(57)【要約】【課題】  セルギャップの段差の影響を受けにくく、コモン電極と対コモン電極接続部との間の導通を安定して実現することができるような液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】  液晶表示装置の製造方法は、表面に対コモン電極接続部３を有する第１の基板としてのアレイ基板１と表面にコモン電極４を有する第２の基板としてのカラーフィルタ基板２とを対コモン電極接続部３とコモン電極４とが互いに対向するように０．１ＭＰａ以下の圧力で貼り合わせて液晶セルを形成する貼合せ工程と、金属粒子の表面を絶縁材料で包み込んだものである導電性核粒子８をシール材１２の樹脂中に混入させた混合物を対コモン電極接続部３に重なるように配置する混合物配置工程とを含む。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に対コモン電極接続部を有する第１の基板と表面にコモン電極を有する第２の基板とを前記対コモン電極接続部と前記コモン電極とが互いに対向するように０．１ＭＰａ以下の圧力で貼り合わせて液晶セルを形成する貼合せ工程と、
金属粒子の表面を絶縁材料で包み込んだものである導電性核粒子を樹脂中に混入させた混合物を前記対コモン電極接続部に重なるように配置する混合物配置工程とを含む、液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記混合物は、硬化させることが可能な樹脂に前記導電性核粒子を体積比で０．０３％以上０．３％以下含ませたものである、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記導電性核粒子として、２０％以上の圧縮変形をしたときの１個単独での抵抗値が１００ｍΩ以下となるものを使用する、請求項１または２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記対コモン電極接続部としてアルミニウムを主材料とする電極を用いる、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚の基板を互いに貼り合わせて行なう液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５〜図７を参照して、従来技術に基づく液晶表示装置の製造方法について説明する。マトリクス型の液晶表示装置は、一対の電極基板であるアレイ基板１とカラーフィルタ基板２とを互いに貼り合わせて構成される。
【０００３】
図５に示すように、液晶表示装置をドライバに接続するための外部端子１０ａ，１０ｂは、接続が一括して行なえるようにするため、２枚の基板のうちアレイ基板１の表面にのみ設けられている。通常、外部端子１０ａ，１０ｂはアレイ基板１の端部に近い領域に配置されている。図６、図７に示すように、カラーフィルタ基板２の表面には、表示領域の全面を覆うようにＩＴＯ（Indium Tin Oxide，インジウムスズ酸化物）などからなるコモン電極４が設けられている。コモン電極４はカラーフィルタ基板２の側にあるが、コモン電極４からの電気的引出しは、アレイ基板１の側に配置された対コモン電極接続部（「コモン電極パッド」ともいう。）３を介して外部端子１０ｂに引き出されることによって行なわれている。
【０００４】
図５に示すように、対コモン電極接続部３は点在するように配置されている。対コモン電極接続部３の位置は、表示領域１１の外側にあるシールパターン７の配置される領域に重なっている。シールパターン７はディスペンサなどによって表示領域１１を取り囲むようにシール材が塗布された領域である。アレイ基板１と対向するカラーフィルタ基板２の表面においても対コモン電極接続部３に対向する位置にはコモン電極４が延在している。
【０００５】
このコモン電極４と対コモン電極接続部３との間の導通について図６、図７を参照してより詳しく説明する。図６、図７は、図５におけるシールパターン７内における断面図であり、図６が貼合せ途中の状態、図７が貼合せを完了した状態を示す。シールパターン内ではシール材１２に導電性粒子としての導電性被膜粒子９が混合されている。図７に示すように導電性粒子は貼合せ時のプレスによってやや潰されるように変形する。対コモン電極接続部３は、図７に示すように、導電性粒子を介して、カラーフィルタ基板２側のコモン電極４と導通している。
【０００６】
