JP2004069925A - 液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器 - Google Patents
液晶装置、液晶装置の製造方法、電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】比較的短時間で硬化することが可能であるとともに、十分な接着強度を備えた液晶装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１００は、一対の基板１０，２０間に液晶層が挟持されてなり、一対の基板１０，２０を貼着するとともに、液晶層を基板内に封止するシール材５２を備える。このシール材５２は光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものであって、光硬化性成分の最大硬化率が６０％〜９５％、熱硬化性成分の硬化率が６０％〜９０％とされている。
【選択図】 図１
【解決手段】液晶表示装置１００は、一対の基板１０，２０間に液晶層が挟持されてなり、一対の基板１０，２０を貼着するとともに、液晶層を基板内に封止するシール材５２を備える。このシール材５２は光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものであって、光硬化性成分の最大硬化率が６０％〜９５％、熱硬化性成分の硬化率が６０％〜９０％とされている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置、液晶装置の製造方法、及びこの液晶装置を備える電子機器に係り、特に、液晶層を基板内に封止するシール材を備えた液晶装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶装置として、下側基板と上側基板とがそれぞれの基板の周縁部においてシール材を介して貼着され、これら一対の基板間に液晶層が封入された構成のものがある。シール材としては、一般に加熱により硬化する熱硬化性樹脂、或いは紫外線照射により硬化する光硬化性樹脂等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光硬化性樹脂は一般的に熱硬化性樹脂に比して強度が低くなる場合が多く、一方、熱硬化性樹脂は一般的に光硬化性樹脂に比して硬化時間が長くなることが多く、製造効率上好ましくない。
【０００４】
また、例えば硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の硬化剤としては光硬化用の無機酸、熱硬化用の有機酸が知られている。光硬化用の無機酸は、液晶装置のシール材として用いると液晶中に該無機酸が溶出して、液晶の比抵抗の低下、閾値ムラ等の表示品位低下を引き起こす場合があるため、液晶装置用としては熱硬化用の有機酸を用いるのが好ましい。この熱硬化用の有機酸を硬化剤として用いると、該有機酸の成分は硬化反応後エポキシ樹脂と結合して液晶中に溶出することはなく、上記のような表示品位低下を引き起こす惧れはないものの、光硬化の場合に比して硬化時間が長くなる問題があった。
【０００５】
一方、光硬化性樹脂としてアクリル樹脂を用いる場合、その接着力がエポキシ樹脂に比して弱く、該アクリル樹脂のシール材のみを用いて液晶装置を製造すると十分な強度が得られないという不具合があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、比較的短時間で硬化することが可能であるとともに、十分な接着強度を備えた液晶装置と、その液晶装置の製造方法、さらにはこの液晶装置を備える電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記一対の基板を貼着するとともに、前記液晶層を基板内に封止するシール材を備え、該シール材は光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものであって、前記光硬化性成分の最大硬化率が６０％〜９５％、前記熱硬化性成分の硬化率が６０％〜９０％であることを特徴とする。
【０００８】
このような液晶装置によると、シール材が熱硬化性成分と光硬化性成分とを共に備え、光硬化性成分の最大硬化率を６０〜９５％、熱硬化性成分の硬化率を６０〜９０％としたため、熱硬化性成分を単独で用いた場合に比して短時間で硬化でき、しかも光硬化性成分を単独で用いた場合に比して強度も高いものとなる一方、各成分の硬化率を最適値としたことにより接着強度と封止性とを十分に備えたものとなる。なお、光硬化性成分の最大硬化率が９５％を超えると、若しくは熱硬化性成分の硬化率が９０％を超えると、シール材が脆くなり、接着強度が低下する場合がある。また、光硬化性成分の最大硬化率が６０％未満となると、セルギャップ（基板間隔）が均一に保てない場合がある。さらに、熱硬化性成分の硬化率が６０％未満となると、シール材内部に水分が浸透し易くなり、当該液晶装置の信頼性が低下する惧れがある。なお、本発明に言う硬化率とは、硬化に係る反応基の硬化反応前後の変化率を表したものである。
【０００９】
前記シール材は、同一分子鎖中に前記光硬化性成分と熱硬化性成分とを具備する樹脂を含んで構成されているものとすることができる。このように同一分子鎖中に各成分を具備する樹脂を用いると、製造上、未硬化の２液を混ぜる必要がなく簡便である上、２液の相溶性が悪い場合に生じるシール材の信頼性低下も回避できる。なお、各成分を同一分子鎖中に含まず、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合したタイプのシール材にて液晶装置を構成することも可能である。また、前記シール材は、前記光硬化性成分を有する樹脂と、前記熱硬化性成分を有する樹脂と、同一分子鎖中に前記光硬化性成分と熱硬化性成分とを具備する樹脂とを含んで構成されているものとすることもできる。
【００１０】
なお、前記光硬化性成分は、アクリル基及び／又はメタクリル基を含むものとすることができ、一方、前記熱硬化性成分は、エポキシ基を含むものとすることができる。そして、エポキシ基を含む熱硬化性成分に対しては、例えば硬化剤として有機酸を用いることができる。
【００１１】
次に、上記記載の液晶装置は、例えば以下の製造工程を含むものとすることができる。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に接着剤を、前記基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の表面にスペーサーを配設する工程と、これら接着剤及びスペーサーを配設した後、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に液晶を滴下する工程と、前記液晶を滴下した後、前記一対の基板を貼り合わせる工程と、前記貼合せを行った後、前記接着剤を硬化させる工程とを含み、前記接着剤として、上記記載のシール材であって未硬化のものを用いたことを特徴とする。
【００１２】
