JP5143659B2 - 強誘電性液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は強誘電性液晶表示素子の製造方法に関するものである。

液晶表示素子は、薄型で低消費電力である特長を生かし、幅広い分野において使用されている。近年液晶の応答時間が早いことで強誘電性液晶を使用した液晶表示素子が使用されてきている。

図２は液晶表示素子の形成方法を説明するための図で上面図である。２枚のマザー基板１０には複数の液晶表示素子領域（Ｄ１〜Ｄ９）が形成され、シール部材３を介して貼付される。シール部材３を硬化後、図３に示す液晶表示素子になるよう切断される。

図３は液晶表示素子の構造を示す図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図、（Ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。複数の画素電極５を形成した基板１と、画素電極５に対向する共通電極（不図示）を形成した透明基板２をシール部材３により貼付している。シール部材３の一部には液晶注入口４が形成されている。本図では（Ｂ）に示すように基板１と基板２はオフセットされている。

基板１、基板２及びシール部材３で形成された空間に液晶注入口４より液晶を注入するが、一般に真空注入法が用いられている。真空注入法とは、前記空間内の空気を真空引きにより排気した後、液晶注入口近傍４Ａに液晶を塗布、滴下等で供給し、毛細管現象と液晶表示素子内外の圧力差を利用して液晶を前記空間内に注入する方法である。注入後、液晶注入口４を封口する。強誘電性液晶は室温で流動性がないため、ヒーターで液晶を加熱して粘性を低めて注入していた。（特許文献１参照）

特開２００８−７０７１７号公報

本発明に係る強誘電性液晶表示素子は、シール部材には２枚の基板間隙を確保するためのスペーサが混入されているが、シール部材で囲まれた内側にはスペーサを設けない構造であるため、強誘電性表液晶示素子に高温にした強誘電性液晶を注入する方法では、加熱され高温で注入した強誘電性液晶が室温に戻る際の収縮により、強誘電性液晶注入後の基板間の間隔が不均一（基板の中央部が凹み、液晶層が薄くなる）になるため、色むらが発生する。

本発明は、高温にした強誘電性液晶を注入した強誘電性表示素子が、強誘電性液晶が常温に戻ったときに基板間隔が不均一にならないようにして色むらの発生を防止することを目的としている。

少なくとも、配向制御膜が形成された一対の基板と、該一対の基板の周辺部を一部に強誘電性液晶を注入するための注入口を設けて接着するシール部材と、前記一対の基板の間に注入される強誘電性液晶と、前記注入口を封止する封口材とで構成される強誘電性液晶表示素子の製造方法であって、配向制御膜が形成された一対の基板を、画像表示領域の周辺部において、強誘電性液晶を注入するための注入口を有するシール部材を介して貼り合わせる工程と、貼り合わせた前記一対の基板の側面を跨いで硬化収縮性のある接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を硬化させ、その際の前記接着剤の収縮により、前記一対の基板の中央部を外側へ凸になるように変形させる工程と、前記中央部が外側へ凸になるように変形した前記一対の基板の間に、加熱した強誘電性液晶を前記注入口を介して注入する工程と、前記一対の基板の間に注入した前記強誘電性液晶の温度を低下させ、その際の前記強誘電性液晶の収縮により、前記中央部が外側へ凸になるように変形した前記一対の基板の間隔を一様にする工程と、前記間隔が一様となった前記一対の基板の前記注入口を封口材で封止する工程と、を具備する強誘電性液晶表示素子の製造方法とする。

強誘電性液晶表示素子の一対の基板側面を跨いで硬化収縮率の高い接着剤を塗布・硬化する事により、基板中央が凸状態になり、加熱され膨張した高温の強誘電性液晶ＦＬＣを注入し、その後、強誘電性液晶ＦＬＣの温度が低下すると収縮し、平坦な強誘電性液晶表示素子となる。

少なくとも、複数の液晶表示領域を形成したマザーシリコン基板に配向制御膜を形成する工程と、マザーガラス基板に配向制御膜を形成する工程と、各画像表示領域外周に液晶注入口を成すシール部材を設けて前記マザーシリコン基板と前記マザーガラス基板を貼り合わせる工程と、前記シール部材の外周で個々の強誘電性液晶表示素子部に切断する工程と、該強誘電性液晶表示素子の一対の基板側面を跨いで硬化収縮率の高い接着剤を塗布・硬化する工程と、該強誘電性液晶表示素子に高温にした強誘電性液晶を注入する工程、を具備する強誘電性液晶表示素子の製造方法とする。

