(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材を介して所定の間隔で貼着された一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法において、
液晶を注入するためにシール材の一部に形成した液晶注入孔より前記基板間に液晶を注入した後、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜を形成し、接着剤の液滴を吐出するインクジェットノズルにより該液晶注入孔の内部に接着剤を注入することにより、該液晶注入孔を封止する封止材を形成することを特徴とする、液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置の製造方法、液晶装置及び電子機器に係り、特に、液晶を注入するための液晶注入孔を封止する封止材を形成する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５(a)、(b)には、それぞれ一般の単純マトリックスタイプの液晶装置１００の概略断面図、概略平面図を示し、この液晶装置の構造を簡単に説明する。図５(a)、(b)において、同じ構成要素には同じ符号を付している。
【０００３】
図５(a)に示すように、基板１０１と対向基板１０２とをそれぞれの基板の周縁部においてシール材１０４を介して所定間隔で貼着し、基板１０１、対向基板１０２間に液晶層１０６を封入することにより液晶セルが形成される。基板１０１と対向基板１０２の内面上にはそれぞれ透明電極１０１ａ、１０２ａが形成されている。透明電極１０１ａ、１０２ａを形成した基板１０１、１０２の内面上にはさらに液晶を配向させるための配向膜１０１ｂ、１０２ｂが形成されている。また、基板１０１及び対向基板１０２の間の距離を一定に保つためのガラスやプラスチック、セラミックなどから形成される球状のスペーサー１０３が基板１０１、対向基板１０２間に配置されている。また、図示は省略しているが、液晶セルの裏表には偏光板、位相差板などが取り付けられている。
【０００４】
シール材１０４は図５(b)に示すように、液晶を注入するための液晶注入孔１０５を形成するように基板１１上の周縁部に形成され、液晶注入孔１０５から真空注入法などの方法により液晶装置１００の内部に液晶を注入し、液晶層１０６を形成した後、液晶注入孔１０５を封止する封止材１０７が形成される。
【０００５】
従来から、封止材１０７を形成する方法として、液晶注入孔１０５の内部に熱硬化性接着剤や光硬化性接着剤などの接着剤をシリンジ等により注入し、加熱や紫外線照射等により接着剤を硬化させる方法が一般的に行われている。
【０００６】
また、特開平９−６８７１２号には転写部材を用いて封止材１０７を形成する方法が開示されている。特開平９−６８７１２号では図６で示すように、液晶注入孔１０５より僅かに面積が大きく凹部１１３が設けられた端面を有する封止材転写部１１２を有する転写部材１１０を用いる方法により封止材の形成を行っている。図６において、液晶装置１００は平面図を示し、図５と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、説明は省略する。また、図面上は簡略化のため液晶層１０６を省略している。また、転写部材１１０は図示は省略しているが転写駆動機構に接続され、自動的に作動できるようになっている。
【０００７】
図６(a)に示すように、転写部材１１０を用い、この転写部材１１０の転写部１１２を接着剤液１２０に浸漬してこの転写部１１２の端面に接着剤１２０を付着させる。その後、図６(b)、(c)に示すように、転写部１１２の端面を液晶注入後の液晶装置１００の液晶注入孔１０５に接触させて、図６(d)に示すように、転写部１１２を液晶注入孔１０５より離すことにより付着していた接着剤を液晶注入孔１０５に転写し、その後、接着剤１２０を硬化することにより、封止材１０７を形成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のシリンジや転写部材等を用いる方法により、形成した封止材１０７の平面図を拡大して図７に示す。図７において、図５と同じ構成要素にには同じ参照符号を付し、説明は省略する。
【０００９】
図７に示すように、封止材１０７は液晶セルの外側にまで凸状に厚く形成されることが問題となっている。液晶注入孔１０５の高さはセル厚に相当し、通常数μｍ程度、液晶注入孔１０５の幅Ｌ２は５．０〜１０．０ｍｍ程度となっている。また、基板１０１の端部からシール材１０４までの距離Ｌ３は通常０．０〜０．３ｍｍ程度となり、液晶注入孔１０５の奥行きはほぼこの値に相当する。一方、液晶セルの外側に形成される封止材１０７の厚みＬ１は約０．５〜１．０ｍｍ程度となり、液晶注入孔１０５の奥行き０．０〜０．３ｍｍ程度に比較して外側に大きく形成されていることになる。
【００１０】
このように液晶セルより外側に凸状に厚く形成された封止材１０７は液晶装置１００を備える液晶モジュールや電子機器の内部において、余分なスペースを必要とし、また、用いる接着剤が余分に必要であることが問題となっている。
【００１１】