また、その他の製造方法としては、以下のような液晶注入口を用いたタイプの場合、基板を貼り合わせた後に、シール材に設けた液晶注入口から液晶を注して製造する。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法の異なる態様は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に接着剤を、液晶注入口を備えた枠状に形成する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の表面にスペーサーを配設する工程と、これら接着剤及びスペーサーを配設した後に、前記一対の基板を貼り合わせる工程と、前記貼合せを行った後、前記接着剤を硬化させる工程と、前記液晶注入口を介して前記接着剤内部に液晶を注入する工程とを含み、前記接着剤として、上述したシール材であって未硬化のものを用いたことを特徴とする。
【００１３】
以上のいずれのタイプの製造方法によっても、上述したシール材の構成を備えた液晶装置を提供することができる。特に、本発明においては、接着剤を硬化する工程において、光硬化性成分を硬化させる光照射工程と、熱硬化性成分を硬化させる加熱工程とを少なくとも含むものとすることができる。
【００１４】
光照射工程においては、光照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ２〜６０００ｍＪ／ｃｍ２とするのが好ましい。光照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満の場合、十分な硬化を行うことができない場合があり、また、光照射量が６０００ｍＪ／ｃｍ２を超える場合は、樹脂の劣化を生じる場合がある。
【００１５】
また、加熱工程においては、加熱温度を６０℃〜１６０℃、加熱時間を２０分〜３００分とするのが好ましい。加熱温度が６０℃未満の場合、若しくは加熱時間が２０分未満の場合は、十分な硬化を行うことができない場合があり、また、加熱温度が１６０℃を超える場合、若しくは加熱時間が３００分を超える場合は、樹脂の劣化を生じる場合がある。
【００１６】
次に、本発明の電子機器は上記のような液晶装置を例えば表示装置として備えることを特徴とする。このように本発明の液晶装置を備えることにより、不良発生が少なく信頼性の高い電子機器を提供することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の液晶装置の一実施の形態としての液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図で、図４は、液晶表示装置の部分拡大断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１８】
図１及び図２において、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。
【００１９】
シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２０】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２１】
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００２２】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。
【００２３】
画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。
【００２４】
図４は液晶表示装置１００の部分拡大断面図であって、ガラス基板１０’を主体として構成されるＴＦＴアレイ基板１０上には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を主体とする透明電極にて構成された画素電極９がマトリクス状に形成されており（図３参照）、これら各画素電極９に対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図３参照）がそれぞれ電気的に接続されている。また、画素電極９が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、画素電極９は、コンタクトホール１５及びドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域に電気的に接続されている。なお、画素電極９の表層にはポリイミド主体として構成される膜に対してラビング処理を行った配向膜１２が形成されている。
【００２５】
一方、対向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’上であって、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９の縦横の境界領域と対向する領域に、ブラックマトリクスまたはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０がシール材５２（図１参照）により基板内に封入されている。
【００２６】
このような構成の液晶表示装置１００においてはシール材５２が特徴的となっており、具体的にはシール材５２が光硬化性成分と熱硬化性成分とを含んでなり、光硬化性成分はアクリル樹脂を主体として構成され、最大硬化率が６０％〜９５％（例えば８５％）とされる一方、熱硬化性成分はエポキシ樹脂を主体として構成され、硬化率が６０％〜９０％（例えば８０％）とされている。なお、光硬化性成分はメタクリル樹脂を主体として構成することも可能で、さらに、シール材５２として同一分子鎖中にアクリル基とエポキシ基とを具備する樹脂を用いることも可能である。
【００２７】
次に、液晶表示装置１００の製造方法について説明する。特に、製造工程におけるシール材の形成から、液晶滴下、基板貼合せ、シール材硬化に至る工程について説明する。
まず、図４に示すように、ガラス基板１０’上にＴＦＴ３０を形成し、さらに画素電極９及び配向膜１２等を形成してＴＦＴアレイ基板１０を得る一方、ガラス基板２０’上に遮光膜２３、対向電極２１、配向膜２２等を形成して対向基板２０を得る。その後、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の少なくとも一方の基板（例えばＴＦＴアレイ基板１０）上に接着剤を閉ざされた枠状（図１参照）に形成する。この場合、ディスペンサーを用いた描画法により所定形状に形成するものとしている。
【００２８】
次に、その枠状接着剤の内側に固着スペーサーを散布し、所定の加熱を施すことでスペーサーを基板上に固着させ、さらに枠状接着材の内側にディスペンサにより液晶を滴下する。その後、真空中にて基板を貼り合わせを行い、大気解放後、接着剤を硬化する。この場合、接着剤を硬化させる工程は、光硬化性成分を硬化させる光照射工程と、熱硬化性成分を硬化させる加熱工程とを含むものとしている。