図１は本発明による強誘電性液晶表示素子の製造方法を説明するための断面図（図３（Ｃ）に相当する）であり、（Ａ）は切断後、（Ｂ）は接着剤塗布後、（Ｃ）は接着剤硬化後、（Ｄ）は強誘電性液晶を注入して冷却後の状態を示している。

本実施例において、基板１はＴＦＴや回路網が形成された単結晶シリコン基板であり、外形は９．４５×１５．３１ｍｍ、厚さは０．６２５ｍｍである。上面にはアルミニウム膜１１による画素電極１１ａが形成され、その上にポリイミドによる配向制御膜１３が形成されている。基板２はガラス基板であり、外形は９．４５×１５．３１ｍｍ、厚さは０．７２５ｍｍである。透明な共通電極１２と配向制御膜１３が積層されている。各配向制御膜を対向させ、スペーサ１４を混入したシール部材３を介して貼りあわせる。実際には図２で説明したようにマザー基板上に複数の液晶表示素子領域を形成し、切断（分断）したのが図１（Ａ）である。この状態で、２枚の基板間の隙間Ｔはスペーサ１４により決まり一様である。

貼付部の寸法は８．４５×１５．３１ｍｍであるが、シール部材３の外周と基板１、２の側面は図示するＷ＝１００μｍの幅を設けておき、２枚の基板１、２に跨るように接着剤１５を塗布する。（図１（Ｂ））接着剤１５は硬化時の収縮率の高いものであり、例えばスリーボンド社製の紫外線硬化性樹脂ＴＢ３０２６Ｅ（硬化収縮率７．５％）である。紫外線照射条件としては、照射中心波長３６５ｎｍであり、照射強度は８０ｍＷにて１００秒で接着剤１５を硬化させる。

接着剤１５の硬化により接着剤１５は収縮し、基板側面近傍で隙間Ｔ（本例では、０．７μｍ）が小さくなる方向（図中の矢印方向）に引っ張り力がかかるので、スペーサ１４を梃にして基板中央が撓むことになる。（図１（Ｃ））基板が単結晶シリコンとガラスなので、主にガラス基板２側の中央部が凸になる変形をし、維持される。

加熱され膨張した高温（１１０℃）の強誘電性液晶ＦＬＣを注入し、その後、強誘電性液晶ＦＬＣの温度が低下すると収縮するので、基板２は矢印方向（図１（Ｄ））に引っ張られ、２枚の基板間の隙間は一様になる。

前記条件は、一例であり、基板の厚さ、大きさ、材質、強誘電性液晶の性状、接着剤の種類等により変わり、一概には決まらないので、パラメータを決定しながら条件を出すことになる。

これにより基板１、基板２間の隙間は一様になり、課題であった色むらの発生を無くす事が出来る。

本発明による強誘電性液晶表示素子の製造方法を説明するための断面図 液晶表示素子の形成方法を説明するための図で上面図 液晶表示素子の構造を示す図で、（Ａ）は上面図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図、（Ｃ）はＢ−Ｂ断面図

符号の説明

１ 基板
２ 基板
３ シール部材
４ 液晶注入口
４Ａ 液晶注入口近傍
５ 画素電極
１０ マザー基板
１１ アルミニウム薄膜
１１ａ 画素電極
１２ 共通電極
１３ 配向制御膜
１４ スペーサ
１５ 接着剤
ＦＬＣ 強誘電性液晶

Claims (1)

1. 少なくとも、配向制御膜が形成された一対の基板と、該一対の基板の周辺部を一部に強誘電性液晶を注入するための注入口を設けて接着するシール部材と、前記一対の基板の間に注入される強誘電性液晶と、前記注入口を封止する封口材とで構成される強誘電性液晶表示素子の製造方法であって、
   配向制御膜が形成された一対の基板を、画像表示領域の周辺部において、強誘電性液晶を注入するための注入口を有するシール部材を介して貼り合わせる工程と、
   貼り合わせた前記一対の基板の側面を跨いで硬化収縮性のある接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を硬化させ、その際の前記接着剤の収縮により、前記一対の基板の中央部を外側へ凸になるように変形させる工程と、
   前記中央部が外側へ凸になるように変形した前記一対の基板の間に、加熱した強誘電性液晶を前記注入口を介して注入する工程と、
   前記一対の基板の間に注入した前記強誘電性液晶の温度を低下させ、その際の前記強誘電性液晶の収縮により、前記中央部が外側へ凸になるように変形した前記一対の基板の間隔を一様にする工程と、
   前記間隔が一様となった前記一対の基板の前記注入口を封口材で封止する工程と、
   を具備することを特徴とする強誘電性液晶表示素子の製造方法。
   

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