JP2013117665A - Flexible display element and manufacturing method thereof - Google Patents
- ️Thu Jun 13 2013
実施形態を説明する前に、多重の隔壁(シール)が形成された2枚のフレキシブル基板をロールツーロールの貼り合せ装置で貼り合せて液晶表示素子を製造した場合の問題点について考察する。 Before describing the embodiment, the problem in the case of manufacturing a liquid crystal display element by bonding two flexible substrates on which a plurality of partition walls (seal) are formed with a roll-to-roll bonding apparatus will be considered.
貼り合せでは、2枚のフレキシブル基板の間の表示領域に対応する空間にはすべて液晶が充填され、気泡等が無いことが要求される。ロールツーロールの貼り合せプロセスでは、一方のフレキシブル基板上に液晶を一様に塗布した後、対向して配置された2枚のフレキシブル基板の一方の端部から中央部、さらに他方の端部に向かって順に、ローラ又はスキージによりプレスしていく。ここで、塗布する液晶の量は、貼り合せた2枚のフレキシブル基板間の形成される液晶層の容量より若干多くする。これにより、接着させるための圧力の印加に伴って、少量だけ余分に塗布された液晶は、余分な分が一方の端部から他方の端部に向かって移動すると共に、一部が隔壁の外側に溢れ出る。 In bonding, it is required that the space corresponding to the display area between the two flexible substrates is filled with liquid crystal and free of bubbles or the like. In the roll-to-roll bonding process, liquid crystal is uniformly applied on one flexible substrate, and then from one end of the two flexible substrates disposed opposite each other to the center and further to the other end. In order, press with rollers or squeegees. Here, the amount of liquid crystal to be applied is slightly larger than the capacity of the liquid crystal layer formed between the two bonded flexible substrates. As a result, along with the application of the pressure for bonding, the liquid crystal applied by a small amount moves excessively from one end portion to the other end portion, and a part of the liquid crystal is outside the partition wall. Overflowing.
液晶は高価である上に、隔壁外に出た液晶は、他の部分の汚れなどの原因となる。そのため、隔壁外に溢れ出る液晶はできるだけ少量であることが望ましいが、表示領域内に気泡等が生じないようにするためには、ゼロにはできない。そのため、貼り合せプロセスでは、少量の液晶が表示領域から溢れ出ることを許容することにより、安定して表示領域内を液晶で完全に充填させることができる。 The liquid crystal is expensive and the liquid crystal that has come out of the partition wall may cause contamination of other parts. For this reason, it is desirable that the amount of liquid crystal overflowing outside the partition wall is as small as possible. However, in order to prevent bubbles and the like from being generated in the display area, it cannot be reduced to zero. Therefore, in the bonding process, by allowing a small amount of liquid crystal to overflow from the display area, the display area can be filled completely with liquid crystal stably.
前述のように、隔壁を多重構造とすることにより、基板をより強力に支持できると共に、液晶をより確実に密閉可能である。多重構造の隔壁のもっとも内側の隔壁と2枚のフレキシブル基板により囲まれる空間に表示領域に対応する液晶層が形成される。この多重構造の複数の隔壁間に形成される空間に、もっとも内側の隔壁の外に溢れ出た液晶を収容することが考えられる。これにより、内側の隔壁の外に溢れ出た余分な液晶は、複数の隔壁間に形成される空間に収容され、もっとも外側の隔壁の外に出ることが無くなり、他の部分を汚すことが無くなる。 As described above, when the partition wall has a multiple structure, the substrate can be supported more strongly and the liquid crystal can be sealed more reliably. A liquid crystal layer corresponding to the display region is formed in a space surrounded by the innermost partition of the multi-structure partition and the two flexible substrates. It is conceivable that the liquid crystal overflowing outside the innermost partition is accommodated in the space formed between the plurality of partition walls of the multiple structure. As a result, excess liquid that overflows outside the inner partition is accommodated in a space formed between the plurality of partitions, and does not go out of the outermost partition and does not contaminate other portions. .
この場合、隔壁間に形成される空間では、液晶と気体(空気など)が混在することが避けられない。言い換えれば、隔壁間に形成される空間では、液晶中に気泡が形成される。 In this case, in the space formed between the partition walls, it is inevitable that liquid crystal and gas (such as air) are mixed. In other words, bubbles are formed in the liquid crystal in the space formed between the partition walls.
2枚のフレキシブル基板と複数の隔壁により密閉された空間に、液晶と気体が混在した場合、温度が変化すると、特に高温状態に変化すると、気体とそれ以外の材料との熱膨張率の差により、フレキシブル基板を剥離するように力が作用する。特に、もっとも内側の隔壁とフレキシブル基板が剥離すると、隔壁間に形成された空間内の気体や液晶が、剥離部分を通して、もっとも内側の隔壁内、すなわち表示領域内に侵入し、気泡の形成や汚染により変色した液晶による、表示欠陥を招来することになる。 When liquid crystal and gas coexist in a space sealed by two flexible substrates and a plurality of partition walls, when the temperature changes, especially when it changes to a high temperature state, due to the difference in thermal expansion coefficient between the gas and other materials A force acts to peel the flexible substrate. In particular, when the innermost partition and the flexible substrate are peeled off, the gas or liquid crystal in the space formed between the partitions enters the innermost partition, that is, the display area through the peeled portion, and bubbles are formed or contaminated. This causes display defects due to the liquid crystal discolored.
以下、表示材料として液晶を用いる液晶表示素子を例として実施形態を説明する。しかし、表示素子としては、液晶表示素子以外にも、表示材料としてエレクトロクロミック材料を含む組成液など、液体状や粘性液体状の表示材料を封入した表示素子にも適用することができる。 Hereinafter, embodiments will be described by taking a liquid crystal display element using liquid crystal as a display material as an example. However, as a display element, in addition to a liquid crystal display element, it can be applied to a display element in which a liquid or viscous liquid display material such as a composition liquid containing an electrochromic material as a display material is enclosed.
図1は、第1実施形態の液晶表示素子を形成する第1のフレキシブル電極基板を示す図であり、貼り合わされる前の状態を示す。
また、図2は、第1実施形態の液晶表示素子を形成する第2のフレキシブル電極基板を示す図であり、貼り合わされる前の状態を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a first flexible electrode substrate that forms the liquid crystal display element of the first embodiment, and shows a state before being bonded.
Moreover, FIG. 2 is a figure which shows the 2nd flexible electrode substrate which forms the liquid crystal display element of 1st Embodiment, and shows the state before bonding.
貼り合わされる前の第1のフレキシブル電極基板11及び第2のフレキシブル電極基板21は、それぞれ、可撓性の、即ちフレキシブルな材料(有機材料又は無機材料)からなる基板上に、所定の電極層及び他の機能層が形成される。 The first flexible electrode substrate 11 and the second flexible electrode substrate 21 before being bonded are each a predetermined electrode layer on a flexible substrate, that is, a flexible material (organic material or inorganic material). And other functional layers are formed.
基板の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリサルフォン(PSF)、ゼオノア(商品名)(日本ゼオン社製)、ゼオネックス(商品名)(日本ゼオン社製)、アートン(商品名)(JSR社製)等の製品に代表されるシクロオレフィン系樹脂類を使用することができる。また、石英ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料を用いることができる。 Examples of the substrate material include polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSF), ZEONOR (trade name) (manufactured by ZEON CORPORATION), ZEONEX ( Cycloolefin resins typified by products such as (trade name) (manufactured by Zeon Corporation) and Arton (trade name) (manufactured by JSR Corporation) can be used. Moreover, glass materials, such as quartz glass, soda glass, and borosilicate glass, can be used.
