JP2001133799A

JP2001133799A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001133799A
Application number: JP31592599A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Murata; 聡村田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、液晶の滴下量を最適に制御し、且つ
短時間で滴下できる滴下注入法を用いた液晶表示装置の
製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】２本のディスペンサ２、３を一緒に用いて
アレイ基板２０表面の配向膜上に液晶を滴下する。ディ
スペンサ２は１ショット当り５ｍｇの液晶を滴下でき、
ディスペンサ３は１ショット当り２ｍｇの液晶を滴下で
きる。これら２つのディスペンサ２、３を同時に用い
て、図２（ａ）に示すように、アレイ基板２０の表示領
域外周囲に枠状に塗布されたシール剤２２の内方に液晶
を滴下する。図２（ｂ）は、シール剤２２内のアレイ基
板２０面上に、隣接する液滴間の拡散距離がほぼ等しく
なる位置にほぼ同量の液晶３１の滴下を行い、隣り合う
液晶３１間で液晶拡散が疎となる位置に液晶３１の滴下
量（５ｍｇ）より少ない２ｍｇの液晶３２を滴下した状
態を示している。

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（Ｌ
ｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ；ＬＣ
Ｄ）の製造方法に関し、特に、液晶を基板間に封止する
際に滴下注入法を用いた液晶表示装置の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチ
ング素子として用いたアクティブマトリクス型のカラー
液晶表示装置はフラットパネルディスプレイの主流とし
て注目され、高品質で大量生産できる製造方法が要求さ
れている。液晶表示装置の製造工程は大別すると、ガラ
ス基板上に配線パターンや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
等のスイッチング素子（アクティブマトリクス型の場
合）等を形成するアレイ工程と、配向処理やスペーサの
配置、及び対向するガラス基板間に液晶を封入するセル
工程と、ドライバＩＣの取付けやバックライト装着など
を行うモジュール工程からなる。このうちセル工程で行
われる液晶注入プロセスでは、例えばＴＦＴが形成され
たアレイ基板と、それに対向してカラーフィルタ（Ｃ
Ｆ）等が形成された対向基板とをシール剤を介して貼り
合わせた後シール剤を硬化させ、次いで液晶と基板とを
真空槽に入れてシール剤に開口した注入口を液晶に浸け
てから槽内を大気圧に戻すことにより基板間に液晶を封
入する方法（真空注入法）が用いられている。

【０００３】それに対し近年、例えばアレイ基板周囲に
枠状に形成したシール剤の枠内の基板面上に規定量の液
晶を滴下し、真空中でアレイ基板と対向基板とを貼り合
せて液晶封入を行う滴下注入法が注目されている。滴下
注入法による液晶表示パネルの製造工程について簡単に
説明する。まず、ＴＦＴ等のスイッチング素子が形成さ
れたアレイ基板面の複数箇所に、図示しない液晶滴下注
入装置から液晶を滴下する。次いで、表示領域内に共通
（コモン）電極やカラーフィルタが形成され、表示領域
外周囲に紫外線（ＵＶ）照射により硬化するシール剤等
が塗布された対向基板を位置合わせしてアレイ基板に貼
り付ける。この工程は真空中で行われる。次いで、貼り
合わせた基板を大気中に戻すと、貼り合わされたアレイ
基板と対向基板間の液晶が大気圧により拡散する。次
に、シール剤の塗布領域に沿う移動方向でＵＶ光源を移
動させながらＵＶ光をシール剤に照射し、シール剤を硬
化させる。

