JPH05127175A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH05127175A
JPH05127175A JP31141991A JP31141991A JPH05127175A JP H05127175 A JPH05127175 A JP H05127175A JP 31141991 A JP31141991 A JP 31141991A JP 31141991 A JP31141991 A JP 31141991A JP H05127175 A JPH05127175 A JP H05127175A
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liquid crystal
layer
sealing material
crystal display
color filter
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Abstract

PURPOSE:To improve the workability and mechanical strength of the structure to adhere a liquid crystal panel. CONSTITUTION:The liquid crystal panel has the structure constitute by sticking a color filter substrate 1 and an element substrate 2 by a sealing material 3 and sealing a liquid crystal layer 4 between these two substrates. An acrylic UV curing type resin is used as the sealing material 3. An acrylic resin layer 13 is utilized for the adhesion boundary on the color filter 1 side and a silicon oxide material layer, for example, PSG phosphorus-doped glass layer 10, is used as the boundary on the element substrate 2 side. An epoxy UV curing type resin may be utilized as well in place of the acrylic UV curing type resin. A transparent electrode 14 is utilized in place of the acrylic resin layer 13 as the adhesion boundary on the color filter substrate 1 side in such a case.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、よ
り詳しくは互いに対向配置される一対の基板のシール構
造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a seal structure for a pair of substrates which are arranged to face each other.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラットパネル型の液晶表示装置は、一
般に電極を形成した一対の基板を所定の間隙を介して周
辺部に沿ってシール材で接着した構造を有する。この間
隙内には液晶が封入されており、対向する電極間に電圧
を印加しその時に生ずる液晶層の光学的変化を利用して
文字や図形等の表示を行なうものである。液晶層の厚み
は通常5μmないし15μm程度であり、一対の基板の
間隙寸法により規制される。この間隙が均一に保持され
ないと表示面に色むらが生じたり、液晶の応答時間にば
らつきが生じ表示品質の低下をもたらす。
2. Description of the Related Art A flat panel type liquid crystal display device generally has a structure in which a pair of substrates having electrodes formed thereon are adhered by a sealing material along a peripheral portion with a predetermined gap. A liquid crystal is enclosed in this gap, and a character or a figure is displayed by applying a voltage between the opposing electrodes and utilizing the optical change of the liquid crystal layer at that time. The thickness of the liquid crystal layer is usually about 5 μm to 15 μm and is regulated by the size of the gap between the pair of substrates. If this gap is not uniformly maintained, color unevenness may occur on the display surface or the response time of the liquid crystal may vary, resulting in deterioration of display quality.

【0003】通常、液晶表示装置あるいは液晶セルを組
み立てる為に、一対の基板の一方にシール材を所定の幅
及び所定の高さで印刷した後、他方の基板を重ね合わせ
接着する。シール材としては、熱硬化型の接着剤樹脂例
えば熱硬化型エポキシ系樹脂が用いられてきた。加温加
圧下シール材を硬化する事により一対の基板を接着す
る。従って、基板間隙寸法は加温加圧した直後に決定さ
れる。しかしながら、比較的大きな表示面積を有する液
晶セルあるいは高精細高密度を要求される液晶セルにお
いては、加温加圧直後の間隙寸法が均一であっても、基
板材料とシール材料との間の熱膨張係数の差等に起因し
て、冷却過程において間隙寸法が変化し不均一になると
いう欠点あるいは上下基板間にパタンピッチずれが生じ
る欠点があった。この欠点を解決する為に、例えば特開
昭57−94721号公報には、加温加圧後冷却速度を
制御して熱的歪を除去する方法が提案されている。しか
しながら、熱硬化型のシール材を用いる限り加熱処理が
必然となり、種々の対策を講じても上下基板の重ね合せ
精度を保つ事は困難であった。
Usually, in order to assemble a liquid crystal display device or a liquid crystal cell, a sealing material is printed on one of a pair of substrates with a predetermined width and a predetermined height, and then the other substrate is laminated and adhered. A thermosetting adhesive resin such as a thermosetting epoxy resin has been used as the sealing material. The pair of substrates are adhered by curing the sealing material under heating and pressure. Therefore, the substrate gap size is determined immediately after heating and pressurizing. However, in a liquid crystal cell having a relatively large display area or a liquid crystal cell that requires high definition and high density, even if the gap size immediately after heating and pressurization is uniform, the heat between the substrate material and the seal material is Due to the difference in expansion coefficient and the like, there is a defect that the gap size changes and becomes non-uniform in the cooling process, or a pattern pitch shift occurs between the upper and lower substrates. In order to solve this drawback, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-94271 proposes a method of controlling the cooling rate after heating and pressurizing to remove thermal strain. However, heat treatment is inevitable as long as a thermosetting sealing material is used, and it is difficult to maintain the overlay accuracy of the upper and lower substrates even if various measures are taken.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】熱硬化型シール材の欠
点に鑑み、最近紫外線硬化型の樹脂をシール材として利
用する方式が提案されている。この種のシール材は紫外
線照射により比較的低温で硬化が可能であり、本来熱的
歪の問題は生じない。しかしながら、熱硬化型樹脂に比
べて接着強度に難点があり、接着界面の材質や表面状態
によっては十分な機械的強度を得る事ができないという
問題点あるいは課題がある。例えば、一般に基板表面に
は液晶分子の配向制御膜が形成されている。この膜が比
較的化学的に不活性な材料で構成されている場合には、
紫外線硬化型樹脂の界面に対する結合反応が起り難くな
り、接着強度が低下する。あるいは、基板表面に駆動素
子を集積形成したタイプにおいては、基板表面が窒化シ
リコン膜等の保護膜により被覆されている場合がある。
窒化シリコン膜は比較的不活性である為紫外線硬化型接
着剤を用いた場合には十分な強度を得る事ができない。
従って、紫外線硬化型シール材を用いた場合安定した接
着強度が得られずフラットパネルの剥離等を含む重大な
欠陥が生じる惧れがある。
In view of the drawbacks of the thermosetting sealing material, recently, a method of using an ultraviolet curing resin as a sealing material has been proposed. This kind of sealing material can be cured at a relatively low temperature by irradiation of ultraviolet rays, and the problem of thermal distortion does not occur originally. However, the adhesive strength is more difficult than that of the thermosetting resin, and there is a problem or problem that sufficient mechanical strength cannot be obtained depending on the material and surface condition of the adhesive interface. For example, an alignment control film for liquid crystal molecules is generally formed on the surface of the substrate. If the membrane is composed of a relatively chemically inert material,
The bonding reaction to the interface of the ultraviolet curable resin becomes difficult to occur, and the adhesive strength decreases. Alternatively, in the type in which the drive elements are integratedly formed on the surface of the substrate, the surface of the substrate may be covered with a protective film such as a silicon nitride film.
Since the silicon nitride film is relatively inactive, it is not possible to obtain sufficient strength when using an ultraviolet curable adhesive.
Therefore, when the ultraviolet curable sealant is used, stable adhesive strength cannot be obtained, and serious defects including peeling of the flat panel may occur.

