JPH01177018A

JPH01177018A - 液晶表示素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH01177018A
Application number: JP33507987A
Authority: JP
Inventors: Koetsu Hibino; 光悦日比野; Yoshiaki Kitazawa; 北沢　芳明; Hideaki Ueno; 秀章植野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１本発明は、液晶表示素子の製造方法に関し、さらに詳し
くいえばシール性が十分のため耐久性が高く、ざらに量
産性のよい有機系液晶配向膜の使用を可能とする液晶表
示素子およびそれを製造する方法に関する。

［従来の技術］液晶表示素子の用途は従来、屋内であったが近年屋外で
使用するものが多くなってきている。

イこで従来の液晶表示素子のシール部材としては、耐久
性の極めて高いガラスフリットを用いた乙のがとえられ
る（［液晶のむ新技術Ｊ、Ｐ１６２〜１６４）。この方
ラスハーメグーツクシールの場合には、用いられるガラ
ス基板間１〜ぺ＝−ストの焼成温度が約４００〜６００
　’Ｃのものが一般に使われている。

［発明が解決しようとする問題点〕上記ガラスフリットシールの場合には、耐久性が高いが
、」−述のように高温で焼成づる必要があるため、量産
性のよいポリイミド等の有機系液晶配向膜を使用するこ
とができない。従って現在主に有機系液晶配向膜を用い
てこの配向膜に悪影響を与えないシール部材であるエボ
ヤシ樹脂等のシール方法が一般に用いられている。、こ
の方法により製作される液晶表示素子は、屋外で使用す
る場合の耐久性は不十分であるという問題がある。

また、シール部材として、粘度、シール硬度等の性能を
調整するために、アルミナ粒子、グラスファイバ粉末な
どのギャップ材（フィラー）を含む接着剤から成るもの
が知られている（特公昭６２−３３５７４号公報、同６
２−３３５７５号公報）。この場合においても、このフ
ィラーは充填剤としての作用しか示さず実質上、高分子
によるシールの７．１−めシール性が十分でなく、その
ため耐久性は十分といえなかった。

又有機系液晶配向膜を用いなくて無りａ質物賞の斜め蒸
着による液晶分子の水平配向方法が開発された。この方
法により製作される液晶表示素子においてはガラスフリ
ットシールが事実上可能となったが、♀産設備の確立、
Ｗ産歩留り等において問題がある。

以、トより耐久性が高く屋外で使用することが十二分に
可能でかつ有機系液晶配向膜の使用を可能とする液晶表
示素子およびこの製造方法が必要とされている。

本発明は上記観点に鑑みてなされたものであり、耐久性
が十分であり、量産性のよい有機系液晶配向膜の使用が
可能な液晶表示素子およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］本第１発明の液晶表示素子は、一対のガラス基板と、該
一対のガラス基板の内面上に形成された電極層と、前記
一対のガラス基板間に配置されるスペーサと、前記一対
のガラス基板間に形成された内部空間に保持された液晶
層と、１１ｈ記一対のガラス基板の外周側内面に配置さ
れたシール部材と、を具（！づる液晶表示素子において
、前記シール部材は、低融点ガラスから成るガラスシール
部と加熱後高分子接着剤から成る高分子シール部とから
成り、前記ガラスシール部および前記高分子シール部は
各々前記一対のガラス基板を接着する構成とすることを
特徴とする。

本第２発明の液晶表示素子の製造方法は、一対のガラス
基板をスペーサおよびその外周側内面トに配置されるシ
ール前駆体を介して互いに対向配置させる配置工程、次
いで少な（とも液晶注入口を構成する部分を除いた上記
一対のガラス基板の外周側内面をシール−４るシールエ
稈、を実Ｍする液晶表示素子の製造方法において、前記配置工程において用いられる前記シール前駆体は、
低融点ガラスから成るガラスシール前駆体と加熱前高分
子接着剤から成る高分子シール前駆体とから成る混合体
であり、前２シール工程において、前記シール前駆体を加熱し、
この加熱により、前記ガラスシール前駆体から生じるガ
ラスシール部および前記加熱Ｉｙｉ高分子接着剤から生
じる高分子シール部の各々を介して前記一対のガラス基
板を接着することを特徴とする。

