JP2001042342A - Liquid crystal display element and its manufacture - Google Patents

Liquid crystal display element and its manufacture

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JP2001042342A
JP2001042342A JP11213158A JP21315899A JP2001042342A JP 2001042342 A JP2001042342 A JP 2001042342A JP 11213158 A JP11213158 A JP 11213158A JP 21315899 A JP21315899 A JP 21315899A JP 2001042342 A JP2001042342 A JP 2001042342A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
particles
property
display device
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JP11213158A
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Japanese (ja)
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Yasuo Yahagi
保夫 矢作
Hayashi Tahira
速 田平
Takashi Inoue
隆史 井上
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid crystal display element having extremely small amount of contamination to its liquid crystal layer by incorporating particles having a property to adsorb materials into the liquid crystal layer. SOLUTION: One substrate having a liquid crystal controlling element and a picture element electrode and the other substrate are opposedly disposed at a prescribed interval. Liquid crystal is interposed between a pair of substrates opposed to each other and its peripheral part is sealed to form a liquid crystal display element. At this time, particles having a property to adsorb materials are incorporated into a liquid crystal layer. The material-adsorbing particles have properties such as: electrical resistivity equal to that of the liquid crystal or higher; porosity; particle size equal to a length of the interval between opposed display parts of the pair of opposed substrates or less and a generally spherical shape. Thereby, the liquid crystal display element having high display quality and reliability can be obtained, containing the particles which adsorb sealing agent-constituting materials to prevent elution of the materials into the liquid crystal material and besides perform a role of a spacer for highly accurately sticking the two substrates at a prescribed gap.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、特
に液晶表示素子の液晶封止に係わるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to liquid crystal sealing of a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は、携帯型パーソナルコン
ピュータ等の表示画面として広く用いられており、近年
では高精細、高コントラスト比、高視野角等画質が求め
られている。特に薄膜トランジスタ等を画素選択用のス
イッチング素子として用いたアクティブ・マトリクス型
液晶表示素子(薄膜トランジスタを用いたものをTFT
−LCDと称する)は、コントラスト性能、高速表示性
能の点では、旧来のブラウン管に匹敵する性能を有して
いる。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display elements are widely used as display screens of portable personal computers and the like, and in recent years, high definition, high contrast ratio, high viewing angle and other image quality are required. In particular, an active matrix type liquid crystal display element using a thin film transistor or the like as a switching element for selecting a pixel (a thin film transistor using a thin film transistor
-LCD) has performance comparable to that of a conventional cathode ray tube in terms of contrast performance and high-speed display performance.

【0003】このようなアクティブ・マトリクス型液晶
表示素子は、一方の基板に形成した電極ともう一方の基
板に形成した電極との間に液晶層の配向を変換するため
の電場を印可する、いわゆる縦電界方式が一般的であっ
たが、最近は液晶に対して基板とほぼ平行な方向に電場
を印可するという、横電界方式(In−PlaneSw
itching Mode:IPS方式)の液晶表示素
子が実用化されている。
In such an active matrix type liquid crystal display device, an electric field for changing the orientation of a liquid crystal layer is applied between an electrode formed on one substrate and an electrode formed on the other substrate. The vertical electric field method was generally used, but recently, an in-plane electric field method (In-Plane Sw) in which an electric field is applied to the liquid crystal in a direction substantially parallel to the substrate.
A switching mode (IPS mode) liquid crystal display device has been put to practical use.

【0004】先ず、液晶表示素子の製造方法について、
透過式の非晶質シリコン(a−Si)型カラーTFT−
LCDの従来の製造方法を例に簡単に説明する。TFT
−LCDの製造工程は、ガラス基板上に薄膜トランジス
タや金属配線等を作り込むTFT工程、ガラス基板上に
カラーフィルタを作り込むカラーフィルタ工程及びこれ
ら2枚の基板を対向させ液晶を挟み込むLCD工程から
なる。
First, a method of manufacturing a liquid crystal display element will be described.
Transmission type amorphous silicon (a-Si) type color TFT-
A conventional method of manufacturing an LCD will be briefly described as an example. TFT
The LCD manufacturing process includes a TFT process of forming thin film transistors and metal wiring on a glass substrate, a color filter process of forming a color filter on a glass substrate, and an LCD process of facing these two substrates and sandwiching a liquid crystal. .

【0005】TFT工程では、成膜、レジスト塗布、露
光・現像、エッチング、レジスト剥離、洗浄の一連のプ
ロセスが、ゲート配線、層間絶縁膜、a−Si、画素電
極、保護膜等について数回繰り返される。これによりT
FT基板が完成し、LCD工程へ送られる。
In the TFT process, a series of processes of film formation, resist coating, exposure / development, etching, resist peeling, and cleaning are repeated several times for gate wiring, interlayer insulating film, a-Si, pixel electrode, protective film, and the like. It is. This gives T
The FT substrate is completed and sent to the LCD process.

