(57)【要約】【課題】液晶セルの封止工程において封孔材の界面における接着不良の改善、注入口付近における液晶の配向不良を改善した液晶セルの製造方法を提供すること。【解決手段】２枚の透明基板を所定の間隙を持ち、透明基板の一辺側に注入口を有するシールの内側に液晶を充填し、注入口に紫外線硬化型の封孔材を塗布したセルを形成するセル形成工程と、封孔材に紫外線照射して、封孔材を硬化させる封止工程とを有し、前述した封止工程が、封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程からなり、封孔材仮硬化工程において液晶を第１の温度として収縮させ、未硬化の封孔材を引き込み紫外線照射を行い仮硬化させ、第２の温度にて仮硬化した封孔材に紫外線照射を行い本硬化させることにより液晶セルの製造を行う。【選択図】図５
2008233626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶セルの製造方法において、
注入口を有するシール材を介して、所定の間隙を持って２枚の透明基板を貼り合わせ、前記注入口から前記間隙に液晶を注入した後に、前記注入口に封孔材を塗布するセル形成工程と、
第１の温度に前記液晶を冷却して収縮させることにより、前記封孔材の一部を前記注入口の内部に引き込ませた状態で、前記封孔材に紫外線を照射して仮硬化させる封孔材仮硬化工程と、
前記第１の温度よりも高い第２の温度とした後に、仮硬化された前記封孔材に再度紫外線を照射して本硬化させる封孔材本硬化工程と、を有する
ことを特徴とする液晶セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶セルの製造方法に関し、特に、液晶セルの封止工程における封孔材の硬化不十分による封孔材の接着不良と等方性処理にて発生する封孔材の硬化不十分による液晶の配向不良を改善した、液晶セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶セルの製造方法において、液晶が注入され封孔材が塗布されたセルの液晶を冷却することで、注入口から引き込まれた封孔材をＵＶ硬化する液晶セルの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照のこと）。
【０００３】
ここでこの従来の液晶セルの製造方法について図７、図８を用いて説明する。
図７は、従来の液晶セルの製造方法におけるセル形成工程を示す平面図である。図８は、従来の液晶セルの製造方法における封止工程を示す平面図である。
【０００４】
従来の液晶セルの製造方法は、セル形成工程と、封止工程とからなり、このセル形成工程は、二枚の透明基板を所定の間隙を持って、注入口を有するシールを介して貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、注入口から液晶を注入する液晶注入工程と、液晶を注入した注入口に封孔材を塗布する封孔材塗布工程とからなる。このセル形成工程が終了した段階で、注入口に塗布された封孔材を硬化させる封止工程を行うものである。
【０００５】
まず、図７のように、セル形成工程における基板貼り合わせ工程によって、二枚の透明基板１を注入口２３を有するシール材３を介して所定の間隙を持って貼り合わせ、液晶注入工程によって、注入口２３からこの間隙に真空注入法により液晶４を充填し、封孔材塗布工程によって、この注入口２３に未硬化の封孔材５ａを塗布する。
【０００６】
その後、図８（ａ）のように、封止工程によって、液晶４が注入されたセルの一部を揮発性の高い液体１２の気化潜熱で冷却することにより、液晶４を収縮させるとともに、紫外線硬化型樹脂からなる未硬化の封孔材５ａをセル内に引き込ませる。そして、図８（ｂ）に示す様に、注入口２３内部に未硬化の封孔材５ａを引き込ませた状態で、光源７から紫外線を未硬化の封孔材５ａに照射して、完全に硬化した封孔材５ｃを得る。以上のプロセスを経て、液晶４を蓋閉する封止工程が完了し、目的の液晶セルが完成する。
【０００７】
この様にして、セル形成工程と封止工程を経ることにより、封孔材５ｃが注入口２３の内部に十分に引き込まれた状態で液晶４を封止した液晶セルを製造することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１８６３８５号公報（第２−３頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の液晶セルの製造方法によれば、外形サイズが比較的大きい液晶セルを製造する場合に、先に示したように、本硬化した封孔材５ｃが注入口２３の内部に十分に引き込まれた状態で液晶４を封止した液晶セルを製造することができる。ところが、熱容量が小さく、小型で、かつ薄型の液晶セルを製造しようとした場合に、下記記載の問題点が発生してしまう。この問題点について図９を用いて説明する。図９は、従来の封止工程に従って作製された熱容量が小さく、外形サイズが小型で、かつ薄型の液晶セルの注入口付近の状態を示す要部拡大図面である。