【0005】上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明
は紫外線硬化型シール材に対して十分な接着強度を保証
する事のできる接着界面構造を提供する事を目的とす
る。なお、本発明はあらゆる種類のフラットパネル型液
晶表示装置に適用可能であるが、特にアクティブマトリ
クス型カラー液晶表示装置の組み立てに有効である。こ
の種の装置はカラーフィルタの形成された一方の基板と
液晶駆動素子の形成された他方の基板とを対向配置し且
つ接着して得られるものである。
In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an adhesive interface structure capable of guaranteeing sufficient adhesive strength with respect to the ultraviolet curable sealing material. The present invention can be applied to all kinds of flat panel type liquid crystal display devices, but is particularly effective for assembling an active matrix type color liquid crystal display device. This type of device is obtained by arranging and adhering one substrate on which a color filter is formed and the other substrate on which a liquid crystal driving element is formed so as to face each other.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決し、本発明の目的を達成する為に講じられた手
段は以下の通りである。即ち、対向面に各々透明電極を
有する一対の基板をその周辺部に沿ってシール材を介し
て互いに対向配置させて構成した液晶表示装置におい
て、シール材として紫外線硬化型樹脂を用いるととも
に、この紫外線硬化型樹脂と一方の基板との界面に酸化
シリコン系物質層を形成するという解決手段が講じられ
た。
Means for solving the problems of the above-mentioned conventional techniques and achieving the objects of the present invention are as follows. That is, in a liquid crystal display device in which a pair of substrates each having a transparent electrode on the opposite surface are arranged to face each other along a peripheral portion thereof with a sealing material interposed therebetween, an ultraviolet curable resin is used as the sealing material and A solution was taken to form a silicon oxide based material layer at the interface between the curable resin and one of the substrates.

【0007】本発明の一態様としてアクティブマトリク
ス型のカラー表示装置が挙げられる。この装置は、絶縁
基材上に液晶駆動素子を搭載するとともにその周辺部が
酸化シリコン系物質層で覆われた第1の基板と、ガラス
基材上にカラーフィルタを有しその周辺部がアクリル樹
脂層で覆われた第2の基板とから構成されている。これ
ら一対の基板は、周辺部に沿ってアクリル系紫外線硬化
型樹脂からなるシール材を介して互いに対向配置され且
つ接着固定される。なお、接着された両基板の間隙には
液晶層が封入される。場合によっては、一般的なアクリ
ル系紫外線硬化型樹脂の代りにより強い接着強度を特徴
とするエポキシ系紫外線硬化型樹脂をシール材として用
いる事もできる。この場合には、アクリル樹脂層とエポ
キシ系紫外線硬化型樹脂からなるシール材との間に透明
電極が介在する構造であっても良い。最後に、前述した
酸化シリコン系物質層は例えばリンドープガラス(PS
G)膜を利用する事ができる。
As one embodiment of the present invention, an active matrix color display device can be given. In this device, a liquid crystal driving element is mounted on an insulating base material, and a peripheral portion of the first substrate is covered with a silicon oxide-based material layer, and a color filter is provided on a glass base material. It is composed of a second substrate covered with a resin layer. The pair of substrates are arranged to face each other along the peripheral portion with a sealing material made of an acrylic ultraviolet curing resin interposed therebetween, and are fixed by adhesion. A liquid crystal layer is sealed in the gap between the two substrates that are bonded together. In some cases, an epoxy UV curable resin, which is characterized by a stronger adhesive strength, can be used as a sealant instead of a general acrylic UV curable resin. In this case, the transparent electrode may be interposed between the acrylic resin layer and the sealing material made of the epoxy-based ultraviolet curing resin. Finally, the above-mentioned silicon oxide-based material layer is formed of, for example, phosphorus-doped glass (PS).
G) Membranes can be used.

