JPH11167092A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレイ基板と対向基板の張り合わせ時の基板
間間隔の均一化が容易であり、パネル組立工程における
基板加圧によるアレイ基板に作り込まれた素子や配線へ
の損傷がない液晶表示装置の製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 アレイ基板１と対向電極基板２とを貼り
合わせる接着樹脂４中に紫外線などの光照射による光硬
化作用によっで硬度が高くなる樹脂スペーサ３を混入さ
せ、アレイ基板１の裏面より紫外線を照射して配線に覆
われていない領域のシール樹脂中の樹脂スペーサみのの
硬度を高める。これにより、パネルのセル厚の均一性向
上とアルミ配線への損傷が皆無となり、液晶表示装置の
信頼性向上と表示特性の安定化を図ることが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の製造
方法に関するものであり、特に、アレイ基板と対向電極
基板を接着してパネル化する工程に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の液晶表示装置ではパネル外形寸法
の小型化に対して表示画面を大型化を図る、いわゆる狭
額縁化の要求が高くなっている。この要求に応える手段
としては、パネル周辺部に設けられているドライバ回路
の専有面積の縮小化を図り、狭額縁化を実現する方法が
なされている。具体的には、ベアのドライバＩＣを直接
アレイ基板上にフリップチップ実装し、従来のＴＣＰに
よる実装方式より実装面積を少なくする方法や、ドライ
バＩＣの回路を直接アレイ基板上にポリシリコンプロセ
ス技術で形成するなどの方法が用いられている。

【０００３】そこで以下では従来の液晶表示装置の製造
方法について、従来の液晶表示装置の製造工程を示す図
４を参照しながら説明する。

【０００４】まず図４（ａ）に示すように、アレイ基板
３０の周辺部の所定領域に、対向電極基板３１を接着す
るためスペーサ３２を混合した接着樹脂３３を塗布す
る。この時、接着樹脂３３には、後の液晶材料３４を真
空注入、プレス封口する工程においてパネル内のギャッ
プの均一性を高める目的で、スペーサ３２が混合されて
いる。そして、このスペーサ３２としては、一般的にシ
リカの球形の硬質スペーサが多用されている。なお、ア
レイ基板３０への接着樹脂３３の塗布はスクリーン印刷
法で行われる。

【０００５】次に図４（ｂ）に示すように、接着樹脂３
３を塗布したアレイ基板３０とポリマー製スペーサ３５
を散布した対向電極基板３１を位置合わせし、アレイ基
板３０と対向電極基板３１を接着、加圧し仮固定する。

【０００６】その後図４（ｃ）に示すように、仮固定さ
れたアレイ基板３０と対向電極基板３１に加圧／加熱３
６して接着樹脂３３を熱硬化させパネル化を行い、パネ
ル３８を形成する。

【０００７】最後に図４（ｄ）に示すように、接着樹脂
３３の硬化後、パネル３８のアレイ素子形成領域３９に
液晶材料４０を注入し、アレイ基板３０と対向電極基板
３１のパネル内における間隔の均一化をはかるための加
圧を行い、液晶注入口を樹脂で封じることにより液晶表
示装置のパネル組立工程が完了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の図
４に示した液晶表示装置の製造方法においては、下記に
示すような問題点が存在する。

【０００９】上記したように近年の液晶表示装置ではパ
ネル外形寸法の小型化に対して表示画面を大型化を図る
という狭額縁化の要求が高まり、対向基板とアレイ基板
をシール樹脂で貼り合わせる接着領域をアレイ基板の配
線や素子領域上に設けるようにパネル構成の設計が行わ
れている。すなわち、図４（ｄ）における３１０で示さ
れる領域にもアルミ等の材料から構成される多層配線や
ドライバ素子が形成されるわけである。

