JPS58173716A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示装置の製造方法に関するものであり、
さらに詳しくは液晶表示装置を構成する透明導電膜が設
けられているガラス基板の製造方法に関する。

液晶がその電気光学効果を利用することによって表示デ
バイスとなし得ることはよく知られており、通常は第１
図のような基本構成の液晶セルが用いられる。即ち液晶
セルは、互いに約１０μｍの間隙を保ち、はぼ平行に配
置された一対のガラス基板１．１′とその間に充填され
た液晶層４と、液晶の流出を防止し、かつ液晶層４の厚
みを一定に保持するために液晶層４の周囲に設けられた
シーリング部材６とからなっている。そしてガラス基板
１．１′の液晶層４に接する表面上には、液晶物質４に
電気的信号を加えるための透明導電膜２．２′が表示し
たいパターンに応じて設けられており、それはシーリン
グ部材乙の外側まで延在して引出し電極部を形成してい
る。

しかし、種々の理由により、透明導電膜２．２′と液晶
層４とが直接接触する構造では実用的液晶セルとはなり
難い。一つは電圧印加時に透明導電膜表面で好ましくな
い電気化学反応が起り、液晶セルの劣化を早める。もう
一つはＴＮ型液晶など多くの場合、界面力によって液晶
セル内の液晶の配列状態を制御する必要があり、ラビン
グ等の表面処理を行なわなければならない。

しかし、ガラス基板面及び透明導電膜面が混在する第１
図の様な表面では、表面の凹凸、あるいは材質の違いの
ため均一な表面処理が難しく、液晶セルの外観不良を招
く。（これを配向不良という。）これらの難点を解決す
るため、実用的な液晶セルは第２図（Ａ）、（Ｂ）に示
される構造をとっている。即ち、ガラス基板１．１′の
透明導電膜２．２′のある面上を絶縁性薄膜６．６′で
被覆して用いている。ここで用いられる絶縁性薄膜６．
６′としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化セリウム
などの酸化物及びフッ化マグネシウムなどのフッ化物を
含む無機絶縁膜があり、一般的には酸化ケイ素が用いら
れている。この絶縁性薄膜６．６′は基板全面にではな
く、液晶層４と接触する部分にだけ形成されているのが
普通である。このようにすれば、引出し電極部２ａには
絶縁性薄膜６が付着していないため、外部電極との接続
が完全に行なわれて良結果となるが、往々にして液晶セ
ル内のシーリング部材３の内側近辺に絶縁性薄膜６．６
′の未形成部が生亡、そこに配向不良が見られたり、ま
た第３図の（Ａ）、（Ｂ）で示す様にシーリング部材３
の場所や内部接続部材の場所に絶縁性薄膜がないため、
シーリング部材６は引出し電極部２ａ上とガラス基板１
上との二つの異なった材質の上に接着されることになる
。一般にシーリング部材６として有機接着剤を用℃・る
場合には、引出し電極部２ａの材料であるＴｎ２０３等
には接着力が弱く、ガラス基板１などには接着力が強い
傾向がある。このため、見かけ上はシーリング部材乙に
より液晶セルのシーリングが保たれていても、実際には
引出し電極部２ａの部分からシーリング部材６が剥離し
、液晶セルのシーリングが不完全で弱いものとなるとい
う欠点が見られた。この現象は上下の基板間の電気的接
続を行なうための内部接続部材５についても全く同様で
ある。絶縁性薄膜６．６′を形成したあと配向膜処理を
行なうが、とれも液晶層４と接触する部分にだけ形成さ
れているのが普通であり、やはりシーリング部材乙の内
側近辺に配向処理膜の未形成部分が生じ、そこに配向不
良が見られる。

また、配向処理膜上はラビング等により処理されるので
、この時にシーリング部材６の部分はラビングにより汚
されない様に金属マスクをするなどの処理が必要となり
、作業がわずられしくなるというのが実状である。これ
を怠たってシーリング部材６の形成部までラビングをし
てしまうと、ガラス基板１とシーリング部材６との接着
力が弱くなり、液晶セルとしてシーリングが不完全にな
ると〜・う欠点が生ずる。

