JP2000010093A - 液晶素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貼付する偏光フィルムの接着力を高めると共
に、偏光フィルムが貼付されない領域には水滴や汚れが
再度付着することがないようにした液晶素子及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 液晶を挟持した一対の基板の少なくとも
一方の基板の外表面の一部に有機フィルムを貼付すると
共に、一方の基板の外表面の、有機フィルムを貼付する
領域Ｐａの水の接触角を６０°以下とし、有機フィルム
を貼付する領域Ｐａ以外の領域Ｐｂで水の接触角が６０
°を越える領域が存在するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子及びその
製造方法に関し、特に汚れや耐湿性に優れ、なおかつ有
機フィルムの接着力が高められた大型の液晶素子及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶素子の一例である液晶パ
ネルは、平行に配置された一対の基板を備えており、こ
れらの基板の間隙には液晶が挟持されている。また、こ
れらの基板の外面（以下、パネル表面という）には有機
フィルムの一例である偏光フィルムが直接貼付されてい
る。

【０００３】ところで、この液晶パネルは、 様々な工程を経て加工された一対の基板を貼り合わ
せるための基板貼り合わせ工程 基板間隙に液晶を注入するための液晶注入工程 パネル表面に偏光フィルムを貼付するための偏光フ
ィルム貼付工程等を有する製造方法により製造されてい
る。

【０００４】なお、偏光フィルムを貼付する前のパネル
表面には様々な汚れが付着しており、かかる汚れは偏光
フィルムの接着力を弱めることから、偏光フィルムを貼
付するに際してはパネル表面の簡単な洗浄が行なわれて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の液晶パネルの製造方法において、簡単な洗浄だけで
はパネル表面の汚れを完全には除去することができな
い。特に、製造プロセスで、例えばシリコン樹脂を配合
した処理剤等が使用された際、この処理剤によってパネ
ル表面が汚染され、かつ、この汚れが製造プロセスにて
加えられる熱によって焼き付けられたりした場合には、
汚れはパネル表面に化学的に安定に吸着され、従来のよ
うな簡単な洗浄だけでは除去することができない。そし
て、このような汚れは、撥水基を外側に向けるために偏
光フィルムの接着力を弱めていた。

【０００６】一方、貼付された偏光フィルムは温度変化
に伴って収縮するが、偏光フィルムの面積（すなわち、
液晶パネルの面積）が大きければ、その収縮量も大きな
ものとなる。

【０００７】そして、近年注目されている、大容量の情
報表示を可能とした大面積の液晶パネルにあっては、こ
のような温度変化に伴う偏光フィルムの熱収縮量も大き
なものとなることから、上述のような汚れによる接着力
の低下と相俟って、偏光フィルムが剥れ易いという問題
があった。

【０００８】そこで、従来は、例えば基板の外表面の濡
れ性を改善する処理を施して貼付する偏光フィルムの接
着力を高めることが提案されている（特願平７−３４１
４１５）。しかし、このように基板外表面の濡れ性を良
くすると、温度変化により露結した水滴が基板外表面に
付着するようになる。そして、このように水滴が付着す
ると、その水滴が引出し電極端子部等に流れ落ちて腐蝕
の原因となり、液晶素子の信頼性が低下するという問題
点があった。

【０００９】また、基板外表面の濡れ性を良くすると、
基板のハンドリング時などに汚れが再度付着し、液晶素
子の信頼性を損なう原因になるという問題点があった。

【００１０】そこで、本発明はこのような従来の問題点
を解決するためになされたものであり、貼付する偏光フ
ィルムの接着力を高めると共に、偏光フィルムが貼付さ
れない領域には水滴や汚れが再度付着することがないよ
うにした液晶素子及びその製造方法を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板に
液晶を挟持した液晶素子において、前記一対の基板の少
なくとも一方の基板の外表面の一部に有機フィルムが貼
付されると共に、前記一方の基板の外表面の、前記有機
フィルムを貼付する領域の水の接触角が６０°以下であ
り、前記有機フィルムを貼付する領域以外の領域で水の
接触角が６０°を越える領域が存在することを特徴とす
るものである。

【００１２】また本発明は、前記有機フィルムは偏光フ
ィルム又は偏光板であることを特徴とするものである。

【００１３】また本発明は、対角サイズが１５インチ以
上であることを特徴とするものである。

【００１４】また本発明は、一対の基板に液晶を挟持し
た液晶素子を製造する製造方法において、前記一対の基
板を貼り合わせる工程と、前記貼り合わされた一対の基
板の少なくとも一方の基板の外表面の一部に有機フィル
ムを貼付する工程とを有し、前記フィルムを貼付する工
程の前に前記少なくとも一方の基板の外表面に水の接触
角が６０°を越える領域を形成する工程を設けたことを
特徴とするものである。

