JP4082910B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子の製造方法および液晶表示素子に関し、より詳しくは、基板に液晶材料を滴下して対向する基板間に液晶層を形成する液晶表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一対の基板間に液晶層を形成する方法としては、例えば真空注入法や滴下注入法が知られている。
【０００３】
真空注入法は、一部に開口部を有する枠状のシール剤を挟んで２枚の基板を所定間隔で重ね合せ、シールを硬化して空セルを構成し、この空セルを真空槽に入れ内部を減圧状態にし、続いて空セルの開口部を液晶材料に浸し、次に槽内の圧力を大気圧程度に戻し、空セルの内部気圧と槽内の気圧の差とによって液晶材料を空セル内に吸い込ませ充填するものである。
【０００４】
ただし、この方法では、汎用のボジ型液晶を注入するにも７〜１０時間程度の長時間が必要で、パネルサイズが大きくなったり、セルギャップが小さくなったり、ネガ型液晶を注入する場合はさらに長時間を要する間題がある。
【０００５】
一方、滴下注入法は、特開昭６１−２６０２１６号公報などで知られているように、一方の基板にシール剤を閉ループ状に塗布した後、ループ内に液晶材料を滴下し、他方の基板を重ね合せ、液晶材料を広げて液晶層を形成し、シールを硬化するもので、パネルサイズやセルギャップ、使用液晶にかかわらず、１時間程度の短時間で液晶層の形成ができるという大きな特徴がある。閉ループ状のシール塗布方法としては、閉ループ状シールパターンの四隅のいずれかから描画し始め、かつ同一箇所で描画し終わる方法が知られている(特開平８−２４０８０７号公報および特開平１０−３０１１２２号公報)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のシール塗布方法には次のような間題点があった。滴下注入法で使用するシール剤は、未硬化状態で液晶と接しても溶解しないように一般に数千ポイズ程度と高粘度であり、ディスペンサーでの描画し始めにシール剤が出てきにくく、描画し終わり時には糸曳き状態となりやすいため、描画し始め兼描画し終わりの箇所でシール切れやループ内へのシール糸曳きが発生して、表示不良を発生しやすいという間題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方の基板上にディスペンサーによりシール剤を閉ループ状に塗布する工程と、閉ループ内に液晶材料を滴下する工程と、一方の基板のシール剤が形成された面側に他方の基板を対向させて重ね合せる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法において、シール剤を塗布する工程は、閉ループ状シールパターンの外部の箇所から描画し始め、二度描画する部分が形成されるように閉ループ状シールパターンの外部の箇所でかつ描画し始める箇所と異なる箇所で描画し終わる工程であり、二度描画する部分の描画の際に、閉ループ状シールパターンの他の描画部分の描画の際よりもディスペンサーと一方の基板とのギャップを大きくして、二度描画する部分でのシール剤の合計の塗布量を他の描画部分でのシール剤の塗布量と同じにすることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【０００８】
また、本発明は、一方の基板上にディスペンサーによりシール剤を閉ループ状に塗布する工程と、閉ループ内に液晶材料を滴下する工程と、一方の基板のシール剤が形成された面側に他方の基板を対向させて重ね合せる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法において、シール剤を塗布する工程は、閉ループ状シールパターンの外部の箇所から描画し始め、二度描画する部分が形成されるように閉ループ状シールパターンの外部の箇所でかつ描画し始める箇所と異なる箇所で描画し終わる工程であり、二度描画する部分の描画の際に、閉ループ状シールパターンの他の描画部分の描画の際と、ディスペンサーの塗布速度と塗布圧とのいずれかを変えて、二度描画する部分でのシール剤の合計の塗布量を他の描画部分でのシール剤の塗布量と同じにすることを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【０００９】
さらに、本発明は、一対の基板と、一対の基板を接着する閉ループ上のシール剤と、一対の基板と前記閉ループとに囲まれて配置された液晶材料と、を有する液晶表示素子において、シール剤は、前記閉ループの一部から前記閉ループの外部に延在する延在部を有し、延在部は閉ループの外部に端部を有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００１０】
そして、上記のように閉ループ状シールパターンの外のいずれかから描画し始め、かつ二度描画する部分が形成されるように前記描画し始めた箇所と異なる閉ループ状シールパターンの外の箇所で描画し終わるかまたは閉ループ状シールパターンの外の補助シール部から描画し始め、かつ二度描画する部分が形成されるように前記描画し始めた補助シール部と異なる補助シール部で描画し終わるとともに、二度描画する部分のシール剤の合計の 塗布量を、ディスペンサーと一方の基板とのギャップを大きくしたり、ディスペンサーの塗布速度と塗布圧とのいずれかを変えたりすることで他の描画部分での塗布量と同じにすれば、シール切れや糸曳きが発生したとしても閉ループ状シールパターンの外部であり、閉ループ状シールパターン内部では発生しないため、良好な液晶表示素子を製造できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
