JPH0437721A - 液晶表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示装置に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、従来のアクティブマトリクス液晶デイスプレ
ィの構成例を模式的に示す断面図である。

従来のアクティブマトリクス液晶デイスプレィは、第２
図に示すように、シール層２１により貼り合わされた前
面ガラス基板２２と薄膜トランジスタ２３及び画素電極
２４が備えられている背面ガラス基板２５とか、スペー
サ２６を介して液晶層２７を挟持している構成となって
いる。

上記シール層２１は、高分子樹脂にスペーサを混合した
絶縁材料を背面ガラス基板２３上に厚膜のスクリーン印
刷することにより形成されている。

上記高分子樹脂としてはエポキシ系、アクリル系、ポリ
エステル系のいずれか一つの樹脂か使用されている。ま
た、上記スペーサ２４としては３〜１０μｍの範囲でほ
ぼ均一な直径を有する球形または円筒形状でガラスファ
イバー、セラミックまたは樹脂からなる成形体が使用さ
れており、シール層２１を形成する絶縁材料にも同一の
スペーサか混合されている。

上記前面ガラス基板２２上にはＩＴＯなど透明な電極材
料からなる対向電極２８か備えられ、対向電極２８上に
はブラックマトリクス２９か備えられ、さらにブラック
マトリクス２９上には配向膜３０か備えられている。

一方、上記背面ガラス基板２５の上記前面ガラス基板２
２に対向する面上には、複数のデータライン電極と走査
電極とが互いに直交するストライブ状に形成されており
、薄膜トランジスタ２３は上記両電極の交点に備えられ
ている。また、上記画素電極２４が、両電極の間に備え
られており、画素電極２４は薄膜トランジスタ２３に接
続されている。そして、薄膜トランジスタ２３及び画素
電極２４上には、薄膜トランジスタ２３及び画素電極２
４の表面を保護するための絶縁膜３１が備えられており
、絶縁膜３１上に配向膜３２が備えられている。

上記従来のアクティブマトリクス液晶デイスプレィは、
上記スペーサ２４を背面ガラス基板２３上に散布した後
、背面ガラス基板２３の端縁部上に均一な厚さに厚膜印
刷した上記絶縁材料を介して前面ガラス基板２２を背面
ガラス基板２３に対向させて加圧し、上記絶縁材料の厚
さが約半分になるように上記絶縁材料を押潰し、前面ガ
ラス基板２２と背面ガラス基板２３とを固定した状態に
て上記絶縁材料を加熱硬化させてシール層２１を形成す
ることにより製造されている。上記背面ガラス基板２３
上に厚膜印刷される絶縁材料の厚さは、所望のセル間隔
（液晶層の厚さ）にしたがって任意に設定することがで
きるが、通常５〜２０μｍの範囲で適宜設定されている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のアクティブマトリクス液晶デ
イスプレィでは、シール層がスペーサを混合した高分子
樹脂からなる絶縁材料のみにより形成されていて変形し
やすいために、シール層の厚さか不均一になりやすいと
の問題があった。

上記問題は、上記絶縁材料を厚膜印刷する際に基板全域
に渡って膜厚を均一に制御することが困難であり、また
、前面ガラス基板と背面ガラス基板とを加圧して貼り合
わせる際に力が均一にかかりにくくなる傾向があるため
と考えられる。上記問題は、製造しようとする液晶表示
装置の画面が大きくなるほど顕著になる。

シール層の厚さが不均一になると、画面端縁部における
セル間隔か不規則になり、画面端縁部では均一なコント
ラストか得られなくなる。

そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
画面端縁部においても均一なコントラストか得られる、
表示品質の優れた液晶表示装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係わる液晶表示装置は、薄膜トランジスタ及び
画素電極を備えている第一の基板と、上記画素電極に対
向する電極が備えられている第二の基板と、上記第一及
び第二の基板間に備えられている液晶層とからなる液晶
表示装置であって、上記いずれか一方の基板の端縁部に
備えられている絶縁体層と他方の基板とか高分子樹脂膜
を介して貼り合わされて上記液晶層を密封していること
を特徴としている。

