JP2011118439A - Liquid crystal display device - Google Patents

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liquid crystal
sealing material
crystal display
frame
display element
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JP2011057407A
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Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Kobayashi
節郎 小林
Hiroaki Miwa
広明 三輪
Katsuhiko Ishii
克彦 石井
Takashi Yamamoto
貴史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Hitachi Displays Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device solving such problems that in manufacturing a liquid crystal display element having a black matrix, when a UV curable frame sealing material is cured after injecting a liquid crystal by a drop-fill method, a dose of UV rays on the sealing material is insufficient, resulting in poor curing and significant decrease in the reliability of the liquid crystal display element. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element is configured such that an overlap width of a frame type sealing material 120 and a black matrix 150 in the circumference edge along the display region is decreased to 0.2 mm or less, or an overlap region of the black matrix with the frame sealing material includes a light-transmitting part. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、枠状のシール材を介して、一対の基板を所定の間隙を介して対向させて固定
し、該枠状のシール材の内側の両基板間に液晶を封止して成る液晶表示素子に係わるもの
であり、特に、前記枠状のシール材の内側に形成されている多数の表示用画素群を囲み、
該枠状のシール材に沿って設けられたブラックマトリックス(Black Matrix)を備えた液
晶表示素子に係わるものである。
According to the present invention, a pair of substrates are fixed to each other with a predetermined gap through a frame-shaped sealing material, and liquid crystal is sealed between both substrates inside the frame-shaped sealing material. It relates to a display element, in particular, surrounds a large number of display pixel groups formed inside the frame-shaped sealing material,
The present invention relates to a liquid crystal display element provided with a black matrix provided along the frame-shaped sealing material.

液晶表示素子の一つのタイプであるアクティブ・マトリクス方式の液晶表示素子におい
ては、マトリクス状に配列された複数の画素の各々にスイッチング素子を設けられている
。スイッチング素子として代表的なものとしては薄膜トランジスタ(TFT)がある。
In an active matrix type liquid crystal display element which is one type of liquid crystal display element, a switching element is provided in each of a plurality of pixels arranged in a matrix. A typical switching element is a thin film transistor (TFT).

なお、薄膜トランジスタを使用したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例
えば特許文献1で知られている。また、画素電極の周囲を樹脂から成る遮光膜(以下ブラ
ックマトリクスとも呼ぶ)で覆う構成は、特許文献2、特許文献3及び特許文献4で知ら
れている。
液晶表示素子は、例えば、内面に表示用画素電極と配向膜等がそれぞれ積層された一対
の基板を、前記内面が所定の間隙を介して互いに対向するように配置し、かつ該一対の基
板間の周縁部に、液晶封入口として一部に切欠き部が設けられた枠状のシール材により、
両基板を貼り合せた後に、前記液晶封入口を介した減圧注入法によりシール材の内側に液
晶を封入後、前記液晶封入口を封止して形成される。
Note that an active matrix type liquid crystal display device using a thin film transistor is known, for example, from Patent Document 1. A configuration in which the periphery of the pixel electrode is covered with a light shielding film made of resin (hereinafter also referred to as a black matrix) is known from Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4.
In the liquid crystal display element, for example, a pair of substrates each having a display pixel electrode and an alignment film laminated on the inner surface are arranged so that the inner surfaces face each other with a predetermined gap between them, and With a frame-shaped sealing material provided with a notch part in the peripheral part of the
After the two substrates are bonded together, liquid crystal is sealed inside the sealing material by a reduced pressure injection method through the liquid crystal sealing port, and then the liquid crystal sealing port is sealed.

さらに、前記両基板の外側に偏光板を貼り付けるとともに、液晶表示素子に光を供給す
るバックライトを液晶表示素子の下側に配置し、液晶表示素子を駆動する駆動用回路基板
を液晶表示素子の外周部の外側に配置し、これら各部材及び、これら各部材を保持するモ
ールド成形品からなる枠状体とを、液晶表示窓があけられた金属製シールドケース(フレ
ーム)等に収納して液晶表示装置を形成される。
Further, a polarizing plate is attached to the outside of both the substrates, a backlight for supplying light to the liquid crystal display element is disposed below the liquid crystal display element, and a driving circuit board for driving the liquid crystal display element is provided as the liquid crystal display element Each of these members and a frame-shaped body made of a molded product that holds these members are stored in a metal shield case (frame) or the like with a liquid crystal display window opened. A liquid crystal display device is formed.

