JPH07181453A - 高分子分散型液晶表示素子の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム基板を用いた高分子分散型液晶表示
素子を一貫して製造できる製造装置及び製造方法を提供
することである。 【構成】 対向面に電極が形成された一対の帯状のフィ
ルム基板３、５を搬送しつつ、その一方に光硬化性樹脂
からなるシール材５７と液晶と光硬化性樹脂の混合溶液
５９を印刷する。この状態でフィルム基板３、５を一対
のローラ１９の間を通して接合すると共に混合溶液５９
の厚さを調整する。厚さが調整された混合溶液５９と未
硬化シール材５７に紫外線を照射し、高分子分散液晶層
６１とシール材６３を形成する。その後、基板を切断し
て、高分子分散型液晶表示素子を個々のセル６５に分割
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高分子分散型液晶表
示素子の製造装置及び製造方法に関し、特に、高分子分
散型液晶表示素子を１つのライン上で連続的に製造でき
る製造装置及び製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子分散型液晶表示素子は、光散乱型
液晶表示素子の一種であり、偏光板を用いずに、光の散
乱と透過を制御することにより表示を行うものである。
高分子分散型液晶表示素子は、光の散乱／透過を制御し
て表示を行うという性質上、一般に、液晶をツイスト配
向させる必要がなく、このため、ＴＮ（ツイストネマテ
ィック）、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）液
晶等と比較してセルギャップの精度が要求されないた
め、画面の大面積化が容易であり、基板にフィルム状の
ものを用いることも容易である。

【０００３】このような特徴を有する高分子分散型液晶
表示素子は、従来、対向面に電極を形成した一対の基板
をシール材を介して接合して液晶セルを形成し、このセ
ルに液晶と重合材料の混合溶液を真空注入法を用いて注
入し、注入完了後、重合材料を重合して液晶と高分子樹
脂の相分離を行う方法により製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶セ
ルを形成した後、混合溶液をセルに真空注入するという
製造方法では、フィルム基板を用いた場合であっても、
混合液の注入をバッチ処理で行うしかなく、フィルム基
板を用いたことによる一貫した生産工程を実現できない
欠点があった。

【０００５】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、高分子分散型液晶表示素子を一貫して製造できる
製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。ま
た、この発明は、フィルム基板を用いた高分子分散型液
晶表示素子を効率良く製造できる製造装置及び製造方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点にかかる高分子分散型液晶表
示素子の製造装置は、対向面に電極が等間隔的に形成さ
れた一対の帯状のフィルムをそれぞれ搬送する搬送手段
と、硬化性樹脂からなるシール材を、前記一対のフィル
ムの少なくとも一方の電極面側にに配置するシール材手
段と、前記一方のフィルム又は他方のフィルム上の前記
シール材に対応する領域の内側に液晶と硬化性樹脂との
混合溶液を配置する混合溶液配置手段と、前記シール材
及び前記混合溶液を介して前記一方のフィルムと前記他
方のフィルムとを互いに貼り合わせる貼り合わせ手段
と、前記混合溶液中の硬化性樹脂を硬化することにより
前記液晶と高分子樹脂との複合膜を形成すると共に前記
シール材を硬化する硬化手段と、貼り合わせた前記一対
のフィルムを所定の間隔をおいて切断する切断手段とを
具備するようにしたものである。

【０００７】例えば、前記貼り合わせ手段は、前記混合
溶液又は前記複合膜が挟持された前記一方のフィルムと
前記他方のフィルムとを互いにプレスするローラを含
み、前記シール材配置手段は、前記一方のフィルム上に
シール材を所定パターンに印刷する印刷手段を含み、前
記混合溶液配置手段は、前記一方のフィルム上又は前記
他方のフィルム上のいずれかに前記混合溶液を印刷する
手段を備えてもよく、さらに、前記シール材の硬化性樹
脂及び前記混合溶液の硬化性樹脂は紫外線硬化性樹脂で
あり、前記硬化手段は、前記シール材及び前記混合溶液
に紫外線を照射する手段を備えてもよい。