基板は、製造時に撓ませることが必要となる。樹脂材料からなる基板では、そのヤング率は1GPa程度〜10GPa程度であり、撓みやすい材料であるため、比較的厚めの材料まで用いることができる。基板の厚みは、材料にもよるが、1.0mm程度以下にすることが好ましい。一方、ガラス材料からなる基板では、ヤング率が60GPa程度〜90GPa程度と高いため、本実施形態で用いるためには、厚みを0.2mm程度以下にすることが好ましい。 The substrate needs to be bent during manufacture. A substrate made of a resin material has a Young's modulus of about 1 GPa to about 10 GPa, and is a material that is easily bent, so that even a relatively thick material can be used. The thickness of the substrate is preferably about 1.0 mm or less although it depends on the material. On the other hand, a substrate made of a glass material has a high Young's modulus of about 60 GPa to about 90 GPa, so that the thickness is preferably about 0.2 mm or less for use in this embodiment.
電極総は、表示素子の駆動方式により異なる。単純マトリクス型の表示素子の場合には、例えば、第1のフレキシブル電極基板11では基板上に縦方向にストライプ状に複数形成され、第2のフレキシブル電極基板21では基板上に横方向にストライプ状に複数形成される。また、アクティブマトリクス型の表示素子の場合には、一方の電極層は、互いに交差するように配置されたスキャン電極およびデータ電極と、交差部に対応して設けられたTFTおよび画素電極と、を有し、他方の電極層は全面にコモン電極を有する。 The total number of electrodes varies depending on the driving method of the display element. In the case of a simple matrix type display element, for example, the first flexible electrode substrate 11 has a plurality of stripes formed in the vertical direction on the substrate, and the second flexible electrode substrate 21 has a stripe shape in the horizontal direction on the substrate. A plurality are formed. In the case of an active matrix display element, one electrode layer includes a scan electrode and a data electrode arranged so as to intersect with each other, and a TFT and a pixel electrode provided corresponding to the intersection. The other electrode layer has a common electrode on the entire surface.
電極層は、光透過性の高いものが好ましい。電極層に用いる材料としては、公知の材料を使用することができ、例えばインジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide;ITO)が代表的であるが、その他インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide;IZO)、酸化錫等の酸化物系の透明導電膜、細長い繊維状にした銀などの金属を網目構造に配した電極、アルミニウムあるいはシリコン等の金属電極、または、ポリアニリン、ポルフィリンなどの光導電性樹脂を用いることができる。 The electrode layer preferably has a high light transmittance. As a material used for the electrode layer, a known material can be used. For example, indium tin oxide (ITO) is representative, but other indium zinc oxide (IZO), Use an oxide-based transparent conductive film such as tin oxide, an electrode in which a metal such as silver in the form of elongated fibers is arranged in a network structure, a metal electrode such as aluminum or silicon, or a photoconductive resin such as polyaniline or porphyrin be able to.
電極層上に形成される機能層は、例えば、絶縁膜、液晶分子の配列を制御するための配向膜等であり、コーティングで形成されることが好ましい。絶縁膜は、対向する電極間の短絡を防止したり、ガスバリア層として表示パネルの信頼性を向上させたりする機能を有している。配向膜には、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂およびアクリル樹脂等の有機膜や、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の無機材料を用いることができる。 The functional layer formed on the electrode layer is, for example, an insulating film or an alignment film for controlling the alignment of liquid crystal molecules, and is preferably formed by coating. The insulating film has a function of preventing a short circuit between the opposing electrodes and improving the reliability of the display panel as a gas barrier layer. For the alignment film, organic films such as polyimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyvinyl butyral resin, and acrylic resin, and inorganic materials such as silicon oxide and aluminum oxide can be used.
図1に示すように、第1のフレキシブル電極基板11の表面上には、液晶が封止される表示領域に設けられた構造体12と、構造体12の周囲に設けられた第1の隔壁(シール)13と、第1の隔壁13の周囲に設けられた第2の隔壁14とが形成されている。 As shown in FIG. 1, on the surface of the first flexible electrode substrate 11, a structure body 12 provided in a display region in which liquid crystal is sealed, and a first partition wall provided around the structure body 12 are provided. A (seal) 13 and a second partition 14 provided around the first partition 13 are formed.
構造体12は、第1のフレキシブル電極基板11の表示領域に配される液晶を一定の厚みに確保するスペーサとして機能する。構造体12の形状は、液晶を均一の厚みに確保できる形状、例えばドット状、ライン状、格子状等、任意の形状に形成することができる。本実施形態では、格子状に形成する場合を例示する。 The structure 12 functions as a spacer that ensures the liquid crystal disposed in the display area of the first flexible electrode substrate 11 with a certain thickness. The shape of the structure body 12 can be formed in an arbitrary shape such as a dot shape, a line shape, a lattice shape, or the like that can ensure the liquid crystal with a uniform thickness. In this embodiment, the case where it forms in a grid | lattice form is illustrated.
第1の隔壁13は、構造体12の周囲を囲むように形成されており、表示領域で液晶を確実に密閉封止するべく、第1のフレキシブル電極基板11と第2のフレキシブル電極基板21との貼り合せ時には両者が離間しないように確実に接着するものである。言い換えれば、貼り合わされた状態で、第1の隔壁13は、第1のフレキシブル電極基板11および第2のフレキシブル電極基板21と、液晶が封止される第1閉空間を形成する。 The first partition wall 13 is formed so as to surround the structure 12, and the first flexible electrode substrate 11, the second flexible electrode substrate 21, and the like are provided so as to securely seal and seal the liquid crystal in the display region. The two are securely bonded so that they are not separated from each other. In other words, in the bonded state, the first partition wall 13 forms a first closed space where the liquid crystal is sealed together with the first flexible electrode substrate 11 and the second flexible electrode substrate 21.
第2の隔壁14は、第1の隔壁13と同じく、第1のフレキシブル電極基板11と第2のフレキシブル電極基板21との貼り合せ時には両者が離間しないように確実に接着するものである。貼り合わされた状態で、第1の隔壁13および第2の隔壁14は、第1のフレキシブル電極基板11および第2のフレキシブル電極基板21と、第2閉空間を形成する。後述するように、この第2閉空間は、表示領域(すなわち第1閉空間)から溢れ出た液晶を収容し、第2の隔壁14より外側に拡散しないようにする。 Similar to the first partition wall 13, the second partition wall 14 is securely bonded so that the first flexible electrode substrate 11 and the second flexible electrode substrate 21 are not separated from each other at the time of bonding. In the bonded state, the first partition wall 13 and the second partition wall 14 form a second closed space with the first flexible electrode substrate 11 and the second flexible electrode substrate 21. As will be described later, the second closed space accommodates the liquid crystal overflowing from the display area (that is, the first closed space) and prevents it from diffusing outside the second partition 14.
