JP3925012B2

JP3925012B2 - Manufacturing method of liquid crystal device

Info

Publication number: JP3925012B2
Application number: JP30995099A
Authority: JP
Inventors: 秀一今井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: JP2001125121A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置の製造方法に関わり、特に、基板を貼着するためのシール材を形成する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に一般の単純マトリックスタイプの液晶を注入する前の液晶セル１００の概略断面図を示し、この液晶セルの構造を簡単に説明する。
【０００３】
図５に示すように、基板１０１と対向基板１０２とをそれぞれの基板の周縁部においてシール材１０４を介して所定間隔で貼着することにより液晶セル１００が形成される。基板１０１と対向基板１０２の内面上にはそれぞれ透明電極１０１ａ、１０２ａが形成されている。透明電極１０１ａ、１０２ａを形成した基板１０１、１０２の内面上にはさらに液晶を配向させるための配向膜１０１ｂ、１０２ｂが形成されている。また、基板１０１及び対向基板１０２の間の距離（セル厚）を一定に保つためのガラスやプラスチック、セラミックなどから形成される球状のスペーサー１０３が基板１０１、対向基板１０２間に配置されている。図示は省略しているが、シール材１０４の一部には液晶注入孔が形成される。この液晶注入孔から液晶セル１００の内部に液晶が注入された後、液晶注入孔は接着剤などにより封止され、液晶セル１００の裏表に偏光板などが取り付けられ、液晶装置は製造される。
【０００４】
シール材１０４を形成する方法として、基板１０１と対向基板１０２の周縁部間にエポキシ系などの熱硬化性接着剤を塗布した後、接着剤を塗布した複数の液晶セル１００を上下に積み重ねた状態で、図６に示すような加圧器具２００に装着し、全体を高温炉に入れて加熱を行い、接着剤を硬化させる方法が一般的に行われている。
【０００５】
図６に液晶セル１００を加圧器具２００に設置した状態の概略断面図を示す。
【０００６】
加圧器具２００は、上板２０１及び下板２０２が互いに対向するように所定の間隔で平行に配置され、図示左右側面には側板２０３が配置され、上板２０１及び下板２０２の内表面の図示左右端部近傍において上板２０１と下板２０２が側板２０３に接着されている。上板２０１及び下板２０２は液晶セル１００の基板より大きい面積を有し、内表面は平滑な長方形の平板から構成されている。また、図示左右側面に配置される側板２０３は液晶セル１００の幅より広い間隔で配置される。上板２０１と下板２０２の間隔は一度に処理したい液晶セル１００を上下に重ねた時の厚みよりも大きく設定される。
【０００７】
上板２０１の下部には側板２０３より内側にゴムなどからなる伸縮可能な耐熱性フィルム２０４が配置され、上板２０１の内表面の周縁部において接着されている。また、上板２０１と耐熱性フィルム２０４とで囲まれる空間には窒素ガスや乾燥空気などが充填され、ガス層２０５が形成される。上板２０１には貫通孔が設けられ、ガス層２０５にガスを注入するためのガス注入孔２０６が設けられ、その先端には開閉可能な開閉部２０７が設けられ、ガス層２０５に充填するガス量を調節することができる。充填されるガス量に応じて、耐熱性フィルム２０４は伸縮する。
【０００８】
一度に処理したい複数の液晶セル１００は上下に積み重ねられた状態で、下板２０２と耐熱性フィルム２０４の間に挿入され、下板２０２上に設置される。その後、開閉部２０７を開き、ガス注入孔２０６より窒素ガスや乾燥空気などのガスを注入し、液晶セル１００の上面全体を押圧するように耐熱性フィルム２０４を膨張させ、ガス層２０５のゲージ圧が２０〜１００ｋＰａ程度になるように外気よりも高圧になるように設定し、開閉部２０７を閉じる。この方法によれば、液晶セル１００はガス層２０５から図示下向きの圧力Ｆ１０を受け、圧着される。
【０００９】
以上のように液晶セル１００を加圧器具２００に装着した後、全体を高温炉に入れ、加熱を行い、接着剤を硬化させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記の加圧器具２００を用いた液晶セル１００の圧着方法において、本発明者が液晶セル１００上の任意の箇所におけるガス層２０５から受ける圧力を測定したところ、４．９ｋＰａ以上の分布が存在することが判明した。このような圧力分布が生じている結果、液晶セル１００は箇所によって、異なる圧力で押圧されるため、セル厚に分布が生じるという問題点がある。
【００１１】
セル厚に分布が生じると液晶表示装置の表示品質が悪化することが知られている。特にＳＴＮ(Super Twisted Nematic)モードの液晶表示装置においては、Δｎ・ｄ値（但し、Δｎは液晶の屈折率、ｄはセル厚）の変化により光の透過率が変化することが知られており、Δｎ・ｄ値の変化、すなわちセル厚ｄの分布が大きいと光透過率すなわち明るさに分布が発生するため、コントラストが低下する。Δｎ・ｄ値の変化すなわちセル厚ｄの分布が大きいと、ＳＴＮモードでは位相差板で独特の黄色や青色の着色をなくし、白黒に補償することが行われるが、このとき、光学特性が悪化し、表示に色むらが生じてしまう。また、セル厚ｄに分布があると液晶の急峻性が悪化し、コントラストが低下する。このようにセル厚ｄに分布が生じることにより、コントラストが悪化し、表示に色むらが発生するため、表示品質が悪化するという問題がある。
【００１２】
