(57)【要約】【課題】気泡を発生しにくいプラスチック基板を利用した液晶パネルおよび製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】対向する２枚のプラスチック基板２１、２３と、プラスチック基板２１、２３間に封入された液晶２２とを有し、液晶セル１１を押圧して液晶を押し出したのち封止剤４７にて封止する工程において、封止剤４７を塗布した後に、プラスチック基板２１，２３を部分的に外側方向に引っ張る力５７を与えて、液晶セル１１を減圧させることで封止剤を引き込むことを特徴とする製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２枚のプラスチック基板と、前記プラスチック基板間に注入された液晶とを有し、前記液晶を注入するための注入孔を封止剤で封止する封止工程を有するプラスチック液晶パネルの製造方法において、
前記封止工程では、前記注入孔に前記封止剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記プラスチック基板を部分的に外側方向に引っ張る力を与えて、前記封止剤を前記注入孔の内部に入れる部分減圧工程とを有することを特徴とするプラスチック液晶パネルの製造方法。
【請求項２】
前記部分減圧工程では、前記プラスチック基板を部分的に吸着させることを行う請求項１に記載のプラスチック液晶パネルの製造方法。
【請求項３】
前記部分減圧工程では、粘着力を用いて前記プラスチック基板を部分的に外側方向に引っ張ることを行う請求項１に記載のプラスチック液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに関し、特にプラスチック基板を用いたプラスチック液晶パネルの封止工程を備えた製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス基板を用いた液晶パネルは生活の中で常に目にすることができるほど技術面および製造面で成熟しつつある。一方、ガラス基板をプラスチック基板に置き換えたプラスチック液晶パネルは技術面、コスト面、製造面の困難さから、薄い、割れない、曲面化使用、異型形状可能という特徴を有しながら、技術開発の途上にある。特に信頼性面に関しては有機物特有のガス透過性により、製造から日数が経過すると徐々にプラスチック液晶パネル内にガスが侵入し、落下等の衝撃を受けた場合に気泡が発生してしまうという課題があった。
【０００３】
この課題を解決するため、プラスチック基板および製品全体に強固なガスバリア層を施す構造にしたり、あるいは、衝撃緩和を行う構造で液晶パネルを衝撃から保護したりすることが種々検討されている。
【０００４】
また、液晶の注入量と気泡発生には強い相関があることが知られている。特許文献１に記載される液晶表示装置では、熱もしくは紫外線にて収縮する材料を液晶注入前の液晶セル内にあらかじめ配置しておき、液晶注入した後の液晶セルを封止した後に、熱もしくは紫外線を加え液晶セル内部容積を低減させることで、液晶セル容積に対して十分な液晶を封入し、セル内圧を高める手法が開示されている。このように液晶セル内圧をいかに制御するかが、気泡発生に影響する非常に重要な要素となる（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、液晶を液晶セルに注入した後、注入孔を封止する封止工程を行うが、この封止工程が液晶セルの内圧に影響することが分かった。以下、封止工程と液晶セルの内圧との関係を説明する。
【０００６】
図４は従来の封止工程の概略を説明した図である。図４（ａ）は液晶を注入した後の液晶セルを示した平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のにおけるＢ−Ｂ´断面図、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）は封止工程の経過を表す断面図である。なお、説明のために、縮尺は実際と異なっている。図４（ａ）および図４（ｂ）は、液晶が注入された後の液晶セルを表している。液晶セル１１は、互いに対向するプラスチック基板２１、２３における外周をシール材１３で囲み、シール材によって得られる基板間の空間に注入孔１５から、真空注入法等で注入した液晶２２が入った状態を示している。
【０００７】
図４（ｂ）に示すように、注入済みの液晶セル１１には十分な液晶が入っており、液晶セルにおけるギャップの均一性は、プラスチック基板２１、２３が柔軟性を持つため、あまりよくない。その後、図４（Ｃ）に図示するように、互いに対向するプラスチック基板２１、２３の外から加圧力４６を加えることにより、余分な液晶を押し出し、セルギャップを均一化させる。そして、図４（ｄ）に図示するように、封止剤４７を注入孔１５に塗布する塗布工程を行う。
【０００８】
そして、加圧力４６を解除して、封止剤４７を液晶セル内に引き込み、図４（ｅ）に図示するように、十分な量の封止剤４７がセル内に入り込んだ時点で、紫外線等で封止剤４７を硬化させる。以上のような工程で封止工程が完了する。このときの加圧力４６は封止剤のセル内への入り込み量に大きく影響するため、適当な封止剤の入り込み量になるよう
に調整される。