特開平5-257142号公報JP-A-5-257142 特開平4-342229号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-342229 特開平5-72540号公報JP-A-5-72540 特開平11-352500号公報JP 11-352500 A

近年、携帯電話などの小型携帯機器への液晶表示素子の普及はめざましいものであるが
、その普及の増大とともに、液晶表示素子の低価格への要求も益々厳しいものとなってき
ている。この要求に応えるために、特許第3210109号公報では、上記減圧注入法(
真空注入法とも呼ばれる)の代わりに、注入工程の短縮を目的として滴下注入法が提案さ
れている。しかし、この場合、シール材として熱硬化型は使用できず、紫外線硬化型しか
使用することが出来ない。
In recent years, the spread of liquid crystal display elements to small portable devices such as mobile phones has been remarkable, but with the widespread use, the demand for lower prices of liquid crystal display elements has become increasingly severe. In order to meet this requirement, Japanese Patent No. 3210109 discloses the above-described reduced pressure injection method (
Instead of the vacuum injection method), a drop injection method has been proposed for the purpose of shortening the injection process. However, in this case, the thermosetting type cannot be used as the sealing material, and only the ultraviolet curable type can be used.

一方、液晶表示素子においては、上記特許文献1〜4に開示されているように、ブラッ
クマトリクスは、各画素電極を囲むように設けられて各画素の輪郭をはっきりさせコント
ラストを向上させるばかりでなく、枠状のシール材が配置されている液晶表示素子の基板
周縁部領域にもブラックマトリクスを形成して、上記バックライトからの光が、液晶表示
素子の基板周縁部のシール材を通過して表示面側に漏れるのを防止することも行われている。光漏れが生じると、表示面周縁部で表示コントラストが低下し、表示品質を著しく劣化させてしまう。特に、暗い表示面に明るい文字、図形などの表示を行う場合、この光漏れの影響を大きく受けてしまい問題となる。
On the other hand, in the liquid crystal display element, as disclosed in the above Patent Documents 1 to 4, the black matrix is provided so as to surround each pixel electrode so that the outline of each pixel is clarified and the contrast is improved. A black matrix is also formed in the peripheral area of the substrate of the liquid crystal display element on which the frame-shaped sealing material is arranged, and the light from the backlight passes through the sealing material on the peripheral edge of the substrate of the liquid crystal display element. Preventing leakage to the display surface side is also performed. When light leakage occurs, the display contrast is lowered at the periphery of the display surface, and the display quality is remarkably deteriorated. In particular, when displaying bright characters, graphics, etc. on a dark display surface, it is greatly affected by this light leakage, which is a problem.

しかしながら、このように、枠状のシール材が配置されている液晶表示素子の基板周縁
部領域にもブラックマトリクスを形成してしまうと、上記滴下注入法で使用される紫外線
硬化型シール材への紫外線の照射量が不十分なものとなり、硬化が十分行われず、液晶表
示素子の信頼性が大幅に低下してしまう危険性があった。
However, if a black matrix is also formed in the peripheral region of the substrate of the liquid crystal display element in which the frame-shaped sealing material is arranged in this way, the ultraviolet curable sealing material used in the above-described dripping injection method can be used. There was a risk that the irradiation amount of ultraviolet rays was insufficient, the curing was not performed sufficiently, and the reliability of the liquid crystal display element was greatly lowered.

本発明の目的は、表示品質の低下及び液晶表示素子の信頼性の低下を伴うことなしに、
液晶封入に、製造工程の短縮を可能とする滴下注入法が採用できる液晶表示素子を提供す
ることにある。
The object of the present invention is not accompanied by a decrease in display quality and a decrease in the reliability of the liquid crystal display element.
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of adopting a dropping injection method that enables shortening of the manufacturing process for liquid crystal encapsulation.

本発明の上記目的及びその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によ
って明らかにする。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

本書において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおり
である。
The outline of typical inventions among inventions disclosed in this document will be described as follows.

(1) 透明な第1の基板と、前記透明な第1の基板と所定の間隔を介して対向する第
2の基板と、紫外線硬化材からなり,前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された枠状のシール材と、前記枠状のシール材の内側に封入された液晶組成物と、前記第1の基板と前記第2の基板のうちの少なくとも一方の上に設けられた複数の電極によって、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される複数の表示画素と、前記複数の表示画素の各々の輪郭を規定するとともに、該複数の表示画素からなる表示領域を囲むよう形成された遮光性材料からなるブラックマトリクスとからなる液晶表示素子において、前記表示領域に沿った周縁部における,前記枠状のシール材と前記ブラックマトリクスのオーバーラップ幅が0.2mm以下であることを特徴とする液晶表示素子。
(1) A transparent first substrate and a first substrate facing the transparent first substrate with a predetermined distance therebetween.
A frame-shaped seal material sandwiched between the first substrate and the second substrate, and a liquid crystal composition sealed inside the frame-shaped seal material And a plurality of electrodes provided on at least one of the first substrate and the second substrate, and a plurality of electrodes formed between the first substrate and the second substrate. In the liquid crystal display element comprising: a display pixel; and a black matrix made of a light-shielding material that defines a contour of each of the plurality of display pixels and surrounds a display region made of the plurality of display pixels. A liquid crystal display element, wherein an overlap width of the frame-shaped sealing material and the black matrix is 0.2 mm or less at a peripheral edge along the region.

(2) (1)の液晶表示素子において、前記枠状のシール材を形成する紫外線硬化材
の、硬化前の光学濃度が2以上であることを特徴とする。
(2) In the liquid crystal display element of (1), the optical density before curing of the ultraviolet curable material forming the frame-shaped sealing material is 2 or more.

