JP3876565B2

JP3876565B2 - Electro-optical device and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3876565B2
Application number: JP09508299A
Authority: JP
Inventors: 和貴唐澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: JP2000089242A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の基板間に液晶等の電気光学材料が封入された電気光学装置およびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、基板間においてギャップ材含有のシール材によって液晶封入領域が区画形成されているとともに、導通材によって基板間での電気的な導通が図られているタイプの電気光学装置における基板同士の貼り合わせ技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置等の電気光学装置では、図９に示すように、石英ガラスなどの透明基板の表面に画素電極８および画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという。）１０が形成されたＴＦＴアレイ基板（トランジスタアレイ基板）ＡＭと、ネオセラムなどの高耐熱性のガラス基板の表面に対向電極３２が形成された対向基板ＯＰと、これらの基板間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構成されている。ＴＦＴアレイ基板ＡＭと対向基板ＯＰとはギャップ材含有のシール材２００’によって所定の間隙を介して貼り合わされ、この間隙内に液晶３９が封入されている。このようなギャップ材含有のシール材２００’として、従来は、エポキシ樹脂系の接着剤成分にガラスビーズなどのギャップ材が配合されたものが用いられている。
【０００３】
このように構成した液晶パネル１では、ＴＦＴアレイ基板ＡＭにおいて、データ線（図示せず。）およびＴＦＴ１０を介して画素電極８に印加した画像信号によって、画素電極８と対向電極３２との間において液晶３９の配向状態を画素毎に制御し、画像信号に対応した所定の画像を表示する。従って、ＴＦＴアレイ基板ＡＭでは、データ線およびＴＦＴ１０を介して画素電極８に画像信号を供給するとともに、対向電極３２にも所定の電位を印加する必要がある。
【０００４】
そこで、液晶パネル１では、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの側にはデータ線などの形成プロセスを援用して上下導通用の第１の電極４７を形成する一方、対向基板ＯＰの側には対向電極３２の形成プロセスを援用して上下導通用の第２の電極４８を形成しておき、これらの上下導通用の第１の電極４７と第２の電極４８とを、アクリル樹脂系の接着剤成分に銀粉や金めっきファイバーなどの導電粒子を配合した導通材５６’によって電気的に導通させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネル１を製造する際に、ギャップ材含有の未硬化のシール材２００’と未硬化の導通材５６’とを挟んでＴＦＴアレイ基板ＡＭと対向基板ＯＰとを重ねた後、シール材２００’および導通材５６’を硬化させ、しかる後に液晶３９を封入して液晶パネル１を観察すると、ニュートンリングの歪んだ液晶パネル１が発生するという問題点がある。ここで、ＴＦＴアレイ基板ＡＭと対向基板ＯＰとのセル厚分布（ＴＦＴアレイ基板ＡＭと対向基板ＯＰとの間隙の寸法分布／セルギャップの分布）が正常であれば、歪のない規則的なニュートンリングを観察できるが、セル厚にばらつきがあるとニュートンリングが歪んで現れる。従って、ニュートンリングが歪んだ液晶パネル１が発生するということは、セル厚がばらついた不具合な液晶パネル１が発生していることを意味する。このようなセル厚分布のばらつきは、そのまま液晶３９の層の厚さのばらつきになるので、表示画面において不自然な明暗や液晶３９の応答速度のばらつきなどが発生し、表示品位が低下する。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、基板間においてギャップ材含有のシール材によって液晶封入領域が区画形成されているとともに、導通材によって基板間での電気的な導通が図られているタイプの電気光学装置、およびその製造方法において、基板同士の貼り合わせ構造を改良することによって、セル厚分布のばらつきの発生を防止することができる構成を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、基板間においてギャップ材含有のシール材によって液晶封入領域が区画形成されているとともに、導通材によって基板間での電気的な導通が図られているタイプの電気光学装置において、セル厚分布にばらつきが発生する原因を種々検討した結果、このようなセル厚分布のばらつきは、ギャップ材含有のシール材が硬化するときの収縮と、導通材が硬化するときの収縮とのアンバランスが原因であるという新たな知見を得た。しかるに、シール材に用いた接着剤成分、および導通材に用いた接着剤成分において硬化時の収縮を０とすることは不可能である。
本発明の電気光学装置は、所定の間隙を介して対向する一対の基板間に、電気光学物質と、当該一対の基板間を接着するガラスのギャップ材含有のシール材と、前記一対の基板の各々に形成された第１及び第２の電極間の電気的な導通を図り、銀粉又は金メッキの導電粒子を含む導通材とを有する電気光学装置であって、
前記シール材に用いた接着剤成分と、前記導通材に用いた接着剤成分とは、いずれも光硬化性樹脂であり、且つ硬化時の収縮率がほぼ同等であり、
前記一対の基板のうちの一方の基板は、画素電極および画素スイッチング用の薄膜トランジスタがマトリクス状に形成されたトランジスタアレイ基板であり、他方の基板は石英ガラスの表面に光透過性の対向電極が形成された対向基板であり、
前記トランジスタアレイ基板は、前記導通材の形成領域にアルミニウム膜で形成された第１の電極を備え、
前記第１の電極は、前記導通材の領域の近傍である前記シール材のコーナーの領域には形成されず、
前記対向基板は、前記導通材の形成領域に光透過性材料で形成された第２の電極を備え、
前記シール材及び前記導通材は、少なくとも前記対向基板の方からの光照射により硬化されて形成されることを特徴とする。
また、所定の間隙を介して対向する一対の基板間に、電気光学物質と、当該一対の基板間を接着するガラスのギャップ材含有のシール材と、前記一対の基板の各々に形成された第１及び第２電極間の電気的な導通を図り、銀粉又は金メッキの導電粒子を含む導通材とを有する電気光学装置であって、
前記シール材に用いた接着剤成分と、前記導通材に用いた接着剤成分とは、いずれも光硬化性樹脂であり、且つ同一成分を有し、
前記一対の基板のうちの一方の基板は、画素電極および画素スイッチング用の薄膜トランジスタがマトリクス状に形成されたトランジスタアレイ基板であり、他方の基板は石英ガラスの表面に光透過性の対向電極が形成された対向基板であり、
前記トランジスタアレイ基板は、前記導通材の形成領域にアルミニウム膜で形成された第１の電極を備え、
前記第１の電極は、前記導通材の領域の近傍である前記シール材のコーナーの領域には形成されず、
前記対向基板は、前記導通材の形成領域に光透過性材料で形成された第２の電極を備え、前記シール材及び前記導通材は、少なくとも前記対向基板の方からの光照射により硬化されて形成されることを特徴とする。
【０００８】
そこで、本発明では、所定の間隙を介して対向する一対の基板間に、電気光学物質と、当該一対の基板間を接着するギャップ材含有のシール材と、前記一対の基板に形成された第１及び第２電極間の電気的な導通を図る導通材とを有する電気光学装置において、前記シール材に用いた接着剤成分と、前記導通材に用いた接着剤成分との間で硬化時の収縮率をほぼ同等にしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明では、前記シール材に用いた接着剤成分と、前記導通材に用いた接着剤成分との間で硬化時の収縮率が同等であるので、これらの接着剤成分が硬化時に収縮したとしても、基板を反らせるような応力が作用しない。それ故、電気光学物質を保持する基板間のセル厚分布がばらつかないので、表示画面において不自然な明暗や液晶の応答速度のばらつきなどが発生しないなど、高い表示品位を得ることができる。
【００１０】
本発明では、所定の間隙を介して対向する一対の基板間に、電気光学物質と、当該一対の基板間を接着するギャップ材含有のシール材と、前記一対の基板に形成された第１及び第２電極間の電気的な導通を図る導通材とを有する電気光学装置において、前記シール材に用いた接着剤成分と、前記導通材に用いた接着剤成分とは、同一成分を有するものを用いればよい。
【００１１】
前記シール材に用いる接着剤成分、および前記導通材に用いる接着剤成分としては熱硬化性樹脂を用いることができるが、本発明では、前記シール材に用いた接着剤成分、および前記導通材に用いた接着剤成分はいずれも、光硬化性樹脂であることを特徴とする。光硬化性樹脂を用いれば、基板に熱ストレスが加わらないので、アライメントずれや基板の熱変形に起因するセル厚のばらつきを防止できる。また、前記導通材は、エポキシ樹脂系の接着剤成分に、銀粉または３．３μｍ径〜４．５μｍ径の金めっきファイバーが配合され、前記ギャップ材含有のシール材は、エポキシ樹脂系の接着剤成分に２μｍ〜１０μｍの無機または有機質の、ファイバまたは球からなるギャップ材が５ｗｔ％配合されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、前記一対の基板のうちの一方の基板は、画素電極および画素スイッチング用の薄膜トランジスタがマトリクス状に形成されたトランジスタアレイ基板であり、他方の基板は石英ガラスの表面に光透過性の対向電極が形成された対向基板であり、前記トランジスタアレイ基板は、前記導通材の形成領域に遮光材料で形成された第１の電極を備え、前記対向基板は、前記導通材の形成領域に光透過性材料で形成された第２の電極を備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、基板間に電気光学物質封入領域を区画形成するためのギャップ材含有の未硬化のシール材と、基板間で電気的な導通を図るための未硬化の導通材とを挟んで一対の基板を重ね合わせた後、前記未硬化のシール材と前記未硬化の導通材とを同時に硬化させることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、前記シール材および前記導通材として光硬化性の接着剤成分を含有するものを用いることを特徴とする。
【００１５】
