JP3197393B2 - 液晶装置の作製方法 - Google Patents
液晶装置の作製方法Info
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Description
作製方法に関する。特に強誘電性液晶を用いた液晶装置
の液晶注入口の封止に関する。
注目されている。またその中で、強誘電性液晶を用いて
高速応答を図ったものが、盛んに開発されている。
た場合に問題となるのが、液晶注入後の封止過程であ
る。封止とは、セル内に液晶を注入した後に、その注入
口を樹脂などの封止材料で塞ぎ、イオン性物質の侵入防
止や耐湿性の向上を図るものである。
は、液晶注入後のセルを両基板側からセル厚さまで押し
付け、セル内に過剰に注入された液晶を押し出す。そし
て封止材料を注入口に接させながら、このセルを押し付
ける力を取り去ると、セルが膨らもうとするので、封止
材料は自然に吸い込まれるように注入口内にまで進入す
る。そのあとに封止材料を硬化させればそれで封止は完
了する。
崩れ安い層構造を有しているため、ネマチック液晶と異
なり、セルを押したりすることはできない。よって、強
誘電性液晶を用いた液晶装置の封止においては、封止材
料を注入口内部に進入させることはできず、注入口を外
側から覆って塞ぐことしかできなかった。
料が剥がれて取れてしまったり、また、基板と接してい
るだけなので隙間からイオン性物質や水分が侵入し易
く、装置の信頼性が得られないという問題があった。
晶を用いた場合にも、封止材料が注入口内部にまで進入
した封止を行い、封止部の強化、およびイオン性物質や
水分の侵入防止を実現して、装置の信頼性を向上させる
ことを目的とする。
に本発明は、少なくとも一方の基板に配向手段を有する
一対の基板間に液晶材料を注入するに際し、液晶材料と
未硬化の親水性を有する樹脂材料との混合物を、前記一
対の基板間に形成された注入口より基板間に注入するこ
とにより、前記未硬化の樹脂材料を前記基板間内の前記
注入口付近に残留せしめ、かつ前記液晶材料を前記基板
間に満たし、該工程の後、前記樹脂材料を硬化させるこ
とで、前記注入口を封止することを特徴とする液晶装置
作製方法である。
向手段を有する一対の基板と該基板間に強誘電性の液晶
材料を有する液晶装置であって、前記液晶材料は前記配
向手段に従って配向し、前記液晶材料を前記基板間内へ
注入した前記基板間に設けられた注入口の内部に、該注
入口を封止した硬化した親水性の樹脂材料を有すること
を特徴とする液晶装置である。
板や樹脂基板(プラスチック基板)を用いた場合には、
大面積化することが難しく、特にネマチック液晶を用い
た場合には、装置を立てかけて使用する際に、基板自体
がその加重でたわみが生じたり、重力の影響で液晶が装
置の下側に溜ったりしてセル厚が変化し、表示特性も悪
化してしまっていた。
討も重要な問題として検討されている。このためには、
液晶材料自体に強誘電性液晶等の高速応答可能な材料を
用いる方法が考えられていた。
電性液晶を用いて、高速応答を計った場合、液晶表示装
置を大面積化できないという問題があった。これは、強
誘電性液晶は、液晶が層構造を有している為、基板が変
形することによってこの層構造が崩れ、表示に支障が出
てしまうからである。この問題は、強誘電性液晶に限っ
たことではなく、多くの液晶材料を用いた場合でも基本
的にいえることであった。
よび液晶を配向させる際に、基板同士を密着させる材料
が液晶の配向に悪影響を与えないために、それらの解決
方法として、本発明者らが、特願平5−55237に示
した発明がある。
合物をセル内に注入し、液晶材料中から析出、硬化させ
たカラム状の樹脂を、柱状の樹脂スペーサー(PCS=
Polymerized Column Spacer)として、両基板の接着を、
液晶の配向を乱さずに行えるというものである。このP
CSを作製する際に液晶材料に混入する未硬化の樹脂は
疎水性を有していた。
未硬化樹脂を親水性のものとすると、液晶材料と未硬化
樹脂の混合物をセル内へ注入する際に、未硬化樹脂が基
板間内の注入口付近に溜まってしまい、その部分より奥
にはほとんど入っていかないという現象が発生した。
不可能だった、強誘電性液晶を用いた液晶装置における
注入口内部での樹脂材料による封止を可能としたもので
ある。
相溶しやすく、液晶と混合しても容易に分離しないた
め、セル内に同時に注入されやすいためPCSを作製で
きる。これに対し、樹脂材料に親水性の材料を加えて疎
水性を弱める、あるいは親水性を有せしめることで、液
晶との相溶性が低くなり、液晶と混合しても容易に分離
する。
に吸着しやすい。また液晶材料と未硬化樹脂の混合物
は、注入のため加熱した状態であっても液晶材料と比較
して樹脂材料は高い粘性を有するため液晶材料の方が基
板間内に進入しやすい状態となる。
付近に溜まってしまう。これを紫外線や熱などの硬化手
段により硬化させることにより、注入口の内部にて封止
をすることができる。
場合において、封止材料が注入口内部にまで進入した封
止を行うことができ、封止部の強化、およびイオン性物
質や水分の侵入防止を果たすことができ、装置の信頼性
