JP5357730B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
置及びその製造方法に関する。
各種の電子機器、例えば、テレビジョン、パーソナルコンピューター、携帯電話機やその
他の携帯用情報端末などの表示装置として多く使用されている。この液晶表示装置は、ガ
ラス板などからなる一対の基板を有し、これらの一対の基板間の外周に枠シール材が配置
されて両基板間に所定の空間が形成されるように貼り合わされ、この空間内に液晶を封入
した構成となっている。
ている。表示画面の占める領域を拡大するためには、液晶表示装置の表示領域の外側の非
表示領域(額縁領域ともいう)をなるべく狭くする、いわゆる狭額縁化が必要となる。
めの枠シール材の塗布精度である。枠シール材は、製造過程において専用のシールディス
ペンサーによって基板に塗布され配置される。このシールディスペンサーによる枠シール
材の塗布時に、枠シール材の太さが一様に制御できず、枠シール材が細すぎたり、枠シー
ル材に気泡が生じたりすると、塗布された枠シール材に途切れた部分ができてしまい、液
晶漏れ等を起すおそれがある。また、枠シール材が太すぎると、塗布された枠シール材が
表示領域に侵入して表示不良を起したり、液晶表示装置の外形の切断位置にかかり切断の
妨げとなるおそれがある。
置にカラムスペーサー(柱状のスペーサー)と同一材料でシール材の役割をするウォール
が形成された液晶表示装置の発明が開示されている。すなわち、下記特許文献1の液晶表
示装置では、カラムスペーサー及びウォールをフォトリソグラフィー法により一方の基板
上に同時に形成し、この基板上に接着剤溶液を滴下した後、他方の基板を重ね合わせて有
機溶剤を乾燥させ、接着剤を膜状に薄く残存させてカラムスペーサー及びウォールの上部
面に他方の基板を接着させている。このような構成とすることで、下記特許文献1の液晶
表示装置では、製造工程を簡略化し、基板間のセルギャップの均一性を向上させ、さらに
は狭額縁化を実現することができるとされている。
よってカラムスペーサー及びウォールを形成することで、これらを同時に形成することが
できると共に、幅の狭いウォールを正確に形成することができ、狭額縁化を達成すること
ができる。
する必要があるため、液晶配向モード、液晶材料及び配向膜材料と接着剤との適合性に大
きな制約を受けるという問題がある。また、基板内のカラムスペーサーにも接着剤がつく
ため、カラムスペーサーと対抗する基板が液晶表示装置全面で接着してしまい、液晶注入
後、温度による液晶の膨張及び収縮に追従し難い基板構造となってしまうという問題があ
る。
結果、形成の精度が高いフォトリソグラフィー法によってフォトスペーサーと同じ材料の
枠壁を枠シール材が形成される位置に形成し、この枠壁を後付けの接着剤で貼り合わせる
ことで、接着剤を基板内に塗布することなく枠壁が形成できることを見出し、本発明を完
成するに至ったのである。
度が高いフォトリソグラフィー法によってフォトスペーサーと同じ材料の枠壁を枠シール
材が形成される位置に形成した狭額縁の液晶表示装置及びその製造方法を提供することに
ある。
ップを維持するために表示領域内にフォトリソグラフィー法で形成され、その形成の精度
は非常に高い。本発明の液晶表示装置では、基板の周囲の少なくとも一辺の枠シール材が
塗布されるべき位置に、フォトスペーサーと同じ材料で枠壁が形成されている。そのため
、本発明の液晶表示装置によれば、枠壁はフォトスペーサーと同様にフォトリソグラフィ
ー法によって形成することができる。そして、フォトリソグラフィー法によって形成され
た枠壁は位置精度がよいため、表示領域に形成される表示画素に隣接した位置にぎりぎり
に形成することができるようになる。さらに、この枠壁は、柔軟な枠シール材と異なり、
基板の貼り合わせの際の押圧力により幅が広がることがないので、大型の基板を用いて作
製する際に基板の切断位置から枠壁までの距離を短くすることもできる。そのため、本発
明の液晶表示装置によれば、枠壁が形成された辺は枠シール材を形成した辺よりも狭額縁
化することができるようになる。
に形成され、前記液晶注入口は前記接着剤で封止されていることが好ましい。
きると共に、液晶注入口の封止を枠壁の接着用接着剤と同じ接着剤で行うことにより、別
