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技術 液晶表示素子及び液晶表示素子の再生方法及び液晶表示素子の保管方法及び液晶表示素子を搭載した電子機器

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 日向章二小野陽一塚原昭細萱裕之今関佳克藤澤信治古川洋子
出願日 1992年7月1日 (27年8ヶ月経過) 出願番号 1992-174140
公開日 1994年3月18日 (25年11ヶ月経過) 公開番号 1994-075209
状態 特許登録済
技術分野 液晶1(応用、原理) 液晶2(構造一般、スペーサ、注入口及び封止部材) 液晶3(基板、絶縁膜及び配向部材) 液晶2(構造一般、スペーサ、注入口及びシール材) 液晶3-1(基板及び絶縁膜) 液晶材料
主要キーワード 加圧槽 構造条件 消滅時間 低温スパッタリング法 設置密度 試験具 フィルム溶着 試験治具
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年3月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (16)

目的

気泡発生による表示不良を低減させた液晶表示素子を提供する。

構成

基板1にガスバリアフィルムを用い、さらに液晶セルの端面周囲に例えばエポキシ接着剤13を塗布して硬化させ、ガス及び水分の基板への浸入を減少させた。また、前記液晶表示素子を搭載した電子機器において、液晶表示素子上に保護板を設置することにより、外力等による気泡発生を防止した。

概要

背景

従来、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の基板断面にはガスバリア処理は行われていなかった。また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の液晶は、ガラス基板を用いた液晶表示素子の液晶と同様に気体溶解度及び気体飽和度を管理せず製造されていた。

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子のスペ−サ−密度初期的に一定の厚さを挟持させることを目的に設置密度を100コ〜150コ/mm2にしていた。

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の再生は行われずにいた。

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の保管はガラス基板を用いた液晶表示素子と同様に常温常圧下で行われていた。

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板から成る液晶表示素子を搭載した電子機器の構造は、ガラス基板を用いた液晶表示素子を搭載した電子機器の構造と同様に、外圧が直接液表示素子にかかるような構造となっていた。

概要

気泡発生による表示不良を低減させた液晶表示素子を提供する。

基板1にガスバリアフィルムを用い、さらに液晶セルの端面周囲に例えばエポキシ接着剤13を塗布して硬化させ、ガス及び水分の基板への浸入を減少させた。また、前記液晶表示素子を搭載した電子機器において、液晶表示素子上に保護板を設置することにより、外力等による気泡発生を防止した。

目的

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その目的は長時間保管あるいは使用しても液晶表示素子内に気泡が発生しない信頼性の高い液晶表示素子及び液晶表示素子を搭載した電子機器を提供するところにある。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
12件

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請求項1

液晶分子配向させるための配向膜を形成した一対の可とう性のある基板スペーサーを介して一定の間隔でシール材により対向接着され、該間隔に液晶封入して成る液晶表示素子において、前記液晶表示素子の基板断面にガスバリア処理を行うことを特徴とする液晶表示素子。

請求項2

前記液晶の酸素飽和溶解度が10μl/ml以上、窒素飽和溶解度が10μl/ml以上、水蒸気飽和溶解度が100ppm以上である液晶を用いたことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。

請求項3

前記液晶表示素子の製造直後における液晶中酸素、窒素、水蒸気それぞれ、かつ、合わせた気体飽和度が0.9以下であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。

請求項4

前記液晶表示素子において、前記スペーサーの設置密度が150コ〜300コ/mm2 であり、前記フィルム基板内面上と前記配向膜間に鉛筆硬度H以上のハ−ドコ−ト層を形成してなることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子。

