JP4772186B2 - 液晶表示セル - Google Patents
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Description
【発明の技術分野】
本発明は、新規な液晶表示セルに関する。さらに詳しくは、液晶表示セルに応力が加わった場合に応力を吸収することができ、応力を除去した場合には速やかに復元することができ、このため表示画像が乱れることが無く、配向膜、透明電極、液晶を保護することができ、また光透過性が低下することもないので表示される画像はコントラストを高く維持でき、鮮明な画像が得られるなど優れた特性を有する液晶表示セルに関する。
【0002】
【発明の技術的背景】
従来、図4に示す構成の液晶表示セルが知られている。
図4に示す液晶表示セル61は、透明基板61a、61b上にITOなどからなる透明電極膜62a、62bが形成されており、この上にポリイミドなどの重合体からなる配向膜64a、64bが形成されている。また、透明電極膜62aと配向膜64aの間には、液晶内に混入した異物やスペーサによる配向膜の損傷、配向膜の損傷による上下電極間の導通による表示不良、配向膜ラビング時に発生帯電する静電気の放電による配向膜の損傷などを防止したり、さらに平坦で密着性よく配向膜を形成するために、透明保護膜、透明平坦化膜ともいわれる透明絶縁膜63a、63bが形成されている。このような一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように複数のスペーサ66を介して所定の間隔をあけて配置され、この一対の透明電極付基板の間にあけられた間隙に液晶26が封入されている。この従来の液晶表示セルさらに、必要に応じて、一方の透明基板の表面には位相差膜と偏光膜および/またはハードコート膜と反射防止膜(いずれも図示せず)がこの順で設けられている。
【0003】
ところで、このような従来の液晶表示セルでは、透明基板としては、ガラス、プラスチックスなどが使用されている。
このような液晶表示セルでは、液晶表示セルに応力が加わった場合に、液晶中の異物やスペーサなどによる配向膜の損傷、電極の損傷、絶縁膜の損傷などが起こることがあり、またこのような損傷が起きないまでも液晶の配向乱れが生じることがあり、これらに起因して表示性能を損なうことがあった。
【0004】
【発明の目的】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液晶表示セルに応力が加わった場合に応力を吸収することができ、応力を除去した際には速やかに復元することができ、このため表示画像が乱れることが無く、配向膜、透明電極、絶縁膜、液晶を保護することができ、表示性能を損なうことのない液晶表示セルを提供することを目的としている。
【0005】
【発明の概要】
本発明に係る第1の液晶表示セルは、
絶縁性基板の片面に透明電極膜が形成された一対の透明電極付基板を、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の透明電極付基板の透明電極が形成されていない片面に、絶縁性透明弾性層が設けられていることを特徴としている。
【0006】
本発明に係る第2の液晶表示セルは、
絶縁性基板の片面に透明電極膜が形成された一対の透明電極付基板であって、少なくとも一方の絶縁性基板の片面にカラーフィルター、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の透明電極付基板の透明電極が形成されていない片面に、絶縁性透明弾性層が設けられていることを特徴としている。
【0007】
本発明に係る第3の液晶表示セルは、
絶縁性基板の片面に透明電極膜が形成された一対の透明電極付基板であって、
少なくとも一方の絶縁性基板の片面にTFTアレイ、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の基板の透明電極が形成されていない片面に、絶縁性透明弾性層が設けられていることを特徴としている。
【0008】
前記絶縁性透明弾性層のヤング率は、1×102〜1×106dyne/cm2であることが好ましい。
また、前記絶縁性透明弾性層の上にさらに、位相差膜と偏光膜が設けられていてもよく、またハードコート膜と反射防止膜が設けられていてもよい。
【0009】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係る液晶表示セルについて説明する。
本発明に係る第1の液晶表示セルは、少なくとも一方の基板の表面には透明電極膜、透明絶縁膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置され、この一対の透明電極付基板の間にあけられた間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、一方の基板上に絶縁性透明弾性層が設けられている。