途液晶注入口の封止材を用意する必要がなくなり、安価に製造できるようになる。
ましい。
入することを抑制することができるので、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。
とが好ましい。
着剤に混入されているフィラーが、基板と枠壁との隙間に挟まることで接着剤の表示領域
内への過度な侵入を抑制することができるようになる。
く製造することができる。また、枠壁とフォトスペーサーは同じ材料及び同じ工程で形成
することができるので、特別な材料を用いる必要がなく安価な液晶表示装置を提供するこ
とができる。
するので、狭額縁化した液晶表示装置をさらに効率よく製造することができる。また、枠
壁とフォトスペーサーは同じ材料及び同じ工程で形成することができるので、特別な材料
を用意する必要がなく安価な液晶表示装置を提供することができる。
詳細に説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するために
FFSモードの液晶表示装置及びその製造方法を例にとって説明するものであって、本発
明をこの実施形態に記載されたFFSモードの液晶表示装置及びその製造方法に特定する
ことを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のも
のにも等しく適応し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた
各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や
各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されてい
るものではない。
まず、図1を参照して、実施形態1のFFSモードの液晶表示装置の構成について説明
する。図1A及び図1Bに示すように、実施形態1の液晶表示装置10はガラス等からな
る第1透明基板12上に各種配線等を形成したアレイ基板11とガラス等からなる第2透
明基板15上にカラーフィルター等を形成したカラーフィルター基板14が対向配置され
ている。そして、このアレイ基板11とカラーフィルター基板14は、枠シール材17等
で貼り合わされ、枠シール材17等で形成された空間に液晶26が封入されている。この
枠シール材17等で囲まれ、液晶26が封入された部分が表示領域23となり、この表示
領域23の外側が非表示領域24となっている。なお、アレイ基板11は、カラーフィル
ター基板14と対向配置させたときに所定スペースの張出した部分が形成されるように、
カラーフィルター基板14より若干サイズが大きいものが使用されている。この張出した
部分は、液晶26を駆動するためのドライバーIC20等が配置される実装領域12aと
なっている。
膜とパターニングを繰り返して信号線や走査線などの各種配線、スイッチング素子として
の薄膜トランジスター(TFT:Thin Film Transistor)、ITO(Indium Thin Oxide
)やIZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電性材料からなる下電極、電極間絶縁膜、
ITOやIZO等の透明導電性材料からなる上電極、配向膜などが備えられている。なお
、図1Bではこれらを総称して第1構造物13とされている。また、アレイ基板11の表
示領域23には、両基板間のセルギャップを維持するためのフォトスペーサー19が形成
され、さらにこのフォトスペーサー19と同じ材料で枠壁18が形成されている。この枠
壁18は、液晶注入口25が形成される辺に、液晶注入口25が形成される部分を除いて
形成されている。そして、必要に応じて配向膜にラビング処理がされて実施形態1のアレ
イ基板11となる。
、絶縁膜等の成膜とパターニングを繰り返し、遮光層、カラーフィルター層、オーバーコ
ート層、配向膜等を備えるように形成される。なお、図1Bではこれらを総称して第2構
造物16とされている。そして、必要に応じて配向膜にラビング処理がされて実施形態1
のカラーフィルター基板14となる。
17及び接着剤21について図2、図3を参照して説明する。図2に示すように、アレイ