従来の導電性粒子としての導電性被膜粒子９は、核としての樹脂粒子の表面に、ニッケルと金とをめっきして導電性被膜を形成したものである。従来は、貼合せ圧力や必要な導通抵抗値に応じて、導電性被膜粒子９とシール材との混合比率を決定し、混合していた。貼合せ後のパネルは、全周に渡ってセル厚の異常がないかどうかを配向確認し、さらに、セルギャップと抵抗値とを測定し、貼合せ工程にフィードバックしていた。
【０００７】
従来技術に基づく液晶表示装置の製造方法の一例は、特開２００３−３６０４０号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３６０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、シール材に混入させる導電性粒子としては、導電性被膜粒子９がよく用いられてきた。しかし、これらの導電粒子は、めっき皮膜部分という薄い部分での導通しかないため、十分に抵抗値を下げて導通を確保するためには、シール材に混入する粒子の混合比率として０．４〜１０体積％程度は必要であった。また、抵抗値を安定させるためには各粒子に実際生じている塑性変形の変形率が１５％程度となっていることが必要であった。また、これ以上大きく塑性変形させた場合、核となる粒子が破壊してしまい、導通もなくなってしまうことがあった。そのため、予定する変形量と抵抗値とをその都度考慮して混合量を決めなければならなかった。
【０００９】
また、図６、図７に示すようにシールパターン内にセルギャップを変化させる段差がある場合でなおかつセルギャップの狭い部分にたまたま導電性被膜粒子９が挟まれている場合、図６に示す状態からプレスによってセルギャップが狭くなっていくに従って、セルギャップの狭い部分に挟まれて先行して潰されていく導電性被膜粒子９が外圧に対して弾性力で抵抗するようになる。場合によっては、図７に示すように、セルギャップの狭い部分にある導電性被膜粒子９が外圧と均衡をとってしまい、セルギャップの広い部分の導電性被膜粒子９はまだ十分に潰れていないにもかかわらずそれ以上セルギャップが狭まらなくなることもあった。その結果、セルギャップが予定した値よりも大きくなってしまっていた。
【００１０】
さらに、対コモン電極接続部３はほかの絶縁膜より下層になるため、セルギャップが広い部分に該当することが多く、セルギャップの段差が大きい場合、対コモン電極接続部３では導電性被膜粒子９が十分な塑性変形をせず、その結果、必要な導通が得られず、コモン電極４と対コモン電極接続部３との間の導通が安定しないという問題があった。
【００１１】
具体的な基板上の段差の例を以下に挙げる。
【００１２】
たとえば、カラーフィルタ基板２においては、シールパターンがブラックマトリクス上に重なる場合が多く、このようなシールパターンは多くは黒色の感光性樹脂により形成されており、段差が大きい。また、ブラックマトリクスがなく赤、青、緑の各領域のみを有するカラーフィルタ２基板においても、シールパターンの部分に３色の色層が重なるように形成されていることが多く、重なっている色層の種類によって段差が生じる。各色層の厚みは３μｍ程度あり、特に各色層のうち現像時のエッジになる肩部分では各色層の平坦な部分に比べて、０．５μｍほどの厚みのばらつきがある。
【００１３】
アレイ基板１側では、反射膜の形成や集中した端子の取出し部分の設計などにより、表示領域１１外にも形成される膜が存在する。特に反射膜を形成する場合には、反射膜の平坦化膜も形成される。反射部と透過部とが共存する場合には、反射部および透過部の膜厚は半波長により決まり、反射部および透過部としては３μｍ程度の膜が形成される。ここで、対コモン電極接続部３はこれらの膜より低い位置に存在するため、段差に対して影響を受けない導電性粒子が必要となる。
【００１４】
特に貼合せ圧力の弱い液晶滴下貼合せ法は、注入する液晶の量の微量の制御が難しいため、液晶のセルギャップの制御が困難である。セルギャップの不均一が発生すると表示むらを生じる。たとえば、注入した液晶の量が多いと、周縁部のセルギャップが中央部のセルギャップより大きくなるという問題がある。特に、セルギャップが狭い液晶表示装置においては、わずかのセルギャップの不均一でも表示むらを生じる。狭セルギャップ化を進める中で、従来は問題とならなかったレベルでのセルギャップの不均一も新たな問題となってきた。これは、液晶滴下貼合せ法では従来の貼合せ装置と比べ、貼合せ圧力が大気圧以下と弱いため、導電性粒子の弾性力の影響をさらに受けやすくなることによるところが大きい。