JP3761269B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を有して張り合わせるために利用するスペーサーを形成する方法に関するものである。特に、液晶表示装置の表示品質の均一性と改善のためにスペーサーを第１の基板、あるいは第２の基板の少なくとも一方の基板上の所定の位置に設けるための製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。その液晶表示装置の構造は、第１の基板上に設ける信号電極に液晶画素の表示電極を直接に接続するパッシブマトリクス型と、信号電極と表示電極の間に非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型がある。さらに、第１の基板上の表示電極と対向するように液晶を介して対向電極を設け、複数の信号電極と複数の対向電極をマトリクス状に配置し、信号電極と、対向電極に接続するデーター電極に外部回路より所定の信号を印加する構造からなる。
【０００３】
そして、単純マトリクス構成（パッシブマトリクス型）の液晶表示装置にマルチプレクス駆動を用いる手段は、高時分割化するに従ってコントラストの低下あるいは応答速度の低下が生じ、２００本程度の走査線を有する場合では、充分なコントラストを得ることが難しくなる。
【０００４】
そこで、このような欠点を除去するために、個々の画素にスイッチング素子を設けるアクティブマトリクスの液晶表示パネルが採用されている。
【０００５】
このアクティブマトリクスの液晶表示パネルには、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系と、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。これらのうち構造や製造方法が簡単な点で、二端子系が優れている。
【０００６】
この二端子系のスイッチング素子としては、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開発されている。
【０００７】
このうちＴＦＤ型は、とくに構造が簡単で、そのうえ製造工程が短いという特徴を備えている。
【０００８】
液晶表示装置は、第１の基板上に設ける信号電極と信号電極と一体構造の表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板上に液晶を配向するための配向膜とを有し、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を有してシール等を利用し張り合わせて、第１の基板と第２の基板との間に液晶を封入する構造を有する。そのため、第１の基板と第２の基板とを所定の間隙にするために例えば、プラスチック材、あるいはガラス材からなるスペーサーが利用される。
【０００９】
もっとも、一般的なスペーサーの形成方法は、プラスチック材あるいはガラス材のビーズからなるスペーサー材を基板上に平均して散布する方法である。散布の方法は、スペーサー材のみを散布する方法。あるいは、溶剤とスペーサー材とを混合して利用し散布する方法等がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の表示品質は、第１の基板と第２の基板の間隙の分布により均一性が左右される。さらにスペーサーの無い部分と、スペーサーの部分とで透過率が異なる。例えば、スペーサーが透過性であれば、黒の表示の時にスペーサーは白となり黒表示を劣化させる。また、スペーサーが非透過性であれば、白表示の時に黒となり、暗くなる。さらに、スペーサーの分布により以上の影響に分布が発生するため、表示のムラとなる。
【００１１】
さらに、スペーサーの周囲とスペーサーの無い部分とで、液晶の配向状態が異なるため、スペーサーの周囲も表示品質に影響することが実験で分かっている。
【００１２】
そのため、スペーサーを所定の位置に設ける方法は種々考案されている。例えば、電極と電極間の電位に差を設けて、スペーサー材の電位との相互採用により電極間に選択的にスペーサー材を設ける。あるいは、感光性樹脂を利用し、フォトリソグラフィー法により所定の位置に凸部を形成する方法、開口部を有する金属マスクを利用し、開口部に相当する部分に選択的にスペーサー材を設ける方法、
等がある。しかし、電極と電極間の電位差によりスペーサー材を選択的に形成する方法は電極の幅の広い場合、スペーサー材の帯電性等により効果の差が大きく、さらにスペーサー材の帯電能もスペーサー材の材質により異なるため、スペーサー材の選定等が必要になる。
【００１３】
また、感光性樹脂を利用し、凸部を設ける方式では、感光性樹脂の凸部の均一性が問題となり、さらに凸部が一般的なパッシブマトリクス方式に利用している表示モードでは、例えば、ツイストネマチック（ＴＮ）方式、あるいは、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）方式では、４から７μm程度の高さが必要となる。そのため、感光性樹脂の膜厚の制御と、粘度との関係により高さ分布が制御しにくい。ここで、上下の基板に分割して感光性樹脂の凸部を設ける方式も在るが、凸部を設ける工程が２倍となり、複雑になる。さらに、凸部を設ける工程により、液晶の配向がみだれ均一な表示が難しくなる。また、金属マスクの開口部を利用し、スペーサーを散布する方式では、スペーサーの個数の制御、あるいは、金属マスクと基板との距離等によりばらつきが発生する。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決して、上記の液晶表示装置の表示品質を左右するスペーサー材を所定の位置に簡単設けるための製造方法を提供し、液晶表示装置の表示品質の向上を行うためのものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の製造方法を採用する。
【００１６】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、前記第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける工程は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、所定の部所に凸部を有する転写用スタンプ部に前記トレイより前記凸部をスペーサーに押しつけスペーサーをトレイより転写する工程と、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方に転写用スタンプ部を押しつけ、前記基板の所定の位置にスペーサーを転写する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、前記第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける工程は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、所定の部所に凸部を有する転写用スタンプ部の凸部上をクリーニングする工程と、前記凸部上にスペーサーを接着する処理を行う工程と、第１の基板あるいは第２の基板の少なくとも一方にスペーサーを接着するための処理を行う工程と、前記トレイより前記凸部上の接着部にスペーサーに押しつけスペーサーをトレイより転写する工程と、前記第１の基板あるいは、第２の基板上の接着処理部に転写用スタンプ部を押しつけ、前記基板の所定の位置にスペーサーを転写する工程を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける方法は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、前記転写用スタンプ部の凸部上をクリーニングする工程と、凸部上に粘着剤を塗布する工程と、前記凸部上の粘着剤をトレイ上のスペーサー上に押し付けスペーサーを接着する工程と、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方に前記凸部上のスペーサーを接触する工程と、スペーサーあるいは凸部の少なくとも一方を加熱する工程と、加熱により前記接着剤の粘性を低下し、凸部より前記基板上に前記粘着剤とスペーサーを転写する工程と、冷却し前記接着剤の粘性を増加しスペーサーを前記基板上に接着剤により固定化する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける方法は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、前記転写用スタンプ部の凸部上を帯電させる工程と、前記帯電させた凸部上にトレイよりスペーサーを吸着する工程と、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方に前記凸部上のスペーサーを接触する工程と、前記凸部の帯電を除去し、前記基板にスペーサーを押し付け基板上に転写する工程とを有すること特徴とする。
