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発明の名称 液晶装置及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−10706(P2007−10706A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−187726(P2005−187726)
出願日 平成17年6月28日(2005.6.28)
代理人 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉
発明者 高橋 智子 / 谷 俊樹
要約 課題
シール材からの汚染及び、シール熱硬化時に発生する第1,第2の基板の位置ずれを低減し、且つ耐湿性低下及び接着力低下を防げる液晶装置及びその製造方法の提供。

解決手段
対向配置される第1,第2の基板1,5と、第1,第2の基板間に介在するシール材8と、第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面に形成される透明導電膜1aと、第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面に形成された透明導電膜上において、シール材8によって囲まれた第1の領域及びシール材8が配置されるシール領域の一部分である第2の領域に少なくとも形成される配向膜2と、第1,第2の基板間のシール材8によって囲まれる空間に介在される液晶層6を備え、シール材8が配置されるシール領域において、シール材8と配向膜2とが重なり合う前記第2の領域の幅d1と、シール材8が配向膜2と重なり合わず前記透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2。
特許請求の範囲
【請求項1】
対向配置される第1,第2の基板と、
前記第1,第2の基板間に介在するシール材と、
前記第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面に形成される透明導電膜と、
前記第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面に形成された前記透明導電膜上において、前記シール材によって囲まれた第1の領域及び前記シール材が配置されるシール領域の一部分である第2の領域に少なくとも形成される配向膜と、
前記第1,第2の基板間の前記シール材によって囲まれる空間に介在される液晶層と、
を具備し、
前記シール材は前記配向膜及び前記透明導電膜と重なり合い、
前記シール材が配置されるシール領域においては、前記シール材と前記配向膜とが重なり合う前記第2の領域の幅d1と、前記シール材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2とされることを特徴とする液晶装置。
【請求項2】
前記シール材が配置されるシール領域においては、前記シール材が透明導電膜と重なる面積よりも前記シール材が配向膜と重なる面積の方が大きいことを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
【請求項3】
前記シール材として、アクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなるアクリル系樹脂を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶装置。
【請求項4】
前記シール材には液晶注入口が形成され、且つ前記液晶注入口を含む領域は封止材によって封止されており、
前記封止材が配置される封止材領域においては、前記封止材と前記配向膜とが重なり合う領域の幅d3と、前記封止材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d4 とは、d3>d4とされることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の液晶装置。
【請求項5】
前記シール材は環状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
【請求項6】
前記配向膜の端面は前記シール材によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の液晶装置。
【請求項7】
対向配置される第1,第2の基板のうち少なくとも一方の対向面に形成された透明導電膜上に配向膜を形成する工程と、
前記第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面において、前記配向膜上及び前記透明導電膜上にシール材を形成する工程と、を具備し、
前記配向膜を形成する工程では、少なくとも前記シール材によって囲まれる第1の領域と、前記シール材が配置されるシール領域の一部分である第2の領域とに前記配向膜を形成し、