そこで、本発明は上記問題点を解決し、液晶注入孔の封止材を液晶セルの外側に凸状に厚く形成することなく、液晶注入孔の内部にのみ形成することにより、使用する接着剤の省量化を可能にする液晶装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、この製造方法により液晶モジュールや液晶装置を備える電子機器の内部において、省スペース化を可能にする液晶装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、シール材を介して所定の間隔で貼着された一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置の製造方法において、液晶を注入するためにシール材の一部に形成した液晶注入孔より前記基板間に液晶を注入した後、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜を形成し、接着剤の液滴を吐出するインクジェットノズルにより該液晶注入孔の内部に接着剤を注入することにより、該液晶注入孔を封止する封止材を形成することを特徴とする。
【００１４】
この手段によれば、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜を形成することにより、インクジェットノズルから吐出される接着剤は撥水処理膜上ではじかれるため、液晶注入孔の入口周縁部には付着せず、液晶注入孔の内部にのみ注入することができるので、封止材を液晶注入孔の内部にのみ形成することができ、使用する接着剤の省量化が可能になる。また、液晶注入孔の入口面積よりあまりに小さい断面積を有する液滴を吐出するインクジェットノズルを使用した場合には、接着剤の液滴は液晶注入孔内部の周縁部にのみ広がり、液晶注入孔の中央部を十分に埋めることができない可能性があるが、液晶注入孔の入口を容易に埋めることができる程度の大きさを有する液滴を吐出するインクジェットノズルを使用することにより液晶注入孔を完全に封止することができる。
【００１５】
さらに、この製造方法により、液晶を注入するための液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜が形成され、液晶注入孔を封止する封止材が液晶注入孔の内部にのみ形成されてなることを特徴とする液晶装置を提供することにより、液晶モジュールや液晶装置を備える電子機器の内部において、省スペース化を図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。図１に本発明に係る実施形態の単純マトリックスタイプの液晶装置１０の製造方法を示す工程図を示し、説明する。図１(a)は断面図、図１(b)〜(d)は平面図を示す。また、図１(c)、(d)は図１(b)の一部を拡大して示す図である。
【００１７】
図１(a)に示すように、対向する内表面上に透明電極１１ａ、１２ａと配向膜１１ｂ、１２ｂを形成した基板１１と対向基板１２とを、基板１１上に散布されるガラスやプラスチック、セラミックなどから形成される球状のスペーサー１３と基板１１と対向基板１２の周縁部間に形成されるシール材１４を介して貼着する。図面上では簡略化のために２本の１１ａ、１本の１２ａのみを示しているが、実際の液晶装置として必要な画素数に合わせた数（例えば、数１０本〜数１０００本）の１１ａ、１２ａを形成するものとする。
【００１８】
また、シール材１４は図１(b)に示すように基板１１上の周縁部に形成し、液晶を注入するための液晶注入孔１５を形成する。この液晶注入孔１５より、真空注入法などにより基板１１、対向基板１２間に液晶を注入し、液晶層１６を形成する。
【００１９】
次に、図１(c)に示すように、液晶注入孔１５の入口周縁部にポリ四フッ化エチレンやニッケルなどからなる撥水処理膜１７を形成する。撥水処理膜１７の膜厚は厚くてもよいが、１０〜１００ｎｍ程度に薄く形成すればよい。本実施形態においては撥水処理膜１７を液晶注入孔１５の入口周縁部にのみ形成しているが、少なくとも液晶注入孔１５の入口周縁部に形成すればよいので、例えば、液晶装置１０において液晶注入孔１５の入口側の側面全体上に形成してもよい。
【００２０】
次に、図１(d)に示すように、インクジェットプリンターなどで知られるインクジェット方式により光硬化性接着剤や熱硬化性接着剤などの接着剤を液晶注入孔１５の内部に注入し、封止材１８を形成する。このとき液晶注入孔１５の入口高さの数分の１以上、好ましくは２分の１以上で、入口高さの５０倍以下の直径を有する液滴を吐出する、図２及び図３に示すインクジェットノズル２０を用いる。インクジェットノズル２０から接着剤の液滴４０を吐出することにより液晶注入孔１５の内部に封止材１８を形成し、紫外線照射や加熱により、封止材１８の硬化を行う。最後に図示では省略しているが、液晶セルの裏表に偏光板、位相差板などを取り付け、液晶装置１０を作製する。
【００２１】
ここで、本実施形態に用いるインクジェットノズル２０の構造の一例を図２及び図３に示す。インクジェットノズル２０は、図２に示すように、例えばステンレス製のノズルプレート２１と振動板２２とを備え、両者は仕切部材（リザーバプレート）２３を介して接合されている。ノズルプレート２１と振動板２２との間には、仕切部材２３によって複数の空間２４と液溜まり２５とが形成されている。各空間２４と液溜まり２５の内部は液状の接着剤で満たされており、各空間２４と液溜まり２５とは供給口２６を介して連通している。さらに、ノズルプレート２１には、空間２４から液状の接着剤を噴射するためのノズル孔２７が設けられている。一方、振動板２２には液溜まり２５に接着剤を供給するための孔２８が形成されている。
【００２２】
また、図３に示すように、振動板２２の空間２４に対向する面と反対側の面上には圧電素子２９が接合されている。この圧電素子２９は一対の電極３０の間に位置し、通電すると圧電素子２９が外側に突出するように撓曲し、同時に圧電素子２９が接合されている振動板２２も一体となって外側に撓曲する。これによって空間２４の容積が増大する。したがって、空間２４内に増大した容積分に相当する接着剤が液溜まり２５から供給口２６を介して流入する。次に、圧電素子２９への通電を解除すると、圧電素子２９と振動板２２はともに元の形状に戻る。これにより、空間２４も元の容積に戻るため、空間２４内部の接着剤の圧力が上昇し、ノズル孔２７から基板に向けて接着剤の液滴４０が吐出される。