【0008】[0008]

【作用】本発明においては、シール材として紫外線硬化
型樹脂を用いるとともに、少なくとも一方の基板の周辺
部表面を酸化シリコン系物質層で被覆する表面処理を行
なっている。紫外線硬化型樹脂は酸化シリコン系物質層
に対して接着性に優れており十分な機械的強度を有する
液晶パネル構造が得られる。かかる接着構造は特にカラ
ーフィルタ基板と素子基板を貼り合わせてアクティブマ
トリクス型液晶表示パネルを作成する場合に有効であ
る。この場合には、素子基板側の周辺部表面を酸化シリ
コン系物質層で被覆する。この材料としては特に保護膜
あるいはパッシベーション膜として利用されるPSGが
最適である。一方、カラーフィルタ基板の周辺部表面に
はアクリル樹脂層を設ける。この材料も紫外線硬化型樹
脂に対して優れた接着性を有するので十分な機械的強度
を有するシール構造が得られる。アクリル樹脂層はカラ
ーフィルタ薄膜の保護膜を兼ねる事ができるので特に好
ましい。
In the present invention, the ultraviolet curable resin is used as the sealing material, and the surface treatment is performed by coating the peripheral surface of at least one of the substrates with the silicon oxide type material layer. The ultraviolet curable resin has excellent adhesiveness to the silicon oxide-based material layer, and a liquid crystal panel structure having sufficient mechanical strength can be obtained. Such an adhesive structure is particularly effective when an active matrix type liquid crystal display panel is produced by bonding a color filter substrate and an element substrate together. In this case, the surface of the peripheral portion on the element substrate side is covered with the silicon oxide based material layer. PSG used as a protective film or a passivation film is most suitable as this material. On the other hand, an acrylic resin layer is provided on the peripheral surface of the color filter substrate. Since this material also has excellent adhesiveness to the UV curable resin, a seal structure having sufficient mechanical strength can be obtained. The acrylic resin layer is particularly preferable because it can also serve as a protective film for the color filter thin film.

【0009】紫外線硬化型樹脂には一般的なアクリル系
のものと特に接着強度特性に優れたエポキシ系のものを
用いる事ができる。アクリル系紫外線硬化型樹脂を用い
る場合には、前述したアクリル樹脂層と化学的に類似の
組成を有するので互いに相容性があり好ましい。又、エ
ポキシ系紫外線硬化型樹脂を用いた場合であっても、優
れた接着性能を有するのでアクリル樹脂層に対しても十
分な耐剥離強度を保証できる。但し、エポキシ系の場合
には、アクリル樹脂層の他にも例えばITO等からなる
透明電極に対しても優れた接着性を有する。従って、液
晶パネルの構造によっては、カラーフィルタ基板側にお
いて、アクリル樹脂層とエポキシ系紫外線硬化型樹脂か
らなるシール材との界面に透明電極を介在させても良
い。
As the ultraviolet curable resin, a general acrylic resin and an epoxy resin having particularly excellent adhesive strength characteristics can be used. When an acrylic ultraviolet curable resin is used, it has compatibility with each other because it has a composition chemically similar to that of the above-mentioned acrylic resin layer, and thus is preferable. Further, even when the epoxy-based UV-curable resin is used, since it has excellent adhesion performance, sufficient peeling resistance can be assured even for the acrylic resin layer. However, in the case of an epoxy type, it has excellent adhesiveness not only to the acrylic resin layer but also to a transparent electrode made of ITO or the like. Therefore, depending on the structure of the liquid crystal panel, a transparent electrode may be provided on the color filter substrate side at the interface between the acrylic resin layer and the sealing material made of the epoxy-based ultraviolet curing resin.

【0010】[0010]

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明をアクティブマトリクス
型液晶表示装置の組み立てに適用した場合の第1実施例
を示す模式的な部分断面図である。本アクティブマトリ
クス型液晶表示装置は、カラーフィルタ基板1と素子基
板2とをシール材3を介して接着し、両基板の間隙に液
晶層4を封入して構成されるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partial sectional view showing a first embodiment when the present invention is applied to the assembly of an active matrix type liquid crystal display device. The active matrix type liquid crystal display device is configured by adhering a color filter substrate 1 and an element substrate 2 with a sealing material 3 interposed therebetween, and enclosing a liquid crystal layer 4 in a gap between both substrates.

