JPH04304425A - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子およびそ
の製造方法に関し、特に、高信頼性が要求されるトウィ
ストネマテイック（ＴＮ；ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉ
ｃ　）及びスパートウィストネマテイック（ＳＴＮ；Ｓ
ｕｐｅｒ　ＴＮ）　の使用寿命を延長するためのスペイ
サーの撒布方法およびこの製造方法により製造された液
晶表示素子の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に使用されている液晶表示素子は、
図２に図示するように透明導電膜であるＩＴＯ膜が被覆
された上・下部ガラス基板（１），（１′）を洗浄した
後乾燥させて水分を除去し、その上・下部ガラス基板（
１），（１′）上に感光性樹脂を被膜させた後、その感
光樹脂を通じて選択的に光を照射させて上記透明導電膜
をエッチングにて所望のパターンの上部共通電極（３）
及び下部画素電極（３′）を形成させていた。

【０００３】その後、上記透明導電膜がパタニングされ
たガラス基板（１），（１′）上をコーティング方法に
てポリイミド（ｐｏｌｙ　ｉｍｉｄ　）膜を塗布して配
向膜（４），（４′）を形成させるのであるが、この時
このポリイミド膜にスペイサー（６）を混ぜて塗布させ
るとか、ポリイミド膜を塗布する前に透明導電膜がパタ
ニングされたガラス基板（１），（１′）の上にスペイ
サー（６）を撒布させた後ポリイミド膜を塗布した。続
いて、密封（ｓｅａｌ）材（７）をスクリーン印刷して
上記上・下ガラス基板（１），（１′）を加圧硬化して
付着させて液晶セルを造る。

【０００４】又、他のスペイサー撒布方法は、ポリイミ
ド膜を塗布して配向膜（４），（４′）を形成させ密封
材（７）のスクリーン印刷をして素焼した後、スペイサ
ー（６）を撒布し、その後、加圧硬化させてガラス基板
（１），（１′）を合着させた後、液晶を注入して偏光
板（２），（２′）を付着させて液晶セルを製造した。

【０００５】上・下部ガラス基板（１），（１′）を合
着させれば、この時ガラス基板には多数の液晶セルが形
成されているので、各々の液晶セルに配分するために炭
化硅素だとかダイヤモンドカッターを使用して機械的衝
撃を加えて切断する。その後、液晶セルと液晶が入って
いる容器を真空チェンバーに入れて、その真空チェンバ
ー内の空気を排気しながら液晶が入っている容器に超音
波を加えて液晶に含まれている水分や気泡を抜く。チェ
ンバー内が真空状態になれば、液晶セルの注入口に液晶
を接触させた後、チェンバー内に窒素ガスを注入すれば
、これにより液晶は液晶セル内の気圧とチェンバーの気
圧差および毛細管現象によりセル内に吸入される。液晶
注入が終れば、注入口を光硬化性樹脂にて封じて液晶（
５）と空気及び空気中に含まれている水分との接触を防
ぐ。