【００２３】
本実施形態によれば、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜を形成することにより、インクジェットノズルから吐出される接着剤は撥水処理膜にはじかれるため液晶注入孔の入口周縁部には付着せず、液晶注入孔の内部にのみ注入することができるので、封止材を液晶注入孔の内部にのみ形成することができ、使用する接着剤の省量化が可能になる。また、液晶注入孔の入口高さの数分の１以上、好ましくは２分の１以上で、入口高さの５０倍以下の直径を有する液滴を吐出するインクジェットノズルを使用することにより液晶注入孔を完全に封止することができる。
【００２４】
本実施形態においては単純マトリックスタイプの液晶装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、いかなる液晶装置にも適用することができ、例えば、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）に代表される２端子型素子やＴＦＴ（Thin-Film Transistor）に代表される３端子型素子を用いるアクティブマトリックスタイプの液晶装置にも適用することができる。
【００２５】
さらに、本発明の液晶装置の製造方法により、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜を形成され、封止材が液晶注入孔の内部にのみ形成された液晶装置を提供することにより、液晶モジュールや液晶装置を備える電子機器の内部において、省スペース化を図ることができる。
【００２６】
次に、前記の実施形態により製造された液晶装置１０を備えた電子機器の具体例について説明する。
【００２７】
図４(a)は携帯電話の一例を示した斜視図である。図４(a)において、２００は携帯電話本体を示し、２０１は前記の液晶装置１０を備えた液晶表示部を示している。
【００２８】
図４(b)はワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図４(b)において、３００は情報処理装置、３０１はキーボードなどの入力部、３０３は情報処理本体、３０２は前記の液晶装置１０を備えた液晶表示部を示している。
【００２９】
図４(c)は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図４(c)において、４００は時計本体を示し、４０１は前記の液晶装置１０を備えた液晶表示部を示している。
【００３０】
図４(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶装置１０を備えたものであるので、液晶表示部内において、省スペース化を図ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液晶注入孔より基板間に液晶を注入した後、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜を形成し、接着剤の液滴を吐出するインクジェットノズルにより液晶注入孔の内部にのみ接着剤を注入し、封止材を形成することにより、使用する接着剤の省量化を可能にする液晶装置の製造方法を提供することができる。
【００３２】
また、この方法により製造される、液晶注入孔の入口周縁部に撥水処理膜が形成され、液晶注入孔の内部にのみ封止材が形成された液晶装置を提供することにより、液晶モジュールや液晶装置を備える電子機器の内部において、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明に係る実施形態の単純マトリックスタイプの液晶装置の製造方法を示す工程図である。
【図２】  図２は本発明に係る実施形態において使用されるインクジェットノズルの一構成例を示す斜視図である。
【図３】  図３は本発明に係る実施形態において使用されるインクジェットノズルの一構成例を示す断面図である。
【図４】  図４(a)は上記実施形態により製造された液晶装置を備えた携帯電話の一例を示す図、図４(b)は上記実施形態により製造された液晶装置を備えた携帯型情報処理装置の一例を示す図、図４(c)は上記実施形態により製造された液晶装置を備えた腕時計型電子機器の一例を示す図である。
【図５】  図５(a)は一般の単純マトリックスタイプの液晶装置の構造を示す概略断面図、図５(b)は一般の単純マトリックスタイプの液晶装置の構造を示す概略平面図である。
【図６】  図６は従来技術における封止材の形成方法を示す工程図である。
【図７】  図７は従来技術により形成された封止材を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
１０                液晶装置
１１                基板
１２                対向基板
１１ａ、１２ａ      透明電極
１１ｂ、１２ｂ      配向膜
１３                スペーサー
１４                シール材
１５                液晶注入孔
１６                液晶層
１７                撥水処理膜
１８                封止材
２０                インクジェットノズル
４０                接着剤の液滴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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