【0010】
図1は、本発明に係る第1の液晶表示セルの一態様例を模式的に示す断面図である。
この液晶表示セル1は、ガラス基板1a、1bの表面に、透明電極2a、2b、透明絶縁膜3a、3b、およびポリイミド樹脂などからなる配向膜4a、4bが順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極膜2a、2b同士が対向するように複数のスペーサ粒子6により所定の間隔dを開けて配置され、この所定間隔内の間隙に液晶9が封入されている。
【0011】
さらに、一方の基板1bの透明電極が形成されていない片面に絶縁性透明弾性層7が設けられ、該絶縁性透明弾性層7表面に位相差膜、偏光膜、ハードコート膜、反射防止膜などからなる表面膜8が形成されている。
透明電極2a、2bとして、透明でかつ導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、たとえば、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化錫(ATO)などの導電性無機酸化物、および金、銀、銅などの金属からなるものが用いられる。
【0012】
また配向膜4a、4bとしても、公知のものを特に制限されることなく使用することが可能であり、たとえば、ポリイミド樹脂などからなるものが用いられる。
封入される液晶としては、公知の液晶を特に制限なく使用することができる。たとえば、p-シアノフェニル−ペンチルピリミジン、2,3-ジフルオロ-4-エチレン−フェニル-p-ペンチルシクロヘキサン、2-(4'-ヘプチルオキシフェニル)-6-ドデシルチオベンゾチアゾールなどの液晶化合物が使用される。
【0013】
このような透明電極の厚さおよび形状、および配向膜の厚さは特に制限されるものではなく、従来より液晶表示セルに使用されてきた範囲にあればよい。
前記スペーサ粒子6としては樹脂粒子、シリカ等の無機酸化物粒子、ポリオルガノシロキサン粒子など従来公知のスペーサ用粒子を用いることができる。またこのようなスペーサ粒子としては、弾性を有するものが好ましく、具体的には、300〜2000Kgf/mm2、好ましくは400〜1000Kgf/mm2の圧縮弾性率を有するものが望ましい。このようなスペーサ粒子は、ポリエステル樹脂などからなる合成樹脂製粒子、または無機酸化物粒子表面にポリメチルメタクリレートなどの合成樹脂層が形成されてなる無機−有機複合粒子、アルキルアルコキシシランの部分加水分解・重縮合物からなるシリカ系粒子などが挙げられる。
【0014】
なお、このようなスペーサ粒子は、本発明に係る液晶表示装置では、必ずしも設けられていなくともよい。
またスペーサ粒子は、図1に示されるような液晶表示セルの面内で電極同士を所定の間隔を保つスペーサ(すなわち面内スペーサ)として機能するものに限られず、基板のシール部に例えばエポキシ樹脂などの接着性樹脂とともに、シーリング材として使用し、シール部において、一対の基板を透明電極同士が互いに対向するように貼り合わせたときに電極同士を所定の間隔を保つスペーサ(シール用スペーサ)として機能するものであってもよい。
【0015】
また、前記透明絶縁膜3a、3bとしてはシリカ等からなる従来公知の絶縁膜を用いることができる。また、本出願人の出願(特開2000-169766号公報)による透明イオンゲッター膜形成用塗布液を塗布して得られる透明イオンゲッター膜は、無機イオン吸着性微粒子を含んでいるため液晶中の可動イオンを低減できるので高電圧保持率特性に優れ、表示不良が生じることが無く、長期信頼性に優れ、電力効率を高めることができるので好適である。なお、特開2000-169766号公報に記載された透明イオンゲッター膜形成用塗布液とは、(A)マトリックス形成成分と、(B)平均粒子径が1nm〜10μm、イオン吸着容量が0.1〜3.0mmol/gの範囲にあるイオン吸着性無機微粒子とが、水-有機溶媒の混合用に分散されてなる塗布液である。さらにまた、透明絶縁膜として、ポリイミド樹脂などの疎水性の強い樹脂からなる膜との密着性が良く、耐殺傷性、耐酸性、耐アルカリ性、耐水性および絶縁性にも優れているので好適に用いることができる。このような透明絶縁膜の厚さは特に制限されるものではない。
【0016】
前記絶縁性透明弾性層7は透明絶縁性弾性物質からなっている。この液晶表示セルに応力が加わった場合、絶縁性透明弾性層7で応力を吸収することができるので、絶縁性透明弾性層より下層の透明基板1bなどに伝わる応力を低減あるいは吸収することができる。このため液晶の配向乱れも生じることが無く、また液晶中の異物やスペーサなどによる配向膜の損傷、電極の損傷、絶縁膜の損傷などが起こることもない。また応力を除去した際に速やかに復元することができるので、表示画像が乱れることもなく、優れた表示性能を維持することができる。
【0017】
上述したような機能を有する絶縁性透明弾性層7は、例えばシリコーン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、可撓性エポキシ樹脂などの絶縁性透明弾性物質からなっている。
