JP2007025066A - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶滴下法を用いた液晶表示パネルの製造方法において、基板同士の間隔が均一な液晶パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】 液晶表示パネルの製造方法は、枠形状の第１のシール材１１を取り囲むように枠形状の第２のシール材を配置する工程を含む。第１のシール材１１の内側に液晶５を滴下して、基板１と基板２とを真空雰囲気中で貼り合わせる工程を含む。第１のシール材１１の内側および外側に、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂおよび柱状スペーサ６，７を形成する工程を含む。第１のシール材１１の外側において、柱状スペーサ７およびカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを積層する工程を含む。基板１と基板２とに挟まれるべき介在物の厚さの総和が、第１のシール材１１の内側よりも第１のシール材１１の外側の方が大きくなるように平坦化絶縁膜８を形成する工程を含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関する。

液晶表示パネルは薄くて軽量であり、消費電力が小さいという特長を有する表示パネルである。液晶表示パネルは、テレビジョン受像機、モバイル機器などの各種電子機器に広く採用されている。

液晶表示パネルは、２枚の基板の間に液晶が封入された構成を有する。たとえば、カラー液晶表示パネルは、複数の画素を含み、それぞれの画素は、赤色、緑色、および青色の絵素を含む。カラー液晶表示パネルは、マトリクス状に画素電極が配置された基板と、それぞれの画素電極に対向するように赤色、緑色、または青色のカラーフィルタが配置された基板とを備える。カラーフィルタが配置された基板には、それぞれの画素電極に対向するように共通電極が配置されている。２枚の基板は、主表面同士が対向するように、シール材によって互いに固定されている。シール材は、枠形状に配置されている。２枚の基板およびシール材に囲まれる空間には液晶が封入されている。

従来の技術においては、液晶注入法と言われる方法によって、２枚の基板同士の間に液晶を封入している。この方法においては、一方の基板に表示領域を囲むようにシール材を配置する。このときに、後の工程において、液晶を基板同士の間に注入できるように、シール材を配置しない部分である注入口を形成する。２枚の基板同士の間隔を保つためのスペーサをいずれか一方の基板に配置する。スペーサは、ビーズ状のものや柱状のものが用いられる。ビーズ状のスペーサを用いる場合、シール材の内側にスペーサを散布する。スペーサとして柱状スペーサを用いる場合、レジストを塗布した後に露光および現像を行なって、いずれか一方の基板に柱状のスペーサを形成する。

次に、位置合わせを行ないながら２枚の基板同士を貼り合わせる。貼り合わせた状態でシール材を硬化する。２枚の基板同士が貼り合わせられた後に、それぞれの個々のパネルの形状に分断する。この状態においては、２枚の基板がシール材によって貼り合わされているものの液晶は封入されておらず、いわゆる空パネルの状態である。

次に、この空パネルを排気チャンバの中に入れ、排気チャンバの真空排気を行なう。次に、シール材に形成された注入口に液晶を接触させる。排気チャンバ内部の圧力を大気圧に戻すことにより、空パネルのシール材で囲まれる領域に液晶が注入される。この後に注入口を封止材で封止する。

２枚の基板同士の間隔を所望の大きさにするためには、封入される液晶の量を調整する必要がある。液晶注入法においては、排気圧力の調整や大気開放時間の調整、または、基板同士の間に入りすぎた液晶を押し出す方法などにより充填される液晶量を調整する必要があり、封入される液晶の量の調整が難しいという問題がある。また、空パネルの排気および液晶の充填に時間がかかるという問題がある。

近年、液晶滴下法と呼ばれる方法が、たとえば、特開２００５−１４８２１５号公報参照に開示されている。液晶滴下法においては、一方の基板の表面に、表示領域を囲むようにシール材を枠形状に配置する。シール材の配置においては、注入口は形成せずに閉じた形状に配置する。次に、液晶を２枚の基板のうちいずれか一方の基板に配置する。次に、２枚の基板同士を真空雰囲気中で互いに貼り合わせる。この方法により、液晶の封入と基板の貼り合わせとを同時に行なうことができ、製造時間を大幅に短縮することができる。また、特開２００５−１４８２１５号公報においては、一の基板に複数の液晶表示セルを形成した後に、一の基板を切断して個別の液晶表示セルを形成する多面取りによる液晶表示装置の製造方法が開示されている。

図９に、液晶滴下法を用いた多面取りによる液晶表示パネルの製造方法の説明図を示す。図９は、互いに貼り合せる大型の基板のうち一方の基板の概略斜視図である。大型の基板１の表面に、複数の第１のシール材１１を配置する。第１のシール材１１を閉じた枠形状に配置する。図９においては、枠形状の第１のシール材１１が、３６個形成され、基板１から３６個の液晶表示パネルが製造される。