本発明の目的は、これらの欠点をなくし、引出し電゛極
部！ｔま電気的導通が良くとれ、表示部全面が゛均一で
配向不良部がなく、しかもラビング処理の際には、シー
リング部材の形成部を金属マスクで覆わなくても“良い
などの作業的な利点も有して（・る液晶表示装置の製造
方法を提供することにある。

以下、図により本発明を具体的に説明する。

本発明は、最初に第４図に示す様に、少なくともその一
部に透明導電膜２やそれに附随する引出し電極部２ａが
設けられているガラス基板１の表面に少なくとも一層以
上の絶縁性薄膜６を形成するに際し、前記絶縁性薄膜乙
の形成を望まない部分（引出し電極部２ａ等のある部分
）の上にあらかじめ高分子等のマスク７を形成する。マ
スク７の材料としては、エポキシ系とメタクリル酸エス
テルの水酸基を有する有機化合物を使用した。

また、このマスク７の膜厚としては、絶縁性薄膜６の膜
厚（８００〜２０００Ａ”、）の５０〜１０００倍に相
当する１０〜１００μｍが適当であり、特に５０〜１０
０μｍの厚さマスク７が良い結果をもたらしている。ス
クリーン印刷なトニより形成さｎたマスク７は、このあ
と１４０〜１８０ｒで１５〜３０分加熱、硬化される。

これはマスク７の上に形成される絶縁性薄膜６と化学的
に反応を起さないためである。加熱、硬化されたマスク
７が付いたガラス基板１上には、次に酸化ケイ素などの
絶縁性薄膜６が第４図の様に形成される。

この絶縁性薄膜６に対しては、次いで１４０〜１８０Ｃ
で１５〜３０分間仮焼成が行なわれる。

これは絶縁性薄膜６を準安定状態にするとともに、絶縁
性薄膜６の下にあるマスク７が高温により燃焼し炭化し
たすせず化学的性質を保っている様にするためである。

というのは後工程での溶剤処理によりマスク７は溶解す
ちが、絶縁性薄膜６は溶解しないという条件が必要だか
らである。

従って仮焼成条件については、温度が低すぎたり、時間
が短かすぎたりすると絶縁性薄膜６が溶けてしまい、逆
に温度が高すぎたり、時間が長すぎたりするとマスク７
が必要以上に固化したり、場合によっては燃焼してしま
ったりして溶解しにくくなったり、溶解しなかったりす
ることになるために、注意を要する。この仮焼成のあと
は、塩化メチレンあるいはトリクレン溶液中に浸漬する
。

浸漬時間の制約はなし・が、普通は５〜３０分で作業を
終了させている。この時、第４図で示す薄い絶縁性薄膜
６ａの様な所や、ガラス基板１の端面からマスク７に塩
化メチレンあるいはトリクレンの溶剤が浸透し、マスク
７を膨潤・溶解する。この膨潤・溶解効果については、
トリクレンの方が［化メチレンより大きい。ここでマス
ク７を膨潤・溶解させたあと、トリエタン溶液中に浸漬
し、超音波洗浄を行なう。超音波の振動衝撃波で膨潤・
溶解したマスク７は、ガラス基板１から剥離される。こ
の剥離の時、マスク７の上にある絶縁性薄膜６はマスク
７とともに剥離・除去さｔてしまう。今まで述べてきた
膨潤・溶解及び剥離における溶剤は、全て塩素系（Ｃ，
、ｅ系）のものであるが、こｔはマスク７を膨潤・溶解
及び剥離を目的とするのは勿論であるが、同時に絶縁性
薄膜６自体を溶解しな（・という条件も満たすものだか
らである。

−例としてあげれば、仮焼成の絶縁性薄膜６は、水中あ
るいは薄いアルカリ洗剤中に浸漬しておくことによって
溶解・剥離してしまう弱さを有しているのである。完全
にマスク７とマスク７の上の絶縁性薄膜６とを剥離・除
去したあとのガラス基板１は、連続焼成炉などにより本
焼成される。焼成温度は最高温部として４５０〜５２０
Ｃで１５〜３０分間処理される。焼成後はアルカリ、塩
酸、中性洗剤等の一般的洗浄を行なう。この様にして得
られた絶縁性薄膜６付きのガラス基板１は、第５図（Ａ
）、（Ｂ）の様になっており、引出し電極部２ａを除い
たシーリング部材乙の形成部を含む配向面全体に絶縁性
薄膜６が形成されている。