本発明に用いる上記絶縁性透明弾性物質は、圧縮時のヤング率が1×102〜1×106dyne/cm2、特に1×103〜1×106dyne/cm2の範囲にあることが好ましい。
【0018】
絶縁性透明弾性物質のヤング率が1×102dyne/cm2未満の場合は、絶縁性透明弾性層が柔らかすぎて応力を吸収することができず、応力はそのまま下層の透明基板に伝わってしまい、前記のような本発明特有の効果を発現することがない。また、ヤング率が1×106dyne/cm2を越える場合は、絶縁性透明弾性層が硬すぎて応力を吸収することができず、応力はそのまま下層の透明基板などに伝わり前記した本発明特有の効果を発現することができない。
【0019】
このような絶縁性透明弾性層の厚さは1〜500μmの範囲にあることが好ましい。さらに好ましい範囲は5〜100μmである。
このような絶縁性透明弾性層7の厚さが1μm未満の場合は、絶縁性透明弾性層が薄すぎて応力を充分吸収することができず、応力はそのまま下層の透明基板以下に伝わり前記した本願発明の効果を発現することができないことがある。
【0020】
絶縁性透明弾性層の厚さが500μmを越えると、斜めから見た場合の視認性が低下する。
このような絶縁性透明弾性層を有する第1の液晶表示セル1は、例えば次のようにして製造することができる。
1)まず、ガラスまたはプラスチックからなる透明基板1aおよび1bの表面に、例えば蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などでスズドープ酸化インジウム(ITO)薄膜などの透明導電性薄膜からなる透明電極膜2aおよび2bを形成する。
【0021】
2)ついで、この透明基板1a上に形成された透明電極膜2a(または透明基板1b上に形成された透明電極膜2b)の表面上に、例えば、前述した透明イオンゲッター膜形成用塗布液をディッピング法、スピナー法、スプレー法、ロールコーター法、フレキソ印刷法等により塗布し、ついで常温から約100℃で乾燥し、さらに200℃以上、場合によっては300℃以上に加熱して硬化するなどの方法により透明絶縁膜3aおよび3bを形成する。このとき、加熱硬化と併用して、または別個に、紫外線などの電磁波を照射したり、硬化反応を促進するアンモニアなどのガス雰囲気に晒してもよい。
【0022】
3)ついで、透明絶縁膜3aおよび3bの表面上に、ポリイミド樹脂などからなる配向膜形成用樹脂塗料をフレキソ印刷法、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法、ロールコーター法などにより塗布し、乾燥し、ついで加熱処理することによって配向膜4aおよび4bを形成する。配向膜4aおよび4bの膜厚は通常20〜100nmの範囲にある。
【0023】
4)つぎに、配向膜4aおよび4bの表面を、対向して貼り合わせる際に、ラビング方向が平行になるようにラビングし、一方の配向膜面上にシリカあるいは樹脂などからなるスペーサ粒子を散布したのち、また一方の基板のシール部に例えばエポキシ樹脂などの接着性樹脂を、必要に応じてシリカ等からなるシール用スペーサ粒子を含む接着性樹脂をシーリング材として印刷し、一対の基板を透明電極同士が互いに対向するように貼り合わせたのち、液晶を封入し、封入口を封止材で封止して液晶表示セルを形成する。
【0024】
5)ついで、上記で得た液晶表示セルの一方の基板1aまたは1bの表面上に、前述した絶縁性透明弾性物質またはその硬化前駆体を必要に応じて有機溶媒などで希釈した後、フレキソ印刷、スクリーン印刷、バーコーター法、ディッピング法、スピンコート法、ロールコーター法などにより塗布し、ついで加熱などの硬化手段で絶縁性透明弾性層7を硬化させれば本発明に係る第1の液晶表示セル1を製造することができる。
【0025】
このような絶縁性透明弾性層7は、一対の透明電極基板のいずれか一方に形成されていればよく、また双方に形成されていてもよい。より好ましくは、液晶表示装置として使用したときに、表示面側に絶縁性透明弾性層が形成されていることが望ましく、このように絶縁性透明弾性層が形成されていると、液晶表示装置に加わった応力を充分に緩和することができる。
【0026】
本発明に液晶表示セルでは、図1に示すように、絶縁性透明弾性層7の表面上に従来公知の位相差膜、偏光膜、ハードコート膜、反射防止膜などの表面膜8が設けられていてもよい。なお、必ずしもこれら表面膜8は設けられていなくともよい。
このような位相差膜、偏光膜、ハードコート膜、反射防止膜は個別に設けられていても良く、位相差膜機能、偏光膜機能、ハードコート膜機能、反射防止膜機能のいずれかを併せ持った1つ、あるいは2つの膜からなっていても良い。例えばハードコート機能を有する偏光膜、反射防止性能を有するハードコート膜等である。また前記膜を個別に複数設ける場合は、絶縁性透明弾性層から順に位相差膜、偏光膜、ハードコート層、反射防止層が位置するように設けることが好ましい。なお、絶縁性透明弾性層は、直接基板表面に設けられていなくとも、基板上に設けられた偏光膜上に設けられていてもよい。
