(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の駆動素子基板および対向基板と、前記駆動素子基板上に形成される駆動素子パターンと、前記対向基板上に形成されるＣＦパターンと、前記駆動素子基板と前記対向基板とを貼り合わせた時に目的とするギャップ値が形成されるのに必要な高さを有する第１の柱状スペーサと、前記第１の柱状スペーサよりもその高さが高い第２の柱状スペーサと、前記駆動素子基板および前記対向基板の２枚の基板を均一なギャップで貼り合せ、固定するシール材とを備え、
前記第１および第２の柱状スペーサが形成された前記駆動素子基板と前記対向基板をアライメント動作を行ないながら、プレスをかけて目的のギャップに２枚の基板を貼り合せる際に、前記対向基板と前記第２の柱状スペーサが接触した段階で、前記第２の柱状スペーサと前記対向基板との接触面の摩擦抵抗が、前記第１および前記第２の柱状スペーサのそれぞれと前記対向基板との接触面の摩擦抵抗の少なくとも１／２以下にするようアライメント動作を行ない、アライメント動作完了後、さらにプレスを掛けることで前記第２の柱状スペーサをつぶしながら、最終的に前記第１の柱状スペーサの高さまで２枚の基板を近づけ、目的のギャップを形成したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の柱状スペーサと前記対向基板との接触面積を前記第１の柱状スペーサと前記対向基板との接触面積の１／２以下にした請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２の柱状スペーサは、前記第１の柱状スペーサよりも０．１〜０．５μｍ程度高い請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１の柱状スペーサおよび前記第２の柱状スペーサとは高さの異なる第３の柱状スペーサを具備する請求項１、２または３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の柱状スペーサを前記駆動素子基板に形成し、前記第１の柱状スペーサを前記対向基板に形成した請求項１、２、または３記載の液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載の液晶表示装置に適用される液晶表示装置の製造方法であって、
前記対向基板を前記第２の柱状スペーサに接触した段階で止めて、前記第１の柱状スペーサに接触しないように、前記駆動素子基板に前記対向基板を重ねる基板重ね工程と、
前記ＣＦパターンと前記駆動素子パターンの位置を合せるために、前記対向基板を駆動素子基板に対して移動させることでアライメント動作を行うアライメント工程と、
前記アライメント動作が完了した後、プレスを掛けることで、前記第２の柱状スペーサをつぶしながら、前記第１の柱状スペーサと接触する位置まで、前記対向基板を前記駆動素子基板に近づけ、目的のギャップを形成するギャップ形成工程とを有する液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、異なる高さの柱状スペーサを形成した基板を用いて、２枚の基板を貼り合せた液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型のパーソナルコンピュータの表示装置または携帯電話などに、液晶表示装置が用いられていることは、周知である。
【０００３】
そして、この液晶表示装置のうち、アクティブマトリックス型液晶表示装置は、クロストークを防止できる表示特性を有し、注目をされているのも周知である。
【０００４】
特に、スイッチ素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を使用した液晶表示装置は、ＴＦＴの駆動能力が高いので、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に匹敵するほど優れた表示特性を示すことも周知である。
【０００５】
このような従来技術の液晶表示装置は、例えば、特開２００１−２０１７５０号公報に開示されている。
【０００６】
一般的に、液晶表示装置は２枚の透明基板の間に液晶を封入した構造を有している。それらの透明基板の相互に対向する２つの面（対向面）のうち、一方の面側にはコモン電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、また他方の面側にはＴＦＴ、画素電極及び配向膜等が形成されている。
【０００７】