基板11の液晶注入口25の形成される辺には、フォトスペーサー19と同じ材料によっ
て、液晶注入口25が形成される位置を除いて、枠壁18が2列に亘って平行に形成され
ている。この2列の枠壁18は、表示領域23内に形成されたフォトスペーサー19と同
様にフォトリソグラフィー法によって形成される。このとき、フォトリソグラフィー法の
形成の精度が非常に高いため、2列の枠壁18の内側の枠壁18aは、図3Aに示すよう
に、表示領域23の表示画素27に沿ってぎりぎりに形成することができると共に、外側
の枠壁18bは基板の切断位置との距離が小さくなるように形成することができる。
いる辺を除いて、枠シール材17が塗布されている。この枠シール材17は、カラーフィ
ルター基板14に形成された枠壁18と近接する角部分では、枠シール材17と枠壁18
との間に後述する隙間S1が形成されるように塗布される。このように隙間S1を設ける
ことで、枠壁18上に枠シール材17が塗布されるのを抑制し、貼り合わされた際の基板
の歪みを抑制することができる。
は接着剤21が塗布される。この接着剤21は、アレイ基板11とカラーフィルター基板
14とが対向配置された後に、外側の枠壁18bの隙間S2が覆われるように液晶注入口
25を除いて塗布される。また、上述した枠シール材17と枠壁18との隙間S1は、接
着剤21を塗布した際に、この接着剤21が入り込むことで埋められる。このとき、実施
形態1の液晶表示装置10では、枠壁18が2列に亘って形成されているため、接着剤2
1が過剰に塗布されたとしても表示領域23に侵入することを抑制することができる。ま
た、接着剤21にフィラーを混入させておくと、接着剤21が枠壁18とカラーフィルタ
ー基板14の隙間S2から表示領域23内に進入するのをさらに抑制することができるよ
うになる。なお、液晶注入口25は、図1A及び図2に示すように、内部に液晶26を注
入した後に封止材22により封止される。
接した位置のぎりぎりに形成することができる。さらに、枠壁18は、枠シール材17と
異なり、基板の貼り合わせの際の押圧力により幅が広がることがないので、大型の基板を
用いて作製する際に基板の切断位置から枠壁18までの距離を短くすることもできる。そ
のため、枠壁18が形成された辺は枠シール材17を塗布した辺よりも狭額縁化すること
ができるようになる。
うに基板の内部側に接着剤を塗布する必要がないので、液晶配向モード、液晶材料及び配
向膜材料と接着剤との適合性の問題が生じない。また、基板内のフォトスペーサーにも接
着剤が付着するおそれがないため、液晶注入後において温度変化による液晶26の膨張及
び収縮に追従することが可能となる。
示したがこれに限らず、1列でもよく、さらに3列以上形成してもよい。また、実施形態
1では、液晶注入口25の封止に封止材を用いた例を示したが、封止材の代わりに接着剤
を用いてもよい。
り合わせるのに接着剤を使用した例を示したが、これに限らず、接着剤の代わりに、枠シ
ール材や封止材を用いることもできる。このようにすることで、接着剤として特別な材料
を用いることなく、従来用いられている材料で貼り合わせを行うことができるので、安価
な液晶表示装置を提供することができる。また、使用する接着剤を速乾性のものとするこ
とで、後付けで接着剤を塗布してもすぐ乾くので垂れて基板の外形からはみ出すことを抑
制することができる。
の塗布がアレイ基板11に対して行われた場合を説明したが、これに限らず、カラーフィ
ルター基板14側に枠壁18の形成及び枠シール材17の塗布が行われてもよい。さらに
、アレイ基板側に枠壁18を形成し、カラーフィルター基板14側に枠シール材17を塗
布してもよく、その逆も可能である。
次に、図4Aを参照して、実施形態1の液晶表示装置10の変形例1の液晶表示装置1
0Aについて説明する。なお図4Aに示す変形例1の液晶表示装置10Aは、実施形態1
の液晶表示装置10に比して、枠壁18が形成される辺が異なるのみであるので、その他
の共通する部分については同一の参照符号を付与し、詳細な説明は省略する。
実装領域12aが形成される側の辺を除いた3辺に形成されている。これらの枠壁18も
実施形態1の枠壁18と同様に、フォトリソグラフィー法によって形成され、接着剤21
により後付でカラーフィルター基板14と貼り付けられる。このようにすることで、変形