【０００６】続いて、液晶セルに付着した手垢だとか有
機物を除去させて、偏光板とガラス基板が良く接着する
よう液晶セルをフレオンに約２０秒間洗浄させた後、偏
光板（２），（２′）を上記上・下ガラス基板（１），
（１′）の外側に付着させる。この様な液晶セルの製造
課程に於いて、上記スペイサー（６）を撒布する方法は
、透明導電膜がパターニングされたガラス基板（１），
（１′）上にスペイサー（６）を撒布した後、配向膜（
４），（４′）を各々形成させる方法と、或いは、配向
膜溶液にスペイサー（６）を適当なる比率にて混ぜた状
態にて透明導電膜がパターニングされたガラス基板（１
），（１′）の上に配向膜（４），（４′）をコーティ
ングし、スペイサー（６）の一部が重なっている配向膜
（４），（４′）を硬化する方法、又は、配向膜（４）
，（４′）をコーティングし、密封材（７）をスクリー
ン印刷してから素焼した後、スペイサー（６）を空気ま
たは揮発性液体と混合して上記配向膜（４），（４′）
の上に撒布する方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、この様な
従来の液晶表示素子のスペイサー撒布方法中、配向膜溶
液にスペイサーを混ぜて撒布する方法は配向膜が主にポ
リイミドが主成分である有機高分子にて成り、スペイサ
ー（６）をガラスファイバー（硝子繊維）又は酸化アル
ミニウム（Ａｌ２Ｏ３　）が主成分である無機物にて成
る場合に適用される方法にして、この場合にはスペイサ
ーと配向膜溶液との表面張力、凝集力等の差により配向
膜にピンホール（ｐｉｎ　ｈｏｌｅ）が発生するとか、
配向膜の厚さが不均一になる問題点が有った。又、ルビ
ング（ｒｕｂｂｉｎｇ　）をするとき、スペイサーが本
来の位置を離脱して配向膜を損傷させスペイサーが壊れ
る場合も発生するので、液晶セルのギャップ（ｇａｐ　
）が一定に維持されない問題点がある。

【０００８】又、従来のスペイサー撒布方法中、配向膜
及び密封材を形成させて素焼した後にスペイサーを撒布
する場合には、通常的に上・下ガラス基板を互いに接着
させる前にガラス基板の上に塵だとか汚染物を除去する
ために表面を真空吸着処理する工程が必要であり、この
真空吸着課程を素焼した後に遂行しなければならないの
で、素焼工程にて異物質が入ってギャップ不良がよく発
生する問題点が有った。

【０００９】また、従来のスペイサー撒布方法等は、ス
ペイサーを上・下部ガラス基板（１），（１′）等の上
に撒布したので、スペイサーが撒布された上・下部ガラ
ス基板（１），（１′）を合着させるとき壊れる欠陥が
発生し、ルビングをする時、両側のスペイサーにより配
向膜（４），（４′）が損傷をこうむり、液晶が電気化
学反応により電気分解される可能性も高くなって、液晶
表示素子の動作電圧が変るので、寿命を短縮させる問題
点が有った。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、スペイ
サーの破壊及び離脱による配向膜の損傷を減少し、配向
膜の均等性を増加させて高品位の液晶表示素子を製造す
ると共にその寿命を延長させることが出来るスペイサー
撒布方法とその方法により製造された液晶セルの構造を
提供するに有る。

【００１１】本発明は、透明導電膜が形成されている上
・下部のガラス基板中、一側のガラス基板上にだけスペ
イサーを撒布し、そのスペイサーが撒布されたガラス基
板上にロールプリンターを利用してポリイミド膜を被膜
させて配向膜を形成させるか、または一方の側のガラス
基板上にはポリイミドだけを被膜させ、他方の側のガラ
ス基板にはポリイミド溶液にスペイサーを混ぜてロール
プリンターを利用して被膜させた後、硬化させる方法に
よりスペイサーを撒布させ、一方の側の配向膜によりス
ペイサーが固着される構造にしたので、上・下ガラス基
板の合着およびルビング時のスペイサーの破壊と離脱を
防止させて配向膜の損傷を減少させ均等性を増加させた
高品位の液晶表示素子を製造して液晶表示素子の寿命を
延長させる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を添付した図１を参照して詳
細に説明する。本発明の実施例の説明において、図１の
従来の図面と同一符号にて表記せる部分は同一な性質の
層を現す。透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔ
ｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）膜が被膜された上・下部ガラス基板
（１），（１′）を洗浄した後乾燥させて、その上・下
部ガラス基板（１），（１′）上の水分を除去し、その
上・下部ガラス基板（１），（１′）上に感光性樹脂を
被膜させた後、その感光性樹脂に選択的に光を照射させ
て上下透明導電膜をエッチングして所望のパターンに上
部共通電極（３）および下部画素電極（３′）を形成さ
せる。ここで、共通電極（３）及び画素電極（３′）は
ＩＴＯ膜にてなる導体膜である。その後、共通電極（３
）が形成された上部ガラス基板（１）又は画素電極（３
′）が形成されている下部基板（３′）の中、一側のガ
ラス基板上に揮発性液体を利用してスペイサー（６）を
撒布する。

