JPH095758A - 液晶表示素子とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶を注入して封止した状態で基板間の間隙に
均一なギャップを形成した液晶表示素子を提供する。 【構成】所定のギャップサイズの間隙を持たせて対向さ
せた一対の基板の有効領域を周回する外周縁の一部に開
口を残してシール材を介在させて接着し、前記開口から
前記間隙に液晶を注入して封止してなる液晶表示素子に
おいて、前記シール材が、前記有効領域に配置されて前
記間隙のギャップサイズを規定する第１のスペーサ２を
混入した第１のシール材３と、前記第１のシール材３の
外周に配置されて前記第１のスペーサより径小の第２の
スペーサ５を混入した第２のシール材６とから構成し、
前記有効領域をギャップサイズ出し状態で凸状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子に係り、
特に一対の基板の間に均一なギャップを保持するための
スペーサを用いない形式の液晶表示素子とその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子は、それぞれ透明
電極パターンを形成した一対の基板の間に液晶層を封入
して上記透明電極パターンの選択された画素部分に電界
を形成し、当該電界により液晶の分子配列方向を回転さ
せることによって光の透過（点灯）と遮断（消灯）を制
御して表示を行う。

【０００３】上記画素の選択方式としては、基板のそれ
ぞれに形成する透明電極パターンを一対のストライプ状
電極とする単純マトリクスタイプと、少なくとも一方の
基板に形成する透明電極パターンに画素毎の非線型素子
（薄膜トランジスタやダイオード等）を備えたアクティ
ブマトリクスタイプとが知られている。

【０００４】上記いずれのタイプの液晶表示素子におい
ても、一対の基板の間には液晶層を挟持するための均一
なギャップを保持させる必要がある。

【０００５】通常は、一対の基板の間に所定の粒径をも
つビーズ等のスペーサを分散させ、両基板の全面を押圧
して所要のギャップ出しを行っている。

【０００６】しかし、ビデオカメラのビウファインダ等
に用いられるような表示領域（有効領域とも言う）が小
さく高精細の小型の液晶表示素子のギャップ出しに同様
のスペーサを用いると、点灯部分のスペーサが輝点とな
って表示欠陥となる。

【０００７】そのため、小型の液晶表示素子では有効領
域にスペーサを分散させずに、一対の基板を接着するシ
ール部分にのみスペーサを配置し、すなわちシール中に
スペーサを混入し、このシール部分のみを押圧する方式
を採用している。

【０００８】図８はシール部分のみを押圧してギャップ
出しを行う液晶表示素子の製造方法を説明する概略工程
図であって、１は一方の基板、１ａは透明電極、７は他
方の基板、７ａは透明電極、３’はスペーサを混入した
シール材、８は液晶である。なお、各基板には上記した
透明電極の上に配向膜、保護膜などの各種薄膜が成膜さ
れているが図では省略してある。

【０００９】同図において、まず、（ａ）透明電極１ａ
を形成した一方の基板１と、（ｂ）透明電極７ａを形成
した他方の基板７とを用意し、（ｃ）上記一方の基板１
の有効領域の外周に所要のギャップサイズを規定するた
めのスペーサを混入したシール材３’を液晶注入口を残
して塗布した一方の基板１と他方の基板７を、それらの
透明電極１ａ，７ａを対向させて貼り合わせる。

【００１０】次に、（ｄ）貼り合わせた両基板１，７の
シール材３’部分のみを押圧し、（ｅ）混入されている
スペーサで規定されるギャップサイズ出しを行って当該
シール材３’を硬化して一体的に固定する。

【００１１】そして、（ｆ）前記間隙を減圧して前記液
晶注入口から液晶を注入して当該液晶注入口を封止す
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図９は上記従来技術の
製造方法におけるギャップサイズ出し（以下、単にギャ
ップ出しとも言う）を行った状態での液晶表示素子の液
晶注入前の形状を説明する平面図であって、図８と同一
符号は同一部分に対応し、４は上下の電極を電気的に接
続させるための導電性接着材、９は液晶注入口、１１は
外部接続端子である。なお、上記導電性接着材４はシー
ル材３’の塗布時に塗布されるものである。