また、上記のシール材１０４の硬化工程においては、特に基板１０１、１０２としてポリカーボネート系、ポリアクリレート系、ポリエーテルサルフォン系、あるいはポリエチレンテレフタレートの基材フィルムの少なくとも片面に、１層以上の保護層が積層された厚さ０．２ｍｍ以下のプラスチックフィルム基板を用いる場合には、プラスチックフィルム基板の耐熱温度が１２０℃以下であるため、シール材１０４の硬化に長時間を要するという問題がある。一液性のエポキシ系接着剤を用いた場合、ガラス等の耐熱性基板を用いる時には、通常１５０℃以上で１〜２時間加熱することにより接着剤は硬化されるが、プラスチックフィルム基板を用いる時には１２０℃以下で加熱する必要があり、例えば１２０℃で加熱する場合、通常、３〜４時間の時間が必要である。このようにプラスチックフィルム基板を用いる時には、シール材１０４を硬化するために長時間の加熱が必要なため、基板への影響が大きく、また生産効率も悪いという問題点がある。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点を解決し、液晶セルのシール材の硬化工程において、液晶セルのセル厚の均一化を可能にし、低温下でも短時間の硬化を可能にする、コントラストの良い表示品質の優れた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置の製造方法は、未硬化のシール材を介して第１の基板と第２の基板とを前記第１の基板と前記第２の基板とが対向するように貼着する第１の工程と、前記未硬化のシール材を硬化させる第２の工程と、を含み、前記第２の工程は、減圧容器内で行われ、前記減圧容器は、２枚の平板部材と第１のフィルムと第２のフィルムからなり、前記第１のフィルムは、前記２枚の平板部材の対向する外周部に、前記外周部の1面が開口するように張り渡して取り付けられ、前記第２のフィルムは筒状の形状をしてなり、前記開口している面が取り出し口となるように、前記筒状の開口部の一方の側が前記第１のフィルムに連続して取り付けられていること、を特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る液晶装置の製造方法は、未硬化のシール材を介して第１の基板と第２の基板とを前記第１の基板と前記第２の基板とが対向するように貼着する第１の工程と、前記未硬化のシール材を硬化させる第２の工程と、を含み、前記第２の工程は、減圧容器内で行われ、前記減圧容器は、２枚の平板部材と前記２枚の平板部材の外周部に取り付けられた第１のフィルムと第２のフィルムと、を備え、前記第２のフィルムには取り出し口が設けられていることを特徴とする。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第２の工程において、前記減圧容器内の空気は、前記取り出し口を介して吸引されることが好ましい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第１のフィルムは、前記２つの平板部材の各々の３辺に取り付けられていることが好ましい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第２の工程において、前記減圧容器内で加熱することにより、前記未硬化のシール材を硬化することが好ましい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第１の工程を行う前に、前記第１の基板上に液晶を配向するための第１の配向膜を前記第１の基板に形成する第３の工程と、前記第１の工程を行う前に、前記第１の配向膜が形成された前記第１の基板にスペーサーを散布する第４の工程と、をさらに含むようにしてもよい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記２枚の平板部材の面積は、前記第１の基板及び前記第２の基板の各々の面積よりも大であることが好ましい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第１の工程を行う前に、前記第２の基板上に液晶を配向するための第２の配向膜を前記第２の基板に形成する第５の工程と、前記第１の工程を行う前に、前記第２の配向膜が形成された前記第２の基板の周縁部に前記未硬化のシール材を塗布する第６の工程と、をさらに含むようにしてもよい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第２の工程において、前記減圧容器の内部を１．３３ｋＰａ以下に減圧しながら、８０〜１２０℃に加熱することにより、前記未硬化のシール材の硬化を行うようにしてもよい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記第１の基板及び前記第２の基板はポリカーボネート系、ポリアクリレート系、ポリエーテルサルフォン系、あるいはポリエチレンテレフタレートの基材フィルムの少なくとも片面に、１層以上の保護層が積層されてなることが好ましい。
上記の液晶装置の製造方法において、前記未硬化シール材は熱硬化性接着剤によって形成されることが好ましい。
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、互いに対向する内側表面に透明電極と配向膜とを形成した２枚の基板をシール材を介して所定の間隔で貼着させることにより、液晶セルを作製するに際して、対向する前記２枚の基板の周縁部間に熱硬化性接着剤を塗布した液晶セルを、所定の間隔で配置される２枚の平板部材とフィルムとを具備して構成される密封可能な減圧容器の内部に挿入し、前記２枚の平板部材で挟持した後、該減圧容器の内部を減圧しながら加熱することにより、前記熱硬化性接着剤の硬化を行い、前記シール材を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、熱硬化性接着剤を塗布した前記液晶セルを前記減圧容器の内部に挿入し、該減圧容器の内部を１．３３ｋＰａ以下に減圧しながら、８０〜１２０℃に加熱することにより、前記熱硬化性接着剤の硬化を行うことが望ましい。
【００１６】
また、前記基板がポリカーボネート系、ポリアクリレート系、ポリエーテルサルフォン系、あるいはポリエチレンテレフタレートの基材フィルムの少なくとも片面に、１層以上の保護層が積層されてなるものであることが望ましい。
【００１７】
この手段によれば、液晶セルは２枚の平板部材で挟持された状態で、減圧されるので、液晶セルの基板の全面が上下の平板部材から、減圧容器内部より高圧な外部の空気の圧力を均等に受けるため、均一なセル厚を有する液晶セルを得ることができる。また、液晶セルの雰囲気を減圧下にすることにより、接着剤の硬化反応が加速されるため、低温下でも短時間で接着剤の硬化を行うことができるので、基板への影響が少なく、生産効率を向上することができる。さらに、均一なセル厚を有する液晶セルに液晶を注入することによりコントラストの良い表示品質の優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係る実施形態の単純マトリックスタイプの液晶表示装置１０の製造方法を示す工程図を示し、説明する。
【００１９】
図１(a)、(b)に示すように、基板１１と対向基板１２の表面上にそれぞれ透明電極１１ａ、１２ａを形成し、次いで液晶を配向させるための配向膜１１ｂ、１２ｂを形成する。基板１１、１２としてガラス等の耐熱性基板、若しくはポリカーボネート系、ポリアクリレート系、ポリエーテルサルフォン系などのプラスチックフィルム基板を用いる。また、図面上では簡略化のために２本の１１ａ、１本の１２ａのみを示しているが、実際の液晶表示装置として必要な画素数に合わせた数（例えば、数１０本〜数１００本）の１１ａ、１２ａを形成するものとする。
