JPH09222610A - 液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール材の外周部に力が作用した場合におい
て、シール材により囲まれた液晶層の厚みに変化をもた
らさない液晶素子を提供する。 【解決手段】 下基板２０には、液晶層の内部の配向膜
２２のほかに液晶層の外側にも配向膜２２’を同一工程
で形成してある。これら配向膜２２，２２’には球状の
スペーサ４１が分散され、固定されている。従って、下
基板２０と上基板３０を枠状のシール材４０を介して貼
り合わせると、シール材４０の外周部で基板間にスペー
サ４１が挟持された状態となる。したがって、シール材
４０の外周部に外力が作用した場合でも、スペーサ４１
により支えられ、下基板２０と上基板３０の間隔を所定
の間隔で均一に維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は貼り合わせた２枚の
基板間に均一な液晶層厚（ギャップ）をもった液晶素子
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、家電製品の表示素子として、その
製造に関わるコスト的制約から、ピンによって外部回路
と電気接続をした液晶表示素子が用いられている。この
ピン付き型液晶表示素子はその断面を第３図に示す。

【０００３】一対の透明基板（以下、図中下側の透明基
板を下基板１、上側の基板を上基板２と称する）が平行
に対向配置されている。下基板１と上基板２の対向する
面には、透明導電膜からなる電極とその上にポリイミド
等の配向膜が次のように形成される。下基板１には電極
３，配向膜４が形成され、上基板２には電極５，配向膜
６が形成される。シール材７は、下基板１と上基板２の
間に枠状に配置され、それら両基板１，２を均一な所定
の間隔に保ち接合している。そして、液晶８が下基板
１，上基板２，シール材７で囲まれた空間に封入され
て、液晶表示素子が形成されている。

【０００４】液晶層の外部において、入力端子電極３’
は液晶層内の電極３を液晶層の外部に引き出した電極で
ある。導電性の材料からなる接続ピン９は、入力端子電
極３’に接合され、外部の液晶駆動回路より出力された
信号を供給する端子となる。モールド剤１０は紫外線硬
化性樹脂等からなり、前述の接続ピン９を下基板１に固
定するために接続ピン９の取付箇所に塗布される。しか
し、モールド剤１０は通常ディスペンサー等により塗布
されるが、その際、下基板１の接続ピン９の取付箇所だ
けに塗布することが難しく、その近傍の領域に広く塗布
され、図示されるようにシール材７外側の基板間隙にも
充填されることが多い。

【０００５】そのため、第４図のようにモールド剤１０
が硬化するのに際して、その収縮による引っ張り力がシ
ール材７の外周部の下基板１と上基板２の隙間を小さく
するように作用する。この引っ張り力は、シール材７に
より支えられている部分をテコの支点としてシール材７
に囲まれた部分に対して、２枚の基板の間隔を広げるよ
うに作用する。その結果、下基板１と上基板２が歪み、
液晶層の厚みが不均一になり、液晶分子の配向不良やシ
ール材７の内周部分における気泡１１の発生などの不具
合を引き起こし、液晶表示素子に表示不良や機能不良等
の障害をもたらす。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の現象を解決する
方法として、シール材７の幅を広くして上基板２のシー
ル材７から外側にはみ出したひさし部分の寸法を小さく
する方法などが試みられているが、この方法は液晶表示
素子の外形寸法をより小さく、表示画面寸法をより大き
くという設計思想の下では、シール材７に対する上基板
２の切断位置の余白（以下、マージンと称する）の寸法
を小さくすることになる。そのため、シール材７を切断
部分に含めてしまう危険が増大する。端子部分の基板の
切断は貼り合わせた２枚の基板のうち一方のみを切断す
る工程であり切断面にシール材７を含むことで、シール
材７が切断面の両側のガラス基板を接着している状態と
なり、基板のカケやワレ等の不良を発生させる要因とな
っていた。

【０００７】そこで本発明では、そのシール材の外周部
分に力が作用しても、シール材により囲まれた液晶層の
厚みが変化せず、かつ製造歩留まりの良好な液晶素子を
提供することを課題とする。