【０００４】この滴下注入法は、従来のパネルの製造に
広く用いられてきた真空注入法と比較して、第１に液晶
材料の使用量を大幅に低減できること、第２に液晶注入
時間を短縮できること等から、パネル製造のコストを低
減し量産性を向上させる可能性を有しているため、パネ
ル製造工程での適用が強く望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この滴下注
入法を用いた液晶表示装置の製造方法では、滴下する液
晶の量がわずかに変化してもセルギャップが変動してし
まい、所定のセルギャップが得られないという問題を有
している。一方、滴下量を微妙に調整できる高精度のデ
ィスペンサを用いると、予め決められた所定量の液晶を
滴下することしかできないため、比較的少ない滴下量に
設定されたディスペンサを用いる場合には数十点も滴下
する必要が生じてしまい、タクトが遅くなってしまうと
いう問題や、多数の滴下跡がムラになり表示不良を引き
起こす恐れがあるという問題を有している。

【０００６】本発明の目的は、液晶の滴下量を最適に制
御し、且つ短時間で滴下できる滴下注入法を用いた液晶
表示装置の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、基板上に液
晶を滴下し、前記基板の液晶滴下面側を対向基板に対向
させて真空中で貼り合わせてから大気圧に戻すことによ
り液晶注入を行う滴下注入法を用いた液晶表示装置の製
造方法において、前記基板上に前記液晶を滴下する際、
複数のディスペンサを用いることを特徴とする液晶表示
装置の製造方法によって達成される。上記本発明の液晶
表示装置の製造方法において、前記複数のディスペンサ
は、１ショット当りの液晶滴下量が異なることを特徴と
する。

【０００８】また、上記目的は、基板上に液晶を滴下
し、前記基板の液晶滴下面側を対向基板に対向させて真
空中で貼り合わせてから大気圧に戻すことにより液晶注
入を行う滴下注入法を用いた液晶表示装置の製造方法に
おいて、前記基板上の液晶滴下位置を連続的に移動させ
ながら前記液晶を連続的に滴下し、滴下された前記液晶
を前記基板上で流動させて拡散させることを特徴とする
液晶表示装置の製造方法によって達成される。上記本発
明の液晶表示装置の製造方法において、前記液晶を複数
のノズルを介して滴下することを特徴とする。また、前
記基板を水平方向に対し０°以上８５°以下の範囲で傾
けて前記液晶を滴下することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
液晶表示装置の製造方法を図１乃至図３を用いて説明す
る。まず、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法
で用いるフランジャーポンプ式のディスペンサの概略の
構成について図１を用いて説明する。ディスペンサ２は
中空の円筒形状の筐体５を有しており、円筒形状の中心
軸をほぼ鉛直方向に向けて使用するようになっている。
筐体５内には、円筒形状の中心軸に沿って細長い棒状の
ピストン１０が鉛直方向に移動可能に支持されている。
ピストン１０の先端部は、筐体５の鉛直下方端に設けら
れたノズル１６内方を移動することができるようになっ
ている。筐体５のノズル１６近傍の側壁の開口からは、
液晶収納容器１４内の液晶が供給管７を介して図示の矢
印に沿ってノズル１６にまで流入できるようになってい
る。ノズル１６内に達した液晶はノズル１６でのピスト
ン１０先端の移動量に依存してノズル１６から滴下する
ようになっており、外力を受けない限り液晶自身の表面
張力によりノズル１６から吐出しないようになってい
る。

【００１０】筐体５内の空気室の側壁には、鉛直方向に
離れて設けられた２つの空気流入口６、８が取り付けら
れている。ピストン１０には空気室内を２つに分離する
隔壁１２が固定されており、隔壁１２はピストン１０と
共に、空気流入口６、８の間の空気室内壁を摺動するこ
とができるようになっている。従って隔壁１２は、空気
流入口６から空気室内に空気が流入すると鉛直下方に圧
力を受けて下方に移動し、空気流入口８から空気室内に
空気が流入すると鉛直上方に圧力を受けて上方に移動す
る。これにより、ピストン１０を鉛直方向に所定量移動
させることができるようになっている。

