JP2000206543A

JP2000206543A - 液晶表示装置製造方法

Info

Publication number: JP2000206543A
Application number: JP11005215A
Authority: JP
Inventors: Shingen Kinoshita; 真言木下
Original assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】分散法やフォトリソグラフィー法による方法
よりも、製造コストを低減できる液晶表示装置製造方法
を提供する。【解決手段】エキシマレーザなどを用いて、プラスチ
ック材１００ａにスペーサ成型用の複数の円柱形凹部１
００ｂをマトリクス状に形成する。また、円柱形凹部１
００ｂの形成領域を囲む液晶封止材成型用の第２枠状凹
部１００ｃと、この第２枠状凹部を囲む基板間シール材
成型用の第１枠状凹部１００ｄとを同様に形成して、凹
版としてのプラスチック版１００を得る。そして、スキ
ージ装置により、プラスチック版の各凹部にＵＶ硬化性
樹脂（樹脂という。）を充填する工程と、樹脂基剤とＴ
ＦＴ基板１を密着させる工程と、樹脂のみを硬化させる
工程と、各凹部内の樹脂をＴＦＴ基板１上に転写する工
程と、ＴＦＴ基板とＣＦ基板２とを重ね合わせる工程
と、樹脂を硬化させて両基板間をシールする工程とを実
施して、液晶表示装置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯テレビ、電子
計算機、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、
等に用いられる液晶表示装置を製造するための液晶表示
装置製造方法に係り、詳しくは、液晶表示装置の基板間
に介在するスペーサ、及び、該基板間に液晶を封止する
ための封止材、の成形方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置の多くは、各々一方
の面に透明電極を有する２枚の透明基板が互いに対向す
るように重ね合わされ、これら２枚の基板間の間隙に液
晶が封入されて構成されている。この間隙は２枚の基板
間に介在するスペーサにより保持され、この間隙に封入
される液晶はシリンジを用いたディスペンス等の技術に
より形成された封止材で封止されている。液晶は、一般
に、封止材の一部に設けられた狭小の液晶注入口から２
枚の基板間に注入される。但し、高粘度の強誘電性液晶
を用いる液晶表示装置の場合には、この液晶注入口から
の液晶注入が困難であるので、片方の基板上に強誘電性
液晶が供給されてから、両基板が重ね合わされる場合が
ある。

【０００３】スペーサとしては、ガラス球、グラスファ
イバー球、シリコン球等からなる複数の球状スペーサが
用いられ、これらの球状スペーサは吹き付け等により基
板間に分散される。

【０００４】しかしながら、球状スペーサを用いると、
各基板と球状スペーサとの接触面積を小さくして、外部
から各基板に印加した応力を点又は線に近い微小領域で
受け止めさせることになる。この結果、各基板に球状ス
ペーサをめり込ませたり、球状スペーサを変形させたり
して、上記間隙の大きさを変化させる場合がある。そし
て、この変化により表示画像を乱すという不具合があっ
た。

【０００５】また、片方の基板上に強誘電性液晶を供給
してから両基板を重ね合わせる場合には、基板上に多数
の球状スペーサを均等分散させておいても、強誘電性液
晶の供給により球状スペーサを移動させて均等な分散状
態を崩してしまうという不具合があった。

【０００６】一方、印刷法により片方の基板の周縁部に
枠状の封止材を成形し、フォトリソグラフィー法により
他方の基板上に複数のスペーサを形成し、該片方の基板
上に強誘電性液晶を滴下してから両基板を重ね合わせた
後、該封止材を硬化させる液晶表示装置製造方法が知ら
れている。この液晶表示装置製造方法によれば、フォト
リソグラフィー法により所望の形状のスペーサを形成す
ることができるので、各基板とスペーサとの接触面積を
大きくして、スペーサのめり込みや変形による上記不具
合を低減することができる。また、基板上にスペーサを
固定することができるので、片方の基板上に強誘電性液
晶を供給してから両基板を重ね合わせても、スペーサの
位置を変化させることがない。

【０００７】しかしながら、この液晶表示装置製造方法
においては、両基板を重ね合わせた後に基板周縁部の封
止材を硬化させるものであるから、未硬化の封止材と強
誘電性液晶とを接触させて該強誘電性液晶を変性させる
おそれがあった。

【０００８】そこで、特開平６−１９４６１５号におい
て、フォトリソグラフィー法により、複数のスペーサ
と、該スペーサの形成領域を囲む枠状スペーサとを片方
の基板上に同時形成し、且つ、どちらか一方の基板上に
該枠状スペーサを囲み得る大きさの封止材を形成する液
晶表示装置製造方法が提案されている。この液晶表示装
置製造方法によれば、基板上に供給された液晶と未硬化
の封止材との接触を両者の間に介在させた枠状スペーサ
により回避することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、球状スペー
サを用いる従来の液晶表示装置製造方法においては、球
状スペーサ分散工程の他に、封止材を成形する封止材成
形工程が必要となるので、装置の製造工程が煩雑となっ
てコスト高になるという問題があった。

【００１０】また、フォトリソグラフィー法によりスペ
ーサを形成する上記特開平６−１９４６１５号の液晶表
示装置製造方法においても、スペーサ形成工程の他に、
封止材を成形する封止材成形工程が必要となるので、装
置の製造工程が煩雑となってコスト高になるという問題
があった。

