JPH10161138A

JPH10161138A - 液晶表示素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10161138A
Application number: JP8321608A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yamamoto; 義則山本; Hirobumi Wakemoto; 博文分元; Keisuke Tsuda; 圭介津田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】パネル全面にわたって均一な所定のギャップ
を確保できかつ生産性の向上を図る。【解決手段】２枚の電極基板１１，１２間に液晶注入
口１６を有するように液晶１３を封入するためのシール
材１５を形成し、所定のギャップを得るためのスペーサ
１４を２枚の電極基板１１，１２間に挟んだ液晶表示素
子であって、液晶注入口１６に対向する辺の表示領域外
に表示領域の基板間隔よりも狭い間隔の領域を設け、か
つこの狭間隔領域に真空領域１９が形成されている。こ
れにより、パネル内と大気圧の圧力差によって、液晶表
示素子全体を均一に加圧した状態に置くことができ、ギ
ャップ均一性の高い液晶表示素子が得られる。また、狭
間隔の非表示領域に液晶１３が充填される前に封止材を
液晶注入口１６に塗布し、一定時間後封止材を硬化させ
ることにより、封止工程が簡便で短時間になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示素子お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、パソコン、ワープロ、
液晶テレビ等に応用されており、最近ではＯＡ用ディス
プレイやプロジェクションＴＶとしても広く使用され、
その表示品位は年々向上している。一般に、液晶表示素
子の応答速度や、コントラスト、視野角、表示均一性等
の特性は、液晶層の厚み、すなわちセルギャップと密接
な関係にあり、高品位の表示特性を得るためにギャップ
均一性の高いの液晶表示素子が要求されている。

【０００３】液晶表示素子は、２枚の電極基板間に狭持
した液晶をシール材で封入しており、シール材の中と電
極基板間には、液晶セルのギャップを確保するスペーサ
が存在する。このような液晶セルの一般的な製造方法
は、電極基板上にガラスファイバーを配合した樹脂接着
剤を液晶の注入口を有する様に印刷またはディスペンサ
ー描画することによって液晶を封入するためのシール材
を形成し、基板間のギャップを確保するためスペーサと
して樹脂またはシリカ球を電極基板に均一に分散し、２
枚の電極基板を貼り合わせる。そして、所定のセルギャ
ップを確保するために貼り合わせた電極基板を加圧した
状態でシール材を硬化させた後、加圧解除し、空の液晶
セルを形成する。この後、真空注入法によって液晶が液
晶表示素子内に充填され、液晶注入口を封止材で封止
し、液晶表示素子が完成する。

【０００４】図７〜図１１は従来の液晶表示素子の製造
方法における各工程での液晶表示素子の断面構造を示す
概略図である。図７はシール材硬化時のセルの断面図、
図８はシール材硬化後の加圧解除時のセルの断面図、図
９は真空注入中のセルの断面図、図１０は真空注入終了
直後のセルの断面図、図１１は真空注入終了後放置した
場合のセルの断面図を示している。図７に示すように、
貼り合わせた電極基板４１を加圧しつつシール材４２を
硬化させるために、セル内に分散されたスペーサ４３は
若干歪んでおり、加圧を解除した図８の状態の空セル
は、スペーサ４３の弾性により中央部の間隔が所定のギ
ャップより広い太鼓状になる。このセルに液晶４４を液
晶注入口４５から真空注入法によって充填する場合は、
図９に示すように真空注入時にはセル内が減圧状態とな
るため大気圧によってセルが加圧されるためスペーサ４
３が歪んだ状態になり、図１０に示す真空注入直後の状
態では所定の均一ギャップが形成する。しかし、この均
一ギャップ状態で注入工程の後工程である封止工程を行
うには液晶の注入状況をモニターする必要があり、実用
的ではなく、実際は図１１に示すようにスペーサ４３の
弾性により時間とともに、中央部のセルギャップが大き
くなってしまう。このため真空注入後の工程である封止
工程では、過剰量注入された液晶４４を押し出す必要
と、完全な封止を行うために注入口４５に封口材を入れ
込む必要がある。図１２は一般的な封止工程フローを示
す概略図である。注入後のセルを加圧した状態で一定時
間放置することによって、セル内の過剰な液晶４４を注
入口４５から追い出し、加圧状態で封止材を注入口に塗
布し、一定時間放置後、加圧を解除して一定時間放置す
ることによって、封口材を注入口に入れこみ、その後封
止材を硬化させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶４
４が過剰に充填された液晶セルを封止工程において均一
なギャップを形成する従来の方法では、過剰の液晶４４
を追い出すための加圧度および放置時間、そして封止材
塗布後の放置時間、加圧解除した後の放置時間を管理す
る必要があり、封止工程の所用時間も長く、生産性も悪
い。このように、従来の液晶表示素子で均一ギャップを
実現するには、複雑なプロセスと設備が必要となってい
る。そのため、ギャップの均一性を向上させることは困
難であり、液晶表示素子の応答速度や表示特性に影響を
与えることがある。