(3) (2)の液晶表示素子において、前記枠状のシール材を形成する紫外線硬化材
の、硬化前の光学濃度が4以下であることを特徴とする。
(3) In the liquid crystal display element of (2), an optical density before curing of the ultraviolet curable material forming the frame-shaped sealing material is 4 or less.

(4) 透明な第1の基板と、前記透明な第1の基板と所定の間隔を介して対向する第
2の基板と、紫外線硬化材からなり,前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された枠状のシール材と、前記枠状のシール材の内側に封入された液晶組成物と、前記第1の基板と前記第2の基板のうちの少なくとも一方の上に設けられた複数の電極によって、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される複数の表示画素と、前記複数の表示画素の各々の輪郭を規定するとともに、該複数の表示画素からなる表示領域を囲むよう形成された遮光性材料からなるブラックマトリクスとからなる液晶表示素子において、前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、光透過部を含むようパターン化されていることを特徴とする液晶表示素子。
(4) A transparent first substrate and a first substrate facing the transparent first substrate with a predetermined distance therebetween.
A frame-shaped seal material sandwiched between the first substrate and the second substrate, and a liquid crystal composition sealed inside the frame-shaped seal material And a plurality of electrodes provided on at least one of the first substrate and the second substrate, and a plurality of electrodes formed between the first substrate and the second substrate. In the liquid crystal display element comprising: a display pixel; and a black matrix made of a light-shielding material that defines a contour of each of the plurality of display pixels and surrounds a display region made of the plurality of display pixels. A liquid crystal display element, wherein a region of the matrix that overlaps the frame-shaped sealing material is patterned to include a light transmission portion.

(5) (4)の液晶表示素子において、前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシ
ール材にオーバーラップする領域が、水平及び垂直方向に延在する格子パターンを形成し
ていることを特徴とする。
(5) In the liquid crystal display element of (4), a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms a lattice pattern extending in the horizontal and vertical directions. .

(6) (4)の液晶表示素子において、前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシ
ール材にオーバーラップする領域が、水平及び垂直方向から傾斜した格子パターンを形成
していることを特徴とする。
(6) In the liquid crystal display element of (4), a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms a lattice pattern that is inclined from horizontal and vertical directions.

(7) (4)の液晶表示素子において、前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシ
ール材にオーバーラップする領域が、ストライプパターンを形成していることを特徴とす
る。
(7) In the liquid crystal display element of (4), a region overlapping the frame-shaped sealing material of the black matrix forms a stripe pattern.

(8) (4)の液晶表示素子において、前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシ
ール材にオーバーラップする領域が、開口パターンを形成していることを特徴とする。
(8) In the liquid crystal display element according to (4), a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms an opening pattern.

(9) (4)の液晶表示素子において、前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシ
ール材にオーバーラップする領域が、島状パターンを形成していることを特徴とする。
(9) In the liquid crystal display element according to (4), the region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms an island pattern.

(10) (4)の液晶表示素子において、前記前記ブラックマトリクスの前記枠状の
シール材にオーバーラップする領域が、くさび形パターンを形成していることを特徴とす
る。
(10) In the liquid crystal display element of (4), a region overlapping the frame-shaped sealing material of the black matrix forms a wedge-shaped pattern.

本発明によれば、対向する一対の基板及び該一対の基板の周縁部に挟持される枠状のシ
ール材とによって形成されるセル内への液晶封入に対し、注入工程の短縮を可能とする滴
下注入法が採用でき、かつ表示品質及び液晶表示素子の信頼性が確保できる。
According to the present invention, it is possible to shorten the injection process for liquid crystal encapsulation in a cell formed by a pair of opposing substrates and a frame-shaped sealing material sandwiched between peripheral edges of the pair of substrates. The dropping injection method can be adopted, and the display quality and the reliability of the liquid crystal display element can be secured.

