JPH09105946A

JPH09105946A - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09105946A
Application number: JP26578095A
Authority: JP
Inventors: Muneharu Akiyoshi; 吉宗治秋; Hitoshi Tomii; 井等富; Hitoshi Hado; 藤仁羽; Takeshi Yamamoto; 本武志山; Makoto Hasegawa; 誠長谷川; Akiko Ueno; 埜亜希子上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】表示品位が可及的に高い液晶表示素子を得る
ことを可能にする。【解決手段】各々に配向膜が形成された２枚の基板の
うち少なくとも一方の基板上の所定の位置に、インクジ
ェットノズルを用いて、前記基板間の間隙を調整するた
めのスペーサと樹脂との混合液を塗布する工程と、前記
樹脂を硬化させる工程とを備えていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子は、各々に電極が
設けられた２枚の透明基板の間に液晶組成物を挟持し、
上記２枚の基板の周囲を液晶注入口部を除いて接着剤で
固定し、上記液晶注入口部が封止材で封止される構成と
なっている。

【０００３】このような液晶表示素子の内、カラー表示
用液晶表示素子は、上記２枚の基板のうちの一方の基板
にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層からなるカラ
ーフィルタが形成されている。例えば単純マトリクス駆
動方式のカラー液晶表示素子においては、帯状にパター
ニングされた信号電極を有する信号電極基板と、帯状に
パターニングされた走査電極及びこの走査電極の下に着
色層を有する走査電極基板とを、上記走査電極と信号電
極が直交するように対向配置し、これらの基板間に間隙
調整のためのスペーサが散在されて液晶組成物が挟持さ
れる構成となっている。

【０００４】液晶としてはＴＮ（twisted nematic)型、
ＳＴＮ（super-twisted nematic ）型、ＧＨ（guest-ho
st）型、ＥＣＢ（electrically controlled birefringe
nce）型、あるいは強誘電性液晶などが用いられる。封
止材としては、熱または紫外線硬化型のアクリル系ある
いはエポキシ系の接着剤が用いられる。

【０００５】また、カラー型アクティブマトリクス駆動
液晶表示素子においては、例えばアモルファスシリコン
層を半導体層とした薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと
もいう）、このＴＦＴに接続された画素電極、信号線電
極、及びゲート電極が形成されたアレイ基板と、上記画
素電極に対向配置された対向電極を有する対向基板とを
備え、ＲＧＢカラーフィルタが対向基板またはアレイ基
板の一方の基板に形成され、これらの２枚の基板間にス
ペーサが散在されて液晶組成物が挟持された構成となっ
ている。そしてこれらの２枚の基板を偏光板で挟持し、
この偏光板を光シャッタとして用い、カラー画像として
表示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、このような液晶
表示素子を製造する場合は、スペーサを基板上に散在さ
せる工程で、スペーサが不均一に配置されたり、画素部
にまで散布されることが多い。スペーサが不均一に配置
されると所望の基板間隙が得られず、均一な表示が得ら
れなくなり歩留りが低下するという問題があった。また
スペーサが画素部にまで散布されると、スペーサ周辺の
配向の乱れによりスペーサ周辺部から光が漏れコントラ
スが低下するという問題があった。光漏れ対策として黒
色のスペーサに置き換えることも行われているが、散布
むらを解消させることができず、依然として均一な表示
を得ることができなかった。

【０００７】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、表示品位が可及的に高い液晶表示素子及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子の製造方法の第１の態様は、各々に配向膜が形成され
た２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上の所定の位
置に、インクジェットノズルを用いて、前記基板間の間
隙を調整するためのスペーサと樹脂との混合液を塗布す
る工程と、前記樹脂を硬化させる工程とを備えているこ
とを特徴とする。

【０００９】また本発明による液晶表示素子の製造方法
の第２の態様は、第１の態様の製造方法において、前記
樹脂は熱硬化性の樹脂であることを特徴とする。

【００１０】また本発明による液晶表示素子の製造方法
の第３の態様は、第１の態様の製造方法において、前記
樹脂は光硬化性の樹脂であることを特徴とする。

【００１１】また本発明による液晶表示素子の製造方法
の第４の態様は、各々に電極が形成された２枚の基板の
うち少なくとも一方の基板上にインクジェットノズルを
用いて、前記基板間の間隙を調整するためのスペーサと
配向膜形成溶液との混合液を塗布する工程と、前記配向
膜形成溶液を硬化させる工程とを備えていることを特徴
とする。