例1の液晶表示装置10Aは、実施形態1の液晶表示装置10と同様の効果が得られると
共に、3辺が狭額縁化された表示画面の占める割合が大きな液晶表示装置10Aを提供す
ることができるようになる。
図4Bを参照して、実施形態1の液晶表示装置10の変形例2の液晶表示装置10Bに
ついて説明する。なお、図4Bに示す変形例2の液晶表示装置10Bは、実施形態1の液
晶表示装置10に比して、枠壁18の形成される辺が異なるのみであるので、その他の共
通する部分については同一の参照符号を付与し、詳細な説明は省略する。
側面の1辺に形成されている。このようにすることで、変形例2の液晶表示装置10Bは
、実施形態1の液晶表示装置10と同様の効果が得られると共に、任意の辺を狭額縁化す
ることが可能な液晶表示装置10Bを提供することができ、設計の幅を広げることができ
る。なお、変形例2の液晶表示装置10Bでは、液晶注入口25は枠シール材で形成され
るが、これは従来技術と同様であるので説明は省略する。また、変形例2の液晶表示装置
10Bでは、図4Bを正面から見て右側を狭額縁化した例を示したが、この逆の左側の辺
を狭額縁化することも可能であり、両側の側辺を共に狭額縁化することも可能である。
工程を説明する。なお、以下の説明においては図5に示すフローチャートと対応して説明
する。
ー基板11Mは、上記実施形態1の液晶表示装置10で説明したように、最初に各種配線
等を形成する。すなわち、ガラス等の透明基板12上に、所定の大きさを有する各液晶表
示パネル形成領域29を形成し、金属膜や絶縁膜、樹脂膜等の成膜とパターニングを繰り
返して信号線や走査線などの各種配線、スイッチング素子としての薄膜トランジスター、
ITOやIZO等の透明導電性材料からなる下電極、電極間絶縁膜、ITOやIZO等の
透明導電性材料からなる上電極、配向膜などを備え、複数個の液晶表示パネル領域を含む
ように形成する。
基板間のセルギャップを形成するフォトスペーサーをフォトリソグラフィー法によって形
成する。このとき、図6Aに示したように、枠壁18を、液晶注入口25が形成される辺
にこの液晶注入口25を形成する部分を除いて、フォトリソグラフィー法を用いてフォト
スペーサーと同じ材料で2列に亘って平行に形成する。このようにすることで枠壁18は
、フォトリソグラフィー法の形成の精度が高いため、表示領域23に形成した表示画素2
7に沿ってぎりぎりに形成することができる。なお、この枠壁18はフォトスペーサー1
9の形成と同時にフォトリソグラフィー法によって形成することもできる。そして、必要
に応じて配向膜にラビング処理をしてARマザー基板11Mを完成する(ステップS1)
。
ー基板11Mに形成された各液晶表示パネル形成領域29に対応するように、ガラス等の
透明基板15上に金属膜や樹脂膜、絶縁膜等の成膜とパターニングを繰り返し、遮光層、
カラーフィルター層、オーバーコート層、配向膜等を備えるように形成される。そして、
必要に応じて配向膜にラビング処理をしてCFマザー基板14Mを完成する(ステップS
2)。
シールディスペンサー(図示省略)を用いて塗布する(図6B参照)。この枠シール材1
7は、ステップS1で枠壁18を形成した辺を除いた各液晶表示パネル形成領域29の表
示領域23となる部分の外周に沿って塗布する。このとき枠シール材17は、枠壁18と
近接する角部分に隙間S1(図3A参照)ができるように塗布し、枠シール材17が枠壁
18に乗り上げて塗布するのを抑制する。また、これらの枠シール材17はARマザー基
板11M及びCFマザー基板14Mの少なくとも一方に形成することができるが、実施形
態1の液晶表示装置10の製造工程においては、枠壁18を形成した側のARマザー基板
11M側に形成する場合を説明している。また、枠シール材17としては熱硬化性樹脂や
紫外線硬化性樹脂等を用いることができる(ステップS3)。
し枠シール材17を塗布したARマザー基板11MとCFマザー基板14Mを対向配置し
、両マザー基板11M、14Mに形成したアライメントマーク(図示省略)等を合わせる
ことにより位置決めを行い、両マザー基板11M、14M間に圧力を加えることで行う(
ステップS4)。
うに分断及び切断する工程を行う(ステップS5)。この分断及び切断工程で貼り合わせ