枠状の紫外線硬化型シール材を使用した液晶表示素子において、封入される液晶の滴下を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating dripping of the liquid crystal enclosed in the liquid crystal display element which uses a frame-shaped ultraviolet curing sealing material. 枠状の紫外線硬化型シール材を使用した液晶表示素子の作成工程において、封入される液晶が背面基板上に滴下された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the liquid crystal sealed was dripped on the back substrate in the creation process of the liquid crystal display element which uses a frame-shaped ultraviolet curing sealing material. 枠状の紫外線硬化型シール材を使用した液晶表示素子の作成工程において、封入される液晶を挟んだ背面基板と前面基板とが加圧されて所定の間隔で対向する状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a back substrate and a front substrate sandwiching liquid crystal to be sealed are pressed and face each other at a predetermined interval in a liquid crystal display element manufacturing process using a frame-shaped ultraviolet curable sealing material. . 枠状の紫外線硬化型シール材を使用した液晶表示素子の作成工程において、紫外線を照射してシール材を硬化させて前面基板と背面基板とを固着する工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the process of irradiating an ultraviolet-ray and hardening a sealing material, and adhering a front substrate and a back substrate in the creation process of the liquid crystal display element using a frame-shaped ultraviolet curing sealing material. 本発明の第1の実施例による液晶表示素子の平面図である。1 is a plan view of a liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention. 図3aの液晶表示素子の線IIIb−IIIbに沿った断面図である。FIG. 3b is a cross-sectional view of the liquid crystal display element of FIG. 3a along line IIIb-IIIb. 本発明の第2の実施例による液晶表示素子において、枠状の紫外線硬化型シール材にオーバーラップするブラックマトリクス周縁部を格子状パターン形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。In the liquid crystal display element by the 2nd Example of this invention, it is a principal part top view of a liquid crystal display element at the time of forming a grid | lattice-like pattern in the black matrix peripheral part which overlaps with a frame-shaped ultraviolet curable sealing material. 本発明の第2の実施例による液晶表示素子において、枠状の紫外線硬化型シール材にオーバーラップするブラックマトリクスの周縁部を斜め格子状パターンに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。In the liquid crystal display element by the 2nd Example of this invention, it is a principal part top view of the liquid crystal display element at the time of forming the peripheral part of the black matrix which overlaps with a frame-shaped ultraviolet curing sealing material in a diagonal lattice pattern. is there. 本発明の第2の実施例による液晶表示素子において、枠状の紫外線硬化型シール材にオーバーラップするブラックマトリクスの周縁部をストライプパターンに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。In the liquid crystal display element by the 2nd Example of this invention, it is a principal part top view of the liquid crystal display element when the peripheral part of the black matrix which overlaps with a frame-shaped ultraviolet curing sealing material is formed in a stripe pattern. 本発明の第2の実施例による液晶表示素子において、枠状の紫外線硬化型シール材にオーバーラップするブラックマトリクスの周縁部を円形開口パターンに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。In the liquid crystal display element by 2nd Example of this invention, it is a principal part top view of the liquid crystal display element at the time of forming the peripheral part of the black matrix which overlaps with a frame-shaped ultraviolet curing sealing material in a circular opening pattern. . 本発明の第2の実施例による液晶表示素子において、枠状の紫外線硬化型シール材にオーバーラップするブラックマトリクスの周縁部を島状パターンに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。In the liquid crystal display element by 2nd Example of this invention, it is a principal part top view of the liquid crystal display element at the time of forming the peripheral part of the black matrix which overlaps with a frame-shaped ultraviolet curing sealing material in an island-like pattern. . 本発明の第2の実施例による液晶表示素子において、枠状の紫外線硬化型シール材にオーバーラップするブラックマトリクスの周縁部をくさび形パターンに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。In the liquid crystal display element by 2nd Example of this invention, it is a principal part top view of the liquid crystal display element at the time of forming the peripheral part of the black matrix which overlaps with a frame-shaped ultraviolet curing sealing material in a wedge-shaped pattern. .

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施例を説明する全
図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted.

なお、本明細書添付の図面においては、簡単の為、基板、基板上に形成される電極、電
子素子、電気配線及びそれらからの外部取り出し電極端子などの要素の図示を省略し、か
つ、明瞭化のため、図中の各要素が、実際の表示素子、装置の場合とは異なる縮尺比率を
用いて誇張して描かれている場合がある。
In the drawings attached to this specification, for the sake of simplicity, the illustration of elements such as a substrate, electrodes formed on the substrate, electronic elements, electrical wiring, and external lead electrode terminals from them is omitted and clearly shown. For the sake of simplicity, each element in the drawing may be exaggerated and drawn using a scale ratio different from that of an actual display element or device.

本発明による実施例を説明するに先立って、紫外線硬化型シール材を使用した液晶表示
素子に、滴下注入法を使用して液晶を封入する方法について、上記特許第3210109
号公報に倣って簡単に説明する。図1は、例えば、携帯電話などの小型携帯機器用の液晶
表示素子9個を作成するための一枚の基板10の斜視図である。基板10の上には、枠状
のシール材20が形成されている。なお、実際には、枠状のシール材20の各々の内側に
は、複数の画素電極、この画素電極毎に設けられたスイッチング素子、これらに電気的に
結合される配線及び液晶分子を配向するための配向膜などが設けられているが、簡単化の
ため図示を省略している。枠状のシール材20の各々の内側には、ディスペンサ50を用
いて液晶30を滴下する。
Prior to the description of the embodiments according to the present invention, a method of enclosing liquid crystal in a liquid crystal display element using an ultraviolet curable sealant by using a drop injection method is described in Japanese Patent No. 3210109.
Following is a brief explanation following the gazette. FIG. 1 is a perspective view of a single substrate 10 for producing nine liquid crystal display elements for small portable devices such as mobile phones. A frame-shaped sealing material 20 is formed on the substrate 10. In practice, a plurality of pixel electrodes, switching elements provided for each pixel electrode, wirings electrically coupled to these, and liquid crystal molecules are aligned inside each frame-shaped sealing material 20. An alignment film for the purpose is provided, but the illustration is omitted for simplification. The liquid crystal 30 is dropped inside the frame-shaped sealing material 20 using a dispenser 50.

