JPH05210095A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高分子分散型液晶表示素子の、上下両基板を接
着すると共に液晶薄膜を封止するためのシール材からの
不純物による液晶薄膜の汚染を防止すること。 【構成】上透明電極を設けた上基板と、下透明電極を設
けた下基板とを上下透明電極が対向するように重ね合
せ、高分子材料の中に液晶を分散させてなる高分子分散
型液晶薄膜を上記両基板間に挾み、かつ、上記両基板間
の縁周囲に設けたシール材により、上記両基板を接着す
ると共に上記両基板間の上記シール材の内側に上記液晶
薄膜を封止し、シール材と上記液晶薄膜との間をあける
ことにより、不純物阻止帯を設け、更に、不純物阻止帯
の中に、ストライプ状の不純物吸収帯を設けた。 【効果】シール材中の不純物がパタン表示部まで浸入し
て液晶薄膜が汚染され、該液晶薄膜の抵抗値が低下し、
明るさにむらが生じ、表示むらとなるという表示特性の
劣化を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子分散型液晶薄膜
を用いた液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、高分子材料の中に液晶を分散させ
た高分子分散型液晶表示素子の開発が活発に行なわれて
いる。通常、厚さ５〜１０μｍ程度の高分子分散型液晶
薄膜の上面および下面を２枚の透明電極で挾み、これら
の電極間に電圧を加えないときは、光を散乱して不透明
であるが（オフ状態・消燈状態）、適当な大きさの電圧
を加えると、光が透過し透明になる（オン状態・点燈状
態）。この特性を利用することにより、固定表示パタン
の反射型の表示素子を、従来の液晶表示素子と同様に実
現することができる。この高分子分散型液晶表示素子
は、従来の液晶表示素子で必要である偏光板が不要であ
るので、視野角が広く、明るい、また、液晶分子を規則
的に配列させる必要がないので、配向膜が不要である、
等の長所を有する。このような技術は、例えば、米国特
許第４，４３５，０４７号に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高分子分散型液晶液晶
表示素子においては、固定パタン表示を行なう反射型表
示が１つの有効な応用分野である。

【０００４】図１（Ａ）は、本願発明者らが検討した、
実験例としての固定表示パタンの反射型液晶表示装置の
表示面の概略平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ−
Ｙ線で切断した部分の分解断面図である。

【０００５】図１（Ａ）において、ＬＣＤは液晶表示装
置、ＰＴＮはそれぞれ固定パタン表示部である。各固定
パタン表示部ＰＴＮは、各種の形状、例えば矩形、三角
形、円などの図形パタン、あるいは文字パタンや絵柄パ
タン等の固定パタンに形成されているが、図では簡単に
矩形で例示されている。

【０００６】図１（Ｂ）において、ＳＵＢ２、ＳＵＢ１
はそれぞれ上電極基板、下電極基板であり、透明のガラ
スまたはプラスチックで形成されている。ＩＴＯ２、Ｉ
ＴＯ１はそれぞれ上電極基板ＳＵＢ２、下電極基板ＳＵ
Ｂ１の表面上に形成された上透明電極、下透明電極であ
る。上透明電極ＩＴＯ２は、固定表示パタンの内容に応
じて各種の形状、例えば矩形、三角形、円などの図形パ
タン、あるいは文字パタンや絵柄パタン等の固定パタン
にパターニングされているが、下透明電極ＩＴＯ１は、
固定パタン表示の場合は通常、パターニングせず、下電
極基板ＳＵＢ１の全面に形成されている。なお、上透明
電極ＩＴＯ２は、図には明示していないが、引き出し配
線および外部電気回路と電気的に接続するための接続端
子に接続されている。

【０００７】ＬＣは高分子材料の中に液晶を分散させて
なる高分子分散型液晶薄膜、ＳＬは上電極基板ＳＵＢ２
と下電極基板ＳＵＢ１間の縁周囲に設けたシール材で、
これら両基板ＳＵＢ２、ＳＵＢ１を接着すると共に、両
基板ＳＵＢ２、ＳＵＢ１間の当該シール材ＳＬの内側に
液晶薄膜ＬＣを封止し、液晶薄膜ＬＣへの水分の浸入を
防止する。液晶薄膜ＬＣは、シール材ＳＬの内側の両基
板ＳＵＢ２、ＳＵＢ１間の全面に設けられており、シー
ル材ＳＬに接触している。

【０００８】ＡＧＰは導電性ペーストで、下透明電極Ｉ
ＴＯ１と外部電気回路との接続を容易にするために、下
透明電極ＩＴＯ１を上電極基板ＳＵＢ２上に設けた配線
に電気的に接続するためのものである。

【０００９】ＢＭは上電極基板ＳＵＢ２の上に設けた枠
板、ＷＩＮは固定パタン表示部（図１（Ａ）のＰＴＮ）
の表示パタンに対応して枠板ＢＭに設けた表示窓で、枠
板ＢＭは固定パタン表示部以外の部分を覆う。すなわ
ち、枠板ＢＭにあけられた表示窓ＷＩＮを通して表示パ
タンが見えるようになっている。７０は枠板ＢＭの上に
設けた透明保護フィルムで、液晶薄膜ＬＣの液晶材料が
紫外線により分解してしまうのを防止する紫外線カット
材が含まれている。ＲＥＦは下電極基板ＳＵＢ１の下に
設けた反射板で、固定カラー表示をするためにカラー印
刷が施されている。すなわち、表示画面側から入射し、
表示パタンの点燈時に液晶薄膜ＬＣを透過した光がこの
カラー印刷した反射板により表示画面側に反射されて、
表示パタンがその色に表示される。なお、透明保護フィ
ルム７０、反射板ＲＥＦは設けなくてもよい。また、反
射板ＲＥＦの下にプラスチック等からなる下カバーフィ
ルムを設ける場合もある。