【００２０】
次に、図１(c)に示すように、配向膜１１ｂを形成した基板１１の表面上にガラスやプラスチック、セラミックなどから形成される球状のスペーサー１３を散布する。また、図１(d)に示すように、配向膜１２ｂを形成した対向基板１２の周縁部にはエポキシ系などの熱硬化性接着剤を塗布し、未硬化のシール材１４ａを形成する。
【００２１】
次に、図１(e)に示すように、基板１１、対向基板１２をスペーサー１３、未硬化のシール材１４ａを介して配向膜１１ｂ、１２ｂが互いに対向するように貼着し、液晶セル１０Ａを形成する。その後、図１(f)に示すように、液晶セル１０Ａのシール材１４ａを硬化することによりシール材１４を形成し、液晶セル１０Ａの内部に液晶を注入することにより液晶層１５を形成し、図示は省略しているが、液晶セル１０Ａの裏表に偏光板などを取り付け、液晶表示装置１０を作製する。
【００２２】
本実施形態において、未硬化のシール材１４ａの硬化は、図１(e)に示す液晶セル１０Ａを図２に示す減圧容器２０に挿入し、減圧しながら加熱することにより行われる。ここで、図２に減圧容器２０の概略図を示し、説明する。減圧容器２０は、液晶セルの基板の全面を覆える面積を有し、内表面が平滑な金属などからなる対向する２枚の長方形の平板部材２０ａ及び２０ｂを有し、図示前面、背面及び左側面にはフィルム２０ｃが平板部材２０ａ及び２０ｂの外周部に沿って取り付けられ、平板部材の外周部において接着されている。平板部材２０ａと２０ｂは一度に処理したい複数の液晶セル１０Ａを上下に重ねた厚み以上の間隔で配置される。
【００２３】
減圧容器２０の図示右側には、平板部材２０ａ、２０ｂの図示右端部２０ａ１、２０ｂ１、フィルム２０ｃの図示手前側の右端部２０ｃ１及び図示奥側の右端部２０ｃ２の４端部に沿って、筒状で四角錐台型に形成されたフィルム２０ｄが接着されている。フィルム２０ｄは筒状であるため、図示右側は開放され、液晶セルの取り出し口２０ｅとなっている。
【００２４】
未硬化のシール材１４ａが形成された図１(e)に示す複数の液晶セル１０Ａは上下に積み重ねられ、液晶セル取り出し口２０ｅより、減圧容器２０の内部に挿入され、減圧容器２０の内部に設置される。図３(a)に図１(e)に示す液晶セル１０Ａを減圧容器２０の内部に設置した状態を示す概略断面図を示す。このとき、最下部に配置される液晶セル１０Ａを減圧容器２０の下平板部材２０ｂ上に設置し、最上部の液晶セル１０Ａの上部に減圧容器２０の上平板部材２０ａを設置する。
【００２５】
減圧容器２０の液晶セル取り出し口２０ｅから内部の空気を真空ポンプ等により吸引し、減圧容器２０の内部を減圧にした後、図３(b)に示すように液晶セルの取り出し口２０ｅを真空シーラー２１で封止し、減圧容器２０の内部を密封する。このとき、減圧容器２０の内部が１．３３ｋＰａ以下になるように減圧することが望ましい。また、真空シーラー２１の代わりにヒートシーラーによる加熱による封止でも良いが、何度も使用可能な真空シーラーを用いることが望ましい。
【００２６】
減圧にした状態を維持したまま、減圧容器２０を高温炉に入れ、８０〜１２０℃で１〜２時間、加熱することにより、接着剤の硬化を行う。
【００２７】
接着剤の硬化終了後、減圧容器２０は炉から取り出し、真空シーラー２１を着脱することにより、減圧容器２０の内部を常圧に戻し、液晶セル１０Ａを液晶セル取り出し口２０ｅより取り出す。
【００２８】
本実施形態においては長方形の平板部材、長方形及び四角錐台型のフィルムから構成される減圧容器２０についてのみ述べたが、本発明はこのような形状の減圧容器に限らず、液晶セルの基板の全面を覆える面積を有する平坦面を備えた対向する２つの部材とフィルムとを具備して構成される密封可能な容器であれば、いかなる形状の減圧容器であっても本実施形態と同様の効果をえることができる。
【００２９】
本発明によれば熱硬化性接着剤を塗布した液晶セルを、所定の間隔で配置される対向する２枚の平板部材とフィルムとを具備して構成される密封可能な減圧容器に挿入し、減圧容器の２枚の平板部材で挟持した後、減圧容器内部を１．３３ｋＰａ以下に減圧しながら、加熱を行い、熱硬化性接着剤の硬化を行うことにより、液晶セルは上下の平板部材に挟持された状態で、減圧されるので、液晶セルの全面が上下の平板部材から、減圧容器内部より高圧な外部の空気の圧力を均等に受けるため、均一なセル厚を有する液晶セルを得ることができる。また、減圧しながら接着剤の硬化を行うため、８０〜１２０℃の低温下でも１〜２時間の短時間の処理で硬化できるため基板への影響が少なく、また生産効率を向上することができる。さらに得られた液晶セルに液晶を注入することによりコントラストの良い表示品質の優れた液晶表示装置を得ることができる。
【００３０】
次に、前記の実施形態により製造された液晶表示装置１０を備えた電子機器の具体例について説明する。
【００３１】
図４(a)は携帯電話の一例を示した斜視図である。図４(a)において、２００は携帯電話本体を示し、２０１は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
【００３２】
図４(b)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４(b)において、３００は情報処理装置、３０１はキーボードなどの入力部、３０３は情報処理本体、３０２は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
【００３３】
図４(c)は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図４(c)において、４００は時計本体を示し、４０１は前記の液晶表示装置１０を備えた液晶表示部を示している。
【００３４】
図４(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶表示装置１０を備えたものであるので、コントラストの良い表示品質の優れたものとなる。
【００３５】
【実施例】
実施例として、ガラス基板を用い、一液性のエポキシ系接着剤を液晶セルに塗布することにより未硬化のシール材を形成した後、減圧容器２０を用い、１３３Ｐａに減圧しながら１２０℃で加熱を行うことによりシール材の硬化を行い、液晶セルを作製した。
【００３６】
比較例として、従来技術による液晶セルの作製を行った。実施例と同一の接着剤を塗布した液晶セルを図６に示した加圧器具２００を用い、常圧下、１２０℃で加熱を行うことにより、シール材の硬化を行い、液晶セルを作製した。シール材の硬化方法以外は実施例と同一の条件で液晶セルを作製した。
【００３７】
実施例では１２０℃で１〜２時間加熱することによりシール材は硬化されたのに対し、比較例では１２０℃で３〜４時間加熱する必要があった。