【０００８】また、この発明の第２の観点にかかる高分
子分散型液晶表示素子の製造方法は、対向面に電極が等
間隔的に形成された一対の帯状のフィルムをそれぞれ搬
送し、硬化性樹脂からなるシール材を、前記一対のフィ
ルムの少なくとも一方の電極面側に配置し、前記一方の
フィルム又は他方のフィルム上の前記シール材に対応す
る領域の内側に液晶と硬化性樹脂との混合溶液を配置
し、前記シール材及び前記混合溶液を介して前記一方の
フィルムと前記他方のフィルムとを互いに貼り合わせ、
前記混合溶液中の硬化性樹脂を硬化することにより前記
液晶と高分子樹脂との複合膜を形成すると共に前記シー
ル材を硬化し、貼り合わせた前記一対のフィルムを所定
の間隔をおいて切断するようにしたものである。

【０００９】さらに、前記シール材の硬化性樹脂及び前
記混合溶液の硬化性樹脂は紫外線硬化性樹脂であり、前
記硬化手段は、前記シール材及び前記混合溶液に紫外線
を照射する手段を備えてもよい。

【００１０】

【作用】上記構成とすることにより、この発明の第１及
び第２の観点にかかる高分子分散型液晶表示素子の製造
装置及び製造方法によれば、フィルムを搬送しつつ、シ
ール材の形成、高分子分散液晶層の形成用の溶液の塗
布、一対のフィルムの接合、液晶と高分子樹脂の相分離
による高分子分散液晶層の形成が可能となるので、フィ
ルムの特徴を生かして高分子分散型液晶表示素子を１つ
のライン上で連続的に形成でき、製造のストリームライ
ン化に寄与できる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図１及び図２はこの発明の一実施例にかかる
高分子分散型液晶表示素子の製造装置の主要部の概略構
成図であり、図１は斜視図、図２は側面図である。この
製造装置は、製造ラインに沿って、上基板ロール１１、
下基板ロール１３、シール材配置（印刷）部１５、混合
溶液配置（印刷）部１７、一対のセル厚制御ローラ１
９、紫外線照射装置２１、一対の安定用ローラ２３、カ
ッタ２５、コンベア２７が順番に配置されて構成されて
いる。ここで少なくとも、シール材配置部１５、混合溶
液配置部１７、セル厚制御ローラ１９、及び紫外線照射
装置２１は外部から遮光されている。

【００１２】また、ラインの任意の位置に搬送ギア２９
及び搬送ローラ３１が配置され、これらはモータを含む
駆動部３３に図示せぬ機構部を介して接続されている。
駆動部３３は制御部３５により制御される。

【００１３】上基板ロール１１と下基板ロール１３に
は、それぞれ、帯状の可撓性フィルム基板３、５が巻き
付けられている。両フィルム基板３、５は共に紫外線透
過性を有する。下フィルム基板５と上フィルム基板３と
にはそれぞれ、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように透明電
極５１、５３が形成されている。上下フィルム基板３、
５には、搬送用の孔５５が形成されており、この孔５５
と搬送ギア２９とが係合し、搬送ギア２９の回転に応じ
て上下フィルム基板３、５が電極５１と５３とが対向す
るように同期して搬送される。

【００１４】シール材配置部１５は凸版印刷機から構成
され、例えば、モノマー、オリゴマー等の光硬化性樹脂
からなる未硬化シール材５７を図４に示すように下フィ
ルム基板５に印刷する。未硬化シール材５７は、後述す
る液晶と光硬化性樹脂の混合溶液の逃げ口を有する。ま
た、この光硬化性樹脂には上フィルム基板３と下フィル
ム基板５間に所定の間隔を確保するめのスペーサ（５〜
２０μｍ程度の微小粒子）が添加されている。

【００１５】混合溶液配置部１７も凸版印刷機から構成
され、例えば、高分子分散液晶層の材料である液晶とモ
ノマー、オリゴマー等の光重合性材料の混合溶液５９を
図５に示すように下フィルム基板５に印刷する。この混
合溶液５９にもスペーサが添加されている。

【００１６】各凸版印刷機は、例えば、図６のように構
成される。まず、一対のローラ３０１と３０２がほぼ接
触して配置され、ノズル３０３がこのローラ３０１と３
０２の接触部の上部に配置されている。ドラム３０５が
ローラ３０１に近接して配置され、このドラム３０５の
表面に印刷すべきパターンに対応した形状の窪みが形成
された凸状パターン３０６が配置されている。この凸状
パターン３０６は、ローラ３０１に接触する。ドラム３
０５の下を下フィルム基板５が水平方向に搬送される。

