JP2005346029A - マイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロール式マイクロ構造液晶表示装置の製造工程に数種類の液晶配向技術を加えてマイクロ構造を製作するマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法を提供する。
【解決手段】 導電膜１２上に熱塑性材料１０を塗布するステップと、表面に複数のマイクロ構造形状を備える型１４により複数のマイクロ構造を加熱プレス成形するステップと、支持壁および溝配向効果を有するマイクロ構造を形成するステップとを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロ構造（マイクロセル）の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法に関し、特にロール式マイクロ構造（roll to roll micro cell）液晶表示装置の製造工程に数種類の液晶配向技術を加えてマイクロ構造を製作する可撓性液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、現在広く使用されている表示装置であり、従来の陰極線管表示装置（ＣＲＴ）を代替するパーソナルコンピュータ或いは電子製品に必要不可欠な周辺装置となっている。

液晶表示装置は、製造工程技術が常に進歩しており、製造工程技術における従来の硬性のシリコン基板または平面ガラスから軟性の可撓性プラスチックまたは薄型金属基板まで進歩し、様々な角度に曲げられる液晶表示装置および大面積のマイクロ電子製品を製造することができるようになっている。そのため、ロール式の印刷工程により、電子新聞や電子書籍などといった様々な大面積軟性表示製品を製造することはもはや夢でなくなった。

前述の技術分野において、Ｓｉｐｉｘ社はエンボス技術を利用してマイクロカップ状構造の成形に成功し、ロール式工程方式により配向の必要がない高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）を注入してから封止工程を行うことにより、コントラスト比が約１０〜２０の可撓性液晶表示技術を完成させた。しかし、マイクロカップ状は配向ができなかったため、コントラスト比が比較的悪い散乱モードしか使用することはできなかった。

よって、本発明者は上述の欠点に鑑み、研究に専念して学理を運用し、上述の欠点を改善することができるマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法を提供する。

本発明の目的は、ロール式マイクロ構造液晶表示装置の製造工程に数種類の液晶配向技術を加えてマイクロ構造を製作するマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法を提供することにある。

本発明が提供するマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法は、導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップと、表面に複数のマイクロ構造形状を備える型により複数のマイクロ構造（マイクログルーヴ）を加熱プレス成形するステップと、支持壁および溝配向効果を有するマイクロ構造を形成するステップとを含む。

また、本発明はロール式マイクロ構造の液晶表示装置の製造工程中に数種類の液晶配向技術を加えることにより、もともとマイクロ構造の液晶表示技術を配向の必要が無い液晶表示システムから配向が必要な液晶モード（例えばＴＮ、ＶＡ、水平配向）まで向上させて、高いコントラスト比および優れた表示品質を得る。

配向技術およびマイクロ構造をロール式製造工程中へ導入することにより、コストが低く、大量に複製して品質が良好な可撓性液晶表示装置を製造することができる。

組合せ技術の発展と画像品質に対する消費者のニーズの高まりに伴い、マイクロカップ状を組み合わせた技術の偏極光変化の液晶表示モード（例えばＶＡ、ＴＮ、homogeneous）は、すでに止めることのできない趨勢となっている。この構造において最も重要な技術は、液晶配向技術をロール式工程へどのように導入するかにある。

図１は、本実施形態のプレス成形によるマイクロ構造の製作を示す模式図であり、それは熱塑性材料１０、導電膜１２および型１４を含む。図１は型表面を示し、図１Ａは、図１のＡ部分を拡大した図である。それらの図が示すように、その表面は複数のマイクロ構造１６を備え、熱塑性材料１０は型１４の表面によりプレス成形されると同時に加熱されて、支柱壁および溝配向効果を有するマイクロ構造１６が形成される。図１Ｂは、図１のＢ部分を拡大した図であり、それはプレス成形された後のマイクロ構造を示す。図１Ｃは、図１のＢ部分を拡大したもう一つの図であり、それにはプレス成形された後に形成された突起物のもう一つのマイクロ構造３６が示される。

図２は、本実施形態のプレス成形によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図であり、次のステップを含む。導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップ（Ｓ１００）。マイクロ構造を備えた型により複数のマイクロ構造形状を加熱してプレス成形するステップ（Ｓ１０２）で、型表面はマイクロ構造形状を備え、マイクロ構造は複数の表示領域内に位置する。そして、支持壁および溝配向効果を有するマイクロ構造を形成するステップ（Ｓ１０４）。