【0027】
また、本発明に係る第1の液晶表示セルでは、ガラス基板1a、1bと透明電極膜2a、2bとの間にさらにSiO2膜などのアルカリパッシベーション膜が形成されていてもよい。
本発明に係る第2の液晶表示セルは、少なくとも一方の基板の表面にはカラーフィルター、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置され、この一対の透明電極付基板の間に設けられた間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、一方の基板の透明電極膜が形成されていない片面に絶縁性透明弾性層が設けられている。なお、使用される透明電極付基板は、一方がカラーフィルター、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されたものであれば、他方の透明電極付基板は透明電極が形成されていれば特に制限されない。
【0028】
図2は、本発明に係る第2の液晶表示セルの一態様例を模式的に表す概略図である。図2に示される液晶表示セルは、ガラス基板21aの片面にアルカリパッシベーション膜21b、複数の画素電極21c、透明絶縁膜21dおよび配向膜21eが順次積層された電極板21と、ガラス基板22aの片面にアルカリパッシベーション膜22b、カラーフィルター22c、透明絶縁膜22d、透明電極22eおよび配向膜22fが順次積層された対向電極板22とを有し、対向電極板のガラス基板22aのカラーフィルターが形成されていない片面に、絶縁性透明弾性層27と偏光膜24とが順次積層され、ガラス基板21aの片面に偏光膜25が形成されている。
【0029】
前記液晶表示セルの電極板21と対向電極板22とは、それぞれの偏光膜24および25を外側にして、複数の画素電極21cのそれぞれと複数のカラーフィルターR、G、Bのそれぞれが対向するように配置されている。また、この電極板21と対向電極板22との間の隙間には液晶23が封入されている。
さらに複数の画素電極21cのそれぞれと透明電極22eとの間には不図示の回路が形成され、この回路はカラー液晶表示装置本体に接続されている。また、対向電極板22のパッシベーション膜22b上に形成されたカラーフィルター22cは、R(レッドフィルター)、G(グリーンフィルター)、B(ブルーフィルター)の複数のカラー要素からなり、各カラー要素が互いに隣接するように規則正しく配列され、これにより液晶表示装置本体から送られてくる表示信号により特定の画素電極21cと透明電極22eとの間に形成された回路が作動し、表示信号に対応したカラー画像が対向電極板22の外側に配置された偏光膜24を通して観察できるようになっている。
【0030】
本発明に係る液晶表示セルでは、ガラス基板21aおよび22aのいずれか一方に絶縁性透明弾性層27が設けられていればよく、また双方の基板に絶縁性透明弾性層が設けられていてもよい。より好ましくは、たとえば図2に示すように、液晶表示装置を形成したときに表示面側に、絶縁性透明弾性層が形成されていることが望ましい。
【0031】
透明電極、画素電極としては、透明でかつ導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、前記第1の液晶表示セルで透明電極として例示されたものと同様のものが挙げられる。
本発明に係る第3の液晶表示セルは、少なくとも一方の絶縁性基板の片面にTFTアレイ、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の基板の透明電極が形成されていない片面に、絶縁性透明弾性層が設けられている液晶表示セルである。
【0032】
図3は、本発明に係る第3の液晶表示セルの一態様例を模式的に表す概略断面図である。この液晶表示セル1"は、表面にTFTアレイ32が形成され、このTFTアレイ32表面に、透明絶縁膜33、画素電極34および配向膜35が順次積層された透明絶縁性基板31と、表面にブラックマトリクス(遮蔽膜)42、カラーフィルター43、透明絶縁膜44、対向電極45および配向膜46が順次積層された対向基板41とが、液晶層51とを挟んで配向膜35および46が対峙するように構成される。この対向基板41の対向電極が形成されていない片面に絶縁性透明弾性層47が形成され、該絶縁性透明弾性層47表面にハードコート膜48が形成されている。
【0033】
本発明に係る液晶表示セルでは、透明絶縁性基板31および対向基板41のいずれか一方に絶縁性透明弾性層47が設けられていればよく、また双方の基板に絶縁性透明弾性層が設けられていてもよい。より好ましくは、たとえば図3に示すように、液晶表示装置を形成したときに表示面側に、絶縁性透明弾性層が形成されていることが望ましい。
【0034】
