JPH04338926A - 液晶表示パネル - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄型，軽量，低消費電
力ディスプレイとして利用されている液晶表示パネルに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、液晶表示パネルは薄型，軽量，低
消費電力のディスプレイとして、電卓を初めとする各方
面で広範に使われており、今後益々その利用度が高まる
ものと期待されている状況にある。

【０００３】従来、この液晶表示パネルを製造する方法
として、下記のようなものが提案されている。

【０００４】（ａ）対向配置される片方の電極基板上に
ピペットあるいは注射器などを用いて液晶を正味必要量
以上滴下し、その上にスペーサを介してもう一枚の電極
基板を大気中でのせ、周囲にはみ出した液晶をふき取っ
た後、外周を接着剤などでシール接着する方法。

【０００５】（ｂ）対向配置された電極基板をシール材
を用いて接着固定し、前もってサンドイッチ型セル構造
の容器を作り、上記電極基板に前もって設けられた液晶
注入口より液晶を毛細管現象，加圧，真空などを用いて
注入，封口する方法。

【０００６】（ｃ）図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように
対向配置された電極基板１，２をシール材３を用いて接
着固定し、前もってサンドイッチ型セル構造の容器を作
り、上記シール部に前もって設けられた開口部より液晶
４を真空注入法を用いて注入，封口する方法。また、図
で５は基板間隔を一定に保つためのスペーサ、６は上下
電極を導通するための導電性樹脂、７は封口樹脂である
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の方法には以下に述べるような欠点を有していた。

【０００８】まず、上記（ａ）の方法では、特開昭４９
−７９５４１号公報，特開昭５５−６８８１号公報，特
開昭５５−６８８２号公報にもあるように、液晶と共に
セル内の気泡を追い出すという方法であるため、そのコ
ントロールが難しく、セル容積に見合った正味使用量の
液晶を滴下したのでは、必ず気泡が残ってしまうことに
なる。また、正味使用量を超えても少量であれば常に一
定量の液晶を滴下しても気泡が残ったり残らなかったり
するので、結局セル内に気泡を残さないためには多量の
液晶を滴下する必要がある。従って、基板を貼り合わせ
る前にシール材を形成し、液晶を滴下すると、シール材
が液晶によって流されたり、シール材および電極基板上
のシール接着面に液晶が付着するため、シール材料の選
択も限られ、品質上での信頼性が非常に悪いものになっ
てしまう。そして、前もって形成するシール材の厚みが
厚いと、正味必要量より余分の液晶が外部へ漏れ出す前
にセル内に密封され、均一な液晶層の厚みが得られない
ためにシート状のスペーサが使用され、後でシール材を
外周に塗布し接着する方法が採られる。この場合、信頼
性，作業性を改善するために特開昭５１−１０７１１号
公報，特開昭５１−１１９３４号公報に示されているよ
うに工夫が種々なされているが、それでも１個ずつセル
の外周にシール材を塗布し、硬化させる必要があり、量
産性が非常に悪く、かつ液晶材料のロスも大きいことか
ら、今日ではこの方式は全く使われていない。

【０００９】次に、上記（ｂ）の方法では、特開昭４９
−４５４８号公報，特開昭４９−７９５４１号公報およ
び特開昭５５−６８８１号公報に示されているように、
信頼性，作業性，コストダウンの工夫がなされているが
、電極基板の孔あけ加工は必ず必要であり、コストアッ
プの要因となるばかりでなく、量産性が悪いという欠点
を有している。