図2aは、図1における枠状のシール材20の1個についての、線IIa−IIaに沿
った断面図である。この1個のシール材20の部分を例にとり、以下1個の液晶表示素子
の組み立て工程を説明する。図2bは、図2aのシール材20及びその内部にある液晶3
0に、もう一方の基板40を重ね合わせた後、基板10及び40を加圧し、基板10と基
板40を所定の間隔で対向させた(このためにスペーサなどが使われるが図示せず。)状
態を断面図である。次いで、図2cに示す如く、シール材20部分に紫外線を照射し、シ
ール材20を硬化させて基板10と基板40とを固着する。
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line IIa-IIa for one of the frame-shaped sealing materials 20 in FIG. Taking the part of this single sealing material 20 as an example, the assembly process of one liquid crystal display element will be described below. FIG. 2b shows the sealing material 20 of FIG. 2a and the liquid crystal 3 inside it.
After the other substrate 40 is superimposed on 0, the substrates 10 and 40 are pressurized so that the substrate 10 and the substrate 40 face each other at a predetermined interval (for this purpose, a spacer or the like is used, but not shown). FIG. Next, as shown in FIG. 2 c, the sealing material 20 is irradiated with ultraviolet rays to cure the sealing material 20 and fix the substrate 10 and the substrate 40 together.

図3aは、本発明の第1の実施例による液晶表示素子の平面図、図3bは、図3aの液
晶表示素子の線IIIb−IIIbに沿った断面図である。滴下注入法により液晶を封入
する方法を、図1における枠状のシール材20の1個についての線IIa−IIaに沿っ
た断面図に相当する、図2a〜図2bの断面図を用いて説明したが、この図3bに示した
断面図は、図2cの断面図に相当するものである。
3a is a plan view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3b is a cross-sectional view of the liquid crystal display device of FIG. 3a taken along line IIIb-IIIb. A method of encapsulating liquid crystal by the dropping injection method will be described using the cross-sectional views of FIGS. 2a to 2b corresponding to the cross-sectional view along line IIa-IIa for one of the frame-shaped sealing materials 20 in FIG. However, the cross-sectional view shown in FIG. 3b corresponds to the cross-sectional view of FIG. 2c.

図3a及び3bにおいて、参照符号110は液晶素子の背面基板、140は液晶素子の
前面基板、130は液晶組成物、120は枠状の紫外線硬化型シール材、150は,画素
の輪郭を規定する多数の開口が設けられたブラックマトリクス、PR,PG,PBは、ブ
ラックマトリクス150の開口部に設けられた赤原色,緑原色、青原色表示画素を示す。
図3a及び3bにおいては、簡単の為、基板に形成される画素電極、画素電極の各々に対
応して設けられたスイッチング素子、電気配線及びそれらからの外部取り出し電極端子、
3原色フィルタなどの要素の図示が省略されている。
3a and 3b, reference numeral 110 denotes a back substrate of the liquid crystal element, 140 denotes a front substrate of the liquid crystal element, 130 denotes a liquid crystal composition, 120 denotes a frame-shaped ultraviolet curable sealant, and 150 defines a pixel outline. Black matrixes PR, PG, and PB provided with a large number of openings indicate red primary, green primary, and blue primary color display pixels provided in the openings of the black matrix 150.
3a and 3b, for the sake of simplicity, a pixel electrode formed on the substrate, a switching element provided corresponding to each pixel electrode, an electrical wiring, and an external extraction electrode terminal therefrom,
Illustration of elements such as the three primary color filters is omitted.

本実施例においては、ブラックマトリクス150の周縁部が枠状の紫外線硬化型シール
材120にオーバーラップせずに、ブラックマトリクス150の外縁150Eが、枠状の
紫外線硬化型シール内側縁120Eに単に接する(tangent)だけの大きさに形成されて
いる。従って、背面基板110と前面基板140との間の枠状シール材120の内側に、
液晶組成物130を滴下注入法により注入後、図2cを用いて説明した同様に、図3bに
示した如く、枠状の紫外線硬化型シール120を硬化させるために、枠状の紫外線硬化型
シール120に紫外線を照射した場合、該紫外線は、ブラックマトリクス150に妨害さ
れずに紫外線硬化型シール材120に到達することができるので、紫外線硬化型シール1
20の硬化が十分行われ、信頼性の高い液晶表示素子が得られる。
In this embodiment, the peripheral edge of the black matrix 150 does not overlap the frame-shaped UV curable seal material 120, and the outer edge 150E of the black matrix 150 simply contacts the frame-shaped UV curable seal inner edge 120E. It is formed in a size that is only (tangent). Therefore, inside the frame-shaped sealing material 120 between the back substrate 110 and the front substrate 140,
After injecting the liquid crystal composition 130 by the dropping injection method, as described with reference to FIG. 2c, as shown in FIG. 3b, in order to cure the frame-shaped UV curable seal 120, a frame-shaped UV curable seal is used. When 120 is irradiated with ultraviolet rays, the ultraviolet rays can reach the ultraviolet curable sealing material 120 without being obstructed by the black matrix 150, and therefore the ultraviolet curable seal 1.
20 is sufficiently cured, and a highly reliable liquid crystal display element is obtained.

