状の注入口を備えた枠状のシール材を形成し、液晶を注入するための空間に液晶を注入後、封止剤を当該注入口に形成する。これにより、シール材と封止剤との濡れ性等があまり良くない場合でも、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。したがって、液晶漏れ等による液晶表示装置の製造不良を低減することができる。
さらに、一対の基板の内側の位置に、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口が形成されるように注入口を形成することにより、封止材がより一対の基板の内側に向かって引き込まれやすくなるので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明は、上記に記載の液晶表示装置の製造方法であって、前記シール材形成工程では、前記注入口を構成する前記枠状のシール材の一端と他端とが、前記シール材の外周面よりも内側に配置されるように前記シール材を形成することを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、シール材形成工程により、注入口を構成する当該シール材の一端と他端とが、当該枠を形成するシール材の外側の面よりも内側に配置されるようにシール材を形成する。これにより、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明は、上記に記載の液晶表示装置の製造方法であって、前記シール材形成工程では、前記注入口の一端を始点とし、他端を終点として、ディスペンサを用いた一筆書きで前記枠状のシール材を形成することを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、シール材形成工程により、注入口の一端を始点とし、他端を終点として、ディスペンサを用いた一筆書きで枠状のシール材を形成し、かつ、始点と終点は枠の内側に配置されるように形成する。これにより、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明は、上記に記載の液晶表示装置であって、前記シール材形成工程では、前記注入口を構成する前記シール材の一端と他端の形状が凸曲面となるように前記シール材を形成することを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、シール材形成工程により、注入口を構成するシール材の一端と他端の形状が凸曲面となるようにシール材を形成する。これにより、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明は、対向する一対の基板と、液晶を注入するための注入口を備え、前記一対の基板の間に設けられた枠状のシール材と、を有し、前記注入口は、前記一対の基板の内側に向かって狭まる形状であることを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置によれば、液晶を注入するための注入口は、一対の基板の内側に向かって狭まる形状であることにより、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明は、上記に記載の液晶表示装置であって、前記注入口を形成する前記シール材の面の少なくとも一部が、前記シール材の外周面と鈍角を形成する形状を有することを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置によれば、注入口を形成するシール材の面の少なくとも一部が、注入口の近傍におけるシール材の外周面と鈍角で交わるような形状を有することにより、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、上記に記載の液晶表示装置では、前記注入口を形成する前記シール材の一対の端部のうち一方の端部が、前記シール材の外周面と鈍角を形成する形状を有していても、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明は、上記に記載の液晶表示装置であって、前記注入口を形成する前記シール材の端部は、凸曲面の形状を有することを要旨とする。

本発明に係る液晶表示装置によれば、注入口を形成するシール材の端部は、凸曲面の形状を有することにより、注入口の第１の開口の幅より小さい幅を有する第２の開口で、シール材と封止剤がより密着するので、封止剤と注入口との間に生じる間隙を低減することができる。

また、本発明では、電子機器に、上記に記載の液晶表示装置を利用することができる。

（第１実施形態）
本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法における第１実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態で製造される液晶表示装置１の模式斜視図を示す。液晶表示装置１は、一対の基板としての、透光性を有する基板としてのガラス基板１１及び液晶を所定の状態にするための液晶用素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）を有する基板としてのガラス基板１２と、方形状の枠として形成されているシール材１３と、Ｘドライバ４１及び２つのＹドライバ４２とを有している。

ガラス基板１１およびガラス基板１２は、シール材１３を介して互いに対向して貼り合わされている。ガラス基板１１、ガラス基板１２、およびシール材１３とにより、液晶１６を注入するための空間１５を規定している。枠状に形成されているシール材１３の一部には、空間１５に液晶１６を注入するための注入口１４が形成されている。空間１５には、注入口１４から注入された液晶１６が封入されている。

