JP3260229B2

JP3260229B2 - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP3260229B2
Application number: JP32418993A
Authority: JP
Inventors: 修三竹島; 史郎川口
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2002-02-25
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JPH07181503A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可撓性を有する導電性
スペーサーをシール材中に配置し、それにより異なる基
板間の導電接続を形成した液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から液晶表示素子は、時計、電卓、
各種家電製品、計測器、ＯＡ機器、ＴＶ等多くの用途に
使用されている。これらの液晶表示素子では通常液晶層
を挟んで電極が設けられ、その電極間に電圧を印加する
ため、外部回路に接続される電極は両方の基板に分かれ
て存在している。しかし、外部回路との接続を容易にす
るため、一方の基板のみから外部接続用のリードを取り
出すことが望まれている。

【０００３】このため、一方の基板の電極を他方の基板
の電極に導電接続するための基板間の導電接続が必要と
される。この基板間の導電接続の代表的な例は、銀ペー
ストのような導電性接着剤を点状に印刷して硬化させて
設けることである。この構造は、製造が容易で信頼性も
よいので、主にスタティック駆動や低デューティ駆動の
ＴＮ型液晶表示素子等に多く用いられている。これは、
１個の液晶表示素子における基板間の導電接続の数が少
ないためである。

【０００４】デューティ数が増えてくると電極数が増加
し、１個の液晶表示素子内での基板間の導電接続の数が
増えてくることになる。この場合、点状に導電性接着剤
を印刷して基板間の導電接続をとろうとすると、その設
計が困難になる。これは、導電性接着剤を特定の部分に
多く並べて配置すると、液晶表示素子の圧着時に、その
部分のみが圧着に対する抵抗力が大きく、基板間隙が大
きくなり、基板間隙にムラが生じる傾向が出るためであ
る。

【０００５】特に、ドットマトリックス液晶表示素子の
場合には、セグメント電極（信号電極とも呼ばれる。）
はまとまっているため、コモン電極（走査電極とも呼ば
れる。）は両端の周辺の部分に集中して基板間の導電接
続を取らざるを得ない。この場合、その周辺部のシール
材がつぶれにくく、基板間隙にムラが生じやすい。

【０００６】このような問題を避けるために、シール材
中に混入して基板間隙を保つためのスペーサーとして導
電性スペーサーが採用されている。シール材自体によっ
て異方性導電接続をとることができる。これは、導電接
続は個々の導電性スペーサーで行われ、その径が基板間
隙程度とされているため、基板間での導電接続をとり、
横方向には絶縁性が保持されるためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように導電性スペ
ーサーを用いて、シール材自体で異方性導電接続するこ
とにより、点状に導電性接着剤を印刷した際に生じたよ
うな、基板間隙ムラはほとんど生じなくなった。しか
し、この構造では、全シール材が異方導電性を有するた
め、導電性スペーサーの偏在や凝集等により予期しない
箇所で短絡等の問題を生じることがあった。

【０００８】これは、上下基板間で導電接続をとる一方
の電極は、それほど電極数が多くないのが通例でその部
分では隣接電極間の電極間隙をある程度広く取ることが
できる。しかし、上下基板間で導電接続をとらない他方
の電極は、極めて狭いピッチで配列されることもあり、
見栄え上も電極幅をぎりぎり広くとり、隣接電極間隙を
できるだけ狭くすることが行われている。

【０００９】例えば、パソコン等で使用されるカラーＳ
ＴＮ型液晶表示素子では、コモン電極側は３００μｍ程
度のピッチであり、セグメント電極側は１００μｍ程度
のピッチである。このセグメント電極側のピッチになる
と、基板間隙とほぼ同じ程度以上の粒子径の導電性スペ
ーサーを用いた場合、導電性スペーサーの凝集等により
隣接電極間でのリーク（短絡）が起きやすくなる。これ
ほど狭ピッチではない場合でも、基板間隙、隣接電極間
隙、導電性スペーサーの混入量等により問題が発生する
ことがある。

【００１０】これを避けるために、導電性スペーサーを
含有しないシール用接着剤を通常のシール材の付与と同
様に付与し、導電接続部となる部分に導電性スペーサー
を含有した異方導電性接着剤を付与することも行われて
いる。しかし、この場合も、前述した通常の導電性接着
剤を用いた導電接続の場合と同様に、圧着した際に、そ
の部分のみが圧着に対する抵抗力が大きく、基板間隙が
大きくなり、基板間隙にムラを生じる傾向がある。

