JPH10274775A

JPH10274775A - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JPH10274775A
Application number: JP9652197A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hoshino; 博史星野
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック基板を透明電極基板とする液晶
表示素子において、基板切断時にシール部に剥離が生ず
ることがなく、また、高温高湿試験においても良好な耐
湿性を得る。【解決手段】透明電極が形成された一対のプラスチッ
ク基板をシール材を介して対向的に重ねて張り合わせ、
そのシール材にて囲まれたセルに沿ってプラスチック基
板を切断するにあたって、シール材として、基板切断時
には破断伸びが５０％以上であり、基板切断後において
はガラス転移点が７０℃以上を示すシール材を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示素子の製造
方法に関し、さらに詳しく言えば、透明電極基板をプラ
スチック基板とした液晶表示素子の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の製造工程は概略次のとお
りである。まず、マザーボードとしての大きな透明基板
を一対用意し、その各々の一方の表面に複数の表示画面
を例えばマトリクス状に割り振り、その表示画面ごとに
透明電極を形成する。そして、その一方の透明基板に１
表示画面単位でそれを囲むようにシール材を印刷し、他
方の透明基板を透明電極同士が対向するように位置合わ
せし、加熱または光照射によりシール材を硬化させて２
枚の透明基板を張り合わせる。

【０００３】次に、このマザーボードをマトリクス配置
の行もしくは列に沿って複数のスティック基板に切断
し、各セル内に液晶を注入するための注入口出しを行な
う。そして、その注入口から液晶を注入した後、注入口
を接着剤で封じ、必要に応じてセルごとの切断を行な
い、洗浄し、偏光膜の貼り付けを行なう。このようにし
て、最終的に製品としての液晶表示素子が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、透明基板と
してプラスチックを用いる液晶表示素子は軽量で破損し
にくいという特徴を有しているため、近年特に携帯用情
報端末などにも用途が拡大しているが、その反面、信頼
性が低いという問題を抱えている。

【０００５】その理由の一つとして、ガラス基板のとき
と同じように、信頼性の面から有利なガラス転移点（Ｔ
ｇ）が高く緻密なシール材を使用すると、例えばマザー
ボードを複数のスティック基板に切断する際、その応力
によりシール部に剥離が生じやすいということが挙げら
れる。その原因は、プラスチック基板が可撓性であり、
切断時に基板が変形してもシール材がこれに追随できな
いためである。

【０００６】プラスチック基板を用いる液晶表示素子に
おいて、これを防止するにはシール材にＴｇの低い材料
を用いればよいのであるが、これによると他方で、高温
高湿雰囲気に長時間さらされた場合シール部が劣化し、
表示品位の低下を招くという別の問題が生ずる。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、プラスチック基板を
透明基板とする液晶表示素子において、その基板張り合
わせ後における基板切断時、およびその後の高温高湿テ
スト時のいずれにおいてもシール材に剥離などが生じる
ことがなく、きわめて信頼性の高い液晶表示素子を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、透明電極が形成された一対のプラスチッ
ク基板をシール材を介して対向的に重ねて張り合わせる
工程と、そのシール材にて囲まれたセルに沿って上記プ
ラスチック基板を切断する切断工程とを含む液晶表示素
子の製造方法において、上記シール材として、上記切断
工程では破断伸びが５０％以上であり、同切断工程後に
おいてはガラス転移点（Ｔｇ）が７０℃以上を示すシー
ル材を用いることを特徴としている。

【０００９】本発明において、プラスチック基板には光
透過率が高く、光学的に均一で、しかも耐熱性の良好な
材料が用いられる。このような樹脂としては、ポリアク
リレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ートなどの熱可塑性プラスチック、または、それらのア
ロイ、ブレンド、コンポジットが挙げられる。また、エ
ポキシ樹脂、光架橋樹脂などの硬化性樹脂を使用するこ
とも可能である。

【００１０】シール材には、硬化した場合緻密で高信頼
性の熱硬化性エポキシ樹脂、または、光硬化性エポキシ
樹脂、光硬化性アクリル樹脂などが使用される。熱硬化
性エポキシ樹脂系のシール材は基本成分として、エポキ
シ剤、硬化剤、カップリング剤、ゴム粒子、充填剤、溶
剤などを含有する。

