(57)【要約】【課題】良好な表示特性を得ることができる液晶表示装置の製法を提供する。【解決手段】信号を入力するための電極が形成されている電極基板と対向基板をシール材により接着して、一対の基板間に滴下注入方式により注入された液晶を保持している液晶表示装置の製法であって、前記シール材より表示領域側の近傍において、前記電極基板または対向基板に高さ寸法が所定のセルギャップの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ幅寸法が５〜１００μｍである土手状の突起を形成する。【選択図】　　　　図１
2004070058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を入力するための電極が形成されている電極基板と対向基板をシール材により接着して、一対の基板間に滴下注入方式により注入された液晶を保持している液晶表示装置の製法であって、前記シール材より表示領域側の近傍において、前記電極基板または対向基板に高さ寸法が所定のセルギャップの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ幅寸法が５〜１００μｍである土手状の突起を形成する液晶表示装置の製法。
【請求項２】
信号を入力するための電極が形成されている電極基板と対向基板をシール材により接着して、一対の基板間に滴下注入方式により注入された液晶を保持している液晶表示装置の製法であって、前記シール材より表示領域側の近傍において、前記一対の基板を重ね合わせたときにほぼ一致する位置の基板上にそれぞれ土手状の突起を形成するとともに、２つの突起を併せた高さ寸法が所定のセルギャップの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ各幅寸法が５〜１００μｍである液晶表示装置の製法。
【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法に関する。さらに詳しくは、良好な表示特性を得ることができる液晶表示装置の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置およびその製法を説明する。まず薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をマトリクス状に形成した電極基板と対向基板の一対の基板それぞれに配向膜を形成したのち、ラビング処理を行なう。ついでセルギャップ（基板間隔）を均一に保持するためのスペーサを散布したのち、前記一対の基板を接着させるためのシール材を塗布する。このとき、スペーサとシール材はいずれか一方の基仮に形成する。
【０００３】
このスペーサの形成方法として、球状の樹脂を基板に散布する方法と予め基板に感光性樹脂を用いてパターニングし、形成する方法（柱状スペーサの形成方法）が一般的である。
【０００４】
前記シール材には、一般的に熱により反応する熱硬化型または光により反応する光硬化型が使用されている。
【０００５】
つぎに製造手順をプロセスごとに示す。
（１）重ね合わせ工程
一対の基板が所定の位置に一致するように重ね合わせる。
（２）圧着工程
所定のセルギャップを得るために加圧し、シール材を硬化する。
（３）パネル切断工程
所定のパネルサイズになるように基板の切断ラインに沿ってパネルを切断する。
（４）液晶注入工程
パネルを真空チャンバーに入れチャンバーを真空状態にする。真空状態のまま、液晶皿に載せた液晶をパネル注入口部に接触させる。ついで真空チャンバーを大気に開放することにより、パネル内外の差圧により液晶がパネル内に注入される。
（５）封止工程
パネル注入口に光硬化型樹脂を塗布したのち、光を照射して樹脂を硬化し、パネル注入口を塞ぐ。
【０００６】
これにより、得られた液晶パネルに駆動回路を接続させるなどの所定のプロセスを経ることにより所定の液晶表示装置を得る。
【０００７】
しかしながら、このような従来の液晶表示装置の製法では、製造工程が多く、各工程の処理時間が長いため生産期間が長くなる。とくに液晶注入工程では、基板間隔が５μｍ程度と狭いため、液晶をパネル内に充填するのに非常に長い時間が必要になる。
【０００８】
これに対し、滴下注入方式が提案されている。本方式は、シールの塗布およびスペーサの散布後にいずれか一方の基板に液晶を滴下し、真空チャンバー内で一対の基板を重ね合わせることで、重ね合わせと液晶注入を同時に行なう方式であり、工程数を削減することができるとともに、工程の処理時間を短縮することができる。
【０００９】
この滴下注入方式について詳細に説明する。まず、いずれか一方の基板上に液晶を注入する領域を決定するシール材および基板間隔を均一に保持するためのスペーサを形成する。本方式では、スペーサを基板と固着しておく必要があるため、固着スペーサを用いてスペーサ散布後熱処理を行なうか、または柱状スペーサをパターニングして形成する必要がある。
【００１０】
この滴下注入方式にて使用するシール材には、光・熱硬化型シール材以外に、熱硬化型シール材または光硬化型シール材がある。
【００１１】
つぎに製造手順をプロセスごとに示す。
（１）真空貼り合わせ工程
基板に液晶を必要量滴下する。こののち、真空チャンバー内で２枚の基板を所定の位置に重ね合わせる。ついで真空チャンバーを大気に開放し、パネルを大気圧で均一に加圧する。
（２）シール材硬化工程（圧着工程）
光照射を行ない、シール材を硬化したのち、加熱処理することによりさらに硬化を進行させる。
（３）パネル分断工程
基板を切断ラインに沿って所定の大きさに切断する。
【００１２】