図３は、本実施形態の紫外線鋳造プレス成形によるマイクロ構造の製作を示す模式図であり、それは紫外線硬化材料１８、導電膜１２、型１４および紫外線光源２０を含む。図１Ａに示すように、型表面は、複数のマイクロ構造形状１６を有し、軟板１８は型１４の表面によりプレス成形されると同時に紫外線光源２０が照射され、図１Ｂに示すように、支持壁および溝配向効果を有するマイクロ構造１６に形成される。

図４は、本実施形態の紫外線鋳造プレス成形によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図であり、次のステップを含む。導電膜上に紫外線硬化ポリマー材料を塗布するステップ（Ｓ２００）。型により複数のマイクロ構造形状をプレス成形するステップ（Ｓ２０２）で、型表面はマイクロ構造形状を備え、マイクロ構造は複数の表示領域内に位置する。複数の紫外線をマイクロ構造へ照射して固化させるステップ（Ｓ２０４）。そして、壁および溝配向効果を有する複数のマイクロ構造を形成するステップ（Ｓ２０６）。

図５は、本実施形態のグレースケールマスクによるマイクロ構造の製作を示す模式図であり、それはフォトレジスト膜１８、導電膜１２、光源２０およびグレースケールマスク２２を含む。フォトレジスト膜１８は、グレースケールマスク２２に透過させた光源２０によりマイクロ構造１６に製作され、グレースケールマスク２２に透過させた強度が異なる紫外線をフォトレジスト膜１８へ照射することにより、マイクロ構造１８を形成する。図５Ａはマイクロ構造を示し、図５Ａは、図５のＡ部分を拡大した図である。図５Ｂは、マイクロ構造を示し、図５Ｂは、図１のＡ部分を拡大したもう一つの実施形態を示す。それはプレス成形した後のもう一つのマイクロ構造３６を示し、もう一つのマイクロ構造は突起物であり、軟板に現像工程２４を行ってマイクロ構造を現像し、最後に、現像したマイクロ構造をベーキング工程２６に通してマイクロ構造を固化する。

図６は、本実施形態のグレースケールマスクによるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図であり、次のステップを含む。導電膜上にフォトレジスト膜を塗布するステップ（Ｓ３００）、フォトレジスト膜を露光し、グレースケールマスクを使用して複数のマイクロ構造形状を製作するステップ（Ｓ３０２）。露光後の複数のマイクロ構造形状を現像するステップ（Ｓ３０４）で、露光光線にはフォトリソグラフィが使用される。マイクロ構造形状をベーキングして複数の固化マイクロ構造に形成するステップ（Ｓ３０６）で、マイクロ構造は複数の表示領域内に設けられる。支持壁および溝配向効果を有する固化マイクロ構造を形成するステップ（Ｓ３０８）。

図７は、本実施形態のローラ摩擦によるマイクロ構造の製作を示す模式図であり、それは熱塑性材料１０、導電膜１２、グラビア２８およびローラ配向３０を含む。グラビア２８のローラ構造の表面には一個の溝が設けられる。そして図７Ａに示すように、溝内には配向剤注入装置２８０が設けられ、グラビアのローラ構造の溝の空間内には光配向剤２８２が設けられ、グラビア２８によりマイクロカップ形状が熱圧縮されて形成されるとき、同時にグラビア２８内部が加圧され、グラビア内の光配向剤注入装置２８０に圧力を与えた後に、ローラ構造の溝空間内にある光配向剤２８２がマイクロカップ内にしみ出る。ローラ構造の溝表面は、図７Ｂに示すように多孔質構造の雌型である。図７Ｂは、図７Ａの底面図であり、その後、ローラ配向３０の技術摩擦により支持壁が設けられ、配向効果を有するマイクロ型構造が形成される。

図８は、本実施形態のマイクロ構造を製作するローラ摩擦配向方法を示す流れ図であり次のステップを含む。導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップ（Ｓ４００）。グラビアにより複数のマイクロ構造形状が加熱プレス成形されるステップ（Ｓ４０２）。グラビアのローラ構造溝を加圧して、ローラ構造溝表面から光配向剤をしみ出させるステップ（Ｓ４０４）で、ローラ構造溝表面は多孔質構造の雌型を備える。光配向剤を複数のマイクロカップ形状の底部へ印刷するステップ（Ｓ４０６）。ローラ配向の摩擦により支持壁が設けられて、溝配向効果を有するマイクロ構造を形成するステップ（Ｓ４０８）。

