JP2002122846A

JP2002122846A - 基板とその製造方法および液晶表示素子とその製造方法

Info

Publication number: JP2002122846A
Application number: JP2000313159A
Authority: JP
Inventors: Yuji Satani; 裕司佐谷; Naomi Kaneko; 尚美金子; Yukio Nomura; 幸生野村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチックからなる基板に膜を積層した際
に発生する反りを抑制した基板とその製造方法および液
晶表示素子を提供する。【解決手段】プラスチックからなる基板上に、基板よ
り線膨張係数の小さい膜を室温より高い温度で形成し、
略平面に保持した状態で、加熱、冷却処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板とその製造方
法および液晶表示素子とその製造方法に関するものであ
り、特に基板材料としてプラスチックを用いた基板とそ
の製造方法および液晶表示素子とその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子用基板として、従来からガ
ラスが基板として用いられている。携帯用機器の軽量化
に伴い、液晶表示素子基板としては、ガラスから、より
軽量で割れにくいプラスチックへの要求が強くなってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プラスチックを液晶表
示素子用基板として用いる際に、ガラス基板と違い、基
板の線（熱）膨張係数が大きいため、基板上にガスバリ
ア膜や反射防止膜、反射膜あるいは透明導電膜等の機能
性膜を積層する際に、基板温度を室温より高く保った状
態で、かつ線膨張係数の小さい膜、特に透明導電膜等の
無機物質からなる膜や無機物質を主成分とする膜を成膜
すると、室温に戻した場合に基板と成膜した膜の線膨張
係数の違いから基板全体として、反りが発生するという
問題がある。

【０００４】この反った基板を用いて、液晶素子を作製
することは、基板の搬送や真空吸着等のプロセスで、多
くの負担を強いられることになる。

【０００５】本発明はかかる点に鑑み、プラスチックか
らなる基板に膜を積層した際に発生する反りを抑制した
基板とその製造方法および液晶表示素子を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の基板はプラスチックからなる基板上に、基
板より線膨張係数の小さい膜を室温より高い温度で形成
し、略平面に保持した状態で、加熱、冷却処理を行った
ことを特徴とする。

【０００７】あるいは、プラスチックからなる基板上
に、無機物質からなる膜あるいは無機物質を主成分とす
る膜を室温より高い温度で形成し、略平面に保持した状
態で、加熱、冷却処理を行ったことを特徴とする。

【０００８】本発明の基板の製造方法は、プラスチック
からなる基板上に、基板より線膨張係数の小さい膜を室
温より高い温度で形成した後、基板よりガラス転移温度
の高い物体もしくはガラス転移温度の存在しない物体の
間に挟み、略平面に保持しながら加重をした状態で、加
熱、冷却処理を行うことを特徴とする。

【０００９】あるいは、本発明の基板の製造方法は、プ
ラスチックからなる基板上に、無機物質からなる膜ある
いは無機物質を主成分とする膜を室温より高い温度で形
成した後、基板よりガラス転移温度の高い物体もしくは
ガラス転移温度の存在しない物体の間に挟み、略平面に
保持しながら加重をした状態で、加熱、冷却処理を行う
ことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の基板の製造方法は、プラス
チックからなる基板上に、基板より線膨張係数の小さい
膜を室温より高い温度で形成した後、基板よりガラス転
移温度の高い物体もしくはガラス転移温度の存在しない
物体で、かつ基板の線膨張係数とほぼ等しい物体の間に
挟み、略平面に保持しながら加重をした状態で、加熱、
冷却処理を行うことを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明の基板の製造方法は、プラ
スチックからなる基板上に、無機物質からなる膜あるい
は無機物質を主成分とする膜を室温より高い温度で形成
した後、基板よりガラス転移温度の高い物体もしくはガ
ラス転移温度の存在しない物体で、かつ基板の線膨張係
数とほぼ等しい物体の間に挟み、略平面に保持しながら
加重をした状態で、加熱、冷却処理を行うことを特徴と
する。

【００１２】本発明の液晶表示素子は、プラスチックか
らなる基板上に、基板より線膨張係数の小さい膜を室温
より高い温度で形成し、略平面に保持した状態で、加
熱、冷却処理を行った基板を用いたことを特徴とする。

【００１３】あるいは、本発明の液晶表示素子は、プラ
スチックからなる基板上に、無機物質からなる膜あるい
は無機物質を主成分とする膜を室温より高い温度で形成
し、略平面に保持した状態で、加熱、冷却処理を行った
基板を用いたことを特徴とする。