【００１１】更に、フォトリソグラフィー法によるスペ
ーサ形成工程そのものも、コスト高になるという問題が
あった。具体的には、スペーサの基剤として使用される
感光樹脂が高価であり、更にこの高価な感光樹脂の大半
が現像時に除去されるので、基剤費が高額となると共
に、現像等で生じた廃液処理などにも多くの経費が必要
となって多大のコストを要する。フォトリソグラフィー
法は１［μｍ］未満の寸法精度を実現することから、専
ら微小回路の製造等に用いられる技術である。しかし、
液晶表示装置のスペーサ形成においては、数［μｍ］程
度のスペーサ寸法精度を確保すればよく、高価なフォト
リソグラフィー法を用いることは不経済である。

【００１２】本発明は、以上の背景に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、分散法やフォトリソ
グラフィー法により両基板間にスペーサを介在させる従
来の液晶表示装置製造方法よりも、液晶表示装置の製造
コストを低減することができる液晶表示装置製造方法を
提供することである。

【００１３】また、その第２の目的とすることろは、上
記第１の目的に加えて、未硬化の封止材と液晶との接触
により生ずる該液晶の変性等の不具合を解消することが
できる液晶表示装置製造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数のスペーサを介して対向す
る２枚の基板と、該２枚の基板間に形成された間隙に封
入された液晶と、該基板間に該液晶を封止するための封
止材とを備える液晶表示装置を製造するための液晶表示
装置製造方法において、該スペーサを形成するための複
数の凹部と、該凹部の形成領域を囲む枠状凹部とを有す
る凹版の各凹部に基剤を充填する充填工程と、充填した
基剤と一方の基板とを密着させる密着工程と、該凹部内
の基剤のみを硬化させる第１硬化工程と、該凹版と該一
方の基板とを離して、硬化済み基剤、及び、枠状に成形
された未硬化基剤、を該一方の基板上に転写する転写工
程と、該一方の基板ともう一方の基板とを重ね合わせる
重ね合わせ工程と、該未硬化基剤を硬化させて該封止材
を形成する第２硬化工程とを実施することを特徴とする
ものである。

【００１５】請求項１の液晶表示装置製造方法において
は、まず、スペーサ等を形成するための基剤を凹版の各
凹部に充填して成形した後、充填した基剤といずれか一
方の基板とを密着させる。この密着により基剤の基板へ
の粘着を促進する。次いで、枠状凹部以外の凹部内の基
剤だけを硬化させて、該基剤の基板への固着を促進す
る。そして、凹版と上記一方の基板とを離して、硬化済
み基剤と枠状に成形された未硬化基剤とを該一方の基板
上に転写する。この転写により、上記一方の基板上に複
数のスペーサを形成し、且つ、未硬化封止材である枠状
の未硬化基剤を該スペーサの形成領域の外側に転写する
ことができる。そして、これらスペーサ及び未硬化基剤
を転写した基板をもう一方の基板と重ね合わせてから、
該未硬化基剤を硬化させて両基板を接着する。以上の工
程において、複数のスペーサの形成と封止材である上記
未硬化基剤の成形とを同時に行うことができる。そし
て、これにより、分散法やフォトリソグラフィー法によ
り両基板間にスペーサを介在させる従来の液晶表示装置
製造方法よりも、製造工程を簡素化することができる。
また、凹部への充填による基剤成形、密着による該基剤
の基板への粘着促進、該凹部内での硬化による該基剤の
固着促進、及び、該基板と凹版との離間による基剤の転
写、という簡易な操作でスペーサを配設する。これによ
り、分散法やフォトリソグラフィー法により基板上にス
ペーサを配設する場合よりも、該スペーサの配設コスト
を低減することができる。なお、リメルト製法的な手法
を用いることで、例えば固形の基剤を凹版の凹部に充填
することも可能である。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の液晶表示装
置製造方法において、上記凹版の上記凹部と上記枠状凹
部との間に、該凹部の形成領域を囲む第２枠状凹部を設
けておき、上記第１硬化工程で、該凹部内及び該第２枠
状凹部内の基剤を硬化させることを特徴とするものであ
る。

【００１７】この液晶表示装置製造方法においては、基
板上の各スペーサの形成領域を囲む枠状スペーサを該基
板上に形成する。この枠状スペーサは、その枠構造の内
側に供給された液晶と、該枠構造の外側で枠状に成形さ
れた未硬化基剤、即ち未硬化封止材との接触を防止す
る。

【００１８】請求項３の発明は、請求項１又は２の液晶
表示装置製造方法において、上記凹版としてプラスチッ
ク版を用いることを特徴とするものである。

【００１９】この液晶表示装置形成方法においては、凹
版として金属版よりも可撓性に優れているプラスチック
版を用い、密着工程でプラスチック版を基板表面の微妙
な凹凸に追従して変形させ、凹版と基板表面との密着性
を向上させる。このような密着性の向上により、各凹部
内に充填した基剤の抜け性を向上させ、転写工程で生ず
る該基剤の変形や凹部内残留を低減することができる。

【００２０】請求項４の発明は、請求項１、２又は３の
液晶表示装置製造方法において、上記基剤として硬化後
に弾性を発揮するものを用いることを特徴とするもので
ある。

【００２１】この液晶表示装置形成方法においては、こ
の液晶表示装置用スペーサ形成方法においては、弾性を
有するスペーサを形成し、且つ、硬化後の封止材に弾性
を発揮させることができる。

【００２２】請求項５の発明は、請求項１、２、３又は
４の液晶表示装置製造方法であって、上記基剤が光硬化
性ペーストであり、上記第１硬化工程において、スペー
サ成形用の凹部内にある該光硬化性ペーストのみが光照
射されて硬化することを特徴とするものである。