前記シール材が配置されるシール領域における、前記シール材と前記配向膜とが重なり合う前記第2の領域の幅d1と、前記シール材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2に形成されることを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項8】
前記シール材には液晶注入口が形成され、且つ前記液晶注入口を含む領域は封止材によって封止されており、
前記封止材が配置される封止材領域においては、前記封止材と前記配向膜とが重なり合う領域の幅d3と、前記封止材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d4 とは、d3>d4とされることを特徴とする請求項7に記載の液晶装置の製造方法。
【請求項9】
前記シール材を形成する工程では、前記シール材を環状に形成し、
前記第1,第2の基板の一方の少なくとも一方の対向面における、前記シール材で区画された領域に液晶を滴下する工程と、
前記液晶が滴下された第1,第2の基板の一方の基板に対して、もう一方の基板を貼り合わせる工程と、を具備することを特徴とする請求項7に記載の液晶装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、2枚の基板間にシール材を用いて貼り合わると同時に空間を形成し、その空間内に液晶注入口より液晶を注入して液晶装置を構成する際に、シール材とその下地膜との密着性及び耐湿性を向上させた液晶装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、液晶装置では、例えば薄膜トランジスタ(以下、TFTと称す)をスイッチン素子として有する液晶装置の場合、TFT基板に対向配置される対向基板上にはシール材がその縁に沿って設けられており、その内側には表示領域が設けられている。そして、対向基板上にシール材を介してTFT基板が対向配置され、対向基板とTFT基板との間隙に液晶が挟持されている。また、TFT基板上のシール材より外側の領域には、駆動回路や駆動回路接続端子等が設けられている。更に、対向基板の表面及びTFT基板の表面には、それぞれ液晶分子を保持するための、ラビング処理等の所定の配向処理が施されたポリイミド薄膜などの有機薄膜からなる配向膜が形成されている。
【0003】
ここで、対向基板には、表示領域を含む一面の領域に共通電極や導通材が形成され、更に共通電極を覆うようにポリイミド薄膜を形成した後、ポリイミド薄膜の表面を配向処理することにより配向膜を形成する。一方、TFT基板には、表示領域にTFTや画素電極、各種配線が形成され、その外側の領域に駆動回路や駆動回路接続端子等が形成され、これらを覆うように絶縁膜が形成されたTFT基板にポリイミド薄膜を形成した後、ポリイミド薄膜の表面を配向処理することにより配向膜を形成する。対向基板と同じく配向膜が形成されたTFT基板とをシール材を介して対向配置し、液晶注入口(予めシール材を形成せず一部開口した部分)より対向基板とTFT基板との間隙に液晶を封入し、液晶注入口を封止材により封止している。
【0004】
一方、例えば特許文献1には、接着部材(シール部材と同義)と配向膜の密着性に起因する剥離(クラック)、液晶封入孔より注入される液晶の不純物(水分を含む)混入を防止する液晶装置の一例が開示されている。すなわち、特許文献1には、少なくともいずれか一方が透光性を有する第1,第2の基板部材と、第1,第2の基板部材間に介在される液晶層と、第1,第2の基板部材間に介在され、第1,第2の基板部材の液晶層側表面とによって、液晶が注入されるべき空間および当該空間に連通する注入口を形成する接着部材と、注入口を封止する封止部材とを含んで構成され、前記第1,第2の基板部材は、絶縁性基板と、当該絶縁性基板の液晶層側表面に形成される表示電極と、当該表示電極が形成された絶縁性基板上に液晶層に接触するように形成される配向膜とを、少なくともそれぞれ有する液晶表示装置において、前記配向膜は、表示電極が形成された絶縁性基板上の少なくとも、接着部材とによって液晶が注入されるべき空間が形成される第1領域、接着部材とによって注入口が形成される第2領域、および接着部材が配置される領域の一部分である第3領域に設けられ、さらに例えば当該接着部材が配置される領域の幅Dと、接着部材と配向膜とが重なり合う第3領域の幅dとは、D>d>0の範囲に選ばれる液晶表示装置が記載されている。
【0005】
特許文献1の構成では、配向膜表面と接着部材とによって液晶が注入されるべき空間と注入口とが形成され、接着部材は配向膜と配向膜以外の比較的密着性の高い表面と接触する。したがって、配向膜を全面に形成し、その上に接着部材を設けた場合と比較して、接着部材と基板部材との密着性が向上する。また、配向膜は大気に接触せず、大気中の水分の吸湿による液晶材料の電気抵抗値の低下を防げる。すなわち、特許文献1によれば、配向膜は、液晶注入領域である表示領域と注入口領域とに形成されるほか、接着部材(シール部材)が形成される領域の一部分である領域にも形成される。これにより、接着部材と基板部材との密着性が向上し、また、配向膜は直接大気に接触しないので、大気中の水分の吸湿による悪影響を軽減できる。
【0006】