【０００６】したがって、この発明の目的は、このよう
な課題を解決するものであり、パネル全面にわたって均
一な所定のギャップを確保できかつ生産性に優れた液晶
表示素子およびその製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
素子は、２枚の電極基板間に液晶注入口を有するように
液晶を封入するためのシール材を形成し、所定のギャッ
プを得るためのスペーサを２枚の電極基板間に挟んだ液
晶表示素子であって、液晶注入口に対向する辺の表示領
域外に表示領域の基板間隔よりも狭い間隔の領域を設
け、かつこの狭間隔領域に真空領域が形成されているこ
とを特徴とする。

【０００８】このように、液晶注入口に対向する辺の表
示領域外に表示領域の基板間隔よりも狭い間隔の領域を
設け、かつこの狭間隔領域に真空領域が形成されている
ので、パネル内と大気圧の圧力差によって、液晶表示素
子全体を均一に加圧した状態に置くことができるため、
ギャップ均一性の高い液晶表示素子が得られる。また、
上記のように狭間隔領域を設けることで、液晶と真空領
域の界面張力によって、真空領域が表示領域に移動しな
い。このため、真空領域の表示領域への移動することに
よる表示不良発生なしに均一ギャップの液晶表示素子を
得ることができる。

【０００９】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
は、液晶注入口に対向する辺の表示領域外に表示領域の
基板間隔よりも狭い間隔の非表示領域を設けたパネルを
作製し、このパネル内に真空注入法によって液晶注入口
から液晶を注入し、この液晶が表示領域全域に充填され
非表示領域全域に充填される前に封止材を液晶注入口に
塗布し、一定時間放置後封止材を硬化させることを特徴
とする。

【００１０】このように、液晶が非表示領域全域に充填
される前に封止材を液晶注入口に塗布し、一定時間放置
後封止材を硬化させるので、非表示領域に真空領域が形
成された状態となり、パネル内と大気圧の圧力差によっ
て、液晶表示素子全体を均一に加圧した状態に置くこと
ができる。このため、従来のパネル加圧および加圧解除
する工程が不要となり、封止工程として封止材を塗布し
一定時間放置するだけで封止材の注入口への入り込み量
が一定となり、その後封止材を硬化させることにより、
簡便で短時間の封止工程で液晶表示素子を製造すること
ができる。また、このようにして得られた液晶表示素子
は、請求項１と同様に高いギャップ均一性を得ることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態の液晶表示
素子およびその製造方法を図１から図６に基づいて説明
する。図１はこの発明の実施の形態における液晶表示素
子の断面図を示すものである。２枚の電極基板１１，１
２の間には液晶注入口１６を有するように液晶１３を封
入するためのシール材１５が形成され、所定のギャップ
を得るためのスペーサ１４が２枚の電極基板１１，１２
の間に挟まれている。シール材１５は電極基板１１また
は１２上にガラスファイバを配合した樹脂接着剤を印刷
またはディスペンサ描画することによって形成されてい
る。スペーサ１４としては樹脂またはシリカ球が用いら
れる。

