JP4120166B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、前後一対の基板と、前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられた電極および配向膜と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板間の前記シール材により囲まれた領域に設けられた液晶層と、少なくとも前側の基板の外面に設けられた偏光板とにより構成されている。
【０００３】
なお、液晶表示素子には、その使用環境の光である外光を利用して表示する反射型のものと、バックライトからの照明光を利用して表示する透過型のものと、外光を利用する表示とバックライトからの照明光を利用する表示との両方を行なう反射／透過型のものとがあり、これらの液晶表示素子のほとんどは、一対の基板の外面にそれぞれ偏光板を備えているが、反射型の液晶表示素子には、表示の観察側である前側の基板の外面だけに１枚の偏光板を備え、後側基板の内面に反射手段を設けているものもある。
【０００４】
また、前記液晶表示素子には、白黒画像を表示するものとフルカラー画像等の多色カラー画像を表示するものとがあり、多色カラー画像を表示する液晶表示素子は、いすれか一方の基板の内面に、一対の基板の電極が互いに対向する複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタを設け、このカラーフィルタの上に電極を設けるとともに、その上に配向膜を形成した構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示素子には、ガラス基板を用いたものと、フィルム基板を用いたものとがある。
【０００６】
前記フィルム基板は、ポリカーボネイト等の有機高分子からなるベースフィルムの両面に、基板内面に設けられる電極および基板外面に設けられるガスバリア層の密着性を良くするためのアクリル系またはエポキシ系樹脂等の有機高分子からなる表面層を形成した積層膜からなっており、その外面の表面層の上に、酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなるガスバリア層が設けられ、内面の表面層の上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる電極が設けらる。
【０００７】
しかし、前記フィルム基板は、そのベースフィルムおよび表面層が親水性物質である有機高分子からなっているため、吸湿性をもっており、また、前記フィルム基板の外面に設けられるガスバリア層は、ガスバリア性は高いが、湿気に対するバリア性は充分ではない。
【０００８】
そのため、前記フィルム基板を用いた液晶表示素子は、高湿度の環境下において、フィルム基板が湿気を帯び、その湿気の素子内部への滲み出しにより液晶層に気泡ができ、表示不良を発生するという問題をもっている。
【０００９】
一方、ガラス基板を用いた液晶表示素子は、前記ガラス基板がガスに対しても湿気に対して高いバリア性をもっているため、基板の吸湿による表示欠陥を生じることは無い。
【００１０】
しかし、ガラス基板を用いた液晶表示素子でも、一対の基板を接合している枠状のシール材は親水性物質である有機高分子からなっているため、このシール材が吸湿性をもっており、そのため、前記シール材が湿気を帯び、その湿気の素子内部への滲み出しにより液晶層に気泡ができて表示不良を発生することがある。
【００１１】
さらに、前記偏光板は、トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に例えばポリビニルアルコール等からなる偏光層が設けられた積層膜であり、前記表面フィルムが親水性物質である有機高分子からなっているため、その両面の表面層が吸湿性をもっている。
【００１２】
そして、前記偏光板は、前記基板の外面に粘着剤により貼り付けられているため、基板に貼り付けられた面の表面フィルムは湿気を帯びることは無いが、外部に露出している外面の表面フィルムが湿気を帯びるため、この外面の表面フィルムの吸湿により偏光板が反り変形して基板から剥がれたり、前記偏光層が湿気により変質して偏光板の偏光特性が劣化し、液晶表示素子に表示不良を発生させる。
【００１３】
このように、従来の液晶表示素子は、基板とシール材と偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子の層を有する部材のいずれかの吸湿により表示不良を発生するという問題をもっている。
【００１４】
この発明は、一対の基板と前記一対の基板を接合するシール材と偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子層を有する部材の吸湿による表示不良を発生することが無い液晶表示素子を得ることができる液晶表示素子の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、有機高分子からなる前後一対のフィルム基板と、前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられた電極および配向膜と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板間の前記シール材により囲まれた領域に設けられた液晶層と、少なくとも前側の基板の外面に設けられた偏光板とからなり、前記前後一対のフィルム基板と、前記シール材と、前記偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子層を有する部材の少なくとも１つの表面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせた液晶表示素子の製造であって、前記前後一対のフィルム基板の一方は、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせ、その後に前記フィルム基板の内面上に配向膜が形成されることを特徴とするものである。
【００１６】
この製造方法によれば、前記有機高分子からなる一対のフィルム基板とシール材と偏光板の各部材のうち、一方のフィルム基板に、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせているため、前記フィルム基板の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示素子の製造方法は、上記のように、一対のフィルム基板と前記一対のフィルム基板を接合するシール材と偏光板の各部材のうち、一方のフィルム基板に、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせることにより、前記フィルム基板の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができるようにしたものである。
【００１８】
この製造方法において、前記フィルム基板と前記シール材および偏光板のうちの少なくとも１つの部材の外側にフッ素を反応させてもよく、このようにすることにより、フッ素を反応させた部材に撥水性をもたせ、その部材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００１９】
すなわち、有機高分子からなる前記フィルム基板の外面にフッ素を反応させ、前記フィルム基板の外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００２１】
また、前記フィルム基板の内面にカラーフィルタを設ける場合は、前記フィルム基板の内面にフッ素を反応させて基板内面に撥水性をもたせ、その後に、前記フィルム基板の内面上にカラーフィルタと、電極と、配向膜とを順に形成するのが望ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の内面に対する前記カラーフィルタの密着性を高くすることができる。
【００２２】
さらに、この製造方法においては、一対の基板を前記シール材を介して接合し、これらの基板間の前記シール材により囲まれた領域に液晶を注入してその注入口を封止した後、前記シール材の外面にフッ素を反応させてその外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記シール材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００２３】
また、前記一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた電極を、他方の基板の端子配列部に設けられた電極接続端子に、前記シール材の外側において有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材により接続する場合は、前記電極と電極接続端子とを前記クロス材により接続した後に、前記シール材の外面にフッ素を反応させる際に前記クロス材の表面にもフッ素を反応させて前記クロス材の表面に撥水性をもたせるのが望ましく、このようにすることにより、前記クロス材の導電性が吸湿により劣化するのを防ぐことができる。
【００２４】