また、特許文献2には、シール剤をシール剤固定部の外周部の配向膜にかかって設けるのが良い、と記載されている。すなわち、配向膜を連続して設けないことで、シール剤のガラス基板との密着性を良くし、湿気の浸入を防ぐようにすることが述べられている。
【0007】
一方、特許文献3には、液晶装置において、TFT基板及び対向基板をそれらの周辺で貼り合わせるためのシール材としては、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤が用いられることが記載されている。
【特許文献1】特開平8−179332号公報(図2(5))
【特許文献2】特開昭63−8633号公報(第191頁の左上欄、第1図)
【特許文献3】特開2000−284297号公報(段落[0028])
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1,2には、シール材が配置されるシール領域の幅における、シール材と配向膜とが重なり合う領域の幅と、シール材と配向膜とが重なり合わない配向膜下地の領域(下地膜)の幅との配分比については、何ら述べられていない。
【0009】
一方、特許文献3には、上記の如く、シール材としては、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤を使用するが述べられている。ここで、熱硬化性樹脂は通常、エポキシ系の樹脂である。このようにエポキシ系の熱硬化性樹脂が入ったシール材を用いると、液晶装置の課題として、シール部から配向膜や液晶層へ汚染物質が入り表示不良を起こしたり、シール熱硬化時に発生する基板材料の熱膨張/熱収縮による第1,第2の基板の位置ずれを生ずる。これに対して、シール材としてアクリル樹脂のみを使用すると、耐湿性低下及び接着力低下を招くと言う問題が生ずる。
【0010】
そこで、本発明は上記の問題に鑑み、シール材としてアクリル系樹脂を用い、シール組成及び硬化システムを単純にすることにより、シール材からの汚染及び、シール熱硬化時に発生する第1,第2の基板の位置ずれを低減し、且つ耐湿性低下及び接着力低下を防ぐことができる液晶装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明による液晶装置は、対向配置される第1,第2の基板と、前記第1,第2の基板間に介在するシール材と、前記第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面に形成される透明導電膜と、前記第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面に形成された前記透明導電膜上において、前記シール材によって囲まれた第1の領域及び前記シール材が配置されるシール領域の一部分である第2の領域に少なくとも形成される配向膜と、前記第1,第2の基板間の前記シール材によって囲まれる空間に介在される液晶層と、を具備し、前記シール材は前記配向膜及び前記透明導電膜と重なり合い、前記シール材が配置されるシール領域においては、前記シール材と前記配向膜とが重なり合う前記第2の領域の幅d1と、前記シール材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2とされることを特徴とする。
【0012】

本発明によるこのような構成によれば、シール領域に配向膜及び透明導電膜との重なりを有し、かつシール材と配向膜とが重なり合う第2の領域の幅d1と、シール材と配向膜とが重なり合わない透明導電膜の領域の幅d2 とは、d1>d2とされることで、シール領域においてシール材が配向膜と接着する配分比が大きくなり、接着強度が高くなり、且つ配向膜が空気に触れないので水分の浸入が防げるという効果を奏する。シール領域の幅を有効に利用して、液晶装置の信頼性を高めることができる。
【0013】
本発明において、前記シール材が配置されるシール領域においては、前記シール材が透明導電膜と重なる面積よりも前記シール材が配向膜と重なる面積の方が大きいことが好ましい。
本発明において、前記シール材として、アクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなるアクリル系樹脂を用いることが好ましい。
【0014】
このような構成によれば、アクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなるシール材を用いることにより、シール材からの汚染及び、シール熱硬化時に発生する第1,第2の基板の位置ずれを低減することができる。
【0015】
本発明において、 前記シール材には液晶注入口が形成され、且つ前記液晶注入口を含む領域は封止材によって封止されており、前記封止材が配置される封止材領域においては、前記封止材と前記配向膜とが重なり合う領域の幅d3と、前記封止材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d4 とは、d3>d4とされることを特徴とする。
本発明において、前記シール材は環状に形成されていることが好ましい。