【0011】素子基板2の内側表面にはマトリクス状に
配列された画素電極5が形成されている。この画素電極
5は石英等の絶縁基材6に多結晶シリコン膜を堆積した
後選択的エッチングを行なう事により形成できる。個々
の画素電極5に対応して駆動素子7が形成されている。
駆動素子7は、前述した多結晶シリコン膜に対して半導
体製造技術を駆使して形成され例えば電界効果型の薄膜
トランジスタ(TFT)からなる。TFTのドレイン電
極は画素電極5に接続されているとともに、ソース電極
はアルミニウム配線8に結線されている。これらの電極
及びアルミニウム配線は下側のPSG層9からなる層間
絶縁膜の上に形成される。更に、駆動素子アレイの表面
は上側のPSG層10からなる保護膜あるいはパッシベ
ーション膜により被覆されている。
Pixel electrodes 5 arranged in a matrix are formed on the inner surface of the element substrate 2. The pixel electrode 5 can be formed by depositing a polycrystalline silicon film on an insulating base material 6 such as quartz and then performing selective etching. A drive element 7 is formed corresponding to each pixel electrode 5.
The drive element 7 is formed by making full use of semiconductor manufacturing technology for the above-mentioned polycrystalline silicon film, and is composed of, for example, a field effect type thin film transistor (TFT). The drain electrode of the TFT is connected to the pixel electrode 5, and the source electrode is connected to the aluminum wiring 8. These electrodes and aluminum wiring are formed on the interlayer insulating film made of the lower PSG layer 9. Further, the surface of the drive element array is covered with a protective film or passivation film made of the upper PSG layer 10.

【0012】一方カラーフィルタ基板1はガラス基材1
1を用いて形成されており、その内側表面にRGB三原
色のカラーフィルタ膜12がパタニングされている。こ
のカラーフィルタ膜12は画素電極5に対応して設けら
れるているとともに、アクリル樹脂層13からなるトッ
プコートにより保護被覆されている。加えて、トップコ
ートの上にはITO等からなる透明電極14がパタニン
グ形成されている。この透明電極14は略表示画面全体
を覆っている。
On the other hand, the color filter substrate 1 is a glass base material 1.
1 and the color filter film 12 of RGB three primary colors is patterned on the inner surface thereof. The color filter film 12 is provided corresponding to the pixel electrode 5 and is also protectively covered with a top coat made of an acrylic resin layer 13. In addition, the transparent electrode 14 made of ITO or the like is patterned on the top coat. The transparent electrode 14 substantially covers the entire display screen.

【0013】所定の間隙を介してカラーフィルタ基板1
及び素子基板2を互いに貼り合わせる為にシール材3と
してアクリル系紫外線硬化型樹脂が用いられてる。シー
ル材3は一方の基板の周辺部に沿ってスクリーン印刷等
により塗布された後紫外線照射により硬化される。素子
基板2の周辺部表面にはPSG層10が予め被覆されて
おり、接着界面を構成する。この接着界面は駆動素子7
の上に堆積されたパッシベーション膜の延長部分からな
る。しかしながら、これに代えて別途PSG層10を周
辺部のみに形成して接着界面としても良い。酸化シリコ
ン系物質であるPSG層10はアクリル系紫外線硬化型
樹脂に対して相容性があり優れた接着界面を構成してい
る。一方、カラーフィルタ基板1の周辺部表面にはアク
リル樹脂層13が予め配設されており他方の接着界面を
構成する。この接着界面はカラーフィルタ膜12を被覆
するトップコートの延設部分である。しかしながら、こ
れに代えて、別途接着界面用としてアクリル樹脂層を別
工程で設けても良い。アクリル樹脂層もアクリル系紫外
線硬化型樹脂に対して相容性があり優れた接着界面を構
成する。
Color filter substrate 1 through a predetermined gap
Also, an acrylic UV-curable resin is used as the sealing material 3 for attaching the element substrates 2 to each other. The sealing material 3 is applied along the peripheral portion of one of the substrates by screen printing or the like, and then cured by irradiation with ultraviolet rays. The surface of the peripheral portion of the element substrate 2 is previously coated with the PSG layer 10 to form an adhesive interface. This bonding interface is the driving element 7
It consists of an extension of the passivation film deposited on top. However, instead of this, the PSG layer 10 may be separately formed only in the peripheral portion to serve as an adhesive interface. The PSG layer 10, which is a silicon oxide-based material, is compatible with the acrylic UV-curable resin and constitutes an excellent adhesive interface. On the other hand, an acrylic resin layer 13 is previously arranged on the surface of the peripheral portion of the color filter substrate 1 and constitutes the other adhesive interface. This adhesive interface is an extended portion of the top coat that covers the color filter film 12. However, instead of this, an acrylic resin layer may be separately provided for the adhesive interface in a separate step. The acrylic resin layer is also compatible with the acrylic ultraviolet curable resin and constitutes an excellent adhesive interface.

【0014】アクリル系紫外線硬化型樹脂としては一般
にアクリレートあるいはメタアクリレートが用いられて
おり、以下の化学式1で表わされる様な構造を有してい
る。
Acrylate or methacrylate is generally used as the acrylic UV-curable resin and has a structure represented by the following chemical formula 1.

【化1】 なお、上記の構造式においてX及びYは樹脂の要求特性
に応じて適宜選択される。この種の紫外線硬化型樹脂は
市販されており例えばソニーケミカル社から入手でき
る。重合開始剤はラジカル系が一般的に用いられる。
[Chemical 1] In the above structural formula, X and Y are appropriately selected according to the required characteristics of the resin. This type of ultraviolet curable resin is commercially available and can be obtained from, for example, Sony Chemical Company. A radical type polymerization initiator is generally used.

