JP2001100209A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電気除去のための不要な工程、構成を加え
ることがなく、かつ静電気が発生しても表示不良が発生
しにくいプラスチック液晶表示素子の提供。 【解決手段】 プラスチック基板内に少なくとも液晶層
と配向層を有する液晶表示素子において、配向膜層と液
晶層の抵抗比（配向膜層／液晶層）が１０以上であるこ
とを特徴とする液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板としてプラス
チック基板を用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】近年の電子機器の小型化、薄型化、軽量化
の進歩は目覚ましいものがあり、とりわけＯＡ分野にお
いては、デスクトップ型からラップトップ型、ノートブ
ック型へと小型軽量化している。加えて、電子手帳、翻
訳機等の新しい小型電子機器の分野も出現し、さらには
従来の設置型電話の多機能化、小型化に加えて、小型通
信機器である、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡの開発も進め
られている。このような電子機器の小型化、薄型化、軽
量化の波の中で、マンインターフェイスを支える表示装
置にも高性能化が要求されてきている。このような要望
の中、液晶を用いた表示装置（ＬＣＤ）は薄型であるこ
と、軽量であること、カラー化が可能であることからか
らＣＲＴに代わる小型、中型電子機器に向く表示装置と
し急速に開発が進められてきた。液晶表示装置は様々な
分野で使用されるようになり、情報表示装置としてＣＲ
Ｔにせまる勢いである。

【０００３】このような表示素子の発展の中でプラスチ
ック基板を用いた液晶表示素子が軽量薄型であることか
ら携帯電話を中心に急速に使用され始めている。プラス
チック基板を用いた液晶表示素子はガラス基板に対して
軽量薄型等メリットを持つ反面、その性質上非常に帯電
しやすく（静電気が発生しやすく）、発生した電荷のた
め表示不良がおきやすいという問題がある。静電気はガ
ラス基板においても問題にされており、発生した静電気
によるＴＦＴ素子の破壊や配向膜の破壊、内部に残留し
た静電気による表示不良の改善が課題となっている。こ
の現象の改善として特開昭６０−２６００２１、特開平
２−２２１９２３では透明電極と配向膜との間に保護膜
を設け、静電気によるＴＦＴ素子の破壊や短絡を防止す
る試みがなされている。特開平５−１２７１６６では特
定の構造の配向剤をもちいることにより配向層の抵抗を
下げて、静電気を除去することを提案している。特開平
５−１８１１０２ではセル内に液晶と透明電極が接触す
る領域をもうけ、該領域に紫外線を照射することにより
照射部の液晶の比抵抗を下げ内部に残留した静電気を除
去することを提案している。特開平５−２３１４５９で
は透明電極と配向層の間に表面抵抗が１０^９〜１０^１３
Ω／□である低抵抗保護層を設け、静電気を除去するこ
とを提案している。特開平８−１４６３７３では製造工
程においてセル作成後、加熱処理することにより液晶の
比抵抗を一時的にさげて静電気を除去することが試みら
れている。

【０００４】特開平５−１２７１６６、特開平５−１８
１１０２、特開平５−２３１４５９、特開平８−１４６
３７３はすべて静電気を除去するという概念からなされ
ている発明であり、静電気除去の工程あるいは機能に加
えてＴＦＴ素子の破壊や表示不良を改善しようとしてい
る。このため工程やセル構成が複雑かつ煩雑になる欠点
を有している。唯一、特開平５−１２７１６６は不要な
工程を必要としないが、配向層の抵抗が低いため、本質
的に静電気が発生し易いプラスチック基板の液晶表示素
子では表示不良が発生しやすい。特開昭６０−２６００
２１、特開平２−２２１９２３では静電気が発生しても
ＴＦＴ素子や配向膜に影響を与えないようにするもので
あるが、発生した静電気が逃げにくいため表示不良がお
こりやすい問題を依然有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プラスチック基板を用
いている液晶素子では、製造工程における静電気の発生
や様々な外場とセルとの接触（もちもん空気等の気体と
の接触を含む）による静電気の発生が、その大きさ、そ
の頻度ともにガラス基板と比較して大きくなる。また、
一度発生した静電気はガラス基板と比較して電位がさが
るまで時間がかかることから、静電気に対する考慮はガ
ラス基板の時とは異なった考えが必要である。本発明は
このような状況を鑑みなされたもので静電気除去のため
の不要な工程、構成を加えることがなく、かつ静電気が
発生しても表示不良が発生しにくいプラスチック液晶表
示素子を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らはプラスチッ
ク基板を用いる液晶表示素子において、液晶表示素子内
の配向膜層と液晶層の抵抗比（配向膜層／液晶層）を１
０以上とすることにより、前記課題を解決できることを
見出し、本発明に到達することができた。すなわち、前
記課題を解決するために、本発明はプラスチック基板内
に少なくとも液晶層と配向層を有する液晶表示素子にお
いて、液晶表示素子内の配向膜層と液晶層の抵抗比（配
向膜層／液晶層）が１０以上であることを特徴とする液
晶表示素子、プラスチック基板内に少なくとも液晶層と
配向層を有する液晶表示素子において、電極被覆層と液
晶層の抵抗比（電極被覆層／液晶層）が１０以上である
ことを特徴とする液晶表示素子、あるいはプラスチック
基板内に少なくとも液晶層、電極被覆層および配向層を
有する液晶表示素子において、電極被覆層と液晶層の抵
抗比（電極被覆層／液晶層）が１０以上、かつ配向膜層
と液晶層の抵抗比（配向膜層／液晶層）も１０以上であ
ることを特徴とする液晶表示素子を提供するものであ
る。本発明の液晶表示素子は、前記液晶層と配向膜層の
抵抗比（配向膜の抵抗／液晶の抵抗）を１０以上、好ま
しくは３０以上、より好ましくは５０以上、特に駆動電
圧の低めのものは１００以上にすることが好ましい。ま
た、静電気のぬけやすさを考慮すれば、前記抵抗比は１
０００以下であることが好ましい。本発明によると、静
電気除去のための不要な工程、構成を加えることがな
く、かつ静電気が発生しても表示不良が発生しにくいプ
ラスチック液晶表示素子を提供することができた。