即ち、こうすることにより、従来においてはシーリング
部材６の内方で絶縁性薄膜６を形成をしていたために生
じていたシーリング部材６近辺の配向不良を、解消する
ことが出来たことばかりでなく、従来においてはシーリ
ング部材６がガラス基板１上のガラス面自体とＩｎ、、
Ｏｓ等の電極部との両方に対して接合されていたのに対
して、本実施例では酸化ケイ素（Ｓ１０□　）より成る
絶縁性薄膜６が均一に形成されてシーリング部材乙の接
触面がこの絶縁性薄膜６だけとなるために、従来の様に
有機接着剤との接着強度が弱かったＩｎ２Ｏ３等より成
る電極部の面上からの剥れがなくなり、シーリング強度
が均一で、かつ強固なものとなる。

次に絶縁性薄膜６を形成したのと同じ方法により、第６
図に示す様に配向処理膜８の形成を望まない部分、即ち
引出し電極部２ａとシーリング部材３の形成部と内部接
続部材５の形成部に高分子等のマスク７を形成する。マ
スク７は上記の場合と同様に、１４０〜１８０Ｃで１５
〜３０分加熱、硬化する。次にガラス基板１全面にポリ
イミド系の配向処理膜８をスピンナー法、転写印刷法、
ディップ法などにより第６図の様に形成し、やはり前記
絶縁性薄膜６の形成と同様に配向処理膜８に対して１４
０〜１８０Ｃで１５〜３０分間の仮焼成を行なう。

ここでも他方のカラス基板１′は同じ方法でシーリング
部材３の形成部と内部接続部材５の形成部を除いた全面
に配向処理膜８′が形成され、仮焼成される。この仮焼
成のあと二枚のガラス基板１．１′はラビング装置によ
りラビシグされ配向処理がなされる。この時、従来例の
場合ではシーリング部材６の形成部をラビングにより汚
さないために、金属マスクなどの治具を用いているが、
金属マスクだとあまり薄くできず、０１〜０．２　ｍの
厚マスクとなるために、配向処理面に金属マスクの陰が
出来、やはりシーリング部材乙の近辺の配向が不良とな
る。これに対して本発明では、マスク７の厚みが上記の
金属マスクと同じで１００μｍあったとしても、ガラス
基板１．１′に密着し、かつ配向処理膜８．８′の下に
あるために金属マスクを用いた場合に生ずる様なガラス
基板１．１′との間のスキマもない。

従って、ラビングにより配向処理をした配向処理膜８．
８′は、配向面全面に渡って均一で良好な配向特性を付
与されることになる。配向処理か終ったあとは塩化メチ
レンあるいはトリクレン溶液中に浸゛漬し、５〜３０分
でマスク７を膨潤・溶解し、さらにトリエタン溶液中に
浸漬させ超音波洗浄を行なうことにより、マスク７を剥
離すると共に、その上にある配向処理膜８をも同時に剥
離・除去してしまう。そして残された配向処理膜８．８
′を２５０Ｃ〜３５０Ｃで３０〜６０分本焼成すると、
第７図（Ａ）の様な構成となる。即ち、引出し電極２ａ
上については絶縁性薄膜６も配向処理膜８もなく、液晶
表示装置の表示部上については絶縁性薄膜６も配向処理
膜８もある。

またシーリング部材６の形成部については、絶縁性薄膜
６があると共に、シーリング強度に悪影響を及ぼさず、
しかも液晶表示装置の表示部に配向処理膜８の未形成部
がない様に考慮して、配向処理膜８がシーリング部材乙
の巾の１／３〜１／２はどシーリング部材乙の形成部に
喰い込んで形成されている。第７図（Ｂ）で一点鎖線で
示したのがシーリング部材６の形成部６ａであり、破線
で示したのが配向処理膜８の形成部８ａである。

また右下りの斜線部で示したのが絶縁性薄膜６の領域で
あり、左下りの斜線部で示したのが配向処理膜８の領域
である。図では示してないが、内部接続部の形成部には
絶縁性薄膜６．６′はあっても配向処理膜８．８′はつ
かない様に前記高分子等のマスク７で処理されている。