【００２０】
【作用】
スペーサー材を最密充填するトレイを利用することにより、転写用スタンプ部の凸部に吸着するスペーサー材の個数を制御することができる。さらに、トレイは、多数の部屋の分割し、必要な箇所にのみスペーサーを最密充填的に並べることにより、スペーサー材の大気に放置される時間の短時間化に効果があり、スペーサー材を大気からの汚染を防止できる。
【００２１】
さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用することにより、必要な部分のみに、効率よくスペーサー材を転写することができると同時に、基板上の不必要な部分に転写用スタンプ部が接触しないため、配向膜等への不純物イオンの汚染を防止できる。
【００２２】
さらに、第１の基板、あるいは／と第２の基板上にスペーサーを形成する部分に転写用スタンプ部の凸部を利用し、接着層を形成し、さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用し、スペーサーを前記接着層上に転写することにより、スペーサーを固定化できるため、製造工程でのスペーサーの移動を防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液晶表示装置の製造方法を実施するための最良の形態を図面を使用して説明する。
【００２４】
はじめに本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図１と図２と図３と図４と図５と図６を用いて説明する。図１は本発明の実施形態を示す液晶表示装置の一部の拡大する平面図である。図２から図６は本発明の図１に示すＡ−Ａ線における断面の工程順に示す断面図である。以下、図１と図２と図３と図４と図５と図６とを用いて本発明の第１の実施形態を説明する。
【００２５】
まず、図１に示すように、第１の基板１上の第１の電極２と第２の基板１1上の第２の電極１４とが対向し、画素電極部を構成する。この構造を形成するために、図２に示すように、ガラス基板からなる第１の基板１上には、第１の電極２となる所定のスペース３を設けて形成するストライプ状の第１の透明導電体４をパターン形成する。第１の透明導電体４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成する。配向膜５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。図２には配向膜５上の凹凸は省略してある。
【００２６】
つぎに、図３に示すように、５μmのプラスチック製ビーズからなるスペーサー６をトレイ７上に最密充填的に配置し、転写用スタンプ部８の凸部９をスペーサー６に押し当て、凸部９上にスペーサー６を転写する。転写用スタンプ部８の凸部９は、合成ゴムを利用するため、表面粘着性は確保できる。
【００２７】
つぎに、図４に示すように、第１の基板１上のスペース３に相当する配向膜５上に転写用スタンプ部８の凸部９上に付着するスペーサー６を押し当て、スペーサー６を配向膜５上に転写する。以上により、透明導電体４上の配向膜５上にはスペーサー６は設けない。
【００２８】
同様に図５に示すように、第２の基板１１上には、第１の電極２と交差するように設け、かつ所定のスペース１３を設けて形成するストライプ状の透明導電体１４をパターン形成して第２の電極１２とする。透明導電体１４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。図５には配向膜１５上の凹凸は省略してある。さらに、第２の基板１１上の配向膜１５上には、第１の基板１と第２の基板１１とを所定の間隙と設ける張り合わせるためにシール材１７を印刷法を用いて形成する。シール材１７には、液晶１８を注入するための開口部１９を有する。
【００２９】
さらに、図６に示すように、液晶表示装置とし利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材（図示せず）により所定の間隙を設ける張り合わせ、シール材の開口部より液晶１８を注入し、開口部を封孔材（図示せず）により密閉することにより液晶表示装置が形成できる。また、第１の電極２と第２の電極１２の交差部が画素電極となる。第１の電極２と第２の電極１２の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し、表示を行う。
【００３０】
以上の工程により、転写用スタンプ部８の凸部９を利用し、簡単にスペーサー６を第１の電極２のスペース３と第２の電極１４のスペース１３の部分に形成できる。さらに、凸部９の位置を画素電極の周囲にする事により、画素電極の周囲のみにスペーサー６を配置することができる。そのため、スペーサー６の周囲に発生する液晶１８の配向不良等を表示に影響しない領域に設けることができるため、表示品質の向上ができる。
【００３１】
さらに、スペーサー６の個数の制御と位置の制御ができるため、第１の基板１と第２の基板１１との間隙の均一性が改善でき、液晶表示装置の表示品質の均一化ができる。
【００３２】
つぎに本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図７と図８と図９と図１０と図１１とを用いて説明する。図７から図１１は本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する断面を示す断面図である。以下、図７と図８と図９と図１０と図１１とを用いて本発明の第２の実施形態を説明する。また、第１の実施形態と同様な工程においては、第１の実施形態の図面を参照し、第２の実施形態を説明する。
【００３３】
まず第１の実施形態の図２と同様に、ガラス基板からなる第１の基板１上には、第１の電極２となる所定のスペース３を設けて形成するストライプ状の第１の透明導電体４をパターン形成する。第１の透明導電体４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成する。配向膜５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。
【００３４】
つぎに、図７に示すように、まず、転写用スタンプ部８の凸部９上に感光性樹脂をスタンプ方式により形成し、つぎに、第１の電極２のスペース３の部分に感光性樹脂を接触させ接着層２２を形成する。感光性樹脂はポリイミド樹脂を主成分とするため、配向膜５への影響は最小限にできる。また、感光性樹脂は印刷後に５０℃で乾燥するため、粘性は維持できる。
【００３５】
つぎに、図８に示すように、７μmのプラスチック製ビーズからなるスペーサー６をトレイ７上に最密充填的に配置する。最密充填にするために、トレイ７の下部には振動部２３が形成されており、さらに、トレイ７の上面にはスキージ２４を設ける。トレイ７とスキージ２４との間はスペーサー６の径のばらつきを含め、スペーサー６の大きさの１．５倍（１０．５μm）の間隙を設けて配置する。さらに、スペーサー６の補給は、間欠的に所定の数をスキージ２４の回転方向の前方に補給する。これにより、トレイ７上のスペーサー６は最密充填的に配置される。
【００３６】
つぎに、図９に示すように、転写用スタンプ部８の凸部９をスペーサー６に押し当て、凸部９上にスペーサー６を転写する。転写用スタンプ部８の凸部９は、合成ゴムを利用するため、表面粘着性は確保できる。
【００３７】
つぎに、図１０に示すように、第１の基板１上のスペース３に相当する接着層２２上に転写用スタンプ部８の凸部９上に付着するスペーサー６を押し当て、スペーサー６を接着層２２上に転写する。以上により、透明導電体４上の配向膜５上にはスペーサー６を設けることを防止できる。
【００３８】
ここで、紫外線２５を第１の基板１の第１の電極２の反対の面（裏面）より照射し、感光性樹脂からなる接着層２２を硬化する。そのため、接着層２２によりスペーサー６がスペース３に固定化することができる。
【００３９】
つぎに第１の実施形態の図５と同様に、第２の基板１１上には、第１の電極２と交差するように設け、かつ所定のスペースを設けて形成するストライプ状の透明導電体１４をパターン形成して第２の電極１２とする。透明導電体１４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。さらに、第２の基板１１上の配向膜１５上には、第１の基板１と第２の基板１１とを所定の間隙と設ける張り合わせるためにシール材（図示せず）を印刷法を用いて形成する。シール材には、液晶１８を注入するための開口部（図示せず）を有する。
【００４０】
