KR20040014250A - 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비교적 단시간에 경화할 수 있고, 또한 충분한 접착 강도를 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것으로, 본원 발명의 액정 표시 장치(100)는, 한 쌍의 기판(10, 20) 사이에 액정층이 유지되고, 한 쌍의 기판(10, 20)을 접착하고, 또한 액정층을 기판 내에 밀봉하는 밀봉재(52)를 구비한다. 이 밀봉재(52)는 광경화성 성분과 열경화성 성분을 포함하는 것으로, 광경화성 성분의 최대 경화율이 60%∼95%, 열경화성 성분의 경화율이 60%∼90%로 되어 있다.

Description

액정 장치, 액정 장치의 제조 방법, 전자 기기{LIQUID CRYSTAL APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL APPARATUS, ELECTRONIC EQUIPMENT}

본 발명은 액정 장치, 액정 장치의 제조 방법 및 이 액정 장치를 구비하는 전자기기에 관한 것으로, 특히, 액정층을 기판 내에 밀봉하는 밀봉재를 구비한 액정 장치에 관한 것이다.

종래의 액정 장치로서, 하측 기판과 상측 기판 각각의 기판의 외주 가장자리부에서 밀봉재를 통해 접착되고, 이들 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 밀봉된 구성을 한 것이 있다. 밀봉재로는, 일반적으로 가열에 의해 경화하는 열경화성 수지, 또는 자외선 조사에 의해 경화하는 광경화성 수지 등이 알려져 있다.

그러나, 광경화성 수지는 일반적으로 열경화성 수지에 비해 강도가 낮게 되는 경우가 많고, 한편, 열경화성 수지는 일반적으로 광경화성 수지에 비해 경화 시간이 길게 되는 경우가 많아, 제조 효율 상 바람직하지 못하다.

또한, 예컨대 경화성 수지로서 에폭시 수지를 이용하는 경우, 에폭시 수지의 경화제로서는 광경화용 무기산, 열경화용 유기산이 알려져 있다. 광경화용 무기산은, 액정 장치의 밀봉재로서 이용하면, 액정 중에 해당 무기산이 용출(溶出)하여, 액정의 비저항 저하, 임계값 불균일 등의 표시 품질 저하를 야기하는 경우가 있기 때문에, 액정 장치용으로는 열경화용 유기산을 이용하는 것이 바람직하다. 이 열경화용 유기산을 경화제로서 이용하면, 해당 유기산의 성분은 경화 반응 후 에폭시 수지와 결합하여 액정 내로 용출(溶出)되지 않아, 상술한 바와 같은 표시 품질 저하를 야기할 우려는 없지만, 광경화의 경우에 비해 경화 시간이 길게 되는 문제가 있었다.

한편, 광경화성 수지로서 아크릴 수지를 이용하는 경우, 그 접착력이 에폭시 수지에 비해 약하고, 해당 아크릴 수지의 밀봉재만을 이용하여 액정 장치를 제조하면 충분한 강도를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 비교적 단시간에 경화하는 것이 가능하고, 또한, 충분한 접착 강도를 갖는 액정 장치와, 그 액정 장치의 제조 방법 및 이 액정 장치를 구비하는 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 액정 표시 장치를 각 구성 요소와 동시에 대향 기판 측으로부터 본 평면도,

도 2는 도 1의 H-H'선 단면도,

도 3은 동 액정 표시 장치의 화상 표시 영역에서 매트릭스 형상으로 형성된 복수 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도,

도 4는 동 액정 표시 장치의 부분 확대 단면도,

도 5는 도 1의 액정 표시 장치의 변형예를 나타내는 평면도,

도 6은 본 발명의 전기 광학 장치를 이용한 전자기기의 일례를 나타내는 사시도,

도 7은 동 전자 기기의 다른 예를 나타내는 사시도,

도 8은 동 전자 기기의 또 다른 예를 나타내는 사시도,

도 9는 아크릴 성분에 있어서의 UV 조사량과 경화율의 관계를 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 하측 기판(TFT 어레이 기판)20 : 상측 기판(대향 기판)

50 : 액정층52 : 밀봉재

54 : 봉지재55 : 액정 주입구

100 : 액정 표시 장치(액정 장치)

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 액정 장치는 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 이루어지는 액정 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 기판을 접착하고, 또한, 상기 액정층을 기판 내에 밀봉하는 밀봉재를 구비하고, 해당 밀봉재는 광경화성 성분과 열경화성 성분을 포함하는 것으로, 상기 광경화성 성분의 최대 경화율이 60%∼95%, 상기 열경화성 성분의 경화율이 60%∼90%인 것을 특징으로 한다.