【００２９】
光照射工程においては、光照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ２〜６０００ｍＪ／ｃｍ２（例えば５０００ｍＪ／ｃｍ２）とする一方、加熱工程においては、加熱温度を６０℃〜１６０℃（例えば１００℃）、加熱時間を２０分〜３００分（例えば１２０分）とした。このような加熱工程により接着剤が硬化し、シール材が形成される。
【００３０】
以上のような工程を含む製造方法により製造される本実施形態の液晶表示装置１００は、シール材５２が熱硬化性成分と光硬化性成分とを共に備え、光硬化性成分の最大硬化率を６０〜９５％、熱硬化性成分の硬化率を６０〜９０％としたため、熱硬化性成分を単独で用いた場合に比して短時間で硬化でき、しかも光硬化性成分を単独で用いた場合に比して強度も高いものとなる一方、各成分の硬化率を最適値としたことにより接着強度と封止性とを十分に備えたものとなる。したがって、表示特性に優れ、不良発生も少なく信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３１】
なお、上記実施形態では閉口枠状のシール材としたが、液晶注入口を備えたシール材にも上記のような光硬化性成分と熱硬化性成分とを有する樹脂を適用することもできる。すなわち、図５に示した液晶表示装置１０１は、シール材５２が、製造時においてＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた後に液晶を注入するための液晶注入口５５を備えており、該液晶注入口５５は液晶注入後に封止材５４により封止されている。このような液晶表示装置１０１では、製造時の基板貼合せ工程後に液晶を注入し、さらに液晶注入口を封止した後にシール材の硬化反応を行うものとしている。
【００３２】
［電子機器］
次に、上記実施形態で示した液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００３３】
図７は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００３４】
図８はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理本体、符号１２０６は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００３５】
このように、図６〜図８に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えたものであるので、表示品質に優れた、信頼性の高い電子機器となる。
【００３６】
［実施例］
次に、本発明に係る液晶装置の特性を確認するために以下の実施例を行った。
（実施例１）
まず、実施例１の液晶表示装置は、接着剤として光硬化性成分たるアクリル基と、熱硬化性成分たるエポキシ基を含む樹脂を用いた場合であって、ディスペンサーを用いて液晶注入口のない閉口枠状のシール材を形成したものである。具体的には、３７０ｍｍ×４７０ｍｍのガラス基板上に、上記接着剤をディスペンサーにて描画後、スペーサーとして樹脂製固着スペーサーを密度１００個／ｍｍ２で散布し、１００℃で１０分加熱することにより基板表面に該スペーサーを固着させた。その後、接着剤を印刷した基板の接着剤枠内部にディスペンサーにより液晶を滴下し、狙いセルギャップを４μｍとして真空中にて基板を貼り合わせた。
【００３７】
貼り合わせ後、大気解放し、基板表面に対して、ＵＶ照射器として出力１００ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の高圧水銀灯を用いＵＶ照射を行い、次に、オーブン内で加熱を行った。なお、ＵＶ照射時間、及びオーブン内での加熱時間、加熱温度を変化させることにより、表１〜表３に示すように、アクリル基の最大硬化率（％）、エポキシ基の硬化率（％）がそれぞれ異なるシール材を形成した。このようなＵＶ照射及び加熱による硬化工程後、対角２インチのＳＴＮパネル（カラーフィルタなし）を切り出し、図１に示すような構成の液晶表示装置を得た。そして、得られた液晶表示装置について、シール強度検査、信頼性評価、セルギャップ検査を行い、それぞれ硬化率（％）の異なる液晶表示装置毎の不良率（％）を測定した。
【００３８】
シール強度検査は、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠したもので、ＪＩＳ Ｒ１６０１では加重スピード０．５ｍｍ／ｍｉｎのところ、本実施例では加重スピードを０．１ｍｍ／ｓｅｃとし、加重開始から１０秒後、すなわち、１．０ｍｍ加重された状態で１０秒放置した後のシール剥がれの発生率（％）を調査した。結果を表１に示す。
【００３９】
信頼性評価は、温度６０℃、湿度９０％の条件下、５００時間放置した後、シール材に水分が透過することによって発生する不良の発生率（％）を調査した。結果を表２に示す。
【００４０】
また、セルギャップ評価は、加熱終了後、パネルを切り出した後のパネル面内のセルギャップ均一性を評価し、セルギャップ不良の発生率（％）を調査した。なお、セルギャップ不良は、面内のセルギャップがレンジで０．０５μｍを超えたものを対象とした。結果を表３に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
表１に示すように、シール強度については、エポキシ基（エポキシ成分）の硬化率が９５％の場合、強度低下を引き起こす場合があり、また、アクリル基（アクリル成分）の最大硬化率が９７％を超える場合にも、強度低下を引き起こす場合があった。一方、エポキシ基の硬化率が５０〜９０％で、アクリル基の最大硬化率が５０〜９５％の場合は、シール強度については良好な結果を示した。
【００４５】
表２に示すように、信頼性評価については、エポキシ基の硬化率が５５％以下の場合、過度の水分吸収を引き起こす場合があった。一方、エポキシ基の硬化率が６０〜９５％の場合、アクリル基の最大硬化率に拘らず、信頼性評価については良好な結果を示した。
【００４６】
表３に示すように、セルギャップ不良発生率については、アクリル基の最大硬化率が５５％以下の場合、面内のセルギャップがレンジで０．０５μｍを超えてしまう場合があった。一方、アクリル基の最大硬化率が６０％を超えると、エポキシ基の硬化率に拘らず、セルギャップ不良発生評価については良好な結果を示した。
【００４７】
比較として、アクリル成分のみにより構成されたシール材を用いた液晶表示装置の場合のシール強度不良発生率を調査した。具体的にはアクリル成分のみにより構成されたシール材は、硬化剤として紫外線硬化剤と粒子状の熱硬化剤を含んでおり、硬化条件は紫外線を１５００ｍＪ／ｃｍ２照射して最大硬化率を約５０％まで上げた後、１２０℃で加熱時間を調整することにより所定の硬化率を得、各硬化率毎のシール強度不良発生率を調査した。結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