前記低融点ガラスは、その流動温度（粘度が１０５ボイ
スとなる温度）が９０〜３００℃のちのが一般に用いら
れる。これは、９０℃以−［とするのは使用温度笥囲内
での耐久性を確保するためであり、３００℃以下とする
のは一般に用いられるポリイミドの耐熱性が３００℃で
あり、またこれ以上の温度の場合には温度差によるガラ
ス基板のワレが生じうるからである。このうち流動温度
は通常１００〜２００℃のものが用いられる。これは、
例えばスズ−リン−鉛−酸素一フッ素の各成分割合であ
るものを用いることができる。その−例を示せば、順番
にこの組成成分の重量部で表わせば５９．０−３４．０
−６．１−１２１．５−６０．４の組成のもの（流動ｍ
ｒ！１１１０℃）、５６、　７−３７．０−６．　２−
１３０．　７−４９゜５の各組成成分のもの（流動温度
１４０℃）、又５６．５−３８．７−４．７−１３１．
６−５２゜８の成分割合のもの（流動温度１３５℃）を
用いることができる。

なお前記低融点ガラスの流動温度はエポキシシール等の
高分子シール前駆体を加熱する温度にり低くしておけば
、この加熱時にこの低融点ガラスシール前駆体が溶け、
一対のガラス基板を接着し、耐久性の＾いシール構成が
１０られる。

［作用］本第１発明の液晶表示素子において、前記シール部材は
、高分子接着剤から成る高分子シール部のみならず低融
点ガラスから成るガラスシール部を含み、両シール部の
各々は、前記一対のガラスキ板を接着する構成とな・）
でいる。

そして、本第２発明の’ＪＩＪ造方法は、低融点ガラス
から成るガラスシール前駆体と高分子シール前駆体とを
含む混合体を前記一対のガラス基板の外周側内面上に配
置し、眞記混合体を加熱して、前記第１発明の表示素子
をＴｌＪ造するものである。

低融点ガラスの熱膨張係数は、７０〜１１０Ｘ１０−７
／℃であり、一方、エポキシ等の高分子接着剤の熱膨張
係数は、５ｘ１０−５／’Ｃ程麿であり、ガラスよりも
大きい。従って高分子シール前駆体を加熱、焼成した時
、ビーズ等の低融点ガラスシール前駆体はつぶされて柱
状に近くなる。

この場合、ガラスシール部と高分子シール部の界面は高
分子シール部の膨張が大きいため、隙間は生じない。さ
らにこのガラスシール部も直接ガラス基板も接着する。

この構成では、ガラス基板と低融点ガラスの熱膨張係数
が同じであり、温度変化によるガラス基板界面とのヒビ
割れの進行を抑えることができる。

ざらに第４図に示すように、液晶表示素子の表示部等に
基板と垂直方向に力を加える場合、ガラス基板１ａ１１
ｂとシール部材５との相対的なズレが生じる方向に働く
が、本構成ではガラスシール部によりこのズレが抑えら
れているので、界面でのシール破壊が防止される。

［発明の効果］従来の液晶表示素子をバ外に曝すとぎにはシール部材が
破れることがある。一方、以上の作用で述べたように、
本表示素子ではガラスシール部を介して一対のガラス基
板を接着しているので、シール性に優れ、温度変化によ
り生じる熱応力に起因するヒビ割れらなく、シール破壊
をも防止することができるので耐久性が良い。また前記
ガラスシール部は低融点ガラスから成るので、ｄ産性の
良いポリイミド等の有機系液晶配向膜の使用をすること
ができる。

また本製造方法によれば、前記効果を具備する表示素子
を製造できる。また本製造方法によれば、シール幅を通
常よりも小さなものにしても十分な耐久性を得るこ・と
ができる。これにより表示面積を拡くでき設計の自由度
を拡げることができる。

また本製造方法によれば、低融点ガラスを用いるので有
機系液晶配向膜を使用してしこれに悪影響を与えること
もない。

［実施例］以下、実施例により本発明を説明する。

本実施例の液晶表示素子を、第１図に示す液晶注入前組
付体を例にとって説明すると以下の通りである。なお共
通構成要素には同番号を付しである。

この液晶表示素子は、一対のガラス基板ｌａ。

１ｂと、該一対のガラス基板１ａ、ｌｂの内面に形成さ
れた透明導電膜２ａ１２ｂと、この一対のガラス基板ｉ
ａ、ｉｂ間配置されるスペーサ４と、該透明導電膜２ａ
１２ｂ上に形成された液晶配向膜３ａ、３ｂと、該液晶
配向膜層３ａ、３ｂ間に形成された内部空間に保持され
た液晶層（図示せず）と、一対のガラス基板１ａ、１ｂ
の外周側内面に形成されたシール部材５と、から構成さ
れる。

