JP5184055B2 - 液晶表示装置用セル - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置用セル及びその製造方法に関する。さらに、液晶表示装置の製造方法に関する。

液晶表示装置は、薄膜トランジスタ、配向膜などを積層したＴＦＴ素子基板等のアレイ基板と、カラーフィルタ、配向膜などを積層したカラーフィルタ基板（対向基板）とが面内スペーサを用いて所定の間隔を隔てて重ね合わされている。そして、一対の対向基板間の周縁部に形成されたシールパターン内に液晶が充填されている。アレイ基板、カラーフィルタ基板の非対向面側には、それぞれ偏光板が配置され、片方の基板側にバックライトなどが配置されている。

面内スペーサには、球状スペーサや柱状スペーサが用いられる。柱状スペーサを用いる方式によれば、スペーサ周辺の光漏れを抑制して、コントラスト比を改善することができるので、球状スペーサを用いる場合に比して、表示品位を高めることができる。また、柱状スペーサを用いることで、スペーサ移動による配向異常を避けることが可能となり、耐振動衝撃性を向上させることができる。

特許文献１には、パネル周辺部近傍の表示ムラを防止するために、表示領域のみならず、表示領域の外側に区画される額縁領域にも柱状スペーサを配置する構成が提案されている。図１２に、特許文献１に記載の液晶表示装置の断面図を示す。液晶表示装置１５０は、同図に示すように、アレイ基板１１０、カラーフィルタ基板１２０、柱状スペーサ１０５等を備える。そして、柱状スペーサ１０５は、表示領域１４０のみならず、表示領域の外側に区画される額縁領域１４１にも形成されている。

ところで、液晶表示装置は、以下の製造工程により得られる。まず、第1マザー基板に複数のアレイ基板部を、第２マザー基板に複数のカラーフィルタ基板部をアレイ状に形成する。次いで、第1マザー基板若しくは第２マザー基板の一方の対向面にシール材の塗布を行った後に、一対のマザー基板を貼り合せ、シール材を硬化することにより液晶表示用セルを製造する。そして、得られた液晶表示セルを分断することにより、複数の液晶表示パネルを得、これに偏光板やバックライト等を搭載することにより液晶表示装置が得られる。

近年、液晶表示装置の薄型化、軽量化に対する要望が、ますます高まっている。このため、液晶表示装置を構成する第１マザー基板、若しくは第２マザー基板を構成するガラス基板を研磨、エッチング等によって薄型化する手法が広く用いられている（例えば、特許文献２）。ガラス基板を薄型化する際には、第1マザー基板と第２マザー基板とを貼り合せて、シール材を硬化せしめた後に研磨、エッチングを行うことが多いが、薄型化処理時に使用する洗浄水やエッチング液等が、液晶表示パネル内に侵入しないようにする必要がある。そこで、一対のマザー基板間の周縁部を封止手段により封止した後に薄型化処理を行う。
２００２−２７７８６５号公報 段落番号００２９−００３０、図１−図３ ２００１−３３７９５号公報

しかしながら、上記シール材を硬化する工程においては、シール材の硬化により発生するガスを、一対のマザー基板外に放出させるために多くの時間を要してしまうという問題があった。とりわけ、マザー基板を構成する絶縁膜等に有機膜を使用した場合には、熱圧着のための時間を多く要する。場合によっては、ガスが抜けきらずにシールが硬化されてしまい、液晶表示パネルの周縁部の対向ギャップが、その他の領域の対向ギャップに比して厚くなってしまう場合があった。液晶表示パネル内の対向ギャップムラは、品質の低下や歩留まりの低下を招来する。このため、シール材を硬化する工程において発生するガスを短時間に、かつ十分に放出する技術の開発が切望されていた。

また、上記薄型化処理工程で用いる水やエッチング液が、液晶表示パネル内に侵入してしまう場合があり、歩留まりや品質の低下を招来していた。このため、薄型化処理工程に際して、水やエッチング液等が液晶表示パネル内に侵入しない技術の開発が強く望まれていた。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高品質であって、かつ歩留まりの高い液晶表示装置用セル及びその製造方法、並びに液晶表示装置の製造方法を提供することである。

本発明に係る液晶表示装置用セルの製造方法は、多面取りされる液晶表示パネルを備えた液晶表示装置用セルであって、一対のマザー基板の少なくともいずれかのマザー基板における周縁部近傍、及び前記液晶表示パネル形成領域に柱状スペーサを形成する工程と、前記一対のマザー基板を対向するように貼り合せる工程と、を備え、前記一対のマザー基板の周縁部の対向ギャップが保持できるように、前記液晶表示パネル領域と前記周縁部近傍とで柱状スペーサの形成パターンを変更して形成するものである。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶表示パネルを備える液晶表示装置の製造方法であって、一対のマザー基板の少なくともいずれかのマザー基板における周縁部近傍、及び前記液晶表示パネル形成領域に柱状スペーサを形成する工程と、前記一対のマザー基板を対向するように貼り合せる工程と、前記一対のマザー基板を分断して液晶表示パネルを得る工程とを備え、前記一対のマザー基板の周縁部の対向ギャップが保持できるように、前記液晶表示パネル領域と前記周縁部近傍とで柱状スペーサの形成パターンを変更して形成するものである。