【0006】カラーフィルタ工程ではブラック・マトリ
ックスを形成後、更に成膜、レジスト塗布、露光・現
像、エッチング、レジスト剥離、洗浄の一連のプロセス
を赤、緑、青の三色に関して繰り返す。赤、緑、青の三
色をパターニングした後、面に平坦性を持たせるため、
更にその上にオーバーコート層が形成される。最後に透
明電極膜が形成され、LCD工程へ送られる。
In the color filter process, after a black matrix is formed, a series of processes of film formation, resist coating, exposure / development, etching, resist peeling and cleaning are repeated for three colors of red, green and blue. After patterning three colors of red, green and blue, to give the surface flatness,
Further, an overcoat layer is formed thereon. Finally, a transparent electrode film is formed and sent to the LCD process.

【0007】以上のように形成されたTFT基板とカラ
ーフィルタ基板はLCD工程へ送られ、表面を洗浄され
る。その後のプロセスは、図1の従来製造方法に示した
ように配向膜印刷、配向膜焼成ラビング、ラビング後洗
浄、シール剤塗布、シール剤乾燥、TFT基板とカラー
フィルター基板の重ね合わせを経て、TFT基板とカラ
ーフィルター基板の対向間隔を面内で均一にするギャッ
プ出し、液晶注入、液晶封止、点灯検査と続く。点灯検
査を経たTFT−LCDパネルは駆動用集積回路等を実
装するモジュール工程へ送られる。
[0007] The TFT substrate and the color filter substrate formed as described above are sent to an LCD process, where the surfaces are cleaned. After that, as shown in the conventional manufacturing method of FIG. 1, the alignment film printing, the rubbing of the alignment film, the cleaning after rubbing, the application of the sealant, the drying of the sealant, the lamination of the TFT substrate and the color filter substrate, Gap setting to make the opposing distance between the substrate and the color filter substrate uniform in the plane, liquid crystal injection, liquid crystal sealing, and lighting inspection follow. The TFT-LCD panel that has undergone the lighting inspection is sent to a module process for mounting a driving integrated circuit and the like.

【0008】このような液晶表示素子の製造に於いて
は、表示部全面に亙っての表示性能が均一になるように
制御することが重要であるが、非常に困難である。例え
ば、TFT−LCDの場合、高い電圧保持率が要求さ
れ、従って、液晶層の抵抗率には1×1012〜1×1013
(Ω・cm)、ときには1×1014(Ω・cm)という高
い値が要求される。液晶表示素子には表示部の均一性が
必要であり、従って、表示部全面に亙って液晶の抵抗率
を均一にしなければならない(小林駿介編著、「電子デ
ィスプレイ」(社)電子情報通信学会刊)。抵抗率に対
する高い要求値は、回路の工夫、例えば表示部の各画素
に蓄積容量を設けることによって一桁程度下げることが
可能である。
In the production of such a liquid crystal display device, it is important to control the display performance over the entire display section to be uniform, but it is very difficult. For example, in the case of a TFT-LCD, a high voltage holding ratio is required, and therefore, the resistivity of the liquid crystal layer is 1 × 10 12 to 1 × 10 13.
(Ω · cm), and sometimes as high as 1 × 10 14 (Ω · cm). The liquid crystal display element requires uniformity of the display unit, and therefore, the resistivity of the liquid crystal must be uniform over the entire display unit (edited by Shunsuke Kobayashi, "Electronic Display", The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers) Published). The high required value for the resistivity can be reduced by about one digit by devising a circuit, for example, by providing a storage capacitor for each pixel of the display unit.

【0009】しかし、抵抗率は液晶層中に不純物が入り
込むことで変動する。不純物が表示部の或る部分に偏在
した場合、たとえ表示部の各画素に蓄積容量を設けたと
しても表示の不均一、つまり、表示むらが生じることに
なり、表示部全面に亙っての表示性能が均一になるよう
に制御することは困難である。これらのことは、上に述
べた透過式のa−Si型TFT−LCDに限らず、他の
透過式液晶表示素子、反射式液晶表示素子、投射式の液
晶表示素子等についても同様である。
[0009] However, the resistivity varies when impurities enter the liquid crystal layer. When impurities are unevenly distributed in a certain portion of the display unit, even if a storage capacitor is provided in each pixel of the display unit, the display becomes non-uniform, that is, display unevenness occurs. It is difficult to control the display performance to be uniform. These are not limited to the above-mentioned transmission type a-Si type TFT-LCD, but also apply to other transmission type liquid crystal display elements, reflection type liquid crystal display elements, projection type liquid crystal display elements and the like.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】液晶の抵抗率を変動さ
せる要因の一つとして、先に挙げたシール剤の影響があ
る。このシール剤は2枚の基板を所定のギャップで高精
度に貼り合わせるためのものである。現在、このような
シール剤として、主に熱硬化型エポキシ樹脂が用いられ
ている。
One of the factors that cause the resistivity of the liquid crystal to fluctuate is the influence of the sealant mentioned above. This sealant is for bonding two substrates with high precision at a predetermined gap. At present, a thermosetting epoxy resin is mainly used as such a sealant.

