JPH0431825A - 液晶表示素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチックフィルム基板を用いた液晶表示素
子に関し、特に該液晶表示素子のセルギャップを一定に
保持するスペーサーに関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
液晶表示素子の基板間の間隔すなわちセルギャップを一
定に保持させるために、スペーサー（ギャップ材）を両
基板間にて面内に勿散配置させている。このスペーサー
としては一般にガラスファイバー、プラスチックビーズ
が用いられている。面内分散用にプラスチックビーズ、
シール材中にガラスファイバーというように使い分けて
いる場合もあるが、プラスチックビーズが主流になりつ
つある。

液晶表示素子用スペーサーとしてプラスチックビーズを
用いると、電極に傷を与えない、セルが低温状態にて保
持された場合に気泡を生じないという利点があるが、粒
径分布の精度が悪い（粒径分布の標準偏差値は平均粒径
の４％程度）という欠点がある。そのため、ガラス基板
を用いた液晶表示素子では、第２図に示すようにシール
ベイク時の加圧によってプラスチックビーズを変形させ
て、セルギャップが一定になるようにしている。第２図
中、２１．２２はガラス基板、２３はプラスチックビ−
ズである。しかし、構成基板としてプラスチックフィル
ム基板を用いた場合には、シールベイク時の温度が低い
ためプラスチックビーズが変形しにくく、また変形した
としても加圧を解除するとプラスチックビーズが元に戻
るためセルギャップを一定に保持することが困難になる
。さらに、プラスチックフィルム基板が液晶の表面張力
によってセルの内部方向に力を受け、第３図に示すよう
に基板がプラスチックビーズ（スペーサー）の凹凸にな
らうため、プラスチックビーズの粒径の違いによる凹凸
がそのままセルギャップの凹凸になってしまい、セルギ
ャップが不均一となる。

一方、液晶表示素子におけるセルギャップ精度の向上、
あるいはスペーサーの移動防止を目的とし、スペーサー
に接着性を持たせた固着型スペーサーの提案が種々なさ
れており、その代表的なものに、プラスチックビーズの
周囲を接着性材料あるいは熱可塑性樹脂で被覆したスペ
ーサーが提案されている（特開昭６０−２４９１１９号
公報等）。しかし。

このスペーサーを用いた場合、接着材料としてエチレン
−酢ビ共重合体、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピ
レン等の熱可塑性プラスチックを用いているため、これ
らの材料はプラスチックフィルム特にポリエステルフィ
ルム基板には接着性が低く、プロセスの機械的ショック
で容易にはくすされてしまう。また、プラスチックビー
ズとともにエポキシ樹脂からなる接着性ビーズを分散さ
せ、接着性ビーズによって開基板を接着させる提案もな
されている（特開昭６２−１７４７２６号公報）。しか
し、エポキシ樹脂系の接着性ビーズはその硬化温度が１
５０℃以上と高く、耐熱性の低いプラスチックフィルム
基板を用いた素子には使用できず、また接着性ビーズは
分散性が良くないため均一に分散できない等の問題があ
る。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、セルギャ
ップを精度良く均一に維持でき、色ムラのない高品質の
プラスチックフィルム基板液晶表示素子を提供すること
を目的とする６ 〔課題を解決するための手段及び作用〕上記目的を達成
すべく、本発明者らは以下のように鋭意検討を行った。

液晶表示素子のうち高時分割駆動、大容量表示が可能で
あることから注目をあびているＳＴＮ型液晶表示素子は
わずかなレターデーション（Δｒｒｄ；ただしΔｎは液
晶の屈折率異方性、ｄはセルギャップ）の変化により色
変化が発生するためセルギャップ精度を±０．０５４以
下に制御する必要がある。

ガラス基板を用いた液晶表示素子では、基板の研磨ガラ
スを用い、前述したようにシールベイク時の貼り合わせ
荷重及び液晶注入後の加圧制御の最適化によってセルギ
ャップを制御し、色ムラの発生を防止している。プラス
チックフィルム基板を用いたＳＴＮ型の液晶表示素子に
おいても最大の問題はセルギャップ変化による色ムラの
発生である。プラスチックフィルム基板を用いた場合、
ガラス基板を用いた表示素子の色ムラとは異なり、プラ
スチックフィルム特有の微細な色ムラがあられれる。こ
れは先に述べたようにスペーサーの粒径バラツキを反映
するものである。この微細色ムラを低減するためには２
つの方法がある。

■Δｎの小さな液晶を用い、Δｎ−ｄの変化量を小さく
する。

■スペーサー粒径バラツキ（粒径分布の標準偏差値：σ
）を小さくする。σ値を平均粒径のバ以下にする必要が
ある。

■の方法は、Δｎの小さい液晶を用いると、ｄ（セルギ
ャップ）を大きくする必要があるため、応答速度が遅く
なり、好ましくない。■の方法は、現在の技術では非常
に困難である。現在使われているプラスチックビーズの
σ値は平均粒径の４％品であり、分級精度を向上しても
２％以下とすることは非常に難しくなる。

このような事情及び前述の従来技術の実情に鑑み、本発
明者らは、　ＳＴＮ型のプラスチックフィルム基板液晶
表示素子においても微細色ムラを効果的に防止できるよ
うに検討を行ったところ、プラスチックビーズのまわり
を１２０℃〜１５０℃の温度で流動する飽和ポリエステ
ル樹脂で被覆するとともに、セル厚方向の樹脂層の厚み
がセルギャップの平均値の１０〜３０％となるようにス
ペーサーを構成することにより、上記目的が達成できる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち１本発明によれば、構成基板のうち少なくとも
１枚がプラスチックフィルム基板からなり、内側に透明
電極膜が形成された一対の基板間にスペーサーを分散配
置し、周辺部にシール材を介在させて封着し、内部に液
晶を封入してなる液晶表示素子において、前記スペーサ
ーが、１２０℃〜１５０℃の温度で流動する飽和ポリエ
ステル樹脂が被覆されたプラスチックビーズからなり、
かつ、セル厚方向の樹脂層の厚みがセルギャップの平均
値の１０〜３０％であることを特徴とする液晶表示素子
が提供される。