これにより、得られた液晶パネルに駆動回路を接続させるなどの所定のプロセスを経ることにより所定の液晶表示装置を得る。
【００１３】
このように、本方式では重ね合わせ工程および液晶注入工程を真空貼り合わせ工程一つに集約できる。また、本方式では従来のプロセスのような真空注入方式を用いる必要がないため、短時間で液晶表示装置を作製することができる。
【００１４】
しかし、本方式では未硬化のシール材と液晶が接するため、液晶への汚染による表示不良が発生しやすい。この解決策として、シール材と液晶とのあいだに突起を設け、液晶とシール材を接触させないようにする技術が提案されている（特開２００１−８３５２９公報参照）。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、滴下注入方式のセルギャップ制御について簡単に述べる。滴下注入方式では、液晶の滴下量によりセルギャップが決定されるため、滴下量の制御が重要である。しかし、滴下量の制御は難しく、±２％程度のばらつきが発生する。たとえば設計上得られるセルギャップの最適な高さ寸法を５μｍにする場合を考えると、仮に液晶の滴下量が±２％ばらつくと±０．１μｍのセルギャップが変動してしまう。
【００１６】
また、フォトリソグラフィにより形成する突起の高さも樹脂の膜厚のばらつきにより、±０．１μｍ程度は変化する。
【００１７】
このように、セルギャップおよび突起の高さ制御が非常に難しいため、セルギャップと突起の適切な寸法のマッチングが取り難く、つぎのような問題が発生する。
【００１８】
図２は液晶パネル５１の平面図であり、シール材５２より表示領域５３側に突起５４が形成されている。また、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。図３において、５５は配向膜であり、膜厚は０．１μｍである。図３に示されるように、突起５４の高さがセルギャップｄ（寸法５μｍ）より低いと隙間δ１が発生して、液晶５６とシール材５２が接触するため、液晶５６の汚染が生じ表示不良となる。また、突起５４の高さがセルギャツプｄより高いと周辺ギャップムラが発生したり、突起５４が変形するため，内部応力が生じシール材５２の接着強度が低下し、液晶パネル５１が破壊されやすいという問題がある。
【００１９】
また、図４に示されるように、対向基板５７側に突起５４を形成した場合、電極基板５８に信号を入力するための配線５９の段差により隙間δ２が生じて、シール材５２からの汚染が拡散してしまうため、表示不良となる。
【００２０】
本発明は、叙上の事情に鑑み、良好な表示特性を得ることができる液晶表示装置の製法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置の製法は、信号を入力するための電極が形成されている電極基板と対向基板をシール材により接着して、一対の基板間に滴下注入方式により注入された液晶を保持している液晶表示装置の製法であって、前記シール材より表示領域側の近傍において、前記電極基板または対向基板に高さ寸法が所定のセルギャップの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ幅寸法が５〜１００μｍである土手状の突起を形成することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の液晶表示装置の製法は、信号を入力するための電極が形成されている電極基板と対向基板をシール材により接着して、一対の基板間に滴下注入方式により注入された液晶を保持している液晶表示装置の製法であって、前記シール材より表示領域側の近傍において、前記一対の基板を重ね合わせたときにほぼ一致する位置の基板上にそれぞれ土手状の突起を形成するとともに、２つの突起を併せた高さ寸法が所定のセルギャップの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ各幅寸法が５〜１００μｍであることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の液晶表示装置の製法を説明する。
【００２４】
図１に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわる液晶表示装置は、信号を入力するための電極（ソース電極とゲート電極）が形成されている電極基板１とカラー表示用の色材２がマトリクス状に配置されている対向基板３とのあいだにシール材４により液晶５を保持する液晶パネル６に駆動回路を接続し、当該液晶パネル６を照明装置の上に重ねたものである。一般的にＴＦＴ液晶パネルモジュールの駆動回路は、ＴＦＴを駆動するためのＬＳＩが搭載されたテープ状のフィルムキャリア（ＴＣＰ：Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）と、フィルムキャリアに電源や画像信号を送るための回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｏａｒｄ）とから構成されている。
【００２５】
前記対向基板３上には感光性樹脂を用いて、フォトリソ法により設計上得られる最適なセルギャップを保持するための突起状のスペーサ７が形成されている。このときのスペーサ７の高さは、所定のセルギャップｄの寸法（たとえば数μｍ〜１０μｍから設定される値）になるように設定する。また、対向基板３の内面に配向膜８が形成されている。
【００２６】