本発明において、前記配向膜の端面は前記シール材によって覆われていることが好ましい。
【0016】
本発明による液晶装置の製造方法は、 対向配置される第1,第2の基板のうち少なくとも一方の対向面に形成された透明導電膜上に配向膜を形成する工程と、前記第1,第2の基板の少なくとも一方の対向面において、前記配向膜上及び前記透明導電膜上にシール材を形成する工程と、を具備し、前記配向膜を形成する工程では、少なくとも前記シール材によって囲まれる第1の領域と、前記シール材が配置されるシール領域の一部分である第2の領域とに前記配向膜を形成し、前記シール材が配置されるシール領域における、前記シール材と前記配向膜とが重なり合う前記第2の領域の幅d1と、前記シール材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2に形成されることを特徴とする。
【0017】
本発明によるこのような方法によれば、シール領域に配向膜及び透明導電膜との重なりを有し、かつシール材と配向膜とが重なり合う第2の領域の幅d1と、シール材と配向膜とが重なり合わない透明導電膜の領域の幅d2 とは、d1>d2とされることで、シール領域においてシール材が配向膜と接着する配分比が大きくなり、接着強度が高くなり、且つ配向膜が空気に触れないので水分の浸入が防げるという効果を奏する。シール領域の幅を有効に利用して、液晶装置の信頼性を高めることができる。
【0018】
本発明の方法において、前記シール材には液晶注入口が形成され、且つ前記液晶注入口を含む領域は封止材によって封止されており、前記封止材が配置される封止材領域においては、前記封止材と前記配向膜とが重なり合う領域の幅d3と、前記封止材が前記配向膜と重なり合わず前記透明導電膜と重なり合う領域の幅d4 とは、d3>d4とされることを特徴とする。
【0019】
本発明の方法において、前記シール材を形成する工程では、前記シール材を環状に形成し、前記第1,第2の基板の一方の少なくとも一方の対向面における、前記シール材で区画された領域に液晶を滴下する工程と、前記液晶が滴下された第1,第2の基板の一方の基板に対して、もう一方の基板を貼り合わせる工程と、を具備することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例1】
【0021】
図1は本発明の実施例1の液晶装置を示す側断面図である。この図において、(a) は後述する図2の(6)のA−A線断面図に相当し、(b)は図2の(6)のB−B線断面図に相当している。
図1を参照して、液晶装置の構成を概略的に説明する。TFTをスイッチン素子として有する液晶装置の場合について説明する。
【0022】
液晶装置は、対向配置される第1,第2の基板として、対向基板1とTFT基板5を備えている。対向基板1には透明導電膜1aが形成され、TFT基板5には画素電極5a及びTFT(図示略)が形成されている。そして、電極等が形成された対向基板1,TFT基板5の各々の対向面上に電圧無印加時の液晶の配向を規定するための配向膜膜2が形成されている。これらの対向基板1とTFT基板5の両基板は、例えば対向基板1の一方面(対向面)の周縁部分のシール領域3(図2参照)に枠状にシール材8を配設することによって基板1,5間が所定間隔を保って接合貼着され、液晶が注入されるべき空間および当該空間に連通する液晶注入口7が形成される。液晶注入口7は、シール材8の一部を開口状態とすることによって形成されており、液晶層6が注入された後は封止材9によって封止される。
【0023】
対向基板1,TFT基板5の各々の対向面上に形成される配向膜膜2は、前記シール材8によって囲まれていて、液晶が注入される表示領域E及びシール領域3の一部の領域に配向膜膜2が設けられると共に、この領域に連接する前記液晶注入口7の領域にも設けられている。液晶注入口7に対応した領域(表示領域Eに対して突出した形状の凸領域F)に設けられる配向膜2には、符号2aを付して示してある(図2参照)。
【0024】
シール材8が形成されるシール領域3は、例えば対向基板1で言えば、透明導電膜1aの表面と重なる領域と、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域とに跨って配設されている。封止材9が形成される封止材領域G(液晶注入口及びその付近の領域)についても、対向基板1で言えば、透明導電膜1aの表面と重なる領域と、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域とに跨って配設されている。
【0025】
シール材8が形成されるシール領域3は、TFT基板5で言えば、基板面と重なる領域と、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域とに跨って配設されている。封止材9が形成される封止材領域G(液晶注入口及びその付近の領域)についても、TFT基板5で言えば、基板面と重なる領域と、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域とに跨って配設されている。
【0026】
