JP2002258256A - 反射型液晶表示基板 - Google Patents

反射型液晶表示基板

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JP2002258256A
JP2002258256A JP2001060791A JP2001060791A JP2002258256A JP 2002258256 A JP2002258256 A JP 2002258256A JP 2001060791 A JP2001060791 A JP 2001060791A JP 2001060791 A JP2001060791 A JP 2001060791A JP 2002258256 A JP2002258256 A JP 2002258256A
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liquid crystal
crystal display
reflective liquid
core layer
resin
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JP2001060791A
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Sadafumi Furukawa
禎史 古川
Junji Tanaka
順二 田中
Sumio Shibahara
澄夫 柴原
Masaaki Fukunishi
賢晃 福西
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で、割れにくく、絶縁性に優れると共
に、配線の亀裂を生じさせない特徴を持つ反射型液晶表
示基板を供給する。 【解決手段】 少なくとも、厚みが50〜700μmで
あり、23〜200℃での平均熱線膨張係数が−10〜
50ppmであるコア層と、厚みが1〜200μmでT
gまたは熱分解温度が180℃以上である樹脂層が積層
されている反射型液晶表示基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として反射型液
晶表示装置に用いられる表示素子用プラスチック基板に
関する。
【0002】
【従来の技術】液晶,プラズマディスプレイ,エレクト
ロルミネッセンス(EL),蛍光表示管,発光ダイオ−
ド等のディスプレイ基材としてはガラス板が多く用いら
れている。しかし、大面積化を考えた場合、割れ易い、
曲げられない、比重が大きく軽量化に不向き等の問題か
ら、近年、ガラス板の代わりにプラスチック素材を用い
る試みが数多く行われるようになってきた。しかし、従
来のプラスチック表示素子用基板では、基板をなす樹脂
層と電極との熱膨張率の差が大きいため、特に加工時高
い温度変化にさらされるTFT液晶基板用途に於いて
は、透明電極に亀裂が生じ易く抵抗値の増大が生じた
り、時には断線といった事態に陥ることもあった。IT
O等の電極と熱線膨張率の値が近い材料としては、ガラ
ス等のセラミック、金属、ポリイミド等があるが、ガラ
スは前述のように割れやすく、金属は基板としての絶縁
性に問題があった。また、ポリイミドは基板材質として
は高価であった。一方、反射型の液晶表示装置は、外部
光の有る環境においては消費電力の多くの部分を占める
バックライトを必要としないため、特に携帯機器の表示
分野でその高品位化が望まれている。この反射型液晶表
示装置は、太陽光等の外部光が有る環境では表示セルの
裏面側基板の上に設けられた反射板により反射・散乱さ
せてバックライトの代わりとし、暗い環境においてはL
ED等から供給される光を反射させて表示することもで
きる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来前述の
ような問題があった反射型液晶表示基板において、安価
で、割れにくく、絶縁性に優れると共に、配線の亀裂を
生じさせない特徴を持つ反射型液晶表示基板を供給する
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】プラスチックは、軽い、
割れにくい、曲げやすいといった利点を持ち、次世代の
表示素子用基板としてはガラスにない特徴を有してはい
るものの、吸水や温度変化に対する伸び縮み、すなわち
寸法安定性に問題がある。一方、セラミックの一種であ
るガラスは透明性が良く、弾性率に優れ、光学特性にも
優れることから、広く表示素子用基板として使用されて
いるが、耐衝撃性に劣り、割れやすい。また、金属は耐
衝撃性、ガスバリア性等に優れるが、耐酸性および基板
としての絶縁性等に問題がある。プラスチックの一種で
あるポリイミドは、吸水性は高いが、熱線膨張係数が低
く、配線に亀裂を生じさせないという点では優れた材料
であるが、ガラスや他のプラスチック材料と比較して、
材料単価が高く、コスト面で利用することが困難であっ
た。本発明者らは、一種類の材料を用いることでは、上
記課題を解決することが困難であると考え、鋭意検討を
行った結果、熱線膨張率の低い材料に直接コーティング
等の方法により、樹脂層を積層する事で、樹脂層の厚み
と低熱線膨張率材料の弾性率のある範囲に於いては、樹
脂層の熱線膨張率が下層の低熱線膨張率材料の影響を受
け、その値が低くなると言う事実を見いだし、以下の発
明に至った。すなわち本発明は、(1) 少なくとも、
厚みが50〜700μmであり、23〜200℃での平
均熱線膨張係数が−10〜50ppmであるコア層と、
厚みが1〜200μmでTgまたは熱分解温度が180
