JPH1145053A - 表示セル及び表示セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気泡トラップ部を設けることにより、気泡によ
る影響を抑えるのに有利な表示セル及び表示セルの製造
方法を提供する。 【解決手段】表示セルは、一対の基板２と、一対の基板
２間に配置され基板２間に封入室３を形成するシール部
材４と、封入室３に封入された液状物Ｌとを具備してい
る。封入室３の液状物Ｌ内の気泡を保持する気泡トラッ
プ部５が設けられている。封入室３に液状物Ｌを注入す
る際に、液状物Ｌ内の気泡を気泡トラップ部５に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示セル及び表示セ
ルの製造方法に関する。本発明に係る表示セルは、ディ
スプレイ装置、ミラー装置等に適用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶や電解液等の液状物が封
入された表示セルが提供されている。表示セルは、互い
に対向する一対の基板と、一対の基板間に配置され基板
間に封入室を形成するシール部材と、封入室に封入され
た液晶や電解液等の液状物とを備えている。

【０００３】表示セルの製造にあたり、従来より、互い
に対向する一対の基板と、一対の基板間に配置され基板
間に封入室を形成するシール部材とを備えたセル部材を
形成する。その後、液晶や電解液等の液状物をセル部材
の封入室に注入する。封入室内の液状物に気泡が残留す
ることがある。この場合には、封入室内で気泡が移動
し、表示セルの表示性能に影響を与えるおそれがある。

【０００４】特開昭５７−８９７２２号公報には、液晶
等の液状物を基板間の封入室に注入する際に、液状物に
超音波振動を加えることにより、気泡の残留を抑制する
方法が開示されている。また特開平５−１８１１４７号
公報には、液状物を基板間の封入室に注入する際に、基
板に超音波振動を加え、注入スピードを速める技術が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように注入の
際に超音波振動を利用する技術によれば、封入室内の液
状物の気泡を大幅に低減できる。よって、気泡による影
響を回避するのに有利である。産業界では、気泡による
影響を更に回避することが要請されている。

【０００６】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、その課題は、気泡トラップ部を設けることによ
り、気泡による影響を抑えるのに有利な表示セル及び表
示セルの製造方法を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表示セル
は、互いに対向する一対の基板と、一対の基板間に配置
され基板間に封入室を形成するシール部材と、封入室に
封入された液状物とを具備する表示セルにおいて、封入
室に連通すると共に封入室の液状物内の気泡を保持する
気泡トラップ部が設けられていることを特徴とするもの
である。

【０００８】本発明に係る表示セルの製造方法は、互い
に対向する一対の基板と、一対の基板間に配置され基板
間に封入室を形成するシール部材と、封入室に連通する
と共に気泡を保持可能な気泡トラップ部とを備えたセル
部材を形成し、その後、セル部材の封入室に液状物を注
入すると共に、注入の際に、液状物内の気泡を気泡トラ
ップ部に導く工程を含むことを特徴とするものである。

【０００９】請求項３に係る表示セルの製造方法は、請
求項２において、セル部材の封入室に液状物を注入する
際に、セル部材の封入室の上部に気泡トラップ部が位置
するように、セル部材の姿勢を保持することを特徴とす
るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る表示セルは、互いに
対向する一対の基板と、一対の基板間に配置され基板間
に封入室を形成するシール部材と、封入室に封入された
液状物とを具備する。一対の基板は、表示セルが透過タ
イプである場合には、双方ともに透明であっても良い
し、或いは、表示セルが反射タイプである場合には、一
方が透明で他方が非透明であっても良い。基板の材質と
してはガラス、金属を採用できる。基板としては、表示
セルの種類に応じて、電極膜や配向膜を積層したものを
採用できる。