이러한 액정 장치에 따르면, 밀봉재가 열경화성 성분과 광경화성 성분을 함께 구비하고, 광경화성 성분의 최대 경화율을 60∼95%, 열경화성 성분의 경화율을 60∼90%로 했기 때문에, 열경화성 성분을 단독으로 이용한 경우에 비해 단시간에 경화할 수 있으며, 또한 광경화성 성분을 단독으로 이용한 경우에 비해 강도도 높은 것으로 되는 한편, 각 성분의 경화율을 최적값으로 하는 것에 의해 접착 강도와 밀봉성을 충분히 갖는 것으로 된다. 또, 광경화성 성분의 최대 경화율이 95%를 초과하면, 또는 열경화성 성분의 경화율이 90%를 초과하면, 밀봉재가 연하게 되어, 접착 강도가 저하되는 경우가 있다. 또한, 광경화성 성분의 최대 경화율이 60% 미만으로 되면, 셀갭(기판 간격)이 균일하게 유지되지 않는 경우가 있다. 또한, 열경화성 성분의 경화율이 60% 미만으로 되면, 밀봉재 내부에 수분이 침투하기 쉽게 되어, 당해 액정 장치의 신뢰성이 저하할 우려가 있다. 또, 본 발명에서 말하는 경화율이란, 경화에 따른 반응기의 경화 반응 전후의 변화율을 나타낸 것이다.

상기 밀봉재는 동일 분자 사슬 내에 상기 광경화성 성분과 열경화성 성분을 구비하는 수지를 포함하여 구성되는 것으로 할 수 있다. 이와 같이, 동일 분자 사슬 내에 각 성분을 구비하는 수지를 이용하면, 제조 상, 경화되지 않은 두 액체를 섞을 필요가 없어 간편하고, 또한, 두 액체의 상용성(相溶性)이 나쁜 경우에 생기는 밀봉재의 신뢰성 저하도 피할 수 있다. 또, 각 성분을 동일 분자 사슬 내에 포함하지 않고, 광경화성 수지와 열경화성 수지를 혼합한 형태의 밀봉재로서 액정 장치를 구성할 수도 있다. 또한, 상기 밀봉재는 상기 광경화성 성분을 갖는 수지와, 상기 열경화성 성분을 갖는 수지와, 동일 분자 사슬 내에 상기 광경화성 성분과 열경화성 성분을 구비하는 수지를 포함하여 구성되는 것으로 할 수도 있다.

또, 상기 광경화성 성분은 아크릴기 및/또는 메타크릴기를 포함하는 것으로 할 수 있고, 한편, 상기 열경화성 성분은 에폭시기를 포함하는 것으로 할 수 있다. 그리고, 에폭시기를 포함하는 열경화성 성분에 대해서는, 예컨대, 경화제로서 유기산을 이용할 수 있다.

다음에, 상기 기재의 액정 장치는, 예컨대, 이하의 제조 공정을 포함하는 것으로 할 수 있다. 즉, 본 발명의 액정 장치의 제조 방법은, 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 표면에 접착제를, 상기 기판면 내의 영역에서 폐쇄된 프레임 형상으로 형성하는 공정과, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 표면에 스페이서를 배치하는 공정과, 이들 접착제 및 스페이서를 배치한 후, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 표면에 액정을 적하(滴下)하는 공정과, 상기 액정을 적하한 후, 상기 한 쌍의 기판을 접합하는 공정과, 상기 접합을 행한 후, 상기 접착제를 경화시키는 공정을 포함하되, 상기 접착제로서, 상기 기재의 밀봉재로 경화하지 않은 것을 이용한 것을 특징으로 한다.

또한, 그 밖의 제조 방법으로는, 이하와 같은 액정 주입구를 이용한 형태의 경우, 기판을 접합한 후에, 밀봉재에 마련한 액정 주입구로부터 액정을 주입하여제조한다. 즉, 본 발명의 액정 장치의 제조 방법의 다른 형태는 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 표면에 접착제를, 액정 주입구를 구비한 프레임 형상으로 형성하는 공정과, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한쪽 표면에 스페이서를 배치하는 공정과, 이들 접착제 및 스페이서를 배치한 후에, 상기 한 쌍의 기판을 접합하는 공정과, 상기 접합을 행한 후, 상기 접착제를 경화시키는 공정과, 상기 액정 주입구를 거쳐 상기 접착제 내부에 액정을 주입하는 공정을 포함하고, 상기 접착제로서, 상술한 밀봉재로 경화하지 않은 것을 이용한 것을 특징으로 한다.