【００１１】空気流入口６、８は、ポンプコントローラ
２６に接続されている。ポンプコントローラ２６は、空
気を吸入して所定のタイミングで空気流入口６、８のい
ずれかに空気を送り込むようになっている。以上説明し
た構成のディスペンサ２は、１ショット当り５ｍｇの液
晶３０を滴下するようになっている。なお、この１ショ
ット当りの液晶滴下量は、筐体５上方に突出したピスト
ン１０に固定されたマイクロゲージ１８を用いて、ピス
トン１０の鉛直方向の移動量を制御することにより調整
するこができるようになっている。

【００１２】次に図２及び図３を用いて、本実施の形態
による液晶表示装置の製造方法について説明する。図２
（ａ）は、液晶滴下時の状態を示し、図２（ｂ）は、基
板上に液晶を滴下した直後の状態を示している。まず、
図２（ａ）に示すように、２本のディスペンサ２、３を
一緒に用いてアレイ基板２０表面の配向膜上に液晶を滴
下する。ディスペンサ２は図１を用いて説明したものと
同一であり、１ショット当り５ｍｇの液晶を滴下するよ
うに調整されている。一方ディスペンサ３はディスペン
サ２と同一の構造を有しているが、マイクロゲージ１８
を調整して１ショット当り２ｍｇの液晶を滴下するよう
になっている。なお、図２（ａ）では、説明を簡略にし
て理解を容易にするため、ディスペンサ２、３に空気を
送り込むポンプコントローラ２６の図示は省略してあ
り、また、ディスペンサ２、３間の配置関係も誇張して
描いている。

【００１３】これら２つのディスペンサ２、３を同時に
用いて、図２（ａ）に示すように、アレイ基板２０の表
示領域外周囲に枠状に塗布された、紫外線（ＵＶ）照射
により硬化するシール剤（あるいはＵＶ照射と熱の併用
により硬化する併用型シール剤）２２の内方に液晶を滴
下する。図２（ｂ）は、シール剤２２内のアレイ基板２
０面上に、隣接する液滴間の拡散距離がほぼ等しくなる
位置にほぼ同量の液晶３１の滴下を行い、隣り合う液晶
３１間で液晶拡散が疎となる位置に液晶３１の滴下量
（５ｍｇ）より少ない２ｍｇの液晶３２を滴下した状態
を示している。

【００１４】以上説明した液晶滴下が終了したら、次
に、図３（ａ）に示すように、表示領域内に共通（コモ
ン）電極やカラーフィルタが形成された対向基板４０を
位置合わせしてアレイ基板２０に貼り付ける。この工程
は真空中で行われる。次いで、貼り合わせた基板を大気
中に戻すと図３（ｂ）に示すように、貼り合わされたア
レイ基板２０及び対向基板４０間の液晶３１、３２が大
気圧により拡散する。次に、図３（ｃ）に示すように、
シール剤２２の塗布領域に沿う移動方向４６でＵＶ光源
４２を移動させながらＵＶ光４４をシール剤２２に照射
し、シール剤２２を硬化させる。拡散した液晶３４は所
定のセルギャップで２枚の基板２０、４０間に封止され
て液晶表示パネルが完成する。

【００１５】このように本実施の形態は、アレイ基板２
０上の複数箇所に液晶を滴下する際、複数のディスペン
サを用いることにより液晶３１、３２の滴下量を滴下箇
所に応じて変化させることを可能にしている。以上説明
したように、液晶の滴下量、滴下パターンを２種以上に
分けて同時に液晶滴下を行うことにより液晶表示パネル
面内での液晶を迅速にほぼ一様に拡散させることができ
る。液晶液滴は基板貼り合せ時に円形状に拡散するが、
液晶拡散が疎となる領域に見合った量の液晶を補填する
ことにより液晶の拡散はパネル面内でほぼ一様に早くな
りタクトタイムを向上させることができる。なお、上記
実施形態では、１ショット当りの液晶滴下量が異なるデ
ィスペンサ２、３を用いたが、アレイ基板の液晶滴下面
積の大きさ等を勘案して液晶滴下量が同一のディスペン
サを複数用いるようにしてもタクトタイムを向上させる
ことができる。

