KR20040010278A

KR20040010278A - 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 전자기기

Info

Publication number: KR20040010278A
Application number: KR1020030049640A
Authority: KR
Inventors: 모모세요이치
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2004-01-31
Also published as: CN1475849A; US20040046921A1; TWI235264B; CN2704059Y; TW200404178A; JP2004109971A; CN1229679C

Abstract

본 발명에 따르면, 간편하게 기판 간격을 기판면 내에서 균일화하는 것이 가능하고, 스페이서의 배치에 의해 저온시에 있어서 액정층에 진공 영역이 발생하는 것을 억제한 액정 장치를 제공한다.

본 발명의 액정 장치는, 액정(50)을 사이에 유지하는 한 쌍의 기판(10,20) 사이에 스페이서(25)가 배치되어 이루어지고, 이들 액정(50) 및 스페이서(25)가, 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상의 밀봉(seal)재 내부에 배치되어, 그 밀봉재 내부에서의 스페이서(25)의 밀도가 100개/㎟∼300개/㎟로 되고, 또한, 스페이서(25)가 배치된 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우에, 스페이서(25)의 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d로 설정되어 있다.

Description

액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 전자기기{LIQUID CRYSTAL DEVICE, METHOD OF FABRICATING LIQUID CRYSTAL DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT}

본 발명은 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법 및 액정 장치를 구비하는 전자기기에 관한 것으로, 특히, 액정 층 두께를 균일하게 유지하기 위한 스페이서를 기판 사이에 구비한 액정 장치에 관한 것이다.

종래의 액정 장치로써, 하측 기판과 상측 기판이 각각의 기판의 가장자리부에 있어서 밀봉재를 거쳐 접착되어, 이들 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 봉입된 구성의 것이 있다. 이 경우, 기판 간격을 기판면 내에서 균일하게 하기 위해서, 한 쌍의 기판 사이에 스페이서를 배치하는 기술이 알려져 있다.

이러한 액정 장치는 이하와 같은 방법에 의해 제조되어 있다. 즉, 하측 기판 및 상측 기판의 각각에 전극 및 배향막 등을 적층 형성한 후, 예컨대 하측 기판 상에서, 그 기판 가장자리부에 액정 주입구를 형성한 형태로 미경화 밀봉재를 인쇄하고, 같은 기판 또는 다른 한 쪽의 기판의 표면상에 스페이서를 살포하고 나서, 미경화의 밀봉재를 거쳐서 하측 기판과 한쪽의 상측 기판을 점착하는 것에 의해 액정 셀을 얻는다. 그리고, 해당 액정 셀의 미경화 밀봉재를 경화하고, 또한 밀봉재에 미리 형성해 둔 액정 주입구로부터 액정 셀 내에 액정을 주입하는 것에 의해 액정층을 형성한 뒤, 주입구를 밀봉재에 의해 밀봉한다. 마지막으로, 하측 기판 및 상측 기판의 외측에 위상차판 및 편광판 등의 광학 소자를 형성하여 상기 구성을 구비하는 액정 장치가 제조된다.

상기한 바와 같이 액정층에 스페이서를 개재하여 구성한 액정 장치에 있어서는, 사용하는 스페이서의 입경이나 면내 균일성이, 해당 액정 장치의 특성에 큰 영향을 미치게 된다. 그래서, 예컨대 특허 문헌 1에서는, 사용하는 스페이서의 입경을, 액정층의 두께에 대하여, 0.2㎛∼0.6㎛ 또는 4%∼12% 작은 것을 이용함으로써, 기판 사이의 액정층의 두께의 균일성을 유지하면서, 위치 재정렬시의 기판의 이동을 확실히 행할 수 있다고 하는 내용이 기재되어 있다.

특허문헌 1일본 특허 공개 평성 제8-106101호 공보

그런데, 상술한 액정 장치의 제조 방법에서는, 기판 접합 후에 액정을 주입하고 있지만, 이 액정 주입 공정은 시간이 걸리는 공정이며, 보다 간편한 제조 방법이 요구되고 있다. 또한, 기판 간격을 균일하게 유지하기 위해서 스페이서를 한 쌍의 기판 사이에 배치하게 되는데, 기판 표면은 TFT 소자 등이 형성되거나 해서 완전히 평탄하지는 않기 때문에, 스페이서를 배치했음에도 불구하고 기판 간격에 편차가 발생하는 경우가 있다.

또한, 상기 특허 문헌 1에서는, 액정 층 두께의 불균일이 해당 액정 층 두께 5㎛에 대하여 ±0.1㎛로, 액정 층 두께 불균일이 ±2%에 달하고 있다. 여기서, 이러한 액정 장치를, 예컨대 STN 타입의 액정 장치나 액티브 소자를 이용한 액정 장치 등에 적용한 경우, 콘트라스트가 저하하여, 표시 특성을 저하시키는 경우가 있다.