また、この製造方法においては、有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に偏光層が設けられた偏光板の少なくとも外面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記偏光板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００２５】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図１および図２を参照して説明する。図１はこの発明の製造方法により製造された液晶表示素子の一例を示すハッチングを省略した断面図、図２は前記液晶表示素子の一方の基板のハッチングを省略した拡大断面図である。
【００２６】
図１に示した液晶表示素子は、フィルム基板を用いたものであり、前後一対の透明なフィルム基板１，２と、前記一対のフィルム基板１，２の内面にそれぞれ設けられた透明電極８，９および配向膜１２，１３と、前記一対のフィルム基板１，２を接合する熱硬化性有機高分子からなる枠状のシール材１４と、前記一対のフィルム基板１，２間の前記シール材１３により囲まれた領域に設けられた液晶層１６と、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ設けられた偏光板１７，１８とを備えている。
【００２７】
前記一対のフィルム基板１，２は、図２に一方のフィルム基板２拡大して示したように、ポリカーボネイト等の有機高分子からなるベースフィルム３の両面に、基板内面に設けられる電極８，９および基板外面に設けられるガスバリア層６の密着性を良くするためのアクリル系またはエポキシ系樹脂等の有機高分子からなる表面層４，５を形成した積層膜からなっており、その外面の表面層５の上に、酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなるガスバリア層６が設けられ、さらに前記ガスバリア層６の外面に、トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる表面保護層７が形成されている。
【００２８】
また、電極８，９は、前記フィルム基板１，２の内面の表面層４の上に、ＩＴＯ等の透明導電膜により形成されており、その上に、前記電極８，９を覆って配向膜１０，１１が形成されている。
【００２９】
なお、この液晶表示素子は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子とするアクティブマトリックス型のものであり、前記一対のフィルム基板１，２のうち、表示の観察側である前側（図１において上側）のフィルム基板１の内面に設けられた電極８は、一枚膜状の対向電極、後側のフィルム基板２の内面に設けられた電極９は、行方向および列方向にマトリックス状に配列させて形成された複数の画素電極である。
【００３０】
また、図では省略しているが、前記後側のフィルム基板２の内面には、前記複数の画素電極９にそれぞれ接続された複数のＴＦＴが配設されるとともに、各列のＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給する複数本のゲート配線と、各列のＴＦＴにそれぞれデータ信号を供給する複数本のデータ配線が設けられている。
【００３１】
さらに、この後側フィルム基板２は、その一端縁と一側縁にそれぞれ、前側のフィルム基板１の外側に突出する端子配列部を有しており、前記後側のフィルム基板２の一端縁の端子配列部の内面に前記複数本のゲート配線がそれぞれ導出され、一側縁の端子配列部の内面に前記複数本のデータ配線がそれぞれ導出されるとともに、いずれか一方の端子配列部の内面に、前側フィルム基板１の内面に設けられた対向電極８に接続される対向電極接続端子１０が設けられている。
【００３２】
そして、前記対向電極８は、前記対向電極接続端子１０に対向する導出部を有する形状に形成されており、前記シール材１４の外側において、熱可塑性または熱硬化性有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材１５により接続されている。
【００３３】
また、この液晶表示素子は、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するものであり、前側フィルム基板１の内面に、前記複数の画素電極９と対向電極８とが互いに対向する複数の画素領域にそれぞれ対応させて、複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを設けている。
【００３４】
なお、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは前側フィルム基板１の内面上に形成されており、このカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの上に前記対向電極８が形成されている。
【００３５】
また、前記一対のフィルム基板１，２間のシール材１４により囲まれた領域に設けられた液晶層１６は、ネマティック液晶あるいは強誘電性または反強誘電性液晶であり、その液晶の分子は、一対のフィルム基板１，２の内面に設けられた配向膜１２，１３によりそれぞれのフィルム基板１，２の近傍における配向方向を規制され、所定の配向状態で配向している。
【００３６】
さらに、前記偏光板１７，１８は、その構造は図示しないが、トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に例えばポリビニルアルコール等からなる偏光層が設けられた積層膜であり、一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ粘着剤（図示せず）により貼り付けられている。
【００３７】
前記液晶表示素子は、一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれガスバリア層６と表面保護７を形成し、さらに前側フィルム基板１の内面にカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと対向電極８と配向膜１２とを形成し、後側フィルム基板２の内面に図示しないＴＦＴとゲート配線およびデータ配線と対向電極接続端子１０と画素電極９と配向膜１３とを形成した後、前記一対のフィルム基板１，２を枠状のシール材１４を介して接合するとともに、前側対向電極８の導出部と対向電極接続端子１０とをクロス材１５により接続し、その後、前記一対のフィルム基板１，２間に液晶１６を注入してその注入口を封止し、その後、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１７，１８を貼り付けることにより製造する。
【００３８】
前記液晶表示素子の製造方法を説明すると、この製造方法においては、前記一対のフィルム基板１，２の外面にガスバリア層６を形成する前に、これらのフィルム基板１，２の外面をフッ素ガス雰囲気に曝し、前記フィルム基板１，２の外面の表面層５にフッ素を反応させる。
【００３９】
このように、フィルム基板１，２の外面の表面層５にフッ素を反応させると、アクリル系またはエポキシ系樹脂等の有機高分子からなる前記表面層５の有機高分子中における鎖状ポリマーの炭素原子がフッ素と反応し、前記炭素原子に結合している水素原子がフッ素原子に置換されて前記表面層５の表面エネルギーが小さくなり、前記表面層５の表面の特性が、親水性から撥水性に変化する。
【００４０】
したがって、前記一対のフィルム基板１，２の外面にフッ素を反応させることにより、これらのフィルム基板１，２の外面に撥水性をもたせることができる。
【００４１】
そして、前記ガスバリア層６は、前記フィルム基板１，２の外面にフッ素を反応させてその外面に撥水性をもたせた後に、前記フィルム基板１，２の外面に酸化珪素（ＳｉＯ２）等を塗布または蒸着あるいはスパッタすることにより形成し、その後、前記ガスバリア層６の外面にトリアセチルセルロース等の有機高分子を塗布して表面保護層７を形成する。
【００４２】
なお、上記のようにフィルム基板１，２の外面にフッ素を反応させると、前記フィルム基板１，２の外面が、撥水性をもつだけでなく、良好なガスバリア性を示すようになるため、前記ガスバリア層６と前記フィルム基板１，２の外面のガスバリア性とにより、より高いガスバリア効果を得ることができる。
【００４３】
また、この製造方法においては、前記前側フィルム基板１の内面にカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを形成する前に、このフィルム基板１の内面の表面層４にフッ素を反応させて上述した反応によりフィルム基板１の内面に撥水性をもたせ、その後に、この前側フィルム基板１の内面に、例えばカラーレジストにより赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを形成する。
【００４４】
このように、前側フィルム基板１の内面に撥水性をもたせると、前記フィルム基板１に対するカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの密着性が良くなるため、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを、前側フィルム基板１の内面に良好に密着させて形成することができる。
【００４５】
そして、前記対向電極８は、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの上に、ＩＴＯ等の透明導電膜により形成し、その後、前記対向電極８の上に、ポリイミド等の水平配向材を塗布して配向膜１２を形成し、この配向膜１２の膜面をラビング処理する。
【００４６】