【００３８】
また、実施例及び比較例により作製された液晶セルの内部の任意の３６点を選出し、セル厚の測定を行ったところ、比較例により作製された液晶セルのセル厚は中心値が５．６μｍで、標準偏差が０．１１９７であったのに対し、実施例により作製された液晶セルのセル厚は中心値が５．６μｍで標準偏差が０．０６５４であった。すなわち、実施例では比較例より分布の小さい均一なセル厚を有する液晶セルを得ることができた。また、実施例により作製された均一なセル厚を有する液晶セルに液晶を注入することによりコントラストの良い表示品質に優れた液晶表示装置を得ることができた。
【００３９】
また、本発明者が種々の温度と減圧下で検討を行った結果、７９℃以下、１．３４ｋＰａ以上ではシール材の硬化に３〜４時間以上の長時間を要することを見出した。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶セルのシール材の硬化工程において、熱硬化性接着剤を塗布した液晶セルを、所定の間隔で配置される対向する２枚の平板部材とフィルムとを具備して構成される密封可能な減圧容器に挿入し、減圧容器の２枚の平板部材で挟持した後、減圧しながら加熱を行い、熱硬化性接着剤の硬化を行うことにより、液晶セルのセル厚の均一化を可能にし、低温下でも短時間の硬化を可能にする、コントラストの良い表示品質の優れた液晶表示装置の製造方法を提供することができる。また、熱硬化性接着剤の硬化は１．３３ｋＰａ以下に減圧しながら、８０〜１２０℃で加熱を行うことにより行われることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る実施形態の液晶表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】図２は上記実施形態における減圧容器の構造を示す概略図である。
【図３】図３(a)及び図３(b)は上記実施形態における液晶セルを減圧容器内部に設置した状態を示す概略断面図である。
【図４】図４(a)は上記実施形態により製造された液晶表示装置を備えた携帯電話の一例を示す図、図４(b)は上記実施形態により製造された液晶表示装置を備えた携帯型情報処理装置の一例を示す図、図４(c)は上記実施形態により製造された液晶表示装置を備えた腕時計型電子機器の一例を示す図である。
【図５】図５は一般の単純マトリックスタイプの液晶セルを示す概略断面図である。
【図６】図６は従来技術による液晶セルのシール材の硬化工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０液晶表示装置
１０Ａ液晶セル
１１基板
１２対向基板
１１ａ、１２ａ透明電極
１１ｂ、１２ｂ配向膜
１３スペーサー
１４シール材
１４ａ未硬化のシール材
１５液晶層
２０減圧容器
２０ａ、２０ｂ平板部材
２０ａ１、２０ｂ１平板部材の端部
２０ｃ、２０ｄフィルム
２０ｃ１、２０ｃ２フィルムの端部
２０ｅ液晶セル取り出し口
真空シーラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal device, and more particularly to a technique for forming a sealing material for attaching a substrate.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 shows a schematic sectional view of a liquid crystal cell 100 before injecting a general simple matrix type liquid crystal, and the structure of the liquid crystal cell will be briefly described.
[0003]
As shown in FIG. 5, the liquid crystal cell 100 is formed by adhering the substrate 101 and the counter substrate 102 to each other at a predetermined interval via a sealant 104 at the peripheral edge of each substrate. Transparent electrodes 101a and 102a are formed on the inner surfaces of the substrate 101 and the counter substrate 102, respectively. Alignment films 101b and 102b for further aligning liquid crystals are formed on the inner surfaces of the substrates 101 and 102 on which the transparent electrodes 101a and 102a are formed. In addition, a spherical spacer 103 formed of glass, plastic, ceramic, or the like for keeping the distance (cell thickness) between the substrate 101 and the counter substrate 102 constant is disposed between the substrate 101 and the counter substrate 102. Although not shown, a liquid crystal injection hole is formed in a part of the sealing material 104. After the liquid crystal is injected into the liquid crystal cell 100 from the liquid crystal injection hole, the liquid crystal injection hole is sealed with an adhesive or the like, and a polarizing plate or the like is attached to the front and back of the liquid crystal cell 100 to manufacture the liquid crystal device.