たマザー基板から各液晶表示パネルの大きさとなるように切り出し、さらに、カラーフィ
ルター基板14の一部を切断する。この切断によりカラーフィルター基板より張り出した
部分をアレイ基板11に形成し、この張り出した部分がドライバーIC20(図1A参照
)等が設置される実装領域12aとなる(図8A参照)。なお、両マザー基板11M、1
4Mの分断及び切断方法としては、スクライブ法とブレーク法を組み合わせた方法やホイ
ールカッターを用いた方法、レーザーカッターを用いた方法などを適宜選択して採用し得
る。
た部分に接着剤21を塗布し、枠壁18とカラーフィルター基板14との接着を行う(ス
テップS6)。このとき、実施形態1の液晶表示装置10では液晶注入口25を形成した
辺に枠壁18を形成したので、接着剤21は、液晶注入口25を形成した部分を除いて専
用のディスペンサー28等を用いて塗布する(図8B参照)。また、この接着剤21は、
上述した枠壁18と枠シール材17の隙間S1にも塗布し、この隙間S1を埋める。
Aに示したように、各々の液晶表示パネル10pを液晶注入口25が下になるように設置
し、液晶注入口25に対応する位置に合わせて液晶26を用意する。このとき、液晶注入
装置内を減圧して真空状態にする。次に、図9Bに示すように、液晶表示パネル10pの
液晶注入口25に液晶26を接触させる。すると、図9Cに示すように、液晶注入口25
からいわゆる毛細管現象により、液晶26が液晶表示パネル10pの表示領域23内に侵
入する。その後、しばらくして、この液晶26の注入装置の内部を大気圧に戻すと、図9
Dに示すように、液晶26は、表示領域23の隅々までさらに行き渡る(ステップS7)
。その後、図9Eに示すように、液晶注入口25を封止材22で封止して、液晶26の注
入が終了する(ステップS8)。
、図1Aに示すような実施形態1の液晶表示装置10が完成する(ステップS9)。この
ように、実施形態1の液晶表示装置10の製造方法によれば、狭額縁化された液晶表示装
置10を効率よく製造することができる。また、枠壁18とフォトスペーサーは同じ材料
及び同じ工程で形成することができるので、特別な材料を用いる必要がなく安価な液晶表
示装置を提供することができる。
次に、実施形態1の液晶表示装置10の製造方法の変形例3を図10を参照して説明す
る。なお、変形例3の液晶表示装置の製造方法は、上記実施形態1の液晶表示装置10の
製造方法と対比すると、製造工程の順番の一部が異なるのみなので、同一の構成部分には
同一の参照符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
板14Mを用意する工程は実施形態1の液晶表示装置10の製造方法と同じである(ステ
ップS11、ステップS12)。すなわち、ARマザー基板11Mには、枠壁18が形成
してある。また、この枠壁を形成した部分以外の液晶表示パネル領域の外周に枠シール材
を塗布する工程も実施形態1の液晶表示装置10の製造方法と同じである。しかしながら
、実施形態1の液晶表示装置10の製造方法では、ARマザー基板11Mへの接着剤21
の塗布は張り合わせたマザー基板を分断及び切断した後に行ったが、変形例3の液晶表示
装置の製造方法では、両マザー基板11M、14Mを貼り合わせる前に、一方のマザー基
板に枠シール材を塗布すると共に一方の基板に形成した枠壁に接着剤の塗布を行い、その
後両マザー基板を貼り合せるものである。
枠シール材17を塗布すると共に、先に形成した枠壁18の上端部に接着剤21を塗布す
る(ステップS13)。この工程の後、両マザー基板11M、14Mの貼り合わせを行い
(ステップS14)、貼り合わせた両マザー基板11M、14Mを個々の液晶表示パネル
10pに分断及び切断する(ステップS15)。そして、上記の実施形態1の液晶表示装
置の製造方法と同様に、分断及び切断された液晶表示パネル10pに液晶26を注入し(
ステップS16)、液晶注入口25を封止材で封止し(ステップS17)、ドライバーI
C20等を設置することにより変形例3の液晶表示装置が完成する(ステップS18)。
とを一度に貼り合せることができるので、上記実施形態1の液晶表示装置の製造方法の効
果を奏すると共に液晶表示装置の製造効率をさらに上げることができる。