【００１２】本発明による液晶表示素子の第１の態様
は、各々の主面に電極が形成された第１および第２の基
板と、前記第１および第２の基板のうちの少なくとも一
方の基板の主面上に、インクジェットノズルにより形成
された、基板間の間隙調整用スペーサが含有された配向
膜材料と、前記第１および第２の基板間に挟持される液
晶層と、を備えていることを特徴とする。

【００１３】また本発明による液晶表示素子の第２の態
様は、第１の態様の液晶表示素子において、前記スペー
サは非画素領域に配置されていることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による液晶表示素子の製造
方法の一実施の形態を図１及び図２を参照して説明す
る。図１は本実施の形態の製造方法の製造工程断面であ
り、図２は本実施の形態の製造方法によって製造された
液晶表示素子の構成断面図である。

【００１５】まずガラス基板１２上にアモルファスシリ
コンからなる薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴともいう）
１３と画素電極１４を形成した後、これらのＴＦＴ１３
および画素電極１４を例えばポリイミドからなる配向膜
１５で覆い、この配向膜１５にラビング処理することに
よってアレイ基板１１を形成する。

【００１６】次に、図２に示すようにガラス基板２上
の、アレイ基板１１の画素電極１４に対応する位置に
Ｒ．Ｇ．Ｂの３色を順に配置した着色層３を形成し、こ
の着色層３の周囲に遮光膜４を形成する。そして着色層
３及び遮光膜４を保護層５で被覆する。次にこの保護層
５上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる対向電極６
を形成し、この対向電極６上に例えばポリイミドからな
る配向膜７を形成し、この配向膜７にラビング処理を施
す。ここまでは周知の製造方法によって行う。

【００１７】次に上述のようにして配向膜７が形成され
た対向基板１上の所望の領域（遮光膜４上に対応する領
域）に、図１に示すようにインクジェットノズル３０を
用いて、スペーサ２０（例えばミクロパール（積水ファ
インケミカル社製））と、接着剤となる熱硬化形エポキ
シ樹脂２１との混合液を塗布する。インクジェットノズ
ル３０は３０孔のピエゾ式インクジェットノズルであ
り、上記混合液の供給量は０．０１ｍｌ／ｍｉｎであっ
て塗布時間は５秒（ガラス基板２のサイズが１０．４イ
ンチの場合）である。続いて対向基板１を１８０℃で１
０分間加熱し、樹脂２１を硬化させる。なお使用した樹
脂２１の粘度は７ｃｐで混合液の粘度は１０ｃｐであっ
た。

【００１８】次に図２に示すようにアレイ基板１１上の
配向膜１５の周辺に沿って接着剤２２を、液晶注入口
（図示せず）を除いて印刷するとともに、アレイ基板１
１から対向基板１に電圧を印加するための転移電極（図
示せず）を上記接着剤２２の周辺に形成する。

【００１９】そして対向基板１上の配向膜７とアレイ基
板１１の配向膜１５が対向する、すなわち対向基板１の
主面とアレイ基板１１の主面が対向するとともに、各々
のラビング方向が直交するように基板１、１１を配置
し、加熱することによって接着剤２２を硬化させ、貼り
合わせる。

【００２０】次に周知の方法により、上記注入口より液
晶組成物２４を注入した後、上記注入口を紫外線硬化樹
脂を用いて封止し、対向基板１、アレイ基板１１の外側
に偏光板２５ａ、２５ｂを張り付けることによって液晶
表示素子を完成する。

【００２１】この実施の形態の製造方法においては、基
板上へのスペーサ２０の散布は、所望の位置に塗布が可
能なインクジェットノズル３０を用いて接着剤との混合
液を塗布することによって行われるのでスペーサ２０を
画素領域に散布することなく、また、非画素領域に均一
に散布することが可能となり、表示品位の優れた液晶表
示素子を得ることができる。

【００２２】次に本発明による液晶表示素子の製造方法
の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態
の製造方法は、第１の実施の形態において、熱硬化形エ
ポキシ樹脂２１の代わりに光硬化形アクリル変性エポキ
シ樹脂を用いたものである。そしてこの光硬化形アクリ
ル変性エポキシ樹脂とスペーサ２０との混合液をインク
ジェットノズル３０を用いて対向基板１の、遮光膜４上
の領域に塗布した後、遮光膜４に対応したパターンで光
を通すマスクを介して光を照射することにより樹脂を硬
化させる以外は第１の実施の形態と同様にして行う。

