JP2004333527A

JP2004333527A - 偏光膜製造装置

Info

Publication number: JP2004333527A
Application number: JP2003124894A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Ishibashi; 義英石橋; Powei Sung; 博維宋; 鴻基 ▲べ▼; Kouki Be; Shinya Omura; 心也大村
Original assignee: Nakan Corp
Current assignee: Nakan Corp
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【目的】精度を要する複雑な機構を必要としないでより単純な方法で所望の偏光性能を有する偏光膜を簡単に作製できる装置を提供する。
【構成】円柱状のドクター７の軸方向の両端に金属箔テープ８を巻回し、このドクター７を基板６に摺接してドクター７と基板６の間にスリット状のギャップｂを設ける。偏光膜を作製するときは、ディスペンサ（図示しない）から滴下したインキ液ｃをドクター７の直近に堆積し、塗布方向Ａにドクター７を摺動してインキ液ｃを塗り広げ、基板６の表面にインキ液ｃの薄膜を形成する。このとき、ドクター７と基板６の間のギャップｂによってインキ液ｃの膜厚が制限され、偏光膜の膜厚が設定される。また、ドクター７の摺動により移動方向と逆方向に剪断力が作用してインキ液ｃに含まれる液晶分子が塗布方向に沿って配向し、液晶の染料分子が規則正しく配列する。その結果、インキ液ｃの薄膜に偏光性能が生じる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイの製造装置に係わり、特に二色性染料のインキを塗布して偏光膜を形成する技術を適用した偏光膜の製造装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、液晶セルの両面に配置する偏光板は、パネル検査を合格した液晶セルの外側に接着剤を用いて貼り付けていた。
このため、スクライバで分断した液晶セルの一つ一つに偏光板を貼り合わせる必要があり、作業性が非常に悪かった。
また、貼合せ時に位置決め精度や密着強度の確保、気泡やダスト混入の防止、静電気の発生防止などさまざまな対策を必要とし、その後の工程で偏光板とパネルの密着性の強化や間に残存する気泡の除去などのためにオートクレーブ処理を行うなど、その組立てに多くの時間と労力を費やしていた。
【０００３】
この問題を解決するために、本出願人は米国Ｏｐｔｉｖａ社の開発した二色性染料がスティック状に自発的に積み重なった液晶状態の超分子複合体を含むインキ液を通常のフレキソ印刷装置でガラスやプラスチック基板に印刷して偏光膜を作製する技術を開発し、先に出願している。この技術により偏光板の貼り付け作業を必要としない液晶セルの組立てが可能になり、ＬＣＤの生産効率が大幅にアップされた。
【０００４】
図８に、この技術を用いた偏光膜製造装置の模式図を示す。
図において、印刷方向に沿って多数の微細溝ａを有する版１を版胴２に取り付け、回転している版１に横長のディスペンサ３からインキ液を滴下してブレード４で塗り広げ、二色性染料からなる液晶分子を微細溝ａに押し込める。
このとき、ブレード４は版１に接することなくわずかなギャップを設けて保持されているので、版面にインキ液の薄膜が形成される。
そして、テーブル５上に固定された基板６が版胴２直下を通過するとき、版１が基板６に接してインキ液の薄膜が版１から基板６に転写塗布される。
転写された二色性染料からなる液晶分子は剪断力を受けて一定方向に配向し、染料分子が規則的に並び（結晶化し）偏光性能が生じる。
【０００５】
この装置は、テーブル５と版胴２の動きを同期させるためのラックギアの制御機構、ブレード４と版１間のギャップの調整機構、テーブル５の精密な送り出し機構など精度を要する複雑な機構を多く必要とする。
そのため、この装置を用いて所望の偏光性能を有する極薄の偏光膜を作製するのに多くのコストがかかる。
