JPH0572568A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】むらのない鮮明な画像表示を達成する大画面の
液晶表示装置を容易に製造する方法を提供する。 【構成】アクティブマトリクス素子として用いるバリス
タ素子において、素子を形成するバリスタ粒子を熱分解
性ないし燃焼性を有する有機バインダーと混合し、これ
をスクリーン印刷等により基板上に転移させ、しかるの
ち加熱して有機バインダーを除去し、基板上にバリスタ
粒子のみ存在するようにする。これを機械的に外力を加
えプレスし、その上にガラスフリットと熱分解性ないし
燃焼性を有する有機バインダーと混合したものをスクリ
ーン印刷等により基板上のバリスタ粒子上に転移させ、
しかるのち加熱によりガラスフリットを融解させ、かつ
有機バインダーを除去することにより基板上にバリスタ
粒子を固着させ、アクティブマトリクス素子としてのバ
リスタ素子を形成し液晶表示装置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形素子としてバリ
スタ素子を用いた２端子素子型の液晶表示装置の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、例えば液晶テレビの画像表示装置
には大別して単純マトリクス方式とアクティブマトリク
ス方式とがある。単純マトリクス方式は、直角をなして
設けられた一対の帯状電極群（信号電極群と走査電極
群）の間に複数の液晶画素を行列状に配して接続したも
のであり、これら帯状電極間に駆動回路によって所定の
電圧を印加して液晶画素を作動させる。この方式は、構
造が簡単なため低価格でシステムを実現できるという利
点があるが、各液晶画素でのクロストークが生じるた
め、画素のコントラストが低く、液晶テレビの画像表示
を行う際、画質の低下は避けられないものであった。

【０００３】これに対し、アクティブマトリクス方式
は、各液晶画素毎にスイッチング素子を設けて電圧を保
持するものであり、液晶表示装置を時分割駆動しても液
晶画素が選択時の電圧を保持する事ができるため、表示
容量の増大が可能で、コントラスト等の画質に関する特
性がよく、液晶テレビの高画質表示を実現できるもので
ある。しかしながら、アクティブマトリクス方式にあっ
ては構造が複雑になって製造コストが高くなってしまう
という欠点があった。例えば、スイッチング素子として
薄膜トランジスタを用いるＴＦＴ型では、その製造工程
において５層以上の薄膜を重ねるため、製品歩留まりを
上げる事が困難である。

【０００４】上記のような事から、コントラスト等の画
質に関する特性が良く、かつ構造簡単にして低コストな
方式の液晶表示装置の実現が望まれており、この様な要
求を実現する方式として、バリスタ素子を用いた二端子
素子型液晶表示装置が注目されている。

【０００５】二端子素子型の液晶表示装置は、単純マト
リクス方式に改良を加えて、図８に示すように、走査電
極１１と信号電極１６との間に液晶１４と所定のしきい
値電圧で導通するバリスタ素子１３とを電気的に直列に
配して接続したものであり、図１２に示すようなバリス
タ素子１３の非線形な電流−電圧特性を利用したもので
ある。

【０００６】一般的な二端子素子型の液晶表示装置とし
て、バリスタ素子をアクティブマトリクス素子として用
いたものを図９に示す。ここに示すように、下側ガラス
基板上に走査電極１１と画素電極１２が一定の間隔ｄを
もって設けられ、走査電極１１と画素電極１２とは各バ
リスタ素子１３で一定のしきい値電圧Ｖ_V をもって接続
されている。そして、これらの上部に所定の間隔を隔て
て信号電極及びカラーフィルタが設けられた上部ガラス
基板との間に液晶が注入充填されている。ここで用いら
れる液晶は、通常ＴＮ（ツイストネマチック）型の液晶
が一般的である。

【０００７】バリスタ素子１３は、図１０に詳示するよ
うに、ＺｎＯ単結晶粒子１３１の表面をＭｎ，Ｃｏ酸化
物等の無機質絶縁膜１３２で被覆したバリスタ粒子１３
ａからなり、図１１に詳示するように、これらバリスタ
粒子１３ａを基板上にガラスフリット１３ｂで固着させ
たものである。このため、通常、焼結体バリスタ素子は
バリスタ粒子にガラスフリット、有機バインダー、およ
び有機溶剤を加えてペースト化し、バリスタインキと
し、これを電極を付けたガラス基板上にスクリーン印刷
などの印刷法にて印刷し、しかるのち加熱する事により
ガラスフリットを融解させ、基板上にバリスタ粒子を固
着させる事により形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】特に、画質の良好な２
端子素子型液晶表示装置を実現するためにはバリスタ素
子が高性能を有し安定性が高く、かつその性能が素子間
で一定している必要がある。しかし、バリスタ素子を形
成する際、印刷適性を与えるためにバリスタ粒子に有機
バインダーを、また加熱後バリスタ粒子を基板上に固着
させるためにガラスフリットを加えている。有機バイン
ダーは印刷後、加熱する事により除去される成分であ
り、またガラスフリット粒子はバリスタ粒子と並んで基
板上に転移され、その後融解する。このため完成された
素子にはバリスタ粒子の存在しない部分が必然的にでき
ることとなる。このためバリスタ素子におけるバリスタ
粒子の充填密度が小さくなる。