シール材8が形成されるシール領域3における、透明導電膜1aの表面と重なる領域は、第1,第2の基板1,5間の接着面でシール材8の外部からの水分の浸入を防ぐ耐湿性(耐水性)を高める下地を形成するものである。また、シール材8が形成されるシール領域3における、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域は、第1,第2の基板1,5間の接着面でシール材8の密着性を高める下地を形成するものである。このようなシール領域における下地の配分構成によれば、シール材硬化時のクラック発生を防止する機能も有する。
【0027】
液晶注入口7に対応した領域に設けられる配向膜2aは、第1,第2の基板1,5間の接着面で封止材9の密着性を高める下地を形成するものである。液晶注入口7を含む封止材領域Gについても、シール領域の場合と同様に、配向膜の無い部分と有る部分とでそれぞれ、封止材9の外部からの水分の浸入を防ぐ耐湿性(耐水性)を高める下地機能と、封止材9の密着性を高める下地機能とを果たす。封止材硬化時のクラック発生を防止する機能も有する。
【0028】
対向基板1とTFT基板5の少なくとも一方は光透過性の透明基板で構成される。対向基板1とTFT基板5との間のシール材8により囲まれた空間に封入された液晶層6は、画素電極5aからの電界が印加されていない状態で表示領域Eの配向膜膜2により所定の配向状態をとる。液晶層6は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶で構成される。
【0029】
シール領域3に配設されるシール材8は、対向基板1及びTFT基板5をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えばアクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなるアクリル系の光硬化性樹脂の接着剤であり、両基板1,5間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサ(図示略)が混入されている。封止材9は、液晶注入口7を封止するための、シール材8と同一又は異なる材料からなる例えば光硬化性樹脂の接着剤である。なお、上記の紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤は、アクリル樹脂と共に用いられる添加剤である。
【0030】
このようにシール材として、アクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなるアクリル系樹脂を用いることにより、シール材からの汚染及び、シール熱硬化時に発生する第1,第2の基板の位置ずれを低減することができる。
【0031】
上記のTFT基板5は、例えば石英基板からなり、対向基板1は、例えばガラス基板や石英基板からなる。また、対向基板1には、その全面に亘って対向電極(共通電極)1aが設けられており、その下側には前述の配向膜2が、ラビング処理等の所定の配向処理が施されて設けられている。対向電極1は、例えばITO(インジウム・ティン・オキサイド)膜などの透明導電性薄膜からなる。また、配向膜2は、ポリイミド樹脂などの有機樹脂の薄膜からなる。対向基板1には、画素に対応したマイクロレンズアレイ、カラーフィルターを形成してもよい。
【0032】
なお、配向膜2の端面がシール材8によって覆われている。これによって水分の浸透を防止することが可能となる。
【0033】
次に、以上のような構成を持つ液晶装置の製造方法の一例について、図2及び図3の工程(1)〜(6)を参照して説明する。
図2は本発明の実施例1の液晶装置の製造プロセスを示す平面工程図である。 また、図3は図2の製造プロセスに対応した断面工程図を示している。
【0034】
図2及び図3の工程(1)に示すように、ガラス基板や石英基板等の対向基板1を用意する。ここでは、対向基板1上に、ITO等の対向電極1aが既に形成されているものとし、後述するTFT基板5についても画素電極5aやTFT(図示略)及び各種の配線等が既に形成されているものとして説明する。
【0035】
工程(2)に示すように、対向基板1上にポリイミド系の配向膜パターンをインクジェット法又は印刷法によって塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜膜2aを形成する。配向膜2aは、配向膜2と同時に配向膜2の一部の領域に凸状に形成された薄膜である。凸状に形成された配向膜2aは、液晶注入口7に対応した表示領域外の領域であり、液晶に配向性を与える必要がないので、ラビング処理が施されていなくても良い。
【0036】
次に、工程(3)に示すように、対向基板1上のシール領域3にシール材8を形成すると共に、第1,第2の基板1,5間を接続するための導通材4を形成する。
【0037】
そして、対向基板1に配向膜2を形成したのと同様にして、対向基板1の配向膜パターンに位置的に対応するように同様な配向膜パターンが形成された(即ち配向膜パターンとその配向膜パターンに突部分を有した)TFT基板5(点線にて示す)が準備される。