【００１３】以後、スペイサー（６）が撒布されたガラ
ス基板及びスペイサーが撒布されていないガラス基板の
上にポリイミドをローラープリンターを利用して印刷し
た後、硬化させて配向膜（４），（４′）を形成させ、
密封材（７）をスクリーン印刷してルビンした上・下部
ガラス基板（１），（１′）を互いに接着させて密封し
た後、液晶（５）を注入する。

【００１４】また、本発明によるスペイサー撒布方法の
他の実施例は次の如くである。上記共通電極（３）が形
成された上部基板（１）、または画素電極（３′）が形
成された下部ガラス基板（１′）の中、一方の側のガラ
ス基板の上にはポリイミド溶液にスペイサー（６）を混
ぜてローラープリンターを利用して被膜させ、他の側の
ガラス基板にはスペイサーを混ぜないポリイミド溶液だ
けを被膜させた後、スペイサーが混じっているポリイミ
ド膜及びスペイサーが混じっていないポリイミド膜に紫
外線と熱を加えて、硬化させて配向膜（４），（４′）
を形成させる。

【００１５】その後、密封材（７）をスクリーン印刷さ
せてルビンし、上・下部ガラス基板（１），（１′）を
互いに接着させて密封して液晶（５）を注入した後、偏
光板（２），（２′）を上記上・下部基板（１），（１
′）の外側に付着させて液晶表示素子を製造する。 この様に、本発明によるスペイサー撒布方法の実施例及
び他の実施例によりスペイサーを撒布させれば、図２に
て図示した如くスペイサー（６）が下部基板の配向膜（
４′）に固着される構造を持つか、図面では図示しない
構造にてスペイサー（６）が上部基板の配向膜（４）に
固着された構造を持つ様になる。即ち、スペイサー（６
）が上下部中のある一方の側にだけ撒布されて上部の配
向膜（４）または下部の配向膜（４′）に固着された構
造を持つようになる。

【００１６】ここで、液晶表示素子のテストの中に寿命
実験があるが、これは上下パネルの電極をすべて連結し
てＤＣ１２Ｖを略４８時間加えた後、３Ｖ，３２Ｈｚ　
で電気光学的特性を測定するが、表示特性の変化が発生
すれば不良と判定する。実験によれば、この不良発生部
位は配向膜のポリイミド膜がレビン工程にてスペイサー
によりスクラッチが上下交叉される部分にて発生するの
を確認することが出来た。

【００１７】スペイサーは、ポリイミドに混ぜて撒布す
るが、ポリイミド膜の厚さは約１０００Åであるのに比
べてスペイサーの大きさはポリイミド膜の厚さよりも約
１００倍程度厚いので、ルビンするとき、スペイサー膜
が壊れてルビン棒が壊れたままスペイサーにより持ち運
ばれてスクラッチが発生する（ポリイミド膜が剥がれる
）。ついで、一方の側のポリイミド膜だけが完全である
ならば、ＤＣ１２Ｖ実験にては不良が発生しないのを知
ることができる。

【００１８】即ち、上記にて説明した本発明の実施例に
てわかるように、ポリイミド膜にスペイサーを混ぜて撒
布するのであるが、一側面にだけ混ぜて撒布するので、
他の側にはスペイサーが無いのでルビング時にスクラッ
チの発生が防止され、これにより最小限に一方の側のポ
リイミド膜は完全であるのでＤＣ寿命試験にて不良率は
顕著に減少した。