또한, 액정 장치에 있어서의 스페이서의 살포량에 관해서는, 지나치게 많으면 저온 상태로 보존한 경우에 액정층에 진공 영역이 발생하는 경우가 있고, 또한, 지나치게 적으면 기판 간격에 편차가 발생하는 경우도 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 간편하게 기판 간격을 기판면 내에서 한층 더 균일화하는 것이 가능하고, 또한, 최적의 스페이서 배치에 의해 저온시 혹은 고온 시에 불량이 발생하는 것을 억제한 액정 장치와, 그 액정 장치의 제조 방법, 또, 그 액정 장치를 구비하는 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 액정 표시 장치를 각 구성요소와 함께 대향 기판측에서 본 평면도이다.

도 2는 도 1의 H-H’선에 따르는 단면도이다.

도 3은 동 액정 표시 장치의 화상 표시 영역에서 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이다.

도 4는 동 액정 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.

도 5는 본 발명의 전기광학 장치를 이용한 전자기기의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 6은 동 전자기기의 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도 7은 동 전자기기의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 하측 기판(TFT 어레이 기판)20 상측 기판(대향 기판)

25 스페이서27 고착층

50 액정층52 밀봉재

100 액정 표시 장치(액정 장치)

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 액정 장치는, 액정층을 사이에 유지하는 한 쌍의 기판 사이에 스페이서가 배치되어 이루어지는 액정 장치로서, 상기 액정층 및 스페이서가, 상기 기판면 내에 형성된 프레임 형상의 밀봉재로 둘러싸인 영역에 배치되고, 해당 영역에 있어서의 상기 스페이서의 밀도가 100개/㎟∼300개/㎟로 되고, 또한, 상기 스페이서가 배치된 영역의 액정층의 층 두께를 d로 했을 때, 상기 스페이서로서, 그 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d인 것이 이용되고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 액정 장치에 따르면, 밀봉재가 기판면 내의 영역에 있어서 닫힌 프레임 형상으로 구성되어 있기 때문에, 당해 액정 장치의 제조시에 있어서, 기판 접합전에 어느 하나의 기판상에 액정을 적하하고 다른 쪽의 기판과 접합하는 공정을 적용할 수 있다. 이 경우, 기판 접합 후에 액정을 주입하는 공정을 거치지 않아도 되기 때문에, 제조 공정이 간편해 진다. 한편, 이러한 밀봉재를 이용한 액정 장치에 있어서, 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d인 스페이서를 이용하여, 밀봉재 내부에 있어서의 스페이서의 밀도를 100개/㎟∼300개/㎟로 했기 때문에, 기판 간격이 한층 더 균일하게 되어, 예컨대 기판 간격의 편차를 ±1% 정도로 할 수 있으며, 또한 저온 보존시에 진공 영역(기포)이 발생하는 등의 불량도 해소된다.

즉, 본 발명자가 예의 검토한 바, 스페이서의 밀도가 100개/㎟미만이고, 스페이서의 평균 입경 D가 0.96d 미만인 경우에 특히 기판 간격에 편차가 발생하기 쉽다는 것이 판명되었고, 또한, 스페이서의 밀도가 300개/㎟를 넘고, 스페이서의 평균 입경 D가 1.02d를 넘으면 특히 저온 보존시 진공 영역이 발생하기 쉽다는 것이 판명되었다. 또, 이 저온(예컨대 -30℃)에서 보존한 경우의 진공 영역 발생은, 액정 중에 미량으로 포함되는 가스가 저온 하에 모여서 생긴 것으로, 실온으로 되돌아간 후에도 없어지지 않는 경우가 있다.

여기서, 상기한 바와 같이 본 발명에 있어서 스페이서의 밀도를 비교적 적은 100개/㎟∼300개/㎟로 할 수 있었던 이유는, 밀봉재의 구성에 의한 것으로 추정된다. 즉, 본 발명의 경우, 닫힌 프레임 형상으로 개구부(액정 주입구)를 갖지 않는 밀봉재를 적용했기 때문에, 상술대로 기판 상에 액정을 적하하고, 또한 스페이서도 살포한 상태에서 기판을 접합시킬 수 있다. 이 경우, 기판 접합시의 압력을 스페이서 뿐만 아니라, 액정도 받게 되어, 종래의 주입구를 마련한 구성의 액정 장치에 비하여 스페이서의 수를 상대적으로 감소시킬 수 있었던 것으로 추정된다.