このガラス基板１８１１ｂとしては厚さ１．１ｍｍ、長
方形状（１５０ｘ１００ｍｍ）のソーダ石灰ガラスを用
いた。電極層（透明導電膜）２ａ１２ｂとしてはインジ
ウムーヂンーオキサイド（■ＴＯ）を用いた。この膜は
、約２０００人の厚さに電子ビーム蒸着法により均一に
形成した。この膜の面抵抗値は約１００Ω／口である。

液晶配向膜３ａ、３ｂとしては、ポリイミド（東し株式
会社製［セミコファイン５Ｐ−９１０１４）を用いた。

この躾は、約１０００人の厚さで形成した後、ブイロン
ブラシロールにてラビング処理を行なった。液晶層にお
ける液晶としては、相転移型のゲスト−ホスト液晶（メ
ルク社製ネマチック液晶ｒＺＬ１１８４０１アントラキ
ノン系染料入りカイラルネマチック液晶ｒ［３−１５Ｊ
）を用いた。

スペーサ４としては、ポリスチレン類の「ミクロバール
ＳＦ”−２１０，１（Ｉ水ファインケミカル社製）直径
的１０μｍのプラスチック粒子を用いｌこ　。

前記シール部材５は、以下に述べる低融点ガラス球を加
熱して形成されるガラスシール部５１と加熱後高分子接
盾剤（エボ４ニジ接着剤）から成る高す子シール部５２
とから成り、ガラスシール部５１および高分子シール部
５２は各々一対のガラス基板１ａ、１ｂを接着する構成
となっている。

前記液晶表示素子は、第１図〜第３図に示すように、以
下のようにして製作された。

まず一対のガラス基板１ａ１１ｂの表面に形成した電極
層２ａ１２ｂ及びこの電極層２ａ１２ｂ上に形成された
液晶配向膜３ａ、３ｂを具備するこの一対のガラス基板
ｌａ、１ｂを用意する。ついで粒径１１μｍ程度の低融
点ガラス球（ガラスシール前駆体、流８温度は約１４０
℃、材質は前記流動温度が１４０℃のもの）８ど、液状
エポキシ樹脂（高分子シール前駆体、ｒＸ−７４７０Ｊ
、三井東圧化学（株）！ＩＩ）９の混合体を一方のガラ
ス基板（例えば１ａ＞の外周側内面上にシール印刷した
。さらに、セルギＶツブを一定にするために、このガラ
ス基板１ａ、１ｂ間に粒径１０μｍ程度のスペーサ４を
メタノール等に浸漬した状態で吹きつけて、次のガラス
基板（例えばｌｂ）上に配置した。次いでこの一対のガ
ラス基板１ａ１１ｂを合わせて、このスペーサ４および
混合体８．９を一対のガラス基板間に配置した。そして
この混合体を１６０℃、１時間加熱し、この加熱焼成に
より生じる杆状形状のガラスシール部５１および高分子
シール部５２を介して前記一対のガラス基板１ａ、１ｂ
を接着させて、液晶注入前組付体６を製作した。

その後、公知の真空注入方法を用いて、液晶注入孔７よ
り前記液晶を注入Ｊ−る。、この後注入孔７を前記低融
点ガラス又は従来用いられているｌボキシ系等の有機系
接着剤等を用いて封止する。

本実施例により製作された液晶表示素子において、シー
ル部材５Ｇよ、ガラスシール部５１と高分子シール部と
から成り、これは各々前記一対のガラス基板を接着する
構成となっている。