【０００８】

【発明を解決するための手段】上記課題は、一方の面に
電極と配向膜を形成した第１の基板と第２の基板を電極
と配向膜を形成した前記一方の面を内側にし、間に基板
間隙を一定に保つための間隙規制部材を挟んで枠状のシ
ール材により接合し、該シール材の内側に液晶を充填し
てなる液晶素子において、前記シール材の内側の液晶充
填領域だけでなく前記シール材の外側の基板間隙にも前
記間隙規制部材を介在させることにより解決される。

【０００９】また上記課題は、一方の面に電極と配向膜
を形成した、第１の基板と第２の基板を一定の間隔を保
って枠状のシール材により接合し、少なくとも一方の基
板の前記シール材より外側に前記電極を引出して入力端
子電極を形成し、該入力端子電極と外部回路とを電気接
続するための接続ピンを前記入力端子電極に樹脂モール
ド剤により固着してなる液晶素子において、前記樹脂モ
ールド剤中に絶縁性微粒子を含有させ、該絶縁性微粒子
を含む樹脂モールド剤を、少なくとも前記入力端子電極
が形成された側の前記シール材の外側の基板間隙に充填
することによっても解決される。

【００１０】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施形態〕第１図は本発明の第１の実施形態を
示す断面図である。一対の透明基板２０，３０（以下、
図中下側の透明基板を下基板２０、上側の透明基板を上
基板３０と称する）は枠状のシール材４０を介して所定
の間隔を保ち接合されている。下基板２０と上基板３０
とシール材４０で囲まれた空間内に液晶５０が封入され
て、液晶表示素子が形成されている。

【００１１】この液晶表示素子は単純マトリクス型であ
り、下基板２０と上基板３０のそれぞれの対向側表面に
透明導電膜からなる電極２１，３１が複数本ストライプ
状に配置されている。電極２１と電極３１は直交する関
係にある。

【００１２】それぞれの電極２１，３１上には、液晶分
子の配向を規制するためにポリイミド等の配向膜２２，
３２が形成される。この各配向膜をラビング等により互
いに交差する方向に配向処理することにより、液晶分子
は、下基板２０から他方の上基板３０に向けて、液晶分
子がねじれるように並んだツイスト配向状態をなす。

【００１３】前述のシール材４０は下基板２０と上基板
３０の間に枠状に配置し、均一な厚みを保って基板を接
着する。このときに、シール材４０を配置する面に、前
述した配向膜が存在すると接着性が低くなるため、存在
しない所定の位置に正確に配置する。

【００１４】シール材４０の外側の領域には、位置する
入力端子電極２１’が下基板２０の液晶層の内部（シー
ル材４０の内側）の電極２１を外部に引き出して形成さ
れている。そして、対向する上基板３０には液晶駆動表
示に関与しないダミー電極３１’が設置されている。

【００１５】そして、前述のシール材４０の外側の電極
２１とダミー電極３１’上にも配向膜２２’，３２’が
形成されている。このとき、液晶層の外側（シール材４
０の外側）に形成した配向膜２２’，３２’と前述の液
晶層の内部（シール材４０の内側）に形成した配向膜２
２，３２とは不連続した領域として形成し、下基板２０
や上基板３０のシール材４０が配置される領域と前述の
入力端子電極２１’には、後の工程上で問題となるた
め、配向膜を形成しない。配向膜２２’を形成する位置
は、前述の入力端子電極２１’近傍のシール材４０の外
側である。その配向膜２２’の幅は入力端子電極２１’
を被覆してしまわないように、０．５〜３ｍｍ程度とす
る。