最後に図１１に示すように、液晶表示装置として利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材により所定の間隙を設ける張り合わせ、シール材の開口部より液晶１８を注入し、開口部を封孔材により密閉することにより形成できる。また、第１の電極２と第２の電極１２の交差部が画素電極となる。第１の電極２と第２の電極１２の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し、表示を行う。
【００４１】
以上の工程により、トレイ７には、スペーサー６をトレイ７の裏面に設ける振動部２３とスキージ２４によりスペーサー６を最密充填的にトレイ７上に簡単に設けることができる。そのため、転写用スタンプ部８上の凸部９上にスペーサー６を設けることが可能となる。
【００４２】
さらに、接着層２２を印刷法により第１の基板１上のスペース部３に設け、凸部９上のスペーサー６を接着層２２上に接触させ、さらに第１の基板１の裏面より紫外線２５を照射し、接着層２２を硬化することができ、スペーサー６を固定化することができる。さらに、接着層２２を半乾燥でスペーサー６を接触するため、接着層２２の膜厚分布はほとんど問題とならず、下地の膜厚の安定する部分を利用することができる。
【００４３】
つぎに本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図１２と図１３と図１４と図１５とを用いて説明する。図１２から図１５は本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する断面を示す断面図である。以下、図１２と図１３と図１４と図１５とを用いて本発明の第３の実施形態を説明する。また、第１の実施形態と同様な工程においては、第１の実施形態の図面を参照し、第３の実施形態を説明する。
【００４４】
まず、第１の実施形態の図２と同様に、ガラス基板からなる第１の基板１上には、第１の電極２となる所定のスペース３を設けて形成するストライプ状の第１の透明導電体４をパターン形成する。第１の透明導電体４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成する。配向膜５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。
【００４５】
つぎに、図１２に示すように、転写用スタンプ部８の凸部９上にポリイミド樹脂からなる粘着材２６を形成するために、ポリイミド樹脂を満たす容器２７に凸部９を接触する。ポリイミド樹脂を満たす容器２７は、転写用スタンプ部８を接触していない時に回転を行うことにより、容器２７のポリイミド樹脂表面を平坦にすることができる。さらに、転写用スタンプ部８の凸部９に形成するポリイミド樹脂を回転して振り切ることにより膜厚の均一な粘着材２６を形成できる。さらに、転写用スタンプ部８の凸部９上の粘着材２６をスペーサー６に押し当てスペーサー６を粘着材２６中にめり込ませる。
【００４６】
つぎに、図１３に示すように、第１の基板１上のスペース３に相当する配向膜５上に転写用スタンプ部８の凸部９上に形成する粘着材２６にめり込むスペーサー６を押し当て、赤外線ランプ２８を第１の基板１の裏面より照射し、凸部９上の粘着材２６の粘度を低下させ、スペーサー６を介して配向膜５に粘着材２６を移動させ冷却しスペーサー６を配向膜５上に固着させる。
【００４７】
つぎに、図１４に示すように、転写用スタンプ部８の凸部９上の粘着材２６を除去し、凸部９をクリーニングするために、ピロリドン溶剤を４０℃に熱する容器２９内に回転ロール３０を設け、凸部９を少なくともピロリドン溶剤に浸積し、回転ロール３０による擦り洗浄と超音波洗浄を併用する。さらに、アセトンにより置換を行い、凸部９および転写用スタンプ部８の表面を洗浄する。
【００４８】
つぎに第１の実施形態の図５と同様に、第２の基板１１上には、第１の電極２と交差するように設け、かつ所定のスペース１３を設けて形成するストライプ状の透明導電体１４をパターン形成して第２の電極１２とする。透明導電体１４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。さらに、第２の基板２上の配向膜１５上には、第１の基板１と第２の基板１１とを所定の間隙と設ける張り合わせるためにシール材１７を印刷法を用いて形成する。シール材１７には、液晶１８を注入するための開口部１９を有する。
【００４９】
最後に図１５に示すように、液晶表示装置として利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材（図示せず）により所定の間隙を設けて張り合わせ、シール材の開口部より液晶１８を注入し、開口部を封孔材により密閉することにより形成できる。また、第１の電極２と第２の電極１２の交差部が画素電極となる。第１の電極２と第２の電極１２の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し表示を行う。
【００５０】
以上の工程により、ポリイミド樹脂の容器２７を回転させポリイミド樹脂の表面を平坦化できるため、凸部９上に粘着材２６を均一に形成できる。さらに、凸部９をポリイミド樹脂にスタンプ方式にて形成するのみでは、凸部９上の粘着材２６は部分的にうねりが発生するため、凸部９上に粘着材２６を形成した後に回転処理を行い、余分な粘着材２６を振り切り平坦化することができる。
【００５１】
さらに、凸部９上の粘着材２６を熱処理により第１の基板１に転写することによりスペーサー６と粘着材２６を同時に第１の基板１上に固定化することができる。
【００５２】
つぎに本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。本第４の実施形態は、二端子型の非線形抵抗素子を第１の基板１上に設ける例である。さらにスペーサー６を第２の基板に設ける例である。図１６は本実施形態の液晶表示装置の一部を拡大する平面図であり、図１７と図１８と図１９と図２０とは、図１６のＢ−Ｂ線における断面に相当する部分の製造工程を示す断面図である。以下、図１６と図１７と図１８と図１９と図２０を用いて本発明の第４の実施形態を説明する。
【００５３】
まず図１６に示すように、ガラス基板からなる第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなる信号電極３１と信号電極３１と一体構造の下部電極３２をパターン形成する。さらに、信号電極３１と下部電極３２上にはタンタル膜の陽極酸化膜である酸化タンタル（ＴａＯｘ）膜からなる非線形抵抗層３３を形成する。さらに、信号電極３１と所定の間隙を有し、孤立する表示電極３６と表示電極３６と一体構造であり、下部電極３２上の非線形抵抗層３３と重なり合う上部電極３４とをパターン形成する。下部電極３２と非線形抵抗層３３と上部電極３４とにより非線形抵抗素子３５を形成する。第１の基板１上に微少の凹凸を有する配向膜１５を形成する。
【００５４】
つぎに、図１７に示すように、第２の基板１１上には、第１の基板１上の表示電極３６と一部重なり合うように設けるクロム（Ｃｒ）膜からなるブラックマトリクス３７をパターン形成する。ブラックマトリクス３７の一部と重なり合い、さらに第２の基板１１上には、緑色カラーフイルター３９と赤色カラーフイルター４０と青色カラーフイルター（図示せず）とをパターン形成する。相互のカラーフイルターはブラックマトリクス３７上で間隙４２を有する。さらに、カラーフイルター３９、４０上とブラックマトリクス３７上には保護用絶縁膜４１をパターン形成する。カラーフイルター３９、４０の間隙に設ける保護用絶縁膜４１はカラーフイルターに比較し、膜厚分布が非常に小さい。そのため、ブラックマトリクス３７上のカラーフイルターの間隙にスペーサー６を設ける方法を採用する。
【００５５】
さらに、保護用絶縁膜４１上と第２の基板１１上に第２の電極（対向電極）４３をストライプ状にパターン形成する。第２の電極４３上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。図面には配向膜１５上の凹凸は省略してある。
【００５６】
つぎに、図１８に示すように、転写用スタンプ部８上の凸部９に帯電処理を行う。帯電する方法は、合成繊維同志を高速で擦り合わせ合成繊維を帯電させる。つぎに、合成繊維を凸部９と接触することにより凸部９は帯電する。このとき、前記凸部９と合成繊維を接触させた状態で合成繊維４８を回転させることにより凸部９の帯電性を維持している。さらに、図１９に示すように、５μmのプラスチック製ビーズからなるスペーサー６をトレイ７上に配置し、転写用スタンプ部８の帯電する凸部９をスペーサー６に押しあてることにより、凸部９上にスペーサー６を吸着することができる。
【００５７】