本発明に係る第１の態様の液晶表示装置用セルは、多面取りされる液晶表示パネルを備えた液晶表示装置用セルであって、互いに対向配置される一対のマザー基板の間隙を保持する柱状スペーサが、前記液晶表示パネル領域、及び前記一対のマザー基板間の周縁部近傍に配置され、前記周縁部近傍の前記柱状スペーサの密度が、前記液晶表示パネルのそれに比して低いものである。

本発明に係る第２の態様の液晶表示装置用セルは、多面取りされる液晶表示パネルを備えた液晶表示装置用セルであって、互いに対向配置される一対のマザー基板の間隙を保持する柱状スペーサが、前記液晶表示パネル領域、及び前記一対のマザー基板間の周縁部近傍に配置され、前記マザー基板における周縁部近傍の前記柱状スペーサのサイズが、前記液晶表示パネルのそれに比して小さいものである。

本発明によれば、高品質であって、かつ歩留まりの高い液晶表示装置用セル及びその製造方法、並びに液晶表示装置の製造方法を提供することができるという優れた効果を有する。

以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。また、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なる。

［実施形態１］
図１（ａ）に、本実施形態１に係る液晶表示装置５０の平面図を、図１（ｂ）に、図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ切断部断面図を示す。本実施形態１においては、スイッチング素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor））方式の液晶表示装置を例として説明する。

液晶表示装置５０は、図１（ｂ）に示すように、第１基板としてのアレイ基板１０と、アレイ基板１０に対向配置される第２基板としてのカラーフィルタ基板２０を備える。そして、この一対の基板間の周縁に形成されたシールパターンにより両基板が貼り合わされ、その間に液晶７が充填されている。

アレイ基板１０は、光透過性を有するガラス基板からなる第１絶縁性基板１１を備える。第１絶縁性基板１１のカラーフィルタ基板２０との対向面には、液晶７を配向させるための第１配向膜１６が形成され、外側主面には第１偏光板１７が配設されている。第１配向膜１６の下層には、液晶７を駆動する電圧を印加する画素電極１５、画素電極１５に電圧を供給するＴＦＴ等のスイッチング素子（不図示）、スイッチング素子に信号を供給する配線１２等を備える。また、スイッチング素子、配線１２を覆う絶縁膜１４、スイッチング素子に供給する信号を外部から受け入れる端子電極１３、端子電極１３から入力された信号を後述する共通電極２４へ伝達するためのトランスファ電極（不図示）等を備える。アレイ基板１０には、その名称の如く画素電極１５やスイッチング素子が画素毎にアレイ状に配置されている。

カラーフィルタ基板２０は、光透過性を有するガラス基板からなる第２絶縁性基板２１を備える。第２絶縁性基板２１のアレイ基板１０との対向面には、液晶７を配向させるための第２配向膜２６が形成され、外側主面には第２偏光板２７が配設されている。第２配向膜２６の下層には、アレイ基板１０上に設けられた画素電極１５との間に電界を生じさせて、液晶７を駆動する共通電極２４を備える。共通電極２４の下部には、カラーフィルタ層２３、遮光層２２等を備える。

共通電極２４は、アレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０間に形成されたトランスファ材（不図示）を介して、アレイ基板１０上に配置されたトランスファ電極（不図示）と電気的に接続されるように構成されている。そして、外部から端子電極１３に入力された信号は、トランスファ電極及びトランスファ材を介して共通電極２４に伝達するように構成されている。これにより、共通電極２４に共通電位が供給され、画素電極１５と共通電極２４の間で電界を生じることによって液晶７を駆動することができる。

アレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隙における周縁領域には、表示領域を囲むように、パネル内シール３が形成されている（図１参照）。パネル内シール３は、図１に示すように、後述する製造工程で説明する液晶を注入するための液晶注入口３ａを備える。

アレイ基板１０は、図１に示すように、カラーフィルタ基板２０より外径寸法が大きく、カラーフィルタ基板２０との非対向領域に、上記端子電極１３が配置されている。アレイ基板１０とカラーフィルタ基板２０との間隙は、面内スペーサである柱状スペーサ５によって、所定の間隔となるように保持されている。

液晶表示装置５０は、上記の他、各種駆動信号を発生する制御基板３１、制御基板３１を端子電極１３に電気的に接続するＦＦＣ（Flexible Flat Cable）３２、バックライトユニット（不図示）等も備えている。バックライトユニットは、液晶表示パネルの背面側から光を照射するように、液晶表示装置５０の反視認側に配置されている。