請求項5

前記液晶表示素子を減圧状態放置することを特徴とする液晶表示素子の再生方法

請求項6

前記液晶表示素子を加圧して気泡消滅させた後、減圧状態で放置することを特徴とする液晶表示素子の再生方法。

請求項7

前記液晶表示素子の保管を減圧状態で行うことを特徴とする液晶表示素子の保管方法

請求項8

請求項1,または2,または3,または4記載の液晶表示素子を搭載したことを特徴とする液晶表示素子を搭載した電子機器

請求項9

前記液晶表示素子上に厚さ0.5mm以上の保護板の設置を行ったことを特徴とする液晶表示素子を搭載した電子機器。

請求項10

前記液晶表示素子と前記保護板とが0.5mm以上の間隔によって配置されていることを特徴とする液晶表示素子を搭載した電子機器。

技術分野

0001

本発明は可とう性のある基板を用いた液晶表示素子及び液晶表示装置再生方法及び液晶表示装置の保管方法及び液晶表示素子を搭載した電子機器の構造に関する。

背景技術

0002

従来、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の基板断面にはガスバリア処理は行われていなかった。また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の液晶は、ガラス基板を用いた液晶表示素子の液晶と同様に気体溶解度及び気体飽和度を管理せず製造されていた。

0003

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子のスペ−サ−密度初期的に一定の厚さを挟持させることを目的に設置密度を100コ〜150コ/mm2にしていた。

0004

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の再生は行われずにいた。

0005

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板を用いた液晶表示素子の保管はガラス基板を用いた液晶表示素子と同様に常温常圧下で行われていた。

0006

また、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板から成る液晶表示素子を搭載した電子機器の構造は、ガラス基板を用いた液晶表示素子を搭載した電子機器の構造と同様に、外圧が直接液表示素子にかかるような構造となっていた。

発明が解決しようとする課題

0007

しかし、プラスチックフィルム等の可とう性のある基板から成る液晶表示素子は、ガラス基板と違いプラスチックフィルム基板自身にガスあるいは水蒸気透過性があるため、常温常圧下で保管あるいは使用することによりガスあるいは水蒸気がプラスチックフィルム基板等を透過して液晶内に溶け込んでしまうことが確認されている。このようにして液晶内に溶け込んだ気体等が飽和状態に達した場合、外力により変形しやすい可とう性のある基板から成る液晶表示素子の特性から、例えば指で押されたり、落下等により、表示面に衝撃が加わったりすると液晶表示素子内に気泡が発生し表示不良になることがあった。

0008

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その目的は長時間保管あるいは使用しても液晶表示素子内に気泡が発生しない信頼性の高い液晶表示素子及び液晶表示素子を搭載した電子機器を提供するところにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明の液晶表示素子は、液晶分子配向させるための配向膜を形成した一対の可とう性のある基板がスペーサーを介して一定の間隔でシール材により対向接着され該間隔を封止して成る液晶表示素子において、前記液晶表示素子の基板断面にガスバリア処理を行うことを特徴とする。

0010

また、前記液晶表示素子の液晶の酸素飽和溶解度が10μl/ml以上、窒素飽和溶解度が10μl/ml以上、水蒸気飽和溶解度100ppm以上である液晶を用いたこと、及び前記液晶表示素子製造直後に於ける液晶中酸素、窒素、水蒸気それぞれ、かつ、合わせた気体飽和度が0.9以下であることを特徴とする。

0011

また、前記液晶表示素子のスペーサーの数量が150コ〜300コ/mm2の密度であり、前記フィルム基板内面上と前記配向膜間に鉛筆硬度H以上のハ−ドコ−ト層を形成したことを特徴とする。

0012

また、前記液晶表示素子を減圧下で放置し、再生を行うことを特徴とする。

0013

また、前記液晶表示素子を加圧して気泡を消滅させた後、減圧下で放置し、再生を行うことを特徴とする。

0014

また、前記液晶表示素子の保管を減圧下で行うことを特徴とする。

0015

また、前記液晶表示素子上に厚さ0.5mm以上の保護板の設置を行ったことを特徴とする。

0016

また、前記液晶表示素子と前記保護板が0.5mm以上の間隔によって配置されていることを特徴とする。

0017

〔実施例1〕図1に本実施例の液晶表示素子の断面図を示す。ここで1は基板であり両方とも図10に示すような支持基板ポリカ−ボネ−トフィルム9を用いその両側にガスバリア層としてEVA(エチレン酢酸ビニル共重合体)10を塗布し更にその両側にハ−ドコ−ト層として鉛筆硬度H(日本工業規格JIS K5400 6.14項による硬度)以上のフェノキシ樹脂11を塗布したガスバリアフィルムを用いた。2はITO(インジウムスズ酸化物)膜からなる透明電極、3は配向膜、4はスペーサー、5はシール材、6は液晶である。