上記説明では、ブラックマトリクス150の外縁150Eが、枠状の紫外線硬化型シー
ル材120の内側縁120Eに単に接する(tangent)構成として説明したが、枠状の紫
外線硬化型シール材120の幅W(図3a,3b参照)は、通常1mm程度なので、枠状
の紫外線硬化型シール材120とブラックマトリクス150のオーバーラップ幅が、0.
2mm以下ならば許容できる。このオーバーラップが存在する場合の関係を、図3bの中
のA部拡大図に、太い破線で示す。すなわち、図示の如く、ブラックマトリックス150
の外縁が、紫外線硬化型シール材120と液晶表示素子の前面基板140との間の150
EXで示された位置まで入り込む構成となる。
In the above description, the outer edge 150E of the black matrix 150 has been described as simply tangent to the inner edge 120E of the frame-shaped UV curable sealant 120, but the width W ( 3a and 3b) is usually about 1 mm, the overlap width of the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 and the black matrix 150 is 0.
2 mm or less is acceptable. The relationship when this overlap exists is shown by a thick broken line in the enlarged view of part A in FIG. 3b. That is, as shown, the black matrix 150
The outer edge of 150 is between the ultraviolet curable sealant 120 and the front substrate 140 of the liquid crystal display element.
It becomes the structure which penetrates to the position shown by EX.

ここで、紫外線硬化型シール材料としては、つぎのようなものが提案されている。   Here, the following are proposed as the ultraviolet curable sealing material.

ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレートを80重量部、エポキシ樹脂と
してRE203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイ
ド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)20重量部、ラジカル発生型光重合開始剤とし
て3,6-ビス(2-メチル-2-モルホリノプロピオニル)-9-n-オクチルカルバゾール
(旭電化工業製、アデカオプトマーN-1414)1.2重量部、ホウ酸エステルとして
2,2-オキシビス(5,5-ジメチル-1,3,2-ジオキサボリナン)0.5重量部、P
N-80(日本化薬株式会社製、フェノールノボラック樹脂)0.5重量部、アミノシラ
ンカップリング剤(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越
シリコーン製、KBM-603)1.3重量部を90℃で加熱溶解し、樹脂液を得た。室
温に冷却後、イソフタル酸ジヒドラジド(商品名IDH-S;大塚化学株式会社製ジェッ
トミル粉砕グレードを更にジェットミルで微粉砕したもの、融点224℃、活性水素当量
48.5g/eq、平均粒径1.7μm、最大粒径7μm)10重量部、アルミナ(シー
アイ化成株式会社製、SPC-Al、平均粒径1.0μm)13重量部、ゴム(呉羽化学
工業株式会社製、パラロイドEXL-2655、平均粒径0.2μm)3.9重量部を、
ミルで分散混練して得られたUVシール剤が有効と思われる。
80 parts by weight of epoxy acrylate of bisphenol F epoxy resin, 20 parts by weight of RE203 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; epoxy equivalent 233 g / eq, ethylene oxide-added bisphenol S type epoxy resin) as an epoxy resin, radical-generating photopolymerization initiator 3,6-bis (2-methyl-2-morpholinopropionyl) -9-n-octylcarbazole (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., Adekaoptomer N-1414), boric acid ester 2,2- 0.5 parts by weight of oxybis (5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaborinane), P
N-80 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., phenol novolac resin) 0.5 parts by weight, aminosilane coupling agent (N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, Shin-Etsu Silicone, KBM-603) 1 .3 parts by weight were heated and dissolved at 90 ° C. to obtain a resin solution. After cooling to room temperature, isophthalic acid dihydrazide (trade name IDH-S; finely pulverized jet mill pulverized grade made by Otsuka Chemical Co., Ltd., melting point 224 ° C., active hydrogen equivalent 48.5 g / eq, average particle size 1.7 μm, maximum particle size 7 μm) 10 parts by weight, alumina (CAI Kasei Co., Ltd., SPC-Al, average particle size 1.0 μm) 13 parts by weight, rubber (Kureha Chemical Industries, Paraloid EXL-2655), 3.9 parts by weight) (average particle size 0.2 μm)
A UV sealant obtained by dispersing and kneading with a mill seems to be effective.

ブラックマトリクス150の形成方法としては、例えば、アクリル,エポキシ,又はポ
リイミド樹脂などの有機樹脂にカーボンブラック又は黒色の有機顔料などを含有させたものを、透明ガラス基板140の上に、パターン状に塗布する方法がある。
As a method for forming the black matrix 150, for example, an organic resin such as acrylic, epoxy, or polyimide resin containing carbon black or a black organic pigment is applied in a pattern on the transparent glass substrate 140. There is a way to do it.