このようにアクリルタイプのみでシール材を構成すると、特に硬化率の低い範囲においては十分なシール強度が得られないことが分かる。
【００５０】
また、エポキシ成分のみにより構成されたシール材を用いた液晶装置の場合の信頼性評価における不良発生率（表５）、及びシール強度不良発生率（表６）を調査した。具体的には、１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その照射時間を調整することによりそれぞれ異なる硬化率を得、各硬化率毎の不良発生率（表５）、及びシール強度不良発生率（表６）を調査した。
【００５１】
【表５】
【００５２】
【表６】
【００５３】
このように光硬化性のエポキシ成分のみにて構成されたシール材を用いると、硬化率が小さいと、信頼性評価において初期の不良発生が高く、また硬化率が大きいとシール強度不良発生率が高くなる傾向にあり、すなわちエポキシ成分のみでは信頼性とシール強度を両立させることが難しいことが分かる。
【００５４】
このような比較例から、アクリル成分のみでは十分な強度が得られ難く、エポキシ成分のみでは、信頼性とシール強度とを共に十分なものとすることは困難であることが分かる。
【００５５】
以上の結果から、エポキシ基とアクリル基とを含む樹脂を用い、エポキシ基の硬化率を６０〜９０％とし、さらにアクリル基の最大硬化率を６０〜９５％としてシール材を構成することで、高い強度を備えるとともに、封止性にも優れ、信頼性の高い液晶表示装置を提供可能であることが分かる。
【００５６】
（実施例２）
次に、実施例２の液晶表示装置は、実施例１と同様のシール材を用い、ディスペンサーにより液晶注入口を備えた形にて該シール材形状を描画したものである。この実施例２においても、アクリル成分を硬化すべくＵＶ照射を実施例１と同条件にて行い、エポキシ成分を硬化すべくオーブン内で実施例１と同条件にて加熱を行った。その他の条件についても、実施例１と同条件にて作製した。得られた実施例２の液晶表示装置について、シール強度検査（表７）、信頼性評価（表８）、セルギャップ検査（表９）を行い、それぞれ硬化率の異なる液晶表示装置毎の不良率（％）を測定した。
【００５７】
【表７】
【００５８】
【表８】
【００５９】
【表９】
【００６０】
以上の結果から、シール材に液晶注入口を形成し、基板貼合せ後において液晶を注入した場合にも、液晶注入口を形成しない実施例１と同様、エポキシ基とアクリル基とを含む樹脂を用い、エポキシ基の硬化率を６０〜９０％とし、さらにアクリル基の最大硬化率を６０〜９５％としてシール材を構成することで、高い強度を備えるとともに、封止性にも優れ、信頼性の高い液晶表示装置を提供可能であることが分かる。
【００６１】
なお、ＵＶ照射量によるアクリル樹脂の最大硬化率（％）について評価したところ、図９に示すような結果となり、硬化率を６０〜９５％に設定しようとする場合は、ＵＶ照射量を１０００〜６０００ｍＪ／ｃｍ２とする必要があることが分かった。
【００６２】
また、上記実施例１及び実施例２では、白黒パネルを用いており、そのためＵＶ照射の際、シール材全面にＵＶを照射しているが、カラーパネルを用いた場合には、一方の基板はカラーフィルタ、他方の基板は金属配線等により、シール材（接着剤）に対して十分にＵＶ照射されない等の不具合が懸念されるが、ＵＶ照射されている部分のアクリル成分の硬化率、すなわち最大硬化率が６０〜９５％であれば良く、部分的に硬化率が６０％未満の部分が存在してもセルギャップへの影響は殆どない。また、スペーサーとして球状の樹脂球を散布したが、貝柱状のスペーサーを基板上に配設する構成としても良い。また、光硬化性成分としてアクリル基を用いているが、メタクリル基を用いることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、シール材を、光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものとし、さらに光硬化性成分の最大硬化率を６０％〜９５％、熱硬化性成分の硬化率を６０％〜９０％としたため、熱硬化性成分を単独で用いた場合に比して短時間で硬化でき、さらに光硬化性成分を単独で用いた場合に比して強度も高いものとなる一方、各成分の硬化率を上記値としたことにより接着強度と封止性とを十分に備えたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図３】同、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】同、液晶表示装置の部分拡大断面図である。
【図５】図１の液晶表示装置の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【図７】同、電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図８】同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【図９】アクリル成分におけるＵＶ照射量と硬化率との関係を示す図。
【符図号の説明】
１０ 下側基板（ＴＦＴアレイ基板）
２０ 上側基板（対向基板）
５０ 液晶層
５２ シール材
５４ 封止材
５５ 液晶注入口
１００ 液晶表示装置（液晶装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置、液晶装置の製造方法、及びこの液晶装置を備える電子機器に係り、特に、液晶層を基板内に封止するシール材を備えた液晶装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶装置として、下側基板と上側基板とがそれぞれの基板の周縁部においてシール材を介して貼着され、これら一対の基板間に液晶層が封入された構成のものがある。シール材としては、一般に加熱により硬化する熱硬化性樹脂、或いは紫外線照射により硬化する光硬化性樹脂等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光硬化性樹脂は一般的に熱硬化性樹脂に比して強度が低くなる場合が多く、一方、熱硬化性樹脂は一般的に光硬化性樹脂に比して硬化時間が長くなることが多く、製造効率上好ましくない。
【０００４】
また、例えば硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の硬化剤としては光硬化用の無機酸、熱硬化用の有機酸が知られている。光硬化用の無機酸は、液晶装置のシール材として用いると液晶中に該無機酸が溶出して、液晶の比抵抗の低下、閾値ムラ等の表示品位低下を引き起こす場合があるため、液晶装置用としては熱硬化用の有機酸を用いるのが好ましい。この熱硬化用の有機酸を硬化剤として用いると、該有機酸の成分は硬化反応後エポキシ樹脂と結合して液晶中に溶出することはなく、上記のような表示品位低下を引き起こす惧れはないものの、光硬化の場合に比して硬化時間が長くなる問題があった。
【０００５】