이와 같이 본 발명의 구성에 의해, 제조시에 있어서 액정 주입구 공정 및 밀봉 공정이 생략되고, 또한 스페이서의 밀도를 감소시키는 것이 가능하게 되기 때문에, 스페이서의 밀도를 상기한 바와 같이 설정하고, 또한 이용하는 스페이서의 평균 입경을 상기한 바와 같이 설정하는 것에 의해, 기판 간격이 기판면 내에서 균일하고, 또한 액정 중에 기포 등도 잘 발생하지 않는 액정 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 여기서, 본 발명에서 말하는 스페이서가 배치된 영역의 액정층의 층 두께 d란, 기판 간격을 제어하는 데 유효한 부분의 층 두께로, 예컨대 반투과 반사형의 액정 장치 등에 있어서, 액정층의 층 두께를 반사 영역과 투과 영역 사이에서 의도적으로 분포를 갖게 한 것에 관해서는, 당해 스페이서를 배치한 경우에, 기판 간격을 유효하게 제어할 수 있는 영역에 대한 액정층의 층 두께를 말하는 것이다.

또, 혹시 가령, 종래와 같이 주입구가 있는 밀봉재를 이용하여, 기판 접합 전 액정 주입을 행한 경우에는, 기판 접합시 액정이 외부로 누출되는 등의 불량이 발생하기 때문에, 주입구를 갖는 밀봉재를 형성한 경우에는 접합 전의 액정 주입은 사실상 불가능하다. 한편, 본 발명의 주입구가 없는 밀봉재를 이용하여, 기판 접합 후에 액정 주입을 행할 수 없는 것은 물론이고, 따라서, 본 발명의 구성에 의해 확실히 기판 접합 전의 액정 주입이 가능해져, 스페이서 밀도를 감소시킬 수 있게되는 것이다.

또한, 상기 스페이서의 밀도로서 150개/㎟∼300개/㎟인 것이 바람직하다. 이 경우, 고온시에 있어서 기판 간격에 불균일이 발생하는 등의 불량이 잘 발생하지 않게 된다. 즉, 액정 장치가 고온(예컨대 70℃ 이상)으로 된 경우, 스페이서의 열팽창에 대하여 액정의 열 팽창 쪽이 대단히 커서, 그 결과, 스페이서의 밀도가 작은 경우에는, 액정 층 두께를 균일하게 유지하는 스페이서 본래의 기능이 충분히 발현되지 못하게 되는 경우가 있지만, 상술한 바와 같이 스페이서의 밀도를 150개/㎟보다도 크게 한 경우에는, 이러한 고온시의 불량이 잘 발생하지 않게 되었다. 또, 이 고온시의 불량은, 액정 장치를 실온으로 되돌리면 회복되기 때문에, 반드시 불량이라고는 말하기 어려운 것으로, 상기 스페이서 밀도는 어디까지나 바람직한 범위이다.

다음에, 본 발명의 액정 장치에 있어서, 밀봉재는 자세하게는 기판의 외연(外緣)으로 노출되는 일 없이 프레임 형상으로 형성되어 있는 것으로 할 수 있다. 또한, 밀봉재는 자세하게는 기판의 외연을 향한 개구를 구비하지 않는 폐구 프레임 형상으로 형성되어 있는 것으로 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 액정 장치에 있어서, 스페이서는, 그 표면이 고착층 또는 접착층에 의해 덮혀지고, 해당 고착층 또는 접착층에 의해 기판에 고정되어 있게 할 수 있다. 이 경우의 스페이서의 기판에 대한 고정이 한층 더 확실하게 되어, 기판 사이에서 스페이서가 부유하는 등의 불량이 잘 발생하지 않게 된다.

다음에, 본 발명의 액정 장치의 제조 방법은, 액정층을 사이에 유지하는 한쌍의 기판 사이에 스페이서가 배치되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 기판 중 어느 하나의 기판상에, 해당 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상의 밀봉재를 형성하는 공정과, 상기 한 쌍의 기판 중 어느 하나의 기판 상에 스페이서를 배치하는 공정과, 상기 한 쌍의 기판중의 어느 하나의 기판상에 액정을 적하하는 공정과, 이들 한 쌍의 기판을 접합하는 공정을 포함하고, 상기 스페이서의 살포 밀도를, 상기 밀봉재의 내부 영역에서 100개/㎟∼300개/㎟로 하고 또한, 해당 스페이서를 배치하는 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우에, 해당 스페이서의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d로 한 것을 특징으로 한다.

이러한 방법에 의해 상술한 본 발명의 액정 장치를 제조할 수 있고, 특히 본 발명에서는 액정을 기판상에 적하한 후에 기판을 접합시키기 때문에, 기판 접합후의 비교적 번거로운 액정 주입 공정 및 밀봉 공정을 생략할 수 있다. 또한, 어느 하나의 기판 상에 액정 및 스페이서를 배치한 후에, 각 기판을 접합시키는 것으로 하였기 때문에, 상술한 대로 스페이서의 살포 밀도를 저감할 수 있고, 구체적으로는 100개/㎟∼300개/㎟로 하고, 또한 그 스페이서의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d로 했기 때문에, 기판 간격에서 편차가 적고, 또한 저온 보존시의 진공 영역의 발생이 적은 액정 장치를 제공할 수 있게 되었다. 또, 이 경우에도 고온시에 기판 간격에 불균일이 발생하는 불량을 해소하기 위해서, 스페이서의 밀도를 150개/㎟∼300개/㎟로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판의 접합의 진공 중에서 실행하는 것으로 하여, 해당 기판의 접합후, 공기 중에 노출시켜 상기 밀봉재를 경화시키는 공정을 포함하는 것으로 할수 있다.