剥離する方向に同じ力が作用した場合、第2の隔壁14は、第1の隔壁13より、第1のフレキシブル電極基板11または第2のフレキシブル電極基板21から剥離しやすくなっている。本実施形態では、第2の隔壁14の線幅は、第1の隔壁13の線幅より狭く、例えば1/2以下である。後述するように、第1の隔壁13および第2の隔壁14は、同一の材料を使用して同一の条件で形成され、同一の条件で第1のフレキシブル電極基板11または第2のフレキシブル電極基板21を接着する。その場合、隔壁の剥離しやすさは、隔壁の線幅にほぼ比例すると考えられる。そのため、本実施形態では、剥離する方向に同じ力が作用した場合、第2の隔壁14は、第1の隔壁13より、第1のフレキシブル電極基板11または第2のフレキシブル電極基板21から剥離しやすい。 When the same force is applied in the peeling direction, the second partition wall 14 is easier to peel from the first flexible electrode substrate 11 or the second flexible electrode substrate 21 than the first partition wall 13. In the present embodiment, the line width of the second partition wall 14 is narrower than the line width of the first partition wall 13, for example, ½ or less. As will be described later, the first partition wall 13 and the second partition wall 14 are formed using the same material under the same conditions, and the first flexible electrode substrate 11 or the second flexible electrode substrate under the same conditions. 21 is adhered. In that case, it is considered that the ease of separation of the partition walls is substantially proportional to the line width of the partition walls. Therefore, in the present embodiment, when the same force acts in the peeling direction, the second partition wall 14 is peeled from the first flexible electrode substrate 11 or the second flexible electrode substrate 21 by the first partition wall 13. Cheap.
本実施形態では、構造体12、第1の隔壁13および第2の隔壁14は、例えば、同一材料を用いて同時形成される。構造体12、第1の隔壁13および第2の隔壁14は、液晶層と略同じ厚みとなるため、2μm程度〜10μm程度の均一な厚さ、例えば5μm程度とされる。2μm程度よりも薄いと、相対的に面内の厚さのバラツキが大きくなり、表示ムラを招く原因となる。10μm程度よりも厚いと液晶の駆動電圧が高くなり、不都合である。従って、構造体12および第1の隔壁13の厚さを2μm程度〜10μm程度とすることが好適である。また、構造体12および第1の隔壁13は、厚さが表示領域内で揃っていることが必要であり、厚さのばらつきは、液晶の駆動方法、求められる表示品質のレベル等によって異なるが、5%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましい。 In the present embodiment, the structural body 12, the first partition wall 13, and the second partition wall 14 are simultaneously formed using the same material, for example. Since the structure 12, the first partition wall 13, and the second partition wall 14 have substantially the same thickness as the liquid crystal layer, the thickness is about 2 μm to about 10 μm, for example, about 5 μm. If the thickness is less than about 2 μm, the in-plane thickness variation is relatively large, which causes display unevenness. If it is thicker than about 10 μm, the driving voltage of the liquid crystal becomes high, which is inconvenient. Therefore, it is preferable that the thickness of the structural body 12 and the first partition wall 13 is about 2 μm to 10 μm. In addition, the structure 12 and the first partition wall 13 are required to have the same thickness in the display region, and variations in thickness vary depending on a liquid crystal driving method, a required display quality level, and the like. It is preferably 5% or less, and more preferably 2% or less.
構造体12、第1の隔壁13および第2の隔壁14の材料としては、アクリル系樹脂等を用いることができる。さらには、隔壁形状に形成した後に接着性を有していることが必要となる。ここで、接着力はT型剥離のピール強度で0.005N/cm以上有していることが好ましい。 As a material of the structure body 12, the first partition wall 13, and the second partition wall 14, acrylic resin or the like can be used. Furthermore, it is necessary to have adhesiveness after forming into a partition shape. Here, the adhesive strength is preferably 0.005 N / cm or more in terms of peel strength for T-type peeling.
本実施形態では、材料としてフォトレジストを用いる場合を例示する。具体的には、フォトリソグラフィの技術により、第1のフレキシブル電極基板11の表面上にフォトレジストを一定の厚みに塗布し、光照射、現像等を行う。これにより、第1のフレキシブル電極基板11の表面上に構造体12、第1の隔壁13および第2の隔壁14が形成される。 In this embodiment, the case where a photoresist is used as an example is illustrated. Specifically, a photoresist is applied to the surface of the first flexible electrode substrate 11 with a certain thickness by photolithography, and light irradiation, development, and the like are performed. Thereby, the structure 12, the first partition wall 13, and the second partition wall 14 are formed on the surface of the first flexible electrode substrate 11.
さらに、本実施形態においては、第2の隔壁14の外側を囲うように、隔壁材料よりも両フレキシブル基板に対して強い接着力を有する接着壁15を配置して、第1のフレキシブル電極基板11と第2のフレキシブル電極基板21を接着している。これにより、貼り合わせた両フレキシブル基板が外力により剥れることを防ぐ。 Further, in the present embodiment, the first flexible electrode substrate 11 is provided with an adhesive wall 15 having a stronger adhesive force to both flexible substrates than the partition wall material so as to surround the second partition wall 14. And the second flexible electrode substrate 21 are bonded together. Thereby, both the bonded flexible substrates are prevented from being peeled off by an external force.
ここで、接着壁15は、第2の隔壁14の周囲に、間隙をもった不連続な形状に形成されている。間隙を有する形状としては、例えば、複数の間隙を有する破線形状、間隙で離間するように並ぶ複数のドット形状等が好ましい。これにより、第2の隔壁14が剥離したときに放出される空気を表示素子の外へ逃がす機能を有する。即ち、接着壁15が間隙を有しない連続した形状のものであれば、接着壁15の内側に密閉された空間が形成され、液晶表示素子の温度が上昇したときにこの空間内の空気が膨張し、圧力上昇により第1の隔壁13および第2の隔壁14等の剥離が生じる可能性がある。本実施形態では、接着壁15が複数の間隙15aを有する破線形状に形成される場合を例示する。 Here, the adhesive wall 15 is formed in a discontinuous shape with a gap around the second partition 14. As the shape having a gap, for example, a broken line shape having a plurality of gaps, a plurality of dot shapes arranged so as to be separated by the gaps, and the like are preferable. Thus, the air released when the second partition wall 14 is released has a function of releasing the air to the outside of the display element. That is, if the bonding wall 15 has a continuous shape without a gap, a sealed space is formed inside the bonding wall 15 and the air in the space expands when the temperature of the liquid crystal display element rises. In addition, the first partition 13 and the second partition 14 may be peeled off due to an increase in pressure. In this embodiment, the case where the adhesion wall 15 is formed in a broken line shape having a plurality of gaps 15a is illustrated.
接着壁15の材料としては、第1のフレキシブル電極基板11と第2のフレキシブル電極基板21に対して、構造体12、第1の隔壁13および第2の隔壁14よりも大きな接着力を有する熱硬化性又は光硬化性の接着性に優れた樹脂等を用いることができる。用い得る樹脂の商品名の具体例としては、PS-210(三井化学社製)、TB3170B 、TB3170D、TB3170F(スリーボンド社製)、ワールドロック789(協立化学社製)、AC-A1590-VI-LV(丸紅ケミックス社製)、U1070、U1004(日本化薬社製)、フォトレックA-704、フォトレックA-782(積水化学社製)等の光硬化接着剤が挙げられる。 The material of the bonding wall 15 is a heat having a larger adhesive force than the structural body 12, the first partition wall 13, and the second partition wall 14 with respect to the first flexible electrode substrate 11 and the second flexible electrode substrate 21. A resin having excellent curable or photo-curable adhesiveness can be used. Specific examples of resin names that can be used include PS-210 (Mitsui Chemicals), TB3170B, TB3170D, TB3170F (Threebond), World Rock 789 (Kyoritsu Chemical), AC-A1590-VI- Photocurable adhesives such as LV (manufactured by Marubeni Chemix Co., Ltd.), U1070, U1004 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Photorec A-704 and Photorec A-782 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.
接着壁15は、スクリーン印刷、グラビア印刷、ディスペンサ描画等の公知の方法により、第1のフレキシブル電極基板11上に形成される。本実施形態では、接着壁15を第1のフレキシブル電極基板11上に形成する場合を例示するが、第2のフレキシブル電極基板21上に形成するようにしても良い。 The adhesive wall 15 is formed on the first flexible electrode substrate 11 by a known method such as screen printing, gravure printing, or dispenser drawing. In the present embodiment, the case where the bonding wall 15 is formed on the first flexible electrode substrate 11 is illustrated, but may be formed on the second flexible electrode substrate 21.