一方、光硬化性樹脂としてアクリル樹脂を用いる場合、その接着力がエポキシ樹脂に比して弱く、該アクリル樹脂のシール材のみを用いて液晶装置を製造すると十分な強度が得られないという不具合があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、比較的短時間で硬化することが可能であるとともに、十分な接着強度を備えた液晶装置と、その液晶装置の製造方法、さらにはこの液晶装置を備える電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記一対の基板を貼着するとともに、前記液晶層を基板内に封止するシール材を備え、該シール材は光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものであって、前記光硬化性成分の最大硬化率が６０％〜９５％、前記熱硬化性成分の硬化率が６０％〜９０％であることを特徴とする。
【０００８】
このような液晶装置によると、シール材が熱硬化性成分と光硬化性成分とを共に備え、光硬化性成分の最大硬化率を６０〜９５％、熱硬化性成分の硬化率を６０〜９０％としたため、熱硬化性成分を単独で用いた場合に比して短時間で硬化でき、しかも光硬化性成分を単独で用いた場合に比して強度も高いものとなる一方、各成分の硬化率を最適値としたことにより接着強度と封止性とを十分に備えたものとなる。なお、光硬化性成分の最大硬化率が９５％を超えると、若しくは熱硬化性成分の硬化率が９０％を超えると、シール材が脆くなり、接着強度が低下する場合がある。また、光硬化性成分の最大硬化率が６０％未満となると、セルギャップ（基板間隔）が均一に保てない場合がある。さらに、熱硬化性成分の硬化率が６０％未満となると、シール材内部に水分が浸透し易くなり、当該液晶装置の信頼性が低下する惧れがある。なお、本発明に言う硬化率とは、硬化に係る反応基の硬化反応前後の変化率を表したものである。
【０００９】
前記シール材は、同一分子鎖中に前記光硬化性成分と熱硬化性成分とを具備する樹脂を含んで構成されているものとすることができる。このように同一分子鎖中に各成分を具備する樹脂を用いると、製造上、未硬化の２液を混ぜる必要がなく簡便である上、２液の相溶性が悪い場合に生じるシール材の信頼性低下も回避できる。なお、各成分を同一分子鎖中に含まず、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合したタイプのシール材にて液晶装置を構成することも可能である。また、前記シール材は、前記光硬化性成分を有する樹脂と、前記熱硬化性成分を有する樹脂と、同一分子鎖中に前記光硬化性成分と熱硬化性成分とを具備する樹脂とを含んで構成されているものとすることもできる。
【００１０】
なお、前記光硬化性成分は、アクリル基及び／又はメタクリル基を含むものとすることができ、一方、前記熱硬化性成分は、エポキシ基を含むものとすることができる。そして、エポキシ基を含む熱硬化性成分に対しては、例えば硬化剤として有機酸を用いることができる。
【００１１】
次に、上記記載の液晶装置は、例えば以下の製造工程を含むものとすることができる。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に接着剤を、前記基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の表面にスペーサーを配設する工程と、これら接着剤及びスペーサーを配設した後、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に液晶を滴下する工程と、前記液晶を滴下した後、前記一対の基板を貼り合わせる工程と、前記貼合せを行った後、前記接着剤を硬化させる工程とを含み、前記接着剤として、上記記載のシール材であって未硬化のものを用いたことを特徴とする。
【００１２】
また、その他の製造方法としては、以下のような液晶注入口を用いたタイプの場合、基板を貼り合わせた後に、シール材に設けた液晶注入口から液晶を注して製造する。すなわち、本発明の液晶装置の製造方法の異なる態様は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に接着剤を、液晶注入口を備えた枠状に形成する工程と、前記一対の基板の少なくとも一方の表面にスペーサーを配設する工程と、これら接着剤及びスペーサーを配設した後に、前記一対の基板を貼り合わせる工程と、前記貼合せを行った後、前記接着剤を硬化させる工程と、前記液晶注入口を介して前記接着剤内部に液晶を注入する工程とを含み、前記接着剤として、上述したシール材であって未硬化のものを用いたことを特徴とする。
【００１３】
以上のいずれのタイプの製造方法によっても、上述したシール材の構成を備えた液晶装置を提供することができる。特に、本発明においては、接着剤を硬化する工程において、光硬化性成分を硬化させる光照射工程と、熱硬化性成分を硬化させる加熱工程とを少なくとも含むものとすることができる。
【００１４】
光照射工程においては、光照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ２〜６０００ｍＪ／ｃｍ２とするのが好ましい。光照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２未満の場合、十分な硬化を行うことができない場合があり、また、光照射量が６０００ｍＪ／ｃｍ２を超える場合は、樹脂の劣化を生じる場合がある。
【００１５】
また、加熱工程においては、加熱温度を６０℃〜１６０℃、加熱時間を２０分〜３００分とするのが好ましい。加熱温度が６０℃未満の場合、若しくは加熱時間が２０分未満の場合は、十分な硬化を行うことができない場合があり、また、加熱温度が１６０℃を超える場合、若しくは加熱時間が３００分を超える場合は、樹脂の劣化を生じる場合がある。
【００１６】
次に、本発明の電子機器は上記のような液晶装置を例えば表示装置として備えることを特徴とする。このように本発明の液晶装置を備えることにより、不良発生が少なく信頼性の高い電子機器を提供することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の液晶装置の一実施の形態としての液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図２は図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図３は、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図で、図４は、液晶表示装置の部分拡大断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１８】
図１及び図２において、本実施の形態の液晶表示装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とがシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。
【００１９】
シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２０】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板とＴＦＴアレイ基板１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
【００２１】
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板２０において、ＴＦＴアレイ基板１０の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００２２】
このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。
【００２３】
画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図２に示す対向基板２０の対向電極２１との間で一定期間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極９と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。
【００２４】
図４は液晶表示装置１００の部分拡大断面図であって、ガラス基板１０’を主体として構成されるＴＦＴアレイ基板１０上には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を主体とする透明電極にて構成された画素電極９がマトリクス状に形成されており（図３参照）、これら各画素電極９に対して画素スイッチング用のＴＦＴ３０（図３参照）がそれぞれ電気的に接続されている。また、画素電極９が形成された領域の縦横の境界に沿って、データ線６ａ、走査線３ａおよび容量線３ｂが形成され、ＴＦＴ３０がデータ線６ａおよび走査線３ａに対して接続されている。すなわち、データ線６ａは、コンタクトホール８を介してＴＦＴ３０の高濃度ソース領域１ａに電気的に接続され、画素電極９は、コンタクトホール１５及びドレイン電極６ｂを介してＴＦＴ３０の高濃度ドレイン領域に電気的に接続されている。なお、画素電極９の表層にはポリイミド主体として構成される膜に対してラビング処理を行った配向膜１２が形成されている。
【００２５】
一方、対向基板２０においては、対向基板側のガラス基板２０’上であって、ＴＦＴアレイ基板１０上の画素電極９の縦横の境界領域と対向する領域に、ブラックマトリクスまたはブラックストライプと称せられる遮光膜２３が形成され、その上層側にはＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。また、対向電極２１の上層側には、ポリイミド膜からなる配向膜２２が形成されている。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶５０がシール材５２（図１参照）により基板内に封入されている。
【００２６】
このような構成の液晶表示装置１００においてはシール材５２が特徴的となっており、具体的にはシール材５２が光硬化性成分と熱硬化性成分とを含んでなり、光硬化性成分はアクリル樹脂を主体として構成され、最大硬化率が６０％〜９５％（例えば８５％）とされる一方、熱硬化性成分はエポキシ樹脂を主体として構成され、硬化率が６０％〜９０％（例えば８０％）とされている。なお、光硬化性成分はメタクリル樹脂を主体として構成することも可能で、さらに、シール材５２として同一分子鎖中にアクリル基とエポキシ基とを具備する樹脂を用いることも可能である。
【００２７】
次に、液晶表示装置１００の製造方法について説明する。特に、製造工程におけるシール材の形成から、液晶滴下、基板貼合せ、シール材硬化に至る工程について説明する。
まず、図４に示すように、ガラス基板１０’上にＴＦＴ３０を形成し、さらに画素電極９及び配向膜１２等を形成してＴＦＴアレイ基板１０を得る一方、ガラス基板２０’上に遮光膜２３、対向電極２１、配向膜２２等を形成して対向基板２０を得る。その後、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の少なくとも一方の基板（例えばＴＦＴアレイ基板１０）上に接着剤を閉ざされた枠状（図１参照）に形成する。この場合、ディスペンサーを用いた描画法により所定形状に形成するものとしている。
【００２８】
次に、その枠状接着剤の内側に固着スペーサーを散布し、所定の加熱を施すことでスペーサーを基板上に固着させ、さらに枠状接着材の内側にディスペンサにより液晶を滴下する。その後、真空中にて基板を貼り合わせを行い、大気解放後、接着剤を硬化する。この場合、接着剤を硬化させる工程は、光硬化性成分を硬化させる光照射工程と、熱硬化性成分を硬化させる加熱工程とを含むものとしている。
【００２９】
光照射工程においては、光照射量を１０００ｍＪ／ｃｍ２〜６０００ｍＪ／ｃｍ２（例えば５０００ｍＪ／ｃｍ２）とする一方、加熱工程においては、加熱温度を６０℃〜１６０℃（例えば１００℃）、加熱時間を２０分〜３００分（例えば１２０分）とした。このような加熱工程により接着剤が硬化し、シール材が形成される。
【００３０】
以上のような工程を含む製造方法により製造される本実施形態の液晶表示装置１００は、シール材５２が熱硬化性成分と光硬化性成分とを共に備え、光硬化性成分の最大硬化率を６０〜９５％、熱硬化性成分の硬化率を６０〜９０％としたため、熱硬化性成分を単独で用いた場合に比して短時間で硬化でき、しかも光硬化性成分を単独で用いた場合に比して強度も高いものとなる一方、各成分の硬化率を最適値としたことにより接着強度と封止性とを十分に備えたものとなる。したがって、表示特性に優れ、不良発生も少なく信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００３１】
なお、上記実施形態では閉口枠状のシール材としたが、液晶注入口を備えたシール材にも上記のような光硬化性成分と熱硬化性成分とを有する樹脂を適用することもできる。すなわち、図５に示した液晶表示装置１０１は、シール材５２が、製造時においてＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせた後に液晶を注入するための液晶注入口５５を備えており、該液晶注入口５５は液晶注入後に封止材５４により封止されている。このような液晶表示装置１０１では、製造時の基板貼合せ工程後に液晶を注入し、さらに液晶注入口を封止した後にシール材の硬化反応を行うものとしている。
【００３２】
［電子機器］
次に、上記実施形態で示した液晶表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図６は携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００３３】
図７は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００３４】
