JP2006267532A - Sealing member and liquid crystal device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対向する一対の板状部材の間隙に電気光学変換部材を封止するシール部材に関するもので、更には、そのシール部材で電気光学変換部材の典型的な実施例である液晶部材を封止した液晶装置などに関するものである。 The present invention relates to a seal member that seals an electro-optic conversion member in a gap between a pair of opposing plate-like members, and further includes a liquid crystal member that is a typical example of an electro-optic conversion member using the seal member. The present invention relates to a sealed liquid crystal device and the like.
従来の液晶装置、例えば、光学収差補正液晶装置や液晶表示装置、液晶レンズにおいて、耐湿特性と耐強度的特性を良くするために液晶の周りをシール材で二重に封止する二重シール構造を取ったものが色々現れてきている。また、この二重シール構造の技術の1つとして、下記の特許文献1に開示された技術を見ることができる。 In a conventional liquid crystal device, for example, an optical aberration correction liquid crystal device, a liquid crystal display device, or a liquid crystal lens, a double seal structure in which the periphery of the liquid crystal is double-sealed with a sealing material in order to improve moisture resistance and strength resistance There are many things that have been taken. Further, as one of the techniques of this double seal structure, the technique disclosed in Patent Document 1 below can be seen.
ここで、特許文献1に開示された二重シール構造の従来技術を図10、図11を用いて説明する。図10は特許文献1に示されたところの液晶表示素子の断面図、図11は図10における液晶表示素子の上面図を示したもので。 Here, the prior art of the double seal structure disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element disclosed in Patent Document 1, and FIG. 11 is a top view of the liquid crystal display element in FIG.
特許文献1に示された液晶表示素子の二重シール構造は、物理的性質の異なる上下基板の熱膨張係数の差による反り発生を防止して均一なセルギャップを確保することを目的にして成されたもので、図10、図11に示されるように、液晶層5を第1のシール材3で封止し、更に、第1のシール材3の外周部を開放部9を持つ第2のシール材4でもってシールする構成になっている。図10において、TFT、走査線、信号線などが形成されたアレイ基板1と共通電極、カラーフィルタなどが形成された対向基板2とを対向に配置し、スペーサ6を介して一定のセルギャップを保ち、その中に液晶層5を第1のシール材3でもって封入し、更に、第1のシール材3の外周部を第2のシール材4でもってシールしている。また、この第2のシール材4は、図11に示されるように、シール材4のパターンの屈曲部や直線部の所に部分的に開放部9を設けている。この開放部9は第1のシール材3と第2のシール材4との間にある空間気泡を外に逃がすために設けている。
The double seal structure of the liquid crystal display element disclosed in Patent Document 1 is formed for the purpose of ensuring a uniform cell gap by preventing warpage due to a difference in thermal expansion coefficient between upper and lower substrates having different physical properties. 10 and 11, the liquid crystal layer 5 is sealed with the
ここでの第1のシール材3は硬化温度130°C〜160°Cの熱硬化型接着樹脂で、第2のシール材4より接着強度の強いものを用い、第2のシール材4は紫外線照射による室温状態で硬化する紫外線硬化型接着樹脂を用いている。そして最初に、第2のシール材4を紫外線照射の下で加圧・硬化させてアレイ基板1と対向基板2とを接合し、その後に、第1のシール材3を加熱・加圧の下で硬化させる工程を取る。そして最後に、液晶材料を注入して液晶表示素子を得る。
Here, the first sealing
特許文献1によれば、最初に、室温状態下での紫外線照射によって第2のシール材4を硬化させてアレイ基板1と対向基板2とを均一なセルギャップのまま接合する。そして次に、加熱の下で第1のシール材3を硬化させる。加熱によって熱膨張係数の違いによる基板の反りが発生しても、反った状態でシール材3が硬化して基板を接合し、そして、温度が下がった時は反りは元に戻るので、温度が下がった時には均一なセルギャップが得られる。と云うものである。
According to Patent Document 1, first, the
一方、近年、携帯電話、携帯音響機器、PDAなどにみられるような携帯機器に用いら
れる液晶パネルには、普通より厳しい環境で使用に耐えることが要求されている。このような中で、上記の二重シール構造は液晶表示素子製造時における初期状態では均一なセルギャップが得られるものの、高温高湿度環境下における使用には問題を有する。高温高湿度条件下での使用には耐水性、耐湿性に十分考慮した構造を取らなければならない。それに対し、上記のシール構造は二重シール構造とは云え、第2のシール材4に開放部9を設けていることから実質的には一重のシール構造となり、開放部9の部分から水分が進入する。従って、第1のシール材3のみでもって透水防止を図らなければならない。そして、シール構造が実質的に1層構造であることから高温高湿度環境の下での長時間使用の中ではどうしても透水が避けられない。上下基板内に透水が進行すると基板内の気密の変動が生じ、基板に反りが発生すると云う問題が起きる。セルギャップが初期状態で均一であっても経時的に反りが発生してセルギャップの不均一状態が現れる。そして、液晶装置に入射した光が所定の光として正しく出射してこない問題、例えば、表示ムラ不良、位相差変動による収差補正不良が生じる。また、透水によって上下の基板に設けた電極に腐蝕が発生して導通不良などの問題が現れる。
On the other hand, in recent years, liquid crystal panels used in mobile devices such as mobile phones, mobile audio devices, and PDAs have been required to withstand use in more severe environments. Under such circumstances, the double seal structure described above has a problem in use in a high-temperature and high-humidity environment, although a uniform cell gap can be obtained in the initial state when the liquid crystal display element is manufactured. For use under high temperature and high humidity conditions, a structure that fully considers water resistance and moisture resistance must be adopted. On the other hand, the above-described seal structure is a double seal structure, and since the opening part 9 is provided in the second sealing
本発明は、上記問題を鑑み、高温高湿度環境の下でも長期間に渡って使用に耐え得るシール材並びに液晶装置を得ることを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to obtain a sealing material and a liquid crystal device that can withstand use for a long period of time even in a high temperature and high humidity environment.
上記目的を達成する本発明の第1の手段は、電気光学変換部材を対向する一対の板状部材の間に封止するためのシール部材であって、該シール部材は、前記電気光学変換部材側に配設される第1のシール部材と、該第1のシール部材を囲む如く外側に配設される第2のシール部材とからなり、前記第1のシール部材の線膨張係数は前記第2のシール部材の線膨張係数より小さく、前記第2のシール部材の吸水率は前記第1のシール部材の吸水率より小さいことを特徴とする。 The first means of the present invention for achieving the above object is a seal member for sealing an electro-optic conversion member between a pair of opposing plate-like members, and the seal member is the electro-optic conversion member. A first seal member disposed on the side and a second seal member disposed on the outside so as to surround the first seal member, and the linear expansion coefficient of the first seal member is the first seal member. 2 is smaller than the linear expansion coefficient of the seal member, and the water absorption rate of the second seal member is smaller than the water absorption rate of the first seal member.
また、上記目的を達成する本発明の第2の手段は、上記第1の手段において、前記第1のシール部材と前記第2のシール部材のそれぞれの層が1層以上形成されていることを特徴とする。 Further, the second means of the present invention for achieving the above object is that, in the first means, at least one layer of each of the first seal member and the second seal member is formed. Features.
また、上記目的を達成する本発明の第3の手段は、上記第1の手段または第2の手段ににおいて、前記第1のシール部材と前記第2のシール部材はエポキシ樹脂を主成分とする樹脂材料よりなることを特徴とする。 According to a third means of the present invention for achieving the above object, in the first means or the second means, the first seal member and the second seal member are mainly composed of an epoxy resin. It is made of a resin material.