다음에, 본 발명의 전자기기는 상기한 바와 같은 액정 장치를 가령 표시 장치로서 구비하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 본 발명의 액정 장치를 구비하는 것에 의해, 불량 발생이 적고 신뢰성이 높은 전자기기를 제공하는 것이 가능해진다.

(발명의 실시예)

이하, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 액정 장치의 일 실시예로서의 액정 표시 장치에 대하여, 각 구성요소와 함께 나타내는 대향 기판측에서 본 평면도이며, 도 2는 도 1의 H-H’ 선에 따르는 단면도이다. 도 3은 액정 표시 장치의 화상 표시 영역에서 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이고, 도 4는 액정 표시 장치의 부분 확대 단면도이다. 또, 이하의 설명에서 이용한 각 도면에 있어서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해서, 각 층이나 각 부재마다 축척을 달리하고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 실시예의 액정 표시 장치(100)는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 밀봉재(52)에 의해서 접합되고, 이 밀봉재(52)에 의해서 구획된 영역 내에 액정(50)이 봉입, 유지되어 있다. 밀봉재(52)는, 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상으로 형성되어 이루어지고, 소위 액정 주입구를 구비하지 않고, 밀봉재로 밀봉된 흔적이 없는 구성으로 이루어져 있다. 이러한 액정표시 장치(100)에서는, 제조시의 기판 접합 공정 전에, 어느 하나의 기판 상에 액정을 적하해 두고, 그 후 기판 접합을 실행하는 것으로 하며, 그 후에 밀봉재를 경화시키는 것으로 하고 있다.

다음에, 밀봉재(52)의 형성 영역의 내측의 영역에는, 차광성 재료로 이루어지는 주변 구획부(53)가 형성되어 있다. 밀봉재(52)의 외측의 영역에는, 데이터선 구동 회로(201) 및 실장 단자(202)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라 형성되어 있고, 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 주사선 구동 회로(204)가 형성되어 있다.

TFT 어레이 기판(10)의 나머지 한 변에는, 화상 표시 영역의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(204) 사이를 접속하기 위한 복수의 배선(205)이 설치되어 있다. 또한, 대향 기판(20)의 모서리부 중 적어도 한 곳에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적 도통을 위한 기판간 도통재(206)가 배치되어 있다.

또, 데이터선 구동 회로(201) 및 주사선 구동 회로(204)를 TFT 어레이 기판(10)의 위에 형성하는 대신에, 예컨대, 구동용 LSI가 실장된 TAB(Tape Automated Bonding) 기판과 TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 형성된 단자군을 이방성 도전막을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 해도 좋다. 또, 액정 표시 장치(100)에 있어서는, 사용하는 액정(50)의 종류, 즉, TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트 모드/노멀리 블랙 모드에 따라서, 위상차판, 편광판 등이 소정의 방향으로 배치되는데, 여기서는 도시를 생략한다.

또한, 액정 표시 장치(100)를 컬러 표시용으로서 구성하는 경우에는, 대향 기판(20)에 있어서, TFT 어레이 기판(10)의 후술하는 각 화소 전극에 대향하는 영역에, 예컨대, 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터를 그 보호막과 함께 형성한다.

이러한 구조를 갖는 액정 표시 장치(100)의 화상 표시 영역에 있어서는, 도 3에 도시하는 바와 같이 복수의 화소(100a)가 매트릭스 형상으로 구성되어 있고, 또한, 이들의 화소(100a) 각각에는, 화소 스위칭용 TFT(30)가 형성되어 있고, 화소 신호 S1, S2,…, Sn을 공급하는 데이터선(6a)이 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기록하는 화소 신호 S1, S2,…, Sn은 이 순서대로 선순차적으로 공급해도 좋고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a)끼리에 대하여, 그룹마다 공급하도록 하여도 좋다. 또한, TFT(30)의 게이트에는 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍에 의해, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호 G1, G2,…, Gm을 이 순서대로 선순차적으로 인가하도록 구성되어 있다.

화소 전극(9)은, TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간 동안 온 상태로 하는 것에 의해, 데이터선(6a)으로부터 공급되는 화소 신호 S1, S2,…, Sn을 각 화소에 소정의 타이밍에 의해 기록한다. 이렇게 하여 화소 전극(9)을 거쳐서 액정에 기록된 소정 레벨의 화소 신호 S1, S2,…, Sn은 도 2에 도시되는 대향 기판(20)의 대향 전극(21) 사이에서 일정 기간 유지된다. 또, 유지된 화소 신호 S1, S2,…, Sn이 누설되는 것을 막기 위해서, 화소 전극(9)과 대향 전극과의 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(60)이 부가되어 있다. 예컨대, 화소 전극(9)의 전압은, 소스 전압이 인가된 시간보다도 3자리수나 긴 시간 동안 축적 용량(60)에 의해 유지된다. 이것에 의해, 전하의 유지 특성이 개선되어, 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치(100)를 실현할 수 있다.