【０００７】本発明の構成による液晶表示素子の表示不
良の改善がどのようなメカニズムによりなされるのかは
正確にはわからないが、液晶セルに発生した静電気〔残
留電位Ｅ（Ｖ）〕により内部に存在する液晶に直流の電
場が印加されることとなり、液晶層と配向膜層の抵抗比
が１：１であった場合、残留電位Ｅ（Ｖ）は液晶層にＥ
／２（Ｖ）、配向膜層にＥ／２（Ｖ）ずつ印加されるこ
とになる、液晶セルに駆動電圧（交流）が印加される
と、この電位がオフセット電圧として印加される形とな
り、本来予想されるべき液晶駆動の閾値特性とは異なっ
た閾値をセルが有することとなるため表示不良をおこす
こととなる。

【０００８】これに対して液晶層と配向膜層の抵抗比が
１：１０であった場合、残留電位Ｅ（Ｖ）は液晶層にＥ
／１１（Ｖ）、配向膜層に１０Ｅ／１１（Ｖ）ずつ印加
されることになる。通常この残留電位Ｅは０．５Ｖ以下
であることから、この場合１×０．５／１１（Ｖ）で４
５ｍＶ以下となり、前述の１：１の時（２５０ｍＶ）よ
り液晶にかかるオフセット電位を低くおさえることがで
きる。このため液晶駆動の閾値変化も大きくなく表示不
良を改善できるものと考えられる。

【０００９】液晶の駆動電圧は通常パッシブ型の駆動で
２５Ｖ以下程度、ＴＦＴ等のアクティブ型で５Ｖ以下程
度であるが、液晶にかかるオフセット電圧（ここでは残
留電位の一部あるいは全部を指す）は５０ｍＶ以下にす
ることが好ましく、特に駆動電圧が低いセルほど低くす
ることが求められる。

【００１０】本発明に使用される液晶材料は特に制限は
ないが、液晶の変質や消費電流の低減の意味からも比抵
抗の大きい材料が好ましく、具体的には室温で１Ｅ１１
Ωｃｍ以上、より好ましくは１Ｅ１２Ωｃｍ以上であ
る。また、液晶層の抵抗という意味から換言すれば、一
般的液晶セルのギャップは表示モードや表示性能により
異なるが１０μｍ以下であることから、１０μｍという
最大値をとったとしても比抵抗１Ｅ１１Ωｃｍの液晶で
１Ｅ８Ωとなる。

【００１１】本発明に使用する配向剤はセルの製造が可
能であれば特に制限はない。また、配向膜厚みとして
は、使用している液晶の比抵抗およびギャップから計算
される液晶層抵抗値の１０倍以上の抵抗となるように厚
みを制御して塗布する必要がある。配向膜形成材料とし
てはその形成時にプラスチック基板を変質させないエネ
ルギー印加で膜が形成できる材料であることが必要であ
る。好ましくは１２０℃程度までの加熱で成膜できるも
の、ＵＶ等の活性光線下で硬化するもの、あるいは加熱
およびＵＶ等の活性光線下で硬化するものが、一般的な
プラスチック材料を基板として使用できるため好まし
い。

【００１２】ポリアミック酸のような材料を配向膜形成
材料として使用する場合、膜形成温度が高い（２００℃
以上）ため特殊な耐熱性のあるプラスチック基板を使用
することが必要となる。これに対して溶剤可溶型の配向
剤は１２０℃程度で成膜できるため、一般的なプラスチ
ック材料が基板として使用できるため、溶剤可溶型の配
向剤を使用することが好ましい。使用する配向剤として
は、比抵抗の高いものを使用することが好ましいが、製
造工程においては、配向膜の形成はフレクソ印刷法を用
いて塗布形成されるのが一般的であり、この方法によれ
ば加熱後１００ｎｍ以上の膜厚は均一に塗布することが
難しくなるため、好ましくは１００ｎｍ程度以下の塗布
で液晶との抵抗比が１０以上となるような比抵抗を有す
る配向剤を使用することが好ましい。