【0015】図2は第2実施例を示す模式的な部分断面
図である。第1実施例と同様にカラーフィルタ基板1と
素子基板2とをシール材3により貼り合わせてアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置を構成している。第1実
施例と異なる点は、シール材3としてエポキシ系紫外線
硬化型樹脂を用いている事である。この樹脂は一般的に
ビスフェノールA型と呼ばれる構造を持つものが多く、
例えば以下の化学式2で表わされる分子構造を有する。
なお、分子式中Xは樹脂の要求特性に応じて適宜選択さ
れる。エポキシ系樹脂は前述したアクリル系樹脂に比べ
て接着性に優れており紫外線硬化型としては比較的新し
い材料である。例えば、ソニーケミカル社から入手可能
である。重合開始剤としてはラジカル系あるいはイオン
系のいずれかを用いる事ができる。
FIG. 2 is a schematic partial sectional view showing a second embodiment. Similar to the first embodiment, the color filter substrate 1 and the element substrate 2 are attached to each other with the sealing material 3 to form an active matrix type liquid crystal display device. The difference from the first embodiment is that an epoxy-based ultraviolet curable resin is used as the sealing material 3. Many of these resins generally have a structure called bisphenol A type,
For example, it has a molecular structure represented by the following chemical formula 2.
In addition, X in the molecular formula is appropriately selected according to the required characteristics of the resin. Epoxy resins are superior in adhesiveness to the above-mentioned acrylic resins and are a relatively new material for ultraviolet curing. For example, it is available from Sony Chemicals. As the polymerization initiator, either a radical type or an ionic type can be used.

【化2】 [Chemical 2]

【0016】素子基板2側の接着界面としては、第1実
施例と同様にPSG層10が用いられている。一方、カ
ラーフィルタ基板1側の接着界面としては、第1実施例
と異なり透明電極14が用いられている。即ち、シール
材3とアクリル樹脂層13との間に透明電極14が介在
した構造となっている。エポキシ系紫外線硬化型樹脂は
より優れた接着性を有しているので、ITO等からなる
透明電極14に対しても強固に固着する。この実施例で
は、カラーフィルタ基板1の全面に渡って透明電極14
を形成する事が許されるので、パタニングの必要性がな
く製造工程が簡略化できるというメリットがある。
As the adhesive interface on the element substrate 2 side, the PSG layer 10 is used as in the first embodiment. On the other hand, as the adhesive interface on the color filter substrate 1 side, the transparent electrode 14 is used unlike the first embodiment. That is, the transparent electrode 14 is interposed between the sealing material 3 and the acrylic resin layer 13. Since the epoxy-based UV-curable resin has more excellent adhesiveness, it firmly adheres also to the transparent electrode 14 made of ITO or the like. In this embodiment, the transparent electrode 14 is formed over the entire surface of the color filter substrate 1.
Since it is allowed to form, there is an advantage that the manufacturing process can be simplified without the need of patterning.

【0017】図3は本発明の第3実施例を示す。第2実
施例と同様にシール材3としてエポキシ系紫外線硬化型
樹脂を用いている。第2実施例と異なる点は、素子基板
2側の接着界面としてPSG層10の代りにSiO2
20を利用している事である。このSiO2 層20は素
子基板2の全面あるいは周辺部に沿って、真空蒸着法、
スパッタリング法あるいは化学気相成長法等を用いて形
成される。エポキシ系紫外線硬化型樹脂はSiO2 層に
対しても相容性があり優れた接着強度が得られる。Si
2 層はPSG層に比べて成膜が簡単であるというメリ
ットがある。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. As in the case of the second embodiment, an epoxy-based ultraviolet curable resin is used as the sealing material 3. The difference from the second embodiment is that the SiO 2 layer 20 is used instead of the PSG layer 10 as the bonding interface on the element substrate 2 side. The SiO 2 layer 20 is formed on the entire surface of the element substrate 2 or along the peripheral portion thereof by a vacuum deposition method,
It is formed by using a sputtering method or a chemical vapor deposition method. The epoxy-based UV-curable resin is compatible with the SiO 2 layer and has excellent adhesive strength. Si
The O 2 layer has a merit that it is easier to form a film than the PSG layer.

【0018】一方、カラーフィルタ基板1側の接着界面
としては、第1実施例と同様にアクリル樹脂層13が用
いられている。エポキシ系紫外線硬化型樹脂は組成の異
なるアクリル樹脂に対しても相容性があり優れた接着強
度が得られる。
On the other hand, as the adhesive interface on the color filter substrate 1 side, the acrylic resin layer 13 is used as in the first embodiment. Epoxy UV curable resins are compatible with acrylic resins having different compositions, and excellent adhesive strength can be obtained.

