JP3832950B2

JP3832950B2 - プラスチック液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JP3832950B2
Application number: JP35805497A
Authority: JP
Inventors: 光中川; 保之栗栖; 政秀重村; 宏和清水
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2017-12-25
Also published as: JPH11190829A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック液晶表示素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明電極用基板としてプラスチック基板を用いた液晶表示素子（以下、ＰＬＣと略記することがある）は、ガラス基板のものに較べて軽量でしかも割れにくいという点が評価されて携帯電話機や携帯情報端末等の市場分野で大きな期待が寄せられている。
【０００３】
しかしながら、ＰＬＣには、プラスチックが本質的に有する気体透過性に基づき、時間の経過とともに液晶セル内部に気泡が蓄積し、外観および表示品位が損なわれるという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために、従来はもっぱら外界からの気体の浸透の抑制に目が向けられ、基板上に、ポリビニルアルコールのような気体透過性が比較的低い高分子材料、あるいは、窒化けい素、酸化けい素のような無機材料を気体遮断層として被覆する方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、この方法は、外界からの気体の浸透に基づく発泡の抑制にはある程度の効果があるものの、基板自体が吸蔵する低分子量物質に基づく発泡の抑制には効果がなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における上記のごとき問題点を解消し、長時間経過した後においても気泡の発生を見ないプラスチック液晶表示素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来顧みられなかった基板自体が吸蔵する低分子量物質に起因する発泡を抑制すべくなされた下記の発明である。
【０００８】
［１］透明電極が形成された一対のプラスチック基板を電極面が対向するように配置する工程、透明電極の周辺部をシール材でシールする工程、内部に液晶を注入する工程、液晶の注入孔を封止する工程、単位液晶セルに切断する工程、およびこれらの工程を経て形成される単位液晶セルの両側に偏光板を貼付する工程を有するプラスチック液晶表示素子の製造方法において、前記単位液晶セルへの切断工程と偏光板の貼付工程との間に液晶セルの減圧処理工程を設けることを特徴とするプラスチック液晶表示素子の製造方法。
【０００９】
［２］減圧処理の条件が、絶対圧１５０ｈＰａ以下、温度５〜１００℃、時間３０分以上である［１］のプラスチック液晶表示素子の製造方法。
【００１０】
［３］減圧処理終了後３６時間以内に偏光板貼付を行う［１］のプラスチック液晶表示素子の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
プラスチック基板は、原料モノマーの重合の段階から最終的なＰＬＣに到るまでの過程で種々の雰囲気にさらされ、この時接触する重合媒体、洗浄液、大気等を構成する有機溶媒、水、酸素、窒素等の低分子量物質がその内部に浸透して、一部は透過し、また一部は内部に留まって吸蔵される。
【００１２】
プラスチックに吸蔵された低分子量物質の除去手段として、減圧処理を施すこと自体は、ごく一般的であるが、本発明においては、減圧処理工程を単位液晶セルへの切断工程と偏光板の貼付工程との間に設けることが重要である。
【００１３】
偏光板を貼付けた後では、これが気体遮断層として働き、減圧処理を施しても基板に吸蔵されている低分子量物質の離脱が極端に抑制され、また、前記切断工程に先立って減圧処理を施しても、切断工程で、雰囲気の大気および切り屑除去のための洗浄液等から再び低分子量物質が浸透し吸蔵されることになるので、ともに不都合である。
【００１４】
本発明において、単位液晶セルへの切断に到るまでの工程は特に限定されず、種々の形態で実施可能であるが、その概略は下記のとおりである。
【００１５】