透明絶縁性基板31、対向基板としては、透明でかつ絶縁性を有するものであれば特に制限なく使用することでき、たとえばガラス基板、プラチック基板などの公知のものが使用される。
画素電極34、対向電極45としては、透明でかつ導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、前記第1の液晶表示セルで透明電極として例示されたものと同様のものが挙げられる。
【0035】
TFTアレイ32は、TFT(薄膜トランジスタ)素子、データ電極、補助容量などからなるものである。
また透明絶縁膜33、44、配向膜35、46としては、従来公知のものを特に制限されることなく使用することが可能であり、具体的には、前記第1の液晶表示セルにて例示したものと同様のものが使用される。
【0036】
カラーフィルター43としては、前記第2の液晶表示セルで使用したものと同様のものが挙げられる。
ブラックマトリクス42を設けることによって、隣り合う43のイとロ、ロとハなどが明確に区別できるために、色がにじむことがなく鮮明になる。このようなブラックマトリクス42は、アルミ蒸着や顔料を含む塗料をスクリーン印刷するなどして設けられる。
【0037】
また、透明絶縁性基板31と対向基板41とは、配向膜35と46の間にスペーサ粒子を介在させて、対向させてもよい。スペーサ粒子としては、前記第1の液晶表示セルにて例示したものと同様のものが挙げられる。
絶縁性透明弾性層47の表面には偏光膜に限らず、従来公知の位相差膜、偏光膜、ハードコート膜、反射防止膜が設けられていてもよい。
【0038】
このような、位相差膜、偏光膜、ハードコート膜、反射防止膜は個別に設けられていても良く、位相差膜機能、偏光膜機能、ハードコート膜機能、反射防止膜機能のいずれかを併せ持った1つ、あるいは2つの膜からなっていても良い。例えばハードコート機能を有する偏光膜、反射防止性能を有するハードコート膜等である。また前記膜を個別に複数設ける場合は、絶縁性透明弾性層から順に位相差膜、偏光膜、ハードコート層、反射防止層が位置するように設けることが好ましい。なお、絶縁性透明弾性層は、直接基板表面に設けられていなくとも、基板上に設けられた偏光膜上に設けられていてもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶表示セルは、絶縁性透明弾性層が設けられているので表示画面に応力が加わった場合に絶縁性透明弾性層で応力を吸収することができるので下層に伝わる応力を低減あるいは吸収することができ、このため液晶の配向乱れも生じることが無く、また液晶中の異物やスペーサなどによる配向膜の損傷、電極の損傷、絶縁膜の損傷などが起こることもなく、また応力を除去した際に速やかに復元することができ、さらに必要に応じて位相差膜、偏向膜、ハードコート膜、反射防止膜が形成されているので、優れた表示性能を維持することができる。
【0040】
【実施例】
以下、本願発明を実施例によって説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【0041】
【実施例1】
透明絶縁膜形成用塗布液の調製
マトリックス形成成分としてエチルシリケ−ト28(多摩化学工業社製:SiO2濃度28.8重量%)14.6gを純水5gおよびエチルアルコ−ル62.3gとの混合溶媒に添加し、これに濃度61重量%の硝酸0.1gを加えてエチルシリケ−トの部分加水分解物分散液を調製した。
【0042】
この分散液に、無機イオン吸着体微粒子として平均粒径20nmの五酸化アンチモン微粒子(Sb2O5・2.7H2O)をヘキシレングリコ−ルに均一分散させた固形分濃度10重量%の無機イオン吸着体微粒子ゾル18gを加えて24時間攪拌し、ついで、ヘキレングリコ−ル70gを加えた後、減圧蒸留を行い固形分濃度6.0重量%の透明絶縁膜形成用塗布液(A)を調製した。
【0043】
透明絶縁膜の形成
パタ−ニングされたITO表示電極つきガラス基板(旭硝子(株)製:30Ω/□以下品)上にフレキソ印刷にて透明絶縁膜形成用塗布液(A)を塗布し、得られた塗膜を90℃で5分間乾燥させて後、高圧水銀ランプで積算光量6000mJ/cm2(365mm用センサにて測定)の条件で紫外線を照射し、次いで300℃で30分間焼成を行って透明絶縁膜(A)を形成した。得られた透明絶縁膜(A)の膜厚を触針式表面粗さ計で測定したところ80nmであった。
【0044】
液晶表示セルの作成
次に、透明絶縁膜(A)上にポリイミド配向膜形成用塗料(日産化学(株)製:サンエバ−)をフレキソ印刷法で塗布し、100℃で5分間乾燥した後、240℃で30分間加熱処理してポリイミド配向膜を形成し、ついでラビング処理を行った。
【0045】
このようにして、ガラス基板上に透明電極、透明絶縁膜(A)およびラビング処理した配向膜が順次積層した一対の透明電極付き基板を得た。得られた一対の透明電極付き基板のうち一方の基板にはスペ−サ−粒子を散布し、もう一方の基板にはエポキシ樹脂とシリカ微粒子からなるシ−リング用のシ−ル材を印刷し、これらの基板を透明電極同士が互いに対向するように貼り合わせ、STN液晶を封入し、ついで封入口を封止材で封止して液晶表示セル(A)を作成した。
