JPH0990388A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】注入口封止時のＵＶ光が装置内部に侵入するこ
とによってもたらされる注入口むらなどの表示品質の低
下を防ぎ、かつ液晶の流入速度を低減することのない、
表示品質が高く、製造効率の良い液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】液晶注入口に壁部１０が注入口部から液晶
注入方向に装置内部に侵入して来る光を遮蔽するように
配置され、同時に液晶の注入速度を著しく低減させない
液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置の液晶注入口部の形
状は、図４（ａ)，(ｂ）に示す形状や、液晶の流入方向
の違いによる配向むらや配向不良を低減するために、図
５に示すように液晶の液晶セル内での流入方向がほぼ一
定方向となるように壁部を形成したもの（特開平1−200
334 号公報）や、液晶注入時のスペーサの移動を防止す
るために、シールの迫り出し部に開口部を設け、前記迫
り出し部に液晶の流入速度を低減する壁部及び緩衝手段
が設けられているもの（特開平6−34984号公報）が知ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４（ａ)，
(ｂ）に示す注入口形状では液晶注入後の注入口１３封
止時のＵＶ光が液晶セル内部に侵入し、液晶の光劣化な
どを引き起こし、注入口付近にむらが発生するなど表示
品質を低下させるという問題を有している。また、図５
に示す液晶の液晶セル内での流入方向がほぼ一定方向と
なるように壁部を形成した構成では、壁部がシール部よ
りも表示エリア内に形成されているため液晶表示装置の
外形に対して有効表示エリアが狭くなるという欠点を有
している。シールの迫り出し部に開口部を設け、迫り出
し部に液晶の流入速度を低減する壁部及び緩衝手段が設
けられている構成（特開平6−34984号公報）では、注入
口部の形状が複雑なため壁部及び緩衝手段の形成が困難
であるという欠点がある。さらに、この構成では液晶の
流入速度が著しく低下し、製造プロセスにおける液晶注
入工程に多大な時間を要し、製造効率が著しく低下する
という問題がある。

【０００４】本発明の目的は、注入口封止時のＵＶ光が
装置内部に侵入することによってもたらされる注入口む
らなどの表示品質の低下を防ぎ、かつ液晶の流入速度を
低減することのない、表示品質が高く、製造効率の良い
液晶表示装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明では以下の手段を用いる。

【０００６】（１）本発明の液晶表示装置は、複数の電
極と電極面に配置された配向制御膜を備えた一対の基板
が所定の間隔をもって配置され、周辺部に設けられたシ
ール部で貼り合わされ、シール部に設けられた開口部よ
り基板間に液晶が注入された後、前記開口部が光硬化性
樹脂により封止されてなる液晶セルに、前記電極に電位
を供給する駆動手段、液晶に電界が印加されその配向状
態が変化するのに伴い明るさを変化させる光学手段を備
えた液晶表示装置において、前記開口部に壁部が設けら
れ、前記壁部が開口部から液晶注入方向に装置内部に侵
入して来る光を遮蔽するように配置され、同時に液晶の
注入速度を著しく低減させないことを特徴とする。

【０００７】また、本発明の液晶表示装置は、前記の壁
部の少なくとも一辺と、一方の基板上の配向膜のラビン
グ方向との成す角度が±１０度以下であることを特徴と
する。

【０００８】（２）本発明の液晶表示装置は、複数の電
極と電極面に配置された配向制御膜を備えた一対の基板
が所定の間隔をもって配置され、周辺部に設けられたシ
ール部で貼り合わされ、シール部に設けられた開口部よ
り基板間に液晶が注入された後、前記開口部が光硬化性
樹脂により封止されてなる液晶セルに、前記電極に電位
を供給する駆動手段、液晶に電界が印加されその配向状
態が変化するのに伴い明るさを変化させる光学手段を備
えた液晶表示装置において、前記開口部に開口部から液
晶注入方向に装置内部に侵入して来る光を遮蔽し、同時
に液晶の注入速度を著しく低減させないように壁部が設
けられ、前記壁部の光の透過率が光の波長２５４ｎｍ，
３１３ｎｍ，３６６ｎｍの少なくとも一つにおいて１％
以下であることを特徴とする。

