JPH0580342A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法

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JPH0580342A
JPH0580342A JP24206291A JP24206291A JPH0580342A JP H0580342 A JPH0580342 A JP H0580342A JP 24206291 A JP24206291 A JP 24206291A JP 24206291 A JP24206291 A JP 24206291A JP H0580342 A JPH0580342 A JP H0580342A
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JP
Japan
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liquid crystal
cell gap
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crystal display
glass substrate
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JP24206291A
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Toshiro Nagase
俊郎 長瀬
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Toppan Printing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars

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Abstract

(57)【要約】 【目的】焼結体バリスター素子を二端子素子及びセルギ
ャップ保持スペーサーに用いる液晶表示装置に於いて、
セルギャップが均一で表示ムラの無い高画質の液晶表示
装置を容易に製造する方法を提供する。 【構成】焼結体バリスター素子形成時に基板周辺にセル
ギャップ保持用スペーサとしてバリスター素子を形成
し、対向基板と貼り合わせる事により液晶表示装置を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブ−マトリッ
クス方式として、バリスター素子を二端子素子に用いた
液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置の構造には、大別して、単
純マトリックス方式とアクティブ−マトリックス方式と
がある。単純マトリックス方式は、直角をなして設けら
れた一対の帯状電極群(走査電極群と信号電極群)の交
点で画素電極を構成したものであり、これらの電極群に
駆動回路によって所定の電圧を印加して画素部の液晶を
動作させるものである。この方式は、構造が簡単なため
低価格でシステムを実現できるという利点があるが、各
画素間でのクロストークが生ずるため、コントラストが
低く、液晶テレビ等の高精細の画像表示を行う際、画質
の低下は避けられないものであった。
【0003】これに対し、アクティブ−マトリックス方
式は、各画素毎にスイッチング素子を設けて電圧を保持
するものであり、液晶表示装置を時分割駆動しても画素
部の液晶が選択時の電圧を保持することができるため、
表示容量の増大が可能で、コントラスト等の画質に関す
る特性がよく、液晶テレビの高画質表示を実現できるも
のである。しかしながら、アクティブ−マトリックス方
式にあっては構造が複雑になって歩留りが悪く、製造コ
ストが高くなってしまうという欠点があった。例えば、
スイッチング素子として薄膜トランジスターを用いるT
FT型では、その製造工程において5層以上の薄膜を積
層し、所定の形状に微細加工する必要があるため、製品
歩留りを上げることは困難であり、特に表示面積の大型
化を行うには決定的に不利である。
【0004】上記の様なことから、コントラスト等の画
質に関する特性が良く、且つ構造が簡単にして低コスト
な方式の液晶表示装置の実現が望まれており、この様な
要求を実現する方法として、焼結体バリスター素子を二
端子素子として用いた液晶表示装置が非常に有望であ
る。
【0005】二端子素子型の液晶表示装置は、単純マト
リックス方式に改良を加えて、図5の等価回路の概略図
に示す様に、走査電極22と信号電極21との間に液晶24と
所定のしきい値電圧で導通する焼結体バリスター素子23
とを電気的に直列に接続したものであり、図6に示す様
な焼結体バリスター素子23の非線型な電流−電圧特性を
利用したものである。
【0006】図2に一般的な二端子素子型の液晶表示装
置を示す。ここに示す様に、走査電極11それぞれに対し
て多数の画素電極12が一定の間隔dをもって設けられ、
走査電極11と画素電極12とは各焼結体バリスター素子13
で一定のしきい値電圧Vcをもって接続されている。焼
結体バリスター素子13は、図4に詳示するように、Zn
O単結晶粒子131 の表面をMn、Co酸化物等の無機絶
縁膜132 で被覆したバリスター粒子13a からなり、図3
に詳示する様に、これらバリスター粒子13aをガラスフ
リット13b で融着したものである。
【0007】従来、この様な液晶表示装置は図7に示す
様な工程で製造される。図7(a)に示す様に、下側ガ
ラス基板1上にITO等の透明導電膜からなる画素電極
12及び走査電極11をフォトプロセスにより形成する。次