[0004]
As a method of forming the sealing material 104, after applying a thermosetting adhesive such as an epoxy system between the peripheral portions of the substrate 101 and the counter substrate 102, a plurality of liquid crystal cells 100 to which the adhesive is applied are stacked vertically Thus, a method is generally performed in which the adhesive is cured by mounting it in a pressure device 200 as shown in FIG.
[0005]
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of the state in which the liquid crystal cell 100 is installed in the pressure device 200.
[0006]
The pressure device 200 is arranged in parallel at a predetermined interval so that the upper plate 201 and the lower plate 202 face each other, side plates 203 are arranged on the left and right side surfaces in the figure, and the inner surfaces of the upper plate 201 and the lower plate 202 are arranged. An upper plate 201 and a lower plate 202 are bonded to the side plate 203 in the vicinity of the left and right ends in the figure. The upper plate 201 and the lower plate 202 have a larger area than the substrate of the liquid crystal cell 100, and the inner surface is composed of a smooth rectangular flat plate. Further, the side plates 203 arranged on the left and right side surfaces in the figure are arranged at a wider interval than the width of the liquid crystal cell 100. The distance between the upper plate 201 and the lower plate 202 is set to be larger than the thickness when the liquid crystal cells 100 to be processed at one time are stacked one above the other.
[0007]
A stretchable heat-resistant film 204 made of rubber or the like is disposed on the inner side of the side plate 203 at the lower portion of the upper plate 201, and is bonded to the periphery of the inner surface of the upper plate 201. A space surrounded by the upper plate 201 and the heat resistant film 204 is filled with nitrogen gas, dry air, or the like, and a gas layer 205 is formed. The upper plate 201 is provided with a through hole, a gas injection hole 206 for injecting gas into the gas layer 205 is provided, and an openable / closable opening / closing part 207 is provided at the tip thereof to fill the gas layer 205 The amount can be adjusted. The heat resistant film 204 expands and contracts according to the amount of gas to be filled.
[0008]
A plurality of liquid crystal cells 100 to be processed at once are inserted between the lower plate 202 and the heat-resistant film 204 in a state where they are stacked one above the other and placed on the lower plate 202. Thereafter, the opening / closing part 207 is opened, a gas such as nitrogen gas or dry air is injected from the gas injection hole 206, the heat resistant film 204 is expanded so as to press the entire upper surface of the liquid crystal cell 100, and the gauge pressure of the gas layer 205 is increased. Is set to be higher than the outside air so as to be about 20 to 100 kPa, and the opening / closing part 207 is closed. According to this method, the liquid crystal cell 100 receives a downward pressure F10 from the gas layer 205 and is pressed.
[0009]
After the liquid crystal cell 100 is mounted on the pressure device 200 as described above, the whole is placed in a high temperature furnace and heated to cure the adhesive.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the pressure bonding method of the liquid crystal cell 100 using the pressure device 200 described above, when the inventor measured the pressure received from the gas layer 205 at an arbitrary position on the liquid crystal cell 100, a distribution of 4.9 kPa or more exists. It has been found. As a result of such a pressure distribution, the liquid crystal cell 100 is pressed at different pressures depending on the location, which causes a problem of distribution in the cell thickness.
[0011]
It is known that the display quality of a liquid crystal display device deteriorates when the cell thickness is distributed. In particular, in a liquid crystal display device of STN (Super Twisted Nematic) mode, it is known that the light transmittance changes due to a change in Δn · d value (where Δn is the refractive index of the liquid crystal and d is the cell thickness). , Δn · d value change, that is, if the distribution of the cell thickness d is large, a distribution occurs in the light transmittance, that is, the brightness, so that the contrast is lowered. If the change in Δn · d value, that is, the distribution of the cell thickness d is large, in the STN mode, the phase difference plate eliminates the unique yellow or blue coloration and compensates for black and white, but at this time, the optical characteristics deteriorate. As a result, color unevenness occurs in the display. Further, if the cell thickness d is distributed, the steepness of the liquid crystal is deteriorated and the contrast is lowered. As a result of the distribution in the cell thickness d as described above, the contrast is deteriorated and the color unevenness occurs in the display, resulting in a problem that the display quality is deteriorated.
[0012]
In the curing step of the sealing material 104, one or more protective layers are formed on at least one surface of a base film of polycarbonate, polyacrylate, polyethersulfone, or polyethylene terephthalate, particularly as the substrates 101 and 102. In the case of using a plastic film substrate having a thickness of 0.2 mm or less, in which the heat resistance temperature of the plastic film substrate is 120 ° C. or less, there is a problem that it takes a long time to cure the sealing material 104. When using a one-component epoxy adhesive, when using a heat-resistant substrate such as glass, the adhesive is usually cured by heating at 150 ° C. or more for 1 to 2 hours, but when using a plastic film substrate It is necessary to heat at 120 ° C. or lower. For example, when heating at 120 ° C., a time of 3 to 4 hours is usually required. Thus, when using a plastic film substrate, since heating for a long time is required to cure the sealing material 104, there is a problem that the influence on the substrate is large and the production efficiency is also poor.