図９は、本実施形態のマイクロ構造を製作する直線偏光紫外線配向方法を示す模式図であり、それは熱塑性材料１０、導電膜１２、グラビア２８、紫外線光源３２および偏光マスク３４を含む。グラビア２８のローラ構造の溝表面に一個の穴を設け、その穴の中には配向剤注入装置２８０が設けられ、グラビアのローラ構造の溝空間内には光配向剤２８２が設けられ、熱塑性材料１０がグラビア２８によりマイクロカップ形状に熱プレスされると同時にグラビア２８内部が加圧され、グラビア内の光配向剤注入装置２８０に圧力が加わって、ローラ構造の溝空間内の光配向剤２８２がマイクロカップ構造内にしみ出る。その後、紫外線光源３２および偏光マスク３４により、直線偏光紫外線をマイクロカップ構造内の光配向剤へ照射し、壁および液晶配向効果を有するマイクロ構造を形成する。

図１０は、本実施形態のマイクロ構造を製作する直線偏光紫外線の配向方法を示す流れ図であり、次のステップを含む。導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップ（Ｓ５００）。グラビアにより複数のマイクロ構造形状が加熱プレス成形されるステップ（Ｓ５０２）。グラビアのローラ構造溝を加圧し、その中に注入された光配向剤を構造溝表面からしみ出すステップ（Ｓ５０４）で、そのうち光配向剤は光配向材料からなり、ローラ構造溝表面は、多孔質構造の雌型を備える。光配向剤を複数の表示領域内に印刷するステップ（Ｓ５０６）。複数の直線偏光紫外線を照射して配向を行うステップ（Ｓ５０８）。支持壁および配向効果を有するマイクロ構造を形成するステップ（Ｓ５１０）。

図１１は、本実施形態の直線偏光紫外線により配向機能を有するマイクロ構造の製作を示す模式図であり、それは紫外線硬化材料１８、導電膜１２、型１４、紫外線光源３２および偏光マスク３４を含む。紫外線硬化材料が型１４の表面によりプレス成形された後、紫外線光源３２および偏光マスク３４により直線偏光紫外線が照射されて紫外線硬化材料を固化して液晶配向機能を持たせ、支柱壁および配向効果を有するマイクロ構造を形成する。

図１２は、本実施形態の直線偏光紫外線によりマイクロ構造を製作する配向方法を示す流れ図であり、次のステップを含む。導電膜上に紫外線硬化材料を塗布するステップ（Ｓ６００）。型により複数のマイクロ構造形状をプレス成形するステップ（Ｓ６０２）で、型の表面がマイクロ構造形状を備える。複数の紫外線および偏光マスクの組合わせにより、直線偏光紫外線を照射してマイクロ構造を固化すると同時に配向効果を具備させるステップ（Ｓ６０４）。支持壁および配向効果を有する固化マイクロ構造を形成するステップ（Ｓ６０６）で、マイクロ構造が複数の表示領域内に設けられる。

上で示した図面および説明は単に本発明の好適な実施形態を示しただけであり、当該技術を熟知するものなら上述の説明によりその他の改良を行うことができ、それらの変化も本発明の精神および特許請求の範囲内に含まれるべきである。

本実施形態のプレス成形によるマイクロ構造の製作を示す模式図である。 図１のＡ部分を拡大した図である。 図１のＢ部分を拡大した図である。 図１のＢ部分を拡大したもう一つの図である。 本実施形態のプレス成形によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図である。 本実施形態の紫外線鋳造プレス成形によるマイクロ構造の製作を示す模式図である。 本実施形態の紫外線鋳造プレス成形によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図である。 本実施形態のグレースケールマスクによるマイクロ構造の製作を示す模式図である。 図１のＡ部分を拡大した図である。 図１のＡ部分を拡大したもう一つの図である。 本実施形態のグレースケールマスクによるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図である。 本実施形態のローラ摩擦によるマイクロ構造の製作を示す模式図である。 図７のＡ部分を拡大した図である。 図７Ａの底面図である。 本実施形態のローラ摩擦によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図である。 本実施形態の紫外線ローラ摩擦によるマイクロ構造の製作を示す模式図である。 本実施形態の紫外線ローラ摩擦によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図である。 本実施形態の直線偏光光線によるマイクロ構造の製作を示す模式図である。 本実施形態の直線偏光光線によるマイクロ構造の配向方法を示す流れ図である。