【００１０】このような構成でパネル組立工程を行う
と、アレイ基板と対向基板を貼り合わせるべく加圧を行
う際に、シール樹脂中に混入したスペーサによりアレイ
基板上の保護膜やアルミ配線が損傷させられ、最悪の場
合には、アルミ配線の断線や層間絶縁膜を貫いての上層
配線と下層配線のショートが生じてしまう。

【００１１】この様子を図５に示す。図５は、図４にお
ける対向基板とアレイ基板の接着領域の部分を詳細に示
したものであり、上記の接着領域の下には、ドライバ素
子４１とともに多層配線として上層配線３９Ａ及び下層
配線３９Ｂが形成されており、この２つの配線は層間絶
縁膜４０により絶縁されている。

【００１２】図５に示すように、パネル３８の貼り合わ
せ間隔の均一化を図るために用いられているスペーサ３
２がシリカなどのアレイ基板３０のアルミ配線３９より
極めて硬度が高い材料である場合、スペーサ３２と接す
るアレイ基板３０のアルミ配線層３９Ａや３９Ｂに圧力
集中生じて、アルミ配線層３９Ａや３９Ｂが著しく損傷
されてしまい、最悪の場合、図に示すように、アルミ配
線の断線が生じたり、アレイ基板３０が多層配線構造の
場合では上層配線３９Ａと下層配線３９Ｂの間に存在す
る層間絶縁膜４０も損傷し、結果として上層配線３９Ａ
と下層配線３９Ｂの短絡が発生するわけである。

【００１３】また、上記のような配線の断線等が生じな
くても、アルミ配線層の下にドライバ素子４１が形成さ
れている場合においては、スペーサ３２の接触による圧
力集中４２により素子特性の変動が生じてしまう。

【００１４】以上のように、対向基板とアレイ基板をシ
ール樹脂で貼り合わせる接着領域をアレイ基板の配線や
素子領域上に設けるようにパネル構成の設計を行うと、
液晶表示装置の歩留まりと信頼性を著しく低下させるだ
けでなく、加圧ストレスにより素子の電気特性が変動
し、液晶表示装置の性能そのものが極めて低下してしま
う。

【００１５】一方、アレイ基板のアレイ素子に機械的な
ダメージをおよぼさないよう材質が樹脂製のスペーサも
考案されている。しかしながら、樹脂製スペーサ作製時
においてスペーサ球経は３〜５％の製造バラツキを有し
ており、その球経バラツキにより基板張り合わせ時の基
板間間隔の均一化が極めて困難となってしまうという別
の問題点が生じてしまう。

【００１６】そこで本発明は、アレイ基板と対向基板の
張り合わせ時の基板間間隔の均一化が容易であるととも
に、パネル組立工程における基板加圧によるアレイ基板
に作り込まれた素子や配線への損傷がない液晶表示装置
の製造方法を提供することを主たる目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子の
製造方法は、上記目的を達成するために、アレイ素子が
形成されたアレイ基板または対向基板の少なくとも一方
の主面に変形可能な第１のスペーサを混入した接着樹脂
を塗布する第１の工程と、前記アレイ基板または前記対
向基板の少なくとも一方の主面に第２のスペーサを散布
する第２の工程と、前記第１及び第２の工程の後前記ア
レイ基板と前記対向基板とを位置合わせするとともに前
記接着樹脂により前記アレイ基板と前記対向基板とを貼
り合わせる第３の工程と、アレイ基板の裏面より前記接
着樹脂に紫外線を照射して所望の領域の前記第１のスペ
ーサを硬化させる第４の工程と、貼り合わせた前記アレ
イ基板と前記対向基板を加圧加熱して前記接着樹脂を硬
化させてパネル化する第５の工程と、前記パネル内に液
晶材料を注入する第６の工程とを有する構成となってい
る。ここで、上記の所望の領域としては、スペーサの下
に配線等の紫外線を遮断する領域が存在しない領域を挙
げることができる。