이상의 어느 하나의 형태의 제조 방법에 의해서도, 상술한 밀봉재의 구성을 구비한 액정 장치를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에 있어서는, 접착제를 경화하는 공정에서, 광경화성 성분을 경화시키는 광 조사 공정과, 열경화성 성분을 경화시키는 가열 공정을 적어도 포함하는 것으로 할 수 있다.

광 조사 공정에서는, 광 조사량을 1000mJ/㎠∼6000mJ/㎠로 하는 것이 바람직하다. 광 조사량이 1000mJ/㎠ 미만인 경우, 충분히 경화할 수 없는 경우가 있고, 또한, 광 조사량이 6000mJ/㎠를 초과하는 경우, 수지의 열화를 발생시킬 경우가 있다.

또한, 가열 공정에서는, 가열 온도를 60℃∼160℃, 가열 시간을 20분∼300분으로 하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 60℃ 미만인 경우, 또는 가열 시간이 20분 미만인 경우에는, 충분히 경화할 수 없는 경우가 있고, 또한, 가열 온도가 160℃를 초과하는 경우, 또는 가열 시간이 300분을 초과하는 경우에는, 수지의 열화를발생시킬 수도 있다.

다음에, 본 발명의 전자기기는 상기한 바와 같은 액정 장치를, 예컨대, 표시 장치로서 구비하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 본 발명의 액정 장치를 구비하는 것에 의해, 불량 발생이 적고 신뢰성이 높은 전자기기를 제공하는 것이 가능해진다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적, 특징, 국면 및 이익 등은 첨부 도면을 참조로 하여 설명하는 이하의 상세한 실시 형태로부터 더욱 명백해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 액정 장치의 일 실시 형태로서의 액정 표시 장치에 대하여, 각 구성 요소와 함께 나타내는 대향 기판 측에서 본 평면도이며, 도 2는 도 1의 H-H'선 단면도이다. 도 3은 액정 표시 장치의 화상 표시 영역에서 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소에 있어서의 각종 소자, 배선 등의 등가 회로도이고, 도 4는 액정 표시 장치의 부분 확대 단면도이다. 또, 이하의 설명에 이용한 각 도면에 있어서는, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식할 수 있을 정도의 크기로 하기 때문에, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 밀봉재(52)에 의해서 접합되고, 이 밀봉재(52)에 의해 구획된 영역 내에 액정(50)이 밀봉, 유지되어 있다. 밀봉재(52)는 기판면 내의 영역에서 폐쇄된 테두리 형상으로 형성되어 이루어지고, 액정 주입구를 구비하지 않고, 봉지재로 밀봉된 흔적이 없는 구성으로 되어 있다.

밀봉재(52)의 형성 영역의 내측 영역에는, 차광성 재료로 이루어지는 주변 견절(見切)(53)이 형성되어 있다. 밀봉재(52)의 외측 영역에는, 데이터선 구동 회로(201) 및 실장 단자(202)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라 형성되어 있고, 이 한 변에 인접하는 두 변을 따라 주사선 구동 회로(204)가 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(10)의 남는 한 변에는, 화상 표시 영역의 양측에 마련된 주사선 구동 회로(204) 사이를 접속하기 위한 복수의 배선(205)이 설치된다. 또한, 대향 기판(20)의 코너부 중 적어도 한 곳에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적 도통을 취하기 위한 기판간 도통재(206)가 배치되어 있다.

또, 데이터선 구동 회로(201) 및 주사선 구동 회로(204)를 TFT 어레이 기판(10) 상에 형성하는 대신, 예컨대, 구동용 LSI가 실장된 TAB(Tape Automated Bonding) 기판과 TFT 어레이 기판(10)의 주변부에 형성된 단자군을 이방성 도전막을 거쳐서 전기적 및 기계적으로 접속하도록 하여도 좋다. 또, 액정 표시 장치(100)에 있어서는, 사용하는 액정(50)의 종류, 즉, TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드 등의 동작 모드나, 노멀리 화이트 모드/노멀리 블랙 모드의 차이에 따라, 위상차판, 편광판 등이 소정 방향으로 배치되지만, 여기서는 도시를 생략한다.

또한, 액정 표시 장치(100)를 컬러 표시용으로 구성하는 경우에는, 대향 기판(20)에 있어서, TFT 어레이 기판(10)의 후술하는 각 화소 전극에 대향하는 영역에, 예컨대, 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 컬러 필터를 그 보호막과 함께 형성한다.

