(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに電極が形成された２枚の基板を電極形成面を対向させシール材を介して貼り合わせ、該シール材の内側における前記両基板間に液晶を封入し、該液晶を介して前記電極が対向する画素領域を形成した液晶表示装置の製造方法であって、
前記画素領域を除いた所定の非画素領域に設けられた遮光膜と、少なくとも前記画素領域を含む所定の領域に対応して設けられた電極と、前記遮光膜と前記電極との間に介設された絶縁層とが積層された一方の基板を準備する工程と、
前記一方の基板を前記電極の形成面を上にして作業台上に載置する工程と、
前記液晶が封入される基板間隔を規制する外周面に接着剤で被覆されたスペーサを所定の極性に帯電させる工程と、
前記一方の基板の前記電極に前記スペーサの帯電極性と同極性の電圧を印加するとともに前記遮光膜に前記スペーサの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する工程と、
前記一方の基板の上方から前記スペーサを散布し電気的吸引力により前記スペーサを前記遮光膜が設けられ且つ前記電極が設けられていない領域に選択的に接着して配置する工程と、を有し、
前記遮光膜が設けられ且つ前記電極が設けられていない領域は、
表示領域内における画素領域を除く非画素領域の所定の箇所及びシール材形成領域であり、
前記絶縁層の上面であってシール材形成領域に付着された接着剤で被膜されたスペーサのみによってシール材を形成することを特徴と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】
この発明は液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置には、相対向する面にそれぞれ表示用電極及び配向膜が設けられた２枚の基板をその間にスペーサを介在させた状態でシール材を介して貼り合わせ、シール材の内側における両基板間に液晶を封入したものがある。この場合、スペーサは、一定寸法のガラスや透明樹脂等の透明粒子からなり、両基板の配向膜間に該配向膜の相対向する面に共に接触されて配置されることにより、両基板の配向膜間の間隔を精度良く一定に保ち、液晶の表示品質を均一とするためのものである。
【０００３】
ところで、スペーサを散布する方法には乾式散布法と湿式散布法とがあるが、いずれの散布法でもスペーサを一方の基板上にただ単に散布しているだけであるので、画素領域、非画素領域の区別なくスペーサが散布される。この場合、スペーサが不透明であると、１画素領域に対応する液晶が光透過状態となる白表示のとき、この１画素領域に散布されたスペーサによって光の透過が妨げられ、光利用率が悪くなる。このため、スペーサは上述のように透明な材料によって形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのような液晶表示装置では、１画素領域に対応する液晶が光非透過状態となる黒表示のとき、この１画素領域に散布された透明な材料からなるスペーサを介して光が漏れ、表示品質が低下するという問題があった。また、スペーサ散布工程とシール材印刷工程とが別々の工程であるので、工程数が多くなるという問題もあった。
この発明の課題は、表示領域内においては非画素領域のみにスペーサが配置され、画素領域にスペーサが配置されないようにすることである。
この発明の他の課題は、工程数を少なくすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る液晶表示装置の製造方法は、それぞれに電極が形成された２枚の基板を電極形成面を対向させシール材を介して貼り合わせ、該シール材の内側における前記両基板間に液晶を封入し、該液晶を介して前記電極が対向する画素領域を形成した液晶表示装置の製造方法であって、
前記画素領域を除いた所定の非画素領域に設けられた遮光膜と、少なくとも前記画素領域を含む所定の領域に対応して設けられた電極と、前記遮光膜と前記電極との間に介設された絶縁層とが積層された一方の基板を準備する工程と、
前記一方の基板を前記電極の形成面を上にして作業台上に載置する工程と、
前記液晶が封入される基板間隔を規制する外周面に接着剤で被覆されたスペーサを所定の極性に帯電させる工程と、
前記一方の基板の前記電極に前記スペーサの帯電極性と同極性の電圧を印加するとともに前記遮光膜に前記スペーサの帯電極性とは逆極性の電圧を印加する工程と、
前記一方の基板の上方から前記スペーサを散布し電気的吸引力により前記スペーサを前記遮光膜が設けられ且つ前記電極が設けられていない領域に選択的に接着して配置する工程と、を有し、