【００１３】具体的には液晶層の抵抗が１Ｅ８Ωとする
と、配向膜層の抵抗は１Ｅ９Ω以上とすることが必要
で、上下基板両方に配向層が存在するとすれば片方の配
向層で５Ｅ８Ωが必要となり、さらにこの抵抗を成膜し
易い５０ｎｍで発現させるためには、１Ｅ１４Ωｃｍ以
上の比抵抗を有する配向剤を用いることが必要になる。
換言すれば製造における生産性、成膜性の兼ね合いから
１Ｅ１４Ωｃｍ以上の比抵抗を有する配向剤を用いるこ
とがより好ましく、特に好ましくは１Ｅ１５Ωｃｍ以上
の比抵抗を有する配向剤が、高めの抵抗を有する液晶に
も対応可能であるのでさらに好ましい態様である。ま
た、静電気のぬけやすさを考慮すると配向膜層の抵抗は
１Ｅ１３Ω以下、該層の総膜厚１００ｎｍの場合には配
向剤比抵抗は１Ｅ１８Ωｃｍ以下が好ましい。

【００１４】本発明の液晶セルはアクティブ型とするこ
ともパッシブ型とすることも可能である。しかしなが
ら、アクティブ型液晶セルではスイッチング素子によっ
て画素電極が外部回路から切り離された状態にあるた
め、残留電位が残りやすいのに対しパッシブ型液晶セル
の電極は外部回路から切り離されていることはなく、ア
クティブ型液晶セルと比較してより在留電位が逃げやす
い構成となっている。このため、好ましくはパッシブ型
の構成にすることが好ましい。特に配向膜のみ使用し電
極被覆膜を使用しない時はパッシブ型の態様を選択する
ことが好ましい。本発明には配向膜と駆動電極との間に
電極被覆層をもうけても良いし、また設けなくてもかま
わない。

【００１５】アクティブ型液晶セルとパッシブ型液晶セ
ルでは残留電位がアクティブ型の方がぬけにくく、かつ
液晶の駆動電圧も低い、さらに使用する液晶の比抵抗も
パッシブ型のものより約１桁以上高いものが使用される
（１Ｅ１２Ωｃｍ以上好ましくは１Ｅ１３Ωｃｍ以
上）。このため液晶層とその他の層（ここでは配向層お
よび／またはは電極被覆層）との抵抗比を大きく設定す
る必要がある、これに対してパッシブ型は静電気がアク
ティブ型に比較するとぬけやすく、かつ駆動電圧も比較
的高いため、液晶層とその他の層（ここでは配向層およ
び／あるいは電極被覆層）との抵抗比がアクティブ型に
比較して小さくても良いことになる。換言すると表示不
良の改善がなされる前提で、生産性（工程数、作りやす
さ）、コストを考慮するとアクティブ型液晶セルでは電
極被覆膜を使用することが好ましく、パッシブ型液晶セ
ルでは電極被覆膜を使用しない方が、生産面からもコス
ト面からも好ましい態様といえる。

【００１６】電極被覆層としては、具体的には、例えば
絶縁膜、平坦化膜、表面処理膜が挙げられる。電極被覆
層を使用する場合、配向膜層と液晶層の抵抗比（配向膜
層／液晶層）が１０以上である場合、液晶表示素子内の
電極被覆膜の抵抗は、隣接する電極同士が短絡しない程
度の抵抗を有していれば良く、通常膜厚方向に１Ｅ８Ω
以上あれば良い。配向膜層と液晶層の抵抗比（配向膜層
／液晶層）が１０以下になった場合は電極被覆層の抵抗
も大きくする必要があり、電極被覆層と液晶層の抵抗比
（電極被覆層／液晶層）が１０以上とすることが必要で
ある。なお、配向膜層と電極被覆層の両層を設ける場合
には、これら両層の抵抗と液晶の抵抗の比を１０以上に
すれば良い。しかしながら、このような場合、静電気の
発生する部位が液晶素子内部の電極近傍（もしくは表
面）あるいは電極被覆層内部であれば、電極被覆層及び
配向膜層の両方で液晶層にかかるオフセット電圧（ここ
では残留電位の一部）を効果的に小さくできるが、電極
被覆層表面あるいは配向層内部に発生した残留電位は電
極被覆膜では小さくすることが出来ないため、より好ま
しい態様としては、電極被覆層と液晶層の抵抗比（電極
被覆層／液晶層）が１０以上かつ配向膜層と液晶層の抵
抗比（配向膜層／液晶層）も１０以上とすることが好ま
しい。駆動電圧が数Ｖ（１０以下）と低いものでは、残
留電位の影響が大きくでるため、さらにこの好ましい態
様として、電極被覆層と液晶層の抵抗比（電極被覆層／
液晶層）が５０以上かつ配向膜層と液晶層の抵抗比（配
向膜層／液晶層）も５０以上とすることがさらに好まし
い。

