JP2009157188A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示素子の外形をより小型化するとともに、安価に製造できる液晶表示素子の製造方法を提供する。
【解決手段】上基板２２と下基板２１を所定幅のシール材で接着する液晶表示素子の下基板に形成された下電極と上基板に形成された上電極を導電部材で接続する液晶表示素子の製造方法において、少なくとも、前記下電極を、シール材で接着する領域内に前記所定幅より小さく形成する工程と、前記下電極に導電性シール材２６を塗布する工程と、前記シール材で接着する領域に前記下電極に重ならないように前記所定幅より細く非導電性シール材２３を塗布する工程と、下基板に上基板を重ねて塗布したシール材が前記所定幅になるよう加圧する工程を具備する液晶表示素子の製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示素子の製造方法に関するものである。

液晶表示素子は薄型化ができること、小型化ができること、低消費電力で駆動できる等々で多くの分野の表示素子として使用されている。前述の理由で、モバイル機器にも多用されている。小型化とはいえ表示素子であるがゆえに、液晶表示素子の外形は小さく、表示部はできるだけ大きくすることが要求される。

また、携帯電話等の量産機器に使用される液晶表示素子は安価であることも要求される。

図４は、従来技術による液晶表示素子をフレキシブル回路基板に実装した上面図（Ａ）とＸ−Ｘ断面図（Ｂ）である。

液晶表示素子は、画素電極、配向膜等（不図示）が形成された下基板１、前記画素電極に対向した共通電極、配向膜等（不図示）を形成した上基板２、下基板１と上基板２を所定の間隙を空けて接着するシール材３、前記間隙に注入された液晶４、注入口を封止するシール材１０等で構成され、シール材３の内側が表示部９となっている。下基板１と上基板２は図（Ａ）の上下方向でオフセットしていて、下基板１のオフセット部（露出部）１ａには外部接続端子部１ｂが形成されており、上基板２のオフセット部（露出部）２ａの液晶側には共通電極が一面に延在している。Ｌ１は液晶表示素子下側からフレキシブル回路基板５の上端までの長さである。

前記液晶表示素子は、外部回路と接続するために回路基板に搭載される。図４では補強部材７を有するフレキシブル回路基板５に液晶表示素子が搭載され、外部接続端子部１ｂとフレキシブル回路基板５に形成された接続端子部５ａがボンディングワイヤー８により接続されている。上基板２のオフセット部２ａに形成されている共通電極とフレキシブル回路基板５に形成された電極（ともに不図示）は導電ペースト６により電気的に接続されている。（特許文献１参照）

図５は従来技術による液晶表示素子の他の例であり上面図（Ａ）とＹ−Ｙ断面図（Ｂ）である。図４と同じ符号は同じ物であるので説明は省略し、異なる部分を説明する。

液晶表示素子が、下基板１１、上基板１２等で構成されるのは前述の例と同じである。
本例では、下基板１１に上下基板電極接続用電極１ｅ、外部接続端子１ｄが形成され、両電極を接続する配線１ｆが形成されている。１ｃは外部接続端子部である。上下基板電極接続用電極１ｅと上基板１２に形成された共通電極（不図示）は導電ペースト又は、導電性シール材１３により電気的に接続されている。よって、上基板１２の共通電極は上下基板電極接続用電極１ｅ、配線１ｆ、外部接続端子１ｄを経由して外部に接続される。Ｌ２は液晶表示素子の上下方向の長さである。

特開２００７−２４９０１５号公報

図４に示した構造では導電ペースト６による接続のためのオフセット部２ａとフレキシブル回路基板５の先端部（上端部）が必要なためＬ１が長くなってしまい、小型化には不向きであった。また、導電ペースト６を上基板２とフレキシブル回路基板５の間に塗布する作業に工数がかかり、さらに、導電ペースト６を硬化するためだけの熱処理が必要になっていた。

図５に示した構造では、上基板２の共通電極とフレキシブル回路基板５を接続するための導電ペースト６を塗布するためのスペースは必要なくなり、導電ペースト６の代わりに導電性シール材１３を使用することで導電性シール材１３を硬化するためだけの熱処理は必要なくなる（シール材の硬化と一緒にできる）が、シール材３の外側に上下基板電極接続用電極１ｅを形成するため、液晶表示素子の上下方向の長さＬ２を充分小さくすることはできなかった。

本発明の目的は、従来技術の欠点に鑑み、液晶表示素子の外形をより小型化できるとともに、安価に製造できる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

上基板と下基板を所定幅のシール材で接着する液晶表示素子の下基板に形成された下電極と上基板に形成された上電極を導電部材で接続する液晶表示素子の製造方法において、少なくとも、前記下電極を、シール材で接着する領域内に前記所定幅より小さく形成する工程と、前記下電極に導電性シール材を塗布する工程と、前記シール材で接着する領域に前記下電極に重ならないように前記所定幅より細く非導電性シール材を塗布する工程と、下基板に上基板を重ねて塗布したシール材が前記所定幅になるよう加圧する工程を具備する液晶表示素子の製造方法とする。