도 4는 액정 표시 장치(100)의 부분 확대 단면도이고, 유리 기판(10’)을 주체로 하여 구성되는 TFT 어레이 기판(10)상에는, ITO(인듐 주석 산화물)을 주체로 하는 투명 전극으로 구성된 화소 전극(9)이 매트릭스 형상으로 형성되어 있고 (도 3 참조), 이들 각 화소 전극(9)에 대하여 화소 스위칭용 TFT(30)(도 3 참조)가 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 화소 전극(9)이 형성된 영역의 종횡의 경계를 따라, 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)이 형성되고, TFT(30)가 데이터선(6a) 및 주사선(3a)에 대하여 접속되어 있다. 즉, 데이터선(6a)은, 콘택트 홀(8)을 거쳐서 TFT(30)의 고농도 소스 영역(1a)에 전기적으로 접속되고, 화소 전극(9)은, 콘택트 홀(15) 및 드레인 전극(6b)을 거쳐서 TFT(30)의 고농도 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 화소 전극(9)의 표층에는, 폴리이미드를 주체로 하여 구성되는 막에 대하여 연마(rubbing) 처리를 한 배향막(12)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판(20)에 있어서는, 대향 기판측의 유리 기판(20’) 상의, TFT 어레이 기판(10) 상의 화소 전극(9)의 종횡의 경계 영역과 대향하는 영역에, 블랙 매트릭스 또는 블랙 스트라이프로 불리는 차광막(23)이 형성되고, 그 상층 측에는 ITO 막으로 이루어지는 대향 전극(21)이 형성되어 있다. 또한, 대향 전극(21)의 상층측에는, 폴리이미드 막으로 이루어지는 배향막(22)이 형성되어 있다. 그리고, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는, 스페이서(25)를 거쳐서 액정(50)이 밀봉재(52)(도 1 참조)에 의해 기판 내에 봉입되어 있다.

여기서, 스페이서(25)가 배치된 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우, 스페이서(25)의 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d로 되도록 설정하고 있다. 또한, 스페이서(25)의 밀도는 100개/㎟∼300개/㎟로 되고, 해당 스페이서(25)의 표면에는, 접착성이 높은 수지로 이루어지는 고착층(접착층)(27)이 형성되며, 해당 고착층(27)이 TFT 어레이 기판(10)의 표면에 접착하는 것에 의해 당해 스페이서(25)가 TFT 어레이 기판(10)에 고정되어 있다.

본 실시예의 액정 표시 장치(100)에 있어서는, 밀봉재(52)(도 1참조)가 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상으로 구성되어 있기 때문에, 해당 액정 표시 장치의 제조 시에 있어서, 기판 접합 전에 액정을 어느 하나의 기판 상에 적하하여 다른 쪽의 기판과 접합할 수 있다. 이 경우, 기판 접합 후에 액정을 주입하는 공정을 거치지 않아도 되기 때문에, 제조 공정이 간편해 진다. 한편, 이러한 밀봉재를 이용한 액정 장치에 있어서, 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d의 스페이서를 이용하여, 밀봉재 내부에 있어서의 스페이서의 밀도를 100개/㎟∼300개/㎟로 했기 때문에, 기판 간격이 한층 더 균일하게 되고, 예컨대 기판 간격의 편차를 ±1% 정도로 할 수 있으며, 또한 저온 보존시에 진공 영역(기포)이 발생하는 등의 불량도 해소된다. 또, 스페이서의 밀도는 150개/㎟∼300개/㎟로 하는 것이 바람직하고, 이 경우, 고온시에 있어서의 스페이서와 액정의 열 팽창차에 기인하여 기판 간격이 불균일하게 되는 불량을 해소하는 것이 가능해진다.

다음에, 액정 표시 장치(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 특히, 제조공정에 있어서의 밀봉재의 형성에서부터 액정 적하, 기판 접합까지의 공정에 대하여 설명한다.

우선, 도 4에 도시하는 바와 같이 유리 기판(10’) 상에 TFT(30)를 형성하고, 또한 화소 전극(9) 및 배향막(12) 등을 형성하여 TFT 어레이 기판(10)을 얻는 한편, 유리 기판(20’)상에 차광막(23), 대향 전극(21), 배향막(22) 등을 형성하여 대향 기판(20)을 얻는다. 그 후, TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20)의 적어도 한쪽의 기판(예컨대 TFT 어레이 기판(10)) 상에 접착제를, 기판면 내에서 닫힌 프레임 형상으로, 소위 액정 주입구를 갖지 않는 형태로 형성한다. 이 경우, 디스펜서를 이용한 묘화에 의해 소정 형상으로 형성하는 것으로 하고 있다.

