JP2011008123A - 支持体支持面への接着剤塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対向する２枚の基板の対向間隙を一定に維持して２枚の基板を支持する支持体の支持面に接着剤を塗布する支持体支持面への接着剤塗布方法を提供する。
【解決手段】透明フィルム２、透明電極層３、配向膜４から成る下基板１の上面に極薄の光硬化性樹脂膜５を形成し、その上に支持体の形状の切り抜き７を有するマスク６を積層し、紫外線照射光源８により紫外線を照射し、光硬化性樹脂膜５に支持体の形状の切り抜き７にしたがった硬化部５ａを形成し、マスク６を除去し、インクジェットヘッド９により硬化部５ａに接着剤１１を塗布した後、光硬化性樹脂膜５の非硬化部５ｂを支持体形状の硬化部５ａよりも外部に広がった接着材１１ｂと共に除去し、その上から上基板１３を下基板１に対向させて配置し、上基板１３の上から接着材１１に紫外線を照射して接着材１１を硬化させ、下基板１と上基板１３とを相互に固定させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、対向する２枚の基板の対向間隙を一定に維持して２枚の基板を支持する支持体の支持面に接着剤を塗布する支持体支持面への接着剤塗布方法に関する。

従来、液晶を挟んで２枚の基板が対向して配置される構造の液晶パネルがある。液晶パネルは、近年、各企業や各大学等において電子ペーパーへの利用が考えられ開発が盛んに進められて一部では実現しつつある。

電子ペーパーは、従来、紙印刷物であった書籍や雑誌、新聞などを、電気的に表示書き換え可能な装置によって実現するものであり、薄く、軽く、そして見やすいという紙印刷物の優れた特性を備えるものである。

電子ペーパーが紙印刷物より優れているのは、表示内容の書き換えが可能であるという点にある。このため、電子ペーパーは紙印刷物のように使い捨てられることはないので、紙印刷物の代替として普及した場合、紙資源消費の削減に大きく貢献でき、環境保護の観点からも非常に有用であると考えられる。

このような電子ペーパーとしては、電気泳動方式やツイストボール方式、液晶表示ディスプレイや有機ＥＬ表示ディスプレイなどを利用して、研究・開発が行われている。このような液晶の一つに、コレステリック相が形成された液晶組成物（以下、コレステリック液晶という）を用いた液晶表示素子がある。

コレステリック液晶を用いた液晶表示素子は、カラー表示が可能であるだけでなく、メモリ性があるので、画面を書き換えるとき以外は、液晶に電圧を印加して駆動する必要がなく、消費電力の節減に有効である。

一方、電子ペーパーとしての液晶表示素子には、柔軟性が要求される。したがって、表示面にガラス基板を用いたのでは曲げの外力が加わったりすると表示面が割れてしまうため、電子ペーパーの液晶表示面にはフィルム基板が使用される。

ところで、コレステリック液晶を用いた液晶表示素子は、表示面を押したり曲げたりする外圧が加わると記憶された表示状態が変化してしまい、一旦表示が変化すると再駆動されるまで表示が元に戻らないという問題がある。

そこで、表示面に押圧や曲げの外圧が加わっても記憶された表示状態が変化しないように、つまりベース基板と表示面基板の対向間隔を常に一定に保つために、十字形の「壁面構造体」と称される支持体構造を２枚の基板間に備えたドットマトリクス方式の液晶表示素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、第１電極を備えた集積回路チップと第２電極を備えたベースとが一定の間隔を持って対向配置される構成の構造体において、第１電極と第２電極を、バンプ、導電性金属、第１接着剤、第２接着剤を介して導通するように接着する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ＷＯ２００８／０４１２６８Ａ１号公報 特開平０８−２０３９６１号公報

ところで、特許文献１において、ベース基板上の支持体は、薄膜形成技術とフォトリソ技術等によって形成されているのでベース基板と支持体との接着性は強固である。しかし、後から支持体の上面に張り合わせられる表示面基板は、支持体の接着性に依存して接着されているだけであるから、曲げの外圧が加わると表示面基板が支持体から剥がれる虞がある。

特許文献１の液晶表示素子は、特許文献２でいうところの第１電極を備えた集積回路チップと第２電極を備えたベースとが一定の間隔を持って対向配置される構成の構造体ではあるものの、第１電極と第２電極を導通させる構成の構造体ではないから、特許文献２のような接着方法を採用することはできない。

また、特許文献１の支持体（壁面構造体）の、四方に延びる十字形の４本の枝支持体の上面の幅は１５μｍ程度と極めて狭いため、ベース基板に支持体（壁面構造体）を形成後、その１５μｍ幅の枝支持体の上面に、上面の幅に合わせて接着材を塗布することは極めて困難である。

