JPH0750277B2 - 電気光学素子の封止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気光学液体を注入して、注入口を封止する
電気光学素子の封止方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来から電子表示に必要な電気光学液体を２枚の基板か
らなるセル内に注入した電気光学素子としては、液晶表
示素子が代表的なものとして知られている。

この液晶表示素子は、通常注入口を設けたセルを減圧し
て液晶を吸い込ませているが、注入が終った注入口の封
止はエポキシ樹脂等の樹脂で外から封止し、液晶の流出
を防止していた。

この通常の封止方法によれば、次のような問題点を生じ
ていた。

第１の問題点としては、注入口に樹脂を付与することに
より封止をするため、封止材がセル側面またはセル表面
から突起状に出っ張り、液晶表示素子の取り付け時の寸
法精度を著しく阻害していた。また、これにより液晶表
示素子を機器等に組み込む外装との間ににも間隔を生じ
させ、正確でコンパクトな実装が困難なものとなってい
た。

第２の問題点としては、この注入口の封止部が液晶表示
素子の信頼性を低下させる原因となっていることであ
り、使用雰囲気の変化によりこの封止部から水分、空気
等がセル内に侵入して信頼性を低下させる傾向があっ
た。

［発明の解決しようとする問題点］ この問題点の防止のため、封止材を注入口内部に引き込
ませるべく、セルを構成する基板とその中に注入する液
晶との膨脹係数の差を利用して、封止材付与後、セルを
冷却したり、封止材付与前にセルを加熱し、封止材付与
後セルを室温まで冷却すること等も提案されている。

この方法によれば封止材は注入口内に引き込ませること
ができるが、通常セル全体を冷却するため、引き込ませ
る封止材の引き込み長さにバラツキが大きいという欠点
を有していた。

これはセルが封止部まで冷却されるため、封止材の粘性
が上がり、封止材の引き込みの速度が遅くなり過剰な引
き込みや引き込みの不足を生じ易く、バラツキが大きく
信頼性が低下する傾向があった。また、全体を冷却する
ため、時間がかかり、設備も大型化し、生産性が悪いと
いう問題点もあった。

［問題を解決するための手段］ 本発明はかかる問題点を解決すべくなされたものであ
り、２枚のガラスまたはプラスチック製の基板の周辺を
シール材でシールし、セルを構成し、このセル内に電気
光学液体を注入して、注入口を封止してなる電気光学素
子の封止方法において、セル内に電気光学液体を注入し
た後、封止材を注入口に付与し、セルの注入口の反対側
を冷却することにより、封止材の一部を注入口内に引き
込ませ、封止材を硬化させて注入口を封止することを特
徴とする電気光学素子の封止方法である。

本発明の電気光学液体を封入した電気光学素子として
は、前述した液晶を封入した液晶表示素子に限られな
く、エレクトロクロミック材料と電解質または電解質を
封入したエレクトロクロミック表示素子、電気泳動表示
素子等電圧の印加によりその光学特性が変化して表示を
行うことができる電気光学液体を封入した電気光学表示
素子であれば使用できる。

本発明の電気光学素子の電気光学液体を封入されるセル
は、２枚の基板からなり、その周辺をシール材でシール
したものであればよく、その基板の少なくとも一部また
はそのシール部の少なくとも一部に電気光学液体を注入
するための注入口が形成されているものであればよい。
この注入口は、１箇所でもよいし、２以上設けられてい
てもよいし、セル内が２以上の場所に区分され夫々異な
る電気光学液体を封入するようにされていてもよい。

この基板は、ガラス、プラスチックの基板が使用でき、
この少なくとも一方には、この電気光学液体を駆動する
ための電極が形成されているものであり、通常は両方と
もの基板に電極が形成されている基板を使用する。この
基板には、電極の外、必要に応じて電気光学表示に必要
な材料の層が形成されていればよい。

例えば、この例として液晶表示素子の場合には、電極の
上若しくは下にシリカ、アルミナ、チタニア等の絶縁
層、カラーフィルター層、反射層、光遮蔽層等を設けた
り、電極上に配向層を設けたり、電極を２層構造にした
り、薄膜トランジスタ、ダイオード、非線形抵抗素子等
の能動素子を設けてもよい。

本発明では、このような電気光学素子に電気光学液体を
注入する。この注入工程としては、減圧室内にセルを配
置して、減圧によりセル内の空気を排出し、減圧を解除
してセル内に電気光学液体を大気圧を利用して注入した
り、一方の注入口を排気装置に接続し、他方の注入口を
電気光学液体供給装置に接続して、排気することにより
注入したりすればよい。

このように、注入した後で、注入口に封止材を印刷、デ
ィスペンサー等により付与し、セルの注入口と反対側の
端のみを冷却して、封止材を注入口内に一部引き込みさ
せる。

本発明で冷却する部分は、例えば第１図に示すように、
注入口（１）からみて反対側の辺（２）の付近の部分
で、その長さＬは２〜100mm程度でセルの表面積の10〜5
0％程度でよい。この冷却部分をハッチングで示し、第
２図以降も同様とする。

なお、この冷却部分は、正確に注入口と反対側の端とい
う意味でなく、注入口から離れていればよい。この例を
第２図と第３図に示して説明する。

第２図は、注入口（11）が長辺の端にある場合を示して
おり、その長辺の反対側の辺（12）ではなく、この長辺
に隣接する短辺でほぼ注入口の反対側の位置にある一方
の辺（13）に近い部分を冷却するようにしてもよい。ま
た、この場合にも第２図の左下の隅（14）の付近を斜め
に、即ち冷却部分が三角形になるように冷却することも
できる。