に、粒径2〜10μmの範囲でなるべく単分散になる様
に分級されたバリスター粒子に、ガラスフリットを25
重量部、及びエチルセルロース(粘度50cps)を1
0重量部加えて、カルビトールを溶剤としてペースト化
し、このペーストをガラス基板1上にシルクスクリーン
印刷で走査電極11と画素電極12の間のギャップに跨がる
様に焼結体素子を印刷し、これを480℃で30分間焼
成して焼結体バリスター素子を形成する。この時、焼結
体バリスター素子13は、下側ガラス基板1及び上側ガラ
ス基板2のギャップを保つスペーサーを兼ねる為、所定
の厚み(10〜25μm)に印刷される。
【0008】次に、上側ガラス基板2上にITO等の透
明導電膜からなる信号電極16を形成し、表示部分の外周
部にエポキシ樹脂等のシール材4にバリスター素子の厚
みに合わせた径のスペーサー用ガラスファイバー3を1
〜3重量%混入したペーストをシルクスクリーン印刷に
より印刷しシール部を形成する。さらに、この上側ガラ
ス基板2と下側ガラス基板1を正確に位置合わせを行
い、仮貼り合わせをする。(図7(c))
【0009】更に、図7(d)に示す様にこのパネルの
全面に均一に圧縮空気圧等により加圧保持し、加熱しシ
ール樹脂を硬化、接着する。最後に、図7(e)に示す
様に、下側ガラス基板1及び上側ガラス基板2の端子部
と重なりあった対向側の不要ガラス部を断裁し、液晶14
をパネル内に注入し、液晶表示装置を完成する。
【0010】しかしながら、この様な液晶表示装置を製
造する際には、シール部外側、すなわち、端子部分には
スペーサーが存在しない為、貼り合わせ工程に於ける加
圧加熱硬化時にこの部分の基板は圧力により変形し、端
子部外側のギャップは狭く、逆にパネル表示部シール周
辺部のギャップは広くなる。また、パネル中央部ギャッ
プはシール周辺部より狭くなる。このことからパネルの
ギャップを均一にする事は極めて困難である。また、こ
の様なギャップムラを有するパネルに液晶を充填した場
合、ギャップムラに起因する表示特性の劣化が著しく、
良好な表示特性を持つ液晶表示装置を製造する際の大き
な障害となっていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来法
の欠点に鑑みなされたものであり、貼り合わせ工程に於
けるパネルセルギャップの均一化を容易に達成し、セル
ギャップムラに起因するの表示特性の劣化を改善し、良
好な表示特性を有する液晶表示装置の容易な製造方法を
提供することを課題とする。
【0012】
【問題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明が提供する手段は、すなわち、アクティブ−
マトリックス方式として、バリスター素子からなる二端
子素子を、下側ガラス基板上の走査電極と画素電極の間
に形成し、本バリスター素子をセルギャップ保持用スペ
ーサとして兼用する構造の液晶表示装置において、バリ
スター素子を画素電極部の他に、端子部外側にもスペー
サとして形成した後に、下側ガラス基板上にシール用接
着部を形成し、該下側ガラス基板を対向する信号電極を
有する上側ガラス基板と加圧貼り合わせて、その間隙に
液晶を充填することを特徴とする液晶表示装置の製造方
法を提供する。
【0013】これは、ガラス基板上の走査電極と画素電
極の間に焼結体バリスター素子を印刷法により形成し、
且つ本バリスター素子をセルギャップ保持用スペーサー
としても兼用する構造の液晶表示装置において、バリス
ター素子を画素電極部の他に、端子部の外側にも、セル
貼り合わせ時のセルギャップ保持用スペーサーとして余
分に形成した後、シール用接着剤を形成し、対向電極基
板を加圧貼り合わせ、しかる後に液晶を充填して、端子
部の外側にある前記の余分なバリスター素子を配した部
分を断裁し除去するものである。
【0014】
【作用】本発明は、ガラス基板上の走査電極と画素電極
間にバリスター素子を印刷法により形成する際に、端子
部外側にセルギャップ保持用スペーサー素子を同時に印
刷形成した後、対向電極基板を加圧貼り合わせするの
で、液晶表示装置のセルギャップの均一性の大幅な向上
を可能とする。従って、従来法に於いて問題となってい
た、対向電極貼り合わせ時の基板の変形に起因するシー
ル部近傍のセルギャップの不均一による表示特性の劣化
が解決され、良好な表示特性を有する液晶表示装置を容
易に製造する事が出来る。
【0015】
【実施例】本発明に係る液晶表示装置の製造方法を実施
例に基づいて具体的に説明する。図1は本発明による液
晶表示装置の製造方法を示す工程図である。図1(a)
に示す様にSiO2 コートを施したソーダガラスを基材
とした下側ガラス基板1上にマグネトロン−スパッタ装
置を用いてITO(酸化インジウム−酸化錫)膜を厚
1,400Åに成膜し、この時のシート抵抗は15Ω/
□であった。これにフォトプロセスによりレジスト−パ
ターンを形成して、組成が濃塩酸:水:硝酸=1:1:
0.08であるエッチング液(液温40℃)を用いたエ
ッチングにより、走査電極11、及び画素電極12を形
成する。
【0016】さらに、図1(b)にしめす様に原料とな
るZnO粉を1,200℃で1時間焼成した後、これを
ボールミルで粉砕してエア分級し、3〜5μmのZnO
単結晶粉を得、これにCo2 3 を0.5モル%及びM
nCO3 を0.5モル%加えて再度1,150℃で1時
間焼成してバリスター特性を有するバリスター粉とし
た。このバリスター粉にガラスフリットを25重量部お
よびエチルセルロース(粘度50cps)を10重量部加
えてカルビトールを溶剤としてペースト化し、このペー
ストを下側ガラス基板1上にシルクスクリーン印刷で焼
