JPH0659227A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶表示素子の品質向上および生産性向上を行
うと共に、製造工程の簡略化を図る。 【構成】一対の電極基板１、２の主面にラビング処理を
施した後、どちらか一方の主面にスペーサ３を散布し、
減圧下の真空チャンバー１０内で液晶充填領域を囲むよ
うにシール剤４を介在させて一対の電極基板１、２を対
向密接させて、液晶充填領域をほぼ真空状態のまま密閉
する。常圧でシール剤４硬化後、減圧下でセル１１を切
断し、シール剤４の一部を除去し、この一部にできた液
晶材料注入口９に液晶材料を浸し、減圧下より真空チャ
ンバー１０内をリークさせたときのセル１１の内部と外
部との気圧差によりセル１１に液晶材料を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子は低電圧で動作
し、消費電力が少なく、直射光下で見やすいという実用
上で有利な特長を有している。このため、液晶表示素子
は電子ウォッチ、カメラ、電卓、各種計測器および公衆
表示装置など幅広い分野で応用されており急速に普及し
つつある。

【０００３】このような液晶表示素子には、さまざまな
方法により液晶材料が封入されている。

【０００４】ここで、従来の液晶表示素子の製造方法の
一例を図３を参照して説明する。

【０００５】図３（ａ）、（ｂ）はシール剤として一液
性熱硬化型樹脂を用いた液晶表示素子の製造方法におい
て、配向膜処理後の製造過程を示す断面図および斜視図
である。

【０００６】まず、電極基板３１の主面（図示上では、
電極基板３１の上面）の液晶充填領域（縁部内側）にス
ペーサを混入させた熱硬化型エポキシ樹脂などのシール
剤を塗布してシールパターン３２を形成する。このと
き、シールパターン３２は一部を解放して液晶充填口３
３を形成し袋状とする。続いて電極基板３１には、シー
ルパターン３２の外側に位置ずれ防止用の接着剤３４
（紫外線硬化型樹脂）を点打する（図３（ａ））。

【０００７】次に他の電極基板３６の主面（図示上で
は、電極基板３６の下面）に、ガラスファイバなどのス
ペーサ３７を散布後、このスペーサ３７を介して電極基
板３１の主面に、電極基板３６の主面を重ね合わせる。
重ね合わせた電極基板３１、３６の位置修正後、接着剤
３４を点打した部分に紫外線を照射して電極基板３１、
３２を一体に固定する（図３（ｂ））。（以下の説明で
は、この電極基板３１、３６の一体品をセル４３と称す
る。）次に図４に示すように、加圧治具４１に耐熱ゴム
４２を介してセル４３を積層配置し、加圧治具４１のナ
ット４４を締め付けることによって、セル４３に一定圧
力を加える。そして、この加圧治具４１を図示しないオ
ーブンなどに入れて一定時間（シールパターン３２が硬
化するまでの間）セル４３を加熱する。シールパターン
３２が硬化した後、オーブンより加圧治具４１を取り出
し、加圧治具４１のナット４４を緩めてセル４３を取り
出す。さらに、このセル４３を所定の形状に切断する
と、空の素子（セル）が得られ、真空注入法などを用い
てこの空の素子（セル）の液晶充填口３３から図示しな
い液晶材料を充填し、紫外線硬化型樹脂などの封着剤で
液晶充填口３３を封着した後、液晶表示素子を得ること
ができる。

【０００８】このような液晶表示素子の製造方法では、
電極基板３１、３６間の間隔（ギャップ）は、加圧治具
４１のナット４４の締め付け圧の均圧性、あるいは治具
面の平坦性で決定される。これら諸条件（均圧性、平坦
性）を満たすために、加圧治具４１には、高い機械的精
度が要求される。また、セル４３には、加圧と同時に熱
も加えられる。これによって、電極基板３１、３６間に
形成されているシールパターン３２が硬化しつつ潰れ、
セル４３への加圧状態が変化する。近年、特に大型化傾
向にある液晶表示素子には、これらの諸条件を満たすこ
とは極めて困難である。