【００１６】本実施形態では、下基板２０上の配向膜２
２，２２’に、液晶層厚を規制するためのスペーサ４１
が分散配置され、そのスペーサ４１は配向膜２２，２
２’により固定されている。このスペーサ４１には、電
極２１や電極３１の電極間の短絡を防止するために絶縁
性の物質からなる球状の粒子を用いる。粒径は得ようと
する液晶層厚に応じて設定される。例えば、ポリスチレ
ン，ＳｉＯ２等の球状粒子などが適切である。そのスペ
ーサ４１は配向膜２２，２２’の領域内に１０〜１００
０個／ｍｍ２の密度で配置できるように、配向膜材料中
に混合させる。

【００１７】前述した入力端子電極２１’には、クリッ
プ式の接続ピン４２が電気接続状態に取り付けられ、紫
外線硬化性樹脂等のモールド剤４３により固定されてい
る。液晶表示素子は、この接続ピン４２を介して液晶駆
動回路と接続され、信号の供給を受ける。

【００１８】上記の液晶表示素子の製造方法について説
明する。下基板２０上に、電極２１（信号電極）と入力
端子電極２１’を形成した後、その上に配向膜２２と配
向膜２２’が同一工程で形成される。この配向膜２２と
配向膜２２’は、配向膜材料に前述のスペーサ４１を均
一に分散させたものを、下基板２０上のシール材４０や
入力端子電極２１’の形成領域を除く所定領域に均一に
塗布して形成される。本実施形態では、配向膜材料にス
ぺーサ４１を均一に分散混合してから塗布したが、配向
膜材料を下基板２０上に塗布してからスペーサ３１を均
一に散布し、配向膜２２，２２’上に散布されたスペー
サ３１のみを固定させる方法によってもよい。

【００１９】上基板３０に、前述の電極３１（走査電
極）とダミー電極３１’を同一工程で形成した後、その
上にポリイミド等の配向膜材料からなる配向膜３２と配
向膜３２’を同一工程で形成する。配向膜３２’を形成
する位置は、前述の下基板２０側の配向膜２２’に対向
した位置とする。配向膜３２と配向膜３２’を上基板３
０上のシール材４０の形成領域を除く所定領域に均一に
塗布する。

【００２０】次に、配向膜形成後の下基板２０と上基板
３０に対して、ラビング等による配向処理を所定の方向
に実施する。

【００２１】次に、上基板３０にシール材４０をスクリ
ーン印刷法等により枠状に均一な厚みで塗布して、前述
の下基板２０と配向処理を行った面を対向させて、貼り
合わせる。そして、シール材４０を硬化させる。

【００２２】次に、液晶表示素子の形状にガラス基板を
切断する。このとき、従来の方法のように、素子の大き
さを変えずにシール材を幅広に形成すると、シール材に
対する基板の切断位置のマージンの寸法が小さくなり、
シール材の上を切断するおそれがある。端子部分の基板
の切断は貼り合わせた２枚の基板のうち一方のみを切断
する工程であるので、シール材がガラスの切断の障害と
なり、基板のカケやワレ等の不良を発生させる要因とな
っていた。しかし、本実施形態においては、シール材４
０の幅寸法は通常通りで切断マージンが充分に確保され
ており、容易に一方の基板をカケやワレを発生させずに
切断することができる。間隙規制部材であるスペーサ４
１は、下基板２０側にのみ固定されているから、仮に上
基板３０の切断位置をまたがる位置に配置されていて
も、切断の障害にはならない。

【００２３】そして、ガラス基板を切断した後は、あら
かじめ設けたシール材４０の切れ目を注入口として用い
て、真空技術により、シール材４０と下基板２０と上基
板３０で囲まれた空間内に液晶５０を封入する。そし
て、注入口を紫外線硬化樹脂等により封止する。