【００１１】エポキシ剤は、１分子中に少なくとも２個
のエポキシ基を含有するものであればすべて使用するこ
とができる。例えば、フェノール、クレゾール、レゾル
シノールなどのフェノール類とアルデヒド類との反応生
成物であるノボラック樹脂から誘導されるノボラック型
エポキシ樹脂、および上記のフェノール類とアラルキル
エーテル類との反応生成物であるアラルキル樹脂から誘
導されるアラルキル型エポキシ樹脂が耐熱性および電気
的特性の面から好ましい。

【００１２】このほかに、１分子中に２個以上の活性水
素を有する化合物から誘導されるエポキシ樹脂、例えば
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシン、ビ
スヒドロキシジフェニルエーテル、テトラブロムビスフ
ェノールＡ、トリヒドロキシフェニルメタン、テトラヒ
ドロキシフェニルエタン、アルカンテトラキスフェノー
ルなどの多価フェノール類；エチレングリコール、ネオ
ペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ジエチレングリコール、
ポリプロピレングリコールなどの多価アルコール類；エ
チレンジアミン、アニリン、ビス（４−アミノフェニ
ル）メタンなどのアミン類；アジピン酸、フタル酸、イ
ソフタル酸、などの多価カルボン酸類とエピクロルヒド
リンまたは２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて
得られるエポキシ樹脂があり、これらのエポキシ樹脂の
１種類または２種類以上が使用される。また、オイル
状、ゴム状などのシリコーン化合物で変性したエポキシ
樹脂を使用することもできる。

【００１３】硬化剤には種々のものが用いられる。例え
ば、フェノール、クレゾール、レゾルシノールなどのフ
ェノール類とアルデヒド類との反応生成物であるノボラ
ックフェノール樹脂、上記のフェノール類とアラルキル
エーテル類との反応生成物であるアラルキルフェノール
樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン、テトラヒドロキ
シフェニルエタン、アルカンテトラキスフェノールなど
の多価フェノール類、その他、アミン類、酸無水物など
が挙げられ、これらの１種類または２種類以上が使用さ
れる。

【００１４】１液型シール材として長期間にわたり安定
なものは、硬化剤が加熱して始めてエポキシ剤と化学的
に接触する、通常、融点が５０℃以上のものでいわゆる
潜在性硬化剤が好ましい。このような潜在性硬化剤とし
ては、三フッ化硼素−アミン錯体、ジシアンジアミド、
有機酸ヒドラジドなどのほかに、エポキシ−アミンアダ
クト、尿素型アダクト、マイクロカプセル型、アミン−
酸無水物アダクトなどのアミンアダクト型硬化剤、ナイ
ロン塩などを用いることができる。

【００１５】カップリング剤は、基板表面および充填剤
表面と、エポキシ樹脂とを化学結合さたせもので、シラ
ン系、チタネート系カップリング剤などが用いられる。
ここで使用されるシラン系カップリング剤は、エポキシ
樹脂と反応する官能基と、さらに充填剤と反応するアル
コキシ基を１分子中に２〜３個有するものである。

【００１６】シラン系カップリング剤の例としては、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルメチルジエトキシシランなどのエポキ
シシランが挙げられる。

【００１７】充填剤としては、シリカ、アルミナ、硫酸
バリウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、タルク、ケイ酸カ
ルシウム、炭酸カルシウム、マイカ、クレー、チタンホ
ワイトなどの粉体やガラス繊維、カーボン繊維などの繊
維体などが使用可能である。

【００１８】以上は熱硬化性エポキシ樹脂についての説
明であるが、光硬化性エポキシ樹脂を使用することもで
きる。もっとも、この場合には光カチオン触媒を用いて
エポキシ基を重合・架橋するため、アミンなどの硬化剤
は使用されない。また、光硬化性のアクリル系樹脂で
は、重合開始前から発生するラジカルによる重合・架橋
を行なう。