前記電極基板１のシール材４より表示領域９側の近傍には、高さＨ寸法が所定のセルギャップｄの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ変形しやすいように幅Ｗ寸法が５〜１００μｍである土手状の突起１０がフォトリソ法により形成されている。また、電極基板１の内面に配向膜８が形成されている。前記突起１０の高さＨ寸法を所定のセルギャップｄの寸法より０．１〜０．５μｍ大きくしたのは、突起の高さの製造ばらつき（±０．１μｍ）を考慮するとともに、重ね合わせときに圧力（大気圧）が加わり、圧力によりギャップムラが視認できない程度（Δｇａｐ＝０．２μｍ）に変形する限界値を考慮したからである。また、前記突起１０の幅Ｗ寸法を５〜１００μｍとしたのは、現在の製造技術の限界が５μｍであり、また、１００μｍをこえると、大気圧により突起が変形し難くなり、ギャップムラが発生しやすくなるからである。
【００２７】
前記対向基板３上に、直径６μｍのスペーサを混練した熱・光硬化型シール材４を塗布し、滴下注入方式により液晶パネル６が作製されている。
【００２８】
これにより、得られた液晶パネルに駆動回路を接続させるなどの所定のプロセスを経て液晶表示装置が得られる。
【００２９】
本実施の形態では、所定の寸法の土手状の突起１０を形成することにより、シール材４からの汚染がなく良好な表示特性を得ることができる。また、パネル強度が強くなるため、高信頼性の液晶表示装置を得ることができる。
【００３０】
なお、本発明において、前記突起１０を形成する基板は、電極基板１に限定されるものではなく、対向基板３に形成することもできる。対向基板３に突起１０が形成した場合、配線の凹凸に沿って突起１０が変形するため、シール材４からの汚染を防ぐことができ、良好な表示特性を得ることができる。
【００３１】
また、突起を電極基板と対向基板の両方に形成し、２枚の基板を重ね合わせたときに、２つの突起を併せた高さ寸法が所定のセルギャップの寸法より０．１〜０．５μｍ大きく、かつ各幅寸法が５〜１００μｍとなるように、それぞれの突起の高さを調整してもよい。また、突起上に配向膜を形成した方が密着性が向上するため、シール材からの汚染の拡散をより防ぐことができる。
【００３２】
【実施例】
つぎに本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
まず前記対向基板３上には感光性樹脂を用いて、フォトリソ法により設計上得られる最適なセルギャップを保持するための突起状のスペーサ７を形成した。このときのスペーサ７の高さは、所定のセルギャップｄの寸法５μｍになるように設定した。配向膜８の厚さは約０．１μｍとした。
【００３４】
また、電極基板１のシール材４より表示領域９側の近傍に、高さ寸法が６．６μｍであり、幅寸法が１０μｍである突起１０をフォトリソ法により形成した。このとき、設計上得られる突起近傍のギャップｇの高さ寸法は６．５μｍである。
【００３５】
前記対向基板３上に、直径６μｍのスペーサを混練した熱・光硬化型シール材４を塗布し、滴下注入方式により液晶パネル６を作製した。このとき、突起１０は約０．１μｍ（（突起１０の高さ６．６μｍ＋配向膜８の厚さ０．１μｍ）−（ギャップｇの高さ６．５μｍ＋配向膜８の厚さ０．１μｍ））変形している。
【００３６】
これにより、得られた液晶パネルに駆動回路を接続させるなどの所定のプロセスを経て液晶表示装置を得た。
【００３７】
この液晶表示装置の表示試験と強度試験の結果、良好な表示特性を有し、さらにパネル強度が強く、高信頼性の液晶表示装置を得ることができた。その結果、所定の寸法の突起を形成することにより、液晶の汚染がなくなることがわかった。
【００３８】
比較例
実施例と同じ電極基板と対向基板を用意した。ついで該対向基板上には感光性樹脂を用いて、フォトリソ法により基板間隔を保持するための突起状のスペーサを形成した。このときのスペーサの高さは、セルギャップが５μｍになるように形成した。
【００３９】
ついで電極基板のシール材より表示領域側の近傍に、高さ寸法が６．５μｍであり、幅寸法が４００μｍである突起をフォトリソ法により形成した。このとき、設計上得られる突起近傍のギャップの高さ寸法は６．５μｍである。
【００４０】
前記対向基板上に、スペーサを混練した熱・光硬化型シール材を塗布し、滴下注入方式により液晶パネルを作製した。
【００４１】
これにより、得られた液晶パネルに駆動回路を接続させるなどの所定のプロセスを経て液晶表示装置を得た。
【００４２】
この結果、シール材と液晶が接触することにより、液晶が汚染されたため、良好な表示特性を得ることができなかった。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、シール材より表示領域側の近傍に所定の寸法の土手状の突起を形成することにより、突起の高さとセルギャップの適切な寸法のミスマッチによる表示不良を抑制することができるため、シール材からの汚染を防ぎ、良好な表示状態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一本実施の形態にかかわる液晶表示装置を示す部分断面図である。
【図２】従来の液晶パネルの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１　電極基板
２　カラー表示用の色材
３　対向基板
４　シール材
５　液晶
６　液晶パネル
７　スペーサ
８　配向膜
９　表示領域
１０　突起
【図１】
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【図２】
2004070058.tif 000004
【図３】
2004070058.tif 000005
【図４】
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