JPH06230345A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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Publication number
JPH06230345A
JPH06230345A JP3397193A JP3397193A JPH06230345A JP H06230345 A JPH06230345 A JP H06230345A JP 3397193 A JP3397193 A JP 3397193A JP 3397193 A JP3397193 A JP 3397193A JP H06230345 A JPH06230345 A JP H06230345A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display device
volume
potting material
crystal display
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3397193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Miyawaki
守 宮脇
Yutaka Genji
裕 玄地
Shunsuke Inoue
俊輔 井上
Yoshihiko Fukumoto
嘉彦 福元
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US08/189,169 priority patent/US5691794A/en
Priority to DE69427882T priority patent/DE69427882T2/en
Publication of JPH06230345A publication Critical patent/JPH06230345A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the liquid crystal display device which is free from the deterioration in characteristics, etc., in spite of an environmental change and has excellent reliability by making the volume of a liquid crystal material equal to or larger than the volume of a flowable material. CONSTITUTION:A potting material 101 is disposed on a liquid crystal driving element layer 103. A transparent glass 102 is placed on this potting material 101. The transparent glass 102 is fixed by a frame material 104 to hermetically enclose the potting material 101. The volume of the potting material 101 is equal or smaller than the volume of the liquid crystal layer 105 at this time. While the flowable material (potting material) is essential for the purpose of reinforcement, the volume of the liquid crystal material is required to be equal to or larger than the volume of the flowable material. The reason thereof lies in that the thermal expansion and change by atm. pressure of the flowable material do not deform the liquid crystal cell, etc., and that the display characteristics stable to the environmental change are realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶を用いた画像表示
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device using liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラウン管(CRT)は近年まで電子デ
ィスプレイのほとんどを占めていたが、急速な微細化技
術の進展と用途の拡大に伴なう多様なニーズに対応しき
れなくなり、このために種々の表示原理の電子ディスプ
レイの研究開発が活発になってきている。
2. Description of the Related Art A cathode ray tube (CRT) has dominated most of electronic displays until recently, but it is not possible to meet various needs accompanying the rapid progress of miniaturization technology and the expansion of applications. Research and development of electronic displays based on this display principle have become active.

【0003】中でもCRTに置き換わる画像表示装置と
して、薄膜化、軽量化等が可能な液晶表示装置が注目さ
れている。
Above all, as an image display device which replaces a CRT, a liquid crystal display device which can be thinned and reduced in weight has been attracting attention.

【0004】しかしながら、気圧、温度等の環境の変化
により液晶層のギャップや駆動用トランジスタの変形に
よる変化等のために、画質が劣化、さらには信頼性の低
下を引き起こしていた。
However, due to changes in the environment such as atmospheric pressure and temperature due to the gap of the liquid crystal layer and the deformation of the driving transistor, the image quality is deteriorated and further the reliability is lowered.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
環境変化に対しても特性の劣化等が少なく、かつ信頼性
に優れた液晶表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which is less likely to be deteriorated in characteristics even with the above environmental changes and which is excellent in reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶駆動素子
層を挟むように2枚の基板を有し、基板の一つと液晶駆
動素子層との間に液晶材料を、基板のもう一つと液晶駆
動素子層との間に流動性材料を各々有する液晶表示装置
であって、前記2枚の基板は透明基板であり、液晶材料
の体積が流動性材料の体積に比べて同等もしくは大きい
ことを特徴とする液晶表示装置を骨子とするものであ
る。
The present invention has two substrates sandwiching a liquid crystal drive element layer, and a liquid crystal material is provided between one of the substrates and the liquid crystal drive element layer and the other of the substrates. A liquid crystal display device, each having a fluid material between the liquid crystal driving element layer, wherein the two substrates are transparent substrates, and the volume of the liquid crystal material is equal to or larger than the volume of the fluid material. The main feature is a characteristic liquid crystal display device.

【0007】補強のために流動性材料は必須であるが、
液晶材料の体積が流動性材料の体積に比べて同等もしく
は大きいことが必要とされる。これは、流動性材料の熱
膨張、気圧による変化が液晶セル等に変形をもたらすこ
とがなく、環境変化に対して安定した表示特性を実現す
るためである。
Flowable materials are essential for reinforcement,
The volume of the liquid crystal material is required to be equal to or larger than the volume of the fluid material. This is because the thermal expansion of the fluid material and the change due to the atmospheric pressure do not deform the liquid crystal cell and the like, and realize stable display characteristics against environmental changes.

【0008】更に、本発明では、流動性材料の屈折率を
n、その厚さをd、表示装置として使用する波長λとし
た時、
Furthermore, in the present invention, when the refractive index of the fluid material is n, its thickness is d, and the wavelength λ used as a display device,

【0009】[0009]

【数2】 となる関係が満たされることが好ましい(ただし、mは
自然数であり、λは人間の視感度のもっとも高い550
0Å程度が通常用いられる。)。その理由は、この波長
で最も透過率が高くなるからである。
[Equation 2] It is preferable that the following relation be satisfied (where m is a natural number and λ is 550, which has the highest human visual sensitivity).
About 0Å is usually used. ). The reason is that the transmittance is highest at this wavelength.