이러한 구조를 갖는 액정 표시 장치(100)의 화상 표시 영역에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 화소(100a)가 매트릭스 형상으로 구성되어 있고, 또한 이들 화소(100a) 각각에는, 화소 스위칭용 TFT(30)가 형성되어 있고, 화소 신호 S1, S2, …, Sn을 공급하는 데이터선(6a)이 TFT(30)의 소스에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선(6a)에 기입하는 화소 신호 S1, S2, …, Sn은 이 순서대로 선순차적으로 공급하여도 좋고, 서로 인접하는 복수의 데이터선(6a) 끼리에 대해, 그룹마다 공급하도록 하여도 좋다. 또한, TFT(30)의 게이트에는 주사선(3a)이 전기적으로 접속되어 있고, 소정의 타이밍으로, 주사선(3a)에 펄스적으로 주사 신호 G1, G2, …, Gm을 그 순서대로 선순차적으로 전압을 인가하도록 구성되어 있다.

화소 전극(9)은 TFT(30)의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭 소자인 TFT(30)를 일정 기간만큼 온 상태로 함으로써, 데이터선(6a)으로부터 공급되는 화소 신호 S1, S2, …, Sn을 각 화소로 소정 타이밍에서 기입한다. 이와 같이 하여 화소 전극(9)을 거쳐 액정에 기입된 소정 레벨의 화소 신호 S1, S2, …, Sn은 도 2에 나타내는 대향 기판(20)의 대향 전극(21)과의 사이에서 일정 기간 유지된다. 또, 유지된 화소 신호 S1, S2, …, Sn이 누설되는 것을 방지하기 위해서, 화소 전극(9)과 대향 전극 사이에 형성되는 액정 용량과 병렬로 축적 용량(60)이 부가되어 있다. 예컨대, 화소 전극(9)의 전압은 소스 전압이 인가된 시간보다도 3자리수 긴 시간만큼 축적 용량(60)에 의해 유지된다.

이에 따라, 전하의 유지 특성은 개선되어, 계조비가 높은 액정 표시장치(100)를 실현할 수 있다.

도 4는 액정 표시 장치(100)의 부분 확대 단면도로서, 유리 기판(10')을 주체로 해서 구성되는 TFT 어레이 기판(10) 상에는, ITO(인듐 주석 산화물)을 주체로 하는 투명 전극으로 구성된 화소 전극(9)이 매트릭스 형상으로 형성되어 있고(도 3참조), 이들 각 화소 전극(9)에 대하여 화소 스위칭용 TFT(30)(도 3참조)가 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 화소 전극(9)이 형성된 영역의 종횡(縱橫)의 경계에 따라, 데이터선(6a), 주사선(3a) 및 용량선(3b)이 형성되고, TFT(30)가 데이터선(6a) 및 주사선(3a)에 대해 접속되어 있다. 즉, 데이터선(6a)은 콘택트 홀(8)을 거쳐서 TFT(30)의 고농도 소스 영역(1a)에 전기적으로 접속되고, 화소 전극(9)은 콘택트 홀(15) 및 드레인 전극(6b)을 거쳐 TFT(30)의 고농도 드레인 영역에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 화소 전극(9)의 표층에는 폴리이미드 주체로서 구성되는 막에 대하여 러빙 처리를 한 배향막(12)이 형성되어 있다.

한편, 대향 기판(20)에 있어서는, 대향 기판 측의 유리 기판(20') 상에서, TFT 어레이 기판(10) 상의 화소 전극(9)의 종횡의 경계 영역과 대향하는 영역에, 검정 매트릭스 또는 검정 스트라이프라 불리는 차광막(23)이 형성되고, 그 위 층 쪽에는 ITO 막으로 이루어지는 대향 전극(21)이 형성되어 있다. 또한, 대향 전극(21)의 상층 측에는, 폴리이미드막으로 이루어지는 배향막(22)이 형성되어 있다. 그리고, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에는, 액정(50)이 밀봉재(52)(도 1참조)에 의해 기판 내에 봉입되어 있다.

이와 같은, 구성의 액정 표시 장치(100)에 있어서는 밀봉재(52)가 특징적으로 되어 있고, 구체적으로는 밀봉재(52)가 광경화성 성분과 열경화성 성분을 포함하여 이루어지고, 광경화성 성분은 아크릴 수지를 주체로 해서 구성되고, 최대 경화율이 60%∼95%(예컨대, 85%)로 되는 한편, 열경화성 성분은 에폭시를 주체로 하여 구성되고, 경화율이 60%∼90%(예컨대, 80%)로 되어 있다. 또, 광경화성 성분은 메타 크릴 수지를 주체로 해서 구성하는 것도 가능하고, 또한, 밀봉재(52)로서 동일 분자 사슬 내에 아크릴기와 에폭시기를 구비하는 수지를 이용하는 것도 가능하다.