【００１１】図２は、従来のシール用接着剤と異方導電
性接着剤との付与時の代表的な状態を示す平面図であ
る。図２において、１１はシール用接着剤、１２は異方
導電性接着剤の付与時の状態を示しており、導電接続部
ではシール材の幅方向において、シール用接着剤と異方
導電性接着剤の半分が重なるような位置に付与されてい
る。

【００１２】このシール用接着剤と異方導電性接着剤と
は、通常それぞれ別の基板に印刷等により付与され圧着
される。このような状態で圧着すると、シール用接着剤
と異方導電性接着剤とが重なっている部分では、強い広
がりの圧力が作用する。その結果、つぶれが不十分にな
って、基板間隙にムラが生じる危険性が増大する。この
基板間隙の増大は、導電性スペーサーの電極との接触不
良を生じて、接続抵抗の増大や、断線を生じる。また、
これは表示色のムラが生じる原因となる。

【００１３】また、強い力をかけて圧着した場合には、
他の部分が所望の間隙よりも低くなったり、スペーサー
の破損を生じたりしやすく、単純に加圧圧力を高めるこ
とのみでは解決できない。このため、部分的に導電性ス
ペーサーを含有した異方導電性接着剤を付与する方法
で、基板間隙にムラが生じにくい製造方法が望まれてい
た。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、電極を設けた一対の
基板間に液晶が封入され、所望の基板間隙よりもわずか
に大きい径を有しかつ可撓性を有する導電性スペーサー
を含有した異方導電性接着剤により、一方の基板の電極
を他方の基板の電極にシール部の導電接続部で導電接続
し、かつ、導電性スペーサーを含有しないシール用接着
剤を一対の基板間に付与する液晶表示素子の製造方法で
あって、液晶側に向かって凹型の切り欠き部を生じるよ
うに前記シール用接着剤を、少なくとも一方の基板に付
与し、前記異方導電性接着剤として前記シール用接着剤
よりも粘性の高いものを用い、前記切り欠き部の近傍に
位置するように、少なくとも一方の基板に前記異方導電
性接着剤を付与し、一対の基板を電極面が相対向するよ
うに配置して、圧着することを特徴とする液晶表示素子
の製造方法を提供する。

【００１５】また、付与時のシール用接着剤の平均幅Ｗ
₁に対して、凹型の切り欠き部の最大切り欠き幅Ｗ₂ が、
０．２Ｗ₁≦Ｗ₂≦０．８Ｗ₁ である上記液晶表示素子の
製造方法、及び、前記異方導電性接着剤を、前記シール
用接着剤の凹型の切り欠き部に隣接する位置に付与する
上記液晶表示素子の製造方法を提供する。

【００１６】本発明では、導電性スペーサーを含有しな
いシール用接着剤を導電接続部で液晶側に向かって凹型
に切り欠いた形状になるように付与し、その切り欠き部
に導電性スペーサーを含有した異方導電性接着剤を付与
し、その後、一対の基板を圧着することにより、導電接
続が安定してとれ、基板間隙にムラが生じにくい液晶表
示素子を容易に製造できる。

【００１７】図１は、本発明のシール用接着剤と異方導
電性接着剤との付与時の代表的な状態を示す平面図であ
る。図１において、１はシール用接着剤、２は異方導電
性接着剤の付与時の状態を示しており、Ｗ₁はシール用
接着剤の平均幅、Ｗ₂ はシール用接着剤の凹型の切り欠
き部の最大切り欠き幅で導電接続部を設けるためであ
る。Ｌは切り欠き部の長さを示している。

【００１８】本発明の液晶表示素子に使用される基板
は、ガラス、プラスチック等の透明基板であればよく、
その内面には、ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂）、ＳｎＯ₂
等の透明導電膜による透明電極が形成されている。な
お、この透明電極には、このほか金属や導電ペースト等
による低抵抗の導電性材料の膜が細線状、格子状等に形
成されていてもよい。外部接続用の電極もこれら表示用
の電極と同じ材料でもよく、異なる材料でもよい。通常
は、同じ材料を用いて同時にパターニングすればよい。

【００１９】この基板上には通常、配向制御膜が設けら
れている。この配向制御膜としては、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリビニルアルコール等の有機高分子材料、ま
たは、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機材料による
膜を用いて、ラビングや斜め蒸着によって液晶を配向さ
せる膜であればよい。液晶垂直配向させる膜でもよい。
さらに、必要に応じて、電極と配向制御膜との間に基板
間短絡防止のためにＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃の絶縁
膜を設けてもよい。なお、これらの絶縁膜は、シール部
分で基板間導電接続をとる部分には設けない。