の向上をもたらすことができた。以下に実施例を示す。
す。図1において、基板110、111として10×1
0cmのガラス基板を用いる。このガラス基板110と
111上にITOをスパッタ法によって1000Åの厚
さに成膜し、フォトリソ工程によってパターニングを行
い、電極112および電極113とする。さらにスピン
コート法によってポリイミドを150Åの厚さに塗布
し、さらに280℃で焼成した後、ラビング処理を施す
ことによって、配向手段である配向膜114および11
5を形成する。ここではポリイミドとして、日産化学製
東レ製LP−64を用いた。
液晶の粘度や配向膜の状態など種々の要因を適宜選択し
ていかなくてはならない。このことは液晶の配向性を決
定するパラメーターとしてプレチルト角が適当であるた
めにも必要な事である。この選択を簡単にするために、
配向膜と液晶材料のぬれ性、つまり表面張力という数値
で論じることができる。
配向膜上に、純水やヨウ化メチレンなどの極性の異なる
液体を滴下し、この液滴が基板面に接する時の角度を測
定し、配向膜の表面張力を算出する接触角法がある。こ
の表面張力は、極性項と非極性項(分散項ともいう)に
分離することができる。極性項は一般的に、液晶のプレ
チルトと相関性の高いパラメーターとして用いられる。
通常用いられている配向膜の表面張力の極性項の値は、
約5〜15dyne/cmとなる。
い方がプレチルト角は小さい。この場合、配向膜の表面
張力、特にその極性項が比較的大きな材料を用いればよ
い。反対に、配向膜の表面張力が小さい場合には、液晶
を吸着する力が小さいため、プレチルト角が大きくなり
やすい。配向膜の表面張力をさらに小さくすると、液晶
はセル内に注入不可能ということにもなる。このことは
液晶材料に混入する未硬化の樹脂材料に対してもある程
度あてはまることである。また、配向膜材料だけでな
く、注入される側の液晶材料や樹脂材料の表面張力を変
化させても同様のことがおこる。
び樹脂材料との吸着性、特に配向膜と樹脂材料との吸着
性が高い方が望ましいため、使用する配向膜もこの点を
考慮して選択、作製することで、樹脂の注入口付近への
吸着がより制御しやすくなる。
に公知の配向処理を施し、一軸配向処理を行う。さらに
一方の基板(110か111)上にシリカ粒子である触
媒化学製真し球をスペーサー117として散布する。ま
た別の一方の基板上にエポキシ樹脂製のシール材116
をスクリーン印刷にて形成する。そして両基板間の電極
間距離を約1.5μmとして貼り合わせ、これを空の液
晶セルとした。
の強誘電性液晶、CS1014である。この液晶のPs
は、5.4nC/cm2 であり、相系列はI(等方相)
−N(ネマティック相)−A(スメクチックA相)−C
(スメクチックC* 相)である。
硬化型樹脂であり、樹脂構成材料としてオリゴマーとモ
ノマー、そして前記オリゴマーとモノマーの混合物中に
反応開始剤が1重量%含まれている。樹脂構成材料のう
ち主に、オリゴマー骨格を疎水性もしくは親水性に調整
して、表面張力を表1のように変化させたものを4種類
用いた。
95重量%を混合して液晶混合物を形成した。この際、
混合した樹脂が液晶材料中に十分混合するように、90
℃で液晶が等方相を示すまで加熱し撹はんを行った。
した液晶セル内(基板間内)に注入した。この液晶混合
物注入の際、温度を90℃とし、真空下で2℃/hrの
速度で室温まで徐冷を行った。その結果、親水性の樹脂
材料AおよびBを用いた場合には、図2および図2のA
−A’断面図である図3に示すようにセル内(基板間
内)は液晶材料119で満たされているが、樹脂材料1
18は基板間内の注入口付近に留まっている。一方、疎
水性の樹脂材料CおよびDを用いた場合には、図4およ
び図4のB−B’断面図である図5に示すように、セル
内全面にわたって液晶混合物から樹脂材料120が排斥
される形で析出、点在した。
液晶材料と同様に一軸配向した。この配向処理終了後に
紫外線を照射することによって、樹脂材料を硬化させ、
基板間内の注入口付近の樹脂成分118もしくは点在す
るカラム状の樹脂成分120を形成する。紫外線の照射
条件は、照射強度が20mW/cm2 で照射時間が1分
であった。
樹脂材料にて封止され、注入口内部において封止を行う
ことができていた。他方、樹脂材料CおよびDを用いた
セルにおいては、注入口付近に樹脂が固まっておらず、
注入口の外側から封止を行わなければならなかった。
て封止を行った、本発明のセルを、55℃、95%RT
の高温高湿において、120hの封止の信頼性試験を行
ったが、変化は全く見られず、良好な封止を行うことが
できた。さらに、この外側を樹脂でモールドすると、一
層高い信頼性の結果を得ることができた。
測定した結果は光学装置として充分なコントラスト10
0を示した。
量%、疎水性の樹脂材料CまたはDを5重量%、液晶材
料を90重量%として液晶混合物を形成し、上記工程と
同様なセル内への注入、配向処理を行ったところ、注入
口付近に留まっている樹脂と、セル内全面にわたって点
在する樹脂の両方が存在した。これを硬化することで、
注入口内部における封止と、カラム状樹脂による基板間
隔の固定を同一工程にて行うことができた。