0018

本液晶表示素子の製造方法は、ガスバリアフィルム上に低温スパッタリング法により透明電極2を形成し、フォトリソグラフィー法により所定のパターンを形成する。その上に配向膜3をオフセット印刷により膜付けし、焼成することにより成膜する。次に、前記配向膜3を布で所定の方向に擦って配向処理を行った後、一方の基板上にシール材として所定のギャップ材を入れたエポキシ系接着剤スクリーン印刷し、基板上へスペ−サ−を湿式スプレー法により散布し、2枚の基板を対向接着した。スペーサ−の散布密度は、150コ/mm2とした。次に、液晶6を真空注入法により充墳し、注入部をエポキシ系接着剤で封止した。この液晶セル端面に図1のようにエポキシ接着剤13を塗布して硬化させ、更にセルの上下に偏光板貼付けて液晶表示素子を完成させた。また、同時に比較品として端面に接着剤を塗布しない液晶表示素子も作製した。

0019

このようにして作製した本発明の液晶表示素子と比較品の液晶表示素子を常温常圧下に放置し、放置した液晶表示素子を図12に示すように直径約1cmの硬球のついた試験具16で2kg*3秒の押し圧をかけ、液晶表示素子内に図13のような約30μmの気泡核14を作り、その消滅時間を測定する試験を行った。その結果、図6に示すように本発明の液晶表示素子のエポキシ接着剤を塗布して硬化させたものと比較品の液晶表示素子では、気泡核の消え方に差があり、比較品が20000時間で気泡核が消えなくなり、図14の気泡15のように逆に成長してしまったのに対して、本発明品は40000時間放置しても気泡核が消えることが確認された。

0020

〔実施例2〕図2に示すように、偏光板を貼付けてから端面にエポキシ接着剤を塗布して硬化させた場合も実施例1と同様の効果が得られた。

0021

〔実施例3〕図3の17に示すように、液晶セルの端面をレ−ザ−または250℃の熱刃で切断し、基板断面を溶着した場合も実施例1と同様の効果が得られた。

0022

〔実施例4〕図4に示すように、偏光板を貼付ける前の液晶セルをエポキシ接着剤の中に浸漬し液晶セル全体に皮膜を設けた後、偏光板を貼付けた場合も実施例1と同様な結果が得られた。

0023

〔実施例5〕図5に示すように、液晶セルの端面のみエポキシ接着剤に浸漬し皮膜を設けた場合も実施例1と同様の効果が得られた。

0024

〔実施例6〕実施例1のガスバリアフィルムに図11に示すような偏光素膜12をポリカ−ボネ−トフィルム9とEVA10とフェノキシ樹脂11で構成したフィルムで挟み込んだフィルムを使用し、実施例1と同様に液晶セルの端面にエポキシ接着剤を塗布して硬化させ、更にセルの上下に偏光板を貼付けて液晶表示素子を完成させた。この液晶表示素子に実施例1と同様の押し圧試験を行ったところ実施例1と同様の効果が得られた。

0025

また、実施例1から実施例6ではエポキシ接着剤を用いてガスバリア処理を行ったがEVAやPVA(ポリビニルアルコ−ル)といった他の樹脂でも同様な効果が得られる事が判明している。

0026

このように複層で構成されているガスバリアフィルムを使用した液晶表示素子であればその基板フィルムの断面を接着剤等の樹脂で覆うか、または、熱等で溶着してガスバリア処理することにより、液晶内へのガスあるいは水蒸気の透過を減少することが判明している。