【0011】液晶表示素子の完成直後には人間の目には
全く目立たないが、時間経過と共に徐々に表示の不均一
が生じてくる。恒温条件で通電加速試験を行うと、表示
の不均一は顕著となる。その出現形態は,シール剤の塗
布形状にほぼ沿う形で現れる場合が殆どである。実際
に、ガスクロマトグラフィーによる分析を行うと、表示
不均一部分からサンプリングした液晶材料からシール剤
の構成物質(溶剤や未反応物質等)が検出された。
Immediately after the completion of the liquid crystal display element, it is completely inconspicuous to human eyes, but the display becomes gradually non-uniform as time passes. When the energization acceleration test is performed under a constant temperature condition, the display becomes non-uniform. In most cases, the appearance appears almost in conformity with the shape of the applied sealant. Actually, when the analysis was performed by gas chromatography, constituent substances (solvent, unreacted substances, etc.) of the sealant were detected from the liquid crystal material sampled from the non-uniform display area.

【0012】液晶材料中にシール剤の構成物質が溶出し
偏在している部分と、シール剤の構成物質が存在しない
部分とを比較すると、シール剤の構成物質が溶出し偏在
している部分では液晶層の抵抗率が変動しているため、
一定の電圧を液晶層に対して印加しても,液晶層の電場
に対する応答が異なり、透過光若しくは反射光強度に差
が生じる。これは、例えば、透過式液晶表示素子でノー
マリーホワイトモードの表示素子面全体を黒く表示して
も、一部分が白っぽく見える、即ち、表示素子全面に亙
って均一であるべき光の透過光強度が不均一になること
を意味する。この白っぽく見える部分はの出現形態は、
シール剤の塗布形状にほぼ沿う形で現れる場合が殆どで
ある。
A comparison between a portion where the constituent material of the sealant is eluted and unevenly distributed in the liquid crystal material and a portion where the constituent material of the sealant does not exist is compared with the portion where the constituent material of the sealant is eluted and unevenly distributed. Because the resistivity of the liquid crystal layer fluctuates,
Even if a constant voltage is applied to the liquid crystal layer, the response of the liquid crystal layer to an electric field differs, and a difference occurs in transmitted light or reflected light intensity. This is because, for example, even if the entire display element surface of a normally white mode is displayed black in a transmission type liquid crystal display element, a part thereof looks whitish, that is, the transmitted light intensity of light which should be uniform over the entire display element. Means non-uniform. The appearance of this whitish part is
In most cases, it appears almost in conformity with the shape of the applied sealant.

【0013】本発明の目的は、液晶表示素子に係わる上
記のような信頼性の問題を解決するためになされたもの
で、シール剤構成物質を吸着して液晶材料中への溶出を
妨げ且つ2枚の基板を所定のギャップで高精度に貼り合
わせるためスペーサーの役割も果たすの表示品質並びに
信頼性の高い液晶表示素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned reliability problems relating to a liquid crystal display element. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display element having a high display quality and a high reliability, which also plays a role of a spacer for bonding a plurality of substrates at a predetermined gap with high precision.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】以下に示す手段は、前記
問題点を解決するものである。
The means described below solves the above-mentioned problems.

【0015】(1)液晶制御素子と画素電極を有する一
方の基板ともう一方の基板が所定の間隔で対向配置さ
れ、更に前記一対の対向基板間に液晶が挟持され周縁部
がシールされた液晶表示素子において、前記液晶層に物
質を吸着する性質を有する粒子を含有するものとした。
(1) A liquid crystal in which one substrate having a liquid crystal control element and a pixel electrode and another substrate are opposed to each other at a predetermined interval, and a liquid crystal is sandwiched between the pair of opposed substrates and a peripheral portion is sealed. In the display element, the liquid crystal layer contains particles having a property of adsorbing a substance.

【0016】(2)前記(1)における物質を吸着する
性質を有する粒子が、前記液晶の電気抵抗率以上の電気
抵抗率を有するものとした。
(2) The particles having the property of adsorbing the substance described in (1) above have an electric resistivity higher than the electric resistivity of the liquid crystal.

【0017】(3)前記(2)における物質を吸着する
性質を有する粒子が、多孔質であるという性質をもたせ
た。
(3) The particles having the property of adsorbing the substance in the above (2) have the property of being porous.

【0018】(4)前記(2)における物質を吸着する
性質を有する粒子の粒径が、前記一対の対向基板の表示
部における対向間隔以下であるものとした。
(4) The particle diameter of the particles having the property of adsorbing the substance in (2) is set to be equal to or less than the distance between the pair of opposing substrates in the display section.

【0019】(5)前記(4)における物質を吸着する
性質を有する粒子を、ほぼ球形とした。
(5) The particles having the property of adsorbing the substance described in (4) are substantially spherical.

【0020】(6)前記(1)における物質を吸着する
性質を有する粒子が、前記シールの液晶表示素子の表示
部側の近傍のみに存在するようにした。
(6) The particles having the property of adsorbing the substance described in the above (1) are present only in the vicinity of the seal on the display portion side of the liquid crystal display element.

【0021】(7)前記(6)における液晶表示素子に
おいて、該物質を吸着する性質を有する粒子の間隔が表
示画素2画素分の大きさを越えないように設置した。
(7) In the liquid crystal display device according to (6), the distance between the particles having the property of adsorbing the substance is set so as not to exceed the size of two display pixels.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】図1に液晶表示素子の従来の製造工程の概
略とともに本発明方法による追加工程も示した。但し、
ここに示したのは配向膜形成以降のLCD工程のみであ
る。
FIG. 1 shows an outline of a conventional manufacturing process of a liquid crystal display element and an additional process according to the method of the present invention. However,
Only the LCD process after the formation of the alignment film is shown here.