【0019】図4は本発明の第4実施例を示す。第3実
施例と同様に、シール材3としてエポキシ系紫外線硬化
型樹脂が用いられている。第3実施例と異なる点は、カ
ラーフィルタ基板1側の接着界面として透明電極14が
用いられている事である。即ち、アクリル樹脂層13と
シール材3との間に透明電極14が介在している。この
部分については、第2実施例と同一の層構造を有してい
るので、既に説明した様に十分な固着強度が得られる。
エポキシ系紫外線硬化型樹脂はアクリル系のものに比べ
て接着性に優れているという特徴がある。この為、エポ
キシ系のものは様々な組成を有する酸化シリコン系物質
層を接着界面として利用できる。この中には、既に例示
したPSGやSiO2 の他に、絶縁基材6を構成する石
英等が含まれる。又、エポキシ系のものはアクリル樹脂
層に加えてITO等の透明電極に対しても相容性があ
る。これに対して、アクリル系のものは接着界面の選択
範囲が比較的狭く、例えばPSG層とアクリル樹脂層に
対して良好な接着強度が得られる。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. As in the case of the third embodiment, an epoxy-based ultraviolet curable resin is used as the sealing material 3. The difference from the third embodiment is that the transparent electrode 14 is used as an adhesive interface on the color filter substrate 1 side. That is, the transparent electrode 14 is interposed between the acrylic resin layer 13 and the sealing material 3. Since this portion has the same layer structure as that of the second embodiment, sufficient fixing strength can be obtained as already described.
Epoxy-based UV-curable resin is characterized by being superior in adhesiveness to acrylic-based resins. Therefore, the epoxy type can use the silicon oxide type material layers having various compositions as an adhesive interface. In addition to PSG and SiO 2 which have already been exemplified, quartz and the like constituting the insulating base material 6 are included in this. Further, the epoxy type is compatible with a transparent electrode such as ITO in addition to the acrylic resin layer. On the other hand, the acrylic type has a relatively narrow selection range of the adhesive interface and, for example, good adhesive strength can be obtained for the PSG layer and the acrylic resin layer.

【0020】図5は本発明に対する比較例を示す模式的
な部分断面図である。カラーフィルタ基板1と素子基板
2を貼り合わせる為に紫外線硬化型樹脂からなるシール
材3を用いる点は実施例と同様である。しかしながら、
素子基板2側の接着界面としてSiN層30が用いられ
てる点で異なる。このSiN層は例えばSiO2 層に比
べて化学的に不活性である。SiO2 層の表面が化学結
合に寄与するOH基等の活性基で覆われているのに対し
て、SiN層にはかかる活性基がほとんど存在しない。
従って、紫外線硬化型樹脂はSiN層に対して強固に固
着する事が無い。なお、SiN層はその緻密性及び化学
的不活性等の理由により半導体素子のパッシベーション
膜として利用されている。
FIG. 5 is a schematic partial sectional view showing a comparative example with respect to the present invention. Similar to the embodiment, the sealing material 3 made of an ultraviolet curable resin is used to bond the color filter substrate 1 and the element substrate 2 together. However,
The difference is that the SiN layer 30 is used as an adhesive interface on the element substrate 2 side. This SiN layer is chemically inactive compared to, for example, a SiO 2 layer. The surface of the SiO 2 layer is covered with active groups such as OH groups that contribute to chemical bonding, whereas the SiN layer has almost no such active groups.
Therefore, the ultraviolet curable resin does not firmly adhere to the SiN layer. The SiN layer is used as a passivation film for semiconductor devices because of its denseness and chemical inertness.

【0021】次に図6を参照して、図1ないし図4に示
す実施例の製造方法を説明する。ステップS1において
カラーフィルタ基板を作成する。即ち、ガラス基材11
の表面にRGBカラーフィルタ膜12を形成した後アク
リル樹脂でトップコートを施しその上に透明電極14を
パタニングする。同時に、カラーフィルタ基板1の周辺
部に沿って所望の接着界面を形成する。
Next, the manufacturing method of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be described with reference to FIG. In step S1, a color filter substrate is created. That is, the glass substrate 11
After the RGB color filter film 12 is formed on the surface of, the top coat is applied with an acrylic resin and the transparent electrode 14 is patterned thereon. At the same time, a desired adhesive interface is formed along the periphery of the color filter substrate 1.

【0022】次に、ステップS2においてスクリーン印
刷等により接着界面の形成されたカラーフィルタ基板周
辺部に紫外線硬化型樹脂を印刷塗布する。
Next, in step S2, an ultraviolet curable resin is applied by printing on the peripheral portion of the color filter substrate where an adhesive interface is formed by screen printing or the like.

【0023】一方、ステップS3において素子基板を作
成する。この工程は通常の薄膜加工技術及び半導体集積
回路技術を用いて行なわれる。
On the other hand, in step S3, an element substrate is prepared. This step is performed by using ordinary thin film processing technology and semiconductor integrated circuit technology.

【0024】続いて、ステップS4において、素子基板
の周辺に沿って接着界面となる酸化シリコン系物質を被
覆する。なお、この工程は素子基板作成工程の一貫とし
て行なわれる場合もある。
Then, in step S4, a silicon oxide-based material which becomes an adhesive interface is coated along the periphery of the element substrate. Note that this step may be performed as a part of the element substrate forming step.

【0025】ステップS5において、各々作成されたカ
ラーフィルタ基板と素子基板を重ね合わせ加圧して仮止
め固定する。この加圧固定は例えばプレスを用いて行な
われる。
In step S5, the color filter substrate and the element substrate, which have been formed respectively, are superimposed and pressed to temporarily fix them. This pressure fixing is performed using, for example, a press.