【００１１】シール部材は、シール機能をもつ樹脂材料
やゴム材料で形成できる。従ってシール部材は、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂等で形成できる。液状物は、表示
セルの種類に応じて適宜選択でき、粘性が高いもの、粘
性が低いもののいずれでも良い。表示セルが液晶表示セ
ル（ＬＣＤ）の場合には、液状物は液晶を採用できる。
表示セルが電気化学的な酸化反応または還元反応を利用
するエレクトロクロミック表示セル（ＥＣＤ）の場合に
は、液状物は電解質溶液を採用できる。表示セルが電気
泳動表示セル（ＥＰＩＤ）の場合には、液状物は、帯電
可能な微粒子（顔料粒子等）を分散させた分散液を採用
できる。表示セルが磁気泳動表示セル（ＭＰＤ）の場合
には、液状物は磁性粒子を分散させた分散液を採用でき
る。

【００１２】本発明に係る表示セルでは、封入室の液状
物内の気泡を保持する気泡トラップ部が設けられてい
る。気泡トラップ部は、気泡を一旦捕獲したら、気泡を
逃がさない構造であることが好ましい。気泡トラップ部
は、シール部材に形成しても良いし、場合によっては、
基板に形成しても良い。本発明方法では、セル部材の封
入室に液状物を注入すると共に、注入の際に、液状物内
の気泡を気泡トラップ部に導く。気泡を気泡トラップ部
に導くにあたっては、セル部材の封入室の上部に気泡ト
ラップ部が位置するように、セル部材の姿勢を保持する
ことが好ましい。このようにすれば、気泡は上方に移行
し易いため、気泡トラップ部に気泡が捕獲され易い。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。液状物が封入させる前のセル部材１は、図１〜図
３に示されている。セル部材１は、互いに対向する一対
の基板２（２Ａ、２Ｂ）と、一対の基板２（２Ａ、２
Ｂ）間に配置され基板２間に封入室３を形成するシール
部材４と、封入室３に連通する気泡トラップ部５とを備
えている。

【００１４】基板２及び封入室３の平面形態は、実質的
に四角状とされている。シール部材４の平面形態も実質
的に四角枠状とされており、従って、シール部材４は左
枠部４ａ、右枠部４ｂ、上枠部４ｃ、下枠部４ｄをも
つ。一対の基板２間の間隔Ｋ（図３参照）は、一般的に
はＬＣＤでは１〜１０μｍ程度、特にＥＣＤでは１０〜
２００μｍ程度とされているが、これに限定されるもの
ではない。基板２のうち互いに対向する面には、図示は
しないものの電極膜が形成されている。

【００１５】図１から理解できるように、気泡トラップ
部５は基板２の上辺部２ｕの一端側に形成されている。
気泡トラップ部５は、視認性に実質的に影響を与えない
位置、つまり、シール部材４の上枠部４ｃよりも実質的
に上方に位置するように形成されている。図１から理解
できるように、封入室３に連通する注入口３０は、セル
部材１のうち、シール部材４の左枠部４ａの下端部と下
枠部４ｄの端部とで形成されている。

【００１６】その結果、注入口３０は基板２の下辺部２
ｄの他端側に形成されている。従って、図１から理解で
きるように、四角形状の封入室３において、注入口３０
と対向する対角領域に気泡トラップ部５が位置してい
る。気泡トラップ部５は、気泡を収容可能な気泡収容空
間５０と、気泡収容空間５０に収容された気泡の抜けを
防止する抜け止め突起５１と、気泡入口５２とを備えて
いる。

【００１７】シール部材４は、高分子材料（具体的には
エポキシ樹脂）で作製されている。シール部材４は、ス
クリーン印刷または塗布方式で一方の基板２（２Ａ、２
Ｂのうち一方）の表面に形成する。その後、他方の基板
２（２Ａ、２Ｂのうち他方）を貼り合わせ、シール部材
４を一対の基板２（２Ａ、２Ｂ）で挟持する。塗布方式
の場合には、高分子材料を塗布する塗布装置を用い、一
方の基板２が水平に配置された状態で、塗布装置を所定
の軌跡で基板２に対して相対移動させることにより、シ
ール部材４となる高分子材料を基板２の表面に塗布して
形成できる。