【0024】第一の実施例を示す。まず、吸着剤の調整
を行った。今回は吸着剤としてAl2O3、SiO2の
材料を3:8の割合(重量比)で混合して用いた。抵抗
率はAl2O3で1×1028(Ω・cm)、SiO2で
1×1027(Ω・cm)であり、従来の液晶の抵抗率〜
1×1013(Ω・cm)を遙かに凌ぐ抵抗率を有する。
また、Al2O3―SiO2の2元系で微結晶を合成
し、粉砕・分級し、吸着剤として使用することもでき
る。吸着剤としては、上記Al2O3、SiO2系統の
無機酸化物材料以外に、一般に市販されているクロマト
グラフィー用のもので、例えばジフェニルフェニレンオ
キサイドなどの多孔質の合成有機高分子等も使用でき
る。粒径の計測はレーザー法に依った。最大径は5.5
μm、平均粒径は5μmであった。液晶表示素子の表示
部における対向基板間隔は5.5μmに設計してある。
A first embodiment will be described. First, the adsorbent was adjusted. In this case, materials of Al2O3 and SiO2 were mixed and used at a ratio (weight ratio) of 3: 8 as an adsorbent. Resistivity Al2O3 at 1 × 10 28 (Ω · cm ), a SiO2 at 1 × 10 27 (Ω · cm ), the resistivity of the conventional liquid crystal ~
It has a resistivity far exceeding 1 × 10 13 (Ω · cm).
Also, microcrystals can be synthesized in a binary system of Al2O3-SiO2, pulverized and classified, and used as an adsorbent. As the adsorbent, in addition to the above-mentioned inorganic oxide materials of the Al2O3 and SiO2 series, those which are commercially available for chromatography, for example, a porous synthetic organic polymer such as diphenylphenylene oxide can be used. The particle size was measured by a laser method. The maximum diameter is 5.5
μm, and the average particle size was 5 μm. The distance between the opposing substrates in the display section of the liquid crystal display element is designed to be 5.5 μm.

【0025】この吸着剤2gをパイレックスガラス製の
管に入れ、アセトン洗浄・乾燥後のグラスファイバーで
軽く栓をした後、オーブン中で150ccmの窒素を通
じながら350℃で12時間エージングした。図2にパ
イレックスガラス管の中に入れられた吸着剤の様子を模
式的に示した。
2 g of this adsorbent was put into a tube made of Pyrex glass, lightly plugged with glass fiber after washing and drying with acetone, and then aged at 350 ° C. for 12 hours while passing 150 cm of nitrogen in an oven. FIG. 2 schematically shows the state of the adsorbent placed in the Pyrex glass tube.

【0026】エージング後、吸着剤を1g取り出し、熱
脱離ガスクロマトグラフィーを用い、吸着物の総量が本
手法の検出限界(10pg)以下であることを確認し
た。なお、吸着剤は使用する直前まで150ccmの窒
素を通じながら350℃でエージングし続けた。
After aging, 1 g of the adsorbent was taken out, and it was confirmed by thermal desorption gas chromatography that the total amount of adsorbed substances was below the detection limit (10 pg) of the present method. The adsorbent was continuously aged at 350 ° C. while passing nitrogen at 150 ccm until immediately before use.

【0027】次にシール剤を調合した。シール剤は
(a)エポキシ樹脂、(b)ノボラック樹脂からなる硬
化剤、(c)充填剤、(d)硬化促進剤、(e)カップ
リング剤及び(f)溶剤で構成した。
Next, a sealant was prepared. The sealing agent was composed of (a) an epoxy resin, (b) a curing agent composed of a novolak resin, (c) a filler, (d) a curing accelerator, (e) a coupling agent, and (f) a solvent.

【0028】前記エポキシ樹脂(a)として、今回は液
状のビスフェノールA型エポキシ樹脂(日本化薬製RE
−310S)及び固形のビスフェノールA型エポキシ樹
脂(油化シェル製エピコート1001)を78:22の
割合で用いた。しかし、シール剤に用いるエポキシ樹脂
としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂に限定され
るものではなく、他にビスフェノールF型エポキシ樹
脂、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N−
ジグリシジルアニリン、フェニルグリシジルエーテル、
(3,4−3‘,4’エポキシシクロ)ヘキシルメチル
ヘキサンカルボキシレート、ヘキサヒドロ無水フタル酸
ジグリシジルエステル等が挙げられる。これらのエポキ
シ樹脂は2種以上を混合して用いることができる。
As the epoxy resin (a), a liquid bisphenol A type epoxy resin (Nippon Kayaku RE
-310S) and a solid bisphenol A type epoxy resin (Epicoat 1001 manufactured by Yuka Shell) were used in a ratio of 78:22. However, the epoxy resin used for the sealant is not limited to bisphenol A type epoxy resin, but may be bisphenol F type epoxy resin, N, N-diglycidyl-o-toluidine, N, N-
Diglycidyl aniline, phenyl glycidyl ether,
(3,4-3 ′, 4 ′ epoxycyclo) hexylmethylhexanecarboxylate, hexahydrophthalic anhydride diglycidyl ester and the like. These epoxy resins can be used as a mixture of two or more.