加圧してシール材が所定幅になるとき、前記導電性シール材端部と前記非導電性シール材端部が前記所定幅内で接触融合する液晶表示素子の製造方法とする。

前記シール材を塗布する２つの工程はスタンプ方式による塗布であり、一方のシール材を塗布後、該シール材が乾燥する前に他方のシール材を塗布する液層表示素子の製造方法とする。

前記下基板がサファイアベースの半導体基板である液晶表示素子の製造方法とする。

本発明によると、液晶表示素子の外形をより小さくでき、安価に製造できる。

上基板と下基板を所定幅のシール材で接着する液晶表示素子の下基板に形成された下電極と上基板に形成された上電極を導電部材で接続する液晶表示素子の製造方法において、少なくとも、前記下電極を、シール材で接着する領域内に前記所定幅より小さく形成する工程と、前記下電極に導電性シール材を塗布する工程と、前記シール材で接着する領域に前記下電極に重ならないように前記所定幅より細く非導電性シール材を塗布する工程と、下基板に上基板を重ねて塗布したシール材が前記所定幅になるよう加圧する工程を具備する液晶表示素子の製造方法とする。

図１は本発明により製造された液晶表示素子の上面図（Ａ）とＺ−Ｚ断面図（Ｂ）である。２１は下基板となるサファイアベースの半導体基板であり、サファイア基板の表面にシリコンをエピタキシャル成長させるか、シリコン単結晶薄膜をボンディングし、前記シリコンにＬＳＩ製造工程によりＴＦＴや他の電子部品、必要な配線を形成したものである。さらに画素電極、配向膜を形成（いずれも不図示）されている。２２は上基板となるガラス基板またはサファイア基板であり、表面に透明な共通電極と配向膜（ともに不図示）が形成されている。２枚の基板は従来技術と同様非導電性シール材２３により貼付され、間隙に液晶２４が注入され、注入口はシール材２８により封止されている。非導電性シール材２３の一隅には導電性シール材２６が形成されていて、上基板２２に形成された共通電極と下基板２１に形成された上下基板電極接続用電極２１ｃ（図２参照）を電気的に接続していると同時に上下基板のシールの役割も果たしている。２１ａは下基板２１のオフセット部であり、２１ｂは外部接続端子部である。

上下基板の電極接続をシール材領域で達成しているので、液晶表示素子の上下の長さであるＬ３を小さくできている。

リアプロテレビやプロジェクターに使用する液晶表示素子は強い光が照射されて高温にさらされるため、温度上昇により種々の問題を引き起こす。そのためガラスよりはるかに熱伝導度の高いサファイアを使用し放熱性を高める試みがなされているが、ガラスに比べてサファイアは高価であり、同じ表示面積の液晶表示素子であればできるだけサファイアの面積を小さくすることが課題になっていた。本発明による小型化の効果としては、例えば６インチのサファイア基板から２．５インチの液晶表示素子を製造する場合、従来の取り個数が２５０個であったのに対し本発明の製造方法によると２９０個になった。１６％の増加であり、その分安価に製造できたことになる。

次に本発明の液晶表示素子の図２を用いて製造方法を説明する。図２は下基板にシール材を塗布した上面図（Ａ）と側面図（Ｂ）（上基板を添え書きしてある）である。

１．
下基板２１の上面のシール材領域の一隅に上下基板接続用電極２１ｃをＬＳＩ製造工程で形成する。
２．
上下基板接続用電極２１ｃ上に導電性シール材２６を塗布する。導電性シール材２６の量は上下基板を貼付するために加圧されたときに上下基板接続用電極２１ｃからはみ出さない量とする。
３．
非導電性シール材２３で接着する領域（点線で表示した領域２５であり、その幅を所定幅という）に前記上下基板接続用電極２１ｃに重ならないように所定幅より細く非導電性シール材２３を塗布する。その量は上下基板を貼付するために加圧されたときに所定幅になる量である。
４．
下基板２１に上基板２２を重ねて塗布した非導電性シール材２３が前記所定幅になるよう加圧する。非導電性シール材２３の一隅２３ａは切りかかれた状態であり、加圧したときに広がり、同時に導電性シール材２６が広がってお互いが接触し、接触部が融合する配置とシール材の量に設計しておく。
２と３の工程は逆順でも可能である。図中２１ｄは上下基板接続電極２１ｃと接続している外部接続端子であり、接続配線はシリコンに形成されている。２７は表示部である。

次にシール材の塗布方法について説明する。一般にシール材の塗布はスクリーン印刷法やディスペンス法が使用されているが、本発明のように同一面に２種類のシール材を塗布し、部分的に塗布幅が異なる場合には前述の方法では塗布が困難であり、本発明ではスタンプ法を採用した。