図８はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理本体、符号１２０６は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。
【００３５】
このように、図６〜図８に示すそれぞれの電子機器は、上記実施形態の液晶装置のいずれかを備えたものであるので、表示品質に優れた、信頼性の高い電子機器となる。
【００３６】
［実施例］
次に、本発明に係る液晶装置の特性を確認するために以下の実施例を行った。
（実施例１）
まず、実施例１の液晶表示装置は、接着剤として光硬化性成分たるアクリル基と、熱硬化性成分たるエポキシ基を含む樹脂を用いた場合であって、ディスペンサーを用いて液晶注入口のない閉口枠状のシール材を形成したものである。具体的には、３７０ｍｍ×４７０ｍｍのガラス基板上に、上記接着剤をディスペンサーにて描画後、スペーサーとして樹脂製固着スペーサーを密度１００個／ｍｍ２で散布し、１００℃で１０分加熱することにより基板表面に該スペーサーを固着させた。その後、接着剤を印刷した基板の接着剤枠内部にディスペンサーにより液晶を滴下し、狙いセルギャップを４μｍとして真空中にて基板を貼り合わせた。
【００３７】
貼り合わせ後、大気解放し、基板表面に対して、ＵＶ照射器として出力１００ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の高圧水銀灯を用いＵＶ照射を行い、次に、オーブン内で加熱を行った。なお、ＵＶ照射時間、及びオーブン内での加熱時間、加熱温度を変化させることにより、表１〜表３に示すように、アクリル基の最大硬化率（％）、エポキシ基の硬化率（％）がそれぞれ異なるシール材を形成した。このようなＵＶ照射及び加熱による硬化工程後、対角２インチのＳＴＮパネル（カラーフィルタなし）を切り出し、図１に示すような構成の液晶表示装置を得た。そして、得られた液晶表示装置について、シール強度検査、信頼性評価、セルギャップ検査を行い、それぞれ硬化率（％）の異なる液晶表示装置毎の不良率（％）を測定した。
【００３８】
シール強度検査は、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準拠したもので、ＪＩＳ Ｒ１６０１では加重スピード０．５ｍｍ／ｍｉｎのところ、本実施例では加重スピードを０．１ｍｍ／ｓｅｃとし、加重開始から１０秒後、すなわち、１．０ｍｍ加重された状態で１０秒放置した後のシール剥がれの発生率（％）を調査した。結果を表１に示す。
【００３９】
信頼性評価は、温度６０℃、湿度９０％の条件下、５００時間放置した後、シール材に水分が透過することによって発生する不良の発生率（％）を調査した。結果を表２に示す。
【００４０】
また、セルギャップ評価は、加熱終了後、パネルを切り出した後のパネル面内のセルギャップ均一性を評価し、セルギャップ不良の発生率（％）を調査した。なお、セルギャップ不良は、面内のセルギャップがレンジで０．０５μｍを超えたものを対象とした。結果を表３に示す。
【００４１】
【表１】
【表２】
【表３】
表１に示すように、シール強度については、エポキシ基（エポキシ成分）の硬化率が９５％の場合、強度低下を引き起こす場合があり、また、アクリル基（アクリル成分）の最大硬化率が９７％を超える場合にも、強度低下を引き起こす場合があった。一方、エポキシ基の硬化率が５０〜９０％で、アクリル基の最大硬化率が５０〜９５％の場合は、シール強度については良好な結果を示した。
【００４５】
表２に示すように、信頼性評価については、エポキシ基の硬化率が５５％以下の場合、過度の水分吸収を引き起こす場合があった。一方、エポキシ基の硬化率が６０〜９５％の場合、アクリル基の最大硬化率に拘らず、信頼性評価については良好な結果を示した。
【００４６】
表３に示すように、セルギャップ不良発生率については、アクリル基の最大硬化率が５５％以下の場合、面内のセルギャップがレンジで０．０５μｍを超えてしまう場合があった。一方、アクリル基の最大硬化率が６０％を超えると、エポキシ基の硬化率に拘らず、セルギャップ不良発生評価については良好な結果を示した。
【００４７】
比較として、アクリル成分のみにより構成されたシール材を用いた液晶表示装置の場合のシール強度不良発生率を調査した。具体的にはアクリル成分のみにより構成されたシール材は、硬化剤として紫外線硬化剤と粒子状の熱硬化剤を含んでおり、硬化条件は紫外線を１５００ｍＪ／ｃｍ２照射して最大硬化率を約５０％まで上げた後、１２０℃で加熱時間を調整することにより所定の硬化率を得、各硬化率毎のシール強度不良発生率を調査した。結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
このようにアクリルタイプのみでシール材を構成すると、特に硬化率の低い範囲においては十分なシール強度が得られないことが分かる。
【００５０】
また、エポキシ成分のみにより構成されたシール材を用いた液晶装置の場合の信頼性評価における不良発生率（表５）、及びシール強度不良発生率（表６）を調査した。具体的には、１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を照射し、その照射時間を調整することによりそれぞれ異なる硬化率を得、各硬化率毎の不良発生率（表５）、及びシール強度不良発生率（表６）を調査した。
【００５１】
【表５】
【表６】
このように光硬化性のエポキシ成分のみにて構成されたシール材を用いると、硬化率が小さいと、信頼性評価において初期の不良発生が高く、また硬化率が大きいとシール強度不良発生率が高くなる傾向にあり、すなわちエポキシ成分のみでは信頼性とシール強度を両立させることが難しいことが分かる。
【００５４】
このような比較例から、アクリル成分のみでは十分な強度が得られ難く、エポキシ成分のみでは、信頼性とシール強度とを共に十分なものとすることは困難であることが分かる。
【００５５】
以上の結果から、エポキシ基とアクリル基とを含む樹脂を用い、エポキシ基の硬化率を６０〜９０％とし、さらにアクリル基の最大硬化率を６０〜９５％としてシール材を構成することで、高い強度を備えるとともに、封止性にも優れ、信頼性の高い液晶表示装置を提供可能であることが分かる。
【００５６】
（実施例２）
次に、実施例２の液晶表示装置は、実施例１と同様のシール材を用い、ディスペンサーにより液晶注入口を備えた形にて該シール材形状を描画したものである。この実施例２においても、アクリル成分を硬化すべくＵＶ照射を実施例１と同条件にて行い、エポキシ成分を硬化すべくオーブン内で実施例１と同条件にて加熱を行った。その他の条件についても、実施例１と同条件にて作製した。得られた実施例２の液晶表示装置について、シール強度検査（表７）、信頼性評価（表８）、セルギャップ検査（表９）を行い、それぞれ硬化率の異なる液晶表示装置毎の不良率（％）を測定した。
【００５７】
【表７】
【表８】
【表９】