【０００９】（３）本発明の液晶表示装置は、複数の電
極と電極面に配置された配向制御膜を備えた一対の基板
が所定の間隔をもって配置され、周辺部に設けられたシ
ール部で貼り合わされ、シール部に設けられた開口部よ
り基板間に液晶が注入された後、前記開口部が光硬化性
樹脂により封止されてなる液晶セルに、前記電極に電位
を供給する駆動手段、液晶に電界が印加されその配向状
態が変化するのに伴い明るさを変化させる光学手段を備
えた液晶表示装置において、前記開口部に開口部から液
晶注入方向に装置内部に侵入して来る光を遮蔽し、同時
に液晶の注入速度を著しく低減させず、少なくともその
一辺と、一方の基板上の配向膜のラビング方向との成す
角度が±１０度以下である壁部が設けられ、前記液晶表
示装置に注入する液晶材料の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以下
であることを特徴とする。

【００１０】本発明の注入口形状の例を図３に、液晶表
示装置の例を図５に示す。

【００１１】本発明の注入口形状では、注入口封止時に
入射して来るＵＶ光の液晶セル内部への侵入を壁部によ
って妨ぐことが可能である。液晶の流入は直進方向から
壁部に沿った方向へと変わるだけであり、壁部の影響に
よって液晶の流入速度が著しく低下することがない。さ
らに壁部の少なくとも一辺と、一方の基板上の配向膜の
ラビング方向との成す角度が±１０度以下とすることに
よって、液晶の流入方向と一方の基板上の配向膜のラビ
ング方向とがほぼ同一となり、その効果として壁部が液
晶の流入速度をほとんど低下させることがない。その結
果、液晶の注入プロセス時間に要する時間をほぼ変える
ことがなく、液晶表示装置の製造効率をを著しく低下さ
せることがない。

【００１２】さらに、壁部の光の透過率が光の波長２５
４ｎｍ，３１３ｎｍ，３６６ｎｍの少なくとも一つにお
いて１％以下であることによって、入射してきたＵＶ光
を壁部が効率良く吸収し、ＵＶ光の液晶セル内への侵入
をさらに効率良く防ぐことができる。

【００１３】また、本発明の液晶表示装置の注入口形状
は、液晶表示装置に注入する液晶材料の粘度が１５ｍＰ
ａ・ｓ以下であるときに、壁部によって液晶の流入方向
が直進方向から壁部へ沿った方向へと変更されたことに
よる液晶の流入速度の低下が少ない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって具
体的に説明する。

【００１５】初めに本実施例の液晶表示装置の構成を図
１，図２に基づいて説明する。液晶セルは複数の透明電
極２と電極面に配置されラビング処理を施された配向制
御膜４を有する一対の基板１が、スペーサ７により所定
の間隔をもって配置され、周辺部に設けられたシール部
５で貼り合わされ、シール部に設けられた開口部１３よ
り基板間に液晶６が注入された構成を有している。開口
部は液晶注入後、ＵＶ硬化樹脂１４により封止される。
また開口部の近くには、光の液晶セル内部への侵入を防
ぐ壁部１０が設けられている。さらに電極に電位を供給
する駆動手段１５，１６，１７により液晶に電界が印加
され、その配向状態が変化するのに伴い明るさを変化さ
せる光学手段として位相板８及び偏光板９を備えてい
る。本実施例にはこの構成の単純マトリックス型液晶表
示装置を用い、その表示モードをスーパーツイスティッ
ドネマティック（ＳＴＮ）方式としたが、一対の基板が
対向面周辺部に設けられたシール部で貼り合わされ、シ
ール部に設けられた開口部から基板間に液晶が注入され
た後、開口部が光硬化性樹脂により封止されてなる液晶
セルに、電極に電位を供給する駆動手段、液晶に電界が
印加されその配向状態が変化するのに伴い明るさを変化
させる光学手段を備えた液晶表示装置であればこれに限
らず、液晶表示装置の表示モード及び駆動方法に依存し
ない。例えば、図５に示す横電界方式でも良い。その
他、アクティブマトリックス型のシンフィルムトランジ
スタ（ＴＦＴ）方式、液晶のねじれ角が９０度前後のツ
イスティッドネマティック（ＴＮ）モード等いずれにも
適用可能である。また、本実施例ではシール部に設けた
開口部の近くに、スクリーン印刷により壁部を形成した
が、所望のパターンを有する壁部を形成可能な手段であ
ればこれに限らない。例えばディスペンサ等により壁部
を形成しても良い。またスパッタリング等により壁部を
形成しても良く、ポジ型もしくはネガ型の感光性材料を
用い光硬化により壁部を形成しても良い。

