JPS60103327A - 液晶セル包装用材料 - 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 本発明はネマティック状態あるいはスメクチック状態中
間液晶組成物の薄層を利用するタイプの電気光学表示装
置に関し、特に光学的に透明なポリマーフィルムあるい
はシート支持体を利用する前記表示装置の包装構造に関
する〇従来技術 液晶表示（ＬＣ！Ｄ）　装置はλつの支持体の間に挾持
された液晶物質を利用するものである。支持体上に設置
された電極は１４位により選択的に付勢され、その結果
液晶分子の乱流が生ずる（光散乱型）か、あるいは液晶
分子が断方向に配列され（１１Ｌ界効果型）るかにより
電界を受けた液晶流体の区域が偏光中で見た時に背景よ
り明るいかあるいは暗く観察される。表示装置は裏面支
持体が反射し且つ前面支持体が透明である場合には反射
型であり、また前面支持体及び裏面支持体が透明で且つ
表示装置が裏側照光式である場合には透過型である。

通常の液晶表示装置は支持体としてガラスを利用してい
る。厚さθＪＯｇｗｍ（２０ミル）以下のガラス支持体
ＬＣＤ装置の製造はガラスの脆い性質のために困難であ
る。ガラスが支持体として使用された場合、壊われるこ
とがない透明プラスチック製保護材により電子装置中の
ガラスを保護しなければならず、この保護材の使用は核
装置のコストに加算される。更にガラス及び透明ブーラ
スチック製保蒔材の使用はガラスと透明プラスチック製
保護材の層の組み合わせた厚さのために有効視角を減少
する。作動しているセグメントと作動しているセグメン
トの影の間の視差の影響をなくすために後部反射偏光板
と液晶層の間隔を最少にし、それによって広い視角を得
ることがＭ要である。液晶物質とガラス支持体のノ「（
折率の差は通常のガラス製表示装置においてフローティ
ング拳イメージ（ｆｌｏａｔｉｎｇｉＩＩＩａｇθ）と
して知られる他の影響をも与える。

液晶物質と緊密に接触する支持体積たは電極才たはそれ
ら両者の性質は緊密に接触する区域中で傾斜する結晶の
配向方向傾斜に影響を及ぼず。今のところ理由は分らな
いがガラス支持体を用いた時に特に顕著となる。また反
射板方式においては非電導性表面の上に電極パターンを
形成することが必要であり、このために適当な支持体の
選択か制限される。通當轟面をミラー被覆した偏光板を
持つガラス支持体が使用される。表示装置の品質は電気
的に活性化された区域と背景区域の明暗度の関数である
。

広い区域の液晶表示装置の発Ｕｉｃま有効視角がガラス
支持体の厚さＩこ正比例して減少するために制限されて
いる。更にガラスがイオン性汚染物質例えばナトリウム
・ｆオンを含有すると、ナトリウムイオンは液晶物質を
劣化させ、電池の漏電を増大させる。マイラー〔ポリエ
ステルフィルム（デュポン製品）商品名〕、ポリエチレ
ン、ドリフタレート、ポリカーボネート、ポリ店化ビニ
ル、セルローストリアセテート、セルロースアセテート
及びセルロースアセテートのような光学的に透明なポリ
マーフィルムを液晶物質封入用支持体として使用するこ
とが提唱されており、例えば米国性ｒＦ第１Ａハ２　ｇ
、　！　？　ｌＩ号に記述されている。しかし、前述の
物質は化学的に不安定であり、多くの有機溶媒、酸及び
塩基により腐蝕される。液晶物質の存在下での前述の物
質が不安定な性質を持つためにあるいは種々の温度及び
湿度のような環境条件に前述の物質が適合てきないため
に前述の物質を使用する企みは失敗した。

発明の目的 本発明の目的は液晶物質及び液晶表示セルを製造するた
めに使用される加工用化学薬品及び物グツ（に対して非
反応性である液晶物質封入用包装材料を提供するにある
。

本発明の他の目的は腫々の温度及び湿度を含む環境条件
及び自然光に対する露出に適合できる液晶物質封入用包
装材料を提供するにある。

本発明のさらに他の目的は通常の視角で入射光を妨害し
ない沿晶物質封入用包装材料を提供するにある。

３、発明の詳細な説明 注意深い試験の結果、液晶表示装置中のプラスチック製
支持体として適当なポリマー物質はガラス転移点（Ｔｇ
）及び融点（Ｔｍ　）、熱膨張率、耐化学薬品性、環境
安定性、光学特性及び結晶化度に関する特性の非常に独
特の組合わせを所有しなければならないことが決定され
た。