【００１３】また、図１０は図９のａ−ａ’線で切断し
た要部断面図であって、２はスペーサである。

【００１４】図１０に示したように、一対の基板１，７
の間隙にスペーサを分散させずにシール材３’に混入し
たスペーサ２によってのみギャップ出しを行うと、有効
領域の基板に凹凸が発生する。同図では、矢印Ａ部分で
凹状が、矢印Ｂ部分が凸状になっていることを示す。

【００１５】ギャップ出しを行った一対の基板に図示し
たような凹凸があると、当該間隙を減圧して液晶の注入
を行った場合、この凹凸はそのままギャップの不均一と
なって残り、表示むら発生の原因となる。

【００１６】図１１はニュートンリングで示す従来の液
晶表示素子のギャップ出し後の表面凹凸の説明図であっ
て、９は液晶注入開口、図９と同一符号は同一部分に対
応する。

【００１７】図示されたように、有効領域にスペーサを
分散させない従来の液晶表示素子では、ギャップ出しの
状態で有効領域に凹凸があり、これに液晶を封止した状
態でも上記の凹凸が残り、液晶層のギャップが不均一と
なって画質の劣化をもたらすという問題があった。

【００１８】本発明の第１の目的は上記従来技術の問題
を解消し、液晶を注入して封止した状態で基板間の間隙
を均一とするギャップサイズ出しを行った液晶表示素子
を提供することにある。

【００１９】また、本発明の第２の目的は、上記液晶表
示素子の製造方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一対の基板間のシール材部分に、有効領
域を周回して所定のギャップサイズを規定する第１のス
ペーサを混入した第１のシール材と、この第１のシール
材の外側を周回して上記第１のスペーサより径小のスペ
ーサを混入した第２のシール材とで両基板を接着するこ
とを特徴とする。

【００２１】すなわち、上記第１の目的を達成するため
に、請求項１の発明は、所定のギャップサイズの間隙を
持たせて対向させた一対の基板の有効領域を周回する外
周縁の一部に開口を残してシール材を介在させて接着
し、前記開口から前記間隙に液晶を注入して封止してな
る液晶表示素子において、前記シール材が、前記有効領
域に配置されて前記間隙のギャップサイズを規定する第
１のスペーサ２を混入した第１のシール材３と、前記第
１のシール材３の外周に配置されて前記第１のスペーサ
より径小の第２のスペーサ５を混入した第２のシール材
６とから構成し、前記有効領域をギャップサイズ出し状
態で凸状としたことを特徴とする。

【００２２】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２の発明は、所定のギャップサイズの間隙を持た
せて対向させた一対の基板の有効領域を周回する外周縁
の一部に開口を残してシール材を介在させて接着し、前
記開口から前記間隙に液晶を注入して封止してなる液晶
表示素子の製造方法において、前記一対の基板の一方の
外周縁に前記有効領域を周回させて前記間隙のギャップ
サイズを規定する第１のスペーサ２を混入した第１のシ
ール材３を塗布すると共に、前記第１のシール材３の外
周に前記第１のスペーサより径小の第２のスペーサ５を
混入した第２のシール材６とを塗布し、前記一対の基板
の他方を貼り合わせて前記第１のシール材３と第２のシ
ール材６の塗布部分を押圧して前記スペーサによるギャ
ップ出しを行い、前記有効領域を断面凸状に保持して前
記第１のシール材３と第２のシール材６で接着固定した
後、前記間隙を減圧して前記開口から液晶を注入し、前
記有効領域を前記第１のスペーサ２で規定される均一な
ギャップサイズとして前記開口を封止することを特徴と
する。

【００２３】

【作用】上記第１の発明の構成において、前記有効領域
を周回して配置した第１のシール材３に混入した第１の
スペーサ２と、この第１のシール材３の外側を周回して
配置した第２のシール６に混入した前記第１のスペーサ
２より径小の第２のスペーサ５とからなるシール材は、
当該シール材部分のみを押圧することで第１の基板１と
第２の基板７の貼り合わせ端が有効領域よりも接近して
固定される。

【００２４】これにより、有効領域での両基板はその中
央部の間隙が最大の断面凸状となり、液晶の注入時の減
圧で上記凸状が平坦となって、ギャップサイズ出し状態
では有効領域を凸状とし、封止状態では有効領域の全域
にわたって均一なギャップを持つものとなり高画質の液
晶表示素子が得られる。