【００１６】〔比較例１〕比較例として図４（ｂ）に示
す注入口パターンを有する図２と同様の構成の対角９.
４ インチ液晶表示装置を以下の通り作製した。厚さ０.
７mm のガラス基板にスパッタリング等によりインジウ
ム−錫酸化物（ＩＴＯ）膜を成膜し、エッチング等によ
りパターニングを行い透明電極２を形成した。透明電極
上に形成した絶縁膜３上にポリイミドの配向膜４を形成
し、ラビング処理を施した。透明電極，配向膜を形成し
た一方の基板の配向膜面にスクリーン印刷により、周辺
部にシール剤（ストラクトボンドＮＸ−５Ａ−Ｃ；三井
東圧社製）でシール部５を形成すると共に、シール開口
部の近くに前記周辺シール部と同じ材質で壁部１０を形
成した。次にこのようにシール部を形成した基板ともう
一方の基板とをラビング角度が２４０°になるように配
置し、２枚の基板を押し付けて貼り合わせた。

【００１７】この方法で作製したセルに液晶材料（粘度
１９ｍＰａ・ｓ）を開口部より減圧下で注入した。セル
内部に液晶材料が完全に注入されるまで約３.５ 時間を
要した。

【００１８】液晶注入後、開口部にＵＶ硬化樹脂（Ｎ
Ｏ．３０５；ロックタイト社製）を塗布し、高圧水銀ラ
ンプにより光を基板の横方向から液晶注入方向と同様の
方向から照射し前記樹脂を硬化させた。作製した液晶セ
ルに位相板及び偏光板を貼り付けた後、液晶セルを目視
により観察したところ、液晶の注入口付近に明らかにむ
らが観察された。さらに、外部駆動回路より液晶に電界
を印加し液晶を駆動したところ、液晶注入口付近に表示
むらが発生した。作製した液晶装置を分解し、注入口付
近の液晶材料を水素核磁気共鳴法により分析したとこ
ろ、液晶組成物中の成分の光異性化反応物が検出され
た。

【００１９】〔比較例２〕比較例として図６に示す注入
口パターンを有する液晶セルを、比較例１と同様の方法
により作製した。この時セル内部に液晶材料が完全に注
入されるまでに要した時間は約４.５ 時間であった。従
来の液晶表示装置の比較例１と比較し、明らかに壁部の
影響により液晶の注入速度が低下した。

【００２０】〔実施例１〕図３（ａ）に示す注入口パタ
ーンを有する液晶セルを、比較例１と同様の方法により
作製した。この時セル内部に液晶材料が完全に注入され
るまでに要した時間は約３時間４５分であり、従来の液
晶セルの比較例１，２と比較し液晶の注入速度は著しく
低下しなかった。

【００２１】また、比較例１と同様に作製した液晶セル
に位相板及び偏光板を貼り付けた後、液晶セルを目視に
より観察したところ、液晶の注入口付近のむらが明らか
に減少していた。さらに、外部駆動回路より液晶に電界
を印加し液晶を駆動したところ、液晶注入口付近に表示
むらは観測されなかった。作製した液晶表示装置を分解
し、注入口付近の液晶材料を水素核磁気共鳴法により分
析したところ、注入口に設けた壁部により樹脂硬化時の
ＵＶ光の液晶セル内部への侵入を防ぐことにより液晶材
料の光反応が抑制された結果、液晶組成物中の成分の光
異性化反応物は比較例１と比較し減少していた。

【００２２】〔実施例２〕図３（ａ）に示す注入口パタ
ーンを有する液晶セルを、比較例１と同様の方法により
作製した。この時、壁部中に活性炭素粉末（和光純薬工
業製）を混入し、壁部の光の波長２５４ｎｍ，３１３ｎ
ｍ，３６６ｎｍにおける光の透過率を１％以下とした。
作製した液晶セルに位相板及び偏光板を貼り付けた後、
液晶セルを目視により観察したところ、液晶の注入口付
近にはむらがほとんど観察されなかった。作製した液晶
表示装置を分解し、注入口付近の液晶材料を水素核磁気
共鳴法により分析したところ、壁部中に混入した活性炭
素粉末が、注入口封止時のＵＶ光を効率良く吸収し、壁
部での反射や散乱により光が装置内部に侵入することを
防止したことにより、比較例１，実施例１と比較し液晶
組成物中の成分の光異性化反応物は減少していた。