【００２３】この第２の実施の形態の製造方法も第１の
実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもな
い。

【００２４】なお、上記第１および第２の実施の形態の
製造方法においては、スペーサ２０と接着剤となる樹脂
２１との混合液は対向基板１上に塗布したが、アレイ基
板１１側に塗布しても良い。この場合、対向基板１とア
レイ基板１１とを貼着するための接着剤２２は対向基板
１側に印刷されるのが一般的である。

【００２５】なお、上記実施の形態の製造方法において
は、配合膜のラビングは混合液の塗布前に行ったが樹脂
２１の硬化後に行っても良い。

【００２６】なお、上記実施の形態の製造方法において
はスペーサ２０と接着剤となる樹脂２１との混合液は対
向基板１およびアレイ基板１１のうちの一方の基板に塗
布したが、図３（ａ）に示すように両方の基板上に塗布
して硬化させた後、図３（ｂ）に示すようにこれらのス
ペーサ２０が接するように基板１と基板１１とを貼着し
ても良い。このように両方の基板にスペーサ２０を配置
する場合は、この配置を配向膜のラビング処理前に行う
と、ラビングされない領域が小となり、より良好な表示
品位を得ることができる。またこの場合、スペーサの粒
径は、図２に示すように片側の基板にしか配置しない場
合のスペーサの粒径の半分とする必要がある。

【００２７】なお、上記実施の形態の製造方法において
は、スペーサ２０を配向膜７が形成された基板上に樹脂
２１とともに塗布したが、配向膜が形成されていない基
板上に、インクジェットノズル３０を用いて、スペーサ
２０と配向膜形成溶液の混合液を塗布し、加熱焼成する
ことによってスペーサ２０が塗布された配向膜を成形し
ても良い。なお、配向膜形成溶液は、配向膜材料、例え
ばＡＬ−１０５１（商品名（日本合成ゴム社製））を溶
媒、例えばγ−ブチルラクトンで溶かしたものである。
この場合、混合液の塗布は非画素領域に塗布されるが配
向膜形成溶液の粘度が低いため画素領域上にも配向膜形
成溶液が流れ、画素領域上にも配向膜が形成される。

【００２８】また、上記実施の第１の形態の製造方法に
おいて、熱硬化エポキシ樹脂の代わりに上記の配向膜形
成溶液を用いても良い。この場合、スペーサ混合液の塗
布時に溶媒が既に形成された配向膜表面を溶融させ、そ
の後硬化させることによりスヘーサをより強固に配向膜
に固着させることが可能となる。

【００２９】なお、上記実施の形態の製造方法において
は、アクティブマトリス型液晶表示素子を例にとって説
明したが、本発明はこれに限られるものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、表示
品位を可及的に高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の製造方法の一実施
の形態の工程断面図。

【図２】本発明の製造方法によって製造される液晶表示
素子の構成断面図。

【図３】本発明による製造方法の他の実施の形態を説明
する説明図。

【符号の説明】

１対向基板２ガラス基板３着色層４遮光膜５保護層６対向電極７配向膜１１アレイ基板１２ガラス基板１３薄膜トランジスタ１４画素電極１５配向膜２０スペーサ２１樹脂２２接着剤２４液晶組成物２５ａ，２５ｂ偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本武志神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者長谷川誠神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者上埜亜希子神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々に配向膜が形成された２枚の基板のう
ち少なくとも一方の基板上の所定の位置に、インクジェ
ットノズルを用いて、前記基板間の間隙を調整するため
のスペーサと樹脂との混合液を塗布する工程と、前記樹
脂を硬化させる工程とを備えていることを特徴とする液
晶表示素子の製造方法。
【請求項２】前記樹脂は熱硬化性の樹脂であることを特
徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】前記樹脂は光硬化性の樹脂であることを特
徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】各々に電極が形成された２枚の基板のうち
少なくとも一方の基板上にインクジェットノズルを用い
て、前記基板間の間隙を調整するためのスペーサと配向
膜形成溶液との混合液を塗布する工程と、前記配向膜形
成溶液を硬化させる工程とを備えていることを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】各々の主面に電極が形成された第１および
第２の基板と、前記第１および第２の基板のうちの少なくとも一方の基
板の主面上に、インクジェットノズルにより形成され
た、基板間の間隙調整用スペーサが含有された配向膜材
料と、前記第１および第２の基板間に挟持される液晶層と、を備えていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】前記スペーサは非画素領域に配置されてい
ることを特徴とする請求項５記載の液晶表示素子。