図2に示すように、第2のフレキシブル電極基板21の表面における表示領域上には、液晶層22が形成されている。
液晶層22は、第2のフレキシブル電極基板21の表示領域上に所定の液晶を塗布することで形成される。また、液晶層は第1のフレキシブル電極上に形成することもできる。
As shown in FIG. 2, a liquid crystal layer 22 is formed on the display area on the surface of the second flexible electrode substrate 21.
The liquid crystal layer 22 is formed by applying a predetermined liquid crystal on the display area of the second flexible electrode substrate 21. The liquid crystal layer can also be formed on the first flexible electrode.
液晶層22に用いる液晶としては、ネマティック液晶、強誘電性液晶、ブルー相液晶、コレステリック液晶、ポリマーネットワーク液晶等の公知の液晶を用いることができる。粘度が高い液晶は、貼り合せ時に、樹脂構造体の凹部を完全に充填し難くなることがある。また、ディスペンサで多数のドット状に滴下した場合には、空隙が残ることがある。このような場合には、貼り合するときのローラー又はスキージの走行速度を遅くして、充填される時間を確保する必要がある。または、加熱することにより、液晶の粘度を低下させてもよい。ここで、液晶の粘度は、300mPa・s以下であることが好ましい。この粘度は、貼り合せ時の液晶の粘度であり、加熱しながら貼り合せを行う場合は、加熱した状態における粘度を意味する。 As the liquid crystal used for the liquid crystal layer 22, known liquid crystals such as a nematic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, a blue phase liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, and a polymer network liquid crystal can be used. When the liquid crystal having a high viscosity is bonded, it may be difficult to completely fill the concave portions of the resin structure. Moreover, when dripping in many dot shape with a dispenser, a space | gap may remain. In such a case, it is necessary to slow down the running speed of the roller or squeegee at the time of pasting to ensure the filling time. Alternatively, the viscosity of the liquid crystal may be reduced by heating. Here, the viscosity of the liquid crystal is preferably 300 mPa · s or less. This viscosity is the viscosity of the liquid crystal at the time of bonding, and when bonding is performed while heating, it means the viscosity in a heated state.
第2のフレキシブル電極基板12上に液晶を塗布する方法としては、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷、スリットコータ、ダイコータ、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、バーコータ、スクリーン印刷等の公知の方法を用いることができる。なかでも、ディスペンサ塗布、インクジェット印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷は、液晶量を調整しやすいうえ、塗布領域のエッジ部に液晶が溜まり難いため、余剰の液晶を生じ難く、好都合である。ここで、第1のフレキシブル電極基板11に塗布しても良いが、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷により液晶を塗布する場合は、構造体12を形成していない第2のフレキシブル電極基板11に行う。構造体12を形成した面で行うと、均一な液晶層が形成され難い、液晶量を制御し難い、構造体12が損傷する等の問題が生じる可能性がある。ディスペンサ塗布やインクジェット印刷の場合はどちらのフレキシブル基板上に塗布しても良い。 As a method of applying the liquid crystal on the second flexible electrode substrate 12, a known method such as dispenser application, ink jet printing, slit coater, die coater, flexographic printing, gravure printing, offset printing, bar coater, screen printing, or the like may be used. it can. Among these, dispenser coating, ink jet printing, gravure printing, and gravure offset printing are convenient because it is easy to adjust the amount of liquid crystal and liquid does not easily accumulate at the edge portion of the coating region, and it is difficult to generate excess liquid crystal. Here, it may be applied to the first flexible electrode substrate 11, but when the liquid crystal is applied by gravure printing or gravure offset printing, it is applied to the second flexible electrode substrate 11 in which the structure 12 is not formed. If performed on the surface on which the structure 12 is formed, problems such as difficulty in forming a uniform liquid crystal layer, difficulty in controlling the amount of liquid crystal, and damage to the structure 12 may occur. In the case of dispenser application or inkjet printing, it may be applied on either flexible substrate.
液晶層22に用いる液晶は、両電極基板11、21を貼り合せたときに、第1の隔壁13で囲まれた内側の空間の体積よりも少し多くなるように量を調整して塗布する。第1の隔壁13で囲まれた内側の空間の体積よりも量が少ない場合には、両電極基板11、21を貼り合わせたときに、表示領域内に液晶が完全に充填されずに空隙が残り、表示欠陥を招来する。また、液晶が多過ぎると液晶を無駄に消費するのみならず、第2の隔壁14や接着壁15からはみ出し、基板の外まで拡散することになって周囲の製造装置や基板外側面に付着して、他の部分を汚してしまう。 The liquid crystal used for the liquid crystal layer 22 is applied by adjusting the amount so that the volume of the inner space surrounded by the first partition wall 13 is slightly larger when the electrode substrates 11 and 21 are bonded together. When the volume is smaller than the volume of the inner space surrounded by the first partition wall 13, the liquid crystal is not completely filled in the display area when the two electrode substrates 11 and 21 are bonded together, and a gap is formed. The rest will cause display defects. In addition, if there is too much liquid crystal, it not only wastes liquid crystal but also protrudes from the second partition wall 14 and the adhesive wall 15 and diffuses to the outside of the substrate and adheres to the surrounding manufacturing apparatus and the outer surface of the substrate. And dirty other parts.
上記のように構成された第1のフレキシブル電極基板11とフレキシブル電極基板21とを、以下のように貼り合せる。貼り合せには、ローラ又はスキージ等を用いるが、本実施形態ではローラを用いる場合を例示する。 The first flexible electrode substrate 11 and the flexible electrode substrate 21 configured as described above are bonded together as follows. For bonding, a roller or a squeegee is used, but in this embodiment, a case where a roller is used is illustrated.
図3は、液晶表示素子の製造装置を用いて両基板を貼り合せる様子を模式的に示す概略断面図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a state in which both substrates are bonded using a liquid crystal display device manufacturing apparatus.
この製造装置は、吸着板31と、表面に例えばステンレス(SUS)からなるメッシュシート32aを有する吸着ボックス32と、吸着ボックス32側に設けられたプレス用のローラ33とを有する。 The manufacturing apparatus includes a suction plate 31, a suction box 32 having a mesh sheet 32a made of, for example, stainless steel (SUS) on the surface, and a pressing roller 33 provided on the suction box 32 side.
吸着板31は、例えば第2のフレキシブル電極基板21の裏面を吸着固定するものである。吸着ボックス32は、メッシュシート32a上に例えば第1のフレキシブル電極基板11の裏面を吸着固定するものである。ローラ33は、第1のフレキシブル電極基板11の裏面を押し上げ、第1のフレキシブル電極基板11の表面を第2のフレキシブル電極基板21の表面に液晶を挟んで押圧するものである。 The suction plate 31 is, for example, for suction-fixing the back surface of the second flexible electrode substrate 21. The adsorption box 32 is for adsorbing and fixing the back surface of the first flexible electrode substrate 11 on the mesh sheet 32a, for example. The roller 33 pushes up the back surface of the first flexible electrode substrate 11 and presses the surface of the first flexible electrode substrate 11 with the liquid crystal sandwiched between the surfaces of the second flexible electrode substrate 21.