【0038】
次に、工程(4)に示すように、工程(3)で対向基板1上に形成したシール材8を介在させ、相互の配向膜が対面するように対向基板1とTFT基板5とを対向配置し、対向基板1とTFT基板5とをシール材8により貼り合わせる。
【0039】
次に、工程(5)に示すように、真空吸引法等により、対向基板1とTFT基板5との表示領域Eとなる空間に、液晶注入口7を介して例えば複数種類のネマティック液晶を混合してなる液晶を吸引する。
【0040】
そして、工程(6)に示すように、液晶注入口7を含む封止材領域Gを封止材9により塞いで(図3(6)参照)、対向基板1とTFT基板5との間に所定厚さの液晶層6を形成する。その後、液晶注入の際に付着した表面上の液晶を洗浄により除去する。
【0041】
図4は、図2(6)における、シール材が配置されるシール領域を部分的に拡大して示している。シール材8が配置されるシール領域3において、シール材8と配向膜2とが重なり合う領域の幅d1と、シール材8と配向膜2とが重なり合わず透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2 とされる。
【0042】
このように、シール材8として例えばアクリル系樹脂を用い、シール材8が配置されるシール領域3に配向膜2及び透明導電膜1aとの重なり合う領域(即ち直接接触する接着部分)を有し、かつシール材8と配向膜2とが重なり合う領域の幅d1と、シール材8と配向膜2とが重なり合わず透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2とされることで、シール領域3においてシール材8が配向膜2と接着する配分比が大きくなり、即ち透明導電膜と重なる面積よりも配向膜と重なる面積の方が大きくなるので、接着強度が高くなり、且つ配向膜2が空気に触れないので水分の浸入が防げるという効果を奏する。
【0043】
従って、シール領域3の幅を有効に利用して、シール領域3の幅を密着性保持の領域と耐湿性保持の領域とに配分することで、接着強度が高く且つ水分浸入を防止でき、信頼性の高い液晶装置を実現することができる。更に説明すれば、液晶装置としての液晶パネルの外形寸法には、制約がある中で、表示領域Eを大きくとるためにシール領域の幅についても、必要以上に広くできず、所定の幅に制限される。このような制限されたシール領域3の幅の中で、接着強度を上げ、且つ水分浸入を防止するためには、d1>d2 の条件とすることが必要とされるわけである。
【0044】
ここで、(1)透明導電膜としてのITO上にアクリル系樹脂のシール材を塗布した場合と、(2)ポリイミド樹脂などの配向膜上にアクリル系樹脂のシール材を塗布した場合とで、通常試験及び耐湿試験を行った結果を説明する。
【0045】
通常試験は、通常の温度(常温)で強度を計測(一対のガラス基板をアクリル系樹脂シール材で貼り付け、第1,第2の基板を引っ張って測定)するものである。
【0046】
耐湿試験は、温度65℃と湿度95%の雰囲気中に300時間放置した後に強度を計測(水分による接着強度の低下を測定)するものである。
【0047】
図5は、アクリル系樹脂のシール材の密着力を調べるために、上記の通常試験及び耐湿試験を行った結果を示している。アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなる光硬化性樹脂が用いられる。透明導電膜としてはITOが用いられ、配向膜としてはポリイミド樹脂が用いられる。
【0048】
アクリル系樹脂のシール材に通常試験及び耐湿試験を行うと、通常試験及び耐湿試験のいずれの試験においても、(1)ITO上にシール材を塗布した場合は、界面剥離を生じ、(2)配向膜上にシール材を塗布した場合は、凝集破壊(材料破壊とも呼ばれる)を生じる。
【0049】
界面剥離は、例えばITOとの界面とシール材が剥がれるものである。上記の通常試験及び耐湿試験を行った結果、ITO上のシール材に界面剥離が生じるということは、シール材のITOに対する接着力が弱いことを意味している。しかしながら、ITO膜には耐湿性(耐水性)があるので、外気に触れる部分に配置するのに好都合である。
【0050】
凝集破壊は、例えば配向膜との界面は接着されているが、シール材が破壊されて下地の基板が破壊するものである。上記の通常試験及び耐湿試験を行った結果、配向膜上のシール材に凝集破壊が生じるということは、シール材の配向膜に対する接着力が強いことを意味している。従って、アクリル系樹脂のシール材と配向膜との接着面が多い方が接着強度を高くすることができる。一方、配向膜には吸湿性があるので、アクリル系樹脂のシール材によって配向膜が外気に触れないようにすれば、外部からの水分の浸入を防ぐことができる。
【0051】
なお、封止材9が配置される封止材領域Gにおいては、封止材9と配向膜2aとが重なり合う領域の幅d3と、封止材9が配向膜2aと重なり合わず透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d4 とは、d3>d4とされることが好ましい。
【実施例2】
【0052】