本発明では、前記一対の基板のうちの一方の基板が、画素電極および画素スイッチング用の薄膜トランジスタがマトリクス状に形成されているとともに他方の基板側との導通用の第１の電極が遮光性材料で形成されたトランジスタアレイ基板であり、他方の基板は石英ガラスの表面に対向電極が形成されているとともに前記トランジスタアレイ基板側との導通用の第２の電極が光透過性材料で形成された対向基板である場合には、該対向基板および前記トランジスタアレイ基板とを前記未硬化のシール材および前記未硬化の導通材を挟んで重ね合わせた後、前記未硬化のシール材および前記未硬化の導通材を硬化させる際には、少なくとも前記対向基板の方からの光照射を行うことを特徴とする。すなわち、トランジスタアレイ基板に形成される導通用の第１の電極は、データ線などと同様、アルミニウム膜などの遮光性材料から構成され、対向基板に形成される導通用の第２の電極は、対向電極と同様、ＩＴＯ膜などの光透過性材料から構成されることが多いので、対向基板の方から光照射すれば、光が導通材に届く。従って、導通材を確実に光硬化させることができる。ここで、ネオセラムなどといった高耐熱ガラスは、光硬化性樹脂を硬化させるための波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ前後の紫外線領域における光透過率が４６％〜４８％と低いので、それを対向基板に使用すると、対向基板の方から照射した光が導通材に十分に届かないおそれがある。しかるに本発明では、光硬化性樹脂を硬化させるための波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ前後の紫外線領域における光透過率が９３％〜９５％と高い石英ガラスを対向基板に使用するので、対向基板の方から照射した光が導通材に十分に届く。それ故、導通材を確実に光硬化させることができる。
【００１６】
本発明では、前記未硬化のシール材および前記未硬化の導通材を硬化させる際には、前記対向基板の方からの光照射を行った後、対向基板の側からの光照射と、トランジスタアレイ基板の側からの光照射とを冷却をはさみながら交互に繰り返し行うことを特徴とする。このような光照射条件では、基板温度の上昇を抑えることができるので、アライメントずれや基板の熱変形に起因するセル厚のばらつきを防止できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本形態に係る電気光学装置は、基本的な構成が従来の電気光学装置と同一なので、従来技術の説明に用いた図９と共通する機能を有する部分には同一の符号を付して説明する。尚、本実施例では電気光学装置の一例として液晶パネルを用いて説明する。
【００１８】
［液晶表示パネルの全体構成］
図１は、本形態に係る液晶パネルを対向基板の側からみた平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶パネルの断面図である。図３は、本形態の液晶パネルに用いたＴＦＴアレイ基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を示すパネル端部の断面図である。
【００１９】
図１、図２および図３に示すように、投射型液晶表示装置などに用いられる液晶パネル１は、石英ガラス３０の表面に画素電極８がマトリクス状に形成されてその上に配向膜４が形成されたＴＦＴアレイ基板ＡＭと、同じく石英ガラス３１の表面に対向電極３２と配向膜４９が形成された対向基板ＯＰと、これらの基板間に封入されている液晶３９とから概略構成されている。ＴＦＴアレイ基板ＡＭと対向基板ＯＰとは、対向基板ＯＰの外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材２００によって所定の間隙を介して貼り合わされている。また、ＴＦＴアレイ基板ＡＭと対向基板ＯＰとの間には、ギャップ材含有のシール材２００によって液晶封入領域４０が区画形成され、この液晶封入領域４０内に電気光学物質として液晶３９が封入されている。
【００２０】
対向基板ＯＰはＴＦＴアレイ基板ＡＭよりも小さく、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの周辺部分は、対向基板ＯＰの外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子４５は対向基板ＯＰから露出した状態にある。ここで、シール材２００は部分的に途切れているので、この途切れ部分によって、液晶注入口２４１が構成されている。このため、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭとを貼り合わせた後、シール材２００の内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入口２４１から液晶３９を減圧注入でき、液晶３９を封入した後、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞げばよい。なお、ＴＦＴアレイ基板ＡＭには、シール材２００の形成領域の内側において、画面表示領域７と表示領域外とを仕切るための額縁（遮光膜）ＢＭ２が形成されている。また、対向基板ＯＰには、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの各画素電極８の境界領域に対応する領域に遮光膜６が形成されている。
【００２１】
本形態の液晶パネル１は、たとえば、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）において使用される。この場合、３枚の液晶パネル１がＲＧＢ用のライトバルブとして各々使用され、各液晶パネル１の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになる。従って、本形態の液晶パネル１にはカラーフィルタが形成されていない。但し、対向基板ＯＰにおいて各画素電極８に対向する領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜とともに形成することにより、投射型液晶表示以外にも、カラー液晶テレビなどといったカラー液晶表示装置を構成することができる。また、対向基板ＯＰに何層もの屈折率の異なる干渉層を積層することにより、光の干渉作用を利用して、ＲＧＢ色をつくり出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付きの対向基板によれば、より明るいカラー表示を行うことができる。さらに、対向基板ＯＰおよびＴＦＴアレイ基板ＡＭの光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶３９の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の向きに配置される。
【００２２】
このように構成した液晶パネル１において、ＴＦＴアレイ基板ＡＭでは、データ線（図示せず。）およびＴＦＴ１０を介して画素電極８に印加した画像信号によって、画素電極８と対向電極３２との間において液晶３９の配向状態を画素毎に制御し、画像信号に対応した所定の画像を表示する。従って、ＴＦＴアレイ基板ＡＭでは、データ線およびＴＦＴ１０を介して画素電極８に画像信号を供給するとともに、対向電極３２にも所定の電位を印加する必要がある。
【００２３】
そこで、液晶パネル１では、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの表面のうち、対向基板ＯＰの各コーナー部に対向する部分には、データ線などの形成プロセスを援用してアルミニウム膜（遮光性材料）からなる上下導通用の第１の電極４７が形成されている。一方、対向基板ＯＰの各コーナー部には、対向電極ＯＰの形成プロセスを援用してＩＴＯ膜（光透過性材料）からなる上下導通用の第２の電極４８が形成されている。さらに、これらの上下導通用の第１の電極４７と第２の電極４８とは、エポキシ樹脂系の接着剤成分に銀粉や金めっきファイバーなどの導電粒子が配合された導通材５６によって電気的に導通している。それ故、液晶パネル１では、ＴＦＴアレイ基板ＡＭおよび対向基板ＯＰのそれぞれにフレキシブル配線基板などを接続しなくても、ＴＦＴアレイ基板ＡＭのみにフレキシブル配線基板９９を接続するだけで、ＴＦＴアレイ基板ＡＭおよび対向基板ＯＰの双方に所定の信号を入力することができる。
【００２４】
［ＴＦＴアレイ基板の構成］
図４は、液晶パネルの構成を模式的に示すブロック図、図５は、この液晶パネルにおける画素領域の一部を抜き出して示す平面図、図６は、図５におけるＡ−Ａ′線におけるＴＦＴアレイ基板の断面図である。
【００２５】
図１および図４に示すように、液晶表示装置用のＴＦＴアレイ基板ＡＭ上には、データ線９０および走査線９１に接続する画素スイッチング用のＴＦＴ１０と、このＴＦＴ１０を介してデータ線９０から画像信号が入力される液晶セル９４が存在する。データ線９０に対しては、シフトレジスタ８４、レベルシフタ８５、ビデオライン８７、アナログスイッチ８６を備えるデータ線駆動回路６０が形成されている。走査線９１に対しては、シフトレジスタ８８およびレベルシフタ８９を備える走査線駆動回路７０が形成されている。
【００２６】
画素領域には、保持容量４０（容量素子）が容量線９２を一方の電極として形成され、この保持容量４０は、液晶セル９４での電荷の保持特性を高める機能を有している。なお、保持容量４０は隣接する走査線、例えば前段の走査線９１との間に形成されることもある。
【００２７】
ここで、走査線９１に供給される走査信号の遅延が問題にならないのならば、走査線駆動回路７０は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆動回路６０を画面表示領域７の辺に沿って両側に配列しても良い。例えば奇数列のデータ線は画面表示領域７の一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給し、偶数列のデータ線は画面表示領域７の反対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像信号を供給するようにしても良い。このようにデータ線を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路６０の形成面積を拡張することが出来るため、複雑な回路を構成することが可能となる。また、ＴＦＴアレイ基板ＡＭにおいて、データ線駆動回路６０と対向する辺の側では、遮光膜ＢＭ２の下などを利用して、プリチャージ回路や検査回路が設けられることもある。なお、データ線駆動回路６０および走査線駆動回路７０をＴＦＴアレイ基板ＡＭの上に形成する代わりに、たとえば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（テープオートメイテッド、ボンディング）基板をＴＦＴアレイ基板ＡＭの周辺部に形成された端子群に対して異方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するようにしてもよい。
【００２８】