【００１７】ノズル３０３から被印刷材料３０８、例え
ば、スペーサを含む硬化性樹脂溶液が滴下されると、こ
れはローラ３０１、３０２の表面に広がり、次に、凸状
パターン３０６の窪み内に注入される。ドラム３０５が
下フィルム基板５の搬送に同期して回転し、凸状パター
ン３０６内の被印刷材料が下フィルム基板５に転写され
る。

【００１８】一対のセル厚制御ローラ１９は一種の圧延
ローラであり、上下フィルム基板３と５の搬送に応じて
回転する。上下フィルム基板３と５はセル厚制御ローラ
１９の間を通過する際に押圧されて接合され、その間隔
はスペーサにより制限される一定の値となり、未硬化シ
ール材５７の層厚及び混合溶液５９の層厚はスペーサの
径とほぼ等しい値に設定される。

【００１９】紫外線照射装置２１は、図７に示すよう
に、ケース２１１内に紫外線照射ランプ２１３、反射板
２１５を備え、スリット２１７を介して上下フィルム基
板３、５に紫外線を照射する。紫外線の照射により、未
硬化シール材５７が硬化して硬質のシール材６３となる
と共に混合溶液５９中の重合材料が重合するとともに液
晶と高分子樹脂の相分離が起こり、高分子分散液晶層６
１が形成される。この硬化の際に上下フィルム基板３、
５とシール材６３及び高分子分散液晶層６１も接着す
る。

【００２０】安定用ローラ２３は、上下フィルム基板３
と５の間隔を所定値に維持するためのもので、セル厚制
御ローラ１９と共に光重合の際に上下フィルム基板３と
５の間隔を安定的に保持する。

【００２１】カッタ２５は、フィルム基板３と５を切断
して個々のセル６５に分離するものであり、コンベア２
７は切断されたセル６５を搬送するためのものである。
搬送ギア２９は搬送孔５５に係合し、モータを含む駆動
部３３からの駆動力により回転し、上下フィルム基板
３、５を一定速度で搬送する。さらに、駆動部３３はカ
ッタ２５を駆動し、上下フィルム基板３、５を切断す
る。制御部３５は駆動部３３を制御して搬送ギア２９の
回転速度及びカッタ２５の動作を制御し、紫外線照射装
置２１内の紫外線照射ランプ２１３の発光量を制御す
る。

【００２２】次に、この製造装置の動作を説明する。ま
ず、上基板ロール１１及び下基板ロール１３には、予
め、スパッタリング及びパターンニング等により、ＩＴ
Ｏ（インジウムーチン酸化物）等からなる透明電極５
３、５１が、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように形成され
た上下フィルム基板３と５のロールがセットされる。

【００２３】次に、制御部３５の制御により駆動部３３
が駆動して搬送ギア２９が回転し、上下フィルム基板３
と５が透明電極５１と５３が対向するように同期して搬
送される。上下フィルム基板３、５の搬送に同期してシ
ール材配置部１５と混合溶液配置部１７を構成する凸版
印刷装置も動作し、シール材配置部１５により搬送過程
にある下フィルム基板５に未硬化シール材５７が図４に
示すように印刷され、次に、混合溶液５９が図５に示す
ように印刷される。

【００２４】次に、セル厚制御ローラ１９により、上下
フィルム基板３と５がシール材５７と混合溶液５９を介
して接合される（貼り合わされる）。この際、セル厚制
御ローラ１９の押圧とスペーサの径により、セル厚が一
定値に設定され、これに伴って、未硬化シール材５７と
混合溶液５９も所望の厚さに設定される。また、安定用
ローラ２３の間隔はセル厚制御ローラ１９の間隔と同一
値に設定されており、セル厚制御ローラ１９と安定用ロ
ーラ２３の間では、セル厚はほぼ一定に保持される。