また、上記目的を達成する本発明の第4の手段は、上記第1乃至第3の手段のいずれか一つの手段において、前記電気光学変換部材が液晶であることを特徴とする。 According to a fourth means of the present invention for achieving the above object, in any one of the first to third means, the electro-optic conversion member is a liquid crystal.
また、上記目的を達成する本発明の第5の手段は、上記第1乃至第3の手段のいずれか一つの手段において、前記電気光学変換部材がスイッチ機能を持った部材であることを特徴とする。 Further, a fifth means of the present invention for achieving the above object is characterized in that, in any one of the first to third means, the electro-optic conversion member is a member having a switch function. To do.
また、上記目的を達成する本発明の第6の手段は、少なくとも電極を有する一対の対向基板間に液晶部材をシール部材で封止した液晶装置において、前記シール部材は、前記液晶部材側に配設される第1のシール部材と、該第1のシール部材を囲む如く外側に配設される第2のシール部材とからなり、前記第1のシール部材の線膨張係数は前記第2のシール部材の線膨張係数より小さく、前記第2のシール部材の吸水率は前記第1のシール部材の吸水率より小さいことを特徴とする。 According to a sixth means of the present invention for achieving the above object, in the liquid crystal device in which a liquid crystal member is sealed with a seal member between a pair of opposing substrates having at least electrodes, the seal member is disposed on the liquid crystal member side. A first seal member provided and a second seal member disposed on the outside so as to surround the first seal member, and the linear expansion coefficient of the first seal member is the second seal member. The linear expansion coefficient of the member is smaller, and the water absorption rate of the second seal member is smaller than the water absorption rate of the first seal member.
また、上記目的を達成する本発明の第7の手段は、上記第6の手段において、前記第1
のシール部材と前記第2のシール部材の各層が1層以上形成されていることを特徴とする。
The seventh means of the present invention for achieving the above object is the sixth means, wherein the first means
Each layer of the sealing member and the second sealing member is formed in one or more layers.
また、上記目的を達成する本発明の第8の手段は、上記第6または第7の手段において、前記第1のシール部材と前記第2のシール部材はエポキシ樹脂を主成分とする樹脂材料よりなることを特徴とする。
Further, an eighth means of the present invention for achieving the above object is that, in the sixth or seventh means, the first seal member and the second seal member are made of a resin material whose main component is an epoxy resin. It is characterized by becoming.
発明の効果として、電気光学変換部材に配設する第1のシール部材とこの第1のシール部材の外側に配設する第2のシール部材とから少なくとも成り、第2のシール部材の吸水率が第1のシール部材の吸水率より小さいものを使用することにより、外側の第2のシール部材でもって外部からの透水を防ぎ、内側の第1のシール部材の吸水による膨張を防ぐ。また、高温による第2のシール部材の膨張をこの第1のシール部材で防止する。あるいは、電気光学変換部材の配設された基板間の間隙を変動させるシール部材の膨張を抑えて基板間の間隙を一定にし光ムラを防ぎ見栄えが向上する。そして、高温高湿度環境下にあっても耐熱性や耐湿性に強く、且つ、ギャップの安定したシール構造が得られる。 As an effect of the invention, it comprises at least a first seal member disposed on the electro-optic conversion member and a second seal member disposed outside the first seal member, and the water absorption rate of the second seal member is By using a material having a smaller water absorption rate than the first seal member, the outer second seal member prevents water from entering from the outside, and the inner first seal member is prevented from expanding due to water absorption. Further, the expansion of the second seal member due to high temperature is prevented by this first seal member. Alternatively, the expansion of the seal member that fluctuates the gap between the substrates on which the electro-optic conversion member is arranged is suppressed to make the gap between the substrates constant, thereby preventing unevenness of light and improving the appearance. Further, even in a high temperature and high humidity environment, a seal structure that is strong in heat resistance and moisture resistance and has a stable gap can be obtained.
また、第1のシール部材と第2のシール部材の層は、それぞれのシール部材が少なくとも1層以上で形成するのがより良いが、作業工数が増加するので作業工数と得るべき信頼性との兼ね合いで決めるのが良い。例えば、2層、3層、4層なる多層からなるシール層とする。シール層が多層になればなるほど、耐熱性、耐湿性効果を完全なものになる。 In addition, it is better that the first sealing member and the second sealing member are formed of at least one layer, but since the number of work steps increases, the number of work steps and the reliability to be obtained. It is better to decide by balance. For example, a sealing layer composed of two, three, and four layers is used. The more the sealing layer, the more complete the heat resistance and moisture resistance effects.
また、第1のシール部材と第2のシール部材をエポキシ樹脂を主成分とする樹脂材料で形成すると、エポキシ樹脂は耐水性、耐湿性に優れ、接着力は比較的強いことから好適な材料として選択することができる。更に、両者共同質の接着剤であることから同一作業条件下で接着作業を行うことができ、接着品質(密着性など)に良いものが得られると共に1回の接着作業で済むことから作業効率が良くなる。 Further, when the first seal member and the second seal member are formed of a resin material mainly composed of an epoxy resin, the epoxy resin is excellent in water resistance and moisture resistance, and has a relatively strong adhesive force. You can choose. In addition, since it is a joint quality adhesive, it can be bonded under the same operating conditions, and it is possible to obtain a good adhesive quality (adhesion, etc.) and only one bonding operation is required, so that work efficiency is improved. Will be better.
また、電気光学変換部材が液晶であると液晶装置が得られる。また、電気制御部材がスイッチ機能を持った部材であるとタッチパネルなどが得られる。本発明のシール構造を用いる液晶装置やタッチパネルは、高温高湿度環境下にあっても信頼性が確保でき、且つ、電気光学変換部材の厚さを決めるギャップの変化を防ぐことができ、表示品質や光制御が正しく行える効果が得られる。
A liquid crystal device can be obtained when the electro-optic conversion member is a liquid crystal. Further, a touch panel or the like can be obtained when the electric control member is a member having a switch function. The liquid crystal device and touch panel using the seal structure of the present invention can ensure reliability even in a high temperature and high humidity environment, and can prevent a change in gap that determines the thickness of the electro-optic conversion member. And the effect of correct light control can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態を電気光学変換部材または電気制御部材として液晶を用いたところの液晶装置を用いて説明する。ここで、図1は本発明の実施形態に係る液晶装置の平面図と要部断面図を示しており、図1の(a)は平面図、図1の(b)は要部断面図である。尚、本発明の最良の実施形態を説明するに当たり、図1は本発明の実施形態を説明する上で核となる構成部品のみを取り上げて符号を付して描いてある。それゆえ、カラーフィルタ、平坦化膜、保護膜、絶縁膜、配向膜、反射層、半透過反射層、偏光層、位相差層、アンチグレアー膜などは適宜選択し、組合せて使用すれば良い。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described using a liquid crystal device using liquid crystal as an electro-optic conversion member or an electric control member. Here, FIG. 1 shows a plan view and a main part sectional view of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a main part sectional view. is there. In describing the best mode for carrying out the present invention, FIG. 1 shows only the components constituting the core in describing the embodiment of the present invention and is attached with reference numerals. Therefore, a color filter, a planarizing film, a protective film, an insulating film, an alignment film, a reflective layer, a transflective layer, a polarizing layer, a retardation layer, an antiglare film, and the like may be appropriately selected and used in combination.