本実施形態では、フレキシブル電極基板同士の貼り合せを大気圧中で行う。図1および図2に示した第1のフレキシブル電極基板11と第2のフレキシブル電極基板21とを、構造体12及び第1、第2の隔壁13、14と液晶層22とが接触しないように所定間隔を保持したまま、表面同士を対向させた状態で位置合わせする。 In the present embodiment, the flexible electrode substrates are bonded to each other at atmospheric pressure. The first flexible electrode substrate 11 and the second flexible electrode substrate 21 shown in FIGS. 1 and 2 are arranged so that the structural body 12 and the first and second partition walls 13 and 14 and the liquid crystal layer 22 do not come into contact with each other. Positioning is performed with the surfaces facing each other while maintaining a predetermined interval.
その後、基板端部(コーナー)から中央さらに反対側の端部に向かってローラ33により両電極基板11、21をプレスしてゆく。或いは、基板の一方の辺の余白部のみ接触させて位置を合わせた後、同様にローラ33により貼り合せるようにしても良い。両電極基板11、21の位置を整合させるためには、基板面に位置合わせ用のマークを形成しておき、このマークを用いて位置合せする方法、両基板11、21の外形位置を整合させる方法等を用いても良い。 Thereafter, both electrode substrates 11 and 21 are pressed by rollers 33 from the substrate end (corner) toward the center and further to the opposite end. Alternatively, only the margins on one side of the substrate are brought into contact with each other and the positions thereof are aligned, and then the rollers 33 may be bonded together. In order to align the positions of the two electrode substrates 11 and 21, a mark for alignment is formed on the substrate surface, and a method of aligning using the marks, the outer position of both the substrates 11 and 21 are aligned. A method or the like may be used.
両電極基板11、21を一方の基板端から貼り合せする際に、両電極基板11、21の間で第1の隔壁13と第2の隔壁14との間16に第2閉空間ができ、その中に液晶の液溜りができる。これを保持しつつローラ33を他方の基板端までスライドさせてゆくことにより、気泡や微小な異物を第1の隔壁13の外側へ押し出しながら貼り合せすることができ、欠陥のない液晶表示素子を実現することができる。表示領域内を液晶で完全に充填させるためには、少量の液晶を第1の隔壁13から溢れさせながら貼り合せてゆくことが必要である。このときに、隔壁13の外側へ溢れた液晶は、第2閉空間16内で拡散が終結するように、液晶塗布量及び貼り合せ条件を調整する。 When the electrode substrates 11 and 21 are bonded from one substrate end, a second closed space is formed between the electrode substrates 11 and 21 between the first partition wall 13 and the second partition wall 14. A liquid crystal pool can be formed in it. By sliding the roller 33 to the other substrate end while holding this, it is possible to bond bubbles while pushing out bubbles and minute foreign matters to the outside of the first partition wall 13, and a liquid crystal display element having no defect is obtained. Can be realized. In order to completely fill the display area with liquid crystal, it is necessary to bond a small amount of liquid crystal while overflowing from the first partition wall 13. At this time, the liquid crystal application amount and the bonding conditions are adjusted so that the liquid overflowing to the outside of the partition wall 13 is diffused in the second closed space 16.
両電極基板11、21を貼り合せる際に、少なくとも一方の電極基板を加熱し、液晶を周囲環境よりも高い温度環境として行ってもよい。具体的には、先ず室温よりも高い温度、例えば40〜150℃程度で液晶を加熱し、両電極基板11、21を貼り合せた後、室温まで冷却する。この場合、液晶の体積が膨張した状態で両電極基板11、21の貼り合せが行われ、貼り合せを完了した後、室温まで冷却することにより、液晶が元の体積に収縮する。これにより、対向する電極基板11、21が大気圧により両側から押されて、両電極基板11、21を構造体12及び第1の隔壁13の厚みの距離まで確実に押し付けることができる。さらに、この方法により、貼り合せの際に外側からローラ33でプレスする際の圧力を低減できるため、両電極基板11、21の歪みを低減することが可能となり、さらには、異物を噛みこんでしまった場合に両電極基板へのダメージを低減することが可能となる。 When bonding both the electrode substrates 11 and 21, at least one of the electrode substrates may be heated to perform the liquid crystal in a temperature environment higher than the surrounding environment. Specifically, first, the liquid crystal is heated at a temperature higher than room temperature, for example, about 40 to 150 ° C., and both electrode substrates 11 and 21 are bonded together, and then cooled to room temperature. In this case, the electrode substrates 11 and 21 are bonded together with the volume of the liquid crystal expanded, and after the bonding is completed, the liquid crystal contracts to the original volume by cooling to room temperature. Thereby, the opposing electrode substrates 11 and 21 are pressed from both sides by the atmospheric pressure, and the electrode substrates 11 and 21 can be reliably pressed to the distance of the thickness of the structure 12 and the first partition wall 13. Furthermore, this method can reduce the pressure when pressing with the roller 33 from the outside during bonding, so that the distortion of both electrode substrates 11 and 21 can be reduced, and further, foreign matter is caught. In this case, damage to both electrode substrates can be reduced.
塗布した液晶層に表示領域内で厚みにムラがあったり、プレスする際の圧力ムラで構造体の厚みよりも多くの液晶が存在すると、構造体12とフレキシブル電極基板11、21とが接触できなくなり、或いは接触が不十分となる。本実施形態では、上記の液晶温度制御により、液晶の収縮で外圧のプレスが行われ、電極基板11、21を接着面内で均一に接着させることができる。更には、液晶の粘度が高いと流動性が低く、構造体12の凹部を充填するために長時間を要し、貼り合せ速度が遅くなる可能性がある。このような場合に、貼り合せ時に上記のように液晶を加熱することによって液晶の粘度を下げることができ、安定に貼り合せることが可能となる。 If the applied liquid crystal layer is uneven in thickness within the display area, or if there is more liquid crystal than the thickness of the structure due to pressure unevenness during pressing, the structure 12 and the flexible electrode substrates 11 and 21 can contact each other. Loss or contact is insufficient. In the present embodiment, by controlling the liquid crystal temperature, the external pressure is pressed by contraction of the liquid crystal, and the electrode substrates 11 and 21 can be uniformly bonded within the bonding surface. Furthermore, if the viscosity of the liquid crystal is high, the fluidity is low, and it takes a long time to fill the recesses of the structure 12, and the bonding speed may be slow. In such a case, the viscosity of the liquid crystal can be lowered by heating the liquid crystal as described above at the time of bonding, so that stable bonding can be achieved.
図4は、作製された液晶表示素子を示す模式図であり、(A)が貼り合わされた両電極基板を透視して示す概略平面図であり、(B)が概略断面図である。 4A and 4B are schematic views showing the manufactured liquid crystal display element, FIG. 4A is a schematic plan view showing both electrode substrates to which (A) is bonded, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view.
電極基板11、21間で構造体12の厚みで液晶の厚みが均一に規制されており、表示領域を液晶で満たし液晶が第1の隔壁13内の第1閉空間に密閉封止されて、液晶層22が形成されている。余剰の液晶は第1の隔壁13とその外側を囲む第2の隔壁14との間の第2閉空間16内で留まっている。これにより、貼り合せで余剰の液晶が第2の隔壁14、さらには接着壁15の外側にまで溢れ出て、他の部分を汚すのを防止できる。 The thickness of the liquid crystal is uniformly regulated between the electrode substrates 11 and 21 by the thickness of the structure 12, the display area is filled with liquid crystal, and the liquid crystal is hermetically sealed in the first closed space in the first partition wall 13, A liquid crystal layer 22 is formed. Excess liquid crystal remains in the second closed space 16 between the first partition wall 13 and the second partition wall 14 surrounding the first partition wall 13. Thereby, it is possible to prevent the excess liquid crystal from overflowing to the outside of the second partition wall 14 and further to the bonding wall 15 due to the bonding, and contaminating other portions.
