JPS63137212A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液晶表示装置に係わり、更に詳細には強誘電性
液晶を封入すると好適な液晶表示素子に関する。

（従来の技術） 第３図にツイステッドネマテインク（以下ＴＮと略す）
型液晶を用いた透過型液晶表示素子の一例を示す。光源
（１１は三波長型蛍光灯・自然光等である。光源（１）
を出た光は偏光子（２）、透明基板（３）、画素電極（
４）、配向膜（５）、液晶（６）、配向膜（７）、対向
する画素電極（８）、透明基板（９）、検光子０ωを通
過する。液晶（６）の厚さはスペーサー〇Ｄで一定間隔
に保たれる。また封止材（ロ）で液晶（６）は外気から
保護される。画素電極（４）と画素電極（８）間に電圧
を印加すると本素子は表示装置として動作する。液晶（
６）の厚みは、従来のＴＮ型液晶表示素子・ゲストホス
ト型液晶表示素子では５μｍないし１０μｍであって、
液晶（６）の厚み即ち電極間隔はスペーサーａυで規制
していた。第一パネル（Ａ）と第二パネル（Ｂ）の接合
は主に封止材（２）が担う。該封止材ａ２１は予め第一
パネル（Ａ）又は第二パネル（Ｂ）にシルクスクリーン
等で接着剤を印刷し、その後二つのパネルを密着して加
熱硬化させ形成していた。

（発明が解決しようとする問題点） 強誘電性液晶はメイヤーら（Ｊ、ｄｅ、Ｐｈｙｓ、３６
，６９　。

１９７５）により初めて合成され、その存在が証明され
た。

クラークとラゲルヴアル（Ａｐｐｌ　、Ｐｈｙｓ、　１
ｅｔｔ、３６゜８９９、１９８０）によると、この強誘
電性液晶を狭い間隔を保持したセルに封入し、配向させ
て形成したセルと二枚の偏光板より成る素子は、高速応
答特性、メモリー効果、高コントラスト比等、従来の液
晶素子に比べ卓越した特性を有する。ただし、この時求
められる間隔は、液晶によっても異なるが、３μｍ以下
であることが多い。

ところが、従来のパネル形成方法ではスペーサーをその
ように形成するのが困難であったばかりか、封止材を３
μｍ以下に均一に印刷するのが難しく、更に張り合わせ
する際の封止材の広がりを制御し特定の位置及び範囲に
制限することば極めて困難であった。

このような欠点は、リソグラフィー法により封止層をパ
ターニングすることによりほぼ解決される。しかしなが
ら、このように形成した封止層は一般に接着性に乏しく
、パネルの耐衝撃性等の良好な強度特性を得るには不十
分であった。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を以下に述べるような手段を用いて解決した
。すなわち、透明基板上に少なくとも透明な画素電極及
び該画素電極上に配向膜を設けた第一４”ネルと、透明
基板上に少なくとも透明な画素電極を設けた第二パネル
により液晶を挟持して成る液晶表示素子において、第一
パネルと第二パネルの間に感光性樹脂または金属インジ
ウムから成る隔壁を液晶と外部との間に介在させ、さら
に前記隔壁と外部との間に硬化接着層を設けることによ
り優れた強度特性を有する液晶表示素子を得ることがで
きた。

（発明の構成） 第１図（イ）及び第１図（ロ）で、本発明によりなる液
晶表示素子の構成を示す。透明基板（３）上に透明な画
素電極（４）を設は更に該画素電極（４）上に必要に応
じ絶縁膜α■を形成し更に配向１ＩＩＪ（５）を設けた
第一パネル（Ａ゛）と、透明基板（９）上に透明な画素
電極（８）を設け、該画素電極（８）上に必要に応じ絶
縁膜α濁を形成し更に必要に応じ配向膜（７）（図示せ
ず）を設けた第二パネル（Ｂｏ）とを向かい合わせ、ス
ペーサー〇ａにより間隔を保持し、リソグラフィー法に
より設けた封止層（２）により接合する。