性質を変化させたが、他に紫外線照射やレーザ光等によ
り注入口付近の配向膜の表面張力を向上させることで、
注入口付近の樹脂の吸着力を制御することで注入口付近
へ樹脂を溜めることもできる。
り、基板の撓みによって大きな影響を受ける強誘電性液
晶を用いた例(その効果が顕著に表れる)を示したが、
他の液晶材料であっても用いることができる。
ではなく、TFTやMIM型素子を用いたアクティブマ
トリックス型の液晶表示装置に本発明の構成を利用でき
ることはいうまでもない。
入させ、注入口内部にて封止することができ、耐湿性の
向上や、イオン性物質の侵入を防止し、装置の長期にわ
たる信頼性を向上することができた。
す。
Claims (8)
- 【請求項1】 配向手段を有する一対の基板間に形成さ
れた注入口から、液晶材料と親水性を有する未硬化樹脂
との混合物を注入する液晶装置の作製方法であって、 前記親水性を有する未硬化樹脂は前記注入口付近に残留
し、且つ前記一対の基板間に前記液晶材料を満たし、 前記注入口付近に残留した親水性を有する未硬化樹脂を
硬化させ、前記注入口を塞ぐことを特徴とする液晶装置
の作製方法。 - 【請求項2】 配向手段を有する一対の基板間に形成さ
れた注入口から、液晶材料と親水性を有する未硬化樹脂
との混合物を注入する液晶装置の作製方法であって、 前記注入口付近の配向手段に光を照射することにより前
記親水性を有する未硬化樹脂を前記注入口付近に残留さ
せ、且つ前記一対の基板間に前記液晶材料を満たし、 前記注入口付近に残留した親水性を有する未硬化樹脂を
硬化させ、前記注入口を塞ぐことを特徴とする液晶装置
の作製方法。 - 【請求項3】 請求項2において、前記光はレーザー光
または紫外線であることを特徴とする液晶装置の作製方
法。 - 【請求項4】 配向手段を有する一対の基板間に形成さ
れた注入口から、 液晶材料、親水性を有する未硬化樹脂、疎水性を有する
未硬化樹脂との混合物を注入する液晶装置の作製方法で
あって、 前記親水性を有する未硬化樹脂は前記注入口付近に残留
し、且つ前記液晶材料は前記一対の基板間を満たし、且
つ前記疎水性を有する未硬化樹脂は前記一対の基板間に
点在し、 前記親水性を有する未硬化樹脂及び前記疎水性を有する
未硬化樹脂を硬化させ、前記硬化した親水性を有する未
硬化樹脂により前記注入口は塞がれ、 前記硬化した疎水性を有する未硬化樹脂により前記基板
間隔は保持されるこ とを特徴とする液晶装置の作製方
法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一において、
前記樹脂材料に紫外線を 照射することにより前記樹脂材
料を硬化させることを特徴とする液晶装置の作製方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか一において、
前記液晶材料は、強誘電性の液晶材料であることを特徴
とする液晶装置の作製方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一において、
前記未硬化樹脂は反応開始剤を含んでいることを特徴と
する液晶装置の作製方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか一において、
前記基板はガラス基板であることを特徴とする液晶装置
の作製方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15786193A JP3197393B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 液晶装置の作製方法 |
US08/252,199 US5552913A (en) | 1993-06-03 | 1994-06-01 | Liquid crystal device and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15786193A JP3197393B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 液晶装置の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06347808A JPH06347808A (ja) | 1994-12-22 |
JP3197393B2 true JP3197393B2 (ja) | 2001-08-13 |
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ID=15658995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3197393B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP15786193A patent/JP3197393B2/ja not_active Expired - Fee Related
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