【００２３】〔実施例３〕本発明の図３（ａ）及び従来
の図４(ｂ)に示す注入口パターンを有する液晶セルを、
それぞれ比較例１と同様の方法により作製した。この
時、粘度１３ｍＰａ・ｓの液晶材料を用いた。液晶セル
への液晶材料の注入時間は、従来の図４(ｂ)に示す注入
口パターンを有する液晶表示装置では３時間であり、本
発明の図３（ａ）に示す注入口パターンを有する液晶表
示装置では３時間１０分であった。本発明の液晶表示装
置の注入口形状では、特に液晶表示装置に注入する液晶
材料の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以下であるときに、壁部に
よって液晶の流入方向が直進方向から壁部へ沿った方向
へと変更されたことによる液晶の流入速度の低下が少な
く、液晶表示装置の製造効率を低下させる効果が少な
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明の注入口パターンを有する液晶表
示装置では、注入口封止時のＵＶ光の装置内部の表示領
域への侵入を防ぐことが可能となり、その結果封入口付
近の光劣化等による封入口付近のむらを著しく低減する
ことが可能となる。従って本発明の液晶表示装置は、表
示むらの少ない高い表示品質を有する。さらに、液晶の
セル内部への流入速度を著しく低減することがないた
め、製造効率を著しく低下させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の例のブロック図。

【図２】本発明の液晶表示装置の例の断面図。

【図３】本発明の液晶表示装置の注入口の断面図。

【図４】従来の液晶表示装置の注入口の断面図。

【図５】本発明の液晶表示装置の例の断面図。

【図６】比較例２で用いた特開平1−200334 号公報に記
載の注入口の断面図。

【符号の説明】

１…ガラス基板、５…シール部、１０…壁部、１１…上
基板ラビング方向、１２…下基板ラビング方向、１３…
開口部、１４…光硬化性樹脂、１５…液晶表示装置の駆
動回路、１６…液晶表示装置の駆動回路、１７…駆動回
路制御装置及び駆動電圧供給回路。

フロントページの続き (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の電極と前記電極面に配置された配向
   制御膜を備えた一対の基板が所定の間隔をもって配置さ
   れ、周辺部に設けられたシール部で貼り合わされ、前記
   シール部に設けられた開口部より基板間に液晶が注入さ
   れた後、前記開口部が光硬化性樹脂により封止されてな
   る液晶セルに、前記電極に電位を供給する駆動手段、液
   晶に電界が印加されその配向状態が変化するのに伴い明
   るさを変化させる光学手段を備えた液晶表示装置におい
   て、前記開口部に壁部が設けられ、前記壁部が開口部か
   ら液晶注入方向に装置内部に侵入して来る光を遮蔽する
   ように配置され、前記液晶の注入速度を著しく低減させ
   ないことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の前記壁部の少なくとも一
   辺と、一方の基板上の配向膜のラビング方向との成す角
   度が±１０度以下である液晶表示装置。
3. 【請求項３】複数の電極と電極面に配置された配向制御
   膜を備えた一対の基板が所定の間隔をもって配置され、
   周辺部に設けられたシール部で貼り合わされ、前記シー
   ル部に設けられた開口部より基板間に液晶が注入された
   後、前記開口部が光硬化性樹脂により封止されてなる液
   晶セルに、前記電極に電位を供給する駆動手段、液晶に
   電界が印加されその配向状態が変化するのに伴い明るさ
   を変化させる光学手段を備えた液晶表示装置において、
   前記開口部に前記開口部から液晶注入方向に装置内部に
   侵入して来る光を遮蔽し、同時に液晶の注入速度を著し
   く低減させないように壁部が設けられ、前記壁部の光の
   透過率が光の波長２５４ｎｍ，３１３ｎｍ，３６６ｎｍ
   の少なくとも一つで１％以下であることを特徴とする液
   晶表示装置。
4. 【請求項４】複数の電極と前記電極面に配置された配向
   制御膜を備えた一対の基板が所定の間隔をもって配置さ
   れ、周辺部に設けられたシール部で貼り合わされ、シー
   ル部に設けられた開口部より基板間に液晶が注入された
   後、前記開口部が光硬化性樹脂により封止されてなる液
   晶セルに、前記電極に電位を供給する駆動手段、液晶に
   電界が印加されその配向状態が変化するのに伴い明るさ
   を変化させる光学手段を備えた液晶表示装置において、
   前記開口部に開口部から液晶注入方向に装置内部に侵入
   して来る光を遮蔽し、同時に液晶の注入速度を著しく低
   減させず、少なくともその一辺と、一方の基板上の配向
   膜のラビング方向との成す角度が±１０度以下である壁
   部が設けられ、前記液晶表示装置に注入する液晶材料の
   粘度が１５ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする液晶
   表示装置。