JPS6278526A - 液晶装置の作製方法 - 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】 「発明の利用分野」 この発明は、モジュール化される液晶表示装置を含む液
晶装置の作製方法に関するものであって、表示パネルに
連結される電気回路のリード端子またはプリント電気回
路の端子をも一体化して作製せんとするものである。本
発明は液晶材料としてスメクチック液晶（以下Ｓｍ液晶
という）の如き高粘度の液晶材料、特に例えば強誘電性
液晶（以下ＦＬＣという）を用いる場合に有効である。

そしてこの液晶を用い、ゲスト・ホスト型または複屈折
型の表示パネルを設けることにより、マイクロコンピュ
ータ、ワードプロセッサまたはテレビ等の表示部の液晶
表示装置のモジュール化に関するものである。

「従来の技術」 固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式が大面積
用として有効である。このようなパネルとして、従来は
、二周波液晶例えばツウイスティック・ネマチ・ツク液
晶（以下ＴＮ液晶という）を用い、横方向４００素子ま
た縦方向２００素子とするへ４判サイズの単純マトリッ
クス構成にマルチプレキシング駆動方式を用いた表示装
置が知られている。

かかるＴＮ液晶を作製せんとした場合、このＴＮ液晶の
粘度が低いことを利用し、一対のガラス基板を５〜１０
μの間隙をあけて対抗せしめ、ガラス基板間にスペーサ
を散布後、この一対のガラス基板の周辺部に封止用シー
ル剤を塗布し、お互いを密着させる。この時周辺のシー
ル部の一部の封止をせず、注入口を残存して設けておく
。ごの後この周辺が封止された一対の基板を真空容器内
に保持し、全体を真空引きする。さらに、この後この開
穴部分をＴＮ？ｇ、晶溶液中に浸し、この真空容器内を
大気圧にすることにより、毛細管現象を利用して一対の
基板間の５〜１０μの間の空隙に液晶を充填せんとする
ものであった。そしてこの周辺部の封止は基板の「内側
」で互いに基板を密着させて行わんとするものであった
。このため、この封止材料を同時にこのパネルに接続さ
れるリードの補強に用いることはまったく不可能であっ
た。

「発明が解決しようとする問題点」 かかる、方法は、ＴＮ液晶の如き室温で低粘度の液晶を
基板間に充填する場合には優れている。しかし、 （１）この液晶表示パネルに連結されるＩＣ回路基板と
電気回路のリード端子またはプリント電気回路との連結
は機械的装着強度が弱く、低信頼性化を誘発しやすい。

（２）この電気回路の接続端子と表示パネルの周辺の封
止作業とで作製に時間がかかってしまう（３）セルの電
極間が４μ以下好ましくは０．５〜３μの狭い間隙を用
いることを前提とする高粘度液晶材料を用いる場合、充
填にきわめて時間がかかってしまう。

（４）液晶材料を大面積例えばＡ４版に対し充填せんと
する場合、８〜１０時間もの長時間高温例えば１２０℃
での充填作業を必要とする。そのため、周辺部の封止材
が劣化しこの封止材料が不純物として液晶内に混入しや
すい。

（５）充填の際有効に用いられない液晶材料が全体の９
０％近くになってしまい無駄が多い。

等の多くの欠点を有する。

本発明はかかる問題点を解くものである。

「問題を解決するための手段」 かかる問題を解決するため、本発明は、一対の基板に対
し液晶を充填する以前に一対の基板の周辺部をシールす
るのではなく、基板の被充填面上に液晶を載せ、この一
方の基板と他方の基板との一対の基板を液晶を介して互
いに密着せしめる。

