JPH04242720A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の透明基板を適当
な間隔をあけて貼り合わせてその間に液晶がが注入され
る液晶表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置では、駆動回路が設けられ
た透明基板とカラーフィルターが設けられた透明基板と
を、適当な間隔をあけた状態でシール材により貼り合わ
せ、その間隙内に液晶が注入されることにより製造され
る。液晶層の駆動回路としては、非晶質Ｓｉ薄膜トラン
ジスタ（以下、ａ−ＳｉＴＦＴと略称する）、あるいは
多結晶Ｓｉ薄膜トランジスタ（以下、ｐ−ＳｉＴＦＴと
略称する）が、単純マトリクス型あるいはアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置に使用されている。このよう
なＴＦＴを使用する駆動回路は、現在の量産技術では、
１枚の透明基板上に各液晶表示装置用の多数の駆動回路
ユニットが形成される。このようなＴＦＴ基板は、各駆
動回路ユニットに対応してそれぞれのカラーフィルター
が１枚の透明基板に形成された対向基板と、相互に位置
合わせして貼り合わせ、それぞれの基板における駆動回
路ユニットとカラーフィルターとの間に液晶が注入され
た後に、各液晶セル毎に分断される。

【０００３】このような液晶表示装置の製造方法におい
て、例えば、ｐ−ＳｉＴＦＴの多数の駆動回路ユニット
を１枚の透明基板上に形成する際には、プロセス温度が
最高約１０００℃にまで達する。このために、駆動回路
が設けられる透明基板としては、通常のガラス基板を使
用することができず、耐熱性にすぐれた石英ガラス等が
透明基板として使用されている。これに対して、対向基
板としてカラーフィルターが設けられる透明基板は、高
温にさらされないために、通常のガラス基板が使用され
ている。ＴＦＴ基板と対向基板とは、適当な間隔をあけ
て、各駆動回路ユニットおよび各カラーフィルターの周
縁部同士を、環状のシール材でシールして貼り合わされ
る。 そして、シール材で囲まれた領域内に液晶が注入される
。シール材としては、単純マトリクス型あるいはアクテ
ィブマトリクス型のいずれの場合でも、通常、スクリー
ン印刷性に優れた特性を有するエポキシ系接着剤に代表
される熱硬化型接着剤が使用されている。

【０００４】駆動回路基板と対向基板とを貼り合わせる
場合には、５〜１０μｍ程度のガラスファイバー製ある
いはプラスチック製のビーズが混入された状態の熱硬化
型接着剤を、例えば対向基板の各カラーフィルターの周
縁部に、スクリーン印刷法により塗布される。そして、
該対向基板の周縁部に、仮止め用の紫外線硬化型接着剤
が、ディスペンサーにより断続的な直線状に塗布される
。他方の駆動回路基板には、セルギャップを形成するた
めのガラスファイバー製あるいはプラスチック製ビーズ
からなるスペーサが均一に散布される。そして、両基板
同士が、高精度に位置合わせされた状態で重ね合わされ
て、両基板間の周縁部に位置する仮止めようの紫外線硬
化型接着剤に紫外線が照射される。これにより、紫外線
硬化型接着剤が硬化して、両基板同士が仮止めされる。 このような状態で、両基板同士が加熱されつつ加圧され
て、両基板の間の多数の環状の熱硬化型接着剤が硬化さ
れ、両基板同士が貼り合わせられる。この貼り合わせ工
程では、基板面積１ｃｍ２当たり約１ｋｇｆの加圧力が
加えられつつ、熱硬化型接着剤を硬化させるために、２
００℃の温度に加熱される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、ＴＦＴ
基板に使用される透明基板は、耐熱性に優れた石英基板
が使用されているのに対して、対向基板に使用される透
明基板は、耐熱性が要求されないために、通常のガラス
基板が使用されている。このため、石英基板の熱膨張係
数は、４〜５×１０−７／℃と比較的小さくなっている
のに対して、ガラス基板の熱膨張係数が４０〜５０×１
０−７／℃と大きくなっている。このため、貼り合わせ
工程において、両基板を加圧した状態で加熱して熱硬化
型接着剤を硬化させた後に、両基板が常温に戻る際に、
両者の熱膨張係数の差により、貼り合わされた基板同士
が反った状態になるという問題がある。両基板の反りは
、両基板のサイズが大型化するほど顕著になり、１辺が
１５０ｍｍの正方形状の基板では、２００℃の加熱によ
って両基板のソリによる重ね合わせ誤差が１３５μｍに
も達する。このため、後工程において基板を吸着により
保持することができなくなるおそれがある。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あり、その目的は、熱膨張係数が異なる基板同士を反っ
た状態になることなく貼り合わせることができ、平面性
にすぐれた液晶表示装置ほ製造し得る液晶表示装置の製
造方法を提供することにある。