【００１０】
従来の液晶セルの製造方法における封止工程においては、図８（ａ）に示した様に、外形サイズが小型で、かつ薄型のセルの一部を冷却すれば、未硬化の封孔材５ａを、注入口２３内部に引き込むことができるが、小型、薄型であるがために未硬化の封孔材５ａを含むセル全体が十分に冷却されてしまう。その状態で未硬化の封孔材５ａへ紫外線照射を行っても、未硬化の封孔材５ａは、液晶４とともに冷却されているため、未硬化の封孔材５ａが完全に硬化することはない。
【００１１】
そして、封孔材が未硬化あるいは硬化不十分な状態で封止工程が終了した後に、等方性処理（液晶セルを加熱処理することで、一旦液晶を等方状態とし、この加熱した状態から徐々に冷却することにより、液晶を配向させる処理）を行ってしまうと、図９のように未硬化あるいは硬化不十分の封孔材５ｃが液晶４の熱膨張によって押し戻されたり、シール材３と未硬化あるいは硬化不十分の封孔材５ｃの界面や二枚の透明基板１と未硬化あるいは硬化不十分の封孔材５ｃの界面において接着不良を引き起こしたりする。また、未硬化あるいは硬化不十分の封孔材５ｃの成分が液晶中に溶け出すことにより、液晶の配向乱れ１１を引き起こしてしまうこともある。
【００１２】
この様に形成された液晶セルは、完全に注入口の封止が行われていないので、信頼性が不十分であったり、外部温度の変動があった場合にセル内の液晶４に気泡などが発生してしまうことがあった。この様に、外形サイズが小型で、かつ薄型の液晶セルを製造しようとすると、製造上の不良率が飛躍的に大きくなる傾向にあるので、この問題は無視できないものとなる。
【００１３】
したがって、従来の液晶セルの製造方法によれば、封止工程の後に必ず封孔状態を確認し、不良セルを選別するための外観検査を行うのが必須とされていた。
【００１４】
そこで、本発明は上記課題を解決し、液晶セルの封止工程において封孔材とシール材の界面や封孔材と二枚の透明基板の界面における接着不良、注入口付近における液晶の配向不良を改善した液晶セルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の液晶セルの製造方法は、基本的に下記記載の構成要件を有するものである。
【００１６】
本発明の液晶セルの製造方法は、注入口を有するシール材を介して、所定の間隙を持って２枚の透明基板を貼り合わせ、この注入口からその間隙に液晶を注入した後に、注入口に紫外線硬化型樹脂からなる封孔材を塗布するセル形成工程と、第１の温度に液晶を冷却して収縮させることにより、封孔材の一部を注入口の内部に引き込ませた状態で、紫外線を照射して仮硬化させる封孔材仮硬化工程と、第１の温度よりも高い第２の温度とした後に、仮硬化した封孔材に再度紫外線を照射して本硬化させる封孔材本硬化工程を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の液晶セルの製造方法は、外形サイズが小型で薄型の液晶セルを製造する場合であっても、封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程において、第一の温度での封孔材への紫外線照射と、第二の温度での紫外線照射を段階的に行うことによって、等方性処理における液晶の熱膨張によるシール材と封孔材の界面や、二枚の透明基板と封孔材の界面で起こる未硬化の封孔材の押し戻しや、封孔材の未硬化成分による液晶への汚染を防ぐことができる。
【００１８】
つまり、本発明の製造方法で液晶セルを作成すれば、本硬化した封孔材が注入口の内部
に十分に引き込まれた状態で液晶４を封止したセルとすることができる。その結果、外部温度が変動したとしても、液晶に気泡が発生することがない信頼性に優れた液晶セルを得ることができる。
【００１９】