【００２５】セル厚制御ローラ１９と安定用ローラ２３
の間でセル厚がほぼ一定に保持された状態で、紫外線照
射装置２１により紫外線が照射される。これにより、未
硬化シール材５７が硬化するとともに、混合溶液５９の
重合材料が重合し、液晶と重合により得られた高分子樹
脂との相分離が起こり、硬質のシール材６３及び液晶と
高分子樹脂との複合膜からなる高分子分散液晶層６１と
が形成される。これにより、上下フィルム基板３、５と
硬質のシール材６３、高分子分散液晶層６１とが相互に
接着する。なお、搬送速度（搬送ギア２９の回転速
度）、紫外線照射装置２１のスリット２１７の幅、及び
紫外線照射装置２１が照射する紫外線の強度に応じて、
紫外線の照射量を制御し、高分子分散液晶層の内部構造
を制御することができる。

【００２６】その後、カッタ２５が高分子分散液晶層６
１が完成した表示装置を個々のセルに切断し、図８に示
すように、内面に対向電極５１、５３が形成された一対
のフィルム基板３、５をシール材６３を介して接合した
セル６５内に液晶と高分子樹脂との複合膜からなる高分
子分散液晶層６１を配置して形成された高分子分散型液
晶表示素子が完成する。切断されたセル６５はコンベア
２７により、後工程のために搬送される。

【００２７】なお、セル厚制御ローラ１９により、セル
厚を制御する段階で、混合溶液５９が未硬化シール材５
７の逃げ口より未硬化シール材５７の外にあふれる場合
があるが、この場合、適宜あふれた混合溶液をふき取る
等して除去する。

【００２８】また、シール材６３と高分子分散液晶層と
が形成された時点、或いは、カッタ２５でフィルム基板
３、５を切断して個々のセル６５に分離した後で、シー
ル材６３の液晶逃げ口を光硬化性樹脂等で封止する。な
お、この封止処理は、セル厚制御ローラ１９によりセル
厚を制御した後、混合溶液のあふれた部分を除去した後
で行ってもよい。このようにすれば、紫外線照射装置２
１が照射する紫外線により封止も同時に実現できる。ま
た、カッタ２５は、セルの搬送孔５５が設けられている
両端部分を同時に切断するようにしてもよい。

【００２９】以上説明したように、この実施例によれ
ば、シール材５７のパターニングから個々のセル６５へ
の切断まで一貫したライン上で高分子分散型液晶表示素
子を生産でき、生産時間を短縮できると共に製造コスト
を低減できる。

【００３０】なお、この発明は上記実施例に限定され
ず、種々の変形が可能である。例えば、紫外線照射装置
２１は、紫外線以外の光を照射する発光装置でもよい。
また、シール材及び混合溶液は、例えば、熱硬化性の樹
脂或いは液晶と熱重合性の樹脂でもよい。この場合、紫
外線照射装置２１に代えて加熱装置（熱をフィルム基板
３、５に伝達する装置）を使用する。

【００３１】また、液晶をネマティック液晶としたが、
コレステリック液晶、スメクテック液晶、強誘電性液
晶、反強誘電性液晶、染料を含むゲストホストタイプの
液晶等を用いてもよい。図３（Ａ），（Ｂ）では、単純
マトリクスタイプの高分子分散型液晶表示素子用の電極
構造を示したが、この発明はＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）高分子分散型液晶表示素子等のアクティブマトリク
スタイプの高分子分散型液晶表示素子にも適用可能であ
る。アクティブマトリクスタイプの高分子分散型液晶表
示素子の場合には、一方のフィルム基板に、例えば、Ｔ
ＦＴ，ゲートライン、データライン、を形成し、他方の
フィルム基板に対向電極を形成し、これをロールにセッ
トする。

【００３２】シール材５７は、図示した形状に限定され
ず、例えば、図９に示すように、２重或いは３重の形状
を有してもよく、また、その形状や向きも図示のものに
限定されない。また、上記実施例では、シール材配置部
１５により未硬化のシール材５７を下フィルム基板５に
印刷したが、硬質のシール材を下フィルム基板５に貼付
するようにしてもよい。また、シール材配置部１５と混
合溶液配置部１７とは、凸版印刷装置以外の他の印刷装
置、或いは印刷装置以外のものであってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、一貫したライン上で高分子分散型液晶表示素子を連
続的に製造でき、製造時間を短縮できると共に製造コス
トを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる高分子分散型液晶
表示素子の製造装置の主要部の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示す高分子分散型液晶表示素子の製造装
置の主要部の側面図である。