℃以上である樹脂層が積層されている反射型液晶表示基
板、(2) 前記樹脂層がコア層の両側に積層されてい
る(1)の反射型液晶表示基板。(3) 前記コア層の
貯蔵弾性率が、5GPa以上である(1)または(2)
の反射型液晶表示基板、(4) 前記コア層が、少なく
ともセラミックを含む材質であることを特徴とする
(1)〜(3)何れか1項記載の反射型液晶表示基板、
(5) 前記コア層が少なくとも金属を含む材質である
ことを特徴とする(1)〜(4)何れか1項記載の反射
型液晶表示基板、(6) 前記コア層が少なくともイミ
ド結合を有する樹脂を含む材質であることを特徴とする
(1)〜(5)何れか1項記載の反射型液晶表示基板、
(7) 基板の総厚みが51〜1100μmである
(1)〜(6)何れか1項記載の反射型液晶表示基板で
ある。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明のコア層は、基板の剛性を
維持し、熱膨張を押さえるためのものであるため、その
厚みは、50〜700μm、好ましくは70〜500μ
m、より好ましくは80〜400μm、さらに好ましく
は100〜300μmである。また、23〜200℃で
の平均熱線膨張係数は−10〜50ppm、好ましく
は、−5〜40ppm、より好ましくは−5〜20pp
mの範囲である。また、その貯蔵弾性率は、大略金属ア
ルミニウムの値である5GPa以上であることが望まし
い。好ましいコア層の例としては、ガラス板、ガラスク
ロスを含むシート状形成物、シリカ、ジルコニア、アル
ミナ等のセラミックをフィラーとしたシート状形成物、
発泡セラミック等のセラミックを含む材質、ステンレ
ス、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、亜鉛、
錫、マグネシウム等を代表的に含むの金属・合金を材質
とした板、金網、エッチングやパンチングによる孔を有
する板、これらの金属・合金を発泡させた板、金属粉を
フィラーとするシート状形成物等の金属を含む材質、ポ
リイミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂等の少なくともイミド結合を有する樹脂を含む
材質を挙げることができる。もちろん、例えばセラミッ
クフィラーを含むポリイミド樹脂、サーメットなどのよ
うに、セラミック、金属、イミド結合を有する樹脂を自
由に組み合わせて用いても良い。
【0006】本発明の樹脂層は、例えばコア層がセラミ
ックの場合には、耐衝撃性を向上させると共に、見かけ
比重を低下させ、軽く、割れにくくするためのものであ
り、また、コア層が金属の場合には、電気絶縁性を高
め、酸性物質に直接触れることを防ぐと共に軽くするた
めのものであり、さらに、コア層にイミド結合を有する
樹脂を用いた場合には、材料コストを低減するものであ
る。ただし、液晶基板用途には、製造工程でさらされる
環境温度に耐える必要があるため、Tg(ガラス転位
点)または熱分解温度が180℃以上である必要があ
る。好ましい樹脂層の例としては、エポキシ樹脂、耐熱
性ポリカーボネイト樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリア
クリレート樹脂等を挙げることができるが、特に限定は
しない。また、コスト面では不利ではあるが、ポリイミ
ド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂などのイミド結合を有する樹脂を樹脂層として用いる
事ももちろん可能である。また、コア層にイミド結合を
有する樹脂を用いた場合、あるいはガラスクロスを用い
た場合など樹脂層が含浸されるような場合には、吸水に
よる寸法変化を押さえるための無機膜を積層する事も可
能であり、無機膜と下地層との密着性を高めるためのア
ンダーコート層及び無機膜を保護するための保護層を積
層する事も可能である。本発明の樹脂層は、コア層の剛
性、低熱線膨張率を最大限に活かすため、コア層と直接
密着している必要があり、好ましくはスプレー、ロール
コーター、グラビアコーター、または流延法等により、
形成されるのがよいが、特に限定はしない。
【0007】本発明のコア層および樹脂層は、共に一層
以上あればよいが、例えば、コア層の両側に樹脂層を積
層する事で、また、両側の樹脂層の厚みと種類を変える
ことによって、基板の反りを防止する事も可能である。
もちろん各種のコア層および樹脂層を何層積層しても良
い。
【0008】
【実施例】以下本発明を実施例によって説明するが、本
発明は実施例により何ら限定されるものではない。 <実施例1>厚さ700μmの硼硅酸ガラス板の両面
に、厚さが200μmとなるようにTg220℃のエポ
キシ樹脂を流延させて硬化させ、本発明の実施例を作成
した。 <実施例2>厚さ300μmの硼硅酸ガラス板の両面
に、樹脂層の厚さが20μmとなるように実施例1と同
様のエポキシ樹脂をロールコーターにてコーティング
し、硬化させた。 <実施例3>厚さ200μmのアルミ板の両面に実施例
2と同様の方法で、50μmの厚さのポリアリレート樹
脂(Tg185℃)の樹脂層を形成させた。 <実施例4>厚さ190μmのポリイミド樹脂シートの
両面にグラビアコーターを用いて、紫外線硬化性のイソ
シアヌル酸EO変性アクリレートを塗布し、乾燥後、5
00mJ/cm2の紫外線を照射して厚さ5μmの樹脂
層を形成させた。 <実施例5>厚さ100μmのSUS403ステンレス
板に実施例2と同様の方法で両面に厚さ25μmのエポ