【００２４】本実施形態による液晶表示素子に対して、
クリップ式接続ピン４２を下基板２０の各入力端子電極
２１’に挟着し、モールド剤４３により固定する。しか
し、製造工程上、このモールド剤４３をディスペンサー
等により下基板２０の接続ピン取付箇所のみに塗布する
のは困難である為、上基板３０の対応部分も含めた近傍
領域にも塗布されることになる。この塗布されたモール
ド剤４３を硬化させて、接続ピン４２が対応する入力端
子電極２１’に強固に固定される。このモールド剤４３
を硬化させるとその収縮作用による引っ張り力が、シー
ル材４０の外周部の下基板２０と上基板３０に対して間
隔を縮める方向に働くが、その部分の両基板２０，３０
は、シール材４０の外周部に設置されたスペーサ４１に
より支えられている為、基板間の隙間が縮小せず、前述
の従来見られたテコ作用は発生しないため、下基板２０
と上基板３０の間隔を液晶層内で所定の間隔に均一に維
持できる。

【００２５】なお、本例では、シール材４０外周部に配
向膜３２’を形成したが、配向膜２２，３２の膜厚がス
ペーサ４１の直径や電極２１，３１の膜厚に対して、無
視できる程度に小さな値である場合は、配向膜３２’を
省略することも可能である。

【００２６】〔第２の実施形態〕第２図は本発明の第２
の実施形態を示す断面図である。なお、第１の実施形態
と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【００２７】第２の実施形態では、一対の透明基板２
０，３０をシール材により貼り合わせ、その内部に液晶
５０を封入している。下基板２０の液晶層の外部では内
部の電極２１より引き出した入力端子電極２１’が形成
されている。クリップ式の接続ピン４２を入力端子電極
２１’に取付けて、モールド剤４３により接続ピン４２
の取付箇所を固定している。

【００２８】そのモールド剤４３は紫外線硬化性樹脂等
のモールド樹脂に絶縁性微粒子４４を配合したものを使
用する。その絶縁性微粒子４４は基板間の隙間（１０μ
ｍ以下）よりも小さく粒径の揃ったものとし、配合割合
も２〜１０ｗｔ％とする。そして、その材質は隣接する
各接続ピン４２や入力端子電極２１’間の短絡を防止す
るために絶縁性としなければならず、形状も隙間を充填
しやすい球状とする。例えば、ポリスチレン，ＳｉＯ２
等の球状粒子などが適切である。

【００２９】上記の第２の実施形態の液晶表示素子の製
造方法について説明する。下基板２０には、電極２１と
その上に配向膜２２を形成し、ラビング等の配向処理を
実施する。上基板３０に、電極３１と配向膜３２を形成
して、ラビング等の配向処理を実施し、シール材４０を
枠状にスクリーン印刷法等により塗布する。この基板３
０と前述の下基板２０とそれぞれの電極や配向膜を形成
した面を対向させて、貼り合わせる。そして、シール材
４０を硬化させる。

【００３０】次に、液晶表示素子の形状にガラス基板を
切断する。このとき、従来技術のようにシール材を幅広
くするとシール材に対する基板の切断位置のマージンの
寸法が小さくなり、シール材の上を切断するおそれがあ
る。しかし、第２の実施形態においては、シール材４０
の幅寸法を通常通りに維持しているから、切断マージン
が充分確保され切断時におけるワレやカケの発生が防止
される。

【００３１】ガラス基板を切断した後は、あらかじめ設
けたシール材４０の切れ目を注入口として用いて、真空
技術により、シール材４０と下基板２０と上基板３０で
囲まれた空間内に液晶５０を封入する。そして、注入口
を紫外線硬化性樹脂等により封止する。

【００３２】次に、クリップ式接続ピン４２を下基板２
０の各入力端子電極２１’に挟着し、前述の絶縁性微粒
子４４を配合したモールド剤４３により固定する。しか
し、製造工程上、このモールド剤４３をディスペンサー
等により下基板２０の接続ピン取り付け箇所のみに塗布
するのは困難である為、上基板３０の対応部分も含めた
近傍領域にも塗布されることになる。この塗布されたモ
ールド剤４３を硬化させて、接続ピン４２を対応する入
力端子電極２１’に強固に固定する。