【0010】本発明の表示方式としては、TN形、ST
形、ECB形、強誘電性形などが対象となる。
The display system of the present invention is TN type, ST type.
Shape, ECB type, ferroelectric type, etc. are targeted.

【0011】以下、実施例をもって、本発明装置の各部
の素材、必要な特性、形成条件等を詳細に説明する。
The materials, required characteristics, forming conditions and the like of each part of the device of the present invention will be described in detail below with reference to examples.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明による液晶表示装置は、画像表示用
液晶セル部分と、ポッティング材(流動性材料)を注入
し液晶セルの補強を行うポッティングセル部分よりな
る。本実施例では、本発明による液晶表示装置の作製方
法を順次、図1に基づいて説明する。
(Example 1) A liquid crystal display device according to the present invention comprises a liquid crystal cell portion for image display and a potting cell portion for injecting a potting material (fluid material) to reinforce the liquid crystal cell. In this example, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be sequentially described with reference to FIG.

【0013】液晶セル部分は、透明基板106と液晶駆
動素子層103と枠材108によって囲まれた部分であ
る。106の透明基板には、カラーフィルタとカラーフ
ィルタ間を遮光する遮光層と液晶に電圧を印加するため
の透明電極が設けられている。また103の液晶駆動素
子層には画素部には画素電極、上記電極へ信号を印加す
るための薄膜トランジスタ(TFT)、TFTへ信号を
送る信号線、TFT駆動用駆動線、画素TFTを駆動す
る水平、垂直シフトレジスタ等からなる。液晶層105
は、枠材108と透明基板106と液晶駆動素子層10
3の隙間に封入されている。
The liquid crystal cell portion is a portion surrounded by the transparent substrate 106, the liquid crystal driving element layer 103 and the frame member 108. The transparent substrate 106 is provided with a color filter and a light-shielding layer that shields light between the color filters, and a transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal. In the liquid crystal drive element layer 103, a pixel electrode is provided in the pixel portion, a thin film transistor (TFT) for applying a signal to the electrode, a signal line for sending a signal to the TFT, a drive line for driving the TFT, and a horizontal line for driving the pixel TFT. , A vertical shift register and the like. Liquid crystal layer 105
Is the frame member 108, the transparent substrate 106, and the liquid crystal drive element layer 10.
It is enclosed in the gap of 3.

【0014】液晶駆動素子層103はSi基板107上
に作製されるため、可視光不透明である。そこで、つぎ
に、可視光透過可能にするために開口部109をエッチ
ングによってくりぬく。エッチング液としてはテトラメ
チルアンモニウムハイドライド(TMAH)の水溶液を
用いた。エッチング条件は、TMAH22%水溶液、9
0℃、10時間である。なお、Si基板107として、
シリコン基板上に薄い絶縁層が存在し、更にその上部に
単結晶シリコン層が重なった構造(Silicon O
n Insulater構造、SOI)のシリコン基板
を用いると絶縁層がエッチングストップ層となり、均一
なエッチングに有効であり、望ましい。(ここで、エッ
チング液としてKOH等、SiとSiO2 との選択比が
十分とれるものであれば、どのものでも良い。)次に、
ポッティングセル部分の作製方法について述べる。工程
は大きく分けて、ポッティング材を充填する枠作製工
程、ポッティング材注入工程、注入口封止工程、の三工
程に分けることができる。以下、この順で説明する。
Since the liquid crystal driving element layer 103 is formed on the Si substrate 107, it is opaque to visible light. Therefore, next, the opening 109 is hollowed by etching so that visible light can be transmitted. An aqueous solution of tetramethylammonium hydride (TMAH) was used as the etching solution. Etching conditions are TMAH 22% aqueous solution, 9
It is 0 ° C. for 10 hours. As the Si substrate 107,
A structure in which a thin insulating layer is present on a silicon substrate and a single crystal silicon layer is further overlaid on the thin insulating layer (Silicon O
When a silicon substrate having an n insulator structure (SOI) is used, the insulating layer serves as an etching stop layer and is effective for uniform etching, which is desirable. (Here, any one may be used as the etching solution as long as it has a sufficient selection ratio of Si and SiO 2 such as KOH.)
A method of manufacturing the potting cell part will be described. The process can be broadly divided into three processes of a frame manufacturing process for filling a potting material, a potting material injection process, and an injection port sealing process. Hereinafter, description will be made in this order.