【０００９】バリスタ素子において電流は個々のバリス
タ粒子を伝って流れる。このため、バリスタ粒子の充填
密度が小さくなることはバリスタ素子内部における導通
経路が長くなる事になる。これがバリスタ素子間の電気
的特性のばらつきの原因となっている。また、この充填
密度の小ささは素子の厚み方向にも影響を与える。これ
は素子の厚みのばらつきに関係し、液晶パネルのセルギ
ャップのむらの原因となる。このためコントラスト等の
画質に関する特性のよい液晶表示装置を製作することが
困難である。

【００１０】本発明は、上記従来の事情に鑑みなされた
もので、個々のバリスタ素子においてバリスタ粒子の充
填密度が高く、素子の電気的特性、および厚みのばらつ
きに関して高性能かつその性能が素子間で一定した液晶
表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】液晶表示装置の製造方法
において、アクティブマトリクス素子として用いるバリ
スタ素子を形成する際、バリスタ粒子と有機バインダー
と混合したものを主成分とするバリスタペーストをスク
リーン印刷等の印刷法により基板に転移し、それを加熱
する事により有機バインダー成分を除去し、バリスタ粒
子のみ基板上に存在するようにする。これをロールプレ
ス等の手段により素子をプレスすることにより水平方向
並びに厚み方向の充填密度を向上させる。しかるのちガ
ラスフリットを主成分とするペーストをスクリーン印刷
等の印刷法により、バリスタ粒子を被覆するように転移
させ、加熱によりガラスフリットを融解させることによ
り基板上にバリスタ粒子を固着させ、バリスタ素子を形
成する。しかるのちこれらの上部に所定の間隔を隔てて
信号電極及びカラーフィルタが設けられた上部ガラス基
板を貼り合わせ、その間に液晶を注入充填することによ
り液晶表示装置を作製することにより解決した。

【００１２】

【作用】本発明では、バリスタ素子を形成する際、バリ
スタ粒子と有機バインダーのみ含まれ、バリスタ粒子を
固着させるために用いられているガラスフリットを全く
含まないペーストを用い、基板にそれを転移させ、加熱
により有機バインダーを除去する。しかるのちこれにプ
レス処理を施す事によりあらかじめ基板上のバリスタ素
子の並びを整え、素子内のバリスタ粒子の充填密度を向
上させる。さらにその上にガラスフリットを主成分とす
るペーストをその上に転移させ、これを加熱することに
よりガラスフリットを融解させ、ガラスフリットがバリ
スタ粒子を基板に固着させる事によりバリスタ素子を形
成する。しかるのち上部ガラス基板を貼り合わせ、その
間に液晶を注入充填することにより液晶表示装置を作製
する。このため、個々のバリスタ素子においてバリスタ
粒子の充填密度が高く、素子の電気的特性、および厚み
のばらつきに関して高性能かつその性能が素子間で一定
した液晶表示装置の製造方法を提供することを容易にす
る。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例に基づいて具体的に説明す
る。

【００１４】（実施例１）図１〜図５は本発明による液
晶表示装置におけるバリスタ素子形成の断面図であり、
図６は本発明による液晶表示装置の平面図、図７は、図
６のＡ−Ａ’による断面図である。

【００１５】図６に示すように、本実施例の液晶表示装
置は、下側ガラス基板１０に走査電極１１、画素電極１
２、二端子素子としてバリスタ素子１３が設けられてい
る。そして信号電極１６およびカラーフィルタ１８が設
けられた上側ガラス基板１７と下側ガラス基板１０の間
に液晶１４としてＴＮ型液晶が注入充填してある。

【００１６】ここでＴＮ型液晶１４を用いているため、
下側ガラス基板１０、液晶１４の層、および上側ガラス
基板１７との間に液晶１４を配向させるための配向膜１
５が設置され、下側ガラス基板１０と上側ガラス基板１
７の外側に偏光板１９が設置されている構成である。

【００１７】上記構成の液晶表示装置は次のような工程
で製造される。

【００１８】まず、下側ガラス基板１０上にマグネトロ
ンスパッタ装置を用いてＩＴＯ膜（酸化インジウム／酸
化スズ膜）を厚さ１１００Åに成膜し、これにフォトリ
ソグラフィープロセスによりレジストパターンを形成し
て酸化第二鉄：塩酸＝１：３のエッチング液にて走査電
極１１および画素電極１２を形成する。