なお、前記対向電極８は一枚膜状の電極であるため、前記配向膜１２を形成する領域の配向材の濡れ性はそのほぼ全域にわたって均一であり、したがって、前記配向膜１２を、ほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００４７】
さらに、この製造方法においては、前記後側フィルム基板２の内面に、図示しないＴＦＴとゲート配線およびデータ配線と対向電極接続端子１０とを形成し、さらにＩＴＯ等の透明導電膜により複数の画素電極９を形成した後、このフィルム基板２の内面の表面層４の画素電極９の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせ、その後に、前記後側フィルム基板２の内面に、ポリイミド等の水平配向材の塗布して配向膜１３を形成し、この配向膜１３の膜面をラビング処理する。
【００４８】
このように、前記後側フィルム基板２の内面の画素電極９の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせると、この後側フィルム基板２の内面の露出領域の配向材の濡れ性が前記画素電極９の表面の濡れ性に近くなるため、前記配向膜１３を、前記後側フィルム基板２の内面の露出領域および画素電極９の表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００４９】
さらに、この実施例の製造方法では、必要に応じて、前記前側フィルム基板１および後側フィルム基板２の内面に形成された配向膜１２，１３の膜面にフッ素を反応させ、前記配向膜１２，１３の膜面の表面エネルギーを変化させるようにしている。
【００５０】
すなわち、前記配向膜１２，１３は、上述したように、ポリイミド等の水平配向材により形成するが、前記水平配向材には、様々な表面エネルギーを有する物性のものがある。
【００５１】
一方、ネマティック液晶を用い、その液晶分子をツイスト配向させたＴＮ型またはＳＴＮ型液晶表示素子や、液晶分子を一方向にホモジニアス配向させた液晶表示素子では、液晶分子が基板面に対し、前記水平配向材の物性によって決まる配向膜の表面エネルギーに応じたプレチルト角で配向する。
【００５２】
しかし、この実施例のように、必要に応じて配向膜１２，１３の膜面にフッ素を反応させると、上述した反応により前記配向膜１２，１３の膜面の表面エネルギーが小さくなるため、配向膜１２，１３を形成する水平配向材の表面エネルギーが大きくても、その配向膜１２，１３の表面エネルギーを小さくし、液晶分子のプレチルト角を大きくすることができる。
【００５３】
また、この実施例によれば、前記配向膜１２，１３を表面エネルギーが小さい水平配向材により形成し、フッ素を反応させてその表面エネルギーをさらに小さくすることにより、水平配向材からなる配向膜１２，１３に垂直配向膜に近い配向性をもたせることも可能である。
【００５４】
なお、このように前記配向膜１２，１３の膜面にフッ素を反応させてその表面エネルギーを小さくする場合、その処理は、配向膜１２，１３のラビング前に行なうのが好ましい。
【００５５】
その後は、前記前側フィルム基板１と後側フィルム基板２のいずれか一方の内面に、熱硬化性有機高分子からなるシール材１４を枠状に印刷するとともに、前記対向電極８の導出部または対向電極接続端子１０の上に、熱可塑性または熱硬化性有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材１５を印刷し、両方のフィルム基板１，２を重ね合わせて加圧することにより、一対のフィルム基板１，２の間隔を調整するとともに、前記対向電極８の導出部と前記対向電極接続端子１０とを前記クロス材１５により電気的に導通させて接続し、その状態で前記シール材１４とクロス材１５とを硬化させることにより、前記一対のフィルム基板１，２を前記シール材１４を介して接合する。
【００５６】
次に、前記一対のフィルム基板１，２間の前記シール材１４より囲まれた領域に、前記シール材１４の印刷時にそのシール材１４を部分的に欠落させて形成しておいた液晶注入口（図示せず）から真空注入法により液晶１６を注入して前記液晶注入口を封止樹脂により封止し、その後、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ、偏光板１７，１８を図示しない粘着剤により貼り付ける。
【００５７】
そして、この製造方法では、前記液晶注入口を封止し、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１７，１８を貼り付けた後に、液晶表示素子の外面全体をフッ素ガス雰囲気に曝すことにより、前記シール材１３の外面と、前記クロス材１４の表面と、前後の偏光板１７，１８の外面とにフッ素を反応させ、上述した反応により、前記シール材１３の外面と、前記クロス材１４の表面と、前後の偏光板１７，１８の外面（トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる表面フィルムの外面）とに撥水性をもたせ、液晶表示素子を完成する。
【００５８】
この製造方法によれば、有機高分子からなる一対のフィルム基板１，２と、有機高分子からなる枠状のシール材１４と、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ貼り付けられた表面に有機高分子層を有する偏光板１７，１８のそれぞれの外面にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせているため、前記フィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８の吸湿による表示不良を発生することが無い液晶表示素子を得ることができる。
【００５９】
すなわち、前記フィルム基板１，２の外面が撥水性を有していれば、高湿度の環境下においてもフィルム基板１，２が湿気を帯びることは無く、したがって、フィルム基板１，２からの素子内部への湿気の滲み出により液晶層１６に気泡ができ、表示不良を発生することは無い。
【００６０】
また、前記一対のフィルム基板１，２を接合するシール材１４の外面が撥水性を有していれば、高湿度の環境下においても前記シール材１４が湿気を帯びることは無く、したがって、前記シール材１４からの素子内部への湿気の滲み出により液晶層１６に気泡ができ、表示不良を発生することは無い。
【００６１】
さらに、前記偏光板１７，１８は、前記フィルム基板１，２の外面に粘着剤により貼り付けられているため、前記フィルム基板１，２に貼り付けられた面の表面フィルムが湿気を帯びることは無く、また前記偏光板１７，１８の外部に露出する外面の表面フィルムが撥水性を有していれば、高湿度の環境下においても前記偏光板１７，１８の表面フィルムの吸湿により偏光板１７，１８が反り変形してフィルム基板１，２から剥がれたり、前記前記偏光板１７，１８の偏光層が湿気により変質して偏光板１７，１８の偏光特性が劣化することは無いため、前記偏光板１７，１８の吸湿による表示不良を発生することは無い。
【００６２】
しかも、上記実施例の製造方法では、後側フィルム基板２の内面に画素電極９を形成した後、この後側フィルム基板２の内面の前記電極９の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせ、その後に前記後側フィルム基板２の内面上に配向膜１３を形成しているため、前記後側フィルム基板２の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極９の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜１３を、前記後側フィルム基板２の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００６３】
また、上記実施例では、前側フィルム基板１の内面にフッ素を反応させてその基板内面に撥水性をもたせ、その後に、前記前側フィルム基板１の内面上にカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、対向電極８と、配向膜１２とを順に形成しているため、前記前側フィルム基板１の内面に対する前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの密着性を高くすることができる。
【００６４】
さらに、上記実施例においては、前側フィルム基板１の内面に設けられた対向電極８を、後側フィルム基板２の端子配列部に設けられた対向電極接続端子１０に、前記シール材１４の外側においてクロス材１５により接続した後に、前記シール材１４の外面にフッ素を反応させる際に前記クロス材１５の表面にもフッ素を反応させて前記クロス材１５の表面に撥水性をもたせているため、前記クロス材１５の導電性が吸湿により劣化するのを防ぐことができる。
【００６５】
なお、上記実施例では、一対のフィルム基板１，２の外面に偏光板１７，１８を貼り付けた後に、前記偏光板１７，１８の外面にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせているが、前記偏光板１７，１８にフッ素を反応させる処理は、フィルム基板１，２の外面に貼り付ける前に行なってもよい。
【００６６】
その場合は、前記偏光板１７，１８の外面だけにフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせても、あるいは、前記偏光板１７，１８の両面にフッ素を反応させてその両面に撥水性をもたせてもよく、また、前記偏光板１７，１８の両面に撥水性をもたせるときは、前記偏光板１７，１８をフィルム基板１，２の外面に貼り付けずに、基板外面に対向させて配置してもよい。