【００１５】また本発明は、前記水の接触角が６０°を
越える領域を形成する工程では、基板外表面の特定領域
のみを水の接触角が６０°以下になるよう処理すること
を特徴とするものである。

【００１６】また本発明は、前記特定領域のみを水の接
触角が６０°以下になるような処理をコロナ放電処理に
より為すことを特徴とするものである。

【００１７】また本発明は、前記特定領域は有機フィル
ムを貼付する領域であることを特徴とするものである。

【００１８】また本発明は、前記有機フィルムは偏光フ
ィルム、又は偏光板であることを特徴とするものであ
る。

【００１９】また本発明は、前記液晶素子の対角サイズ
が１５インチ以上であることを特徴とするものである。

【００２０】また本発明のように、液晶を挟持した一対
の基板の少なくとも一方の基板の外表面の一部に有機フ
ィルムを貼付すると共に、一方の基板の外表面の、有機
フィルムを貼付する領域の水の接触角を６０°以下と
し、有機フィルムを貼付する領域以外の領域で水の接触
角が６０°を越える領域が存在するようにする。

【００２１】また本発明のように、一対の基板の少なく
とも一方の基板の外表面の一部に有機フィルムを貼付す
る工程の前に設けた工程により、少なくとも一方の基板
の外表面に水の接触角が６０°以下となる領域と、水の
接触角が６０°を越える領域とを形成するようにする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００２３】図１は、本発明の実施の形態に係る液晶素
子の一例である液晶パネルの概略断面図であり、同図に
おいて、２１ａ，２１ｂは一対の基板であるガラス基
板、２２ａ，２２ｂはＩＴＯより成る透明電極、２３
ａ，２３ｂはガラス基板２１ａ，２１ｂに形成された配
向制御膜、２４はシリカ等のスペーサー、２５はカイラ
ルスメクチック液晶組成物を用いた液晶よりなる液晶
層、２６ａ，２６ｂはガラス基板２１ａ，２１ｂの外側
表面にクロスニコル状に貼り合わされた有機フィルムで
ある偏光フィルム、２７はシール材である。

【００２４】なお、これら透明電極２２ａ，２２ｂは後
述する図３及び図５に示すように基板端縁にて露出され
て引き出し電極部２２Ａを形成している。

【００２５】次に、このような構造を有する液晶パネル
Ｐの製造方法について簡単に説明する。

【００２６】液晶パネルを製造するにあたっては、まず
図２の（ａ）に示すようにガラス基板２１ａ，２１ｂの
内面にＩＴＯ膜を形成し、そのＩＴＯ膜をパターニング
して所定形状の透明電極（走査電極及び情報電極）２２
ａ，２２ｂを形成する。次に、（ｂ）に示すように、こ
れらの透明電極２２ａ，２２ｂを覆うように、配向制御
膜２３ａ，２３ｂや不図示の絶縁膜を形成する。

【００２７】次に、基板貼り合わせ工程において、これ
らの薄膜２３ａ，２３ｂが形成されたガラス基板２１
ａ，２１ｂに、スペーサー２４（図１参照）を散布する
と共にシール材２７（図１参照）を塗布し、これら一対
の基板２１ａ，２１ｂを貼り合わせる。

【００２８】次に、このようにして貼り合わされた一対
の基板２１ａ，２１ｂを不図示の２枚のヒータプレート
の間にシリコンゴム系の緩衝材を介して挟み込んだ後、
圧力１．０ｋｇ／ｃｍ² 、温度２６０℃で１時間かけて
加熱し、シール材１７を硬化させる。

【００２９】次に、液晶注入工程において、基板２１
ａ，２１ｂの間隙に液晶を注入する。これにより、液晶
パネルが製造される。そして、この後、偏光フィルム貼
付工程においてパネル表面に偏光フィルム２６ａ，２６
ｂを貼り付ける。

【００３０】ところで、既述したシール材１７を硬化さ
せる工程において、シリコンゴムから発生するシリコン
オイルがパネル表面に付着し、ジメチルシロキサンが定
着される。そして、この時のパネル表面の水の接触角θ
ｗは９０℃以上であり、このように水の接触角が６０°
以上となると、偏光フィルム２６ａ，２６ｂの接着力が
低下する。