【００１０】以上のような理由から、上記（ａ），（ｂ
）の方法は今日ほとんど使用されていなく、もっぱら上
記（ｃ）の方法で液晶表示パネルの生産が行われている
。

【００１１】しかしながら、この（ｃ）の方法も特開昭
５８−３７５２７号公報，特開昭５８−４０７２６号公
報に示されるように工夫はされてはいるが、必ず注入口
端面が液晶と接触するため、（１）注入口端面に付着し
た分が液晶材料のロスとなる。（２）液晶が付着したそ
の上から封口材で封口するため、封口材料の接着強度が
弱く、品質トラブルの原因になる。（３）注入口端面が
液晶と接触することから、液晶が汚染されたり、ゴミが
混入することから、液晶表示パネルの品質トラブルの原
因となる。また、この方法では、（４）液晶注入に時間
がかかり、大型パネルになると時には６０分以上にもな
ることがある。（５）液晶注入時、電極基板がフィルム
などの柔軟な材料である場合、気圧差により上下の電極
基板が接触し、配向不良を起こす。（６）電極基板間隔
を一定に保つために液晶中にスペーサを混入した液晶表
示パネルを製造する場合、液晶に前もって混入し注入す
ることができず、対向する電極基板を接着固定する前に
電極基板の全面にスペーサを散布する必要があるため、
設備に付着する分も含めると高価であるにもかかわらず
スペーサ材料のロスは非常に大きい。（７）少なくとも
片方の電極基板を共用した２個以上のセルが垂直方向に
重なった多層パネルにおいて、各セル内の液晶を２種以
上に変えて製造することは、これらの液晶が混じり合っ
たりして非常に困難である。また、同様に２個以上のセ
ルが平面的に連結された液晶表示パネルについては、各
セル内の液晶を２種以上に変えた形に構成することは、
現在の技術では製作することができなく、提案されてい
ないなどの問題点を有していた。

【００１２】また、上記（ａ）の方法を除き、上記（ｂ
），（ｃ）の方法は電極基板の接着工程と、液晶注入工
程と、封口工程との三工程よりなっており、工数がかか
る。このような欠点を従来の方法では有していた。

【００１３】本発明は以上のような従来の欠点を除去す
べくなされたものであり、液晶材料のロスが発生しなく
、また液晶の汚染やゴミの混入がなく、さらには工程が
簡略化されるなどの特徴をもった新規な構造を備えた液
晶表示パネルを提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の液晶表示パネルは、対向する基板の少なくと
も片方の基板に、対向する基板とによって液晶密封部を
形成するようにシール材を配置するとともに、上記液晶
密封部に液晶を充填することにより構成し、少なくとも
液晶に接する側の内シールにラジカル重合型紫外線硬化
型樹脂からなるシール材、外シールにカチオン重合型紫
外線硬化型樹脂からなるシール材を用い、二重シールと
したものである。

【００１５】

【作用】この構成によれば、カチオン重合型の紫外線硬
化型樹脂は、液晶の消費電流値を増加させる傾向にある
が、耐熱，耐湿性に優れているため、この樹脂を外シー
ルに、ラジカル重合型の樹脂を液晶と接する内シールに
使用し、二重シールとすることで、高信頼，高品質の液
晶表示パネルを作ることができる。

【００１６】この紫外線硬化型樹脂を用いた二重シール
は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いた二重シールに
比べて、硬化時間が大幅に短縮できることとなり、短時
間に硬化し、その後はギャップが変わらないので、ギャ
ップを均一にするために硬化まで長時間加圧する必要が
全くないという大きな特徴をもっている。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面と共に説明
する。

【００１８】（実施例１）図１（Ａ）〜（Ｃ）および図
２は本発明による製造工程の一実施例を示すための概略
説明図、図３は本実施例において使用する真空貼合せ機
の斜視図であり、図４はその断面図を示している。

【００１９】まず、図１（Ａ）に示すように、液晶分子
を配向させるための処理が終ったガラスなどの電極基板
（透明電極によりパターンが形成されているが、図面で
は省略してある。）１１，１２を用意し、一方の基板１
１に、例えばポリエステルアクリレートにベイゾインエ
チルエーテル１％添加の紫外線硬化型樹脂などよりなる
シール材１３、もう一方の基板１２に上下電極導通用の
ための導電性樹脂１４をそれぞれスクリーン印刷法によ
り印刷する。ここで、シール材１３は電極基板１１上に
ロ字状に２つ設けられており、また導電性樹脂１４は必
要な場所に印刷されている。次に、図１（Ｂ）に示すよ
うに一方の電極基板１１上の上記シール材１３により囲
まれた２つの部分のほぼ中央部にそれぞれ液晶１５を一
滴もしくは数滴、滴下する。この時、後述するように液
晶１５中には基板間隔を一定に保つためのスペーサ１６
を混入してあるが、これはスペーサ１６を混入しない形
の液晶１５を滴下してもよいものである。ここで、スペ
ーサを混入していない液晶を使用する時は、従来行われ
てきたように配向処理済基板にスペーサを散布してもよ
いが、配向膜材料にスペーサを混入したものを使用し、
配向膜印刷と同時にスペーサを設けるのも有効である。