【００６７】
また、上記実施例では、一対の基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１７，１８を設けているが、反射型の液晶表示素子を製造する場合は、表示の観察側である前側の基板の外面だけに１枚の偏光板を設け、後側基板の内面に反射手段を設けてもよい。
【００６８】
さらに、上記実施例では、一対のフィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８の全ての部材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせているが、フッ素を反応させて撥水性をもたせる部材は、前記フィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８のうちの１つまたは２つでもよく、前記フィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８の各部材のうちの少なくとも１つの部材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせることにより、その部材の吸湿による表示不良を発生することが無い液晶表示素子を得ることができる。
【００６９】
また、上記実施例の製造方法は、前側基板１の内面にフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを設けた液晶表示素子を製造する方法であるが、この発明の製造方法は、カラーフィルタを備えない白黒画像を表示する液晶表示素子の製造にも適用することができ、その場合は、一枚膜状の対向電極が設けられたフィルム基板の内面の配向膜形成領域の配向材の濡れ性がそのほぼ全域にわたって均一であり、前記配向膜をほぼ均一に密着させて形成することができるため、このフィルム基板の内面にフッ素を反応させて撥水性をもたせる必要はない。
【００７０】
さらに、この発明の製造方法は、フィルム基板を用いた液晶表示素子に限らず、ガラス基板を用いた液晶表示素子の製造にも適用することができるものであり、その場合は、前記ガラス基板が、ガスに対しても湿気に対して高いバリア性をもっているため、一対のガラス基板を接合する枠状のシール材と偏光板の両方または一方の部材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせればよい。また、ガラス基板は配向材の濡れ性が電極表面の濡れ性に近いため、配向膜を、基板内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００７１】
また、この発明の製造方法は、ＴＦＴを能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表示素子に限らず、ＭＩＭ等の２端子の非線型抵抗素子を能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表示素子や、単純マトリックス型の液晶表示素子の製造にも適用することができる。
【００７２】
なお、前記非線型抵抗素子を能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表示素子は、一方の基板の内面に行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と前記能動素子と信号供給配線を設け、他方の基板の内面に各行の画素電極にそれぞれ対向する複数の対向電極を設けたものであり、また、単純マトリックス型液晶表示素子は、一方の基板の内面に行方向に沿う複数の走査電極を設け、他方の基板の内面に列方向に沿う複数の信号電極を設けたものであるため、フィルム基板を用いた液晶表示素子を製造する場合は、一対のフィルム基板の内面に電極を形成した後、両方のフィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせ、その後に前記フィルム基板の内面上に配向膜を形成することにより、配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成するのが望ましい。
【００７３】
【発明の効果】
この発明の液晶表示素子の製造方法は、有機高分子からなる一対のフィルム基板と前記一対のフィルム基板を接合するシール材と偏光板の各部材のうち、一方のフィルム基板に、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせているため、前記フィルム基板の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００７４】
この発明の製造方法において、有機高分子からなるフィルム基板と前記シール材および偏光板のうちの少なくとも１つの部材にフッ素を反応させてもよく、このようにすることにより、フッ素を反応させた部材に撥水性をもたせ、その部材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００７５】
すなわち、前記フィルム基板の外面にフッ素を反応させ、前記フィルム基板の外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００７７】
また、前記フィルム基板の内面にカラーフィルタを設ける場合は、前記フィルム基板の内面にフッ素を反応させて基板内面に撥水性をもたせ、その後に、前記フィルム基板の内面上にカラーフィルタと、電極と、配向膜とを順に形成するのが望ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の内面に対する前記カラーフィルタの密着性を高くすることができる。
【００７８】
さらに、この製造方法においては、一対の基板を前記シール材を介して接合し、これらの基板間の前記シール材により囲まれた領域に液晶を注入してその注入口を封止した後、前記シール材の外面にフッ素を反応させてその外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記シール材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００７９】
また、前記一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた電極を、他方の基板の端子配列部に設けられた電極接続端子に、前記シール材の外側において有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材により接続する場合は、前記電極と電極接続端子とを前記クロス材により接続した後に、前記シール材の外面にフッ素を反応させる際に前記クロス材の表面にもフッ素を反応させて前記クロス材の表面に撥水性をもたせるのが望ましく、このようにすることにより、前記クロス材の導電性が吸湿により劣化するのを防ぐことができる。
【００８０】
また、この製造方法においては、有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に偏光層が設けられた偏光板の少なくとも外面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記偏光板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法により製造された液晶表示素子の一例を示すハッチングを省略した断面図。
【図２】前記液晶表示素子の一方の基板のハッチングを省略した拡大断面図。
【符号の説明】
１，２…フィルム基板
３…ベースフィルム
４，５…表面層
６…ガスバリア層
７…表面保護層
８…対向電極
９…画素電極
１０…対向電極接続端子
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…カラーフィルタ
１２，１３…配向膜
１４…シール材
１５…クロス材
１６…液晶層
１７，１８…偏光板
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は、前後一対の基板と、前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられた電極および配向膜と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板間の前記シール材により囲まれた領域に設けられた液晶層と、少なくとも前側の基板の外面に設けられた偏光板とにより構成されている。
【０００３】
なお、液晶表示素子には、その使用環境の光である外光を利用して表示する反射型のものと、バックライトからの照明光を利用して表示する透過型のものと、外光を利用する表示とバックライトからの照明光を利用する表示との両方を行なう反射／透過型のものとがあり、これらの液晶表示素子のほとんどは、一対の基板の外面にそれぞれ偏光板を備えているが、反射型の液晶表示素子には、表示の観察側である前側の基板の外面だけに１枚の偏光板を備え、後側基板の内面に反射手段を設けているものもある。
【０００４】
また、前記液晶表示素子には、白黒画像を表示するものとフルカラー画像等の多色カラー画像を表示するものとがあり、多色カラー画像を表示する液晶表示素子は、いすれか一方の基板の内面に、一対の基板の電極が互いに対向する複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタを設け、このカラーフィルタの上に電極を設けるとともに、その上に配向膜を形成した構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示素子には、ガラス基板を用いたものと、フィルム基板を用いたものとがある。