さらにこの工程の後、この一対の基板の外周辺を硬化性
樹脂で封止したものである。さらにこの外周辺の封止の
際、このパネルに取りつけられるリード端子（６４０Ｘ
　４００の画素のパネルならば１０４０本もある）をこ
の有機樹脂で覆い、高信軌性化を図った・ 即ち、互いに離間した一方の被充填面上に液晶を設け、
この一対の基板間を真空に保持し、加熱して液晶材料を
液化する。さらにそれぞれを近接せしめ、この液晶上に
他方の基板の被充填面を密接せしめ、一対の基板を所定
の相互位置に外側より加圧するラミネート（薄層にする
、薄層にのばすの意）方式を用い、液晶材料を被充填面
全体にのばす。かくして液晶材料は被充填面全面にわた
り広げられる。この後、再びこの液晶を介して互いに密
着した一対の基板の周辺部及び既に設けられている基板
（ガラス基板）に接続部で連結されているリード端子を
も覆って硬化性樹脂（熱硬化または光硬化）を配設し、
再びこれら全体を真空引きする。さらに少なくともこの
周辺部及び接続部の有機樹脂を硬化せしめて、この一対
の基板の周辺部を樹脂で封止せしめて、第２のラミネー
ト工程を有せしめる。

本発明においては、液晶材料として高粘着性液晶例えば
スメクチックＣ相、特に好ましくはスメクチックＣ相（
ＳｍＣ”）を呈する強誘電性液晶を用いる。即ちセルの
間隔を４μｍまたはそれ以下の一般には０．５〜３μｍ
とすることによりらせん構造が消失した状態を得ること
ができる。

「作用」 かくすることにより、 （１）それぞれの基板の封止材による固着化をセル周辺
部で行い、その接着面積を基板「内側」の側周辺のみで
行う従来例の場合に比べ、大面積にでき、一対の基板を
互いにひねる等の歪応力に対して強い固着強度を得るこ
とができる。

（２）表示パネルの周辺部の封止と同時に、この基板の
周辺部に同時に作られる他の電気回路のリード端子また
はプリント電気回路端子との接続部を覆うため、この接
続部での電気的また機械的連結をより高い信頼性で可能
とできる。

（３）液晶を第１のラミネート工程とその後の周辺部の
第２のラミネート工程による封止工程を同時に行うこと
により短時間で作業を終えることができる。

（４）液晶を第１のラミネート工程により被充填面全面
に広げ、この後この一対の基板間をミクロのレベルでお
互いを精密に位置合わせを行う。さらにこの後外周辺の
封止を第２のラミネート工程で行うため、一対の基板の
お互いの位置を完成したレベルで精密に配置することが
できる。

（５）ラミネート作業により液晶を一対の基板間に充填
するため４μ以下の間隙（セル厚）の薄いセルでも大面
積（Ａ４版相当）化が可能である。

（６）基板上に設けた液晶材料を１００χ有効利用する
ことができる。

（７）粘度の高い液晶材料を用いても、そのラミネ−，
トおよび封止の作業に２時間以上を必要としない。

（８）一方の基板側にはアクティブ素子とそれに連結し
た電極を設けたアクティブ構造でも、またはまったくア
クティブ素子を用いないパッシブ構造でも同一工程で液
晶材料のラミネートができる。

以下に実施例に従って本発明を説明する。

「実施例１」 第１図は本発明の液晶表示装置の作製工程を示す。

第１図（Ａ）は２つの基板（１）　、　（１’）を有す
る。この相対向する被充填面（８）、（８°）側にはそ
れぞれ電極を有している。またカラー表示をするには、
その一方の側の電極と基板との間または電極と充填され
る液晶との間にカラーフィルタが設けられている。さら
にこの電極の上面には公知の配向処理がなされている。

これらの図面では、簡単にするため図示することを省略
して単に基板として表記している。しかし一対の基板の
相対向する側にこれらの電極、フィルタ、配向処理、ブ
ラックマトリックス化するシアドウ処理（マスク）の形
成、アクティブ素子の作製等を必要に応じて行うことは
有効である。

また、基板は一般にはガラス基板例えばコーニング７０
５９を使用する。しかし基板の一方または双方に可曲性
の基板を用いることは有効である。そしてその可曲性基
板として、化学強化がなされた０、３〜０．６ｍｍ厚の
ガラス基板、またはポリイミド。