【０００９】ところで、特開昭 63-267914号公報では、
機械的加圧方法ではなく、気圧差を利用したセルの加圧
方法が開示されている。この方法は液晶材料を充填した
セルを可撓性のある容器（袋）に１個づつ入れて容器内
を排気する、いわゆる真空パック処理を用いる方法であ
る。この方法では、大気圧により容器が潰され、これに
伴って容器内のセルに容器の圧力が加えられる。しかし
ながら、上記した加圧方法は、セルを加圧する工程の前
後に、加圧治具または容器とセルとの着脱工程を必要と
する。このため、この方法では、製造工程を量産に有効
な枚様式にすることができない。

【００１０】そこで、特開昭 57-2022号公報では、製造
工程を枚様式にすることの可能な減圧槽を用いた加圧方
法が開示されている。この方法は液晶材料充填口を有
し、凸状に湾曲させたセルを液晶材料と共に減圧槽に入
れ、槽内を減圧することによって液晶材料充填口よりセ
ルの内部の気圧を徐々に減圧する。その後、セルの液晶
材料注入口を槽内の液晶材料に浸し、槽内に大気を導入
することによって、大気圧によりセルに液晶材料が充填
される。そして湾曲していたセルが平面に戻ったところ
で液晶材料の注入を中止する。しかし、この方法はセル
形成後、セル内部を減圧するので高真空状態が実現しに
くく、かつセル内部の減圧に時間がかかるという問題が
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように上述した従
来の液晶表示素子の製造方法では、加圧治具あるいは容
器と電極基板との着脱工程が必要なため枚様式の製造工
程が導入できない。またセル内部を高真空状態にしにく
くセル内部の減圧に時間を要する。したがって、液晶表
示素子の品質向上および生産性向上を行うと共に製造工
程全般の簡略化を図ることが重要課題となる。

【００１２】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、液晶表示素子の品質向上および生産性
向上を行うと共に、製造工程の簡略化を図ることができ
る液晶表示素子の製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するために、一対の電極基板の主面にラビング処理
を施した後、前記一対の電極基板のいずれか一方の主面
にスペーサを散布し、かつ液晶充填領域を囲むようにシ
ール剤を介在させると共に、減圧下で前記一対の電極基
板の主面どうしを対向密接させて前記液晶充填領域を密
閉する工程と、前記対向密接した電極基板を囲む雰囲気
を常圧に戻し、大気圧により前記スペーサで規制される
間隔となるまで前記電極基板を圧縮すると共に、前記電
極基板を加熱して前記シール剤により両電極基板を一体
に固定する工程と、前記固定した電極基板を液晶材料を
収容した減圧槽に入れ、減圧下で前記シール剤の一部を
除去すると共に、この除去部を前記液晶材料に浸透する
工程と、前記減圧槽内を常圧に戻し大気圧により前記一
対の電極基板内に前記液晶材料を充填する工程と、前記
シール剤の除去部を封着する工程とを有することを特徴
としている。

【００１４】

【作用】この発明の液晶表示素子の製造方法では、スぺ
ーサを散布し液晶充填領域を囲むようにシール剤を介在
させて、減圧下で一対の電極基板を対向させ液晶充填領
域を密閉することで液晶充填領域から排気する工程を不
要とすることができる。また、液晶充填領域を密閉した
一対の電極基板を減圧下より常圧に戻すことにより、電
極基板に均等に大気圧が加圧され、電極基板の間隔を電
極基板間に散布したスぺーサで制限される間隔まで均一
に圧縮される。さらに、大気を利用するので、加圧治具
あるいは容器などを不要とし、これらの加圧治具あるい
は容器の着脱工程も不要となる。

【００１５】この結果、製造工程の簡略化および液晶表
示素子製造時間の短縮化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例の液晶表示素子
の製造方法を図面に基づいて説明する。図１（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）はこの液晶表示素子の製造方法を示す斜
視図および各斜視図に対応する断面図である。