この製造方法においては、第１のシール材１１が配置された領域を取り囲むように、第２のシール材１２が配置されている。第２のシール材１２は、すべての第１のシール材１１を取り囲むように配置されている。次に、第１のシール材１１の内側に、適量の液晶を滴下する。一方の基板１の表面には、薄膜トランジスタや画像電極などが形成されている。他方の基板の表面には、カラーフィルタや共通電極が形成されている。

次に、２枚の基板同士を貼り合わせて、複数の液晶表示セルを含む多面取り基板を形成する。多面取り基板の主表面に、必要に応じて偏光板などの光学フィルムを貼り付ける。液晶表示セル同士の間の不要な光学フィルムを切除する。光学フィルムを切除した部分に沿って、多面取り基板を分断して単一の液晶表示セルを得る。

図１０に、得られた液晶表示セルの概略斜視図を示す。液晶表示セルは、一方の基板３３と他方の基板３４と、それぞれの基板３３，３４の主表面に配置された偏光板３１を備える。それぞれの液晶表示セルには液晶が封入されている。この後に、薄膜トランジスタを駆動するための駆動ドライバなどの電気回路を取付けて、筐体の内部に配置して、液晶表示パネルを製造することができる。

特開２００２−２７７８６５号公報においては、画素電極および画素電極を駆動するスイッチングノード素子を有するアレイ基板と、着色膜および遮光膜のパターン上に仮想電極の対向電極を有するカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板上に所定パターン形状、所定高さ、所定密度で形成された柱状スペーサとを備え、カラーフィルタ基板上のシール材の外側に形成された柱状スペーサを、少なくとも１色以上の着色膜および遮光膜の上に積層させた液晶表示装置が開示されている。

カラーフィルタ基板上のシール材の外側に形成された柱状スペーサを少なくとも１色以上の着色膜および遮光膜上に積層させたので、シール材の内側の領域およびシール材の外側の領域の構成を同等にすることができ、両領域の段差が生じないと開示されている。

また、特開２００１−１８３６７６号公報においては、一方の基板のシール材の内側の領域に、基板の間隔を規制するための複数の柱状スペーサが突設され、さらに、シール材の外側の領域に、シール材の内側の領域に形成された柱状スペーサと同じ高さの複数の柱状スペーサが突設された液晶表示素子が開示されている。この構成によれば、１対の基板がプレス装置で加圧されたときに、基板の周縁部の撓みの変形が抑えられ、基板間隔を均一に精度よく規制して、良好な表示特性を得ることが可能になると開示されている。
特開２００５−１４８２１５号公報 特開２００２−２７７８６５号公報 特開２００１−１８３６７６号公報

上記の特開２００５−１４８２１５号公報および図９に示すように、液晶を封入するための第１のシール材の外側に第２のシール材を閉じた枠形状に配置して、２枚の基板同士を貼り合わせる方法がある。

この製造方法においては、２枚の基板同士を貼り合せたときに、第１のシール材１１と第２のシール材１２との間が真空の状態になる。２枚の基板同士を貼り合わせた後に大気圧まで圧力を上げると、２枚の基板同士の間に真空の空間が形成されていることにより、２枚の基板に対して互いに接近する向きに力が加えられる。

図１１に、２枚の基板同士を貼り合わせる工程にて生じる不具合を説明する概略断面図を示す。図１１は、図９におけるＸＩ−ＸＩ線に関する矢視断面図のうち、第１のシール材が配置されている部分の概略断面図である。

一方の基板としての基板１の主表面には、薄膜トランジスタ３と、薄膜トランジスタ３を覆うように平坦化絶縁膜３２とが形成されている。他方の基板としての基板２の表面には、赤色のカラーフィルタ１３Ｒ、緑色のカラーフィルタ１３Ｇ、および青色のカラーフィルタ１３Ｂが配置されている。

２枚の基板１，２は、第１のシール材１１によって互いに貼り付けられている。領域Ｒ１は、第１のシール材１１の枠形状の内側の領域であり、領域Ｒ２は、第１のシール材１１の枠形状の外側の領域である。液晶５は、領域Ｒ１に封入されている。

この例においては、第１のシール材１１の内側の領域Ｒ１のみではなく、第１のシール材１１の外側の領域Ｒ２にも柱状スペーサが形成されている。領域Ｒ１には、柱状スペーサ６が配置され、領域Ｒ２には、柱状スペーサ７が配置されている。柱状スペーサ６と柱状スペーサ７とは同じ構成を有する。２枚の基板１，２同士を貼り合わせる前の柱状スペーサ６の高さと柱状スペーサ７の高さとは同じである。

