JP2001013508A

JP2001013508A - プラスチック液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP2001013508A
Application number: JP11181527A
Authority: JP
Inventors: Hikari Nakagawa; 光中川; Eisaku Wada; 英作和田; Masayoshi Yonezawa; 正善米澤; Koji Fujimoto; 浩司藤本
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】面内のギャップを均一にして液晶表示素子の
品質を高めるとともに、その歩留りを向上させることが
できるプラスチック液晶表示素子の製造方法を提供する
こと。【解決手段】液晶注入後の加圧により封止を行う工程
において、シール材１３によるシール部分を加圧するこ
となく、前記シール材１３に囲繞され表示エリア５とし
て使用される部分のみを加圧用治具１１により加圧する
こと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック液晶表
示素子の製造方法に係り、特に、加圧封止工程における
加圧方法に特徴のあるプラスチック液晶表示素子の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】透明電極用基板としてのプラスチック基
板を用いた液晶表示素子（以下、ＰＬＣという）は、ガ
ラス基板のものに比べて軽量でしかも割れにくいという
点が評価され、携帯電話や携帯用情報端末等の分野で大
きな期待が寄せられている。特に、情報端末分野におい
ては情報量の拡大により、画面の高精細化、大型化が進
むため、ガラス基板を用いた液晶表示装置では軽量化に
限界があるため、ＰＬＣの開発が期待されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｐ
ＬＣであっても、特に、基板の厚みが０．２ｍｍ以下の
ものに関しては、基板自体に剛直性がないため、酸化イ
ンジウム錫（ＩＴＯ）等からなる透明導電膜を所定の形
状にパターニングした後に、透明電極が形成されている
部分とされていない部分とでは基板内の応力の違いによ
って基板が凹凸にたわみ、セル組立て後にギャップむら
となるという問題点があった。

【０００４】ここで、簡単にＰＬＣの製造工程を説明す
れば、ＰＬＣの基本的な製造工程は、ＩＴＯ等からなる
透明電極が形成された１対のプラスチック基板を電極面
が対向するように配置する工程、透明電極面に配向膜を
形成する工程、基板を水洗もしくは有機溶剤等で洗浄す
る工程、ギャップ材としての面内スペーサを基板に散布
する工程、ギャップ材としてのシール用スペーサを含有
するシール材を基板上に印刷する工程、透明電極の周辺
部をシール材でシールする工程、前記基板を液晶の注入
口を開口させた複数のシール部が並列形成されたスティ
ック状に切断し、前記シール部の空洞内に液晶を注入す
る工程、液晶を注入後、面内のギャップを均一にするた
め加圧状態にて封止を行う工程、単位液晶セルに切断す
る工程およびこれらの工程を経て形成される単位液晶セ
ルの両側に偏光板を貼り付ける工程から構成されてい
る。

【０００５】そして、通常、セル組立て後のギャップむ
らは、多少のものであれば液晶注入後にスティック全体
に加圧をかける加圧封止工程の加圧により均一となる
が、前述のように基板自体にうねりが発生している場合
は、シール材にも加圧をかけることとなる従来の加圧方
法では、表示エリアを構成する面内（以下、単に面内と
いう）のギャップ寸法をシールのギャップ寸法以下とす
ることはできず、不十分な加圧となってギャップの均一
を得られなかった。

【０００６】つまり、従来における加圧封入の際に用い
られていた治具は、表示エリアを構成する面内のみなら
ずシール部を含む基板面全体を一様に加圧する構成とさ
れており、しかも、その加圧部は、この加圧によりシー
ル材のシール部分を損なうことがないように、スポンジ
のようなクッション性を有する材料を用いて形成されて
いた。そして、シール材が支柱のような働きをしてシー
ル部に応力が集中するため、基板のうねりを矯正するこ
とは不可能であった。