【００１７】使用する電極被覆剤の比抵抗としては高い
ものを使用することが好ましいが、製造工程において
は、電極被覆膜の形成はフレクソ印刷法を用いて塗布形
成されるのが一般的であり、この方法によれば１００ｎ
ｍ以上の膜厚は均一に形成することが難しくなるため、
好ましくは１００ｎｍ程度以下の膜厚で液晶との抵抗比
が１０以上となるような比抵抗を有する電極被覆剤を使
用することが好ましい。具体的には前述の液晶層の抵抗
が１Ｅ８Ωとすると電極被覆層の抵抗は１Ｅ９Ω以上と
することが必要で、上下基板両方に電極被覆層が存在す
るとすれば片方の電極被覆層で５Ｅ８Ωが必要となり、
さらにこの抵抗を成膜し易い５０ｎｍで発現させるため
には、１Ｅ１４Ωｃｍ以上の比抵抗を有する電極被覆剤
を用いることが必要になる。換言すれば製造における生
産性、成膜性の兼ね合いから１Ｅ１４Ωｃｍ以上の比抵
抗を有する電極被覆剤を用いることがより好ましく、特
に好ましくは１Ｅ１５Ωｃｍ以上が抵抗が高めの液晶に
も対応可能であるので好ましい態様である。また、静電
気のぬけやすさを考慮すると電極被覆層は１Ｅ１３Ω以
下であることが好ましい（総膜厚１００ｎｍとすると電
極被覆剤比抵抗は１Ｅ１８Ωｃｍ以下が好ましい）

【００１８】本発明に使用する電極被覆剤はセルの製造
が可能であれば特に制限はない。電極被覆層厚みとして
は、使用している液晶の比抵抗およびギャップから計算
される液晶層の抵抗値の１０倍以上の抵抗となるように
厚みを制御して塗布する必要がある。電極被覆層形成材
料としてはその形成時にプラスチック基板を変質させな
いエネルギー印加で膜が形成できる材料であることが必
要である。好ましくは１２０℃程度までの加熱で成膜で
きるもの、ＵＶ等の活性光線下で硬化するもの、あるい
は加熱とＵＶ等の活性光線下で硬化するものが一般的な
プラスチック材料を基板として使用できるため好まし
い。

【００１９】本発明に使用するプラスチックフィルム基
板は少なくとも一方が光透過性を有する材料で表示素子
の性格上可視光に対して透明なものが好ましく、ポリオ
レフィン系、ポリエステル系、ポリアクリレート系、ポ
リエーテル系等汎用の高分子材料を用いることができる
が、リターデーションとガス透過性（水分、酸素、窒
素）が少なく、可視光の透過性が高く、線膨張係数の小
さく、耐熱性の高い材料が好ましい。

【００２０】本発明に偏光板が使用される場合、その偏
光板（偏光子）は反射型、散乱型、屈折型、複屈折型、
単結晶二色性形、高分子二色性型等特に制限はないが、
可撓性があるものが好ましく、高分子二色性型偏光子が
最も好ましく使用される。同様に位相差板が使用される
場合はその位相差板に特に制限はないが可撓性があるも
のが好ましく、光学的な補償効果が同一の場合、ガス透
過性（水分、酸素、窒素）が少なく、可視光の透過性が
高く、線膨張係数の小さく、耐熱性の高い材料が好まし
い。同様に反射板が使用される場合はその反射板に特に
制限はないが、可撓性が有るものが好ましいことから高
分子フィルムに反射膜を設けたものが好ましく、反射層
としては、反射率が高く容易に薄膜化でき安価であるこ
とからアルミニウムを用いる事が好ましい。より好まし
くは、二重うつりや色ずれをおこしにくいことから駆動
用電極が反射板を兼ねる構成が好ましい。

【００２１】参考例１ 下記の配向剤溶液サンプル１：ＳＥ５２９１（日産化学
製）を使用して液晶表示素子の比抵抗の測定を行った。 サンプル１（日産化学製） 配向剤：可溶性ポリイミド 固形分：６％ 粘度 ：２８．５ｃｐ ＩＴＯ電極を有するホウ珪酸ガラス上に前記サンプル１
をスピンコーターにより塗布し、１２０℃で加熱乾燥し
た。この工程を数回繰り返して厚み０．６１μｍの配向
膜をえた（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０
１ａ／ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着に
よりＡｌを蒸着し金属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極
と上部アルミ電極間に直流電圧を印加し電流応答を測定
した結果、２．７Ｅ１５Ωｃｍの比抵抗を有していた。

【００２２】参考例２ 下記の配向剤溶液サンプル２：ＡＬ３０４６（ＪＳＲ
製）を使用して液晶表示素子の比抵抗の測定を行った。 サンプル２（ＪＳＲ製） 配向剤：可溶性ポリイミド 固形分：３．９％ 粘度 ：４１．２ｃｐ ＩＴＯ電極を有するホウ珪酸ガラス上に前記サンプル２
をスピンコーターにより塗布し、１２０℃で加熱乾燥し
た。この工程を数回繰り返して厚み０．６８μｍの配向
膜をえた（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０
１ａ／ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着に
よりＡｌを蒸着し金属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極
と上部アルミ電極間に直流電圧を印加し電流応答を測定
した結果、３．０Ｅ１３Ωｃｍの比抵抗を有していた。