【００１０】図２は、図１（Ａ）に例示した従来の液晶
表示素子において、シール材ＳＬおよび高分子分散型液
晶薄膜ＬＣのみを抜き出して描いた平面図である。

【００１１】高分子分散型液晶薄膜ＬＣは、図１（Ｂ）
に示したように、上電極基板ＳＵＢ２と下電極基板ＳＵ
Ｂ１との間にほぼ全面にわたって設けられ、かつ、図１
（Ｂ）、図２に示すように、液晶薄膜ＬＣは、素子の縁
周囲に設けたシール材ＳＬと接触している。

【００１２】シール材ＳＬは例えばエポキシ樹脂等で形
成され、不純物をわずかであるが含んでいる。液晶薄膜
ＬＣの周囲は、シール材ＳＬと接触しているので、この
液晶薄膜ＬＣにシール材ＳＬの不純物が両者の接触部３
４から矢印３５のように浸入する。液晶薄膜ＬＣに浸入
した不純物は、液晶薄膜ＬＣの内部に向かって拡散し、
液晶薄膜ＬＣが汚染される。すなわち、液晶薄膜ＬＣの
周辺部がまず汚染され、徐々に内部へと汚染が進み、最
終的には全域が汚染される。固定パタン表示部ＰＴＮの
液晶薄膜ＬＣが汚染されると、液晶薄膜ＬＣの抵抗値が
低下し、明るさにむらができて表示むらとなり、表示特
性が劣化する。なお、高分子分散型液晶薄膜ＬＣは、水
分を含み易い性質を有するので、この水分の影響でシー
ル材ＳＬからの不純物の浸入による汚染が進行し易く、
表示特性劣化が特に起こり易い。

【００１３】本発明の目的は、上記高分子分散型液晶表
示素子の有する課題を解決することにある。

【００１４】本発明の目的は、シール材からの不純物浸
入による高分子分散型液晶薄膜の汚染による表示特性の
劣化を防止することができる高分子分散型液晶表示素子
を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、上記高分子分散型液
晶表示素子の製造方法及び、これに好適な製造装置を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、上透明電極を設けた上電極基板と、下透明電極を設
けた下電極基板とを上記各透明電極が対向するように重
ね合せ、高分子材料の中に液晶を分散させてなる高分子
分散型液晶薄膜を上記両基板間に挾み、かつ、上記両基
板間の縁周囲に設けたシール材により、上記両基板を接
着すると共に上記両基板間の上記シール材の内側に上記
液晶薄膜を封止した構造を含んでなる高分子分散型液晶
表示素子において、上記シール材と上記液晶薄膜との間
に不純物阻止帯、不純物吸収帯の少なくとも一方を設け
たことを特徴とする。

【００１７】不純物阻止帯は、例えば空隙帯で形成し、
不純物吸収帯は、例えば液晶薄膜で形成する。これによ
り本発明は、上下両基板を接着すると共に液晶薄膜を封
止するためのシール材からの不純物による液晶薄膜の汚
染を防止し得る。

【００１８】

【作用】高分子分散型液晶薄膜の液晶材料は、高分子材
料の中に分散させる前の段階では、従来のＴＮ（ツイス
ティド・ネマチック）型液晶を用いた液晶表示素子の液
晶材料と同様に、液体状であるが、分散させて液晶薄膜
とした段階では、固体状である。この固体状であること
が、高分子分散型液晶の最大の特徴の１つである。これ
により、シール材と、液晶薄膜との間に空隙層を形成す
ることができ、あるいは例えばこの空隙層中に不純物吸
収層を形成することができる。

【００１９】本発明の液晶表示素子では、シール材と高
分子分散型液晶薄膜との間に不純物阻止帯、不純物吸収
帯の少なくとも一方を設けたので、シール材中に含まれ
ている不純物が液晶薄膜のパタン表示部まで浸入、拡散
しようとしても、その間にある空隙層等からなる不純物
阻止帯により、不純物の浸入が阻止され、あるいは、不
純物吸収帯により、不純物が捕えられ、それ以上先へ進
まず、パタン表示部まで不純物が到達しない。すなわ
ち、シール材中の不純物がパタン表示部まで浸入して液
晶薄膜が汚染され、該液晶薄膜の抵抗値が低下し、明る
さにむらが生じ、表示むらとなるという表示特性の劣化
を防止することができる。

【００２０】

【実施例】

実施例１ 図３は、本発明の第１の実施例の高分子分散型液晶表示
装置の概略平面図である。本図は、図２と同様に、シー
ル材ＳＬおよび高分子分散型液晶薄膜ＬＣのみを抜き出
して描いた平面図である。図１（Ａ）、図２と同一の符
号を付した部材は同様の部材を示す（以下のすべての図
面についても同様）。

【００２１】ＳＰは空隙帯からなる不純物阻止帯で、シ
ール材ＳＬと液晶薄膜ＬＣとの間に設けてある。不純物
阻止帯ＳＰの幅Ｗは、例えば１ｍｍである。この空隙帯
からなる不純物阻止帯ＳＰにより、例えばエポキシ樹脂
等からなるシール材ＳＬ中の不純物が液晶薄膜ＬＣへ拡
散、浸入するのを防止することができる。

【００２２】実施例２ 図４は、本発明の第２の実施例を示す図３と同様の平面
図である。

【００２３】本実施例では、シール材ＳＬと液晶薄膜Ｌ
Ｃとの間に、空隙層からなる不純物阻止帯ＳＰが設けら
れ、この不純物阻止帯ＳＰの中間に、液晶薄膜ＬＣと同
一材料からなる不純物吸収帯ＬＣＦが設けられている。
すなわち、シール材ＳＬと液晶薄膜ＬＣとの間には、第
１の不純物阻止帯ＳＰと不純物吸収帯ＬＣＦと第２の不
純物阻止帯ＳＰが存在する。シール材ＳＬ中の不純物の
浸入は、第１の不純物阻止帯ＳＰによりほとんど阻止さ
れるが、わずかに浸入した不純物があったとしても、不
純物は次の不純物吸収帯ＬＣＦに吸収される。さらに、
その次の第２の不純物阻止帯ＳＰにより不純物の内部へ
の浸入が阻止され、固定パタン表示部ＰＴＮを含む液晶
薄膜ＬＣへの不純物の影響を完全に防止できる。不純物
阻止帯ＳＰの幅は、それぞれ例えば１〜５ｍｍ、不純物
吸収帯ＬＣＦの幅は、例えば１〜５ｍｍとした。