【０００６】
前記フィルム基板は、ポリカーボネイト等の有機高分子からなるベースフィルムの両面に、基板内面に設けられる電極および基板外面に設けられるガスバリア層の密着性を良くするためのアクリル系またはエポキシ系樹脂等の有機高分子からなる表面層を形成した積層膜からなっており、その外面の表面層の上に、酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなるガスバリア層が設けられ、内面の表面層の上にＩＴＯ等の透明導電膜からなる電極が設けらる。
【０００７】
しかし、前記フィルム基板は、そのベースフィルムおよび表面層が親水性物質である有機高分子からなっているため、吸湿性をもっており、また、前記フィルム基板の外面に設けられるガスバリア層は、ガスバリア性は高いが、湿気に対するバリア性は充分ではない。
【０００８】
そのため、前記フィルム基板を用いた液晶表示素子は、高湿度の環境下において、フィルム基板が湿気を帯び、その湿気の素子内部への滲み出しにより液晶層に気泡ができ、表示不良を発生するという問題をもっている。
【０００９】
一方、ガラス基板を用いた液晶表示素子は、前記ガラス基板がガスに対しても湿気に対して高いバリア性をもっているため、基板の吸湿による表示欠陥を生じることは無い。
【００１０】
しかし、ガラス基板を用いた液晶表示素子でも、一対の基板を接合している枠状のシール材は親水性物質である有機高分子からなっているため、このシール材が吸湿性をもっており、そのため、前記シール材が湿気を帯び、その湿気の素子内部への滲み出しにより液晶層に気泡ができて表示不良を発生することがある。
【００１１】
さらに、前記偏光板は、トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に例えばポリビニルアルコール等からなる偏光層が設けられた積層膜であり、前記表面フィルムが親水性物質である有機高分子からなっているため、その両面の表面層が吸湿性をもっている。
【００１２】
そして、前記偏光板は、前記基板の外面に粘着剤により貼り付けられているため、基板に貼り付けられた面の表面フィルムは湿気を帯びることは無いが、外部に露出している外面の表面フィルムが湿気を帯びるため、この外面の表面フィルムの吸湿により偏光板が反り変形して基板から剥がれたり、前記偏光層が湿気により変質して偏光板の偏光特性が劣化し、液晶表示素子に表示不良を発生させる。
【００１３】
このように、従来の液晶表示素子は、基板とシール材と偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子の層を有する部材のいずれかの吸湿により表示不良を発生するという問題をもっている。
【００１４】
この発明は、一対の基板と前記一対の基板を接合するシール材と偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子層を有する部材の吸湿による表示不良を発生することが無い液晶表示素子を得ることができる液晶表示素子の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、有機高分子からなる前後一対のフィルム基板と、前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられた電極および配向膜と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板間の前記シール材により囲まれた領域に設けられた液晶層と、少なくとも前側の基板の外面に設けられた偏光板とからなり、前記前後一対のフィルム基板と、前記シール材と、前記偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子層を有する部材の少なくとも１つの表面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせた液晶表示素子の製造であって、前記前後一対のフィルム基板の一方は、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせ、その後に前記フィルム基板の内面上に配向膜が形成されることを特徴とするものである。
【００１６】
この製造方法によれば、前記有機高分子からなる一対のフィルム基板とシール材と偏光板の各部材のうち、一方のフィルム基板に、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせているため、前記フィルム基板の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示素子の製造方法は、上記のように、一対のフィルム基板と前記一対のフィルム基板を接合するシール材と偏光板の各部材のうち、一方のフィルム基板に、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせることにより、前記フィルム基板の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができるようにしたものである。
【００１８】
この製造方法において、前記フィルム基板と前記シール材および偏光板のうちの少なくとも１つの部材の外側にフッ素を反応させてもよく、このようにすることにより、フッ素を反応させた部材に撥水性をもたせ、その部材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００１９】
すなわち、有機高分子からなる前記フィルム基板の外面にフッ素を反応させ、前記フィルム基板の外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００２１】
また、前記フィルム基板の内面にカラーフィルタを設ける場合は、前記フィルム基板の内面にフッ素を反応させて基板内面に撥水性をもたせ、その後に、前記フィルム基板の内面上にカラーフィルタと、電極と、配向膜とを順に形成するのが望ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の内面に対する前記カラーフィルタの密着性を高くすることができる。
【００２２】
さらに、この製造方法においては、一対の基板を前記シール材を介して接合し、これらの基板間の前記シール材により囲まれた領域に液晶を注入してその注入口を封止した後、前記シール材の外面にフッ素を反応させてその外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記シール材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００２３】
また、前記一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた電極を、他方の基板の端子配列部に設けられた電極接続端子に、前記シール材の外側において有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材により接続する場合は、前記電極と電極接続端子とを前記クロス材により接続した後に、前記シール材の外面にフッ素を反応させる際に前記クロス材の表面にもフッ素を反応させて前記クロス材の表面に撥水性をもたせるのが望ましく、このようにすることにより、前記クロス材の導電性が吸湿により劣化するのを防ぐことができる。
【００２４】
また、この製造方法においては、有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に偏光層が設けられた偏光板の少なくとも外面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記偏光板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００２５】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図１および図２を参照して説明する。図１はこの発明の製造方法により製造された液晶表示素子の一例を示すハッチングを省略した断面図、図２は前記液晶表示素子の一方の基板のハッチングを省略した拡大断面図である。
【００２６】
図１に示した液晶表示素子は、フィルム基板を用いたものであり、前後一対の透明なフィルム基板１，２と、前記一対のフィルム基板１，２の内面にそれぞれ設けられた透明電極８，９および配向膜１２，１３と、前記一対のフィルム基板１，２を接合する熱硬化性有機高分子からなる枠状のシール材１４と、前記一対のフィルム基板１，２間の前記シール材１３により囲まれた領域に設けられた液晶層１６と、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ設けられた偏光板１７，１８とを備えている。
【００２７】
前記一対のフィルム基板１，２は、図２に一方のフィルム基板２拡大して示したように、ポリカーボネイト等の有機高分子からなるベースフィルム３の両面に、基板内面に設けられる電極８，９および基板外面に設けられるガスバリア層６の密着性を良くするためのアクリル系またはエポキシ系樹脂等の有機高分子からなる表面層４，５を形成した積層膜からなっており、その外面の表面層５の上に、酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなるガスバリア層６が設けられ、さらに前記ガスバリア層６の外面に、トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる表面保護層７が形成されている。