まず、プラスチック基板の原材料となるプラスチックシートの材質としては、透明性および成形性の観点からポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、エポキシアクリレート等が例示されるが、光学異方性が小さいという点で、ポリカーボネートおよびエポキシアクリレートが、さらに入手性の面からポリカーボネートが好ましく採用可能であり、通常厚み０．１〜０．５ｍｍ程度のものが使用される。
【００１６】
このような基板上には、耐擦傷性を付与するためのハードコート層および外部からの気体の浸透を抑制するための気体遮断層を被覆することが好ましい。気体遮断層の材質としては、ポリビニルアルコールのような気体透過性が比較的低い高分子材料、あるいは、窒化けい素、酸化けい素のような無機材料が例示され、ピンホール回避の観点からは、複数層とすることが、また、反り防止の観点からは、基板の両面に設けることが好ましい。
【００１７】
つぎに、上記基板の片面にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等からなる透明導電膜が設けられ、所望の電極パターンにエッチングすることにより電極基板が得られる。透明導電膜の形成方法としては、スパッタ法、イオンプレーティング法、蒸着法等が例示されるが、基板の耐熱性の制約から、スパッタ法が好ましい。
【００１８】
このようにして得られる基板を用いて、配向膜の成膜、ラビング、スペーサ散布、シール材の印刷を行い、上下基板の電極面を対向させ、位置合わせして圧着した後、所定の形状に切断して、各々の注入孔が開口した状態で各単位セルが一列に並んでいる複数のスティック状の空セルを得る。この空セルに液晶を注入後注入孔を封止してから、単位液晶セルへ切断される。
【００１９】
本発明においては、上記単位液晶セルへの切断工程と偏光膜の貼付工程との間で、液晶セルの減圧処理が行われる。減圧処理の条件は、基板の材質、液晶セルの形態、減圧処理装置の形式等にもよるが、減圧度が小さ過ぎる（絶対圧が高過ぎる）場合および温度が低過ぎる場合には処理に長時間を要し、また、温度が高過ぎる場合には液晶セルの変形等の不都合が生じ、さらに、時間が短過ぎる場合には効果が不充分となる傾向があるので、通常、絶対圧１５０ｈＰａ以下、特に１５ｈＰａ以下、温度５〜１００℃、特に１５〜８０℃、時間３０分以上、特に３時間以上、の範囲が好ましく採用可能である。
【００２０】
本発明が適用されるプラスチック液晶表示素子の表示方式としては、通常のツイストネマチック型を初め、ツイスト角が１６０〜３００°になるようにカイラル物質を添加した液晶を使用するスーパーツイスト型、スメクチック液晶を使用する強誘電性液晶表示素子等が例示される。ここで、スーパーツイスト型液晶表示素子としては、これと位相差板あるいは電極を設けない逆ツイストの液晶素子（干渉セル）等の複屈折補償手段とを積層した白黒スーパーツイスト液晶表示素子あるいは複屈折モードのカラー表示、さらには、白黒スーパーツイスト液晶表示素子とカラーフィルタとを組み合わせたカラー液晶表示素子等も含まれる。
【００２１】
本発明においては、これまで詳しい説明を省いた液晶表示素子を構成する他の要素、例えば、配向膜、絶縁膜、液晶材料、偏光板、反射板、位相差板、干渉セル、遮光膜、カラーフィルタ、外部印刷、照明手段、駆動回路等についても、公知の液晶表示素子用の構成が適用可能であり、本発明の効果を損じない範囲で、通常の液晶表示素子で使用されている種々の技術が適用可能である。
【００２２】
本発明により製造されるプラスチック液晶表示素子は、通常の液晶表示素子が用いられる種々の用途に適用可能であるが、軽量でしかも割れにくいという特性が活かされる携帯用の各種用途、例えば、電話機、ページャー、情報端末、ＰＯＳ端末等の分野で特に有用である。
【００２３】
【実施例】
厚さ０．４ｍｍポリカーボネート板の両面に、厚さ３μｍのアクリル系のハードコートを施し、さらにその上に酸化けい素（ＳｉＯ／ＳｉＯ₂ ）からなる厚さ１００ｎｍの気体遮断層を設けたシートを３００ｍｍ×２６０ｍｍのサイズに切断し、基板材料として使用した。
【００２４】
上記基板材料の片面にＩＴＯからなる透明導電膜を設け、単位セルの所定個数分の列電極群（それぞれ表示用電極、接続電極、端子電極が１本のストライプ状の列電極に形成）および行電極と同じ本数のストライプ状の接続電極と端子電極（横方向にストライプ状）にパターニングし、端子部分および基板間導電接続部分を除きポリイミドを厚さ５０ｎｍ程度積層し、これをラビングにより所定の配向処理を施して列電極基板とした。
【００２５】
上と同様の基板材料に同様にしてストライプ状の行電極群（それぞれ表示用電極、接続電極、端子電極が１本のストライプ状の行電極に形成）を形成し、端子部分および基板間導電接続部分を除きポリイミドを厚さ５０ｎｍ程度積層し、同様にラビングにより配向処理して行電極基板とした。