［作用］ 本発明の液晶表示装置においては、高分子絶縁材料に比
較してより高い硬度を有し変形しにくい絶縁体層と高分
子樹脂膜とによりシール層を構成している。上記構成の
シール層は、シール層の厚さの大部分が絶縁体層によっ
て占められ、高分子樹脂膜は接着が得られるに足るだけ
の厚さとしである。上記シール層において、前面カラス
基板と背面カラス基板との貼り合わせの際の加圧操作に
よって変形する部分は高分子樹脂膜たけであり、絶縁体
層は上記加圧操作によっては変形しにくい。

従って、シール層の厚さは絶縁体層の厚さによって規定
され、従来より均一な厚さを有するシール層が得られる
。

［実施例］ 以下に本発明を図示の実施例に基ついて説明する。

第１図は、本発明に従うアクティブマトリクス液晶デイ
スプレィの一実施例を模式的に示す断面図である。本実
施例のアクティブマトリクス液晶デイスプレィは、第１
図に示すように、前面ガラス基板１と背面ガラス基板２
とがスペーサ３を介して液晶層４を挟持している構成と
なっている。

上記前面ガラス基板２上にはＩＴＯなどの透明な電極材
料からなる対向電極５が備えられ、対向電極５上にはブ
ラックマトリクス６が備えられ、さらにブラックマトリ
クス６上には配向膜７が備えられている。

一方、上記背面ガラス基板２の上記前面ガラス基板２に
対向する面上には、複数のデータライン電極と走査電極
とが互いに直交するストライブ状に形成されており、上
記両電極の交点には薄膜トランジスタ８が備えられてい
る。また、上記両電極の間には画素電極９が備えられて
おり、画素電極９は薄膜トランジスタ８に接続されてい
る。上記薄膜トランジスタ８及び画素電極９上には、薄
膜トランジスタ８及び画素電極９の表面を保護するため
の絶縁膜１０が備えられており、絶縁膜１０上に配向膜
１１が備えられている。

そして、本実施例のアクティブマトリクス液晶デイスプ
レィでは、背面ガラス基板２の端縁部上に備えられてい
る絶縁体層１２ａと、絶縁体層１２ａ上に備えられてい
る高分子樹脂膜１２ｂとによりシール層１２が形成され
ており、前面ガラス基板１と絶縁体層１２ａとが高分子
樹脂膜１２ｂを介して貼り合わされて上記液晶層４を密
封していることを特徴としている。

上記絶縁体層１２ａを形成する材料は、前面ガラス基板
１と背面ガラス基板２とを貼り合わせる際の加圧操作に
よって変形しにくい材料であることが好ましく、この様
な材料として、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化
シリコン（ＳｉＮｘ）或いは酸化シリコン（Ｓｉｎ、）
などを挙げることができるが、ＳｉＣが特に好ましい。

絶縁体層１２ａの厚さは、所望のセル間隔にしたがって
任意に設定すればよく、通常３〜１０μｍ程度の範囲の
値に設定される。

上記絶縁体層１２ａの幅は、前面ガラス基板ｌと背面ガ
ラス基板２とを貼り合わせる際の加圧操作によって変形
しない程度であることが好ましく、通常１〜５ｍｍの範
囲で適宜設定される。

上記高分子樹脂膜１２ｂの厚さは、前面ガラス基板１と
絶縁体層１２ａとの間で接着が得られる厚さであればよ
く、不必要に厚くする必要はない。

高分子樹脂膜１２ｂの厚さは０．１〜２．０ｐｍの範囲
であることか好ましく、上記範囲を超えるときにはシー
ル層１２の厚さを均一にする効果か十分に得られないこ
とかある。

本実施例のアクティブマトリクス液晶デイスプレィは、
例えば、次の様にして有利に製造することかできる。

ます、背面ガラス基板２上にクロム（Ｃｒ）、タンタル
（Ｔａ）、モリブデン（Ｍ　ｏ　）などの金属のいずれ
かひとつをスパッタリング法または蒸着法により成膜し
、０．　１〜０．３μｍ程度の厚さの金属膜を形成する
。次いで、上記金属膜をフォトリソグラフィー及びエツ
チングにより、ゲート電極のパターンに形成する。上記
ゲート電極はストライブ状に複数形成されている。