また、液晶滴下貼合せ装置に加圧の機構を付け加えることは技術的には可能ではあるが、構造が複雑になったりタクトタイムが長くなってしまったりするという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、セルギャップの段差の影響を受けにくく、コモン電極と対コモン電極接続部との間の導通を安定して実現することができるような液晶表示装置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】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に基づく液晶表示装置の製造方法は、表面に対コモン電極接続部を有する第１の基板と表面にコモン電極を有する第２の基板とを上記対コモン電極接続部と上記コモン電極とが互いに対向するように０．１ＭＰａ以下の圧力で貼り合わせて液晶セルを形成する貼合せ工程と、金属粒子の表面を絶縁材料で包み込んだものである導電性核粒子を樹脂中に混入させた混合物を上記対コモン電極接続部に重なるように配置する混合物配置工程とを含む。この方法を採用することにより、貼合せ工程によって、混合物中の導電性核粒子はセルギャップの狭い部分から先行して潰れていくが、導電性核粒子の核は金属粒子であるので、塑性変形をしながら潰れていく。したがって、外圧に対してさほどの反発力をもたらさず、セルギャップが広い部分である対コモン電極接続部上の導電性核粒子も十分に圧縮することができ、絶縁材料の被膜を破って対コモン電極接続部とコモン電極との間の導通が確保できる。
【００１７】
上記発明において好ましくは、上記混合物は、硬化させることが可能な樹脂に上記導電性核粒子を体積比で０．０３％以上０．３％以下含ませたものである。この方法を採用することにより、貼合せ後に導電性核粒子が十分に両基板と接触するようになる。
【００１８】
上記発明において好ましくは、上記導電性核粒子として、２０％以上の圧縮変形をしたときの１個単独での抵抗値が１００ｍΩ以下となるものを使用する。この方法を採用することにより、基板間全体としての抵抗値を低く抑え、安定した導通を確保することができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、上記対コモン電極接続部としてアルミニウムを主材料とする電極を用いる。この方法を採用することにより、対コモン電極接続部自体の抵抗値を低く抑え、導電性粒子との接触面積を増やし、なおかつ、導電性粒子を十分に潰すことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板同士を貼り合わせる際に、シールパターンとして配置した混合物中の導電性核粒子はセルギャップの狭い部分から先行して潰れていくが、導電性核粒子の核は金属粒子であるので、塑性変形となる。したがって、潰れた導電性核粒子は、外圧に対してさほどの反発力をもたらさず、セルギャップが広い部分である対コモン電極接続部上の導電性核粒子も十分に圧縮することができる。こうして、対コモン電極接続部上の導電性核粒子においても絶縁材料の被膜が破られ、対コモン電極接続部とコモン電極との間の導通が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
図１〜図４を参照して、本発明に基づく実施の形態１における液晶表示装置の製造方法について説明する。この液晶表示装置の製造方法では、コモン電極と対コモン電極接続部との間の導通をとるために導電性粒子をシール材の中に混合する。この導電性粒子としては、外圧に対して塑性変形するもので、変形率による電気抵抗の性能変化が少ないものが望ましい。
【００２２】
対コモン電極接続部は、アルミニウムを主材料とする電極であることが好ましい。対コモン電極接続部がこのような電極であれば、対コモン電極接続部自体の抵抗値を低く抑え、導電性粒子との接触面積を増やし、なおかつ、導電性粒子を十分に潰すことができるからである。
【００２３】
（導電性粒子）
本実施の形態で用いられる導電性粒子を図１に示す。この導電性粒子の核は、金属粒子１３である。この核としての金属粒子１３の表面は、絶縁材としての樹脂被膜１４によってコーティングされている。このような導電性粒子を、以下、「導電性核粒子」８というものとする。導電性核粒子８は、核が金属粒子１３であることにより、従来の樹脂からなる核を有する導電性被膜粒子に比べて弾性力が小さくなるため、好ましい。たとえば、核には銀粒子を用いることが好ましい。樹脂被膜１４の厚みは０．１μｍ程度であることが好ましい。これは従来の、導電性被膜粒子における導電材料からなる被膜の厚みである０．０２μｍに比べれば厚い被膜である。樹脂被膜１４がこの程度に厚いことにより、潰れた際の絶縁または導通の状態を安定して維持することができる。導電性核粒子８は、２枚の基板の電極同士に挟まれて外力により加圧されると、樹脂被膜１４が破れ、金属粒子１３により電極同士の電気的接続を実現する。導電性核粒子８としては、２０％以上の圧縮変形をしたときの１個単独での抵抗値が１００ｍΩ以下となるものを使用することが好ましい。導電性核粒子８の１個１個において電気抵抗がこの程度であれば、基板間全体としての抵抗値を低く抑え、安定した導通を確保することができるからである。
