JPH1184393A - 液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルのギャップ寸法をセル全体にわたり
均一に設定するギャップ制御材を特定の領域だけに選択
的に配置して、ギャップ制御材が表示品位を低下しない
ようにする。 【解決手段】 電極を形成した基板を用意する工程と、
前記基板の表面の特定の領域のみに選択的にギャップ制
御材を配置する工程とを有する。電極を表面に形成した
一対の基板と、前記一対の基板間に配置される液晶層
と、前記一対の基板間に前記液晶層の厚みを規定するた
めのギャップ制御材とを有し、前記ギャップ制御材が前
記基板の表面の特定の領域のみに選択的に配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の製造方
法と液晶表示装置に関わり、特に、液晶表示セルの一対
の基板間のギャップ寸法、すなわち液晶層の厚みを設定
するギャップ制御材の配置方法の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置のコントラストや、視角特
性などは液晶層の厚みすなわちギャップ寸法に影響され
るので、表示装置としての所望の特性を得るためにギャ
ップ寸法を厳密に設定するためのギャップ制御材が用い
られる。

【０００３】ギャップ制御材はスペーサとも称され、一
般にガラスあるいは樹脂材の球形の微小粒状体である。
液晶セルの製造工程において、画素電極や駆動素子ある
いは他の層を形成した基板上にギャップ制御材がランダ
ムに分散するように散布される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ギャップ制御材は基板
上の全面に均一に分散されると、表示領域である画素電
極上にも、またそれ以外の非表示領域にも一様に配置さ
れることになる。ギャップ制御材では液晶のような印加
電圧に対する透過率の変化はないために、表示領域にあ
るギャップ制御材はセル全体のコントラストを低下させ
る原因となる。

【０００５】さらに、ギャップ制御材の存在により液晶
分子の配向に乱れが生じる。特に、液晶層に電圧を印加
されて液晶分子がその分子配列を変化させる際に、ギャ
ップ制御材が液晶分子の動きに対して障害となって、そ
の影響で様々な表示不良が発生する。

【０００６】本発明は、液晶セルのギャップ寸法をセル
全体にわたり均一に設定するギャップ制御材を特定の領
域だけに選択的に配置して、ギャップ制御材が表示品位
を低下することのない液晶表示装置の製造方法と、その
方法で得られる液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
製造方法は、電極を形成した基板を用意する工程と、前
記基板の表面の特定の領域のみに選択的にギャップ制御
材を配置する工程とを有する。本発明の液晶表示装置
は、電極を表面に形成した一対の基板と、前記一対の基
板間に配置される液晶層と、前記一対の基板間に前記液
晶層の厚みを規定するためのギャップ制御材とを有し、
前記ギャップ制御材が前記基板の表面の特定の領域のみ
に選択的に配置されている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
いくつかの実施例による液晶表示装置の製造方法と、そ
れにより得られる液晶表示装置の構造について詳細に説
明する。図１〜図４は、単純マトリックス液晶セルある
いはアクティブマトリックス液晶セルの製造工程をセル
の断面図により示すものである。この実施例では、画素
電極上にはギャップ制御材を配置せず、それ以外の非表
示領域にのみギャップ制御材を選択的に配置している。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）図１（Ａ）に示すように、例えばガラス板
のような絶縁性基板１の上に画素電極２（単純マトリッ
クス液晶セルではストライプ電極）が形成される。画素
電極２をパターニングする工程で画素電極２以外の領域
４（非表示領域）をエッチングで除去した後に、画素電
極２上にフォトレジスト層３を残す。

【００１０】次に、図１（Ｂ）に示すように、図１
（Ａ）の工程で得た基板上に接着性を有する樹脂５を全
面に塗布する。接着性樹脂５としては、エポキシ系の樹
脂などが使用できる。また、熱硬化性のポリイミドでも
よい。

【００１１】次に、レジスト層３を除去する処理を行
う。レジスト除去処理により図１（Ｃ）に示すように、
画素電極２上ではレジストと共にその上の接着性樹脂層
５も除去されるが、非表示領域４にはレジストがなかっ
たので、接着性樹脂層５は残ることになる。

【００１２】次に、図１（Ｄ）に示すように、基板の上
全面にギャップ制御材６（６ａ、６ｂ）を均一に散布す
る。この場合、画素電極２の上にギャップ制御材６ａ
が、非表示領域４にもギャップ制御材６ｂが配置され
る。ギャップ制御材６ａ、６ｂが全面に均一配置した所
で、接着性樹脂５を硬化させる。（図１（Ｅ））硬化処
理としては、熱処理、光照射あるいは一定時間放置する
などの方法がある。