次に、本実施形態１に係る液晶表示装置５０の動作について説明する。例えば、制御基板３１から電気信号が入力されると、各種信号がＦＦＣ３２を介して端子電極１３に供給される。そして、端子電極１３から、走査信号や表示信号が配線１２に供給される。これにより、配線１２と電気的に接続された画素電極１５に表示電圧が印加される。また、端子電極１３から入力された信号がトランスファ電極及びトランスファ材を介して共通電極２４に伝達し、共通電極２４に共通電位が供給される。これにより、画素電極１５及び共通電極２４間に電界が発生する。

画素電極１５と共通電極２４との間の電界に応じて液晶７の分子の方向が変わる。そして、バックライトユニットの発する光がアレイ基板１０、液晶７、カラーフィルタ基板２０を介して外部へ透過あるいは遮断されることにより、液晶表示装置に映像等が表示される。

なお、上記の液晶表示装置５０の構成は一例であり、他の構成であってもよい。また、液晶表示装置５０の動作モードは、ＴＮ（Twisted Nematic）モードや、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、強誘電性液晶７モード等でもよい。駆動方法は、単純マトリクスやアクティブマトリクス等でもよい。さらに、図１においてカラーフィルタ基板２０に設けた共通電極２４をアレイ基板１０側に配置して、画素電極１５との間に横方向に電界をかける横電界方式を用いた液晶表示装置でもよい。

続いて、本実施形態１に係る液晶表示装置用セル１００について説明する。図２は、本実施形態１に係る液晶表示装置用セル１００の模式的平面図である。液晶表示装置用セル１００は、第１マザー基板１、第２マザー基板２からなる一対の基板を備える。図２の例においては、説明の便宜上、第１マザー基板１の他、パネル内シール３、周縁シール４、柱状スペーサ５、周縁封止材６のみを図示する。

液晶表示装置用セル１００は、後述する分断工程において、第１マザー基板１及び第２マザー基板２を分断することにより複数の液晶表示パネルが得られる。図２の例においては、矩形状の一対のマザー基板に、４×４個の液晶表示パネルが形成されている例を示している。周縁シール４、周縁封止材６は、両者併せて封止手段として機能する。これにより、第１マザー基板１、又は／及び第２マザー基板を薄型加工する際に、水やエッチング液等が侵入することを防止する。

周縁シール４は、後述するシール硬化工程で、一対のマザー基板間内部で発生するガスを放出するための開口部４ａを有する。本実施形態１においては、周縁シール４として、各液晶表示パネルのパネル内シール３と略平行、略同一長さを有し、かつその端部から各近傍の辺に略垂直な方向のガイド部４ｂを備えるシールパターンを、第２マザー基板２の各辺近傍のパネル内シール３と対向する位置に設けた。ガイド部４ｂを設けることにより、シールパターンの強度を高めることができる。また、液晶表示パネルの形成領域近傍に開口部４ａを備えているので、シール硬化工程で発生するガスを容易に放出させることができる。また、図２に示すように、周縁シール４をパネル内シール３と対向する位置に設けているので、後述する液晶表示装置用セル１００の分断工程において、周縁シール４を切断する必要がない。

一対のマザー基板間における周縁領域は、全周に亘って周縁封止材６により封止されている。なお、薄型加工する際に水やエッチング液等の侵入を防ぐことができれば、必ずしも周縁封止材６が基板端部全周に亘って形成されていなくてもよい。すなわち、少なくとも、周縁シール４の開口部４ｂを塞いでいればよい。

本実施形態１においては、図２に示すように、柱状スペーサ５が、液晶表示パネル形成領域のみならず、一対のマザー基板間の周縁部近傍領域Ａ１にも形成されている。図３に、一対のマザー基板のコーナー部近傍領域（図２の点線Ａで囲んだ領域）の部分拡大平面図を示す。同図に示すように、マザー基板の周縁部近傍に形成された柱状スペーサ５の密度は、液晶表示パネル形成領域を含む非周縁部近傍領域に形成された柱状スペーサ５の密度よりも低くなるように形成されている。その理由については、後述する。

なお、周縁シール４、周縁封止材６、及び、周縁部近傍領域に形成された柱状スペーサ５は、後述する一対のマザー基板の分断工程後において、液晶表示パネルと分離され、最終製品には残らない部分である。

次に、本実施形態１に係る液晶表示装置用セル１００及び液晶表示装置５０の製造方法について図４のフローチャート図を用いて説明する。

まず、複数のアレイ基板部を有する第１マザー基板１、及び複数のカラーフィルタ基板部を有する第２マザー基板２を作製する。なお、第１マザー基板１及び第２マザー基板２は、それぞれ前記液晶表示装置における第１絶縁性基板１１、第２絶縁性基板２１に相当する（図１参照）。マザー基板に形成されたアレイ基板部、カラーフィルタ基板部は、後の工程でアレイ基板１０、カラーフィルタ基板２０となる。この工程では、一般的な方法により製造することができるので、簡単に説明する。