【００１９】本発明で用いるシール材は、２枚のプラス
チック基板の圧着時に硬化エネルギーを与えることで重
合を起こすが、同基板の切断時にはその破断伸びを５０
％以上に設定する。また、基板切断後においては、その
ガラス転移点（Ｔｇ）が７０℃以上となるようにする。
なお、シール材の破断伸びはＪＩＳ−Ｋ７１１３で定め
られている方法にて測定され、また、そのＴｇは、通
常、ＤＳＣ（示差走査熱量計）などで測定される。

【００２０】シール材にこのような力学的特性を与える
方法としては、次に述べるいく通りかの方法がある。シ
ール材の破断伸びは、その高分子の組成、分子量、架橋
度、無機フィラーおよび可塑剤の種類と含有率などによ
り支配され、また、ガラス転移点もこれらの因子とほぼ
同様の因子で関係付けられる。

【００２１】一般的に言うと、破断伸びとＴｇは反比例
の関係にあり、破断伸びが大きい材料はＴｇが低く、Ｔ
ｇが高い材料は破断伸びが小さい傾向を示す。したがっ
て、本発明に従来の液晶シール材として既知の材料をそ
のまま適用することは困難である。

【００２２】本発明においては、シール材の硬化を基板
切断前と基板切断後の２回に分けて行なう必要がある。
なお、液晶表示素子の製造工程には、例えばマザーボー
ドからのスティック基板の切り出し時に行なわれる第１
回目の基板切断と、スティック基板からの各液晶セルの
切り出し時に行われる第２回目の基板切断とがあるが、
ここで言う基板切断とはそのいずれであってもよい。以
下の説明において、基板切断前に行なわれる硬化を硬化
Ａ、基板切断後に行なわれる硬化を硬化Ｂとする。硬化
Ｂには室温放置などのように、積極的に硬化装置を用い
ない工程も含まれる。

【００２３】破断伸びを高めるには、分子量は大きく、
架橋度は低く、可塑剤は多くという条件を適えればよ
い。これに対して、硬化Ａ後の破断伸びが大きな高分子
のＴｇをさらに上げるには、架橋度を高く、可塑剤（重
合性の）を減少させるなどの方法がある。硬化Ａも硬化
Ｂも、硬化の方法としては設計された方法で硬化手段を
選ぶ。その方法としては、加熱、光照射などがあり、同
種の組合せでも異種の組合せでもよい。

【００２４】すなわち、加熱の程度または光照射の程度
を段階的に行なう方法であって、熱硬化性の樹脂であれ
ば、加熱温度と加熱時間を制御することで所望の機械的
物性を得る。この場合、基板圧着後の液晶製造工程で加
えられる熱、例えば液晶の転移点以上の温度にセルを加
熱する配向処理などの加熱を利用してもよい。光硬化性
の樹脂であれば、その光照射量を最終到達物性に必要な
照射量の１／２ずつを照射するなどの方法がある。

【００２５】段階的硬化の第２の方法としては、重合性
化合物として光硬化性および熱硬化性の２つのタイプを
混在させておき、光または熱での硬化を基板切断の前後
に使い分ける方法がある。

【００２６】段階的硬化の第３の方法は、硬化物がいわ
ゆる海島構造を有し、島の部分に低ヤング率の成分を用
い、その島成分を基板切断後に硬化させる方法である。
低ヤング率成分としては液状単量体を用いてもよい。島
成分が海成分よりヤング率が小さい場合は、剥離強度が
高くなることが知られており、この第３の方法はその知
見を応用したものである。

【００２７】段階的硬化の第４の方法は、後に海状にな
る成分Ｓに均一に溶解する反応性可塑剤Ｌを配合してお
き、基板圧着時には成分Ｓのみを重合に参加させる方法
で、これによると、重合した成分Ｓからなる海に可塑剤
Ｌが島状に浮いたいわゆるミクロ相分離を起こす。基板
切断後に可塑剤Ｌを重合させることにより、液状であっ
た島部のヤング率が高くなり、系全体としてもヤング率
が上昇する。

【００２８】段階的硬化の第５の方法は、カップリング
剤の反応を基板切断後に行なう方法である。すなわち、
熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂の混合物の場合、カッ
プリング剤の官能基としてアクリルを選び基板切断後に
光硬化させる。

