液晶表示素子の製造方法

【課題】液晶がシール材によって汚染されることなく、セルギャップ調整を容易に行うことができ、生産性を向上できる液晶表示素子の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の画素電極３が形成された表示画素領域４を有する液晶駆動基板６に、表示画素領域４を囲うように光硬化性を有するシール材２１を環状に塗布する。次に表示画素領域４上に液晶２３を供給する。次に透明電極１３が形成された透明電極基板１５と液晶駆動基板６とを、複数の画素電極３と透明電極１３とが向かい合い、かつ液晶２３とシール材２１とが互いに接触しないようにして、シール材２１を介して貼り合わせる。次にシール材２１の内周表層部Ａ２１に所定照度の光ＵＶ１を照射する。次に透明電極基板１５と液晶駆動基板６とのセルギャップ調整を行う。次にシール材２１全体に所定照度よりも高い照度の光ＵＶ２を照射する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子は、プロジェクタ、プロジェクションテレビ、ヘッドマウントディスプレイ等のディスプレイ分野に広く用いられている。
【０００３】
ここで、液晶表示素子の一般的な製造方法について説明する。
【０００４】
まず、液晶駆動基板又は透明電極基板の少なくとも一方に、素子毎にシール材を不連続部を有して環状に塗布する。
次に、液晶駆動基板と透明電極基板とをシール材を介して貼り合わせる。
さらに、貼り合わされた液晶駆動基板及び透明電極基板を素子毎に分断する。
上述の不連続部は液晶を液晶駆動基板と透明電極基板との間隙に注入するための注入口となる。
【０００５】
次に、素子毎に、減圧環境下で液晶を注入口から上記間隙に注入する。
さらに、素子毎に、セルギャップ調整を行った後、注入口を封止剤で封止する。
以上の工程により、液晶表示素子が作製される。
【０００６】
しかしながら、上述した液晶表示素子の製造方法では、分断された素子毎に減圧環境下の状態にして液晶の注入をそれぞれ行ったり、注入口を封止剤で素子毎に封止するため、生産性が悪いといった問題を有する。
【０００７】
上述の問題を解決するための手段の一例が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示されている手段は、液晶駆動基板又は透明電極基板に、素子毎にシール材を不連続部を有さずに環状に塗布し、さらに環状内部に液晶を滴下した後、減圧環境下で液晶駆動基板と透明電極基板とを貼り合わせ、さらにセルギャップ調整を行った後にシール材を硬化させるものである。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されているような手段では、液晶駆動基板と透明電極基板とを貼り合わせるときに、未硬化状態のシール材に液晶が接触するため、シール材が液晶中に溶出して液晶を汚染する場合がある。
液晶の汚染は液晶表示素子の表示品質を悪化させる要因となる。
【０００９】
そこで、液晶の汚染を防止するための手段の一例が特許文献２に開示されている。
特許文献２に開示されている手段は、未硬化状態のシール材の表層部を全体に亘って半硬化させてから、液晶駆動基板と透明電極基板とを貼り合わせるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１４８２１５号公報
【特許文献２】特開２００８−２９３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示されている手段では、シール材の表層部全体を半硬化させるための硬化条件の設定が難しいという問題がある。
シール材の表層部の硬化が不十分だとシール材が液晶中に溶出して液晶を汚染してしまう。
一方、シール材の表層部を硬化しすぎると、硬化した表層部によってセルギャップ調整が困難になる。
【００１２】
また、特許文献２に開示されている手段では、シール材が形成されていない側の基板に、硬化した表層部を突き破るための複数の凸部を形成する凸部形成工程が必要であり、液晶表示素子の製造工程が煩雑になるため、生産性が悪く、さらなる改善が望まれる。
【００１３】
そこで、本発明は、液晶がシール材によって汚染されることなく、セルギャップ調整を容易に行うことができ、生産性を向上できる液晶表示素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明は次の液晶表示素子の製造方法を提供する。