が形成される辺に形成される場合を説明したが、これに限らず、上述した変形例1及び変
形例2の液晶表示装置の場合も同様の工程で製造することができる。
11M:ARマザー基板 12:第1透明基板 12a:実装領域 13:第1構造物
14:カラーフィルター基板 14M:CFマザー基板 15:第2透明基板 16:第
2構造物 17:枠シール材 18:枠壁 18a:内側の枠壁 18b:外側の枠壁
19:フォトスペーサー 20:ドライバーIC 21:接着剤 22:封止材 23:
表示領域 24:非表示領域 25:液晶注入口 26:液晶 27:表示画素 28:
ディスペンサー 29:液晶表示パネル形成領域
Claims (7)
- 一対の基板が対向配置され、前記一対の基板の一辺に液晶注入口が形成され、前記一対の基板の他辺にドライバーICが設置される実装領域が設けられ、前記一対の基板間に液晶が封入された液晶表示装置において、
前記一対の基板の一方の周囲の辺のうち前記実装領域が設けられた他辺を除く少なくとも1辺に、フォトスペーサーと同じ材料で前記液晶と接する側の面に枠壁が形成され、
前記枠壁が形成された辺以外の辺には枠シール材が塗布され、
前記枠壁と前記一対の基板の他方との間には接着剤が塗布され、
前記枠シール材と前記接着剤とによって前記一対の基板が貼り合わされている、
液晶表示装置。 - 前記枠壁は、前記液晶注入口が形成される辺に形成され、前記液晶注入口は前記接着剤で封止されている、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記枠壁は、複数列形成されている、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記接着剤は、枠シール材又は封止材である、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記接着剤は、フィラーが混入されている、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 液晶表示装置の製造方法において、
少なくとも1つの液晶表示パネル形成領域を形成した一方のマザー基板と、
前記一方のマザー基板の液晶表示パネル形成領域に対応した液晶表示パネル形成領域を形成し、前記液晶表示パネル形成領域のドライバーICを設置する実装領域を形成する辺を除いた少なくとも1辺にフォトリソグラフィー法によってフォトスペーサーと同じ材料で枠壁を形成した他方のマザー基板を用意する第1の工程と、
前記枠壁を形成した他方のマザー基板の表面に、前記液晶表示パネル形成領域の前記枠壁を形成していない辺に枠シール材を塗布する第2の工程と、
前記一方のマザー基板と前記他方のマザー基板を貼り合わせる第3の工程と、
前記貼り合わせたマザー基板を個々の液晶表示パネルに分断又は余分な部分を切断する第4の工程と、
前記枠壁と、前記枠壁を形成していない前記一方のマザー基板との間に接着剤を塗布する第5の工程と、
前記液晶表示パネルに液晶注入口から液晶を注入する第6の工程と、
前記液晶注入口を封止する第7の工程と、
を備える、
液晶表示装置の製造方法。 - 液晶表示装置の製造方法において、
少なくとも1つの液晶表示パネル形成領域を形成した一方のマザー基板と、
前記一方のマザー基板の液晶表示パネル形成領域に対応した液晶表示パネル形成領域を形成し、前記液晶表示パネル形成領域のドライバーICを設置する実装領域を形成する辺を除いた少なくとも1辺にフォトリソグラフィー法によってフォトスペーサーと同じ材料で枠壁を形成した他方のマザー基板を用意する第1の工程と、
前記枠壁を形成した他方のマザー基板の表面に、前記液晶表示パネル形成領域の前記枠壁を形成していない辺に枠シール材を塗布すると共に、前記枠壁の上部端面に接着剤を塗布する第2の工程と、
前記一方のマザー基板と前記他方のマザー基板を貼り合わせる第3の工程と、
前記貼り合わせたマザー基板を個々の液晶表示パネルに分断又は余分な部分を切断する第4の工程と、
前記液晶表示パネルに液晶注入口から液晶を注入する第5の工程と、
前記液晶注入口を封止する第6の工程と、
を備える、
液晶表示装置の製造方法。
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