液晶表示装置のための環境動作条件は一５ｏ℃〜ｇＯ℃
の範囲であることができる。この温度範囲で使用される
プラスチック支持体は少なくともｇｏ℃あるいはそれ以
上のガラス転移点（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）またはそ
れら両者を持たねばならず、且つ該プラスチック支持体
は−ＳＯ℃〜ｇθ℃の温度範囲で第２転移点を持っては
ならない。この制限を満足するためにフィルム形態で使
用されるポリマーはポリマー連鎖を堅くするためｌこベ
ンゼン、シクロヘキサンあるいはλ、Ｓ−ノルボルナジ
ェンのような、２環式成分よりなる群より選択された有
機環式構造物のような飽和あるいは不飽和環状化学基を
含有すべきであり、それによって支持体利料の（Ｔｇ）
が上昇する。

フィルムあるいはシートの熱膨張率は次に記載する方法
で制御された。第１に、加工温度及び延伸あるいは押出
方向に依存する結晶化度を調節し、第、２　ｉこ、フィ
ルムあるいはシート製造中の内部応力を最少とするため
にフィルムあるいはシートを押出成形ある（１）は型成
形する時にフィルムあるいはシートの延伸率を変化させ
る。

耐化学薬品性は幾つかの方法によって改善される。第１
に、液晶物質及び加工用化学薬品（酸、塩基、有様溶媒
）がプラスチックを腐食しないポリマー化学借造のよう
な不活性プラスチックが選択され、第２に結晶化度をア
ニール操作中あるいはアニール操作後に制御し、第３に
。

ポリマーフィルムまたはシートを耐化学薬品性となすた
めに約り〜左ミクロンの厚さの熱硬化性シリコーン、エ
ポキシあるいはウレタン上塗有効保に’ｌＮをポリマー
フィルムあるいはシートに施用する。

環境安定性は多くの要因により決定され、例えば紫外線
安定性は／’ｊｔｉ＆％以下の有効量のハイドロキノン
のような紫外線吸収剤をポリマー支持体に混合すること
によって付与される。

ツイストネマチック液晶を使用する表示装置において通
常の視角例えば軸からゲタ０以内の視角で、交差して、
あるいは平行に設置された偏光部材の間を見た時支持体
に色がほとんどないかあるいは全くないことが一般に望
才しい。この要求は光によって容易に分極されない化学
反復単位を含むフィルムあるいはシート（すなわち大量
の炭素−炭素二重結合を含んではならない）を用いた支
持体を製造するかあるいは無定形プラスチック材料を使
用することによって満足される。

高分極性成分が存在する反復成分を含有しないポリマー
を選択した場合、ポリマー連鎖は通常の視角でポリマー
材料と光との過剰な相互作用を防止するような延伸率に
よって延伸しなければならない。

光学特性に関する他の制限は結晶化度のために生ずる。

ポリマーフィルムあるいはシート中の結晶寸法が大体可
視光線の波長すなわち、３ｊＯ〜７３０マイクロメータ
ーである場合、結晶が入射光を妨害しつる。ポリマーフ
ィルムあるいはシート中に存在する結晶の量、型及び寸
法に依存して広範囲の色が交差しであるいは平行に設置
された偏光子の間を見た時に観、察されることがある。

この問題は個々の結晶の寸法が可視光線の波長より十分
に小さくなるように結晶寸法を制御することによって大
きく減少できる。結晶化度はポリマー連鎖の微細オＪ造
及び、短い枝分れ鎖及び長い枝分れ釦の量を制御するこ
とによって変化する。

本発明によれば、上述の条件を満足するポリマーフィル
ムあるいはシート支持体を使用する液晶表示装ｆｆｆ、
は偏光板層、芳香族不均質類ポリマー支持体、酸化スズ
−酸化インジウムのような透明電導体、ポリビニルアル
コールのような配向材料、ビフェニルエーテルあるいは
ニトリ液晶物質を充稙するためのシール材及び透過板あ
るいは反射板からなる。偏光板層はラミネートへ転換さ
れている芳香族不均質類ポリマーフィルムが好才しい。