また、本発明の液晶セルの製造方法は、特に液晶セルの外形寸法が小さく、かつセルの厚みが薄い場合にその効果が顕著となる。従来の製造方法で製造した液晶セルは、製造歩留まりが悪かったために、封止工程が完了した後に行っていた封孔状態の外観検査が必須とされていたが、本発明の製造方法で作成した液晶セルは、製造歩留まりが格段に向上するので、この外観検査が不要となる。この液晶セルの製造歩留まりの改善により、製造作業効率も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の液晶セルの製造方法は、注入口を有するシール材を介して、所定の間隙を持って２枚の透明基板を貼り合わせ、この注入口から液晶を注入した後に、注入口に紫外線硬化型樹脂からなる封孔材を塗布するセル形成工程と、第１の温度に液晶を冷却して、液晶の体積を収縮させることにより、封孔材の一部を注入口の内部に引き込ませた状態で、封孔材に紫外線を照射して、この封孔材を仮硬化させる封孔材仮硬化工程と、第１の温度よりも高い第２の温度とした後に、仮硬化した封孔材に再度紫外線を照射して、この封孔材を本硬化させる封孔材本硬化工程とを有するものである。ここで、上記工程の詳細を順に説明する。
【００２１】
初めに、セル形成工程について説明する。図１は、本発明の液晶セルの製造方法におけるセル形成工程における液晶注入工程を行った状態を示す図面であり、本図（ａ）は、この状態での上部平面図であり、本図（ｂ）は、（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。図２は、本発明の液晶セルの製造方法におけるセル形成工程における封孔材塗布工程後のセルを示す図面である。
【００２２】
本発明の液晶セルの製造方法におけるセル形成工程は、従来の製造方法と同様に行われる、基板貼り合わせ工程と、液晶注入工程と、封孔材塗布工程とからなる。
【００２３】
まず、図１に示すセル形成工程における基板貼り合わせ工程によって、セル形成工程によって、透明電極２ａと配向膜２ｂが形成された、二枚の透明基板１における透明電極２ａを対向させて配置し、この透明基板１を所定の間隙を持って枠状のシール材３を介して接合する。ここで二枚の透明基板１の間隙は、例えばシール材３内に混入される円柱状、または球状のスペーサによって規制される。
【００２４】
その後、液晶注入工程によって、このセルの内部（間隙）に従来の工程と同様にして、真空注入法によりシール材３に形成された注入口２３から液晶４を充填して、図１に示す構成を得る。
【００２５】
次に、図２に示す封孔剤塗布工程によって、紫外線硬化型樹脂からなる封孔材５ａを注入口２３に塗布する。この段階での封孔材５ａは未硬化の状態である。なお、ここでは、Ａｌｌｙｌ系を主成分とする紫外線硬化型樹脂からなる封孔材５ａを用いた。
【００２６】
次に、本発明の特徴部分である封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程からなる封止工程について図３〜図６を用いて説明する。図３は、本発明の液晶セルの製造方法における封孔材仮硬化工程を示す図面である。図４は、本発明の液晶セルの製造方法における封孔材本硬化工程を示す図面である。図５は、本発明の液晶セルの製造方法における封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程での注入口付近（封孔材）の温度プロファイルを示す図面である。図６は、本発明の液晶セルの製造方法により形成された液晶セルの注入口付近の状態
を示す要部拡大図面である。
【００２７】
なお、図５における縦軸は、「注入口付近（封孔材）の温度」を示し、横軸は、「紫外線照射時間」を示している。また、本図面に示したａ−ｂ間は封孔材仮硬化工程における紫外線照射時間を示し、ｃ−ｄ間は封孔材本硬化工程における紫外線照射時間を示している。但し、図５は封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程における注入口付近（封孔材）の温度調節の仕方の一例を示しているに過ぎないことに留意されたい。
【００２８】
この封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程で用いる装置は、図３に示す様に、液晶４が充填されたセルが恒温槽６内に載置され、セルの全体を所定の温度にすることが可能となっており、さらに未硬化の封孔材５ａを仮硬化、および本硬化させるための光源７が設置されている。
【００２９】
まず、図３、図５に示す封孔材仮硬化工程によって、恒温槽６によりセルの温度を制御して、第１の温度（例えば、−１５℃）に液晶４を冷却する。するとこの液晶４の体積が収縮することにより、紫外線硬化型樹脂からなる未硬化の封孔材５ａはセル内部（注入口２３の内部）に引き込まれる。その後、セル内部に引き込まれた紫外線硬化型樹脂からなる未硬化の封孔材５ａに、メタルハライドランプからなる光源７（照射強度１２ｍＷ/ｃｍ２）から紫外線を９０ｓｅｃ（仮硬化期間ａ−ｂの紫外線照射時間）照射して、セル内部に未硬化の封孔材５ａが引き込まれた状態で仮硬化した封孔材５ｂを得る。ここでは、封孔材本硬化工程において第１の温度よりも高い第２の温度（後に行う封孔材本硬化工程での温度）にて膨張した液晶４に対して、仮硬化したときの封孔状態が保てる程に封孔材５ａの仮硬化を行うものとする。