【００１２】また、液晶注入口１６に対向する辺の表示
領域外に表示領域の基板１１，１２間隔よりも狭い間隔
の領域を設け、かつこの狭間隔領域に真空領域１９が形
成されている。この場合、液晶注入口１６の対辺に形成
された非表示領域となる電極基板１２の斜光層１７にお
いて、この斜光層１７の上面とこれに対向する電極基板
１１の下面に光感光性樹脂からなるスペーサ層１８，１
８が形成され、これらのスペーサ層１８，１８の間の狭
間隔領域に真空領域１９が形成されている。

【００１３】つぎに、この発明の実施の形態の液晶表示
素子の製造方法について説明する。図１に示したように
電極基板１１，１２の非表示領域に斜光層１７上にスペ
ーサ層１８として光感光性樹脂（日本合成ゴム製：ＨＲ
Ｃ−１２６）をフォトリソ法によって２μｍの厚さに形
成し、一方の基板１１または１２にφ５μｍのガラスフ
アイバーを２ｗｔ％混合したシール材１５（三井東圧化
学（株）製：ＥＳ−５５００）を液晶注入口１６を有す
るようにスクリーン印刷し、スペーサ１４としてφ５μ
ｍの樹脂ビーズを５０〜２００個／平方ｍｍ分散した
後、スペーサ層１８上に分散された樹脂ビーズを拭き取
り、２枚の電極基板１１，１２を貼り合わせ、１５０
℃、２ｋｇ／平方ｃｍの高温・高圧炉にてシール材１５
を硬化させた。硬化終了後、加圧を解除した時点で空セ
ルのセルギャップを干渉ギャップ測定器（大塚電子
（株）製：ＭＳ−２００）にて測定すると。セルギャッ
プは中心部で６．０μｍであった。

【００１４】つぎに、上記のように作製されたパネル内
に、図２〜図４に示す工程で液晶１３を注入する。図２
は注入途中でのセルの断面図、図３は表示領域全域に充
填した時点でのセルの断面図、図４は非表示領域に充填
途中でのセルの断面図である。図２に示すように、パネ
ル内に真空注入法によって液晶注入口１６から液晶１３
を注入する。このとき、パネル内と大気圧の圧力差でス
ペーサ１４は歪んでいる。そして、図３は表示領域全域
に液晶１３が充填され、狭ギャップのスペーサ層１８の
領域に液晶１３が到達した時点であり、この直後に封止
工程を実施する。この封止工程は図４の時点でも実施
し、液晶表示素子を完成させる。

【００１５】図５は上記封止工程の工程フロー図であ
り、注入口１６を封止する封止材として、紫外線硬化型
樹脂（スリーボンド製：３５０２Ｂ）を注入口１６に塗
布し、一定時間放置し、封口材（封止材）が注入口１６
に入った時点で、封口材に紫外線を照射し硬化させる。
ここで、封止材を塗布して一定時間放置する意味は、従
来技術に記述したように、完全に液晶注入口を封止する
には封止材を注入口１６に入れ込む必要があるためで、
この実施の形態では図６（ａ），（ｂ）に示すように、
液晶１３の注入が未完（表示領域には液晶が充填されて
いる）の状態で注入口１６に封止材２０を塗布すること
で、液晶１３が注入される力（大気圧）で封止材２０が
注入口１６に入る。封止材２０の入り込み量を一定とす
るために一定時間放置後、封止材２０を硬化させる。図
中の１９は真空領域を示す。それぞれの時点で封止工程
を実施した液晶表示素子のセルギャップを干渉ギャップ
測定器（大塚電子（株）製：ＭＳ−２００）にて測定す
ると、セルギャップは図３の工程では５．０２μｍ、図
４の工程では５．０４μｍで液晶表示素子内のギャップ
のバラツキの偏差は０．０１μｍであった。

【００１６】以上のようにこの実施の形態によれば、液
晶１３が非表示領域全域に充填される前に封止材を液晶
注入口１６に塗布し、一定時間放置後封止材を硬化させ
るので、非表示領域に真空領域１９が形成された状態と
なり、パネル内と大気圧の圧力差によって、液晶表示素
子全体を均一に加圧した状態に置くことができる。この
ため、ギャップ均一性の高い液晶表示素子が得られる。
また、上記のように狭間隔領域を設けることで、液晶１
３と真空領域１９の界面張力によって、真空領域１９が
表示領域に移動しない。このため、真空領域１９の表示
領域への移動することによる表示不良発生なしに均一ギ
ャップの液晶表示素子を得ることができる。

