JPS5811611B2 - 光電表示セルとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２枚の対向するガラス基板に、透明電極を設
け、該透明電極間に液晶等の光電表示素子を封止してな
る光電表示セルの改良に関する。

光電表示セルの品質を決定する上で、表示セルの寿命と
ともに最も問題となるのは、コントラストが良くみやす
い表示を提供しうるかにある。

丁ＷＩＳＴ液晶表示セルを１例にとると、この点で液晶
そのものの改良、偏光板の改良等という形で研究開発が
すすめられて来た。

第１図は、従来のＴＷＩＳＴ液晶表示セルの１例で、０
．１５〜０．２５ｍｍの偏光板１、２、０．５〜１．０
ｍｍの上板基板ガラス３，０．５〜ＬＯｍｍの下板基板
ガラス４、透明電極５，６液晶層７、乱反射板８から構
成されている。

ＴＷＩＳＴ液晶表示セルでは、電極に電圧が印加され、
液晶層がＴＷＩＳＴ解除した部分９がＣ方向の入射光に
よって乱反射板８上に形成される影ａ′の反射光と乱反
射板８上の他の領域の反射光とのコントラストによって
情報を表示する訳だが、第１図に示したＴＷＩＳＴ液晶
表示セルでは、下板基板ガラス４と偏光板２による総厚
が０．６５〜１．２５ｍｍにもなるため、Ｃ方向以外の
入射光、たとえばｂ方向やＣ方向の入射光によるＴＷＩ
ＳＴ部分９の影は、それぞれ乱反射板８上のｂ′及びＣ
′に形成されることになり、Ｃ方向の入射光によって形
ち造られた影ａ′部分を濃くすることにならず、逆にｂ
′及びＣ′の影が視覚上押えられたときは、影ａ′の反
射光によって形ち造られるコントラストを減じることに
さえなる。

従って、こうした従来のＴＷＩＳＴ液晶表示セルを用い
た液晶表示腕時計等では、表示を読み取る際、腕時計の
表示面を入射光の方向を常にＣ方向に持って行くように
しなければ表示が読みとりづらいという欠点があった。

そこでこの問題を解決するためには、下板基板ガラス４
と偏光板２による総厚をできるだけ薄くし、ｂ方向やＣ
方向からの入射光によって形ち造られる影か、Ｃ′がａ
′の影と重なるようになり、ａ′影の反射光によるコン
トラストの向上を計ることが先決となる。

偏向板については、その構成要素であるサブストレード
を取り除き、偏光膜を直接下板ガラス基板に貼りつける
ような方法（特願昭４９−２９３４１）や下板ガラス基
板上に偏光層を構成する方法（特願昭４９−４４２６４
）によってその厚さを０．０５朋に減じることができる
。

しかし問題は、厚さ０．１５〜０．２５ｍｍの偏光板よ
りは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍもある下板ガラス基板をど
う薄くするかにある。

一方、光電表示セルの品質の向上という点から言って求
められる点として光電表示セル自身を薄形化するという
ことがあった。

たとえば、腕時計などの場合、腕時計としての総厚が商
品化の上で制限される。

そこで光電表示セルの厚さが薄くなれば、総厚を一定と
仮定した場合、時計ケース内の残りのスペースが広くな
り、ムーブ設計上余裕のあるものができたり、他の時計
機能を付加することが可能になったり、電池容積を大き
くとり寿命をのばすことができるようになる。

一方、総厚を薄くし高級感を持たせることも可能になる
。

つまりその面も考えると問題は単に下板基板ガラスのみ
を薄くするか否かだけではなく、上板基板ガラスも含め
、基板ガラスをできるだけ薄くするという点にあること
が分る。

もちろんその意味から云って、これは単に例示したＴＷ
ＩＳＴ液晶表示セルだけではなく他の光電表示セルを含
む問題であることは自明である。

ところで、基板ガラスをできるだけ薄いものにするとい
うことを解決する上で従来どういう問題があったか。

第２図は、従来のＴＷＩＳＴ液晶表示セル製造工程を示
す図で、ガラス加工工程２１は、ガラスを切断し、切断
したガラスを適当な外形、厚さにした基板ガラスを作る
ための研磨及び洗滌工程等から成っている。

この工程の後蒸着工程２２、エツチング工程２３で基板
ガラスに透明電極を形成し、電極基板バラスを作る。

電極基板ガラスには、シーリングガラスを印刷し、重ね
合せ、焼成し、液晶を封入封止する。

これが表示セル組立工程２４で、この後偏光板、反射板
を接着２５してＴＷＩＳＴ液晶表示セルを完成させる。

この工程からも分るように、ガラス基板を余り薄く作っ
てしまうと後につづく製造工程に於いて色々と困難とな
る点が生じてくる。

基板ガラス自体にそりが生じ、蒸着やエツチングに際し
て誤差がでてしまう。

又取り扱い過程でガラスが欠けてしまうこともある。

表示セル組立て工程でのピンセットによるハンドリング
が薄ければ薄いほど困難となる等々。

又、実際にガラス加工工程に於いて、外形を研磨加工し
た後、所定の厚みにまで薄くするに際しての研磨加工上
の限界がある。

第３図は、このガラスを所定の厚みにまで薄くするため
の研磨機の概略図で、内側の歯車１と外周の内円に切っ
た歯車２との間にアルミ板ないしプラスティック等で作
られたキャリア３を配置する。