다음에, 액정 표시 장치(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 특히, 제조공정에 있어서의 밀봉재의 형성으로부터, 액정 적하(滴下), 기판 접합, 밀봉재 경화에 이르는 공정에 대하여 설명한다.

우선, 도 4에 도시하는 바와 같이, 유리 기판(10') 상에 TFT(30)를 형성하고, 또한 화소 전극(9) 및 배향막(12) 등을 형성하여 TFT 어레이 기판(10)을 얻는 한편, 유리 기판(20') 상에 차광막(23), 대향 전극(21), 배향막(22) 등을 형성하여 대향 기판(20)을 얻는다. 그 후, TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20) 중 적어도 한쪽 기판(예컨대, TFT 어레이 기판(10)) 상에 접착제로 폐쇄시킨 프레임 형상(도 1 참조)으로 형성한다. 이 경우, 디스펜서를 이용한 묘화법에 의해 소정 형상으로 형성하는 것으로 하고 있다.

다음에, 그 프레임 형상 접착제의 내측에 고착 스페이서를 살포하고, 소정 가열을 실시하는 것에 의해 스페이서를 기판 상에 고착시키고, 또한 프레임 형상 접착재의 내측에 디스펜서에 의해 액정을 적하한다. 그 후, 진공 중에서 기판을접합하고, 대기 해방 후, 접착제를 경화한다. 이 경우, 접착제를 경화시키는 공정은 광경화성 성분을 경화시키는 광 조사 공정과, 열경화성 성분을 경화시키는 가열 공정을 포함하는 것으로 하고 있다.

광 조사 공정에서는, 광 조사량을 1000mJ/㎠∼6000mJ/㎠(예컨대, 5000mJ/㎠)로 하는 한편, 가열 공정에서는, 가열 온도를 60℃∼160℃(예컨대, 100℃), 가열 시간을 20분∼300분(예컨대, 120분)으로 했다. 이러한 가열 공정에 의해 접착제가 경화하여, 밀봉재가 형성된다.

이상과 같은 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는 본 실시 형태의 액정 표시 장치(100)는 밀봉재(52)가 열경화성 성분과 광경화성 성분을 모두 포함하고, 광경화성 성분의 최대 경화율을 60∼95%, 열경화성 성분의 경화율을 60∼90%로 했기 때문에, 열경화성 성분을 단독으로 이용한 경우에 비해 단시간에 경화할 수 있고, 또한 광경화성 성분을 단독으로 이용한 경우에 비해 강도도 높은 것으로 되는 한편, 각 성분의 경화율을 최적값으로 하는 것에 의해 접착 강도와 밀봉성을 충분히 갖는 것으로 된다. 따라서, 표시 특성에 우수하고, 불량 발생도 적어 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있게 된다.

또, 상기 실시 형태에서는 입구 폐쇄 프레임 형상의 밀봉재로 했지만, 액정 주입구를 구비한 밀봉재에도 상기한 바와 같은 광경화성 성분과 열경화성 성분을 갖는 수지를 적용할 수 있다. 즉, 도 5에 나타낸 액정 표시 장치(101)는, 밀봉재(52)가 제조 시에 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)을 접합한 후에 액정을 주입하기 위한 액정 주입구(55)를 구비하고 있고, 해당 액정 주입구(55)는 액정주입 후에 봉지재(54)에 의해 밀봉되어 있다. 이러한 액정 표시 장치(101)에서는, 제조 시 기판 접합 공정 후에 액정을 주입하고, 또한 액정 주입구를 밀봉한 후에 밀봉재의 경화 반응을 행하는 것으로 하고 있다.

(전자기기)

다음에, 상기 실시 형태에서 나타낸 액정 표시 장치를 구비한 전자기기의 구체예에 대하여 설명한다.

도 6은 휴대전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 6에 있어서, 참조 부호 1000은 휴대 전화 본체를 나타내고, 참조 부호 1001은 상기 실시 형태의 액정 장치를 구비한 액정 표시부를 나타내고 있다.

도 7은 손목 시계형 전자기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 7에 있어서, 참조 부호 1100은 시계 본체를 나타내고, 참조 부호 1101은 상기 실시 형태의 액정 장치를 구비한 액정 표시부를 나타내고 있다.

도 8은 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 8에 있어서, 참조 부호 1200은 정보 처리 장치, 참조 부호 1202는 키보드 등의 입력부, 참조 부호 1204는 정보 처리 본체, 참조 부호 1206은 상기 실시 형태의 액정 장치를 구비한 액정 표시부를 나타내고 있다.