最初に、図1の(b)に示すように、本発明の実施形態に係る液晶装置10は、対向して配置された一対の下基板11と上基板21の間に電気光学変換部材である液晶部材15を第1のシール部材27及び第2のシール部材28を介して封入した構造を取る。第1のシール部材27は、図1の(a)に示すように、液晶部材15を囲うように設けられ、第2のシール部材28は第1のシール部材27を囲うようにして外側に設けられている。1
6はスペーサで、所定のセルギャップ(液晶部材15の層の厚さ)を得るために下基板11と上基板21との間に設けられる。尚、図示はしていないが第1のシール部材27、及び第2のシール部材28の中にもスペーサを分散しており、より均一なセルギャップが確保できるようにしている。この第1のシール部材27及び第2のシール部材28に分散するスペーサはスペーサ16と同じものでも良く、異なる材質のものでも良い。
First, as shown in FIG. 1B, the
A spacer 6 is provided between the
ここで、一対の上下基板21、11は平板状の部材からなるが、下基板11は透明なガラスなどからなる透明基板上にITO(Indium Tin Oxide)膜で形成した透明電極とラビング処理を施した配向膜などが形成されたものから成りる。尚、下基板11は必ずしも透明基板に限るものではなく、不透明な基板であっても良い。また、上基板21は透明なガラスなどからなる透明基板上にITO(Indium Tin Oxide)膜で形成した透明電極とラビング処理を施した配向膜などが形成されたものから成っている。
Here, the pair of upper and
また、第1のシール部材27の中に封入される液晶部材15は、異方誘電性を有しており、印加電圧に応じて光屈折率が変動する、いわゆる電気的作用によって光学的な変化を起こす電気光学変換部材としての働きを成しているものである。このような液晶部材としてはTN(Twisted Nematic)液晶やSTN(Super
Twisted Nematic)液晶、高分子分散液晶などを挙げることができる。スペーサ16は所要の粒径のガラス粒子やプラスチック粒子、あるいはガラスファイバー粒子などが用いられる。
Further, the
Twisted Nematic) liquid crystal, polymer dispersed liquid crystal, and the like. The
第1のシール部材27、及び第2のシール部材28は熱硬化性の樹脂からなり、その主成分はエポキシ樹脂で形成されるが、第2のシール部材28の吸水率は第1のシール部材27の吸水率より小さい特性を持っている。また、第1のシール部材27の線膨張係数は第2のシール部材28の線膨張係数より小さい特性を持っている。ここでの第1のシール部材27、及び第2のシール部材28は耐水性や熱膨張性、接着強度性などを考慮して選択するするもので、特に熱硬化性のエポキシ樹脂に限定するものではなく、他の接着樹脂、例えばアクリル樹脂などで上記の特性を満たしたものであれば本発明を構成するものである。そして、第1のシール部材27と第2のシール部材28は同一樹脂材料で構成されるのが好ましい。また、この第1のシール部材27、及び第2のシール部材28には均一なセルギャップを確保するためにスペーサ16と同じ粒径のスペーサを分散させている。第1のシール部材27と第2のシール部材28に分散するスペーサはスペーサ16と同じものでも良く、異なる材質のものでも良い。
The
第1のシール部材27、及び第2のシール部材28の形成方法はスクリーン印刷方法やディスペンサー塗布方法などで形成する。スクリーン印刷方法で形成する場合は、第1のシール部材27は上基板21または下基板11の何れか一方の基板に印刷形成し、第2のシール部材28は他方の基板に印刷形成する。そして、上基板21と下基板11とを対向して位置を合わせ、加圧・加熱の下で貼合わせることによって第1のシール部材27とこの第1のシール部材27を囲うようにして外側に第2のシール部材28とが形成される。ディスペンサー方法で形成する場合は、上基板21または下基板11の何れか片方の基板に第1のシール部材27と第2のシール部材28との両方を形成する方法、或いは、第1のシール部材27を上基板21または下基板11の何れか一方の基板に形成し、第2のシール部材28を他方の基板に形成する方法などの製造方法を用いることができる。
The
尚、図1に図示はしていないが、第1のシール部材27、及び第2のシール部材28は1カ所、液晶部材15の注入口となる開口部を設けて形成する。そして、この開口部は液晶部材15を真空注入した後に紫外線硬化型の樹脂を充填し、硬化させて封口する。
Although not shown in FIG. 1, the
本実施形態においては、熱硬化性のエポキシ樹脂を主成分にして形成した第1のシール部材27と第2のシール部材28とを上基板21または下基板11に液晶部材15の注入口となる開口部を設けて形成した後、上基板21と下基板11とを位置を合わせて対向させ、エアーバック方法による加圧方法で上下基板21、11の外側から加圧を加えながら加熱を施す。加熱は徐々に加温して略160°Cの温度まで高め、略160°Cの温度で30分〜1時間の加熱を施して第1のシール部材27と第2のシール部材28とを硬化させる。このようにして第1のシール部材27と第2のシール部材28とを硬化させた後、真空注入機を用いて開口部から液晶部材15を真空注入し、注入後は紫外線硬化樹脂でもって封口する。このような製造工程を経て液晶装置10が得られる。
In the present embodiment, the first sealing
高温高湿度環境状態で使用される液晶装置はその耐湿性や耐熱性などに十分配慮した構造を取らなければならない。以上の構成を取った本発明の液晶装置10は液晶部材15を第1のシール部材27で封止し、更に、それらを囲うようにして第2のシール部材28で二重に封止する構造を取る。そしてそこには、外側に配設した第2のシール部材28の吸水率が内側に配設した第1のシール部材27の吸水率より小さい特性を有していることから、第2のシール部材28でもって第1のシール部材27への透水を防止している。
A liquid crystal device used in a high-temperature and high-humidity environment must have a structure that fully considers its moisture resistance and heat resistance. In the
更に、内側に配設した第1のシール部材27の線膨張係数が外側に配設した第2のシール部材28の線膨張係数より小さい特性を有している。上下基板21、11の変形や高温による第2のシール部材28の膨張が生じてもこの第1のシール部材27でしっかり基板を固定するので、液晶層の厚さであるセルギャップを一定に保つ作用効果が得られる。そして、高温高湿度環境下にあっても耐熱性や耐湿性に強く、且つ、安定したセルギャップが得られる。
Furthermore, the linear expansion coefficient of the
本実施形態では、外側に第2のシール部材28、内側に第1のシール部材27をそれぞれ1層、合わせて2層からなるシール構造を取っているが、例えば外側から内側にかけて第2のシール部材28−第2のシール部材28−第1のシール部材27の3層構造や、第2のシール部材28−第1のシール部材27−第1のシール部材27の構造などの3層構造を取っても良く、更には、第2のシール部材28−第1のシール部材27−第2のシール部材28−第1のシール部材27などの4層構造を取っても構わない。多層構造の層数を増やせば増やすほど耐熱性や耐湿性は良くなり、また、セルギャップの安定性も良くなる。
In the present embodiment, the seal structure is composed of two layers each including the
以下、実施例を挙げて更なる詳細説明を行う。最初に、本発明の実施例1を図2〜図5を用いて説明する。実施例1に示した液晶装置は液晶レンズを示しており、図2は実施例1における液晶レンズの平面透視図を示している。また、図3は図2における液晶レンズの要部断面図を示している。また、図4は高温高湿度条件下でのシール部材の信頼試験におけるセルギャップ変化量を示したグラフで、図5は図4に示すセルギャップの測定場所を説明する説明図を示している。 Hereinafter, further detailed description will be given with reference to examples. First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid crystal device shown in the first embodiment shows a liquid crystal lens, and FIG. 2 shows a plan perspective view of the liquid crystal lens in the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the liquid crystal lens in FIG. FIG. 4 is a graph showing the amount of change in the cell gap in the reliability test of the sealing member under high temperature and high humidity conditions, and FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the measurement location of the cell gap shown in FIG.