ガラス基板１１はガラス基板１２よりも大きいので、ガラス基板１１の一部はガラス基板１２と貼り合わされた際にガラス基板１２と対向しない部分を有する。ガラス基板１１の一部であってガラス基板１２と対向しない部位のことを実装基部と称する。実装基部には、Ｘドライバ４１と２つのＹドライバ４２が実装されており、その平面配置は、Ｘドライバ４１を２つのＹドライバ４２が挟む形となっている。ガラス基板１１およびガラス基板１２の対向面には各種電極が配置されている（図示せず）。Ｘドライバ４１およびＹドライバ４２は、これらの電極に対して、液晶１６を駆動するために必要な電圧信号を送信する。

図２は、図１における注入口１４を拡大した模式平面図を示す。注入口１４は、シール材１３の一端としての第１の端部１８と、他端としての第２の端部１９とが所定の距離だけ離されて形成されている。注入口１４には、空間１５から液晶１６が漏れないようにするための封止剤１７が形成されている。

注入口１４は、当該注入口１４の近傍におけるシール材１３の外周面１３ａと、当該注入口１４の入り口から空間１５までのシール材１３の開口面１３ｂとが、鈍角を形成している。また、注入口１４は、当該注入口１４の入り口から空間１５に向かって狭まる形状を有している。すなわち、注入口１４は、逆テーパ形状を有している。したがって、注入口１４の入り口に近い位置の注入口１４の第１の開口断面積Ｓ１よりも、空間１５に近い位置の注入口１４の第２の開口断面積Ｓ２は小さくなっている。

ここで、ガラス基板１１とガラス基板１２との間にあるシール材１３の厚みで決定される注入口１４の高さはほぼ一定なので、上記の開口断面積は、当該開口断面積が有する開口の幅に比例する。したがって、第１の開口断面積Ｓ１が有する第１の開口の幅Ｌ１よりも、第２の開口断面積Ｓ２が有する第２の開口の幅Ｌ２の方が小さくなっている。

上記の注入口１４では、封止剤１７を形成する際に注入口１４の第１の開口断面積Ｓ１よりも面積が小さい第２の開口断面積Ｓ２の部分で、シール材１３と封止剤１７がより密着する。したがって、シール材１３と封止剤１７との濡れ性等があまり良くない場合でも、封止剤１７と注入口１４との間に生じる間隙を低減することができる。したがって、液晶１６が空間１５の外側に漏れる等の不良を低減することができる。

シール材１３の外周面１３ａと、当該注入口１４の入り口から空間１５までのシール材１３の開口面１３ｂとが、鈍角を形成している場合、または、注入口１４の開口面積が小さくなるような形状を有している場合には、確実に第１の開口断面積Ｓ１よりも面積が小さい第２の開口断面積Ｓ２を有する注入口１４が得られる。注入口１４の高さがほぼ一定の場合には、第１の開口の幅Ｌ１よりも、第２の開口の幅Ｌ２の方が小さいことにより、上記の効果が得られる。

なお、本実施形態における注入口１４は、いわゆる逆テーパ形状となっているが、その形状だけに限らず、上記に記載したように、第１の開口断面積よりも空間１５に近い位置の第２の開口断面積が小さければ、上記の効果が得られる。例えば、注入口１４の第１の端部１８と、他端としての第２の端部１９において、端部における２つの面がＶ字状の鋭角形状を形成するように形成されていても良い。
また、第１の端部１８または第２の端部１９のどちらか一方のみが、鋭角を有している場合でも、上記の効果が得られる。

次に液晶表示装置１の製造方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。図３において、工程Ｐ１２および工程Ｐ１３がガラス基板１１上に構成要素を積層するための工程であり、工程Ｐ２１から工程Ｐ２３がガラス基板１２上に構成要素を積層するための工程である。工程Ｐ３１から工程Ｐ３５は、ガラス基板１１およびガラス基板１２を組み合わせて液晶表示装置１を完成させるための工程である。工程Ｐ１２、Ｐ１３と工程Ｐ２１から工程Ｐ２３とは、それぞれ独立に工程が進められる。

なお、ガラス基板１１およびガラス基板１２にはそれぞれ、一つの液晶表示装置１に対応する構成要素が複数行かつ複数列にわたってマトリクス状に並べられて形成される。個々の液晶表示装置１は、ガラス基板１１およびガラス基板１２を貼り合わせて複合基板を形成した後に、行方向に１次ブレイク（切断）して一つの行からなる短冊状の複合基板を取り出し、さらに当該短冊状の複合基板を個々の液晶表示装置１に対応する形状に２次ブレイクすることによって得られる。