【００１７】この実施例では、まず、主面上に透明電極
および配向膜（いずれも図示省略）を有する一対の電極
基板１、２（透明電極を有するのは一方の電極基板のみ
でもよい）にラビング処理を施した後、電極基板１、２
のどちらか一方、例えば電極基板２の主面上にスチレン
ボールなどのスペーサ３を散布する。また、他方の電極
基板１の主面上には、スクリーン印刷法あるいはディス
ペンサ塗布法などにより、エポキシ樹脂などの一液性熱
硬化型樹脂からなるシール剤４を塗布してシールパター
ン５を形成する。このシールパタ―ン５は電極基板１の
縁部からはみ出さないよう一部を突出させて、液晶材料
の注入口となる部分を形成しつつ、液晶充填領域を囲む
ように形成されている。ここで用いるシール剤４には、
電極基板１、２の間隔を一定に保つため、ガラスファイ
バなどのスペーサ６が混入されている。なお、このスペ
ーサ６はスペーサ３と同径のものが用いられている。続
いてシールパターン５の形成とほぼ同時に電極基板１の
シールパターン５の外方に紫外線硬化型樹脂などの接着
剤７を塗布する。この接着剤７は、電極基板１、２を重
ね合わせ、位置修正を行った後、両電極基板がずれない
ように位置決めを行うためのものである（図１
（ａ））。

【００１８】次に図２に示すように、減圧槽としての真
空チャンバー１０内に電極基板１、２を入れ、液晶材料
の充填に必要な圧力（ 1／1000Toll以下の減圧状態）が
得られるまで、この真空チャンバー１０内の大気圧を減
圧する。さらに減圧下（ほぼ真空状態）の真空チャンバ
ー１０内で、一対の電極基板１、２の主面どうしをシ―
ル剤を介在させて対向密接させて重ね合わせ、シールパ
ターン５が軽く潰れるように押圧する。こうすることに
よって一対の電極基板１、２間とシールパターン５とで
挾まれた空間は、ほぼ真空状態のまま密閉されて減圧層
８が形成される（図１（ｂ））。（以下一対の電極基板
１、２が重ね合わされ内部に液晶材料を充填可能な空間
を有する一体形状のものをセル１１と称する。）しかる
後、真空チャンバー１０内にＮ₂ ガスなどをリークさせ
ると、真空チャンバー１０内は常圧に戻り、セル１１の
内部とセル１１を囲む雰囲気中に気圧差が生じる。した
がって、セル１１には、およそ１気圧の大気圧（ガス
圧）が均等に加えられる。するとセル１１の減圧層８
は、大気圧によりセル１１内に散布されたスペーサ３の
直径まで均一に圧縮され、この状態のまま維持される
（図１（ｃ））。

【００１９】なお、高精度なパターンを有する液晶表示
素子（TFT-LCD など）を製造する場合は、シールパター
ン５が硬化していないこの状態の内に正確に一対の電極
基板１、２の位置合わせを行っておく必要がある。位置
修正後、予めシールパターン５の外方に塗布しておいた
接着剤７に紫外線を照射して電極基板１、２の位置決め
を行う。これにより、シールパターン５の硬化中に２枚
の電極基板１、２がずれることはなくなる。

【００２０】続いて、セル１１を真空チャンバー１０か
ら取り出し、ホットプレートもしくはオーブンなどの図
示しない加熱装置に入れ、セル１１に熱を印加してシー
ルパターン５を硬化させてセル１１を一体に固定する。
この工程には、治具などを用いる必要がないので枚様式
の工程とすることができる。