【００２４】実施例３ 図５は、本発明の第３の実施例を示す図３、図４と同様
の平面図である。

【００２５】本発明では、不純物阻止帯ＳＰの幅は、広
いほど不純物阻止効果が大きくなる。

【００２６】本実施例は、図３の第１の実施例におい
て、空隙帯からなる不純物阻止帯ＳＰの幅を最大限まで
広くした例である。固定パタン表示部ＰＴＮを含む表示
部分だけ、液晶薄膜ＬＣが存在し、それ以外の部分は幅
の広い空隙帯からなる不純物阻止帯ＳＰとなっている。
すなわち、液晶薄膜ＬＣは、固定パタン表示部ＰＴＮに
対応して、図示のように、それぞれ複数個の独立した島
状の形態をなし、それ以外の部分が空隙帯となってい
る。シール材ＳＬから島状の液晶薄膜ＬＣまでの間に大
きな空隙帯からなる不純物阻止帯ＳＰがあるため、これ
により、シール材ＳＬからの不純物の浸入を効果的に阻
止することができる。液晶薄膜ＬＣが無い部分は、光が
透過してしまうことになるが、図１（Ｂ）に示すよう
な、枠板（遮光膜、例えばブラックマトリックス）ＢＭ
を設けることにより、光の透過を防止することができ
る。

【００２７】実施例４ 図６は、本発明の第４の実施例を示す図３、図４、図５
と同様の平面図である。本実施例では、図５の実施例３
と同様に空隙帯からなる不純物阻止帯ＳＰの幅を最大限
まで広くし、かつ、この不純物阻止帯ＳＰの空隙帯中
に、不純物吸収帯ＬＣＦを付加した例である。

【００２８】図７（Ａ）〜（Ｄ）は、図５に示した第３
の実施例の構造を実現する方法について説明する工程斜
視図（図７（Ａ）〜（Ｃ））および断面図（図７
（Ｄ））である。

【００２９】本発明の液晶表示素子は高分子分散型液晶
薄膜を用いるので、図３〜図６に示した構造は容易に実
現できる。すなわち、従来のＴＮ型やＳＴＮ（スーパー
・ツイスティド・ネマチック）型液晶表示装置に使用さ
れている液晶材料は、液体状であるが、高分子分散型液
晶薄膜の液晶材料は、前にも述べたように、高分子材料
の中に液体状の液晶を分散させた構造であり、分散前は
液体状であるが、分散後は適当な公知の硬化方法により
高分子材料を固体状にするので、固体状の形態として安
定に保持される。

【００３０】まず、図７（Ａ）に示すように、固定パタ
ン表示部ＰＴＮに対応して上電極基板ＳＵＢ２上に選択
的に設けた上透明電極（ここでは図示せず。図１（Ｂ）
参照）上に、液体状の高分子分散型液晶薄膜ＬＣの材料
を選択的に塗布する（図７（Ｂ））。塗布する膜厚は、
予め決められた適正値に選ばれている。通常、１５〜３
０μｍ程度である。塗布後、適当な硬化方法により、液
晶薄膜ＬＣを硬化する。硬化後は、膜厚が減少するの
で、これを見込んで塗布時の膜厚を厚くしておく。その
後、図７（Ｃ）に示すように、上電極基板ＳＵＢ２の縁
周囲にエポキシ樹脂等のシール材ＳＬを塗布する。次い
で、液晶薄膜ＬＣとシール材ＳＬを設けた上電極基板Ｓ
ＵＢ２上に、下透明電極（図示せず）を設けた下電極基
板ＳＵＢ１を重ね合せ、シール材ＳＬを硬化させ、上電
極基板ＳＵＢ２と下電極基板ＳＵＢ１とを接着すると共
に、両基板ＳＵＢ２とＳＵＢ１間のシール材ＳＬの内側
に液晶薄膜ＬＣを封止する。このとき、下電極基板ＳＵ
Ｂ１の下透明電極（ここでは図示省略。図１（Ｂ）参
照）と上電極基板ＳＵＢ２上に設けた配線（図示省略）
とを電気的に接続するための導電性ペーストＡＧＰを形
成する。

【００３１】このようにして、シール材ＳＬと液晶薄膜
ＬＣとの間に空隙帯からなる不純物阻止帯ＳＰを有する
図５に例示した構造が実現できる。なお、図７（Ｂ）に
おいては、上電極基板ＳＵＢ２上に液晶薄膜ＬＣを塗布
したが、下電極基板ＳＵＢ１上に液晶薄膜ＬＣを塗布し
てもよい。また、図７（Ｃ）では、シール材ＳＬを上電
極基板ＳＵＢ２上に塗布した後、上電極基板ＳＵＢ２上
に下電極基板ＳＵＢ１を重ね合わせたが、シール材ＳＬ
を下電極基板ＳＵＢ１上に塗布した後、下電極基板ＳＵ
Ｂ１上に上電極基板ＳＵＢ２を重ね合わせてもよい。

【００３２】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、上記実施例では、不純
物阻止帯ＳＰとして空気が存在する空隙帯を用いたが、
これに限定されず、例えば、窒素等の不活性ガス等、他
の気体等を充填したガス帯でもよい。