【００１８】上記の構成によれば、アレイ基板と対向基
板とを貼り合わせる際にはスペーサが変形可能であるた
め、接着樹脂を塗布する領域の下に存在する配線等の損
傷を防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態における
液晶表示装置の製造方法について製造工程断面図を示す
図１を参照しながら説明する。

【００２０】まず図１（ａ）に示すように、アレイ素子
が形成されたアレイ基板１の周辺部の所定領域に、対向
電極基板２を接着するため第１のスペーサとしてスペー
サ３を混合した接着樹脂４を塗布する。この接着領域の
下の１２で示される領域には、図４の際と同様に多層配
線またはドライバ素子の少なくとも一方が形成されてい
る。

【００２１】ここで本発明では、接着樹脂４の中に混合
されるスペーサ３は、初期の状態ではスペーサ自体の硬
度がアレイ基板１側に作り込まれた配線材料より低く
（即ち変形可能となっている）、かつ、配線材料より弾
性変形しやすい特性を有している反面、スペーサ３に紫
外線等の光照射を行うことによってスペーサ自体の硬度
が高くなり弾性変形しにくい特性を有している。具体的
なスペーサ３の構成材料としては、紫外線照射によって
光硬化し、硬度が高くなる材料、例えば、主成分が紫外
線硬化型樹脂の樹脂スペーサで、紫外線照射以前はスペ
ーサの主要な構成材料である紫外線硬化型樹脂が未硬化
状態で架橋していないいわゆるＢステージ状態を保持
し、スペーサ３の硬度は通常アレイ基板１で用いられる
配線材料のアルミの硬度より低く設定する。一方、スペ
ーサ３を混合する接着樹脂４は紫外線を透過し、スペー
サ３に紫外線が照射するよう透明な樹脂材料を用いるこ
とが望ましい。なお、スペーサ３を混入させた接着樹脂
４のアレイ基板１への塗布は従来のスクリーン印刷法に
よって行われる。

【００２２】次に図１（ｂ）に示すように、アレイ素子
形成領域５に液晶注入領域のギャップを維持する目的で
あらかじめ別工程で通常に使用される第２のスペーサと
しての従来のポリマー製スペーサ６を散布した対向電極
基板２をスペーサ３を混入した接着樹脂４が塗布された
アレイ基板１とを位置合わせを行い、軽度な荷重ｇを加
えて対向電極基板２とアレイ基板１を接着固定する。

【００２３】この状態で、図１（ｃ）に示すように、ア
レイ基板１の裏面よりアレイ基板１と対向電極基板２の
接着樹脂４が存在する領域に紫外線７ａを照射する。通
常、アレイ基板１の材料には厚さが０．７〜１．１ｍｍ
の透明なガラスが使用されるわけであるが、このとき、
図２（ａ）に示すように紫外線７ａは透明なガラスであ
るアレイ基板１は透過するが、アレイ基板１のアルミ配
線８が存する領域はアルミ配線８が不透明なため紫外線
７ａは遮光され、接着樹脂４の中に混入したスペーサ３
への紫外線７ａの照射はされず、スペーサ３の硬度は低
い状態のままとなる。一方、アルミ配線８が形成されて
いない領域の接着樹脂４とスペーサ３には紫外線７ａが
照射されるため、スペーサ３は紫外線７ａの光硬化作用
によって硬化し、初期より硬度が高まる。