次に、枠状の紫外線硬化型シール材120に要求される光学的特性について検討を加え
る。本実施例においては、枠状の紫外線硬化型シール材120とブラックマトリクス15
0のオーバーラップ幅が0.2mm以下ならば許容できる構成にしているので、紫外線硬
化型シール材120にもブラックマトリクス150同等の光学特性、例えば、光学濃度O
D(optical density) ≧ 2.0 が満足されることが好ましい。しかしながら、光学濃度
ODが過度に大きすぎると、紫外線硬化型シール材が硬化しなくなる問題がある。紫外線
硬化型シール材120に対して要求される光学濃度ODの値は、背面基板110と前面基
板140との間の間隔CG(図3b参照)に依存するが、下記の値が好ましいと考えられ
る。
Next, the optical characteristics required for the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 are studied. In this embodiment, a frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 and a black matrix 15 are used.
If the overlap width of 0 is 0.2 mm or less, it is acceptable. Therefore, the ultraviolet curable sealant 120 also has optical characteristics equivalent to the black matrix 150, for example, optical density O
It is preferable that D (optical density) ≧ 2.0 is satisfied. However, when the optical density OD is excessively large, there is a problem that the ultraviolet curable sealing material is not cured. The value of the optical density OD required for the ultraviolet curable sealing material 120 depends on the distance CG (see FIG. 3b) between the back substrate 110 and the front substrate 140, but the following values are considered preferable. .

基板間間隔CG(μm) 要求される光学濃度OD
4 2〜3
3 2〜3.5
2 2〜4
上記光学濃度を調整する方法の一例として、紫外線硬化型シール材にチタン系黒色顔料
を添加する方法がある。このチタン系黒色顔料については、特開昭58-180413号
公報に詳述されている。
Inter-substrate spacing CG (μm) Required optical density OD
4 2-3
3 2-3.5
2 2-4
As an example of a method for adjusting the optical density, there is a method of adding a titanium black pigment to an ultraviolet curable sealing material. This titanium black pigment is described in detail in JP-A No. 58-180413.

上記実施例1においては、ブラックマトリクス150の外縁150Eが、枠状の紫外線
硬化型シール材120の内側縁120Eに単に接する(tangent)か、枠状の紫外線硬化
型シール材120とブラックマトリクス150のオーバーラップ幅を0.2mm以下とす
る構成であった。上記実施例1においては、紫外線硬化型シール材120にもブラックマ
トリクス150同等の光学特性を付与するために、例えば、光学濃度OD(optical dens
ity)についても十分配慮する必要がある。本実施例においては、紫外線硬化型シール材
120に要求される光学濃度OD(optical density)などの条件を緩和するため、枠状
の紫外線硬化型シール材120とブラックマトリクス150の周縁部を積極的にオーバーラップさせるが、枠状の紫外線硬化型シール材120の紫外線硬化を十分に行うことを可能とする構成である。
In the first embodiment, the outer edge 150E of the black matrix 150 is simply tangent to the inner edge 120E of the frame-shaped UV curable sealing material 120, or the frame-shaped UV curable sealing material 120 and the black matrix 150 are The overlap width was 0.2 mm or less. In the first embodiment, in order to provide the ultraviolet curable sealing material 120 with optical characteristics equivalent to the black matrix 150, for example, an optical density OD (optical dens) is used.
ity) needs to be considered. In this embodiment, in order to relax conditions such as optical density OD (optical density) required for the ultraviolet curable sealing material 120, the peripheral portions of the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 and the black matrix 150 are positively provided. However, the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 can be sufficiently cured with ultraviolet rays.

即ち、本実施例においては、ブラックマトリクス150の周縁部を、枠状の紫外線硬化
型シール材120にオーバーラップさせることにより枠状の紫外線硬化型シール材を透過する光量を減ずるが、該枠状の紫外線硬化型シール材120を硬化させるために必要な紫外線の量を確保するために、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリクス150の周縁部に開口、スリットなどを設けるか、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリクス150の周縁部を、島状に離散したブラックマトリクス片の集合で形成するものである。
That is, in this embodiment, the peripheral portion of the black matrix 150 is overlapped with the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 to reduce the amount of light transmitted through the frame-shaped ultraviolet curable sealing material. In order to secure the amount of ultraviolet rays necessary for curing the ultraviolet curable sealing material 120, an opening, a slit, or the like is provided in the peripheral portion of the black matrix 150 overlapping the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120. The peripheral portion of the black matrix 150 that overlaps the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 is formed by a collection of black matrix pieces that are discrete in an island shape.

図4aは、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリク
ス150周縁部を格子状パターン150Pに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。
FIG. 4A is a top view of the main part of the liquid crystal display element in the case where the periphery of the black matrix 150 that overlaps the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 is formed in the grid pattern 150P.