つぎに、図２０に示すように、スペーサー６を吸着する転写用スタンプ部８の上下を反転し、加湿ノズル４９より水蒸気をチャンバー５０に流し、加湿雰囲気５１に放置することにより凸部９の帯電を消去した後、凸部９上のスペーサー６を第２の基板１１上の配向膜１５に押しあてることによりスペーサー６を配向膜１５に転写することができる。
【００５８】
つぎに第１の実施形態の図５に示すように、液晶表示装置とし利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材１７により所定の間隙を設ける張り合わせ、シール材１７の開口部１９より液晶１８を注入し、開口部１９を封孔材により密閉することにより形成できる。また、表示電極３６と第２の電極４３の交差部が画素電極となる。表示電極３６と第２の電極４３の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し、表示を行う。
【００５９】
以上の工程により、転写用スタンプ部８上の凸部９を帯電させる工程により、有効に凸部９上にスペーサー６を吸着することができる。さらに、凸部９とスペーサー６とを加湿雰囲気に放置することにより帯電能を減少させ、配向膜１５上に簡単にスペーサー６を転写することができる。
【００６０】
以上に示す液晶表示装置の製造方法を利用することにより、非線形抵抗素子３５を形成する第１の基板１上には特殊な工程を使用しないため、非線形抵抗素子３５の特性を劣化することがない。さらに、転写用スタンプ部８とその凸部９をスペーサー６を吸着する際に帯電させておき、基板１、１１上へ接触させる以前に帯電を消去する工程を採用するため、基板へのダメージを発生することがない。
【００６１】
つぎに本発明に利用する転写用スタンプ部８と凸部９の実施形態を図面に基づいて説明する。図２１は、転写用スタンプ部８と凸部９を示す平面図であり、図２２は、図２１のＣ−Ｃ線に示す断面図である。以下に図２１と図２２とを用いて転写用スタンプ部８と凸部９を説明する。
【００６２】
転写用スタンプ部８と凸部９には、多孔質の孔５３が複数個設けてある。この孔５３は、転写用スタンプ部８と凸部９の上下の面まで到達している。しかし、凸部９以外の転写用スタンプ部８には孔５３を塞ぐための気密層５４を設けている。そのため、凸部９にてスペーサー（図示せず）を吸着する場合には、凸部９と反対側の面より吸引することによりスペーサーは凸部９上に吸着する。さらに、基板上にスペーサーを付着する際には、わずかに孔５３に窒素を噴射することによりスペーサーは凸部９より離脱して基板上に転移する。
【００６３】
そのため、多孔質を利用し、転写用スタンプ部８と凸部９を構成することは有効である。さらに、第１の基板と第２の基板の間を均一にするためには、平均してスペーサーが分散する必要があり、さらに、目的とする部分にスペーサーが無いと第１の基板と第２の基板の間隙を均一にするための工程にて均一の加圧することができないため、少なくとも１個以上のスペーサーを設けることが重要である。そのため、転写用スタンプ部８上の凸部９は使用するスペーサー５の直径の２倍以上の大きさとする。これにより、凸部９上には、標準で２個のスペーサーを吸着することができ、１個以上のスペーサーを吸着することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように、スペーサー材を最密充填するトレイを利用することにより、転写用スタンプ部の凸部に吸着するスペーサー材の個数を制御することができる。さらに、トレイは、多数の部屋の分割し、必要な箇所にのみスペーサーを最密充填的に並べることにより、スペーサー材の大気に放置される時間の短時間化に効果があり、スペーサー材を大気からの汚染を防止できる。
【００６５】
さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用することにより、必要な部分のみに、効率よくスペーサー材を転写することができると同時に、基板上の不必要な部分に転写用スタンプ部が接触しないため、配向膜等への不純物イオンの汚染を防止できる。
【００６６】
さらに、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを形成する部分に転写用スタンプ部の凸部を利用し、接着層を形成し、さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用し、スペーサーを前記接着層上に転写することにより、スペーサーを固定化できるため、製造工程でのスペーサーの移動を防止できる。
【００６７】
本発明の第４の実施形態においては、二端子型の非線形抵抗素子を用いる場合に関して製造方法を説明したが、三端子型の非線形抵抗素子を用いる場合に関して本実施形態を利用する場合においても、本発明の製造方法の効果は当然有効である。三端子型の場合には、非線形抵抗素子を設ける領域は段差が大きいため、スペーサー６は設けず、さらに、信号電極に接続するゲート電極、あるいはデーター電極に接続するソース電極上では、段差があるため設けず、スペーサー６は、表示電極の中央部に設けることにより第１の基板と第２の基板の間隙を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に使用するスペーサー用トレイを示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の平面形状を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の最終形態を示す断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に使用する転写用スタンプ部上の凸部を帯電させる機構を示す概念図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の転写用スタンプ部上の凸部の平面形状を示す平面図である。
【図２２】本発明の転写用スタンプ部上の凸部の断面形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 第１の基板
２ 第１の電極
３ スペース
６ スペーサー
７ トレイ
８ 転写用スタンプ部
９ 凸部
２２ 接着層
２３ 振動部
２４ スキージ
２５ 紫外線ランプ
２６ 粘着層
２８ 赤外線ランプ
３１ 信号電極
３２ 下部電極
３３ 非線形抵抗層
３４ 上部電極
３５ 非線形抵抗素子
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法に関し、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を有して張り合わせるために利用するスペーサーを形成する方法に関するものである。特に、液晶表示装置の表示品質の均一性と改善のためにスペーサーを第１の基板、あるいは第２の基板の少なくとも一方の基板上の所定の位置に設けるための製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置の表示容量は、大容量化の一途をたどっている。その液晶表示装置の構造は、第１の基板上に設ける信号電極に液晶画素の表示電極を直接に接続するパッシブマトリクス型と、信号電極と表示電極の間に非線形抵抗素子を有するアクティブマトリクス型がある。さらに、第１の基板上の表示電極と対向するように液晶を介して対向電極を設け、複数の信号電極と複数の対向電極をマトリクス状に配置し、信号電極と、対向電極に接続するデーター電極に外部回路より所定の信号を印加する構造からなる。
【０００３】
そして、単純マトリクス構成（パッシブマトリクス型）の液晶表示装置にマルチプレクス駆動を用いる手段は、高時分割化するに従ってコントラストの低下あるいは応答速度の低下が生じ、２００本程度の走査線を有する場合では、充分なコントラストを得ることが難しくなる。
【０００４】
そこで、このような欠点を除去するために、個々の画素にスイッチング素子を設けるアクティブマトリクスの液晶表示パネルが採用されている。
【０００５】
このアクティブマトリクスの液晶表示パネルには、大別すると薄膜トランジスタを用いる三端子系と、非線系抵抗素子を用いる二端子系とがある。これらのうち構造や製造方法が簡単な点で、二端子系が優れている。
【０００６】
この二端子系のスイッチング素子としては、ダイオード型や、バリスタ型や、ＴＦＤ型などが開発されている。
【０００７】
このうちＴＦＤ型は、とくに構造が簡単で、そのうえ製造工程が短いという特徴を備えている。
【０００８】
液晶表示装置は、第１の基板上に設ける信号電極と信号電極と一体構造の表示電極と、第２の基板上に設ける対向電極と、第１の基板と第２の基板上に液晶を配向するための配向膜とを有し、第１の基板と第２の基板を所定の間隙を有してシール等を利用し張り合わせて、第１の基板と第２の基板との間に液晶を封入する構造を有する。そのため、第１の基板と第２の基板とを所定の間隙にするために例えば、プラスチック材、あるいはガラス材からなるスペーサーが利用される。