前記遮光膜が設けられ且つ前記電極が設けられていない領域は、
表示領域内における画素領域を除く非画素領域の所定の箇所及びシール材形成領域であり、
前記絶縁層の上面であってシール材形成領域に付着された接着剤で被膜されたスペーサのみによってシール材を形成するものである。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、スペーサを必要とする領域には電気的吸引力を作用させ、スペーサを不要とする領域には電気的反発力を作用させるから、スペーサを所望の領域に正確に配置することができ、表示領域全体にわたり光漏れのない良好な表示が得られる。また、接着剤で被膜されたスペーサのみによってシール材を形成しているので、シール材を形成するためのそれ専用の工程が不要となり、したがってその分だけ工程数を少なくすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態における液晶表示装置の製造工程を示したものである。この図を参照して、この実施形態における液晶表示装置の製造方法について説明するに、まず、コモン基板について図２を参照して説明する。コモン基板１の上面（セグメント基板と対向する側の面）において、枠状の領域つまり液晶注入口形成領域２を含むシール材形成領域３の内側が表示領域４となっている。表示領域４は、マトリクス状に配列される多数（図２では図示の都合上、９個）の画素領域４ａとその各間及びその周囲の非画素領域４ｂとからなっている。
【０００８】
さて、図１に示すブラックマスク形成工程Ａにおいて、図３の斜線で示すように、コモン基板１の上面において、表示領域４内における画素領域４ａを除く非画素領域４ｂと、シール材形成領域３と、液晶注入口形成領域２とに、クロム等の導電性材料からなるブラックマスク（遮光膜）５を形成する。この場合、シール材形成領域３の外側におけるコモン基板１の上面の所定の箇所にブラックマスク５と同一の材料からなる接続端子６をブラックマスク５に接続させて形成する。この状態では、画素領域４ａに対応する部分におけるブラックマスク５には開口部７が形成されている。
【０００９】
次に、図１に示す絶縁膜形成工程Ｂにおいて、図４及び図６に示すように、ブラックマスク５及び接続端子６を含むコモン基板１の上面全体に絶縁膜８を形成する。次に、図４に示すように、接続端子６の所定の一部を、その部分の絶縁膜８を除去して、露出させる。次に、図１に示すコモン電極形成工程Ｃにおいて、図４の斜線で示すように、絶縁膜８の上面において、表示領域４内における画素領域４ａの周囲の非画素領域４ｂの所定の部分を除く領域と、液晶注入口形成領域２と、液晶注入口形成領域２を含むシール材形成領域３の外側の所定の領域とに、ＩＴＯからなるコモン電極９を形成する。この場合、シール材形成領域３の外側における絶縁膜８の上面の所定の箇所にコモン電極９と同一の材料からなる接続端子１０をコモン電極９に接続させて形成する。この状態では、シール材形成領域３に対応する部分におけるコモン電極９には開口部１１が形成され、また表示領域４内における画素領域４ａの周囲の非画素領域４ｂの所定の部分に対応する部分におけるコモン電極９には開口部１２が形成されている。また、図６に示すように、開口部１１、１２の下方にはブラックマスク５が配置されている。次に、図１に示す配向膜形成工程Ｄにおいて、図６に示すように、表示領域４内における絶縁膜８の上面及びコモン電極９の上面に配向膜１３を形成する。
【００１０】
次に、図１に示すスペーサ散布工程Ｅにおいて、まず、図５に示すスペーサ散布装置を用意する。このスペーサ散布装置は静電ガン２１を備えている。静電ガン２１の側部にはスペーサ供給配管２２の一端部が接続されている。スペーサ供給配管２２の他端部は密閉構造のスペーサ収納容器２３内の下部に配置されている。スペーサ収納容器２３内には、固形分濃度１０ｗｔ％のエポキシ系の接着剤２４と、ガラスや透明樹脂等の透明粒子からなるスペーサ２５とを６：１の割合で混合したものが収納されている。スペーサ収納容器２３内の上部には圧縮空気供給配管２６の一端部が配置されている。圧縮空気供給配管２６の他端部にはバルブ２７を介して圧縮空気供給源２８が接続されている。静電ガン２１の上部には圧縮空気供給配管２９の一端部が接続されている。圧縮空気供給配管２９の他端部にはバルブ３０を介して圧縮空気供給源３１が接続されている。静電ガン２１の下方にはホットプレート３２が配置されている。
【００１１】