【００１６】次に、本発明の第２の実施の形態による液
晶表示装置の製造方法を図４乃至図７を用いて説明す
る。まず、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法
で用いる液晶滴下装置の概略の構成について図４を用い
て説明する。図４（ａ）は液晶滴下装置の側面を示し、
図４（ｂ）は同下面を示している。図４に示す液晶滴下
装置５０は、中空の細長い直方体形状の筐体５２の下面
に複数のノズル５８を有している。筐体５２上面には、
図１に示したディスペンサ２を固定するディスペンサ受
け部５４と、筐体５２内に空気を送り込む空気供給部５
３が設けられている。空気供給部５３には、空気圧調整
用のレギュレータ５６と空気送り込みの開閉を制御する
電磁弁５７が取り付けられている。筐体５２下面のノズ
ル５８は、断面が円形で２ｍｍφのノズル径を有してお
り、圧力をかけない限り表面張力により液晶が滴下しな
いようになっている。複数のノズル５８は隣り合う間隔
が５ｍｍで一列に並んで設けられている。

【００１７】次に、この液晶滴下装置５０を用いた液晶
滴下による液晶表示装置の製造方法について図５を用い
て説明する。まず、ディスペンサ受け部５４にディスペ
ンサ２を差し込んで固定し、ディスペンサ２から所定量
の液晶を正確に筐体５２内に注入する。液晶の注入が終
わったら、液晶滴下装置５０を図示しない支持移動部材
及び空気供給装置に接続する。この状態で基板を液晶滴
下装置５０下方に設置し、空気供給部５３から筐体５２
内に空気を送り込んでノズル５８から液晶を連続的に流
出させる。それと共に、液晶滴下装置５０と基板とを相
対的に連続的に移動させて基板上に液晶を拡散させる。

【００１８】より具体的に図３を用いて説明する。ま
ず、ガラス基板４１上には、配向膜が形成され表示領域
外周囲に枠状に熱併用型ＵＶシール剤２２が塗布された
ＣＦ（カラーフィルタ）基板が２枚分形成されている。
長方形のガラス基板４１は、長辺がＸ方向に、短辺がＹ
方向に沿って置かれた状態から、長辺の１辺をＺ方向
（鉛直方向）に持ち上げられて、水平方向に対して基板
全体を約５°傾けて載置されている。この状態のガラス
基板４１に対して、熱併用型ＵＶシール剤２２内方であ
って水平方向から持ち上げられた長辺側の上方に本実施
の形態による２つの液晶滴下装置５０をそれぞれ配置す
る。各液晶滴下装置５０は、その複数のノズル５８の配
置方向とガラス基板４１の長辺とがほぼ平行になるよう
に調整されて、図示しない支持移動部材及び空気供給装
置に接続される。この状態で空気供給部５３から筐体５
２内に空気を送り込んでノズル５８から液晶を連続的に
流出させる。それと共に、液晶滴下装置５０がガラス基
板４１の傾斜に沿って連続的に下降するように両者を相
対的に移動させてガラス基板３１上に液晶３５を拡散さ
せる。

【００１９】隣り合うノズル５８から滴下した液晶３５
はガラス基板４１に到達した時点で密着し合うので複数
のノズル５８から連続滴下した液晶３５は全体として、
未滴下面２０’との間でガラス基板４１の長辺方向に線
状の境界を持ちながらガラス基板４１表面を下方に流動
する。

【００２０】なお、液晶滴下装置５０とガラス基板４１
との相対移動時に徐々に筐体５２内の圧力が弱くなるよ
うに空気供給部５３で制御することにより、滴下された
液晶の高さもほぼ均一にすることができる。液晶滴下が
終了したガラス基板４１は、接着スペーサを散布したア
レイ基板と真空中で貼り合わせられ、次いで大気中に開
放されてセルギャップの形成が行われる。その後、ＵＶ
照射を行い一次硬化後、オーブンによる熱硬化でシール
剤を完全に硬化させる。次に、ガラス基板４１を切断し
て液晶表示パネルが完成する。