【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、一対の基板を適当な間隔をあけて貼り合わ
せて、その間に液晶が注入される液晶表示装置の製造方
法であって、互いに熱膨張係数が異なる一対の基板のい
ずれか一方に、所定のパターンとなるように紫外線硬化
型樹脂を塗布する工程と、両基板を紫外線硬化型樹脂を
介して加圧状態で重ね合わせて、紫外線硬化型樹脂の一
部に紫外線を照射して硬化させることにより両基板を仮
止めする工程と、仮止めされた両基板の未硬化の紫外線
硬化樹脂を硬化させるように紫外線を照射する工程と、
を包含してなり、そのことにより上記目的が達成される
。

【０００８】

【作用】本発明の液晶表示装置の製造方法では、液晶を
シールすべき部分および仮止めすべき所定位置に、紫外
線硬化型樹脂が塗布されて、熱膨張係数が異なる基板同
士が貼り合わせられる。そして、紫外線硬化型樹脂の一
部に紫外線が照射されて両者が仮止めされる。従って、
このときは、両基板の位置調整が再度される。そして、
未硬化の紫外線硬化型樹脂を硬化させるために、紫外線
が照射されて、両基板は貼り合わせられる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。

【００１０】本発明の液晶表示装置の製造方法では、１
枚の透明基板に、例えば、ｐ−ＳｉＴＦＴを有する多数
の駆動回路ユニットが形成されたＴＦＴ基板と、各駆動
回路ユニットに対応した多数のカラーフィルタが１枚の
透明基板上に設けられた対向基板とが貼り合わせられる
工程を包含する。両基板は、駆動回路ユニットと、カラ
ーフィルターとが相互に対向された状態で、駆動回路ユ
ニットを取り囲む環状のシール材により、適当な間隔を
あけた状態で貼り付けられて、各シール材にて取り囲ま
れた領域内に液晶が注入される。そして、液晶が注入さ
れた後に、各駆動回路ユニットおよびカラーフィルター
毎に分断されて、それぞれが液晶表示装置とされる。

【００１１】多数の駆動回路ユニットが設けられるＴＦ
Ｔ基板の透明基板としては、石英ガラス製の石英基板が
使用される。これに対して、対向基板の透明基板として
は、例えば、日本電気硝子株式会社製商品名「ネオセラ
ム」、ＨＯＹＡ株式会社製商品名「ＮＡ３５」、コーニ
ング株式会社製商品名「１７２４」のような低熱膨張係
数のガラス基板が使用される。

【００１２】それぞれの基板サイズは、石英基板が直径
６インチのウェハー仕様であり、ガラス基板が１５０ｍ
ｍ角あるいは直径６インチのウェハー仕様である。

【００１３】図１に示すように、対向基板用のガラス基
板１０は、例えば、６インチのウェハー仕様であり、そ
の中央部に４個のカラーフィルター１１，…が正方形状
に並設されており、それらの周囲にそれぞれ２個ずつの
カラーフィルター１１が列を形成するように設けられて
いる。 従って、該ガラス基板１０には、合計１２個のカラーフ
ィルター１１，…が設けられている。各カラーフィルタ
ー１１の周縁部には、紫外線硬化樹脂製のシール材によ
り、各カラーフィルター１１を取り囲む長方形状の環状
シールパターン１２，…が、それぞれスクリーン印刷法
により塗布されている。各シールパターン１２は、両基
板を貼り合わせた後に液晶を注入できるように、開口部
が形成されている。また、ガラス基板１０の周縁部には
、全てのシールパターン１２を取り囲む正方形状となる
ように、断続的な直線によって紫外線硬化樹脂製の接着
パターン１３が、同様に、スクリーン印刷法により塗布
されている。