【００３３】また、上記実施例では、不純物吸収帯ＬＣ
Ｆとして液晶薄膜ＬＣと同一の材料を用いたが、例え
ば、液晶を分散させない高分子材料等他の材料を用いて
もよい。

【００３４】さらに、上記実施例２、４では、不純物吸
収帯ＬＣＦを１つ設けたが、２つ以上設けてもよい。

【００３５】以上説明したように、本発明の液晶表示素
子では、シール材からの不純物の液晶薄膜への浸入、拡
散を防止でき、これによる表示特性の劣化のない液晶表
示素子を実現することが可能になる。

【００３６】（薄膜塗布方法及び薄膜塗布装置）次に本
発明を実施する時に好適な、薄膜を基板上に塗布形成す
るブレード方式の薄膜塗布装置を説明する。

【００３７】図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、第１のブ
レード方式の薄膜塗布装置の塗布部（以下、アプリケー
タと称す）を示す図で、図８（Ａ）はアプリケータの底
部側から見た外観斜視図、図８（Ｂ）は側面図、図８
（Ｃ）は正面図である。１はアプリケータで、例えばＫ
Ｓ鋼やステンレス鋼等で形成されている。３０はヘッド
部（中間部）、Ａはアプリケータ１の両側の底面、Ｂは
両底面Ａの中間に位置するヘッド部３０の底面である。
両側の底面Ａ、ヘッド部３０の底面Ｂは、平坦な面で構
成されている。Ｌはヘッド部３０の横幅で、塗布膜の幅
となる。Ｔは底面Ａ、Ｂとの段差の大きさで、塗布膜の
膜厚となる。

【００３８】図９は、第１のアプリケータを用いた塗布
方法を示す斜視図である。

【００３９】１０は例えばガラスやプラスチック等から
なり、塗布膜を塗布して薄膜を形成すべき基板、２０は
基板１０上に滴下供給された塗布液で、アプリケータ１
により塗布される。すなわち、基板１０の上にアプリケ
ータ１を密接させて載せ、その手前に、適量の塗布液２
０を図示しない滴下手段により滴下供給した後、アプリ
ケータ１を基板１０に密接させた状態を保って矢印方向
に滑動（スライド）させる（または基板１０を矢印と逆
方向に滑動させる）と、アプリケータ１の後方に適当な
膜厚の塗布膜が形成される。形成される塗布膜の長さ
は、アプリケータ１（または基板１０）の移動量にほぼ
等しい。

【００４０】このように塗布膜は、塗布液２０上をヘッ
ド部３０の底面Ｂが通過する際（または基板１０の移動
によりヘッド部３０の底面Ｂの下を塗布液２０が通過す
る際）に形成され、塗布膜厚は図８（Ｃ）の段差量Ｔに
よって制御され、塗布膜幅はヘッド部３０の幅Ｌによっ
て規定される。

【００４１】なお、アプリケータ１（または基板１０）
の移動によって形成されていく塗布膜を、一定膜厚でか
つ一定幅で安定に形成するためには、図１０に示すよう
に、アプリケータ１のヘッド部３０の外側前面３１に塗
布液のたまり（ビーズ(bead)とも称す）２３が形成され
ている必要がある。２１はアプリケータ１により塗布し
た後の塗布液である。

【００４２】上記の第１のアプリケータを用いたブレー
ド方式の薄膜塗布装置は、以下のような問題点を持って
いる。

【００４３】（１）図１１は、アプリケータ１を用いて
塗布した後の塗布膜を上から見た平面図である。図１１
に示すように、塗布膜２１の塗布開始部分２１Ａと、塗
布終了部分２１Ｂの形状が変形して、所望の形状の薄膜
が得られなかった。

【００４４】（２）塗布工程において、塗布液がアプリ
ケータ１に付着し、特に塗布液のたまり２３が図１０の
アプリケータ１のヘッド部３０の外側前面３１に付着し
固化して残る。このような状態で塗布を続けると、図１
１に示すように、この固化物が原因となって塗布膜２１
上に縦筋状の欠陥２２が発生する。特に、塗布液の種類
により塗布液が比較的速く乾く場合、固化物の付着が起
こりやすい。この発生を防止するためには、塗布を行な
う度に、アプリケータ１を洗浄して固化物を除去する必
要があるので、多数枚の基板上に連続的に塗布すること
ができなくなり、作業性が悪かった。

【００４５】（３）図１２（Ａ）は、塗布膜の一部を上
から見た平面図、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のａ−
ａ′線で切断した断面図である。塗布した後の塗布膜２
１は、図１２（Ｂ）に示すように、塗布膜２１の表面張
力のために、塗布膜２１の両端部に盛り上がり２１Ｒが
発生する。この塗布膜２１が例えば、高分子材料の中に
液晶材料を分散させたポリマ分散型液晶薄膜である場
合、この後、図１２（Ｃ）に示すように、上基板（液晶
表示素子の上部透明ガラス基板）１１を重ね合わせる
が、盛り上がり２１Ｒが存在すると、上基板１１を塗布
膜２１に密着させることができず、両基板１０、１１の
重ね合せが不完全となり、液晶表示素子の特性を劣化さ
せる原因となる。

【００４６】以下に示すアプリケータは、塗布開始部分
と塗布終了部分に生じる塗布膜変形を最小限に抑えるこ
とができるブレード方式の薄膜塗布装置を提供すること
ができる。

【００４７】また、以下に示すアプリケータは、塗布膜
の縦筋状の欠陥の発生を抑制し、塗布を行なう度のアプ
リケータの洗浄が不要で、多数枚の基板上に連続的な塗
布が可能なブレード方式の薄膜塗布装置を提供すること
ができる。

【００４８】更に、以下に示すアプリケータは、塗布膜
の両端部に表面張力により発生する盛り上がりの発生を
抑制することができるブレード方式の薄膜塗布装置を提
供することにある。このアプリケータは、塗布膜が塗布
される基板に近接するアプリケータの底部に、上記塗布
液が供給される凹部を設けたものである。