領域Ｒ１には、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの表面に柱状スペーサ６が形成されているが、領域Ｒ２においては、このような膜は形成されていない。真空雰囲気中で２枚の基板１，２同士を貼り合わせて、徐々に圧力を上げると、領域Ｒ２におけるセルギャップは、領域Ｒ１におけるセルギャップよりも小さくなってしまう。

図１１に示すように、バウンディングと呼ばれる現象が生じて、第１のシール材１１の部分が梃子の軸となり、第１のシール材１１の内側の領域Ｒ１において、２枚の基板同士が離れてしまうという問題があった。この結果、セルギャップが不均一になるという問題があった。

また、真空雰囲気中で２枚の基板１，２同士を貼り合わせて、徐々に圧力を上げると、領域Ｒ１においては、液晶５が広がって基板１，２同士の間に介在する。すなわち、２枚の基板同士の間に液晶が配置される。しかしながら、領域Ｒ２においては、柱状スペーサ７の周りは真空状態である。このため、領域Ｒ１よりも領域Ｒ２の方が２枚の基板同士が圧縮される。この結果、領域Ｒ１における２枚の基板１，２同士の間隔よりも領域Ｒ２における２枚の基板１，２同士の間隔の方が小さくなってしまうという問題があった。

図１２は、図１１に示す液晶表示パネルのセルギャップのグラフである。横軸が第１のシール材の内側からの距離であり、縦軸が２枚の基板同士の間の間隔である。第１のシール材からの距離が約５ｍｍおよび約３４ｍｍの位置に、セルギャップの大きなむらが観察される。

上記の特開２００２−２７７８６５号公報においては、第１のシール材の外側にも、１層以上のカラーフィルタを形成して、カラーフィルタの上面にスペーサを形成することが開示されている。しかしながら、この方法においては、多層膜を有した表示領域のスペーサ高さが、必ずしもカラーフィルタの１層の高さの倍数になるとは限らない。第１のシール材の内側の基板同士の間の介在物の厚さが、第１のシール材の外側の介在物の厚さと同じになるとは限らず、セルギャップの不均一を確実に抑制することができないという問題があった。

また、特開２００２−２７７８６５号公報および特開２００１−１８３６７６号公報においては、第１のシール材の内側に配置される基板同士の間の介在物および第１のシール材の外側に配置される基板同士の間の介在物の高さが同じになるように形成されている。しかしながら、上記のとおり、多面取りによる滴下貼合せ法においては、第１のシール材の内側にかかる圧力と、第１のシール材の外側にかかる圧力とに差が生じるため、シール材近傍におけるセルギャップは、十分な改善がなされていなかった。

本発明は、液晶滴下法を用いた液晶表示パネルの製造方法において、基板同士の間隔が均一な液晶パネルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に基づく液晶表示パネルの製造方法は、一方の基板に駆動素子を形成する工程を含む。他方の基板にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程を含む。上記駆動素子の上側に有機膜を形成する有機膜形成工程を含む。上記一方の基板または上記他方の基板に柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程を含む。上記一方の基板または上記他方の基板に、第１のシール材を閉じた枠形状に配置する工程を含む。上記一方の基板または上記他方の基板に、上記一方の基板と上記他方の基板とを貼り合わせたときに上記第１のシール材を取り囲むように、第２のシール材を閉じた枠形状に配置する工程を含む。上記第１のシール材の枠形状の内側に液晶を滴下する工程を含む。上記一方の基板と上記他方の基板とを真空雰囲気中で貼り合わせる工程を含む。上記カラーフィルタ形成工程は、上記第１のシール材の上記枠形状の内側および外側の領域に上記カラーフィルタを形成する工程を含む。上記柱状スペーサ形成工程は、上記第１のシール材の上記枠形状の内側および外側の領域に上記柱状スペーサを形成する工程を含む。上記柱状スペーサ形成工程は、上記第１のシール材の上記枠形状の外側において、上記柱状スペーサを上記カラーフィルタに積層する工程を含む。上記有機膜形成工程は、上記一方の基板と上記他方の基板とに挟まれるべき介在物の厚さの総和が、上記第１のシール材の枠形状の内側よりも上記第１のシール材の枠形状の外側の方が大きくなるように行なう。

上記発明において好ましくは、上記有機膜形成工程は、平坦化絶縁膜を形成する工程、または散乱膜を形成する工程を含む。

上記発明において好ましくは、上記有機膜形成工程は、上記第１のシール材の上記枠形状の外側に配置される上記介在物の厚さの総和と、上記第１のシール材の上記枠形状の内側に配置される上記介在物の厚さの総和との差が、上記第１のシール材の外側に配置された上記柱状スペーサの圧縮変形量以上になるように上記有機膜を形成する工程を含む。