【００１４】各シールパターン１２および各接着パター
ン１３は、例えば、日本ロックタイト株式会社製商品名
「ＬＩＤー１３３１」のような紫外線硬化樹脂製であり
、貼り合わせる基板の間に所定のセルギャップを形成す
るために必要な６．０μｍの直径を有するガラスファイ
バー製のビーズが混入されている。この紫外線硬化型樹
脂製のシールパターン１２および接着パターン１３は、
例えば、３００メッシュのスクリーン版を使用したスク
リーン印刷法により、ガラス基板１０上に塗布される。 各シールパターン１２および接着パターン１３は、例え
ば、幅０．５ｍｍ、膜厚２０〜３０μｍとされる。該ガ
ラス基板１０には、さらに、所定の位置に重ね合わせマ
ーカー（図示せず）がフォトプロセスにより形成されて
いる。

【００１５】他方、各カラーフィルター１１と同数の駆
動回路ユニットが石英基板上に設けられたＴＦＴ基板に
は、５．０μｍの直径を有するプラスチックビーズが、
乾式もしくは湿式にて、全面にほぼ均一に散布されて、
コモン転移用に、カーボン等の導電性を有する樹脂、あ
るいはメタルが塗布された状態とされている。そして、
ガラス基板１０と同様に、所定の位置に重ね合わせマー
カーがフォトプロセスにより形成されている。

【００１６】このようなＴＦＴ基板および前述の対向基
板は、貼り合わせ装置の上側および下側それぞれの定盤
に真空吸着されて、両基板同士が貼り合わされる。いず
れかの定盤には各シールパターン１２および接着パター
ン１３の一部に紫外線を照射するための貫通孔が複数箇
所に設けられており、各貫通孔内に、例えば直径３〜５
ｍｍ程度の光ファイバーが挿入されている。貼り合わせ
装置の上側および下側の各定盤にそれぞれ真空吸着され
た各基板は、位置調整されて、相互に所定の重ね合わせ
状態とされる。この位置調整は、両基板に形成された重
ね合わせマーカーを、貼り合わせ装置に設けられた光学
系やＣＣＤカメラを使用して撮影し、その像を画像処理
コンピュータで画像処理した後にテレビモニターに映し
出して、両基板をＸ軸、Ｙ軸および回転軸方向にずらせ
、±２〜３μｍ以内の所定の貼り合わせ精度範囲となる
ように実施される。

【００１７】このようにして位置調整された両基板は、
各定盤を相互に接近させることによって重ね合わせられ
る。

【００１８】両基板が重ね合わせられた後に、例えば、
貼り合わせ装置の上側の定盤が加圧されて、両基板同士
を加圧状態とする。このときの加圧力は、約１ｋｇｆ／
ｃｍ２とされ、両基板間のセルギャップがシールパター
ン１２に混入されているガラスファイバーの直径に相当
するまで加圧される。この加圧工程においては、シール
パターン１２の粘性および膜厚の影響により、加圧時に
重ね合わせられた両基板に数μｍのずれが発生するおそ
れがあるが、両基板を一旦加圧した後に、再びＸ軸、Ｙ
軸、回転軸方向に両基板を位置調整することによって、
±２〜３μｍ内の所定の重ね合わせ精度とされる。