【００１７】したがって、均一性の高い液晶表示素子を
得るためには、従来方法では封止工程の前記した複雑な
工程フロー図７〜図１１に示した様に複雑な工程と長い
所要時間が必要であったが、この実施の形態では液晶注
入工程で表示領域全域への液晶注入が完了してから、狭
ギャップ部分への液晶が完了するまでの時間内で簡便で
短時間の封止工程で液晶表示素子を得ることができる。

【００１８】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子によれば、液晶
注入口に対向する辺の表示領域外に表示領域の基板間隔
よりも狭い間隔の領域を設け、かつこの狭間隔領域に真
空領域が形成されているので、パネル内と大気圧の圧力
差によって、液晶表示素子全体を均一に加圧した状態に
置くことができるため、ギャップ均一性の高い液晶表示
素子が得られる。また、上記のように狭間隔領域を設け
ることで、液晶と真空領域の界面張力によって、真空領
域が表示領域に移動しない。このため、真空領域の表示
領域への移動することによる表示不良発生なしに均一ギ
ャップの液晶表示素子を得ることができる。

【００１９】この発明の液晶表示素子の製造方法によれ
ば、液晶が非表示領域全域に充填される前に封止材を液
晶注入口に塗布し、一定時間放置後封止材を硬化させる
ので、非表示領域に真空領域が形成された状態となり、
パネル内と大気圧の圧力差によって、液晶表示素子全体
を均一に加圧した状態に置くことができる。このため、
従来のパネル加圧および加圧解除する工程が不要とな
り、封止工程として封止材を塗布し一定時間放置するだ
けで封止材の注入口への入り込み量が一定となり、その
後封止材を硬化させることにより、簡便で短時間の封止
工程で液晶表示素子を製造することができる。また、こ
のようにして得られた液晶表示素子は、請求項１と同様
に高いギャップ均一性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の液晶表示素子の概念を
示す断面図である。

【図２】この発明の実施の形態の液晶表示素子の製造方
法における液晶注入途中での断面図である。

【図３】図２の次工程で表示領域全域に充填した状態の
断面図である。

【図４】図３の次工程で非表示領域に充填途中での断面
図である。

【図５】この発明の実施の形態の液晶表示素子の封止工
程の工程フロー図である。

【図６】この発明の実施の形態の液晶表示素子の封止工
程の概念図である。

【図７】従来の液晶表示素子の製造方法におけるシール
材硬化時の断面図である。

【図８】図７の次工程でシール材硬化後の加圧解除時の
断面図である。

【図９】図８の次工程で真空注入中の断面図である。

【図１０】図９の次工程で真空注入終了直後の断面図で
ある。

【図１１】図１０の次工程で真空注入終了後放置した状
態の断面図である。

【図１２】従来の液晶表示素子の封止工程の工程フロー
図である。

【符号の説明】

１１，１２電極基板１３液晶１４スペーサ１５シール材１６液晶注入口１７斜光層１８スペーサ層１９真空領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の電極基板間に液晶注入口を有する
ように液晶を封入するためのシール材を形成し、所定の
ギャップを得るためのスペーサを２枚の電極基板間に挟
んだ液晶表示素子であって、前記液晶注入口に対向する
辺の表示領域外に表示領域の基板間隔よりも狭い間隔の
領域を設け、かつこの狭間隔領域に真空領域が形成され
ていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】液晶注入口に対向する辺の表示領域外に
表示領域の基板間隔よりも狭い間隔の非表示領域を設け
たパネルを作製し、このパネル内に真空注入法によって
前記液晶注入口から液晶を注入し、この液晶が前記表示
領域全域に充填され前記非表示領域全域に充填される前
に封止材を前記液晶注入口に塗布し、一定時間放置後前
記封止材を硬化させることを特徴とする液晶表示素子の
製造方法。