本発明の液晶レンズ30は、図2、図3に示すように、下基板31と上基板41との一対の対向した基板の間に液晶部材35を第1のシール部材47と第2のシール材48との二重シール構造でもって封入した構成を取る。尚、図2において、液晶部材35の注入口とその封口は図示を省略している。図3において、矢印Bは光の進入方向を示していて、上基板41は光の進入方向に対して下基板31より近く配置される。下基板31は、透明なガラスからなる透明基板32の上面に複数の電極を平面的に形成した電極層と配向膜34を積層した構成を取る。複数の電極層は、図2に示すように、中央に形成した透明な円形電極33aと、この円形電極33aの周りに円形を4分割して4つの領域に分けて同心環状形状に形成した透明な複数の環状電極33bと、それぞれ2つの領域の環状電極33
bと中央の円形電極33aに接続する2つの透明な引き出し電極33c1、33c2と、この2つの引き出し電極33c1、33c2のそれぞれに接続する2つの接続電極33d1、33d2とから成っている。接続電極33d1は引き出し電極33c1に接続し、引き出し電極33c1は、図2中、左側に位置する2つの領域の複数の環状電極33b及び中央の円形電極33aに接続している。また、接続電極33d2は引き出し電極33c2に接続し、引き出し電極33c2は、図2中、右側に位置する2つの領域の複数の環状電極33b及び中央の円形電極33aに接続している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
b and two transparent lead electrodes 33c1 and 33c2 connected to the central
一方、上基板41は透明なガラスからなる透明基板42の下面に透明電極43と配向膜44とを積層した構成を取る。
On the other hand, the
そして、下基板31と上基板41を対向して配置し、スペーサ36を介して一定のギャップを設け、第1のシール部材47と第2のシール部材48とでもって液晶部材35を封入して液晶レンズ30を形成している。ここでの液晶レンズ30の大きさは、縦・横ほぼ5mm角位の大きさになっている。また、封入する液晶部材35はネマティック液晶、或いはネマティック液晶とカイラルネマティック液晶を混合した混合液晶などが用いられる。また、第1のシール部材47は液晶部材35を封入するために内側に設けられ、第2のシール部材48は第1のシール部材47を囲うようにして外側に設けられる。
Then, the
図2において、複数の環状電極33bは外側に行くに従ってその幅は少しずつ細くなり、また、その間隔も少しずつ狭くなって形成されている。この環状電極33bが設けられた領域がレンズの働きをなす領域を形成する。
In FIG. 2, the plurality of
図2において、左側に接続電極33d1が形成され、右側に接続電極33d2が形成されているが、この接続電極33d1と接続電極33d2の何れか一方に正の電圧が印加され、他方に負の電圧が印加されるようになっている。そして、接続電極33d1と接続電極33d2とに電圧が印加されると、接続電極33d1及び接続電極33d2にそれぞれ接続する引き出し電極33c1、33c2に電圧印加され、更には、引き出し電極33c1と引き出し電極33c2にそれぞれ接続する環状電極33b、円形電極33aに電圧が印加される。複数の環状電極33b及び円形電極33aは引き出し電極33c1と引き出し電極33c2を介して電圧印加を受けるが、それぞれ距離も異なることから抵抗値も異なってきて印加電圧値も異なってくる。このため、液晶部材35に光屈折率の変化が起きて位相変調が現れ、レンズの機能が生まれてくる。
In FIG. 2, a connection electrode 33d1 is formed on the left side, and a connection electrode 33d2 is formed on the right side. A positive voltage is applied to either the connection electrode 33d1 or the connection electrode 33d2, and a negative voltage is applied to the other. Is applied. When a voltage is applied to the connection electrode 33d1 and the connection electrode 33d2, a voltage is applied to the extraction electrodes 33c1 and 33c2 connected to the connection electrode 33d1 and the connection electrode 33d2, respectively, and further to the extraction electrode 33c1 and the extraction electrode 33c2. A voltage is applied to the
ここで、上記の液晶レンズ30を構成する各構成部品は次のような仕様になっている。下基板31、上基板41を構成する透明基板32、42は透明なガラス板が用いられる。ガラスとしてはソーダガラスや石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等のものが利用され、多くは0.3〜1.1mmの厚みのものが用いられる。尚、ガラス以外にプラスチック板なども用いることができる。
Here, each component constituting the
下基板31を構成する円形電極33a、複数の環状電極33b、引き出し電極33c1、33c2、及び上基板41を構成する透明電極43は、錫をドープした酸化インジウムのITO(Indium Tin Oxide)膜や酸化亜鉛(ZnO2)膜などで形成する。このITO膜や酸化亜鉛膜は真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等で形成し、その後、フォトリソグラフィなどの方法で所望の形状に仕上げられる。
The
下基板31を構成する接続電極33d1、33d2はITO膜や金属薄膜などで形成する。金属薄膜としては、例えば、Au金属膜などは導電性が良いので好適に適用できる。これは有機金化合物のインクを印刷方法で形成し、500°〜600°の温度での焼成を行うことによって樹脂分が蒸発し、Au金属の焼付け膜が形成されてAu金属薄膜が形成
できる。接続電極33d1、33d2をAu金属膜等で形成すると電気抵抗値を小さく押さえることができ、円形電極33aや複数の環状電極33b、引き出し電極33c1、33c2の印加電圧精度を高める効果を生む。しかしながら、この接続電極33d1、33d2はAu金属膜に限るものではなく、ITO膜で形成しても何ら支障はない。
The connection electrodes 33d1 and 33d2 constituting the
下基板31、上基板41を構成する配向膜34、44はポリイミド樹脂などを用いて印刷法、スピン法などで形成し、コットンの布材などを用いてラビング処理して配向処理を施して用いる。尚、下基板31の配向膜34の配向方向と上基板41の配向膜44の配向方向はパラレル配向になるようにするが、パラレル配向の方向から少しずらしても良い。
The
スペーサ36は下基板31と上基板41とに一定の間隔を与えるために設けるもので、これによってセルギャップ(d)を確保する。絶縁性と透明性が求められることからガラス粒子やプラスチック粒子、ガラスファイバー粒子等が用いられる。一般に、液晶レンズにおいては、セルギャップは概ね5〜30μmの範囲に設定している。
The
第1のシール部材47と第2のシール部材48は、本実施例1においては、第1のシール部材47に三井化学株式会社製のストラクトボンドXN−651(商品番号)を、第2のシール部材48に同じく三井化学株式会社製のストラクトボンドHC−1210(商品番号)を用いている。ここで、第1のシール部材47として用いたストラクトボンドXN−651の特性は、エポキシ樹脂50〜75重量%を主成分にしてアミン系硬化剤3〜15重量%などを含有したものからなり、吸水率は3.7%、線膨張係数25(ppm)の特性を持っている。また、第2のシール部材48として用いたストラクトボンドHC−1210の特性は、エポキシ樹脂30〜50重量%を主成分にして多価フェノール系硬化剤15〜35重量%などを含有したものからなり、吸水率は1.3%、線膨張係数70(ppm)の特性を持っている。即ち、第2のシール材48として用いたストラクトボンドHC−1210の吸水率は1.3%で、第1のシール材47として用いたストラクトボンドXN−651の吸水率3.7%より約1/3程小さくなっている。また、第1のシール材47として用いたストラクトボンドXN−651の線膨張係数は25(ppm)で、第2のシール材48として用いたストラクトボンドHC−1210の線膨張係数70(ppm)より約1/3程小さくなっている。
In the first embodiment, the
ここで、シール部材としてストラクトボンドXN−651、及びストラクトボンドHC−1210を用いた場合における温度60°C/湿度90%の高温高湿度環境下における1230時間放置試験でのセルギャップの変化状態を図4を用いて説明する。尚、図4において、中央、周辺は液晶レンズの場所を示していて、場所は図5に示すように、中央(C)は液晶レンズの中央部、周辺は外周域部をシールしたシール部材Dの近くにあって、E1〜E4の4箇所を測定し、その平均値でもって周辺場所の変化数値を出している。また、図4の縦軸はセルギャップの変化量(単位:μm)を表わしており、試験前の測定値を0として試験前との変化した量を示している。また、横軸は試験の時間軸を示している。また、液晶レンズは縦・横5mmの大きさのもので、上下のガラス基板は何れも0.5mm厚、セルギャップ5μm、シール部材Dの幅は1層で0.5mmで形成した液晶レンズを用いている。 Here, the change state of the cell gap in a 1230 hour standing test in a high temperature and high humidity environment at a temperature of 60 ° C / humidity of 90% when Structbond XN-651 and Structbond HC-1210 are used as seal members This will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the center and the periphery indicate the location of the liquid crystal lens. As shown in FIG. 5, the center (C) is the center portion of the liquid crystal lens, and the periphery is the sealing member D that seals the outer peripheral region. The four places E1 to E4 are measured, and the change values of the surrounding places are obtained with the average value. The vertical axis in FIG. 4 represents the amount of change in the cell gap (unit: μm), and shows the amount of change from before the test when the measured value before the test is zero. The horizontal axis indicates the time axis of the test. The liquid crystal lens has a size of 5 mm in length and width. The upper and lower glass substrates are both 0.5 mm thick, the cell gap is 5 μm, and the width of the seal member D is 0.5 mm in one layer. Used.