【０００９】
もっとも、一般的なスペーサーの形成方法は、プラスチック材あるいはガラス材のビーズからなるスペーサー材を基板上に平均して散布する方法である。散布の方法は、スペーサー材のみを散布する方法。あるいは、溶剤とスペーサー材とを混合して利用し散布する方法等がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の表示品質は、第１の基板と第２の基板の間隙の分布により均一性が左右される。さらにスペーサーの無い部分と、スペーサーの部分とで透過率が異なる。例えば、スペーサーが透過性であれば、黒の表示の時にスペーサーは白となり黒表示を劣化させる。また、スペーサーが非透過性であれば、白表示の時に黒となり、暗くなる。さらに、スペーサーの分布により以上の影響に分布が発生するため、表示のムラとなる。
【００１１】
さらに、スペーサーの周囲とスペーサーの無い部分とで、液晶の配向状態が異なるため、スペーサーの周囲も表示品質に影響することが実験で分かっている。
【００１２】
そのため、スペーサーを所定の位置に設ける方法は種々考案されている。例えば、電極と電極間の電位に差を設けて、スペーサー材の電位との相互採用により電極間に選択的にスペーサー材を設ける。あるいは、感光性樹脂を利用し、フォトリソグラフィー法により所定の位置に凸部を形成する方法、開口部を有する金属マスクを利用し、開口部に相当する部分に選択的にスペーサー材を設ける方法、
等がある。しかし、電極と電極間の電位差によりスペーサー材を選択的に形成する方法は電極の幅の広い場合、スペーサー材の帯電性等により効果の差が大きく、さらにスペーサー材の帯電能もスペーサー材の材質により異なるため、スペーサー材の選定等が必要になる。
【００１３】
また、感光性樹脂を利用し、凸部を設ける方式では、感光性樹脂の凸部の均一性が問題となり、さらに凸部が一般的なパッシブマトリクス方式に利用している表示モードでは、例えば、ツイストネマチック（ＴＮ）方式、あるいは、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）方式では、４から７μm程度の高さが必要となる。そのため、感光性樹脂の膜厚の制御と、粘度との関係により高さ分布が制御しにくい。ここで、上下の基板に分割して感光性樹脂の凸部を設ける方式も在るが、凸部を設ける工程が２倍となり、複雑になる。さらに、凸部を設ける工程により、液晶の配向がみだれ均一な表示が難しくなる。また、金属マスクの開口部を利用し、スペーサーを散布する方式では、スペーサーの個数の制御、あるいは、金属マスクと基板との距離等によりばらつきが発生する。
【００１４】
本発明の目的は、上記課題を解決して、上記の液晶表示装置の表示品質を左右するスペーサー材を所定の位置に簡単設けるための製造方法を提供し、液晶表示装置の表示品質の向上を行うためのものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置においては、下記記載の製造方法を採用する。
【００１６】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、前記第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける工程は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、所定の部所に凸部を有する転写用スタンプ部に前記トレイより前記凸部をスペーサーに押しつけスペーサーをトレイより転写する工程と、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方に転写用スタンプ部を押しつけ、前記基板の所定の位置にスペーサーを転写する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、前記第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける工程は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、所定の部所に凸部を有する転写用スタンプ部の凸部上をクリーニングする工程と、前記凸部上にスペーサーを接着する処理を行う工程と、第１の基板あるいは第２の基板の少なくとも一方にスペーサーを接着するための処理を行う工程と、前記トレイより前記凸部上の接着部にスペーサーに押しつけスペーサーをトレイより転写する工程と、前記第１の基板あるいは、第２の基板上の接着処理部に転写用スタンプ部を押しつけ、前記基板の所定の位置にスペーサーを転写する工程を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける方法は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、前記転写用スタンプ部の凸部上をクリーニングする工程と、凸部上に粘着剤を塗布する工程と、前記凸部上の粘着剤をトレイ上のスペーサー上に押し付けスペーサーを接着する工程と、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方に前記凸部上のスペーサーを接触する工程と、スペーサーあるいは凸部の少なくとも一方を加熱する工程と、加熱により前記接着剤の粘性を低下し、凸部より前記基板上に前記粘着剤とスペーサーを転写する工程と、冷却し前記接着剤の粘性を増加しスペーサーを前記基板上に接着剤により固定化する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを設ける方法は、スペーサー用のトレイ上にスペーサーをほぼ最密充填する工程と、前記転写用スタンプ部の凸部上を帯電させる工程と、前記帯電させた凸部上にトレイよりスペーサーを吸着する工程と、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方に前記凸部上のスペーサーを接触する工程と、前記凸部の帯電を除去し、前記基板にスペーサーを押し付け基板上に転写する工程とを有すること特徴とする。
【００２０】
【作用】
スペーサー材を最密充填するトレイを利用することにより、転写用スタンプ部の凸部に吸着するスペーサー材の個数を制御することができる。さらに、トレイは、多数の部屋の分割し、必要な箇所にのみスペーサーを最密充填的に並べることにより、スペーサー材の大気に放置される時間の短時間化に効果があり、スペーサー材を大気からの汚染を防止できる。
【００２１】
さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用することにより、必要な部分のみに、効率よくスペーサー材を転写することができると同時に、基板上の不必要な部分に転写用スタンプ部が接触しないため、配向膜等への不純物イオンの汚染を防止できる。
【００２２】
さらに、第１の基板、あるいは／と第２の基板上にスペーサーを形成する部分に転写用スタンプ部の凸部を利用し、接着層を形成し、さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用し、スペーサーを前記接着層上に転写することにより、スペーサーを固定化できるため、製造工程でのスペーサーの移動を防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液晶表示装置の製造方法を実施するための最良の形態を図面を使用して説明する。
【００２４】
はじめに本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図１と図２と図３と図４と図５と図６を用いて説明する。図１は本発明の実施形態を示す液晶表示装置の一部の拡大する平面図である。図２から図６は本発明の図１に示すＡ−Ａ線における断面の工程順に示す断面図である。以下、図１と図２と図３と図４と図５と図６とを用いて本発明の第１の実施形態を説明する。
【００２５】
まず、図１に示すように、第１の基板１上の第１の電極２と第２の基板１1上の第２の電極１４とが対向し、画素電極部を構成する。この構造を形成するために、図２に示すように、ガラス基板からなる第１の基板１上には、第１の電極２となる所定のスペース３を設けて形成するストライプ状の第１の透明導電体４をパターン形成する。第１の透明導電体４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成する。配向膜５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。図２には配向膜５上の凹凸は省略してある。
【００２６】