【００１９】

【発明の効果】以上にて説明した如く、本発明によるス
ペイサー撒布方法によりスペイサーを撒布すれば、スペ
イサーが上部又は下部中の何れかの一方の側の配向膜に
だけ固着されるので、上下部のガラス基板を合着させる
とき及びルビン時にスペイサーが重なる場合が無くなる
のでスペイサーが壊れるとか、離脱が防止される。つい
で、配向膜の損傷を減少させ配向膜の均等性を増加させ
ることができ、スペイサーの使用目的であるセルのギャ
ップを一定に維持させるので液晶の光偏光状態を均一に
してこれにより鮮明なる画質を再生することができる高
品位の液晶表示素子を製造することができる効果が有り
、配向膜の損傷が防止されるので液晶表示素子の寿命を
延長させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の構造を示した断面
図である。

【図２】従来の液晶表示素子の構造を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１…上部ガラス基板 １′…下部ガラス基板 ２…上部偏光板 ２′…下部偏光板 ３…共通電極 ３′…画素電極 ４…上部配向膜 ４′…下部配向膜 ５…液晶 ６…スペイサー ７…密封材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　上側・下側のガラス基板（１），（１
   ′）の外側に、光の方向を調節するために各々付着され
   た偏光板（２），（２′）と、前記上側・下側ガラス基
   板（１），（１′）の内側に形成され共通電極と画素電
   極にて使用するための導体膜（３），（３′）と、前記
   導体膜（３），（３′）が形成された前記上側・下側ガ
   ラス基板（１），（１′）上に形成されて液晶分子が導
   体膜及びガラス基板を通じて印加された制御電圧により
   一定な方向性を持つようにするための上・下部配向膜（
   ４），（４′）と、前記上部配向膜（４）上の共通電極
   （３）と、前記下部配向膜（４′）上の画素電極（３′
   ）との間を間隔を一定に維持させるために前記上部配向
   膜（４）または下部配向膜（４′）中、一方の側にだけ
   固着されるように構成されたスペイサー（６）とを具備
   することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】　　前記上・下部ガラス基板（１），（１
   ′）上に各々共通電極（３）と画素電極（３′）を形成
   させる工程と、前記共通電極（３）上にその共通電極（
   ３）と上記画素電極（３′）との間隔を一定に維持させ
   るためにスペイサー（６）を撒布する工程と、前記画素
   電極（３′）及びスペイサー（６）が撒布された共通電
   極（３）上に配向膜（４），（４′）を塗布した後、硬
   化させる工程を含むことを特徴とする液晶表示素子製造
   方法。
3. 【請求項３】　　前記スペイサー（６）撒布工程は、前
   記画素電極（３′）上にその画素電極（３′）と前記共
   通電極（３）との間隔を一定に維持させるためにスペイ
   サー（６）を撒布することを特徴とする請求項２に記載
   の液晶表示素子製造方法。
4. 【請求項４】　　上・下ガラス基板（１），（１′）上
   に各々共通電極（３）と画素電極（３′）を形成させる
   工程と、上部配向膜（４）溶液にスペイサー（６）を混
   入して前記共通電極（３）上に塗布し、下部配向膜（４
   ′）溶液だけを上記画素電極（３′）上に塗布した後、
   硬化させる工程を含むことを特徴とする液晶表示素子製
   造方法。
5. 【請求項５】　　前記スペイサー（６）撒布工程は、下
   部配向膜（４′）溶液にスペイサー（６）を混合して前
   記画素電極（３′）上に塗布し、上部配向膜（４）溶液
   だけを上記共通電極（３）上に塗布した後、硬化させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子の製造
   方法。
6. 【請求項６】　　前記上部および下部配向膜（４），（
   ４′）およびスペイサー（６）を硬化させる方法は、ロ
   ールプリンターを利用して紫外線と熱を同時に加えて硬
   化させることを特徴とする請求項２又は４に記載の液晶
   表示素子の製造方法。