【００２０】上述した液晶１５の滴下はマイクロシリン
ジにより行い、正味使用量の±７％以内にコントロール
する。ここで、注意しなければならないことは、滴下場
所がシール材１３にあまり近いと、液晶１５が電極基板
１１，１２を貼合せる前にシール部まで流れ、電極基板
１１，１２を貼合せた時にシール部が切れたり、液晶１
５がシール部外にまであふれ出すことがあることと、滴
下数が少ないと、滴下場所とそれ以外の場所とで液晶層
の厚み（以下ギャップという）にムラを生じやすく、で
きるだけ多数に分けて均一に滴下する方がよいことと、
さらには液晶１５の量の精度はそのままギャップ精度に
なることである。

【００２１】したがって、これらの条件は、生産しよう
とする液晶表示パネルの形状，大きさ，ギャップ精度に
より個々に決める必要がある。例えば、液晶密封部の寸
法が３３ｍｍ×１７ｍｍ×９０μｍの場合、液晶１５を
５．０５μｌシール部内の中央に１滴滴下すると、液晶
１５が流れて広がりシール部外にあふれ出るが、これを
３滴に分けてシール部内の長手方向に一定間隔で並べて
滴下すると、液晶１５があふれることなく良好な結果が
得られた。そして、上述した液晶１５の滴下量を正味使
用量の±７％以内にコントロールしたのは、種々の実験
により得られた好ましい範囲である。また、上記実施例
ではマイクロシリンジで液晶１５の滴下を行ったが、こ
れは定量ポンプを使用して液晶を滴下することも可能で
ある。

【００２２】次に、上記の液晶１５の滴下後、図１（Ｃ
）に示すように２枚の電極基板１１，１２を減圧下で貼
合せるのであるが、そのために、まず図２に示すように
２枚の電極基板１１，１２を１ｍｍの厚みの組立用スペ
ーサ１７を介して電極パターンが正しく合うように重ね
合せる。

【００２３】次いで、この重ね合せた２枚の電極基板１
１，１２を図３，図４に示す真空貼合せ機１８のベース
１９に形成された空間（凹部）２０の中に入れ、シリコ
ンゴムなどのシート２１を被せ、蓋２２を閉じて開かな
いようにボルト（図示せず）で固定する。そして、図４
で示された空間２３を排気口２４で接がれた真空ポンプ
（図示せず）により排気し、次いで電極基板１１，１２
の入っている空間２０を排気口２５に接がれた真空ポン
プ（図示せず）により排気する。ここで、生産しようと
する液晶表示パネルの形状，大きさにより必要な真空度
は異なるが、本実施例ではこの空間２０の真空度が１０
−１ｔｏｒｒ以下になった時に空間２３の排気を止め、
リークバルブ（図示せず）により排気口２４を通して少
しずつ空気をリークさせる。この時、窒素ガスを用いて
リークさせた方が液晶１５の劣化を防ぐ意味でより好ま
しいものである。

【００２４】この空気をリークさせた時、シリコンゴム
などからなるシート２１は下方にふくれ、２枚の電極基
板１１，１２は大気により全体的に加圧され、その結果
電極基板１１，１２がたわみ中央部が貼合わされる。次
に、ハンドル２６を回して上記スペーサ１７を外し、リ
ークバルブを完全に開けて空間２３を大気圧（１気圧）
に戻す。ここで空間２０の真空度が上記数値以下となっ
た時に空間２３の排気を止めた後、基板中央部を押さえ
る機構を設けてその基板中央部を押さえながら、スペー
サ１７を外し、リークさせて全面加圧する方法を用いて
もよい。この時点で２枚の電極基板１１，１２は真空中
で完全に加圧接着され、液晶１５がシール材１３により
電極基板１１，１２間に２ヵ所に分れて密封される。な
お、加圧が不十分な時は排気口２４を通して高圧の窒素
ガスまたは空気を送り込めばよい。

【００２５】次に、空間２０の排気を止め、排気口２５
を通してリークし大気圧に戻す。この場合も上述したよ
うに窒素ガスを用いてリークさせた方が液晶１５の劣化
を防ぐ意味でより好ましいものである。その後、蓋２２
を開けて接着された電極基板１１，１２を取出し、シー
ル材１３を硬化させる。