工程Ｐ１２では、液晶を所定の状態にするための液晶用素子としてのＴＦＴ（図示せず）が形成される。
工程Ｐ１３では、フォトスペーサ（図示せず）を形成する。フォトスペーサは、ガラス基板１１とガラス基板１２とを貼り合わせたときに、一定の間隔を保つようにするために、一定の高さを有する樹脂をフォトリソグラフィー法によって配置して形成される。なお、工程Ｐ１３に続いて、配向膜（図示せず）の塗付やラビング処理をする。

工程Ｐ２１では、ガラス基板１２にカラーフィルタ（図示せず）をフォトリソグラフィー法を用いて形成する。
工程Ｐ２２では、オーバーコート（図示せず）に積層してＩＴＯからなる走査電極（図示せず）を形成する。走査電極の形成は、例えば、フォトリソグラフィー法によって行われる。なお、工程Ｐ２２に続いて、配向膜の塗付やラビング処理をする。

工程Ｐ２３では、ガラス基板１２の所定の位置にシール材１３を、ディスペンサ法を用いて形成する。シール材形成装置（図示せず）は、シール材１３を連続的に吐出するノズルを有している。シール材１３をノズルから吐出する方法には、ガス加圧を用いている。シール材形成装置のシール材供給部にガスにより圧力を加えることにより、ノズルからシール材１３を吐出させる。なお、加えるガスの圧力を調整することにより、吐出するシール材１３の供給量を制御することができる。また、シール材形成装置に、ガラス基板１１またはガラス基板１２に形成されるシール材１３の塗付パターンを設定する機能を有している。

図４は、基板にシール材を形成する方法を示す模式平面図である。ガラス基板１２に、注入口１４が形成されるようにシール材１３を、ノズル（図示せず）を動作させることにより描画する。シール材１３の形成は、注入口１４を形成するシール材１３の一端としての第１の端部１８を始点とし、斜め左方向に向けてシール材１３を形成し、所定の場所で折り返して方形状の枠を描くように、時計回りに一筆書きに形成する。最後は、注入口１４を形成する他端としての第２の端部１９を終点として、ノズルからシール材１３の供給を止める。このとき、始点としての第１の端部１８と終点としての第２の端部１９とは、液晶１６を注入するための空間１５となる方形状の枠の内側に配置されるように形成される。すなわち、始点としての第１の端部１８及び終点としての第２の端部１９は、枠を形成する注入口１４の近傍におけるシール材１３の外周面１３ａよりも内側に配置される。

上記のようにシール材１３を形成することにより、注入口１４の入り口から空間１５に向けて、開口が狭まる形状を有する注入口１４を得ることができる。

なお、シール材１３の形成は、上記の方法とは逆に、第２の端部１９から第１の端部１８まで、半時計回りに描画してもよい。また、液晶用素子が形成されているガラス基板１２ではなく、透光性を有するガラス基板１１にシール材１３を描画してもよい。

また、シール材１３の形成は、スクリーン印刷法を用いることもできる。図４に示すようなシール材１３のパターンが予め形成されているスクリーン版（孔版）を、ガラス基板１２等の上に載置し、その上にシール材１３を塗付することにより、逆テーパ形状の注入口１４を有するシール材１３を形成することができる。
また、シール材１３の形成は、インクジェット法を用いることもできる。

また、シール材１３で形成される枠が、本実施形態のように方形状でなく、例えば円形状等であっても、第１の端部１８及び第２の端部１９を枠の内部に形成することにより、注入口１４の入り口から空間１５に向けて、注入口１４の開口面積または開口の幅が小さくなるような形状の注入口１４を得ることができる。

工程Ｐ３１では、ガラス基板１１とガラス基板１２とを貼り合せて複合基板を形成する。ガラス基板１１とガラス基板１２との間で位置合わせをした後、シール材１３を介して接触、圧着して、ガラス基板１１とガラス基板１２とを貼り合わせる。