【００２５】また、上記第２の発明の構成において、前
記一対の基板の一方の外周縁に前記有効領域を周回させ
て前記間隙のギャップサイズを規定する第１のスペーサ
２を混入した第１のシール材３を塗布すると共に、前記
第１のシール材３の外周に前記第１のスペーサより径小
の第２のスペーサ５を混入した第２のシール材６とを塗
布し、両者を貼り合わせて前記第１のシール材３と第２
のシール材６の塗布部分を押圧することにより、有効領
域での両基板はその中央部の間隙が最大の断面凸状とな
り、前記間隙を減圧して前記開口から液晶を注入する際
には第１のスペーサで規定される所定のギャップに倣っ
て有効領域の全域で所定の均一なギャップサイズが形成
される。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００２７】図１は本発明による液晶表示素子の第１実
施例を説明する液晶注入前のギャップサイズ出しを行っ
た状態での液晶表示素子の液晶注入前の形状を説明する
平面図であって、１は第１の基板、３は第１のシール
材、４は導電性接着材、６は第２のシール材、７は第２
の基板、９は液晶注入口、１１は外部接続端子である。
第１の基板１と第２の基板７の間には、有効領域を周回
して第１のシール材３と、この第１のシール材３の外側
を周回して第２のシール６が介挿されている。上記第１
のシール材３と第２のシール材６の一部には、液晶注入
用の開口（液晶注入口）９を有している。

【００２８】また、両基板の四隅には導電性接着材４が
介挿されており、これにより第１の基板１と第２の基板
７の間を電気的に接続している。

【００２９】図２は図１のａ−ａ’線で切断した要部断
面図であって、２は第１のスペーサ、５は第２のスペー
サである。これら第１のスペーサ２と第２のスペーサ５
はシリカあるいはプラスチックのビーズであるが、この
種のスペーサはビーズに限らず、例えばガラスファイバ
ーを細断したものを使用できるが、同等の粒度分布、硬
度を有するものであればこれらに限定されるものではな
い。

【００３０】なお、両基板とも対向する内面に電極パタ
ーンや配向膜、その他の成膜がなされているが、図には
示していない。

【００３１】同図において、第１のスペーサ２は液晶表
示素子の有効領域のギャップサイズを規定する径を有
し、第２のスペーサ５は第１のスペーサ２よりも若干径
小であって、第１の基板１と第２の基板７を貼り合わせ
て当該シール部分を押圧して接着固定することにより、
両基板の端部は小径の第２のスペーサ５の径まで間隔が
狭まり、有効領域側の周囲は第１のスペーサ２の径で規
定されると共に矢印Ｃで示したように中央部に凸となる
ように間隙が拡大した状態となっている。

【００３２】このようにして第１の基板１と第２の基板
７とを貼り合わせて中央部が膨らんだ凸状とした後、減
圧容器中で液晶注入口から液晶を注入することにより、
有効領域は均一なギャップで液晶を挟持し、当該有効領
域の全域でスペーサ２で規定される所定のギャップサイ
ズに保たれる。

【００３３】本実施例に液晶表示素子により、液晶層の
厚みムラがなくなり、高画質の表示が可能となる。

【００３４】図３は本発明による液晶表示素子の第２実
施例を説明する液晶注入前のギャップサイズ出しを行っ
た状態での液晶表示素子の液晶注入前の形状を説明する
平面図であって、図１と同一符号は同一部分に対応す
る。

【００３５】本実施例では、径小のスペーサ６を混入し
た第２のシール材６は両基板の各辺の略々中央部分に島
状に介挿されている。この介挿箇所と介挿数は図示した
ものに限らない。

【００３６】上記第１のシール材３の一部には、液晶注
入用の開口（液晶注入口）９を有し、この開口９の両側
に第２のシール材６が介挿されている。

【００３７】また、両基板の四隅には導電性接着材４が
介挿されており、これにより第１の基板１と第２の基板
７の間を電気的に接続している。

【００３８】この実施例では、両基板の中央部を凸状態
にするための第２のスペーサ５を混入した第２のシール
材６を両基板の各辺の略々中央部分に島状に介挿した点
を除いて前記第１実施例と同様の構造である。