【００２６】この後、所定寸法に切断分割して図５のよ
うな液晶表示パネルが得られる。なお、図３，図４で２
７はＯリングである。

【００２７】本実施例ではシール材１３の硬化を真空貼
合せ機１８の外で行ったが、これは中で行ってもよい。 しかし、電極基板１１，１２を加圧しながらシール材１
３を硬化した方が、加圧しない時よりも液晶表示パネル
のギャップは均一であった。また、真空貼合せ機１８の
中の加圧の方法も上記のように電極基板１１，１２の全
体を均一に加圧するのではなく、部分的に（例えばシー
ル材１３の部分のみ）加圧する方法でもよい。さらに、
加圧の方法としては種々考えられるが、本実施例のよう
に気圧差を利用して行うと、シリコンゴムのような柔軟
なフィルム状またはシート状の材料で十分均一に加圧で
き、しかもシール材１３とは別のシール材を用いて電極
基板１１，１２間の空間の少なくとも一部の気圧を外部
の気圧に比べて小さく保つように工夫すれば、重しも何
も使用せずに電極基板１１，１２を加圧することができ
る。この方法は電極基板１１，１２を前もって貼合せ、
後で液晶を注入する従来の製造方法においても有効であ
るが、特に紫外線硬化型の樹脂をシール材１３と別のシ
ール材の両方に使用した時は、紫外線を重しがさえぎる
ようなことがなく、簡単に照射ができて非常に有効であ
る。

【００２８】また、本発明では真空中でシール材１３を
用いて電極基板１１，１２を接着すると同時にその内部
に液晶１５を密封する必要があり、また液晶１５を密封
したままシール材１５を硬化して均一なギャップを得な
ければならず、そのため熱硬化性樹脂，熱可塑性樹脂な
ど、接着硬化に加熱が必要な材料は若干扱いにくい。そ
れに比べて紫外線硬化型樹脂は常温で短時間に硬化でき
、しかもポットライフが長いので、本発明に用いるシー
ル材１３としては非常に適している。

【００２９】そして、本実施例では紫外線硬化型樹脂と
してラジカル重合型のポリエステルアクリレートを使用
したが、その他にエポキシアクリレート，ウレタンアク
リレートなど、ラジカル重合型の樹脂は液晶に対して悪
影響を与えず使用可能である。しかし、通常の使用では
問題はないが、温度，湿度のきびしい条件下で液晶表示
パネルが使用される場合、これらの樹脂では耐熱，耐湿
性に若干問題が残る。

【００３０】一方、カチオン重合型の紫外線硬化型樹脂
は、液晶の消費電流値を増加させる傾向にあるが、耐熱
，耐湿性に優れているため、この樹脂を外シールに、ラ
ジカル重合型の樹脂を液晶と接する内シールに使用し、
二重シールとすることで、高信頼，高品質の液晶表示パ
ネルを作ることができる。この二重シールを行う場合は
、上記液晶１５を滴下する側の上記電極基板１１側にラ
ジカル重合型の紫外線硬化型樹脂（本実施例のシール材
１３）を内シールとして設け、他方の電極基板１２側に
カチオン重合型の紫外線硬化型樹脂を外シールとして設
ければよく、外シールは内シールよりも若干外側に位置
するように設けられる。

【００３１】この紫外線硬化型樹脂を用いた二重シール
は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いた二重シールに
比べて、両方共に紫外線硬化型樹脂の場合は硬化時間が
大幅に短縮できることとなる。また、この二重シールは
電極基板を貼合せてから液晶を注入する従来の製造方法
でも、上記と同じ理由で非常に有効である。

【００３２】そして、この二重シールを実現するために
は、外シール，内シール，導電性樹脂の少なくとも一つ
をスクリーン印刷法を使わず、定量吐出による方法など
で行えばよいものである。

【００３３】また、本実施例では電極基板１１，１２と
してガラス基板を使用したが、電極基板がフィルム状の
柔軟な材料であっても上記真空貼合せ機１８の中で加圧
接着する前に、これら基板がたわんで接触しないように
工夫すれば、本実施例と同様に液晶表示パネルを作るこ
とができる。