このキャリア３は、要求されるガラスの厚さによってそ
の都度代えることになる。

このキャリア３に外形を研磨、整形したガラス板４を収
め、研磨紙をつけたドーナツ形の研磨板で上から押さえ
る。

モーターによって内側の歯車１を回転させるとそれに従
ってキャリア３も自公転しながら回転し、キャリア３に
収められたガラス板４はキャリア３の厚さと同じ厚さに
なるまで研磨することができる。

そこで、基板ガラスをできるだけ薄くするためには、こ
のキャリアに薄いものを用いれば技術的に可能となる訳
だが、このキャリアは０．３ｍｍ以下になると機械的強
度がなくなる。

又０．３ｍｍ以上でも余り薄くなるとキャリア自体がそ
りをもち、研磨途中でこのキャリアの下にガラス板が入
り込んだりして実際上研磨ができなくなったりする。

又ガラス板自体が０．４市近くなるとキャリア自身が自
公転しているためガラス板の外形が研磨研削されるとい
う面もある。

ガラス板自体の外形は蒸着やエツチング、その他のセル
組立工程に於いて、その外形を基準面にして製造される
ようになっているためこの問題は重要となる。

その場合のキャリアとガラス研磨の歩留率との実験上の
結果を第４図に示す。

図でも解るようにキャリアの厚さが０．５ ｉｎ以下に
なると歩留率は急速に低下し、実際上製造ラインにはの
せられなくなる。

そこで、本発明は２枚の対向するガラス基板に透明電極
を設は該透明電極間に液晶等の光電表示素子を挟持し、
該透明電極間に印加した電圧によって、該光電表示素子
を変調させ情報を表示する光電表示セルに於いて、前記
対向するガラス基板のうち少なくとも１枚を０．４ｍｍ
以下のガラス基板を用いて構成したことを特徴とする光
電表示セルとその製造方法を提供することが目的である
。

又この光電表示セルを前提にして、下板基板ガラスの透
明電極面から反射板までの厚さを極力薄くしてコントラ
ストを高めた光電表示セルを提供することも本発明の目
的である。

以下ＴＷＩＳＴ液晶表示セルに具体例をとりつつ本発明
を説明して行く。

本発明では、０．４ｍｍ以下の基板ガラスを製造するた
めに第２図に示した従来の製造工程自体を根本的に把え
返した。

実際従来の製造工程を前提にして０．４ ｍｍ以下の基
板ガラスを作り、それで製品を作って行くとなると前述
した説明でも分るように極めて高価な表示セルζこなっ
て実用化は無理である。

又０．３ ｍｍ以下の基板ガラスを作ることは技術的に
も不可能である。

第５図は、本発明による製造工程を示す図で、本発明に
よる製造方法では、対向する２枚の電極基板ガラスをシ
ーリングガラス印刷し、重ね合せ、焼成し、液晶を封入
封止する表示セル組立工程２４の後、第３図に示した研
磨機で再度ガラス研磨５１する訳である。

この場合、キャリアとして０．６ｍｍのキャリアを用い
たとしたら電極基板間は数μオーダーの厚さだから、上
下の電極基板ガラスをそれぞれ約０．３ｍｍ弱まで薄く
することができる。

この場合１枚の電極ガラス基板は０．３ ｍｍとなって
しまうが液晶を封入していることもあってガラス基板自
体のそりもなく仕上りよく平面研磨できる。

又研磨後も総厚として０．６ｍｍあるため後の接着工程
上の取り扱いでの困難さもない。

又この製造工程として、表示セルの周囲だけでなく中心
部もスペーサを介在させ、透明電極間の接触を避けるよ
うにした構造の表示セルでは、液晶を封入、封止する前
段で、この研磨を行なっても電極基板ガラスのそりによ
る研磨むらの生じる心配はない。

このようにして総厚を薄くした表示セルは、光電表示式
腕時計や携帯用電卓に利用すれば、小型化、薄形化でき
実用上の効果が大きい。

又ＴＷＩＳＴ液晶表示セルでは、電極間に電圧が印加さ
れＴＷＩＳＴ解除した液晶層の入射光による影が反射板
上に濃くでることになり、反射光にコントラストがより
はつきりするようになる。

一方形が濃くでるため透過率の高い偏光板を用いてもコ
ントラストが比較的はっきりとでるため、明るい表示面
を得ることができるようになる。

又この場合、偏光板を偏光膜に置き変えたり、基板ガラ
ス上への直接的な偏光層の形成で置き代えることにより
光電表示セルの総厚及び下板電極基板ガラスの電極面か
ら反射板上までの厚さが薄くなり上述した効果が更らに
倍化されることになる。