【００２８】
また、電極８，９は、前記フィルム基板１，２の内面の表面層４の上に、ＩＴＯ等の透明導電膜により形成されており、その上に、前記電極８，９を覆って配向膜１０，１１が形成されている。
【００２９】
なお、この液晶表示素子は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子とするアクティブマトリックス型のものであり、前記一対のフィルム基板１，２のうち、表示の観察側である前側（図１において上側）のフィルム基板１の内面に設けられた電極８は、一枚膜状の対向電極、後側のフィルム基板２の内面に設けられた電極９は、行方向および列方向にマトリックス状に配列させて形成された複数の画素電極である。
【００３０】
また、図では省略しているが、前記後側のフィルム基板２の内面には、前記複数の画素電極９にそれぞれ接続された複数のＴＦＴが配設されるとともに、各列のＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給する複数本のゲート配線と、各列のＴＦＴにそれぞれデータ信号を供給する複数本のデータ配線が設けられている。
【００３１】
さらに、この後側フィルム基板２は、その一端縁と一側縁にそれぞれ、前側のフィルム基板１の外側に突出する端子配列部を有しており、前記後側のフィルム基板２の一端縁の端子配列部の内面に前記複数本のゲート配線がそれぞれ導出され、一側縁の端子配列部の内面に前記複数本のデータ配線がそれぞれ導出されるとともに、いずれか一方の端子配列部の内面に、前側フィルム基板１の内面に設けられた対向電極８に接続される対向電極接続端子１０が設けられている。
【００３２】
そして、前記対向電極８は、前記対向電極接続端子１０に対向する導出部を有する形状に形成されており、前記シール材１４の外側において、熱可塑性または熱硬化性有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材１５により接続されている。
【００３３】
また、この液晶表示素子は、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するものであり、前側フィルム基板１の内面に、前記複数の画素電極９と対向電極８とが互いに対向する複数の画素領域にそれぞれ対応させて、複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを設けている。
【００３４】
なお、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは前側フィルム基板１の内面上に形成されており、このカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの上に前記対向電極８が形成されている。
【００３５】
また、前記一対のフィルム基板１，２間のシール材１４により囲まれた領域に設けられた液晶層１６は、ネマティック液晶あるいは強誘電性または反強誘電性液晶であり、その液晶の分子は、一対のフィルム基板１，２の内面に設けられた配向膜１２，１３によりそれぞれのフィルム基板１，２の近傍における配向方向を規制され、所定の配向状態で配向している。
【００３６】
さらに、前記偏光板１７，１８は、その構造は図示しないが、トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に例えばポリビニルアルコール等からなる偏光層が設けられた積層膜であり、一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ粘着剤（図示せず）により貼り付けられている。
【００３７】
前記液晶表示素子は、一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれガスバリア層６と表面保護７を形成し、さらに前側フィルム基板１の内面にカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと対向電極８と配向膜１２とを形成し、後側フィルム基板２の内面に図示しないＴＦＴとゲート配線およびデータ配線と対向電極接続端子１０と画素電極９と配向膜１３とを形成した後、前記一対のフィルム基板１，２を枠状のシール材１４を介して接合するとともに、前側対向電極８の導出部と対向電極接続端子１０とをクロス材１５により接続し、その後、前記一対のフィルム基板１，２間に液晶１６を注入してその注入口を封止し、その後、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１７，１８を貼り付けることにより製造する。
【００３８】
前記液晶表示素子の製造方法を説明すると、この製造方法においては、前記一対のフィルム基板１，２の外面にガスバリア層６を形成する前に、これらのフィルム基板１，２の外面をフッ素ガス雰囲気に曝し、前記フィルム基板１，２の外面の表面層５にフッ素を反応させる。
【００３９】
このように、フィルム基板１，２の外面の表面層５にフッ素を反応させると、アクリル系またはエポキシ系樹脂等の有機高分子からなる前記表面層５の有機高分子中における鎖状ポリマーの炭素原子がフッ素と反応し、前記炭素原子に結合している水素原子がフッ素原子に置換されて前記表面層５の表面エネルギーが小さくなり、前記表面層５の表面の特性が、親水性から撥水性に変化する。
【００４０】
したがって、前記一対のフィルム基板１，２の外面にフッ素を反応させることにより、これらのフィルム基板１，２の外面に撥水性をもたせることができる。
【００４１】
そして、前記ガスバリア層６は、前記フィルム基板１，２の外面にフッ素を反応させてその外面に撥水性をもたせた後に、前記フィルム基板１，２の外面に酸化珪素（ＳｉＯ２）等を塗布または蒸着あるいはスパッタすることにより形成し、その後、前記ガスバリア層６の外面にトリアセチルセルロース等の有機高分子を塗布して表面保護層７を形成する。
【００４２】
なお、上記のようにフィルム基板１，２の外面にフッ素を反応させると、前記フィルム基板１，２の外面が、撥水性をもつだけでなく、良好なガスバリア性を示すようになるため、前記ガスバリア層６と前記フィルム基板１，２の外面のガスバリア性とにより、より高いガスバリア効果を得ることができる。
【００４３】
また、この製造方法においては、前記前側フィルム基板１の内面にカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを形成する前に、このフィルム基板１の内面の表面層４にフッ素を反応させて上述した反応によりフィルム基板１の内面に撥水性をもたせ、その後に、この前側フィルム基板１の内面に、例えばカラーレジストにより赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを形成する。
【００４４】
このように、前側フィルム基板１の内面に撥水性をもたせると、前記フィルム基板１に対するカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの密着性が良くなるため、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを、前側フィルム基板１の内面に良好に密着させて形成することができる。
【００４５】
そして、前記対向電極８は、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの上に、ＩＴＯ等の透明導電膜により形成し、その後、前記対向電極８の上に、ポリイミド等の水平配向材を塗布して配向膜１２を形成し、この配向膜１２の膜面をラビング処理する。
【００４６】
なお、前記対向電極８は一枚膜状の電極であるため、前記配向膜１２を形成する領域の配向材の濡れ性はそのほぼ全域にわたって均一であり、したがって、前記配向膜１２を、ほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００４７】
さらに、この製造方法においては、前記後側フィルム基板２の内面に、図示しないＴＦＴとゲート配線およびデータ配線と対向電極接続端子１０とを形成し、さらにＩＴＯ等の透明導電膜により複数の画素電極９を形成した後、このフィルム基板２の内面の表面層４の画素電極９の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせ、その後に、前記後側フィルム基板２の内面に、ポリイミド等の水平配向材の塗布して配向膜１３を形成し、この配向膜１３の膜面をラビング処理する。
【００４８】
このように、前記後側フィルム基板２の内面の画素電極９の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせると、この後側フィルム基板２の内面の露出領域の配向材の濡れ性が前記画素電極９の表面の濡れ性に近くなるため、前記配向膜１３を、前記後側フィルム基板２の内面の露出領域および画素電極９の表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００４９】
さらに、この実施例の製造方法では、必要に応じて、前記前側フィルム基板１および後側フィルム基板２の内面に形成された配向膜１２，１３の膜面にフッ素を反応させ、前記配向膜１２，１３の膜面の表面エネルギーを変化させるようにしている。
【００５０】