【００４９】また、上記（３）の課題を解決するために
は、アプリケータの底部の、滑動させる方向と直角方向
の両端に、塗布膜両端の表面張力による盛り上がりを抑
える凸部を設けたものである。

【００５０】このようなアプリケータでは、基板に近接
するアプリケータの底部に、上記塗布液が供給される凹
部を設けたことにより、アプリケータの外側前面に形成
されていた塗布液のたまりをアプリケータ内部の凹部に
形成できるので、たまりを完全に形成した後、塗布を開
始することにより、塗布開始部分に生じる塗布膜変形を
最小限に抑制し、また、塗布液が供給されて形成される
たまりの量を制御することにより、塗布終了部分の変形
を抑制することができる。

【００５１】また、たまりが凹部の中に閉じ込められる
ので、塗布液がアプリケータの外側前面に付着し、固化
して残ることもなくなるため、塗布膜の縦筋状の欠陥の
発生を抑制でき、塗布を行なう度のアプリケータの洗浄
が不要となり、多数枚の基板上に連続的な塗布が可能と
なる。

【００５２】さらに、アプリケータの底部の、上記滑動
させる方向と直角方向の両端に凸部を設けたので、塗布
後表面張力で盛り上がる塗布膜の両端部の塗布直後の膜
厚が、他の部分より薄くなるので、塗布膜の両端部に発
生する盛り上がりを抑え込んで塗布でき、薄膜両端部の
盛り上がりの発生を抑制できる。

【００５３】図１６は、改良したアプリケータによるブ
レード方式薄膜塗布装置の全体外観斜視図である。１０
０はブレード方式薄膜塗布装置、１は薄膜を形成するた
めに、塗布液を塗布するアプリケータ（塗布部）、１０
は塗布液を塗布し、薄膜を形成すべき基板、１０１は基
板１０を載置するテーブル、１０２はアプリケータ１が
取り付けられたアーム、１０３はアーム１０２を矢印
ａ、ｂ方向に滑動させる移動機構、１０４は塗布すべき
液体（塗布液）をアプリケータ１に供給するディスペン
サ、１０５は塗布液、１０６は図示しない塗布液供給源
からディスペンサ１０４に塗布液１０５を送る管、１０
７はディスペンサ１０４に空気圧を送る管で、ディスペ
ンサ１０４からアプリケータ１への塗布液１０５の供給
量を制御する。このような構成の薄膜塗布装置におい
て、テーブル１０１の所定箇所に薄膜を形成すべき基板
１０を載置し、ディスペンサ１０４によりアプリケータ
１に供給される塗布液１０５をアプリケータ１から基板
１０上に滴下供給しつつ、アプリケータ１を移動機構１
０３およびアーム１０２により矢印ａ方向に移動させる
ことにより、所望の厚さ、幅、長さの薄膜を基板１０上
に塗布、形成する。

【００５４】次に、改良したアプリケータの詳細を説明
する。図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、第２
のアプリケータを示す図で、図１３（Ａ）はアプリケー
タの底部側から見た外観斜視図、図１３（Ｂ）は側面
図、図１３（Ｃ）は上面図、図１３（Ｄ）は正面図、図
１３（Ｅ）は底面図である。

【００５５】本実施例では、アプリケータ１のヘッド部
３０の底面Ｂに、１本の溝Ｖ（断面形状はここでは矩
形）を設け、かつ、この溝Ｖに複数個、ここでは４個の
貫通穴Ｈを設けた。図１４に、本実施例による塗布膜形
成の動作原理を示す。貫通穴Ｈは塗布液を供給するディ
スペンサ（図１６の１０４参照）に接続されている。し
たがって、ディスペンサから適量の塗布液が、４個の貫
通穴Ｈを通路として、溝Ｖ内に供給され、溝Ｖ内に塗布
膜の安定塗布に必要な塗布液のたまり（ビーズ）２３が
常に完全な形で強制的に形成される。たまり２３の寸法
（量）は、ディスペンサから供給する塗布液の量を適当
に設定することにより、自由に制御することができる。
このようにたまり２３を形成した後、アプリケータ１
（または基板１０）を滑動させて、塗布膜２１の形成を
開始する。塗布の終了する箇所で、たまり２３の寸法が
最小値になるように最初のたまり２３の寸法（量）を制
御しておき、この箇所で滑動を停止することにより、塗
布が終了する。

【００５６】アプリケータ１の滑動（または基板１０の
滑動）によって形成されて行く塗布膜が、一定膜厚で、
かつ一定幅に形成するためには、従来の図１０を用いて
既に説明したように、アプリケータ１のヘッド部３０の
外側前面３１に塗布液２１のたまり２３が形成されてい
る必要がある。しかし、従来の問題点を示した図１１に
おいて、形状が変形する塗布開始部分２１Ａは、従来の
たまり２３（図１０）が完全な形に形成されるまでの過
渡期に相当する部分であり、また、形状が変形する塗布
終了部分２１Ｂは、塗布によりたまり２３が消費されて
徐々に小さくなり、消えて無くなる過程で発生する部分
である。さらに、従来は、図１１に示したように、ヘッ
ド部３０の外側前面３１にたまり２３が形成されるの
で、この前面３１にたまり２３の一部が付着し、これが
固化して残ることが起こる。

【００５７】比較的速く乾く塗布液の場合は、固化物の
付着が特に起こりやすく、図１１で示した塗布膜２１に
縦筋状欠陥２２が発生する。このように、従来の問題点
の原因は図１０のヘッド部３０の前面３１に形成される
たまり２３であった。本実施例では、図１４に示したよ
うに、アプリケータ１のヘッド部３０内に４個の貫通穴
Ｈを介して塗布液が供給される溝Ｖを設けたので、この
溝Ｖ内にたまり２３が常に完全な形で強制的に形成さ
れ、塗布液を安定して塗布することができる。また、本
実施例では、たまり２３の寸法（量）は、貫通穴Ｈを介
して溝Ｖに接続されたディスペンサの供給量を制御する
ことにより任意に制御することができる。

