JPH07230090A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、液晶パネル中に気泡を発生しない
表示品位の良好なカラーＬＣＤ、フィルムＬＣＤ、プラ
スチックＬＣＤを提供するものである。 【構成】 カラーフィルタ層６やトップコート層７など
の有機膜を有する基板１，５において配向膜パターンを
シール樹脂１１に接するように形成し、基板から発生す
る吸着ガスや水分を抑えるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサやパ
ーソナルコンピュータなどのＯＡ機器や、電子手帳やＰ
ＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）などに応
用される携帯型端末機器に用いられるカラーＬＣＤ、プ
ラスチックフィルムＬＣＤの液晶表示装置およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型軽量、低消費電力
などの特徴によって、民生用から産業用にと幅広く利用
されている。ＯＡ機器関連ではさらに高解像度を、また
はカラー化にして多くの情報量を伝達することが求めら
れている。一方、携帯型ではより薄型軽量にするため
に、ガラス基板ではなくプラスチックやフィルム基板に
よる液晶パネルが実用化に向けられている。このような
カラーＬＣＤやプラスチックフィルムＬＣＤで用いられ
ている基板には、カラーフィルタを有するものやプラス
チックやフィルムを必要とする。これらの基板により組
み立てられた液晶パネルには製品化されると各々の特徴
があるが、その反面、製造するにあたってそれらの基板
特有の問題を有している。

【０００３】以下に従来のカラー液晶表示素子について
述べる。図４は従来のカラー液晶表示素子の構成図であ
る。図示のように基板１は、ガラス基板２の上に透明電
極３とポリイミドなどからなる配向膜４が順に形成され
て構成される。基板５は、ガラス基板２の上にカラーフ
ィルタ層６が形成され、その表面の平滑性を得るために
有機物からなるトップコート層７を設け、さらに透明電
極８と配向膜９を順に形成して構成される。このように
構成した基板１と５はスペーサ１０を介し、少なくとも
一方の基板の周辺に印刷されたシール樹脂１１で基板
１，５間のギャップを一定に保つように接着されてお
り、そのギャップ中に液晶１２を封入してカラー液晶表
示素子を構成している。

【０００４】図５で示すように前記図４の構成に使われ
る基板１と５上の配向膜パターン１３は、一般的に表示
領域１４とシール１１の中間に位置することが多い。こ
れは配向膜４，９がシール樹脂１１に重なると、基板と
の接着強度が半減し、製品として市場不良となるのは明
らかとされている。配向膜４，９の印刷精度はフォトリ
ソ工程のように優れておらず、表示領域１４内に欠ける
ことなく、かつシール樹脂１１にかからないように設定
することを考慮し、表示領域１４とシール樹脂１１の中
間が配向膜パターン１３のエッジラインとなる。

【０００５】図６は一般的な液晶表示素子の製造プロセ
スを示すものである。一般的には、カラーまたはフイル
ム、プラスチックを問わず、基本的には基板洗浄−配向
膜形成−ラビング−ラビング後洗浄−シール印刷とスペ
ーサ散布−貼り合わせ−シール硬化−切断−注入−封口
のパネル製造プロセスである。また特に完成したパネル
はアニールを施す。しかし、各々の基板にはそれ特有の
有機物が含まれているため、耐熱性や表面性が違い、配
向膜４，９の焼成温度やシール樹脂１１などの改良が施
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにカラーフ
ィルター、プラスチック、フィルムのように基板そのも
のが有機物を含むため、耐熱温度がガラスに比べ低く、
かつ表面性が違う。このため、上記で述べたように配向
膜の焼成温度を下げたりしている。しかしながら、その
ような改良しても特有の問題が残る。それは基板の表面
全体にコーティングしている膜が有機質でできているた
め、ガラスに比べて表面性の違いから、コーティング膜
そのものからガスを発生させる。そのために起こる現象
として、たとえば完成した液晶表示素子を高温雰囲気中
に放置すると、パネル内に気泡が発生し、常温に戻して
も発生した気泡が消えずに残る場合がほとんどである。