すなわち、前記配向膜１２，１３は、上述したように、ポリイミド等の水平配向材により形成するが、前記水平配向材には、様々な表面エネルギーを有する物性のものがある。
【００５１】
一方、ネマティック液晶を用い、その液晶分子をツイスト配向させたＴＮ型またはＳＴＮ型液晶表示素子や、液晶分子を一方向にホモジニアス配向させた液晶表示素子では、液晶分子が基板面に対し、前記水平配向材の物性によって決まる配向膜の表面エネルギーに応じたプレチルト角で配向する。
【００５２】
しかし、この実施例のように、必要に応じて配向膜１２，１３の膜面にフッ素を反応させると、上述した反応により前記配向膜１２，１３の膜面の表面エネルギーが小さくなるため、配向膜１２，１３を形成する水平配向材の表面エネルギーが大きくても、その配向膜１２，１３の表面エネルギーを小さくし、液晶分子のプレチルト角を大きくすることができる。
【００５３】
また、この実施例によれば、前記配向膜１２，１３を表面エネルギーが小さい水平配向材により形成し、フッ素を反応させてその表面エネルギーをさらに小さくすることにより、水平配向材からなる配向膜１２，１３に垂直配向膜に近い配向性をもたせることも可能である。
【００５４】
なお、このように前記配向膜１２，１３の膜面にフッ素を反応させてその表面エネルギーを小さくする場合、その処理は、配向膜１２，１３のラビング前に行なうのが好ましい。
【００５５】
その後は、前記前側フィルム基板１と後側フィルム基板２のいずれか一方の内面に、熱硬化性有機高分子からなるシール材１４を枠状に印刷するとともに、前記対向電極８の導出部または対向電極接続端子１０の上に、熱可塑性または熱硬化性有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材１５を印刷し、両方のフィルム基板１，２を重ね合わせて加圧することにより、一対のフィルム基板１，２の間隔を調整するとともに、前記対向電極８の導出部と前記対向電極接続端子１０とを前記クロス材１５により電気的に導通させて接続し、その状態で前記シール材１４とクロス材１５とを硬化させることにより、前記一対のフィルム基板１，２を前記シール材１４を介して接合する。
【００５６】
次に、前記一対のフィルム基板１，２間の前記シール材１４より囲まれた領域に、前記シール材１４の印刷時にそのシール材１４を部分的に欠落させて形成しておいた液晶注入口（図示せず）から真空注入法により液晶１６を注入して前記液晶注入口を封止樹脂により封止し、その後、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ、偏光板１７，１８を図示しない粘着剤により貼り付ける。
【００５７】
そして、この製造方法では、前記液晶注入口を封止し、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１７，１８を貼り付けた後に、液晶表示素子の外面全体をフッ素ガス雰囲気に曝すことにより、前記シール材１３の外面と、前記クロス材１４の表面と、前後の偏光板１７，１８の外面とにフッ素を反応させ、上述した反応により、前記シール材１３の外面と、前記クロス材１４の表面と、前後の偏光板１７，１８の外面（トリアセチルセルロース等の有機高分子からなる表面フィルムの外面）とに撥水性をもたせ、液晶表示素子を完成する。
【００５８】
この製造方法によれば、有機高分子からなる一対のフィルム基板１，２と、有機高分子からなる枠状のシール材１４と、前記一対のフィルム基板１，２の外面にそれぞれ貼り付けられた表面に有機高分子層を有する偏光板１７，１８のそれぞれの外面にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせているため、前記フィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８の吸湿による表示不良を発生することが無い液晶表示素子を得ることができる。
【００５９】
すなわち、前記フィルム基板１，２の外面が撥水性を有していれば、高湿度の環境下においてもフィルム基板１，２が湿気を帯びることは無く、したがって、フィルム基板１，２からの素子内部への湿気の滲み出により液晶層１６に気泡ができ、表示不良を発生することは無い。
【００６０】
また、前記一対のフィルム基板１，２を接合するシール材１４の外面が撥水性を有していれば、高湿度の環境下においても前記シール材１４が湿気を帯びることは無く、したがって、前記シール材１４からの素子内部への湿気の滲み出により液晶層１６に気泡ができ、表示不良を発生することは無い。
【００６１】
さらに、前記偏光板１７，１８は、前記フィルム基板１，２の外面に粘着剤により貼り付けられているため、前記フィルム基板１，２に貼り付けられた面の表面フィルムが湿気を帯びることは無く、また前記偏光板１７，１８の外部に露出する外面の表面フィルムが撥水性を有していれば、高湿度の環境下においても前記偏光板１７，１８の表面フィルムの吸湿により偏光板１７，１８が反り変形してフィルム基板１，２から剥がれたり、前記前記偏光板１７，１８の偏光層が湿気により変質して偏光板１７，１８の偏光特性が劣化することは無いため、前記偏光板１７，１８の吸湿による表示不良を発生することは無い。
【００６２】
しかも、上記実施例の製造方法では、後側フィルム基板２の内面に画素電極９を形成した後、この後側フィルム基板２の内面の前記電極９の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせ、その後に前記後側フィルム基板２の内面上に配向膜１３を形成しているため、前記後側フィルム基板２の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極９の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜１３を、前記後側フィルム基板２の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００６３】
また、上記実施例では、前側フィルム基板１の内面にフッ素を反応させてその基板内面に撥水性をもたせ、その後に、前記前側フィルム基板１の内面上にカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、対向電極８と、配向膜１２とを順に形成しているため、前記前側フィルム基板１の内面に対する前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの密着性を高くすることができる。
【００６４】
さらに、上記実施例においては、前側フィルム基板１の内面に設けられた対向電極８を、後側フィルム基板２の端子配列部に設けられた対向電極接続端子１０に、前記シール材１４の外側においてクロス材１５により接続した後に、前記シール材１４の外面にフッ素を反応させる際に前記クロス材１５の表面にもフッ素を反応させて前記クロス材１５の表面に撥水性をもたせているため、前記クロス材１５の導電性が吸湿により劣化するのを防ぐことができる。
【００６５】
なお、上記実施例では、一対のフィルム基板１，２の外面に偏光板１７，１８を貼り付けた後に、前記偏光板１７，１８の外面にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせているが、前記偏光板１７，１８にフッ素を反応させる処理は、フィルム基板１，２の外面に貼り付ける前に行なってもよい。
【００６６】
その場合は、前記偏光板１７，１８の外面だけにフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせても、あるいは、前記偏光板１７，１８の両面にフッ素を反応させてその両面に撥水性をもたせてもよく、また、前記偏光板１７，１８の両面に撥水性をもたせるときは、前記偏光板１７，１８をフィルム基板１，２の外面に貼り付けずに、基板外面に対向させて配置してもよい。
【００６７】
また、上記実施例では、一対の基板１，２の外面にそれぞれ偏光板１７，１８を設けているが、反射型の液晶表示素子を製造する場合は、表示の観察側である前側の基板の外面だけに１枚の偏光板を設け、後側基板の内面に反射手段を設けてもよい。
【００６８】
さらに、上記実施例では、一対のフィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８の全ての部材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせているが、フッ素を反応させて撥水性をもたせる部材は、前記フィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８のうちの１つまたは２つでもよく、前記フィルム基板１，２とシール材１４と偏光板１７，１８の各部材のうちの少なくとも１つの部材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせることにより、その部材の吸湿による表示不良を発生することが無い液晶表示素子を得ることができる。
【００６９】
また、上記実施例の製造方法は、前側基板１の内面にフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを設けた液晶表示素子を製造する方法であるが、この発明の製造方法は、カラーフィルタを備えない白黒画像を表示する液晶表示素子の製造にも適用することができ、その場合は、一枚膜状の対向電極が設けられたフィルム基板の内面の配向膜形成領域の配向材の濡れ性がそのほぼ全域にわたって均一であり、前記配向膜をほぼ均一に密着させて形成することができるため、このフィルム基板の内面にフッ素を反応させて撥水性をもたせる必要はない。