符号の説明

１０ 熱塑性材料
１２ 導電膜
１４ 型
１６、３６ マイクロ構造
１８ 紫外線硬化材料
２０ 紫外線光源
２２ グレースケールマスク
２４ 現像工程
２６ ベーキング工程
２８ グラビア
２８０ 配向剤注入装置
２８２ 光配向剤
３０ ローラ配向
３２ 紫外線光源
３４ 偏光マスク

Claims (18)

1. 導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップと、
   表面に複数のマイクロ構造形状を備える型により複数のマイクロ構造を加熱プレス成形するステップと、
   前記マイクロ構造に支持壁および溝配向効果を具備させるステップとを含むことを特徴とするマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
2. 前記マイクロ構造は、複数の表示領域内に設けられることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
3. 導電膜上に紫外線ポリマー材料を塗布するステップと、
   表面に複数のマイクロ構造形状を備える型により複数のマイクロ構造をプレス成形するステップと、
   複数の紫外線を照射して前記マイクロ構造を固化させるステップと、
   前記マイクロ構造に支持壁および溝配向効果を具備させるステップとを含むことを特徴とするマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
4. 前記マイクロ構造は、複数の表示領域内に設けられることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
5. 導電膜上にフォトレジスト膜を塗布するステップと、
   前記フォトレジスト膜を露光し、グレースケールマスクを使用して複数のマイクロ構造形状を製作するステップと、
   前記マイクロ構造形状をベーキングして複数の固化マイクロ構造を形成するステップと、
   前記固化マイクロ構造に支持壁および溝配向効果を具備させるステップとを含むことを特徴とするマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
6. 前記露光の光線には、フォトリソグラフィを使用することを特徴とする請求項５に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
7. 前記マイクロ構造は、複数の表示領域内に設けられることを特徴とする請求項５に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
8. 導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップと、
   グラビアにより複数のマイクロ構造形状を加熱プレス成形するステップと、
   前記グラビアのローラ構造溝を加圧して、前記ローラ構造溝の表面から光配向剤をしみ出すステップと、
   ローラの配向摩擦により支持壁および溝配向効果を具備する前記マイクロ構造を形成するステップとを含むことを特徴とするマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
9. 前記ローラ構造溝の表面は、多孔質構造の雌型を備えることを特徴とする請求項８に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
10. 前記グラビアにより複数のマイクロ構造形状を加熱プレス成形するステップを行うと同時に、複数の表示領域内に前記光配向剤を印刷することを特徴とする請求項８に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
    
11. 前記光配向剤は、複数のマイクロ構造形状に製作されることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
12. 導電膜上に熱塑性材料を塗布するステップと、
    グラビアにより複数のマイクロ構造形状を加熱プレス成形するステップと、
    前記グラビアのローラ構造溝を加圧して、前記構造溝の表面からその中に注入された光配向剤をしみ出すステップと、
    複数の直線偏光紫外線を照射して配向を行うステップと、
    壁を設けて配向効果を具備する前記マイクロ構造を形成するステップとを含むことを特徴とするマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
13. 前記光配向剤は、光配向材料であることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
14. 前記ローラ構造溝の表面は、多孔質構造の雌型を備えることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
15. 前記グラビアにより複数のマイクロ構造形状を加熱プレス成形するステップを行うと同時に、複数の表示領域内に前記光配向剤を印刷することを特徴とする請求項１２に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
16. 前記光配向剤は、複数のマイクロ構造形状に製作されることを特徴とする請求項１５に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
17. 導電膜上に紫外線硬化材料を塗布するステップと、
    表面に複数のマイクロ構造形状を備える型により複数のマイクロ構造をプレス成形するステップと、
    複数の紫外線と偏光マスクとを組合わせて直線偏光紫外線を照射し、マイクロ構造を固化すると同時に配向硬化を具備させるステップと、
    支持壁および配向効果を有する固化マイクロ構造を形成するステップとを含むことを特徴とするマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。
18. 前記マイクロ構造は、複数の表示領域内に設けられることを特徴とする請求項１７に記載のマイクロ構造の可撓性液晶表示装置の液晶配向方法。

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