【０００７】本発明は前記した点に鑑みなされたもの
で、面内のギャップを均一にして液晶表示素子の品質を
高めるとともに、その歩留りを向上させることができる
プラスチック液晶表示素子の製造方法を提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の請求項１に係るプラスチック液晶表示素子の製
造方法は、透明電極が形成された１対のプラスチック基
板を電極面が対向するように配置する工程、基板にギャ
ップ材を散布する工程、ギャップ材を含有するシール材
を基板上に印刷する工程、透明電極の周辺部を前記シー
ル材でシールする工程、シール材で囲繞された空洞内に
液晶を注入する工程、液晶を注入後、加圧状態にて封止
を行う工程を有するプラスチック液晶表示素子の製造方
法において、液晶注入後の加圧により封止を行う工程に
おいては、前記シール材によるシール部分を加圧するこ
となく、前記シール材に囲繞され、表示エリアとして使
用される部分のみを加圧用治具により加圧することを特
徴とするものである。

【０００９】本発明のプラスチック液晶表示素子の製造
方法によれば、治具の加圧用突出部により表示エリアの
みを加圧することが可能となり、シール材を破損するこ
となく、基板に生じているギャップむらやうねり、撓み
等を矯正して面内を均一ギャップとすることができる。

【００１０】また、請求項２に係るプラスチック液晶表
示素子の製造方法は、請求項１に記載のプラスチック液
晶表示素子の製造方法において、前記シール材に含有さ
れるギャップ材の平均粒径を、基板に散布されるギャッ
プ材の平均粒径よりも大きくしたことを特徴とするもの
である。

【００１１】本発明のプラスチック液晶表示素子の製造
方法によれば、前記治具の加圧用突出部は表示エリアの
みを加圧することとなり、この加圧によって、表示エリ
アを前記基板に散布されるギャップ材の粒径に合わせ
て、シール材に含有されるギャップ材の粒径に基づくシ
ール材の厚さよりも薄くするように押さえ込むととも
に、基板に生じている撓みをシール材方向に押しやって
面内を均一ギャップとすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図６を参照して説明する。

【００１３】本実施形態のＰＬＣの製造に用いられる貼
合わせ基板を構成する個々の基板は大判の基板であり、
後に必要個数に分断して所望のＰＬＣを得るようになさ
れているものである。この２枚の基板に対しては、それ
ぞれパターニング工程および配向処理工程の加工を施し
ておく。

【００１４】具体的には、一方の基板には、ハードコー
ト層、ガスバリアコート層、アンダーコート層等を有し
てなる０．１〜０．４ｍｍのポリカーボネート、ポリア
リレート、ポリエーテルサルフォン等からなるプラスチ
ック基板を用い、その片面に透明電極を所定の形状にパ
ターニングして形成する。そして、単セルの所定個数分
の列電極群（それぞれ表示用電極、接続電極、端子電極
が１本のストライプ状の列電極に形成）および行電極と
同じ本数のストライプ状の接続電極と端子電極にパター
ニングして列電極基板とし、端子部分および基板間導電
接続部分をのぞきポリイミドを厚さ２０〜８０ｎｍ、好
ましくは４０〜５０ｎｍに積層し、これをラビングによ
り所定の配向処理を行う。

【００１５】本実施形態においては、前記列電極基板に
は、ハードコート層、ガスバリアコート層、アンダーコ
ート層等を有してなる厚さ０．１ｍｍのポリカーボネー
ト製プラスチック基板を用い、その片面にＩＴＯからな
る図示しない透明電極を所定の形状にパターニングし
た。また、前記ポリイミド膜の厚さは４０ｎｍに積層形
成した。

【００１６】対向する他方の基板にも、同様にしてスト
ライプ状の行電極群（それぞれ表示用電極、接続電極、
端子電極が１本のストライプ状の行電極に形成）を形成
し、端子部分および基板間導伝接続部分を除きポリイミ
ドを厚さ２０〜８０ｎｍ、好適には４０〜５０ｎｍを積
層し、同様にラビングにより配向処理し行電極基板とし
た。