まず、第１マザー基板１及び第２マザー基板２にそれぞれ複数のアレイ基板部、カラーフィルタ基板部を作製する（ステップＳ１）。具体的には、ガラス基板からなる第１マザー基板１の一主面に、ＴＦＴ等のスイッチング素子、配線１２、端子電極１３、絶縁膜１４、画素電極１５等を形成する。また、ガラス基板からなる第２マザー基板２の一主面に、遮光層２２、着色層２３、及び共通電極２４をパターン形成する。これらは、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターニング、エッチング等により得ることができる。第１マザー基板１、第２マザー基板２から多数の液晶表示装置５０が効率よく製造できるように、各マザー基板の短辺、及び長辺と平行に液晶表示装置の面付けが並ぶように規則正しく配置する。

さらに、本実施形態１においては、第２マザー基板２上に柱状スペーサ５を形成する。柱状スペーサ５は、前述したとおり、各液晶表示パネルの他、第２マザー基板２の周縁部近傍領域Ａ１にも形成する。但し、第２マザー基板２の周縁部近傍領域Ａ１の柱状スペーサの密度は、その他の領域の柱状スペーサの密度よりも低くなるようにする。柱状スペーサ５としては、公知のものを用いることができる。製造工程を簡便化する観点からは、感光性樹脂を用いることが好ましい。柱状スペーサ５は、まず、感光性樹脂等をスピンコート方式により塗布することにより塗膜を形成し、露光、現像等のフォトリソグラフィー工程を経て、所望の形状の柱状スペーサ５を所望の密度にて形成する。

本実施形態１においては、第２マザー基板２端部から５ｍｍ以内の領域における柱状スペーサ５の密度は、それ以外の内部領域の柱状スペーサ５の密度に比して１／４となるように配置した。すなわち、液晶表示パネルに通常形成される柱状スペーサの密度に対して、第２マザー基板２端部から５ｍｍ以内の領域においては、柱状スペーサの密度をその１／４となるように配置した。柱状スペーサ５の形状及びサイズは、液晶表示パネルに通常用いる形状及びサイズに統一した。

次に、基板洗浄工程において、アレイ基板部が形成されている第１マザー基板１を洗浄する（ステップＳ２）。そして、配向膜形成工程において、第１マザー基板１の画素電極１５が形成された面に、第１配向膜１６を形成する（ステップＳ３）。この工程では、例えば印刷法により有機膜からなる第１配向膜１６を塗布し、ホットプレートなどにより、焼成処理して乾燥させる。その後、ラビング工程において、第１配向膜１６にラビングを施すことにより配向処理を行う（ステップＳ４）。

第２マザー基板２についても、上記ステップＳ２からステップＳ４と同様の工程、すなわち、基板洗浄、第２配向膜２６形成、及びラビング処理を行う。なお、第２マザー基板２の場合、共通電極２４が形成された面に、第２配向膜２６を形成する。

続いて、シール材塗布工程において、スクリーン印刷装置により、第１マザー基板１若しくは第２マザー基板２の一方の対向面に、シール材によりパネル内シール３、周縁シール４の塗布処理を行う（ステップＳ５）。シール材には、例えばエポキシ系接着材等の熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂を用いる。周縁シール４には、シール硬化工程において、液晶表示パネル内に溜まったガスを基板外に放出するためのガイドを設けることが好ましい。次に、トランスファ材塗布工程において、第１マザー基板１、若しくは第２マザー基板２の一方の対向面に、トランスファ材の塗布処理を行う（ステップＳ６）。

その後、貼り合わせ工程において、第１マザー基板１と第２マザー基板２とを貼り合わせる（ステップＳ７）。これにより、それぞれのアレイ基板部及びカラーフィルタ基板部が貼り合わせられ、図２に示すように、複数の液晶表示パネルがアレイ状に形成される。そして、シール硬化工程において、第１マザー基板１と第２マザー基板２とを貼り合わせた状態で、パネル内シール３及び周縁シール４を完全に硬化させる（ステップＳ８）。この工程は、例えば用いるシール材の材質に合わせて熱を加えることや、紫外線を照射することにより行われる。

次いで、第１マザー基板１と第２マザー基板２とが貼り合わされた状態で、両基板間の周縁部の全周を覆うように周縁封止材を形成する（ステップＳ９）。この工程では、一対のマザー基板の厚み方向に圧力を加えた状態で、一対のマザー基板の間隙の側面部全周に、封止材として硬化型樹脂を塗布する。その後、一対のマザー基板に加えられた圧力を解除することにより、一対のマザー基板の間隙の周縁部近傍領域に硬化型樹脂が引き込まれる。そして、硬化型樹脂に光を照射することにより、一対のマザー基板の全周に周縁封止材が形成され、封止される。これにより、周縁シールのガイド部４ｂが塞がれる。なお、本実施形態１においては、一対のマザー基板間の封止手段として、周縁シール４と周縁封止材６を用いた例について説明したが、後述する薄型化処理時に水や薬液等が液晶表示パネル内に侵入しない態様であれば、特に上記形態に限定されない。