【００１４】本発明の液晶表示素子の製造方法は、プラ
スチックからなる基板上に、基板より線膨張係数の小さ
い膜を室温より高い温度で形成した後、基板よりガラス
転移温度の高い物体もしくはガラス転移温度の存在しな
い物体の間に挟み、略平面に保持しながら加重をした状
態で、加熱、冷却処理を行うことを特徴とする。

【００１５】あるいは、本発明の液晶表示素子の製造方
法は、プラスチックからなる基板上に、無機物質からな
る膜あるいは無機物質を主成分とする膜を室温より高い
温度で形成した後、基板よりガラス転移温度の高い物体
もしくはガラス転移温度の存在しない物体の間に挟み、
略平面に保持しながら加重をした状態で、加熱、冷却処
理を行うことを特徴とする。

【００１６】また、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、プラスチックからなる基板上に、基板より線膨張係
数の小さい膜を室温より高い温度で形成した後、基板よ
りガラス転移温度の高い物体もしくはガラス転移温度の
存在しない物体で、かつ基板の線膨張係数とほぼ等しい
物体の間に挟み、略平面に保持しながら加重をした状態
で、加熱、冷却処理を行うことを特徴とする。

【００１７】さらに、本発明の液晶表示素子の製造方法
は、プラスチックからなる基板上に、無機物質からなる
膜あるいは無機物質を主成分とする膜を室温より高い温
度で形成した後、基板よりガラス転移温度の高い物体も
しくはガラス転移温度の存在しない物体で、かつ基板の
線膨張係数とほぼ等しい物体の間に挟み、略平面に保持
しながら加重をした状態で、加熱、冷却処理を行うこと
を特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を用いて説明する。

【００１９】（実施の形態１）図1は、本発明の基板の
製造方法を示す概念図を示し、図１において１はプラッ
スチックからなる基板、２はガスバリア膜、３は透明導
電膜、１４はプラスチック板、１５はステンレス板であ
る。図３は、本発明の液晶表示素子の概念図を示し、図
３において１は基板、２はガスバリア膜、３は透明導電
膜、３６は配向膜、３７はシール樹脂、３８は液晶、３
９は偏光板である。

【００２０】エポキシ樹脂からなる基板１の上にＲＦマ
グネトロンスパッタを用いて、基板１の温度を１００℃
に保持した状態で珪素酸化物からなるガスバリア膜２を
２５０Å形成した。ＤＣマグネトロンスパッタを用い
て、ガスバリア膜を形成した基板１の表面温度を１２０
℃に保持した状態でインジウム錫酸化物からなる透明導
電膜３を１５００Å形成した。

【００２１】ガスバリア膜２と透明導電膜３を形成した
基板１を図１に示すように、基板１と同じ材質からなる
プラスチック板１４とステンレス板１５で両側を挟んだ
状態で、基板１のガラス転移温度付近まで加熱したオー
ブンに入れ、２時間保持した。さらに、プラスチック板
１４とステンレス板１５で挟んだままで、オーブンの温
度が室温付近まで下がるまで保持し、基板を取り出し
た。

【００２２】このように加熱、冷却処理を略平面に保持
した状態で行ったところ、加熱処理前にあった反りはほ
とんどなくなった。

【００２３】また、基板１と同じ材質からなるプラスチ
ック板１４の間に挟むことにより、線膨張係数が等しい
ために、温度上昇および下降に伴う線膨張係数の不一致
による基板１とプラスチック板１４のズレがなくなり、
表面の傷の発生が激減するという効果が得られた。

【００２４】次いで、公知のフォトリソグラフィー法を
用いて、透明導電膜３に複数のストライプ状のレジスト
パターンを形成した。次いで、塩酸系エッチング液を用
いてレジストパターン通りに透明導電膜３のパターンを
形成した。レジストを除去した後、ポリイミドを塗布
後、ラビングを行い、図３に示すように配向膜３６を形
成した。これらの基板を２枚用意し、片方の基板に球状
の樹脂からなるスペーサを散布し、円柱状のガラスから
なるスペーサを混練したエポキシ樹脂を主成分とするシ
ール樹脂３７を介して、２枚の基板を貼り合わせ、液晶
３８を注入、封口し、偏光板３９を貼り液晶表示素子を
完成させた。このようにして作成した液晶表示素子は、
基板の反りが非常に小さいため、セルギャップの均一性
が良好で、色むら等の表示不良がほとんど発生しなかっ
た。また、基板の反りが小さいために、製造過程で基板
の搬送や真空吸着のトラブルがほとんど起きなかった。