図4から、高温高湿度環境下においては、吸水率が3.7%と大きく、線膨張係数が25ppmと小さいXN−651をシール部材として用いた場合は、シール層の厚み方向の変化は大きく変化する。中央は100時間以降になってくると−0.14〜−0.18μmのギャップである液晶層の厚さあるいは上下基板間の間隙の変化が生じ、周辺は+0.03〜+0.04μmのギャップ変化が起きる。これは、中央は0.14〜0.18μmの変化幅をもって凹状態にへこみ、周辺は0.14〜0.18μmの変化幅をもって凸状態に飛び出し、大きく反った状態になることが分かる。これに対して、吸水率1.3%と
小さく、線膨張係数が70ppmと大きいHC−1210をシール部材として用いた場合は、水分の透水が非常に少ないためにシール層の厚み方向の変化は非常に小さい。
From FIG. 4, when XN-651 having a large water absorption rate of 3.7% and a linear expansion coefficient of 25 ppm is used as a seal member in a high temperature and high humidity environment, the change in the thickness direction of the seal layer is large. Change. At the center, after 100 hours, the thickness of the liquid crystal layer or the gap between the upper and lower substrates changes with a gap of −0.14 to −0.18 μm, and the gap between the upper and lower substrates is +0.03 to +0.04 μm. Change occurs. It can be seen that the center dents into a concave state with a change width of 0.14 to 0.18 μm, and the periphery jumps out into a convex state with a change width of 0.14 to 0.18 μm. On the other hand, when HC-1210 having a small water absorption rate of 1.3% and a large linear expansion coefficient of 70 ppm is used as the seal member, the moisture permeability is very small, so the change in the thickness direction of the seal layer is Very small.
以上のことから、外側に吸水率1.3%と小さく、線膨張係数が70ppmと大きいHC−1210なる第2のシール部材48を配設し、内側に吸水率が3.7%と大きく、線膨張係数が25ppmと小さいXN−651なる第1のシール材47を配設するシール構造を取ることにより、高温高湿度環境下にあっても、外側に配設した吸水率の小さい第2のシール部材48の働きにより外部からの透水が遮断され、セルギャップの変化を非常に小さく押さえることができる。
From the above, the
また、内側に配設した第1のシール部材47の線膨張係数が外側に配設した第2のシール部材48の線膨張係数より小さいことから、高温による第2のシール部材48の膨張を抑え、高温度による上下基板41、31の変形を防止する働きを成す。
Further, since the linear expansion coefficient of the
第1のシール部材47、及び第2のシール部材48には、図2、図3に図示はしていないが、均一なセルギャップを得るために上基板41と下基板31との間に設けるスペーサ36と同粒径のスペーサを分散する。第1のシール部材47、第2のシール部材48に分散するスペーサはスペーサ36より硬質なものを用いるのが好ましく、例えば、ガラス粒子を用いた場合はスペーサ36はプラスチック粒子を用いるようにするのが良い。第1のシール部材47、及び第2のシール部材48に分散するスペーサはシール部材全体に対して2重量%程度とするのが良い。
Although not shown in FIGS. 2 and 3, the
上基板41または下基板31の何れか一方の基板に第1のシール部材47をスクリーン印刷方法などで印刷形成し、他方の基板に第2のシール部材48を印刷形成し、そして、上基板41と下基板31とを対向させて位置を合わせ、加圧・加熱の下で第1のシール部材47と第2のシール部材48を硬化させ、上基板41と下基板31とを接合する。ここでの加圧力は200〜1.0kg/cm2 、加熱温度は160°Cで30分〜1時間行う。尚、図2、図3に図示はしていないが、第1のシール部材47と第2のシール部材48は、液晶部材35の注入口となる開口部を一箇所設けてあり、液晶部材35の注入後に封口するようになっている。上基板41と下基板31とを接合した後、真空注入機で液晶材料35を真空注入し、その後に、紫外線硬化樹脂でもって開口部を封口する。これによって液晶レンズ30が得られる。
The
本実施例1の液晶レンズ30は、外側に吸水率1.3%と小さく、線膨張係数が70ppmと大きいHC−1210なる第2のシール部材48を配し、内側に吸水率が3.7%と大きく、線膨張係数が25ppmと小さいXN−651なる第1のシール材47を配するシール構造をなしている。これにより、高温高湿度環境下にあっても、外側に吸水率の小さい第2のシール部材48を配したことで、ギャップの変化を非常に小さく押さえることができる。また、内側に線膨張係数の小さい第1のシール部材47を配したことで、上基板41と下基板31との強い接合強度が得られると同時に、高温度によって生じる上下基板41、31の変形や高温による第2のシール部材48の膨張をこの第1のシール部材47で防止する。そして、高温高湿度環境下にあっても高い湿度や温度に対してもシール部材の変形が少なく、且つ、安定したセルギャップが得られる。
In the
また、本実施例1の液晶レンズ30は、外側に第2のシール部材48を配し、内側に第1のシール材47を配する2層からなるシール構造を取っていが、第2のシール部材48(外側)−第2のシール部材48(真ん中)−第1のシール材47(内側)の3層構造や、第2のシール部材48(外側)−第1のシール部材47(真ん中)−第1のシール材47(内側)の3層構造を取ることも可能で、3層のシール構造を取ると更なる効果を生む。また、4層構造を取っても良いことは云うまでもない。尚、2層以上のシール構造とす
る場合は、一番内側で液晶部材に接するシール部材は線膨張係数の小さい第1のシール部材47を配設し、一番外側のシール部材は吸水率の小さい第2のシール部材48を配設するようにする。
Further, the
次に、本発明の実施例2を図6、図7を用いて説明する。実施例2に係る液晶装置は液晶表示装置を示しており、図6は実施例2における液晶表示装置の一部透視図を含む平面図で、図7は図6における液晶表示装置の要部断面図を示している。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid crystal device according to the second embodiment is a liquid crystal display device, FIG. 6 is a plan view including a partial perspective view of the liquid crystal display device according to the second embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part of the liquid crystal display device in FIG. The figure is shown.