【００３１】そこで、本発明においては、製造された液
晶パネルＰの偏光フィルム２６ａ，２６ｂが貼付される
図３に示すパネル表面の領域（以下、第１領域という）
Ｐａに、図４に示すような放電処理装置１によりコロナ
放電処理を施し、第１領域Ｐａの表面エネルギを４０ｄ
ｙｎ／ｃｍ² 以上にすると共に水の接触角を６０°以下
にするようにしている。なお、図３において、Ｐｂは、
パネル表面の偏光フィルム２６ａ，２６ｂが貼付されな
い領域（以下、第２領域という）である。

【００３２】次に、このような液晶パネルＰに対する放
電処理について説明する。

【００３３】まず、放電処理装置１について説明する。
この放電処理装置１は、図４に示すように液晶パネルＰ
を載置・保持する金属製のテーブル（液晶素子保持手
段）２を備えており、このテーブル２の上面には、金属
製の移動ステージ（液晶素子保持手段）３が載置されて
いる。なお、この移動ステージ３は、ハンドル３ａを備
えており、このハンドル３ａを自動又は手動で操作する
ことにより移動されるように構成されている。

【００３４】また、この移動ステージ３の上面には、液
晶パネルＰを収納するパネル保護トレー（被覆手段）５
が載置されている。ここで、このパネル保護トレー５
は、図５及び図６に詳示するように、開開自在なカバー
プレート６とベースプレート７とを有している。

【００３５】ここで、このカバープレート６には開口部
６ａが形成されており、このように開口部６ａを設ける
ことにより、パネル表面の第１領域Ｐａ（図３参照）の
みが外部に露出され、液晶パネルＰの周辺部の第２領域
Ｐｂ及び引き出し電極部２２Ａがカバープレート６によ
り被覆されるようになっている。

【００３６】なお、上述したテーブル２と移動ステージ
３とはアースされており、またパネル保護トレー５は、
導電体である金属プレートによって形成されると共に移
動ステージ３を介してアースされている。

【００３７】一方、上述したテーブル２の上面には、図
４に示すように一対の絶縁ホルダー１０ａ，１０ｂが移
動ステージ３を挟むように取り付けられており、これら
の絶縁ホルダー１０ａ，１０ｂにはクォーツ電極１１が
取り付けられている。

【００３８】ここで、このクォーツ電極１１は、図５に
示すように一定の距離（以下、放電ギャップという）ｄ
を隔てて液晶パネルＰに対向するように配置されてい
る。なお、本実施の形態においては、液晶パネルＰの厚
さは２．０ｍｍであり、放電ギャップはｄ＝１．０ｍｍ
に設定されている。したがって、無負荷時には３．０ｍ
ｍのギャップとなる。

【００３９】また、このクォーツ電極１１は、昇圧トラ
ンス１２を介して接続された高周波電源（春日電機株式
会社製のＡＧＩ−０２０）１３により高電圧が印加され
るようになっている。なお、本実施の形態においては、
高周波電源１３の出力は２５０〜５００Ｗ程度、発振周
波数は４０〜２２ｋＨｚ、放電電圧は２０ｋＶとしてい
る。

【００４０】次に、このような放電処理装置１を用いた
放電処理工程について具体的に説明する。

【００４１】放電処理を行なうに際しては、まず移動ス
テージ３上の所定位置にパネル保護トレー５に収納した
液晶パネルＰを載置する。なお、このとき液晶パネルＰ
は、図５に示すようにカバープレート６によりパネル表
面の第２領域Ｐｂが被覆されると共に、第１領域Ｐａが
外部に露出されている。

【００４２】なお、このパネル表面は、既述したように
放電処理工程までの工程においてシリコンオイル等によ
る汚染を受けており、このオイルは、製造プロセスに加
えられる熱処理の影響を受けて、ジメチルシロキサンを
定着させたものとなっている。

【００４３】次に、高周波数電源１３の主電源スイッチ
１３ａをオンとし、出力を２５０〜５００Ｗの範囲で設
定する。この状態で作動スイッチ（不図示）をオンにし
てクォーツ電極１１に高電圧を印加すると、放電ギャッ
プ付近ではコロナ放電が生じてオゾンＯ₃ が発生する。
また、このオゾンＯ₃ が放電エネルギーを受けることに
基づき酸素ラジカル（遊離基）Ｏ・が発生する。

【００４４】そして、このように酸素ラジカル（遊離
基）Ｏ・が発生すると、この酸素ラジカルＯ・が、パネ
ル表面ＰａのＣＨ₃ 基などを酸化してカルボニルＣ＝Ｏ
を形成し、シラノール（−ＯＨ基）を生成する。これに
より、パネル表面の第１領域Ｐａにおける濡れ性が改善
される。