飽和ポリエステル樹脂の流動点（測定方法；環球法ＡＳ
ＴＭ−Ｄ３６）が１２０℃以下になると樹脂が液晶を劣
化させやすく、ツイストドメインが発生したり、液晶の
Ｎ−Ｉ点を増加させたりする。一方、流動点が１５０℃
以上になるとプラスチックフィルム基板の耐熱温度を越
えてしまうため、フィルムが白色化したり、変形したり
する。また、樹脂層の厚みが薄くなりすぎるとスペーサ
ーの粒径バラツキを吸収できず、セルギャップ精度が不
充分となり、厚くなりすぎてもセルギャップを制御しに
くくなる。

一般にプラスチックビーズの粒径精度は悪く、標準偏差
０．３−０．４１ＡＭ（平均粒径５５−１ＯＩｔの時）
である。

従って平均粒径が５−のビーズの中には４．５〜５．７
゜のビーズが混在していることになる。このバラライで
いるビーズにコーテイング材を２−厚に被覆すると、径
は６．５〜７．７ｐｍとなるが、加熱、加圧によって押
しつぶされ、６．６０±０．０７−となる。

本発明で用いるスペーサーは例えばジビニルベンゼン共
重合体からなるプラスチックビーズのまわりを上記不飽
和ポリエステル樹脂でコーティングして形成される。こ
のスペーサーは例えばプラスチックフィルム基板上に分
散させた後、上下基板を貼り合わせ、当該スペーサーに
用いられている不飽和ポリエステル樹脂の軟化温度以上
に加熱するとともに加圧することで、該スペーサーのセ
ルギャップ方向の厚みが均一化され、ＳＴＮ型プラプラ
スチックフィルム基板液晶表示素子いても色ムラを効果
的に防止することが可能となる。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細な説明するが本発明はここに例示の
実施例に限定されるものではない。

（実施例） プラスチックビーズとしてジビニルベンゼン共重合体か
らなるビーズ（平均粒径５．０癖、標準偏差０．３．）
を用い、そのまわりを、流動点が１４５℃の熱可塑性飽
和ポリエステル樹脂（東し社製ケミットＲ２５１）で約
２癖の厚みにコーティングしてスペーサーとした。

一対の１軸延伸ＰＥＴフィルムに表面抵抗２０Ω／口の
ＩＴＯ電極を形成し、６４０　Ｘ　４００　ドツト用電
極パターンを加工した。ついで、電極面上に溶剤可溶型
ポリアミドからなる配向膜を厚さ９００人に形成し、上
下基板のツイスト角が２４０°になるように配向処理（
ラビング）を行った。そして一方の基板上に上記で得た
スペーサーを１００〜１２０個／ｍｍ”の分散密度で散
布し、１５０℃の温度で処理し、スペーサーをフィルム
基板に固着した。もう一方の基板に接着温度が８０℃以
上の可撓性エポキシ系接着剤を印刷し１両基板を貼り合
わせし、セルを作成した。このセルに３ｋｇ／ｄの圧力
が均一に加わるようにし、９５℃で接着剤を硬化し、さ
らにスペーサーのコーテイング材を軟化させ、セルギャ
ップを均一化した。液晶はカイラルネマチック液晶が添
加したネマチック液晶を注入し、注入後セル全面を加圧
し、過剰液晶を押し出してセルギャップを均一化し、本
発明のＳＴＮ型液晶表示素子とした。スペーサーを分散
した後直後の様子及び加熱加圧した後の様子をそれぞれ
第１図（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図中１，２はＰＥＴ基
板、３はスペーサー、　３Ａはプラスチックビーズ、３
Ｂは熱可塑性飽和ポリエステル樹脂（コーテイング材）
である。得られた液晶表示素子のセルギャップは６．６
０癖±０．０７．であり、表示色は黄色であった。この
素子においては色ムラは肉眼ではほとんど確認されなか
った。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プラスチックフィルム基板液晶表示素
子において上記構成としたことにより。

セルギャップが均一化され、微細色ムラのない高品質の
素子の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例においてスペーサーを分散した
後の様子及び加熱、加圧した後の様子を示す図、第２＠
はガラス基板間のプラスチックビーズの加圧前後の様子
を示す図、第３図はプラスチックビーズの粒径のバラツ
キにならってプラスチックフィルム基板が変形する様子
を示す図である。 １．２・・・ＰＥＴ基板 ３・・・スペーサー ３＾・・・プラスチックビーズ 特許出願人　株式会社　リ　　コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）構成基板のうち少なくとも１枚がプラスチックフ
   ィルム基板からなり、内側に透明電極膜が形成された一
   対の基板間にスペーサーを分散配置し、周辺部にシール
   材を介在させて封着し、内部に液晶を封入してなる液晶
   表示素子において、前記スペーサーが、１２０〜１５０
   ℃の流動点を有する飽和ポリエステル樹脂が被覆された
   プラスチックビーズからなり、かつ、セル厚方向の樹脂
   層の厚みがセルギャップの平均値の１０〜３０％である
   ことを特徴とする液晶表示素子。