【００２５】（実施の形態２）図２は、本発明の基板の
製造方法を示す概念図を示し、図２において１は基板、
２はガスバリア膜、３は透明導電膜、２４はガラス板、
２５は鉄板である。アクリル樹脂からなる基板１の上に
実施の形態１と同様にＲＦマグネトロンスパッタを用い
て、基板３の表面温度を１２０℃に保持した状態で珪素
酸化物からなるガスバリア膜２を１５０Å形成した。次
いで、ＤＣマグネトロンスパッタを用いて、ガスバリア
膜を形成した基板１の表面温度を１２０℃に保持した状
態でインジウム錫酸化物からなる透明導電膜３を１３５
０Å形成した。

【００２６】ガスバリア膜２と透明導電膜３を形成した
基板１に図２に示すように、ガラス板２４と鉄板２５を
上に載せた状態で、基板１のガラス転移温度付近まで加
熱したオーブンに入れ、４時間保持した。さらに、ガラ
ス板２４と鉄板２５を上に載せたままで、オーブンの温
度が室温付近まで下がるまで保持し、基板を取り出し
た。

【００２７】このように加熱、冷却処理を略平面に保持
した状態で行ったところ、加熱処理前にあった反りはほ
とんどなくなった。

【００２８】その後、実施の形態１と同様な方法で、透
明導電膜３にパターンを形成、配向膜３６、シール樹脂
３７等を形成した後、液晶３８を注入、封口し、偏光板
３９を貼り液晶表示素子を完成させた。このようにして
作成した液晶表示素子は、基板の反りが非常に小さいた
め、セルギャップの均一性が良好で、色むら等の表示不
良がほとんど発生しなかった。また、基板の反りが小さ
いために、製造過程で基板の搬送や真空吸着のトラブル
がほとんど起きなかった。

【００２９】（実施の形態３）珪素系樹脂とアクリル系
樹脂の共重合体からなる基板１の上に、実施の形態１と
同様にＲＦマグネトロンスパッタを用いて、基板１の表
面温度を８０℃に保持した状態で珪素酸化物からなるガ
スバリア膜２を３００Å形成した。ＤＣマグネトロンス
パッタを用いて、ガスバリア膜を形成した基板１の表面
温度を１２０℃に保持した状態でインジウム錫酸化物か
らなる透明導電膜３を１３５０Å形成した。

【００３０】ガスバリア膜２と透明導電膜３を形成した
基板１に図２に示すように、ガラス板２４と鉄板２５を
上に載せた状態で、基板１のガラス転移温度付近まで加
熱したオーブンに入れ、４時間保持した。さらに、ガラ
ス板２４と鉄板２５を上に載せたままで、オーブンの温
度が室温付近まで下がるまで保持し、基板を取り出し
た。

【００３１】その後、実施の形態１と同様な方法で、透
明導電膜３にパターンを形成、配向膜３６、シール樹脂
３７等を形成した後、液晶３８を注入、封口し、偏光板
３９を貼り液晶表示素子を完成させた。このようにして
作成した液晶表示素子は、基板の反りが非常に小さいた
め、セルギャップの均一性が良好で、色むら等の表示不
良がほとんど発生しなかった。また、基板の反りが小さ
いために、製造過程で基板の搬送や真空吸着のトラブル
がほとんど起きなかった。

【００３２】（実施の形態４）図４は、本発明の基板の
製造方法を示す概念図を示し、図４において１は基板、
４２は膜、４４はガラス板である。エポキシ樹脂からな
る基板１上にＲＦマグネトロンスパッタを用いて、基板
１の表面温度を１２５℃に保持した状態でアルミ酸化物
からなる膜４２を３００Å形成した。

【００３３】膜４２を形成した基板１を、図４に示すよ
うに、ガラス板４４で挟んだ状態で、基板１のガラス転
移温度付近まで加熱したオーブンに入れ、２時間保持し
た。さらに、ガラス板４４を挟んだままで、オーブンの
温度が室温付近まで下がるまで保持し、基板を取り出し
た。