【0015】枠作製工程について述べる。はじめに、S
i基板107の表示領域をエッチングにより形成した開
口部109の回りのシリコン基板107上に接着剤(枠
材104)を塗布する。枠材104としては、エポキシ
樹脂(三井東圧化学(株)、ストラクトボンドEH45
4NF)を用いた。接着剤による枠は、ディスペンサー
により注射針先から吐出させ形をトレースする、また
は、スキージ印刷のどちらの方法で形成しても良い。そ
の上に所望の大きさにカットしたガラス基板102をの
せ、所望のギャップにするために加圧し、80℃、2時
間オーブン中で焼成し、ポッティング材充填領域を形成
した。ここで、ガラス基板102にはシリコン基板10
7と熱膨張率が近い材料を用いることが液晶表示装置の
反り抑制に有効であり、望ましい。本実施例においては
ガラス基板102としてシリコンと比較的熱膨張率の近
い旭硝子(株)製ALガラス(熱膨張率36×10-7
Siは32×10-7)を使用した。ギャップは所望の厚
さのギャップ材(ガラス、注射針等)をガラス基板とシ
リコン基板の間にはさむことにより制御した。また、非
常にせまいギャップ(10μm程度)が必要なときには
エポキシ樹脂中にφ10μm程度のビーズ(セキスイフ
ァインケミカル(株)、ミクロパールSP)を混ぜて枠
104を形成し、所望のギャップ厚とした。
The frame manufacturing process will be described. First, S
An adhesive (frame member 104) is applied on the silicon substrate 107 around the opening 109 formed by etching the display region of the i substrate 107. As the frame material 104, an epoxy resin (Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., Structbond EH45) is used.
4NF) was used. The frame made of an adhesive may be formed by either discharging the injection needle tip with a dispenser to trace the shape or by squeegee printing. A glass substrate 102 cut into a desired size was placed thereon, pressed to obtain a desired gap, and baked in an oven at 80 ° C. for 2 hours to form a potting material filled region. Here, the glass substrate 102 is a silicon substrate 10
The use of a material having a coefficient of thermal expansion close to that of No. 7 is effective for suppressing warpage of the liquid crystal display device and is desirable. In the present embodiment, as the glass substrate 102, AL glass manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. (coefficient of thermal expansion 36 × 10 −7 ;
32 × 10 −7 ) was used as Si. The gap was controlled by sandwiching a gap material (glass, injection needle, etc.) having a desired thickness between the glass substrate and the silicon substrate. Further, when a very narrow gap (about 10 μm) is required, beads having a diameter of about 10 μm (Sekisui Fine Chemical Co., Ltd., Micropearl SP) were mixed in an epoxy resin to form a frame 104 to obtain a desired gap thickness.

【0016】次に、ポッティング材を上記のようにして
形成した枠104の中に充填する注入工程について述べ
る。ポッティング材は注入前に真空脱泡(10-3Tor
r、12時間)を行い、気泡の混入がない状態にした。
枠の形成が終了している液晶表示装置(液晶セル)とシ
ャーレ等にいれたポッティング材を真空装置内にセット
し、10-3Torr程度の真空度まで、真空引きする。
真空引きの時間は10-3Torrに到達後1〜24時間
の間とした。その後、真空状態のまま、液晶セルをポッ
ティング材の入ったシャーレ中に挿入し、ポッティング
材に浸す。毛細管現象によってポッティング材はポッテ
ィング枠104内にある程度注入される。毛細管現象に
よる注入が平衡状態に達した後、20分〜1時間かけて
ゆっくりと真空装置のリークを行い、ポッティング材を
枠内に十分注入した。ポッティング材は上記のように1
-3Torr程度の真空中で注入する。そのため、蒸気
圧が低く、しかも、透明である必要がある。そのため、
ポッティング材としては、液晶、ポリエチレングリコー
ル(関東化学(株)、ポリエチレングリコール#20
0)、シリコーンオイル(信越化学工業(株)、信越シ
リコーン)を用いた。
Next, an injection process for filling the potting material into the frame 104 formed as described above will be described. The potting material should be vacuum degassed (10 -3 Tor) before injection.
(r, 12 hours) was performed to make it free from bubbles.
The liquid crystal display device (liquid crystal cell) in which the frame has been formed and the potting material placed in a petri dish are set in a vacuum device, and vacuumed to a degree of vacuum of about 10 −3 Torr.
The evacuation time was set to 1 to 24 hours after reaching 10 −3 Torr. Then, in a vacuum state, the liquid crystal cell is inserted into a petri dish containing a potting material and immersed in the potting material. The potting material is injected into the potting frame 104 to some extent by the capillary phenomenon. After the equilibrium state of the injection due to the capillary phenomenon was reached, the vacuum device was slowly leaked over 20 minutes to 1 hour to sufficiently inject the potting material into the frame. Potting material is 1 as above
It is injected in a vacuum of about 0 -3 Torr. Therefore, it is necessary to have a low vapor pressure and be transparent. for that reason,
As potting materials, liquid crystal, polyethylene glycol (Kanto Chemical Co., Inc., polyethylene glycol # 20)
0), silicone oil (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Shin-Etsu Silicone) was used.

【0017】封口は次のようにして行う。真空装置中か
ら液晶セルを取り出し、注入口をアセトン等で良く拭き
脱脂する。ポッティング材注入口に封口材を盛り、封口
を行った。封口はポッティング材として液晶、ポリエチ
レングリコールを用いたときにはエポキシ樹脂(三井東
圧化学(株)、ストラクトボンドES280)、あるい
は紫外線硬化型樹脂を、シリコーンオイルをポッティン
グ材としたときにはシリコーンボンド(信越化学工業
(株)、信越シリコーン)を封口材として使用した。硬
化は、エポキシ樹脂を用いたときには12時間、室温で
行った。シリコーン樹脂の場合には80℃、2時間で行
った。それに対して、紫外線硬化型樹脂の封口時間は紫
外線をあて、1分程度であるために短時間で、強固に封
口が可能であり、非常に有効である。
The sealing is performed as follows. Remove the liquid crystal cell from the vacuum device and wipe the inlet well with acetone to degrease it. The potting material injection port was filled with a sealing material and sealed. When liquid crystal or polyethylene glycol is used as the potting material, epoxy resin (Structbond ES280, Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) or UV curable resin is used as the potting material, and silicone bond is used when silicone oil is used as the potting material (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was used as the sealing material. Curing was done at room temperature for 12 hours when using an epoxy resin. In the case of a silicone resin, it was carried out at 80 ° C. for 2 hours. On the other hand, since the sealing time of the ultraviolet curable resin is about 1 minute by exposing it to ultraviolet rays, the sealing can be performed firmly in a short time, which is very effective.