【００３３】この第２の実施形態による液晶表示素子に
よれば、モールド剤樹脂中に絶縁性微粒子４４を含有さ
せてある為、モールド剤４３の硬化時の収縮は絶縁性微
粒子４４を含有させない場合ほど大きくはなく、かつ収
縮によりシール材４０の外周部の基板が引っ張られて
も、モールド剤４３中の絶縁性微粒子４４により支えら
れて、基板間の間隔を小さくすることはなく、従来のよ
うなテコ作用は発生しない。したがって、下基板２０と
上基板３０の間隔を所定の間隔に均一に維持できる。

【００３４】なお、第１の実施形態と第２の実施形態と
もに、下基板２０に接続ピン４２を取り付ける場合につ
いて説明したが、上基板３０に接続ピンを取り付ける場
合にも同様の構成を適用することが可能である。

【００３５】さらに、第１の実施形態と第２の実施形態
ともに、入力端子電極２１’側のシール材の外周部だけ
ではなくて、他の外周部の下基板２０と上基板３０の隙
間にも同様の部材の設置をしてもよく、その場合はモー
ルド剤４３の収縮作用だけでなく、シール材４０外周部
に作用する諸々の外力に抗して所定の基板間隔を均一に
維持できる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、それぞれ一方の面に電極と配
向膜を形成した第１の基板と第２の基板を一定の間隔を
もってシール材により貼り合わせた液晶素子において、
このシール材の外周部の基板間の隙間に間隔規制部材あ
るいは樹脂モールド剤に絶縁性微粒子を含有させた部材
を設置することにより、素子形成後に発生する外部応力
に対してシール材より外周部分の基板間隔が縮小するこ
とを防止することができる。そのことにより、シール材
を支点としたテコ作用は発生しなくなり、所定の基板間
隔を均一に維持でき、所定の液晶層厚が確保された液晶
素子を容易に得ることができる。

【００３７】また、本発明によれば、上下基板を接合す
るシール材は、従来と同じ幅寸法のシール材である為、
切断マージンが充分に確保でき、液晶素子の切断時にお
けるカケやワレの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【第１図】本発明の第１の実施形態としての液晶表示素
子とピン端子を示す断面図である。

【第２図】本発明の第２の実施形態としての液晶表示素
子とピン端子を示す断面図である。

【第３図】従来技術の液晶表示素子とピン端子を示す断
面図である。

【第４図】従来技術（第３図）においてモールド剤が収
縮した状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１，２０ ・・・・下基板 ２，３０ ・・・・上基板 ３，５，２１，３１ ・・・・電極 ３’，２１’ ・・・・入力端
子電極 ３１’ ・・・・ダミー
電極 ４，６，２２，２２’，３２，３２’ ・・・・配向膜 ７，４０ ・・・・シール
材 ８，５０ ・・・・液晶 ９，４２ ・・・・接続ピ
ン １０，４３ ・・・・モール
ド剤 １１ ・・・・気泡 ４１ ・・・・スペー
サ ４４ ・・・・絶縁性
微粒子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に電極と配向膜を形成した第１
   の基板と第２の基板を電極と配向膜を形成した前記一方
   の面を内側にし、間に基板間隙を一定に保つための間隙
   規制部材を挟んで枠状のシール材により接合し、該シー
   ル材の内側に液晶を充填してなる液晶素子において、 前記シール材の内側の液晶充填領域だけでなく前記シー
   ル材の外側の基板間隙にも前記間隙規制部材を介在させ
   たことを特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】 一方の面に電極と配向膜を形成した、第
   １の基板と第２の基板を一定の間隔を保って枠状のシー
   ル材により接合し、少なくとも一方の基板の前記シール
   材より外側に前記電極を引出して入力端子電極を形成
   し、該入力端子電極と外部回路とを電気接続するための
   接続ピンを前記入力端子電極に樹脂モールド剤により固
   着してなる液晶素子において、 前記樹脂モールド剤中に絶縁性微粒子を含有させ、該絶
   縁性微粒子を含む樹脂モールド剤を、少なくとも前記入
   力端子電極が形成された側の前記シール材の外側の基板
   間隙に充填したことを特徴とする液晶素子。