図３はスタンプ法を説明するための模式図であり、（Ａ）はスタンプ機、（Ｂ）はスタンプ後のシール材形状、（Ｃ）は貼付後のシール材形状である。

（Ａ）において、３０はローラであり、矢印の方向に回転する。シール材２３（２６）が供給され、スキージ３１によりローラ３０の表面にシール材の薄膜が形成される。３２は版胴ローラであり、外周の１２０度位に印刷版３３が取り付けられていて、矢印の方向に回転する。印刷版３３には印刷パターンにあわせた突起が形成されており、ローラ３０と接触して突起の先端にシール材が付着する。搬送台３４に搭載された下基板２１が版胴ローラ３２の回転に同期して搬送され、突起先端に付着したシール材が下基板２１にスタンプ（転写）される。突起の高さは１ｍｍ程度である。

（Ｂ）は下基板にスタンプされたシール材の形状を示しているが、幅６００μｍ、高さ２μｍである。（Ｃ）は上基板を重ねて加圧された形状を示しているが、シール材の幅は９００μｍ、高さ１．４μｍである。シール材のスタンプ幅や高さは、上下基板の所望間隙やシール材の所望幅等で適宜決定すればよい。

非導電性シール材は、例えば紫外線硬化型アクリル系樹脂で直径が１．４μｍのシリカビーズを０．４５〜２重量％加えた、粘度が６０００ｃｐｓである。導電性シールはシリカビーズの代わりに金メッキをしたシリカビーズを１〜１０重量％加えたものであり、粘度は６０００ｃｐｓに調整して使用する。

２台のスタンプ機を使用して、非導電性シール材２３と導電性シール材２６をスタンプする。順番はどちらを先にしても構わない。突起の高さが１ｍｍ程度で、シール材の厚さが２μ程度なので、先にスタンプしたシール材が乾燥しなくても後のシール材をスタンプすることができる。同一面に２種類の液状の印刷はスクリーン印刷法では達成できない手法である。また、シール材のスタンプ形状も印刷版３３に形成する印刷パターンに倣うので、ディスペンス法では達成できない複雑な形状のシール材を塗布することができる。

本発明により製造された液晶表示素子の上面図（Ａ）とＺ−Ｚ断面図（Ｂ） 下基板にシール材を塗布した上面図（Ａ）と側面図（Ｂ） スタンプ法を説明するための模式図であり、（Ａ）はスタンプ機、（Ｂ）はスタンプ後のシール材形状、（Ｃ）は貼付後のシール材形状 従来技術による液晶表示素子をフレキシブル回路基板に実装した上面図（Ａ）とＸ−Ｘ断面図（Ｂ） 従来技術による液晶表示素子の他の例であり上面図（Ａ）とＹ−Ｙ断面図（Ｂ）

符号の説明

１ 下基板
１ａ 下基板のオフセット部
１ｂ 外部接続端子部
１ｃ 外部接続端子部
１ｄ 外部接続端子
１ｅ 上下基板電極接続用電極
１ｆ 配線
２ 上基板
２ａ 上基板のオフセット部
３ シール材
４ 液晶
５ フレキシブル回路基板
５ａ 接続端子部
６ 導電ペースト
７ 補強部材
８ ボンディングワイヤー
９ 表示部
１０ シール材
１１ 下基板
１２ 上基板
１３ シール材
２１ 下基板
２１ａ 下基板のオフセット部
２１ｂ 外部接続端子部
２１ｃ 上下基板電極接続用電極
２１ｄ 外部接続端子
２２ 上基板
２３ 非導電性シール材
２３ａ 切欠き
２４ 液晶
２５ 接着領域
２６ 導電性シール材
２７ 表示部
２８ シール材
３０ ローラ
３１ スキージ
３２ 版胴ローラ
３３ 印刷版
３４ 搬送台

Claims (4)

1. 上基板と下基板を所定幅のシール材で接着する液晶表示素子の下基板に形成された下電極と上基板に形成された上電極を導電部材で接続する液晶表示素子の製造方法において、少なくとも、前記下電極を、シール材で接着する領域内に前記所定幅より小さく形成する工程と、前記下電極に導電性シール材を塗布する工程と、前記シール材で接着する領域に前記下電極に重ならないように前記所定幅より細く非導電性シール材を塗布する工程と、下基板に上基板を重ねて塗布したシール材が前記所定幅になるよう加圧する工程を具備することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 加圧してシール材が所定幅になるとき、前記導電性シール材端部と前記非導電性シール材端部が前記所定幅内で接触融合することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
3. 前記シール材を塗布する２つの工程はスタンプ方式による塗布であり、一方のシール材を塗布後、該シール材が乾燥する前に他方のシール材を塗布することを特徴とする請求項１又は２記載の液層表示素子の製造方法。
4. 前記下基板がサファイアベースの半導体基板であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の液層表示素子の製造方法。

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