【００５８】したがって、たまり２３を完全に形成した
後、アプリケータ１（または基板１０）を滑動させるこ
とにより、塗布膜２１の塗布開始部分の変形（図１１の
２１Ａ）を防止することができる。また、塗布終了時点
でたまり２３の量が最小値になるようにディスペンサの
アプリケータ１への塗布液の供給量を制御してたまり２
３の量を制御することにより、塗布終了部分での変形
（図１０の２１Ｂ）を防止することができる。さらに、
たまり２３がヘッド部３０の前面３１ではなく溝Ｖ内に
閉じ込められて形成されるので、従来のように塗布液が
アプリケータ１、特にヘッド部３０の前面３１に付着
し、固化して残ることも防止することができ、これに起
因する縦筋状欠陥（図１０の２２）の発生を防止するこ
とができる。したがって、塗布を行なう度に、アプリケ
ータ１を洗浄してアプリケータ１に付着した固化物を除
去する必要がなくなり、多数枚の基板１０上に連続的に
塗布することができ、作業性を大幅に向上できる。

【００５９】図１３の溝Ｖ、貫通穴Ｈの寸法は、塗布液
の材料、粘度、基板の種類などによって、その適正値が
変わる。例えば、その粘度が１００〜５００ｃｐのポリ
マ分散型液晶をガラス基板上に５〜１００μｍ膜厚で塗
布する場合、溝Ｖの面積は１〜２０平方ミリメートルが
適当である。また、貫通穴Ｈの直径は、０．１〜２ミリ
メートルが適当である。貫通穴Ｈどうしの間隔は１セン
チメートル以内が望ましい。なお、塗布幅はヘッド部３
０の横幅Ｌで決まり、塗布膜厚は底面Ａ、Ｂとの段差の
大きさＴ（底面Ｂと基板１０との間隔）で安定に保たれ
た。

【００６０】図１５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｅ）は、第３のアプリケータを示すもので、図１３
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）と同様の図で
ある。塗布膜幅が例えば１０センチメートルと広い場
合、例えば１０個以上と多くの貫通穴Ｈ（図１３
（Ｄ））を設ける必要が生じ、アプリケータ１の構造が
複雑となる。このような場合は、貫通穴Ｈの代わりに、
図１５（Ｃ）に示すような、貫通スリットＳを設けるこ
とにより、貫通穴Ｈの個数を減らすことができ、構造を
簡単にすることができる。本実施例においても、第２の
アプリケータと同様の効果を奏することができるのは言
うまでもない。

【００６１】図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｅ）は、第４のアプリケータを示す図で、図１７
（Ａ）は側面図、図１７（Ｂ）は正面図、図１７（Ｃ）
は図１７（Ｂ）の要部拡大図、図１７（Ｄ）は第１のア
プリケータによる塗布膜の塗布直後の形状を示す図であ
る。図１７（Ｅ）は第２，３，４のアプリケータによる
塗布膜の塗布直後の形状を示す図である。

【００６２】本実施例では、アプリケータ１のヘッド部
３０の底面Ｂの両端部に、（ｃ）に示すように、両端部
に行くにしたがって凸になる斜面形状の凸部３０Ｒを形
成した。図１７（Ｃ）の２点鎖線３０Ｃは、従来のアプ
リケータの形状を示す。

【００６３】図１７（Ｄ）は、従来の装置による塗布膜
２１の塗布直後の断面形状例を示し、図１７（Ｅ）は、
本発明の装置による塗布膜２１の塗布直後の断面形状例
を示す。従来の装置による塗布膜２１は、塗布した直後
は、図１７（Ｄ）に示すような膜厚が均一であるが、塗
布した後、少し時間がたつと、図１２（Ｂ）に示したよ
うに、塗布膜２１の表面張力のために、塗布膜２１の両
端部に盛り上がり２１Ｒが発生する。この塗布膜２１が
例えばポリマ分散型液晶薄膜である場合、この後、図１
２（Ｃ）に示すように、上基板（液晶表示素子の上部透
明ガラス基板）１１を重ね合わせるが、盛り上がり２１
Ｒが存在すると、上基板１１を塗布膜２１に密着させる
ことができず、両基板１０、１１の重ね合せが不完全と
なり、液晶表示素子の特性を劣化させる原因となる。本
実施例では、アプリケータ１のヘッド部３０の底面Ｂの
両端部に、両端部に行くにしたがって凸になる斜面形状
の凸部３０Ｒを付けたので、塗布膜２１の塗布直後は、
塗布膜２１の両端部が凸部３０Ｒにより抑え込まれて、
図１７（Ｅ）に示すように、塗布膜２１の両端部の膜厚
が少し薄くなる。この後、塗布膜２１の表面張力により
塗布膜２１の両端部が少し盛り上がり、最終的に膜厚の
均一な薄膜を得ることができる。これにより、両端部で
の盛り上がりが防止でき、図１２（Ｃ）に示したよう
な、上基板１１の重ね合せ時の両基板１０、１１の密着
不完全の問題を解消できる。

【００６４】凸部３０Ｒの形状、寸法は、でき上がりの
薄膜の膜厚が均一になるような形状に形成するが、塗布
液の材料、粘度、基板の種類によって変わる。例えば、
粘度１００〜５００ｃｐのポリマ分散型液晶をガラス基
板上に５〜１００μｍの膜厚で塗布する場合、図１７
（Ｃ）の傾斜の長さＩの値は、２〜５ｍｍ程度が望まし
い。