さらに、各透明基板の対向面と反対側の面には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの２枚の偏光板は、例えばＴＮ（Twisted Nenatic ）型液晶表示装置の場合、偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置され、これによれば、電界をかけない状態では光を透過し、電界を印加した状態では遮光するモード、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。また、２枚の偏光板の偏光軸が平行な場合には、ノーマリーブラックモードとなる。
【０００８】
以下、ＴＦＴ及び画素電極等が形成された基板を駆動素子基板と呼び、コモン電極及びカラーフィルタ等が形成された基板を対向基板と呼ぶ。
【０００９】
従来の液晶表示装置は、図９に示すように、一対のガラス基板間、すなわち、対向基板３ａと駆動素子基板３ｂとの間に柱状スペーサ１を形成し、これらの柱状スペーサ１によって対向基板３ａと駆動素子基板３ｂとを所定のギャップに保つ構造である。
【００１０】
そして、従来の液晶表示装置は、最終ギャップが均一に形成されるように柱状スペーサ１の高さを均一に揃えた駆動素子基板３ｂを用いた構造となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術の液晶表示装置は、この構造の場合、最終ギャップを均一にするために柱状スペーサ１の本数または各柱状スペーサ１の面積を増やすことで、対向基板３ａと駆動素子基板３ｂの接触面積が増えてしまう。
【００１２】
そのことで、２枚の基板を貼り合せる時の摩擦抵抗が増加し、アライメント動作が難しくなる問題点がある。
【００１３】
逆に、アライメント動作を容易にするために柱状スペーサ１の面積を減少させることで、均一なギャップを得ることが難しくなる。
【００１４】
また、例えアライメント動作が可能な柱状スペーサ１の接触面積であっても、アライメント動作にかかる時間及びアライメント動作回数が柱状スペーサ１を用いない製品よりも非常に多く、貼り合せ工程のタクトがダウンする問題がある。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、以上の問題点を解決のみではなく、現状よりもより均一なギャップを形成することが可能な液晶表示装置とその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、一対の駆動素子基板および対向基板と、前記駆動素子基板上に形成される駆動素子パターンと、前記対向基板上に形成されるＣＦパターンと、前記駆動素子基板と前記対向基板とを貼り合わせた時に目的とするギャップ値が形成されるのに必要な高さを有する第１の柱状スペーサと、前記第１の柱状スペーサよりもその高さが高い第２の柱状スペーサと、前記駆動素子基板および前記対向基板の２枚の基板を均一なギャップで貼り合せ、固定するシール材とを備え、前記第１および第２の柱状スペーサが形成された前記駆動素子基板と前記対向基板をアライメント動作を行ないながら、プレスをかけて目的のギャップに２枚の基板を貼り合せる際に、前記対向基板と前記第２の柱状スペーサが接触した段階で、前記第２の柱状スペーサと前記対向基板との接触面の摩擦抵抗が、前記第１および前記第２の柱状スペーサのそれぞれと前記対向基板との接触面の摩擦抵抗の少なくとも１／２以下にするようアライメント動作を行ない、アライメント動作完了後、さらにプレスを掛けることで前記第２の柱状スペーサをつぶしながら、最終的に前記第１の柱状スペーサの高さまで２枚の基板を近づけ、目的のギャップを形成した構成である。
【００１７】
さらに、本発明の液晶表示装置の前記第２の柱状スペーサと前記対向基板との接触面積を前記第１の柱状スペーサと前記対向基板との接触面積の１／２以下にした構成である。
【００１８】
またさらに、本発明の液晶表示装置の前記第２の柱状スペーサは、前記第１の柱状スペーサよりも０．１〜０．５μｍ程度高く形成されている。
【００１９】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記対向基板を前記第２の柱状スペーサに接触した段階で止めて、前記第１の柱状スペーサに接触しないように、前記駆動素子基板に前記対向基板を重ねる基板重ね工程と、前記ＣＦパターンと前記駆動素子パターンの位置を合せるために、前記対向基板を駆動素子基板に対して移動させることでアライメント動作を行うアライメント工程と、前記アライメント動作が完了した後、プレスを掛けることで、前記第２の柱状スペーサをつぶしながら、前記第１の柱状スペーサと接触する位置まで、前記対向基板を前記駆動素子基板に近づけ、目的のギャップを形成するギャップ形成工程とを有する構成である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を以下に詳述する。
【００２１】
本発明は、一方または両方の基板に２段階以上の異なる高さの柱状スペーサ１を形成した基板を用いて、２枚の基板を貼り合せて目的のギャップを形成する液晶表示装置の構造及びその製造方法に係る。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の構成部材を平面図で表したものである。図２は、図１に示す本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＡ−Ａ’での断面図である。