ＰＡＮ、ＰＥＴ等の透光性耐熱性有機樹脂基板を用いる
ことは有効である。

この基板上の電極上には配向処理Ｎ（例えば非対称配向
処理層）が設けられ、その上面を被充填面とした。そし
てこの面上に、ＦＬＣ例えばＳ８（Ｐ−オクチル・オキ
シ・ベンジリデン−Ｐ′−アミノ−メチル・ガチル・ベ
ンゾエイトとＢ−８（９−オクルオキシー４゛−ビフェ
ニルカルボン酸−２−メチルブチルエステル）とのブレ
ンド液晶等とのブランド液晶を設けた。これ以外でも、
ＢＯＢＡＭＢＣ等のＦＬＣまたは複数のブレンドを施し
たＦＬＣを充填し得る。これらＦＬＣに関しては、必要
に応じて例えば特開昭５６−１０７２１６．特開昭５９
−１１８７４４．特開昭５９−１１８７４５．特開昭５
９−９８０５１等に示されている液晶材料を用いればよ
い。

この一対の基板（１）　、　（１°）の一方の被充填面
（８）上に液晶（２）を滴下させた。

かかる液晶が設けられた一対の基板を第１図（Ｂ）に示
すごとき真空容１（１００）に封入した。この真空容器
（１００）は容器側（１０）に第１の空間（４）を有し
、蓋側（１０′）に第２の空間（５）を有する。第１の
空間（４）はその下側にヒータ（３）が設けられ、ヒー
タと基板との間はシンク（熱だめ）を構成して徐冷およ
びゆるやかな昇温、降温を可能とさせた。このヒータ（
３）上に一方の基板（１）を配設して、この基板を室温
〜１７０℃内の所定の温度、例えば８０℃に加熱制御さ
せた。すると既に基板（１）上の被充填面に設けられた
液晶（３）が加熱され被充填面に拡がる。この液晶を滴
下して設ける前または後に所定の間隔をおいて基板上に
スペーサ粒径２μを配設させた。このスペーサはまった
く用いない方式をとってもよい。

さらにこの上方に対向する他方の基板（１°）を０．１
〜１０ｍｍ例えば３ｍｍ離間してまたはかるくお互いを
部分的に接せしめて配置させた。

この後、この第２の空間（５）を有する蓋側容器（１０
’）をＯリングにより容器（１０）側に合わせ込んだ。

この第２の空間の下側には、第１の空間と第２の空間と
がお互いに弾力性を有する層（以下簡単のためシリコン
ラバー（６）という）で遮蔽されている。この第２の空
間と第１の空間の圧力において、第１の空間の圧力が正
圧の場合は下側に膨張し、逆の負圧の場合は上側に引っ
張られるようになっている。このラバーは１７０℃の温
度に耐えることができる材料であれば、シリコンラバー
にかぎらない。

これらを０リングにより互いに合わせ込み、（１１）。

（１１″）より同時に真空引きをした。即ち、この２つ
の出口は、バルブ（１２）　、　（１２′）を経て真空
ポンプ（１４）に連結されている。そしてこのバルブ（
１２）。

（１２’）をともに開、バルブ（１３）　、　（１３’
　）をともに閉として、第１および第２の空間（４）　
、　（５）をともに真空空間とした。

さらに第１図（Ｃ）に示す如く、この上面に離間してい
る他方の基板を所定の位置に配設した。

即ち、上下の基板の相互位置合わせを行い、上下の電極
の位置のズレがないようにした。そして引き続き、他方
の第２の空間（５）を真空状態より第１の空間（４）に
比べて正圧となるようにバルブ（１２’　）を閉、徐々
にバルブ（１３’）を開として大気または窒素をリーク
し大気圧にさせた。

すると第１図（Ｃ）に示す如く、シリコンラバー（６）
は下側に膨張し、対向する他方の基板（１゛）を一方の
基板（１）の側に押しつける。そして大気圧においては
１ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えることができる。