さらにその後、セル平面方向において封止層α乃の外側
でかつ第一パネルと第二パネルとの間に紫外線（以下Ｕ
Ｖと略す）硬化型若しくは熱硬化型等の接着剤を入れ硬
化させ接着層αηとする。すなわち、接着剤をセルの端
に付け、さらに粘度が下がるように温度等の条件を制御
すれば、界面張力により内部基板間に注入され封止層α
コにより堰き止められる。ここで硬化処理を行う事によ
り、接着層αηとなる。透明基板（３）及び透明基板（
９）としては、厚さ０．５ｍｍないし５１１のガラス基
板が適用できる。

材質は光学研磨した無アルカリ金属ガラスが好ましいが
、酸化硅素をコートした青板ガラスでもよい。画素電極
（４）及び画素電極（８）は酸化スズ、酸化インジウム
又はそれらの混合体であるＩＴＯをスパッタ蒸着法等で
成膜し、常法に従って任意形状にパターニングする。配
向膜（５）、（７）は、ポリビニルアルコール、ポリイ
ミド等をオフセット印刷法、スピンコーティング法等で
塗布、乾燥後必要に応じ適宜パターニングした後、ラビ
ング処理する。

また、配向膜（５）、（７）として、酸化硅素等、無機
材料の斜方蒸着した層を適用してもよい。絶縁膜α口、
ａΦは、必要に応じ酸化硅素または酸化アルミニウム等
をスパッター等により膜厚０．１　μｍないし０゜５μ
ｍに形成する。絶縁膜Ｑ３１．（ＩＩＪは、耐圧性を向
上させる。封止層亜は、ゴム系フォトレジスト、ポジ型
フォトレジスト、金属インジウム、ポリビニルアルコー
ル、ゼラチン、コラーゲン、アクリル、ポリイミド等を
用いることができる。なお、該封止層（２）の膜厚は、
強誘電性液晶を用いる場合、０．１　μｍから３μｍ程
度に形成するのが好ましい。

液晶セルの間隔を保つスペーサー００は、０．１　μｍ
から３μｍ程度のガラス、ニューセラミクス、樹脂等か
らなる均一な粒子を用いることができる。

または、封止層形成時に同様に形成してもよい。

なお、本発明に用いる事のできる透明パネルは、第１図
のものに限られるものではなく、例えば、第２図に示す
ように、透明基板（３）の上にカラーフィルター＋２１
０を形成し、その上に、画素電極（４）、配向膜（５）
を設けたものであってもさしつかえない。

（発明の効果） 従来技術による封止層の形成方法では、３μｍ以下でか
つ任意の形状のパターニングを行うのが極めて困難であ
ったが、本発明によれば感光性樹脂若しくは金属インジ
ウムを隔壁に用いたことにより３μｍ以下の厚みを再現
性良く作成でき、さらに外界と接するその外側に硬化性
接着層を設けたため、良好な強度特性を有するツクネル
の作成が可能となる。

（実施例） 〔実施例１〕 ３インチ角厚み１．６鶴のガラス基板を光学研磨し平面
の平坦性を２μｍ以内に加工して透明基板（３）を得た
。該透明基板（３）上に４００人のｒ’ｒｏ＃をスパッ
タリング法で成膜し、常法のフォトエツチング法に従っ
て線中２００μｍ、ピンチ３００μｍ、長さ６０鶴の万
緑パターンの画素電極（４）を形成した。次に該画素電
極（４）上にポリイミド樹脂ＰＩＸ−１４００（日立化
成工業■製）をスピナーにより３０００ｒｐｍ、２分間
の条件でコートして、８０℃１５分、２００℃３０分、
３００℃３０分の順で加熱し、冷却後、ラビング装置に
より配向処理を行って配向膜（５）を形成し、第一パネ
ル（Ａ′）を得た。他方、３インチ角厚み１．６ｍｍの
ガラス基板を光学研磨し平面の平坦性を２μｍ以内に加
工した透明基板（９）の表面にスパッタリング法により
ＩＴＯ膜を成膜し、前期同様に線巾２００μｍ、ピッチ
３００μｍ、長さ６０ｍｍの万緑パターンの画素電極（
８）を形成後、絶縁膜α争としてスパッタリング法によ
り酸化硅素膜を成膜して、第二パネル（Ｂｏ）を得た。