【０００７】これは、カラー液晶表示素子のカラーフィ
ルター、プラスチック基板、フィルム基板、または各々
のトップコート膜について起こることであり、基板の表
面全体が有機質であるために充分に硬化せずに未反応成
分が残ってガスを発生したり、放置状態で周囲の水分を
吸着して蒸発して高温とともに気体を発生し気泡とな
る。特に、アクリル系は吸水率が高く、表面だけでなく
厚さ数μｍの膜全体で水分を吸うものと考えられる。ま
た、膜自身がポーラス状の表面から気体のガスを発生す
るものもある。それらの発生した気体は、高温から常温
に戻る過程で液晶中に吸収されて分散したり、完全に消
滅するものから、全く変化せず気泡として残った状態の
ものも存在する。気泡の発生ヶ所は液晶表示素子の中央
から周辺まで様々であるが、時間が経過すると周辺の四
隅や配向膜の無い領域に移動する傾向がある。これらの
気泡の挙動は気体の成分やパネル内の圧力状態によるも
のと思われる。このように液晶表示素子内に気泡が発生
したり、ギャップむらとして表示されることは、製品と
して致命的な問題であった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するもので、カ
ラーフィルタ、プラスチック、フィルムなどの有機膜を
有しても、パネル内に気泡やギャップむらを発生しない
均一な液晶表示素子を提供することを目的とするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するためにガラス基板上に有機物からなるトップコー
トを形成した基板、またはフィルムやプラスチックから
なる基板上に配向膜を焼成具備し、前記基板を少なくと
も１枚以上を含んで液晶を配した液晶素子であって、前
記配向膜の領域パターンを周辺のシール樹脂に掛かるよ
うに形成した液晶表示装置の構成とする。

【００１０】またガラス基板上に有機物からなるトップ
コートを形成した基板、またはフィルムやプラスチック
からなる基板上に配向膜を焼成具備し、前記基板を少な
くとも１枚以上を含んで液晶を配した液晶表示素子の製
造方法であって、液晶を配する前に配向膜を具備した前
記基板を、後工程での液晶表示素子の液晶再配向させる
温度以上で焼成するようにしたものである。

【００１１】さらに、液晶量をシール樹脂周辺部に多く
配するようにしたものでもある。

【００１２】

【作用】このような構成ならびに工程により、カラーフ
ィルター、プラスチック、フィルムのような有機膜を有
する基板から発生する特有のガス、または基板表面に吸
着した水分から気体となることを防ぎ、液晶表示素子の
ギャップむらや輝点となる気泡をなくすことができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお図１〜図３において従来例として
示したものと同じ箇所については同一番号を付してい
る。

【００１４】図１は本発明の一実施例におけるカラー液
晶表示素子の構成を示す。図示のように基板１は、ガラ
ス基板２の上に透明電極３とポリイミドなどからなる配
向膜４が順に形成されて構成されている。もう一方の基
板５は、ガラス基板２の上にカラーフィルタ層６が形成
され、その表面の平滑性を得るために有機物からなるト
ップコート層７を設け、さらに透明電極８と配向膜９を
順に形成して構成されている。本実施例において従来の
カラー液晶表示素子と違う点は、配向膜４，９がシール
樹脂１１に接していることである。

【００１５】図２は基板１と５の配向膜がある領域を示
す。配向膜４，９の領域１５はシール樹脂１１に重なる
か否かまで設けている。１４は表示領域である。そし
て、このように構成した基板１と５はスペーサ１０を介
し、少なくとも一方の基板の周辺に印刷されたシール樹
脂１１で基板間のギャップを一定に保つように接着させ
てその中に液晶１２を封入する。ここで用いられる配向
膜４，９はポリイミドやポリアミック酸が一般的であ
る。たとえば、日産化学（株）のＳＥ−４１１０などは
よく使われており、その焼成温度は２２０〜２７０℃が
普通である。最近では、１５０℃以下のものも生産化し
ている。

【００１６】このように図１，図２で示すようなシール
樹脂１１に接する配向膜４，９を設けることにより、基
板５のトップコート層７が液晶層１２に接触することを
避け、トップコート層７やカラーフィルタ層６から出る
ガスや表面に吸着した水分などによる気体の発生を抑え
ることができる。しかし、配向膜４，９やシール樹脂１
１の印刷精度やシール幅の伸びにより、図１，図２のよ
うにシール樹脂１１と配向膜４，９が接することが理想
であるが、重なり合うことがある。これにより接着強度
の低下が起こるが、最近ではシール材の開発も進み、シ
ールの接着強度も向上している。たとえば、協立化学
（株）のワールドロック、三井東圧化学（株）のストラ
クトボンドなどは製品化を考慮しても十分な特性を有す
る。以上、配向膜を基板全面に設けてガスストッパーの
役割として扱い、ガスの発生を未然に防ぐものである。