【００１７】本実施形態においては、この行電極基板
も、前記列電極基板と同様にハードコート層、ガスバリ
アコート層、アンダーコート層等を有してなる厚さ０．
１ｍｍのポリカーボネート製プラスチック基板を用い、
その片面に設けたＩＴＯからなる透明導電膜を所定の形
状にパターニングして形成した。また、前記ポリイミド
膜の厚さは４０ｎｍに積層形成した。

【００１８】次に、前記行電極基板に対しては、前記単
位液晶セル毎にシール材を塗布してシール部を形成す
る。このシール部の形状は、一辺の中央部に注入口を有
する枠状とされている（シールの形状について図１参
照）。

【００１９】前記シール材中には、設定セルギャップに
ほぼ相当する径のギャップ材としてのスペーサ（以下、
シール用スペーサという）を１〜５％程度配合すること
が好ましい。シール用スペーサとしては、平均粒子径が
４．０〜１５．０μｍ、好適には６．０〜７．０μｍで
あるスチレン−ジビニルベンゼン共重合体もしくはシリ
カからなるビーズが好ましく採用可能であるが、基板間
導電接続材として、これらの一部もしくは全部をその表
面に金／ニッケル２層メッキ等の導電被膜を施した導電
ビーズを使用することができる。なお、シール部で基板
間導電接続をとる場合には導電ビーズに加えて導電性の
フィラーを２〜１０ｗｔ％で混合したシール材を用いる
ことができる。本実施形態においては、スチレン−ジビ
ニルベンゼン共重合体からなるビーズに金／ニッケルの
２層をメッキした平均粒径が６．０μｍである導電ビー
ズをシール用スペーサとして２ｗｔ％と導電性のフィラ
ーを５ｗｔ％で混合したものをシール用材として用い
た。

【００２０】なお、続く貼合わせ工程に入る前に、プレ
キュア処理を行い、シール材のレベリングと溶剤除去を
行うものとする。

【００２１】また、前記列電極基板に対しては、平均粒
径４．０〜１５．０μｍ、好ましくは５．５〜６．５μ
ｍのギャップ材としての面内スペーサを透明電極面側に
散布する。本実施形態においては、熱可塑性樹脂からな
る表面層を有し、コアがスチレン−ジビニルベンゼン共
重合体である平均粒径が５．７μｍである樹脂ビーズを
面内スペーサとして使用した。

【００２２】ついで、両基板の電極両面を対向させ、液
晶分子のツイスト角が１８０°〜２６０°、好適には２
３０°〜２５０°となるように配置して、位置合わせを
する。本実施形態においては、液晶分子のツイスト角が
２４０°となるように配置して、位置合わせを行った。

【００２３】このとき、シール部が形成された行電極基
板と、スペーサが散布された列電極基板とをそれぞれの
基板上に形成したアライメントマークが合致するように
精度良く重ね合わせ、その後、１２０℃にて上記重ね合
わせした基板を熱圧着してシール材を硬化させると共
に、加圧して面内ギャップの制御を行った。

【００２４】つまり、こうして得られた大判の貼合わせ
基板を単位液晶セル１の各注入口２を開口させて並列す
る複数のスティック状基板（以下、スティックという）
３に切断し、この状態で前記注入口２から液晶を注入し
てから、液晶セルに形成されたシール材４に圧力をかけ
ることなく、前記シール材４で囲繞され、モジュール組
み立て時に表示エリア５として用いられる面内のみに
０．４ｋｇｆ／ｃｍ²〜３ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で加圧
し、ＵＶ硬化型樹脂からなる封止材６により注入孔２を
封止し加圧封止工程を終了する。なお、図１には単位液
晶セルを示す。

【００２５】本実施形態においては、前述の加圧には、
図２に示すような治具１１を用い、前記シール材４に圧
力をかけることなく、面内を１．２ｋｇｆ／ｃｍ²の圧
力で加圧した。なお、この圧力は使用するプラスチック
基板の厚さ等で適宜調節するものとする。