図4bは、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリク
ス150の周縁部を斜め格子状パターン150Pに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。
FIG. 4B is a top view of the main part of the liquid crystal display element in the case where the peripheral portion of the black matrix 150 overlapping the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 is formed in the oblique lattice pattern 150P.

図4cは、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリク
ス150の周縁部をストライプパターン150Pに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。
FIG. 4C is a top view of the main part of the liquid crystal display element when the peripheral portion of the black matrix 150 overlapping the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 is formed in the stripe pattern 150P.

図4dは、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリク
ス150の周縁部を円形開口パターン150Pに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。
FIG. 4D is a top view of the main part of the liquid crystal display element in the case where the peripheral portion of the black matrix 150 overlapping the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 is formed in the circular opening pattern 150P.

図4eは、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリク
ス150の周縁部を島状パターン150Pに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。
FIG. 4E is a top view of the main part of the liquid crystal display element in the case where the peripheral portion of the black matrix 150 overlapping the frame-shaped UV curable sealing material 120 is formed in the island pattern 150P.

図4fは、枠状の紫外線硬化型シール材120にオーバーラップするブラックマトリク
ス150の周縁部をくさび形パターン150Pに形成した場合の液晶表示素子の要部上面図である。
FIG. 4F is a top view of the main part of the liquid crystal display element in the case where the peripheral portion of the black matrix 150 overlapping the frame-shaped ultraviolet curable sealing material 120 is formed in the wedge-shaped pattern 150P.

なお、図4a〜4fにおいて、参照符号110は背面基板、140は前面基板、PR,
PG,PBはそれぞれ赤原色,緑原色,青原色表示画素を示す。
4A to 4F, reference numeral 110 is a rear substrate, 140 is a front substrate, PR,
PG and PB indicate red primary color, green primary color, and blue primary color display pixels, respectively.

10…基板、20…枠状のシール材、30…液晶、40…基板、50…ディスペンサ、
110…背面基板、120…枠状の紫外線硬化型シール材、120E…枠状の紫外線硬化
型シール材の内側縁、130…液晶組成物、140…前面基板、150…ブラックマトリ
クス、150E…ブラックマトリクスの外縁、150P…ブラックマトリクスのパターン
、PR…赤原色表示画素、PG…緑原色表示画素、PB…青原色表示画素。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 20 ... Frame-shaped sealing material, 30 ... Liquid crystal, 40 ... Board | substrate, 50 ... Dispenser,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Back substrate, 120 ... Frame-shaped ultraviolet curing sealing material, 120E ... Inner edge of frame-shaped ultraviolet curing sealing material, 130 ... Liquid crystal composition, 140 ... Front substrate, 150 ... Black matrix, 150E ... Black matrix 150P ... black matrix pattern, PR ... red primary color display pixel, PG ... green primary color display pixel, PB ... blue primary color display pixel.

Claims (7)

透明な第1の基板と、
前記透明な第1の基板と所定の間隔を介して対向する第2の基板と、
紫外線硬化材からなり,前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟持された枠状のシール材と、
前記枠状のシール材の内側に封入された液晶組成物と、
前記第1の基板と前記第2の基板のうちの少なくとも一方の上に設けられた複数の電極によって、前記第1の基板と前記第2の基板との間に形成される複数の表示画素と、
前記複数の表示画素の各々の輪郭を規定するとともに、該複数の表示画素からなる表示
領域を囲むよう形成された遮光性材料からなるブラックマトリクスとからなる液晶表示素子において、
前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、光透過部
を含むようパターン化されていることを特徴とする液晶表示素子。
A transparent first substrate;
A second substrate facing the transparent first substrate with a predetermined interval;
A frame-shaped sealing material made of an ultraviolet curable material and sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A liquid crystal composition sealed inside the frame-shaped sealing material;
A plurality of display pixels formed between the first substrate and the second substrate by a plurality of electrodes provided on at least one of the first substrate and the second substrate; ,
In a liquid crystal display element comprising a black matrix made of a light-shielding material and defining a contour of each of the plurality of display pixels, and surrounding a display region made of the plurality of display pixels,
The liquid crystal display element, wherein a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material is patterned to include a light transmission portion.
前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、水平
及び垂直方向に延在する格子パターンを形成していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms a lattice pattern extending in the horizontal and vertical directions.
前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、水平
及び垂直方向から傾斜した格子パターンを形成していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms a lattice pattern inclined from horizontal and vertical directions.
前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、スト
ライプパターンを形成していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms a stripe pattern.
前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、開口
パターンを形成していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms an opening pattern.
前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、島状
パターンを形成していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
2. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a region of the black matrix that overlaps the frame-shaped sealing material forms an island pattern.
前記前記ブラックマトリクスの前記枠状のシール材にオーバーラップする領域が、くさ
び形パターンを形成していることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a region overlapping the frame-shaped sealing material of the black matrix forms a wedge-shaped pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004062138A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Chi Mei Electronics Corp Liquid crystal display

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