また窒素を（１３″）より供給しさらに加圧する場合は
１気圧以上の２〜５　ｋｇ／ｃｍ”の圧力とすることも
可能である。

かくして一対の基板の全表面に均一な圧力を加えること
ができ、この圧力により液晶は初期には一点または複数
点に点状または面状に設けられていたが、基板（１）の
表面にそって横方向に広がりラミネートされる。

この後筒１の空間も大気圧とし、この容器（１００）の
蓋側容器（１０）を開け、第１のラミネート工程を完了
する。

さらにこの一対の基板を液晶の粘度が低い高い温度状態
において精密な位置合わせを行う。この精密な位置合わ
せは容器（１００）内でも他の位置のホットプレート上
で行ってもよい。

次にこの一対の基板の周辺部に電気回路のＩＪ−ド端子
またはプリント電気回路特に例えばＦＰＣ（可曲性プリ
ント回路、以下簡略のためＦＰＣという）の端子をハン
ダ付けにより連結する。この接続にはソニーケミカル社
より販売されているＰ−１０００またはＣＰ−２０００
を用いて連結した。この接続に関しては、例えば電子技
術（１９８４年６月号）に示されている。かくの如くリ
ード端子が連結された一対の基板に対し、外周辺を有機
樹脂で固着させた。

即ちこの第１図（Ｂ）の容器（１００）内にＦＰＣ等の
電気回路（２１）が連結された一対の基板とその外周辺
に硬化性樹脂（１８）　、　（１８’　）とその外側に
保護用有機樹脂（１９）　、　（１９’　）とを配設す
る。即ち、第１図（Ｄ）の構造を第１図（Ｂ）の容器内
に配設し、蓋（１０’）を閉める。さらに第１のラミネ
ート工程と同様に容器全体を真空引きする。さらに硬化
性樹脂に熱硬化性の樹脂を用いるならば、その所定の温
度例えば１２０°Ｃに加熱する。すると熱硬化性樹脂は
一次的に柔らかくなり、一対の基板の側面にまでまわり
こむ。このまわりごみと基板の外周辺および外側周辺と
の密着性を向上させるため、真空引き工程とバルブ（１
３’）を開とし、第１図（Ｃ）に示す如く、ラバー（６
）を介して一対の硬化性樹脂（１８）。

（１Ｂ’）を加圧する工程が重要である。そしてさらに
熱硬化反応を完成せしめる。

かくしてＦＰＣが連結されている液晶（２）を介して互
いに密着している一対の基板（セル）の外側の周辺を含
む外周辺は第１図（Ｅ）に示す如く、硬化性樹脂（２０
）で固着される。例えば硬化性樹脂をＥＶＡ（エチレン
・ビニール・アルコール）とし、その上面にこのＥＶＡ
がその後の実使用に耐えるべ（保護用樹脂としてＰＥＳ
　（ポリ・エーテル・サルフォン）薄膜で覆う。かくし
て、第１図（Ｅ）に示す如くに一対の基板及びＦＰＣの
端子を互いに固着させ、一体化させることができる。

かくして一対の電極・リードの一方（例えば下側）がＸ
方向、他方がＹ方向のみの単純マトリックス電極・リー
ド構造であるならば、この合わせ精度は１〜３ｍｍの精
度をも許容し得る。しかし、一方が例えば４００μ口の
矩形電極、他方が４００μ巾のＹ方向のストライブ状電
極構成においては、その精度誤差は±３０μ以下である
ことが求められる。この場合、前記した如く第１図（Ｄ
）の工程の際、精密位置合わせを行う。この位置合わせ
精度はその使途により決められる。

さらに１２０℃（３０分）、加圧（５分）、１６０℃（
１０分）の工程を行わしめ、熱硬化させ硬化性樹脂を架
橋させ安定させて第１図（Ｅ）を得る。

かくして２回の独立したラミネート工程により一対の基
板は中央部には液晶が充填され、外周辺部では液晶の封
止とＦＰＣのガラス基板との一体化とを有機樹脂の固着
により行うことができた。この封止は２〜１０ｖｎ例え
ば５ｍｍの巾をもたせ、お互いの基板の密着強化をはか
った。ＦＰＣの接続部は有機樹脂（１８）で覆い隠すこ
とが好ましい。しかし材料によりその一部を覆うのみで
も機械的な保障には有効である。

