JPH04249221A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＴＶ、ＣＰＵ等の一般Ｏ
Ａ機器その他の表示装置として使用する液晶表示素子の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示素子は数μｍの間隔
に固定した一対の透明電極間に液晶材料を注入すること
によって形成されてきた。しかしながら、この液晶表示
素子は、大面積のデイスプレイの作成が困難であり、ま
た液晶を封入した一対のガラス基板には、それぞれ互い
に直交した偏光軸の偏光板を取付ける必要があるため、
画面の明るさ、視野角等が不十分であった。

【０００３】そこで、近時、高分子と液晶材料を溶剤に
溶解し、これを一方の透明電極上に流延塗布、次いで乾
燥して高分子／液晶複合膜を形成した後、他方の透明電
極を重ね合わせて形成する製造方法が報告された（梶山
他、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ，　Ｊａｐａ
ｎ　Ｖｏｌ．　３７，　Ｎｏ．８　（１９８８）　およ
びＣｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，８１３（１９
８９）　）。この方法によれば、高分子と液晶材料とに
よって形成される複合膜は、内部に孔部分を有するスポ
ンジ構造となったマトリクス高分子と、その孔部分をう
める液晶材料とから構成される。

【０００４】かかる複合膜からなる液晶表示素子では、
無電圧時に液晶分子は孔内でランダムな方向にあるため
、入射光は散乱され、表面は不透明になる。一方、電圧
印加時には、Δε＞０［ただし、Δεは誘電率異方性で
あって、式：

【０００５】

【数１】 で表される。（なお、

【０００６】

【外１】 は分子軸方向の誘電率、

【０００７】

【外２】 は分子軸に対して直交方向の誘電率を示す）］のとき、
誘電的作用によって液晶分子は電場方向に配向し、光は
散乱されずに通過し、透明となるという電気光学効果を
示す。かかる液晶表示素子では、マトリクス高分子と液
晶材料とを含有する溶液を塗布、乾燥させるだけで、上
述の電気光学効果を有する複合膜を形成することができ
るので、液晶表示素子の大面積化が容易に行える。しか
も、マトリクス高分子の選択により、複合膜に可撓性を
付与できるうえ、表面に透明導電膜を形成する等して導
電性を付与した可撓性の透明フィルム等を、透明電極と
して使用できるため、液晶表示素子への可撓性の付与が
可能になるという利点がある。

【０００８】高分子／液晶複合膜の成膜における特徴は
、マトリクス高分子と液晶材料とを溶剤中に溶解した均
一混合溶液を透明電極に流延塗布し、溶媒が蒸発するに
したがって、高分子と液晶材料とが非相溶状態となるた
め、相分離してスポンジ状の構造を形成することであり
、これは相分離が溶媒の蒸発により起こる。このような
高分子／液晶複合膜の形成方法は、上記文献と同著者に
よる文献（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，６７
９（１９７９）　およびＪ．Ａｐｐｌ．　Ｐｏｌｙｍ．
　Ｓｅｉ．，２９　３９５５（１９８４）　）によって
公知である。

【０００９】上記各成分からなる複合膜を挟着する一対
の透明電極としては、ガラス、プラスッチクフィルム［
例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエ
ーテルサルホン（ＰＥＳ）］等の透明支持体の表面に、
インジウム・チン・オキサイド（ＩＴＯ）や酸化第二ス
ズ（ＳｎＯ２　）等の導電膜を蒸着やスパッタリング等
で形成したものがあげられる他、通常の液晶パネルに用
いられる透明電極ガラスやフィルムも使用可能である。

【００１０】従来の製造方法においては、一方の透明電
極上に上記塗布液を塗布し、嵌挿、固化させて複合膜を
形成した後、この複合膜の上に他方の透明電極を重ね合
わせて熱処理等を行っていた。なお、塗布用の溶剤は気
化し難いものである場合、透明電極上に塗布液が塗布さ
れてから嵌挿、固化するまでに長時間を要すると、マト
リクス高分子のスポンジ構造中に液晶相が分散された構
造を旨く形成することができないので、溶剤としては、
できるだけ沸点が低く、気化し易いもの（蒸気圧の高い
もの）が好ましく用いられる。

【００１１】上記塗布液を透明電極上に塗布する方法と
しては、バーコート法、スピンコート法、スプレーコー
ト法、ローラコート法、フローコート法等の従来公知の
コート方法を使用することができる。高分子と液晶とを
複合化した膜において、透明から白濁、白濁から透明の
誘電的効果を示すものの製造方法は、種々知られている
。