以上の結果から、シール材に液晶注入口を形成し、基板貼合せ後において液晶を注入した場合にも、液晶注入口を形成しない実施例１と同様、エポキシ基とアクリル基とを含む樹脂を用い、エポキシ基の硬化率を６０〜９０％とし、さらにアクリル基の最大硬化率を６０〜９５％としてシール材を構成することで、高い強度を備えるとともに、封止性にも優れ、信頼性の高い液晶表示装置を提供可能であることが分かる。
【００６１】
なお、ＵＶ照射量によるアクリル樹脂の最大硬化率（％）について評価したところ、図９に示すような結果となり、硬化率を６０〜９５％に設定しようとする場合は、ＵＶ照射量を１０００〜６０００ｍＪ／ｃｍ２とする必要があることが分かった。
【００６２】
また、上記実施例１及び実施例２では、白黒パネルを用いており、そのためＵＶ照射の際、シール材全面にＵＶを照射しているが、カラーパネルを用いた場合には、一方の基板はカラーフィルタ、他方の基板は金属配線等により、シール材（接着剤）に対して十分にＵＶ照射されない等の不具合が懸念されるが、ＵＶ照射されている部分のアクリル成分の硬化率、すなわち最大硬化率が６０〜９５％であれば良く、部分的に硬化率が６０％未満の部分が存在してもセルギャップへの影響は殆どない。また、スペーサーとして球状の樹脂球を散布したが、貝柱状のスペーサーを基板上に配設する構成としても良い。また、光硬化性成分としてアクリル基を用いているが、メタクリル基を用いることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、シール材を、光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものとし、さらに光硬化性成分の最大硬化率を６０％〜９５％、熱硬化性成分の硬化率を６０％〜９０％としたため、熱硬化性成分を単独で用いた場合に比して短時間で硬化でき、さらに光硬化性成分を単独で用いた場合に比して強度も高いものとなる一方、各成分の硬化率を上記値としたことにより接着強度と封止性とを十分に備えたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図３】同、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
【図４】同、液晶表示装置の部分拡大断面図である。
【図５】図１の液晶表示装置の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の電気光学装置を用いた電子機器の一例を示す斜視図である。
【図７】同、電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図８】同、電子機器のさらに他の例を示す斜視図である。
【図９】アクリル成分におけるＵＶ照射量と硬化率との関係を示す図。
【符図号の説明】
１０ 下側基板（ＴＦＴアレイ基板）
２０ 上側基板（対向基板）
５０ 液晶層
５２ シール材
５４ 封止材
５５ 液晶注入口
１００ 液晶表示装置（液晶装置）
Claims (10)
- 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記一対の基板を貼着するとともに、前記液晶層を基板内に封止するシール材を備え、該シール材は光硬化性成分と熱硬化性成分とを含むものであって、前記光硬化性成分の最大硬化率が６０％〜９５％、前記熱硬化性成分の硬化率が６０％〜９０％であることを特徴とする液晶装置。
- 前記シール材は、同一分子鎖中に前記光硬化性成分と熱硬化性成分とを具備する樹脂を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
- 前記シール材は、前記光硬化性成分を有する樹脂と、前記熱硬化性成分を有する樹脂と、同一分子鎖中に前記光硬化性成分と熱硬化性成分とを具備する樹脂とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
- 前記光硬化性成分は、アクリル基及び／又はメタクリル基を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶装置。
- 前記熱硬化性成分は、エポキシ基を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶装置。
- 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面に接着剤を、前記基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成する工程と、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にスペーサーを配設する工程と、
これら接着剤及びスペーサーを配設した後、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に液晶を滴下する工程と、
前記液晶を滴下した後、前記一対の基板を貼り合わせる工程と、
前記貼合せを行った後、前記接着剤を硬化させる工程とを含み、
前記接着剤として、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシール材であって未硬化のものを用いたことを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置の製造方法であって、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面に接着剤を、液晶注入口を備えた枠状に形成する工程と、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にスペーサーを配設する工程と、
これら接着剤及びスペーサーを配設した後に、前記一対の基板を貼り合わせる工程と、
前記貼合せを行った後、前記接着剤を硬化させる工程と、
前記液晶注入口を介して前記接着剤内部に液晶を注入する工程とを含み、
前記接着剤として、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシール材であって未硬化のものを用いたことを特徴とする液晶装置の製造方法。 - 前記接着剤を硬化させる工程は、前記光硬化性成分を硬化させる光照射工程を含み、該光照射工程における光照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２〜６０００ｍＪ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶装置の製造方法。
- 前記接着剤を硬化させる工程は、前記熱硬化性成分を硬化させる加熱工程とを含み、該加熱工程において加熱温度を６０℃〜１６０℃、加熱時間を２０分〜３００分とすることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の液晶装置の製造方法。
- 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
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