一対のマザー基板間の周縁部に封止パターンを形成した後、第１マザー基板１、第２マザー基板２のいずれか一方、若しくは両基板に対してガラス薄型加工を施す（ステップＳ１０）。この薄型加工は、物理的な研磨や薬液などによる化学的な研磨等を適宜選択する。いずれの方法を用いた場合にも、薄型加工後に水による洗浄が行われる。このようにして液晶表示装置用セルが製造される。

次に、セル分断工程において、貼り合わされた一対のマザー基板を多数の個別のセル（液晶表示パネル）に分断する（ステップＳ１１）。この分断工程において、個別セルに不要な基板周縁部は切断除去される。基板周縁部に形成された柱状スペーサ５や周縁封止材６、周縁シール４についても不要な周縁部として除去される。

そして、液晶注入工程において、個々の個別セルに対して液晶注入口３ａから液晶７を注入する（ステップＳ１２）。この工程は、液晶７を液晶注入口３ａから真空注入により充填することにより行われる。さらに、封止工程において、液晶注入口３ａをパネル封止材（不図示）によって封止する（ステップＳ１３）。この工程では、液晶表示セルの厚み方向に圧力を加えた状態で、液晶注入口３ａに、パネル封止材として硬化型樹脂を塗布する。その後、液晶表示セルに加えられた圧力を解除することにより、液晶注入口３ａ内へ硬化型樹脂が引き込まれる。そして、硬化型樹脂に光を照射することにより、パネル封止材が形成される。その後、偏光板貼付工程において、液晶セルに第１偏光板１７、第２偏光板２７を貼り付け（ステップＳ１４）、制御基板実装工程において、制御基板３１を実装する（ステップＳ１５）。これにより、液晶表示装置５０が完成する。

次に、本実施形態１の態様により、本発明の目的が達成できる理由について説明する。図５は、第２マザー基板２上に柱状スペーサを形成する感光性樹脂を塗膜し、塗膜膜厚を第２マザー基板２の基板端部からの距離に対してプロットしたものである。なお、同図の膜厚は、基板内平均膜厚により規格化した値を示している。同図より、基板端より５ｍｍ以内の周縁部近傍については、その他の非周縁部近傍に比して２〜３倍厚くなってしまうことがわかる。これは、感光性樹脂の塗布にスピンコート法を利用しているためである。このため、従来は、基板の周縁部近傍領域Ａ１には、柱状スペーサを配置していなかった。

しかしながら、図１３に示すように、一対のマザー基板間の間隙が、基板端部において狭くなってしまう場合があり、マザー基板間の周縁を封止する封止工程において、封止不良が発生し、これによって液晶表示パネル内に水やエッチング液等が侵入してしまう場合があった。

本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、マザー基板の周縁部近傍領域Ａ１に柱状スペーサ５を配置し、かつマザー基板の周縁部近傍領域Ａ１の柱状スペーサ５の密度を、その他の非周縁部近傍の柱状スペーサの密度よりも低くなるように形成することにより、第１マザー基板と第２マザー基板との周縁部近傍領域の対向ギャップ（対向する一対の基板間の間隙）が、非周縁部近傍領域に比して厚くならずに、良好な対向ギャップに調整することができることを突き止めた。その結果、図１３に示すように、第１マザー基板１と第２マザー基板２との間隙における周縁部近傍で、対向ギャップが狭くなることを防止でき、マザー基板間の周縁部を封止する封止工程（ステップＳ９）において、周縁封止材６を第１マザー基板１と第２マザー基板との端部間隙に良好に引き込ませることができる。

図１３に示すように、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップが狭いと、シール硬化工程において、液晶表示パネル内に溜まったガスを基板外に十分に放出させるために多くの時間を要する。とりわけ、マザー基板を構成する絶縁膜などに有機膜を使用した場合には、熱圧着時間がかかってしまう。場合によっては、ガスが抜けきらずにシールが硬化されてしまい、液晶表示パネルの周縁部の対向ギャップが厚めになってしまう。本実施形態１によれば、柱状スペーサ５を基板の周縁部近傍まで設け、かつ周縁シール４にガイド部４ｂを設けているので、シール硬化時に発生するガスを短時間に、かつ十分に放出させることができる。

本実施形態１によれば、柱状スペーサを一対のマザー基板間の周縁部近傍にも配設しているので、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップが狭くなることを防止できる。また、マザー基板の端部近傍の柱状スペーサの塗布膜厚が厚くなってしまうという問題に対しては、マザー基板間の周縁部近傍の柱状スペーサの密度を、非周縁部近傍のそれに比して小さくしているので、マザー基板端部において、その他の領域よりも基板間の対向ギャップが広くなることを防止できる。その結果、品質が高く、かつ歩留まりの高い液晶表示装置用セル、及びその製造方法を提供することができる。