更に該パネル（Ｂｏ）上にゴム系しジス）ＯＭＲ−８３
（東京応化工業■製）、粘度３０ｃｐの溶液をスピナー
により３０００ｒｐｍ　、１．５秒間の条件でコートし
、常法のフォトエツチング法に従って、５０μｍ角の大
きさのスペーサーＱ４）を画素電極間に設けた。又、同
時に線巾３１１の封止層（ロ）のパターニングも行った
。この時の、現像後の膜厚は、０．６μｍだった。次に
第一パネル（Ａ”）と第二パネル（Ｂｏ）とを封密着さ
せ、１ｋｇ／ｃＩａで加圧し常温より６℃／ｌｌ１ｉｎ
で１８０℃まで昇温し一時間保持した後冷却、圧力を除
いて液晶封入用素子とした。以上の工程で、両パネルは
スペーサー〇〇と封止層（２）により接着した。

更にパネル化後、液晶封入口α鴫以外のパネル周囲部に
接着剤を塗布した。接着剤としてエポキシ系のＬ　ｌＸ
０ＮＢＯＮＤ−１００１Ａと１００ＩＢ（チッソ側製）
とを適量混合して供した。

これを塗布した後、パネルをオーブンに入れ約７０℃に
保つことにより一旦粘度を低下させることができる。こ
のとき、流動化した該接着剤は界面張力によりパネル間
に浸入する。これは先に形成した封止１ｕにより止まる
。さらに加熱の前に脱気しておき、加熱後常圧に戻すこ
とにより大気圧で押し入れるとより確実に注入される。