【００２４】
たとえば、本実施の形態における導電性核粒子の一例としては、粒子自体の直径は５μｍである。核としての銀粒子の直径は、４．９８μｍである。熱硬化性樹脂からなるコーティング材の厚みは０．１μｍである。このような導電性核粒子としては、具体的には、株式会社スリーボンド製のベアチップ実装用マイクロカプセル型導電性粒子３３Ａ５６９などがある。
【００２５】
ここで、液晶表示装置の試作を想定し、導電性核粒子の選定例について説明する。試作の対象とした液晶表示装置のセルギャップの設計値としては、必要な導通部分のセルギャップは最も広い位置で６．０μｍ、シールパターン内部で最も狭い位置でのセルギャップは４．０μｍであった。これを元に、シール材に混合させる導電性核粒子の選定について説明する。
【００２６】
貼合せ後に導電性核粒子が十分に両基板と接触するように、導電性核粒子の直径は、対コモン電極接続部の位置におけるセルギャップの約１．６倍に相当する１０μｍとし、シール材への導電性核粒子の混合比を体積比で０．０３％以上３％以下とする。シール材への導電性核粒子の混合に当たっては、自転公転型の脱泡器を用いて、−０．０８ＭＰａ、自転３００ｒｐｍ、公転１２００ｒｐｍで３分間の攪拌を３回繰り返すことによって混合した。もっとも混合方法はこれに限るものではなく、脱泡することを主たる目的として、導電性核粒子が壊れないような条件であればよい。
【００２７】
（液晶表示装置の製造方法）
以下に、この導電性核粒子を用いた液晶表示装置の製造方法を説明する．
アレイ基板１、カラーフィルタ基板２としては、いずれも洗浄工程からラビング工程までの処理が施されたものを用意する。
【００２８】
（混合物配置工程）
まず、カラーフィルタ基板２側において、シール材の樹脂中に導電性核粒子を混入させた混合物による描画を行なう。これは、混合物配置工程に該当する。この描画によって図２に示すシールパターン７が形成される。シール材は光および熱硬化型樹脂であり、粘度は約３００Ｐａ・ｓである。シールパターン７の塗布はディスペンサを用いて行ない、塗布条件としては、窒素吐出圧は０．３ＭＰａ、ディスペンサのノズル内径は０．４５ｍｍ、描画速度は約１００ｍｍ／秒とする。
【００２９】
こうすることで、結果的にシールパターン７の断面で見た高さは２５μｍに収まるようになり、シールパターン７の断面は高さ約２０μｍ、幅４００μｍの好適な塗布が行なえる。シールパターン７の断面に関する仕様については、貼り合わせた際に求められるシールパターン７の幅とこの部分でのセルギャップから計算して設定されたものであるので、液晶表示装置の設計によって値は異なる。
【００３０】
なお、シールパターン７の形成は、ディスペンサによる描画のほかに、スクリーン印刷やオフセット印刷法などによってもよい。ただし、圧力やこすれなどによってシール材に混入した導通性核粒子８の表面の樹脂被膜１４が破れないようにすることが必要である。
【００３１】
シールパターンは、各液晶セルの表示領域１１を取り囲むように四角く描画するが、このとき液晶セル同士の間隔が広く、押圧時にシールパターン７の潰れ方に影響が出るおそれがある場合は、シールパターン７同士の間にダミーのシールパターンを設けることが好ましい。また、貼合せ直後のシール材が未硬化の状態で、次の紫外線照射や焼成といったシール材硬化工程を行なう場所へと搬送する際の基板同士の位置ずれを防止するための仮止めパターンも基板の端に設けておくことが好ましい。これは貼り合わせる液晶表示装置の機種によらず一定のものであるので、液晶表示装置の設計に支障のない部位に設けてあればよい。ただし、できる限り、基板のコーナ部や辺に２点以上は設けておくことが望ましい。
【００３２】
（液晶滴下工程）
液晶滴下工程として、カラーフィルタ基板２に対して、ディスペンサにより液晶を滴下する。滴下はシールパターン７で取り囲まれた内側に対して行なう。滴下する量は、基板内の各部のセルギャップと面積などの設計値により計算で求め、事前に確認をして調整を行なう。
【００３３】
