JP3013507B2 - 振動板付き液晶セルの製造方法 - Google Patents

振動板付き液晶セルの製造方法

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JP3013507B2 JP3143158A JP14315891A JP3013507B2 JP 3013507 B2 JP3013507 B2 JP 3013507B2 JP 3143158 A JP3143158 A JP 3143158A JP 14315891 A JP14315891 A JP 14315891A JP 3013507 B2 JP3013507 B2 JP 3013507B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は振動板付き液晶セルの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は液晶の持つ電気光学効
果、すなわち電場を印加したときに生ずる液晶分子の光
学的性質の変化を利用するものであり、時計、電卓、計
測器等の数字表示パターン等の表示素子として使用され
る他、自動車の防眩ミラーとしても使用されている。
【0003】すなわち、ミラーのガラス前面に2枚の電
極中に封入した液晶を設置し、電極間に電圧を印加する
ことにより液晶を半透明とし、ミラーの防眩効果を得る
ことが考えられ、既に特公昭48−35384号として
公知である。
【0004】一方、ドアミラーやフエンダーミラー等の
アウトサイドミラーに付着する水滴を除去するために、
ミラーに接触して圧電素子を使用した振動装置を取付
け、振動装置の振動によりミラーを振動させて、ミラー
の反射面に付着した水滴を噴霧化して瞬時に除去する装
置が、実開昭63−25658号に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この液晶防眩ミラー
に、付着する雨滴の除去を目的として、振動板を取り付
けた雨滴除去機能付液晶ミラーの開発が望まれており、
その構造は図3に示すようなものであると想定される。
【0006】図3において、2枚の透明基板1aおよび
1bは相対向するように配置され、対向する面にはそれ
ぞれ透明電極層2aおよび2bが被着され、さらにその
上に配向膜3aおよび3bが形成されている。なお、透
明基板1bの背面にはAl蒸着膜7が形成され保護膜8
によって覆われている。
【0007】この配向膜3aおよび3bにラビング等の
配向処理が施された後、透明電極層2aおよび2bのギ
ャップを制御する目的で、ガラスあるいはプラスチック
製の粒子状のスペーサ5を介在させて、透明基板1aお
よび1bの周縁部がシール材4により接着されて液晶セ
ルが組付けられる。
【0008】この液晶セルに液晶13が封入された後、
透明基板1bの背面に、圧電素子12を背面に圧電素子
固定用接着剤11により固定した振動板10が、振動板
固定用接着剤9により接着される。
【0009】この振動板付き液晶セルの透明電極層形成
後の製造工程を示すと次の通りである。配向膜印刷→配
向膜硬化→ラビング→洗浄→シール剤印刷→セル組付け
(シール剤硬化)→液晶注入封止→超音波振動板接着。
なお、超音波作動による液晶セル内でのスペーサの移動
を防止するため、配向膜印刷時に配向剤溶液中にスペー
サを混合し、配向膜にスペーサを固定する方法をとって
いる。
【0010】しかしながら、前記工程により液晶セルを
製造すると、120℃で30分加熱して接着剤を硬化す
る超音波振動板の取り付け工程において、液晶セル内に
気泡が発生するという問題点がある。また、超音波作動
耐久の初期において液晶セル内に気泡が発生するという
問題点がある。
【0011】本発明は超音波振動板付き液晶セルの製造
工程において、あるいは超音波作動耐久の初期におい
て、液晶セル内に気泡が発生するという問題点を解決す
べくなされたもので、製造工程中あるいは作動初期にお
いて液晶セル内に気泡の発生しない超音波振動板付き液
晶セルの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】発明者等は、液晶セルに
気泡が発生する原因は、空セルおよび封入した液晶の脱
気不足にあると考えた。そこで、セル組み付け後の空セ
ルの超音波脱気の影響について検討した。しかしなが
ら、空セルの超音波脱気を行い、液晶注入時の脱気時間
を充分延長しても、超音波振動板組み付け時の加熱によ
り、気泡が発生し、液晶セルに気泡が発生する原因は、
空セルおよび封入した液晶の脱気不足ではないことが判
明した。
【0013】そこで、脱気不足以外の原因について、さ
らに追求を重ねた結果、140℃程度の加熱により気泡
が発生していることから、工程中の残留水分すなわちラ
ビング後の洗浄水の乾燥不足による残留、あるいは吸着
水分すなわち各構成材料に予め吸着していた水分に、そ
の原因があることを突き止めた。
【0014】この知見に基づき、本発明者等はさらに研
究を重ねた結果、ラビング処理後洗浄した後、基板を1
50〜220℃で2時間以上加熱することにより、これ