【００２３】参考例３ 下記の電極被覆剤溶液サンプル１：ＯＡ１００１（日産
化学製、固形分：２．８％、粘度：２．８ｃｐ）を使用
して液晶表示素子の比抵抗の測定を行った。ＩＴＯ電極
を有するホウ珪酸ガラス上にサンプル１をスピンコータ
ーにより塗布し、８０℃で１分加熱し、１２０℃で加熱
した。この工程を数回繰り返して厚み１．１μｍの膜を
えた（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０１ａ
／ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着により
金属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極と上部金属電極間
に直流電圧を印加し電流応答を測定した結果、３．４Ｅ
１１Ωｃｍの比抵抗を有していた。

【０００２４】参考例４ 下記の電極被覆剤溶液サンプル２：ＴＲＫ０１７（武田
薬品工業製、粘度：３１．２ｃｐ）を使用して液晶表示
素子の比抵抗の測定を行った。ＩＴＯ電極を有するホウ
珪酸ガラス上にサンプル２をスピンコーターにより塗布
し、８０℃で１分加熱し、１２０℃で加熱した。この工
程を数回繰り返して厚み１．５０μｍの膜を得た（膜厚
はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０１ａ／ｊにより
測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着により金属電極を
形成した。下部ＩＴＯ電極と上部金属電極間に直流電圧
を印加し電流応答を測定した結果、１．３３Ｅ１５Ωｃ
ｍの比抵抗を有していた。

【００２５】実施例１ ＩＴＯを表面に持つポリカーボネイト（帝人製、厚み１
２０ミクロン）を５．７ｃｍ×３．７ｃｍに切り出し、
中心部に５．７ｃｍ×１．７ｃｍのＩＴＯを残して端の
部分をエッチイングして手取り除いた基板を２枚用意し
た。（上基板と下基板）ＩＴＯ基板に配向剤溶液サンプ
ル１をγ―ブチルラクトンで１：１に薄めた液を（成膜
後の比抵抗２．７Ｅ１５Ωｃｍ）をスピンコートにより
塗布し、１２０℃で乾燥し配向膜を形成した。膜厚は８
０ｎｍであった（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ
２．０１ａ／ｊにより測定した）。次にラビングマシー
ンにより液晶セル作製後のツイスト角が２４０度となる
ように二つの配向膜にラビング処理を施し、基板を超純
水で洗浄後乾燥させた。アルコール中にシリカスペーサ
（中心粒径６．５ミクロン）を分散させたスペーサ散布
液を用意し、配向膜形成基板にスピンコート機によりス
ペーサを散布し、８０℃で１分間乾燥させた。次にスク
リーン印刷により上基板と下基板を接着させるためのシ
ール剤をスペーサを散布してない基板側に印刷形成し、
上基板と下基板を互いのストライプ状のＩＴＯが直交す
るように張り合わせた。加熱することによりシール剤を
硬化させた。液晶注入前のセルを図１に示す。

【００２６】次にセルを液晶注入用真空装置に移し、
０．００２Ｔｏｒｒまで減圧したのち液晶ザラにセルの
液晶注入口をつけセル外部を常圧にもどし、液晶をセル
中に導入した（液晶比抵抗１．３Ｅ１２Ωｃｍ）。セル
を真空装置より取り出し注入口を封止した。これに上位
相差板と下位相差板を粘着剤で貼り付けた。さらに上偏
光板（高分子二色性偏向子使用）と下偏光板（高分子二
色性偏向子使用）を粘着剤で固定した。作製した液晶セ
ルの液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液晶層）は５１
である。この液晶セルのＤＣオフセットに対する閾値特
性の変化をみるため、液晶セルに直流バイアスを０．５
Ｖ印加して、６４Ｈｚ交流電圧で容量対電圧の特性を測
定した結果を図２にしめす。白丸がオフセット印加時、
黒丸がオフセットなしの場合であるが、その特性に大き
な違いはみられない。また、０．５Ｖ印加時の容量を０
％、２Ｖ印加時の容量を１００％とした時、容量が９０
％になる電圧をＶ９０、容量が１０％になる電圧をＶ１
０とした場合、その平均値Ｖｏｐ（（Ｖ９０＋Ｖ１０）
／２）は０．５Ｖオフセット印加時Ｖｏｐ＝１．５９
（Ｖ）、オフセットなしの場合はＶｏｐ＝１．６１
（Ｖ）でその差はΔＶ＝２０ｍＶと低い。

【００２７】比較例１ 配向剤溶液サンプル２をγ―ブチルラクトンで５：３に
薄めた液（成膜後の比抵抗が３．０Ｅ１３Ωｃｍ）を使
用する以外は実施例１と同様に液晶セルを作製した。作
製した液晶セルの液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液
晶層）は０．５７である。実施例１と同様の試験をした
結果を図３にしめす。大きな違いがみられる。また０．
５Ｖオフセット印加時Ｖｏｐ＝１．４０５（Ｖ）、オフ
セットなしの場合はＶｏｐ＝１．６３（Ｖ）でその差は
ΔＶ＝２２５ｍＶと大きかった。