【００１２】Ｈ．Ｇ．Ｃｒａｉｇｈｅａｄ　ｅｔ　ａｌ
．Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　４０　（１）
　２２　（１９８２）　　には、既に形成された多孔質
高分子フィルムの孔中に液晶材料を充填させる方法が記
されている。この方法によれば、高分子と液晶材料とは
最初から分離しており、相分離の過程は存在しない。Ｊ
．Ｌ．Ｆｅｒｇａｓｏｎ　　は特表昭５８−５０１６３
１号公報において、液晶材料をポリビニルアルコール水
溶液中にてマイクロカプセル化して懸濁液とし、塗布す
る方法を示している。 この方法によれば、液晶材料とポリビニルアルコールと
は、液晶材料がマイクロカプセル化した段階では相分離
している。溶剤である水は単に塗布のための媒体にすぎ
ず、水の蒸発は相分離に関与していない。また、これに
よって得られた膜中では、液晶材料はカプセルに覆われ
た粒状である。

【００１３】Ｊ．Ｗ．Ｄｏａｎｅ　らは特表昭１−５０
２１２８号公報において、エポキシ樹脂と液晶材料との
混合物を共存する硬化剤によって熱硬化させる方法を示
している。 この方法によれば、溶剤は存在せず、相分離はエポキシ
樹脂の硬化による高分子量化によって発生している。こ
れによって得られた膜中では、液晶材料は小滴状に分散
している。

【００１４】郡島らは、特開昭６４−６２６１５号公報
において、光硬化性化合物と液晶材料との混合物を光露
光により硬化させる方法を示している。この方法におい
ても、溶剤は存在せず、相分離は光硬化性物質の硬化に
よる高分子量化によって発生する。また、同著者による
報告（Ｐｏｌｙｍ．　Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ，　Ｊａｐａ
ｎ，３８　（７）　２１５４　（１９８９））によれば
、膜中で液晶材料は粒子状に分散している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前記のような液晶表示
素子の製造方法においては、高分子／液晶複合膜を透明
電極を有する基材上に塗布、成膜していたために、基材
の種類によっては濡れ性が悪く均一に成膜できないとい
う問題がある。また、従来のように透明電極のパターン
を形成したり、トランジスタ素子（ＴＦＴ）等を積層し
た基材の表面に直接複合膜を形成する場合、形成した複
合膜にダストやピンホール等の製品としての欠陥がある
と、複合膜と共に基材も廃棄しなければならない。した
がって、高価な基材のロスが増え、その結果、基材自体
のコストが高くなり、液晶表示素子全体としてのコスト
に大きく影響するという問題がある。

【００１６】本発明は、従来の製造方法では均一な複合
膜を得ることができなかったような基材を使用した場合
も均一な複合膜を得ることができ、しかも安価に製造す
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
を目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子は
、マトリクス高分子と液晶とからなる複合膜を一対の透
明電極で挾着する液晶表示素子の製造方法において、前
記複合膜を基材Ａ上に成膜した後、基材Ａの複合膜側と
透明電極を積層した基材Ｂの透明電極側とを重ね合わせ
て粘着あるいは接着して積層体とし、次いでこの積層体
から基材Ａのみを取り除いて複合膜を露出させた後、複
合膜の露出面に、透明電極を積層した基材Ｃの透明電極
側を重ね合わせて粘着あるいは接着させることを特徴と
している。

【００１８】本発明の方法により製造された液晶表示素
子を図１に示す。同図において、液晶表示素子は複合膜
１を一対の透明電極４，５で挟着した構成のものであり
、ＢおよびＣは各々透明電極４および透明電極５を積層
した基材である。以下、図２〜図５を参照して本発明の
液晶表示素子の製造方法を順に説明する。 （１）　まず、基材Ａ上に複合膜１を形成する（図２参
照）。 （２）　前記複合膜１にダストやピンホール等の欠陥が
ないことを検査した後、透明電極４を積層した基材Ｂの
透明電極４側と、前記基材Ａの複合膜１側とを気泡が入
らないように注意しながら重ね合せて密着・粘着させ、
積層体を形成する（図３参照）。 （３）　前記積層体から基材Ａのみを取り除いて複合膜
１を露出させる（図４参照）。 （４）　複合膜１の露出面に、透明電極５を積層した基
材Ｃの透明電極５側を、端部から順に重ね合わせて密着
させ、複合膜１と透明電極５との間に気泡が入らないよ
うにする（図５参照）。

【００１９】

【作用】上記（１）　の工程において、複合膜１を積層
した基材Ａとしては以下のような性質をもったものが選
ばれる。■基材Ａは塗布液を均一に成膜できる。■複合
膜１の基材Ａに対する付着力は、基材Ｂおよび透明電極
４に対する付着力よりも弱い。■上記（２）　の工程を
容易に行うために、基材Ａはフレキシビリティーを有す
ることが望ましい。■上記（２）　の工程における複合
膜１と基材Ｂとの密着度を確認できるように、基材Ａは
透明であることが望ましい。