【００２０】本発明のシール用接着剤は、通常のエポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機接着剤
を主成分とし、これに基板間隙を制御するための非導電
性スペーサーを含有している。この非導電性スペーサー
として、絶縁性のガラス繊維、プラスチック粒子、セラ
ミック粒子等を使用できる。非導電性スペーサーは２種
類以上を併用できるし、着色して用いてもよい。また、
このシール用接着剤には、これらのほかに着色用の顔
料、染料や、粘度調整剤、その他のシール材に使用され
る添加剤を加えて用いてもよい。

【００２１】本発明の異方導電性接着剤は、前記のシー
ル用接着剤に用いたのと同様に、通常のエポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機接着剤を主成分
とし、これに導電接続するための導電性スペーサーを含
有している。この接着剤は、シール用接着剤と同一種類
のものでもよく、異なる種類のものでもよいが、共通の
硬化条件で硬化するものが好ましい。

【００２２】この導電性スペーサーは、可撓性を有する
ものであり、シール用接着剤中の非導電性スペーサーの
径と等しいかより径が大きいスペーサーを使用する。こ
のため、プラスチック粒子の表面に金属等の導電性膜を
形成したものが使用される。具体的には、ニッケルや金
の導電性被膜を有するプラスチック粒子等がある。この
異方導電性接着剤にも、前述のような非導電性スペーサ
ー、着色用の顔料、染料や、粘度調整剤、その他のシー
ル材に使用される添加剤を加えて用いてもよい。

【００２３】この導電性スペーサーは、圧着後の所望の
基板間隙よりもやや大きな径を有し、シール圧着時にわ
ずかにつぶれた状態で保持されるようにする。これによ
り、接続抵抗が低くなり、かつ長期間保持しても接続抵
抗の上昇を生じにくくなる。具体的には、導電性スペー
サーは、所望の基板間隙よりも２〜２０％程度大きな径
とすればよい。この導電性スペーサーの混入量は有機接
着剤（硬化する固形分）に対して０．２〜５ｗｔ％程度
とすればよい。

【００２４】前述したシール用接着剤及び異方導電性接
着剤は、基板にスクリーン印刷等で付与して、他方の基
板と重ね合わせて圧着する。他の付与方法で基板上に付
与してもよい。例えば、異方導電性接着剤を点状に導電
接続部に付与する場合には、ディスペンサー等により付
与してもよい。

【００２５】一般的には、印刷のしやすさから、一方の
基板にシール用接着剤を印刷し、他方の基板に異方導電
性接着剤を印刷し、両基板を電極面が相対向するように
配置して、圧着を行う。ディスペンサーにより異方導電
性接着剤を付与するような場合には、同一の基板にシー
ル用接着剤及び異方導電性接着剤を付与してもよい。

【００２６】本発明では、上下基板間の導電接続部付近
において、シール用接着剤に切り欠き部を形成する。こ
の切り欠き部はシール用接着剤の付与時に凹部が形成さ
れるようにして形成される。代表的な例は、図１に示し
たように円弧状に切り欠かれる。この他、三角形状や六
角形状等の多角形状に切り欠かれてもよい。シール用接
着剤の切り欠き部は、完全にシール用接着剤が存在しな
い部分を形成し、その部分に異方導電性接着剤を付与し
て導電接続をとることができるが、上下導電接続部の保
護とシールの接着性の点からシール用接着剤の幅を１０
％以上残すことが好ましい。

【００２７】すなわち、付与時のシール用接着剤の平均
幅Ｗ₁に対して、導電接続部の凹型に切り欠かれたシー
ル用接着剤の切り欠き部の最大切り欠き幅Ｗ₂が、０．
１Ｗ₁≦Ｗ₂とされる。特に、セル外側でシール用接着剤
が連続しているように設けることが好ましい。導電接続
部が外部に露出されにくくなるからである。また、付与
時のシール用接着剤の幅と、異方導電性接着剤の大きさ
にもよるが、おおむね切り欠き部の大きさは、Ｗ₂≦
０．９Ｗ₁とする。

【００２８】異方導電性接着剤の付与形状は、通常はほ
ぼ円形状にすればよい。もちろん、導電接続の電極の形
状に合わせて多角形状にしたり、楕円形状にしたりして
もよい。この異方導電性接着剤の付与位置は、シール用
接着剤の切り欠き部に接するように付与すればよい。も
ちろん、設計上、接着剤を付与する際の精度上の問題
で、一部を重ねたり、両者を離して付与してもよい。た
だし、多くても付与面積の２５％以上は重ならないよう
に設けるべきである。