【００２８】実施例２ 実施例１の配向層膜厚を１６０ｎｍとする以外は実施例
１と同様に試作した（膜厚の制御はスピンコーターの回
転数を制御することによりおこなった）作製した液晶セ
ルの液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液晶層）は１０
２であり、ΔＶは１５ｍＶと小さかった。

【００２９】実施例３ 実施例１の配向層膜厚を２０ｎｍとする以外は実施例１
と同様に試作した（膜厚の制御は実施例１で使用した配
向剤溶液サンプル１を４倍に希釈するとともにスピンコ
ーターの回転数を制御することによりおこなった）作製
した液晶セルの液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液晶
層）は１２．８であり、ΔＶは４５ｍＶであった。

【００３０】実施例４ 実施例１において配向剤溶液サンプル２を用い配向層膜
厚を１５００ｎｍとする以外は実施例１と同様に試作し
た（膜厚の制御は配向剤溶液サンプル２を数回スピンコ
ーターで塗布した）作製した液晶セルの液晶層と配向層
の抵抗比（配向層／液晶層）は１０．６であり、ΔＶは
４８ｍＶであった。

【００３１】実施例５ 実施例１の配向層膜厚を５０ｎｍとする以外は実施例１
と同様に試作した。作製した液晶セルの液晶層と配向層
の抵抗比（配向層／液晶層）は３２であり、ΔＶは１８
ｍＶであった。

【００３２】比較例２ 実施例１において配向剤溶液サンプル２を用い配向層膜
厚を７００ｎｍとする以外は実施例１と同様に試作した
（膜厚の制御は配向剤溶液サンプル２を数回スピンコー
ターで塗布した）作製した液晶セルの液晶層と配向層の
抵抗比（配向層／液晶層）は５．０であり、ΔＶは９２
ｍＶであった。

【００３３】実施例６ ＩＴＯを表面に持つポリカーボネイト（帝人製、厚み１
２０ミクロン）を５．７ｃｍ×３．７ｃｍに切り出し、
中心部に幅２７０μｍ×５．７ｃｍのストライプ上ＩＴ
Ｏをピッチ３００μｍで５７本、通常のホトリソ法を用
い形成した基板を２枚用意した（上基板と下基板）。こ
のＩＴＯ基板に配向剤溶液サンプル１をγ―ブチルラク
トンで１：１に薄めた液を（成膜後の比抵抗２．７Ｅ１
５Ωｃｍ）をスピンコートにより塗布し、１２０℃で乾
燥し配向膜を形成した。膜厚は８０ｎｍであった（膜厚
はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０１ａ／ｊにより
測定した）。次にラビングマシーンにより液晶セル作製
後のツイスト角が２４０度となるように二つの配向膜に
ラビング処理を施した、この際、ラビング装置内に乾燥
剤を設置し外部より低湿度な状況とし、静電気の起きや
すい雰囲気とした。基板を超純水で洗浄後、湿度を３０
％の低湿度状況で乾燥させた。アルコール中にシリカス
ペーサ（中心粒径６．５ミクロン）を分散させたスペー
サ散布液を用意し、配向膜形成基板にスピンコート機に
よりスペーサを散布し、８０℃で１分間乾燥させた。次
にスクリーン印刷により上基板と下基板を接着させるた
めのシール剤をスペーサを散布してない基板側に印刷形
成し、上基板と下基板を互いのストライプ状のＩＴＯが
直交するように張り合わせた。加熱することによりシー
ル剤を硬化させた。次にセルを液晶注入用真空装置に移
し、０．００２Ｔｏｒｒまで減圧したのち液晶ザラにセ
ルの液晶注入口をつけセル外部を常圧にもどし、液晶を
セル中に導入した（液晶比抵抗１．３Ｅ１２Ωｃｍ）。
セルを真空装置より取り出し注入口を封止した。これに
上位相差板と下位相差板を粘着剤で貼り付けた。さらに
上偏光板（高分子二色性偏向子使用）と下偏光板（高分
子二色性偏向子使用）を粘着剤で固定した。このような
セルを２０個同時作製した後、液晶セルを８０℃、湿度
３０％で７０時間加熱 ３０時間室温で放置した。この
後、２０個の液晶セルに実施例１で測定されたオフセッ
トのない場合のＶｏｐを印加してセルの状況を観察した
とろ、グレイ表示になるのみで表示むらは発生しなかっ
た。

【００３４】比較例３ 配向剤溶液サンプル２をγ―ブチルラクトンで５：３に
薄めた液（成膜後の比抵抗が３．０Ｅ１３Ωｃｍ）を使
用する以外は実施例６と同様に液晶セルを作製した。液
晶セルを８０℃、湿度３０％で７０時間加熱 ３０時間
室温で放置した後、２０個のセルにＶｏｐを印加したと
ころ、２０個すべてにスジ状のムラ（表示不良）が発生
した。ムラは残留電位により液晶の閾値が変化している
ためと考えられる。

【００３５】実施例７−９、比較例４ 実施例６で使用したストライプ上ＩＴＯ基板をすべてに
用いて下表１に従い液晶セルを作製し、表示不良を評価
した。実施例６および比較例３も含めて下表１に結果を
しめす。

