JPH10142595A

JPH10142595A - 液晶表示素子およびその製法

Info

Publication number: JPH10142595A
Application number: JP8296308A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Kanemoto; 和己金本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】シール剤部からの光の漏れを防止する遮光膜
を設けながら、偏光板側に気泡が入ったり偏光板の信頼
性を損なわないで、優れた表示特性が得られ、しかも製
造工程での取扱が容易で高歩留りで得られる液晶表示素
子を提供する。【解決手段】透明電極３、４が形成された絶縁性透明
基板１、２が２枚一定間隙を有するように周囲でシール
剤７により貼着され、前記一定間隙部に液晶材料（液晶
層８）が注入される液晶表示素子であって、前記絶縁性
透明基板の少なくとも一方の前記シール剤により貼着さ
れる部分に遮光膜１２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はネガ表示の液晶表示
素子およびその製法に関する。さらに詳しくは、絶縁性
透明基板を貼着するシール剤部からの光の漏れを防止し
た液晶表示素子およびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、それぞれ透明電極が設
けられた２枚の絶縁性透明基板が一定間隙を有するよう
に周囲でシール剤により貼着され、その間隙に液晶材料
が注入され、その両外面に偏光板が設けられ、電圧の印
加と無印加とによる液晶分子の捩れによる旋光性と偏光
板の透過軸の方向を利用して、光の透過および遮断を制
御することにより表示を行っている。

【０００３】この両側の偏光板の透過軸の方向を同じ方
向にし、液晶材料にツイストネマティック液晶を用いる
と、電圧が印加されない場合は光を遮断し、電圧が印加
されると光を透過して黒色の背景に白色またはカラーで
好みの表示をするネガ表示とすることができる。また、
両側の偏光板の透過軸を直交させることにより、前述と
逆のポジ表示をすることができる。前述の２枚の絶縁性
透明基板を貼着するシール剤の部分は液晶材料が充填さ
れないため、液晶分子による旋光性がない。そのため、
ネガ表示をする場合、黒色の背景の周囲のシール剤の部
分は光が漏れることになり、表示品位が劣る。この問題
を解決するため、図４に示されるように、偏光板の表面
側でシール剤の上部に相当する部分に遮光用インクを印
刷して遮光膜を設け、光の漏れを遮断している。

【０００４】図４において、（ａ）は液晶パネルの平面
説明図で、（ｂ）はその端部のシール剤部の拡大断面説
明図である。図４において、１、２はガラスなどからな
る絶縁性透明基板、３、４はそれぞれの絶縁性透明基板
１、２に設けられた透明電極、５、６は液晶分子の配向
を制御する配向膜、７は２枚の絶縁性透明基板１、２を
その周囲で貼着するシール剤、８は液晶層、９、１０は
絶縁性透明基板１、２の外面に設けられた偏光板であ
る。この液晶パネルの正面側の偏光板１０の表面の外周
部に遮光用インキが印刷されて遮光膜１２が設けられて
いる。この遮光膜１２は絶縁性透明基板２および偏光板
１０の両方の厚さ分だけシール剤７と離れた位置に設け
られるため、視角によりシール剤と同じ幅では完全には
遮光をすることができず、シール剤７の幅より広い幅で
設けられている。

【０００５】遮光膜１２は、図５に示されるように、絶
縁性透明基板２の表面、すなわち絶縁性透明基板２と偏
光板１０との間に設けられることもあるが、その目的
や、シール剤７より幅広に設けられることは図４の例と
同じである。図５において、図４と同じ部分には同じ符
号を付してその説明を省略する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の偏光板の表面に
遮光用インキを印刷する場合は、偏光板の貼着が、大き
な絶縁性透明基板に複数個分の液晶セルを１度に形成し
たものから各セルに分割して液晶材料を注入した後に行
われるため、遮光用インキの印刷も各セルに分割した後
の単個処理しかできず、生産性が非常に低くなる。しか
も遮光用インキを印刷して乾燥した後に保護膜を貼付し
なければならないため、工程数が増加し、非常にコスト
アップになるという問題がある。

【０００７】偏光板の貼着前の絶縁性透明基板の表面に
遮光用インキを印刷する場合は、各セルに分割する前の
シートの状態（大きな絶縁性透明基板に複数個のセルが
形成された状態）で印刷をすることができるため、１度
に複数個分の印刷をすることができ、効率的に行える。
しかし、遮光用インキを印刷した後に各セルへの分割を
行い液晶材料を注入した後に偏光板を貼着することにな
るため、偏光板を貼着するまでの間に遮光用インキの印
刷部に傷を付けることがあり、製造工程における取扱が
大変であると共に、傷を避けることができず歩留りが低
下したり、光の漏れを完全に防止することができない。
さらに、絶縁性透明基板と偏光板との間に段差ができる
ため、隙間が生じ気泡が形成されることが避けられな
い。この気泡は周囲温度が高くなることにより膨脹し、
液晶パネルを観察するときに異物のように見え、視認特
性が低下する。さらに、段差に伴い遮光膜部の偏光板と
絶縁性透明基板との貼着が完全でなく、偏光板の浮きな
どに伴う偏光板の信頼性が低下する。