【００２３】この液晶表示装置製造方法においては、基
剤として光硬化性ペーストを用い、光照射により各凹部
内の光硬化性ペーストのみを硬化させる。このため、滲
み等により各凹部の周囲に付着させてしまった光硬化性
ペーストの硬化を回避することができる。

【００２４】請求項６の発明は、上記凹版として上記プ
ラスチック版を用いる請求項５の液晶表示装置製造方法
であって、上記プラスチック版が光透過性を有するプラ
スチック材で構成され、且つ、遮光性を有する遮光層が
該プラスチック版の凹部形成側表面の凹部以外の部分に
被覆されていることを特徴とするものである。

【００２５】この液晶表示装置製造方法においては、光
透過性を有するプラスチック材でプラスチック版を構成
し、且つ、遮光性を有する材料で該プラスチック版の凹
部形成側表面（以下、充填面という。また反対側の面を
露光面という）の凹部以外の部分を被覆する。このよう
に構成することにより、プラスチック版の充填面と基板
とを重ね合わせても、該プラスチック版の各凹部に充填
した光硬化性ペーストに対して該プラスチック版の露光
面から容易に光照射することができる。

【００２６】請求項７の発明は、請求項６の液晶表示装
置製造方法であって、遮光性を有する第２遮光層が上記
プラスチック版の凹部形成側表面とは反対側の表面にお
ける上記枠状凹部との対向部分に被覆されていることを
特徴とするものである。

【００２７】この液晶表示装置製造方法では、第１硬化
工程において、第２遮光層により上記枠状凹部内の光硬
化性ペーストを遮光するとともに、上記凹部内や上記第
２枠状凹部内にあるスペーサ形成用の光硬化性ペースト
に対して光照射する。このため、上記第１硬化工程にお
いてスペーサ形成用の光硬化性ペーストに対してのみ光
照射することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した液晶表示
装置製造方法の実施形態について説明する。図１は本液
晶表示装置製造方法により製造されたＴＦＴ液晶表示装
置の概略構成を示す断面図である。図１において、ガラ
ス板等からなる基板としての透明なＴＦＴ基板１上に
は、走査信号線４、映像信号線（図示せず）、ＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）６、下部配向膜７、透明なＩＴＯ
（インジウム酸化スズ）画素電極３等が積層されてい
る。下部配向膜７は液晶分子の向きを揃えるためのもの
であり、所定方向に延在する無数の傷が表面につけられ
ている。ＴＦＴ６は、ＩＴＯ画素電極３に対する画素電
圧の印加のＯＮ／ＯＦＦを制御するためのものであり、
ゲート電極６ａ、非晶質シリコンなどからなる半導体６
ｂ、ソース／ドレイン電極対６ｃ、等から構成されてい
る。

【００２９】また、基板としての透明なＣＦ基板２上に
は、緑（Ｇ）、青（Ｂ）又は赤（Ｒ）に着色されたカラ
ーフィルタ８、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２との間の各画
素領域以外の領域を遮光するブラックマトリクス９、全
てのＩＴＯ画素電極３に対応する共通電極であるＩＴＯ
対向電極１０、上部配向膜１１等が積層されている。Ｉ
ＴＯ対向電極１０はＩＴＯ画素電極３と同様にＩＴＯで
形成され、透明である。上部配向膜１１は下部配向膜７
と同様に所定方向に延在する無数の傷が表面につけられ
ている。

【００３０】更に、ＴＦＴ基板１及びＣＦ基板２の外側
の面（それぞれ非対向面）には、それぞれ偏光板１２、
１３が貼り付けられている。これら２枚の偏光板は、例
えば、偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置さ
れ、液晶の向きに応じて光を透過したりしなかったりす
る。なお、偏向板１２の更に外側には、バックライト
（図示せず）が配設されている。

【００３１】下部配向膜７と上部配向膜１１との間に
は、液晶としての強誘電性液晶１５が封入されている。
この強誘電性液晶１５は、ＩＴＯ画素電極３とＩＴＯ対
向電極１０との間の領域において、両者の電位差で生ず
る電界の作用により向きを変化させて、バックライトか
らの光を偏向させる。下部配向膜７と上部配向膜１１と
の間には、スペーサとしての円柱形スペーサ１４が介在
している。この介在により、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２
との間に液晶を介在させるための間隙が保持されてい
る。

【００３２】図２は、このＴＦＴ液晶表示装置の要部を
示す平面図である。図２において、各画素１６に付され
たアルファベットは、カラーフィルタ８の色を示してい
る。また、斜線を付した部分は、ブラックマトリクス９
によりバックライトが遮光される領域であり、非画素領
域となる。各画素８は長方形の左下隅の部分を欠損させ
た形状をしている。この左下隅の部分（矢印Ａで示され
る部分）の直下にはＴＦＴ６（図示せず）がそれぞれ配
設されている。また、各画素１６を区画するブラックマ
トリクス９の直下には、図面列方向に走査信号線４、図
面行方向に映像信号線、がそれぞれ配設されている。本
液晶表示装置製造方法では、図１に示したブラックマト
リクス９の直下の非画素領域に円柱形スペーサ１４を形
成する。このように、本発明に係る液晶表示装置製造方
法においては、２枚の基板間における非画素領域にスペ
ーサを形成することが望ましい。これにより、画素領域
にスペーサが存在することによる液晶表示装置の表示画
像の乱れを回避することができる。