また、ここでは主として引出し電極２ａのある一方のガ
ラス基板１について説明してきたが、引出し電極２ａの
ない他方のガラス基板１′においては、絶縁性薄膜６′
はガラス基板１の全面に形成されており、配向処理膜８
′については引出し電極２ａのあるガラス基板１の場合
と同様にシーリング部材６の形成部の一部を含み、かつ
内部接続部の形成部を除いたガラス基板１′の全面に形
成さｒしているものである。このあと第７図（Ｂ）の様
に、一方の基板１にシーリング部材６を形成し、また他
方の基板１′には内部接続部５を形成した後、第８図の
様に二枚の基板１．１′を重ね合せる。一方のガラス基
板１に形成する有機接着剤としては、普通二液混合型の
エポキシ系の接着剤を用いることが多いが、本発明では
紫外線硬化型の接着剤を用いた。一実施例としては、こ
の紫外線硬化型の接着剤として、例えばロックタイト社
製の＃３５０（商品名）を主成分として、これにチクソ
トロピイ性を持たせるために例えば、日本アエロジル社
製のアエロジル２００（商品名）を２〜５％添加し、さ
らに接着力を増すために例えば、信越シリコーン社製の
シランカップリング剤ＫＢＭ４０３あるいはＫＢＭ５０
３（いずれも商品名）を０．５〜５チの割合いで混合し
たものを用いた。こ９紫外線硬化型の接着剤をシーリン
グ部材６として、一方の基板１に第７図（Ｂ）や第８図
で示すように施した。

また、他方の基板１には内部接着部材５が施されるが、
これも一般にはエポキシ系接着剤に銀粉を入れた導電性
接着剤が用いられるが、本発明の一実施？ｌＪではシー
リング部材３のｉ合と同様に、紫外線硬化型の接着剤に
銀粉を混入して成る導電性接着剤が用いられている。こ
の二枚のガラス基板１．１′を第８図の様に１ね合せ、
第８図における上方向より紫外線を照射することにより
、紫外線硬化型のシーリング部材３や内部接続部材５の
硬化を行う。照射条件は１００〜４５０μＷ／７で１〜
５分間程度でよいが、本発明では３０ｎμＷ／ｄで３分
間の照射条件で硬化させた。

なお第８図では内部接続部５は、絶縁性薄膜６．６′を
介していて、透明導電膜２，２’と直接接触してはいな
いが、絶縁性薄膜６．６′が酸化ケイ素の薄膜である場
合には内部接続部５と透明導電膜２．２との導通は充分
可能である。これに対してポリイミド系の配向処理膜８
．８′の場合には絶縁効果が太きいために、第８図の様
に内部接続部５の形成部には配向処理膜８．８′を形成
させないことが必要である。この二枚のガラス基板１．
１′を第８図の様に重ね合せた時、内部接続部５とシー
リング部材３はともに有機接着剤であり、絶縁性薄膜６
．６′と接触していて透明導電膜２．２′と接触してい
る箇所はない。

またラビングによりシーリング部材３や内部接続部５が
汚れることもなく、従来例で良く見られたシーリング部
材６からの剥離、即ちシーリング部材３が接触していた
透明導電膜２．２′からの剥離は完全に防止することが
出来た。２枚の基板を重ね合されて形成された液晶セル
は、このあと２枚の基板間の間・隙に液晶物質４を注入
し、注入孔をやはり有機接着剤で封孔し、硬化させ°る
。この封孔剤としても、有機接着剤であるエポキシ系の
二液混合型のものや、紫外線硬化型のものが使われる。

以上のように本発明によって形成された液晶表示装置は
、前記したシーリング部材６の接着力が強固であること
の他に、マスク７を用いた絶縁性薄膜６．６′の形成法
を採用しているので引出し電極部２ａの上には少しの絶
縁性物質もなく、従って外部からの電気接続部との接触
の信頼性が完全　　４となることや。液晶表示装置の表
示部では、絶縁性薄膜６．６とポリイミド系の配向処理
膜８．８′とで透明導電膜２．２′を有するガラス基板
１．１が被覆さｎているので、ガラス基板１．１′から
のアルカリ分の溶出による配向不良を防げるのみで７：
ｃ　＜、直流電流分のカット効果や、反射防止効果（す
なわち透明導電膜２、？′が非通電時にはほと　　′ん
ど見えないという効果）等を実現、できる。さらに配向
処理膜８．８′の形成時には、シーリング部材乙の形成
部にシーリング部材３の幅の１／２〜１／３程度喰い込
む様に考慮しであるので、従来例で良く見られた液晶表
示装置の表示部内での配向不良部分が全くなくなり、見
映えとしても一段と優れたものとなる。