【０００８】さらに、上述のいずれの方法においても、
遮光膜をシール剤の幅より広く設けなければ完全な遮光
を得ることができず、有効表示部の面積が小さくなると
いう問題もある。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、シール剤部からの光の漏れを防止す
る遮光膜を設けながら、偏光板側に気泡が入ったり偏光
板の信頼性を損なわないで、優れた表示特性が得られ、
しかも製造工程での取扱が容易で高歩留りで得られる液
晶表示素子およびその製法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示素
子は、透明電極がそれぞれ形成された２枚の絶縁性透明
基板が一定間隙を有するように周囲でシール剤により貼
着され、前記一定間隙部に液晶材料が注入される液晶表
示素子であって、前記絶縁性透明基板の少なくとも一方
の前記シール剤により貼着される部分に遮光膜が設けら
れている。

【００１１】前記シール剤内に混入されるスペーサが弾
力性のある材料からなり、前記シール剤のない前記絶縁
性透明基板の一定間隙部に弾力性の小さい材料からなる
スペーサが介在されていることが好ましい。そうするこ
とにより、スクリーン印刷により設けられた遮光膜の厚
さがばらついたり、その表面に凹凸が生じても、２枚の
絶縁性透明基板を貼着する際に、一定圧力によりしっか
りと加圧しながら加温してシール剤を硬化させれば、ス
ペーサが潰されて一定の間隔で貼着することができる。
この際、シール剤のない部分に弾力性の小さいスペーサ
が介在されていることにより、シール剤部のスペーサが
潰れ過ぎて間隔が狭くなり過ぎることがないため好まし
い。また、シール剤内のスペーサが弾力性の小さいもの
でも、球形状であれば一定圧力によりしっかりと加圧す
ることにより、遮光膜内にスペーサがめり込み一定間隙
で貼着することができる。ここに弾力性のある材料と
は、樹脂製ビーズなどのように外力により変形し得る材
料をいい、弾力性の小さい材料とは、シリカなどのよう
に外力により変形し難い材料を意味する。

【００１２】本発明の液晶表示素子の製法は、（ａ）２
枚の絶縁性透明基板にそれぞれ透明電極を形成し、
（ｂ）前記絶縁性透明基板の少なくとも一方のシール剤
が貼着される部分に遮光膜を形成し、（ｃ）前記２枚の
絶縁性透明基板にそれぞれ配向膜を形成し、（ｄ）前記
絶縁性透明基板の一方にスペーサを含有するシール剤を
印刷して前記２枚の絶縁性透明基板を重ね合わせ、
（ｅ）該２枚の絶縁性透明基板を一定の圧力により加圧
しながら加熱することにより前記シール剤を硬化させる
ことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の液晶表示素子およびその製法について説明をする。

【００１４】図１は本発明の液晶表示素子の一実施形態
の液晶パネル部の断面説明図である。図１において、ガ
ラスなどからなる絶縁性透明基板１、２にそれぞれＩＴ
Ｏや酸化スズ、酸化インジウムなどからなる透明電極
３、４およびポリイミドなどからなる配向膜５、６が設
けられ、それらが対向するように、一定間隙を介して周
囲でシール剤７により貼着され、その間隙に液晶材料が
注入され、液晶層８が形成されると共に、絶縁性透明基
板１、２の両外面には偏光板９、１０が貼着されてい
る。この構造は一般的な液晶パネルと同様であるが、本
発明の液晶表示素子では、２枚の絶縁性透明基板１、２
が貼着されるシール剤７部分の一方の絶縁性透明基板２
の内面（液晶層８に接する側の面）に遮光用の黒色イン
キが印刷されて遮光膜１２が設けられており、その遮光
膜１２を介してシール剤７により両絶縁性透明基板１、
２が貼着されていることに特徴がある。

【００１５】遮光膜１２は、黒色インキがオフセット印
刷されて乾燥されることにより２μｍ程度の厚さに設け
られるが、図２に遮光膜１２およびシール剤７の部分の
誇張拡大断面図が示されるように、その表面に凹凸が形
成されたり、その厚さもバラツクことが考えられる。一
方、液晶パネルの２枚の絶縁性透明基板１、２の間隔
（ギャップ）は、光の透過率特性に影響し、この間隔が
バラツクと表示ムラが発生し表示特性が低下する。その
ため、従来の液晶パネルは、シール剤７の中に硬いガラ
スなどからなる円柱状のスペーサが混入されると共に、
シール剤以外のところには弾力性のある樹脂ビーズなど
からなるスペーサがちりばめられて両絶縁性透明基板
１、２間の間隔が一定になるようにシール剤７により貼
着されている。そして、シール剤７部に、表面が凹凸に
なったり、その厚さが必ずしも一定にはならない遮光膜
１２などを設けることは、一定のギャップが得られない
ため従来は行われていない。しかし、前述のように、遮
光膜１２を絶縁性透明基板２の外面や偏光板６の外面に
設けると前述の問題が生じる。