【0046】
絶縁性透明弾性層形成用塗布液の調製
シリコ−ン系エラストマ−主剤(東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)製:シリコ−ンゲルSE1885主剤)100重量部とトルエン50重量部を充分混合した後、得られた混合液にシリコ−ン系エラストマ−硬化剤(東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)製:シリコ−ンゲルSE1885硬化剤)100重量部を加えて混合し絶縁性透明弾性層形成用塗布液(A)を調製した。
【0047】
絶縁性透明弾性層の形成
液晶表示セル(A)の一方のガラス基板の表面上に絶縁性透明弾性層形成用塗布液(A)をスクリ−ン印刷法で塗布した後、70℃で30分間加熱硬化してその表面がほぼ平坦な絶縁性透明弾性層(A)を形成した。
このようにして作成した絶縁性透明弾性層(A)は圧縮時のヤング率が4×104dyne/cm2であった。
【0048】
なお、ヤング率の測定は、連続剛性測定装置(ナノインスツルメント社製:Nano Indentor XP)によって行った。
また、得られた絶縁性透明弾性層(A)の膜厚を触針式表面粗さ計で測定したところ20μmであった。
位相差膜、偏光膜の形成
次に、液晶セルの一方のガラス基板の表面上に形成された絶縁性透明弾性層(A)上に位相差フィルム(住友化学工業(株)製:スミカライトSEF−46025)および偏光フィルム(住友化学工業(株)製:スミカラン:SG1250AP−AG1)を順次貼り付けて位相差膜および偏光膜付き液晶表示セル(A−1)を作成した。作成した液晶表示セル(A−1)について以下の評価を行い、結果を表に示した。
【0049】
耐応力試験・衝撃試験(表示性能・損傷等の評価)
液晶表示セル(A−1)の偏光膜面を、先端の曲率半径が1mmであるポリアセタ−ル押圧子でこの偏光膜面に垂直に200gの荷重を掛け押圧を1,000回繰り返した後、液晶を点灯し、表示抜け等の表示不良および傷付き等の外観不良の有無を観察し、耐応力性(1)として以下の基準で評価した。
【0050】
表示性能
表示抜けが殆ど認められないもの:○
表示抜けが多く認められるもの :×
外観
偏向膜表面上に傷が殆ど認められないもの:○
偏向膜表面上に傷が多く認められるもの :×
次ぎに、液晶表示セル(A−1)の偏光膜面を、先端の曲率半径Rが10mm、硬度60のシリコ−ン樹脂製押圧子を3kgバネばかりに取り付け、60回/分の速度で、この偏光膜面に垂直に1Kgの荷重を掛け押圧を10,000回繰り返した後、液晶を点灯し、表示抜け等の表示不良および傷付き等の外観不良の有無を耐応力性(2)として、前記基準で評価した。
【0051】
結果を表1に示す。
【0052】
【実施例2】
実施例1の一方の透明電極付基材として、5重量%の酸化スズを含む酸化インジウム成型物を、2kWの電子銃を用いて、酸素分圧3×10-4Torr、蒸着速度0.3nm/secで、100℃に予熱された厚さ125μmのポリエチレンテレフタレ−ト(PET)フィルム上に蒸着してPETフィルムの片面に厚さ0.1μmのITO導電膜からなる透明電極を形成し、パタ−ニングしたITO電極付PET基板を用いた以外は実施例1と同様にして液晶表示セル(B)を作成した。
【0053】
位相差膜、偏光膜の形成
次いで、実施例1と同様にして一方のITO表示電極付PET基板上に絶縁性透明弾性層、位相差膜、偏光膜を順次形成して液晶表示セル(B−1)を作成した。
作成した液晶表示セル(B−1)について実施例1と同様の評価を行った。
【0054】
結果を表1に示す。
【0055】
【実施例3】
絶縁性透明弾性層形成用塗布液の調製
エポキシ樹脂(日本ペルノックス(株)製:ペルノックスME-113)100重量部と硬化剤(日本ペルノックス(株)製:ペルキュアXH-1859-2)100重量部を混合し、絶縁性透明弾性層形成用塗布液(B)を調製した。
【0056】
絶縁性透明弾性層の形成
実施例1と同様に作成した液晶表示セル(A)の一方のガラス基板表面上にスクリ−ン印刷機で塗布した後、100℃で5時間加熱硬化してその表面がほぼ平坦な絶縁性透明弾性層(B)を形成した。
このようにして形成した絶縁性透明弾性層(B)は圧縮時のヤング率が2×105dyne/cm2であった。また、絶縁性透明弾性層(B)の膜厚は10μmであった。
【0057】
位相差膜、偏光膜の形成
次いで、実施例1と同様にして絶縁性透明弾性層の上に位相差膜、偏光膜を順次形成して液晶表示セル(C−1)を作成した。
作成した液晶表示セル(C−1)について実施例1と同様の評価を行い、結果を表に示した。
【0058】
【実施例4】
絶縁性透明弾性層形成用塗布液の調製