【００３４】このようにして作成した基板は、加熱、冷
却処理時に加重しないものと比較して反りが大幅に低減
した。

【００３５】なお、以上の説明では、基板１としてエポ
キシ樹脂、アクリル樹脂、珪素系樹脂とアクリル樹脂の
共重合体を用いたが、基板としての機能、あるいは液晶
表示素子としての機能を損なわない限り、これに限定さ
れるものではない。例えば、ポリイミド系樹脂、ポリカ
ーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ
エチレン系樹脂の内ひとつ、またはその共重合体等から
選ぶことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラスチ
ックからなる基板上に、前記基板より線膨張係数の小さ
い膜を室温より高い温度で形成し、略平面に保持した状
態で、加熱、冷却処理を行うことにより、室温より高い
温度で形成した膜と基板の収縮の差により、室温まで基
板を冷却した際に発生する反りを大幅に低減することが
可能となる。このようにして作成した液晶表示素子は、
基板の反りが非常に小さいため、セルギャップの均一性
が良好で、色むら等の表示不良がほとんど発生しない。
また、基板の反りが小さいために、製造過程で基板の搬
送や真空吸着のトラブルがほとんど起きない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の製造方法を示す概念図

【図２】本発明の基板の製造方法を示す概念図

【図３】本発明の液晶表示素子の概念図

【図４】本発明の基板の製造方法を示す概念図

【符号の説明】

１基板２ガスバリア膜３透明導電膜１４プラスチック板１５ステンレス板２４ガラス板２５鉄板３６配向膜３７シール樹脂３８液晶３９偏光板４２膜４４ガラス板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村幸生大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H090 HB06X HC01 HC05 HC09 HC15 HC16 JA07 JA08 JB03 JC07 JD18 4K029 AA11 BA44 BA45 BA46 BA47 BA50 BB02 BC09 BD01 CA05 DC39 GA01 5C094 AA03 BA43 EB02 FB01 FB02 FB12 FB15 GB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックからなる基板上に、前記基板
より熱膨張係数の小さい膜を室温より高い温度で形成
し、略平面に固定して保持した状態で、加熱、冷却処理
を行ったことを特徴とする基板。
【請求項２】プラスチックからなる基板上に、無機物質
からなる膜あるいは無機物質を主成分とする膜を室温よ
り高い温度で形成し、略平面に保持した状態で、加熱、
冷却処理を行ったことを特徴とする基板。
【請求項３】前記基板より熱膨張係数の小さい膜がイン
ジウム錫酸化物を主成分とする膜あるいはインジウム酸
化物を主成分とする膜であることを特徴とする請求項１
記載の基板。
【請求項４】前記プラスチックからなる基板は、アクリ
ル系樹脂、エポキシ系樹脂、珪素系樹脂、ポリイミド系
樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール
系樹脂、ポリエチレン系樹脂の内ひとつ、またはその共
重合体からなることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の基板。
【請求項５】プラスチックからなる基板上に、前記基板
より熱膨張係数の小さい膜を室温より高い温度で形成し
た後、前記基板よりガラス転移温度の高い物体もしくは
ガラス転移温度の存在しない物体の間に挟み、略平面に
保持しながら加重をした状態で、加熱、冷却処理を行う
ことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項６】プラスチックからなる基板上に、無機物質
からなる膜あるいは無機物質を主成分とする膜を室温よ
り高い温度で形成した後、前記基板よりガラス転移温度
の高い物体もしくはガラス転移温度の存在しない物体の
間に挟み、略平面に保持しながら加重をした状態で、加
熱、冷却処理を行うことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項７】前記基板より熱膨張係数の小さい膜がイン
ジウム錫酸化物を主成分とする膜あるいはインジウム酸
化物を主成分とする膜であることを特徴とする請求項５
記載の基板の製造方法。
【請求項８】前記基板よりガラス転移温度の高い物体が
ガラス板であることを特徴とする請求項５または請求項
６記載の基板の製造方法。
【請求項９】前記ガラス板が表面を研磨したガラス板で
あることを特徴とする請求項８記載の基板の製造方法。
【請求項１０】プラスチックからなる基板上に、前記基
板より熱膨張係数の小さい膜を室温より高い温度で形成
した後、前記基板よりガラス転移温度の高い物体もしく