つぎに、図３に示すように、５μmのプラスチック製ビーズからなるスペーサー６をトレイ７上に最密充填的に配置し、転写用スタンプ部８の凸部９をスペーサー６に押し当て、凸部９上にスペーサー６を転写する。転写用スタンプ部８の凸部９は、合成ゴムを利用するため、表面粘着性は確保できる。
【００２７】
つぎに、図４に示すように、第１の基板１上のスペース３に相当する配向膜５上に転写用スタンプ部８の凸部９上に付着するスペーサー６を押し当て、スペーサー６を配向膜５上に転写する。以上により、透明導電体４上の配向膜５上にはスペーサー６は設けない。
【００２８】
同様に図５に示すように、第２の基板１１上には、第１の電極２と交差するように設け、かつ所定のスペース１３を設けて形成するストライプ状の透明導電体１４をパターン形成して第２の電極１２とする。透明導電体１４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。図５には配向膜１５上の凹凸は省略してある。さらに、第２の基板１１上の配向膜１５上には、第１の基板１と第２の基板１１とを所定の間隙と設ける張り合わせるためにシール材１７を印刷法を用いて形成する。シール材１７には、液晶１８を注入するための開口部１９を有する。
【００２９】
さらに、図６に示すように、液晶表示装置とし利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材（図示せず）により所定の間隙を設ける張り合わせ、シール材の開口部より液晶１８を注入し、開口部を封孔材（図示せず）により密閉することにより液晶表示装置が形成できる。また、第１の電極２と第２の電極１２の交差部が画素電極となる。第１の電極２と第２の電極１２の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し、表示を行う。
【００３０】
以上の工程により、転写用スタンプ部８の凸部９を利用し、簡単にスペーサー６を第１の電極２のスペース３と第２の電極１４のスペース１３の部分に形成できる。さらに、凸部９の位置を画素電極の周囲にする事により、画素電極の周囲のみにスペーサー６を配置することができる。そのため、スペーサー６の周囲に発生する液晶１８の配向不良等を表示に影響しない領域に設けることができるため、表示品質の向上ができる。
【００３１】
さらに、スペーサー６の個数の制御と位置の制御ができるため、第１の基板１と第２の基板１１との間隙の均一性が改善でき、液晶表示装置の表示品質の均一化ができる。
【００３２】
つぎに本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図７と図８と図９と図１０と図１１とを用いて説明する。図７から図１１は本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する断面を示す断面図である。以下、図７と図８と図９と図１０と図１１とを用いて本発明の第２の実施形態を説明する。また、第１の実施形態と同様な工程においては、第１の実施形態の図面を参照し、第２の実施形態を説明する。
【００３３】
まず第１の実施形態の図２と同様に、ガラス基板からなる第１の基板１上には、第１の電極２となる所定のスペース３を設けて形成するストライプ状の第１の透明導電体４をパターン形成する。第１の透明導電体４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成する。配向膜５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。
【００３４】
つぎに、図７に示すように、まず、転写用スタンプ部８の凸部９上に感光性樹脂をスタンプ方式により形成し、つぎに、第１の電極２のスペース３の部分に感光性樹脂を接触させ接着層２２を形成する。感光性樹脂はポリイミド樹脂を主成分とするため、配向膜５への影響は最小限にできる。また、感光性樹脂は印刷後に５０℃で乾燥するため、粘性は維持できる。
【００３５】
つぎに、図８に示すように、７μmのプラスチック製ビーズからなるスペーサー６をトレイ７上に最密充填的に配置する。最密充填にするために、トレイ７の下部には振動部２３が形成されており、さらに、トレイ７の上面にはスキージ２４を設ける。トレイ７とスキージ２４との間はスペーサー６の径のばらつきを含め、スペーサー６の大きさの１．５倍（１０．５μm）の間隙を設けて配置する。さらに、スペーサー６の補給は、間欠的に所定の数をスキージ２４の回転方向の前方に補給する。これにより、トレイ７上のスペーサー６は最密充填的に配置される。
【００３６】
つぎに、図９に示すように、転写用スタンプ部８の凸部９をスペーサー６に押し当て、凸部９上にスペーサー６を転写する。転写用スタンプ部８の凸部９は、合成ゴムを利用するため、表面粘着性は確保できる。
【００３７】
つぎに、図１０に示すように、第１の基板１上のスペース３に相当する接着層２２上に転写用スタンプ部８の凸部９上に付着するスペーサー６を押し当て、スペーサー６を接着層２２上に転写する。以上により、透明導電体４上の配向膜５上にはスペーサー６を設けることを防止できる。
【００３８】
ここで、紫外線２５を第１の基板１の第１の電極２の反対の面（裏面）より照射し、感光性樹脂からなる接着層２２を硬化する。そのため、接着層２２によりスペーサー６がスペース３に固定化することができる。
【００３９】
つぎに第１の実施形態の図５と同様に、第２の基板１１上には、第１の電極２と交差するように設け、かつ所定のスペースを設けて形成するストライプ状の透明導電体１４をパターン形成して第２の電極１２とする。透明導電体１４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。さらに、第２の基板１１上の配向膜１５上には、第１の基板１と第２の基板１１とを所定の間隙と設ける張り合わせるためにシール材（図示せず）を印刷法を用いて形成する。シール材には、液晶１８を注入するための開口部（図示せず）を有する。
【００４０】
最後に図１１に示すように、液晶表示装置として利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材により所定の間隙を設ける張り合わせ、シール材の開口部より液晶１８を注入し、開口部を封孔材により密閉することにより形成できる。また、第１の電極２と第２の電極１２の交差部が画素電極となる。第１の電極２と第２の電極１２の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し、表示を行う。
【００４１】
以上の工程により、トレイ７には、スペーサー６をトレイ７の裏面に設ける振動部２３とスキージ２４によりスペーサー６を最密充填的にトレイ７上に簡単に設けることができる。そのため、転写用スタンプ部８上の凸部９上にスペーサー６を設けることが可能となる。
【００４２】
さらに、接着層２２を印刷法により第１の基板１上のスペース部３に設け、凸部９上のスペーサー６を接着層２２上に接触させ、さらに第１の基板１の裏面より紫外線２５を照射し、接着層２２を硬化することができ、スペーサー６を固定化することができる。さらに、接着層２２を半乾燥でスペーサー６を接触するため、接着層２２の膜厚分布はほとんど問題とならず、下地の膜厚の安定する部分を利用することができる。
【００４３】
つぎに本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。図１２と図１３と図１４と図１５とを用いて説明する。図１２から図１５は本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する断面を示す断面図である。以下、図１２と図１３と図１４と図１５とを用いて本発明の第３の実施形態を説明する。また、第１の実施形態と同様な工程においては、第１の実施形態の図面を参照し、第３の実施形態を説明する。
【００４４】
まず、第１の実施形態の図２と同様に、ガラス基板からなる第１の基板１上には、第１の電極２となる所定のスペース３を設けて形成するストライプ状の第１の透明導電体４をパターン形成する。第１の透明導電体４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜５を形成する。配向膜５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。
【００４５】
つぎに、図１２に示すように、転写用スタンプ部８の凸部９上にポリイミド樹脂からなる粘着材２６を形成するために、ポリイミド樹脂を満たす容器２７に凸部９を接触する。ポリイミド樹脂を満たす容器２７は、転写用スタンプ部８を接触していない時に回転を行うことにより、容器２７のポリイミド樹脂表面を平坦にすることができる。さらに、転写用スタンプ部８の凸部９に形成するポリイミド樹脂を回転して振り切ることにより膜厚の均一な粘着材２６を形成できる。さらに、転写用スタンプ部８の凸部９上の粘着材２６をスペーサー６に押し当てスペーサー６を粘着材２６中にめり込ませる。