이와 같이, 도 6 내지 도 8에 나타내는 각각의 전자기기는 상기 실시 형태의 액정 장치 중 어느 하나를 구비한 것이므로, 표시 품질에 우수한, 신뢰성이 높은 전자기기로 된다.

(실시예)

다음에, 본 발명에 따른 액정 장치의 특성을 확인하기 위해 이하의 실시예를 행했다.

(실시예 1)

우선, 실시예 1의 액정 표시 장치는 접착제로서 광경화성 성분인 아크릴기와, 열경화성 성분인 에폭시기를 포함하는 수지를 이용한 경우로서, 디스펜서를 이용하여 액정 주입구가 없는 입구 폐쇄 프레임 형상의 밀봉재를 형성한 것이다. 구체적으로는, 370㎜×470㎜의 유리 기판 상에, 상기 접착제를 디스펜서로써 묘화한 후, 스페이서로써 수지제 고착 스페이서를 밀도 100개/㎟으로 살포하고, 100℃에서 10분 가열함으로써 기판 표면에 해당 스페이서를 고착시켰다. 그 후, 접착제를 인쇄한 기판의 접착제 프레임 내부에 디스펜서에 의해 액정을 적하(滴下)하고, 목표 셀갭을 4㎛로 하여 진공 중에 기판을 접합했다.

접합한 후, 대기로 해방하고, 기판 표면에 대하여, UV 조사기로서 출력100mW/㎠(365㎚)의 고압 수은등을 이용하는 UV 조사를 행하고, 다음에, 오븐 내에서 가열하였다. 또, UV 조사 시간 및 오븐 내에서의 가열 시간, 가열 온도를 변화시킴으로써, 표 1 내지 표 3에 도시하는 바와 같이, 아크릴기의 최대 경화율(%), 에폭시기의 경화율(%)이 각각 다른 밀봉재를 형성했다. 이러한 UV 조사 및 가열에 의한 경화 공정 후, 대각(對角) 2인치의 STN 패널(컬러 필터 없음)을 잘라내고, 도 1에 나타내는 바와 같은 구성의 액정 표시 장치를 얻었다.

그리고, 얻어진 액정 표시 장치에 대하여, 밀봉 강도 검사, 신뢰성 평가, 셀갭 검사를 행하여, 각각 경화율(%)이 다른 액정 표시 장치마다의 불량율(%)을 측정했다.

밀봉 강도 검사는 JIS R1601에 준거한 것으로, JIS R1601에서는 가중 속도 0.5㎜/min인 것, 본 실시예에서는 가중 속도를 0.1㎜/sec로 하고, 가중 개시로부터 10초 후, 즉, 1.0㎜ 가중된 상태에서 10초 방치한 후의 밀봉 박리의 발생률(%)을 조사했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

신뢰성 평가는 온도 60℃, 습도 90%의 조건 하에서, 500 시간 방치한 후, 밀봉재에 수분을 투과함으로써 발생하는 불량 발생률(%)을 조사했다.

결과를 표 2에 나타낸다.

또한, 셀갭 평가는, 가열 종료 후, 패널을 잘라낸 후의 패널면 내의 셀갭 균일성을 평가하여, 셀갭 불량의 발생률(%)을 조사했다.

또, 셀갭 불량은 면내의 셀갭이 영역에서 0.05㎛을 초과한 것을 대상으로 삼았다. 결과를 표 3에 나타낸다.

표 1에 도시하는 바와 같이, 밀봉 강도에 있어서는, 에폭시기(에폭시 성분)의 경화율이 95%인 경우, 강도 저하를 야기하는 경우가 있고, 또한, 아크릴기(아크릴 성분)의 최대 경화율이 97%를 초과한 경우에도, 강도 저하를 야기하는 경우가 있었다. 한편, 에폭시기의 경화율이 50∼90%에서, 아크릴기의 최대 경화율이 50∼95%인 경우, 밀봉 강도에 있어서는 양호한 결과를 나타내었다.

표 2에 도시하는 바와 같이, 신뢰성 평가에 대해서는, 에폭시기의 경화율이 55% 이하인 경우, 과도한 수분 흡수를 야기하는 경우가 있었다. 한편, 에폭시기의 경화율이 60∼95%인 경우, 아크릴기의 최대 경화율에 관계없이, 신뢰성 평가에 대해서는 양호한 결과를 나타내었다.