【0026】続いてステップS6において、紫外線ラン
プ等を用いて基板表面を介し紫外線照射を行ないシール
材を硬化させる。紫外線照射による硬化時間は数十秒な
いし数分程度であり従来の加熱硬化処理に比べタクトタ
イムが大幅に短縮できる。
Subsequently, in step S6, ultraviolet rays are radiated through the substrate surface using an ultraviolet lamp or the like to cure the sealing material. The curing time by UV irradiation is about tens of seconds to several minutes, and the tact time can be greatly shortened as compared with the conventional heat curing treatment.

【0027】最後にステップS7において、貼り合わさ
れた基板の分割を行ない個々のセルに分離する。続い
て、個々のセルの間隙に液晶を封入し表示パネルを得
る。この様に、一般にパネル製造を効率的に行なう為に
多数個取り方式を採用している。この場合、上記例に代
えて、液晶を封入した後、セル分割を行っても良い。
又、特にアクティブマトリクスタイプの液晶パネルを製
造する場合には、最初から単個取り方式を採用しても良
い。
Finally, in step S7, the bonded substrates are divided into individual cells. Subsequently, a liquid crystal is sealed in the spaces between the individual cells to obtain a display panel. In this way, generally, a multi-cavity method is adopted in order to efficiently manufacture the panel. In this case, instead of the above example, the cell division may be performed after enclosing the liquid crystal.
Further, particularly in the case of manufacturing an active matrix type liquid crystal panel, a single-cavity method may be adopted from the beginning.

【0028】図7はこの様にして得られたアクティブマ
トリクス型カラー液晶表示装置の一例を示す。ガラス基
材11と絶縁基材6を対向させ、その間隙に液晶4を封
入した構成となっている。下側の絶縁基材6上にはマト
リクス状に配置されたデータ線41と走査線42及びそ
れらの交点に配置された駆動素子7と画素電極5が配置
されている。上側のガラス基材11上には共通電極ある
いは透明電極14及び各画素電極5に対応したRGBの
カラーフィルタ膜12が配置されている。かかる積層構
造を2枚の偏光板43,44で挟み、白色光を入射させ
ると透過型のカラー表示装置となる。
FIG. 7 shows an example of an active matrix type color liquid crystal display device thus obtained. The glass base material 11 and the insulating base material 6 are opposed to each other, and the liquid crystal 4 is sealed in the gap. On the lower insulating base material 6, the data lines 41 and the scanning lines 42 arranged in a matrix, and the driving elements 7 and the pixel electrodes 5 arranged at their intersections are arranged. A common electrode or transparent electrode 14 and RGB color filter films 12 corresponding to the respective pixel electrodes 5 are arranged on the upper glass substrate 11. When such a laminated structure is sandwiched between two polarizing plates 43 and 44 and white light is made incident, a transmission type color display device is obtained.

【0029】なお、上述した実施例は全てアクティブマ
トリクス型のカラー液晶表示装置に関するものであった
が、本発明はこれに限られるものでは無く、様々な種類
の液晶表示パネルの接着組み立てに応用できる。例え
ば、単純マトリクスタイプの液晶パネルや、モノカラー
の液晶表示パネルにも適用できる。
Although the above-mentioned embodiments are all related to the active matrix type color liquid crystal display device, the present invention is not limited to this, and can be applied to bonding and assembling various kinds of liquid crystal display panels. .. For example, it can be applied to a simple matrix type liquid crystal panel or a mono-color liquid crystal display panel.

【0030】図8に評価の為のテストサンプルを示す。
このサンプルは第1実施例ないし第4実施例と比較例の
各々について作成され、図6に示す工程図に従って素子
基板1とカラーフィルタ基板2とを貼り合わせたもので
ある。接着強度を評価する為に、素子基板1のA部を固
定しカラーフィルタ基板2に対して矢印で示す様な剥離
方向の力を加えた。その結果、第1実施例ないし第4実
施例のサンプルについては、いずれも剥離が生ぜずガラ
ス基材が破断した。従って、接着強度は測定限界の3kg
以上である事が分った。これに対して、図5に示す比較
例のサンプルの場合には、2.0ないし2.3kgの力
で、剥離が生じた。以上の結果から、第1実施例ないし
第4実施例にかかる液晶パネルは実用上十分な機械的強
度を有する事が明らかになった。換言すると、図1ない
し図4に示す接着界面は紫外線硬化型樹脂からなるシー
ル材に対して極めて有効である事が分る。
FIG. 8 shows a test sample for evaluation.
This sample is prepared for each of the first to fourth embodiments and the comparative example, and the element substrate 1 and the color filter substrate 2 are bonded together according to the process chart shown in FIG. In order to evaluate the adhesive strength, the portion A of the element substrate 1 was fixed and a force in the peeling direction as indicated by an arrow was applied to the color filter substrate 2. As a result, with respect to the samples of the first to fourth examples, peeling did not occur and the glass substrate was broken. Therefore, the adhesive strength is 3kg, which is the measurement limit.
It turned out that it was above. On the other hand, in the case of the sample of the comparative example shown in FIG. 5, peeling occurred with a force of 2.0 to 2.3 kg. From the above results, it became clear that the liquid crystal panels according to the first to fourth examples have practically sufficient mechanical strength. In other words, it can be seen that the adhesive interface shown in FIGS. 1 to 4 is extremely effective for the sealing material made of the ultraviolet curable resin.