具体的には、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップが狭くなることを防止できるので、シール硬化工程において、発生するガスを短時間で、かつ、十分に放出させることができる。このため、ガスが抜けきらずにシールが硬化されてしまい、液晶表示パネルの周縁部の対向ギャップが、その他の領域の対向ギャップに比して厚くなってしまうという問題を防止できる。また、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップが狭くなることを防止できるので、薄型化処理工程前の周縁封止材をマザー基板端に容易に引き込むことができる。その結果、周縁封止材の形成不良を防止でき、ガラス基板の薄型化処理工程において、水や薬液等が液晶表示パネル内に侵入しない。

しかも、液晶表示パネル内に配置する柱状スペーサ形成工程と同時にマザー基板の周縁部近傍に柱状スペーサを形成することができるので、製造工程数が増えることもない。また、第１マザー基板１と第２マザー基板２を貼り合せ、液晶表示パネルに分断する前にガラス基板の薄型化処理を歩留まり高く行っているので、コスト低減を図ることができる。また、第１マザー基板と第２マザー基板との間隙を保持する方式として、柱状スペーサを用いているので、球状スペーサに比して、表示品位を高めることができる。さらに、第1マザー基板と第2マザー基板との間隙を保持する方式として、球状スペーサを用いた場合には、薄型化処理工程時に、基板が押し込まれて基板間の対向ギャップにムラが生じる場合があった。球状スペーサに代えて柱状スペーサを用いることにより、この問題を解決することができる。

なお、本実施形態１においては、柱状スペーサ５を第２マザー基板に形成する例について述べたが、第１マザー基板に形成してもよいし、両基板に形成してもよい。また、第１マザー基板、第２マザー基板の例として、ガラス基板を用いた例について述べたが、ポリカーボネート等の他の基板についても本件発明を適用することができる。また、本実施形態１においては、基板端から５ｍｍまでの領域を周縁部近傍として、当該領域の柱状スペーサの配置密度を、その他の領域の配置密度よりも低くした例について説明したが、これに限定されるものではない。スピンコートの塗布条件や用いる材料、塗布温度等により膜厚変動の大きいエリアは変動し得るものであり、膜厚変動の大きい領域を周縁部近傍として、柱状スペーサの配置密度を調整すればよい。また、柱状スペーサは、少なくとも液晶表示パネル形成領域と、基板周縁部近傍Ａ１の領域に形成されていればよい。

[実施形態２]
次に、上記実施形態とは異なる柱状スペーサのパターンを有する液晶表示装置用セルの一例について説明する。なお、以降の説明において、上記実施形態と同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

本実施形態２に係る液晶表示装置用セルは、上記実施形態１に係る液晶表示装置用セルと、以下の点を除く基本的な構造、及び製造方法が同じである。すなわち、上記実施形態１に係る柱状スペーサ５は、一対のマザー基板における周縁部近傍の密度が、非周縁部近傍の密度に比して低くなるようにしていたのに対し、本実施形態２に係る柱状スペーサ５は、形成位置によらず柱状スペーサ５の密度を同一とした点で相違する。また、上記実施形態１に係る柱状スペーサは、形成位置によらず同一サイズの柱状スペーサであったのに対し、本実施形態２に係る柱状スペーサは、一対のマザー基板における周縁部近傍のサイズが、非周縁部近傍のサイズに比して小さくなるようにしている点で相違する。

図６に、本実施形態２に係る液晶表示装置用セルのコーナー部近傍の部分拡大平面図を示す。本実施形態２においては、第２マザー基板２の基板端部から５ｍｍ以内のエリアの周縁部近傍の柱状スペーサ径を、非周縁部近傍領域のそれに比して０．７倍の径とした。

本実施形態２によれば、柱状スペーサを一対のマザー基板間の周縁部近傍にも配設しているので、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップが狭くなることを防止できる。また、マザー基板の端部近傍の柱状スペーサの塗布膜厚が厚くなってしまうという問題に対しては、マザー基板間の周縁部近傍の柱状スペーサのサイズを、非周縁部近傍のそれに比して小さくしているので、マザー基板端部において、その他の領域よりも基板間の対向ギャップが広くなることを防止できる。その結果、品質が高く、かつ歩留まりの高い液晶表示装置用セル、及びその製造方法を提供することができる。

具体的には、シール硬化工程において、発生するガスを短時間で、かつ、十分に放出させることができる。また、封止工程（ステップＳ９）における周縁封止材６の形成不良を抑制でき、ガラス基板の薄型化処理工程において、水や薬液等が液晶表示パネル内に侵入しない。その結果、歩留まり及び信頼性の高い液晶表示セルを提供することができる。また、上記実施形態と同様に、製造工程数が増えることがないので、コスト低減を図ることができる。