接着剤がパネル間に充分浸入後、パネルを１２０℃で３
０分加熱して硬化させ接着層αηとした。

なお、このときのＩＴＯ膜パターニングを以下の手順で
行った。

■　ＩＴＯ膜上にポジ型フォトレジストを塗布し９０℃
で３０分乾燥後マスク露光し専用現像剤で現像後１３０
℃で３０分ポストベイクした。

■　塩化第２鉄液及び塩酸の混合液を６０℃に加熱して
前記ＩＴＯ膜塗布基板を浸漬してエツチングした。

■　剥膜剤により前記レジストを剥膜し、超純水で洗浄
した。

液晶として、Ｃ３ｌＯＩＩ（チッソ■製）を用いた。ま
た液晶の封入を次の手順で行った。

■　常温、常圧で前記素子の液晶封入口αｅ付近に入口
を塞がないように液晶をつけ、減圧可能なオーブンにい
れる。

■　常温、減圧とする。

■　１２０℃、減圧とする。

■　１２０℃、常圧とする。

■　液晶が完全に入ったことを確認し常温とする。

以上の操作により良好な液晶表示素子を作成した。

〔実施例２〕 ３インチ角厚み１．６■のガラス基板を光学研磨し平面
の平坦性を２μｍ以内に加工して透明基板（３）を得た
。該透明基板（３）上に４００人のＩＴＯ膜をスパッタ
リング法で成膜し、常法のフォトエツチング法に従って
線巾２００μｍ１ピツチ３００μｍ、長さ６０１１ｍの
万緑パターンの画素電極（４）を形成した。次に該画素
電極（４）上にポリイミド樹脂ＰＩＸ−１４００（日立
化成工業■製）をスピナーにより３０００ｒｐｍ、２分
間の条件でコートして、８０℃１５分、２００℃３０分
、３００℃３０分の順で加熱し、冷却後、ラビング装置
により配向処理を行って配向膜（５）を形成し、第一パ
ネル（Ａ゛）を得た。他方、３インチ角厚み１．６ｔｌ
のガラス基板を光学研磨し平面の平坦性を２μｍ以内に
加工した透明基板（９）の表面にスパッタリング法によ
りＩ−Ｔｏ膜を成膜し、前期同様に線巾２００μｍ、ピ
ンチ３００μｍ、長さ６０ｎ＋の万線パターンの画素電
極（８）を形成後、絶縁膜αｊとしてスパッタリング法
により酸化硅素膜を成膜して、第二パネル（Ｂ″）を得
た。更に該パネル（Ｂ゛）上にゴム系しジス）ＯＭＲ−
８３（東京応化工業■製）、粘度３０ｃｐの溶液をスピ
ナーにより３０００ｒｐｍ　、１．５秒間の条件でコー
トし、常法のフォトエツチング法に従って、５０μｍ角
の大きさのスペーサー〇旬を画素電極間に設けた。又、
同時に線巾３龍の封止ｇａ、りのパターニングも行った
。この時の、現像後の膜厚は、０．６μｍだった。次に
第一パネル（Ａ゛）と第二パネル（Ｂ゛）とを封密着さ
せ、１ｋｇ／ｃｊで加圧し常温より６℃／ｍｉｎで１８
０℃まで昇温し一時間保持した後冷却、圧力を除いて液
晶封入用素子とした。以上の工程で、両パネルはスペー
サーα滲と封止層０汎こより接着した。

更にパネル化後、液晶封入口σω以外のパネル周囲部に
接着剤を塗布した。

接着剤として、大阪有機化学工業■製、ＴＯＶ−１６３
１を用いた。本製品は、常温で流動性があり、脱気状態
でＵＶ照射することにより硬化する。

従って、前記塗布をすれば該接着剤は界面張力により基
板間に浸入し封止層＠により止まる。該接着剤が充分基
板間に充填した後、脱気状態でＵ■を照射して硬化させ
接着層０７）とした。

なお、ＩＴＯ膜バターニングを前記実施例１と同様にし
て行った。

また、液晶の封入も前記実施例１と同様にして行った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示素子の一実施例を示す説明
図である。第１図（イ）は、その断面図であり、第１図
（ロ）はその平面図である。 第２図は、本発明の液晶表示素子に用いる透明パネルの
一例を示す断面図である。 第３図は、従来の液晶表示素子の一例を示す説明図であ
る。 ＋１）・・・・光源 （２）・・・・偏光子 （３）、（９）・・透明基板 （４）、（８）・・画素電極 （５）、（７）・・配向膜 （６）　・　　・　　・　　・　ン夜晶α０・・・・検
光子 αυ・・・・スペーサー ０の・・・・封止材、又は封止層 αし０９・・絶縁膜 α旬・・・・スペーサー αω・・・・強誘電性液晶 αｅ・・・・液晶封入口 αη・・・・接着層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）透明基板上に少なくとも透明な画素電極と該画素電
   極上に配向膜とを設けた第一パネルと、透明基板上に少
   なくとも透明な画素電極を設けた第二パネルにより液晶
   を挟持して成る液晶表示素子において、第一パネルと第
   二パネルの間に感光性樹脂または金属インジウムから成
   る隔壁を液晶と外部との間に介在させ、さらに前記隔壁
   と外部との間に硬化接着層を設けた事を特徴とする液晶
   表示素子。 ２）硬化接着層として紫外線硬化型接着剤を用いた特許
   請求の範囲前記第１項記載の液晶表示素子。 ３）硬化接着層として熱硬化型接着剤を用いた特許請求
   の範囲前記第１項記載の液晶表示素子。