１）複数の画素電極（３）が形成された表示画素領域（４）を有する液晶駆動基板（６）に、前記表示画素領域を囲うように光硬化性を有するシール材（２１）を環状に塗布するシール材塗布工程と、前記シール材塗布工程の後に、前記表示画素領域上に液晶（２３）を供給する液晶供給工程と、前記液晶供給工程の後に、透明電極（１３）が形成された透明電極基板（１５）と前記液晶駆動基板とを、前記複数の画素電極と前記透明電極とが向かい合い、かつ前記液晶と前記シール材とが互いに接触しないようにして、前記シール材を介して貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記貼り合わせ工程の後に、前記シール材の内周表層部（Ａ２１）に所定照度の光（ＵＶ１）を照射する第１の光照射工程と、前記第１の光照射工程の後に、前記透明電極基板と前記液晶駆動基板とのセルギャップ調整を行うセルギャップ調整工程と、前記セルギャップ調整工程の後に、前記シール材全体に前記所定照度よりも高い照度の光（ＵＶ２）を照射する第２の光照射工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子（３０）の製造方法。
２）前記第１の光照射工程では、前記所定照度の光を、前記内周表層部に対応する領域が光透過領域（Ａ２５）である遮光マスク（２５）を介して前記内周表層部に照射することを特徴とする１）記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液晶がシール材によって汚染されることなく、セルギャップ調整を容易に行うことができ、生産性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における液晶駆動基板作製工程を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における透明電極基板作製工程を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例におけるシール材塗布工程を説明するための模式的断面図である。
【図５】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における液晶滴下工程を説明するための模式的断面図である。
【図６】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における基板貼り合わせ工程を説明するための模式的断面図である。
【図７】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例におけるシール材半硬化工程を説明するための模式的断面図である。
【図８】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例におけるシール材半硬化工程を説明するための模式的断面図である。
【図９】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例におけるセルギャップ調整工程を説明するための模式的断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例におけるシール材本硬化工程を説明するための模式的断面図である。
【図１１】本発明の液晶表示素子の製造方法の実施例における素子分離工程を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図１１を用いて説明する。
本発明に係る液晶表示素子の製造方法の実施例では、１つの半導体ウエハ及び１つの透明基板から複数の液晶表示素子が一度に得られるが、図２〜図１１では、説明をわかりやすくするために便宜上、工程の初めから１つの液晶表示素子のみを示すこととする。
【００１８】
＜実施例＞
本実施例では、反射型の液晶表示素子の製造方法を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、本発明に係る液晶表示素子の製造方法を透過型の液晶表示素子に適用することも可能である。
【００１９】
［液晶駆動基板作製工程］
図１（ステップ１）及び図２に示すように、まず、半導体基板１に、後述する液晶２３を画素電極３ごとに駆動させる駆動回路部２を周知の半導体プロセスを用いて形成する。
次に、半導体基板１上に複数の画素電極３を形成する。複数の画素電極３が形成された領域は画像を表示するための表示画素領域４である。
さらに、半導体基板１上に、複数の画素電極３（表示画素領域４）を覆うように配向膜５を形成して、液晶駆動基板６を作製する。
【００２０】
実施例では、半導体基板１としてシリコン（Ｓｉ）ウエハを用いた。
また、実施例では、画素電極３として、アルミニウム（Ａｌ）又は銀（Ａｇ）の少なくともいずれかを主成分とする光反射型の電極を形成した。
また、実施例では、配向膜５としてラビング処理されたポリイミド膜、又は酸化シリコン膜等の無機配向膜を形成した。
【００２１】
［透明電極基板作製工程］