【００３３】図３（ａ）は、この液晶表示装置製造方法
に用いられる凹版としてのプラスチック版１００の要部
を示す平面図であり、図３（ｂ）は該要部を示す断面図
である。なお、図３（ｂ）においては、便宜上、プラス
チック版１００の厚みを大きく描いている。図３におい
て、プラスチック版１００には、プラスチック材１００
ａに複数の凹部からなる印刷パターンや、遮光層などが
形成されている。プラスチック材１００ａは、透明なプ
ラスチック材で形成され、紫外線（以下、ＵＶという）
を透過する。プラスチック材１００ａの充填面（図３
（ｂ）の上側面）に柱状凹部としての複数の円柱形凹部
１００ｂがマトリクス状に形成されている。また、この
円柱形凹部１００ｂの形成領域の外側には、該形成領域
を囲む第２枠状凹部１００ｃと、この第２枠状凹部１０
０ｃを囲む枠状凹部としての第１枠状凹部１００ｄとが
形成されている。なお、円柱形凹部１００ｂと第２枠状
凹部１００ｃの深さは同じであるが、第１枠状凹部１０
０ｄはこれらよりも深く形成されている。

【００３４】円柱形凹部１００ｂはプラスチック材１０
０ａ上において、後述のＴＦＴ基板１上のブラックマト
リクス対向領域に対応する領域に形成されている。

【００３５】プラスチック材１００ａの充填面における
各凹部の周囲には、遮光層１００ｅが被覆されている。
また、プラスチック材１００ａの露光面における第１枠
状凹部１００ｄとの対向部分には、遮光層１００ｆが被
覆されている。これら遮光層１００ｅ、１００ｆは、硬
質且つ不透明で耐摩耗性を有する酸化チタンなどで形成
されており、遮光性を有する。

【００３６】本実施形態の液晶表示装置製造方法におい
ては、スペーサや封止材を形成するための基剤として、
硬化後に弾性を発揮し得るエラストマ型紫外線硬化性樹
脂ペースト（以下、ＵＶ硬化性ペーストという）を用い
る。これにより、弾性を有するスペーサを形成し、且
つ、硬化後の封止材に弾性を発揮させることができる。

【００３７】図４（ａ）から（ｇ）は、本液晶表示装置
製造方法におけるＵＶ硬化性ペーストの充填工程から転
写工程までを説明する断面図であり、（ａ）から（ｃ）
までは充填工程を、（ｅ）は密着工程を、（ｆ）は第１
硬化工程を、（ｇ）は転写工程をそれぞれ示すものであ
る。図４において、まず、ペースト供給装置（図示せ
ず）により、プラスチック版１００の充填面上にＵＶ硬
化性ペースト１０１が供給される（ａ）。そして、スキ
ージ１０２により、ＵＶ硬化性ペースト１０１がプラス
チック版１００にスキージングされる（ｂ）。このスキ
ージングにより、プラスチック版１００の各円柱形凹部
１００ｂ、第１枠状凹部１００ｄ、第２枠状凹部１００
ｃ、にそれぞれＵＶ硬化性ペースト１０１が充填される
（ｃ）。

【００３８】以下、便宜上、各円柱形凹部１００ｂへの
充填により円柱形に成形されたＵＶ硬化性ペースト１０
１を円柱形ペースト１０１ｂという。また、第１枠状凹
部１００ｄ、第２枠状凹部１００ｃへの充填により枠状
に成形されたＵＶ硬化性ペースト１０１を、それぞれ第
１枠状ペースト１０１ｄ、第２枠状ペースト１０１ｃと
いう。

【００３９】充填により各凹部内でＵＶ硬化性ペースト
１０１が成形されると、次に、プラスチック版１００が
版駆動装置（図示せず）により反転され（ｄ）、ＴＦＴ
基板１上の下部配向膜７に密着される（ｅ：密着工
程）。この密着の際、各円柱形凹部１００ｂを、非画素
領域に配設された走査信号線４や映像信号線の上方に位
置させるように、ＴＦＴ基板１とプラスチック版１００
との位置合わせが行われる。

【００４０】円柱形ペースト１０１ｂ、第１枠状ペース
ト１０１ｄ、第２未硬化ペースト１０１ｃは、それぞれ
プラスチック版１００と下部配向膜７との密着によって
下部配向膜７の非画像領域に密着して、下部配向膜７へ
の粘着が促進される。

【００４１】ところで、本実施形態の液晶表示装置製造
方法においては、凹版として金属版よりも可撓性に優れ
ているプラスチック版を用いており、密着工程でプラス
チック版１００をＴＦＴ基板１上の配向膜７の微妙な凹
凸に追従して変形させ、プラスチック版１００とＴＦＴ
基板上の配向膜７との密着性を向上させることができ
る。そして、このような密着性の向上により、各凹部内
に充填したＵＶ硬化性ペースト１０１の抜け性を向上さ
せ、後述の転写工程で生ずるＵＶ硬化性ペースト１０１
の変形や凹部内残留を低減することができる。

【００４２】なお、プラスチック版１００の各凹部は、
それぞれエキシマレーザ、シンクロトロンの紫外線領域
のＳＲ光、などを用いたアブレーション加工によりプラ
スチック材１００ａ上に加工されることが好ましい。こ
のように、アブレーション加工によって形成された各凹
部の内壁は、他の凹版の凹部と比べて遙かに平滑性に優
れており、これらに充填された樹脂ペースト等の基剤の
抜け性を更に向上させ、転写工程で生ずるＵＶ硬化性ペ
ースト１０１の変形や凹部内残留を更に低減することが
できる。