【００２４】次に図１（ｄ）に示すように、アレイ基板
１および対向電極基板２に圧力９と熱１０を加え、接着
樹脂４を熱硬化させる。このとき、図２（ｂ）に示すよ
うに、アレイ基板１および対向電極基板２に加わる圧力
９によって接着樹脂４はスペーサ３がアレイ基板１と対
向電極基板に接触するまで押し広げられるが、アレイ基
板１のアルミ配線８によって紫外線が遮光された接着樹
脂４の中のスペーサ３の硬度は弾性率が低い状態となっ
ているため、アルミ配線８と接しているスペーサは圧力
９に対して柔軟に弾性変形し、アレイ基板１のアルミ配
線８に損傷を及ぼし、配線の断線、短絡が生じることが
ない。一方、図２（ａ）の工程において、紫外線７ａが
照射された接着樹脂４の中のスペーサ３は紫外線７ａに
より光硬化し、スペーサ３の硬度は初期より高まってお
り、圧力９に対する弾性変形がないため、従来の硬質シ
リカ製スペーサと同様にスペーサ３の球径に対する均一
なギャップ制御を実現できる。最後に図１（ｅ）に示す
ようにアレイ素子形成領域５への液晶材料１１の注入、
プレス封口工程が行うと、液晶表示装置が完成する。

【００２５】なお、上記の図１に示した場合では、接着
樹脂４をアレイ基板側に塗布形成したが、対向基板側に
形成してもよいことは言うまでもない。

【００２６】また、本発明におけるスペーサ３は対向基
板２とアレイ基板１の張り合わせに使用してもよいこと
は言うまでもない。すなわち、図３に示すように液晶表
示装置は対向基板２とアレイ基板１をお互いに張り合わ
せて構成されるわけであるが、両基板１、２の張り合わ
せにおいても同様に本発明のスペーサ３を散布し（同図
（ａ））、加圧９によってスペーサ３を弾性変形させ、
個々のスペーサの球経バラツキをなくした状態で紫外線
７ａを照射することによりスペーサ自身を光硬化させ
（同図（ｂ））、図１に示した場合と同様なプロセスに
より両基板間の間隔を均一にかつ高精度再現（同図
（ｃ）、（ｄ））できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外線が
照射されない接着樹脂の中のスペーサの硬度は初期より
変化せず、弾性率が低い状態となっているため圧力に対
してスペーサが柔軟に弾性変形するため、スペーサと接
するアレイ基板のアルミ配線層に圧力集中生じない。従
って、アレイ基板のアルミ配線や配線の層間絶縁膜さら
にはアレイ素子に対する損傷および素子特性の変動をお
よぼさず、さらにはパネルギャップが正確にかつ均一に
再現できると同時にパネル組立工程の歩留まりと信頼性
を高め、液晶表示装置の表示特性を高めることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における液晶表示装置の製
造工程断面図

【図２】本発明の実施の形態における液晶表示装置の断
面図

【図３】本発明の実施の形態における液晶表示装置の製
造工程断面図

【図４】従来の液晶表示装置の製造工程断面図

【図５】従来の液晶表示装置の断面図

【符号の説明】

１ アレイ基板 ２ 対向電極基板 ３ スペーサ ４ 接着樹脂 ５ アレイ素子形成領域 ６ ポリマー製スペーサ ７ａ 紫外線 ８ アルミ配線 ９ 圧力 １０ 熱 １１ 液晶材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アレイ素子が形成されたアレイ基板または
   対向基板の少なくとも一方の主面に変形可能な第１のス
   ペーサを混入した接着樹脂を塗布する第１の工程と、前
   記アレイ基板または前記対向基板の少なくとも一方の主
   面に第２のスペーサを散布する第２の工程と、前記第１
   及び第２の工程の後前記アレイ基板と前記対向基板とを
   位置合わせするとともに前記接着樹脂により前記アレイ
   基板と前記対向基板とを貼り合わせる第３の工程と、ア
   レイ基板の裏面より前記接着樹脂に紫外線を照射して所
   望の領域の前記第１のスペーサを硬化させる第４の工程
   と、貼り合わせた前記アレイ基板と前記対向基板を加圧
   加熱して前記接着樹脂を硬化させてパネル化する第５の
   工程と、前記パネル内に液晶材料を注入する第６の工程
   とを有する液晶表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】第１のスペーサが変形可能であり、第４の
   工程において、所望の領域の第２のスペーサとともに第
   １のスペーサを硬化させることを特徴とする請求項１に
   記載の液晶表示装置の製造方法。