図１（ステップ２）及び図３に示すように、光透過性を有する透明基板１１の一面１１ａ側に反射防止膜１２を形成し、他面１１ｂ側に光透過性を有する透明電極１３及び配向膜１４を順次形成して、透明電極基板１５を作製する。
【００２２】
実施例では、透明基板１１としてガラス基板を用いた。
また、実施例では、反射防止膜１２として酸化アルミニウム膜等の無機酸化膜を形成した。
また、実施例では、透明電極１３としてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜を形成した。
また、実施例では、配向膜１４としてラビング処理されたポリイミド膜、又は酸化シリコン膜等の無機配向膜を形成した。
【００２３】
上述した“液晶駆動基板作製工程”及び“透明電極基板作製工程”の順序は限定されるものではない。
“透明電極基板作製工程”後に“液晶駆動基板作製工程”を行ってもよく、“透明電極基板作製工程”と“液晶駆動基板作製工程”とを同時に並行して行ってもよい。
【００２４】
［シール材塗布工程］
図１（ステップ３）及び図４に示すように、シール材２１を液晶駆動基板６上に、表示画素領域４を囲うように環状に塗布する。
【００２５】
実施例では、シール材２１として、未硬化状態の樹脂２１ａに所定の直径を有する球状粒子であるスペーサ２１ｂが分散したものを用いた。
また、実施例では、樹脂２１ａとして、紫外線と熱による併用硬化型の樹脂を用いた。
なお、シール材２１は実施例に限定されるものではなく、少なくとも光硬化性を有する樹脂を含むものであればよい。
【００２６】
また、実施例では、液晶駆動基板６側にシール材２１を塗布したが、これに限定されるものではなく、例えば透明電極基板１５側にシール材２１を塗布してもよく、また液晶駆動基板６側及び透明電極基板１５側にシール材２１をそれぞれ塗布してもよい。
【００２７】
［液晶滴下工程］
図１（ステップ４）及び図５に示すように、シール材２１で囲われた表示画素領域４上に液晶２３を所定量、滴下する。
【００２８】
［基板貼り合わせ工程］
図１（ステップ５）及び図６に示すように、減圧環境下で、液晶駆動基板６と透明電極基板１５とを、画素電極３（又は配向膜５）と透明電極１３（又は配向膜１４）とが対向するようにして貼り合わせる。
このとき、液晶２３は、液晶駆動基板６の配向膜５及び透明電極基板１５の配向膜１４にそれぞれ接触しているが、未硬化状態のシール材２１には接触していない。
【００２９】
実施例では、所定の圧力に減圧された真空チャンバ内で液晶駆動基板６と透明電極基板１５との貼り合わせを行った。
【００３０】
［シール材半硬化工程］
図１（ステップ６）及び図７に示すように、減圧環境下において、遮光マスク２５を用いて、環状に塗布されたシール材２１の内周面を含む内周表層部Ａ２１に低照度の紫外線ＵＶ１を照射する。
遮光マスク２５は、内周表層部Ａ２１に対応する領域が光透過領域Ａ２５となっており、光透過領域Ａ２５以外の領域は、シール材２１の内周表層部Ａ２１以外の領域Ｂ２１及び表示画素領域４に紫外線ＵＶ１が照射されないように遮光領域Ｂ２５となっている。
【００３１】
低照度の紫外線ＵＶ１が照射された内周表層部Ａ２１（樹脂２１ａ）は半硬化状態になる（図８参照）。
ここでいう半硬化状態とは、液晶２３がシール材２１に接触した際にシール材２１（樹脂２１ａ）が液晶２３中に溶出しない程度に硬化した状態をいう。
【００３２】
このとき、シール材２１において、半硬化状態とされた内周表層部Ａ２１以外の領域Ｂ２１（樹脂２１ａ）は未硬化状態である。
また、このとき、液晶２３は、シール材２１の半硬化状態とされた内周表層部Ａ２１とは接触していない。
また、このとき、液晶駆動基板６，透明電極基板１５，シール材２１，及び液晶２３によって囲まれた空隙Ｓは、減圧された閉空間となっている。
【００３３】
［セルギャップ調整工程］
図１（ステップ７）及び図９に示すように、大気圧環境下で、液晶駆動基板６と透明電極基板１５とのセルギャップ及びその分布範囲が所定の値及び所定の分布範囲となるようにセルギャップ調整を行う。
このセルギャップ調整の際に、液晶２３は外周部に向かって広がるため、減圧状態の空隙Ｓは液晶２３で充填される。
【００３４】
セルギャップ調整の際、液晶２３はシール材２１の内周表層部Ａ２１に接触するが、内周表層部Ａ２１（樹脂２１ａ）は半硬化状態にあるため、シール材２１（樹脂２１ａ）が液晶２３中に溶出することを防止できる。
また、シール材半硬化工程で低照度の紫外線ＵＶ１を照射した際、内周表層部Ａ２１が所望の半硬化状態よりもさらに硬化が進んだ状態になってしまった場合においても、未硬化状態の領域Ｂ２１のシール材２１が外周方向に容易に広がるので、シール材２１の形状は容易に変化する。このため、セルギャップ調整を容易に、かつ高精度に行うことができる。