第2閉空間16内では、余剰の液晶22aと気体(空気)が混在した状態で密閉され、気体(空気)はいくつかの気泡17の形で存在する。以下、気泡を気体(空気)17と称する場合がある。そのため、表示素子を加熱すると、全体が膨張するが、特に気体(空気)17は熱膨張率が他の部材より大きい。そのため、気泡17の部分で、気泡17を囲む第1のフレキシブル基板11、第2のフレキシブル基板21、第1の隔壁13、第2の隔壁14および液晶22aに大きな力が作用する。この力は、第1のフレキシブル基板11および第2のフレキシブル基板21を、第1の隔壁13および第2の隔壁14から剥離する方向に作用する。 In the second closed space 16, the liquid crystal 22 a and gas (air) are sealed in a mixed state, and the gas (air) exists in the form of several bubbles 17. Hereinafter, the bubbles may be referred to as gas (air) 17. Therefore, when the display element is heated, the whole expands. In particular, the gas (air) 17 has a higher thermal expansion coefficient than other members. Therefore, a large force acts on the first flexible substrate 11, the second flexible substrate 21, the first partition wall 13, the second partition wall 14, and the liquid crystal 22 a surrounding the bubble 17 at the bubble 17 portion. This force acts in a direction in which the first flexible substrate 11 and the second flexible substrate 21 are separated from the first partition wall 13 and the second partition wall 14.
前述のように、第1の隔壁13の線幅は第2の隔壁14の線幅よりも大きくなっており、第2の隔壁14の方が、第1の隔壁13より、第1のフレキシブル基板11および第2のフレキシブル基板21から剥離しやすい。そのため、表示素子を加熱し、第2閉空間16内の気体17が膨張して第2閉空間16内の圧力が増加した場合、第2の隔壁14の方が、先に第1のフレキシブル基板11および第2のフレキシブル基板21から剥離する。第2の隔壁14が剥離すると、第2閉空間16内の気体17が接着壁15で囲まれる領域およびその外側に流出するため、第2閉空間16内の圧力は急激に減少し、それ以上の第2の隔壁14の剥離が防止される。さらに、第2閉空間16内の圧力が減少するため、第1の隔壁13が剥離する恐れはなくなり、第1の隔壁13で囲まれる表示領域内は正常な状態が維持され、表示欠陥は発生しない。 As described above, the line width of the first partition wall 13 is larger than the line width of the second partition wall 14, and the second partition wall 14 is more flexible than the first partition wall 13. 11 and the second flexible substrate 21 are easily peeled off. Therefore, when the display element is heated and the gas 17 in the second closed space 16 expands to increase the pressure in the second closed space 16, the second partition wall 14 is the first flexible substrate first. 11 and the second flexible substrate 21. When the second partition wall 14 is peeled off, the gas 17 in the second closed space 16 flows out to the region surrounded by the adhesive wall 15 and to the outside thereof, so that the pressure in the second closed space 16 rapidly decreases and exceeds that. The second partition 14 is prevented from peeling off. Further, since the pressure in the second closed space 16 is reduced, there is no possibility that the first partition wall 13 is peeled off, the normal state is maintained in the display area surrounded by the first partition wall 13, and display defects occur. do not do.
なお、第2の隔壁14が剥離すると、気体17だけでなく、第2閉空間16内の液晶22aも接着壁15で囲まれる領域およびその外側に流出する。しかし、流出するのは、期待17を含めて、第2閉空間16内の圧力を緩和するのに必要な少量であり、接着壁15で囲まれる領域内に留まるので、外部に流出する液晶の量は非常に少量であり、汚れは問題にならない。 When the second partition wall 14 is peeled off, not only the gas 17 but also the liquid crystal 22a in the second closed space 16 flows out to the region surrounded by the adhesive wall 15 and the outside thereof. However, a small amount necessary for relieving the pressure in the second closed space 16 including the expectation 17 is discharged and remains in the region surrounded by the adhesive wall 15, so that the liquid crystal flowing out to the outside The amount is very small and dirt is not a problem.
しかも、第2の隔壁14と第1のフレキシブル基板11および第2のフレキシブル基板21との接着力が十分に大きく、表示素子を加熱した場合の第2閉空間16内の圧力増加に耐えられる場合には、そもそも第2の隔壁14の剥離自体が発生しない。このように、第2の隔壁14が第1の隔壁13より剥離しやすいことは、安全弁として機能する。 In addition, the adhesive force between the second partition wall 14, the first flexible substrate 11 and the second flexible substrate 21 is sufficiently large, and can withstand the pressure increase in the second closed space 16 when the display element is heated. In the first place, peeling of the second partition wall 14 does not occur. Thus, the fact that the second partition wall 14 is more easily peeled off than the first partition wall 13 functions as a safety valve.
以上説明したように、第1実施形態のフレキシブル液晶表示素子は、表示領域内に表示欠陥を生じることなく製造可能であり、液晶による外部の汚染も最小限に抑制できる。 As described above, the flexible liquid crystal display element of the first embodiment can be manufactured without causing display defects in the display area, and external contamination by liquid crystals can be suppressed to a minimum.
図5は、第2実施形態の液晶表示素子を示す模式図であり、(A)は貼り合わされた両電極基板を透視して示す概略平面図であり、(B)は隔壁部分の拡大図である。 5A and 5B are schematic views showing the liquid crystal display element of the second embodiment, wherein FIG. 5A is a schematic plan view showing both electrode substrates bonded together, and FIG. 5B is an enlarged view of a partition wall portion. is there.
図5に示すように、第2実施形態の液晶表示素子は、第1の隔壁13と第2の隔壁14との間の第2閉空間領域16に、さらに第3の隔壁18を設け、第2閉空間領域16を複数に分割することが、第1実施形態と異なる。第3の隔壁18を設けるこれにより、第2閉空間領域16の気体(気泡)が一箇所に集まるのを防止し、特に表示素子の温度が上がって第2閉空間領域16の気体が一箇所に集中するのを防止する。気体が集まって気泡の体積が増加すると、電極基板が撓み、隔壁13に対して大きな角度で剥離力が作用し、隔壁と電極基板との接着面の端部に剥離力が集中するために、剥離が生じやすくなる。第3の隔壁18を設置すれば、電極基板同士が、隔壁18により短い間隔で接着されるため、電極基板は撓みにくくなり、第1の隔壁と電極基板との接着面の全面に近い面積で接着力を確保できるようになるため、隔壁と電極基板との剥離が生じにくくなる。 As shown in FIG. 5, the liquid crystal display element of the second embodiment is further provided with a third partition wall 18 in the second closed space region 16 between the first partition wall 13 and the second partition wall 14. Different from the first embodiment is that the two closed space region 16 is divided into a plurality of parts. By providing the third partition wall 18, the gas (bubbles) in the second closed space region 16 is prevented from collecting in one place, and in particular, the temperature of the display element rises and the gas in the second closed space region 16 is placed in one place. To concentrate on. When the gas gathers and the volume of the bubbles increases, the electrode substrate bends, a peeling force acts on the partition wall 13 at a large angle, and the peeling force concentrates on the edge of the bonding surface between the partition wall and the electrode substrate. Peeling tends to occur. If the third partition wall 18 is provided, the electrode substrates are bonded to each other at a short interval by the partition wall 18, so that the electrode substrate is difficult to bend and has an area close to the entire bonding surface between the first partition wall and the electrode substrate. Since the adhesive force can be secured, the separation between the partition wall and the electrode substrate is less likely to occur.