【００６５】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、図示は省略したが、上
記第１または第２の実施例の構成に、上記第３の実施例
の構成を付加するとより望ましいことは言うまでもな
い。また、アプリケータ１の形状や、第１、第２の実施
例において、溝Ｖ、貫通穴Ｈや貫通スリットＳの形状
は、実施例の形状に限定されない。また、第１、第２の
実施例では、全長にわたって同一寸法の貫通穴Ｈ、貫通
スリットＳを形成したが、これらの代わりに断面積の異
なる開口部と通路から構成してもよい。また、第３の実
施例において、アプリケータ１のヘッド部３０の底面Ｂ
の両端部に設けた凸部３０Ｒの形状も、実施例の形状に
限定されない。さらに、上記各実施例は、例えば、高分
子材料の中に液晶材料を分散させたポリマ分散型液晶の
塗布液を透明ガラス基板や透明プラスチックフィルム上
に塗布し、固化した後、該基板と同一材料からなるもう
１枚の基板を重ね合わせて、高分子分散型液晶表示素子
を作製する用途に特に有効であるが、基板上に薄膜を形
成する種々の用途に適用可能である。

【００６６】以上説明したように、本発明の塗布装置で
は、基板上の塗布開始部分および塗布終了部分に生じる
塗布膜変形を最小限に抑制できる。また、塗布膜の縦筋
状の欠陥の発生を抑制できるので、塗布を行なう度のア
プリケータの洗浄が不要となり、多数枚の基板の連続的
な薄膜塗布処理が可能となり、作業性が向上する。さら
に、塗布膜の両端部の盛り上がりを抑制でき、均一な膜
厚の薄膜を形成することができる。

【００６７】（ＴＦＴを用いた表示装置）図１８は、本
発明をＴＦＴを用いた表示装置に応用した実施例を示す
断面図である。ＴＦＴを用いた表示装置は、固定パター
ンの表示装置と同様に液晶に常時電圧を印加することが
できるので、高分子分散型液晶を使用することができ
る。図１８は、基本的には従来のツイステッドネマチッ
ク液晶を用いるＴＦＴ表示装置と同様である。しかし、
ツイステッドネマチック液晶に必須な、偏光板や、配向
膜は、高分子分散型液晶では必要無い。

【００６８】図18に示すように、液晶ＬＣを基準に下部
透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴＦＴ
および透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明ガラ
ス基板ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光用ブ
ラックマトリクスパターンＢＭが形成されている。下部
透明ガラス基板ＳＵＢ１はたとえば１.１mm程度の厚さ
で構成されている。また、透明ガラス基板ＳＵＢ１、Ｓ
ＵＢ２の両面にはディップ処理等によって形成された酸
化シリコン膜ＳＩＯが設けられている。このため、透明
ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の表面に鋭い傷があった
としても、鋭い傷を酸化シリコン膜ＳＩＯで覆うことが
できるので、その上にデポジットされる走査信号線Ｇ
Ｌ、遮光膜ＢＭ等の膜質を均質に保つことができる。

【００６９】上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶
ＬＣ側）の表面には、遮光膜ＢＭ、カラーフィルタＦＩ
Ｌ、保護膜ＰＳＶ２、共通透明画素電極ＩＴＯ２（ＣＯ
Ｍ）が順次積層して設けられている。

【００７０】ソース電極ＳＤ１は透明画素電極ＩＴＯ１
に接続されている。ソース電極ＳＤ１は、ｉ型半導体層
ＡＳ段差（第２導電膜ｇ２の膜厚、陽極酸化膜ＡＯＦの
膜厚、ｉ型半導体層ＡＳの膜厚およびＮ(＋)型半導体層
ｄ０の膜厚を加算した膜厚に相当する段差）に沿って構
成されている。具体的には、ソース電極ＳＤ１は、ｉ型
半導体層ＡＳの段差に沿って形成された第２導電膜ｄ２
と、この第２導電膜ｄ２の上部に形成した第３導電膜ｄ
３とで構成されている。ソース電極ＳＤ１の第３導電膜
ｄ３は第２導電膜ｄ２のＣｒ膜がストレスの増大から厚
く形成できず、ｉ型半導体層ＡＳの段差形状を乗り越え
られないので、このｉ型半導体層ＡＳを乗り越えるため
に構成されている。つまり、第３導電膜ｄ３は厚く形成
することでステップカバレッジを向上している。第３導
電膜ｄ３は厚く形成できるので、ソース電極ＳＤ１の抵
抗値（ドレイン電極ＳＤ２や映像信号線ＤＬについても
同様）の低減に大きく寄与している。

【００７１】ドレイン端子ＤＴＭは酸化珪素ＳＩＯ層と
接着性が良くＡｌ等よりも耐電触性の高いＣｒ層ｇ１
と、更にその表面を保護し画素電極ＩＴＯ１と同レベル
（同層、同時形成）の透明導電層ｄ１とで構成されてい
る。なお、ゲート絶縁膜ＧＩ上及びその側面部に形成さ
れた導電層ｄ２及びｄ３は、導電層ｄ３やｄ２のエッチ
ング時ピンホール等が原因で導電層ｇ２やｇ１が一緒に
エッチングされないようその領域をホトレジストで覆っ
ていた結果として残っているものである。

【００７２】高分子分散型液晶層ＬＣとシール部ＳＬと
の間には、不純物阻止帯となる間隙４が設けられてい
る。遮光膜ＢＭは、不純物阻止帯となる間隙も覆うよう
に設けられている。これにより、光の漏れなどは防止す
ることができる。

【００７３】

【発明の効果】以上の構成を採用することにより、高分
子分散型液晶薄膜の水分を含み易い性質による、シール
材からの不純物の浸入による汚染が進行し易く、表示特
性劣化が特に起こり易い、という欠点を解決することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、本発明者らが検討した、実験例
の液晶表示素子を示す平面図である。図１（Ｂ）は、本
発明者らが検討した、実験例の液晶表示素子を示す分解
断面図である。