また、セルギャップ調整の際、シール材２１は外周部側で変形するものの、内周表層部Ａ２１は半硬化状態にあるので、内周部側ではほとんど変形しない。そのため、液晶２３が充填される領域におけるセルギャップ調整による体積変化を抑制することができるので、セルギャップ調整を容易に、かつ高精度に行うことができる。
【００３５】
［シール材本硬化工程］
図１（ステップ８）及び図１０に示すように、遮光マスク２７を用いて、表示画素領域４が遮光された状態で、シール材２１全体に紫外線ＵＶ１よりも高照度の紫外線ＵＶ２を照射する。
遮光マスク２７は、シール材２１に対応する領域が光透過領域Ａ２７となっており、光透過領域Ａ２７以外の領域は、表示画素領域４に紫外線ＵＶ２が照射されないように遮光領域Ｂ２７となっている。
【００３６】
さらに、図１（ステップ９）及び図１１に示すように、上記の液晶駆動基板６と透明電極基板１５との貼り合わせ構造体２９を所定の時間、所定の温度で加熱することにより、シール材２１全体を本硬化させる。
ここでいう本硬化とは、硬化後のシール材２１（樹脂２１ａ）が所望の特性（例えば液晶駆動基板６及び透明電極基板１５との密着強度や吸水率等）を有する状態になることをいう。
【００３７】
［素子分離工程］
図１（ステップ１０）に示すように、上記工程を経た貼り合わせ構造体２９を素子毎に分断することにより、液晶表示素子３０（図１０参照）が一度に複数得られる。
【００３８】
上述した液晶表示素子の製造方法によれば、特に、液晶と接触する側のシール材の内周表層部のみを半硬化させた状態でセルギャップ調整をした後に、シール材全体を本硬化させることにより、液晶がシール材によって汚染されることなく、セルギャップ調整を容易に行うことができ、また、硬化した表層部を突き破るための複数の凸部を形成する必要がないので生産性を向上できるという効果を奏します。
【００３９】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００４０】
例えば、実施例では、シール材の内周面を含む内周表層部のみに紫外線ＵＶ１を照射するために遮光マスク２５を用いたが、これに限定されるものではない。
遮光マスク２５に替えて、光ファイバやレンズ等の光学部材を用い、紫外線ＵＶ１をスポット状に集光させてシール材の内周に沿って環状に走査させるようにしてもよいし、紫外線ＵＶ１をライン状に集光させてシール材の内周面を含む内周表層部のみを硬化するようにしてもよい。
【００４１】
また、実施例では、表示画素領域を遮光してシール材全体に紫外線ＵＶ２を照射するために遮光マスク２７を用いたが、これに限定されるものではない。
遮光マスク２７に替えて、光ファイバやレンズ等の光学部材を用い、紫外線ＵＶ２をスポット状に集光させてシール材の内周に沿って環状に走査させるようにしてもよいし、紫外線ＵＶ２をライン状に集光させてシール材の内周面を含む内周表層部のみを硬化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１＿半導体基板
２＿駆動回路部
３＿画素電極
４＿表示画素領域
５，１４＿配向膜
６＿液晶駆動基板
１１＿透明基板、１１ａ，１１ｂ＿面
１２＿反射防止膜
１３＿透明電極
１５＿透明電極基板
２１＿シール材、２１ａ＿樹脂、２１ｂ＿スペーサ
２３＿液晶
２５，２７＿遮光マスク
２９＿貼り合わせ構造体
３０＿液晶表示素子
Ａ２１＿内周表層部、ＵＶ１，ＵＶ２＿紫外線、Ｓ＿空隙

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素電極が形成された表示画素領域を有する液晶駆動基板に、前記表示画素領域を囲うように光硬化性を有するシール材を環状に塗布するシール材塗布工程と、
前記シール材塗布工程の後に、前記表示画素領域上に液晶を供給する液晶供給工程と、
前記液晶供給工程の後に、透明電極が形成された透明電極基板と前記液晶駆動基板とを、前記複数の画素電極と前記透明電極とが向かい合い、かつ前記液晶と前記シール材とが互いに接触しないようにして、前記シール材を介して貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記貼り合わせ工程の後に、前記シール材の内周表層部に所定照度の光を照射する第１の光照射工程と、
前記第１の光照射工程の後に、前記透明電極基板と前記液晶駆動基板とのセルギャップ調整を行うセルギャップ調整工程と、
前記セルギャップ調整工程の後に、前記シール材全体に前記所定照度よりも高い照度の光を照射する第２の光照射工程と、
を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１の光照射工程では、前記所定照度の光を、前記内周表層部に対応する領域が光透過領域である遮光マスクを介して前記内周表層部に照射することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。

【図１】