シリコ−ン系エラストマ−主剤(東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)製:シリコ−ンゲルSE1885主剤)100重量部とトルエン30重量部を充分混合した後、混合液にシリコ−ン系エラストマ−硬化剤(東レダウコ−ニングシリコ−ン(株)製:シリコ−ンゲルSE1885硬化剤)100重量部を加えて混合し絶縁性透明弾性層形成用塗布液(C)を調製した。
【0059】
絶縁性透明弾性層の形成
絶縁性透明弾性層形成用塗布液(C)を厚さ100μmのポリエチレンテレフタレ−ト(PET)フィルム上にスクリ−ン印刷法で塗布した後、70℃で30分間加熱硬化してその表面がほぼ平坦な絶縁性透明弾性層(C)を形成した。
このようにして形成した絶縁性透明弾性層(C)は圧縮時のヤング率が3×104dyne/cm2であった。また、絶縁性透明弾性層(C)の膜厚は25μmであった。
【0060】
位相差膜、偏光膜の形成
実施例1と同様にして作成した液晶表示セル(A)の上に位相差膜、絶縁性透明弾性層形成PETフィルム、偏光膜を順次積層して液晶表示セル(D−1)を作成した。
作成した液晶表示セル(D−1)について実施例1と同様の評価を行った。
【0061】
結果を表1に示す。
【0062】
【実施例5】
透明絶縁膜形成用塗布液の調製
メチルトリメトキシシラン(信越化学(株)製)100g、イソプロピルアルコ−ル200g、ブタノ−ル60g、ジルコニウムノルマルブチレ−ト8.5g、アセチルアセトン0.8gを入れ、これを攪拌しながら純水114gと濃度61重量%の硝酸1.0gを滴下し、60℃で15時間加水分解および重縮合反応を行った。
【0063】
次いで、30℃以下に冷却し陰イオン交換樹脂でpH5.5になるまで硝酸イオンを除去した。この溶液中にジアセトンアルコ−ル114.3gを入れ、減圧蒸留器で固形分濃度が30重量%になるまで濃縮し、ジルコニア含有シスセスキオキサンポリマ−溶液を調製した。
一方、シリカゾル(触媒化成工業(株)製:SI−30、平均粒子径12nm、SiO2濃度30重量%)367gと純水4033gを入れ、これを攪拌しながら濃度3重量%の水酸化ナトリウム水溶液を滴下し、pHを12に調整した後、濃度35重量%の過酸化水素水1800gを加え、80℃に昇温した。80℃に到達した後、SiO2濃度3重量%の珪酸液1375gと純水1095gの混合溶液、および炭酸ジルコニウムアンモニウム106gと純水2364gの混合溶液を8時間かけて添加した。なお、この珪酸液とは珪酸ソーダ(水ガラス)をイオン交換樹脂等で脱アルカリして得られる酸性珪酸水溶液をいう。
【0064】
次いで、炭酸ジルコニウムアンモニウムを添加した混合溶液をオ−トクレ−ブに導入し、140℃で15時間加熱したのち、30℃以下に冷却し、両イオン交換樹脂でイオンを除去しpHを3にした。その後、メタノ−ルを加え限外ろ過膜で水の残量が5〜10重量%になるようにメタノ−ルと溶媒置換した。この溶液中にジアセトンアルコ−ル625gを入れ、減圧蒸留器で固形分濃度が15重量%になるまで濃縮し、SiO2−ZrO2複合酸化物微粒子分散液を調製した。
【0065】
上記のように調製したジルコニア含有シスセスキオキサンポリマ−溶液100gとSiO2−ZrO2複合酸化物微粒子分散液50gとエチルカルビト−ル10gとを混合し、固形分濃度23.4重量%の透明絶縁膜形成用塗布液(B)を調製した。
表示電極付ガラス基板の作成
カラ−フィルタ−が形成されたガラス基板上に、上記で調製した透明絶縁膜形成用塗布液(B)をスピンコ−ティング法により回転数1200rpmで塗布し、220℃で60分加熱処理を行って表面が平坦化された透明絶縁膜(B)を形成した。
【0066】
このとき、透明絶縁膜(B)の膜厚は2.0μmであった。
次に透明絶縁膜上にスパッタリング法により250℃でITO膜を形成し、さらに常法によってパタ−ニングし、表示電極付ガラス基板を作成した。
液晶表示セルの作成
次に透明電極膜上に実施例1と同様にしてポリイミド配向膜を形成し、ラビング処理を行い、カラーフィルターが設けられた透明電極付ガラス基板を形成した。後、ガラス基板上に透明電極、透明絶縁膜(B)およびラビング処理した配向膜が形成された表示電極付ガラス基板とをスペ−サ−を介してシ−ル材で貼り合わせ、液晶を注入して液晶表示セル(E)を作成した。
【0067】
次いで、カラーフィルターが設けられている透明電極付ガラス基板の電極が設けられていない片面に、実施例1と同様にして絶縁性透明弾性層、位相差膜、偏光膜を順次形成して液晶表示セル(E−1)を作成した。
作成した液晶表示セル(E−1)について実施例1と同様の評価を行った。
結果を表1に示す。
【0068】
【実施例6】
ガラス基板上に透明絶縁膜(B)、ITO膜を形成し、さらに常法によってパタ−ニングし、透明電極膜上にポリイミド配向膜を形成し、ラビング処理を行い透明電極付ガラス基板を作製した。
一方、カラーフィルターを形成したPET基板上に透明電極、透明絶縁膜およびラビングした配向膜を形成した表示電極付PET基板を作製した。