【００１３】非表示領域４の接着性樹脂５が硬化してギ
ャップ制御材６ｂがそこに固着したら、図１（Ｆ）で示
すように基板表面を窒素ガス等でブローするか、あるい
は超音波等を用いた洗浄により、画素電極２上のギャッ
プ制御材６ａを除去する。この場合、ブローの強さや洗
浄処理は接着性樹脂５上のギャップ制御材６ｂが離脱し
ない程度に設定する。

【００１４】これにより、表示領域である画素電極上２
にはギャップ制御材６ａを配置せず、それ以外の非表示
領域４にのみギャップ制御材６ｂを選択的に配置するこ
とができ、ギャップ制御材による表示品質への影響を避
けることができる。

【００１５】次に、必要に応じて基板上に配向膜（図示
せず。）を形成し配向処理を行った後に、別に作成した
対向基板７を重ね合わせ（図１（Ｇ））、基板の周辺に
シール材を塗布し、シール材を硬化させて空セルを作成
する。その後、液晶材料を空セルに注入して液晶表示装
置を作成する。

【００１６】ギャップが５μｍ程度までであれば、ギャ
ップ制御材の上から配向膜を形成し、ラビング等の配向
処理を行っても、ギャップ制御材を非表示領域にのみ分
布させているので、表示品質の低下は少ない。光配向を
行えば、さらに問題は少ない。

【００１７】（実施例２）図２（Ａ）に示すように、例
えばガラス板のような絶縁性基板１の上に画素電極２
（単純マトリックス液晶セルではストライプ電極）が形
成される。画素電極２をパターニングする工程で画素電
極２以外の領域４（非表示領域）をエッチングで除去し
た後に、画素電極２上にフォトレジスト層３を残す。

【００１８】次に、図２（Ｂ）に示すように、基板の上
全面にギャップ制御材８（８ａ、８ｂ）を均一に散布す
る。このギャップ制御材８（８ａ、８ｂ）は粒状の基材
の表面を接着性の樹脂でコーティングしたものである。
接着性樹脂としては、エポキシ系の樹脂などが使用でき
る。また、熱硬化性のポリイミドでもよい。

【００１９】画素電極２上のフォトレジスト３の上にギ
ャップ制御材８ａが、非表示領域４にもギャップ制御材
８ｂが配置される。ギャップ制御材８ａ、８ｂが全面に
均一配置した所で、接着性樹脂を硬化させる。（図２
（Ｃ））硬化処理としては、熱処理、光照射あるいは一
定時間放置するなどの方法がある。

【００２０】次に、レジスト層３を除去する処理を行
う。レジスト除去処理により図２（Ｄ）に示すように、
画素電極２上ではレジストと共にその上のギャップ制御
材も除去されるが、非表示領域４に固着したギャップ制
御材８ｂは残ることになる。これにより、表示領域であ
る画素電極上２にはギャップ制御材８ａを配置せず、そ
れ以外の非表示領域４にのみギャップ制御材８ｂを選択
的に配置することができ、ギャップ制御材による表示品
質への影響を避けることができる。

【００２１】次に、必要に応じて基板上に配向膜（図示
せず。）を形成し配向処理を行った後に、別に作成した
対向基板７を重ね合わせ（図２（Ｅ））、基板の周辺に
シール材を塗布し、シール材を硬化させて空セルを作成
する。その後、液晶材料を空セルに注入して液晶表示装
置を作成する。

【００２２】（実施例３）この実施例は、反射形液晶表
示装置の場合である。反射形液晶表示装置では、画素電
極を光反射板としても利用する。この場合、画素電極は
光を透過しない。図３（Ａ）に示すように、例えばガラ
ス板のような絶縁性基板１の上に光反射形の画素電極９
（単純マトリックス液晶セルではストライプ電極）が形
成される。この基板上には配向膜を形成して配向処理を
行っておくことが望ましい。図３では配向膜は図示を省
略してある。

【００２３】次に、図３（Ｂ）に示すように、基板の上
全面にギャップ制御材１１（１１ａ、１１ｂ）を均一に
散布する。このギャップ制御材１１（１１ａ、１１ｂ）
は粒状の基材の表面を接着性の樹脂でコーティングした
ものである。接着性樹脂としては、エポキシ系の樹脂
や、光硬化性の樹脂が使用できる。この実施例では、例
えば紫外線などの照射により硬化して接着する性質を持
つ光硬化性の樹脂を用いる。画素電極９上にギャップ制
御材１１ａが、非表示領域４にもギャップ制御材１１ｂ
が配置される。