図５は画素領域の画素の平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ’断面図である。マトリクス状に複数の透明な画素電極８が形成されており、画素電極８の縦横の境界に沿って、データ線９０、走査線９１および容量線９２が形成されている。データ線９０は、コンタクトホールを介してポリシリコン膜からなる半導体層のうち、ソース領域１６に電気的に接続され、画素電極８は、コンタクトホールを介してドレイン領域１７に電気的に接続している。また、チャネル形成領域１５に対向するように走査線９１が延びている。なお、保持容量４０は、画素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成するためのシリコン膜１０ａ（半導体膜／図５に斜線を付した領域）の延設部分に相当するシリコン膜４０ａ（半導体膜／図５に斜線を付した領域）を導電化したものを下電極４１とし、この下電極４１に対して容量線９２が上電極として重なった構造になっている。
【００２９】
このように構成した画素領域のＡ−Ａ′線における断面は、図６に示すように表される。まず、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの基体たる石英ガラス３０の表面に絶縁性の下地保護膜３０１が形成され、この下地保護膜３０１の表面には、島状のシリコン膜１０ａ、４０ａが形成されている。また、シリコン膜１０ａの表面にはゲート絶縁膜１３が形成され、このゲート絶縁膜１３の表面に走査線９１がゲート電極として通っている。シリコン膜１０ａのうち、走査線９１に対してゲート絶縁膜１３を介して対峙する領域がチャネル形成領域１５になっている。このチャネル形成領域１５に対して一方側には、低濃度ソース領域１６１および高濃度ソース領域１６２を備えるソース領域１６が形成され、他方側には低濃度ドレイン領域１７１および高濃度ドレイン領域１７２を備えるドレイン領域１７が形成されている。このように構成された画素スイッチング用のＴＦＴ１０の表面側には、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９が形成され、第１層間絶縁膜１８の表面に形成されたデータ線９０は、第１層間絶縁膜１８に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ソース領域１６２に電気的に接続している。また、画素電極８は、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ドレイン領域１６２に電気的に接続している。また、高濃度ドレイン領域１７２から延設されたシリコン膜４０ａには低濃度領域からなる下電極４１が形成され、この下電極４１に対しては、ゲート絶縁膜１３と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して容量線９２が対向している。このようにして保持容量４０が形成されている。
【００３０】
ここで、ＴＦＴ１０は、好ましくは上述のようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１６１および低濃度ドレイン領域１７１に相当する領域に不純物イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有していてもよい。また、ＴＦＴ１０は、走査線９１をマスクとして高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライン型のＴＦＴであってもよい。なお、本形態では、ＴＦＴ１０のゲート電極（走査線９１）をソース−ドレイン領域の間に１個のみ配置したシングルゲート構造としたが、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよい。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加されるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲート）或いはトリプルゲート以上でＴＦＴ１０を構成すれば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することが出来る。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構造或いはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低減でき、安定したスイッチング素子を得ることが出来る。
【００３１】
［液晶パネルの製造方法］
本形態の液晶パネル１の製造方法を、図３を参照して説明する。
【００３２】
まず、対向基板ＯＰを形成するには、石英ガラス３１の表面に対向電極３２および遮光膜６を順次形成した後、遮光膜６および対向電極３２の表面にポリイミド樹脂４９を薄く塗布する。次に、ポリイミド樹脂４９を１５０℃から２００℃位の温度で熱硬化させる。このようにして対向基板ＯＰの側にポリイミド樹脂４９の層を形成した後、ラビング処理を行う。
【００３３】
一方、ＴＦＴアレイ基板ＡＭを形成するには、石英ガラス３０の表面にＴＦＴ１０および画素電極８を順次形成した後、画素電極８の表面にもポリイミド樹脂４６の層を形成し、しかる後にラビング処理を行う。
【００３４】
次に、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの表面にギャップ材含有の未硬化のシール材２００をディスペンサから吐出しながら塗布する。また、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの表面のうち、シール材２００の塗布領域よりやや外周側には、上下導通用の未硬化の導通材５６を打点式のディスペンサから吐出しながら塗布する。本形態では、導通材５６として、光硬化性を有するエポキシ樹脂系の接着剤成分、たとえばスリーボンド社製の商品名３０２５などに銀粉や約３．３μｍ径〜約４．５μｍ径の金めっきファイバーなどの導電粒子が配合されたものを用いる。また、ギャップ材含有のシール材２００として、導通材５６と同様、光硬化性を有するエポキシ樹脂系の接着剤成分、たとえばスリーボンド社製の商品名３０２５などに約２μｍ〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球からなるギャップ材が５ｗｔ％程度配合されたものを用いる。
【００３５】
次に、ＴＦＴアレイ基板ＡＭに形成されている上下導通用の第１の電極４７に対して対向基板ＯＰに形成されている上下導通用の第２の電極４８が対向するように、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭとを位置合わせした後、ＴＦＴアレイ基板ＡＭに向けて対向基板ＯＰを押圧しながら、対向基板ＯＰの側からシール材２００に対して３０ｍＷ／ｃｍ²〜１５０ｍＷ／ｃｍ²の照度で紫外線を数秒間、たとえば３秒間〜７秒間、照射し、導通材５６を仮硬化させるとともに、シール材２００を仮硬化させる。その結果、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭとは所定の間隙を介して貼り合わされ、かつ、ＴＦＴアレイ基板ＡＭに形成されている上下導通用の第１の電極４７と、対向基板ＯＰに形成されている上下導通用の第２の電極４８とが導通材５６を介して電気的に接続する。
【００３６】
しかる後に、対向基板ＯＰの側から導通材５６およびシール材２００に対して１１０ｍＷ／ｃｍ²〜１２０ｍＷ／ｃｍ²の照度で紫外線を数十秒間、たとえば３４秒間照射した後、２０秒間冷却する。続いて、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの側からシール材２００に対して１１０ｍＷ／ｃｍ²〜１２０ｍＷ／ｃｍ²の照度で紫外線を数十秒間、たとえば３８秒間照射した後、２０秒間冷却する。このような対向基板ＯＰの側からの光照射と、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの側からの光照射とを冷却をはさみながら４サイクル、交互に行い、基板温度が上昇するのを防ぎながら、導通材５６およびシール材２００を本硬化させる。その結果、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭとは完全に貼り合わされ、かつ、ＴＦＴアレイ基板ＡＭに形成されている上下導通用の第１の電極４７と、対向基板ＯＰに形成されている上下導通用の第２の電極４８とが導通材５６を介して完全に接続する。
【００３７】
［本形態の効果］
このような基板同士の貼り合わせを行うにあたって、本形態では、シール材２００に用いた接着剤成分と導通材５６に用いた接着剤成分がいずれも、エポキシ樹脂系であるため、硬化時の収縮率が同等である。このため、これらの接着剤成分が硬化時に収縮したとしても、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭにはこれらの基板を反らせるような応力が作用しない。従って、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭとの間に液晶３９を封入した後のニュートンリングを観察しても規則的な縞模様が観察されるなど、液晶３９を保持する基板間のセル厚が面内方向でばらつかない。それ故、表示画面において不自然な明暗や液晶３９の応答速度のばらつきなどが発生しないなど、高い表示品位を得ることができる。また、シール材２００に用いた接着剤成分と導通材５６に用いた接着剤成分がいずれも、エポキシ樹脂系であるため、硬化時の照射光量が多少ばらついても、硬化時の収縮率が同等である。よって、光照射条件のばらつきに起因する基板間のセル厚のばらつきの発生も防止できる。
【００３８】
また、本形態では、シール材２００に用いた接着剤成分および導通材５６に用いた接着剤成分がいずれも、光硬化性を有するエポキシ樹脂系であるため、接着剤成分が熱硬化性樹脂である場合と違って加熱する必要がないので、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭに熱ストレスが加わらない。また、対向基板ＯＰの側からの光照射と、ＴＦＴアレイ基板ＡＭの側からの光照射とを冷却をはさみながら交互に繰り返し行うので、基板温度が上昇しない。それ故、対向基板ＯＰとＴＦＴアレイ基板ＡＭの熱変形に起因するアライメントずれやセル厚のばらつきを防止できる。
【００３９】
さらに、ＴＦＴアレイ基板に形成される導通用の第１の電極４７は、データ線などと同様、アルミニウム膜（遮光性材料）から構成され、対向基板ＯＰに形成される導通用の第２の電極４８は、対向電極３２と同様、ＩＴＯ膜（光透過性材料）から構成されているので、本形態では、対向基板ＯＰの方から光照射を行う。従って、対向基板ＯＰの方から照射された光は、第２の電極４８を透過して導通材５６に十分に届くので、導通材５６を確実に光硬化させることができる。しかも、ネオセラムなどといった高耐熱ガラスは、光硬化性樹脂を硬化させるための波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ前後の紫外線領域における光透過率が４６％〜４８％と低いので、それを対向基板ＯＰに使用すると、対向基板ＯＰの方から照射した光が導通材５６に十分に届かないおそれがあるが、本形態では、光硬化性樹脂を硬化させるための波長３６５ｎｍ〜４５０ｎｍ前後の紫外線領域における光透過率が９３％〜９５％と高い石英ガラス３１を対向基板ＯＰに使用したので、対向基板ＯＰの方から照射した光が導通材５６に十分に届く。それ故、導通材５６を確実に光硬化させることができる。本実施形態では、電気光学装置の一例として液晶パネルを用いて説明したが、液晶パネルに限るものではない。