次に、背面ガラス基板２上にＩＴＯなとの透明電極材料
をスパッタリング法または蒸着法により、０、　１μｍ
程度の厚さになるように成膜する。次いで、上記透明電
極膜をフォトリソグラフィー及びエツチングにより、画
素電極９のパターンに形成する。

次に、ＮＨ３及びＳｉＨ４を主成分ガスとするフラスマ
ＣＶ　Ｄ法によりＳｉＮア膜を背面ガラス基板３の全面
に０．　１〜０．４μｍ程度の厚さになるように成膜し
、次いて、５ＩＨ４を主成分ガスとするプラズマＣＶＤ
法によりアモルファスシリコン（ａ−３ｉ）膜を背面カ
ラス基板２の全面に０．０５〜０．２μｍ程度の厚さに
なるように成膜する。次いで、上記３ｉＮ、膜及びａ−
３ｉ膜をフォトリソグラフィー及びエツチングにより所
定のパターンに形成する。上記工程によりＳｉＮ。

膜からゲート絶縁膜が、ａ−８ｉ膜から半導体膜がそれ
ぞれ形成される。

次に、背面ガラス基板２の全面にアルミニウム（Ａ１）
、ニッケル（Ｎ　ｉ　）、クロム、モリブデン、銅（Ｃ
ｕ）なとの金属または上記金属を組合せてなるニクロム
（ＮｉＣｒ）なとの合金のいずれかひとつをスパッタリ
ング法または蒸着法により成膜し、０．　３〜１．０μ
ｍ程度の厚さの金属膜を形成する。次いで、上記金属膜
をフォトリソグラフィー及びエツチングにより所定のパ
ターンに形成する。

上記工程により、データライン電極、ドレイン電極及び
、ソース電極がそれぞれ形成される。上記工程において
、上記データライン電極は上記ゲート電極と直交するス
トライプ状に複数形成されており、上記ドレイン電極は
上記データライン電極とデータ電極との交点において上
記データライン電極と一体的に形成されている。

上記ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体膜、ドレイン電
極、及びソース電極により、薄膜トランジスタ９が構成
される。薄膜トランジスタ８は、上記データライン電極
とゲート電極との交点に、形成されている。

次に、背面ガラス基板２の全面にＳｉＮ、などからなる
絶縁膜１０を形成する。上記ＳｉＮｘ膜はＮＨ，及びＳ
ｉＨ＜を主成分ガスとするプラズマＣＶＤ法により形成
すればよい。上記絶縁膜１０は、薄膜トランジスタ８及
び画素電極９の表面を保護する機能を有する。

次に、背面ガラス基板２の全面に５ｉＣＳＳｉＮ８、Ｓ
ｉｎ、のいずれかからなる絶縁体層１２ａを形成する。

絶縁体層１２ａは、プラズマＣＶＤ法により上記いずれ
かの絶縁材料の膜を背面ガラス基板２の全面に３〜１０
μｍ程度の厚さになるように成膜し、次いで、上記絶縁
材料の膜をフォトリソグラフィー及びエツチングにより
背面ガラス基板２の端縁部上に１〜５ｍｍの幅になるよ
うに形成する。絶縁体層１２ａは、メタルマスクを用い
て形成位置を選択できるようにしたプラズマＣＶＤ法に
よって形成してもよい。また、絶縁体層１２ａがＳｉＣ
からなる場合には、ＳｉＣをターゲットとするＲＦまた
はＤＣスパッタリングにより形成してもよい。