[0013]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, makes it possible to make the cell thickness of the liquid crystal cell uniform in the curing process of the sealing material of the liquid crystal cell, and to make the curing in a short time even at a low temperature. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device with excellent quality.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a first substrate, a second substrate, and a first substrate, a second substrate, and an uncured sealing material. Including a first step of adhering so as to face each other and a second step of curing the uncured sealing material, the second step being performed in a decompression vessel, It consists of two flat plate members, a first film, and a second film, and the first film is such that one surface of the outer peripheral portion is opened at the outer peripheral portions of the two flat plate members facing each other. The second film has a cylindrical shape, and one side of the cylindrical opening is the first film so that the open surface serves as a takeout port. It is characterized by being attached continuously.
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention includes a first substrate, a second substrate, and a first substrate, a second substrate, and an uncured sealing material. Including a first step of adhering so as to face each other and a second step of curing the uncured sealing material, the second step being performed in a decompression vessel, It is provided with the 2nd flat plate member and the 1st film and 2nd film which were attached to the outer peripheral part of the 2 flat plate member, and the 2nd film is provided with the taking-out mouth Features.
In the method for manufacturing a liquid crystal device, in the second step, it is preferable that air in the decompression container is sucked through the take-out port.
In the method for manufacturing a liquid crystal device, it is preferable that the first film is attached to three sides of each of the two flat plate members.
In the method for manufacturing a liquid crystal device, in the second step, it is preferable that the uncured sealing material is cured by heating in the vacuum container.
In the method for manufacturing a liquid crystal device, the third step of forming a first alignment film on the first substrate for aligning liquid crystals on the first substrate before performing the first step. And a fourth step of dispersing spacers on the first substrate on which the first alignment film is formed before performing the first step.
In the above-described method for manufacturing a liquid crystal device, the area of the two flat plate members is preferably larger than the area of each of the first substrate and the second substrate.
In the method for manufacturing a liquid crystal device, the fifth step of forming, on the second substrate, a second alignment film for aligning liquid crystals on the second substrate before performing the first step. And before applying the first step, a sixth step of applying the uncured sealing material to a peripheral portion of the second substrate on which the second alignment film is formed. Also good.
In the manufacturing method of the liquid crystal device, in the second step, the uncured sealing material is cured by heating to 80 to 120 ° C. while reducing the inside of the vacuum container to 1.33 kPa or less. You may make it perform.
In the method for manufacturing a liquid crystal device, the first substrate and the second substrate may include one or more layers on at least one surface of a polycarbonate-based, polyacrylate-based, polyethersulfone-based, or polyethylene terephthalate base film. It is preferable that a protective layer is laminated.
In the above-described method for manufacturing a liquid crystal device, the uncured sealing material is preferably formed of a thermosetting adhesive.
The means taken by the present invention in order to solve the above problems is to adhere two substrates having transparent electrodes and alignment films formed on the inner surfaces facing each other at a predetermined interval through a sealing material, When producing a liquid crystal cell, a liquid crystal cell having a thermosetting adhesive applied between peripheral edges of the two substrates facing each other is provided with two flat plate members and a film arranged at a predetermined interval. After being inserted into the sealable decompression container configured and sandwiched between the two flat plate members, the thermosetting adhesive is cured by heating while decompressing the interior of the decompression container, The sealing material is formed.
[0015]
Further, the liquid crystal cell coated with a thermosetting adhesive is inserted into the vacuum container and heated to 80 to 120 ° C. while the pressure inside the vacuum container is reduced to 1.33 kPa or less. It is desirable to cure the curable adhesive.
[0016]
Further, it is desirable that the substrate is formed by laminating one or more protective layers on at least one surface of a polycarbonate-based, polyacrylate-based, polyethersulfone-based, or polyethylene terephthalate base film.
[0017]
According to this means, since the liquid crystal cell is depressurized while being sandwiched between the two flat plate members, the entire surface of the substrate of the liquid crystal cell is exposed from the upper and lower flat plate members to the pressure of the external air that is higher than the inside of the vacuum vessel. Therefore, a liquid crystal cell having a uniform cell thickness can be obtained. Moreover, since the curing reaction of the adhesive is accelerated by reducing the atmosphere of the liquid crystal cell under reduced pressure, the adhesive can be cured in a short time even at low temperatures, so there is little impact on the substrate and production Efficiency can be improved. Further, by injecting liquid crystal into a liquid crystal cell having a uniform cell thickness, a liquid crystal display device with good contrast and display quality can be obtained.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a process diagram showing a method for manufacturing a simple matrix type liquid crystal display device 10 according to an embodiment of the present invention.
[0019]
As shown in FIGS. 1A and 1B, transparent electrodes 11a and 12a are formed on the surfaces of a substrate 11 and a counter substrate 12, respectively, and then alignment films 11b and 12b for aligning liquid crystals are formed. As the substrates 11 and 12, a heat-resistant substrate such as glass, or a plastic film substrate such as polycarbonate, polyacrylate, or polyethersulfone is used. Further, in the drawing, for simplification, only two 11a and one 12a are shown, but a number (for example, several tens to several hundreds) according to the number of pixels necessary for an actual liquid crystal display device. ) 11a and 12a.
[0020]
Next, as shown in FIG. 1C, spherical spacers 13 made of glass, plastic, ceramic, or the like are sprayed on the surface of the substrate 11 on which the alignment film 11b is formed. Further, as shown in FIG. 1D, an epoxy resin or other thermosetting adhesive is applied to the peripheral edge of the counter substrate 12 on which the alignment film 12b is formed, thereby forming an uncured sealing material 14a.