図6は、第3実施形態の液晶表示素子を示す模式図であり、(A)は貼り合わされた両電極基板を透視して示す概略平面図であり、(B)は隔壁部分の拡大図である。 6A and 6B are schematic views showing the liquid crystal display element of the third embodiment, wherein FIG. 6A is a schematic plan view showing both electrode substrates bonded together, and FIG. 6B is an enlarged view of a partition wall portion. is there.
図6の(A)に示すように、第3実施形態の液晶表示素子は、第2実施形態と同様に、第2閉空間領域16に第3の隔壁18を設け、第2閉空間領域16を複数に分割する。ただし、第3実施形態の液晶表示素子では、第3の隔壁18は、第2実施形態ほど高密度で配置しない。第3実施形態の液晶表示素子は、図6の(B)のように、さらに第2の隔壁14の一部19の線幅を狭くしたことが第2実施形態と異なる。これにより、第2の隔壁14は、第1の隔壁13より確実に剥離しやすくなる。なお、第1実施形態および後で説明する実施形態を含めて、第2の隔壁14が第1の隔壁13より剥離しやすいのは、部分的であればよい。これは、第2の隔壁14が部分的にでも剥離すれば、第2閉空間領域16内の圧力を逃がすことができるからである。そこで、第2実施形態では、線幅の狭い部分10を、第3の隔壁18で仕切られた空間ごとに設けることが望ましい。なお、線幅の狭い部分10を、設けるので、第2の隔壁14のほかの部分の線幅は、第1の隔壁13の線幅と同じであってもよい。 As shown in FIG. 6A, in the liquid crystal display element of the third embodiment, as in the second embodiment, a third partition wall 18 is provided in the second closed space region 16, and the second closed space region 16 is provided. Is divided into multiple parts. However, in the liquid crystal display element of the third embodiment, the third partition walls 18 are not arranged as densely as the second embodiment. The liquid crystal display element of the third embodiment is different from the second embodiment in that the line width of a part 19 of the second partition 14 is further narrowed as shown in FIG. As a result, the second partition wall 14 is more easily peeled off from the first partition wall 13 reliably. In addition, it is sufficient that the second partition wall 14 is easily separated from the first partition wall 13 including the first embodiment and the embodiments described later. This is because the pressure in the second closed space region 16 can be released if the second partition wall 14 is partially separated. Therefore, in the second embodiment, it is desirable to provide the narrow line portion 10 for each space partitioned by the third partition wall 18. Since the portion 10 having a narrow line width is provided, the line width of other portions of the second partition wall 14 may be the same as the line width of the first partition wall 13.
図7は、第4実施形態の液晶表示素子を示す模式図であり、(A)は貼り合わされた両電極基板を透視して示す概略平面図であり、(B)は隔壁部分の拡大図である。 7A and 7B are schematic views showing the liquid crystal display element of the fourth embodiment, wherein FIG. 7A is a schematic plan view showing the both electrode substrates bonded together, and FIG. 7B is an enlarged view of the partition wall portion. is there.
図7の(A)に示すように、第4実施形態の液晶表示素子は、第2実施形態と同様に、第2閉空間領域16に第3の隔壁18を設け、第2閉空間領域16を複数に分割する。ただし、第4実施形態の液晶表示素子では、第3の隔壁18は、第2実施形態ほど高密度で配置しない。第4実施形態の液晶表示素子は、図7の(B)のように、さらに第2の隔壁14を凹凸形状とし、線幅を周期的に変化させたことが第2実施形態と異なる。これにより、第2の隔壁14は、第1の隔壁13より確実に剥離しやすくなる。 As shown in FIG. 7A, in the liquid crystal display element of the fourth embodiment, as in the second embodiment, a third partition wall 18 is provided in the second closed space region 16, and the second closed space region 16 is provided. Is divided into multiple parts. However, in the liquid crystal display element of the fourth embodiment, the third partition walls 18 are not arranged as densely as the second embodiment. The liquid crystal display element of the fourth embodiment is different from that of the second embodiment in that the second partition 14 is further formed into an uneven shape and the line width is periodically changed as shown in FIG. As a result, the second partition wall 14 is more easily peeled off from the first partition wall 13 reliably.
図8は、第5実施形態の液晶表示素子を示す模式図であり、(A)は貼り合わされた両電極基板を透視して示す概略平面図であり、(B)は隔壁部分の拡大図である。 8A and 8B are schematic views showing the liquid crystal display element of the fifth embodiment. FIG. 8A is a schematic plan view showing the both electrode substrates bonded together, and FIG. 8B is an enlarged view of the partition wall portion. is there.
図8の(A)に示すように、第5実施形態の液晶表示素子は、第2実施形態と同様に、第2閉空間領域16に第3の隔壁18を設け、第2閉空間領域16を複数に分割する。ただし、第5実施形態の液晶表示素子では、第3の隔壁18は、第2実施形態ほど高密度で配置しない。第5実施形態の液晶表示素子は、図8の(B)のように、さらに第2の隔壁14を波型とし、線幅を周期的に変化させたことが第2実施形態と異なる。これにより、第2の隔壁14は、第1の隔壁13より確実に剥離しやすくなる。 As shown in FIG. 8A, in the liquid crystal display element of the fifth embodiment, as in the second embodiment, the third partition wall 18 is provided in the second closed space region 16, and the second closed space region 16 is provided. Is divided into multiple parts. However, in the liquid crystal display element of the fifth embodiment, the third partition walls 18 are not arranged as densely as the second embodiment. The liquid crystal display element of the fifth embodiment is different from that of the second embodiment in that the second partition 14 is wave-shaped and the line width is periodically changed as shown in FIG. As a result, the second partition wall 14 is more easily peeled off from the first partition wall 13 reliably.
以下、本実施形態による液晶表示素子及びその製造方法の具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples of the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described.
(実施例1)
厚み0.125mmのポリカーボネート製の第1のフレキシブル電極基板の表面には、縦方向にストライプ状の電極が形成されており、その上にポリイミド配向膜が形成されている。更にポリイミド配向膜上に、ネガ型フォトレジストを塗布した後、プリベーク、露光、現像、ベークのフォトリソグラフィにより中央の表示領域には格子形状の構造体を、その周囲には連続した幅0.3mmの直線状に囲った形状の第1の隔壁およびその外周に幅0.1mmの直線状に囲った第2の隔壁を作製した。構造体及び第1の隔壁の厚みを表面段差計により測定したところ、4.75μmであった。また、第1の隔壁の線幅を0.5μmとした。
Example 1
On the surface of the first flexible electrode substrate made of polycarbonate having a thickness of 0.125 mm, striped electrodes are formed in the vertical direction, and a polyimide alignment film is formed thereon. Furthermore, after applying a negative photoresist on the polyimide alignment film, a lattice-shaped structure is formed in the central display region by pre-baking, exposure, development, and baking photolithography, and a continuous width of 0.3 mm around the periphery. A first partition wall surrounded by a straight line and a second partition wall surrounded by a straight line having a width of 0.1 mm were produced. It was 4.75 micrometers when the thickness of the structure and the 1st partition was measured with the surface level | step difference meter. The line width of the first partition was set to 0.5 μm.
更に、第1のフレキシブル電極基板上で、第2の隔壁の外側を囲むように、紫外線硬化性樹脂(商品名TB-3170F:スリーボンド社製)をディスペンサにより、複数の間隙を有する破線状に接着壁を描画した。破線の線状部分の長さは7mmであり、線状部分間の間隙の長さは3mmとした。 Furthermore, on the first flexible electrode substrate, an ultraviolet curable resin (trade name TB-3170F: manufactured by ThreeBond Co., Ltd.) is adhered in a broken line shape having a plurality of gaps so as to surround the outside of the second partition wall. Draw a wall. The length of the broken line portion was 7 mm, and the length of the gap between the line portions was 3 mm.