【００４０】
［液晶パネルの電子機器への適用］
次に、液晶パネル１を備えた電子機器の一例を、図７および図８を参照して説明する。
【００４１】
まず、図７には、上記の各形態に係る液晶パネルと同様に構成された液晶パネル１を備えた電子機器の構成をブロック図で示してある。
【００４２】
図７において、電子機器が、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、液晶パネル１、クロック発生回路１００８、および電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、光ディスクなどのメモリ、テレビ信号の画信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、所定フォーマットの画像信号を処理して表示情報処理回路１００２に出力する。この表示情報出力回路１００２は、たとえば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、あるいはクランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成され、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫとともに駆動回路１００４に出力する。駆動回路１００４は、液晶パネル１を駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に所定の電源を供給する。なお、液晶パネル１を構成するＴＦＴアレイ基板の上に駆動回路１００４を形成してもよく、それに加えて、表示情報処理回路１００２もＴＦＴアレイ基板の上に形成してもよい。
【００４３】
このような構成の電子機器としては、図８を参照して後述する投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどを挙げることができる。
【００４４】
図８に示す投射型液晶表示装置１１００は、前記の駆動回路１００４がＴＦＴアレイ基板上に搭載された液晶パネル１を含む液晶モジュールを３個準備し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとして用いたプロジェクタとして構成されている。この液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニット１１０２から光が出射されると、３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分離され（光分離手段）、対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（液晶パネル１００／液晶ライトバルブ）に各々導かれる。この際に、光成分Ｂは、光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３、および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによって各々変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂは、ダイクロイックプリズム１１１２（光合成手段）に３方向から入射され、再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーン１１２０などにカラー画像として投射される。
【００４５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明では、所定の間隙を介して対向する一対の基板間に、電気光学物質と、当該一対の基板間を接着するギャップ材含有のシール材と、前記一対の基板に形成された第１及び第２の電極間の電気的な導通を図る導通材とを有する電気光学装置において、シール材に用いた接着剤成分と導通材に用いた接着剤成分とは、硬化時の収縮率が同等である、あるいは同じ接着成分を有する。従って、接着剤成分の硬化時に発生する収縮が基板を反らせることがない。従って、セル厚のばらつきのない電気光学装置を構成できるので、かかる構成を有する電気光学装置では、品位の高い表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した液晶パネルを対向基板の側からみた平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶パネルの断面図である。
【図３】本発明を適用した液晶パネルに用いたＴＦＴアレイ基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を示すパネル端部の断面図である。
【図４】液晶パネルの構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】液晶パネルの画素領域の一部を抜き出して示す平面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ′線におけるＴＦＴアレイ基板の断面図である。
【図７】図１に示す液晶パネルの使用例を示す電子機器の回路構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す電子機器の一例としての投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）の全体構成図である。
【図９】従来の液晶パネルのＴＦＴアレイ基板、対向基板およびこれらの基板の貼り合わせ構造を示すパネル端部の断面図である。
【符号の説明】
１液晶パネル
８画素電極
１０画素スイッチング用のＴＦＴ
３０、３１石英ガラス
３２対向電極
３９液晶
４７上下導通用の第１の電極
４８上下導通用の第２の電極
５６導通材
９０データ線
９１走査線
２００ギャップ材含有のシール材
２４１液晶注入口
２４２封止剤
ＡＭＴＦＴアレイ基板
ＯＰ対向基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device in which an electro-optical material such as liquid crystal is sealed between a pair of substrates, and a method for manufacturing the same. More specifically, the liquid crystal sealing region is defined by a gap material-containing sealing material between the substrates, and electrical conduction between the substrates is achieved by the conductive material. It relates to the bonding technique.
[0002]
[Prior art]
In an electro-optical device such as a liquid crystal display device, as shown in FIG. 9, a TFT array substrate in which a pixel electrode 8 and a pixel switching thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) 10 are formed on the surface of a transparent substrate such as quartz glass. (Transistor array substrate) AM, a counter substrate OP in which a counter electrode 32 is formed on the surface of a high heat resistant glass substrate such as neo-serum, and a liquid crystal 39 enclosed and sandwiched between these substrates. ing. The TFT array substrate AM and the counter substrate OP are bonded to each other with a gap material-containing sealing material 200 ′ through a predetermined gap, and the liquid crystal 39 is sealed in the gap. As such a gap material-containing sealing material 200 ', conventionally, an epoxy resin-based adhesive component blended with a gap material such as glass beads is used.
[0003]
In the liquid crystal panel 1 configured as described above, a data line (not shown) and an image signal applied to the pixel electrode 8 via the TFT 10 in the TFT array substrate AM are used between the pixel electrode 8 and the counter electrode 32. The alignment state of the liquid crystal 39 is controlled for each pixel, and a predetermined image corresponding to the image signal is displayed. Therefore, in the TFT array substrate AM, it is necessary to supply an image signal to the pixel electrode 8 via the data line and the TFT 10 and to apply a predetermined potential to the counter electrode 32 as well.