上記発明において好ましくは、上記カラーフィルタ形成工程は、上記第１のシール材の上記枠形状の外側の領域において、２層以上の上記カラーフィルタを積層する工程を含む。

本発明によれば、基板同士の間隔が均一な液晶表示パネルの製造方法を提供することができる。

図１から図８を参照して、本発明に基づく実施の形態における液晶表示パネルの製造方法について説明する。本実施の形態における液晶表示パネルは、カラー液晶表示パネルである。カラー液晶表示パネルは、複数の画素を含む。それぞれの画素は、格子状またはトライアングル状に形成されている。それぞれの画素は、たとえば青色、緑色、および赤色の絵素を含む。

図１は、本実施の形態における液晶表示パネルの拡大概略断面図である。図２は、本実施の形態における液晶表示セルの概略平面図である。図１は、図２におけるＩ−Ｉ線に関する断面図のうち、第１のシール材の部分の断面図である。

本実施の形態における液晶表示パネルは、２枚の基板１，２が第１のシール材１１によって互いに貼り合わせられている構成を有する。本実施の形態における液晶表示パネルは、領域Ｒ１および領域Ｒ２を含む。領域Ｒ１は、第１のシール材１１よりも内側の領域である。複数の画素を有する表示領域は、領域Ｒ１に配置されている。領域Ｒ２は、第１のシール材１１よりも外側の領域である。

本実施の形態における液晶表示パネルは、一方の基板としての基板１を備える。基板１は、たとえば、ガラス基板などの絶縁性を有する基板で形成されている。基板１の表面には、それぞれの絵素を駆動するための駆動素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）３が形成されている。薄膜トランジスタ３は、それぞれの絵素に１個ずつ形成されている。

基板１には、薄膜トランジスタ３を覆うように、層間絶縁膜や平坦化絶縁膜が形成されている。平坦化絶縁膜８は、画素電極を配置するための平坦な面を形成するために形成されている。平坦化絶縁膜８の表面には、画素電極が形成されている。画素電極は、それぞれの絵素に１個ずつ形成されている。画素電極は、薄膜トランジスタ３に電気的に接続されている。

液晶表示パネルは、他方の基板としての基板２を備える。基板２は、たとえばガラス基板などからなる透明な絶縁性を有する基板が用いられている。基板２には図示しないブラックマトリクスが形成されている。ブラックマトリクスには、絵素に対応するように開口した部分が形成され、この開口した部分にカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが形成されている。領域Ｒ１においては、それぞれの絵素に対応するように、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが配列して配置されている。

カラーフィルタ１３Ｒは、赤色のフィルタであり、カラーフィルタ１３Ｇは、緑色のフィルタであり、カラーフィルタ１３Ｂは、青色のフィルタである。これらのカラーフィルタの色は、たとえば、シアン、マゼンタ、イエローでもあっても構わない。

領域Ｒ１において、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの表面には、画素電極に対向する電極として、図示しない共通電極が形成されている。

図２を参照して、本実施の形態における液晶表示セル３０は、平面形状がほぼ長方形になるように形成されている。第１のシール材１１は、表示領域２１を取り囲むように配置されている。液晶表示セル３０は、表示領域２１を有する。表示領域２１は、液晶表示パネルのほぼ中央部分に配置されている。

本実施の形態においては、基板１が基板２よりも大きくなるように形成されている。基板２の端部より突出した基板１の一部分には、端子部２２が形成されている。端子部２２には、たとえば、それぞれの薄膜トランジスタを駆動するための図示しない駆動ＩＣ（Integrated Circuit）が接続されている。

図３に、平坦化絶縁膜の部分の拡大模式図を示す。基板１の表面には、薄膜トランジスタの他に、薄膜トランジスタを駆動するためのゲートライン１９などが形成されている。平坦化絶縁膜８は、薄膜トランジスタおよびゲートラインなどの表面の凹凸を平坦化するために形成されている。

本実施の形態においては、平坦化絶縁膜８は、表面が平面状に形成されている。平坦化絶縁膜８の表面に画素電極１５が形成されている。本実施の形態においては、画素電極１５として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極が形成されている。ＩＴＯ電極は、透明な電極である。

平坦化絶縁膜８は、コンタクトホール１７を有する。画素電極１５は、コンタクトホール１７の表面に配置され、コンタクトホール１７の底部で、薄膜トランジスタと電気的に接続されている。また、液晶表示パネルは、各層の間の絶縁を形成するための層間絶縁膜２０を有する。

図１を参照して、第１のシール材１１の内側の領域Ｒ１においては、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの上面に、柱状スペーサ６が配置されている。液晶５は、基板１，２および第１のシール材１１に囲まれる空間に封入されている。液晶５は、領域Ｒ１に配置されている。