【００２９】異方導電性接着剤の幅（径）はほぼ、シー
ル用接着剤の幅の０．５〜２倍程度とするが、通常は同
等程度にすることが好ましい。ほぼ円形に近い形状でか
つ広い面積で導電接続をとり、導電接続部がシール材中
にほぼ埋設し、かつセルの外側に導電接続部が露出しに
くくするためには、０．２Ｗ₁≦Ｗ₂≦０．８Ｗ₁ である
ことが好ましい。

【００３０】シール用接着剤の切り欠き部の長さＬは、
異方導電性接着剤の付与量と切り欠き部の量とがほぼ同
じ程度になるように設けることが好ましい。図１のよう
に異方導電性接着剤が円形で、その中心がほぼシール用
接着剤の付与時の下側の端にくるような配置の場合、圧
着により異方導電性接着剤は多くは下側に広がり、周囲
からシール用の接着剤がそれを囲むように広がって、図
３に示すようになることが好ましい。

【００３１】図３において、２１は圧着後のシール用接
着剤、２２は圧着後の異方導電性接着剤の状態を示す。
もちろん、この両者の境界近傍では、両者が混じりあっ
ている。本発明では、異方導電性接着剤の粘性をシール
用接着剤の粘性よりもやや高めにしておくことを必須と
する。このようにしない場合、異方導電性接着剤の周囲
にシール用接着剤が回り込みやすくなるからである。

【００３２】このようにして圧着された基板は、加熱ま
たは紫外線照射等により２枚の基板の接着を完了させて
空セルを形成する。この空セルは通常はその一部に開口
部を形成しておき、その開口部から液晶を注入し、その
開口部を封止する。

【００３３】本発明は種々の液晶表示素子に使用でき
る。通常のネマチック液晶をはじめ、ＳＴＮ型液晶表示
素子に用いられる１６０°〜３００°ねじれとなるよう
にカイラル物質を添加した液晶であってもよい。また、
ネマチック液晶中には、コントラスト比を向上させるた
めや色相調整のために二色性色素等の色素を添加しても
よい。また、強誘電性液晶等でも使用できる。

【００３４】本発明は、上下基板間の導電接続が４箇所
以上ある液晶表示素子に適しており、特に同一辺の同一
部分に４箇所以上かたまって存在している液晶表示素子
に好適である。このため、ドットマトリックス型や中デ
ユーティ数のセグメント表示型の液晶表示素子に好適で
ある。

【００３５】この他、本発明では、通常の液晶表示素子
で用いられる、偏光板、カラーフィルター、反射板、位
相差板、光源等を積層して用いてもよい。さらに、カラ
ーフィルター層を基板の内面または外面に形成してもよ
い。また、基板を偏光基板にしたり、基板の外側にタッ
チスイッチ、紫外線カットフィルター、無反射フィルタ
ーを積層したりしてもよい。また、表示領域にスペーサ
ーを散布したり、シール材を点状に形成してもよい。こ
の他、通常の液晶表示素子に使用される構造や製造方法
が本発明の効果を損しない範囲内で種々適用できる。

【００３６】

【作用】本発明では、導電性スペーサーを含有しないシ
ール用接着剤を導電接続部で凹型に切り欠いた形状に付
与し、その切り欠き部に導電性スペーサーを含有した異
方導電性接着剤を付与して圧着する。これにより、異方
導電性接着剤が所定の位置にうまく広がり、シール用接
着剤の広がりと干渉しにくいので、シール用接着剤がう
まく広がり、結果として基板間隙ムラ、シールの蛇行、
導電接続部の信頼性の低下を生じにくい。

【００３７】

【実施例】実施例１第１の基板、第２の基板として、ガラス基板上に設けら
れたＩＴＯの電極をパターニングし、シール部及び外部
接続用の端子部を除いて、蒸着法によりＳｉＯ₂による
短絡防止用の絶縁膜を形成し、ポリイミドのオーバーコ
ートを転写し、これをラビングして配向制御膜を形成し
た基板を作成した。

【００３８】シール用接着剤として三井東圧化学社製
「ストラクトボンド」に、６．５μｍのガラス繊維製の
非導電性スペーサーを混入したものを用い、第１の基板
上にスクリーン印刷により付与した。この際、シール用
接着剤は付与時に平均幅０．３ｍｍになるように印刷し
た。上下基板間の導電接続部６箇所は、０．７ｍｍ間隔
で設け、その部分ではシール用接着剤にほぼ半分の幅の
切り欠き部（Ｗ₂≒０．５Ｗ₁≒０．１５ｍｍ）を設け、
切り欠き部の長さＬは約０．５ｍｍ程度となるようにほ
ぼ楕円弧状に形成した。