표 3에 도시하는 바와 같이, 셀갭 불량 발생률에 있어서는, 아크릴기의 최대경화율이 55% 이하인 경우, 면내 셀갭이 영역에서 0.05㎛를 초과하는 경우가 있었다. 한편, 아크릴기의 최대 경화율이 60%를 초과하면, 에폭시기의 경화율에 관계없이, 셀갭 불량 발생 평가에 대해서는 양호한 결과를 나타내었다.

비교로서, 아크릴 성분만으로 구성된 밀봉재를 이용한 액정 표시 장치의 경우의 밀봉 강도 불량 발생률을 조사했다. 구체적으로는 아크릴 성분만으로 구성된 밀봉재는 경화제로서 자외선 경화제와 입자 형상의 열 경화제를 포함하고 있고, 경화 조건은 자외선을 1500mJ/㎠ 조사하여 최대 경화율을 약 50%까지 올린 후, 120℃로 가열 시간을 조정함으로써 소정의 경화율을 얻고, 각 경화율마다의 밀봉 강도 불량 발생률을 조사했다. 결과를 표 4에 나타낸다.

이와 같이, 아크릴 타입만으로 밀봉재를 구성하면, 특히 경화율이 낮은 범위에서는 충분한 밀봉 강도를 얻을 수 없는 것을 알 수 있다.

또한, 에폭시 성분만으로 구성된 밀봉재를 이용한 액정 장치인 경우의 신뢰성 평가에서의 불량 발생률(표 5) 및 밀봉 강도 불량 발생률(표 6)을 조사했다. 구체적으로는, 100mW/㎠의 자외선을 조사하고, 그 조사 시간을 조정함으로써 각각 다른 경화율을 얻고, 각 경화율마다의 불량 발생률(표 5) 및 밀봉 강도 불량 발생률(표 6)을 조사했다.

이와 같이, 광경화성 에폭시 성분만으로 구성된 밀봉재를 이용할 경우, 경화율이 작으면, 신뢰성 평가에서 초기 불량 발생률이 높고, 또한 경화율이 크면, 밀봉 강도 불량 발생률이 높게 되는 경향이 있고, 즉 에폭시 성분만으로는 신뢰성과 밀봉 강도를 양립시키는 것이 어려운 것을 알 수 있다.

이러한 비교예로부터, 아크릴 성분만으로는 충분한 강도를 얻기 어렵고, 에폭시 성분만으로는, 신뢰성과 밀봉 강도를 모두 충분한 것으로 하는 것은 곤란한 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 에폭시기와 아크릴기를 포함하는 수지를 이용하여, 에폭시기의 경화율을 60∼90%로 하고, 또한 아크릴기의 최대 경화율을 60∼95%로 하여 밀봉재를 구성함으로써, 높은 강도를 구비하고, 또한 밀봉성에도 우수하고, 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.

(실시예 2)

다음에, 실시예 2의 액정 표시 장치는 실시예 1과 마찬가지의 밀봉재를 이용하여, 디스펜서에 의해 액정 주입구를 구비한 형태로 해당 밀봉재 형상을 묘화한 것이다. 이 실시예 2에 있어서도, 아크릴 성분을 경화해야 하는 UV 조사를 실시예 1과 동일 조건으로 실행하고, 에폭시 성분을 경화해야 하는 오븐 내에서 실시예 1과 동일 조건으로 가열했다. 그 밖의 조건에 대해서도, 실시예 1과 동일 조건으로써 제작했다. 얻어진 실시예 2의 액정 표시 장치에 대하여, 밀봉 강도검사(표 7), 신뢰성 평가(표 8), 셀갭 검사(표 9)를 행하여, 각각 경화율이 다른 액정 표시 장치마다의 불량율(%)을 측정했다.

이상의 결과로부터, 밀봉재에 액정 주입구를 형성하고, 기판 접합 후에 액정을 주입한 경우에도, 액정 주입구를 형성하지 않은 실시예 1과 마찬가지로, 에폭시기와 아크릴기를 포함하는 수지를 이용하여, 에폭시기의 경화율을 60∼90%로 하고, 또한 아크릴기의 최대 경화율을 60∼95%로 하여 밀봉재를 구성하는 것에 의해, 높은 강도를 가지고, 또한 밀봉성에도 우수하여, 신뢰성이 높은 액정 표시 장치를 제공할 수 있는 것을 알 수 있다.