本実施の形態においては、第１のシール材１１の外側の領域Ｒ２にも、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂおよび柱状スペーサ７が配置されている。領域Ｒ２においては、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが積層されて配置されている。本実施の形態においては、３層のカラーフィルタが積層されている。カラーフィルタ１３Ｂの表面には、柱状スペーサ７が配置されている。

次に、本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法について説明する。本実施の形態における液晶表示パネルの製造方法は、複数の液晶表示セルを形成するための基板に対して、複数の液晶表示セルを形成して、後に分断することにより、単一の液晶表示セルを形成する多面取りによる製造方法である。単一の液晶表示セルに対して、外部の駆動ＩＣなどを取り付けることにより、液晶表示パネルを製造する。また、本実施の形態における製造方法は、閉じた枠形状に第１のシール材を配置して、この枠形状の内側に液晶を滴下して、真空雰囲気中で２枚の基板同士を貼り合わせる液晶滴下法による製造方法である。

図４に、本実施の形態において、２枚の基板同士を貼り合わせるときの第１のシール材の部分の拡大概略断面図を示す。基板１の表面に、薄膜トランジスタ３、ゲートライン、およびソースラインなどを形成する。薄膜トランジスタ３は、それぞれの絵素を駆動するための駆動素子として形成する。

次に、薄膜トランジスタ３の上側に、有機膜を形成する有機膜形成工程を行なう。本実施の形態においては、有機膜としての平坦化絶縁膜８を形成する。有機膜としては、アルカリ樹脂などの樹脂を用いることができる。

本実施の形態においては、スピンコート法により平坦化絶縁膜８を形成する。スピンコート法により配置した有機膜に対して、露光および現像を行なって、コンタクトホール１７を形成する。また、不必要な部分の有機膜を除去する。この後に、水洗いおよび熱処理を行なって、平坦化絶縁膜８を形成する。

本実施の形態においては、平坦化絶縁膜８の厚さｔ１が、略２．４μｍになるように形成する。平坦化絶縁膜８の形成においては膜厚を調整する。有機膜の膜厚の調整は、スピンコート法における回転数および回転時間などにより容易に調整することができる。

次に、平坦化絶縁膜８の表面に、画素電極を形成する。画素電極は、それぞれの絵素に対応するように形成する。また、コンタクトホール１７を通じて薄膜トランジスタ３と電気的に接続されるように画素電極１５を形成する。

他方の基板２においては、表面に、樹脂、金属または酸化膜によって開口する部分を有するブラックマトリクスを形成する。次に、ブラックマトリクスの開口する部分にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程を行なう。

カラーフィルタ形成工程においては、アクリル系顔料を分散させて感光材をスピンコート法により配置する。次に、活性光によりパターン露光を行なって、アルカリ現像液で現像して、水洗いおよび熱処理を行なうことによりカラーフィルタを形成する。この工程をカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのそれぞれについて行なう。本実施の形態においては、それぞれのカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの厚さが互いに略同じになるように形成した。それぞれのカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの厚さは、１．３μｍになるように形成した。

本実施の形態においては、第１のシール材の内側の領域Ｒ１においては、それぞれの画素の絵素に対応するように、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを配列して形成した。領域Ｒ１においては、それぞれのカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが互いに重ならないように配置した。また、第１のシール材１１の外側の領域Ｒ２においては、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが積層するように形成した。本実施の形態においては、領域Ｒ２においては、３層のカラーフィルタが積層するように形成した。

本実施の形態においては、スピンコート法により、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを形成したが、この形態に限られず、カラーフィルタは任意の方法で形成することができる。たとえば、赤色、緑色、または青色の顔料を分散させて、感光性のドライフィルムを貼り付けた後に、フォトリソグラフィ法によって、それぞれのカラーフィルタを形成する方法、または、インクジェットプリンティングの技術を応用して、顔料または染料を含んだ感光性の樹脂を基板に対して吹き付けて、それぞれのカラーフィルタを形成する方法を採用してもよい。

次に、必要に応じてカラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの表面に、画素電極に対向する電極として、図示しない共通電極を形成する。本実施の形態においては、共通電極としてＩＴＯ電極を形成する。

たとえば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやゲストホストモードの液晶表示パネルは、基板の主表面に対して垂直な方向の電界を形成する必要があるため、共通電極が必要である。しかし、液晶表示パネルの種類によっては、共通電極を形成しなくてもよい表示パネルがある。たとえば、ＩＰＳ（In Plane Switching）モードの液晶表示パネルのように、基板の主表面と水平な方向の電界によって液晶を駆動する液晶表示パネルには、共通電極を形成しなくてもよい。