【００４３】プラスチック版１００の上方には、ＵＶラ
ンプ１０３が配設され、プラスチック版１００の露光面
に向けてＵＶ１１０を照射する。ＵＶランプ１０３から
のＵＶ１１０は、プラスチック材１００ａを透過して、
円柱形ペースト１０１ｂ、第２枠状ペースト１０１ｃを
照射する（ｆ）。但し、プラスチック材１００ａの露光
面における第１枠状凹部１００ｄとの対向部分には遮光
層１００ｆが被覆されており、未硬化ペースト１０１ｄ
はこの遮光層１００ｆで遮光されてＵＶ照射されない。
また、プラスチック材１０１ａの充填面における各凹部
の周囲には、遮光層１００ｅが被覆されており、滲み等
により各凹部の開口周囲に付着したＵＶ硬化性ペースト
１０１はこの遮光層１００ｅで遮光されてＵＶ照射され
ない。

【００４４】ＵＶ照射された円柱形ペースト１０１ｂ、
第２枠状ペースト１０１ｃは、下部配向膜７と密着しな
がら硬化して下部配向膜７への固着が促進される。ま
た、硬化により収縮して円柱形凹部１００ｂや第１枠状
凹部からの抜け性が向上する。更に、円柱形凹部１００
ｂや第１枠状凹部の内部に充填された状態でＵＶ照射さ
れることにより、表面張力などで変形することなく円柱
形や矩形枠状に硬化する。

【００４５】円柱形ペースト１０１ｂ、第２枠状ペース
ト１０１ｃの硬化が完了するか、あるいは該硬化が所定
の度合いまで進行すると、上記版駆動装置によりプラス
チック版１００が図面上側に移動される。この移動によ
りＴＦＴ基板とプラスチック版１００とが離間する
（ｇ：転写工程）。この離間の際、下部配向膜７とＵＶ
硬化性ペースト１０１との固着力、重力、プラスチック
版１００による密着性の向上、などの相乗作用により、
各凹部内の硬化済みペーストや未硬化ペーストが下部配
向膜７上に良好に転写される。そして、この転写によ
り、下部配向膜７の非画素領域上でマトリクス状に立設
された複数の円柱形スペーサ１０１ｙ、この円柱形スペ
ーサ１０１ｙの形成領域を囲む枠状スペーサ１０１ｘが
形成される。また、未硬化封止材としての第１枠状ペー
スト１０１ｄが、下部配向膜上でこの枠状スペーサ１０
１ｘを囲むように矩形枠状に成形される。

【００４６】図５（ａ）から（ｄ）は、本液晶表示装置
製造方法における液晶供給工程から第２硬化工程までを
説明する断面図であり、（ａ）及び（ｂ）は液晶供給工
程を、（ｃ）は重ね合わせ工程を、（ｄ）は第２硬化工
程をそれぞれ示すものである。なお、図５の各図におい
ては、便宜上、ＩＴＯ画素電極３、走査信号線４、ＴＦ
Ｔ６、カラーフィルタ８、ブラックマトリクス９、ＩＴ
Ｏ対向電極１０の図示を省略している。

【００４７】図５においては、まず、液晶供給装置（図
示せず）によって、強誘電性液晶１５がＴＦＴ基板の下
部配向膜７上における枠状スペーサ１０１ｘの枠構造内
側（以下、単に内側という）に供給される（ａ）。そし
て、この強誘電性液晶１５は、枠状スペーサ１０１ｘの
内側に満たされる（ｂ）。この際、図示のように、枠状
スペーサ１０１ｘは、その枠構造の内側に供給された強
誘電性液晶１５と、該枠構造の外側に成形された未硬化
封止材である第１枠状ペースト１０１ｄとの接触を防止
する。

【００４８】通常の粘度の液晶を用いる場合には、他の
方法により液晶を供給してもよい。具体的には、ＴＦＴ
基板１上に枠状スペーサ１０１ｘを設けずに、枠状未硬
化ペースト１０１ｄの枠構造の一部に液晶封入口を設
け、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板２とを重ね合わせ、更に枠
状未硬化ペースト１０１ｄを硬化させてから、液晶を該
液晶封入口から封入するようにしてもよい。但し、高粘
度の強誘電性液晶１５を用いる場合には、上記液晶封入
口からの封入が極めて困難な場合があり、このような場
合には、本実施形態のように両基板を重ね合わせる前に
いずれか一方の基板に強誘電性液晶１５を供給しておく
必要がある。

【００４９】円柱形スペーサ１０１ｘの内側に強誘電性
液晶１５が満たされると、次に、ＴＦＴ基板１と、上部
配向膜１１等の積層を有するＣＦ基板２とが重ね合わさ
れる（ｃ）。この重ね合わせにより、各スペーサよりも
丈の長い枠状未硬化ペースト１０１ｄが下部配向膜７と
上部配向膜１１との間で両者に密着する。そして、ＵＶ
ランプ１０３によりＣＦ基板２の偏向板１３側からＵＶ
照射されて硬化する（ｄ）。この硬化により、枠状未硬
化ペースト１０１ｄが下部配向膜７と上部配向膜１１に
固着して、ＴＦＴ基板１とＣＦ基板とを接着して強誘電
性液晶１５を封止する。