一方、厚み0.125mmのポリカーボネート製の第2のフレキシブル電極基板の表面には、横方向にストライプ状の電極が形成されており、その上にポリイミド配向膜が形成されている。更にポリイミド配向膜上の表示領域に相当する部位に、例えばグラビア印刷により長方形にコレステリック液晶を塗布した。液晶の粘度は60mPa・sであり、このときの液晶の総量は貼り合せ後の内容積の1.2倍であった。 On the other hand, on the surface of the second flexible electrode substrate made of polycarbonate having a thickness of 0.125 mm, striped electrodes are formed in the lateral direction, and a polyimide alignment film is formed thereon. Further, a cholesteric liquid crystal was applied in a rectangular shape to the display region on the polyimide alignment film by, for example, gravure printing. The viscosity of the liquid crystal was 60 mPa · s, and the total amount of liquid crystal at this time was 1.2 times the internal volume after bonding.
第1のフレキシブル電極基板と第2のフレキシブル電極基板とを、図3の製造装置を用いて貼り合せた。貼り合わされた両電極基板を、中央部位の構造体及び第1の隔壁とその内側の領域を遮光して紫外線(UV)照射を行い、第2の隔壁を硬化させた。液晶は、第1の隔壁の内側に充填され、第2の隔壁の内側の空間にも少量が存在する。最後に110℃で10分間の加熱を行い、液晶を等方化させた後、室温まで冷却して液晶表示素子を完成させた。この時、空気の膨張により第2の隔壁の一部が剥れて、空気が第2の隔壁の外に出たが、第1の隔壁の内側の液晶には影響はなかった。さらに、この液晶表示素子を70℃環境下に1000h放置したところ、第1の隔壁の内側は変化がなく、電圧を印加して駆動させた場合でも、加熱前からの変化も見られなかった。 The 1st flexible electrode board | substrate and the 2nd flexible electrode board | substrate were bonded together using the manufacturing apparatus of FIG. The two electrode substrates thus bonded were irradiated with ultraviolet rays (UV) while shielding the structure at the central portion and the first partition and the inner region, thereby curing the second partition. The liquid crystal is filled inside the first partition and a small amount is also present in the space inside the second partition. Finally, heating was performed at 110 ° C. for 10 minutes to make the liquid crystal isotropic, and then cooled to room temperature to complete a liquid crystal display element. At this time, part of the second partition wall was peeled off due to the expansion of air, and the air came out of the second partition wall, but the liquid crystal inside the first partition wall was not affected. Furthermore, when this liquid crystal display element was left in a 70 ° C. environment for 1000 hours, the inside of the first partition wall did not change, and even when it was driven by applying a voltage, no change from before heating was observed.
(比較例1)
実施例1において、第2の隔壁の幅を第1の隔壁と同じく0.3mmとした以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。この場合、110℃で10分間の加熱を行い、液晶を等方化させる工程において、第1の隔壁の一部が剥れて、表示領域内に空気の進入が生じ、表示欠陥となった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1 except that the width of the second partition wall was set to 0.3 mm as in the first partition wall. In this case, in the step of heating at 110 ° C. for 10 minutes to make the liquid crystal isotropic, a part of the first partition wall was peeled off and air entered into the display region, resulting in a display defect.
(実施例2)
実施例1において、第1の隔壁の外周部で第1の隔壁と第2の隔壁の中間に1本およびそれに直交し、その両端が第1の隔壁と第2の隔壁を接触する形状の第3の隔壁を0.3mm刻みで配置したした以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子を作製した。ここで、第3の隔壁の幅は0.1mmとした。この表示素子を110℃で10分間の加熱を行った際でも、隔壁の剥離は全く生じることはなく、さらに、70℃環境下に1000h放置したところ、第1の隔壁の内側は変化がなく、電圧を印加して駆動させた場合でも、加熱前からの変化も見られなかった。
(Example 2)
In the first embodiment, the outer periphery of the first partition wall is one in the middle of the first partition wall and the second partition wall and perpendicular to the first partition wall, and both ends thereof contact the first partition wall and the second partition wall. A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the three partition walls were arranged in increments of 0.3 mm. Here, the width of the third partition wall was set to 0.1 mm. Even when this display element was heated at 110 ° C. for 10 minutes, the separation of the partition wall did not occur at all. Further, when the display element was left in a 70 ° C. environment for 1000 hours, the inside of the first partition wall did not change, Even when driven by applying a voltage, no change from before heating was observed.
(比較例2)
実施例2において、第1のフレキシブル電極基板の吸着板を加熱せずに室温環境下で両電極基板の貼り合せを行ったところ、表示領域内に液晶の無い空隙が見られた。これは、貼り合せ時に液晶のドット同士が合一化する前に第1の隔壁の内側に液晶が封止され、液晶内に空気が閉じ込められて逃げられなくなったためと考えられる。
(Comparative Example 2)
In Example 2, when both electrode substrates were bonded together in a room temperature environment without heating the suction plate of the first flexible electrode substrate, a void without liquid crystal was seen in the display region. This is probably because the liquid crystal was sealed inside the first partition before the liquid crystal dots were united at the time of bonding, and air was trapped in the liquid crystal and could not escape.
以上実施形態を説明したが、各部の形状等については、さらに別の変形例が可能である。例えば、構造体12、第1の隔壁13および第2の隔壁14の形状は、説明した以外にも各種の形状が考えられ、特に第2の隔壁14の一部分の線幅が狭い形状についてはいろいろな変形例が可能であることは、当業者には容易に理解できることである。 Although the embodiments have been described above, still other modified examples are possible for the shape and the like of each part. For example, the shape of the structure 12, the first partition wall 13 and the second partition wall 14 may be various shapes other than those described above, and particularly various shapes having a narrow line width in a part of the second partition wall 14. Those skilled in the art can easily understand that various modifications are possible.
また、貼り合せ時に、表示素子の一方の辺から他方の辺に向かって順に押し当てる場合、余剰の液晶はほとんど他方の辺に溢れ出る。そこで、貼り合せを開始する側には第2閉空間を形成せず、他方の辺のみまたは他方の辺とその間の2辺にのみ第2閉空間を形成するようにしてもよい。 Further, when the display elements are pressed sequentially from one side of the display element toward the other side, excess liquid crystal almost overflows to the other side. Therefore, the second closed space may be formed only on the other side or on the other side and the two sides between them without forming the second closed space on the side where the bonding is started.
さらに、実施形態では、第1の隔壁13および第2の隔壁14は同じ材料で形成したが、例えば第2の隔壁14の接着力が、第1の隔壁13の接着力より小さくなるような材料を選択して、第2の隔壁14の接着力を小さくすることも可能である。 Furthermore, in the embodiment, the first partition wall 13 and the second partition wall 14 are formed of the same material. However, for example, a material in which the adhesive force of the second partition wall 14 is smaller than the adhesive force of the first partition wall 13. It is also possible to reduce the adhesive strength of the second partition 14 by selecting.
さらに、上記の実施形態では、表示材料として液晶を使用した例を説明したが、前述のように、表示材料は液晶に限定されず、エレクトロクロミック材料などの液体の表示材料挟持するフレキシブル表示装置であれば、開示の技術が適用可能である。 Furthermore, in the above embodiment, an example in which liquid crystal is used as the display material has been described. However, as described above, the display material is not limited to liquid crystal, and a flexible display device that holds a liquid display material such as an electrochromic material. If so, the disclosed technique is applicable.
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。 Although the embodiment has been described above, all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology. It is not intended to limit the scope of the invention, and the construction of such examples in the specification does not indicate the advantages and disadvantages of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.