[実施形態３]
図７に、本実施形態３に係る液晶表示装置用セルのコーナー部近傍領域の部分拡大平面図を示す。本実施形態３においては、一対のマザー基板の周縁部近傍領域の柱状スペーサの密度を２段階に代える構造としている。これにより、柱状スペーサにより形成されたパターンの膜厚の制御が、より容易となる。具体的には、一対のマザー基板端５ｍｍの位置から３ｍｍのエリアの柱状スペーサの密度を、非周縁部近傍に比して１／４とし、一対のマザー基板端部から３ｍｍのエリアの柱状スペーサの密度を、非周縁部近傍に比して１／８とした。本実施形態３によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

[実施形態４]
図８に、本実施形態４に係る液晶表示装置用セルのコーナー部近傍領域の部分拡大平面図を示す。本実施形態４においては、一対のマザー基板の周縁部近傍領域をその他の非周縁部近傍に比して柱状スペーサの外径を太く、かつ密度を低くしている。これにより、基板端部において、柱状スペーサの剥がれ、密着不良を防止することができる。基板端部の柱状スペーサ径を太くしても、柱状スペーサの密度を小さくしているので、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

[実施形態５]
図９に、本実施形態５に係る液晶表示装置用セルのコーナー部近傍領域の部分拡大平面図を示す。本実施形態５においては、一対のマザー基板の周縁部近傍領域の柱状スペーサの密度を２段階にし、かつ、上記実施形態４と同様に周縁部近傍領域の柱状スペーサの外径サイズを、非周縁部近傍に比して大きくした。具体的には、一対のマザー基板端５ｍｍの位置から３ｍｍのエリアの柱状スペーサの密度を、非周縁部近傍に比して１／８とし、一対のマザー基板端部から３ｍｍのエリアの柱状スペーサの密度は、非周縁部近傍に比して１／１６とする。さらに、基板端部から５ｍｍのエリアの柱状スペーサの外径を、その他の非周縁部近傍領域の柱状スペーサの外径に比して３割太くした。本実施形態５によれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

[実施形態６]
次に、液晶表示装置用セルの製造工程において、薄型化処理を行わない場合の液晶表示装置用セルの一例について説明する。本実施形態６に係る液晶表示装置用セルは、上記実施形態１に係る液晶表示装置用セルと、以下の点を除く基本的な構造、及び製造方法が同じである。すなわち、上記実施形態１に係る液晶表示装置用セルの周縁部には、周縁シール４及び周縁封止材６を設けていたのに対し、本実施形態６に係る液晶表示装置用セルにおいては、周縁シール及び周縁封止材を設けていない点で相違する。

図１０に、本実施形態６に係る液晶表示装置用セル２００の模式的平面図を示す。液晶表示パネルは、上記実施形態１と異なり、周縁シール４が形成されておらず、第1マザー基板１と第２マザー基板２は、パネル内シール３により貼り合わされている。また、周縁シール４とともに封止手段として機能する周縁封止材６も形成されていない。一方、柱状スペーサ５は、上記実施形態１と同様の位置に、同様の形状及びサイズのものが配置され、第1マザー基板１と第２マザー基板２の間隙を保持している。すなわち、柱状スペーサ５が、液晶表示パネル形成領域のみならず、一対のマザー基板間の周縁部近傍領域Ａ１にも形成されている。

図１１に、一対のマザー基板のコーナー部近傍領域（図１０の点線Ｂで囲んだ領域）の部分拡大平面図を示す。同図に示すように、上記実施形態１と同様に、マザー基板の周縁部近傍に形成された柱状スペーサ５の密度は、液晶表示パネル形成領域を含む非周縁部近傍領域に形成された柱状スペーサ５の密度よりも低くなるように形成されている。

本実施形態６に係る液晶表示装置用セル２００及び液晶表示装置５０の製造方法について説明する。まず、上記実施形態１と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ８の工程を行う（図４参照）。但し、ステップＳ５のシール材塗布工程においては、上記実施形態１と異なり周縁シール４の塗布を行わない。すなわち、パネル内シール３の塗布を行う。その結果、ステップＳ８のシール硬化工程によりパネル内シール３領域が硬化される。ステップＳ８のシール硬化を行った後、上記実施形態１のステップＳ９の周縁封止材形成工程、及びステップＳ１０の薄型化処理工程を行わずに、次のステップ１１〜１５の工程を行う。各工程の詳細は、上記実施形態１と同様であるので割愛する。

本実施形態６によれば、柱状スペーサを一対のマザー基板間の周縁部近傍にも配設しているので、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップが狭くなることを防止できる。また、マザー基板の端部近傍の柱状スペーサの塗布膜厚が厚くなってしまうという問題に対しては、マザー基板間の周縁部近傍の柱状スペーサの密度を、非周縁部近傍のそれに比して小さくしているので、マザー基板端部において、その他の領域よりも基板間の対向ギャップが広くなることを防止できる。その結果、品質が高く、かつ歩留まりの高い液晶表示装置用セル、及びその製造方法を提供することができる。