【００５０】以上の一連の工程において、下部配向膜７
に対して、円柱形スペーサ１０１ｙの形成と封止材であ
る枠状未硬化ペースト１０１ｄの成形とを同時に行うこ
とができる。そして、これにより、分散法やフォトリソ
グラフィー法により２枚の基板間にスペーサを介在させ
る従来の液晶表示装置製造方法よりも、液晶表示装置の
製造工程を簡素化することができる。また、プラスチッ
ク版１００の各凹部への充填によるＵＶ硬化性ペースト
１０１の成形、密着によるＵＶ硬化性ペースト１０１の
下部配向膜７への粘着促進、各凹部内での硬化によるＵ
Ｖ硬化性ペースト１０１の固着促進、及び、硬化済みペ
ーストの転写、という簡易な操作で円柱形スペーサ１０
１ｙを配設する。これにより、分散法やフォトリソグラ
フィー法により基板上にスペーサを配設する場合より
も、該スペーサの配設コストを低減することができる。
また、滲み等により各凹部の周囲に付着させてしまった
ＵＶ硬化性ペースト１０１を、第１硬化工程において遮
光層１００ｅで遮光して該ＵＶ硬化性ペースト１０１の
硬化を回避することができる。また、透過性を有するプ
ラスチック材１００ａを用いることにより、プラスチッ
ク版１００とＴＦＴ基板１とを重ね合わせても、第１硬
化工程において円柱形ペースト１０１ｂと第２枠状ペー
スト１０１ｃとに対して、プラスチック版１００露光面
から容易にＵＶ照射することができる。更に、遮光層１
００ｆを設けることで、第１硬化工程において第１枠状
ペースト１０１ｄを遮光して、円柱形ペースト１００ｂ
及び第２枠状ペースト１０１ｃに対してのみＵＶ照射す
ることができる。

【００５１】以上、本実施形態の液晶表示装置製造方法
によれば、分散法やフォトリソグラフィー法により２枚
の基板間にスペーサを介在させる従来の液晶表示装置製
造方法よりも、液晶表示装置の製造工程を簡素化し、且
つ、スペーサの配設コストを低減することができるの
で、従来の液晶表示装置製造方法よりも液晶表示装置の
製造コストを低減することができる。また、強誘電性液
晶１５と封止材である第１枠状ペースト１０１ｄとの接
触を回避するので、２枚の基板を重ね合わせる前にいず
れか一方の基板上に高粘度の強誘電性液晶１５を供給す
る方法を用いる場合でも、該接触により生ずる例えば液
晶の変性等の不具合を解消することができる。また、転
写工程で生ずるＵＶ硬化性ペーストの変形や凹部内残留
を低減することができるので、形状精度及び寸法精度の
高いスペーサを形成し、且つ、形状精度及び寸法精度の
高い封止材を成形することができる。また、弾性を有す
る円柱形スペーサ１０１ｙ、枠状スペーサ１０１ｘを形
成し、且つ、硬化後の封止材に弾性を発揮させるので、
各スペーサや該封止材の疲労破壊を低減することができ
る。また、滲み等により各凹部の周囲に付着させてしま
ったＵＶ硬化性ペースト１０１の硬化を回避することが
できるので、更に形状精度の高い円柱形スペーサ１０１
ｙや枠状スペーサ１０１ｘを形成することができる。ま
た、円柱形ペースト１０１ｂと第２枠状ペースト１０１
ｃとに対して、プラスチック版１００露光面から容易に
ＵＶ照射することができるので、これらを容易に硬化さ
せてスペーサに変化させることができる。更に、第１硬
化工程において、円柱形ペースト１００ｂ及び第２枠状
ペースト１０１ｃに対してのみＵＶ照射することができ
るので、該第１硬化工程においてこれらの未硬化ペース
トのみを容易に硬化させることができる。

【００５２】なお、リメルト製法的な手法を用いること
で、例えば固形の基剤をプラスチック版１００の各凹部
に充填することも可能である。具体的には、まず、リメ
ルト製法と同様に、予め荒っぽい金型を用いて基剤を円
柱形に加工しておき、これを各凹部に投入する。そし
て、投入した基剤を加熱するなどして投入当初のネジ
レ、ヨレ、曲がりなどのひずみを除去したり、再度流動
状態にしたりする。これにより、各凹部の形状にならわ
せる。次いで、基剤が硬化を開始したら、タイミングを
見計らって下部配向膜７等に該基剤を密着させて転写す
ればよい。

【００５３】また、円柱形凹部１００ｂの形状を四角柱
や六角柱などの多角柱形に形成することにより、多角柱
形スペーサを形成することができる。

【００５４】［実施例］次に、上記実施形態の液晶表示
装置製造方法のより具体的な例である実施例の液晶表示
装置製造方法について説明する。本液晶表示装置製造方
法においては、スペーサ形成装置を用いて各スペーサの
形成、及び枠状未硬化ペースト１０１ｄの成形を行う。
図６はこのスペーサ形成装置の概略構成を示す断面図、
図７は同スペーサ形成装置の第１硬化工程におけるＵＶ
照射・硬化の様子を説明する拡大断面図である。

【００５５】図６において、プラスチック版１００は全
体としては無端ベルト状に形成され、左右の駆動装置１
０４によって図中矢印方向に移動しながら回転する。こ
の回転により、導電性処理が施されたスキージ１０２の
直下に移動した各凹部には、ＵＶ硬化性ペースト１０１
が充填される。このような充填工程が施された各凹部
は、更に移動して密着・第１硬化・転写工程へ進む。