次に、カラーフィルタの上側に、柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程を行なう。柱状スペーサ形成工程においては、たとえば、共通電極の上側にアクリル系透明感光剤をスピンコート法により所望の膜厚で配置する。アクリル系透明感光剤としては、たとえば、ＪＳＲ製のオプトマーＮＮ７００を用いることができる。アクリル系透明感光剤の活性化パターン露光を行なって、アルカリ現像液での現像、水洗い、および熱処理を行なうことにより、柱状スペーサを形成することができる。

柱状スペーサの高さは、それぞれの液晶表示パネルにおいて、液晶のリターデーションにより設定される。本実施の形態においては、３μｍの高さで柱状スペーサを形成した。また、本実施の形態においては、対荷重圧縮変位が１μｍ／ｍＮであり、個数密度を７００個／ｍ²で形成した。

本実施の形態においては、領域Ｒ１に柱状スペーサ６を形成するとともに、領域Ｒ２においても、柱状スペーサ７を形成した。本実施の形態においては、柱状スペーサ６と柱状スペーサ７の高さはほぼ同じである。

本実施の形態においては、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが形成された基板２に対して柱状スペーサを形成したが、この形態に限られず、駆動素子としての薄膜トランジスタ３が形成された基板１に対して柱状スペーサを形成しても構わない。

次に、基板１に対して第１のシール材１１を配置する。図５に、２枚の基板を貼り合わせるときの概略斜視図を示す。本実施の形態においては、基板１に、第１のシール材１１および第２のシール材１２を配置する。第１のシール材１１をそれぞれの液晶表示セルに対応するように、閉じた枠形状に配置する。すなわち、閉パターンで第１のシール材１１を配置する。第１のシール材１１を、表示領域を取り囲むように配置する。本実施の形態においては、基板１に対して、複数の枠形状の第１のシール材１１を配置する。

次に、第１のシール材１１を取り囲むように第２のシール材１２を配置する。本実施の形態においては、複数の第１のシール材１１を取り囲むように第２のシール材１２を配置する。第２のシール材１２の配置においては、それぞれの第１のシール材１１の周りに第２のシール材１２を配置しても構わない。すなわち、それぞれの液晶表示セルに対して、シール材が二重になるように配置しても構わない。本実施の形態における第１のシール材１１および第２のシール材１２は、熱硬化性および光硬化性を有するシール材を用いている。

本実施の形態においては、基板１に第１のシール材１１および第２のシール材１２を配置したが、この形態に限られず、基板２に第１のシール材および第２のシール材１２のうち少なくと一方を配置しても構わない。このときに、第１のシール材１１を、それぞれの液晶表示セルに対応するように配置する。第２のシール材１２は、基板１および基板２を貼り合わせたときに、第１のシール材１１を取り囲むように配置する。

図４および図５を参照して、次に、それぞれの第１のシール材１１の枠形状の内側に液晶５を滴下する。基板１および基板２の位置合わせを行なった後に、真空雰囲気中で、矢印４１に示すように２枚の基板１，２を貼り合わせる。次に、まわりの雰囲気を大気開放にすることにより、基板１，２同士の減圧プレスを行なう。

大気開放を行なうことにより、第１のシール材１１の内側の領域Ｒ１に液晶が封入される。領域Ｒ１における柱状スペーサ６に印加される圧力は、液晶５の内圧によりほぼ０になる。これに対して、領域Ｒ２は、真空状態となっているため、基板１，２同士が近づく向きに、柱状スペーサ７に対して圧力が印加される。この圧力は、多面取り基板において液晶表示セルを形成するパターンにも依存するが、たとえば、１５Ｎ／ｍ²程度である。本実施の形態においては、この圧力により、第１のシール材１１の外側に配置された柱状スペーサ７は、約０．２μｍ圧縮される。

図４を参照して、領域Ｒ１において、基板１と基板２とに挟まれる介在物の厚さの総和は、厚さｔ１と厚さｔ２の和になる。本実施の形態においては、厚さｔ１と厚さｔ２の和は、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの厚さである１．３μｍ、柱状スペーサ６の高さである３μｍ、および平坦化絶縁膜８の厚さである２．４μｍの総和で６．７μｍになる。

一方で、領域Ｒ２において、基板１と基板２とに挟まれる介在物の厚さの総和は、厚さｔ３である。厚さｔ３は、カラーフィルタ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのそれぞれの厚さが１．３μｍ、柱状スペーサ７の高さが３μｍであるため、１．３μｍ×３層と３μｍで６．９μｍになる。

このように、本実施の形態においては、基板１と基板２とに挟まれるべき介在物の厚さの総和が、第１のシール材１１の枠形状の内側よりも外側の方が大きくなるように平坦化絶縁膜８を形成する。すなわち、有機膜形成工程において、２枚の基板１，２に挟まれる介在物の厚さの総和が、第１のシール材および第２のシール材に挟まれる領域の方が、液晶が封入されている領域よりも大きくなるように有機膜を形成する。