次に、このスペーサ散布装置を用いてコモン基板１上にスペーサ２５を散布する場合について説明する。まず、バルブ２７、３０を閉じた状態において、ホットプレート３２の上面にコモン基板１を載置する。次に、図３に示すブラックマスク５に接続端子６を介してマイナス電位を印加し、図４に示すコモン電極９に接続端子１０を介してプラス電位を印加する。次に、バルブ２７を開けて圧縮空気供給源２８からスペーサ収納容器２３内に圧縮空気を供給することにより、スペーサ収納容器２３内に収納されている接着剤２４とスペーサ２５との混合物をスペーサ供給配管２２を介して静電ガン２１内に供給する。そして、バルブ３０が開けられて圧縮空気供給源３１から静電ガン２１内に圧縮空気が供給されると、この圧縮空気の供給により、静電ガン２１内においてスペーサ２５の表面に接着剤２４が被膜されたものが形成される。この接着剤２４で被膜されたスペーサ２５は、静電ガン２１によってプラス電荷を付与され、圧縮空気供源３１から供給される圧縮空気と共にコモン基板１上に散布される。
【００１２】
次に、図６を参照して説明する。コモン基板１上に散布される接着剤２４で被膜されたスペーサ２５は、プラス電荷を付与されているので、マイナス電位を印加されているブラックマスク５から電気的吸引力を受け、プラス電位を印加されているコモン電極９から電気的反発力を受ける。このため、コモン基板１上に散布される接着剤２４で被膜されたスペーサ２５は、コモン電極９に形成された開口部１１、１２の下方のブラックマスク５のみに電気的に吸引され、当該領域の絶縁膜８上及び配向膜１３上に接着剤２４を介して付着される。すなわち、図７の斜線で示すように、配向膜１３の上面であってコモン電極９の開口部１２に対応する領域、つまり表示領域４内における画素領域４ａを除く非画素領域４ｂの所定の箇所に付着され、また絶縁膜８の上面であってコモン電極９の開口部１１に対応する領域、つまりシール材形成領域３に付着される。この場合、絶縁膜８の上面であってシール材形成領域３に付着された接着剤２４で被膜されたスペーサ２５のみによってシール材３ａを形成する。このシール材３ａを形成する接着剤２４で被膜されたスペーサ２５はシール材形成領域３内に平面的に充満されて互いに密接することになる。なお、ホットプレート３２は８０℃程度に加熱されており、これによりコモン基板１上に付着されたスペーサ２５の表面に被膜されている接着剤２４の溶剤が揮発される。
【００１３】
次に、セグメント基板について説明する。まず、図１に示すセグメント電極形成工程Ｆにおいて、図８に示すように、セグメント基板４１の下面にＩＴＯからなるセグメント電極４２を形成する。次に、図１に示す配向膜形成工程Ｇにおいて、図８に示すように、セグメント電極４２を含むセグメント基板４１の下面の表示領域４に配向膜４３を形成する。次に、図１に示す貼り合わせ工程Ｈにおいて、図８に示すように、コモン基板１上にセグメント基板４１を位置合わせして重ね合わせ、上下両面から熱圧着することにより、シール材３ａつまりスペーサ２５を被膜している接着剤２４を介して両基板１、４１を貼り合わせる。この場合、表示領域４内における画素領域４ａを除く非画素領域４ｂの所定の箇所においては、スペーサ２５を被膜している接着剤２４の配向膜に接触している部分が熱と圧力を加えられて流動して逃げることにより、スペーサ２５の対応部分が露出して両基板１、４１の配向膜１３、４３の相対向する面に共に接触させられ、この後接着剤２４が冷えて固化することにより、この接着剤２４を介してスペーサ２５が両基板１、４１の配向膜１３、４３の相対向する面に共に固着される。
【００１４】
次に、図１に示す液晶注入工程Ｉにおいて、図８に示すように、シール材３ａに形成された図示しない液晶注入口を介して両基板１、４１間のシール材３ａの内側に液晶４４を注入する。この場合、表示領域４内における画素領域４ａを除く非画素領域４ｂの所定の箇所においては、スペーサ２５が接着剤２４を介して両基板１、４１の配向膜１３、４３の相対向する面に共に固着されているので、つまり両基板１、４１が当該接着剤２４を介して互いに接着されているので、液晶４４を注入する際に両基板１、４１間のギャップが広がることがなく、このため液晶４４が余分に注入されることもない。この結果、余分に注入された液晶４４を両基板１、４１を上下から加圧して押し出す工程が不要になり、その分だけ工程数を少なくすることができる。次に、図１に示す封止工程Ｊにおいて、液晶注入口を図示しない封止材で封止する。かくして、液晶表示装置が製造される。
【００１５】