【００１６】そこで本発明者は、遮光膜１２を少ない工
数で設けることができると共に、気泡などによる表示特
性の低下を招くことなく高品質の液晶表示素子を得るた
め鋭意検討を重ねた結果、シール剤７の中に含まれるス
ペーサに、たとえばジビニルベンゼンなどを主成分とす
樹脂ビーズのような弾力性のあるものを使用するか、ま
たはシリカなどの固い（弾力性の小さい）材料を使用す
る場合は球形などの遮光膜１２内にめり込みやすい形状
のスペーサを使用し、複数個の液晶パネルが形成された
シートを何組も重ねないで１組づつ一定の圧力で加圧し
ながら加熱してシール剤７を硬化させることにより、２
枚の絶縁性透明基板１、２を一定の間隔で貼着すること
ができ、絶縁性透明基板１、２の内側（液晶層側）に遮
光膜を設けることができることを見出した。

【００１７】すなわち、図２に示されるように、シール
剤７により貼着される部分に遮光膜１２用のインキが印
刷され、その膜厚がばらついたり、凹凸が生じても、シ
ール剤７中のスペーサ７ａに弾力性があれば、一定圧力
により２枚の絶縁性透明基板１、２が加圧されることに
より、膜厚の厚い部分または凸部にスペーサ７ａが当っ
た場合に、印加圧力によりスペーサ７ａが押し潰されて
楕円状になり貼着される。また、スペーサ７ａが弾力性
が小さく硬い場合でも、円柱状ではなく、球形状であれ
ば一定圧力により加圧された場合、スペーサ７ａと遮光
膜１２との接触部が点接触になるため、遮光膜１２内に
スペーサ７ａがめり込み一定間隙を保持して貼着され
る。そのため、シール剤７中のスペーサ７ａを弾力性の
あるものまたは弾力性が小さくても球形状のものを使用
し、一定圧力で加圧しながら加熱することにより、両基
板１、２間の間隙を一定に保持することができる。な
お、シール剤７中のスペーサ７ａに弾力性のあるものを
使用する場合、シール剤のない部分に散布するスペーサ
に弾力性の小さいスペーサを少なくとも一部含ませるこ
とが、両絶縁性透明基板１、２の間隔が全体的に狭くな
り過ぎることを防止するために好ましい。

【００１８】実際に用いられるスペーサの種類およびそ
の大きさの具体例としては、遮光膜１２の膜厚を２μｍ
程度設けた場合、シール剤７内のスペーサ７ａとして、
直径が３.８〜４μｍ程度の樹脂ビーズをシール剤７に
対して１ｗｔ（重量）％混入したものを使用し、シール
剤７部以外の両基板１、２間のスペーサを直径が５.２
〜５.３μｍ程度の樹脂ビーズとシリカビーズとの混合
したものを、３０〜４０個／ｍｍ²程度の割合で散布し
た。この条件で、３２０個の液晶パネルを作製した結
果、両基板１、２間の間隙は一定の間隙が得られ、表示
ムラは一切生じなかった。なお、従来の仕様は、遮光膜
が設けられておらず、シール剤７内のスペーサは５.５
μｍで長さが２０〜６０μｍの円柱状のガラススペーサ
で、シール剤に対して３ｗｔ％の割合で混入されてお
り、シール剤以外の部分のスペーサは、５.２〜５.３μ
ｍの樹脂ビーズで６０個／ｍｍ²程度の散布により行わ
れていた。

【００１９】図３は図１に示される液晶パネルの製造工
程を示すフローチャートである。まず、複数個の液晶パ
ネルを取れる大きなガラス板などの絶縁性透明基板を２
枚それぞれ洗浄してＩＴＯなどの透明電極膜を成膜し、
パターニングして各セルごとに透明電極のパターンをそ
れぞれ形成する（Ｓ１〜２）。つぎに一方の絶縁性透明
基板の各セルのシール剤が貼着される部分に黒色インキ
をオフセット印刷し、乾燥させて遮光膜を形成する（Ｓ
３〜４）。つぎにポリイミドなどからなる配向膜をロー
ルコートなどにより塗布して乾燥させ、ラビング処理な
どの配向処理を行う（Ｓ５〜６）。