第６図は、本発明によるＴＷＩＳＴ液晶表示セルの一例
で、０．０５ｍｍの偏光膜６１，６２．０．５ｍｍの上
板基板ガラス６３．０．１ｍｒｎの下板ガラス６４透明
電極６５．６６液晶層６Ｔ乱反射板６８から構成されて
いる。

この丁ＷＩＳＴ液晶表示セルは、あらかじめ上板基板ガ
ラスを０．９ ｍｍ、下板基板ガラスを０．５ ｍｍと
いうように異なった厚さに研磨加工し、その上で蒸着、
エツチング工程、表示セル組立工程を経て、表示セルを
０．６ｍｍのキャリアを用いガラス研磨して相方のガラ
スを０．４ｍｍずつ研削して製造したものである。

この場合の製造方法として、下板基板ガラスをより正確
に０．１ｍｍにする方法としては、次の方法もある。

上板、下板相方の基板ガラスをそれぞれ０．５ｍｍのも
のを用いて表示セル組立をし、その後１ｍｍ前後のガラ
ス基板に組み上った表示セルの上板基板ガラス側をその
ガラス基板にラック等で貼りつけ、貼りつけた表示セル
をキャリアに収めて研磨して行く方法がそれである。

この場合、下板基板側を正確に要求する厚みにまで研磨
して行くことが可能になる。

その上に更に、偏光板の代りに偏光膜を接着し、乱反射
板を接着して完成させたものである。

そのため、下板基板ガラス６４の電極面から乱反射板６
８上までの総厚は、約０．１５ｍｍに押さえることがで
き、ａ方向の入射光によるＴＷＩＳＴ解除した液晶層６
９の乱反射板６８上の影ａ′に、ｂやＣ方向の入射光に
よる影ｂ′及びＣ′がほぼ重なり、ａ′の影を濃くし、
コントラストを向上させている。

又セルの総厚も乱反射板６８を含めても約０．８朋と１
ｍｍ以下のセルが実現でき、従来の表示セルの厚さが
２．０ ｍｍぐらいだったことを考えるとこうした表示
セルを使ってこの実用上の効果は前述したようにはかり
しれない。

たとえば、偏光膜と０．１〜０．２ｍｍぐらいの下板基
板ガラスを用いた光電表示セルでは、情報を表示する文
字が今までのように浮き上って見えるのではなく紙の上
に字を書いたように見え全く新しい感じを与えることに
なる。

又光電表示セルへ文字を印刷する際には、入射光側の上
板基板ガラスや偏光板上にすると入射光が限られコント
ラストを悪くするというので、反射光側、たとえば反射
板上への印刷を行なって来たがこの場合、従来のように
下板基板ガラスが厚いとやはり光電変調して文字として
表示される液晶層がこの印刷文字部分から浮び上り、と
きにはそれに影を落して印刷文字自体を読みづらくする
ということがあったが、本発明による光電表示セルでは
こうした点も解決されるものである。

第７図は、本発明によるＴＷＩＳＴ液晶表示セルを用い
た液晶表示腕時計の実施例の外観図で、薄形の表示セル
と薄形の電池により時計表示部を時計バンドとほぼ同厚
にすることを可能にして、全くユニークで高級感のある
腕時計となっている。

以上説明して来た製造方法及び表示セルは、対向する２
枚の基板ガラスに挟持された光電表示素子からなる光電
表示セル一般にそれぞれ適用しうろことはもちろんであ
る。

以上の如く本発明による光電表示セルの製造方法、その
方法からなる光電表示を用いれば実用上大きな効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１．従来のＴＷＩＳＴ液晶表示セルの断面図。 第２図は、同じ〈従来のＴＷＩＳＴ液晶表示セルの製造
工程図。 第３図は、ガラスの平面研磨機の上止面図。 第４図は、ガラスの研磨機に用いるキャリアの厚さとガ
ラス研磨の歩留率の関係図。 第５図は、本発明によるＴＷＩＳＴ液晶表示セルの製造
工程図。 第６図は、本発明による一実施例でＴＷＩＳＴ液晶表示
セルの断面図。 第７図は、本発明による光電表示セルを用いて作った光
電表示式腕時計の斜視図である。 ５１……ガラス研磨、６１．６２……偏光膜、６３……
上板基板ガラス、６４……下板基板ガラス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２枚の対向するガラス基板に、透明電極を設は該透明
   電極間に液晶等の光電表示素子を挾持し、該透明電極間
   に印加した電圧によって該光電表示素子を変調させ情報
   を表示する光電表示セルに於いて、前記２枚の対向する
   ガラス基板の外周を互いに封着して容器を形成し、次に
   該容器内に液晶等の光電表示素子を充填封止した後に少
   なくとも一方のガラス基板を０．４ｍｍ以下の厚さとす
   る研磨工程を含むことを特徴とする光電表示セルの製造
   方法。