[0021]
Next, as shown in FIG. 1 (e), the substrate 11 and the counter substrate 12 are attached so that the alignment films 11b and 12b face each other through the spacer 13 and the uncured sealing material 14a, and the liquid crystal cell 10A. Form. Thereafter, as shown in FIG. 1 (f), the sealing material 14a of the liquid crystal cell 10A is cured to form the sealing material 14, and the liquid crystal is injected into the liquid crystal cell 10A to form the liquid crystal layer 15. Although illustration is omitted, a liquid crystal display device 10 is manufactured by attaching polarizing plates or the like to the front and back of the liquid crystal cell 10A.
[0022]
In the present embodiment, the uncured sealing material 14a is cured by inserting the liquid crystal cell 10A shown in FIG. 1 (e) into the decompression container 20 shown in FIG. Here, FIG. 2 shows a schematic view of the decompression vessel 20 and will be described. The decompression vessel 20 has an area that covers the entire surface of the substrate of the liquid crystal cell, and has two opposing rectangular flat plate members 20a and 20b made of metal having a smooth inner surface, and the front, back, and left sides in the figure. A film 20c is attached to the surface along the outer peripheral portions of the flat plate members 20a and 20b, and is bonded to the outer peripheral portion of the flat plate member. The flat plate members 20a and 20b are arranged at an interval equal to or greater than the thickness of a plurality of liquid crystal cells 10A to be processed at the same time.
[0023]
On the right side of the decompression vessel 20 in the figure, along the four ends of the right end portions 20a1 and 20b1 of the flat plate members 20a and 20b, the right end portion 20c1 on the near side of the film 20c, and the right end portion 20c2 on the far side of the drawing, The film 20d formed in a quadrangular pyramid shape is bonded. Since the film 20d has a cylindrical shape, the right side in the figure is opened to serve as a liquid crystal cell outlet 20e.
[0024]
A plurality of liquid crystal cells 10A shown in FIG. 1 (e) on which an uncured sealing material 14a is formed are stacked one above the other and inserted into the decompression container 20 through the liquid crystal cell outlet 20e. Installed. FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing a state in which the liquid crystal cell 10A shown in FIG. At this time, the liquid crystal cell 10A arranged at the lowermost portion is installed on the lower flat plate member 20b of the decompression vessel 20, and the upper flat plate member 20a of the decompression vessel 20 is installed above the uppermost liquid crystal cell 10A.
[0025]
Air inside the liquid crystal cell outlet 20e of the vacuum vessel 20 is sucked by a vacuum pump or the like to reduce the pressure inside the vacuum vessel 20, and then the liquid crystal cell outlet 20e is connected to a vacuum sealer as shown in FIG. The inside of the decompression container 20 is sealed. At this time, it is desirable to depressurize so that the inside of the decompression vessel 20 becomes 1.33 kPa or less. Further, instead of the vacuum sealer 21, sealing by heating with a heat sealer may be used, but it is desirable to use a vacuum sealer that can be used many times.
[0026]
While maintaining the reduced pressure state, the reduced pressure vessel 20 is put into a high temperature furnace and heated at 80 to 120 ° C. for 1 to 2 hours to cure the adhesive.
[0027]
After the curing of the adhesive is completed, the decompression container 20 is taken out of the furnace, and the vacuum sealer 21 is attached and detached, thereby returning the inside of the decompression container 20 to normal pressure, and the liquid crystal cell 10A is taken out from the liquid crystal cell outlet 20e.
[0028]
In the present embodiment, only the decompression container 20 composed of a rectangular flat plate member, a rectangle and a truncated pyramid type film has been described, but the present invention is not limited to such a decompression container, and the substrate of the liquid crystal cell is used. As long as it is a sealable container comprising two opposing members having a flat surface having an area covering the entire surface and a film, any type of decompression container is the same as in this embodiment. You can get an effect.
[0029]
According to the present invention, a liquid crystal cell coated with a thermosetting adhesive is inserted into a sealable decompression vessel comprising two opposing flat plate members and a film arranged at a predetermined interval, After sandwiching between the two flat plate members of the vacuum vessel, the liquid crystal cell is attached to the upper and lower flat plate members by heating while reducing the pressure inside the vacuum vessel to 1.33 kPa or less and curing the thermosetting adhesive. Since the pressure is reduced in a sandwiched state, the entire surface of the liquid crystal cell receives the pressure of the external air that is higher than the pressure inside the vacuum vessel from the upper and lower flat plate members, so that a liquid crystal cell having a uniform cell thickness is obtained. Can do. In addition, since the adhesive is cured under reduced pressure, it can be cured in a short time of 1 to 2 hours even at a low temperature of 80 to 120 ° C., so that there is little influence on the substrate and the production efficiency can be improved. . Further, by injecting liquid crystal into the obtained liquid crystal cell, a liquid crystal display device with good contrast and display quality can be obtained.
[0030]
Next, a specific example of an electronic device including the liquid crystal display device 10 manufactured according to the above embodiment will be described.
[0031]
FIG. 4A is a perspective view showing an example of a mobile phone. 4A, reference numeral 200 denotes a mobile phone main body, and 201 denotes a liquid crystal display unit including the liquid crystal display device 10 described above.
[0032]
FIG. 4B is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. 4B, reference numeral 300 denotes an information processing device, 301 denotes an input unit such as a keyboard, 303 denotes an information processing body, and 302 denotes a liquid crystal display unit including the liquid crystal display device 10 described above.
[0033]
FIG. 4C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 4C, reference numeral 400 denotes a watch body, and 401 denotes a liquid crystal display unit including the liquid crystal display device 10 described above.