[0004]
Therefore, in the liquid crystal panel 1, the first electrode 47 for vertical conduction is formed on the TFT array substrate AM side by using the formation process of data lines and the like, while the counter electrode 32 is formed on the counter substrate OP side. The second electrode 48 for vertical conduction is formed with the aid of the formation process, and the first electrode 47 and the second electrode 48 for vertical conduction are combined with silver powder as an acrylic resin-based adhesive component. They are electrically connected by a conductive material 56 ′ containing conductive particles such as gold plated fiber.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the liquid crystal panel 1 is manufactured, the TFT array substrate AM and the counter substrate OP are overlapped with the uncured sealing material 200 ′ containing the gap material and the uncured conductive material 56 ′ interposed therebetween, and then the sealing material. When 200 ′ and the conductive material 56 ′ are cured and then the liquid crystal 39 is sealed and the liquid crystal panel 1 is observed, there is a problem in that the liquid crystal panel 1 having a Newton ring distortion is generated. If the cell thickness distribution between the TFT array substrate AM and the counter substrate OP (size distribution of the gap between the TFT array substrate AM and the counter substrate OP / cell gap distribution) is normal, there is a regular Newton without distortion. The ring can be observed, but if the cell thickness varies, the Newton ring appears distorted. Therefore, the occurrence of the liquid crystal panel 1 with a distorted Newton ring means that a defective liquid crystal panel 1 with a varying cell thickness is generated. Such a variation in cell thickness distribution causes a variation in the layer thickness of the liquid crystal 39 as it is, and therefore, unnatural brightness or a variation in the response speed of the liquid crystal 39 occurs on the display screen, thereby degrading the display quality.
[0006]
In view of the above problems, the problem of the present invention is that the liquid crystal sealing region is partitioned and formed between the substrates by the gap material-containing sealing material, and electrical conduction between the substrates is achieved by the conductive material. Another object of the present invention is to provide a structure capable of preventing the occurrence of variations in cell thickness distribution by improving the bonding structure between substrates.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a liquid crystal sealing region is defined by a gap material-containing sealing material between substrates, and an electro-optical device of a type in which electrical conduction between the substrates is achieved by a conductive material As a result of various investigations on the cause of the variation in the cell thickness distribution, the variation in the cell thickness distribution is caused by shrinkage when the gap material-containing sealing material is cured and shrinkage when the conductive material is cured. I got new knowledge that this is the cause of the unbalance. However, it is impossible to reduce the shrinkage at the time of curing in the adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material.
The electro-optical device of the present invention includes an electro-optical material, a glass gap material-containing sealing material that bonds between the pair of substrates, and a pair of substrates facing each other with a predetermined gap between the pair of substrates. An electro-optical device having electrical conduction between the first and second electrodes formed on each of the electrical conduction devices and containing conductive particles of silver powder or gold plating,
The adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material are both photo-curable resins, and the shrinkage rate at the time of curing is substantially the same.
One of the pair of substrates is a transistor array substrate in which pixel electrodes and pixel switching thin film transistors are formed in a matrix, and the other substrate is formed with a light transmissive counter electrode on the surface of quartz glass. Counter substrate,
The transistor array substrate includes a first electrode formed of an aluminum film in a region where the conductive material is formed,
The first electrode is not formed in a region of a corner of the sealing material that is in the vicinity of the region of the conductive material,
The counter substrate includes a second electrode formed of a light transmissive material in a region where the conductive material is formed,
The sealing material and the conductive material are formed by being cured by light irradiation from at least the counter substrate.
Further, between the pair of substrates facing each other with a predetermined gap, an electro-optical material, a glass gap material-containing sealing material for bonding the pair of substrates, and a first formed on each of the pair of substrates. An electro-optical device having electrical conduction between the first and second electrodes and having a conductive material containing conductive particles of silver powder or gold plating,
The adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material are both photocurable resins and have the same components,
One of the pair of substrates is a transistor array substrate in which pixel electrodes and pixel switching thin film transistors are formed in a matrix, and the other substrate is formed with a light transmissive counter electrode on the surface of quartz glass. Counter substrate,
The transistor array substrate includes a first electrode formed of an aluminum film in a region where the conductive material is formed,
The first electrode is not formed in a region of a corner of the sealing material that is in the vicinity of the region of the conductive material,
The counter substrate includes a second electrode formed of a light transmitting material in a region where the conductive material is formed, and the sealing material and the conductive material are cured by light irradiation from at least the counter substrate. It is formed.
[0008]
Therefore, in the present invention, an electro-optic material, a gap material-containing sealing material for bonding the pair of substrates between a pair of substrates facing each other with a predetermined gap, and a first substrate formed on the pair of substrates. In an electro-optical device having a conducting material for electrically conducting between the first and second electrodes, an adhesive component used for the sealing material and an adhesive component used for the conducting material during curing The shrinkage rate is almost equal.
[0009]
In the present invention, since the shrinkage rate at the time of curing is equal between the adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material, it is assumed that these adhesive components shrink at the time of curing. However, a stress that warps the substrate does not act. Therefore, since the cell thickness distribution between the substrates holding the electro-optical material does not vary, high display quality such as unnatural brightness and variation in the response speed of the liquid crystal does not occur on the display screen.
[0010]
In the present invention, an electro-optical material, a gap material-containing sealing material that bonds the pair of substrates between a pair of substrates facing each other with a predetermined gap, and a first and a second formed on the pair of substrates. In the electro-optical device having a conductive material for electrical conduction between the second electrodes, the adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material have the same components. Use it.
[0011]
As the adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conducting material, a thermosetting resin can be used. In the present invention, the adhesive component used for the sealing material, and the conducting material are used. Any of the used adhesive components is a photocurable resin. If a photocurable resin is used, no thermal stress is applied to the substrate, so that variations in cell thickness due to misalignment or thermal deformation of the substrate can be prevented. In addition, the conductive material includes an epoxy resin adhesive component and silver powder or a gold plating fiber having a diameter of 3.3 μm to 4.5 μm, and the gap material-containing sealing material is an epoxy resin adhesive. The component is characterized in that 5 wt% of a gap material composed of inorganic or organic fibers or spheres of 2 μm to 10 μm is blended.
[0012]
In the present invention, one of the pair of substrates is a transistor array substrate in which pixel electrodes and pixel switching thin film transistors are formed in a matrix, and the other substrate is light transmissive on the surface of quartz glass. The transistor array substrate includes a first electrode formed of a light shielding material in a region where the conductive material is formed, and the counter substrate transmits light to the region where the conductive material is formed. A second electrode formed of a permeable material is provided.
[0013]
In the present invention, a pair of uncured sealing material containing a gap material for partitioning and forming an electro-optical material enclosing region between substrates and an uncured conductive material for electrical conduction between the substrates are sandwiched between the pair. After the substrates are overlaid, the uncured sealing material and the uncured conductive material are cured simultaneously.
[0014]
In this invention, what contains a photocurable adhesive agent component is used as the said sealing material and the said conduction | electrical_connection material, It is characterized by the above-mentioned.
[0015]
In the present invention, one of the pair of substrates includes a pixel electrode and a pixel switching thin film transistor formed in a matrix, and the first electrode for conduction with the other substrate is a light shielding material. The other substrate has a counter electrode formed on the surface of quartz glass and the second electrode for conduction with the transistor array substrate is formed of a light transmissive material. In the case of a counter substrate, the counter substrate and the transistor array substrate are overlapped with the uncured sealing material and the uncured conductive material sandwiched therebetween, and then the uncured sealing material and the uncured sealing material. When the conductive material is cured, at least light irradiation from the counter substrate is performed. That is, the first conductive electrode formed on the transistor array substrate is made of a light-shielding material such as an aluminum film like the data line, and the second conductive electrode formed on the counter substrate is Like the counter electrode, it is often composed of a light-transmitting material such as an ITO film, so that light reaches the conducting material when light is irradiated from the counter substrate. Therefore, the conductive material can be reliably photocured. Here, a high heat-resistant glass such as neoceram has a low light transmittance of 46% to 48% in the ultraviolet region of a wavelength of about 365 nm to 450 nm for curing the photocurable resin, so when it is used for the counter substrate, There is a possibility that the light irradiated from the counter substrate does not reach the conductive material sufficiently. However, in the present invention, quartz glass having a high light transmittance of 93% to 95% in the ultraviolet region with a wavelength of about 365 nm to 450 nm for curing the photocurable resin is used for the counter substrate. Enough light reaches the conducting material. Therefore, the conductive material can be reliably photocured.
[0016]
In the present invention, when the uncured sealing material and the uncured conductive material are cured, the light irradiation from the counter substrate is performed after the light irradiation from the counter substrate, and the transistor array. It is characterized in that light irradiation from the substrate side is repeated alternately while sandwiching cooling. Under such light irradiation conditions, an increase in the substrate temperature can be suppressed, so that variations in cell thickness due to misalignment and thermal deformation of the substrate can be prevented.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of the electro-optical device according to this embodiment is the same as that of the conventional electro-optical device, parts having the same functions as those in FIG. explain. In this embodiment, a liquid crystal panel will be described as an example of an electro-optical device.