この液晶表示素子は、屋外暴露１年絆てもシールは破れ
ず、液晶の駆動も良Ｏｒであった。一方従来のアルミノ
等のフィラーを用いてシールしたものは、６ケ月後にシ
ールが破れ、液晶の駆動ができなくへった。従って本実
施例の液晶表示々了はポリイミドの有機系液晶配向膜を
使用してもこの膜に悪影響を与えずにシールでき、かつ
極めてシ−ル性がよいのでその耐久性がよかった。また
混合体は液状エポキシ樹脂の高分子接着剤を含むので、
印刷により容易に配置することができるとともに、ガラ
ス基板との接着にも優れる。またガラスシール前駆体と
してスペー勺の粒径よりも若干大きな粒径をもつものを
用いるので、それはスペーサとしての役目をも併せもら
、好都合である。

なお、本発明においては、上記実施例に示すものに限ら
れず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更し
た実施例とすることができる。

使用する低融点ガラスも種々の低融点ガラス材料を用い
ることができる。なおこれは使用する有機系液晶配向膜
の耐熱性を考慮して設定されるが、例えば一般に用いら
れるポリイミドは約３５０℃の耐熱性があるので、作業
性を考慮して、流動温度が３００℃以下の低融点ガラス
を用いるのが好ましい。またガラスシール前駆体は球状
体に限らず種々の形状とすることもできる。

また配置工程においては、前記実施例のように、スペー
サとシール前駆体を別の基板上に配置してらよいが、同
−ａ板１に配置しでもよい。さらにこのシール前駆体を
配置する方法は印刷方法に限らず、ほかの公知の塗布方
法て・もよい。また加熱前高分子接着剤としては熱融着
フィルム接着剤を用いることができ、この場合はこのフ
ィルム内に所定のガラスシール前駆体を分散させたもの
を用いる。これを配置するには、所定形状に切断してこ
の切断片を所定位置°に配置すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で製造された液晶注入部組付体の一部断
面図、第２図は実施例における製造方法を示す平面図、
第３図は第２図のＡ−ＡｔＷｉ而図で面る。第４図はガ
ラス基板とシール部材間に生じる相対的なズレについて
の説明図である。１・・・ガラス基板２・・・電極層　　　　　３・・・液晶配向膜４・・・
スペーサ゛　　　　５・・・シール部材５１・・・ガラ
スシール部５２・・・高分子シール部６・・・液晶注入部組付体７・・・液晶注入孔８・・・ガラスシール前駆体９・・・高分子シール前駆体特許出願人　　　ト］夕自動車株式会１社代理人　　　
　弁理士　大川　宏第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対のガラス基板と、該一対のガラス基板の内面
上に形成された電極層と、前記一対のガラス基板間に配
置されるスペーサと、前記一対のガラス基板間に形成さ
れた内部空間に保持された液晶層と、前記一対のガラス
基板の外周側内面に形成されたシール部材と、を具備す
る液晶表示素子において、前記シール部材は、低融点ガラスから成るガラスシール
部と加熱後高分子接着剤から成る高分子シール部とから
成り、前記ガラスシール部および前記高分子シール部は
各々前記一対のガラス基板を接着する構成とすることを
特徴とする液晶表示素子。
（２）低融点ガラスはその流動温度が１００〜３００℃
である特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子。
（３）高分子接着剤はエポキシ樹脂から成る特許請求の
範囲第２項記載の液晶表示素子。
（４）一対のガラス基板をスペーサおよび前記一対のガ
ラス基板の外周側内面上に配置されるシール前駆体を介
して互いに対向配置させる配置工程、次いで少なくとも
液晶注入口を構成する部分を除いた上記一対のガラス基
板の外周側内面をシールするシール工程、を実施する液
晶表示素子の製造方法において、前記配置工程において用いられる前記シール前駆体は、
低融点ガラスから成るガラスシール前駆体と加熱前高分
子接着剤から成る高分子シール前駆体とから成る混合体
であり、前記シール工程において、前記シール前駆体を加熱し、
この加熱により、前記ガラスシール前駆体から生じるガ
ラスシール部および前記加熱前高分子接着剤から生じる
高分子シール部の各々を介して前記一対のガラス基板を
接着することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
（５）ガラスシール前駆体は、その流動温度が１００〜
３００℃である球状体である特許請求の範囲第４項記載
の液晶表示素子の製造方法。
（６）ガラスシール前駆体はスペーサの粒径の１．０〜
１．１倍の粒径をもつ特許請求の範囲第５項記載の液晶
表示素子の製造方法。
（７）高分子シール前駆体は液状エポキシ樹脂である特
許請求の範囲第４項記載の液晶表示素子の製造方法。