【００２９】本発明では、基板切断前にはシール材の破
断伸びが５０％以上必要であり、それよりも小さいと、
基板切断時にシール部が剥離しやすくなるので好ましく
ない。これに対して、基板切断後においては、７０℃以
上のガラス転移点が必要であり、このガラス転移点以下
であると、高温高湿放置試験で耐久性が低下するので、
これまた好ましくない。

【００３０】

【実施例】

《実施例１》厚さ０．４ｍｍのポリカーボネート基板に
気体透過防止層、ハードコートおよび透明導電膜を積層
し、パターニングしたものを用意した。この基板に定法
にしたがって配向膜を付けて配向処理した。紫外線硬化
樹脂（日本ロックタイト社製ＬＸ０３１４）４０重量部
と、エポキシ樹脂（四国化成社製ＤＳＡ７２２５）６０
重量部とを混合し、これをシール材としてディスペンサ
ーで基板の所定位置に塗布した。そして、対向基板と重
ね合わせ、紫外線樹脂用圧着機で４Ｊ／平方ｃｍの紫外
線照射を行なって液晶セルを作製した。これとは別に、
上記混合樹脂（シール材）を同じ方法で硬化させ、ＪＩ
Ｓ−Ｋ７１１３に準じてその破断伸びを測定したとこ
ろ、７８％であった。次に、このセルをスクライバーで
１個ずつに切断したが、その切断時にシール材が剥離す
ることはなかった。しかる後、１３０℃で８時間加熱し
てから、セルに液晶を注入し、以後定法にしたがって液
晶表示素子を完成させた。このシール材の一部分を削り
取り、ＤＳＣ（示差走査熱量計）にてＴｇを測定したと
ころ、８３℃であった。この液晶表示素子を６０℃、相
対湿度９０％の高温高湿試験に長時間さらしたが、１０
００時間経過後においても、シール材の剥離などはな
く、また、表示特性もなんら変化しなかった。

【００３１】《実施例２》シール材として、ＳＧＡ（第
２世代アクリル樹脂；スリーボンド社製）を用いた点が
実施例１と異なる。ＳＧＡでは主剤を一方の基板に、触
媒を他方の基板に塗布して、両基板を重ね合わせた。硬
化が進み始めてから約１０分の間に基板を切断し、定法
にしたがって液晶表示セルを完成させた。自然放置で１
０日間経過した後、シール材のＴｇを測定したところ、
８３℃であった。ＳＧＡをシール材として使用した場合
も、基板切断時にシール部に剥離が起きず、耐湿性にも
優れていた。

【００３２】〈比較例１〉シール材として、紫外線硬化
樹脂（日本ロックタイト社製ＬＸ０３１４）、エポキシ
樹脂（四国化成社製ＤＳＡ７２２５）をそれぞれ単独で
用いたほかは実施例１と同じとした。紫外線硬化樹脂Ｌ
Ｘ０３１４では、基板切断時なんらの剥離も生じなかっ
たが、高温高湿試験で２００時間後には表示むらが発生
した。エポキシ樹脂ＤＳＡ７２２５では、基板切断時に
おいて６０セル中、５８セルでシール部に剥離が生じ
た。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シール材として、プラスチック基板の切断工程では破断
伸びが５０％以上であり、同切断工程後においてはガラ
ス転移点が７０℃以上を示すシール材を用いることによ
り、基板切断時にそのシール部に剥離が生ずることがな
く、また、高温高湿試験においても良好な耐湿性を示す
高信頼性の液晶表示素子が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極が形成された一対のプラスチッ
ク基板をシール材を介して対向的に重ねて張り合わせる
工程と、そのシール材にて囲まれたセルに沿って上記プ
ラスチック基板を切断する切断工程とを含む液晶表示素
子の製造方法において、上記シール材として、上記切断
工程では破断伸びが５０％以上であり、同切断工程後に
おいてはガラス転移点が７０℃以上を示すシール材を用
いることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】上記切断工程後において、上記シール材
を加熱硬化させることにより、そのガラス転移点を７０
℃以上に上昇させる請求項１に記載の液晶表示素子の製
造方法。
【請求項３】上記切断工程後において、上記シール材
を光照射にて硬化させることにより、そのガラス転移点
を７０℃以上に上昇させる請求項１に記載の液晶表示素
子の製造方法。