この液晶表示パネルの１画素は、隣接する４個の支持体（壁面構造体）の十字形のそれぞれ２本の枝支持体で囲まれる約０．１６ｍｍ角の液晶領域で構成されている。支持体の上面に塗布された接着材が、枝支持体の上面の幅１５μｍよりも外にはみ出ると、０．１６ｍｍ角の液晶領域に進出することになり、液晶の表示機能を阻害し、高画質の液晶表示パネルを構成できなくなる。

したがって、現状では支持体上面に接着材を塗布することが出来ず、支持体上面の接着力のみで、表示面基板と支持体上面が接着していた。そのため、表示面基板と支持体間が剥がれやすいという課題を有していた。

上記の課題を解決するために、本発明の支持体支持面への接着剤塗布方法は、対向して配置された２枚の基板の間の外周端部をシール部材で塞ぎ、該シール部材で塞いだ内部に液晶を封入したフィルム液晶パネルの製造方法において、上記２枚の基板のうち、少なくとも一方の基板上に支持体の母材となる光硬化性樹脂膜を形成する工程と、該光硬化性樹脂膜の上に上記支持体の形状の切り抜きを形成した非透過性のマスクを張設する工程と、該マスクに対し、該光硬化性樹脂膜とは反対の方向から光を照射し、上記マスクの切り抜き部分に対応する部分の上記光硬化性樹脂膜のみを上記支持体の形状に硬化させる工程と、上記マスクを該光硬化性樹脂膜の上から除去する工程と、上記光硬化性樹脂膜の上記支持体の形状に硬化させた硬化部の上に接着材を塗布する工程と、上記光硬化性樹脂膜のうち、上記マスクにより上記光が遮断され、硬化していない非硬化部を除去して、上記支持体形状の硬化部と該硬化部の上の上記接着剤のみを上記少なくとも一方の基板上に形成する工程と、上記支持体形状の硬化部の上に残留する上記接着材の上から上記支持体形状の硬化部を介して上記２枚の基板を対向させて配置する工程と、上記接着材を固化させる工程と、を含んで構成される。

この支持体支持面への接着剤塗布方法において、例えば、上記光は紫外線であり、上記光硬化性樹脂膜は紫外線硬化性樹脂膜である、また、例えば、上記接着剤は、紫外線硬化性樹脂からなり、上記接着材を固化させる工程は、上記上基板を介して上記接着剤に紫外線を照射して上記接着剤を上記上基板に接着させながら固化させる工程である。

本発明の支持体支持面への接着剤塗布方法によれば、光硬化性樹脂膜を支持体の形状に硬化させた部分に接着材を塗布した後、硬化させていない部分を支持体の形状に硬化させた部分よりも外部に広がった接着材と共に除去するので、接着剤を支持体の形状に合わせて正しく塗布したと同様の効果を奏する。

また、支持体の形状に合わせて塗布した接着剤に２枚目の上基板を貼り付けるので、上基板を支持体の全面に強固に貼り付けることができ、これにより、上基板が支持体から剥がれる不具合が解消さるという効果を奏する。

(a),(b),(c) は本発明の実施例１に係るフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その１）を示す図である。 (a),(b),(c) は本発明の実施例１に係るフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その２）を示す図である。 (a),(b),(c) は本発明の実施例１に係るフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その３）を示す図である。 (a),(b) は本発明の実施例１に係るフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その４）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１(a),(b),(c) は、本発明の実施例１に係るフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その１）を示す図である。先ず、本実施例１においては、図１(a) 以下図４(b) までに示す一連の工程において、上下２枚のフィルム基板（以下、上基板又は下基板という）が用意される。

図１(a) に示す第１の工程は、下基板１を形成する。透明フィルム２、透明電極層３、配向膜４の順序で積層させ形成させる。下基板１は図１(a)に示す通り、下から順に透明フィルム２、透明電極層３、配向膜４の順序となる。

本実施例では、透明フィルム２は、縦１０ｃｍ、横８ｃｍに切断した厚さは約１２５μｍのポリカーボネイト（ＰＣ）フィルムを用いる。また、ＰＣフィルムに代えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムを使用することもできる。これらのフィルムは十分な可撓性を備えている。

尚、通常フィルム液晶パネルのフィルムには、透光性を有するものが用いられるが、下基板１に用いられるフィルム２には、透光性のもの又は不透光性のもの、いずれを用いてもよい。

透明電極層３は、フィルム２上にパターニングされた０．２４ｍｍピッチの３２０本の帯状の走査電極が並列に配置された電極層である。層の厚さは透明フィルム２の厚さの略１／１０となる約１３０ｎｍである。

走査電極の形成材料としては、例えばインジューム錫酸化物（ＩＴＯ）が代表的であるが、その他インジューム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明電極膜、アルミニューム又はシリコン等の金属電極、又はアモルファスシリコン等の光導電性膜等を用いることが出来る。