はガラス転移温度の存在しない物体で、かつ基板の熱膨
張係数とほぼ等しい物体の間に挟み、略平面に保持しな
がら加重をした状態で、加熱、冷却処理を行うことを特
徴とする基板の製造方法。
【請求項１１】プラスチックからなる基板上に、無機物
質からなる膜あるいは無機物質を主成分とする膜を室温
より高い温度で形成した後、前記基板よりガラス転移温
度の高い物体もしくはガラス転移温度の存在しない物体
で、かつ基板の熱膨張係数とほぼ等しい物体の間に挟
み、略平面に保持しながら加重をした状態で、加熱、冷
却処理を行うことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１２】前記基板より熱膨張係数の小さい膜がイ
ンジウム錫酸化物を主成分とする膜あるいはインジウム
酸化物を主成分とする膜であることを特徴とする請求項
１０記載の基板の製造方法。
【請求項１３】プラスチックからなる基板上に、前記基
板より熱膨張係数の小さい膜を室温より高い温度で形成
し、略平面に保持した状態で、加熱、冷却処理を行った
基板を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１４】プラスチックからなる基板上に、無機物
質からなる膜あるいは無機物質を主成分とする膜を室温
より高い温度で形成し、略平面に保持した状態で、加
熱、冷却処理を行った基板を用いたことを特徴とする液
晶表示素子。
【請求項１５】前記基板より熱膨張係数の小さい膜がイ
ンジウム錫酸化物を主成分とする膜あるいはインジウム
酸化物を主成分とする膜であることを特徴とする請求項
１３記載の液晶表示素子。
【請求項１６】前記プラスチックからなる基板は、アク
リル系樹脂、エポキシ系樹脂、珪素系樹脂、ポリイミド
系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコー
ル系樹脂、ポリエチレン系樹脂の内ひとつ、またはその
共重合体からなることを特徴とする請求項１３または請
求項１４記載の液晶表示素子。
【請求項１７】前記プラスチックからなる基板上にはガ
スバリア膜が形成されていることを特徴とする請求項１
３または請求項１４記載の液晶表示素子。
【請求項１８】プラスチックからなる基板を用いて作製
するプラスチック基板液晶表示素子の製造方法におい
て、前記基板より熱膨張係数の小さい膜を室温より高い
温度で形成した後、前記基板よりガラス転移温度の高い
物体もしくはガラス転移温度の存在しない物体の間に挟
み、略平面に保持しながら加重をした状態で、加熱、冷
却処理を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造方
法。
【請求項１９】プラスチックからなる基板を用いて作製
するプラスチック基板液晶表示素子の製造方法におい
て、前記基板上に、無機物質からなる膜あるいは無機物
質を主成分とする膜を室温より高い温度で形成した後、
前記基板よりガラス転移温度の高い物体もしくはガラス
転移温度の存在しない物体の間に挟み、略平面に保持し
ながら加重をした状態で、加熱、冷却処理を行うことを
特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２０】前記基板より線膨張係数の小さい膜がイ
ンジウム錫酸化物を主成分とする膜あるいはインジウム
酸化物を主成分とする膜であることを特徴とする請求項
１８記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項２１】前記ガラス転移温度の高い物体がガラス
板であることを特徴とする請求項１８または請求項１９
記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項２２】前記液晶表示素子が表面を研磨したガラ
ス板であることを特徴とする請求項１８記載の液晶表示
素子の製造方法。
【請求項２３】プラスチックからなる基板を用いて作製
するプラスチック基板液晶表示素子の製造方法におい
て、前記基板より線膨張係数の小さい膜を室温より高い
温度で形成した後、前記基板よりガラス転移温度の高い
物体もしくはガラス転移温度の存在しない物体で、かつ
基板の線膨張係数とほぼ等しい物体の間に挟み、略平面
に保持しながら加重をした状態で、加熱、冷却処理を行
うことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２４】プラスチックからなる基板を用いて作製
するプラスチック基板液晶表示素子の製造方法におい
て、前記基板上に、無機物質からなる膜あるいは無機物
質を主成分とする膜を室温より高い温度で形成した後、
前記基板よりガラス転移温度の高い物体もしくはガラス
転移温度の存在しない物体で、かつ基板の熱膨張係数と
ほぼ等しい物体の間に挟み、略平面に保持しながら加重
をした状態で、加熱、冷却処理を行うことを特徴とする
液晶表示素子の製造方法。
【請求項２５】前記基板より線膨張係数の小さい膜がイ
ンジウム錫酸化物を主成分とする膜あるいはインジウム
酸化物を主成分とする膜であることを特徴とする請求項
２３記載の液晶表示素子の製造方法。