図6は本発明の実施例2の液晶装置を示す側断面図である。この図は、後述する図7の(6)のC−C線断面図に相当している。実施例1はシール材が液晶注入口を有する液晶装置であったのに対して、本実施例2はシール材に液晶注入口の無い液晶装置を示している。シール材に液晶注入口の無い方式では、第1,第2の基板の一方の基板上に環状に形成されたシール材によって囲まれた領域に液晶を滴下して第1,第2の基板を貼りあわせる方式である。詳しくは後述するが、本実施例2では、シール材が配設されるシール領域に、液晶を注入するための途切れ部分がなく、この部分を封止する封止材も塗布されていない。
【0053】
図6を参照して、液晶装置の構成を概略的に説明する。TFTをスイッチン素子として有する液晶装置の場合について説明する。
液晶装置は、対向配置される第1,第2の基板として、対向基板1とTFT基板5を備えている。対向基板1には透明導電膜1aが形成され、TFT基板5には画素電極5a及びTFT(図示略)が形成されている。そして、電極等が形成された対向基板1,TFT基板5の各々の対向面上に、電圧無印加時の液晶の配向を規定するための配向膜膜2が形成されている。これらの対向基板1とTFT基板5の両基板は、例えば対向基板1の一方面(対向面)の周縁部分のシール領域3(図7参照)に帯状に閉ループを形成するようにしてシール材8を配設し、シール材8で区画された領域に液晶を適量滴下充填した後、基板1,5間が所定間隔を保って接合貼着硬化される。
【0054】
対向基板1,TFT基板5の各々の対向面上に形成される配向膜膜2は、前記シール材8によって囲まれていて、配向膜膜2は液晶が注入される表示領域E及びシール領域3の一部の領域に設けられている。
シール材8が形成されるシール領域3は、例えば対向基板1で言えば、透明導電膜1aの表面と重なる領域と、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域とに跨って配設されている。
【0055】
シール材8が形成されるシール領域3は、TFT基板5で言えば、基板面と重なる領域と、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域とに跨って配設されている。
【0056】
シール材8が形成されるシール領域3における、透明導電膜1aの表面と重なる領域は、第1,第2の基板1,5間の接着面でシール材8の外部からの水分の浸入を防ぐ耐湿性(耐水性)を高める下地を形成するものである。また、シール材8が形成されるシール領域3における、配向膜2の周辺部分の表面の一部と重なる領域は、第1,第2の基板1,5間の接着面でシール材8の密着性を高める下地を形成するものである。このようなシール領域における下地の配分構成によれば、シール材硬化時のクラック発生を防止する機能も有する。
【0057】
対向基板1とTFT基板5の少なくとも一方は光透過性の透明基板で構成される。対向基板1とTFT基板5との間のシール材8により囲まれた空間に封入された液晶層6は、画素電極5aからの電界が印加されていない状態で表示領域Eの配向膜膜2により所定の配向状態をとる。液晶層6は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶で構成される。
【0058】
シール領域3に配設されるシール材8は、対向基板1及びTFT基板5をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えばアクリル樹脂、紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤からなるアクリル系の光硬化性樹脂の接着剤であり、両基板1,5間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサ(図示略)が混入されている。なお、上記の紫外線ラジカル開始剤及びカップリング剤は、アクリル樹脂と共に用いられる添加剤である。
【0059】
上記のTFT基板5は、例えば石英基板からなり、対向基板1は、例えばガラス基板や石英基板からなる。また、対向基板1には、その全面に亘って対向電極(共通電極)1aが設けられており、その下側には前述の配向膜2が、ラビング処理等の所定の配向処理が施されて設けられている。対向電極1は、例えばITO(インジウム・ティン・オキサイド)膜などの透明導電性薄膜からなる。また、配向膜2は、ポリイミド樹脂などの有機樹脂の薄膜からなる。対向基板1には、画素に対応したマイクロレンズアレイ、カラーフィルターを形成してもよい。
【0060】
次に、以上のような構成を持つ液晶装置の製造方法の一例について、図7及び図8の工程(1)〜(5)を参照して説明する。
図7は本発明の実施例1の液晶装置の製造プロセスを示す平面工程図である。 また、図8は図7の製造プロセスに対応した断面工程図を示している。
【0061】
図7及び図8の工程(1)に示すように、ガラス基板や石英基板等の対向基板1を用意する。ここでは、対向基板1上に、ITO等の対向電極1aが既に形成されているものとし、後述するTFT基板5についても画素電極5aやTFT(図示略)及び各種の配線等が既に形成されているものとして説明する。