【００４５】さらに、本工程においては、図６に示すよ
うに移動ステージ３を矢印方向に移動させるようにして
おり、これによりパネル表面の全体に放電処理が施され
るようになり、パネル表面全体の濡れ性が改善される。

【００４６】なお、図７は、このように放電処理が施さ
れたパネル表面の水の接触角分布を示す図であり、同図
に示すように偏光フィルム２６ａ，２６ｂを貼り付ける
第１領域Ｐａの水の接触角は６０°以下となり、濡れ性
が改善されている。

【００４７】一方、パネル表面の第２領域Ｐｂはカバー
プレート６により被覆されているため、移動ステージ３
を矢印方向に移動させても放電処理が施されず、これに
より同図に示すように水の接触角は６０°以上である９
０°となっており、濡れ性が悪い状態で保持される。

【００４８】そして、この後、このような放電処理工程
にて処理された液晶パネルＰを放電処理装置１から取り
外し、パネル表面の第１領域Ｐａに偏光フィルムを貼り
付ける。ここで、第１領域Ｐａは放電処理工程によって
−ＯＨ基が生成され、濡れ性が改善されているので、第
１領域Ｐａに対する偏光フィルムの接着力が向上する。

【００４９】これにより、大型の液晶パネルにおいて偏
光フィルムが熱収縮を受けても剥れにくくなり、また偏
光フィルムの接着に関する耐久性が向上される。また、
パネル表面の第２領域Ｐｂは放電処理が施されていない
ので、濡れ性が悪い状態で保持され、これにより耐湿性
やハンドリングによる汚れに関する耐久性が向上され
る。

【００５０】次に、上述の効果を確認すべく行った２つ
の実験について説明する。

【００５１】第１の実験として、本実施の形態に係る放
電処理をした液晶パネル（以下、実施例１サンプルとい
う）と、放電処理時の際、図８に示すように引出し電極
部２２Ａのみを被覆し、図９に示すように第１領域Ｐａ
をパネル表面全体として放電処理を施した液晶パネル
（以下、比較例１サンプルという）と、放電処理を施さ
なかった液晶パネル（以下比較例２サンプルという）と
を製造し、これらの液晶パネルについて第１領域Ｐａ及
び第２領域Ｐｂにおける表面エネルギと接触角とを測定
した。

【００５２】なお、実験に用いた液晶パネルは、サイズ
を２５インチとした。また、本実験においては、放電処
理を施す前の第１領域Ｐａはシリコンオイルの汚染を受
けていることを確認した。

【００５３】その後、第１領域Ｐａにそれぞれ偏光フィ
ルムを貼付し、偏光フィルムを貼付した液晶パネルＰ
を、６０℃、湿度９０％の高温高湿環境下に保持して、
高温高湿保存耐久試験を行ない、何時間で偏光フィルム
が剥れるかを調べた。

【００５４】表１は、第１及び第２領域Ｐａ，Ｐｂの接
触角と、偏光フィルムの剥離までに要した時間（ｈｒ
ｓ）と引出し電極部２２Ａの腐蝕の観察結果をまとめた
ものである。

【００５５】

【表１】 本実験により、第１領域Ｐａの接触角が小さく（６０°
以下）、第２領域Ｐｂの接触角が大きな（６０°以上）
実施例１サンプルが耐久性に優れていることが確認され
た。

【００５６】また、同表及び図１０に示すように第１領
域Ｐａの接触角が小さく（６０°以下）、また第２領域
Ｐｂの接触角も小さい（６０°以下）比較例１サンプル
では、偏光フィルムの剥離耐久性は優れているものの、
引き出し電極部２２Ａの耐久性が劣ることが確認され
た。

【００５７】なお、このように比較例１サンプルにおい
て、引き出し電極部２２Ａの耐久性が劣るのは、放電処
理によりパネル表面の周辺部の濡れ性が向上したため
に、偏光フィルムの貼られていないパネル表面上に水分
や汚れが付着し易くなっており、この付着した水分や汚
れが関与して引き出し電極部の耐久性を劣化させている
と考えられる。

【００５８】更に、比較例２サンプルでは、パネル表面
の濡れ性が悪いために、水分や汚れの付着には強く引き
出し電極部の耐久性は良いものの、偏光フィルムの接着
性が悪くなっていることが確認された。

【００５９】次に、第２の実験としてパネル表面の周辺
部領域部分である第２領域Ｐｂの水の接触角と引き出し
電極部２２Ａの腐蝕状態の関係を調べた。

【００６０】第２領域Ｐｂの接触角の異なるサンプルを
以下の方法で作成した。なお、他の工程は、既述した本
実施の形態に係る製造方法の工程と全く同様にしてサン
プルを作成した。