【0018】以上のようにして作製した本発明による液
晶表示装置は、液晶駆動素子層103に作り込まれた液
晶駆動素子によって開口部109の液晶105を駆動
し、開口部109にて表示が行われる。枠材108によ
って規定された、Si基板107と液晶駆動素子層10
3との距離(以下セルギャップという)は、光の透過率
に影響を与えるため、全面に均一な表示を行うためには
開口部109全面にわたってセルギャップが均一である
ことが望まれる。本実施例において液晶駆動素子層10
3の厚さは3〜5μm、開口部は15mm□程度であ
る。したがって、液晶駆動素子層103の厚さは、開口
に対して1/1000以下と非常に薄く、変形が起こり
易く、さらには割れ易い。そのため、本発明に示すよう
な、ポッティングによる補強を行う構造は本液晶表示装
置において耐久性、信頼性が向上するばかりでなく、画
質向上に非常に有効である。
In the liquid crystal display device according to the present invention manufactured as described above, the liquid crystal driving element built in the liquid crystal driving element layer 103 drives the liquid crystal 105 in the opening 109, and display is performed in the opening 109. Be seen. The Si substrate 107 and the liquid crystal drive element layer 10 defined by the frame material 108
Since the distance to 3 (hereinafter referred to as cell gap) affects the light transmittance, it is desirable that the cell gap is uniform over the entire surface of the opening 109 in order to perform uniform display on the entire surface. In this embodiment, the liquid crystal driving element layer 10
The thickness of 3 is 3 to 5 μm, and the opening is about 15 mm □. Therefore, the thickness of the liquid crystal driving element layer 103 is as thin as 1/1000 or less with respect to the opening, so that the liquid crystal driving element layer 103 is likely to be deformed and is easily cracked. Therefore, the structure for reinforcing by potting as shown in the present invention is very effective not only for improving the durability and reliability of the present liquid crystal display device but also for improving the image quality.

【0019】(実施例2)図2は本発明による液晶表示
装置の一形態である。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【0020】液晶駆動素子層103上にポッティング材
101を配する。ポッティング材101上に透明ガラス
102をのせ、枠材104にて透明ガラス102を固定
し、ポッティング材101を密閉している。作製方法は
上記に述べた方法によった。
A potting material 101 is arranged on the liquid crystal driving element layer 103. A transparent glass 102 is placed on the potting material 101, the transparent glass 102 is fixed by a frame material 104, and the potting material 101 is sealed. The manufacturing method was based on the method described above.

【0021】この時ポッティング材101の体積は、液
晶層105の体積と同等もしくはそれ以下である。本実
施例においては、ポッティング材101の体積は透明ガ
ラス102の大きさと開口部109の大きさにより規定
していることが特徴である。枠材108の高さは10μ
m程度であり、液晶層105の体積は約2.3mm3
ある。従って、開口部109の大きさが10mm×12
mmであることを考慮すると、ポッティング材101の
体積が液晶層105の体積と同等もしくはそれ以下であ
るように、ポッティング材101が封入される透明ガラ
ス102と液晶駆動素子層103の間隔は17μm以下
とした。
At this time, the volume of the potting material 101 is equal to or less than the volume of the liquid crystal layer 105. The present embodiment is characterized in that the volume of the potting material 101 is defined by the size of the transparent glass 102 and the size of the opening 109. The height of the frame material 108 is 10μ
The liquid crystal layer 105 has a volume of about 2.3 mm 3 . Therefore, the size of the opening 109 is 10 mm × 12.
Considering that the potting material 101 has a volume equal to or less than the volume of the liquid crystal layer 105, the distance between the transparent glass 102 in which the potting material 101 is encapsulated and the liquid crystal driving element layer 103 is 17 μm or less. And

【0022】ここで、Si基板107のエッチングによ
り形成された底部の開口寸法をL1、上部の開口寸法を
2 としたとき、透明ガラス102の寸法をxとする
と、L1 <x<L2 とすれば良く、Si基板で上記TM
AHやKOHの異方性エッチングを行えば、上記関係が
容易に形成可能である。
Here, when the opening size of the bottom formed by etching the Si substrate 107 is L 1 and the opening size of the upper part is L 2, and the size of the transparent glass 102 is x, L 1 <x <L 2 is sufficient, and the above TM is used on the Si substrate.
The above relationship can be easily formed by performing anisotropic etching of AH and KOH.