【００２４】ギャップ制御材１１ａ、１１ｂが全面に均
一配置した所で、接着性樹脂を硬化させる。図３（Ｃ）
に示すように、基板１の背面より紫外線のような光１２
を照射する。基板１を透過した光は、非表示領域４のギ
ャップ制御材１１ｂの接着性樹脂を硬化させて基板に固
着させる。画素電極９は光１２が透過しないので、その
上のギャップ制御材１１ａは硬化（固着）しない。

【００２５】次に、図３（Ｄ）で示すように基板表面を
窒素ガス等でブローするか、あるいは超音波等を用いた
洗浄により、画素電極９上のギャップ制御材１１ａを除
去する。この場合、ブローの強さや洗浄処理は非表示領
域４上のギャップ制御材１１ｂが離脱しない程度に設定
する。

【００２６】これにより、表示領域である画素電極上９
にはギャップ制御材１１ａを配置せず、それ以外の非表
示領域４にのみギャップ制御材１１ｂを選択的に配置す
ることができ、ギャップ制御材による表示品質への影響
を避けることができる。

【００２７】次に、別に作成した対向基板７を重ね合わ
せ（図３（Ｅ））、基板の周辺にシール材を塗布し、シ
ール材を硬化させて空セルを作成する。その後、液晶材
料を空セルに注入して液晶表示装置を作成する。

【００２８】（実施例４）この実施例では、非表示領域
に光を透過しない不透明膜を形成する。例えば、コント
ラストや表示品位を向上するためにブラックマトリック
スや駆動素子であるＴＦＴあるいはそのソース及びゲー
トライン用の遮光膜などが不透明膜に相当する。

【００２９】図４（Ａ）に示すように、例えばガラス板
のような絶縁性基板１の上に透明画素電極１３（単純マ
トリックス液晶セルではストライプ電極）が形成され
る。非表示領域４にはブラックマトリックス１４のよう
な遮光膜が形成される。この基板上には配向膜を形成し
て配向処理を行っておくことが望ましい。図４では配向
膜は図示を省略してある。

【００３０】次に、図４（Ｂ）に示すように、基板の上
全面にギャップ制御材１５（１５ａ、１５ｂ）を均一に
散布する。このギャップ制御材１５（１５ａ、１５ｂ）
は粒状の基材の表面を接着性の樹脂でコーティングした
ものである。接着性樹脂としては、エポキシ系の樹脂
や、光反応性の樹脂が使用できる。この実施例では、例
えば紫外線などの照射によりその接着性が失われる性質
を持つ光反応性の樹脂を用いる。画素電極１３上にギャ
ップ制御材１５ａが、非表示領域４のブラックマトリッ
クス１４にもギャップ制御材１５ｂが配置される。

【００３１】ギャップ制御材１５ａ、１５ｂが全面に均
一配置した所で、図４（Ｃ）に示すように、基板１の背
面より紫外線のような光１２を照射する。基板１を透過
した光は、画素電極１３上のギャップ制御材１５ａの接
着性を失わせる。一方、ブラックマトリックス１４は光
１２を透過しないので、その上のギャップ制御材１５ａ
の接着性は維持される。ここで、基板を熱処理すること
によりブラックマトリックス１４上のギャップ制御材１
５ｂはしっかりと接着する。

【００３２】次に、図４（Ｄ）で示すように基板表面を
窒素ガス等でブローするか、あるいは超音波等を用いた
洗浄により、画素電極１３上のギャップ制御材１５ａを
除去する。この場合、ブローの強さや洗浄処理はブラッ
クマトリックス１４上のギャップ制御材１５ｂが離脱し
ない程度に設定する。

【００３３】これにより、表示領域である画素電極上１
３にはギャップ制御材１５ａを配置せず、それ以外の非
表示領域４にのみギャップ制御材１５ｂを選択的に配置
することができ、ギャップ制御材による表示品質への影
響を避けることができる。

【００３４】次に、別に作成した対向基板７を重ね合わ
せ（図４（Ｅ））、基板の周辺にシール材を塗布し、シ
ール材を硬化させて空セルを作成する。その後、液晶材
料を空セルに注入して液晶表示装置を作成する。

【００３５】以上説明した実施例によれば、表示領域で
のギャップ制御材の影響を避ける目的で、非表示領域に
のみ選択的にギャップ制御材を配置するようにしたが、
本発明の製造方法によれば非表示領域に限らず、基板上
の特定の任意の領域だけにギャップ制御材を選択的に配
置することも可能である。