(実施例１)
以下に図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】
図１に、本発明の一実施形態に係る方法で製造可能な液晶表示素子を用いた液晶表示装置の概略的な断面図を示す。
【００１３】
図１の液晶表示装置１は、ＴＮ(Twisted Nematic)型のカラー表示可能な液晶表示装置であって、アレイ基板２と対向基板３との間に液晶材料４が挟持され、シール剤17によって封止・接着されさらに一対の偏光板５がアレイ基板２と対向基板３の表面にそれぞれ貼り付けられて液晶表示素子を構成している。
【００１４】
アレイ基板２は、ガラス基板６上に薄膜トランジスタからなる複数のスイッチング素子７が形成され、このスイッチング素子７を覆うようにカラーフィルタ層８が形成されている。カラーフィルタ層８は赤色Ｒ、緑色Ｇ、および青色Ｂの三色を有する。また、表示領域外周には周辺遮光層９が形成されている。さらに、カラーフィルタ層８上に画素電極10が形成され、画素電極10はカラーフィルタ層８に形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子７に接続されている。さらに、カラーフィルタ層８上には対向基板３との間隔を保つためのスペーサ11が形成されている。そして、画素電極10およびスペーサ11を覆って全面に配向膜12が形成されている。
【００１５】
対向基板３は、ガラス基板13上に共通電極14が形成され、その上に配向膜15が形成されてなる。
【００１６】
そして、これらアレイ基板２と対向基板３からなる液晶表示素子１に加えて、図示しない光源、駆動回路等が配置され、液晶表示装置を形成している。
【００１７】
次に、これらアレイ基板２と対向基板３とを貼り合わせるためのシール剤17およびその描画方法についてより詳細に説明する。
【００１８】
まず、下記の合成例に示す方法で、シール剤を合成した。
【００１９】
高純度ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂:エピクロンー８５０Ｓ(大日本インキ化学工業製)を１０００質量部(以下、部と略記する。)、メタクリル酸:２５０部、トルエン:９００部、トリエチルアミン:２部、パラメトキシフェノール:２部を混合し、９０℃で８時間加熱攪拌し、部分付加反応物を合成した。
【００２０】
上記反応物に、トルエン:４５００部を加えて希釈し、これに純水:４５００部を添加して室温で１時間攪拌した後静置し、水分を分離して除去した。この洗浄操作を５回、次に同量の１規定ＮａＯＨ水溶液による洗浄を５回、さらに同量の純水のみによる洗浄を５回繰り返した後、この溶液を濾過し、減圧下７０℃で濃縮してトルエンを完全に除去し、部分メタクリル化エポキシ樹脂精製物を得た。シール剤の他の成分についても同様に精製処理を行い、高純度化した。
【００２１】
続いて、下記の組成比で、原料をペイントロールを用いて十分に混練りし、粘度約５０万センチポイズのシール剤を作製した。
【００２２】
a)成分: 上記合成例で作製した部分メタクリル化エポキシ樹脂 ５６部
b)成分: ＢＰＥ４(第一工業製薬製) ５部
c)成分: エスキュアＫＩＰ−１５０(ラムバーティ社製) ４部
d)成分: アミキュアーＶＤＨ(味の素製) １０部
e)成分: エクスオーツＭ−２０１０(新日鉄化学製) ２４部
f)成分: ＫＢＭ−４０３(信越化学製) １部
【００２３】
上記シール剤を使用して液晶表示パネルを作製し、表示不良の有無を試験した。
【００２４】
図２は、液晶表示素子２つ分のアレイ基板２が取れる大判アレイ基板200である。図２に示すように、アレイ基板200(スイッチング素子７、画素電極10および配向膜12については図示を省略してある。)の上にシール剤を閉ループ状シールパターンの外から描画し始め、かつ前記描画し始めた箇所と異なる閉ループ状シールパターンの外の箇所(2)で描画し終わるように塗布した。
【００２５】
図２の大判アレイ基板200内の領域において、太い実線部が閉ループ状シールパターン、細い実線部は基板のたわみを抑えるための補助シールで、(1)および(3)が描画し始めた箇所、(2)および(4)が描画し終わりの箇所で、描画の順序を矢印で示した。二度書きとなる(1)と(2)との間および(3)と(4)との間の近傍の本シール部分では、ディスペンサーと基板とのギャップを６０μｍと他の本シール部での４０μｍに比べ大きくして１回のシール塗布量を半減させ、結局合計の塗布量を他の部分と同じにした。本実施例ではディスペンサーと基板とのギャップを変化させることにより合計の塗布量を他の部分と同じにしたが、塗布速度または塗布圧等を変えてもよいし、それらの組合せを用いることもできる。
【００２６】
(1)および(3)では吐出遅れによるシール切れ、(2)および(4)では糸曳きが発生したが、いずれも本シールの閉ループ状シールパターン外であり、本シール領域内は全く間題無かった。
【００２７】
続いて、この基板のシール剤で囲まれた領域に液晶を滴下した。次いで、このアレイ基板200および液晶表示素子２つ分の対向基板３が取れる大判対向基板を真空中で貼り合わせ、大気圧に戻した後、シール剤17に紫外線を照射し、さらに１２０℃で１時間加熱してシール剤17を硬化させた後、個々の液晶表示素子を形成すべくカットし、偏光板５を貼り液晶表示素子１を完成させた。