【００４６】
つぎに、図１３に示すように、第１の基板１上のスペース３に相当する配向膜５上に転写用スタンプ部８の凸部９上に形成する粘着材２６にめり込むスペーサー６を押し当て、赤外線ランプ２８を第１の基板１の裏面より照射し、凸部９上の粘着材２６の粘度を低下させ、スペーサー６を介して配向膜５に粘着材２６を移動させ冷却しスペーサー６を配向膜５上に固着させる。
【００４７】
つぎに、図１４に示すように、転写用スタンプ部８の凸部９上の粘着材２６を除去し、凸部９をクリーニングするために、ピロリドン溶剤を４０℃に熱する容器２９内に回転ロール３０を設け、凸部９を少なくともピロリドン溶剤に浸積し、回転ロール３０による擦り洗浄と超音波洗浄を併用する。さらに、アセトンにより置換を行い、凸部９および転写用スタンプ部８の表面を洗浄する。
【００４８】
つぎに第１の実施形態の図５と同様に、第２の基板１１上には、第１の電極２と交差するように設け、かつ所定のスペース１３を設けて形成するストライプ状の透明導電体１４をパターン形成して第２の電極１２とする。透明導電体１４上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。さらに、第２の基板２上の配向膜１５上には、第１の基板１と第２の基板１１とを所定の間隙と設ける張り合わせるためにシール材１７を印刷法を用いて形成する。シール材１７には、液晶１８を注入するための開口部１９を有する。
【００４９】
最後に図１５に示すように、液晶表示装置として利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材（図示せず）により所定の間隙を設けて張り合わせ、シール材の開口部より液晶１８を注入し、開口部を封孔材により密閉することにより形成できる。また、第１の電極２と第２の電極１２の交差部が画素電極となる。第１の電極２と第２の電極１２の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し表示を行う。
【００５０】
以上の工程により、ポリイミド樹脂の容器２７を回転させポリイミド樹脂の表面を平坦化できるため、凸部９上に粘着材２６を均一に形成できる。さらに、凸部９をポリイミド樹脂にスタンプ方式にて形成するのみでは、凸部９上の粘着材２６は部分的にうねりが発生するため、凸部９上に粘着材２６を形成した後に回転処理を行い、余分な粘着材２６を振り切り平坦化することができる。
【００５１】
さらに、凸部９上の粘着材２６を熱処理により第１の基板１に転写することによりスペーサー６と粘着材２６を同時に第１の基板１上に固定化することができる。
【００５２】
つぎに本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の製造工程を図面に基づいて説明する。本第４の実施形態は、二端子型の非線形抵抗素子を第１の基板１上に設ける例である。さらにスペーサー６を第２の基板に設ける例である。図１６は本実施形態の液晶表示装置の一部を拡大する平面図であり、図１７と図１８と図１９と図２０とは、図１６のＢ−Ｂ線における断面に相当する部分の製造工程を示す断面図である。以下、図１６と図１７と図１８と図１９と図２０を用いて本発明の第４の実施形態を説明する。
【００５３】
まず図１６に示すように、ガラス基板からなる第１の基板１上には、タンタル（Ｔａ）膜からなる信号電極３１と信号電極３１と一体構造の下部電極３２をパターン形成する。さらに、信号電極３１と下部電極３２上にはタンタル膜の陽極酸化膜である酸化タンタル（ＴａＯｘ）膜からなる非線形抵抗層３３を形成する。さらに、信号電極３１と所定の間隙を有し、孤立する表示電極３６と表示電極３６と一体構造であり、下部電極３２上の非線形抵抗層３３と重なり合う上部電極３４とをパターン形成する。下部電極３２と非線形抵抗層３３と上部電極３４とにより非線形抵抗素子３５を形成する。第１の基板１上に微少の凹凸を有する配向膜１５を形成する。
【００５４】
つぎに、図１７に示すように、第２の基板１１上には、第１の基板１上の表示電極３６と一部重なり合うように設けるクロム（Ｃｒ）膜からなるブラックマトリクス３７をパターン形成する。ブラックマトリクス３７の一部と重なり合い、さらに第２の基板１１上には、緑色カラーフイルター３９と赤色カラーフイルター４０と青色カラーフイルター（図示せず）とをパターン形成する。相互のカラーフイルターはブラックマトリクス３７上で間隙４２を有する。さらに、カラーフイルター３９、４０上とブラックマトリクス３７上には保護用絶縁膜４１をパターン形成する。カラーフイルター３９、４０の間隙に設ける保護用絶縁膜４１はカラーフイルターに比較し、膜厚分布が非常に小さい。そのため、ブラックマトリクス３７上のカラーフイルターの間隙にスペーサー６を設ける方法を採用する。
【００５５】
さらに、保護用絶縁膜４１上と第２の基板１１上に第２の電極（対向電極）４３をストライプ状にパターン形成する。第２の電極４３上には、ポリイミド樹脂からなる配向膜１５を形成する。配向膜１５上は、例えば、布で擦り微小の凹凸が形成されている。図面には配向膜１５上の凹凸は省略してある。
【００５６】
つぎに、図１８に示すように、転写用スタンプ部８上の凸部９に帯電処理を行う。帯電する方法は、合成繊維同志を高速で擦り合わせ合成繊維を帯電させる。つぎに、合成繊維を凸部９と接触することにより凸部９は帯電する。このとき、前記凸部９と合成繊維を接触させた状態で合成繊維４８を回転させることにより凸部９の帯電性を維持している。さらに、図１９に示すように、５μmのプラスチック製ビーズからなるスペーサー６をトレイ７上に配置し、転写用スタンプ部８の帯電する凸部９をスペーサー６に押しあてることにより、凸部９上にスペーサー６を吸着することができる。
【００５７】
つぎに、図２０に示すように、スペーサー６を吸着する転写用スタンプ部８の上下を反転し、加湿ノズル４９より水蒸気をチャンバー５０に流し、加湿雰囲気５１に放置することにより凸部９の帯電を消去した後、凸部９上のスペーサー６を第２の基板１１上の配向膜１５に押しあてることによりスペーサー６を配向膜１５に転写することができる。
【００５８】
つぎに第１の実施形態の図５に示すように、液晶表示装置とし利用する場合には、第１の基板１と第２の基板１１とをスペーサー６とシール材１７により所定の間隙を設ける張り合わせ、シール材１７の開口部１９より液晶１８を注入し、開口部１９を封孔材により密閉することにより形成できる。また、表示電極３６と第２の電極４３の交差部が画素電極となる。表示電極３６と第２の電極４３の電極間に所定の電圧を印加して画素電極の液晶１８の電圧−透過率変化を利用し、表示を行う。
【００５９】
以上の工程により、転写用スタンプ部８上の凸部９を帯電させる工程により、有効に凸部９上にスペーサー６を吸着することができる。さらに、凸部９とスペーサー６とを加湿雰囲気に放置することにより帯電能を減少させ、配向膜１５上に簡単にスペーサー６を転写することができる。
【００６０】
以上に示す液晶表示装置の製造方法を利用することにより、非線形抵抗素子３５を形成する第１の基板１上には特殊な工程を使用しないため、非線形抵抗素子３５の特性を劣化することがない。さらに、転写用スタンプ部８とその凸部９をスペーサー６を吸着する際に帯電させておき、基板１、１１上へ接触させる以前に帯電を消去する工程を採用するため、基板へのダメージを発生することがない。
【００６１】
つぎに本発明に利用する転写用スタンプ部８と凸部９の実施形態を図面に基づいて説明する。図２１は、転写用スタンプ部８と凸部９を示す平面図であり、図２２は、図２１のＣ−Ｃ線に示す断面図である。以下に図２１と図２２とを用いて転写用スタンプ部８と凸部９を説明する。
【００６２】
転写用スタンプ部８と凸部９には、多孔質の孔５３が複数個設けてある。この孔５３は、転写用スタンプ部８と凸部９の上下の面まで到達している。しかし、凸部９以外の転写用スタンプ部８には孔５３を塞ぐための気密層５４を設けている。そのため、凸部９にてスペーサー（図示せず）を吸着する場合には、凸部９と反対側の面より吸引することによりスペーサーは凸部９上に吸着する。さらに、基板上にスペーサーを付着する際には、わずかに孔５３に窒素を噴射することによりスペーサーは凸部９より離脱して基板上に転移する。
【００６３】