0027

〔実施例7〕実施例1の製造方法に基ずき、酸素飽和溶解度が10μl/ml以上、望ましくは50μl/ml以上の液晶を用いて作成した液晶表示素子を200日放置後図12に示すような直径約1cmの硬球で2kg*3秒の押し圧をかけたところ前記液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、酸素飽和溶解度が10μl/ml未満の液晶を用いて作成した液晶表示素子には図14に示すような気泡の発生が見られた。

0028

〔実施例8〕実施例1と同様の方法で作成した液晶表示素子に窒素飽和溶解度が10μl/ml以上、望ましくは50μl/ml以上の液晶を用いた場合において、200日放置後実施例1と同様の押し圧試験を行ったところ、前記液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、窒素飽和溶解度が10μl/ml未満の液晶を用いて作成した液晶表示素子には気泡の発生が見られた。

0029

〔実施例9〕実施例1と同様の方法で作成した液晶表示素子に水蒸気飽和溶解度が100ppm以上、望ましくは300ppmの液晶を用いた場合において、200日放置後実施例1と同様の押し圧試験を行ったところ、前記液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、水蒸気飽和溶解度が100ppm未満の液晶を用いて作成した液晶表示素子には気泡の発生が見られた。
〔実施例10〕 実施例1と同様の方法で作成した液晶表示素子の製造直後における液晶中の酸素、窒素、及び水蒸気それぞれ、かつ、合わせた気体飽和度が0.9以下、望ましくは0.5以下である液晶表示素子に200日放置後実施例1と同様の押し圧試験を行ったところ、前記液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、酸素、窒素、及び水蒸気それぞれ、かつ、合わせた気体飽和度が1以上である液晶表示素子には気泡の発生が見られた。
〔実施例11〕実施例1のスペーサ−の散布密度を60コ/mm2、150コ/mm2、300コ/mm2の3水準とし、作成した3水準の液晶表示素子を200日放置後、図12に示す様な直径約1cmの硬球で2kg*3秒の押し圧をそれぞれかけたところ、スペーサーの散布密度150コ/mm2と300コ/mm2の液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、前記密度60コ/mm2の液晶表示素子には図14に示す様な気泡の発生が見られた。

0030

比較例1として、実施例1のハ−ドコ−ト層のない液晶表示素子に実施例1と同様の押し圧試験を行なったところ、スペーサー散布密度60コ/mm2と150コ/mm2と300コ/mm2の液晶表示素子に図14に示す様な気泡の発生が見られた。

0031

〔実施例12〕実施例1で作成した液晶表示素子を常温、常圧で200日間放置した後、真空乾燥機内に減圧状態(50Torr)で24時間放置し、図12に示すように直径約1cmの硬球で2kg*3秒の押し圧をかけたところ減圧状態で放置した液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、200日間放置したままの液晶表示素子には図14に示すような気泡の発生が見られた。

0032

〔実施例13〕実施例1で製造した液晶表示素子を電子機器に搭載し200日間以上使用し、何らかの衝撃が加わり液晶表示素子に気泡が発生してしまったものを加圧槽で50時間加圧(3kg/cm2)して気泡を消滅させた後、真空乾燥機内に減圧状態(50Torr)で24時間放置し、図12に示すように直径約1cmの硬球で2kg*3秒の押し圧をかけたところ気泡の発生は見られなかった。

0033

〔実施例14〕実施例1で作成した液晶表示素子を直ちに真空乾燥機内の減圧下(50Torr)に置き、その状態で200日間保管した液晶表示素子と常圧下で200日間保管した液晶表示素子を図12に示すように直径約1cmの硬球で2kg*3秒の押し圧をかけたところ、減圧下で保管した液晶表示素子には何の異常も見られなかったのに対し、常圧下で保管した液晶表示素子には図14に示す様な気泡の発生が見られた。