【００１８】図４及び図５は注入過程を模式的に示す。
本実施例では注入の際には、図４及び図５に示す真空チ
ャンバ装置６を用いる。真空チャンバ装置６は、減圧口
６１及び加圧口６２を備えた真空室６３をもつ殻体６０
と、殻体６０を縦方向に旋回させる駆動モータやシリン
ダ装置等を利用した旋回駆動手段６４と、真空室６３に
内蔵されセル部材１を真空室６３内に固定するためのセ
ル固定部６５と、真空室６３に内蔵された容器固定部６
６と、容器固定部６６により真空室６３内に固定された
容器６７とをもつ。

【００１９】真空チャンバ装置６の殻体６０は、横軸型
の旋回軸６８により縦方向に旋回可能に枢支されてい
る。容器６７には液状物Ｌが貯溜されている。セル固定
部６５は、真空チャンバ装置６の殻体６０の内面に保持
された保持部６５ｓと、保持部６５ｓに設けられた横断
面コ字形状の挟持子６５ｔと、挟持子６５ｔに螺進退可
能に設けられたボルト６５ｐと、挟持子６５ｔの内面に
設けられた着座部６５ｉとをもつ。

【００２０】挟持子６５ｔにセル部材１を嵌めた状態で
ボルト６５ｐを螺進すれば、セル部材１が真空室６３内
で固定される。本実施例に係るセル固定部６５は、多数
個のセル部材１を揃えて整列させた状態で、多数個のセ
ル部材１を真空室６３内にまとめて固定できるようにさ
れている。

【００２１】真空室６３内を空気を減圧口６１を介して
排出する吸引手段７０が真空チャンバ装置６に直接また
はその近傍に設置されている。吸引手段７０は、真空室
６３の外方に装備された真空ポンプ７１と、減圧口６１
の開閉を切り替える第１切替弁７２とで構成されてい
る。更に、真空室６３の加圧口６２の開閉を切り替える
第２切替弁７３が装備されている。第２切替弁７３によ
り加圧口６２を閉塞すると共に、第１切替弁７２により
減圧口６１を開放した状態で、真空ポンプ７１が作動す
れば、真空室６３は真空雰囲気に維持される。

【００２２】本実施例では、真空チャンバ装置６の殻体
６０の図略のセル出入口を開放して、液状物Ｌが封入さ
れる前の状態の１個または複数個のセル部材１を真空室
６３に装入する。そして、上記したセル固定部６５によ
りセル部材１を真空室６３に固定する。この状態では、
図４から理解できるように、セル部材１は容器６７の上
方に位置しており、且つ、セル部材１の注入口３０は容
器６７の液状物Ｌに接触していない。従ってセル部材１
の注入口３０と容器６７の液状物Ｌとは寸法Ｍ（図４参
照）に相当する距離離れており、両者は非接触状態とさ
れている。

【００２３】このようにセル部材１の注入口３０と容器
６７の液状物Ｌとを非接触状態としたまま、第２切替弁
７３を閉塞操作すると共に、第１切替弁７２を開放操作
し、真空ポンプ７１を駆動させる。すると、減圧口６１
を介して真空室６３は脱気されて真空雰囲気となる。セ
ル部材１の封入室３内に残留していた空気は、セル部材
１の注入口３０から排出され、従って、セル部材１の封
入室３内も真空室６３と同様に真空雰囲気とされる。セ
ル部材１の封入室３に残留していた水分子やガス分子等
の有害物質も、吸引除去される。

【００２４】本実施例では、真空室６３の真空度は一般
的には、１×１０^-1〜１×１０^-6Ｔｏｒｒとするが、こ
れに限定されるものではない。真空吸引が終了したら、
その後、旋回駆動手段６４を駆動させることにより、図
５に示すように、真空チャンバ装置６の殻体６０を旋回
軸６８を中心として矢印Ａ１方向につまり縦方向に所定
角度旋回させる。真空室６３内のセル部材１、容器６７
も同方向に同様に旋回する。

【００２５】旋回に伴い、セル部材１の気泡トラップ部
５が上方に向けて移動し、セル部材１の注入口３０が下
方に向けて移動する。また旋回に伴い、図５から理解で
きるように、容器６７の一端部６７ａ側では液状物Ｌの
液面が上昇して液状物Ｌが深くなり、容器６７の他端部
６７ｃ側では液状物Ｌの液面が下降して液状物Ｌが浅く
なる。