【００５６】一方、前製造工程から送られてくるＴＦＴ
基板１は、濡れ性を改善するための表面改質用紫外線照
射装置１０５を通過し、定盤テーブル１０６上を移動す
る搬送装置１０７に乗せられ、下部配向膜７を上にして
密着工程へ移送されてくる。このＴＦＴ基板１上の下部
配向膜７と、プラスチック版１００の各凹部とは、密着
工程最前部に位置する画像認識装置１０８によって位置
ずれ量が測定され、位置合わせが行なわれた後、互いに
密着させられる。

【００５７】ＵＶ透過率の良い石英ガラス製ローラ１０
９とその内部中空部に設置された紫外線ランプ１０３
は、円柱形ペースト１０１ｄと第２枠状ペースト１０１
ｃとをＵＶ照射して硬化させる。そして、これら円柱形
ペースト１０１ｄ、第２枠状ペースト１０１ｃは、下部
配向膜７表面に押し付けられて密着が促進されながら硬
化が進行し、最終的に下部配向膜７に固着する。

【００５８】一方、第１枠状ペースト１０１ｄは、第２
遮光層１００ｆで遮光されて硬化しない。また、プラス
チック材１００ａの充填面における各凹部の周囲に付着
したＵＶ硬化性ペーストは、第１遮光層１００ｅで遮光
されて硬化しない。

【００５９】図７において、下部配向膜７の上にはプラ
スチック版１００が密着しており、該下部配向膜７には
各凹部内のＵＶ硬化性ペースト１０１が密着している。
この密着は、プラスチック版１００の裏側から押圧して
いる石英ガラス製ローラ１０９の加圧力により助長さ
れ、下部配向膜７へのＵＶ硬化性ペースト１０１の粘着
が促進されている。

【００６０】プラスチック版１００のベルトがさらに移
動していくと、やがて分離装置１１２に至り、プラスチ
ック版１００のベルトと下部配向膜７とはここで剥離さ
せられ、円柱形スペーサ１０１ｙ、枠状スペーサ１０１
ｘ、第２枠状ペースト１０１ｄが下部配向膜７上に転写
される。

【００６１】ＵＶ硬化性ペースト１０１の転写を完了し
たプラスチック版１００は、駆動装置１０４を経て凹版
ベルト洗浄装置１１３において、滲み出しによって硬化
されなかったＵＶ硬化性ペーストや特にガラスの微小破
片（カレット）などの異物が除去される。さらにリンス
槽１１４において洗浄剤ですすがれ、乾燥室１１５で乾
燥されたのち、離型剤塗布装置１１６によって離型性向
上の処理が行なわれ、充填工程まで戻ってくる。このよ
うにしてプラスチック版１００は、離型剤塗布の前処理
工程、ペーストの充填工程、密着工程、第１硬化工程、
転写工程、洗浄から乾燥までの後処理工程を循環し、繰
り返し各スペーサを形成するとともに、封止材である第
１枠状ペーストを成形する。これにより、複数のＴＦＴ
基板１に対するスペーサ形成と封止材成形とを自動化す
ることができる。

【００６２】上述の一連の工程のうち、充填工程におい
てＵＶ硬化性ペースト１０１中への泡の巻き込みや各凹
部への空気の混入によって充填が阻害されたり、転写工
程において大気圧によりプラスチック版１００の剥離が
困難となることに対応するため、少なくとも充填工程か
ら転写工程を含む範囲を減圧雰囲気または真空とするこ
とが望ましい。また、工程中の静電気を防止するため、
各種の静電防止対策を行なうことが望ましく、例えばイ
オナイザを使用するとよい。

【００６３】なお、これまで、下部配向膜７上に各スペ
ーサや封止材を配設する構成について説明してきたが、
本発明が適用される液晶表示装置製造方法において、各
スペーサや封止材の配設位置は下部配向膜７上に限定さ
れるものではない。

【００６４】また、スペーサ、枠状スペーサ及び封止材
に全て同種類の基剤を用いる液晶表示装置製造方法につ
いて説明したが、充填工程において、充填対象でない凹
部にマスキング処理を施し、充填対象の凹部のみに所定
の基剤を充填する操作を繰り返し行って、スペーサ、枠
状スペーサ、封止材に対して異なる種類の基剤を使用す
るようにしてもよい。これにより、例えば、スペーサや
枠状スペーサには耐液晶性に優れた基剤を用い、且つ、
封止材には両基板との接着性に優れた基剤を用いるなど
して、液晶表示装置の耐久性を向上させることができ
る。

【００６５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、分散法やフォ
トリソグラフィー法により両基板間にスペーサを介在さ
せる従来の液晶表示装置製造方法よりも、製造工程を簡
素化し、且つ、スペーサの配設コストを低減することが
できるので、該液晶表示装置製造方法を用いる場合より
も、液晶表示装置の製造コストを低減することができる
という優れた効果がある。

【００６６】請求項２の発明によれば、液晶と未硬化封
止材との接触を防止するので、該接触により生ずる該液
晶の変性等の不具合を解消することができるという優れ
た効果がある。

【００６７】請求項３の発明によれば、転写工程で生ず
る充填基剤の変形や凹部内残留を低減することができる
ので、形状精度及び寸法精度の高いスペーサを形成し、
且つ、形状精度及び寸法精度の高い封止材を成形するこ
とができるという優れた効果がある。

【００６８】請求項４の発明によれば、弾性を有するス
ペーサを形成し、且つ、硬化後の封止材に弾性を発揮さ
せることができるので、スペーサや封止材の疲労破壊を
低減することができるという優れた効果がある。