そのため、多孔質を利用し、転写用スタンプ部８と凸部９を構成することは有効である。さらに、第１の基板と第２の基板の間を均一にするためには、平均してスペーサーが分散する必要があり、さらに、目的とする部分にスペーサーが無いと第１の基板と第２の基板の間隙を均一にするための工程にて均一の加圧することができないため、少なくとも１個以上のスペーサーを設けることが重要である。そのため、転写用スタンプ部８上の凸部９は使用するスペーサー５の直径の２倍以上の大きさとする。これにより、凸部９上には、標準で２個のスペーサーを吸着することができ、１個以上のスペーサーを吸着することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように、スペーサー材を最密充填するトレイを利用することにより、転写用スタンプ部の凸部に吸着するスペーサー材の個数を制御することができる。さらに、トレイは、多数の部屋の分割し、必要な箇所にのみスペーサーを最密充填的に並べることにより、スペーサー材の大気に放置される時間の短時間化に効果があり、スペーサー材を大気からの汚染を防止できる。
【００６５】
さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用することにより、必要な部分のみに、効率よくスペーサー材を転写することができると同時に、基板上の不必要な部分に転写用スタンプ部が接触しないため、配向膜等への不純物イオンの汚染を防止できる。
【００６６】
さらに、第１の基板と第２の基板上の少なくとも一方にスペーサーを形成する部分に転写用スタンプ部の凸部を利用し、接着層を形成し、さらに、転写用スタンプ部の凸部を利用し、スペーサーを前記接着層上に転写することにより、スペーサーを固定化できるため、製造工程でのスペーサーの移動を防止できる。
【００６７】
本発明の第４の実施形態においては、二端子型の非線形抵抗素子を用いる場合に関して製造方法を説明したが、三端子型の非線形抵抗素子を用いる場合に関して本実施形態を利用する場合においても、本発明の製造方法の効果は当然有効である。三端子型の場合には、非線形抵抗素子を設ける領域は段差が大きいため、スペーサー６は設けず、さらに、信号電極に接続するゲート電極、あるいはデーター電極に接続するソース電極上では、段差があるため設けず、スペーサー６は、表示電極の中央部に設けることにより第１の基板と第２の基板の間隙を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の一部を拡大する平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に使用するスペーサー用トレイを示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の平面形状を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の最終形態を示す断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に使用する転写用スタンプ部上の凸部を帯電させる機構を示す概念図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の転写用スタンプ部上の凸部の平面形状を示す平面図である。
【図２２】本発明の転写用スタンプ部上の凸部の断面形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 第１の基板
２ 第１の電極
３ スペース
６ スペーサー
７ トレイ
８ 転写用スタンプ部
９ 凸部
２２ 接着層
２３ 振動部
２４ スキージ
２５ 紫外線ランプ
２６ 粘着層
２８ 赤外線ランプ
３１ 信号電極
３２ 下部電極
３３ 非線形抵抗層
３４ 上部電極
３５ 非線形抵抗素子
Claims (8)
- 第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、
トレイの凹部にスペーサーをほぼ最密充填するスペーサー充填工程と、
前記転写用スタンプ部を前記最密充填された前記スペーサーに押しつけて、前記凸部に前記スペーサーを転写する第１のスペーサー転写工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記転写用スタンプ部の前記凸部を押しつけ、その凸部を押し付けた基板における所定の位置に前記スペーサーを再転写する第２のスペーサー転写工程と、
前記第１のスペーサー転写工程の前に、前記凸部上に接着剤を選択的に塗布する凸部接着剤配設工程と、前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記接着剤を転写する接着剤転写工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記接着剤は紫外線硬化性の接着剤であり、
前記第２のスペーサー転写工程の後に、前記接着剤を転写した基板とは反対面から紫外線を照射して前記接着剤を硬化させてスペーサーを基板に固定するスペーサー固定工程
を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、
トレイの凹部にスペーサーをほぼ最密充填するスペーサー充填工程と、
前記転写用スタンプ部を前記最密充填された前記スペーサーに押しつけて、前記凸部に前記スペーサーを転写する第１のスペーサー転写工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記転写用スタンプ部の前記凸部を押しつけ、その凸部を押し付けた基板における所定の位置に前記スペーサーを再転写する第２のスペーサー転写工程と、
前記第１のスペーサー転写工程の前に、前記凸部表面に接着剤を選択的に塗布する凸部接着剤配設工程を有し、
前記第２のスペーサー転写工程は、前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記接着剤とともに前記スペーサーを再転写する工程である
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記接着剤は熱可塑性の接着剤であり、
前記第２のスペーサー転写工程は、前記接着剤を加熱して前記接着剤の粘性を低下させて前記スペーサーを基板に転写する工程であり、
さらに前記第２のスペーサー転写工程の後に、前記接着剤を冷却硬化させて前記スペーサーを基板上に固定するスペーサー固定工程
を有することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、
トレイの凹部にスペーサーをほぼ最密充填するスペーサー充填工程と、
前記転写用スタンプ部を前記最密充填された前記スペーサーに押しつけて、前記凸部に前記スペーサーを転写する第１のスペーサー転写工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記転写用スタンプ部の前記凸部を押しつけ、その凸部を押し付けた基板における所定の位置に前記スペーサーを再転写する第２のスペーサー転写工程と、を有し、
前記第１のスペーサー転写工程は、前記転写用スタンプ部の前記凸部表面を帯電させた後に、前記帯電させた凸部表面に前記最密充填された前記スペーサーを吸着させる工程であり、
前記第２のスペーサー転写工程は、前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記凸部上の前記スペーサーを接触させた後に、前記凸部の帯電を除電し、その基板上に前記スペーサーを再転写する工程である
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 第１の基板と第２の基板の少なくとも一方の基板上にスペーサーを設ける工程を有する液晶表示装置の製造方法において、
トレイの凹部にスペーサーをほぼ最密充填するスペーサー充填工程と、
前記転写用スタンプ部を前記最密充填された前記スペーサーに押しつけて、前記凸部に前記スペーサーを転写する第１のスペーサー転写工程と、
前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方に前記転写用スタンプ部の前記凸部を押しつけ、その凸部を押し付けた基板における所定の位置に前記スペーサーを再転写する第２のスペーサー転写工程と、を有し、
前記第２のスペーサー転写工程により前記スペーサーを転写する領域は、前記第１の基板に形成された表示電極と、前記第２の基板に形成された対向電極の重なる部分からなる画素電極の周囲の非表示領域である
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 前記転写用スタンプ部の凸部の面積は、前記スペーサーの断面積の少なくとも２個以上の面積である
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。 - 前記第１のスペーサー転写工程の前に、前記転写用スタンプ部の凸部表面をクリーニングする凸部クリーニング工程
を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
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