第２図は第１図の（Ａ）に対応して（八−１）　、　（
Ａ−２）　。

（Ａ　、　３）を示し、第１図（Ｅ）に対応しく８４）
　、　（Ｂ−２）を示す。即ち第１図（Ａ）に対応して
第２図（Ａ−３）が示されている。その上側基板の平面
図を（Ａ−１）に、また下側基板の平面図を（Ａ−２）
に示す。第１図（Ｅ）に対応して第２図（８−２）に示
す。この平面図を（Ｂ−１）に示す。これらより明らか
なごとく、それぞれは基板の一方側に設けられた電極の
外部接続用領域（１７）　、　（１７”）を有する。こ
の外部接続領域には他の外部よりの電気的な連結をＦＰ
Ｃ（可曲性プリント電子回路）により成就している。こ
のため、第２図（Ｂ−１）において、封止用有機樹脂は
ＦＰＣと互いに連結させた。この外部接続領域をも覆い
、この接続領域での固着強度を図ることが有効である。

この実施例において、第１図（Ａ）の状態において、そ
れぞれの基板に対しＦＰＣを連続しておいてもよい。そ
の場合は第１図（Ｂ）　、　（Ｃ）の工程の際、ＦＰＣ
もラミネート用容器内に保持させるため、容器が不必要
に大きくなるという欠点を有する。

実施例２ この実施例は実施例１と以下の工程を除き同一である。

即ち、第１図（Ａ）における上側の基板（１°）に対し
て予め被充填面の外側に硬化性樹脂を第１図（Ｄ）に示
す如くに配設する。この一対の基板（１）。

（１″）にはすでにＦＰＣが連結部にて連結されている
。

さらに、かかるプリント回路が連結部で連結された一対
の基板（１）、（１’）と封止用樹脂（１８）　、　（
１８’）を第１図（Ｂ）に示す如く容器（１００）内に
設置し、第１図（Ｃ）に示す如く液晶（２）をラミネー
トさせる。即ち第１のラミネート工程と、第２のラミネ
ート工程とを同時に行う。

かくして第１図（Ｅ）を得ることができる。

上記以外は実施例１と同様である。

かかる工程において、すべてを同時に行うことができる
ため、作業時間を少なくできる。しかし一対の基板の合
わせ精度が悪いという欠点を有する。

「効果」 かくすることにより、Ａ４版（２０ｃｍ　Ｘ　３０ｃｍ
の面積）を作らんとした時、最も信頼性上問題である接
続部を有機樹脂で覆い、高信頼性化が可能となった。

加えてこの工程に何等の余分の工程を必要としないとい
う他の特徴を有する。１枚で使用する液晶は０．３ｃｃ
で十分であり、３０００円／ｇと金より高価な液晶をき
わめて有効に用いることができる。

大面積になっても、作業時間は長くならないという特徴
を有する。

基板の全面積を表示部として使用することができる。

即ち、従来より公知のＴＮ液晶の充填作業においては、
この液晶に応力が加わらないようにすることを特徴とし
ている。そのため、周辺部のシール剤の効果はおたがい
の基板に外部より加わり得る圧力が液晶それ自体に加わ
らないよう互いの力を支えることである。

しかし、他方、本発明に用いる粘度が大きいスメクチッ
ク液晶の充填作業においては、この応力が液晶それ自体
に加わっても配向、信頼性に関して同等支障がないこと
を本発明人は見出した。そしてこの加圧に耐える特性を
利用することにより、従来とはまったく異なる本発明の
如き作製方法を可能にすることができた。

以上の本発明の液晶の充填方法において、被充填面を構
成する配向処理層を非対称配向処理とし、一方をラビン
グ処理をし、他方を非ラビング処理とする。この時、本
発明の如くラミネートした後にこの基板をラビングを施
した面にそって高温状態等で微動（１μ以上の１〜１０
’　μｍ）シフトさせ、ストレスを液晶に加え配回せし
めることは有効である。