다음에, 그 폐구 프레임 형상 접착제의 내측에 스페이서(25)를 살포하고, 또한 액정(50)을 적하한다. 이 경우, 스페이서(25)의 살포 밀도는, 접착제의 내부 영역에서 100개/㎟∼300개/㎟(바람직하게는 150개/㎟∼300개/㎟)로 하고, 스페이서(25)의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d(d: 액정층의 층 두께)로 했다.

그 후, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)을 진공 중에서 접합하고, 해당 기판(10,20)을 접합한 후 공기 중에 노출시켜 접착제를 경화시켜서, 도 1에 도시한 바와 같은 액정 표시 장치(100)에 따른 액정 패널이 제조된다. 이 경우, 접착제는, 광 조사에 의해 경화하는 광 경화성 성분(광 경화성기)과, 가열에 의해 경화하는 열 경화성 성분(열 경화성기)을 갖고, 광 조사에 의해 가경화시킨 후, 가열하는 것에 의해 개 경화를 하는 것으로 하고 있다. 광 조사 시에는, 광 조사량을 1000mJ/㎠∼6000mJ/㎠(예컨대 5000mJ/㎠)로 하는 한편, 가열시에는, 가열 온도를60℃∼160℃(예컨대 100℃), 가열 시간을 20분∼300분(예컨대 120분)으로 했다.

이상과 같이, 본 실시예의 액정 표시 장치(100)는, 액정을 적하한 후에 기판 접합을 실행하는 방법에 의해 제조할 수 있고, 이 경우, 기판 접합시 압력을 스페이서(25) 뿐만 아니라, 액정(50)도 받게 되어, 종래의 액정 주입구를 마련한 경우의 제조 방법, 즉 기판을 접합한 후에 액정을 주입하는 방법에 비하여, 스페이서(25)의 수(살포 밀도)를 상대적으로 감소시킬 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 스페이서의 밀도를 100개/㎟∼300개/㎟로 비교적 적게 하는 것이 가능해졌다. 또한, 이러한 스페이서의 밀도 하에서, 스페이서의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d(d: 액정층의 층 두께)로 했기 때문에, 기판 간격을 한층 더 균일화할 수 있으며, 또한 해당 액정 장치를 저온하에서 설치한 경우에도 액정 중에 기포 등도 잘 발생하지 않는 액정 장치를 제공하는 것이 가능해졌다. 또한, 스페이서의 밀도를 150개/㎟∼300개/㎟로 한 경우에는, 고온하에 설치한 경우에도, 콘트라스트 저하 등의 불량이 잘 발생하지 않는 액정 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 그 결과, 표시 특성이 우수하고, 불량 발생도 적은 신뢰성 높은 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해졌다.

[전자기기]

다음에, 상기 실시예에서 나타낸 액정 표시 장치를 구비한 전자기기의 구체예에 대하여 설명한다.

도 5는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 5에 있어서, 부호(1000)는 휴대 전화 본체를 도시하고, 부호(1001)는 상기 실시예의 액정 장치를 구비한 액정 표시부를 나타내고 있다.

도 6은 손목 시계형 전자기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 6에 있어서, 부호(1100)는 시계 본체를 도시하고, 부호(1101)는 상기 실시예의 액정 장치를 구비한 액정 표시부를 나타내고 있다.

도 7은 워드 프로세서, 개인용 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 도시한 사시도이다. 도 7에 있어서, 부호(1200)는 정보 처리 장치, 부호(1202)는 키보드 등의 입력부, 부호(1204)는 정보 처리 본체, 부호(1206)는 상기 실시예의 액정 장치를 구비한 액정 표시부를 나타내고 있다.

이와 같이, 도 5∼도 7에 도시되는 각각의 전자기기는, 상기 실시예의 액정 장치의 어느 하나를 구비한 것이기 때문에, 표시 품질이 우수한, 신뢰성이 높은 전자기기가 된다.

[실시예]

다음에, 본 발명에 따른 액정 장치의 특성을 확인하기 위해서 이하의 실시예를 행했다.

(실시예 1)

우선, 실시예 1의 액정 표시 장치는, 평균 입경 D=3㎛의 수지제의 스페이서(25)를 이용한 경우의 것이다. 구체적으로는, 370㎜×470㎜의 유리 기판(하측 기판) 상에, 상기 접착제를 디스펜서로 폐구 프레임 형상으로 묘화한후, 상기 스페이서를 표 1에 도시하는 바와 같이 밀도 80∼350개/㎟로 살포하고, 100℃에서 10분 가열함으로써 기판 표면에 해당 스페이서를 고착시키고, 또한 디스펜서를 이용하여 액정(슈퍼 트위스트 네마틱 타입)를 적하했다.