【0023】(実施例3)図3は本発明による液晶表示
装置の一形態である。
(Embodiment 3) FIG. 3 shows an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【0024】液晶駆動素子層103上にポッティング材
101を配する。ポッティング材101上に透明ガラス
102をのせ、枠材104にて透明ガラス102を固定
し、ポッティング材101を密閉している。作製方法は
上記に述べた方法によった。
The potting material 101 is arranged on the liquid crystal driving element layer 103. A transparent glass 102 is placed on the potting material 101, the transparent glass 102 is fixed by a frame material 104, and the potting material 101 is sealed. The manufacturing method was based on the method described above.

【0025】本実施例は、実施例2のものに、ポッティ
ング材101中に透明ギャップ材(透明ビーズ)110
を設けたことに特徴がある。
The present embodiment is the same as the second embodiment except that the potting material 101 has a transparent gap material (transparent beads) 110.
It is characterized by the provision of.

【0026】ポッティング材101の層の厚さは、透明
ビーズ110により均一になっているため、実施例2で
述べたサイズより大版パネルが容易に形成できる効果が
ある。
Since the layer thickness of the potting material 101 is made uniform by the transparent beads 110, there is an effect that a large-sized panel can be easily formed with a size larger than that described in the second embodiment.

【0027】また、ポッティング材101中に大きさの
均一な透明ビーズを配することにより、透明ガラス10
2と液晶駆動素子層103の距離を均一に保つことは、
反対側の透明ガラス基板106と液晶駆動素子層103
の距離、つまり、さきに述べた液晶セルギャップが均一
であることを意味し、画質の向上に非常に有効である。
By placing transparent beads having a uniform size in the potting material 101, the transparent glass 10
To keep the distance between 2 and the liquid crystal driving element layer 103 uniform,
The transparent glass substrate 106 and the liquid crystal driving element layer 103 on the opposite side
This means that the distance, that is, the liquid crystal cell gap described above is uniform, which is very effective in improving the image quality.

【0028】また、ポッティング材注入口として、シリ
コンエッチングにより開口部109を作製する際に、同
時にポッティング材導入口を作製することも可能であ
る。これは工程の簡素化に有効であり、望ましい。
Further, as the potting material inlet, it is possible to fabricate the potting material inlet at the same time when the opening 109 is produced by silicon etching. This is effective and desirable for simplifying the process.

【0029】(実施例4)図4は本発明による液晶表示
装置の一形態である。
(Embodiment 4) FIG. 4 shows an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【0030】液晶駆動素子層103上にポッティング材
101を配する。ポッティング材101上に透明ガラス
102をのせ、枠材104にて透明ガラス102を固定
し、ポッティング材101を密閉している。作製は上記
に述べた方法にそって行った。但し、シリコン基板10
7は、開口部109をシリコンエッチングによって作製
する直前に、グラインダによって削り、ポッティング材
101の体積が液晶層105の体積と同等、もしくはそ
れ以下となる透明ガラス102と液晶駆動素子層103
の間隔まで薄膜化をおこなった。
The potting material 101 is arranged on the liquid crystal driving element layer 103. A transparent glass 102 is placed on the potting material 101, the transparent glass 102 is fixed by a frame material 104, and the potting material 101 is sealed. The fabrication was performed according to the method described above. However, the silicon substrate 10
No. 7 is a transparent glass 102 and a liquid crystal driving element layer 103 in which the volume of the potting material 101 is equal to or less than the volume of the liquid crystal layer 105 by grinding with a grinder just before the opening 109 is formed by silicon etching.
Was thinned to the interval of.

【0031】本実施例の特徴は上記に述べた方法によ
り、シリコン基板107を薄膜化し、シリコン基板10
7厚によってポッティング材101の体積を規定するこ
とである。
The feature of this embodiment is that the silicon substrate 107 is thinned by the method described above,
7 is to define the volume of the potting material 101 by the thickness.

【0032】枠材108の高さは10μm程度であり、
液晶層105の体積は約2.3mm3 である。従って、
開口部109の大きさが10mm×12mmであること
を考慮し、ポッティング材101の体積が液晶層105
の体積と同等、もしくはそれ以下であるように、シリコ
ン基板107は17μm以下に削った。
The height of the frame member 108 is about 10 μm,
The liquid crystal layer 105 has a volume of about 2.3 mm 3 . Therefore,
Considering that the size of the opening 109 is 10 mm × 12 mm, the volume of the potting material 101 is the liquid crystal layer 105.
The silicon substrate 107 is ground to 17 μm or less so that the volume is equal to or less than the volume.

【0033】本実施例に示す構造においては、シリコン
基板107の厚さによってポッティング材101の体積
を規定するため、ガラス基板102の大きさに左右され
ずに作製可能となり、作製が容易である。また、開口部
109のシリコンエッチング厚も17μm程度であるた
めにエッチング時間は20分程度ですみ、作製時間の短
縮が可能である。
In the structure shown in this embodiment, since the volume of the potting material 101 is defined by the thickness of the silicon substrate 107, the potting material 101 can be produced without being influenced by the size of the glass substrate 102, and the production is easy. Further, since the silicon etching thickness of the opening 109 is also about 17 μm, the etching time is about 20 minutes, and the manufacturing time can be shortened.

【0034】また、ポッティング材注入口として、シリ
コンエッチングにより開口部109を作製する際に、同
時にポッティング材導入口を作製することも可能であ
る。これは工程の簡素化に有効であり、望ましい。
Further, as the potting material inlet, it is possible to fabricate the potting material inlet at the same time when the opening 109 is produced by silicon etching. This is effective and desirable for simplifying the process.