【００３９】図４は図３のｂ−ｂ’線で切断した要部断
面図、また図５は図３のｃ−ｃ’線で切断した要部断面
図であって、２は第１のスペーサ、５は第２のスペーサ
である。

【００４０】これら第１のスペーサ２と第２のスペーサ
５はシリカあるいはプラスチックのビーズであるが、こ
の種のスペーサはビーズに限らず、例えばガラスファイ
バーを細断したものでもよいことは前記実施例と同様で
ある。

【００４１】なお、両基板とも対向する内面に電極パタ
ーンや配向膜、その他の成膜がなされているが、図には
示していない。

【００４２】図４と図５において、第１のスペーサ２は
液晶表示素子の有効領域のギャップサイズを規定する径
を有し、第２のスペーサ５は第１のスペーサ２よりも若
干径小であって、第１の基板１と第２の基板７を貼り合
わせて当該シール部分を押圧して接着固定することによ
り、両基板の端部は径小の第２のスペーサ５の径まで間
隔が狭まり、有効領域側の周囲は第１のスペーサ２の径
で規定されると共に前記図２と同様に中央部に凸となる
ように間隙が拡大した状態となっている。

【００４３】このようにして第１の基板１と第２の基板
７とを貼り合わせて中央部が膨らんだ凸状とした後、減
圧容器中で液晶注入口から液晶を注入することにより、
有効領域は均一なギャップで液晶を挟持し、当該有効領
域の全域でスペーサ２で規定される所定のギャップサイ
ズに保たれる。

【００４４】本実施例に液晶表示素子により、液晶層の
厚みムラがなくなり、高画質の表示が可能となる。

【００４５】なお、上記した各実施例のギャップ出しを
多数枚取り基板に適用しても同様の効果がある。

【００４６】図６はニュートンリングで示す本発明によ
る各実施例の液晶表示素子のギャップ出しした状態での
凸形状の説明図であって、９は液晶注入開口、図１、図
３と同一符号は同一部分に対応する。

【００４７】図示されたように、有効領域にスペーサを
分散させない液晶表示素子のギャプ出し状態では有効領
域が一様な凸状態であるため、液晶を注入して封止した
状態では有効領域は均一なギャップサイズとなり、ムラ
のない高画質の表示が可能となる。

【００４８】図７はシール部分のみを押圧してギャップ
出しを行う本発明による液晶表示素子の製造方法を説明
する概略工程図であって、１は一方の基板、１ａは透明
電極、７は他方の基板、７ａは透明電極、３は第１のス
ペーサを混入した第１のシール材、６は第２のスペーサ
を混入した第２のシール材、８は液晶である。なお、各
基板には上記した透明電極の上に配向膜、保護膜などの
各種薄膜が成膜されているが図では省略してある。

【００４９】同図において、まず、（ａ）透明電極１ａ
を形成した一方の基板１と、（ｂ）透明電極７ａを形成
した他方の基板７とを用意し、（ｃ）上記一方の基板１
の有効領域の外周に所要のギャップサイズを規定するた
めの第１のスペーサ（前記実施例における第１のスペー
サ２）を混入したシール材３を液晶注入口を残して非接
触法により線状に塗布し、（ｄ）上記第１のシール材３
の外側を周回させて第１のスペーサより径小の第２のス
ペーサ（前記実施例における第２のスペーサ５）を混入
した第２のシール材６を液晶注入口を残して同様に塗布
した後、一方の基板１と他方の基板７を、それらの透明
電極１ａ，７ａを対向させて貼り合わせる。

【００５０】次に、（ｅ）貼り合わせた両基板１，７の
第１のシール材３と第２のシール材６部分のみを押圧
し、（ｆ）混入されている第１のスペーサで規定される
ギャップサイズ出しを行って第１のシール材３および第
２のシール材６を硬化して一体的に固定する。このシー
ル材の硬化は加熱雰囲気中で当該シール材部分のみを加
圧治具で押圧する方法、あるいは空気圧により均一に加
圧する方法が採用できる。