【００２３】
図１、図２および図３のそれぞれを参照すると、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置は、一対の駆動素子基板３ｂおよび対向基板３ａと、この駆動素子基板３ｂ上に形成される駆動素子パターン３ｂａと、対向基板３ａ上に形成されるＣＦパターン３ａａと、対向基板３ａと貼り合わせた時に目的とするギャップ値が形成されるのに必要な高さである柱状スペーサ（低）１ｂと、柱状スペーサ（低）１ｂよりも０．１〜０．５μｍ程度高い柱状スペーサ（高）１ａと、駆動素子基板３ｂおよび対向基板３ａの２枚の基板を均一なギャップで貼り合せ、固定するシール材２とを備える。
【００２４】
なお、図１（ｂ）に、柱状スペーサ１の配列状態の拡大部１１を示す。柱状スペーサ１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に配列されている。
【００２５】
柱状スペーサ１は、図４に示すように、駆動素子パターン３ｂａの開口部４を避けたパターン上に樹脂系の材料を用いて形成されている（ＣＦパターン３ａａ及び駆動素子パターン３ｂａについては省略している）。
【００２６】
この柱状スペーサ１は、対向基板３ａと貼り合わせた時に、目的とするギャップ値が形成されるのに必要な高さである柱状スペーサ（低）１ｂとそれよりも０．１〜０．５μｍ程度高い柱状スペーサ（高）１ａの２段階の高さからなり、柱状スペーサ（高）１ａの割合は、柱状スペーサ１全体の１／２〜１／４程度に構成する。さらに、柱状スペーサ１が形成された駆動素子基板３ｂに配向処理（図では省略）及び対向基板３ａを貼り合わせた後、固定するためのシール材２が塗布されている。
【００２７】
また、対向基板３ａ側にも配向処理を施す。上記の駆動素子基板３ｂに対向基板３ａをプレスを掛けながら貼り合わせた後、シール材１を硬化させることで液晶表示装置の構造を得る（図１および図２を参照）。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造工程を説明する。
【００２９】
図６、図７および図８に示すように、本発明の実施の形態の液晶表示装置の貼り合せ工程は、柱状スペーサ１が形成された駆動素子基板３ｂと対向基板３ａをアライメント動作を行ないながら、プレスをかけて目的のギャップに２枚の基板を貼り合せることを目的としている。
【００３０】
この時、図のように異なる高さの柱状スペーサ１が形成された基板を用いることで、対向基板３ａと柱状スペーサ（高）１ａが接触した段階でアライメント動作を行ない、アライメント動作完了後、さらにプレスを掛けることで柱状スペーサ（高）１ａをつぶしながら、最終的に柱状スペーサ（低）１ｂの位置まで２枚の基板を近づけることで目的のギャップを形成する。
【００３１】
本構造によれば、アライメント動作が容易でありながら、より均一なギャップを得ることが出来る。
【００３２】
次に、図５を参照して、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００３３】
工程Ｓ５２において、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の駆動素子パターン３ｂａが形成された駆動素子基板３ｂに柱状スペーサ１を形成し、その後、配向処理を施し（工程Ｓ５３）、シール材２を塗布する（工程Ｓ５４）。
【００３４】
対向基板３ａについても配向処理を施し（工程Ｓ５６）、貼り合せ工程において駆動素子基板３ｂと貼り合せた後（工程Ｓ５７）、シール材２を硬化させる（工程Ｓ５８）。
【００３５】
再び、図６、図７および図８を参照して、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の貼り合せ工程の動作フローを説明する。
【００３６】
まず、駆動素子基板３ｂに対向基板３ａを重ねる。このとき、対向基板３ａは柱状スペーサ（高）１ａに接触した段階で止めて、柱状スペーサ（低）１ｂに接触しないようにする（図６を参照）。
【００３７】
よって、この段階での対向基板３ａと柱状スペーサ１の接触面積は最終的に接触する面積の１／２〜１／４に押えることが出来る。
【００３８】
次に、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＣＦパターン３ａａと駆動素子パターン３ｂａの位置を合せるために、対向基板３ａを駆動素子基板３ｂに対して移動させることでアライメント動作を行う（図７を参照）。
【００３９】