【0035】(実施例5)図5は本発明による液晶表示
装置の一形態であり、ポッティング材101中に透明ビ
ーズ110を配した他は実施例4と全く同様である。
(Embodiment 5) FIG. 5 shows an embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, which is exactly the same as Embodiment 4 except that the transparent beads 110 are arranged in the potting material 101.

【0036】ポッティング材101中に大きさの均一な
透明ビーズを配することにより、透明ガラス102と液
晶駆動素子層103の距離を均一に保っており、これ
は、反対側の透明ガラス基板106と液晶駆動素子層1
03の距離、つまり、さきに述べた液晶セルギャップが
均一であることを意味し、画質の向上に非常に有効であ
る。
By placing transparent beads of uniform size in the potting material 101, the distance between the transparent glass 102 and the liquid crystal driving element layer 103 is kept uniform, which is different from the transparent glass substrate 106 on the opposite side. Liquid crystal driving element layer 1
This means that the distance of 03, that is, the liquid crystal cell gap described above is uniform, which is very effective in improving the image quality.

【0037】さらにポッティング材としてポリエチレン
グリコールを使用した場合、ポッティング材の厚さを約
1800〜2000Åとした。これにより波長5500
Åの光での透過率が向上し、明るい表示が可能になっ
た。このようにポッティング材の屈折率をnとし、ポッ
ティング材の厚さを
Further, when polyethylene glycol was used as the potting material, the thickness of the potting material was set to about 1800 to 2000Å. This gives a wavelength of 5500
Å The transmittance of light is improved and bright display is possible. In this way, let the refractive index of the potting material be n, and the thickness of the potting material be

【0038】[0038]

【数3】 とすると一般的に明るい表示が実現できた。[Equation 3] Then, a bright display was generally realized.

【0039】(実施例6)図6は本発明による液晶表示
装置の一形態である。
(Embodiment 6) FIG. 6 shows an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【0040】液晶駆動素子層103上にポッティング材
101を配する。ポッティング材101上に透明ガラス
102をのせ、枠材104にて透明ガラス102を固定
し、ポッティング材101を密閉している。作製は上記
に述べた方法にそって行った。但し、シリコン基板10
7は、通常開口部109を作製する工程において全てエ
ッチングによって除去した。
The potting material 101 is arranged on the liquid crystal driving element layer 103. A transparent glass 102 is placed on the potting material 101, the transparent glass 102 is fixed by a frame material 104, and the potting material 101 is sealed. The fabrication was performed according to the method described above. However, the silicon substrate 10
No. 7 was usually removed by etching in the process of forming the opening 109.

【0041】本実施例の特徴は上記に述べた方法によ
り、シリコン基板107をエッチングによって除去し、
枠材104によってポッティング材101の体積を規定
することである。
The feature of this embodiment is that the silicon substrate 107 is removed by etching by the method described above.
The frame material 104 defines the volume of the potting material 101.

【0042】枠材108の高さは10μm程度であり、
液晶層105の体積は約2.3mm3 である。枠材10
4は膜103が変形しないように液晶セル枠材108直
上に配置した。そして、ポッティング材101の体積が
液晶層105の体積と同等もしくはそれ以下であるよう
に、枠材104の高さは10μmとした。
The height of the frame member 108 is about 10 μm,
The liquid crystal layer 105 has a volume of about 2.3 mm 3 . Frame material 10
No. 4 was arranged directly above the liquid crystal cell frame member 108 so that the film 103 was not deformed. The height of the frame member 104 was set to 10 μm so that the volume of the potting material 101 was equal to or less than the volume of the liquid crystal layer 105.

【0043】本実施例に示す構造においては、枠材10
4の高さによってポッティング材101の体積を規定す
るため、ガラス基板102の大きさに左右されずに作製
可能となり、作製が容易である。また、シリコン基板1
07を全てエッチングにより除去するため、開口部10
9を規定する必要がなく、作製の簡易化が可能である。
また、透明ガラス基板102と透明ガラス基板104の
材料に等しいものを用いることにより液晶表示装置の反
りを非常に小さくすることが可能である。本実施例にお
いては透明ガラス基板102,104の材料としてAL
ガラス(旭硝子製)を用いているために液晶表示装置の
反り量はほぼ0μmであった。
In the structure shown in this embodiment, the frame member 10
Since the volume of the potting material 101 is defined by the height of 4, the glass substrate 102 can be manufactured without being influenced by the size of the glass substrate 102, and the manufacturing is easy. Also, the silicon substrate 1
Since all 07 is removed by etching, the opening 10
It is not necessary to specify 9 and the production can be simplified.
Further, by using the same material for the transparent glass substrate 102 and the transparent glass substrate 104, it is possible to make the warpage of the liquid crystal display device extremely small. In this embodiment, AL is used as the material for the transparent glass substrates 102 and 104.
Since glass (made by Asahi Glass) was used, the amount of warpage of the liquid crystal display device was almost 0 μm.