또, UV 조사량에 의한 아크릴 수지의 최대 경화율(%)에 대해 평가한 결과, 도 9에 나타내는 것과 같은 결과로 되고, 경화율을 60∼95%에 설정하고자 하는 경우에는, UV 조사량을 1000∼6000mJ/㎠로 할 필요가 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 상기 실시예 1 및 실시예 2에서는, 흑백 패널을 이용하고 있고, 그 때문에 UV 조사 시, 밀봉재 전면에 UV를 조사하고 있지만, 컬러 패널을 이용한 경우에는, 한쪽 기판은 컬러 필터, 다른쪽 기판은 금속 배선 등에 의해, 밀봉재(접착제)에 대해 충분하게 UV 조사되지 않는 등의 불량이 우려되지만, UV 조사되고 있는 부분의 아크릴 성분의 경화율, 즉 최대 경화율이 60∼95%이면 좋고, 부분적으로 경화율이 60% 미만인 부분이 존재하여도 셀갭에의 영향은 거의 없다. 또한, 스페이서로서 구(球) 형상의 수지구(樹脂球)를 살포했지만, 조개관자 형상의 스페이서를 기판 상에 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 광경화성 성분으로서 아크릴기를 이용하고 있지만, 메타크릴기를 이용할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정 장치에 따르면, 밀봉재를, 광경화성 성분과 열경화성 성분을 포함하는 것으로 하고, 또한 광경화성 성분의 최대 경화율을 60%∼95%, 열경화성 성분의 경화율을 60%∼90%로 했기 때문에, 열경화성 성분을 단독으로 이용한 경우에 비해 단시간에 경화할 수 있고, 또한 광경화성 성분을 단독으로 이용한 경우에 비해 강도도 높게 되는 한편, 각 성분의 경화율을 상기 값으로 하는 것에 의해 접착 강도와 밀봉성을 충분히 갖는 것으로 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

Claims (10)

1. 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 이루어지는 액정 장치에 있어서,

   상기 한 쌍의 기판을 접착하고, 또한, 상기 액정층을 기판내에 봉지하는 밀봉재를 구비하고, 해당 밀봉재는 광경화성 성분과 열경화성 성분을 포함하는 것으로, 상기 광경화성 성분의 최대 경화율이 60% ~ 95%, 상기 열경화성 성분의 경화율이 60% ~ 90%인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밀봉재는, 동일 분자 사슬내에 상기 광경화성 성분과 열경화성 성분을 구비하는 수지를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 밀봉재는, 상기 광경화성 성분을 갖는 수지와, 상기 열경화성 성분을 갖는 수지와, 동일 분자 사슬내에 상기 광경화성 성분과 열경화성 성분을 구비하는 수지를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 광경화성 성분은, 아크릴기 및/또는 메타크릴기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 열경화성 성분은, 에폭시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
6. 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서,

   상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한 쪽의 표면에 접착제를, 상기 기판면 내의 영역에 있어서 폐쇄된 프레임 형상으로 형성하는 공정과,

   상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한 쪽의 표면에 스페이서를 배열하는 공정과,

   이들 접착제 및 스페이서를 배열한 후에, 상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한 쪽의 표면에 액정을 적하하는 공정과,

   상기 액정을 적하(滴下)한 후에, 상기 한 쌍의 기판을 접합시키는 공정과,

   상기 접합을 행한 후에, 상기 접착제를 경화시키는 공정을 포함하되,

   상기 접착제로서, 청구항 1에 기재된 밀봉재로 미경화된 것을 이용한 것을특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
7. 한 쌍의 기판 사이에 액정층이 유지되어 이루어지는 액정 장치의 제조 방법에 있어서,

   상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한 쪽의 표면에 접착제를, 액정 주입구를 구비한 프레임 형상으로 형성하는 공정과,

   상기 한 쌍의 기판 중 적어도 한 쪽의 표면에 스페이서를 배열하는 공정과,

   이들 접착제 및 스페이서를 배열한 후에, 상기 한 쌍의 기판을 접합시키는 공정과,

   상기 접합을 행한 후에, 상기 접착제를 경화시키는 공정과,

   상기 액정 주입구를 통해서 상기 접착제 내부에 액정을 주입하는 공정을 포함하되,

   상기 접착제로서, 청구항 1에 기재된 밀봉재로 미경화된 것을 이용한 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 접착제를 경화시키는 공정은, 상기 광경화성 성분을 경화시키는 광조사 공정을 포함하고, 해당 광 조사 공정에 있어서의 광 조사량이 1000mJ/㎠ ~ 6000mJ/㎠인 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 접착제를 경화시키는 공정은, 상기 열경화성 성분을 경화시키는 가열 공정을 포함하고, 해당 가열 공정에 있어서 가열 온도를 60℃ ~ 160℃, 가열 시간을 20분 ~ 300분으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 제조 방법.
10. 청구항 1에 기재된 액정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.