【０００６】
一方、二色性染料からなる液晶分子はブレード４で塗り広げられるときの機械的な剪断力によって配向され得る。
そのため、剪断力を与えながらインキ液を基板に塗布すると結果的に液晶分子が印刷方向に沿って配向し、液晶の染料分子が規則正しく配列する。
その結果、所望の偏光性能を有する偏光膜を簡単に作製することができる。
【０００７】
そこで本発明は、精度を要する複雑な機構を必要としないでより単純な方法で所望の偏光性能を有する偏光膜を簡単に作製できる装置を提供することを目的になされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【０００９】
すなわち、本発明の偏光膜製造装置は、スティック状に自発的に積み重なったリオトロピック液晶状態の超分子複合体を含む水溶液をインキとして用い、このインキを基板に塗布して偏光膜を作製する際に、このインキを塗り広げるドクターと基板の間にスペーサを挟んで塗布する。このインキの性質のため、膜厚の調節は液の濃度ではなく、スペーサで行われる。
【００１０】
また、好ましくは、前記ドクターが回転体であるとする。
【００１１】
また、好ましくは、前記ドクターが非回転体であるとする。
【００１２】
また、好ましくは、前記ドクターが円柱体であるとする。
【００１３】
また、好ましくは、前記ドクターが角柱体であるとする。
【００１４】
また、好ましくは、前記スペーサが金属箔テープであるとする。
【００１５】
また、好ましくは、前記スペーサがワイヤーであるとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１〜２に、本発明を実施した偏光膜製造装置の概念図を示す。
偏光膜製造装置は、図１に示すように、円柱状のドクター７の軸方向の両端に金属箔テープ８を巻回し、このドクター７を基板６に摺接してドクター７と基板６の間にスリット状のギャップｂを設ける構成である。
あるいは、図２に示すように、角柱状のドクター７の長さ方向の両側底面に金属箔テープ８を貼付し、このドクター７を基板６に摺接してドクター７と基板６の間にスリット状のギャップｂを設ける構成である。
【００１８】
金属箔テープ８は、ステンレス、真鋳、軟銅などで作製した市販のシムテープ（登録商標）の幅１２．７ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、厚さ０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５ｍｍのものを１ｍの巻物で購入し、それを短く切って使い捨て使用する。
シムテープは、これ以上厚いものは厚すぎて偏光膜の作製には役立たない。
また、シムテープの代わりに極細の針金（ワイヤー）を使用してもよい。
なお、ドクター７は洗浄・乾燥して再使用できるものにする。
【００１９】
本発明を実施した偏光膜製造装置は以上のような構成で、偏光膜を作製するときは、図３〜４に示すように、ディスペンサ（図示しない）から滴下した前述のインキ液ｃをドクター７の直近に堆積し、塗布方向Ａにドクター７を摺動してインキ液ｃを塗り広げ、基板６の表面にインキ液ｃの薄膜を形成する。
このとき、ドクター７と基板６の間のギャップｂによってインキ液ｃの膜厚が制限され、偏光膜の膜厚が設定される。
また、ドクター７の摺動により移動方向と逆方向に剪断力が作用してインキ液ｃに含まれる液晶分子が塗布方向に沿って配向し、液晶の染料分子が規則正しく配列する。その結果、インキ液ｃの薄膜に偏光性能が生じる。
なお、円柱状のドクター７を用いる場合は、ドクター７を摺動移動させるだけでなく、回転移動させてもよい。
【００２０】
多面取り基板の場合は、図５に示すように、パネルｄの配置に合わせて円柱状のドクター７に複数の金属箔テープ８を巻回し、このドクター７を基板６に摺接してドクター７と基板６の間に個々のパネルｄに対応するスリット状のギャップｂを設ける。
あるいは、図６に示すように、パネルｄの配置に合わせて角柱状のドクター７の底面に複数の金属箔テープ８を貼付し、このドクター７を基板６に摺接してドクター７と基板６の間に個々のパネルｄに対応するスリット状のギャップｂを設ける。