【００２６】
このようにして得られた列電極基板には熱硬化性エポキシ系のシール材を印刷し、一方、行電極基板には平均粒径６．０μｍの面内スペーサ材を散布し固着処理した。
【００２７】
なお、シール材中には基板間導電接続材として、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体からなる樹脂ビーズに金／ニッケルの二層メッキを施した、平均粒径が６．０μｍである第１の導電ビーズと、同材質で、平均粒径が６．３μｍである第２の導電ビーズとを重量比で３：１の割合で、計２．０重量％混合して用い、また、面内スペーサ材としては、熱可塑性樹脂からなる表面層を有し、コアがスチレン−ジビニルベンゼン共重合体である平均粒径が６．０μｍの樹脂ビーズを使用した。
【００２８】
次いで、両基板の電極面側を対向させ、液晶分子のツイスト角が２４０°となるように配置して、位置合わせして圧着してから、各々の注入孔が開口した状態で各単位セルが一列に並んでいる複数のスティック状基板に切断した。
【００２９】
この状態で液晶を注入してから注入孔を封止し、単位セルに切断し、洗浄後、真空炉中で、絶対圧１０ｈＰａ、温度２０℃で、１２時間減圧処理してから、１２時間以内に偏光板を貼付けた（実施例１）。
【００３０】
このようにして得られた液晶セル各１０セルを、７０℃の高温放置試験および６０℃−９０％の高温高湿試験に供したところ、５００時間後においても、ともに全数発泡が認められなかった。
【００３１】
これに対して、単位セルへの切断・洗浄後、減圧処理の代わりに、７０℃、１２時間の常圧乾燥を行ってから、１２時間以内に偏光板を貼付けた液晶セル（比較例１）は、上記高温放置試験で、７２時間後に１０セル中７セルに発泡が認められ、高温・高湿試験においても、７２時間後に１０セル中５セルに発泡が認められた。
【００３２】
比較例１と同様にして偏光板の貼付けを行った液晶セルを、さらに実施例１と同様の条件で減圧処理して（比較例２）から、同様の試験に供した。この場合には、高温放置試験および高温・高湿試験の両方において、７２時間後に１０セル中３セルに発泡が認められた。
【００３３】
減圧処理してから１４日後に偏光板を貼付ける以外は実施例１と同様にして液晶セルを製造した（実施例２）。この場合には、高温放置５００時間後に１０セル中２セルに、また、高温・高湿試験５００時間後にも１０セル中１セルに発泡が認められたに過ぎず、減圧処理による発泡抑制効果が残っていることが確認された。
【００３４】
実施例１と同様にして得られた液晶セルを異方性導電膜を介してＴＣＰ型のＬＳＩに接続することにより液晶表示素子を組み立てて駆動したところ、長期間にわたって発泡が認められず、良好な表示が保持された。ここで得られた液晶表示素子の構成を図１に示す。同図において、１はプラスチック基板、２はハードコート層、３は気体遮断層、４は透明電極、５は配向膜、６はシール材、７は面内スペーサ材、８は位相差板、９は偏光板、１０は異方性導電膜、そして１１はＴＣＰ型駆動用ＬＳＩをそれぞれ示している。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、基板自体が吸蔵する低分子量物質に基づく発泡が抑制され、長時間経過した後においても気泡の発生を見ないプラスチック液晶表示素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により得られるプラスチック液晶表示素子を例示する模式的断面図。
【符号の説明】
１：プラスチック基板
２：ハードコート層
３：気体遮断層
４：透明電極
５：配向膜
６：シール材
７：面内スペーサ材
８：位相差板
９：偏光板
１０：異方性導電膜
１１：ＴＣＰ型駆動用ＬＳＩ

Claims

透明電極が形成された一対のプラスチック基板を電極面が対向するように配置する工程、透明電極の周辺部をシール材でシールする工程、内部に液晶を注入する工程、液晶の注入孔を封止する工程、単位液晶セルに切断する工程、およびこれらの工程を経て形成される単位液晶セルの両側に偏光板を貼付する工程を有するプラスチック液晶表示素子の製造方法において、前記単位液晶セルへの切断工程と偏光板の貼付工程との間に液晶セルの減圧処理工程を設けることを特徴とするプラスチック液晶表示素子の製造方法。
減圧処理の条件が、絶対圧１５０ｈＰａ以下、温度５〜１００℃、時間３０分以上である請求項１記載のプラスチック液晶表示素子の製造方法。
減圧処理終了後３６時間以内に偏光板貼付を行う請求項１記載のプラスチック液晶表示素子の製造方法。