具体的には、一対のマザー基板の周縁部近傍の対向ギャップを適切に保持することができるので、シール硬化工程において、発生するガスを短時間で、かつ十分に放出させることができる。このため、ガスが抜けきらずにシールが硬化されてしまい、液晶表示パネルの周縁部の対向ギャップが、その他の領域の対向ギャップに比して厚くなってしまうという問題を防止できる。

しかも、本実施形態６によれば、周縁シールを配設していないので、シール硬化工程（ステップＳ８）において、シール硬化時に発生するガスをより効率的に基板外に放出することができる。すなわち、より短時間に効率的にシール硬化工程を行うことができる。さらに、本実施形態６に係る製造工程によれば、上記実施形態１に比して工程数を２つ削減することができる。その結果、コスト低減を図ることができる。また、周縁シール材、及び周縁封止材が不要となる点からもコスト低減を図ることができる。用いる用途によっては、薄型化が要求されない用途もあり得る。また、薄型化よりも低コスト化が優先される場合もあり得る。かかる場合に、本実施形態６を好適に適用することができる。

なお、薄型化処理を行わない場合であっても、機械的強度等を高める観点等から、開口部を有する周縁シールを配設してもよいことは言うまでもない。

なお、上記実施形態１〜６においては、一対のマザー基板を構成する４つの辺の周縁部近傍領域において、柱状スペーサを配置していたが、これに限定されるものではない。例えば、基板の短辺側の周縁部近傍領域のみ、若しくは長辺側の周縁部近傍領域のみに柱状スペーサを配置してもよい。また、基板製造時の流動方向の関係等によって、一対のマザー基板の片側の辺だけにしか形成できない場合等においても本件発明を適用可能であり、上記と同様の効果を得ることができる。

（ａ）は実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ切断部断面図。 実施形態１に係る液晶表示装置用セルの要部の模式的平面図。 実施形態１に係る液晶表示装置用セルのコーナー部の部分拡大模式的平面図。 実施形態１に係る液晶表示装置の製造工程を説明するためのフローチャート図。 柱状スペーサを形成するための感光性樹脂の、基板端部に対して塗布膜厚をプロットしたグラフ。 実施形態２に係る液晶表示装置用セルのコーナー部の部分拡大模式的平面図。 実施形態３に係る液晶表示装置用セルのコーナー部の部分拡大模式的平面図。 実施形態４に係る液晶表示装置用セルのコーナー部の部分拡大模式的平面図。 実施形態５に係る液晶表示装置用セルのコーナー部の部分拡大模式的平面図。 実施形態６に係る液晶表示装置用セルの要部の模式的平面図。 実施形態６に係る液晶表示装置用セルのコーナー部の部分拡大模式的平面図。 従来例に係る液晶表示装置の構成を示す断面図。 従来例に係る液晶表示装置用セルの端部の構成を示す断面図。

符号の説明

１ 第１マザー基板
２ 第２マザー基板
３ パネル内シール
４ 周縁シール
５ 柱状スペーサ
６ 周縁封止材
７ 液晶
１０ アレイ基板
１１ 第１絶縁基板
１２ 配線
１３ 端子電極
１４ 絶縁膜
１５ 画素電極
１６ 第１配向膜
１７ 第１偏光板
２０ カラーフィルタ基板
２１ 第２絶縁基板
２２ 遮光層
２３ カラーフィルタ層
２４ 共通電極
２６ 第２配向膜
２７ 第２偏光板
３１ 制御基板
３２ ＦＦＣ
５０ 液晶表示装置
１００ 液晶表示装置用セル

Claims (4)

1. 多面取りされる液晶表示パネルを備えた液晶表示装置用セルであって、
   互いに対向配置される一対のマザー基板の間隙を保持する柱状スペーサが、前記液晶表示パネル領域、及び前記一対のマザー基板間の周縁部近傍に配置され、
   前記周縁部近傍、及び前記液晶表示パネル領域に配設される前記柱状スペーサの形状とサイズが同一であり、
   前記周縁部近傍の前記柱状スペーサの密度が、前記液晶表示パネル領域のそれに比して低い液晶表示装置用セル。
2. 多面取りされる液晶表示パネルを備えた液晶表示装置用セルであって、
   互いに対向配置される一対のマザー基板の間隙を保持する柱状スペーサが、前記液晶表示パネル領域、及び前記一対のマザー基板間の周縁部近傍に配置され、
   前記周縁部近傍、及び前記液晶表示パネル領域に配設される前記柱状スペーサの形状と密度が同一であり、
   前記周縁部近傍の前記柱状スペーサのサイズが、前記液晶表示パネル領域のそれに比して小さい液晶表示装置用セル。
3. 前記周縁部近傍の前記柱状スペーサは、前記マザー基板の端部側が被端部側よりも当該柱状スペーサの密度が低くなるように、二段階の密度で配設されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用セル。
4. 前記一対のマザー基板の周縁部が、封止手段により封止され、
   当該封止手段が、開口部を有する周縁シールと、前記一対のマザー基板間の周縁のうち、少なくとも前記周縁シールの開口部を塞ぐ周縁封止材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用セル。

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