[0018]
[Overall configuration of LCD panel]
FIG. 1 is a plan view of the liquid crystal panel according to this embodiment as viewed from the counter substrate side. FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line HH ′ of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the panel end portion showing the TFT array substrate, counter substrate, and bonding structure of these substrates used in the liquid crystal panel of this embodiment.
[0019]
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the liquid crystal panel 1 used in a projection type liquid crystal display device or the like has pixel electrodes 8 formed in a matrix on the surface of a quartz glass 30 and an alignment film 4 formed thereon. The TFT array substrate AM is formed, the counter substrate OP having the counter electrode 32 and the alignment film 49 formed on the surface of the quartz glass 31 and the liquid crystal 39 sealed between these substrates. . The TFT array substrate AM and the counter substrate OP are bonded together with a gap material-containing sealing material 200 formed along the outer peripheral edge of the counter substrate OP via a predetermined gap. In addition, a liquid crystal sealing region 40 is defined by a gap material-containing sealing material 200 between the TFT array substrate AM and the counter substrate OP, and a liquid crystal 39 is sealed as an electro-optical material in the liquid crystal sealing region 40. Yes.
[0020]
The counter substrate OP is smaller than the TFT array substrate AM, and the peripheral portion of the TFT array substrate AM is bonded so as to protrude from the outer peripheral edge of the counter substrate OP. Therefore, the driving circuit (scanning line driving circuit 70 and data line driving circuit 60) and the input / output terminal 45 of the TFT array substrate AM are exposed from the counter substrate OP. Here, since the sealing material 200 is partially interrupted, the liquid crystal injection port 241 is configured by the interrupted portion. For this reason, after bonding the counter substrate OP and the TFT array substrate AM, if the inner region of the sealing material 200 is in a reduced pressure state, the liquid crystal 39 can be injected under reduced pressure from the liquid crystal injection port 241. The liquid crystal injection port 241 may be blocked with a sealant 242. Note that a frame (light-shielding film) BM2 for partitioning the screen display area 7 from the outside of the display area is formed on the TFT array substrate AM inside the area where the sealing material 200 is formed. Further, on the counter substrate OP, a light shielding film 6 is formed in a region corresponding to the boundary region of each pixel electrode 8 of the TFT array substrate AM.
[0021]
The liquid crystal panel 1 of this embodiment is used in, for example, a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector). In this case, each of the three liquid crystal panels 1 is used as an RGB light valve, and each of the liquid crystal panels 1 has light of each color separated through RGB color separation dichroic mirrors as projection light. It will be incident. Therefore, no color filter is formed on the liquid crystal panel 1 of the present embodiment. However, in addition to the projection type liquid crystal display, a color liquid crystal display device such as a color liquid crystal television is formed by forming an RGB color filter together with its protective film in a region facing each pixel electrode 8 on the counter substrate OP. Can do. Further, a dichroic filter that produces RGB colors by utilizing the interference action of light may be formed by stacking several layers of interference layers having different refractive indexes on the counter substrate OP. According to the counter substrate with the dichroic filter, brighter color display can be performed. Further, on the light incident side or light emission side of the counter substrate OP and the TFT array substrate AM, the type of the liquid crystal 39 to be used, that is, TN (twisted nematic) mode, STN (super TN) mode, D-STN ( A polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction according to an operation mode such as a double-STN mode or a normally white mode / normally black mode.
[0022]
In the liquid crystal panel 1 configured as described above, in the TFT array substrate AM, a data line (not shown) and an image signal applied to the pixel electrode 8 via the TFT 10 cause the pixel electrode 8 and the counter electrode 32 to be connected. The alignment state of the liquid crystal 39 is controlled for each pixel, and a predetermined image corresponding to the image signal is displayed. Therefore, in the TFT array substrate AM, it is necessary to supply an image signal to the pixel electrode 8 via the data line and the TFT 10 and to apply a predetermined potential to the counter electrode 32 as well.
[0023]
Therefore, in the liquid crystal panel 1, upper and lower layers made of an aluminum film (light-shielding material) are formed on portions of the surface of the TFT array substrate AM that face each corner portion of the counter substrate OP with the aid of a formation process such as data lines. A first electrode 47 for conduction is formed. On the other hand, at each corner portion of the counter substrate OP, a second electrode 48 for vertical conduction made of an ITO film (light transmissive material) is formed by using the process of forming the counter electrode OP. Further, the first electrode 47 and the second electrode 48 for vertical conduction are electrically connected by a conductive material 56 in which conductive particles such as silver powder and gold-plated fiber are mixed with an epoxy resin adhesive component. Conducted. Therefore, in the liquid crystal panel 1, the TFT array substrate AM can be connected only to the TFT array substrate AM without connecting the flexible wiring substrate or the like to each of the TFT array substrate AM and the counter substrate OP. A predetermined signal can be input to both the counter substrate OP and the counter substrate OP.
[0024]
[Configuration of TFT array substrate]
4 is a block diagram schematically showing the configuration of the liquid crystal panel, FIG. 5 is a plan view showing a part of the pixel area in the liquid crystal panel, and FIG. 6 is a TFT taken along the line AA ′ in FIG. It is sectional drawing of an array board | substrate.
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 4, on a TFT array substrate AM for a liquid crystal display device, a pixel switching TFT 10 connected to a data line 90 and a scanning line 91 and an image from the data line 90 via the TFT 10 are displayed. There is a liquid crystal cell 94 into which a signal is input. For the data line 90, a data line driving circuit 60 including a shift register 84, a level shifter 85, a video line 87, and an analog switch 86 is formed. A scanning line driving circuit 70 including a shift register 88 and a level shifter 89 is formed for the scanning line 91.
[0026]
In the pixel region, a storage capacitor 40 (capacitance element) is formed using the capacitor line 92 as one electrode, and the storage capacitor 40 has a function of improving the charge holding characteristics in the liquid crystal cell 94. Note that the storage capacitor 40 may be formed between adjacent scanning lines, for example, the preceding scanning line 91.
[0027]
Here, if the delay of the scanning signal supplied to the scanning line 91 is not a problem, it goes without saying that the scanning line driving circuit 70 may be only on one side. Further, the data line driving circuit 60 may be arranged on both sides along the side of the screen display region 7. For example, the odd-numbered data lines supply image signals from a data line driving circuit arranged along one side of the screen display area 7, and the even-numbered data lines extend along the opposite side of the screen display area 7. Alternatively, an image signal may be supplied from a data line driving circuit arranged in this manner. If the data lines are driven in a comb-like shape in this way, the formation area of the data line driving circuit 60 can be expanded, so that a complicated circuit can be configured. In the TFT array substrate AM, on the side facing the data line driving circuit 60, a precharge circuit and an inspection circuit may be provided by using, for example, under the light shielding film BM2. Instead of forming the data line driving circuit 60 and the scanning line driving circuit 70 on the TFT array substrate AM, for example, a TAB (tape automated, bonding) substrate on which a driving LSI is mounted is mounted on the TFT array substrate AM. You may make it connect electrically and mechanically with respect to the terminal group formed in the periphery part via an anisotropic conductive film.
[0028]
FIG. 5 is a plan view of a pixel in the pixel region, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. A plurality of transparent pixel electrodes 8 are formed in a matrix, and data lines 90, scanning lines 91, and capacitor lines 92 are formed along vertical and horizontal boundaries of the pixel electrodes 8. The data line 90 is electrically connected to the source region 16 in the semiconductor layer made of the polysilicon film through the contact hole, and the pixel electrode 8 is electrically connected to the drain region 17 through the contact hole. Yes. Further, the scanning line 91 extends so as to face the channel forming region 15. The storage capacitor 40 has a silicon film 40a (semiconductor film / FIG. 5) corresponding to an extended portion of the silicon film 10a (semiconductor film / area hatched in FIG. 5) for forming the pixel switching TFT 10. The lower electrode 41 is formed by conducting the hatched region), and the capacitor line 92 overlaps the lower electrode 41 as the upper electrode.