工程Ｐ３２では、工程Ｐ３１で得られた複合基板に対して１次ブレイクを行う。１次ブレイクは、複合基板の表面にスクライブ溝を行方向に形成し、当該スクライブ溝の位置で切断して行われる。これにより、液晶表示装置１に対応する構成要素が一行に並んだ短冊状の複合基板が得られる。この複合基板の一つの端面には、それぞれの液晶表示装置１に対応する注入口１４が露出している。

工程Ｐ３３では、工程Ｐ３２で得られた短冊状の複合基板に注入口１４から液晶１６を注入する。液晶１６の注入は、真空下で注入口に液晶１６を浸し、空間１５に毛細管現象の原理を用いて液晶１６を注入する。

工程Ｐ３４では、注入口１４の封止を行う。封止は、注入口１４に封止剤としての紫外線硬化樹脂１７を塗付する。紫外線硬化樹脂１７を注入口１４の所望の位置まで引き込むために、複合基板に応力を加える。注入口１４は、上記のシール材形成工程により、図２に示すような逆テーパ形状に形成されている。紫外線硬化樹脂１７が所望の位置まで引き込まれた後に紫外線を照射し、当該樹脂を硬化させる。封止工程後、基板を洗浄する。

上記の注入口１４を有することにより、紫外線硬化樹脂１７を注入口１４に引き込む際に、第１の開口断面積Ｓ１よりも小さい第２の開口断面積Ｓ２の部分で、シール材１３と封止剤１７がより密着するので、シール材１３と封止剤１７との濡れ性等があまり良くない場合でも、封止剤１７と注入口１４との間に生じる間隙を低減することができる。

工程Ｐ３５では、液晶１６の注入および封止が完了した短冊状の複合基板に対して２次ブレイクを行う。２次ブレイクは、短冊状の複合基板の表面にスクライブ溝を形成し、当該スクライブ溝の位置で切断して行われる。これにより、個々の液晶表示装置１に対応する形状（パネル状）の複合基板が得られる。得られた複合基板は、それぞれが実装基部を有する。

工程Ｐ３６では、工程Ｐ３５で得られたパネル状の複合基板の実装基部にＸドライバ４１、Ｙドライバ４２を実装する。この工程の後、複合基板の表面に偏光板を貼り付ける。

上記の製造工程を経た後に、液晶１６が注入口１４を介して漏れる可能性が小さい液晶表示装置１を得ることができる。

（第２実施形態）
本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法における第２実施形態を、図５を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態で示した製造工程のうちのＰ２３のシール材形成工程と、当該シール材形成工程で得られる注入口１４の形状が、第１実施形態と相違する。その他の製造工程は、第１実施形態と同様であるので、説明を割愛する。

Ｐ２３のシール材形成工程は、第１実施形態と同様に、ディスペンサ法を用いてシール材１３を形成する。シール材１３を形成する際に、シール材１３の供給量を、始点としての第１の端部１８と終点としての第２の端部１９とにおいて少なくする。すなわち、シール材供給部に加えるガスの圧力を、第１の端部１８及び第２の端部１９以外の枠の部分を形成するガスの圧力よりも小さくすることにより、ノズルから吐出されるシール材１３の供給量が少なくなる。したがって、第１の端部１８及び第２の端部１９は先細りし、凸曲面の形状となる。これにより、シール材１３の外周面１３ａと、当該注入口１４の入り口から空間１５までのシール材１３の開口面１３ｂとが、鈍角を形成することができる。また、注入口１４の入り口から空間１５に向けて、開口が狭まる形状を有する注入口１４を得ることができる。