本実施の形態においては、領域Ｒ１において基板１，２に挟まれる介在物の厚さの総和は、６．７μｍである。領域Ｒ２において基板１，２に挟まれる介在物の厚さの総和は、６．９μｍになる。２枚の基板１，２を貼り合せると、領域Ｒ１においては、液晶が封入されているため、セルギャップ（２枚の基板同士の間隔）は、２枚の基板１，２同士の間に挟まれる介在物の厚さの総和である６．７μｍになる。一方で、２枚の基板１，２同士を貼り合わせる工程において、領域Ｒ１よりも大きな圧力が領域Ｒ２に印加される。本実施の形態においては、領域Ｒ２において、前述の通り柱状スペーサ７が０．２μｍ圧縮される。

このため、基板１，２を貼り合わせた後における領域Ｒ２の基板１，２同士の距離（セルギャップ）は、６．７μｍとなり領域Ｒ１におけるセルギャップとほぼ同じになる。本実施の形態においては、２枚の基板１，２同士を貼り合わせたときに、第１のシール材１１の内側におけるセルギャップと第１のシール材１１の外側におけるセルギャップとをほぼ同じにすることができ、均一なセルギャップを有する液晶表示パネルを提供することができる。

本実施の形態においては、セルギャップに実質的に影響を与える介在物の厚さについて検討を行なって、有機膜の膜厚を決定したが、この形態に限られず、２枚の基板同士の間に介在する介在物の全てについて検討を行なって、有機膜の膜厚を決定しても構わない。たとえば、平坦化絶縁膜よりも非常に薄い層間絶縁膜についても、介在物の厚さの総和の検討に加えても構わない。

第１のシール材および第２のシール材は、紫外線を照射したり加熱したりすることによって、硬化させることができる。２枚の基板同士を貼り合せることによって、複数の液晶表示セルが形成された多面取り基板を形成することができる。この後に、偏光板などの光学フィルムの貼り付けなどが行なわれ、多面取り基板を分断することにより単一の液晶表示セルが形成される。

本実施の形態においては、２枚の基板同士の貼り合わせを行なったときに、第１のシール材１１の内側と外側とのセルギャップがほぼ同じになるように、有機膜の厚さを調整したが、この形態に限られず、有機膜形成工程において、第１のシール材の外側に配置される介在物の厚さの総和と第１のシール材の内側に配置される介在物の厚さの総和との差が、第１のシール材の外側に配置される柱状スペーサの圧縮変形量以上になるように形成しても構わない。すなわち、２枚の基板１，２同士を貼り合わせたときに、第１のシール材の内側のセルギャップよりも第１のシール材の外側のセルギャップの方が大きくなるように、有機膜の厚さを調整しても構わない。この方法を採用することにより、いわゆるバウンディングと呼ばれる図１１に示すセルギャップのむらをより確実に防止することができる。

また、本実施の形態においては、カラーフィルタ形成工程は、第１のシール材１１の枠形状の外側の領域において、カラーフィルタを３層積層している。この方法を採用することにより、容易に第１のシール材１１の外側における介在物の厚さの総和を大きくすることができる。また、本実施の形態においては、多面取りによる液晶表示パネルの製造方法を例に採り挙げて説明したが、この形態に限られず、１個ずつ液晶表示パネルを製造する製造方法についても本願発明を適用することができる。

図６に、比較例として、第１のシール材の内側における介在物の厚さの総和と、第１のシール材の外側における介在物の厚さの総和とが同じになるように、有機膜の厚さを調整したときの液晶表示パネルのセルギャップのグラフを示す。図７に、本実施の形態における製造方法によって製造した液晶表示パネルのセルギャップのグラフを示す。それぞれのグラフにおいて、横軸は、第１のシール材の内側からの距離であり、縦軸は、２枚の基板同士の距離である。

図６に示す比較例においては、第１のシール材の内側からの距離が、おおよそ３５ｍｍの位置においてセルギャップのむらが残存している。これに対して、図７に示すように、本実施の形態における製造方法においては、第１のシール材の内側において２枚の基板同士のセルギャップがより均一になっていることがわかる。このように、本実施の形態においては、第１のシール材の近傍におけるセルギャップのむらを抑制して、均一なセルギャップを有する液晶表示パネルを提供できる。

本実施の形態においては、透過型の液晶表示パネルを例に取り挙げて説明したが、この形態に限られず、反射型の液晶表示パネルに本発明を適用することができる。

図８に、反射型の液晶表示パネルにおける有機膜の部分の拡大模式図を示す。基板１の表面に、駆動素子としての薄膜トランジスタやゲートライン１９などが形成されていることは、透過型の液晶表示パネルと同様である。