【００２０】また、基材Ａは、裁断機やハサミ等で容易
に裁断できるものが好ましく、大面積あるいはロール状
の基材に複合膜を大量に成膜した後、所望の大きさに切
断して次の工程に進むことができる。基材Ａとしては、
通常ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミド
フィルム、ポリエーテルスルホンフィルムのような可撓
性の高分子フィルムを用いたものや、ガラス布にエポキ
シ樹脂等の接着性樹脂のワニスを含浸させたもの（プリ
プレグ）等が用いられる。

【００２１】複合膜１は上述した従来公知の方法で基材
Ａ上に成膜され、上記■に記載した条件を満たすことが
必要であるが、本発明者らは、マトリクス高分子として
粘着性あるいは接着性を有する高分子を混入することに
より、複合膜１が基材Ｂおよび透明電極４に強力に付着
する結果、この条件が満たされることを見い出した。ま
た、マトリクス高分子が粘着性あるいは接着性を含んで
いない場合においても、基材Ｂの透明電極４の表面に粘
着性あるいは接着性を有する高分子を薄くコーティング
することによっても、上記■の条件を満たすことができ
る。

【００２２】液晶と共に複合膜を構成するマトリクス高
分子としては、可視光に対する透明性が高いものが好ま
しく、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）に
代表されるアクリル樹脂（アクリル系、メタクリル系）
、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂等が好適に使用される。また、マトリクス高
分子に混入する粘着性あるいは接着性を有する高分子と
しては、エポキシ−ノボラック系樹脂等のエポキシ系接
着性高分子、シリコーン系接着性高分子、ポリエステル
系接着性高分子、アクリル系接着性高分子等の熱硬化型
接着性高分子等があげられる。

【００２３】なお、上記複合膜には、液晶表示素子をカ
ラー表示タイプにするため、従来公知の各種染料を配合
することもできる。また、複合膜の膜厚は、光散乱方式
の液晶表示素子とするために、可視光の波長以上である
必要がある。ただし、あまりに厚さが大なるときは、素
子の駆動電圧が高くなりすぎるという問題があるため、
実際上は７〜３０μｍ程度であるのが適当である。

【００２４】上記（２）　の工程において、透明電極４
としては、複合膜１に対して選択的に電圧を印加できる
ように、パターニングされた透明導電膜あるいはそれに
加えて高精細なマトリクス表示を行うために、アクティ
ブマトリクスアレイ（ＴＦＴ、ＭＩＴ等）等が形成され
たものを用いるのが一般的である。基材Ｂとしては、ガ
ラスやプラスッチク等従来公知のものが使用でき、特に
材質にはこだわらない。

【００２５】上記（３）　の工程においては、上述の（
１）　の工程における■の条件が満たされていれば特に
問題はない。■の条件が満たされていれば、基材Ａの除
去を容易に行ううえでより好ましい。上記（４）　の工
程においては、透明電極５としては上述の（２）　の工
程で用いる透明電極４と同様のものを使用し、基材Ｃと
しては上述の（２）　の工程で用いる基材Ｂと同様のも
のを使用することができる。複合膜１と透明電極５との
間に気泡が入らないように、複合膜１と透明電極５とを
重ね合せるためには、基材Ｃがフレキシブルなフィルム
あるいはある程度の弾性を有する薄板ガラスが望ましい
。

【００２６】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明する。なお、本発明は以下の実施例のみに限定される
ものではない。 実施例１ （１）　基材Ａとして、厚さ１００μｍのポリエーテル
スルホン（ＰＥＳ）フィルムを用い、その表面上に以下
の方法により、高分子と液晶との複合膜を作成した。

【００２７】液晶（メルクジャパン社製）と、ポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（旭化成工業社製の登録
商標「デルペット」）と、粘着性高分子（アクリル系、
帝国化学社製）とを６：３：１の比率で混合し、溶媒（
クロロホルム）に全体で１５％（重量％、以下同じ）と
なるように溶解させた。これらの溶液を透明フィルム（
ＰＥＳ膜、厚さ１００μｍ）上にバーコート法で塗布し
、乾燥して厚さ２０μｍの複合膜を得た。