以上に述べた本発明の液晶表示装置において、この基板
の一方または双方の基板の外側に偏光板を設け、ゲスト
・ホスト型または複屈折型とすることができる。この液
晶表示装置を反射型として用いんとする場合は、１枚の
偏光子を用い、その入射光側の電極を透光性とし、他方
を反射型電極とする。そして液晶材料をゲスト・ホスト
型とし、例えばＦＬＣにアントラキノン系２色性色素を
例えば３重量％添加することにより成就する。この時チ
ルト角が約４５度を有するＦＬＣを用いるならばそのコ
ントラスト比をより大にし得る。

他方、２枚の偏光系を用いて透過型または反射型とする
複屈折型とする場合は、２枚の偏光子をそれぞれの基板
の外側に配向させ、Ｆｌ、Ｃのチルト角を約２２．５度
とすることにより成就させ得る。透光型においてはハッ
クライトをＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）蛍光灯
または自然光により照射し、透光する光の量を制御する
ことによりディスプレイとすることができる。反射型と
する場合は裏面の偏光子の外側に反射板を配設し入射光
を再び入射面側に反射させることにより表示させ得る。

本発明において、偏光板が耐熱性において耐えるならば
外周辺の封止と同時にガラス基板の表面に固着させるこ
とが可能である。また、光硬化方法を用いるならば、偏
光板をも液晶の封止とともに固着することが可能となる
。

カラー化する場合は他方の対抗基板側（人間の目で見え
る側）の電極の上側または下側にカラーフィルタを設け
ればよい。

さらに本発明においては、基板上に非線型素子を配設し
、その上方に電極を設けたものを基板として取扱い、ア
クティブ素子型とすることができる。かかる場合、この
非線型素子としてＮｒＮ型等の複合ダイオード構造を有
する５ＣＬＡＤ　（空間電荷制限電流型アモルファス半
導体装置）、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置を用いる
ことが可能である。

本発明の液晶表示装置において、ライトペンを用いたフ
ォトセンサをドツト状に作ることにより表示とその読み
取りとをｊテうことかできる。

本発明の液晶装置は、単に液晶表示装置に限らず、液晶
を用いた他の応用製品に対しても有効である。そしてそ
の応用製品例としては、ディスクメモリ装置、スピーカ
、赤外線センサプリンタ等があり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶装置の作製方法を示す。 第２図は本発明の液晶装置の平面図及び縦断面図を示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板の被充填面上に液晶材料を設け、他方の基板を
   対抗して対を構成し、互いに前記液晶を介して密着せし
   める第１のラミネート工程と、該工程と同時またはこの
   工程の後に前記基板に設けられた外部接続用端子に電気
   回路のリード端子またはプリント電気回路の端子を互い
   に連結せしめる工程と、前記一対の基板の周辺部及び前
   記連続された端子に硬化性樹脂を配設し、これら全体を
   真空にせしめ、前記一対の基板の少なくとも外周辺部を
   加圧して前記一対の基板の周辺部を前記樹脂で封止せし
   める第２のラミネートをする工程とを有せしめることを
   特徴とする液晶装置の作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、基板の外部接続用
   端子に電気回路のリード端子またはプリント電気回路の
   端子を互いに連結せしめる工程と、基板の被充填面上に
   液晶材料を設け、他方の基板を対抗して対を構成し、互
   いに前記液晶を介して密着せしめる第１のラミネート工
   程と、該工程と同時またはこの工程の後に、前記一対の
   基板の周辺部及び前記連結された端子に硬化性樹脂を配
   設し、これら全体を真空にせしめ、前記一対の基板の少
   なくとも周辺部を加圧して前記一対の基板の外周辺部を
   前記樹脂で封止せしめる第２のラミネートをする工程と
   を有せしめることを特徴とする液晶装置の作製方法。 ３、特許請求の範囲第１項及び第２項において、連結さ
   れた端子を覆って熱硬化性樹脂を配設し、加熱処理を加
   圧条件下で行うことを特徴とする液晶装置の作製方法。