【００１９】バリスタ粒子を主成分とするペーストを図
１に示すようにこの下側ガラス基板１０上に３２５メッ
シュのスクリーン版を用い転移した。

【００２０】ここで用いたペーストはバリスタ粒子とポ
リメチルメタクリレートを主成分とするものであり、バ
リスタ粒子２０部に対しポリメチルメタクリレート１５
部、および溶剤としてエチルカルビトール５部を混合し
たものを用いた。バリスタ粒子は、図１０に詳示するよ
うに、ＺｎＯ単結晶粒子１３１の表面をＭｎ，Ｃｏ酸化
物等の無機質絶縁膜１３２で被覆したものである。

【００２１】このペーストが転移された基板を空気中、
４２０℃で１時間加熱しポリメチルメタクリレートおよ
びエチルカルビトールを除去し図２に示すように基板上
にバリスタ粒子のみ残るようにした。

【００２２】これをロールプレス機に通し、プレスする
ことにより図３に示すように除去された成分が占めてい
た空間をなくしバリスタ粒子が密に配列するようにし
た。

【００２３】さらにガラスフリット５部、ポリメチルメ
タクリレート１５部およびエチルカルビトール５部から
なるペーストを３２５メッシュのスクリーン版を用い、
図４に示すようにこのバリスタ粒子の上に転移した。

【００２４】これを空気中、４２０℃で１時間加熱しガ
ラスフリットを融解しバリスタ粒子を基板に固着させる
事により図５に示すようなバリスタ素子を有する下側ガ
ラス基板１０を形成した。

【００２５】次にカラーフィルタ１８、配向膜１５、お
よびＩＴＯ膜による信号電極１６からなる上側ガラス基
板１７にガラスビーズを２．５重量％混合した接着用エ
ポキシ樹脂をスクリーン印刷により印刷し、下側ガラス
基板１０と位置合わせした後はりあわせ、加圧接着す
る。

【００２６】ついでこのパネルに液晶１４としてＴＮ型
液晶を接着部の一部に設けた注入口より充填し、充填後
注入口を封止する。

【００２７】そして下側ガラス基板１０および上側ガラ
ス基板１７の外側に偏光板１９を設置する。この結果、
個々のバリスタ素子においてバリスタ粒子の充填密度が
高く、素子の電気的特性、および厚みに関して高性能か
つその性能が素子間で一定した液晶表示装置を得た。

【００２８】（実施例２）図１〜図５は本発明による液
晶表示装置におけるバリスタ素子形成の断面図であり、
図６は本発明による液晶表示装置の平面図、図７は、図
６のＡ−Ａ’による断面図である。

【００２９】図６に示すように、本実施例の液晶表示装
置は、下側ガラス基板１０に走査電極１１、画素電極１
２、二端子素子としてバリスタ素子１３が設けられてい
る。そして信号電極１６およびカラーフィルタ１８が設
けられた上側ガラス基板１７と下側ガラス基板１０の間
に液晶１４としてＴＮ型液晶が注入充填してある。

【００３０】ここでＴＮ型液晶１４を用いているため、
下側ガラス基板１０、液晶１４の層、および上側ガラス
基板１７との間に液晶１４を配向させるための配向膜１
５が設置され、下側ガラス基板１０と上側ガラス基板１
７の外側に偏光板１９が設置されている構成である。

【００３１】上記構成の液晶表示装置は次のような工程
で製造される。

【００３２】まず、下側ガラス基板１０上にマグネトロ
ンスパッタ装置を用いてＩＴＯ膜（酸化インジウム／酸
化スズ膜）を厚さ１１００Åに成膜し、これにフォトリ
ソグラフィープロセスによりレジストパターンを形成し
て酸化第二鉄：塩酸＝１：３のエッチング液にて走査電
極１１および画素電極１２を形成する。

【００３３】バリスタ粒子を主成分とするペーストを図
１に示すようにこの下側ガラス基板１０上に３２５メッ
シュのスクリーン版を用い転移した。

【００３４】ここで用いたペーストはバリスタ粒子とエ
チルセルロースを主成分とするものであり、バリスタ粒
子２０部に対しエチルセルロース５部、および溶剤とし
てエチルカルビトール１０部を混合したものを用いた。
バリスタ粒子は、図１０に詳示するように、ＺｎＯ単結
晶粒子１３１の表面をＭｎ，Ｃｏ酸化物等の無機質絶縁
膜１３２で被覆したものである。