【0031】[0031]

【発明の効果】この様に、本発明によれば接着界面の構
造を適切に設定する事により、作業性に優れた紫外線硬
化型樹脂の実用化が可能となり、タクトタイムが従来の
熱硬化型樹脂を用いた場合に比べ大幅に改善できるとい
う効果がある。加えて、紫外線硬化型樹脂をシール材と
して用いても従来と同程度の機械的強度が得られ実用上
十分な信頼性を保証できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, by appropriately setting the structure of the adhesive interface, it becomes possible to put the ultraviolet curable resin excellent in workability into practical use, and the tact time is the same as that of the conventional thermosetting resin. There is an effect that it can be greatly improved as compared with the case of using a resin. In addition, even if the ultraviolet curable resin is used as the sealing material, the mechanical strength equivalent to the conventional one can be obtained, and the practically sufficient reliability can be guaranteed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる液晶表示装置の第1実施例を示
す模式的な部分断面図である。
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view showing a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】同じく第2実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the same.

【図3】同じく第3実施例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the same.

【図4】同じく第4実施例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the same.

【図5】比較例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a comparative example.

【図6】本発明にかかる液晶表示装置の製造工程を示す
工程図である。
FIG. 6 is a process drawing showing a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図7】アクティブマトリクス型カラー液晶表示装置の
構造を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic view showing a structure of an active matrix type color liquid crystal display device.

【図8】本発明の評価用サンプルの形状を示す斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view showing the shape of an evaluation sample of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カラーフィルタ基板 2 素子基板 3 シール材 4 液晶層 5 画素電極 6 絶縁基材 7 駆動素子 8 アルミニウム配線 9 PSG層 10 PSG層 11 ガラス基材 12 カラーフィルタ膜 13 アクリル樹脂層 14 透明電極 20 SiO2 1 Color Filter Substrate 2 Element Substrate 3 Sealing Material 4 Liquid Crystal Layer 5 Pixel Electrode 6 Insulating Base Material 7 Driving Element 8 Aluminum Wiring 9 PSG Layer 10 PSG Layer 11 Glass Base Material 12 Color Filter Film 13 Acrylic Resin Layer 14 Transparent Electrode 20 SiO 2 layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向面に各々透明電極を有する一対の基
板をその周辺部に沿ってシール材を介して互いに対向配
置させて構成した液晶表示装置において、前記シール材
が紫外線硬化型樹脂からなるとともにこの紫外線硬化型
樹脂と一方の基板との界面に酸化シリコン系物質層が形
成されている事を特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display device in which a pair of substrates each having a transparent electrode on its opposite surface are arranged to face each other along a peripheral portion thereof with a sealing material interposed therebetween, wherein the sealing material is made of an ultraviolet curable resin. At the same time, a liquid crystal display device characterized in that a silicon oxide-based material layer is formed at the interface between the ultraviolet curable resin and one of the substrates.
【請求項2】 絶縁基材上に液晶駆動素子を搭載すると
ともにその周辺部が酸化シリコン系物質層で覆われた第
1の基板と、ガラス基材上にカラーフィルタを有しその
周辺部がアクリル樹脂層で覆われた第2の基板とを、周
辺部に沿ってアクリル系紫外線硬化型樹脂からなるシー
ル材を介して互いに対向配置し接着固定するとともに、
両基板間に液晶層を封入した構造を有する液晶表示装
置。
2. A first substrate having a liquid crystal driving element mounted on an insulating base material, the peripheral portion of which is covered with a silicon oxide-based material layer, and a color filter on a glass base material, the peripheral portion of which is A second substrate covered with an acrylic resin layer is arranged along the peripheral portion so as to face each other via a sealing material made of an acrylic UV-curable resin, and is bonded and fixed.
A liquid crystal display device having a structure in which a liquid crystal layer is enclosed between both substrates.
【請求項3】 絶縁基材上に液晶駆動素子を搭載すると
ともにその周辺部が酸化シリコン系物質層で覆われた第
1の基板と、ガラス基材上にカラーフィルタを有しその
周辺部がアクリル樹脂層で覆われた第2の基板とを、エ
ポキシ系紫外線硬化型樹脂からなるシール材を介して互
いに対向配置し接着固定するとともに、両基板間に液晶
層を封入した構造を有する液晶表示装置。
3. A first substrate having a liquid crystal driving element mounted on an insulating base material, the peripheral portion of which is covered with a silicon oxide-based material layer, and a color filter on a glass base material, the peripheral portion of which is A liquid crystal display having a structure in which a second substrate covered with an acrylic resin layer is arranged to face each other with a sealing material made of an epoxy-based ultraviolet curable resin and is adhesively fixed, and a liquid crystal layer is sealed between both substrates. apparatus.
【請求項4】 アクリル樹脂層とエポキシ系紫外線硬化
型樹脂からなるシール材との間に透明電極が介在してい
る請求項3記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein a transparent electrode is interposed between the acrylic resin layer and the sealing material made of an epoxy-based ultraviolet curable resin.
【請求項5】 前記酸化シリコン系物質層がリンドープ
ガラスからなる請求項2又は3記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the silicon oxide based material layer is made of phosphorus-doped glass.
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