結体バリスター素子13のパターンに印刷する。この時、
下側ガラス基板1の周辺部にセルギャップ保持用スペー
サ13’も同時に印刷形成する。
【0017】更に、印刷後470℃で1時間焼成し、焼
結体素子13及びセルギャップ保持用スペーサ13’を完成
する。このセルギャップ保持用スペーサ13’の形成位置
は、走査電極端子部外側であり、なるべく基板の外側で
ある事が望ましい。この時のセルギャップ保持用スペー
サ13’のサイズは、焼結体バリスター素子13と同じであ
り、縦×横=260×300μm、素子高さ11μmで
あった。尚、素子高さは、使用する液晶の特性に応じて
適宜選定するが、一般的には5〜30μmの範囲が適切
である。液晶として、TN(Twisted Nema
tic)液晶を用いる際には、この後下側ガラス基板1
上に配向材としてポリイミド膜(膜厚約700Å)を塗
布し、ラビングによる配向処理を行う。
【0018】次に、図1(c)に示す様にITOからな
る信号電極16を予め形成した上側ガラス基板2の周囲
シール部に、ガラススペーサ3として直径10μmのガ
ラスファイバーを2重量%混入したシール用エポキシ樹
脂4を、シルクスクリーン印刷により印刷し、上側ガラ
ス基板2を下側ガラス基板1とアライメントした後、仮
貼り合わせしてセルを得る。尚、液晶にTN液晶を用い
る際には、前記同様に配向材を塗布し、配向処理を行
う。
【0019】さらに、図1(d)に示す様に、仮貼り合
わせたセルを加圧治具を用いて、均一に加圧・加熱しシ
ール材を硬化する。この時の加圧圧力は、一般的には1
kgf/cm2 程度である。図に示す様に、この時セル
ギャップ保持用スペーサ13’が基板外周部に形成されて
いるので、加圧時の基板の変形が起こらず、セルギャッ
プを均一に保ったまま貼り合わせをする事が出来る。
【0020】最後に、図1(e)に示す様に、下側ガラ
ス基板1及び上側ガラス基板2の端子部と重なりあった
対向側の不要ガラス部を断裁し、液晶14をパネル内に注
入し、液晶表示装置を完成した。尚、液晶として前記T
N液晶を用いる際には、このパネルの外側両面に、さら
に偏向板を設ける。また、この液晶表示装置の表示面積
は、280×210mm2 であった。
【0021】完成した液晶表示装置の検査を行ったとこ
ろ、本発明による液晶表示装置のセルギャップは、その
間隙の寸法がシール周辺部(シール部より1cm内部の
測定点)で平均10.2μmであり、またパネル中心部
では平均9.9μmであった。これに対し、従来法によ
る液晶表示装置の場合では測定値が、シール周辺部で平
均13.6μm、及び中心部で10.5μmであること
から、本発明によるとセルギャップ寸法が大幅に均一化
されており、高品質の表示特性を有する液晶表示装置を
容易に製造出来る事が確認できた。
【0022】
【発明の効果】本発明が提供する液晶表示装置の製造方
法によれば、焼結体バリスター素子を下側ガラス基板上
に、走査電極と画素電極との間に形成すると同時に、周
辺部にもセルギャップ保持用スペーサーとして余分に形
成しておくことから、下側ガラス基板を対向する上側ガ
ラス基板と貼り合わせる工程での加圧の際に生じていた
基板の変形が無く、セルギャップ寸法が非常に均一なも
のを作製する事ができ、その結果、ムラの無い高画質の
液晶表示装置を容易に得られるようになった。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の液晶表示装置の製造方法を
工程順に示す断面図である。
【図2】一般的な二端子素子型の液晶表示装置の一例を
示す平面図である。
【図3】本発明で用いる焼結体バリスター素子要部の拡
大図である。
【図4】本発明で用いる焼結体バリスター粒子の断面図
である。
【図5】二端子素子型の液晶表示装置の等価回路図であ
る。
【図6】焼結体バリスター素子の電圧−電流特性を示す
グラフ図である。
【図7】従来法の一例の液晶表示装置の製造方法を工程
順に示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・下側ガラス基板 2・・・上側ガラス基板 3・・・ガラススペーサ 4・・・シール用エポキシ樹脂 11・・・走査電極 12・・・画素電極 13・・・焼結体バリスター素子 13’・・・セルギャップ保持用スペーサ 13a ・・・バリスター粒子 13b ・・・ガラスフリット 14・・・液晶 16・・・信号電極 131 ・・・ZnO単結晶粒子 132 ・・・無機絶縁膜 21・・・信号電極(等価回路図) 22・・・走査電極(等価回路図) 23・・・焼結体バリスター素子(等価回路図) 24・・・液晶(等価回路図)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクティブ−マトリックス方式として、バ
    リスター素子からなる二端子素子を、下側ガラス基板上
    の走査電極と画素電極の間に形成し、該バリスター素子
    をセルギャップ保持用スペーサとして兼用する構造の液
    晶表示装置において、バリスター素子を画素電極部の他
    に、端子部外側にもスペーサとして形成した後に、下側
    ガラス基板上にシール用接着部を形成し、該下側ガラス
    基板を対向する信号電極を有する上側ガラス基板と加圧
    貼り合わせて、その間隙に液晶を充填することを特徴と
    する液晶表示装置の製造方法。
JP24206291A 1991-09-20 1991-09-20 液晶表示装置の製造方法 Pending JPH0580342A (ja)

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