この透明電極層３の上には、機能膜として液晶分子の配列を制御するための配向膜４がコーティングされている。配向膜４は下基板１の透明電極層３と後述する上基板の透明電極層との短絡を防止する絶縁性薄膜を兼用するようにしてもよい。

この配向膜４には、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂及びアクリル樹脂等の有機膜や、酸化シリコン、酸化アルミニューム等の無機材料を用いることができる。この配向膜４の厚さは約４０ｎｍである。

図１(b) に示す第２の工程では、下基板１の表面、つまり配向膜４の上に支持体の母材である光硬化性樹脂膜（ネガ型フォトレジスタ（光の照射を受けた部分が硬化して残るタイプの感光性樹脂）の膜）厚さにスピンコート又はロールコート等で塗布する。

続いて、図１(c) に示す第３の工程では、光硬化性樹脂膜５の上に、マスク６を積層する。マスク６は、従来のパターニング用ガラスマスクを使用し、支持体の形状の切り抜き７を有するマスク６を、光硬化性樹脂膜５の上に設置する。なお、マスク６として、紫外線を透過させない例えばＴｉ、Ｎｉ、Ｃu又はＡｌ等の金属を用いても良い。

図２(a),(b),(c) は、図１(a),(b),(c) に続くフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その２）を示す図である。図２(a) に示す第４の工程では、マスク６の上から紫外線照射光源８により紫外線を照射する。これにより、マスク６の下の光硬化性樹脂膜５は、支持体の形状の切り抜き７にしたがって紫外線を照射され、放射された部分が硬化部５ａを形成する。つまり、切り抜き７の部分（紫外線が照射された部分５a）のみ硬化し、それ以外の部分（紫外線が照射されなかった部分５b）は硬化しない。

次に、図２(b) に示す第５の工程では、マスク６を撤去（除去）する。
続いて、図２(c) に示す第６の工程では、インクジェットヘッド９を用いて、光硬化性樹脂膜５の硬化部５ａに対して、接着剤１１の液滴を吐出し、接着剤１１を硬化部５ａの上面に塗布する。

硬化部５ａの形状は、マスク６の切り抜き７を設計する際に、形状及び位置データとして保存されているので、この形状及び位置データを用いてインクジェットヘッド９を制御する。この制御には厳密な精度は要求されない。

つまり、硬化部５ａの上面へ塗布する接着剤１１の塗布面積は、硬化部５ａ（後に支持体となる上面の幅）ほどの精度が無くてもよく、図２(c) に示すように、接着剤１１が硬化部５ａの上面よりも拡がって非硬化部５ｂの上に塗布されても十分に許容される。

図３(a),(b),(c) は、図２(a),(b),(c) に続くフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その３）を示す図である。図３(a) に示す第７の工程では、硬化部５ａを下基板１上に現像する。すなわち、光硬化性樹脂膜５の非硬化部５ｂを、支持体形状の硬化部５ａよりも外部に広がった接着材１１ｂと共に除去する。

この処理では、下基板１を光硬化性樹脂膜５の硬化部５ａの高さまで溶剤に浸漬する。溶剤により非硬化部５ｂが逐次溶解して除去されることにより、非硬化部５ｂの上に広がっていた硬化前の接着剤１１ｂも除去される。硬化部５ａの上には接着剤１１ａが、支持体形状の硬化部５ａの形状に沿って残留する。

これにより、下基板１の上には、上面に接着剤１１ａ（１１）を塗布された支持体形状の硬化部５ａ（以下、支持体１２という）が形成される。
尚、図３(a),(b),(c) には、支持体１２を円柱であるかのように示しているが、これは例えば平面が十字形の支持体の場合では、四方に延びる４本の枝支持部の断面を示しているものである。この断面の幅（接着剤１１が載っている部分の幅）は例えば１５μｍ程度のものである。

図３(b) に示す第８の工程では、上記のように光硬化性樹脂膜５の硬化部５ａ（支持体１２）に残留する接着材１１の上から、支持体１２を介して２枚のフィルム基板の他方のフィルム基板（以下この他方のフィルム基板を、上基板１３という）を下基板１に対向させて配置する。

この上基板１３も、透明フィルム１４と、この透明フィルム１４の上（図では下面）に積層された透明電極層１５と、その透明電極層１５の上（図では下面）に積層された配向膜１６から成る。

下基板１と同様に、上基板１３の透明フィルム１４は、縦１０ｃｍ、横８ｃｍに切断した厚さは約１２５μｍのポリカーボネイト（ＰＣ）フィルムを用いる。また、ＰＣフィルムに代えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムを使用することもできる。これらのフィルムが、下基板１の場合と同様に、十分な可撓性を備えていることは言うまでも無い。