【図２】本発明者らが検討した、実験例の液晶表示素子
の一部を示す平面図である。

【図３】本発明の液晶表示素子の第１の実施例を示す平
面図である。

【図４】本発明の液晶表示素子の第２の実施例を示す平
面図である。

【図５】本発明の液晶表示素子の第３の実施例を示す平
面図である。

【図６】本発明の液晶表示素子の第４の実施例を示す平
面図である。

【図７】本発明の液晶表示素子の製造方法を示す斜視図
および断面図である。

【図８】図８（Ａ）は、本発明の製造に用いる薄膜塗布
装置の第１のアプリケータの底部側から見た外観斜視図
である。図８（Ｂ）は、本発明の製造に用いる薄膜塗布
装置の第１のアプリケータの側面図である。図８（Ｃ）
は、本発明の製造に用いる薄膜塗布装置の第１のアプリ
ケータの正面図である。

【図９】第１のアプリケータを用いた塗布方法を示す斜
視図である。

【図１０】第１のアプリケータを用いて塗布膜を安定に
形成する動作原理を示す図である。

【図１１】第１のアプリケータを用いて塗布した後の塗
布膜を上から見た平面図である。

【図１２】図１２（Ａ）は、第１のアプリケータを用い
て塗布した塗布膜の部分平面図である。図１２（Ｂ）
は、第１のアプリケータを用いて塗布した図１２（Ａ）
のａ−ａ′線で切断した断面図である。図１２（Ｃ）
は、上基板を重ね合わせた断面図である。

【図１３】図１３（Ａ）は、本発明の製造に用いる薄膜
塗布装置の第２のアプリケータの底部側から見た外観斜
視図である。図１３（Ｂ）は、本発明の製造に用いる薄
膜塗布装置の第２のアプリケータの側面図である。図１
３（Ｃ）は、本発明の製造に用いる薄膜塗布装置の第２
のアプリケータの上面図である。図１３（Ｄ）は、本発
明の製造に用いる薄膜塗布装置の第２のアプリケータの
正面図である。図１３（Ｅ）は、本発明の製造に用いる
薄膜塗布装置の第２のアプリケータの底面図である。

【図１４】本発明による塗布膜形成方法を示す図であ
る。

【図１５】図１５（Ａ）は、本発明の製造に用いる薄膜
塗布装置の第３のアプリケータの底部側から見た外観斜
視図である。図１５（Ｂ）は、本発明の製造に用いる薄
膜塗布装置の第３のアプリケータの側面図である。図１
５（Ｃ）は、本発明の製造に用いる薄膜塗布装置の第３
のアプリケータの上面図である。図１５（Ｄ）は、本発
明の製造に用いる薄膜塗布装置の第３のアプリケータの
正面図である。図１５（Ｅ）は、本発明の製造に用いる
薄膜塗布装置の第３のアプリケータの底面図である。

【図１６】本発明による薄膜塗布装置の全体外観斜視図
である。

【図１７】図１７（Ａ）は、本発明の製造に用いる薄膜
塗布装置の第４のアプリケータを示す側面図である。図
１７（Ｂ）は、本発明の製造に用いる薄膜塗布装置の第
４のアプリケータを示す正面図である。図１７（Ｃ）
は、（Ｂ）の要部拡大図である。図１７（Ｄ）は第１の
アプリケータによる塗布膜の塗布直後の形状を示す図で
ある。図１７（Ｅ）は第２、３、４のアプリケータによ
る塗布膜の塗布直後の形状を示す図である。

【図１８】本発明を、ＴＦＴを用いた表示装置に適用し
た断面図である。

【符号の説明】

ＳＬ・・・シール材、ＬＣ・・・高分子分散型液晶薄
膜、ＡＧＰ・・・導電性ペースト、ＩＴＯ１、ＩＴＯ２
・・・下透明電極、上透明電極、ＰＴＮ・・・固定パタ
ン表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 箭内 雅弘 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所茂原工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第1の透明基板と、 上記第１の透明基板上に設けられた透明電極と、 上記第１の透明基板の透明電極を設けた面と対向するよ
   うに設けられた、透明電極が設けられた第２の透明基板
   と、 上記第１、第２の透明基板の間に設けられた高分子分散
   型液晶薄膜と、 上記第１、第２の透明基板の間に設けられ、上記第１、
   第２の基板を接着するためのシール材とを有する液晶表
   示素子において、 上記シール材と、上記高分子分散型液晶薄膜との間に不
   純物阻止帯が設けられてなることを特徴とする液晶表示
   素子。
2. 【請求項２】請求項１記載の液晶表示において、 上記不純物阻止帯は、上記シール材と、上記高分子分散
   型液晶薄膜との間に設けられた間隙であることを特徴と
   する液晶表示素子。
3. 【請求項３】請求項２記載の液晶表示において、 上記上記高分子分散型液晶薄膜との間に設けられた間隙
   の中に設けられた不純物吸収帯を更に有することを特徴
   とする液晶表示素子。
4. 【請求項４】請求項３記載の液晶表示において、 上記不純物吸収帯は、高分子分散型液晶薄膜で設けられ
   ることを特徴とする液晶表示素子。
5. 【請求項５】請求項４記載の液晶表示において、 上記不純物吸収帯は、枠状に設けられることを特徴とす
   る液晶表示素子。
6. 【請求項６】請求項１記載の液晶表示において、 上記第１の基板の透明電極は薄膜トランジスタを介して
   電圧が印加されることを特徴とする液晶表示素子。
7. 【請求項７】請求項１記載の液晶表示において、 上記第１の基板の透明電極は固定パターン形状であるこ
   とを特徴とする液晶表示素子。
8. 【請求項８】請求項２記載の液晶表示において、 上記シール材と、上記高分子分散型液晶薄膜との間に設
   けられた間隙に対応する部分に設けられた遮光膜を更に
   有することを特徴とする液晶表示素子。