【0029】なお、本発明で使用したエポキシ樹脂の全
塩素量は1500ppm以下、好ましくは1000pp
m以下とした。全塩素量が1500ppm以上では液晶
素子のITO透明電極の腐食が著しくなるからである。
今回は全塩素量は加水分解法により測定し、600pp
mであった。
The total chlorine content of the epoxy resin used in the present invention is 1500 ppm or less, preferably 1000 pp.
m or less. This is because when the total chlorine content is 1500 ppm or more, the corrosion of the ITO transparent electrode of the liquid crystal element becomes significant.
This time, the total chlorine content was measured by the hydrolysis method, and 600pp
m.

【0030】前記ノボラック樹脂からなる硬化剤(b)
として、今回は2種のフェノールノボラック樹脂、日本
化薬製PN−152:二核体含有率40%と日本化薬製
PN−80:二核体含有率12%を28:13の割合で
用いた。しかし、シール剤に用いる硬化剤としては、上
記のフェノール類を原料とするフェノールノボラック樹
脂に限定されることはなく、他にクレゾール類を原料と
するクレゾールノボラック樹脂等、各種ノボラック樹脂
を用いても良い。これらのノボラック樹脂は2種以上を
混合して用いることができる。
A curing agent (b) comprising the novolak resin
This time, two kinds of phenol novolak resins were used, Nippon Kayaku's PN-152: binucleate content of 40% and Nippon Kayaku's PN-80: binucleate content of 12% in a ratio of 28:13. Was. However, the curing agent used for the sealing agent is not limited to the phenol novolak resin using the above-mentioned phenols as a raw material, and it is also possible to use various novolak resins such as a cresol novolak resin using a cresol as a raw material. good. These novolak resins can be used as a mixture of two or more.

【0031】前記充填剤(c)として、今回は溶融シリ
カとアルミナを併用した。しかし、シール剤に用いる充
填剤は前記2種に限定されることはなく、他に結晶シリ
カ、シリコンカーバイド、窒化珪素、窒化硼素、炭酸カ
ルシウム、雲母類、パイロフィライト、タルク、珪酸ア
ルミニウム等を用いても良い。これらの充填剤は2種以
上を混合して用いることができる。
As the filler (c), fused silica and alumina were used in this case. However, the filler used for the sealant is not limited to the above two types, and may include crystalline silica, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, calcium carbonate, mica, pyrophyllite, talc, aluminum silicate and the like. May be used. These fillers can be used as a mixture of two or more kinds.

【0032】本発明で用いる充填剤の最大粒径は、6μ
m以下で、平均粒径が2μm以下が好ましいが、今回用
いた充填剤は、レーザー法の測定で溶融シリカの場合、
最大粒径が4.5μm、平均粒径が1μm、アルミナの
場合、最大粒径が1μm、平均粒径が0.5μmであっ
た。今回はこれを重量比で31:85の割合で用いた。
The maximum particle size of the filler used in the present invention is 6 μm.
m or less, the average particle size is preferably 2 μm or less, but the filler used this time is a fused silica as measured by a laser method,
The maximum particle size was 4.5 μm, the average particle size was 1 μm, and in the case of alumina, the maximum particle size was 1 μm and the average particle size was 0.5 μm. This time, this was used at a weight ratio of 31:85.

【0033】前記硬化促進剤(d)として、今回はディ
スペンサでの塗布形状が均一になるように平均粒径が3
μm以下のアミンアダクト(味の素製アミキュアMY−
H)を用いた。しかし、シール剤に用いる硬化促進剤は
これに限定されることはなく、他に2,4−ジアミノ−
6−(2‘−メチルイミダゾリル(1)’)エチル−s
−トリアジン・イソシアヌール酸付加物、2―メチルイ
ミダゾールイソシアヌル酸の2:3付加物、2−フェニ
ルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、イミダゾール類
とフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられ
る。
The curing accelerator (d) has an average particle size of 3 so that the coating shape with a dispenser this time becomes uniform.
amine adduct (μm or less) (Ajinomoto AMICURE MY-
H) was used. However, the curing accelerator used for the sealing agent is not limited to this, and other than that, 2,4-diamino-
6- (2'-methylimidazolyl (1) ') ethyl-s
-Triazine / isocyanuric acid adduct, 2: 3 adduct of 2-methylimidazole isocyanuric acid, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, imidazoles and phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and the like.

【0034】前記カップリング剤(e)として、今回は
N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
(信越化学工業製KBM−573)を用いた。しかし、
シール剤に用いるカップリング剤はアミノシラン系カッ
プリング剤に限定されることはなく、他にシリコン系カ
ップリング剤やジルコニウム或いはアルミニウム系カッ
プリング剤等が挙げられる。
In this case, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-573, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as the coupling agent (e). But,
The coupling agent used for the sealant is not limited to the aminosilane-based coupling agent, and may include a silicon-based coupling agent, a zirconium or aluminum-based coupling agent, and the like.

【0035】更に、前記溶剤(f)として、今回はプロ
ピレングリコールモノエチルエーテルアセテートを使用
した。しかし、シール剤に用いる溶剤はアセテート系溶
剤に限定されることはなく、他にアルコール系溶剤、エ
ーテル系容剤等が挙げられる。これらは1種又は2種以
上を単独で又は混合して任意の比率で用いることが可能
である。
Further, in this case, propylene glycol monoethyl ether acetate was used as the solvent (f). However, the solvent used for the sealant is not limited to an acetate-based solvent, and may include an alcohol-based solvent, an ether-based solvent, and the like. These can be used alone or in combination of two or more at an arbitrary ratio.