このようにして得られた液晶表示装置では、コモン基板１の表示領域４内における画素領域４ａを除く非画素領域４ｂの所定の箇所にマイナス電位を印加し、プラス電荷を付与された、接着剤２４で被膜されたスペーサ２５をコモン基板１上に散布してコモン基板１の表示領域４内における画素領域４ａを除く非画素領域４ｂの所定の箇所に電気的吸引力により付着させているので、表示領域４内においては非画素領域４ｂのみにスペーサ２５が配置され、画素領域４ａにスペーサ２５が配置されないようにすることができる。この結果、黒表示のとき、スペーサ２５を介して光が漏れることがなく、表示品質の低下を防止できる。また、スペーサ２５をその表面に被膜された接着剤２４を介して両基板１、４１の配向膜１３、４３の相対向する面に固着しているので、外部から圧力が加わって液晶４４が移動しても、この移動にスペーサ２５が追従せず、このため両基板１、４１間のギャップが変動しないようにすることができる。さらに、接着剤２４で被膜されたスペーサ２５のみによってシール材３ａを形成しているので、シール材３ａを形成するためのそれ専用の工程が不要となり、したがってその分だけ工程数を少なくすることができる。加えて、シール材をスクリーン印刷によって形成する場合にはメッシュ跡が発生して配向膜を傷つけることがあるが、このようなこともない。
【００１６】
次に、この発明をアクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用した場合について、図９及び図１０を参照して説明する。この場合、図９は液晶表示装置の断面図を示し、図１０は下側基板の平面図を示す。この液晶表示装置は下側基板５１及び上側基板５２を備えている。下側基板５１の上面にはブラックマスク５３が設けられ、その上面にはカラーフィルタ５４が設けられ、その上面には共通電極５５が設けられ、その上面には配向膜５６が設けられている。上側基板５２の下面には画素電極５７及びスイッチング素子としての薄膜トランジスタ５８がマトリクス状に設けられ、その下面にはオーバーコート膜５９が設けられ、その下面には配向膜６０が設けられている。そして、両基板５１、５２は、その間に接着剤６１で被膜されたスペーサ６２を介在させた状態で、シール材６３を介して貼り合わされ、シール材６３の内側における両基板５１、５２の配向膜５６、６０間には液晶６４が封入されている。この場合、ブラックマスク５３における画素電極５７に対応する部分には開口部６５が形成されている。また、共通電極５５における薄膜トランジスタ５８に対応する部分には開口部６６が形成されている。さらに、下側基板５１の上面におけるシール材６３に対応する部分においては、ブラックマスク５３は設けられているが、共通電極５５は設けられていない。
【００１７】
次に、この液晶表示装置を製造するときに、下側基板５１上に接着剤６１で被膜されたスペーサ６２を散布する場合について説明するに、まず、下側基板５１について図１０を参照して説明する。下側基板５１の上面において、カラーフィルタ５４が露出された枠状の領域つまり図示しない液晶注入口形成領域を含むシール材形成領域７１の内側が表示領域７２となっている。表示領域７２は、ブラックマスク５３の開口部６５（つまり画素電極５７）に対応する画素領域７２ａとその各間及びその周囲の非画素領域７２ｂとからなっている。
【００１８】
そして、上記実施形態の場合と同様にして、下側基板５１上に接着剤６１で被膜されたスペーサ６２を散布する。すると、図１０の斜線で示すように、接着剤６１で被膜されたスペーサ６２は、配向膜５６の上面であって共通電極５５の開口部６６に対応する箇所（つまり、薄膜トランジスタ５８と対応する箇所であり、表示領域７２内における画素領域７２ａを除く非画素領域７２ｂの所定の箇所）と、カラーフィルタ５４の上面であってシール材形成領域７１とに付着される。したがって、この場合も、シール材６３は接着剤６１で被膜されたスペーサ６２のみからなっている。なお、図９では配向膜６０の下面を平坦な面として図示しているが、実際には薄膜トランジスタ５８の部分が画素電極５７の部分よりも厚いので、配向膜６０の下面に段差がある場合が多い。しかし、上述のように、配向膜６０下においては薄膜トランジスタ５８に対応する箇所のみにつまり段差の等しい箇所のみにスペーサ６２を配置することができるので、ギャップを均一にすることができる。
【００１９】