ら残留水分および吸着水分を除去できることを見出し
て、本発明完成した。
【0015】本発明の振動板付き液晶セルの製造方法
は、透明な一対の基板の相対向する面に透明電極層を被
着する工程と、前記透明電極層の表面に配向層を形成し
ラビング処理する工程と、ラビング処理した前記配向膜
を洗浄する工程と、前記基板を150〜220℃で2時
間以上加熱処理する工程と、前記基板周縁部にシール剤
を塗布後前記基板を貼り合わせ液晶セルを組み付ける工
程と、前記液晶セルに液晶を注入封止する工程と、前記
基板に振動板を接着する工程とからなることを要旨とす
る。
【0016】透明な基板としては、ガラス板または透明
なプラスチック板が使用される。2枚の基板を重ね合わ
せたときに外側になる面には、必要に応じて偏光板が重
ね合わされる。さらに、液晶セルを液晶防眩ミラー等と
して使用する場合は、透明基板のいずれか一方にアルミ
ニウム等の金属蒸着膜を形成し反射板とすることが必要
である。
【0017】透明電極としては、一般に酸化すずや酸化
インジウムなどのような金属酸化物の薄膜が用いられ
る。基板の相対向する面に透明電極層を形成するには、
スプレイ法のほか、真空蒸着法や高周波スパッタ法によ
り形成することができる。電極構成はセグメント電極、
固定パターン電極のみならずマトリクス電極にも適用で
きる。
【0018】本発明はラビング法により配向膜を形成す
る液晶セルに適用される。ラビング法による配向膜の形
成は、ボリイミドやポリビニルアルコールなどの水溶液
を塗布して基板の表面に薄い配向膜を形成し、その表面
を布などで一方向にこする(ラビング)ことにより配向
を得る。
【0019】また、超音波振動板付き液晶セルの場合、
超音波作動による液晶セル内でのスペーサの移動を防止
するため、配向膜印刷時に配向剤溶液中にスペーサを混
合し、配向膜にスペーサを固定する方法がとられる。
【0020】シール剤は液晶セルの周囲を封着するもの
であって、シール剤としては有機系の接着剤、例えば熱
硬化性のエポキシ系接着剤などが用いられる。基板を貼
り合わせ後シール剤の加熱硬化により組み付けられた液
晶セルは、液晶の注入に先立って真空脱気される。
【0021】
【作用】透明な一対の基板の相対向する面に透明電極層
を被着する工程により、透明基板に透明電極層が形成さ
れる。前記透明電極層の表面に配向層を形成しラビング
処理する工程により、液晶分子を所望の方向に配列させ
る配向膜が形成される。
【0022】ラビング処理した前記配向膜を洗浄する工
程により、ラビングかすが除去され、ラビングかすによ
るドメイン(色むら)の発生が防止される。前記基板を
150〜220℃で2時間以上加熱処理する工程によ
り、配向膜洗浄工程により残留する水分および他の構成
材に吸着した水分が除去される。
【0023】前記基板周縁部にシール剤を塗布後前記基
板を貼り合わせることにより、液晶セルが組み付けるら
れる。前記液晶セルに液晶を注入封止する工程により、
液晶セルの中に液晶が充填される。前記基板に振動板を
接着する工程により、液晶セルの中に気泡を発生させる
ことなく振動板を液晶せるに接着することができる。ま
た、超音波作動耐久後も気泡の発生がない。
【0024】基板を150〜220℃で2時間以上乾燥
する工程後は、基板を直ちにデシケータ内に保管し、2
4時間以内に液晶セルの組み付けを行うことが好まし
い。さもないと、空気中の水分を吸着して気泡が発生す
るからである。
【0025】基板の加熱温度を150〜220℃とした
のは、加熱温度が150℃未満であると残留水分および
吸着水分が充分に除去できないからであり、220℃を
越えるとスペーサとして使用されるポリスチレンビーズ
の耐熱温度を越えるからである。
【0026】
【実施例】本発明の実施例を比較例と比較しつつ説明
し、本発明の効果を明らかにする。図3は本実施例に用
いた超音波振動板付き液晶セルの断面図であって、その
構成については既に段落0006〜0008で説明した
通りである。
【0027】(実施例1)2枚の透明基板1aおよび1
bに曲率半径1800mm、厚さ0.7mmの曲面ガラ
ス板を用い、対向する面にはそれぞれITO(インジウ
ムチンオキサイド)からなる400Å厚さの透明電極層
2aおよび2bを被着した。配向膜3aおよび3bはポ
リイミド溶液を塗布し300℃で1時間乾燥硬化させて
厚さ1500Åの膜として形成した。なお、透明基板1
bの背面には厚さ1200ÅのAl蒸着膜7を形成し保
護膜8によって覆った。
【0028】スペーサ5には、直径8μmのポリスチレ
ンビーズを用い、基板1bにポリイミド溶液を塗布後乾
燥前にこのスペーサ5を基板1b上に散布し、ポリイミ
ドを乾燥硬化させることにより、スペーサ5をポリイミ
ドを介して基板1bに固着した。
【0029】配向膜3aおよび3bのラビング処理後の
洗浄は超音波純水洗浄により行った。洗浄後の基板は加
熱を全く行わなかったもの、100℃で2時間加熱、1
50℃で2時間加熱の3水準で加熱を行い、乾燥後直ち
にデシケータ中で冷却した。
【0030】続いて、透明基板1aおよび1bの周縁部