【0036】以上の材料を調合したシール剤をディスペ
ンサーによって対向基板の一方の基板に塗布する。今回
はTFT基板側に塗布した。この時,周縁の一部にシー
ル剤の非塗布部分を作り,液晶の注入口として残してお
く。液体窒素から蒸発した純度の高い窒素ガスを用いて
シール剤を注射器ニードルの先から出す。今回,用いた
注射器の筒は内径φ1.7mm,ニードルの内径はφ
0.57mm,窒素の圧力は約4kgf/cm2とし
た。また,吸着剤も同様にディスペンサーでシール剤を
塗布したのと同じ基板上に塗布した。用いた注射器の筒
は内径φ9.1mm,ニードルの内径はφ0.21m
m,窒素の圧力は約1.5kgf/cm2とした。吸着
剤用の注射器の筒は,事前に300℃で2時間窒素雰囲
気中で加熱したパイレックスガラス製のものを用いた。
吸着剤用ニードルの先端はシール剤の表示部側の端から
0.9mm表示部側に離したところに来るように設置
し、吸着剤はほぼ連続的に塗布された(図3)。
The sealant prepared by mixing the above materials is applied to one of the opposing substrates by a dispenser. This time, it was applied to the TFT substrate side. At this time, an uncoated portion of the sealant is formed in a part of the peripheral edge, and is left as a liquid crystal injection port. The sealant is discharged from the tip of the syringe needle using high purity nitrogen gas evaporated from liquid nitrogen. The syringe barrel used this time has an inner diameter of 1.7 mm and the inner diameter of the needle is φ
0.57 mm, and the pressure of nitrogen was about 4 kgf / cm2. The adsorbent was also applied on the same substrate on which the sealant was applied using a dispenser. The syringe used had an inner diameter of 9.1 mm and the inner diameter of the needle was 0.21 m
The pressure of m and nitrogen was about 1.5 kgf / cm2. The syringe barrel for the adsorbent was made of Pyrex glass which had been heated in a nitrogen atmosphere at 300 ° C. for 2 hours in advance.
The tip of the adsorbent needle was placed 0.9 mm away from the end of the sealant on the display section side to the display section side, and the adsorbent was applied almost continuously (FIG. 3).

【0037】この位置に吸着剤を塗布すると、ギャップ
出し工程の際シール剤が広がり、吸着剤とほぼ接触する
ことを簡単な実験により事前に確認しておいた。
It was previously confirmed by a simple experiment that when the adsorbent was applied to this position, the sealant spread during the gap setting step and almost came into contact with the adsorbent.

【0038】次いでシール剤乾燥工程において、100
℃で15分間の加熱でシール剤の溶剤揮発を行った後、
カラーフィルター基板とTFT基板の画素が対応するよ
うにアライメントして、TFT基板を重ね合わせた。な
お、カラーフィルター基板には、TFT基板との間に所
定の間隔(セルギャップ)を得られるように、スペーサ
ービーズをセミドライ分散した。スペーサービーズの分
散方法は、ドライ分散等の方法でもよい。今回は対向基
板の対向間隔を5.5μmとした。
Next, in the sealant drying step, 100
After performing the solvent volatilization of the sealant by heating at 15 ° C for 15 minutes,
The TFT substrate was superposed by aligning the color filter substrate and the pixel of the TFT substrate so as to correspond to each other. Note that spacer beads were semi-dry-dispersed on the color filter substrate so as to obtain a predetermined space (cell gap) between the color filter substrate and the TFT substrate. The dispersion method of the spacer beads may be a method such as dry dispersion. In this case, the facing distance between the facing substrates is set to 5.5 μm.

【0039】その後、上記液晶の注入口から液晶組成物
を注入し、対向基板間を充填し、今回はスリーボンド製
の紫外線硬化性樹脂(3026B)を用いて注入口を封
止した。封止用の樹脂は、この他、積水ファインケミカ
ル製フォトレック(A−718−120)等、紫外線硬
化性樹脂を用いても良い。封止用の樹脂を塗布すると
き、液晶表示素子を加圧することにより、液晶表示素子
の基板間隔が面内で均一になるように調整した。なお,
本発明に用いる液晶組成物としては公知の液晶組成物を
用いることができ,例えば,シアノ径,フッ素系,ビフ
ェニル系,エステル系,シクロヘキサン系,フェニルシ
クロヘキサン系,シッフベース系,強誘電性液晶,反強
誘電性液晶等が挙げることができる。
Thereafter, a liquid crystal composition was injected from the above-mentioned liquid crystal injection port to fill the space between the opposing substrates, and this time the injection port was sealed using an ultraviolet curable resin (3026B) made by Three Bond. In addition, as the sealing resin, an ultraviolet curable resin such as Sekisui Fine Chemical Photolec (A-718-120) may be used. When applying the sealing resin, the liquid crystal display element was pressurized so that the substrate spacing of the liquid crystal display element was adjusted to be uniform in the plane. In addition,
As the liquid crystal composition used in the present invention, known liquid crystal compositions can be used. For example, cyano diameter, fluorine type, biphenyl type, ester type, cyclohexane type, phenylcyclohexane type, Schiff base type, ferroelectric liquid crystal, Ferroelectric liquid crystals and the like can be given.