次に、背面ガラス基板２の全面に０．　１μｍ程度の厚
さのポリイミド膜を成膜し、上記ポリイミド膜をラビン
グ処理して、配向膜１１を形成する。

以上で、薄膜トランジスタ及び画素電極を備えた背面ガ
ラス基板の製造が完了する。

上記製造方法において、絶縁体層１２ａは絶縁膜１０の
形成後、配向膜１１の形成前に形成されることが好まし
い。絶縁体層１２ａを配向膜１１の形成後に形成すると
、絶縁膜１２ａ形成の際のエツチングまたはスパッタリ
ング等によりラビング処理された配向膜１１表面が損傷
を受けることがある。

次に、前面ガラス基板ｌ上にＩＴＯなどの透明電極材料
をスパッタリング法または蒸着法により、０、　１μｍ
程度の厚さになるように成膜し、対向電極５を形成する
。次いで、対向電極５上の薄膜トランジスタ８に対向す
る予定の領域にブラックマトリクス６を形成する。ブラ
ックマトリクス６はそれ自体公知の材料及び方法により
形成すればよい。次いで、前面ガラス基板１の全面に０
．　１μｍ程度の厚さのポリイミド膜を成膜し、上記ポ
リイミド膜をラビング処理して、配向膜７を形成する。

次に、前面ガラス基板１上の上記絶縁体層１２ａに対向
する予定の領域に高分子樹脂をオフセット印刷により０
．１〜２．０μｍ程度の厚さに成膜し、高分子樹脂膜１
２ｂを形成する。上記高分子樹脂膜１２ｂを形成する高
分子樹脂は、熱硬化性樹脂であることか好ましく、例え
ば、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系などの高
分子樹脂を挙げることかできる。上記高分子樹脂膜１２
ｂは、オフセット印刷することにより、膜厚を上記範囲
にて有利に制御することかできる。

次に、薄膜トランジスタ８及び画素電極９を備えた背面
ガラス基板の絶縁体層１２ａか形成されていない領域に
スペーサ３を散布し、上記背面カラス基板と上記前面ガ
ラス基板とを、絶縁体層１２ａと高分子樹脂膜１２ｂと
が対向するように位置合せして加圧固定し、高分子樹脂
膜１２ｂを加熱硬化させることにより、側基板を貼り合
わせる。

そして、上記絶縁体層１２ａと高分子樹脂膜１２ｂとに
より、シール層１２が形成される。このとき、高分子樹
脂膜１２ｂの厚さは接着が得られるに足るだけに過ぎず
、シール層１２の厚さの大部分は上記加圧操作によって
変形しにくい絶縁体層１２ａによって占められているの
で、シール層１２の厚さは絶縁体層１２ａの厚さによっ
て規定され均一になる。

次に、シール層１２により貼り合わされた上記背面ガラ
ス基板と前面ガラス基板との内部を真空脱気し、注入口
（図示せず）から液晶を注入し、アクティブマトリクス
液晶デイスプレィの製造を完了する。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置によ
れば、シール層の厚さの大部分を占め前面ガラス基板と
背面ガラス基板とを貼り合わせる際の加圧操作によって
は変形しにくい絶縁体層と、接着が得られるに足るだけ
の厚さの高分子樹脂膜とによりシール層を構成している
ので、シール層の厚さは絶縁体層の厚さによって規定さ
れ、従来より均一な厚さを有するシール層が得られる。

従って、画面端縁部においてもコントラストが均一な、
表示品質の優れた液晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるアクティブマトリクス液晶デイ
スプレィの一実施例を模式的に示す断面図であり、 第２図は従来のアクティブマトリクス液晶デイスプレィ
の構成例を模式的に示す断面図である。 １　・・・前面ガラス基板、 ２　・・・背面ガラス基板、 １２ａ・・・絶縁体層、 １２ｂ・・・高分子樹脂膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 薄膜トランジスタ及び画素電極を備えている第一の基板
   と、 上記画素電極に対向する電極が備えられている第二の基
   板と、 上記第一及び第二の基板間に備えられている液晶層とか
   らなる液晶表示装置であって、 上記いずれか一方の基板の端縁部に備えられている絶縁
   体層と他方の基板とが高分子樹脂膜を介して貼り合わさ
   れて上記液晶層を密封していることを特徴とする液晶表
   示装置。