【００３６】以上説明したいずれの実施例においても、
従来の一般的な液晶表示装置の製造工程に新たなフォト
リソグラフィー工程を追加する必要はなく、製造工程数
の増加がないのでコストの上昇はほとんどない。特に、
上記実施例３と実施例４とは配向処理を行った後にギャ
ップ制御材を散布すればよいために、基板背面露光工程
とギャップ制御材除去工程以外は一般的な製造工程とま
ったく同一であり、配向性についても問題はない。

【００３７】一般的な液晶表示装置の製造工程では、ギ
ャップ制御材の散布後に窒素ガスのブローなどを行うこ
とができない。（ギャップ制御材が飛散するため。）従
って、ギャップ制御材散布後に、基板上にゴミなどが付
着すると、それを除去することが困難であり、除去出来
ない場合にはギャップ不良や上下電極間の短絡であるフ
ロント−バック（Ｆ−Ｂ）ショートなどの欠陥の原因と
なる。本発明の実施例では、窒素ガスのブローばかりで
なく、弱い洗浄も行えるために基板上の不要なゴミなど
は確実に除去できるために、ゴミによる問題は発生しに
くく、表示品位が向上する。

【００３８】なお、本発明は以上説明した実施例のもの
に限るものではなく、実施例の開示にもとづき様々な変
更や改良が可能であることは当業者に自明であろう。

【００３９】

【発明の効果】ギャップ制御材を特定の領域、例えば画
素電極以外の非表示領域のみに配置することができるの
で、セル全体のコントラストを向上させることができ
る。また、表示領域にギャップ制御材を配置しないよう
にすれば、電圧印加時の液晶分子配向に乱れを生じさせ
ることがなく、配向不良による表示不良が発生しなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工
程を説明するための断面図である。

【図２】本発明の実施例２による液晶表示装置の製造工
程を説明するための断面図である。

【図３】本発明の実施例３による液晶表示装置の製造工
程を説明するための断面図である。

【図４】本発明の実施例４による液晶表示装置の製造工
程を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 画素電極 ３ フォトレジスト ４ 非表示領域 ５ 接着性樹脂 ６ ギャップ制御材 ７ 対向基板 ８ ギャップ制御材 ９ 光反射形の画素電極 １１ ギャップ制御材 １２ 照射光 １３ 画素電極 １４ ブラックマトリックス １５ ギャップ制御材

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を形成した基板を用意する工程と、 前記基板の表面の特定の領域のみに選択的にギャップ制
   御材を配置する工程とを有する液晶表示装置の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記特定の領域が画素電極以外の領域で
   ある請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記特定の領域がブラックマトリックス
   領域を含む請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記特定の領域が光反射電極以外の領域
   である請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記ギャップ制御材を配置する工程が、
   前記画素電極を含む基板面に接着材を塗布する工程と、
   該画素電極上の前記接着材を除去する工程と、前記基板
   の全面にギャップ制御材を散布する工程と、前記画素電
   極上のギャップ制御材を除去する工程とを有する請求項
   ２記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記ギャップ制御材の表面が接着性樹脂
   でコーティングされている請求項１記載の液晶表示装置
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記ギャップ制御材を前記基板全面に均
   一に散布する工程と、 前記特定の領域以外のギャップ制御材を除去する工程
   と、 前記特定の領域のギャップ制御材を固着させる工程とを
   有する請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記ギャップ制御材を固着させる工程
   は、熱処理により行う請求項７記載の液晶表示装置の製
   造方法。
9. 【請求項９】 前記画素電極が光反射電極であって、前
   記接着性樹脂は光照射により接着性を生じる材料であ
   り、前記ギャップ制御材を固着させる工程は前記基板の
   背面への光照射による行う請求項７記載の液晶表示装置
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記特定の領域が基板上の遮光性の層
    を形成した領域であり、前記接着性樹脂は光照射により
    接着性を失う材料であって、前記ギャップ制御材を固着
    させる工程は基板の裏面への光照射により行う請求項７
    記載の液晶表示装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 電極を表面に形成した一対の基板と、
    前記一対の基板間に配置される液晶層と、前記一対の基
    板間に前記液晶層の厚みを規定するためのギャップ制御
    材とを有する液晶表示装置において、前記ギャップ制御
    材が前記基板の表面の特定の領域のみに選択的に配置さ
    れている液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 画素電極を有し、前記特定の領域が該
    画素電極以外の領域である請求項１１記載の液晶表示装
    置。