【００２１】次に所望のセル形状、例えば、長方形の単
位形状あるいは液晶材料を注入するのに適した形状にセ
ル１１を切断する。このセル１１の素材がガラスの場合
は、常圧でセル１１をスクライブし真空チャンバー１０
に入れ、真空チャンバー１０内を減圧した後、セル１１
をブレイクする。また、セル１１の素材がプラスチック
などのフィルムの場合は、真空チャンバー１０内にセル
１１を直接入れ、真空チャンバー１０内を減圧した後、
カッターなどを用いて切断する。

【００２２】本実施例のセル１１はガラス素材のため、
図１（ｃ）の斜視図に示すように、シールパターン５の
一部（突出部）が除去できるＤ−Ｄ線の位置でスクライ
ブし減圧下でセル１１をブレイクして、セル１１の一部
に液晶材料注入口９を形成している。

【００２３】しかる後、図示しないボート状の器に収容
した液晶材料に液晶材料注入口９を浸し、真空チャンバ
ー１０内にＮ₂ ガスなどをリークさせることによって、
セル１１の内部（ほぼ真空状態）とセル１１を囲む雰囲
気中（常圧）に気圧差を生じさせ、大気圧により液晶材
料注入口９から液晶材料を充填する。液晶材料充填後瞬
時の硬化が可能な光硬化型アクリル系樹脂あるいは紫外
線硬化型樹脂などの図示しない封着剤により液晶材料注
入口９を封着すれば、所望の液晶表示素子を得ることが
できる。

【００２４】このように本実施例の液晶表示素子の製造
方法よれば、減圧下で一対の電極基板１、２を密閉し常
圧に戻すことによって、電極基板１、２の間隔は治具な
どを用いずにスペーサ３の直径で均一に維持することが
できる。また電極基板１、２の加圧工程では、この加圧
工程の前後に設けていた加圧治具あるいは可撓性容器の
着脱工程を省くことができる。この結果、製造工程の簡
略化を図ることができる。

【００２５】さらに、セル内を減圧することなく液晶材
料が充填できるので、液晶材料の充填時間が短時間で済
むようになる。また、セル１１の内部気圧は、電極基板
１、２を重ね合わせるときの真空チャンバー１０内の減
圧状態で決まるため、極めて高真空状態とすることがで
きる。この結果、液晶材料充填後のセル１１に、残留気
泡などが発生するのを防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶表示素
子の製造方法によれば、液晶表示素子の品質向上および
生産性向上を行うと共に、製造工程の簡略化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はこの発明の一実施例
の液晶表示素子の製造方法を示す斜視図および断面図で
ある。

【図２】この液晶表示素子の製造過程において、電極基
板を重ね合わせる時に投入される真空チャンバーを示す
図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）は従来の液晶表示素子の製造方
法を示す斜視図および断面図である。

【図４】従来の液晶表示素子の製造方法における加圧治
具を示す図である。

【符号の説明】

１、２……電極基板 ３、６……スペーサ ４…………シール剤 ５…………シールパターン ７…………接着剤 ８…………減圧層 ９…………液晶材料注入口 １０………真空チャンバー １１………セル

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極基板の主面にラビング処理を
   施した後、前記一対の電極基板のいずれか一方の主面に
   スペーサを散布し、かつ液晶充填領域を囲むようにシー
   ル剤を介在させると共に、減圧下で前記一対の電極基板
   の主面どうしを対向密接させて前記液晶充填領域を密閉
   する工程と、 前記対向密接した電極基板を囲む雰囲気を常圧に戻し、
   大気圧により前記スペーサで規制される間隔となるまで
   前記電極基板を圧縮すると共に、前記電極基板を加熱し
   て前記シール剤により両電極基板を一体に固定する工程
   と、 前記固定した電極基板を液晶材料を収容した減圧槽に入
   れ、減圧下で前記シール剤の一部を除去すると共に、こ
   の除去部を前記液晶材料に浸透する工程と、 前記減圧槽内を常圧に戻し、大気圧により前記一対の電
   極基板内に前記液晶材料を充填する工程と、 前記シール剤の除去部を封着する工程とを有することを
   特徴とする液晶表示素子の製造方法。