したがって、第１の端部１８及び第２の端部１９とで形成された注入口１４においても、第１実施形態と同様に、注入口１４の入り口に近いある場所の開口断面積を第１の開口断面積Ｓ１または第１の開口の幅Ｌ１よりも、空間１５に近い場所の開口断面積を第２の開口断面積Ｓ２または第２の開口の幅Ｌ２は小さくなっている形状を有している。したがって、第１実施形態と同様に、Ｐ３４の封止剤形成工程において、紫外線硬化樹脂１７を注入口１４に引き込む際に、第１の開口断面積Ｓ１または第１の開口の幅Ｌ１よりも小さい第２の開口断面積Ｓ２または第２の開口の幅Ｌ２の部分で、シール材１３と封止剤１７がより密着する。したがって、シール材１３と封止剤１７との濡れ性等があまり良くない場合でも、封止剤１７と注入口１４との間に生じる間隙を低減することができる。
なお、シール材１３の形成は、スクリーン印刷法を用いることもできる。注入口１４となるシール材１３の第１の端部１８及び第２の端部１９との形状を凸曲面になるように、スクリーン版に予めパターン形成しておけばよい。また、シール材１３の形成は、インクジェット法を用いることもできる。

（第３実施形態）
本実施形態の液晶表示装置１を搭載した電子機器について説明する。図６は、液晶表示装置１を搭載した電子機器としての携帯電話機１００の模式斜視図である。携帯電話機１００は、表示部１１０および操作ボタン１２０を有している。表示部１１０は、内部に組み込まれた液晶表示装置１によって、操作ボタン１２０で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報を表示することができる。表示部１１０は主に、液晶表示装置１で構成されている。液晶表示装置１は、上記で説明したように、液晶１６が漏れる可能性を低減した注入口１４を有していることから、故障率の低い携帯電話機１００を得ることができる。

第１実施形態に係る液晶表示装置の模式斜視図。 液晶表示装置が有する液晶を注入するための注入口を示す模式平面図。 液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート。 シール材形成工程におけるシール材を形成する方法を示す模式平面図。 第２実施形態におけるのシール材の形成方法で形成される注入口を示す模式平面図。 第３実施形態における本発明に係る液晶表示装置を用いた電子機器としての携帯電話機の模式斜視図。 従来の液晶を注入するための注入口を示す模式平面図。

符号の説明

１…液晶表示装置、１１、１２…ガラス基板、１３…シール材、１３ａ…シール材の外周面、１３ｂ…シール材の開口面、１４…注入口、１５…空間、１６…液晶、１７…封止剤、１８…一端としての第１の端部、１９…他端としての第２の端部、１００…電子機器としての携帯電話機。

Claims (9)

1. 基板上に、前記基板の内側に向かって狭まる形状の注入口を備えた枠状のシール材を形成するシール材形成工程と、
   前記基板と、前記基板に対向する基板とを前記シール材を介して貼り合わせる工程と、
   前記注入口から液晶を注入する液晶注入工程と、
   前記液晶を封止するように、前記注入口を封止剤で封止する封止工程と、
   を有する液晶表示装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法であって、
   前記シール材形成工程では、前記注入口を構成する前記枠状のシール材の一端と他端とが、前記シール材の外周面よりも内側に配置されるように前記シール材を形成する液晶表示装置の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の液晶表示装置の製造方法であって、
   前記シール材形成工程では、前記注入口の一端を始点とし、他端を終点として、ディスペンサを用いた一筆書きで前記枠状のシール材を形成する液晶表示装置の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法であって、
   前記シール材形成工程では、前記注入口を構成する前記シール材の一端と他端との形状が凸曲面となるように前記シール材を形成する液晶表示装置の製造方法。
5. 対向する一対の基板と、
   液晶を注入するための注入口を備え、前記一対の基板の間に設けられた枠状のシール材と、を有し、
   前記注入口は、前記一対の基板の内側に向かって狭まる形状である液晶表示装置。
6. 請求項５に記載の液晶表示装置であって、
   前記注入口を形成する前記シール材の面の少なくとも一部が、前記シール材の外周面と鈍角を形成する形状を有する液晶表示装置。
7. 請求項６に記載の液晶表示装置であって、
   前記注入口を形成する前記シール材の一対の端部のうち一方の端部が、前記シール材の外周面と鈍角を形成する形状を有する液晶表示装置。
8. 請求項５乃至７のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
   前記注入口を形成する前記シール材の端部は、凸曲面の形状を有する液晶表示装置。
9. 請求項５乃至８のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えた電子機器。
   

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