キシ樹脂層を形成した。 <実施例6>厚さ50μmのクロムメッキ付き鉄板の両
面に実施例2と同様の方法で厚さ50μmのポリイミド
樹脂層を形成した。 <比較例1>厚さ300μmのポリエーテルスルホン押
出成形シートの両面にグラビアコーターを用いて、紫外
線硬化性のイソシアヌル酸EO変性アクリレートを塗布
し、乾燥後、500mJ/cm2の紫外線を照射して厚
さ5μmの樹脂層を形成させた。
【0009】<比較例2>厚さ300μmのポリアリレ
ート押出成形シートの両面にグラビアコーターを用い
て、紫外線硬化性のイソシアヌル酸EO変性アクリレー
トを塗布し、乾燥後、500mJ/cm2の紫外線を照
射して厚さ5μmの樹脂層を形成させた。以上のように
作成した積層シート上に、アルミニウムをスパッタリン
グにより3000Åの厚さで形成させ、フォトリソグラ
フ法により、幅3μm、長さ30mmの模擬配線パター
ンを形成させ、パターン両端5mmの部分に金2000
Åをのスパッタリングして5mm□の抵抗値測定用電極
を形成させた。このときの両端間の抵抗値をR0として
測定した。つづいて、10mm□の開口部を有するメタ
ルマスクを配線パターンの中央部に配設し、SiN(2
000Å)/アモルファスSi(500Å)/SiN
(2000Å)の各層を連続CVDにより形成させた。
常温に戻したときの両端間の抵抗値を再度測定し、R1
とした。さらに、180℃のオーブンに1時間入れた
後、常温に戻したときの両端間の抵抗値をR2とした。
表1に、各実施例及び比較例におけるR1/Ro、R2
oの値を示す。
【0010】
【表1】
【0011】本実施例におけるR1/Ro、R2/Ro
は、すべて1.02以下であり、この程度の変化は一般
に残留歪みによるものと考えられる。これに対して、比
較例1では、R2/Roの値が2.815、また、比較例
2では、R1/Roの値ですでに1.562と50%以上
の抵抗値上昇が観察された。このことから、比較例1で
は、ヒートサイクル後、また、比較例2ではドライプロ
セス後の熱線膨張の差により配線パターンにクラックが
生じたものと考えられた。また、ガラスに樹脂層をコー
ティングすることで、耐衝撃性も向上し、金属をコア層
とした例では、樹脂層により十分な絶縁性を保つことが
できた。さらに、高価なポリイミド層を薄くできること
は、基板材料費のコストダウンに直結することは言うま
でもない。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば従来の技術ではすべてを満足できなかった反射型液晶
表示基板の性能に於いて、安価で、割れにくく、絶縁性
に優れると共に、配線の亀裂を生じさせない特徴を持つ
反射型液晶表示基板を供給する事が可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福西 賢晃 東京都品川区東品川2丁目5番8号 住友 ベークライト株式会社内 Fターム(参考) 2H090 JB03 JD13 JD18 LA04 2H091 FA14Z FB02 GA01 KA10 LA02 LA12 5C094 AA31 AA42 AA43 BA03 BA43 CA19 EB02 JA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、厚みが50〜700μmで
    あり、23〜200℃での平均熱線膨張係数が−10〜
    50ppmであるコア層と、厚みが1〜200μmでT
    gまたは熱分解温度が180℃以上である樹脂層が積層
    されている反射型液晶表示基板。
  2. 【請求項2】 前記樹脂層がコア層の両側に積層されて
    いる請求項1記載の反射型液晶表示基板。
  3. 【請求項3】 前記コア層の貯蔵弾性率が、5GPa以
    上である請求項1または2記載の反射型液晶表示基板。
  4. 【請求項4】 前記コア層が少なくともセラミックを含
    む材質であることを特徴とする請求項1〜3何れか1項
    記載の反射型液晶表示基板。
  5. 【請求項5】 前記コア層が少なくとも金属を含む材質
    であることを特徴とする請求項1〜4何れか1項記載の
    反射型液晶表示基板。
  6. 【請求項6】 前記コア層が少なくともイミド結合を有
    する樹脂を含む材質であることを特徴とする請求項1〜
    5何れか1項記載の反射型液晶表示基板。
  7. 【請求項7】 基板の総厚みが51〜1100μmであ
    る請求項1〜6何れか1項記載の反射型液晶表示基板。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003099912A1 (fr) * 2002-05-27 2003-12-04 Nitto Denko Corporation Feuille de resine et substrat de cellule a cristaux liquides comprenant ladite feuille de resine
JP2004262080A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Nitto Denko Corp フィラー分散系樹脂シート、画像表示装置用基板および画像表示装置
JP2010282043A (ja) * 2009-06-05 2010-12-16 Seiko Epson Corp 電気光学表示装置及びプロジェクター

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