反射型の液晶表示パネルは、たとえば、有機膜としての散乱膜９を含む。散乱膜９の表面には、画素電極１６が配置されている。散乱膜９は、光を散乱するために、表面が凹凸に形成されている。散乱膜９は、コンタクトホール１８を含む。コンタクトホール１８の表面に画素電極１６が形成されている。画素電極１６は、図示しない薄膜トランジスタに接続されている。散乱膜９の厚さを調整することにより、本発明を適用することができる。

有機膜としては平坦化絶縁膜または散乱膜に限られず、任意の有機膜を用いることができる。有機膜の厚さとしては、十分な介在物の調整ができるように、２μｍ以上３μｍ以下の膜が用いられることが好ましい。

上記の実施の形態に係るそれぞれの図面において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。

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。

実施の形態における液晶表示パネルの部分概略断面図である。 実施の形態における液晶表示パネルの概略平面図である。 実施の形態における液晶表示パネルの平坦化絶縁膜の部分の断面図である。 実施の形態における液晶表示パネルの製造方法において、２枚の基板同士を貼り合わせるときの概略断面図である。 実施の形態における液晶表示パネルの製造方法において、２枚の基板同士を貼り合わせるときの概略斜視図である。 実施の形態における比較例の液晶表示パネルのセルギャップのグラフである。 実施の形態における液晶表示パネルのセルギャップのグラフである。 実施の形態における反射型の液晶表示パネルの散乱膜の部分の断面図である。 液晶滴下方式による貼り合わせる２枚の基板のうち、一方の基板の概略斜視図である。 多面取り基板を分断して、単一の液晶表示セルを得たときの概略斜視図である。 従来の技術に基づく液晶表示パネルの概略断面図である。 従来の技術に基づく液晶表示パネルのセルギャップのグラフである。

符号の説明

１，２ 基板、３ 薄膜トランジスタ、５ 液晶、６，７ 柱状スペーサ、８ 平坦化絶縁膜、９ 散乱膜、１１ 第１のシール材、１２ 第２のシール材、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ カラーフィルタ、１５，１６ 画素電極、１７，１８ コンタクトホール、１９ ゲートライン、２０ 層間絶縁膜、２１ 表示領域、２２ 端子部、３０ 液晶表示セル、３１ 偏光板、３２ 平坦化絶縁膜、３３，３４ 基板、４１ 矢印、ｔ１〜ｔ３ 厚さ、Ｒ１，Ｒ２ 領域。

Claims (4)

1. 一方の基板に駆動素子を形成する工程と、
   他方の基板にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ形成工程と、
   前記駆動素子の上側に有機膜を形成する有機膜形成工程と、
   前記一方の基板または前記他方の基板に柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と、
   前記一方の基板または前記他方の基板に、第１のシール材を閉じた枠形状に配置する工程と、
   前記一方の基板または前記他方の基板に、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせたときに前記第１のシール材を取り囲むように、第２のシール材を閉じた枠形状に配置する工程と、
   前記第１のシール材の枠形状の内側に液晶を滴下する工程と、
   前記一方の基板と前記他方の基板とを真空雰囲気中で貼り合わせる工程と
   を含み、
   前記カラーフィルタ形成工程は、前記第１のシール材の前記枠形状の内側および外側の領域に前記カラーフィルタを形成する工程を含み、
   前記柱状スペーサ形成工程は、前記第１のシール材の前記枠形状の内側および外側の領域に前記柱状スペーサを形成する工程を含み、
   前記柱状スペーサ形成工程は、前記第１のシール材の前記枠形状の外側において、前記柱状スペーサを前記カラーフィルタに積層する工程を含み、
   前記有機膜形成工程は、前記一方の基板と前記他方の基板とに挟まれるべき介在物の厚さの総和が、前記第１のシール材の枠形状の内側よりも前記第１のシール材の枠形状の外側の方が大きくなるように行なう、液晶表示パネルの製造方法。
2. 前記有機膜形成工程は、平坦化絶縁膜を形成する工程、または散乱膜を形成する工程を含む、請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
3. 前記有機膜形成工程は、前記第１のシール材の前記枠形状の外側に配置される前記介在物の厚さの総和と、前記第１のシール材の前記枠形状の内側に配置される前記介在物の厚さの総和との差が、前記第１のシール材の外側に配置された前記柱状スペーサの圧縮変形量以上になるように前記有機膜を形成する工程を含む、請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。
4. 前記カラーフィルタ形成工程は、前記第１のシール材の前記枠形状の外側の領域において、２層以上の前記カラーフィルタを積層する工程を含む、請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法。

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