【０００９】
図５は、従来の封止工程におけるセル加圧力と封止剤充填率の関係を示したグラフである。図５に図示するように、セル加圧力が弱い状態で封止剤を塗布した場合には、封止剤をセル内部に引き込む力が極端に弱く、十分な時間をかけたとしても、封止剤充填率は低く、少量の封止剤しか引き込むことができず、封止不良もしくは、封止の信頼性を確保することが困難であった。また、液晶セル容積に対して十分な液晶を注入し、液晶セル内圧を高めれば、液晶セル内の気泡を少なくすることができるが、このように少量の封止剤しか引き込まないと、液晶セル内圧が下がり、気泡の発生を増加させるという問題が発生した。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２７０６５０号公報（第５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで本発明の目的は、柔軟なプラスチック基板を用いた液晶パネルにおいて、気泡が発生しないように液晶セル容積に対して十分な液晶量をプラスチック液晶セル内に充満させた状態で封止することである。また、信頼性の高く、生産性の高い封止工程の提供と気泡の発生しないプラスチック液晶の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の製造方法は、対向する２枚のプラスチック基板と、プラスチック基板間に封入された液晶とを有し、液晶を注入した注入孔を封止剤で封止する封止工程を有するプラスチック液晶パネルの製造方法において、封止工程では、注入孔に封止剤を塗布する塗布工程と、塗布工程の後に、プラスチック基板を部分的に外側方向に引っ張る力を与えて、封止剤を注入孔の内部に入れる部分減圧工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
この部分減圧工程では、プラスチック基板を部分的に吸着させることを行うことを特徴とする。また、この部分減圧工程では、粘着等を用いてプラスチック基板を部分的に外側方向に引っ張ることを行ってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るプラスチック液晶パネルの製造方法は、柔軟なプラスチック基板を用いた液晶パネルにおいて、気泡が発生しないように液晶セル容積に対して十分な液晶量を液晶セル内に充満させた状態で封止することができ、封止剤不足がなく信頼性の高い製造工程が可能となる。また、液晶セル内の減圧を非常に大きくすることができるため、封止剤の侵入が早くなり、封止剤の侵入待ち時間の短縮ができ、生産性の高い工程が可能となる。よって、得られたプラスチック液晶パネルにおいて、落下等の衝撃が加わった場合であっても気泡の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照して、本発明に係る液晶パネル製造方法について説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る封止工程を説明する図である。図１（ａ）は液晶を注入した後の液晶セルを示した平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ´断面図、図１（ｃ）、図１（ｄ）、図１（ｅ）は封止工程の経過を表す断面図である。
【００１７】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、液晶２２が注入された後の液晶セルを表している。液晶セル１１は、互いに対向するプラスチック基板２１、２３における外周をシール材１３
で囲み、シール材によって得られる基板間の空間に注入孔１５から、真空注入法等で注入した液晶２２が入った状態を示している。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、プラスチック基板２１、２３は剛性が低いため、液晶セルの均一なギャップが発現しない。続いて図１（ｃ）に示すように、加圧力５６を加えて液晶セルのギャップが均一になるようにする。対向する２枚のプラスチック基板２１、２３の間にはスペーサが配置されており２〜１０μｍ程度の基板間隔が保たれるように設定されている。
【００１９】
続いて図１（ｄ）に示すように、封止剤４７を注入孔１５に塗布する塗布工程を行う。封止剤４７は通常、紫外線硬化樹脂が用いられ、硬化前後において液晶材料と相溶および汚染物質の流失、反応等がない安定した材料が用いられる。
【００２０】
その後、図１（ｄ）に図示するように、液晶セルのギャップが大きくなる方向、つまりプラスチック基板２１、２３を外側方向に部分的に引っ張る力５７を与え、液晶セルの内圧を部分的に減圧する。この工程を部分減圧工程とする。そして、図１（ｅ）に図示するように、封止剤４７をセル内に強制的に液晶セル内に引き込んで、紫外線、熱等で封止剤を硬化させて、液晶セルの封止を完了する。
【００２１】
以下、部分減圧工程で用いる封止装置と、部分減圧工程を含む封止工程について詳しく説明する。図２は、本発明に係る封止工程を実現する封止装置１０の概要構成を示す図である。図２に示すように、封止装置１０は、減圧孔１４、吸着孔１２等から構成されている。
【００２２】