【００３６】

【表１】

【００３７】実施例１０ ＩＴＯを表面に持つポリカーボネイト（帝人製、厚み１
２０ミクロン）を５．７ｃｍ×３．７ｃｍに切り出し、
中心部に５．７ｃｍ×１．７ｃｍのＩＴＯを残して端の
部分をエッチイングして手取り除いた基板を２枚用意し
た。（上基板と下基板）ＩＴＯ基板に電極被覆剤溶液サ
ンプル２をジグライムで２５倍に薄めた液を（成膜後の
比抵抗１．３３Ｅ１５Ωｃｍ）をスピンコートにより塗
布し、１２０℃で乾燥し電極被覆膜を形成した。膜厚は
５０ｎｍであった（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏ
ｎ２．０１ａ／ｊにより測定した）。次に配向剤溶液サ
ンプル２をγ―ブチルラクトンで５：３に薄めた液を
（成膜後の比抵抗３．０Ｅ１３Ωｃｍ）をスピンコート
により塗布し、１２０℃で乾燥し配向膜を形成した（厚
み８０ｎｍ）。次にラビングマシーンにより液晶セル作
製後のツイスト角が２４０度となるように二つの配向膜
にラビング処理を施し、基板を超純水で洗浄後乾燥させ
た。アルコール中にシリカスペーサ（中心粒径６．５ミ
クロン）を分散させたスペーサ散布液を用意し、配向膜
形成基板にスピンコート機によりスペーサを散布し、８
０℃で１分間乾燥させた。次にスクリーン印刷により上
基板と下基板を接着させるためのシール剤をスペーサを
散布してない基板側に印刷形成し、上基板と下基板を互
いのストライプ状のＩＴＯが直交するように張り合わせ
た。加熱することによりシール剤を硬化させた。液晶注
入前のセルを図１に示す。次にセルを液晶注入用真空装
置に移し、０．００２Ｔｏｒｒまで減圧したのち液晶ザ
ラにセルの液晶注入口をつけセル外部を常圧にもどし、
液晶をセル中に導入した（液晶比抵抗１．３Ｅ１２Ωｃ
ｍ）。セルを真空装置より取り出し注入口を封止した。
これに上位相差板と下位相差板を粘着剤で貼り付けた。
さらに上偏光板（高分子二色性偏向子使用）と下偏光板
（高分子二色性偏向子使用）を粘着剤で固定した。作製
した液晶セルの液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液晶
層）は０．５７であり、電極被覆層と液晶層の抵抗比
（電極被覆層／液晶層）は１５．７である。この液晶セ
ルのＤＣオフセットに対する閾値特性の変化をみるた
め、液晶セルに直流バイアスを０．５Ｖ印加して６４Ｈ
ｚ交流電圧で容量対電圧の特性を測定した。ΔＶ＝４１
ｍＶと低かった。

【００３８】比較例５ 電極被覆剤溶液サンプル１を２倍に薄めた液（成膜後の
比抵抗が３．４Ｅ１１Ωｃｍ）を使用する以外は実施例
１０と同様に液晶セルを作製した。作製した液晶セルの
液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液晶層）は０．５７
であり、電極被覆層と液晶層の抵抗比（電極被覆層／液
晶層）は０．００４である。実施例１０と同様の試験を
した結果、ΔＶ＝２２０ｍＶと大きかった。

【００３９】実施例１１ 実施例１０において配向剤に配向剤溶液サンプル１を用
い、膜厚を２０ｎｍとする以外は実施例１０と同様に液
晶表示素子を試作した。液晶層と配向層の抵抗比（配向
層／液晶層）は１２．８であり、電極被覆層と液晶層の
抵抗比（電極被覆層／液晶層）は１５．７である。実施
例１０と同様な試験をしたところ、ΔＶは３４ｍＶと低
かった。

【００４０】実施例１２ 実施例１０において配向剤に配向剤溶液サンプル１を用
い、膜厚を８０ｎｍとし、電極被覆層の厚みを１６０ｎ
ｍとする以外は実施例１０と同様に液晶表示素子を試作
した。液晶層と配向層の抵抗比（配向層／液晶層）は５
１であり、電極被覆層と液晶層の抵抗比（電極被覆層／
液晶層）は５０である。実施例１０と同様な試験をした
ところ、ΔＶは１４ｍＶと低かった。

【００４１】

【効果】１．請求項１、２、５ 表示不良の少ないプラスチック液晶セルが提供できる。 ２．請求項３ 基板にかかる温度を下げられることによりプラスチック
の変質がさけるとともに、プラスチック基板の選択の幅
が広がり、また配向膜が容易に生産性高く形成できるプ
ラスチック液晶セルが提供できる。 ３．請求項４ 表示不良が少なく、かつ、生産に適する適度な膜厚で高
い抵抗をもった配向膜を形成できるため生産性も向上し
たプラスチック液晶セルが提供できる。 ４．請求項６ 静電気除去の煩雑な工程や複数の工程を含まない簡単な
構成で表示不良を防止でき、かつ生産性も向上したプラ
スチック液晶セルが提供できる。 ５．請求項７ より表示不良が起りにくいプラスチイク液晶セルを提供
できる