【００１７】次に、本発明の他の実施例を述べる。液晶
を封入する製造方法には真空中で空セルに液晶を注入す
るやり方と、真空状態で基板上に液晶を滴下し基板を貼
り合わせるやり方がある。本実施例では、製造上、液晶
１２と基板５が接する前にアニール温度以上で基板５を
熱処理するものである。たとえば、真空中で液晶を注入
する場合では空セルの状態で熱処理し、真空中で基板５
上に液晶１２を滴下するときには滴下前に基板５を熱処
理するものである。図３（ａ），図３（ｂ）には前記の
真空注入、滴下工法の製造プロセスを示す。また、アニ
ール温度とは封入した液晶表示素子中の液晶層１２を再
配向させるために、液晶表示素子そのものを熱処理する
温度のことであり、使われる液晶材料のＮＩ転移温度近
傍、またはそれ以上にするのが通常である。これによ
り、液晶封入時の配向乱れなどを直し、均一性のある液
晶表示素子を得ることができる。そして、そのアニール
温度以上に基板５を熱処理することにより、基板５から
発生するガスをあらかじめ出し切り、後工程で液晶表示
素子の再配向を目的とするアニール時に起こる気泡を未
然に防ぐものである。

【００１８】また、本発明のその他の実施例について次
に述べる。液晶表示素子の製造上でシール樹脂１１の周
辺の液晶量１２を多くする方法であり、真空注入法では
空セルのシール樹脂周辺のギャップをあらかじめ大きく
して液晶１２を封入するものである。空セルをつくる際
に、シール樹脂１１中のガラスファイバー径を液晶表示
素子の中央に散布するスペーサ径より１．５〜２．０μ
ｍ以上大きくし、通常の空セルより周辺のギャップを高
くすることができる。また、真空中で基板上１または５
に液晶１２を滴下して基板５または１を貼り合わせる製
造方法では、液晶１２の滴下量を中央より周辺側を多く
してやり、できあがった液晶表示素子のシール樹脂周辺
のギャップを厚くするものである。これにより、特にガ
スが発生しやすい液晶表示素子の周辺領域に液晶量１２
を増やし、パネル内の圧力を大きくし、未然にガスが発
生するのを押えるものである。

【００１９】

【発明の効果】以上の各実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は有機膜を有する基板特有の問題であるガス
の発生を抑えることができる。そして、液晶表示素子の
表示品位において輝点や輝度ムラとなる表示不良を未然
に防ぐことが可能となる。これらのカラーＬＣＤ、フィ
ルムＬＣＤ、プラスチックＬＣＤなどのような有機膜を
含むことにより起こる不良を無くし、製造上においても
簡易的なプロセスまたは設計手法で取り組むことがで
き、高い歩留まりで優れた表示品位を持つディスプレイ
を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のカラー液晶表示素子の断面
図

【図２】カラー液晶表示素子における基板上の配向膜の
パターン図

【図３】同カラー液晶表示素子の製造プロセス図

【図４】従来のカラー液晶表示素子の断面図

【図５】同カラー液晶表示素子における基板上の配向膜
のパターン図

【図６】従来の液晶表示素子の製造プロセス図

【符号の説明】

１，５ 基板 ２ ガラス板 ３，８ 透明電極 ４，９ 配向膜 ６ カラーフィルタ層 ７ トップコート層 １１ シール樹脂 １２ 液晶 １４ 表示領域 １５ 配向膜パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉置 勝也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板上に有機物からなるトップコ
   ートを形成した基板、またはフィルムやプラスチックか
   らなる基板上に配向膜を焼成具備し、前記基板を少なく
   とも１枚以上を含んで液晶を配した液晶素子であって、
   前記配向膜の領域パターンを周辺のシール樹脂に掛かる
   ように形成した液晶表示装置。
2. 【請求項２】 ガラス基板上に有機物からなるトップコ
   ートを形成した基板、またはフィルムやプラスチックか
   らなる基板上に配向膜を焼成具備し、前記基板を少なく
   とも１枚以上を含んで液晶を配した液晶表示素子の製造
   方法であって、液晶を配する前に配向膜を具備した前記
   基板を、後工程での液晶表示素子の液晶再配向させる温
   度以上で焼成することを特徴とする液晶表示装置の製造
   方法。
3. 【請求項３】 液晶量をシール樹脂周辺部に多く配する
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の製造方
   法。