【００２８】
図４に、カットした後の単個の液晶表示素子１の平面図を示す。簡略化のためアレイ基板２の外周とシール剤17のみを図示している。最終的にシール剤17は閉ループと、この閉ループの一部から閉ループの外部に延在する延在部21を有するパターンとなっており、延在部21は閉ループの外部に端部22を有している。この端部22は、シール剤17の描画し始めの箇所および描画し終わりの箇所に対応している。
【００２９】
上記液晶表示素子は、気泡、白ズミ、セルギャップムラ等の表示不良が無く、良好なものであった。
【００３０】
(実施例２)
図３に示すように、補助シール部23から描画し始め、かつ前記描画し始めた補助シール部23と異なる補助シール部23で描画し終わるようにした。他は実施例１と同様に行った。この結果、実施例１と同様に良好な液晶表示素子が得られた。
【００３１】
(比較例１)
図５に示すように、(1)および(2)で表示した閉ループ状シールパターンの一隅から描画し始めかつ描画し終わった所、本シール部でシール切れや糸曳きが発生し、得られた液晶表示素子には気泡や糸曳きシールによる表示不良が多かった。
【００３２】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、閉ループ状シールパターンの外のいずれかから描画し始め、かつ二度描画する部分が形成されるように前記描画し始めた箇所と異なる閉ループ状シールパターンの外の箇所で描画し終わるかまたは閉ループ状シールパターンの外の補助シール部から描画し始め、かつ二度描画する部分が形成されるように前記描画し始めた補助シール部と異なる補助シール部で描画し終わるとともに、二度描画する部分のシール剤の合計の塗布量を、ディスペンサーと一方の基板とのギャップを大きくしたり、ディスペンサーの塗布速度と塗布圧とのいずれか変えたりすることで他の描画部分での塗布量と同じにすれば、滴下注入法で良好な液晶表示素子が高い生産性で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る方法で製造可能な液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図２】 本発明の実施例１におけるシール剤の描画状態を示す概略平面図である。
【図３】 本発明の実施例２におけるシール剤の描画状態を示す概略平面図である。
【図４】 本発明の一実施の形態における液晶表示素子のシール剤のパターンを示す概略平面図である。
【図５】 比較例のシール剤の描画状態を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示素子
２ アレイ基板
３ 対向基板
４ 液晶材料
17 シール剤
23 補助シール部

Claims (3)

1. 一方の基板上にディスペンサーによりシール剤を閉ループ状に塗布する工程と、
   前記閉ループ内に液晶材料を滴下する工程と、
   前記一方の基板の前記シール剤が形成された面側に他方の基板を対向させて重ね合せる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法において、
   前記シール剤を塗布する工程は、前記閉ループ状シールパターンの外部の箇所から描画し始め、二度描画する部分が形成されるように前記閉ループ状シールパターンの外部の箇所でかつ描画し始める箇所と異なる箇所で描画し終わる工程であり、前記二度描画する部分の描画の際に、前記閉ループ状シールパターンの他の描画部分の描画の際よりも前記ディスペンサーと前記一方の基板とのギャップを大きくして、前記二度描画する部分でのシール剤の合計の塗布量を前記他の描画部分でのシール剤の塗布量と同じにする
   ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 一方の基板上にディスペンサーによりシール剤を閉ループ状に塗布する工程と、
   前記閉ループ内に液晶材料を滴下する工程と、
   前記一方の基板の前記シール剤が形成された面側に他方の基板を対向させて重ね合せる工程と、を有する液晶表示素子の製造方法において、
   前記シール剤を塗布する工程は、前記閉ループ状シールパターンの外部の箇所から描画し始め、二度描画する部分が形成されるように前記閉ループ状シールパターンの外部の箇所でかつ描画し始める箇所と異なる箇所で描画し終わる工程であり、前記二度描画する部分の描画の際に、前記閉ループ状シールパターンの他の描画部分の描画の際と、前記ディスペンサーの塗布速度と塗布圧とのいずれかを変えて、前記二度描画する部分でのシール剤の合計の塗布量を前記他の描画部分でのシール剤の塗布量と同じにする
   ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
3. 前記一方の基板上に前記閉ループの外部でかつ前記閉ループに接続した補助シール部をさらに備え、
   前記補助シール部から描画し始め連続して前記閉ループを描画しさらに連続して補助シール部を描画し一連の描画をし終わる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示素子の製造方法。

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