【0040】実施例2は、図1に示したように、実施例
1とは逆に、吸着剤を塗布する工程をシール剤の溶剤を
揮発させる工程の後に実施したものである。実施の詳細
に関しては、前記2工程の逆転以外の部分は全く同じと
した。
In the second embodiment, as shown in FIG. 1, contrary to the first embodiment, the step of applying the adsorbent is performed after the step of volatilizing the solvent of the sealant. Regarding the details of the implementation, the parts other than the reversal of the two steps were exactly the same.

【0041】本発明により作製した液晶表示素子の一例
の構造を説明する要部断面図を図4に示した。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part for explaining the structure of an example of a liquid crystal display device manufactured according to the present invention.

【0042】以上のようにLCD工程を終え、更にモジ
ュール工程を終えた段階で,従来の製造方法で作製した
液晶表示素子と本発明の製造方法で作製した液晶表示素
子の表示特性には殆ど差が認められなかった。次に,従
来の製造方法で作製した液晶表示素子20台と、本発明
の実施例1の製造方法で作製した液晶表示素子20台
と、実施例2の製造方法で作製した液晶表示素子20
台、合計60台を70℃の恒温槽内で駆動し、液晶表示
素子の連続通電加速試験を行った。従来の製造方法で作
製したものに関しては,すべて600時間以内にシール
剤の塗布形状にほぼ沿う形で表示むらを生じた。一方、
本発明の製造方法で作製したものに関してはいずれも,
600時間の試験終了時で全く表示むらが発生しなかっ
た。連続通電加速試験時間と表示むらの累積発生率の関
係を図5に示した。
At the stage where the LCD process has been completed and the module process has been completed as described above, there is almost no difference between the display characteristics of the liquid crystal display device manufactured by the conventional manufacturing method and the liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method of the present invention. Was not observed. Next, 20 liquid crystal display elements manufactured by the conventional manufacturing method, 20 liquid crystal display elements manufactured by the manufacturing method of the first embodiment of the present invention, and 20 liquid crystal display elements manufactured by the manufacturing method of the second embodiment.
A total of 60 units were driven in a constant temperature bath at 70 ° C. to perform a continuous energization acceleration test of the liquid crystal display device. In all of the devices manufactured by the conventional manufacturing method, display unevenness occurred almost in 600 hours within the shape of the applied sealant. on the other hand,
Regarding those produced by the production method of the present invention,
No display unevenness occurred at the end of the 600 hour test. FIG. 5 shows the relationship between the continuous energization acceleration test time and the cumulative occurrence rate of display unevenness.

【0043】実施例1で作製した液晶表示素子では62
4時間の試験終了時で、実施例2で作製した液晶表示素
子では936時間の試験終了時ではじめてシール剤の塗
布形状にほぼ沿う形の表示むらが生じた。表示むらが発
生した液晶表示素子を分解してみたところ、吸着剤が連
続的に塗布されておらず、液晶表示素子1台につき数カ
所ずつ、2画素以上の間隔が開いていた。
In the liquid crystal display device manufactured in Example 1, 62
At the end of the 4-hour test, display unevenness almost conforming to the shape of the applied sealant occurred in the liquid crystal display device manufactured in Example 2 only at the end of the 936-hour test. When the liquid crystal display element in which display unevenness occurred was disassembled, the adsorbent was not continuously applied, and several liquid crystal display elements were spaced apart by two or more pixels at several places.

【0044】従来の製造方法によって作製した液晶表示
素子と比較して本発明の製造方法によって作製した液晶
表示素子は表示むらの発生率がはるかに低いことが判
る。
It can be seen that the occurrence rate of display unevenness is much lower in the liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method of the present invention than in the liquid crystal display device manufactured by the conventional manufacturing method.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明により、一対の対向基板を接着しかつその対向基
板間に液晶を挟持する為に塗布したシール剤成分が液晶
層の中に溶出することを阻止することが可能となった。
本発明は、製造工程ひいては液晶表示素子通電使用にお
いて液晶層に対する汚染が極めて少ない液晶表示素子の
製造を可能にし、表示信頼性の高い液晶表示素子を提供
するものである。
As described above with reference to the embodiments,
According to the present invention, it is possible to prevent a sealant component applied for bonding a pair of opposed substrates and sandwiching liquid crystal between the opposed substrates from being eluted into the liquid crystal layer.
The present invention enables the production of a liquid crystal display element with extremely little contamination of the liquid crystal layer in the production process and, in turn, the use of the liquid crystal display element, and provides a liquid crystal display element with high display reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】液晶表示素子の従来の並びに本発明の製造工程
(LCD工程)概略図。
FIG. 1 is a schematic view of a conventional liquid crystal display element and a manufacturing process (LCD process) of the present invention.

【図2】本発明の実施例1及び実施例2に用いる吸着剤
のエージング方法の側断面図。
FIG. 2 is a side sectional view of an adsorbent aging method used in Examples 1 and 2 of the present invention.