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液晶注入前の液晶セルの平面図であ
る。

【図２】実施例１の液晶セルに直流バイアスを０．５Ｖ
印加して、６４Ｈｚ交流電圧で容量対電圧の特性を測定
した結果を示す図である。

【図３】比較例１の液晶セルに直流バイアスを０．５Ｖ
印加して、６４Ｈｚ交流電圧で容量対電圧の特性を測定
した結果を示す図である。

【符号の説明】

１ ＩＴＯ電極 ２ 下基板 ３ 上基板 ４ 液晶注入口 ５ シール剤部分

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１５日（２０００．２．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】参考例１ 下記の配向剤溶液サンプル１：ＳＥ５２９１（日産化学
製）を使用して配向剤の比抵抗の測定を行った。 サンプル１（日産化学製） 配向剤：可溶性ポリイミド 固形分：６％ 粘度 ：２８．５ｃｐ ＩＴＯ電極を有するホウ珪酸ガラス上に前記サンプル１
をスピンコーターにより塗布し、１２０℃で加熱乾燥し
た。この工程を数回繰り返して厚み０．６１μｍの配向
膜をえた（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０
１ａ／ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着に
よりＡｌを蒸着し金属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極
と上部アルミ電極間に直流電圧を印加し電流応答を測定
した結果、２．７Ｅ１５Ωｃｍの比抵抗を有していた。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】参考例２ 下記の配向剤溶液サンプル２：ＡＬ３０４６（ＪＳＲ
製）を使用して配向剤の比抵抗の測定を行った。 サンプル２（ＪＳＲ製） 配向剤：可溶性ポリイミド 固形分：３．９％ 粘度 ：４１．２ｃｐ ＩＴＯ電極を有するホウ珪酸ガラス上に前記サンプル２
をスピンコーターにより塗布し、１２０℃で加熱乾燥し
た。この工程を数回繰り返して厚み０．６８μｍの配向
膜をえた（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０
１ａ／ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着に
よりＡｌを蒸着し金属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極
と上部アルミ電極間に直流電圧を印加し電流応答を測定
した結果、３．０Ｅ１３Ωｃｍの比抵抗を有していた。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】参考例３ 下記の電極被覆剤溶液サンプル１：ＯＡ１００１（日産
化学製、固形分：２．８％、粘度：２．８ｃｐ）を使用
して電極被覆剤の比抵抗の測定を行った。ＩＴＯ電極を
有するホウ珪酸ガラス上にサンプル１をスピンコーター
により塗布し、８０℃で１分加熱し、１２０℃で加熱し
た。この工程を数回繰り返して厚み１．１μｍの膜をえ
た（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ２．０１ａ／
ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空蒸着により金
属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極と上部金属電極間に
直流電圧を印加し電流応答を測定した結果、３．４Ｅ１
１Ωｃｍの比抵抗を有していた。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】参考例４下記の電極被覆剤溶液サンプル
２：ＴＲＫ０１７（武田薬品工業製、粘度：３１．２ｃ
ｐ）を使用して電極被覆剤の比抵抗の測定を行った。Ｉ
ＴＯ電極を有するホウ珪酸ガラス上にサンプル２をスピ
ンコーターにより塗布し、８０℃で１分加熱し、１２０
℃で加熱した。この工程を数回繰り返して厚み１．５０
μｍの膜を得た（膜厚はＤＥＣＴＡＫ３Ｖｅｒｓｉｏｎ
２．０１ａ／ｊにより測定した）。次ぎにこの上に真空
蒸着により金属電極を形成した。下部ＩＴＯ電極と上部
金属電極間に直流電圧を印加し電流応答を測定した結
果、１．３３Ｅ１５Ωｃｍの比抵抗を有していた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 裕幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 滝口 康之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H090 HB11Y HD07 HD12 JB03 LA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック基板内に少なくとも液晶層
   と配向層を有する液晶表示素子において、配向膜層と液
   晶層の抵抗比（配向膜層／液晶層）が１０以上であるこ
   とを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】 プラスチック基板内に少なくとも液晶層
   と配向層を有する液晶表示素子において、電極被覆層と
   液晶層の抵抗比（電極被覆層／液晶層）が１０以上であ
   ることを特徴とする液晶表示素子。
3. 【請求項３】 プラスチック基板内に少なくとも液晶
   層、電極被覆層および配向層を有する液晶表示素子にお
   いて、電極被覆層と液晶層の抵抗比（電極被覆層／液晶
   層）が１０以上、かつ配向膜層と液晶層の抵抗比（配向
   膜層／液晶層）も１０以上であることを特徴とする液晶
   表示素子。
4. 【請求項４】 配向剤が溶剤可溶型の配向剤であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示
   素子。
5. 【請求項５】 配向剤の比抵抗が１Ｅ１４Ωｃｍ以上で
   あることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   液晶表示素子。
6. 【請求項６】 液晶と駆動電極間に配向剤層のみが存在
   することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
   液晶表示素子。
7. 【請求項７】 液晶表示素子がパッシブマトリックス方
   式であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
   載の液晶表示素子