【００３４】（実施例２）図７に示すように、表裏両面
に所定パターンの電極（図示せず）を形成したのち２枚
の電極基板２８ａ，２９ａと、片面にのみ電極（図示せ
ず）を形成した２枚の電極基板２８，２９の合計４枚の
基板を用い、実施例１と同様の方法で図８に示すような
３層の良好なＧ−Ｈ（ゲスト−ホスト）型の液晶表示パ
ネルを得た。しかも各層の液晶３０，３１，３２は３層
とも異なり、赤，青，黄の各色素を混入したものを使用
した。従来の方法では、液晶が混ざったり、１層目の注
入時に他の層の注入口が液晶でふさがるというトラブル
があったが、今回はそのようなことは全くなかった。ま
た、本発明によればもっと多層の液晶表示パネルが製造
できることは明らかである。図７で３３，３３ａ，３３
ｂはシール材である。

【００３５】（実施例３）図９に示すように、８１個の
液晶密封部をもち、かつ液晶が３種類に分類される図１
０に示すような液晶表示パネルを実施例１と同様の方法
で作成した。ここで、使用した液晶は実施例２で使用し
たものと同じ赤，青，黄の色素の入った３種類の液晶３
０，３１，３２である。このような液晶表示パネルは、
従来の方法では作ることができないものであった。すな
わち、各セルに対応するところの電極基板に孔あけ加工
することなど製造が実質上困難であり、また注入口が表
示部にあるため表示パネルとしての品位が損なわれるな
どの理由で、今までの技術では提案されていないもので
あった。なお、図９，図１０において３４，３５は電極
基板、３６は８１個の液晶密封部を作るためのシール材
である。

【００３６】（実施例４）図１１に示すように、１枚の
大きな電極基板３７と、３枚の小さな電極基板３８，３
９，４０を使用し、シール材４１，４１ａ，４１ｂを用
いて中央部に３つの液晶密封部があるものを実施例１と
同様の方法で液晶表示パネルを作成した。この場合、３
つの液晶密封部には１種類の液晶４２を注入した。この
ような液晶表示パネルも実施例３で説明したように従来
の方法では実質上製造することができなく、提案されて
いない。

【００３７】さらに、本発明においてシール材中のスペ
ーサの径を各セル毎に変え、各セル毎の液晶の電極基板
間隔を変えたり、配向処理およびねじれ方向の異なる液
晶材料の組合せにより、視角方向を各セル毎に変えるこ
とができることは説明するまでもないことである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は構成されているも
のであり、次の通りの特徴を有している。すなわち、電
極基板上に液晶をのせ、その後に減圧下で素早く電極基
板を組み合せることができるため、電極基板の貼合せ、
液晶注入、封口および必要に応じてのスペーサ散布の工
程を短時間にしかも一工程で行うことができるものであ
る。さらに、二重シール構造とし、しかもシール材とし
て内シールをラジカル重合型、外シールをカチオン重合
型の紫外線硬化型樹脂を使用しているため、従来基板洗
浄から完成品検査までの工程日数が３日以上であったも
のを、１日以内にまで大幅に短縮することができるとと
もに、高信頼，高品質の液晶表示パネルとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶表示パネルの製
造工程を説明するための斜視図

【図２】同概略断面図

【図３】同パネルの製造法を実施するための真空貼合せ
機を示す斜視図

【図４】同概略断面図

【図５】本発明の液晶表示パネルの上面図

【図６】同概
略断面図

【図７】本発明の第２の実施例における液晶表示パネル
を説明する製造途中の斜視図

【図８】同完成状態を示す斜視図

【図９】本発明の第３の実施例における液晶表示パネル
の製造途中の斜視図

【図１０】同完成状態を示す斜視図

【図１１】本発明の第４の実施例における液晶表示パネ
ルの製造途中の斜視図

【図１２】同完成状態を示す斜視図

【図１３】従来の液晶表示パネルの製造法を説明する製
造工程を示す斜視図

【符号の説明】

１１，１２，２８，２８ａ，２９，２９ａ，３４，３５
，３７，３８，３９，４０　　電極基板１３，３３，３
３ａ，３３ｂ，３６，４１，４１ａ，４１ｂ　　シール
材 １５，３０，３１，３２，４２　　液晶１６　　スペー
サ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向する基板の少なくとも片方の基板に、
   対向する基板とによって液晶密封部を形成するようにシ
   ール材を配置するとともに、上記液晶密封部に液晶を充
   填することにより構成し、少なくとも液晶に接する側の
   内シールにラジカル重合型紫外線硬化型樹脂からなるシ
   ール材、外シールにカチオン重合型紫外線硬化型樹脂か
   らなるシール材を用い、二重シールとした液晶表示パネ
   ル。