次に、この発明を単純マトリクス型の液晶表示装置に適用した場合について、図１１及び図１２を参照して説明する。この場合、図１１は液晶表示装置の断面図を示し、図１２は下側基板の平面図を示す。この液晶表示装置は下側基板８１及び上側基板８２を備えている。下側基板８１の上面にはブラックマスク８３が設けられ、その上面にはカラーフィルタ８４が設けられ、その上面には複数の下側電極８５が並列して設けられ、その上面には配向膜８６が設けられている。上側基板８２の下面には複数の上側電極８７が並列して且つ下側電極８５と直交するように設けられ、その下面には配向膜８８が設けられている。そして、両基板８１、８２は、その間に接着剤８９で被膜されたスペーサ９０を介在させた状態で、シール材９１を介して貼り合わされ、シール材９１の内側における両基板８１、８２の配向膜８６、８８間には液晶９２が封入されている。この場合、ブラックマスク８３における下側電極８５と上側電極８７との交差部（つまり図１２に示す画素領域１０３ａ）に対応する部分には開口部９３が形成されている。また、相隣接する下側電極８５間（つまりブラックマスク８３の所定の一部に対応する部分）には隙間９４が形成されている。さらに、下側基板８１の上面におけるシール材９１に対応する部分においては、ブラックマスク８３は設けられているが、下側電極８５は設けられていない。
【００２０】
次に、この液晶表示装置を製造するときに、下側基板８１上に接着剤８９で被膜されたスペーサ９０を散布する場合について説明するに、まず、下側基板８１について図１２を参照して説明する。下側基板８１の上面において、カラーフィルタ８４が露出された枠状の領域つまり液晶注入口形成領域１０１を含むシール材形成領域１０２の内側が表示領域１０３となっている。表示領域１０３は、下側電極８５と上側電極８７との交差部である画素領域１０３ａとその各間及び周囲の非画素領域１０３ｂとからなっている。なお、図１２において符号１０４は下側電極８５に接続された接続端子を示す。
【００２１】
そして、上記実施形態の場合と同様にして、下側基板８１上に接着剤８９で被膜されたスペーサ９０を散布する。すると、図１２の斜線で示すように、接着剤８９で被膜されたスペーサ９０は、配向膜８６の上面であって相隣接する下側電極８５間の隙間９４に対応する箇所（つまり、表示領域１０３内における画素領域１０３ａを除く非画素領域１０３ｂの所定の箇所）と、カラーフィルタ８４の上面であってシール材形成領域１０２とに付着される。したがって、この場合も、シール材９１は接着剤８９で被膜されたスペーサ９０のみからなっている。
【００２２】
なお、上記説明では、接着剤２４で被膜されたスペーサ２５にプラス電荷を付与し、ブラックマスク５にマイナス電位を印加し、コモン電極９にプラス電位を印加した場合について説明したが、これとは逆に、接着剤２４で被膜されたスペーサ２５にマイナス電荷を付与し、ブラックマスク５にプラス電位を印加し、コモン電極９にマイナス電位を印加するようにしてもよい。
また、コモン電極９の上に絶縁膜８を介してブラックマスク５を積層する構成の液晶表示装置にも本発明は適用できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、スペーサを必要とする領域には電気的吸引力を作用させ、スペーサを不要とする領域には電気的反発力を作用させるから、スペーサを所望の領域に正確に配置することができ、表示領域全体にわたり光漏れのない良好な表示が得られる。また、接着剤で被膜されたスペーサのみによってシール材を形成しているので、シール材を形成するためのそれ専用の工程が不要となり、したがってその分だけ工程数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す図。
【図２】同液晶表示装置の製造に際し、まず、コモン基板の各領域を説明するために示す平面図。
【図３】同液晶表示装置の製造に際し、コモン基板上にブラックマスクを形成した状態の平面図。
【図４】同液晶表示装置の製造に際し、コモン基板上にコモン電極を形成した状態の平面図。
【図５】同液晶表示装置の製造において使用するスペーサ散布装置の概略図。
【図６】同液晶表示装置の製造に際し、コモン基板上にスペーサを散布した状態の断面図。
【図７】図６に示す場合の平面図。
【図８】同液晶表示装置の製造により製造された液晶表示装置の断面図。
【図９】この発明を適用したアクティブマトリクス型の液晶表示装置の断面図。
【図１０】図９に示す液晶表示装置の下側基板の一部の平面図。
【図１１】この発明を適用した単純マトリクス型の液晶表示装置の断面図。
【図１２】図１１に示す液晶表示装置の下側基板の平面図。
【符号の説明】
１  コモン基板
３  シール材形成領域
４  表示領域
４ａ  画素領域
４ｂ  非画素領域
２４  接着剤
２５  スペーサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003840769.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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