【図3】本発明の実施例1及び実施例2に用いるシール
剤並びに吸着剤の塗布位置関係を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a positional relationship between a sealant and an adsorbent used in Examples 1 and 2 of the present invention.

【図4】本発明により作製した液晶表示素子の一例の構
造を説明する要部断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a principal part explaining a structure of an example of a liquid crystal display element manufactured according to the present invention.

【図5】従来の製造工程並びに本発明の製造工程を経て
作製された液晶表示素子の連続通電加速試験時間と表示
不良発生率(累積発生率)との関係を表すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a continuous energization acceleration test time and a display defect occurrence rate (cumulative occurrence rate) of a liquid crystal display element manufactured through a conventional manufacturing process and a manufacturing process of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…パイレックスガラス管、2…ガラスファイバー、3
…吸着剤、4…TFT基板上に塗布されたシール剤、
5…TFT基板上に塗布された吸着剤、6…基板重ね合
わせ後のシール剤、7…基板重ね合わせ後の吸着剤、8
…スペーサービーズ、9…液晶層。
1: Pyrex glass tube, 2: glass fiber, 3
... Adsorbent, 4 ... Sealant applied on TFT substrate,
5 ... Adsorbent applied on TFT substrate, 6 ... Sealant after substrate overlap, 7 ... Adsorbent after substrate overlap, 8
... spacer beads, 9 ... liquid crystal layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 隆史 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 2H089 HA15 KA11 KA15 LA07 LA19 LA46 MA16Y NA24 NA25 NA41 NA53 NA56 PA16 QA08 QA12 QA13 QA16 RA04 RA18 SA01 TA04 TA06 TA09 5C094 AA03 AA31 AA43 AA48 AA54 BA03 BA43 CA19 DA12 EB02 EC02 EC03 FB01 FB02 FB15 GB01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Inoue 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in Hitachi, Ltd. Production Research Laboratory 2H089 HA15 KA11 KA15 LA07 LA19 LA46 MA16Y NA24 NA25 NA41 NA53 NA56 PA16 QA08 QA12 QA13 QA16 RA04 RA18 SA01 TA04 TA06 TA09 5C094 AA03 AA31 AA43 AA48 AA54 BA03 BA43 CA19 DA12 EB02 EC02 EC03 FB01 FB02 FB15 GB01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液晶制御素子と画素電極を有する一方の基
板ともう一方の基板が所定の間隔で対向配置され、該一
対の対向基板間に液晶が挟持され周縁部がシールされた
液晶表示素子において、該液晶層に物質を吸着する性質
を有する粒子を含有することを特徴とする液晶表示素
子。
1. A liquid crystal display element in which one substrate having a liquid crystal control element and a pixel electrode and another substrate are opposed to each other at a predetermined interval, and a liquid crystal is sandwiched between the pair of opposed substrates and a peripheral portion is sealed. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer contains particles having a property of adsorbing a substance.
【請求項2】請求項1の該物質を吸着する性質を有する
粒子が、該液晶の電気抵抗率以上の電気抵抗率を有する
ことを特徴とする液晶表示素子。
2. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the particles having the property of adsorbing said substance have an electric resistivity higher than that of said liquid crystal.
【請求項3】請求項2の該物質を吸着する性質を有する
粒子が、多孔質であることを特徴とする液晶表示素子。
3. A liquid crystal display device according to claim 2, wherein said particles having a property of adsorbing said substance are porous.
【請求項4】請求項2の該物質を吸着する性質を有する
粒子の粒径が、該一対の対向基板の該液晶表示素子の表
示部分における対向間隔以下であることを特徴とする液
晶表示素子。
4. A liquid crystal display device according to claim 2, wherein the particle diameter of the particles having the property of adsorbing said substance is less than or equal to the distance between said pair of opposing substrates in the display portion of said liquid crystal display device. .
【請求項5】請求項4の該物質を吸着する性質を有する
粒子が、ほぼ球形であることを特徴とする液晶表示素
子。
5. A liquid crystal display device according to claim 4, wherein the particles having the property of adsorbing said substance are substantially spherical.
【請求項6】請求項1の該物質を吸着する性質を有する
粒子が、該シールの表示部側の近傍のみに存在すること
を特徴とする液晶表示素子。
6. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein the particles having the property of adsorbing said substance are present only in the vicinity of the display portion side of said seal.
【請求項7】請求項6の液晶表示素子において、該物質
を吸着する性質を有する粒子の間隔が表示画素2画素分
の大きさを越えないことを特徴とする液晶表示素子。
7. A liquid crystal display device according to claim 6, wherein the distance between particles having a property of adsorbing said substance does not exceed the size of two display pixels.
【請求項8】請求項1から請求項7のいずれか1項記載
の液晶表示素子において、該シール剤の溶剤を揮発する
工程の後に該物質を吸着する性質を有する粒子を基板に
塗布する工程を実施することを特徴とする液晶表示素子
の製造方法。
8. A liquid crystal display device according to claim 1, wherein after the step of volatilizing the solvent of the sealant, the step of applying particles having a property of adsorbing the substance to the substrate. A method for manufacturing a liquid crystal display element.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012151109A (en) * 2010-12-28 2012-08-09 Sekisui Chem Co Ltd Sealant for organic electroluminescent display element

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