滴下は、１滴当たりの液晶の量を精度が保てる最小量として、いわゆる多点打ちをすることが１滴ごとの液晶量のばらつきを平均化できるといった観点から、理論的に望ましい。また液晶セルの面積が大きくなるほど、セルギャップが狭くなるほど、液晶の滴下位置は増やしたほうがよい。これは液晶の物性にも大きく影響されることだが、液晶のセル内での拡散が遅い場合、プレス時に液晶がセル内で十分に広がりきらず、セル内に液晶注入部と真空部とが混在する状態になる。このような状態が生じていると、セルギャップは適正にならず、ムラができてしまうことになる。このようなことを考慮に入れて、貼り合わせてプレスした際のセル内での液晶の広がりを均一にできるように液晶を滴下することが重要である。
【００３４】
本実施の形態では、基板サイズ６．５インチのものに対して１２点に分けて液晶を滴下したが、滴下点数は増やせるのであれば増やしたほうが望ましい。滴下は、カラーフィルタ基板２の代わりにアレイ基板１に対して行なってもよい。
【００３５】
（貼合せ工程）
この後、貼合せ工程を行なう。貼合せ工程として、アレイ基板１とカラーフィルタ基板２とを滴下貼合せ装置により、微位置決めし、真空中で貼り合せた。すなわち、シール材が両基板と接し、なおかつシール材によりセル内部が完全に囲まれている状態とした。その後、外部を大気圧に開放することにより大気圧０．１ＭＰａによってプレスが行なわれ、最終的な貼合せ形状へと移行する。
【００３６】
（硬化工程）
この後、硬化工程として、シール材を硬化させるために、紫外線照射や焼成を行なうことになるが、その前に搬送による基板の位置ずれを防ぐため、予めシール材で描画された仮止めパターンに対して紫外線を照射する。こうして、貼合せ工程は完了する。
【００３７】
次に紫外線照射装置を用いてシール材に紫外線を照射することによってシール材を仮硬化させる。その後、本硬化として１２０℃６０分で加熱し、硬化させる。
【００３８】
（作用・効果）
本実施の形態における液晶表示装置の製造方法のうち、貼合せ工程の途中および完了した状態を、図３、図４にそれぞれ示す。プレスされていく過程で、セルギャップの狭い部分では導電性核粒子８が先行して潰されていく。ただし、導電性核粒子８の核は金属粒子１３であるので、塑性変形して潰れていく。この潰れ方は塑性変形であるため、先行して潰れた導電性核粒子８は、外圧に対してさほどの反発力をもたらさない。そのため、セルギャップが広い部分である対コモン電極接続部３上の導電性核粒子８も十分に圧縮することができ、樹脂被膜１４（図１参照）が破れるので、対コモン電極接続部３とコモン電極４との間の導通が確保できる。
【００３９】
この液晶表示装置の製造方法によって得られた液晶表示装置は、シールパターン７内に段差があろうともセルギャップ異常がないことが確認できた。また、導通についても対コモン電極接続部３の各々において従来品と比べ、安定した値を確認することができ、この値に異常はなかった。
【００４０】
本発明によれば、シールパターン内の段差や、導電性粒子の弾性反発力に影響されない、安定したセルギャップの液晶表示装置を作ることができる。さらに、導電性粒子全体による接触を利用した経時変化のない安定したコモン導通が実現できる。
【００４１】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における液晶表示装置の製造方法で用いられる導電性粒子すなわち導電性核粒子の断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における液晶表示装置の製造方法の途中の状態の平面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態１における液晶表示装置の製造方法において、貼合せ途中の状態の断面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における液晶表示装置の製造方法において、貼合せを完了した状態の断面図である。
【図５】従来技術に基づく液晶表示装置の製造方法の途中の状態の平面図である。
【図６】従来技術に基づく液晶表示装置の製造方法において、貼合せ途中の状態の断面図である。
【図７】従来技術に基づく液晶表示装置の製造方法において、貼合せを完了した状態の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  アレイ基板、２  カラーフィルタ基板、３  対コモン電極接続部、４  コモン電極、７  シールパターン、８  導電性核粒子、９  （従来の）導電性被膜粒子、１０ａ，１０ｂ  外部端子、１１  表示領域、１２  シール材、１３  金属粒子、１４  樹脂被膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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