【００７０】
さらに、この発明の製造方法は、フィルム基板を用いた液晶表示素子に限らず、ガラス基板を用いた液晶表示素子の製造にも適用することができるものであり、その場合は、前記ガラス基板が、ガスに対しても湿気に対して高いバリア性をもっているため、一対のガラス基板を接合する枠状のシール材と偏光板の両方または一方の部材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせればよい。また、ガラス基板は配向材の濡れ性が電極表面の濡れ性に近いため、配向膜を、基板内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００７１】
また、この発明の製造方法は、ＴＦＴを能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表示素子に限らず、ＭＩＭ等の２端子の非線型抵抗素子を能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表示素子や、単純マトリックス型の液晶表示素子の製造にも適用することができる。
【００７２】
なお、前記非線型抵抗素子を能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表示素子は、一方の基板の内面に行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と前記能動素子と信号供給配線を設け、他方の基板の内面に各行の画素電極にそれぞれ対向する複数の対向電極を設けたものであり、また、単純マトリックス型液晶表示素子は、一方の基板の内面に行方向に沿う複数の走査電極を設け、他方の基板の内面に列方向に沿う複数の信号電極を設けたものであるため、フィルム基板を用いた液晶表示素子を製造する場合は、一対のフィルム基板の内面に電極を形成した後、両方のフィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその面に撥水性をもたせ、その後に前記フィルム基板の内面上に配向膜を形成することにより、配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成するのが望ましい。
【００７３】
【発明の効果】
この発明の液晶表示素子の製造方法は、有機高分子からなる一対のフィルム基板と前記一対のフィルム基板を接合するシール材と偏光板の各部材のうち、一方のフィルム基板に、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせているため、前記フィルム基板の内面の露出領域の配向材の濡れ性を前記電極の表面の濡れ性に近くし、前記配向膜を、前記フィルム基板の内面の露出領域および電極表面にほぼ均一に密着させて形成することができる。
【００７４】
この発明の製造方法において、有機高分子からなるフィルム基板と前記シール材および偏光板のうちの少なくとも１つの部材にフッ素を反応させてもよく、このようにすることにより、フッ素を反応させた部材に撥水性をもたせ、その部材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００７５】
すなわち、前記フィルム基板の外面にフッ素を反応させ、前記フィルム基板の外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００７７】
また、前記フィルム基板の内面にカラーフィルタを設ける場合は、前記フィルム基板の内面にフッ素を反応させて基板内面に撥水性をもたせ、その後に、前記フィルム基板の内面上にカラーフィルタと、電極と、配向膜とを順に形成するのが望ましく、このようにすることにより、前記フィルム基板の内面に対する前記カラーフィルタの密着性を高くすることができる。
【００７８】
さらに、この製造方法においては、一対の基板を前記シール材を介して接合し、これらの基板間の前記シール材により囲まれた領域に液晶を注入してその注入口を封止した後、前記シール材の外面にフッ素を反応させてその外面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記シール材の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【００７９】
また、前記一対の基板のうちの一方の基板の内面に設けられた電極を、他方の基板の端子配列部に設けられた電極接続端子に、前記シール材の外側において有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材により接続する場合は、前記電極と電極接続端子とを前記クロス材により接続した後に、前記シール材の外面にフッ素を反応させる際に前記クロス材の表面にもフッ素を反応させて前記クロス材の表面に撥水性をもたせるのが望ましく、このようにすることにより、前記クロス材の導電性が吸湿により劣化するのを防ぐことができる。
【００８０】
また、この製造方法においては、有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に偏光層が設けられた偏光板の少なくとも外面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせるのが好ましく、このようにすることにより、前記偏光板の吸湿による表示不良の発生を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法により製造された液晶表示素子の一例を示すハッチングを省略した断面図。
【図２】前記液晶表示素子の一方の基板のハッチングを省略した拡大断面図。
【符号の説明】
１，２…フィルム基板
３…ベースフィルム
４，５…表面層
６…ガスバリア層
７…表面保護層
８…対向電極
９…画素電極
１０…対向電極接続端子
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…カラーフィルタ
１２，１３…配向膜
１４…シール材
１５…クロス材
１６…液晶層
１７，１８…偏光板
Claims (7)
- 有機高分子からなる前後一対のフィルム基板と、前記一対の基板の内面にそれぞれ設けられた電極および配向膜と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板間の前記シール材により囲まれた領域に設けられた液晶層と、少なくとも前側の基板の外面に設けられた偏光板とからなり、前記前後一対のフィルム基板と、前記シール材と、前記偏光板の各部材のうち、有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子層を有する部材の少なくとも１つの表面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせた液晶表示素子の製造であって、
前記前後一対のフィルム基板の一方は、他方のフィルム基板に対向する内面に電極を形成した後、前記フィルム基板の内面の前記電極の外側に露出する領域にフッ素を反応させてその領域に撥水性をもたせ、その後に前記フィルム基板の内面上に配向膜が形成されることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 有機高分子からなる部材、あるいは表面に有機高分子層を有する部材の少なくとも１つの表面とフッ素との反応は、前記有機高分子における鎖状ポリマーの炭素原子に結合している水素原子に、フッ素ガスのフッ素原子を置換させる置換反応であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前後一対のフィルム基板は、互いに対向する内面とは反対側の外面にフッ素を反応させ、前記フィルム基板の外面に撥水性をもたせることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前後一対のフィルム基板の他方は、前記一方のフィルム基板に対向する内面にフッ素を反応させて前記他方のフィルム基板の内面に撥水性をもたせ、その後に、前記他方のフィルム基板の内面上にカラーフィルタと、電極と、配向膜とを順に形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 一対のフィルム基板をシール材を介して接合し、これらのフィルム基板間の前記シール材により囲まれた領域に液晶を注入してその注入口を封止した後、前記シール材の外面にフッ素を反応させて撥水性をもたせることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 一対のフィルム基板のうちの一方の基板の内面に設けられた電極を、他方の基板の端子配列部に設けられた電極接続端子に、シール材の外側において有機高分子からなるバインダ中に導電性粒子が混入されたクロス材により接続した後、前記クロス材の表面にフッ素を反応させて前記クロス材の表面に撥水性をもたせることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示素子の製造方法。
- 偏光板は、有機高分子からなる一対の表面フィルムの間に偏光層が設けられてなり、前記表面フィルムの少なくとも１つの表面にフッ素を反応させ、その面に撥水性をもたせることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
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