【００２６】結果として、セル部材１の注入口３０が容
器６７の液状物Ｌに浸漬し、注入口３０と容器６７の液
状物Ｌとが接触状態となる。これによりセル部材１の注
入口３０が容器６７の液状物Ｌでシールされる。上記し
た旋回の結果、図５から理解できるように、セル部材１
の封入室３の上部に、特に封入室３のうちの最も上部
に、気泡トラップ部５が位置するように、セル部材１の
姿勢が保持される。この姿勢が実施例の特徴の一つであ
る。

【００２７】次に、真空ポンプ７１による吸引操作を停
止すると共に、第２切替弁７３を開放操作し、加圧口６
２を介して大気と真空室６３とを連通させる。すると、
真空室６３内の容器６７の液状物Ｌの液面には、単位面
積あたり圧力Ｆ（つまり大気圧）が作用するため、容器
６７の液状物Ｌの液面が加圧される。従って、セル部材
１の封入室３の内圧と大気圧との差圧に基づいて、セル
部材１の封入室３に液状物Ｌが次第に注入される。

【００２８】本実施例では、上記のようにセル部材１の
封入室３に液状物Ｌを注入する際に、セル部材１の封入
室３の上部、特に封入室３のうちの最も上部に気泡トラ
ップ部５が位置するように、セル部材１の姿勢が保持さ
れているため、気泡がセル部材１の封入室３に侵入した
場合であっても、その気泡が封入室３の液状物Ｌ内を上
昇し、その気泡は最終的には気泡トラップ部５に導か
れ、気泡トラップ部５に捕獲される。従って封入室３で
の気泡の無用の移動は抑制される。

【００２９】上記した旋回の結果、図５から理解できる
ように、シール部材４の上枠部４ｃ、右枠部４ｂは気泡
トラップ部５に向かうにつれて上昇傾斜しているため、
気泡を気泡トラップ部５に導く効果を期待できる。上記
したように注入が終了したら、セル部材１の注入口３０
をシール１ｘ（図６参照）で埋め、封入室３内の液状物
Ｌが外方に漏れぬようにする。

【００３０】以上説明したように気泡を捕獲する気泡ト
ラップ部５が設けられている本実施例によれば、封入室
３内の液状物Ｌに気泡が残留した場合であっても、気泡
による影響を抑えるのに有利である。故に表示セルの表
示性能の確保に有利である。更に本実施例によれば、セ
ル部材１の封入室３に液状物Ｌを注入する際に、液状物
Ｌ内の気泡を気泡トラップ部５に導くようにするため、
表示セルにおいて、気泡による影響を抑えるのに有利で
ある。

【００３１】また本実施例によれば、セル部材１の封入
室３に液状物Ｌを注入する際には、セル部材１の封入室
３の上部に気泡トラップ部５が位置するように、セル部
材１の姿勢を保持するため、浮上する性質をもつ気泡を
気泡トラップ部５に導くのに有利である。樹脂やゴム等
の高分子材料は無機ガラス等に比較して一般的に成形自
由度が高い。本実施例では、高分子材料製のシール部材
４によって気泡トラップ部５が形成されているため、気
泡トラップ部５の形状パターンを選択するのに有利であ
る。よって気泡の捕獲に有利である。

【００３２】（他の実施例）図７〜図９は他の実施例を
示す。前記した実施例と基本的には同一機能を奏する部
位には、同一の符号を付する。図７は他の例の気泡トラ
ップ部５を示す。図７に示す気泡トラップ部５は、気泡
を収容可能な気泡収容空間５０と、気泡収容空間５０に
収容された気泡の抜けを防止する互いに対向する一対の
抜け止め突起５１と、気泡入口５２とを備えている。抜
け止め突起５１は、気泡収容空間５０に向かうにつれて
傾斜する案内傾斜部５１ｗをもつ。従って、気泡収容空
間５０に納めた気泡の耐抜け性を向上させつつ、気泡を
気泡収容空間５０に導く機能を向上させ得る。