【0062】
工程(2)に示すように、対向基板1上にポリイミド系の配向膜パターンをインクジェット法又は印刷法によって塗布した後、所定のプレティルト角を持つように且つ所定方向でラビング処理を施すこと等により、配向膜2を形成する。
次に、工程(3)に示すように、対向基板1上のシール領域3にシール材8を形成すると共に、第1,第2の基板1,5間を接続するための導通材4を形成する。
【0063】
次に、工程(4)に示すように、シール材8で区画された領域内に液晶6を充填する。
そして、対向基板1に配向膜2を形成したのと同様にして、対向基板1の配向膜パターンに位置的に対応するように同様な配向膜パターンが形成されたTFT基板5(点線にて示す)が準備される。
【0064】
次に、工程(5)に示すように、工程(3)で対向基板1上に形成したシール材8を介在させ、相互の配向膜膜2が対面するように対向基板1とTFT基板5とを対向配置し、対向基板1とTFT基板5とをシール材8により貼り合わせた状態で硬化させる。
【0065】
図7(5)における、シール材が配置されるシール領域を部分的に拡大して示すと、実施例1で述べた図4のようになる。従って、本実施例2の場合も、実施例1の場合と同様に、シール材8が配置されるシール領域3において、シール材8と配向膜2とが重なり合う領域の幅d1と、シール材8と配向膜2とが重なり合わず透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2 とされる。
【0066】
このように、シール材8が配置されるシール領域3に配向膜2及び透明導電膜1aとの重なり合う領域(即ち直接接触する接着部分)を有し、かつシール材8と配向膜2とが重なり合う領域の幅d1と、シール材8と配向膜2とが重なり合わず透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d2 とは、d1>d2とされることで、シール領域3においてシール材8が配向膜2と接着する配分比が大きくなり、即ち透明導電膜と重なる面積よりも配向膜と重なる面積の方が大きくなるので、接着強度が高くなり、且つ配向膜2が空気に触れないので水分の浸入が防げるという効果を奏する。
【0067】
従って、シール領域3の幅を有効に利用して、シール領域3の幅を密着性向上の領域と耐湿性向上の領域とに配分することで、接着強度が高く且つ水分浸入を防止でき、液晶装置の信頼性を高めることができる。更に説明すれば、液晶装置としての液晶パネルの外形寸法には、制約がある中で、表示領域Eを大きくとるためにシール領域の幅についても、所定の幅に制限される状況で、接着強度を上げ、且つ水分浸入を防止するためには、d1>d2 の条件が必要とされるわけである。
【0068】
なお、封止材9が配置される封止材領域Gにおいては、封止材9と配向膜2とが重なり合う領域の幅d3と、封止材9が配向膜2と重なり合わず透明導電膜1aと重なり合う領域の幅d4 とは、d3>d4とされることが好ましい。
【0069】
以上述べた実施例1,2では、互に対向配置される第1,第2の基板の各々に透明導電膜が形成された場合について説明したが、本発明はIPS方式やFFS方式の液晶表示装置にも応用でき、その場合は一方の基板のみに透明導電膜が形成される。
また、本発明では、シール材の配向膜と重なる幅d1:シール材のITOと重なる幅d2が6:4〜7:3であることが好ましい。さらに、シール材の幅は、200〜1000μmとすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明は、液晶パネルや液晶表示装置などの液晶装置及びその製造方法に適用することができる。従って、TFT(薄膜トランジスタ)やTFD(薄膜ダイオード)をスイッチング素子として備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置のほか、パッシブマトリクス型の液晶表示装置にも応用できる。また、IPS方式やFFS方式の液晶表示装置にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】本発明の実施例1の液晶装置を示す側断面図。
【図2】本発明の実施例1の液晶装置の製造方法を示す平面工程図。
【図3】図2の製造プロセスに対応した断面工程図。
【図4】図2の工程(2),(6)をさらに詳しく説明するための工程図。
【図5】アクリル系樹脂のシール材の密着力を調べるために通常試験及び耐湿試験を行った結果を示す図表。
【図6】本発明の実施例2の液晶装置を示す側断面図。
【図7】本発明の実施例2の液晶装置の製造方法を示す平面工程図。
【図8】図7の製造プロセスに対応した断面工程図。
【符号の説明】
【0072】
1…対向基板(第1の基板)、1a…透明導電膜(対向電極)、2,2a…配向膜、3…シール領域、5…TFT基板(第2の基板)、5a…透明導電膜(画素電極)、6…液晶層、7…液晶注入口、8…シール材、9…封止材。




 

 


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