【0044】(実施例7)図7は本発明による液晶表示
装置の一形態であり、ポッティング材101中に透明ビ
ーズ110を配した他は実施例6と全く同様である。
(Embodiment 7) FIG. 7 shows an embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, which is exactly the same as Embodiment 6 except that the transparent beads 110 are arranged in the potting material 101.

【0045】ポッティング材101中に大きさの均一な
透明ビーズを配することにより、透明ガラス102と液
晶駆動素子層103の距離を均一に保っており、これ
は、反対側の透明ガラス基板106と液晶駆動素子層1
03の距離、つまり、さきに述べた液晶セルギャップが
均一であることを意味し、画質の向上に非常に有効であ
る。
By placing transparent beads of uniform size in the potting material 101, the distance between the transparent glass 102 and the liquid crystal driving element layer 103 is kept uniform, which is different from that of the transparent glass substrate 106 on the opposite side. Liquid crystal driving element layer 1
This means that the distance of 03, that is, the liquid crystal cell gap described above is uniform, which is very effective in improving the image quality.

【0046】また、透明ガラス基板102と透明ガラス
基板104の材料に等しいものを用いることにより液晶
表示装置の反りを非常に小さくすることが可能で、本実
施例においても透明ガラス基板材料としてALガラス
(旭硝子製)を用いているために液晶表示装置の反り量
はほぼ0μmであった。
Further, by using the same material as the transparent glass substrate 102 and the transparent glass substrate 104, it is possible to make the warp of the liquid crystal display device extremely small. In this embodiment as well, AL glass is used as the transparent glass substrate material. (Asahi Glass Co., Ltd.), the warp amount of the liquid crystal display device was almost 0 μm.

【0047】(実施例8)次に第8実施例について、図
8を用いて説明する。図8において、(a)は液晶表示
装置の平面図で、201は液晶駆動用周辺回路と画素部
を持つ基板、202は液晶駆動用水平シフトレジスタ、
203は液晶駆動用垂直シフトレジスタ、204は画素
領域、205は画素領域と同等のパターンからなるダミ
ー領域である。
(Embodiment 8) Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. 8, (a) is a plan view of the liquid crystal display device, 201 is a substrate having a liquid crystal driving peripheral circuit and a pixel portion, 202 is a liquid crystal driving horizontal shift register,
Reference numeral 203 is a vertical shift register for driving a liquid crystal, 204 is a pixel area, and 205 is a dummy area having the same pattern as the pixel area.

【0048】一方、(b)は(a)に示すX−X’線で
の断面形状で、この図には、照明用光源、偏光板等は、
省略してあるが、実際には設けてある。206はガラス
基板で、この基板上には、カラーフィルタ208、カラ
ーフィルタ間を遮光する遮光層207、図には示されて
いないが、液晶層に電圧を印加する共通の透明電極が設
けられている。210は液晶で、たとえばTN型等用い
ることができる。209は液晶セルを形成するための枠
材、213は液晶駆動素子層で、211は画素電極、2
12はTFTである。214は上記実施例中でも説明し
たSi基板領域、215はポッティング材をとじ込める
枠材、216はポッティング材、217はガラス板であ
る。枠材、ポッティング材等は上記実施例等で示された
ものを用いることが可能である。
On the other hand, (b) is a cross-sectional shape taken along line XX 'shown in (a).
Although omitted, it is actually provided. Reference numeral 206 denotes a glass substrate on which a color filter 208, a light blocking layer 207 for blocking light between the color filters, and a common transparent electrode (not shown) for applying a voltage to the liquid crystal layer are provided. There is. Reference numeral 210 is a liquid crystal, and for example, a TN type or the like can be used. 209 is a frame material for forming a liquid crystal cell, 213 is a liquid crystal driving element layer, 211 is a pixel electrode, 2
12 is a TFT. Reference numeral 214 is the Si substrate region described in the above embodiment, 215 is a frame material that can contain the potting material, 216 is a potting material, and 217 is a glass plate. As the frame material, the potting material, etc., those shown in the above-mentioned embodiments etc. can be used.

【0049】本実施例の特徴は、有効画素領域の外周部
に、ダミーの画素領域が設けられ、そのダミー画素領域
内で液晶セル側の枠材209とポッティングセル側の枠
材215が形成されている点にある。この関係は、図中
では、液晶駆動素子層をはさんで、同一領域に形成され
ているが、必ずしもその必要はなく、少なくとも上記液
晶セル枠材とポッティングセル枠材とがダミー領域で重
なっている領域があれば良い。
The feature of this embodiment is that a dummy pixel region is provided on the outer peripheral portion of the effective pixel region, and a liquid crystal cell side frame member 209 and a potting cell side frame member 215 are formed in the dummy pixel region. There is a point. This relationship is formed in the same region across the liquid crystal driving element layer in the figure, but it is not always necessary, and at least the liquid crystal cell frame material and the potting cell frame material are overlapped in the dummy area. If there is an area where

【0050】この構造を用いることにより、上から下か
らの圧力が枠209と枠215により層213を介して
かかるため、層213に不必要な圧力、応力、歪等がか
からず、安定し、表示装置の信頼性が高められた。ま
た、上記実施例と同様、液晶層210よりもポッティン
グ材216の体積が同等もしくは小さくなっているた
め、ポッティング材の熱膨張、気圧による変化が液晶セ
ル等に変形をもたらすことがなく、環境変化に対して安
定した表示特性が実現した。
By using this structure, pressure from the top to the bottom is exerted by the frames 209 and 215 through the layer 213, so that unnecessary pressure, stress, strain, etc. are not applied to the layer 213, and it is stable. , The reliability of the display device was improved. Further, as in the above-mentioned embodiment, the volume of the potting material 216 is equal to or smaller than that of the liquid crystal layer 210, so that the thermal expansion of the potting material and the change due to the atmospheric pressure do not deform the liquid crystal cell and the like, and the environmental change. Stable display characteristics have been realized.