【００３９】異方導電性接着剤は、同じ「ストラクトボ
ンド」を用い、導電性スペーサーとして径が７μｍで金
メッキしたプラスチック製のスペーサーを混入して用い
た。接着剤には、シール用接着剤よりも高い粘性のもの
を用いた。この異方導電性接着剤を、この切り欠き部の
中心付近に直径０．３ｍｍで、その外周部がほぼシール
用接着剤に接するような位置に、第２の基板にスクリー
ン印刷を行って付与した。両基板を重ねた状態で、図１
のような位置関係になるように配置し、シール材の幅が
約０．９ｍｍになるように圧着を行った。

【００４０】この空セルに液晶を注入し、注入口を封止
して液晶表示素子を製造した。この液晶表示素子の基板
間隙はほぼ均一になり、導電接続も異常を生じなかっ
た。また図３に示すように、異方導電性接着剤はシール
内部で広がり、周辺を導電性スペーサーを含まないシー
ル材でほぼ囲まれた状態になった。特に、セル外部側
（図の上の方向）には、かなりの幅のシール用接着剤が
存在し、導電接続部を外気から保護することができたの
で、その信頼性もよいものであった。

【００４１】比較例１実施例１と同じ材料を用い、シール用接着剤には切り欠
き部による凹部を形成せずに印刷を行った他は、実施例
１と同様にして液晶表示素子を製造した。この液晶表示
素子は、導電接続部近傍で、基板間隙がやや厚くなり、
ムラを生じた。また、なかには導電接続の抵抗値が増加
したり、断線（上下基板間接続不良）を生じるものがあ
った。

【００４２】実施例２実施例１の切り込み部の形状を、三角形状（実施例１の
楕円弧を変更して直線にした）にしたが、結果は実施例
１とほぼ同様であった。

【００４３】

【発明の効果】本発明では、導電性スペーサーを含有し
ないシール用接着剤を導電接続部で凹型に切り欠いた形
状に付与し、その切り欠き部に導電性スペーサーを含有
した異方導電性接着剤を付与している。これにより、基
板間隙ムラを生じにくい。これは、異方導電性接着剤が
広がる際にその多くは解放された方向に広がり、シール
用接着剤の広がりと衝突して高い圧力を生じにくいため
と思われる。

【００４４】これにより、基板間隙ムラに起因する表示
色ムラ、導電接続抵抗の増大や断線を生じにくく、また
高い圧力の逃げによるシール材の蛇行も生じにくい。ま
た、導電接続部を導電性スペーサーを含まないシール材
で囲むようにすることができるので、シール封止の信頼
性及び導電接続の信頼性の低下を生じにくい。

【００４５】本発明は、本発明の効果を損しない範囲内
で公知の液晶表示素子に使用されている種々の構成を付
加してもよく、今後種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な例のシール用接着剤と異方導
電性接着剤の付与時の状態を示す平面図。

【図２】従来の例のシール用接着剤と異方導電性接着剤
の付与時の状態を示す平面図。

【図３】本発明の例のシール用接着剤と異方導電性接着
剤の圧着後の状態を示す平面図。

【符号の説明】

シール用接着剤：１、１１、２１異方導電性接着剤：２、１２、２２

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1339 500 G02F 1/1339 505

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極を設けた一対の基板間に液晶が封入さ
れ、所望の基板間隙よりもわずかに大きい径を有しかつ
可撓性を有する導電性スペーサーを含有した異方導電性
接着剤により、一方の基板の電極を他方の基板の電極に
シール部の導電接続部で導電接続し、かつ、導電性スペ
ーサーを含有しないシール用接着剤を一対の基板間に付
与する液晶表示素子の製造方法であって、液晶側に向かって凹型の切り欠き部を生じるように前記
シール用接着剤を、少なくとも一方の基板に付与し、前記異方導電性接着剤として前記シール用接着剤よりも
粘性の高いものを用い、前記切り欠き部の近傍に位置す
るように、少なくとも一方の基板に前記異方導電性接着
剤を付与し、一対の基板を電極面が相対向するように配置して、圧着
することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】付与時のシール用接着剤の平均幅Ｗ_１に対
して、凹型の切り欠き部の最大切り欠き幅Ｗ_２が、０．
２Ｗ_１≦Ｗ_２≦０．８Ｗ_１である請求項１に記載の液晶
表示素子の製造方法。
【請求項３】前記異方導電性接着剤を、前記シール用接
着剤の凹型の切り欠き部に隣接する位置に付与する請求
項１または２に記載の液晶表示素子の製造方法。