次に、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のアライメント動作が完了した後、プレスを掛けることで、柱状スペーサ（高）１ａをつぶしながら、柱状スペーサ１ｂと接触する位置まで対向基板３ａを駆動素子基板３ｂに近づけ、目的のギャップを形成する（図８を参照）。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置について説明する。
【００４１】
本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置は、柱状スペーサの高さの段階としては、本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の２段階に限定するものでは無く多段も含む。
【００４２】
そして、本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置は、柱状スペーサ１に占める柱状スペーサ（高）の割合を限定するものではなく、異なる高さの柱状スペーサを形成する構成である。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置は、本発明の第３の実施の形態の液晶表示装置の柱状スペーサの高さを変化させる方法として、柱状スペーサ自体の高さを変化させることに限定するものでは無く、基板上での異なる高さの個所に同一の高さの柱状スペーサを形成することで、柱状スペーサの高さを変化させる構成である。
【００４４】
さらに、本発明の第４の実施の形態の液晶表示装置の柱状スペーサは、一方の基板に柱状スペーサ（高）１ａを形成し、もう一方の基板に柱状スペーサ（低）１ｂを形成すること及び対向基板側に形成する構成である。
【００４５】
この構造は、液晶が滴下された基板を貼り合せるプロセスにも適用可能である。この場合、柱状スペーサ（高）の高さを滴下された液晶材よりも高く形成することで、柱状スペーサによる摩擦抵抗のみでなく、液晶材の表面張力による抵抗も低減することが可能となり、液晶滴下貼り合せプロセスのアライメント動作も飛躍的に容易になる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、まず第１に、最終ギャップ形成時のギャップ均一性の向上がある。
【００４７】
その理由として、柱状スペーサ１を用いる場合、貼り合せ工程においてアライメント動作時に接触している柱状スペーサ１の摩擦抵抗が非常に大きいので、柱状スペーサ１を形成する本数を減らしたり、各柱状スペーサ１の面積を小さくすることを強いられている。
【００４８】
そのため、ギャップを均一に保持するために必要十分な柱状スペーサ１を形成することが難しい。本発明によれば、アライメント動作時に接触している柱状スペーサ１の面積を１／２〜１／４程度に削減することができ、摩擦抵抗を大幅に低減することが可能である。逆に最終ギャップ形成時に接触している柱状スペーサ１の面積を現状の２〜４倍に増加させることでき、ギャップの均一性が飛躍的に向上する。
【００４９】
第２の効果として、貼り合せ工程のタクトをアップさせることが出来る。前述にも述べたようにアライメント動作時の柱状スペーサ１による摩擦抵抗が小さいことで、容易に対向基板３ａを移動することができ、アライメント動作にかかる時間、アライメント動作回数を低減することができ、貼り合せ工程でのタクトが短くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の平面構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のＡ−Ａ’線での断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の他の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造工程を示すフローである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置の他の製造工程を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置のさらに他の製造工程を示す図である。
【図９】従来の液晶表示装置の構成図である。
【符号の説明】
１    柱状スペーサ
１ａ    柱状スペーサ（高）
１ｂ    柱状スペーサ（低）
２    シール材
３    基板
３ａ    対向基板
３ｂ    駆動素子基板
３ａａ    ＣＦパターン
３ｂａ    駆動素子パターン
４    開口部
１１    拡大部
Ｓ５１〜Ｓ５８    工程
【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】
0003976544.tif 000008
【図８】
0003976544.tif 000009
【図９】
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