封止装置１０における吸着孔１２のちょうど真上の位置に、液晶が注入された液晶セル１１を設置する。この際、液晶セル１１における注入孔１５がある一辺部を封止装置１０上からはみ出すように設置する。これは、封止剤を塗布する塗布工程の際に、封止装置１０と液晶セル１１間に封止剤が入り込み、液晶セル１１を大きく汚染することを防止するためである。続いて、シリコンゴム等の弾力性のある材料を液晶セル１１の上部に配置し、弾力性のある材料と封止装置１０とで液晶セル１１を挟み、液晶セル１１に対して両基板側から物理的にわずかな圧力を加える。この工程で、液晶セル１１のギャップを均一性に保つことができる。また、この圧力で液晶を少し液晶セル１１内から押し出す。この加圧力はスペーサ等の材質、密度等に依存するが、本実施の形態では、０．０１kgf/cm2〜０．１０kgf/cm2に設定した。
【００２３】
この状態で封止剤を注入孔１５に塗布し、塗布工程を行う。その後に液晶セル加圧力を開放する。封止剤は液晶セル内に侵入するが、すでに液晶が十分な容積で入っているために、ほとんど液晶セル内に侵入することができない。
【００２４】
次に減圧孔１４から封止装置１０の内部を減圧し、吸着孔１２が液晶セル１１のプラスチック基板を部分的に吸着する部分減圧工程を行う。
【００２５】
図３は封止装置１０に設置された吸着孔１２が液晶セルを吸着した場合の変形状態を示す断面図であり、封止装置１０の吸着孔１２部と液晶セルの部分拡大図である。封止装置１０の吸着孔１２に吸着されている側のプラスチック基板２１は、吸着孔１２側に大きく変形するが、反対側のプラスチック基板２３は、プラスチック基板２１よりも吸着による変形が小さい。よって、結果的に液晶セル内の液晶２２はプラスチック基板２１、２３間が押し広げられ、セル容積が大きくなろうとするため、液晶セル内が減圧し、封止剤が液晶セル内に大きく侵入することが可能になった。また、液晶セル内の減圧を非常に大きくすることが可能なため、封止剤の侵入が早くなり、封止剤の侵入待ち時間の短縮ができた
。ここで、封止剤の粘度は高いので、封止剤が液晶セル内に入った時点で、封止剤はすぐには液晶セル外には押し出されず、吸着孔１２による吸着は解除することもできる。
【００２６】
また、封止装置１０の複数ある吸着孔１２のうち、注入孔１５に近いところの吸着孔の吸着力を他の吸着孔よりも大きくすることで、より大きく部分的に液晶セルが減圧された状態をつくることも可能である。
【００２７】
図２および図３では、部分減圧工程での吸着孔１２からプラスチック基板を部分的に吸着させて液晶セル内を減圧する方法を説明したが、その他、粘着等を用いて液晶セルのギャップを大きくする方向に引っ張る力を与えても同様の効果が得られる。例えば、粘着性を有するシートをプラスチック基板に部分的に貼り付け、シートをはがすことで力を与えてもよい。
【００２８】
このような部分減圧工程の後、十分に封止剤が液晶セル内に入り込んだ時点で、封止剤を紫外線等で硬化させる封止工程を行い、プラスチック液晶パネルを得る。本実施の形態では、プラスチック基板に可撓性であって、厚さ１００μｍのポリカーボネイト樹脂によって形成されているものを使用した。しかしながら、プラスチック基板は、これに限定されるものではなく、変性アクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ノルボルテン樹脂等であっても良く、また厚さも５０μｍ〜２５０μｍとすることができる。
【００２９】
また、図２の封止装置１０に記載した吸着孔１２パターンは一例であって、他の形状であっても良い。吸着孔１２のサイズが大きすぎるとセルを加圧する場合に、加圧できる面積が減少してしまうため、エアー加圧でセル加圧力を補うこともできる。
【００３０】
以上のような工程により、液晶セル容積に対して十分な液晶量をフィルム液晶セル内に充満させた状態で封止することができ、封止剤不足がなく信頼性の高い封止を実現することができる生産性の高い封止手法の提供と気泡の発生しないプラスチック液晶の製造が可能となった。
【００３１】
液晶２２としては、一般的に液晶パネルに用いられているＴＮ（ツイステッドネマティック）液晶等が用いられるが、これに限定されるものではなく強誘電性液晶、コレステリック液晶、ポリマーネットワーク液晶でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る封止工程を示す図である。
【図２】本発明に係る封止装置と液晶セルを示した図である。
【図３】本発明の封止装置と液晶セルの部分拡大断面図である。
【図４】従来の封止工程を説明した図である。
【図５】従来のセル加圧力と封止剤充填率の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０    封止装置
１１    液晶セル
１２    吸着孔
１３    シール材
１４    減圧孔
１５    注入孔
２１、２３    プラスチック基板
２２    液晶
４７    封止剤
４６、５６    セル加圧力
５７  セル減圧力
【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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