【００３３】図８は別の例の気泡トラップ部５を示す。
図８に示す気泡トラップ部５は、気泡を収容可能な気泡
収容空間５０と、気泡収容空間５０に収容された気泡の
抜けを防止する抜け止め突起５１と、抜け止め突起５１
の先端に位置する気泡入口５２とを備えている。図８に
示す抜け止め突起５１は、気泡入口５２に向かうにつれ
て傾斜する案内傾斜部５１ｗをもつ。従って図７に示す
例と同様に、気泡収容空間５０に納めた気泡の耐抜け性
を向上させつつ、気泡を気泡収容空間５０に導く機能を
向上させ得る。図８に示す例では、真空チャンバ装置６
を旋回させて真空室６３内のセル部材１を旋回させたと
きに、気泡入口５２が下方を、特に真下を向くように設
定されている。よって気泡の捕獲性を確保できる。

【００３４】図９（Ａ）（Ｂ）は別の例を示す。図９
（Ａ）に示す例では、シール部材４の上枠部４ｃには、
気泡トラップ部５に向かうにつれて上昇傾斜する気泡案
内部７７が形成されている。気泡案内部７７の傾斜によ
り、気泡トラップ部５への気泡の案内性の向上を期待で
きる。また図９（Ｂ）に示す例では、基板２やシール部
材４は実質的に左右対象形状とされている。シール部材
４の上枠部４ｃには、これの中央に向かうにつれて上昇
傾斜する気泡案内部７７が形成されている。図９（Ｂ）
に示すように、シール部材４の上枠部４ｃの上昇端つま
り中央域には、気泡トラップ部５が形成されている。更
にこの例では、基板２の上辺部２ｕに、シール部材４の
気泡案内部７７の傾斜に実質的に沿った傾斜部２ｐが形
成されている。図９（Ｂ）に示す例は、基板２が実質的
に左右対象形状であるため、車載用等のミラー装置等に
適用できる。

【００３５】図１０は、真空チャンバ装置６の殻体６０
を縦方向に沿って旋回させる形態の別例を示す。この例
では、横軸型の旋回軸６８により、殻体６０は縦方向に
沿って旋回可能に枢支されている。殻体６０には突状の
昇降部６０ｋが固定されている。昇降部６０ｋには、雌
螺子をもつ螺子孔６０ｆが設けられている。螺子孔６０
ｆには、螺子軸８０の雄螺子が螺進退可能に嵌められて
いる。螺子軸８０は、真空チャンバ装置６を旋回させる
旋回駆動手段として機能する。螺子軸８０は縦方向に配
置されている。

【００３６】図略の駆動機構により螺子軸８０の頭部８
０ａを横方向の一方向に回転させれば、螺子軸８０の雄
螺子と昇降部６０ｋの雌螺子との螺合作用により、昇降
部６０ｋが殻体６０と共に矢印Ａ１方向に上昇旋回し、
昇降部６０ｋと床面８６との間の距離Ｗｆが増大し、こ
れにより旋回軸６８を中心として殻体６０が縦方向（矢
印Ａ１方向）に旋回できる。

【００３７】その後、螺子軸８０の頭部８０ａを横方向
の他方向に回転させれば、螺子軸８０の雄螺子と昇降部
６０ｋの雌螺子との螺合作用により、昇降部６０ｋが殻
体６０と共に矢印Ａ２方向に下降旋回し、昇降部６０ｋ
と床面８６との間の距離Ｗｆが減少し、これにより旋回
軸６８を中心として殻体６０を縦方向（矢印Ａ２方向）
に旋回させて元の位置に復帰させ得る。なお殻体６０の
旋回時には、螺子軸８０は傾きつつ、その先端部８０ｃ
は床面８６を滑る。

【００３８】（適用例）図１１はエレクトロクロミック
素子（ＥＣＤ）に適用した例を示す。エレクトロクロミ
ック素子は、透明導電膜２ｅ、酸化タングステン膜（Ｗ
Ｏ₃ ）２ｆが積層された基板２（２Ａ）と、カーボン膜
２ｈが積層された基板２（２Ｂ）と、基板２間に封入室
３を形成するシール部材４と、封入室３に封入された液
状物Ｌとを備えている。シール部材４には気泡トラップ
部５が形成されている。液状物Ｌは電解質溶液である。
この素子では、電圧印加に基づく酸化還元反応により可
逆的に色が変化する。