【００２１】次に、図６及び図７を用いて本実施の形態
による液晶表示装置の製造方法の変形例について説明す
る。図６（ａ）は変形例に係る液晶滴下装置の下面を示
し、図６（ｂ）は同側断面を示している。図６に示す液
晶滴下装置は、図４に示した液晶滴下装置５０の円形の
断面を有するノズル５８に代えて、スリット状のノズル
６０を設けている点に特徴を有している。スリット状の
ノズル６０を有する液晶滴下装置５０は液晶７０の滴下
量が多いパネルに用いて有効である。なお、より少ない
範囲で液晶を滴下したい場合は、図７（ｂ）に示すよう
にノズル６０の一部を塞ぐシャッタ６２を設け、シャッ
タ６２の配置やシャッタ量を調整すればよい。

【００２２】また、図７（ａ）は、他の変形例に係る液
晶滴下装置の斜視図であり、図７（ｂ）は同側断面を示
している。図７に示す液晶滴下装置は、図４に示した液
晶滴下装置５０の円形の断面を有するノズル５８に代え
て、半円形断面で断面積がノズル５８より大きいノズル
６８を設けている点に特徴を有している。ノズル６８を
有する液晶滴下装置５０は液晶７０の滴下量が多いパネ
ルに用いて有効である。さらに、図７（ｂ）に示すよう
にノズル６８の液晶滴下端部にシャッタ６２を設けるよ
うにすれば、空気供給部５３を用いた空気圧制御によら
ずに液晶７０を滴下することができるようになる。

【００２３】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記第２の実施の形態によ
る液晶表示装置の製造方法において、ガラス基板４１を
水平方向に対し５°傾けて液晶を滴下したが、本発明は
これに限らず、水平方向に対して０°すなわち基板が水
平状態であってもよく、また、液晶滴下装置から基板へ
十分に液晶が滴下できる角度の上限となる約８５°以下
の範囲で適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、液晶の滴
下量を最適に制御し、且つ短時間で滴下できる滴下注入
法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法で用いるディスペンサを示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法を説明する図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法を説明する図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法を説明する図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法を説明する図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法の変形例を説明する図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置
の製造方法の他の変形例を説明する図である。

【符号の説明】

２、３ディスペンサ５、５２筐体６、８空気流入口１０ピストン１２隔壁１４液晶収容容器１６、５８、６０、６８ノズル１８マイクロゲージ２０アレイ基板２２シール剤２６ポンプコントローラ３１、３２、３５、７０液晶４０対向基板４１ガラス基板４２ＵＶ光源４４ＵＶ光５０液晶滴下装置５３空気供給部５６レギュレータ５７電磁弁６２シャッタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に液晶を滴下し、前記基板の液晶滴
下面側を対向基板に対向させて真空中で貼り合わせてか
ら大気圧に戻すことにより液晶注入を行う滴下注入法を
用いた液晶表示装置の製造方法において、前記基板上に前記液晶を滴下する際、複数のディスペン
サを用いることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置の製造方法に
おいて、前記複数のディスペンサは、１ショット当りの液晶滴下
量が異なることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】基板上に液晶を滴下し、前記基板の液晶滴
下面側を対向基板に対向させて真空中で貼り合わせてか
ら大気圧に戻すことにより液晶注入を行う滴下注入法を
用いた液晶表示装置の製造方法において、前記基板上の液晶滴下位置を連続的に移動させながら前
記液晶を連続的に滴下し、滴下された前記液晶を前記基
板上で流動させて拡散させることを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。
【請求項４】請求項３記載の液晶表示装置の製造方法に
おいて、前記液晶を複数のノズルを介して滴下することを特徴と
する液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】請求項３又は４に記載の液晶表示装置の製
造方法において、前記基板を水平方向に対し０°以上８５°以下の範囲で
傾けて前記液晶を滴下することを特徴とする液晶表示装
置の製造方法。