【図３】（Ａ）と（Ｂ）は、フィルム基板に形成される
透明電極パターンの一例を示す図である。

【図４】シール材配置部により印刷されるシール材の例
を示す図である。

【図５】混合溶液配置部により印刷される混合溶液の例
を示す図である。

【図６】シール材配置部及び混合溶液配置部を構成する
印刷装置の構成例を示す図である。

【図７】紫外線照射部の構成の一例を示す図である。

【図８】完成した高分子分散型液晶表示素子の構成の一
例を示す断面図である。

【図９】シール材の他の例を示す図である。

【符号の説明】

３・・・上フィルム基板、５・・・下フィルム基板、１１・・・
上基板ロール、１３・・・下基板ロール、１５・・・シール材
配置部、１７・・・混合溶液配置部、１９・・・セル厚制御ロ
ーラ、２１・・・紫外線照射装置、２３・・・安定用ローラ、
２５・・・カッタ、２７・・・コンベア、２９・・・搬送ギア、
３１・・・搬送ローラ、３３・・・駆動部、３５・・・制御部、
５１・・・透明電極、５３・・・透明電極、５５・・・搬送孔、
５７・・・シール材（硬化前）、５９・・・液晶と光硬化性樹
脂の混合溶液（相分離前）、６１・・・高分子分散液晶層
（相分離後）、６３・・・シール材（硬化後）、６５・・・セ
ル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向面に電極が等間隔的に形成された一対
   の帯状のフィルムをそれぞれ搬送する搬送手段と、 硬化性樹脂からなるシール材を、前記一対のフィルムの
   少なくとも一方の電極面側に配置するシール材手段と、 前記一方のフィルム又は他方のフィルム上の前記シール
   材に対応する領域の内側に液晶と硬化性樹脂の混合溶液
   を配置する混合溶液配置手段と、 前記シール材及び前記混合溶液を介して前記一方のフィ
   ルムと前記他方のフィルムとを互いに貼り合わせる貼り
   合わせ手段と、 前記混合溶液中の硬化性樹脂を硬化することにより前記
   液晶と高分子樹脂との複合膜を形成すると共に前記シー
   ル材を硬化する硬化手段と、 貼り合わせた前記一対のフィルムを所定の間隔をおいて
   切断する切断手段と、 を具備することを特徴とする高分子分散型液晶表示素子
   の製造装置。
2. 【請求項２】前記貼り合わせ手段は、前記混合溶液又は
   前記複合膜が挟持された前記一方のフィルムと前記他方
   のフィルムとを互いにプレスするローラを含み、 前記シール材配置手段は、前記一方のフィルム上にシー
   ル材を所定パターンに印刷する印刷手段を含み、 前記混合溶液配置手段は、前記一方のフィルム上又は前
   記他方のフィルム上のいずれかに前記混合溶液を印刷す
   る手段を備えることを特徴とする請求項１記載の高分子
   分散型液晶表示素子の製造装置。
3. 【請求項３】前記シール材の硬化性樹脂及び前記混合溶
   液の硬化性樹脂は紫外線硬化性樹脂であり、 前記硬化手段は、前記シール材及び前記混合溶液に紫外
   線を照射する手段を備えることを特徴とする請求項１又
   は２記載の高分子分散型液晶表示素子の製造装置。
4. 【請求項４】対向面に電極が等間隔に形成された一対の
   帯状のフィルムをそれぞれ搬送し、硬化性樹脂からなる
   シール材を、前記一対のフィルムの少なくとも一方の電
   極面側に配置し、前記一方のフィルム又は他方のフィル
   ム上の前記シール材に対応する領域の内側に液晶と硬化
   性樹脂との混合溶液を配置し、前記シール材及び前記混
   合溶液を介して前記一方のフィルムと前記他方のフィル
   ムとを互いに貼り合わせ、前記混合溶液中の硬化性樹脂
   を硬化することにより前記液晶と高分子樹脂との複合膜
   を形成すると共に前記シール材を硬化し、貼り合わせた
   前記一対のフィルムを所定の間隔をおいて切断すること
   を特徴とする高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
5. 【請求項５】前記シール材の硬化性樹脂及び前記混合溶
   液の硬化性樹脂は紫外線硬化性樹脂であり、 前記硬化手段は、前記シール材及び前記混合溶液に紫外
   線を照射する手段を備えることを特徴とする請求項４記
   載の高分子分散型液晶表示素子の製造方法。