最初に、図6において、丸で囲ったG部は透視図を描いたもので、ブラックマトリックス66が設けられた液晶表示装置を示している。この液晶表示装置50は、図7に示すように、上基板61と下基板51の一対の基板を対向してスペーサ56を介して一定のギャップを持って配置し、そのギャップの間に液晶部材55を第1のシール部材57と第2のシール部材58とで封入した構造を取っている。また、ここでの第2のシール部材58は、図6、図7に示すように、2層設けられており、一番外側が其の1の第2のシール部材58−1で、内側が其の2の第2のシール部材58−2になっている。そして、其の2の第2のシール部材58−2の内側に第1のシール部材57が設けられて、この第1のシール部材57の内側に液晶部材55が封入された構造を取っている。そして、上基板61の外側に上偏光板69、下基板51の外側に下偏光板59が設けられて液晶表示装置50が構成されている。尚、図6、図7において、其の1の第2のシール部材58−1と其の2の第2のシール部材58−2と第1のシール部材57は繋がって設けられているが、それぞれ多少の隙間を持って設けられていても良い。
First, in FIG. 6, a circled G portion is a perspective view showing a liquid crystal display device provided with a
ここで、下基板51は、透明なガラスからなる透明基板52と、ITO膜からなる透明電極53と、透明電極53上に設けた配向膜54とから構成されている。ここでの透明電極53はストライプ状に複数設けられていて、後述する上基板61のストライプ状に設けた複数の透明電極63と直角に交差するように配設されている。
Here, the
一方、上基板61は、透明なガラスからなる透明基板62と、格子状のブラックマトリックス66と、ブラックマトリックス66の間を埋めるようにして設けたカラーフィルタ67と、カラーフィルタ67の上面を平坦にするために設けた透明で絶縁性を有する平坦化膜68と、平坦化膜68上に設けたITO膜からなる透明電極63と、透明電極63の上面に設けた配向膜64とから構成されている。ここでのカラーフィルタ67は赤色、青色、緑色の3種類のカラーフィルタで、この3種類のカラーフィルタが交互に並んだ状態で設けられている。また、このカラーフィルタ67は後述する上基板61のストライプ状に設けた複数の透明電極63と下基板51のストライプ状に設けた複数の透明電極53とが直角に交差する部分に位置する所に設けられる。また、透明電極63はストライプ状に複数設けられ、下基板51のストライプ状に設けた複数の透明電極53と直角に交差するようになっている。そして、直角に公差して重なり合った部分が1つの表示画素を形成している。そして、この画素に対応する部分にカラーフィルタ67を配設した構造を取っている。
On the other hand, the
上記構成部品の各々の仕様は次のようになっている。下基板51、上基板61を構成する透明基板52、62は透明なガラス板が用いられる。ガラスとしてはソーダガラスや石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等のものが利用され、多くは0.7〜1.1mmの厚みのものが用いられる。尚、ガラス以外にプラスチック板なども用いることができる。
The specifications of each of the above components are as follows. Transparent glass plates are used for the
下基板51を構成する透明電極53、上基板61を構成する透明電極63は、錫をドープした酸化インジウムのITO膜や酸化亜鉛(ZnO2)膜などで形成する。このITO
膜や酸化亜鉛膜は真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法等で形成し、その後、フォトリソグラフィなどの方法でストライプ状の形状に仕上げられる。尚、図6、図7に図示はしていないが、これらの透明電極には電圧印加するための引き出し電極がそれぞれ設けられ、それらの引き出し電極はシール部材の外側まで延びて配設されている。
The
The film and the zinc oxide film are formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, or the like, and then finished into a stripe shape by a method such as photolithography. Although not shown in FIGS. 6 and 7, these transparent electrodes are respectively provided with extraction electrodes for applying a voltage, and these extraction electrodes are arranged to extend to the outside of the seal member. .
下基板51を構成する配向膜54、上基板61を構成する配向膜64は、ポリイミド樹脂などを用いて印刷法、スピン法などで形成し、コットンの布材などを用いてラビング処理して配向処理を施して用いる。
The
上基板61を構成するブラックマトリックス66は、酸化クロム膜(CrO)、或いは酸化クロム膜(CrO)とクロム膜(Cr)の積層膜、或いは樹脂材などでもって形成する。
The
上基板61を構成するカラーフィルタ67は、赤色、青色、緑色の3種類の色を持つ。それぞれの色を持つインク或いは塗料を用いて印刷法やディスペンサー塗布方法などで形成する。
The
上基板61を構成する平坦化膜68は、その上に形成する透明電極63を平坦で正常な形状で形成できるようにする目的と、ブラックマトリックス66やカラーフィルタ67を保護する目的で設ける。この平坦化膜は透明なアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などを用いて印刷法などで形成する。
The
スペーサ56は下基板51と上基板61とに一定の間隔を与えるために設けるもので、これによってセルギャップを確保する。絶縁性と透明性が求められることからガラス粒子やプラスチック粒子、ガラスファイバー粒子等が用いられる。一般に、液晶表示装置においては、セルギャップは、概ね、2〜15μmの範囲に設定している。
液晶部材55としてはTN液晶やSTN液晶などが用いられる。
The
As the
第1のシール部材57と第2のシール部材58は、前述の実施例1に用いたものと同じものを用いている。即ち、第1のシール部材57に三井化学株式会社製のストラクトボンドXN−651を、第2のシール部材58に同じく三井化学株式会社製のストラクトボンドHC−1210を用いている。ここで、第1のシール部材57として用いたストラクトボンドXN−651の特性は、エポキシ樹脂50〜75重量%を主成分にしてアミン系硬化剤3〜15重量%などを含有したものからなり、吸水率は3.7%、線膨張係数25(ppm)の特性を持っている。また、第2のシール部材58として用いたストラクトボンドHC−1210の特性は、エポキシ樹脂30〜50重量%を主成分にして多価フェノール系硬化剤15〜35重量%などを含有したものからなり、吸水率は1.3%、線膨張係数70(ppm)の特性を持っている。即ち、第2のシール材58として用いたストラクトボンドHC−1210の吸水率は1.3%で、第1のシール材57として用いたストラクトボンドXN−651の吸水率3.7%より約1/3程小さくなっている。また、第1のシール材57として用いたストラクトボンドXN−651の線膨張係数は25(ppm)で、第2のシール材58として用いたストラクトボンドHC−1210の線膨張係数70(ppm)より約1/3程小さくなっている。
The
第1のシール部材57は下基板51または上基板61の何れか一方の基板に形成し、他方の基板には2層に分けて第2のシール部材58を形成し、そして位置を合わせて対向させ、散布したスペーサ56を挟んで加圧・加熱の下で貼合わせる。加圧・加熱の条件は前述の実施例1と同じで、加圧力は200〜1.0kg/cm2 、加熱温度は160°Cで30分〜1時間行う。尚、図6、図7に図示はしていないが、第1のシール部材57と2層に分けて形成した第2のシール部材58は、液晶部材55の注入口となる開口部を一
箇所設けてあり、液晶部材55の注入後に封口するようになっている。上基板61と下基板51とを接合した後、真空注入機で液晶材料55を真空注入し、その後に、紫外線硬化樹脂でもって開口部を封口する。そしてその後に上下の偏光板69、59を貼ることによって液晶表示装置50が得られる。
The
尚、第1のシール部材57、及び第2のシール部材58には、図6、図7に図示はしていないが、均一なセルギャップを得るために上基板61と下基板51との間に設けるスペーサ56と同粒径のスペーサを分散する。このスペーサはガラス粒子やプラスチック粒子、ガラスファイバー粒子等を用いるが、導電特性を有する導電性スペーサを用いることもある。
Although not shown in FIGS. 6 and 7, the
本実施例2においては、高温高湿度環境でのシール部材における透水を完全に防止する目的で、吸水率の小さいストラクトボンドHC−1210なる第2のシール部材58を2層設けている。外側に其の1の第2のシール部材58−1を配設し、更にその内側に其の2の第2のシール部材58−2を配設している。また、一番内側に、線膨張係数の小さいストラクトボンドXN−651なる第1のシール部材57を1層設けている。この線膨張係数の小さい第1のシール部材57でもって下基板51と上基板61とに強い接合を得る。そして同時に、高温による第2のシール部材58の膨張による上下基板61、51の変形を押さえて、セルギャップを均一な値にする。このようなシール構造を取ることにより、高温高湿度環境下でも高い湿度や温度に対してもシール部材の変形が少なく、輝度ムラのない高品質の表示が得られる液晶表示装置を得られる。
In the second embodiment, two layers of the
本実施例2の液晶表示装置50は単純マトリックス構造を取っているが、2端子型の非線形抵抗素子で構成したアクティブマトリックス型の液晶表示装置、薄膜トランジスタを用いた3端子型のTFT構造を用いた液晶表示装置などであっても、同様に本発明のシール構造を取ることができる。
Although the liquid
また、本実施例2のシール構造は、外側に吸水率の小さい第2のシール部材58を2層、内側に線膨張係数の小さい第1のシール部材57を1層、合わせて3層設けた構造を取っているが、外側に吸水率の小さい第2のシール部材58を1層、内側に線膨張係数の小さい第1のシール部材57を2層、合わせて3層設けた構造を取ったものであっても、上記に述べた効果より、より接着力の強い液晶表示装置が得られる効果がある。