그 후, 액정을 적하한 기판과 다른 쪽의 기판(상측 기판)을 접합하고, 공기 중에 노출시킨 후 기판 표면에 대하여, UV 조사기로 출력 100mW/㎠(365nm)의 고압 수은등을 이용하여 UV 조사를 했다. 다음에, 오븐 내에서 가열을 행하여, 접착제를 완전히 경화시켰다. 이러한 경화 처리 후, 패널을 잘라내어, 도 1에 도시되는 것 같은 구성의 액정 표시 장치를 얻었다. 또, 액정의 적하량을 변화시킴으로써 그 액정층 두께 d가 표 1과 같이 여러가지 다른 것을 준비했다.

그리고, 얻어진 각 액정 표시 장치에 대하여, 셀갭 불량 발생율(표 1), 저온시 진공 영역 발생율(표 2), 고온시 셀갭 불량 발생율(표 3)을 측정했다.

셀갭 불량 발생율은, 패널면 내의 셀갭의 최대값과 최소값을 측정하여, 최대값이 목표 셀갭의 101%를 넘는 것, 혹은 최소값이 목표 셀갭의 99% 미만의 것을 불량으로 하여, 제작한 패널 400장 중의 불량 발생율(%)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또, 목표 셀갭이란, 액정의 적하량으로부터 산출되는 이론값의 셀갭의 것을 말한다.

또한, 저온시 진공 영역 발생율은, 제작한 패널 200장을 -30℃에 10 시간 방치 후, 액정의 수축에 근거하는 진공 영역이 발생한 비율(%)에 대하여 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

또한, 고온시 셀갭 불량 발생율은 70℃에서의 셀갭의 불량 발생율(%)이다. 결과를 표 3에 나타낸다.

또한, 이들 셀갭 불량 발생율, 저온시 진공 영역 발생율 및 고온시 셀갭 불량 발생율에 대하여 바람직한 조건을 검토했다. 결과를 표 4에 나타낸다. 표 4에 있어서, 빈 칸은 셀갭 불량 및 저온시 진공 영역 중 어느 하나가 발생한 것, ○은 셀갭 불량 및 저온시 진공 영역은 발생하지 않지만 고온시 셀갭 불량이 발생한 것, ◎은 셀갭 불량, 저온시 진공 영역 및 고온시 셀갭 불량이 모두 발생하지 않은 것을 나타내는 것이다.

표 1에 나타낸 바와 같이 스페이서의 평균 입경 D가, 0.96d 미만인 경우,셀갭에 대하여 불량 발생율이 높은 것을 알 수 있다. 또한, 스페이서의 밀도에 관해서는, 밀도가 작을 수록, 특히 100개/㎟미만인 경우에 셀갭의 불량 발생율이 높은 것을 알 수 있다.

한편, 표 2에 도시하는 바와 같이 스페이서의 평균 입경 D가 d를 넘는 경우, 진공 영역의 발생율도 높지만, 스페이서의 밀도를 300개/㎟미만으로 함으로써 해당 발생율을 저감할 수 있는 것을 알 수 있다. 반대로, 스페이서의 밀도를 350개/㎟로 한 경우에는, 스페이서의 평균 입경 D에 관계없이, 높은 확률로 진공 영역이 발생하는 것을 알 수 있다. 또한, 표 3에 도시하는 바와 같이 스페이서의 밀도가 150개/㎟미만인 경우에, 고온시 불량 발생율이 높은 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 표 4에 도시하는 바와 같이 폐구 프레임 형상의 밀봉재를 이용한 액정 장치에 있어서, 스페이서의 밀도를 100개/㎟∼300개/㎟로 하고 또한, 스페이서의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d로 함으로써 표시 불량이 잘 발생하지 않고, 신뢰성이 높은 액정 장치를 제공할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 스페이서의 밀도를 150개/㎟∼300개/㎟로 함으로써 고온시 불량 발생을 억제할 수 있다는 것도 알 수 있다. 또, 본 실시예에 있어서, 패널 분리 후의 패턴의 어긋남은 모두 1㎛ 이하 였다.

(실시예 2)

사용하는 스페이서의 평균 입경을 6㎛로 하여, 상기 실시예 1과 같은 액정 장치를 제작하고, 이것에 대하여 셀갭 불량 발생율(표 5), 저온시 진공 영역 발생율(표 6), 및 고온시 셀갭 불량 발생율(표 7)을 측정했다. 또한, 실시예 1과 같이, 이들 셀갭 불량 발생율, 저온시 진공 영역 발생율, 및 고온시 셀갭 불량 발생율에 대하여 바람직한 조건을 검토하여, 결과를 표 8에 나타내었다.