【００２０】その後、一方の絶縁性透明基板の各セルの
周囲部分に液晶材料注入口を除いて環状になるように、
樹脂ビーズを含有するシール剤をスクリーン印刷などに
より設ける。また、他方の絶縁性透明基板には、その電
極端子を一方の絶縁性透明基板に移すための銀点印刷を
銀ペーストの塗布などにより行う（Ｓ７〜８）。

【００２１】その後、一方の絶縁性透明基板に前述の樹
脂ビーズとシリカビーズとを混合したスペーサを前述の
割合で散布し、２枚の絶縁性透明基板をそれぞれの透明
電極が対向するように重ね合わせ、１セットごとにサー
ボモータなどにより、たとえば１×１０⁵〜３×１０⁵Ｐ
ａ程度の圧力を１〜３分程度印加させながら９０〜１２
０℃程度に加熱してシール剤を仮硬化させる。さらに数
十セット重ねてオーブン炉に入れ１２０〜１８０℃程度
で１２０〜１８０分程度加熱して完全に硬化させる（プ
レス・硬化Ｓ９〜１０）。ついで絶縁性透明基板を切断
して各セルに分割し（Ｓ１１）、液晶材料を注入してか
ら両外面に偏光板を貼付する（Ｓ１２〜１３）ことによ
り、図１に示される液晶パネルが形成される。

【００２２】前述の従来の偏光板の表面に遮光膜を設け
る場合は、図３に示される製造工程のＳ１３の後で遮光
膜用のインキを印刷して乾燥し、保護膜を貼付する工程
が入れられる。したがって、その後のバックライトや回
路基板などとの組立工程で遮光膜を傷つけないように注
意をして取り扱わなければならず、自動機にかけて作業
を進めることができない。また、絶縁性透明基板と偏光
板との間に遮光膜を設ける場合は、図３に示される製造
工程のＳ１０とＳ１１との間に遮光膜用のインキを印刷
して乾燥させる工程が挿入されることになる。したがっ
て、従来の外側に遮光膜を設ける液晶表示素子の場合、
２枚の絶縁性透明基板を貼着した後の製造工程が遮光膜
を設けないものと異なることになるが、本発明によれ
ば、この後半のフローが同じで、機種が変わっても作業
を平準化することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、表示面に気泡ができた
り、遮光膜の傷、欠けなどによる光の漏れや不良品の発
生がなく、高品質で信頼性の高い液晶表示素子が高歩留
りで得られる。

【００２４】また、シール剤と遮光膜との設けられる面
が同じであるため、視差がなく、遮光膜の大きさは印刷
ズレ程度を考慮すればよいため、設計が容易となる。

【００２５】さらに、本発明の製法によれば、シール剤
に含まれるスペーサが弾力性を有するもので、一定圧力
により加圧しながら貼着されるため、絶縁性透明基板の
内側に遮光膜が設けられてその表面に凹凸が生じても両
基板の間隔を一定に保持することができる。しかも、絶
縁性透明基板の内側に遮光膜が設けられるため、製造工
程の途中においても殆ど外部には露出せず、その後の製
造工程で傷を付ける恐れがなく、不良品が発生しないと
共に、取扱が容易で作業性や生産性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施形態の断面説明
図である。

【図２】図１の遮光膜部の誇張拡大説明図である。

【図３】図１の液晶表示素子の製造工程を示すフローチ
ャートである。

【図４】従来のシール剤部に遮光膜を設けた例の説明図
である。

【図５】従来のシール剤部に遮光膜を設けた他の例の説
明図である。

【符号の説明】

１、２絶縁性透明基板３、４透明電極７シール剤８液晶層１２遮光膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極がそれぞれ形成された２枚の絶
縁性透明基板が一定間隙を有するように周囲でシール剤
により貼着され、前記一定間隙部に液晶材料が注入され
る液晶表示素子であって、前記絶縁性透明基板の少なく
とも一方の前記シール剤により貼着される部分に遮光膜
が設けられてなる液晶表示素子。
【請求項２】前記シール剤の中に混入されるスペーサ
が弾力性のある材料からなり、前記シール剤のない前記
絶縁性透明基板の一定間隙部に弾力性の小さい材料から
なるスペーサが介在されてなる請求項１記載の液晶表示
素子。
【請求項３】（ａ）２枚の絶縁性透明基板にそれぞれ
透明電極を形成し、（ｂ）前記絶縁性透明基板の少なく
とも一方のシール剤が貼着される部分に遮光膜を形成
し、（ｃ）前記２枚の絶縁性透明基板にそれぞれ配向膜
を形成し、（ｄ）前記絶縁性透明基板の一方にスペーサ
を含有するシール剤を印刷して前記２枚の絶縁性透明基
板を重ね合わせ、（ｅ）該２枚の絶縁性透明基板を一定
の圧力により加圧しながら加熱することにより前記シー
ル剤を硬化させることを特徴とする液晶表示素子の製
法。