【００３９】図１２は液晶素子（ＬＣＤ）に適用した例
を示す。液晶素子は、透明導電膜２ｍ及び配向膜２ｎが
積層された一対の基板２（２Ａ、２Ｂ）と、基板２の配
向膜２ｎ間に封入室３を形成するシール部材４と、封入
室３に封入された液状物Ｌとを備えている。この例にお
いてもシール部材４には気泡トラップ部５が形成されて
いる。液状物Ｌとしては液晶が採用されている。この素
子では、電圧印加により液晶の分子配向が変化する。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に係る表示セルによれば、気泡
トラップ部が設けられているため、封入室内の液状物に
気泡が残留した場合であっても、気泡の捕獲性が向上す
る。よって、気泡による影響を抑えるのに有利である。
故に表示セルの表示性能の確保に有利である。

【００４１】更に請求項２に係る方法によれば、互いに
対向する一対の基板と、封入室を形成するシール部材
と、気泡を保持可能な気泡トラップ部とを備えたセル部
材を形成し、その後、セル部材の封入室に液状物を注入
する。そして注入の際に、液状物内の気泡を気泡トラッ
プ部に導くようにするため、気泡が封入室に侵入した場
合であっても、気泡による影響を抑えるのに有利であ
る。故に表示セルの表示性能の確保に有利である。

【００４２】また請求項３に係る方法によれば、セル部
材の封入室に液状物を注入する際に、セル部材の封入室
の上部に気泡トラップ部が位置するように、セル部材の
姿勢を保持するため、浮上する性質をもつ気泡を気泡ト
ラップ部に導くのに有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】気泡トラップ部を備えたシール部材が設けられ
た基板の側面図である。

【図２】気泡トラップ部付近の拡大側面図である。

【図３】シール部材が設けられた一対の基板の断面図で
ある。

【図４】気泡トラップ部を備えたセル部材を真空チャン
バ装置の真空室に配置した状態を模式的に示す構成図で
ある。

【図５】気泡トラップ部を備えたセル部材を配置した真
空チャンバ装置を旋回させ、セル部材の注入口を液状物
に浸漬させた状態を模式的に示す構成図である。

【図６】封入室に液状物を封入した状態を模式的に示す
構成図である。

【図７】別の例に係る気泡トラップ部付近の拡大側面図
である。

【図８】別の例に係る気泡トラップ部付近の拡大側面図
である。

【図９】別の例に係るシール部材を備えた基板の側面図
である。

【図１０】旋回機構を備えた真空チャンバ装置を示す側
面図である。

【図１１】エレクトロクロミック素子に適用した例を模
式的に示す断面図である。

【図１２】液晶素子に適用した例を模式的に示す断面図
である。

【符号の説明】

図中、１はセル部材、２は基板、３は封入室、３０は注
入口、４はシール部材、５は気泡トラップ部、６は真空
チャンバ装置、Ｌは液状物を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向する一対の基板と、前記一対の
   基板間に配置され基板間に封入室を形成するシール部材
   と、前記封入室に封入された液状物とを具備する表示セ
   ルにおいて、 前記封入室に連通すると共に前記封入室の液状物内の気
   泡を保持する気泡トラップ部が設けられていることを特
   徴とする表示セル。
2. 【請求項２】互いに対向する一対の基板と、前記一対の
   基板間に配置され基板間に封入室を形成するシール部材
   と、前記封入室に連通すると共に気泡を保持可能な気泡
   トラップ部とを備えたセル部材を形成し、その後、 前記セル部材の封入室に液状物を注入すると共に、注入
   の際に、液状物内の気泡を前記気泡トラップ部に導く工
   程を含むことを特徴とする表示セルの製造方法。
3. 【請求項３】請求項２において、前記セル部材の封入室
   に前記液状物を注入する際に、前記セル部材の封入室の
   上部に前記気泡トラップ部が位置するように、前記セル
   部材の姿勢を保持することを特徴とする表示セルの製造
   方法。