【００６１】即ち、貼り合わせ後の２枚のヒータプレー
ト間にシリコンゴム系の緩衝材を介し、更に緩衝材と基
板の間に無鹿紙を挟み込みシール材を硬化させる。ここ
で、緩衝材と基板の間に挟む無鹿紙の枚数を増やすと、
シール材硬化後のパネル表面の接触角は下がった。

【００６２】これらのサンプルに偏光フィルムを貼りつ
け、６０℃、湿度９０％の同じ耐久試験により引き出し
電極部２２Ａの腐蝕状態を比較した。

【００６３】結果を表２に示す。

【００６４】

【表２】 この結果より、第２領域Ｐｂの接触角が６０°越えると
耐久性に優れた液晶素子が得られることが確認された。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、基
板の外表面の有機フィルムを貼付する領域の水の接触角
を６０°以下とし、有機フィルムが貼付けられた領域以
外の領域に水の接触角が６０°を越える領域を形成する
ことにより、偏光フィルムの接着力を高めると共に、偏
光フィルムが貼付されない領域には水滴や汚れが再度付
着することがないようにすることができ、これにより信
頼性の高い液晶素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る液晶素子の一例であ
る液晶パネルの概略断面図。

【図２】上記液晶パネルの製造方法の一部を説明する
図。

【図３】上記液晶パネルの偏光フィルムが貼付される領
域を示す図。

【図４】上記液晶パネルに対して放電処理を行う放電処
理装置の構造を説明するための斜視図。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。

【図６】図４のＡ矢視図。

【図７】上記液晶パネルのパネル表面の偏光フィルム貼
り付け前の接触角分布を示す図。

【図８】比較例１に係る液晶パネルを形成する様子を示
す図４のＢ−Ｂ断面図。

【図９】上記比較例１に係る液晶パネルのパネル表面の
偏光フィルムが貼付される領域を示す図。

【図１０】上記比較例１の液晶パネルのパネル表面の偏
光フィルム貼り付け前の接触角分布を示す図。

【符号の説明】

１ 放電処理装置 ２１ａ，２１ｂ ガラス基板 ２５ 液晶層 ２６ａ，２６ｂ 偏光フィルム Ｐ 液晶パネル（液晶素子） Ｐａ 第１領域 Ｐｂ 第２領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BB51 BC22 2H088 HA18 MA20 2H091 FA07X FA07Z FA08X FA08Z FC25 FD14 GA16 LA02 LA06 LA07 5G435 AA14 BB12 EE33 FF00 FF01 FF05 KK05 KK10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板に液晶を挟持した液晶素子に
   おいて、 前記一対の基板の少なくとも一方の基板の外表面の一部
   に有機フィルムが貼付されると共に、前記一方の基板の
   外表面の、前記有機フィルムを貼付する領域の水の接触
   角が６０°以下であり、前記有機フィルムを貼付する領
   域以外の領域で水の接触角が６０°を越える領域が存在
   することを特徴とする液晶素子。
2. 【請求項２】 前記有機フィルムは偏光フィルム又は偏
   光板であることを特徴とする請求項１記載の液晶素子。
3. 【請求項３】 対角サイズが１５インチ以上であること
   を特徴とする請求項１記載の液晶素子。
4. 【請求項４】 一対の基板に液晶を挟持した液晶素子を
   製造する製造方法において、 前記一対の基板を貼り合わせる工程と、 前記貼り合わされた一対の基板の少なくとも一方の基板
   の外表面の一部に有機フィルムを貼付する工程とを有
   し、 前記フィルムを貼付する工程の前に前記少なくとも一方
   の基板の外表面に水の接触角が６０°を越える領域を形
   成する工程を設けたことを特徴とする液晶素子の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記水の接触角が６０°を越える領域を
   形成する工程では、基板外表面の特定領域のみを水の接
   触角が６０°以下になるよう処理することを特徴とする
   請求項４記載の液晶素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記特定領域のみを水の接触角が６０°
   以下になるような処理をコロナ放電処理により為すこと
   を特徴とする請求項５記載の液晶素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記特定領域は有機フィルムを貼付する
   領域であることを特徴とする請求項５又は６記載の液晶
   素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記有機フィルムは偏光フィルム、又は
   偏光板であることを特徴とする請求項４又は７記載の液
   晶素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記液晶素子の対角サイズが１５インチ
   以上であることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか
   に記載の液晶素子の製造方法。