【００６９】請求項５の発明によれば、滲み等により各
凹部の周囲に付着させてしまった光硬化性ペーストの硬
化を回避することができるので、更に形状精度の高いス
ペーサを形成することができるという優れた効果があ
る。

【００７０】請求項６の発明によれば、プラスチック版
の各凹部に充填した光硬化性ペーストに対して該プラス
チック版の充填面から容易に光照射することができるの
で、該光硬化性ペーストを容易に硬化させてスペーサを
形成することができるという優れた効果がある。

【００７１】請求項７の発明によれば、第１硬化工程に
おいてスペーサ形成用の光硬化性ペーストに対してのみ
光照射することができるので、該第１硬化工程において
スペーサ形成用の光硬化性ペーストのみを容易に硬化さ
せることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の液晶表示装置製造方法により製造さ
れたＴＦＴ液晶表示装置の概略構成を示す断面図。

【図２】同ＴＦＴ液晶表示装置の要部を示す平面図。

【図３】（ａ）は同液晶表示装置製造方法に用いられる
プラスチック版１００の要部を示す平面図。（ｂ）は同
要部を示す断面図。

【図４】（ａ）から（ｇ）は同液晶表示装置製造方法に
おけるＵＶ硬化性ペーストの充填工程から転写工程まで
を説明する断面図。

【図５】（ａ）から（ｄ）は同液晶表示装置製造方法に
おける液晶供給工程から第２硬化工程までを説明する断
面図。

【図６】実施例の液晶表示装置製造方法に用いられるス
ペーサ形成装置の概略構成を示す断面図。

【図７】同スペーサ形成装置の第１硬化工程におけるＵ
Ｖ照射・硬化の様子を説明する拡大断面図。

【符号の説明】

１ＴＦＴ基板２ＣＦ基板３ＩＴＯ画素電極４走査信号線５映像信号線６ＴＦＴ６ａゲート電極６ｂ半導体６ｃソース／ドレイン電極対７下部配向膜８カラーフィルタ９ブラックマトリクス１０ＩＴＯ対向電極１１上部配向膜１２、１３偏向板１４円柱形スペーサ１５強誘電性液晶１６画素１００プラスチック版１００ａプラスチック材１００ｂ円柱形凹部１００ｃ第２枠状凹部１００ｄ第１枠状凹部１００ｅ第１遮光層１００ｆ第２遮光層１０１ＵＶ硬化性ペースト１０１ｂ円柱形ペースト１０１ｃ第２枠状ペースト１０１ｄ第１枠状ペースト１０２スキージ１０３ＵＶランプ１０４駆動装置１０５表面改質用紫外線照射装置１０６定盤テーブル１０７搬送装置１０８画像認識装置１０９石英ガラス製ローラ１１０ＵＶ１１１パネル洗浄槽１１２分離装置１１３凹版ベルト洗浄装置１１４リンス槽１１５乾燥室１１６離型剤塗布装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のスペーサを介して対向する２枚の基
板と、該２枚の基板間に形成された間隙に封入された液
晶と、該基板間に該液晶を封止するための封止材とを備
える液晶表示装置を製造するための液晶表示装置製造方
法において、該スペーサを形成するための複数の凹部
と、該凹部の形成領域を囲む枠状凹部とを有する凹版の
各凹部に基剤を充填する充填工程と、充填した基剤と一
方の基板とを密着させる密着工程と、該凹部内の基剤の
みを硬化させる第１硬化工程と、該凹版と該一方の基板
とを離して、硬化済み基剤、及び、枠状に成形された未
硬化基剤、を該一方の基板上に転写する転写工程と、該
一方の基板ともう一方の基板とを重ね合わせる重ね合わ
せ工程と、該未硬化基剤を硬化させて該封止材を形成す
る第２硬化工程とを実施することを特徴とする液晶表示
装置製造方法。
【請求項２】請求項１の液晶表示装置製造方法におい
て、上記凹版の上記凹部と上記枠状凹部との間に、該凹
部の形成領域を囲む第２枠状凹部を設けておき、上記第
１硬化工程で、該凹部内及び該第２枠状凹部内の基剤を
硬化させることを特徴とする液晶表示装置製造方法。
【請求項３】請求項１又は２の液晶表示装置製造方法に
おいて、上記凹版としてプラスチック版を用いることを
特徴とする液晶表示装置製造方法。
【請求項４】請求項１、２又は３の液晶表示装置製造方
法において、上記基剤として硬化後に弾性を発揮するも
のを用いることを特徴とする液晶表示装置製造方法。
【請求項５】請求項１、２、３又は４の液晶表示装置製
造方法であって、上記基剤が光硬化性ペーストであり、
上記第１硬化工程において、スペーサ成形用の凹部内に
ある該光硬化性ペーストのみが光照射されて硬化するこ
とを特徴とする液晶表示装置製造方法。
【請求項６】上記凹版として上記プラスチック版を用い
る請求項５の液晶表示装置製造方法であって、上記プラ
スチック版が光透過性を有するプラスチック材で構成さ
れ、且つ、遮光性を有する遮光層が該プラスチック版の
凹部形成側表面の凹部以外の部分に被覆されていること
を特徴とする液晶表示装置製造方法。
【請求項７】請求項６の液晶表示装置製造方法であっ
て、遮光性を有する第２遮光層が上記プラスチック版の
凹部形成側表面とは反対側の表面における上記枠状凹部
との対向部分に被覆されていることを特徴とする液晶表
示装置製造方法。