[0034]
Since each of the electronic devices shown in FIGS. 4A to 4C includes the liquid crystal display device 10, the display quality is excellent with good contrast.
[0035]
【Example】
As an example, an uncured sealing material was formed by applying a one-component epoxy adhesive to a liquid crystal cell using a glass substrate, and then heated at 120 ° C. while reducing the pressure to 133 Pa using a vacuum container 20. The sealing material was cured by carrying out the above steps to produce a liquid crystal cell.
[0036]
As a comparative example, a liquid crystal cell according to a conventional technique was manufactured. The liquid crystal cell coated with the same adhesive as in the example was heated at 120 ° C. under normal pressure using the pressure device 200 shown in FIG. A liquid crystal cell was produced under the same conditions as in the examples except for the sealing material curing method.
[0037]
In Examples, the sealing material was cured by heating at 120 ° C. for 1 to 2 hours, whereas in Comparative Examples, it was necessary to heat at 120 ° C. for 3 to 4 hours.
[0038]
Moreover, when arbitrary 36 points | pieces of the inside of the liquid crystal cell produced by the Example and the comparative example were selected and the cell thickness was measured, the center value of the cell thickness of the liquid crystal cell produced by the comparative example was 5. The standard deviation of the liquid crystal cell produced in the example was 6 μm and the standard deviation was 0.1197, whereas the cell thickness of the liquid crystal cell produced according to the example had a center value of 5.6 μm and a standard deviation of 0.0654. That is, in the example, a liquid crystal cell having a uniform cell thickness with a smaller distribution than in the comparative example could be obtained. In addition, by injecting liquid crystal into a liquid crystal cell having a uniform cell thickness produced according to the example, a liquid crystal display device with good contrast and display quality could be obtained.
[0039]
Further, as a result of investigation by the present inventor under various temperatures and reduced pressures, it has been found that at 79 ° C. or lower and 1.34 kPa or higher, it takes 3 to 4 hours or longer to cure the sealing material.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the curing process of the sealing material of the liquid crystal cell, the liquid crystal cell to which the thermosetting adhesive is applied is disposed between two opposing flat plate members and a film that are arranged at a predetermined interval. The liquid crystal cell is inserted into a sealable pressure-reduced container comprising and sandwiched between two flat plate members of the pressure-reduced container, and then heated under reduced pressure to cure the thermosetting adhesive. Thus, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device having a good contrast and a good display quality, which can make the cell thickness uniform and can be cured in a short time even at a low temperature. The curing of the thermosetting adhesive is preferably performed by heating at 80 to 120 ° C. while reducing the pressure to 1.33 kPa or less.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a structure of a decompression container in the embodiment.
3 (a) and 3 (b) are schematic cross-sectional views showing a state in which the liquid crystal cell according to the embodiment is installed in a vacuum container.
4A is a diagram showing an example of a mobile phone provided with the liquid crystal display device manufactured according to the embodiment, and FIG. 4B is provided with the liquid crystal display device manufactured according to the embodiment. FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a portable information processing apparatus, and FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a wristwatch-type electronic apparatus including the liquid crystal display device manufactured according to the embodiment.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a general simple matrix type liquid crystal cell.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a curing process of a sealing material for a liquid crystal cell according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display device 10A Liquid crystal cell 11 Substrate 12 Opposite substrate 11a, 12a Transparent electrode 11b, 12b Alignment film 13 Spacer 14 Sealing material 14a Uncured sealing material 15 Liquid crystal layer 20 Depressurization container 20a, 20b Flat plate member 20a1, 20b1 Flat plate member End 20c, 20d Film 20c1, 20c2 Film end 20e Liquid crystal cell outlet vacuum sealer

Claims

A first step of adhering the first substrate and the second substrate through an uncured sealing material so that the first substrate and the second substrate face each other;
A second step of curing the uncured sealing material,
The second step is performed in a vacuum container,
The decompression container is composed of two flat plate members, a first film and a second film,
The first film is attached to the opposite outer peripheral portions of the two flat plate members so that one surface of the outer peripheral portion opens,
The second film has a cylindrical shape, and one side of the cylindrical opening is continuously attached to the first film so that the open surface serves as a take-out port. A method for manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1,
In the second step, the air in the decompression container is sucked through the extraction port;
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1 or 2,
The first film is attached to each of the three sides of the two flat plate members;
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1,
In the second step, the uncured sealing material is cured by heating in the vacuum container,
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1,
Before performing the first step, a third step of forming a first alignment film on the first substrate for aligning liquid crystal on the first substrate;
A fourth step of dispersing spacers on the first substrate on which the first alignment film is formed before performing the first step;
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1,
The area of the two flat plate members is larger than the area of each of the first substrate and the second substrate;
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1,
Before performing the first step, a fifth step of forming a second alignment film on the second substrate for aligning liquid crystals on the second substrate;
And 6th step of applying the uncured sealing material to the peripheral edge of the second substrate on which the second alignment film is formed before performing the first step.
A method of manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to claim 1,
In the second step, the uncured sealing material is cured by heating to 80 to 120 ° C. while reducing the pressure inside the vacuum container to 1.33 kPa or less. Production method.

In the manufacturing method of the liquid crystal device according to any one of claims 1 to 8,
The first substrate and the second substrate are formed by laminating one or more protective layers on at least one surface of a polycarbonate-based, polyacrylate-based, polyethersulfone-based, or polyethylene terephthalate base film. A method for manufacturing a liquid crystal device.

In the manufacturing method of the liquid-crystal device in any one of Claims 1 thru | or 9,
The uncured sealing material is formed of a thermosetting adhesive;
A method of manufacturing a liquid crystal device.