また、透明電極層１５は、透明フィルム１４上にパターニングされた０．２４ｍｍピッチの２４０本の帯状のデータ電極が並列に配置された電極層である。層の厚さは、この場合も透明フィルム２の厚さの略１／１０となる約１３０ｎｍである。また、データ電極の形成材料は、下基板１の透明電極層３とほぼ同様である。

図３(c) に示す第９の工程では、下基板１と上基板１３の位置合わせを行ったのち、適度に押圧を加えて上基板１３を接着材１１に接着させる。これで下基板１と上基板１３とが正しく対向して配置される。

この状態で、上基板１３の透明電極層１５の２４０本の帯状のデータ電極は、下基板１の透明電極層３の３２０本の帯状の走査電極に直交する向きで並列に配置されている。これらデータ電極と走査電極とが交差する領域が、完成したフィルム液晶パネルの１画素を構成する。すなわち完成したフィルム液晶パネルの総画素数は２４０×３２０＝７６８００である。

図４(a),(b) は、図３(a),(b),(c) に続くフィルム液晶パネルの製造方法における手順（その４）を示す図である。図４(a) に示す第１０の工程では、上基板１３の上から紫外線照射光源８により紫外線を照射する。これにより、透明な上基板１３を透過した紫外線が接着材１１に照射される。

これにより、接着材１１が硬化し、図４(b) に示す第１１の工程に示すように、２枚の対向する下基板１と上基板１３と相互に固定される。
この際、特には図示しないが、対向して配置された下基板１と上基板１３の間の外周端部をシール部材で塞いでいる。この後、このシール部材で塞いだ内部に液晶を封入して、フィルム液晶パネルが完成する。

上述した本発明の実施例によれば、支持体上面に接着時剤を塗布することにより、パネルと支持体上面の接着力が強化され、異物や液晶の熱膨張による剥離を防ぐことができ、フィルム液晶パネルの信頼性や歩留まりが向上する。

また、接着剤を塗布するに際し、支持体上面の幅までの精度を必要とすることなく支持体上面に接着材を塗布することができるので、工程管理が容易で製品の歩留まりが向上す

本発明は、液晶を挟んで２枚の基板が対向して配置される構造のフィルム液晶パネルに利用することができる。

１ 下基板
２ 透明フィルム
３ 透明電極層
４ 配向膜
５ 光硬化性樹脂膜
５ａ 硬化部
５ｂ 非硬化部
６ マスク
７ 支持体の形状の切り抜き
８ 紫外線照射光源
９ インクジェットヘッド
１１ 接着剤
１１ａ 硬化部上の接着剤
１１ｂ 硬化部外の接着材
１２ 支持体
１３ 上基板
１４ 透明フィルム
１５ 透明電極層
１６ 配向膜

Claims (3)

1. 対向して配置された２枚の基板の間の外周端部をシール部材で塞ぎ、該シール部材で塞いだ内部に液晶を封入したフィルム液晶パネルの製造方法において、
   前記２枚の基板のうち、少なくとも一方の基板上に支持体の母材となる光硬化性樹脂膜を形成する工程と、
   該光硬化性樹脂膜の上に前記支持体の形状の切り抜きを形成した非透過性のマスクを張設する工程と、
   該マスクに対し、該光硬化性樹脂膜とは反対の方向から光を照射し、前記マスクの切り抜き部分に対応する部分の前記光硬化性樹脂膜のみを前記支持体の形状に硬化させる工程と、
   前記マスクを該光硬化性樹脂膜の上から除去する工程と、
   前記光硬化性樹脂膜の前記支持体の形状に硬化させた硬化部の上に接着材を塗布する工程と、
   前記光硬化性樹脂膜のうち、前記マスクにより前記光が遮断され、硬化していない非硬化部を除去して、前記支持体形状の硬化部と該硬化部の上の前記接着剤のみを前記少なくとも一方の基板上に形成する工程と、
   前記支持体形状の硬化部の上に残留する前記接着材の上から前記支持体形状の硬化部を介して前記２枚の基板を対向させて配置する工程と、
   前記接着材を固化させる工程と、
   を含むことを特徴とする支持体支持面への接着剤塗布方法。
2. 前記光は紫外線であり、前記光硬化性樹脂膜は紫外線硬化性樹脂膜である、ことを特徴とする請求項１記載のフィルム液晶パネルの製造方法。
3. 前記接着剤は、紫外線硬化性樹脂からなり、前記接着材を固化させる工程は、前記上基板を介して前記接着剤に紫外線を照射して前記接着剤を前記上基板に接着させながら固化させる工程である、ことを特徴とする請求項１記載の支持体支持面への接着剤塗布方法。