[0029]
A cross section taken along the line AA ′ of the pixel region configured as described above is expressed as shown in FIG. First, an insulating base protective film 301 is formed on the surface of the quartz glass 30 as a base of the TFT array substrate AM, and island-like silicon films 10a and 40a are formed on the surface of the base protective film 301. A gate insulating film 13 is formed on the surface of the silicon film 10a, and a scanning line 91 passes through the surface of the gate insulating film 13 as a gate electrode. In the silicon film 10 a, a region facing the scanning line 91 through the gate insulating film 13 is a channel formation region 15. A source region 16 including a low concentration source region 161 and a high concentration source region 162 is formed on one side with respect to the channel formation region 15, and a low concentration drain region 171 and a high concentration drain region 172 are provided on the other side. A drain region 17 is formed. A first interlayer insulating film 18 and a second interlayer insulating film 19 are formed on the surface side of the pixel switching TFT 10 configured as described above, and a data line 90 formed on the surface of the first interlayer insulating film 18 The high-concentration source region 162 is electrically connected through a contact hole formed in the first interlayer insulating film 18. The pixel electrode 8 is electrically connected to the high-concentration drain region 162 through contact holes formed in the first interlayer insulating film 18 and the second interlayer insulating film 19. Further, a lower electrode 41 made of a low concentration region is formed on the silicon film 40a extending from the high concentration drain region 172, and an insulating film (formed simultaneously with the gate insulating film 13) is formed on the lower electrode 41. The capacitor lines 92 are opposed to each other through the dielectric film. In this way, the storage capacitor 40 is formed.
[0030]
Here, the TFT 10 preferably has an LDD structure as described above, but may have an offset structure in which impurity ions are not implanted into regions corresponding to the low concentration source region 161 and the low concentration drain region 171. . The TFT 10 may be a self-aligned TFT in which impurity ions are implanted at a high concentration using the scanning line 91 as a mask to form high concentration source and drain regions in a self-aligning manner. In this embodiment, a single gate structure is used in which only one gate electrode (scanning line 91) of the TFT 10 is arranged between the source and drain regions. However, two or more gate electrodes may be arranged between these gate electrodes. Good. At this time, the same signal is applied to each gate electrode. If the TFT 10 is configured with dual gates (double gates) or triple gates or more in this way, leakage current at the junction between the channel and the source-drain region can be prevented, and the current during OFF can be reduced. If at least one of these gate electrodes has an LDD structure or an offset structure, the off-current can be further reduced and a stable switching element can be obtained.
[0031]
[Liquid crystal panel manufacturing method]
A method for manufacturing the liquid crystal panel 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0032]
First, in order to form the counter substrate OP, the counter electrode 32 and the light shielding film 6 are sequentially formed on the surface of the quartz glass 31, and then a polyimide resin 49 is thinly applied to the surfaces of the light shielding film 6 and the counter electrode 32. Next, the polyimide resin 49 is thermally cured at a temperature of about 150 ° C. to 200 ° C. In this way, after the polyimide resin 49 layer is formed on the counter substrate OP side, a rubbing process is performed.
[0033]
On the other hand, in order to form the TFT array substrate AM, the TFT 10 and the pixel electrode 8 are sequentially formed on the surface of the quartz glass 30, and then a polyimide resin 46 layer is formed on the surface of the pixel electrode 8. Do.
[0034]
Next, an uncured sealing material 200 containing a gap material is applied to the surface of the TFT array substrate AM while being discharged from the dispenser. Further, on the surface of the TFT array substrate AM, an uncured conductive material 56 for vertical conduction is applied while being discharged from a dot-type dispenser on the outer peripheral side slightly from the application region of the sealing material 200. In this embodiment, as the conductive material 56, an epoxy resin-based adhesive component having photocurability, such as silver powder or a gold-plated fiber having a diameter of about 3.3 μm to about 4.5 μm, for example, trade name 3025 manufactured by ThreeBond The one containing the conductive particles is used. Further, as the gap material-containing sealing material 200, like the conductive material 56, an epoxy resin adhesive component having photocurability, for example, a trade name 3025 manufactured by ThreeBond Co., Ltd. A material in which about 5 wt% of a gap material made of fiber or sphere is blended is used.
[0035]
Next, the counter substrate OP is arranged so that the vertical electrode second electrode 48 formed on the counter substrate OP is opposed to the vertical electrode first electrode 47 formed on the TFT array substrate AM. And the TFT array substrate AM are aligned, and then the counter substrate OP is pressed toward the TFT array substrate AM, and 30 mW / cm with respect to the sealing material 200 from the counter substrate OP side. ² ~ 150mW / cm ² The irradiation material is irradiated with ultraviolet rays for several seconds, for example, 3 seconds to 7 seconds to temporarily cure the conductive material 56 and the seal material 200. As a result, the counter substrate OP and the TFT array substrate AM are bonded to each other through a predetermined gap, and the first electrode 47 for vertical conduction formed on the TFT array substrate AM and the counter substrate OP are formed. The second electrode 48 for vertical conduction is electrically connected through the conductive material 56.
[0036]
Thereafter, 110 mW / cm with respect to the conductive material 56 and the sealing material 200 from the counter substrate OP side. ² ~ 120mW / cm ² After irradiating with ultraviolet rays at an illuminance of tens of seconds, for example, 34 seconds, cooling is performed for 20 seconds. Subsequently, 110 mW / cm with respect to the sealing material 200 from the TFT array substrate AM side. ² ~ 120mW / cm ² After irradiating with ultraviolet rays at an illuminance of several tens of seconds, for example, 38 seconds, cooling is performed for 20 seconds. The light irradiation from the counter substrate OP side and the light irradiation from the TFT array substrate AM side are alternately performed for four cycles with cooling interposed therebetween, and the conductive material 56 is prevented from increasing the substrate temperature. Then, the sealing material 200 is fully cured. As a result, the opposing substrate OP and the TFT array substrate AM are completely bonded together, and the first electrode 47 for vertical conduction formed on the TFT array substrate AM and the vertical conduction formed on the opposing substrate OP. The common second electrode 48 is completely connected through the conductive material 56.
[0037]
[Effect of this embodiment]
In bonding the substrates to each other, in this embodiment, since the adhesive component used for the sealing material 200 and the adhesive component used for the conductive material 56 are both epoxy resin-based, shrinkage during curing is caused. The rate is equivalent. For this reason, even if these adhesive components shrink during curing, the counter substrate OP and the TFT array substrate AM are not subjected to stress that warps these substrates. Therefore, a regular striped pattern is observed even when the Newton ring is observed after the liquid crystal 39 is sealed between the counter substrate OP and the TFT array substrate AM. For example, the cell thickness between the substrates holding the liquid crystal 39 is large. Does not vary in the in-plane direction. Therefore, it is possible to obtain high display quality such that an unnatural brightness and a variation in response speed of the liquid crystal 39 do not occur on the display screen. In addition, since the adhesive component used for the sealing material 200 and the adhesive component used for the conductive material 56 are both epoxy resin-based, the shrinkage rate at the time of curing is the same even if the irradiation light quantity at the time of curing varies somewhat. It is. Therefore, it is possible to prevent occurrence of variations in cell thickness between substrates due to variations in light irradiation conditions.
[0038]
Further, in this embodiment, since the adhesive component used for the sealing material 200 and the adhesive component used for the conductive material 56 are both epoxy resins based on photocuring properties, the adhesive component is a thermosetting resin. Unlike some cases, there is no need to heat, so no thermal stress is applied to the counter substrate OP and the TFT array substrate AM. Further, since the light irradiation from the counter substrate OP side and the light irradiation from the TFT array substrate AM side are alternately repeated while sandwiching cooling, the substrate temperature does not rise. Therefore, it is possible to prevent misalignment and cell thickness variations due to thermal deformation of the counter substrate OP and the TFT array substrate AM.
[0039]
Further, the first electrode 47 for conduction formed on the TFT array substrate is made of an aluminum film (light-shielding material) like the data line, and the second electrode for conduction formed on the counter substrate OP. Since 48 is made of an ITO film (light transmissive material) like the counter electrode 32, light irradiation is performed from the counter substrate OP in this embodiment. Therefore, the light irradiated from the counter substrate OP passes through the second electrode 48 and reaches the conductive material 56 sufficiently, so that the conductive material 56 can be reliably photocured. Moreover, a high heat-resistant glass such as neo-serum has a low light transmittance of 46% to 48% in the ultraviolet region with a wavelength of about 365 nm to 450 nm for curing the photocurable resin, so when it is used for the counter substrate OP, Although there is a possibility that the light irradiated from the counter substrate OP does not reach the conducting material 56 sufficiently, in this embodiment, the light transmittance in the ultraviolet region of around 365 nm to 450 nm for curing the photocurable resin is 93. Since the quartz glass 31 as high as% to 95% is used for the counter substrate OP, the light irradiated from the counter substrate OP reaches the conductive material 56 sufficiently. Therefore, the conductive material 56 can be reliably photocured. In the present embodiment, a liquid crystal panel has been described as an example of an electro-optical device, but the present invention is not limited to a liquid crystal panel.