第３図は、注入口（21）が長辺の中央にある場合を示し
ており、その長辺の反対側の辺（22）を冷却することも
できるが、この図に示すように、この長辺に隣接する短
辺のいずれか一方の辺（23）の付近を冷却するようにし
てもよい。このいずれを採用するかは作業性とどちらの
方が注入口と冷却液体との距離がとれるかとを考慮して
決めればよい。

この冷却温度は、液晶の注入が常温で行われる場合に
は、−20〜−50℃程度に冷却すればよく、また、液晶の
注入が加熱状態で行われる場合には、加熱温度よりもあ
る程度低い温度であれば上記温度よりも高くしてもよ
い。

この冷却時間としては、通常３〜60秒程度でよい。

この冷却面積、温度、時間等は、使用する冷却装置、セ
ルの大きさと間隙、注入口の形状と数、基板やシール材
の膨脹率、液晶の膨脹率等を考慮して定めればよい。

この冷却は、種々の公知の冷却装置によって行われれば
よいが、セルの一部を冷却液体中に浸漬して冷却する方
法が冷却が速く可能なため作業効率がよく好ましい。も
し、冷却を冷却気体を使用する等して冷却時間がかかる
方式で行うと、この冷却が遅くなり、基板の他の部分が
熱伝導により冷却してきてしまうため、従来のセル全体
を冷却した時と同じ現象を生じる危険性がでてくる。

［作用］ 本発明では、セルの一部を冷却することにより、熱伝導
率の低い基板は冷却部分のみが速やかに冷却されるが他
の部分は極めてゆっくり冷却されていくこととなる。こ
れに対し、液晶は液体であり、基板に比して熱伝導率が
高く、速やかに全体が冷却される。このことと液晶の熱
膨脹係数は基板用ガラス熱膨脹係数よりもはるかに大き
いことにより、基板の収縮は少なく、液晶の収縮が大き
くなり、セル内部が速やかに減圧状態となって、封止材
が注入口内に速やかに引き込まれる。

これに対して、従来のセルのほぼ全体を冷却する方式で
は、セル全体が冷却されるため、基板及びそのシール材
の全てが収縮し、セル自体の内容積も大きく収縮し、液
晶が収縮してもその収縮の度合によっては封止材を引き
込む力が不足し、充分封止材が引き込まれないことも生
じる。また、セル全体が外側から冷却されるため、液晶
の収縮が始まる前に基板及びそのシール材の全てが収縮
してセルの内容積が減少し、内部に注入された液晶が一
部外へ流出するというような事態を生じることもある。

このように本発明ではセルの一部を冷却するのみである
ため、全体が均一に冷えなく、引き込み作業が容易であ
り、かつその作業時間も短くてすむ。また、冷却は注入
口から離れた部分でのみ行われるため、封止材は冷却さ
れなく、その粘度が上がらなく、封止材の引き込みがス
ムーズになされ、短時間で引き込み作業が完了する。ま
た、セルの一部のみを冷却すればよいため、冷却装置が
小型でよく、かつ液体で冷却しても注入口付近まで冷却
用液体で汚染されないという利点も有している。

［実施例］ ソーダライムガラス基板を使用した50×100mmのセルを
使用し、液晶を常温で注入した。また、冷却装置として
は、冷却用タンクの中にエチルアルコールを−40℃に冷
却したものを用意した。

前記液晶を注入したセルの注入口に封止材としてエポキ
シ樹脂を付与し、約２分間放置した後、冷却タンク中に
セルの注入口と反対側の端を長さ20mm（50×20mmで全表
面積の20％）にわたって約10秒間冷却タンク中のエチル
アルコールに浸漬し、封止材を注入口に引き込ませた。

次いで、封止材を硬化させてセルを完成させた。

このようにして製造したセルは注入口内に封止材が引き
込まれており、封止の信頼性が高いものであった。ま
た、この封止材の引き込み工程は短時間ですみ、作業性
がよく、かつ冷却液体による注入口付近の汚染もなかっ
た。

［発明の効果］ このように本発明の封止方法によれば、セルの一部を冷
却するのみであるため、全体が均一に冷えなく、引き込
み作業が容易であり、かつその作業時間も短くてすむ。

また、この冷却は注入口から離れた部分でのみ行われか
つ速やかに行われるため、注入口部の封止材は冷却され
なく、その粘度が上がらなく、封止材の引き込みがスム
ーズになされ、短時間で引き込み作業が完了する。

また、本発明ではセルの一部のみを冷却すればよいた
め、冷却装置が小型でよく、かつ液体で冷却しても注入
口付近まで冷却用液体で汚染されなく、封止材が劣化し
たり、冷却液体がセル内に侵入するという危険性もない
という利点も有している。

本発明の電気光学素子の封止方法は、この外本発明の効
果を損しない範囲内で種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、本発明の封止方法での冷却部分を
説明するための平面図。 注入口:1、11、21 反対側の辺:2、12、22 一方の辺:13、23 隅:14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚のガラスまたはプラスチック製の基板
   の周辺をシール材でシールし、セルを構成し、このセル
   内に電気光学液体を注入して、注入口を封止してなる電
   気光学素子の封止方法において、セル内に電気光学液体
   を注入した後、封止材を注入口に付与し、セルの注入口
   の反対側のみを冷却することにより、封止材の一部を注
   入口内に引き込ませ、封止材を硬化させて注入口を封止
   することを特徴とする電気光学素子の封止方法。
2. 【請求項２】セルの注入口の反対側をセル自体より低温
   の液体中に浸漬して冷却する特許請求の範囲第１項記載
   の電気光学素子の封止方法。