Further, in the seal structure of the second embodiment, two layers of the
次に、本発明の実施例3を図8、図9を用いて説明する。実施例3はタッチパネルのシール構造について説明する。図8は実施例3におけるタッチパネルの平面図を示していて、図9は図8おけるK−K断面図を示している。
Next,
本実施例3のタッチパネルは液晶表示装置の上部に配設して、液晶表示装置に表示された指示画面をタッチパネル上で指やペンなどで押圧して用いる入力機能を有するパネル付き液晶表示装置の仕様になっている。従って、本実施例3のタッチパネルは、その下方に液晶表示装置を配設して用いられる。図8、図9に示すように、このタッチパネル70は、形状が方形をなす下基板71と可撓性を有する上基板81とを一定の隙間を設けてその外周域を第1のシール部材87と第2のシール部材88とで貼合わせ、そして、その上面側に偏光板89、下面側に位相差板79を貼付けた構造を取っている。
The touch panel according to the third embodiment is arranged on the upper part of the liquid crystal display device, and is a liquid crystal display device with a panel having an input function that is used by pressing an instruction screen displayed on the liquid crystal display device with a finger or a pen on the touch panel. It is a specification. Therefore, the touch panel of the third embodiment is used with a liquid crystal display device disposed below it. As shown in FIGS. 8 and 9, the
ここでの下基板71は、透明な方形のガラスからなる透明基板72と、この透明基板72の上面に方形形状に形成された透明電極73と、この透明電極73の図8中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて透明基板72の片方端にある点線枠で囲ったFPC取付部Sまで延設した一対の下導電電極74及び75と、FPC取付部S近辺に形成された一
対の外部回路との接続を取る接続電極77、78と、透明電極73上にマトリックス状に配置したドットスペーサ76とで構成されている。尚、上記一対の接続電極77、78は、後述する上基板81の上導電電極84、85と導通接続を行うためにFPC取付部S近傍に設けられている。また、一対の下導電電極74、75において、下導電電極74は透明電極73の辺に接続した部分74aとFPC取付部Sまで引廻した部分74bとで構成され、同様に、下導電電極75は透明電極73の辺に接続した部分75aとFPC取付部Sまで引廻した部分75bとで構成されている。
The
また、上基板81は、可撓性があって透明で方形形状をした透明基板82と、この透明基板82の下面に方形形状に形成された透明電極83と、この透明電極83の図8中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてFPC取付部S方向に向かって延設された一対の上導電電極84、85とで構成されている。尚、一対の上導電電極84、85において、上導電電極84は透明電極83の辺に接続した部分84aとFPC取付部S近辺まで引廻した部分84bとで構成され、同様に、上導電電極85は透明電極83の辺に接続した部分85aとFPC取付部S近辺まで引廻した部分85bとで構成されている。
Further, the
そして、上基板81の上導電電極84、85と下基板71の下導電電極74、75とが方形配置となるように対向配置し、上下基板81、71との間に一定の隙間を持たせて隙間の外周周囲あるいはその近傍に枠形状の第2のシール部材88、その内側に枠形状の第1のシール部材87でもって上下基板81、71とを接着して固定すると共に、上下基板81、71の外周域を周回してシールしている。更に、上基板81に設けられた一対の上導電電極84及び85は、図8で丸く囲って示した接続部H及びIの場所において、その端部が下基板71に設けた一対の接続電極77及び78と異方性導電接着剤あるいは導電性接着剤を介して接続され、上導電電極84が接続電極77と、及び、上導電電極85が接続電極78と導通がとられている。
Then, the upper
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするとのことで、上基板81の上面には偏光板89、下基板71の下面には位相差板79が貼付けられている。尚、この偏光板89と位相差板79はタッチパネルを液晶表示装置と組合せて用いる時に取る一つの構成部品で、それ以外でタッチパネルを用いる時は必ず必要するものではないので省くことはできる。また、下基板71のFPC取付部SにはFPC90が取り付けられて外部との導通が図られるようになっている。
Further, the anti-glare property is improved to improve the transparency and quality display. A
上記構造を成すタッチパネル70の各構成要素部品は次のようになっている。下基板71を構成する透明基板72は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは0.7〜1.1mmのものが選択される。上基板81を構成する透明基板82は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器(例えば、カーナビゲーション等)にはガラスが使用される。ガラスとしては耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する0.2mm厚みのホウケイ酸ガラスなどのマイクロガラス(マイクロシートガラス)などが用いられている。尚、本実施例3におけるタッチパネルは液晶表示装置の上部に配設して用いるために透明基板72、及び透明基板82を透明なガラスなどの部材でもって形成している。しかし、透明性が必ずしも必要としない用途のタッチパネルの場合は必ずしも透明基板でなくても良い。
Each component part of the
下基板71を構成する透明電極73及び上基板81を構成する透明電極83は錫をドープした酸化インジウムのITO(Indium Tin Oxide)膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、印刷法等で形成する。この透明電極73及び83は高抵抗値であることが求められるため250〜500オングストロームの範囲で非常に薄く形
成する。このITO膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。
The
下基板71を構成する下導電電極74、75、接続電極77、78、及び上基板81を構成する上導電電極84、85は、下基板71の透明電極73及び上基板81の透明電極83に電圧印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は100分の1以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。
Lower
下基板71を構成するドットスペーサ76は、押圧した部分以外の部分の透明電極同士が接触しないために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ76は目に見えない大きさであることが求められることから、直径30〜60μm、ドット間隔は1〜8mmの範囲で設計される。また、厚みは、用いる上基板81の透明基板82の材質や上下基板81、71の隙間量にもよって異なるが、透明基板82に0.2mmのマイクロガラスを使用し、上下基板81、71の隙間量を10μm前後に設定した場合は概ね2〜5μm位の厚みを取る。
The dot spacers 76 constituting the
第1のシール部材87と第2のシール部材88は、前述の実施例1で用いたシール部材と同じものを使用している。即ち、第1のシール部材87に三井化学株式会社製のストラクトボンドXN−651を、第2のシール部材88に同じく三井化学株式会社製のストラクトボンドHC−1210を用いている。ここで、第1のシール部材87として用いたストラクトボンドXN−651の特性は、エポキシ樹脂50〜75重量%を主成分にしてアミン系硬化剤3〜15重量%などを含有したものからなり、吸水率は3.7%、線膨張係数25(ppm)の特性を持っている。また、第2のシール部材88として用いたストラクトボンドHC−1210の特性は、エポキシ樹脂30〜50重量%を主成分にして多価フェノール系硬化剤15〜35重量%などを含有したものからなり、吸水率は1.3%、線膨張係数70(ppm)の特性を持っている。即ち、第2のシール材88として用いたストラクトボンドHC−1210の吸水率は1.3%で、第1のシール材87として用いたストラクトボンドXN−651の吸水率3.7%より約1/3程小さくなっている。また、第1のシール材87として用いたストラクトボンドXN−651の線膨張係数は25(ppm)で、第2のシール材88として用いたストラクトボンドHC−1210の線膨張係数70(ppm)より約1/3程小さくなっている。
The
この第1のシール部材87、及び第2のシール部材88には、図8、図9に図示はしていないが、上基板81と下基板71との隙間を一定隙間(ギャップ)に保持するためにスペーサを分散する。ここで使われるスペーサは所定の粒径の絶縁性のあるガラス粒子やプラスチック粒子、ガラスファイバー粒子等が用いられる。スペーサの粒径は上基板81の透明基板82の材質や厚さによって異なるが、例えば、0.2mmのマイクロガラスを使用した場合は概ね10μm前後の粒径のものが選択される。
Although not shown in FIGS. 8 and 9, the
第1のシール部材87は下基板71または上基板81の何れか一方の基板に形成し、他方の基板には第2のシール部材88を形成し、位置を合わせて対向させ、加圧・加熱の下で貼合わせる。加圧・加熱の条件は前述の実施例1と同じで、加圧力は200〜1.0kg/cm2 、加熱温度は160°Cで30分〜1時間行う。尚、図8、図9に図示はしていないが、第1のシール部材87と第2のシール部材88は、窒素ガスの注入口となる
開口部を一箇所設けてあり、窒素ガスの注入後に紫外線硬化樹脂で封口するようになっている。この窒素ガスは下基板71の透明電極73や上基板81の透明電極83、並びに、下基板71の下導電電極74、75や上基板81の上導電電極84、85などの腐蝕を防止する目的、上基板81のへたりを防止する目的などで設けるもので、窒素ガスに限らず他のガスを用いることも行われている。また、液体などを封入することも行われている。