にエポキシ系のシール材4を印刷し基板1aと基板1b
を重ね合わせて180℃で75分間加熱硬化してシール
材4を硬化させることにより液晶セルを組み付けた。
【0031】組み付けた液晶セルに液晶13を注入封止
後、表1に示す温度で2時間加熱し、液晶セル内の気泡
の発生について調査し、サンプル数3個についての気泡
の発生数を表1に示した。
【0032】
【表1】
【0033】表1から明らかなように、洗浄後基板を全
く加熱しなかった比較例である試料No.1〜6は、液
晶セル加熱温度が140℃になると、液晶セル内に気泡
が発生した。また、洗浄後基板の加熱温度が100℃で
あった比較例である試料No.7〜12は、液晶セル加
熱温度が150℃になると、液晶セル内に気泡が発生し
た。
【0034】これに対して、洗浄後基板を150℃に加
熱した本発明例である試料No.13〜18は、液晶セ
ル加熱温度が150℃になっても、液晶セル内に気泡が
全く発生せず、本発明の効果が確認された。
【0035】なお、ラビング処理後洗浄を行わなかった
試料についても、液晶セル組付け後に同様に150℃で
2時間加熱し、気泡の発生について調査した。その結
果、ラビング処理後加熱しなかったものには5個中1個
の気泡の発生が見られたが、ラビング処理後150℃に
加熱したものは気泡の発生は5個中1個も無かった。し
かしながら、いずれの液晶セルにも、ラビングかすによ
るドメインの発生が見られ、ラビング後の洗浄処理を省
略できないことが判明した。
【0036】(実施例2)実施例1と同じ基板1aおよ
び1bを用い、実施例1と同様に基板1aおよび1bの
相対向する面に透明電極層2aおよび2bを被着した。
また、実施例1と同様に配向膜3aおよび3bを形成
し、ラビング処理後に超音波純水洗浄により洗浄を行っ
た。
【0037】洗浄後の基板は80〜240℃の間の温度
で加熱処理を行い、液晶セルを組付け液晶を注入封止
後、150℃で2時間の加熱を行い、サンプル数5個毎
の気泡発生数を調べ、得られた結果を図1に示した。
【0038】図1に示したように、基板の加熱処理温度
が80〜140℃の温度では気泡が1〜5個発生した。
然るに、基板の加熱処理温度が150℃以上では、気泡
の発生が全く見られず、本発明の効果を確認することが
できた。
【0039】(実施例3)実施例1と同じ基板1aおよ
び1bを用い、実施例1と同様に基板1aおよび1bの
相対向する面に透明電極層2aおよび2bを被着した。
また、実施例1と同様の配向膜3aおよび3bを形成
し、ラビング処理後に超音波純水洗浄により洗浄を行っ
た。
【0040】洗浄後の基板を150℃で2時間の加熱処
理を行った後、大気中に放置するものとデシケータ中に
保管するものに分け、加熱処理後セルの組付けまでの時
間を変化させて、150℃で2時間加熱を行った際の気
泡発生数を調べた。得られた結果は図2に示す。
【0041】図2に示したように、大気中に放置したも
のは24時間以上経ったものについて気泡が発生した。
また、デシケータ中に保管したものは、36時間以上経
ったものについて気泡が発生した。この結果より、基板
は加熱処理後にデシケータ中に保管し、24時間以内に
セル組付けを行うことが好ましいことが判明した。
【0042】
【発明の効果】本発明の振動板付き液晶セルの製造方法
は以上説明したように、ラビング処理した配向膜を洗浄
した後、基板を150〜220℃で2時間以上加熱処理
することを特徴とするものであって、配向膜洗浄工程に
より残留する水分および他の構成材に吸着した水分が除
去されるので、その後の超音波振動板の接着工程におい
て組付けられた液晶セルが140℃前後の温度に加熱さ
れても、液晶セル内に気泡が発生しない。また、超音波
作動耐久中においても、液晶セル内の気泡の発生がな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板の加熱処理温度と液晶セルの気泡発生数を
示す図である。
【図2】基板の加熱処理後液晶セルの組付けまでに要し
た時間と液晶セルの気泡発生数を示す図である。
【図3】振動板付き液晶セルの断面図である。
【符号の説明】
1aおよび1b 基板 2aおよび2b
透明電極層 3aおよび3b 配向膜 4 シール剤 5 スペーサ 7 Al膜 10 振動板 12 圧電素子 13 液晶

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方が透明な一対の基板の相
    対向する面に透明電極層を被着する工程と、前記透明電
    極層の表面に配向層を形成しラビング処理する工程と、
    ラビング処理した前記配向膜を洗浄する工程と、前記基
    板を150〜220℃で2時間以上加熱処理する工程
    と、前記基板周縁にシール剤を塗布後前記基板を貼り合
    わせ液晶セルを組み付ける工程と、前記液晶セルに液晶
    を注入封止する工程と、前記基板に振動板を接着する工
    程とからなることを特徴とする振動板付き液晶セルの製
    造方法。
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