【００２１】
なお、基板６にラビング処理を施すと、基板６の表面が一定方向に擦られて平行で細かな多数の溝が形成される。
界面に凹凸がある場合は一般に無歪状態をとれないので、塗布された液晶の染料分子は弾性歪エネルギーが極小となるように配列する。
その結果、溝と液晶の染料分子の相互作用により、染料分子の配列の方位を溝の方向に揃えることができる。
そのため、塗布方向とラビング方向を変えても、液晶の染料分子の配向は塗布方向に係わりなく、ラビング方向に一致する。
【００２２】
偏光膜は、ユーザの要求によってさまざまな方向があり、それぞれの要求に応じて液晶の染料分子を基板に対して斜めに配向させる必要がある。
そのため、図７（ａ）に示すように、基板６に液晶の染料分子を斜めに配向させる場合、塗布方向Ａを変えることはできないので、テーブル５を回転して基板６と塗布方向Ａに角度をつける必要がある。
ところが、テーブル５を回転させると、装置の機械的精度が不足する場合はテーブル５が水平方向に傾くことがある。これを防ぐために精度を高める必要が生じる。これには費用がかかる。
また、費用をかけ、精度を高めたにしても、図７（ｂ）に示すように、基板６よりテーブル５の方が大きい場合、基板６を塗布方向Ａに対し角度をつけて全面にインキ液ｃを塗布すると、インキ液ｃが基板６からはみ出すので、毎回テーブル５を洗浄・乾燥しなければならなくなる。
また、図７（ｃ）に示すように、基板６とテーブル５が同じ大きさの場合、基板６を載せるテーブル５を塗布方向Ａに対し角度をつけてインキ液ｃを基板６の外にはみ出さないように塗布しようとすると、幅方向で必要な液量が異なるので、インキ液ｃの出力調整が複雑になる。
そのため、基板６にラビング処理を施して本発明の偏光膜製造装置でインキ液ｃを塗布すると、液晶の染料分子の配向がラビング方向に一致し、ラビング方向を変えるのは簡単なので、基板６を斜めにする必要がなくなり、このような問題は発生しない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドクターと基板の間にスペーサを挟んで超分子複合体を含むインキ液を塗布方向に沿って塗り広げるだけで簡単に偏光膜を作製できるので、テーブルと版胴の動きを同期させるためのラックギアなどの複雑な機構や調整が不要になり、洗浄・乾燥装置やディスペンサなども簡素化される。
また、スペーサの厚さを変えるだけでインキ液の膜厚を制限できるので、偏光膜の膜厚のコントロールが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】円柱状のドクターを用いた偏光膜製造装置の概念図である。
【図２】角柱状のドクターを用いた偏光膜製造装置の概念図である。
【図３】円柱状のドクターを用いた偏光膜作製の模式図である。
【図４】角柱状のドクターを用いた偏光膜作製の模式図である。
【図５】円柱状のドクターを用いた多面取り基板の偏光膜製造装置の概念図である。
【図６】角柱状のドクターを用いた多面取り基板の偏光膜製造装置の概念図である。
【図７】塗布方向と基板の設置方向の説明図である。
【図８】従来の偏光膜製造装置の模式図である。
【符号の説明】
１版
２版胴
３ディスペンサ
４ブレード
５テーブル
６基板
７ドクター
８金属箔テープ
ａ微細溝
ｂギャップ
ｃインキ液
ｄパネル

Claims

スティック状に自発的に積み重なったリオトロピック液晶状態の超分子複合体を含む水溶液をインキとして用い、
このインキを基板に塗布して偏光膜を作製する際に、
このインキを塗り広げるドクターと基板の間にスペーサを挟んで塗布することを特徴とする偏光膜製造装置。
前記ドクターが回転体であるとする請求項１記載の偏光膜製造装置。
前記ドクターが非回転体であるとする請求項１記載の偏光膜製造装置。
前記ドクターが円柱体であるとする請求項１記載の偏光膜製造装置。
前記ドクターが角柱体であるとする請求項１記載の偏光膜製造装置。
前記スペーサが金属箔テープであるとする請求項１記載の偏光膜製造装置。
前記スペーサがワイヤーであるとする請求項１記載の偏光膜製造装置。