【００３０】
次に、図４、図５に示す封孔材本硬化工程によって、注入口２３から十分に引き込まれて仮硬化した封孔材５ｂとした状態で、恒温槽６にてセルを温度制御し、セル全体を第２の温度（例えば、２５℃）に調節する。ここで第１の温度から第２の温度に変わると、液晶４は膨張することとなるが、封孔材仮硬化工程で未硬化の封孔材５ａの表面が仮硬化して封孔材５ｂとなって透明基板１等の他の部材との密着力を保っているので、封孔材５ｂと他の部材との剥離等の問題は生じない。それは、先に示したように、第１の温度よりも高い第２の温度（後に行う封孔材本硬化工程での温度）にて膨張した液晶４に対して、仮硬化したときの封孔状態が保てる程に封孔材５ｂが仮硬化しているからである。
【００３１】
次に、紫外線硬化型樹脂からなる仮硬化した封孔材５ｂに対して、この第２の温度に保った状態で、メタルハライドランプからなる光源７（照射強度１２ｍＷ/ｃｍ２）から再び紫外線を９０ｓｅｃ（本硬化期間ｃ−ｄの紫外線照射時間）照射し、仮硬化した封孔材５ｂを本硬化させて封孔材５ｃとする。なお、ここでの第２の温度は、第１の温度より高い温度であり、仮硬化した封孔材５ｂへの紫外線照射により、仮硬化した封孔材５ｂの硬化反応が十分に促進される温度とすることが必須となる。つまり、第１の温度よりも若干高い第２の温度が、封孔材５ｂの硬化反応が促進し難い温度であると、封孔材５ｂを完全に硬化させることができなくなり、そのままの状態で等方性処理を行うと、液晶４に配向乱れが起こり、液晶セルの信頼性を低下させてしまうことは、先に説明した通りである。
【００３２】
この様にして、封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程を経た液晶セルは、課題の欄で図９を用いて説明をした、等方性処理による液晶４の熱膨張による封孔材５ｃの接着不良や、封孔材５ｃの未硬化成分が液晶中に溶け出すことによる液晶４の配向不良を極力抑えることができる。
【００３３】
そして、第１の温度による封孔材仮硬化工程と、第２の温度による封孔材本硬化工程により、図６に示す様に、未硬化状態の封孔材５ｃが液晶４によって押し戻されることなく
、シール材３と封孔材５ｃや、透明基板１と封孔材５ｃとの界面が確実に接着され、液晶の配向不良のない液晶セルを製造することができる。
【００３４】
したがって、上記した封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程により、本硬化した封孔材５ｃが注入口２３の内部に十分に引き込まれた状態で、液晶４を封止した液晶セルを製造することができる。そして、本工程により製造された液晶セルは、気泡の発生が起こらない信頼性が高いセルとなる。その結果、図６に示すような安定した液晶セルの作製が可能となり、封孔状態の外観検査による不良液晶セルの選別も不必要となり、液晶セルの生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の液晶セルの製造方法のセル形成工程における液晶注入工程を示す図面である。
【図２】本発明の液晶セルの製造方法のセル形成工程における封孔材塗布工程を示す図面である。
【図３】本発明の液晶セルの製造方法における封孔材仮硬化工程を示す図面である。
【図４】本発明の液晶セルの製造方法における封孔材本硬化工程を示す図面である。
【図５】本発明の液晶セルの製造方法における封孔材仮硬化工程と封孔材本硬化工程における注入口付近（封孔材）の温度プロファイルを示す図面である。
【図６】本発明の液晶セルの製造方法により形成された液晶セルの注入口付近の状態を示す要部拡大図面である。
【図７】従来の液晶セルの製造方法におけるセル形成工程を示す図面である。
【図８】従来の液晶セルの製造方法における封止工程を示す図面である。
【図９】従来の液晶セルの注入口付近の状態を示す要部拡大図面である。
【符号の説明】
【００３６】
１  透明基板
２ａ  透明電極
２ｂ  配向膜
３  シール材
４  液晶
５ａ〜５ｃ  封孔材
６  恒温槽
７  光源
２３  注入口
【図１】
2008233626.tif 000003
【図２】
2008233626.tif 000004
【図３】
2008233626.tif 000005
【図４】
2008233626.tif 000006
【図５】
2008233626.tif 000007
【図６】
2008233626.tif 000008
【図７】
2008233626.tif 000009
【図８】
2008233626.tif 000010
【図９】
2008233626.tif 000011