The
タッチパネルは液晶表示装置の上部に配設されて、液晶表示装置に表示された指示画面をタッチパネル上で指やペンなどで押圧することで指示画面が変わり、これを順次繰り返して目的とする作業を遂行する。従って、タッチパネルは表示された指示画面を指示するか否かのスイッチの働きをなしている。このスイッチ機能は、本実施例3においては、上基板81の透明電極83と下基板71の透明電極73とが指圧などにより接触することにより電気信号が流れ、その位置を割り出して指示内容が分かるようになっている。即ち、上基板81の透明電極83と下基板71の透明電極73はスイッチの役割をなしていて、一つの電気制御部材にもなっている。
The touch panel is arranged at the top of the liquid crystal display device, and the instruction screen is changed by pressing the instruction screen displayed on the liquid crystal display device with a finger or a pen on the touch panel. Carry out. Accordingly, the touch panel functions as a switch for indicating whether or not to indicate the displayed instruction screen. In this embodiment, in this embodiment, an electrical signal flows when the
タッチパネルの上基板に設ける透明電極と下基板に設ける透明電極はスイッチの役割をなす。従って、水分などによる腐蝕を絶対的に避けなければならない。本実施例3におけるタッチパネル70は、外側に吸水率1.3%と小さく、線膨張係数が70ppmと大きいHC−1210なる第2のシール部材88を配し、内側に吸水率が3.7%と大きく、線膨張係数が25ppmと小さいXN−651なる第1のシール材87を配するシール構造を取っている。これにより、高温高湿度環境下にあっても、外側に配した吸水率の小さい第2のシール部材88でもって内部への透水が遮断され、内部の透明電極や導電電極を完全に水分から保護される。また、内側に線膨張係数の小さい第1のシール部材87を配したことで、上基板81と下基板71との強い接合が得られる。と同時に、高湿度によって生じる上下基板81、71の変形や高温による第2のシール部材88の膨張をこの第1のシール部材87で防止する。そして、高温高湿度環境下にあっても耐熱性や耐湿性に強く、且つ、安定したギャップを維持することができる。
The transparent electrode provided on the upper substrate of the touch panel and the transparent electrode provided on the lower substrate serve as a switch. Therefore, corrosion due to moisture and the like must be avoided absolutely. In the
このことは、スイッチを構成する部材の腐蝕を防止し、高温高湿度環境下にあっても長期間に渡って正常な機能を維持する効果を得る。また、タッチパネルの押圧力を変動させることなく絶えず一定の押圧力で操作できる効果が現れる。 This prevents the corrosion of the members constituting the switch and has the effect of maintaining a normal function over a long period of time even in a high temperature and high humidity environment. In addition, the effect of being able to operate with a constant pressing force without changing the pressing force of the touch panel appears.
本実施例3においては、上下に配設した導電体を機械的に接触させてスイッチの機能を果たすタッチパネルを取り上げて説明した。しかしながら、本発明は、機械的にスイッチ機能を果たすタッチパネルに限るものものではなく、他の物理的特性、例えば磁気などを利用したタッチパネルでも適用できるものである。また、タッチパネルに限ぎるものでもなく、他の電気制御部材を封止する構造のものであれば適用できるものである。 In the third embodiment, the touch panel that functions as a switch by mechanically contacting the conductors disposed above and below has been described. However, the present invention is not limited to a touch panel that mechanically performs a switching function, but can also be applied to a touch panel using other physical characteristics such as magnetism. Further, the present invention is not limited to a touch panel, and can be applied to any structure that seals other electric control members.
10 液晶装置
11、31、51、71 下基板
15、35、55 液晶部材
16、36、56 スペーサ
21、41、61、81 上基板
27、47、57、87 第1のシール部材
28、48、58、88 第2のシール部材
30 液晶レンズ
32、42、52、62、72、82 透明基板
33a 円形電極
33b 環状電極
33c1、33c2 引き出し電極
33d1、33d2 接続電極
34、44、54、64 配向膜
43、53、63、73、83 透明電極
50 液晶表示装置
66 ブラックマトリックス
67 カラーフィルタ
68 平坦化膜
58−1 其の1の第2のシール部材
58−2 其の2の第2のシール部材
59、69、89 偏光板
70 タッチパネル
76 ドットスペーサ
74、75 下導電電極
77、78 接続電極
84、85 上導電電極
90 FPC
10
Claims (8)
該シール部材は、前記電気光学変換部材側に配設される第1のシール部材と、該第1のシール部材を囲む如く外側に配設される第2のシール部材とからなり、
前記第1のシール部材の線膨張係数は前記第2のシール部材の線膨張係数より小さく、
前記第2のシール部材の吸水率は前記第1のシール部材の吸水率より小さいことを特徴とするシール部材。 A sealing member for sealing the electro-optic conversion member between a pair of opposing plate-like members,
The seal member includes a first seal member disposed on the electro-optic conversion member side and a second seal member disposed on the outside so as to surround the first seal member.
The linear expansion coefficient of the first seal member is smaller than the linear expansion coefficient of the second seal member,
The seal member according to claim 1, wherein a water absorption rate of the second seal member is smaller than a water absorption rate of the first seal member.
前記シール部材は、前記液晶部材側に配設される第1のシール部材と、該第1のシール部材を囲む如く外側に配設される第2のシール部材とからなり、
前記第1のシール部材の線膨張係数は前記第2のシール部材の線膨張係数より小さく、
前記第2のシール部材の吸水率は前記第1のシール部材の吸水率より小さいことを特徴とする液晶装置。 In a liquid crystal device in which a liquid crystal member is sealed with a seal member between a pair of opposing substrates having at least electrodes,
The seal member includes a first seal member disposed on the liquid crystal member side and a second seal member disposed on the outside so as to surround the first seal member.
The linear expansion coefficient of the first seal member is smaller than the linear expansion coefficient of the second seal member,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the water absorption rate of the second seal member is smaller than the water absorption rate of the first seal member.
8. The liquid crystal device according to claim 6, wherein the first seal member and the second seal member are made of a resin material mainly composed of an epoxy resin.
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