【００５１】このようにして第１のシール材３と第２の
シール材を硬化して両基板を接着することにより、有効
領域が凸状となった貼り合わせ基板が得られる。

【００５２】そして、（ｇ）前記間隙を減圧することで
凸状基板は平坦となり、前記液晶注入口から液晶を注入
して当該液晶注入口を封止する。

【００５３】これにより、液晶層のギャップは均一なギ
ャップとなり、ムラの無い高画質の表示を得ることがで
きる。

【００５４】本実施例により、液晶層の厚みが均一な高
画質の液晶表示素子を製造することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
有効領域にスペーサを分散させない液晶表示素子のギャ
ップサイズを均一とすることができ、ムラの無い高画質
の表示を可能とした画像表示素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示素子の第１実施例を説明
する液晶注入前のギャップサイズ出しを行った状態での
液晶表示素子の液晶注入前の形状を説明する平面図であ
る。

【図２】図１のａ−ａ’線で切断した要部断面図であ
る。

【図３】本発明による液晶表示素子の第２実施例を説明
する液晶注入前のギャップサイズ出しを行った状態での
液晶表示素子の液晶注入前の形状を説明する平面図であ
る。

【図４】図３のｂ−ｂ’線で切断した要部断面図であ
る。

【図５】図３のｃ−ｃ’線で切断した要部断面図であ
る。

【図６】ニュートンリングで示す本発明による各実施例
の液晶表示素子のギャップ出しした状態での凸形状の説
明図である。

【図７】シール部分のみを押圧してギャップ出しを行う
本発明による液晶表示素子の製造方法を説明する概略工
程図である。

【図８】シール部分のみを押圧してギャップ出しを行う
液晶表示素子の製造方法を説明する概略工程図である。

【図９】従来技術の製造方法におけるギャップサイズ出
しを行った状態での液晶表示素子の液晶注入前の形状を
説明する平面図である。

【図１０】図９のａ−ａ’線で切断した要部断面図であ
って、２はスペーサである。

【図１１】ニュートンリングで示す従来の液晶表示素子
のギャップ出し後の表面凹凸の説明図である。

【符号の説明】

１ 第１の基板 ２ 第１のスペーサ ３ 第１のシール材 ４ 導電性接着材 ５ 第２のスペーサ ６ 第２のシール材 ７ 第２の基板 ８ 液晶 ９ 液晶注入口 ９’ 封止材 １１ 外部接続端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 里志 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のギャップサイズの間隙を持たせて対
   向させた一対の基板の有効領域を周回する外周縁の一部
   に開口を残してシール材を介在させて接着し、前記開口
   から前記間隙に液晶を注入して封止してなる液晶表示素
   子において、 前記シール材が、前記有効領域に配置されて前記間隙の
   ギャップサイズを規定する第１のスペーサを混入した第
   １のシール材と、前記第１のシール材の外周に配置され
   て前記第１のスペーサより径小の第２のスペーサを混入
   した第２のシール材とから構成し、前記有効領域がギャ
   ップサイズ出し状態で凸状としたことを特徴とする液晶
   表示素子。
2. 【請求項２】所定のギャップサイズの間隙を持たせて対
   向させた一対の基板の有効領域を周回する外周縁の一部
   に開口を残してシール材を介在させて接着し、前記開口
   から前記間隙に液晶を注入して封止してなる液晶表示素
   子の製造方法において、 前記一対の基板の一方の外周縁に前記有効領域を周回さ
   せて前記間隙のギャップサイズを規定する第１のスペー
   サを混入した第１のシール材を塗布すると共に、前記第
   １のシール材の外周に前記第１のスペーサより径小の第
   ２のスペーサを混入した第２のシール材を塗布し、前記
   一対の基板の他方を貼り合わせて前記第１のシール材と
   第２のシール材の塗布部分を押圧して前記スペーサによ
   るギャップ出しを行い、前記有効領域を断面凸状に保持
   して前記第１のシール材と第２のシール材で接着固定し
   た後、前記間隙を減圧して前記開口から液晶を注入し、
   前記有効領域を前記第１のスペーサで規定される均一な
   ギャップサイズとして前記開口を封止することを特徴と
   する液晶表示素子の製造方法。