【００２６】図２の治具１１について説明を追加すれ
ば、本実施形態に用いる治具１１は、スティック３の列
方向に整列する単位液晶セル１毎の前記シール材４によ
り囲まれた表示エリアに当接し、その表示エリア５のみ
を加圧可能とされた凸状の加圧用突出部１２がベース１
３上に複数配列形成されているものである。本実施形態
において、前記加圧用突出部１２はシリコンゴムのよう
な適当な剛性を有する素材を用いて形成されている。な
お、図２には、板状のベース１３の片面に前記加圧用突
出部１２が形成された治具１１ａと、ベース１３の両面
に前記加圧用突出部１２をそれぞれ複数形成した治具１
１ｂの２種が示されており、本実施形態の加圧方法は、
ベース１３の片面に前記加圧用突出部１２を形成した治
具１ａを二本、ベース１３の両面に前記加圧用突出部１
２を複数形成した治具１ｂを一本用意し、これら三本の
治具１１ａ，１１ｂ，１１ａはベース１３の両面に加圧
用突出部１２を形成した治具１１ｂを中間に位置させる
ように配設すると共に、各治具１１ａ、１１ｂ、１１ａ
にスティック３を１枚ずつそれぞれ挟むように載置し、
その後、一方向（図においては上方）から所定の圧力を
加えることとした。

【００２７】このように、本実施形態の治具１は、シー
ル材４によるシール部分を避けて、図３に示すようにモ
ジュール組立て時にベゼル１４の開口部分１５から露出
することとなる表示エリア５のみに当接し、この加圧用
治具１によりスティック３を上下方向から挟持するよう
にして加圧をかけることにより、表示エリア５に均一な
圧を加えることが可能となった。

【００２８】そして、前述のようにシール用スペーサの
平均粒径よりも面内スペーサの平均粒径を小さくしたこ
とにより、前述のようにして加圧された基板の面内ギャ
ップは、図４乃至図６に示すような作用で均一なものと
なる。

【００２９】即ち、前述のように電極が形成された部分
とされなかった部分とが混在することによりうねりが生
じた基板２１は、図４（電極は図示せず）に示すよう
に、液晶が注入されたことでそれぞれ外方（図において
上下方向）へ多少膨張した状態となっている。

【００３０】仮に、シール用スペーサと面内スペーサと
を同径寸法としたときに、この基板２１のうねりと膨張
とを矯正すべく、基板２１を加圧した場合には、図５に
示すように、基板２１に生じていたうねりが撓み（皺）
２２となって基板２１上に残り、これがギャップむらの
原因となる。

【００３１】そこで、シール用スペーサの平均粒径を面
内スペーサの平均粒径より、色むらがでない程度に大き
くしておき、前述の治具１により加圧する。このとき、
前記治具１の加圧用突出部１２は表示エリア５のみを加
圧することとなり、この加圧によって、表示エリア５は
面内スペーサの粒径に合わせてシール材４のシール部分
よりも低い位置に押さえ込まれるとともに、基板２１に
生じている撓みは、図６に示すようにシール材４方向に
押しやられることとなり、面内ギャップを均一とするこ
とができる。

【００３２】なお、シール用スペーサの平均粒径と面内
スペーサの平均粒径との関係は、０．２５μｍ以上の差
を以てシール用スペーサの平均粒径の方が大きいことが
望ましい。本実施形態においては、０．３μｍの差を生
じさせてシール用スペーサの平均粒径が大きいものを用
いている。

【００３３】また、基板２１の撓み２２をシール材４方
向へ引っ張って強制的に補正するためには、従来よりも
強い加圧力が必要となるが、前述のように、本実施形態
における加圧用の治具１１の加圧用突出部１２を、従来
のものに比して剛性の高い素材により形成することによ
り、大きな加圧も可能となる。