【００１９】次に、貼り合わせ装置による加圧状態を維
持しつつ、上記各シールパターン１２および接着パター
ン１３の一部に紫外線が照射され、各シールパターン１
２および接着パターン１３の一部が硬化されて両基板が
仮止めされる。この仮止め工程は、両基板間に所定のセ
ルギャップを保持するために行われており、各シールパ
ターン１２および接着パターン１３の一部に紫外線を照
射し得るように形成された定盤の貫通孔内の光ファィバ
ーから、例えば、松下電工株式会社製の商品名「ＮＵＸ
ー７３２４」のような紫外線照射装置により、約３０〜
６０秒にわたって紫外線が照射される。各貫通孔は、各
シールパターン１２毎に１箇所ずつの合計１２箇所およ
び基板周縁部の正方形状の各接着パターン１３における
各辺それぞれの４箇所ずつ合計１６箇所、合わせて２８
箇所とされる。また、各シールパターン１２毎に２箇所
、接着パターン１３の１辺毎に２箇所ずつ形成するよう
にしてもよい。

【００２０】この仮止め工程の後に、両基板が接着され
る。この接着工程では、まず貼り合わせ装置による両基
板の吸着が解除され、仮止めされた両基板を貼り合わせ
装置から取りはずされる。そして、仮止めされた両基板
の両面に上記各シールパターン１２部分だけが露出する
メタルマスクを重ね合わせて、紫外線を両基板の全面に
照射する。この紫外線照射により、上記仮止め工程にお
いて未硬化の各シールパターン１２の部分が硬化され、
両基板が接着される。この接着工程で接着された両基板
間には、上記仮止め工程で保持されたセルギャップが、
全面にわたって保持され、例えば、セルギャップは全面
にわたって、５．０μｍ±１０％の高精度であった。し
かも、仮止め工程および接着工程を含む全工程では、両
基板を加熱することなく、紫外線の照射により各シール
パターン１２を硬化させて両基板を接着しているために
、石英基板とガラス基板のように熱膨張係数が異なる基
板同士も、反りが発生することなく貼り合わせることが
できる。

【００２１】次に本発明の第２実施例による液晶表示装
置の製造方法を説明する。この第２実施例では、上記仮
止め工程までは第１実施例と同様であり、接着工程だけ
が異なるので、その接着工程のみを説明する。

【００２２】この接着工程では、仮止め工程用の貼り合
わせ装置とは別の接着工程用の貼り合わせ装置が使用さ
れる。この接着工程用の貼り合わせ装置は、相互に接離
可能な上下一対の定盤を有しており、その定盤の少なく
とも一方または両方が、厚さ３０〜４０ｍｍ程度の石英
ガラスのような紫外線透過性の良好な材質で形成されて
いる。 そして、接着工程では、この貼り合わせ装置の上側およ
び下側の各定盤間に、仮止めされた両基板と、各シール
パターン１２が露出するメタルマスクとを重ね合わせて
加圧する。このときの加圧力は、０．５〜１ｋｇｆ／ｃ
ｍ２程度の比較的低い圧力とされ、上記のように仮止め
された両基板の重ね合わせ位置がずれることはない。次
いで、両基板を加圧状態に保持したままで、石英ガラス
製の定盤を通して紫外線を照射し、上記各シールパター
ン１２の未硬化部分を硬化させることにより両基板同士
を接着する。

【００２３】以上のような第２実施例の接着工程におい
ても、両基板に反りが発生することが防止される。

【００２４】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置の製造方法では、
このように、熱膨張係数の異なる基板同士が、紫外線硬
化型樹脂により接着されるために、各基板は加熱されず
、両基板の熱膨張係数の差によって反りが発生するおそ
れがない。従って、平面度が良好な液晶表示装置が製造
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の製造方法に使用される
対向基板の平面図である。

【符号の説明】

１０　　ガラス基板 １１　　カラーフィルタ １２　　シールパターン １３　　接着パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一対の基板を適当な間隔をあけて貼り
   合わせて、その間に液晶が注入される液晶表示装置の製
   造方法であって、互いに熱膨張係数が異なる一対の基板
   のいずれか一方に、所定のパターンとなるように紫外線
   硬化型樹脂を塗布する工程と、両基板を紫外線硬化型樹
   脂を介して加圧状態で重ね合わせて、紫外線硬化型樹脂
   の一部に紫外線を照射して硬化させることにより両基板
   を仮止めする工程と、仮止めされた両基板の未硬化の紫
   外線硬化樹脂を硬化させるように紫外線を照射する工程
   と、を包含する液晶表示装置の製造方法。