이 결과로부터, 스페이서의 평균 입경 D의 고유의 값에 의하지 않고, 액정층의 층 두께 d와 관련하여, 평균 입경 D를 설정하고, 스페이서 밀도를 바람직한 조건으로 함으로써 셀갭 불량 발생, 저온시 진공 영역 발생, 또, 고온시 셀갭 불량 발생을 방지 내지 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 액정 장치로서 TFD(Thin Film Diode)이나 TFT(Thin Film Transistor)을 이용한 액티브 소자 타입의 것에 본 발명의 스페이서를 이용한 경우에도 같은 효과가 얻어졌다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 액정 장치에 의하면, 밀봉재가 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상(폐구 프레임 형상)으로 구성되어 있기 때문에, 해당 액정 장치의 제조시에 있어서, 기판 접합 전에 액정을 어느 하나의 기판 상에 적하하여 다른 쪽의 기판과 접합할 수 있다. 이 경우, 기판 접합 후에 액정을 주입하는 공정을 거치지 않아도 되기 때문에, 제조 공정이 간편해 진다.

또한, 이러한 폐구 프레임 형상의 밀봉재를 이용한 액정 장치에 있어서, 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d(d:스페이서를 배치하는 액정층의 층 두께)의 스페이서를 이용하여, 밀봉재 내부에 있어서의 스페이서의 밀도를 100개/㎟∼300개/㎟로 했기 때문에, 기판 간격이 한층 더 균일하게 되고, 예컨대 기판 간격의 편차를 ±1% 정도로 할 수 있고, 또 저온 보존시에 진공 영역(기포)이 발생하는 등의 불량도 해소되었다. 또한 스페이서의 밀도를 150개/㎟∼300개/㎟로 한 경우에는, 고온 시에 기판 간격의 편차 발생을 방지 내지 억제하는 것이 가능해진다.

Claims

액정층을 사이에 유지하는 한 쌍의 기판 사이에 스페이서가 배치되어 이루어지는 액정 장치에 있어서,

상기 액정층 및 스페이서가, 상기 기판면 내에 형성된 프레임 형상의 밀봉(seal)재로 둘러싸인 영역에 배치되고, 해당 영역에 있어서의 상기 스페이서의 밀도가 100개/㎟∼300개/㎟로 되고 또한, 상기 스페이서가 배치된 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우에, 상기 스페이서로서, 그 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d인 것이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
액정층을 사이에 유지하는 한 쌍의 기판 사이에 스페이서가 배치되어 이루어지는 액정 장치에 있어서,

상기 액정층 및 스페이서가, 상기 기판면 내에 형성된 프레임 형상의 밀봉재로 둘러싸인 영역에 배치되고, 해당 영역에 있어서의 상기 스페이서의 밀도가 150개/㎟∼300개/㎟로 되고 또한, 상기 스페이서가 배치된 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우에, 상기 스페이서로서, 그 평균 입경 D가 0.96d∼1.02d인 것이 이용되고 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 밀봉재가, 상기 기판의 외부 가장자리를 향한 개구를 구비하지 않는 폐구 프레임 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 스페이서는, 그 표면이 고착층 또는 접착층에 덮여지고, 해당 고착층 또는 접착층에 의해 상기 기판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
액정층을 사이에 유지하는 한 쌍의 기판 사이에 스페이서가 배치되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 한 쌍의 기판 중 어느 하나의 기판 상에, 해당 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상의 밀봉재를 형성하는 공정과,

상기 한 쌍의 기판 중 어느 하나의 기판 상에 스페이서를 배치하는 공정과,

상기 한 쌍의 기판 중의 어느 하나의 기판 상에 액정을 적하(滴下)하는 공정과,

이들 한 쌍의 기판을 접합하는 공정을 포함하고,

상기 스페이서의 살포 밀도를, 상기 밀봉재의 내부 영역에서 100개/㎟∼300개/㎟로 하고 또한, 해당 스페이서를 배치하는 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우에, 해당 스페이서의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d로 한 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
액정층을 사이에 유지하는 한 쌍의 기판 사이에 스페이서가 배치되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 한 쌍의 기판 중 어느 하나의 기판 상에, 해당 기판면 내의 영역에서 닫힌 프레임 형상의 밀봉재를 형성하는 공정과,

상기 한 쌍의 기판 중 어느 하나의 기판 상에 스페이서를 배치하는 공정과,

상기 한 쌍의 기판 중의 어느 하나의 기판 상에 액정을 적하하는 공정과,

이들 한 쌍의 기판을 접합하는 공정을 포함하고,

상기 스페이서의 살포 밀도를, 상기 밀봉재의 내부 영역에서 150개/㎟∼300개/㎟로 하고, 또한 해당 스페이서를 배치하는 영역의 액정층의 층 두께를 d로 한 경우에, 해당 스페이서의 평균 입경 D를 0.96d∼1.02d로 한 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 기판의 접합을 진공 중에서 실행하는 것으로 하고, 해당 기판의 접합후, 공기 중에 노출시켜 상기 밀봉재를 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 스페이서는, 그 표면이 고착층 또는 접착층에 덮여진 것을 이용하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
청구항 1 항 또는 청구항 2항에 기재된 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.