【0051】(実施例9)次に本発明の第9実施例につ
いて図9を用いて説明する。第8実施例と同等箇所に関
しては同一番号を記し、説明は省略する。本実施例が第
8実施例に対して異なる第1の点は、ポッティング材2
16の注入口及び封止口221が設けられている点にあ
る。枠材215を最初に形成しておき、真空引きをし
て、ポッティング材を注入すれば、注入も容易かつ、気
泡等の混入もなく良好な補強材となり得る。
(Ninth Embodiment) Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the eighth embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The first difference between this embodiment and the eighth embodiment is that the potting material 2 is used.
The point is that 16 injection ports and sealing ports 221 are provided. If the frame material 215 is first formed, then vacuuming is performed and the potting material is injected, the injection can be performed easily and a good reinforcing material can be obtained without inclusion of bubbles or the like.

【0052】ポッティング材としては、液晶材でも良
く、221に相当する注入及び封止口を液晶セル部に設
け、210,216の材料と同時に注入すれば工程も短
縮化され、低コスト化が実現できる。
A liquid crystal material may be used as the potting material, and if the injection and sealing ports corresponding to 221 are provided in the liquid crystal cell portion and the material of 210 and 216 is injected at the same time, the process is shortened and the cost is reduced. it can.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は上記に示した様
な補強構造を有しているため、耐久性、信頼性が向上す
るだけでなく、画質の向上も図ることができる。
Since the liquid crystal display device of the present invention has the reinforcing structure as described above, not only the durability and reliability are improved, but also the image quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明装置の作製方法を説明するための図であ
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of manufacturing a device of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 流動性材料(ポッティング材) 102,106 透明基板 103 液晶駆動素子層 104,108 枠材 105 液晶層 107 Si基板 110 透明ビーズ 101 fluid material (potting material) 102, 106 transparent substrate 103 liquid crystal drive element layers 104, 108 frame material 105 liquid crystal layer 107 Si substrate 110 transparent beads

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福元 嘉彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Yoshihiko Fukumoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶駆動素子層を挟むように2枚の基板
を有し、基板の一つと液晶駆動素子層との間に液晶材料
を、基板のもう一つと液晶駆動素子層との間に流動性材
料を各々有する液晶表示装置であって、 前記2枚の基板は透明基板であり、液晶材料の体積が流
動性材料の体積に比べて同等もしくは大きいことを特徴
とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal drive element layer is sandwiched between two substrates, a liquid crystal material is provided between one of the substrates and the liquid crystal drive element layer, and another substrate is provided between the liquid crystal drive element layer and the liquid crystal drive element layer. A liquid crystal display device each having a fluid material, wherein the two substrates are transparent substrates, and the volume of the liquid crystal material is equal to or larger than the volume of the fluid material.
【請求項2】 上記液晶駆動素子層は、不透明領域と透
明領域とを有する基板上に形成される一方、前記不透明
領域上に枠材が設けられ、この枠材が上記一方の透明基
板と接することにより流動性材料の体積が規定されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal driving element layer is formed on a substrate having an opaque region and a transparent region, and a frame member is provided on the opaque region, and the frame member is in contact with the one transparent substrate. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the volume of the fluid material is defined thereby.
【請求項3】 上記流動性材料中に透明ギャップ材が設
けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a transparent gap material is provided in the fluid material.
【請求項4】 上記透明領域の寸法をL1 、不透明領域
の基板表面側の開口部の寸法をL2 とした場合、流動性
材料を封じるガラス板寸法xは L1 <x<L2 となることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装
置。
4. When the size of the transparent region is L 1 and the size of the opening on the substrate surface side of the opaque region is L 2 , the glass plate size x for sealing the fluid material is L 1 <x <L 2 . The liquid crystal display device according to claim 2, wherein
【請求項5】 上記流動性材料の厚さdは、流動性材料
の屈折率をn、自然数をmとしたとき、約 【数1】 の関係になっていることを特徴とする請求項1に記載の
液晶表示装置。
5. The thickness d of the fluent material is about 1 when the refractive index of the fluent material is n and the natural number is m. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 表示領域の外周部に表示領域と同等の形
状を有する領域を設けたことを特徴とする請求項1に記
載の液晶表示装置。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a region having a shape similar to that of the display region is provided on an outer peripheral portion of the display region.
【請求項7】 上記表示領域と同等の形状を有する領域
部に、液晶材を封じる枠及び流動性材料を封じる枠が設
けられていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表
示装置。
7. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein a frame for sealing the liquid crystal material and a frame for sealing the fluid material are provided in a region portion having a shape similar to that of the display region.
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