【００３５】このペーストが転移された基板を空気中、
４２０℃で１時間加熱しエチルセルロースおよびエチル
カルビトールを除去し、図２に示すように基板上にバリ
スタ粒子のみ残るようにした。

【００３６】これをロールプレス機に通し、プレスする
ことにより図３に示すようにバインダーが除去された部
分の空間をなくしバリスタ粒子が密に配列するようにし
た。

【００３７】さらにガラスフリット５部、エチルセルロ
ース５部およびエチルカルビトール１５部からなるペー
ストを３２５メッシュのスクリーン版を用い、図４に示
すようにこのバリスタ粒子の上に転移した。

【００３８】これを空気中、４２０℃で１時間加熱しガ
ラスフリットを融解させることによりガラスフリットが
バリスタ粒子同士を結合させ、かつ基板と結合させる事
により図５に示すようなバリスタ素子を有する下側ガラ
ス基板１０を形成した。

【００３９】次にカラーフィルタ１８、配向膜１５、お
よびＩＴＯ膜による信号電極１６からなる上側ガラス基
板１７にガラスビーズを２．５重量％混合した接着用エ
ポキシ樹脂をスクリーン印刷により印刷し、下側ガラス
基板１０と位置合わせした後はりあわせ、加圧接着す
る。

【００４０】ついでこのパネルに液晶１４としてＴＮ型
液晶を接着部の一部に設けた注入口より充填し、充填後
注入口を封止する。

【００４１】そして下側ガラス基板１０および上側ガラ
ス基板１７の外側に偏光板１９を設置する。この結果、
個々のバリスタ素子においてバリスタ粒子の充填密度が
高く、素子の電気的特性、および厚みに関して高性能か
つその性能が素子間で一定した液晶表示装置を得た。

【００４２】なお、本発明は配線抵抗低減のための行電
極材料として、Ｃｒ等の金属薄膜を用いる事が可能であ
る。また、液晶についてもＴＮ型だけでなく、ゲストホ
スト型、高分子分散型等を用いた液晶表示装置にも適用
する事ができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置の製造方法によれ
ば、アクティブマトリクス素子として用いる個々のバリ
スタ素子においてバリスタ粒子の充填密度が高く、電気
的特性、および厚みに関して高性能かつその性能が素子
間で一定した素子を得ることができる。このことによ
り、むらのない鮮明な画像表示を達成する大画面の液晶
表示装置を得る事が可能となる。

【００４４】

【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おける素子
形成の一実施例を工程順に示す断面図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の製造方法における素子
形成の一実施例を工程順に示す断面図である。

【図３】本発明の液晶表示装置の製造方法における素子
形成の一実施例を工程順に示す断面図である。

【図４】本発明の液晶表示装置の製造方法における素子
形成の一実施例を工程順に示す断面図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の製造方法における素子
形成の一実施例を工程順に示す断面図である。

【図６】本発明の一実施例に係る液晶表示装置の平面図
である。

【図７】図１のＡ−Ａ’に沿って切断したところを示す
断面図である。

【図８】二端子素子型液晶表示装置の等価回路図であ
る。

【図９】一般的な二端子素子型液晶表示装置の一例を示
す平面図である。

【図１０】バリスタ粒子の断面図である。

【図１１】バリスタ素子要部の拡大図である。

【図１２】バリスタ素子の電圧−電流特性を示すグラフ
図である。

【符号の説明】 １０ 下側ガラス基板 １１ 走査電極 １２ 画素電極 １３ バリスタ素子 １３ａ バリスタ粒子 １３ｂ ガラスフリット １３１ ＺｎＯ単結晶粒子 １３２ 無機質絶縁膜 １４ 液晶 １５ 配向膜 １６ 信号電極 １７ 上側ガラス基板 １８ カラーフィルタ １９ 偏光板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号電極と走査電極との間に、アクティブ
   マトリクス素子として用いるバリスタ素子と液晶画素と
   を電気的に直列に配して接続した液晶表示装置の製造方
   法において、バリスタ素子を形成するバリスタ粒子を熱
   分解性ないし燃焼性を有する有機バインダーと混合し、
   これを印刷法により基板上に転移させ、しかるのち加熱
   して有機バインダーを除去し、基板上にバリスタ粒子の
   み存在させ、これを機械的に外力を加えプレスし、その
   上にガラスフリットと熱分解性ないし燃焼性を有する有
   機バインダーと混合したものを印刷法により基板上のバ
   リスタ粒子上に転移させ、しかるのち加熱によりガラス
   フリットを融解させ、かつ有機バインダーを除去するこ
   とにより基板上にバリスタ粒子を固着させ、アクティブ
   マトリクス素子としてのバリスタ素子を形成する事を特
   徴とする液晶表示装置の製造方法。