【0069】
得られた透明電極付ガラス基板と表示電極付PET基板とを、電極同士が対峙するように、スペ−サ−を介してシ−ル材で貼り合わせ、液晶を注入して液晶表示セル(F)を作成した。
次いで、透明電極付PET基板の電極が形成されていない面に、実施例2と同様にして絶縁性透明弾性層、位相差膜、偏光膜を順次形成して液晶表示セル(F−1)を作成した。
【0070】
得られた液晶表示セル(F−1)について実施例1と同様の評価を行った。
結果を表1に示す。
【0071】
【比較例1】
絶縁性透明弾性層を設けなかった以外は実施例1と同様にして液晶表示セル(G−1)を作製した。
得られた液晶表示セル(G−1)について実施例1と同様の評価を行った。
結果を表1に示す。
【0072】
【比較例2】
第一の液晶表示セル
絶縁性透明弾性層を設けなかった以外は実施例2と同様にして液晶表示セル(H−1)を作成した。
得られた液晶表示セル(H−1)について実施例1と同様の評価を行った。
結果を表1に示す。
【0073】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明に係る第1の液晶表示セルの概略断面図を表す。
【図2】 図2は本発明に係る第2の液晶表示セルの概略断面図を表す。
【図3】 図3は本発明に係る第1の液晶表示セルの概略断面図を表す。
【図4】 図4従来の液晶表示セルの概略断面図を表す。
【符号の説明】
1、1’、1”………液晶表示セル
1a、1b、21a、22a……………ガラス基板
2a、2b、22e…………透明電極
3a、3b、21d、22d、33、44…………透明絶縁膜
4a、4b、21e、22f、35、46…………配向膜
6……………………スペーサ粒子
7、27、47……………絶縁性透明弾性層
8……………………表面層
9、23、51……………………液晶
21………………電極板
22……………対向電極板
21b、22b……………アルカリパッシベーション膜
21c、34……………画素電極
22c、43………………カラーフィルター
24、25…………偏光膜
31………………透明絶縁性基板
32………………TFTアレイ
41………………対向基板
42………………ブラックマトリクス(遮蔽膜)
45………………対向電極
48………………ハードコート膜
Claims (6)
- 絶縁性基板の片面に透明電極膜が形成された一対の透明電極付基板を、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の透明電極付基板の透明電極が形成されていない片面に、ヤング率が1×10 2 〜1×10 6 dyne/cm 2 であり、シリコーン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、可撓性エポキシ樹脂から選ばれる絶縁性透明弾性物質からなり、厚さが5〜100μmの範囲にある絶縁性透明弾性層が設けられていることを特徴とする液晶表示セル。 - 少なくとも一方の絶縁性基板の片面にカラーフィルター、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の透明電極付基板の透明電極が形成されていない片面に、ヤング率が1×10 2 〜1×10 6 dyne/cm 2 であり、シリコーン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、可撓性エポキシ樹脂から選ばれる絶縁性透明弾性物質からなり、厚さが5〜100μmの範囲にある絶縁性透明弾性層が設けられていることを特徴とする液晶表示セル。 - 少なくとも一方の絶縁性基板の片面にTFTアレイ、透明絶縁膜、透明電極膜および配向膜が順次積層されてなる一対の透明電極付基板が、それぞれの透明電極同士が対向するように所定の間隔をあけて配置してなり、かつ該間隙に液晶が封入されている液晶表示セルにおいて、
一方の基板の透明電極が形成されていない片面に、ヤング率が1×10 2 〜1×10 6 dyne/cm 2 であり、シリコーン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、可撓性エポキシ樹脂から選ばれる絶縁性透明弾性物質からなり、厚さが5〜100μmの範囲にある絶縁性透明弾性層が設けられていることを特徴とする液晶表示セル。 - 前記絶縁性透明弾性層の表面にさらに、位相差膜および偏光膜がこの順序で設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示セル。
- 前記絶縁性透明弾性層の表面にハードコート膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示セル。
- 偏光膜の表面に、さらにハードコート膜および反射防止膜がこの順序で設けられている請求項4に記載の液晶表示セル。
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