【００３４】このように面内ギャップを均一にした後、
最後にスティック３を単位液晶セル１毎に切断し、偏光
板を貼り、ＰＬＣとする。

【００３５】このようにして得られたＰＬＣの面内のギ
ャップばらつきは、任意の複数点を測定する方法による
品質調査（本実施形態においては１０点を測定した）に
よれば、０．１μｍ以下であり、表示むらは観測されな
かった。また、シール際のギャップは５．８μｍであっ
た。

【００３６】これに対して、前述の封止工程をしない
で、パネル周辺シールおよび面内を均等に加圧したパネ
ルは、面内のギャップばらつきが０．３μｍまで及ぶ場
合があり、表示むらが目立った。

【００３７】この比較例からも分かるように、本実施形
態の加圧封止工程を得たＰＬＣは、ギャップむらがな
く、表示品位の高いものとなり、その歩留りを向上させ
ることができた。

【００３８】なお、このようにして得られたＰＬＣは、
面内を均一とされた部分はベゼル１４の開口部１５から
露出させて表示エリア５とし、撓みを寄せたシール材４
の際部分は前記ベゼル１４により覆って非表示エリア７
とすることはいうまでもない。

【００３９】なお、本発明は前記実施形態のものに限定
されるものではなく、必要に応じて種々変更することが
可能である。

【００４０】例えば、本実施形態においてはシール部の
形成と面内スペーサの散布を別々の基板に対して行った
が、面内スペーサの散布密度を高める場合等にはシール
部を形成した基板側にも面内スペーサを散布してもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係るプラスチ
ック液晶表示素子の製造方法は、治具によりベゼルの開
口部分から露出することとなる有効表示エリアを加圧す
ることにより均一ギャップとしてギャップむらの問題を
解消することができ、表示品位の高いものとなり、その
歩留りを向上させることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】単位液晶セルにおける表示エリアおよび非表
示エリアとの関係を示す平面図

【図２】本発明の加圧封止方法による加圧用治具の形
状および前記加圧用治具とスティックとの位置関係を示
す説明図

【図３】単位液晶セルをモジュールに組み込んだ際の
ベゼルと表示エリアおよび非表示エリアの関係を示す平
面図

【図４】本発明の加圧封止方法により加圧した基板の
面内ギャップが均一となる作用の説明図

【図５】本発明の加圧封止方法により加圧した基板の
面内ギャップが均一となる作用の説明図

【図６】本発明の加圧封止方法により加圧した基板の
面内ギャップが均一となる作用の説明図

【符号の説明】

１単位液晶セル２注入口３スティック４シール材５表示エリア６封止材７非表示エリア１１（加圧用）治具１２加圧用突出部１３ベース１４ベゼル１５開口部２１基板２２撓み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米澤正善兵庫県尼崎市上坂部１丁目２番１号オプトレックス株式会社内 (72)発明者藤本浩司兵庫県尼崎市上坂部１丁目２番１号オプトレックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 LA05 LA15 LA24 NA22 NA44 NA45 NA48 QA11 QA12 QA14 QA16 TA01 TA04 TA05 TA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極が形成された１対のプラスチッ
ク基板を電極面が対向するように配置する工程、基板に
ギャップ材を散布する工程、ギャップ材を含有するシー
ル材を基板上に印刷する工程、透明電極の周辺部を前記
シール材でシールする工程、シール材で囲繞された空洞
内に液晶を注入する工程、液晶を注入後、加圧状態にて
封止を行う工程を有するプラスチック液晶表示素子の製
造方法において、液晶注入後の加圧により封止を行う工程においては、前
記シール材によるシール部分を加圧することなく、前記
シール材に囲繞され表示エリアとして使用される部分の
みを加圧用治具により加圧することを特徴するプラスチ
ック液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】前記シール材に含有されるギャップ材の
平均粒径を、基板に散布されるギャップ材の平均粒径よ
りも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のプラ
スチック液晶表示素子の製造方法。