[0040]
[Application of LCD panel to electronic devices]
Next, an example of an electronic device including the liquid crystal panel 1 will be described with reference to FIGS.
[0041]
First, FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an electronic apparatus including the liquid crystal panel 1 configured in the same manner as the liquid crystal panel according to each of the above embodiments.
[0042]
In FIG. 7, the electronic apparatus includes a display information output source 1000, a display information processing circuit 1002, a drive circuit 1004, a liquid crystal panel 1, a clock generation circuit 1008, and a power supply circuit 1010. The display information output source 1000 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a memory such as an optical disk, and a tuning circuit that tunes and outputs an image signal of a television signal, and a clock generation circuit 1008. The image signal of a predetermined format is processed on the basis of the clock from the display information processing circuit 1002 and output to the display information processing circuit 1002. The display information output circuit 1002 includes various known processing circuits such as an amplification / polarity inversion circuit, a phase expansion circuit, a rotation circuit, a gamma correction circuit, or a clamp circuit, and is input based on a clock signal. A digital signal is sequentially generated from the display information and is output to the drive circuit 1004 together with the clock signal CLK. The drive circuit 1004 drives the liquid crystal panel 1. The power supply circuit 1010 supplies predetermined power to the above-described circuits. Note that the drive circuit 1004 may be formed on the TFT array substrate constituting the liquid crystal panel 1, and in addition, the display information processing circuit 1002 may be formed on the TFT array substrate.
[0043]
As an electronic device having such a configuration, a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector), a multimedia-compatible personal computer (PC), an engineering work station (EWS), a pager, or the like, which will be described later with reference to FIG. Examples thereof include a mobile phone, a word processor, a television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, an electronic notebook, an electronic desk calculator, a car navigation device, a POS terminal, and a touch panel.
[0044]
The projection type liquid crystal display device 1100 shown in FIG. 8 prepares three liquid crystal modules including the liquid crystal panel 1 in which the drive circuit 1004 is mounted on the TFT array substrate, and each of the RGB light valves 100R, 100G, and 100B. The projector is used as a projector. In this liquid crystal projector 1100, when light is emitted from a lamp unit 1102 of a white light source such as a metal halide lamp, light corresponding to the three primary colors R, G, and B is emitted by three mirrors 1106 and two dichroic mirrors 1108. The components are separated into components R, G, and B (light separating means) and led to the corresponding light valves 100R, 100G, and 100B (liquid crystal panel 100 / liquid crystal light valve). At this time, since the optical component B has a long optical path, the light component B is guided through a relay lens system 1121 including an incident lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss. The light components R, G, and B corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G, and 100B are incident on the dichroic prism 1112 (light combining unit) from three directions and are combined again, and then the projection lens. A color image is projected on a screen 1120 or the like via 1114.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, an electro-optical material, a gap material-containing sealing material that bonds between the pair of substrates, and the pair of substrates are formed between a pair of substrates facing each other with a predetermined gap therebetween. In addition, in the electro-optical device having a conductive material for achieving electrical conduction between the first and second electrodes, the adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material are contracted during curing. The rate is equal or has the same adhesive component. Therefore, shrinkage that occurs when the adhesive component is cured does not warp the substrate. Therefore, since an electro-optical device having no variation in cell thickness can be configured, an electro-optical device having such a configuration can perform high-quality display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal panel to which the present invention is applied as viewed from a counter substrate side.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along line HH ′ of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a panel end portion showing a TFT array substrate, a counter substrate, and a bonded structure of these substrates used in a liquid crystal panel to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal panel.
FIG. 5 is a plan view showing an extracted part of a pixel region of a liquid crystal panel.
6 is a cross-sectional view of the TFT array substrate taken along the line AA ′ in FIG. 5;
7 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic device showing an example of use of the liquid crystal panel shown in FIG. 1. FIG.
8 is an overall configuration diagram of a projection type liquid crystal display device (liquid crystal projector) as an example of the electronic apparatus shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a panel end portion showing a TFT array substrate, a counter substrate, and a bonding structure of these substrates of a conventional liquid crystal panel.
[Explanation of symbols]
1 LCD panel
8 pixel electrode
10 TFT for pixel switching
30, 31 quartz glass
32 Counter electrode
39 liquid crystal
47 First electrode for vertical conduction
48 Second electrode for vertical conduction
56 Conductive material
90 data lines
91 scan lines
200 Sealing material containing gap material
241 Liquid crystal inlet
242 Sealant
AM TFT array substrate
OP Counter substrate

Claims

Between a pair of substrates facing each other with a predetermined gap, an electro-optical material, a glass gap material-containing sealing material for bonding the pair of substrates, and a first and a second formed on each of the pair of substrates An electro-optical device having electrical connection between the second electrodes and a conductive material containing conductive particles of silver powder or gold plating,
The adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material are both photo-curable resins, and the shrinkage rate at the time of curing is substantially the same.
One of the pair of substrates is a transistor array substrate in which pixel electrodes and pixel switching thin film transistors are formed in a matrix, and the other substrate is formed with a light transmissive counter electrode on the surface of quartz glass. Counter substrate,
The transistor array substrate includes a first electrode formed of an aluminum film in a region where the conductive material is formed,
The first electrode is not formed in a region of a corner of the sealing material that is in the vicinity of the region of the conductive material,
The counter substrate includes a second electrode formed of a light transmissive material in a region where the conductive material is formed,
The electro-optical device, wherein the sealing material and the conductive material are formed by being cured by light irradiation from at least the counter substrate.

Between a pair of substrates facing each other with a predetermined gap, an electro-optical material, a glass gap material-containing sealing material for bonding the pair of substrates, and a first and a second formed on each of the pair of substrates An electro-optical device having electrical conduction between the second electrodes and a conductive material containing conductive particles of silver powder or gold plating,
The adhesive component used for the sealing material and the adhesive component used for the conductive material are both photocurable resins and have the same components,
One of the pair of substrates is a transistor array substrate in which pixel electrodes and pixel switching thin film transistors are formed in a matrix, and the other substrate is formed with a light transmissive counter electrode on the surface of quartz glass. Counter substrate,
The transistor array substrate includes a first electrode formed of an aluminum film in a region where the conductive material is formed,
The first electrode is not formed in a region of a corner of the sealing material that is in the vicinity of the region of the conductive material,
The counter substrate includes a second electrode formed of a light transmitting material in a region where the conductive material is formed, and the sealing material and the conductive material are cured by light irradiation from at least the counter substrate. An electro-optical device formed.

In any one of Claim 1 or 2, the said conduction | electrical_connection material mix | blends silver powder or gold-plated fiber of a 3.3 micrometer diameter-4.5 micrometer diameter with the epoxy resin-type adhesive agent component,
The electro-optical device according to claim 1, wherein the gap material-containing sealing material includes an epoxy resin adhesive component containing 5 wt% of a gap material made of inorganic or organic fibers or spheres of 2 μm to 10 μm.

A method for manufacturing an electro-optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein an uncured sealing material is sandwiched between substrates and an uncured conductive material for electrical conduction between the substrates. A method of manufacturing an electro-optical device, wherein the uncured sealing material and the uncured conductive material are simultaneously cured after overlapping the pair of substrates.

5. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 4, wherein a material containing a photocurable adhesive component is used as the sealing material and the conductive material.

6. The substrate according to claim 5, wherein one of the pair of substrates has a pixel electrode and a pixel switching thin film transistor formed in a matrix and the first electrode for conduction with the other substrate is an aluminum film. The other substrate has a counter electrode formed on the surface of quartz glass and the second electrode for conduction with the transistor array substrate is formed of a light transmissive material. Counter substrate,
When the counter substrate and the transistor array substrate are overlapped with the uncured sealing material and the uncured conductive material interposed therebetween, and then the uncured sealing material and the uncured conductive material are cured. A method of manufacturing an electro-optical device, wherein at least light irradiation from the counter substrate is performed.