0034

〔実施例15〕実施例1で製造した液晶表示素子を図7に示すようにガスバリア−性のあるフィルムで真空パックした場合も実施例1と同様の効果が得られた。

0035

〔実施例16〕実施例1で製造した液晶表示素子を図8に示すようにトレイに並べガスバリア−性のあるフィルムで真空パックした場合も実施例1と同様の効果が得られた。

0036

〔実施例17〕実施例1で製造した液晶表示素子を図9に示すような構造で電子機器例えば卓上計算機に搭載させた。20は保護板、21は外形枠、22は化粧板。外形枠21で保護板20を挟持させ電子機器を完成させた。ここで保護板9の厚さl及び液晶表示素子19と保護板20の間隔dを表1に示すような値として押し圧試験を行った。図12に示すような先端形状が直径約10mmの硬球の試験治具16で、2kg*3秒の押し圧を保護板20の鉛直方向から各構造にかけた。図14に示すような液晶表示素子内に気泡15の発生が見られた構造には以下の表1にて「気泡発生」と示した。この表1より明かなように、本実施例による可とう性のある基板から成る液晶表示素子8を搭載した電子機器の構造は、保護板9の厚さが0.5mm以上または液晶表示素子19と保護板20が0.5mm以上の間隔を有していることが、気泡発生の起こらない最適な構造条件であるという結果が得られた。なお、本発明の液晶表示素子は、上記の卓上計算機のみならず、ポケットベル電子手帳計測器電話機ファクシミリ装置ICカードパーソナルコンピュータ等の表示装置として使用できる。

0037

発明の効果

0038

以上説明したように、本発明の構成としたことにより、気泡の原因である水蒸気あるいはガスの液晶内への侵入を防止するとともに、外力による気泡の発生の防止も可能である。

0039

また、気体飽和状態にある液晶表示素子を減圧下で放置することにより液晶表示素子の再生が可能であり、また、何らかの原因で気泡が発生した液晶表示素子についても加圧して気泡を消滅させた後、減圧下で放置することにより再生が可能である。

0040

また、液晶表示素子の保管を減圧下で行うことにより、液晶内への水蒸気あるいはガスの透過を最小限にすることが可能である。

0041

さらに、可とう性を有する液晶表示素子を搭載した電子機器において、液晶表示素子上に保護板を設置する構造とし、外力から液晶表示素子を保護することにより、気泡による表示不良の防止が可能である。

0042

したがって、水蒸気やガス等の侵入を防止し、かつ、外力に対しても長寿命で信頼性の高い液晶表示素子の提供が可能である。

図面の簡単な説明

0043

図1本発明の実施例1の液晶表示素子の断面を示す図。
図2本発明の実施例2の液晶表示素子の断面を示す図。
図3本発明の実施例3の液晶表示素子の断面を示す図。
図4本発明の実施例4の液晶表示素子の断面を示す図。
図5本発明の実施例5の液晶表示素子の断面を示す図。
図6本発明の実施例1の押し圧試験による放置時間と気泡核消滅時間の関係を示す図。
図7本発明の実施例15の真空パックを示す図。
図8本発明の実施例16の真空パックを示す図。
図9本発明の実施例17の液晶表示素子を搭載した電子機器の構造を示す図。
図10本発明の実施例1のガスバリアフィルムの構成を示す図。
図11本発明の実施例6のガスバリアフィルムの構成を示す図。
図12本発明の実施例1の押し圧試験具を示す図。
図13本発明の実施例1の気泡核を示す図。
図14本発明の実施例1の気泡を示す図。
図15従来の液晶表示素子の断面を示す図。

--

0044

1 .ガスバリアフィルム
2 .透明電極
3 .配向膜
4 .スペ−サ−
5 .シール材
6 .液晶
7 .偏光板
8 .反射板
9 .ポリカ−ボネ−ト
10 .EVA
11 .フェノキシ樹脂
12 .偏光素膜
13 .エポキシ接着剤
14 .気泡核
15 .気泡
16 . 押し圧試験具
17 .フィルム溶着
18 .トレイ
19 .液晶表示素子
20 .保護板
21 .外形枠
22 .化粧板
23 .減圧用パック

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