またラビングする時に金属マスクでシーリング部材６の
形成部をカバーしなければならないという、従来におけ
る作業上での繁雑さの問題点も、本発明の高分子化合物
によるマスク７を利用する方法によって一挙に解決され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は液＾表示装置の基本的構成を示す断面図、第２
図（Ａ）および（Ｂ）は実用的な液晶表示装置の構成を
示す平面図および断面図、第３図（Ａ）および（Ｂ）は
絶縁性薄膜の形成を示す平面図および断面図、第４〜８
図は本発明の説明図であり、第４図は絶縁性薄膜の形成
法を示す断面図、第５図（Ａ）および（Ｂ）は絶縁性薄
膜の形成を示す断面図および平面図、第６図は配向処理
膜の形成法を示す断面図、第７図（Ａ）およびＣＢ）は
配向処理膜の形成と、絶縁性薄膜の形成とシーリング部
材の形成部を示す断面図および平面図、第８図は本発明
の液晶表示装置の構成を示す断面図である。 １．１′・・・・・・ガラス基板 ２．２・・・・・・透明導電膜 ６・・・・・・シーリング部材 ４・・・・・・液晶物質 ６．６′・・・・・・絶縁性薄膜 ７・・・・・・マスク ８．８・・・・・・配向処理膜 第１図 第２図 （Ａ） 第４図 第７図 第８図 ７７−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）引出し電極部を有する透明導電膜を備えた第ｉの
   ガラス基板と、透明導電膜を備えた第２のガラス基板と
   、これら二枚のガラス基板を電気的に接続するための内
   部接続部とを少なくとも有する液晶表示装置の製造方法
   において、前記第１のガラス基板の引き出し電極部上に
   高分子化合物を用いてマスクを形成して焼成する工程と
   、前記第１のガラス基板間の全面に絶縁性薄膜を形成し
   て仮焼成する工程と、前記第１のガラス基板上の前記マ
   スクを溶解させるとともに該マスク上に形成された絶縁
   性薄膜をも剥離除去する工程と、前記第２のガラス基板
   上の全面に絶縁性薄膜を形成する工程と、前記第１、第
   ２のガラス基板を本焼成する工程と、前記第１のガラス
   基板の前記引出し電極部と前記絶縁性薄膜上で、かつシ
   ーリング部材と内部接続部材を形成する部分に再び高分
   子化合物を用いてマスクを形成して焼成する工程と、前
   記第２のガラス基板の前記絶縁性薄膜上で、かつシーリ
   ング部材と内部接続部材を形成する部分に前記マスクを
   形成して焼成する工程と、前記第１、第２のガラス基板
   上の全面に配向処理膜を形成して仮焼成する工程と、前
   記第１、第２のガラス基板上にラビングにより配向処理
   をする工程と、前記第１、第２のガラス基板上の前記マ
   スクを溶解させるとともに該マスク上に形成された配向
   処理膜をも剥離除去する工程と、残された配向処理膜を
   本焼成する工程と、しかるのち前記第１のガラス基板の
   絶縁性薄膜上にシーリング部材を形成する工程と、前記
   第２のガラス基板の絶縁性薄膜上に内部接続部材を形成
   する工程と、前記第１、第２のカラス基板を重ね合せし
   、加圧し、焼成する工程と、前記第１、第２のガラス基
   板間の間隙に液晶物質を注入する工程と、注入孔を封孔
   する工程とから成ることを特徴とする液晶表示装置の製
   造方法。
2. （２）　　シーリング部材および内部接続部材が、それ
   ぞれ紫外線硬化型の接着剤および紫外線硬化型の導電性
   接着剤より成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の液晶表示装置の製造方法。