【００２８】（２）　図６に示すように、英文字のＥを
かたどったパターニングを施したＩＴＯ（透明導電膜）
を透明電極８として積層したガラス板（厚さ１．１ｍｍ
）を基材Ｂとして作成し、このガラス板のＩＴＯ側と、
前記基材Ａの複合膜とを密着させて積層体を作成した。 （３）　この積層体から基材Ａのみを取り除いたところ
、複合膜は積層体上に残った。

【００２９】（４）　図７に示すように、前記透明電極
８のパターニングを覆う四角形状のパターニングを施し
たＩＴＯを透明電極１８として積層したガラス板（厚さ
１．１ｍｍ）を基材Ｃとして作成し、前記積層体の複合
膜と、基材Ｃの透明電極１８側とを端部から重ね合わせ
たところ、気泡が残ることなく両者を密着させることが
でき、液晶表示素子を得た。

【００３０】このようにした得られた液晶表示素子を、
図８に示すように、交流電源９を用いて、６０Ｈｚ、１
００Ｖの電圧を印加したところ、『Ｅ』字型の部分７が
透明、他の部分６は白濁となり、液晶表示素子としての
機能が確認できた。 実施例２ 上記実施例１における（２）　の工程を行う前に、透明
電極８の表面および基材Ｂの透明電極８側表面と、透明
電極１８の表面および基材Ｃの透明電極１８側表面とに
粘着性高分子（アクリル系、帝国化学社製）を膜厚約０
．５μｍでスピンコート成膜した以外は上記実施例１と
同様にして、液晶表示素子を得た。

【００３１】この液晶表示素子に、実施例１と同様に、
電圧を印加したところ、液晶表示素子としての機能が確
認された。実施例１および実施例２から明らかなように
、本発明の液晶表示素子の製造方法によれば、複合膜を
基材Ａ上に塗布、成膜し、その後複合膜を透明電極４を
積層した基材Ｂに移して液晶表示素子を得ることができ
るので、基材Ａ上に成膜した複合膜１にダストやピンポ
ール等の欠陥があった場合、複合膜１とこれを積層して
いる基材Ａとを廃棄するだけでよいので、透明電極４を
積層した基材Ｂのロスがなく、液晶表示素子の製造コス
トに大きく影響するおそれはない。また、基材Ｂおよび
基材Ｃと塗布液との相溶性に左右されることがないので
、従来のように塗布液を基材上に直接塗布する方法では
均一に塗布できなかった基材を用いても、液晶表示素子
の製造が可能になる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子の製造方法によれ
ば、複合膜を基材上に成膜し、その後他の基材に移して
製造するので、液晶表示素子の製造歩留まりの向上、製
造コストの低減が図れる。また、基材の形状が制約され
ないので、ロール状等の基材を用いることができ、大量
生産、連続生産が可能になる。さらに、基材と複合膜の
塗布液との相溶性に左右されないので、従来の方法では
均一に塗布できなかった基材を用いても液晶表示素子を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により製造した液晶表示素子を示
す断面図である。

【図２】本発明の液晶表示素子の製造方法における第１
の工程を示す断面図である。

【図３】本発明の液晶表示素子の製造方法における第２
の工程を示す断面図である。

【図４】本発明の液晶表示素子の製造方法における第３
の工程を示す断面図である。

【図５】本発明の液晶表示素子の製造方法における第４
の工程を示す断面図である。

【図６】実施例で用いた基材Ｂを示す平面図である。

【図７】実施例で用いた基材Ｃを示す平面図である。

【図８】実施例で得られた液晶表示素子の試験情況を示
す概略図である。

【符号の説明】

１　　　　複合膜 ４　　　　透明電極 ５　　　　透明電極 ６　　　　白濁部分 ７　　　　透明部分 ８　　　　透明電極 ９　　　　交流電源 １８　　　　透明電極 Ａ　　　　基材 Ｂ　　　　基材 Ｃ　　　　基材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリクス高分子と液晶とからなる複合膜
   を一対の透明電極で挾着する液晶表示素子の製造方法に
   おいて、前記複合膜を基材Ａ上に成膜した後、基材Ａの
   複合膜側と透明電極を積層した基材Ｂの透明電極側とを
   重ね合わせて粘着あるいは接着して積層体とし、次いで
   この積層体から基材Ａのみを取り除いて複合膜を露出さ
   せた後、複合膜の露出面に、透明電極を積層した基材Ｃ
   の透明電極側を重ね合わせて粘着あるいは接着させるこ
   とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】前記マトリクス高分子が粘着性あるいは接
   着性を有する高分子を含む請求項１記載の液晶表示素子
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記基材Ｂ及び基材Ｃにおいて、少なくと
   も前記複合膜と重ね合わせる部分に粘着性あるいは接着
   性を有する高分子をコーティングした請求項１記載の液
   晶表示素子の製造方法。