実施例 本発明の実験的な実施態様を添付する図に示す。図は液
晶表示セルの断面図である。

本明細書に記載した術語「シート」及び「フより薄い支
持体である。

さて図を参照して述べると、液晶セルは上部及び下部板
すなわち上部支持体１０及び下部支持体／、２を備え、
上部支持体ｉｏ及び下部支持体１２の厚さはｏ、ｉ　０
．２〜λρ、７．２ｍｍ（＋〜ｇθミル）の範囲内であ
ることができる。上部支持体１０及び下部支持体／Ｊは
熱硬化性アクリルポリマー樹脂を流延して造られたもの
が好ましい。上部支持体（プラスチック板）／θの表面
上には１００−１０００オーム／θｑの抵抗を持つ酸化
スズ−酸化インジウムのような透明電導体／＆が沈着さ
れている。酸化スズ−酸化インジウムのような透Ｆ！Ａ
電導体１６が同様に下部支持体（プラスチック＆）／２
の表面上に沈着され′Ｃいる。

透明１１を導体／り、／６は業界において周知の通常の
光食刻法によつ”Ｃ（χ（文字）−数字セクメント配列
を形成するパターンに配置される。ｔｌ（ｌｌｉパター
ンをポリイミドあるいはポリビニルアルコールのような
ポリマーアライメント薄／Ｇ　１ｇ　、２゜で波計？ｉ
する。ポリマーアライメンｌ１−１Ｊは電極の絶縁材と
して及び液晶物質のためのアライメント層として働く。

上部支持体（プラスチック板）１０及び下部支持体（プ
ラスチック板）７．２は次に電極パターンを持つ表面同
志が互に向いあい且つ平行に配置される。上部支持体ｉ
ｏ及び下部支持体／２は適当なスペーサ例えばセラミッ
ク製ビードあるいは環状スペーサ（説明せず）によっで
ある間隔に保たれる。次に接着リング２２はｌ支持体表
面に適用され、上部支持体及び下部支持体を次に組み立
て、次に液晶物質コロを毛管充填０．２．ｌＩから真空
充填した。次に毛管充填０．２＋は接着プラク、２　ｇ
により閉じられる。接着プラグ、２ｇは液晶物性２乙と
反応することがなく且つ環境汚染から港晶物ｆｉ’Ｊ　
’ｅ　ｉｇ　ｎｆ二するものである。

下部支持体１０及び下部支持体／、２の外側表面は熱硬
化性シリコーン、エポキシあるいはウレタンの１１．　
ｆｉ９ｉ　、？　ｏにより作画することが好ましく、こ
れによって支持体は耐化学柴品腐蝕性及び耐摩耗性を示
すようになる。

表示装置は上述のような効果を持つものであるが、しか
し光散乱効果を観察するために液晶が電界に露された時
、該装置は前部偏ブＬ板と後部偏光板の光学軸が相互に
９θ°に配向するように組み込すれた偏光板を設置すべ
きである。後部偏光板は照明の目的のために反射板ある
いは透過板の裏張りがあるものが好ましい。偏光板層は
不均質ポリマーフィルムのラミネートであることが奸才
しい。

前述の構造物に使用するために好適なポリマーは下記の
特性を持つ無定形（非結晶性）ポリマーあるいは半結晶
性ポリマーである：／）環境大気圧下でポリマーの破損
なしに表示装置を動作及び貯蔵することができるように
カラス転移点才たは〜ｊ点才たはそれら両者がｇθ”ｃ
あるいはそれ以上であり、且つ一り０℃〜→ｇＯ℃の間
に第２転移点がない。これは（ａ）ベンゼン、シクロヘ
キサンあるいはコ、Ｓ−ノルボルナジェンのような、２
狽式底物からなる群から選択された有機環状構造のよう
な飽和または不飽和の環構造をポリマー連鎖へ組入れる
ことによって；（ｂ）ポリマー連鎖倣細構造中のモノマ
ー反復単位のアイソタクチック。

アタクチックあるいはシンジオタクヂツク配置を調節す
ることによって、あるいは（Ｃ）結晶恢度を２０％ある
いはそれ以上にし、残りの構造を無定形とすることによ
って達成できる。

λン　液晶表示装置が熱サイクルの間に剥離しないよう
にポリマーフィルムあるいはシートの熱膨張率を最少に
する、すなわち電極、アライメント層及び封止接着剤の
熱膨張率と釣り合わぜる。

、３）加工用化学砧品及び液晶に対する（１（抗性は結
晶化度を、２０％あるいはそれ以上に調節した熱硬化性
樹脂のような不活性プラスチックを使用するか、該プラ
スデック上に耐化学薬品性熱硬化性シリコーン、エポキ
シあるいはウレタンを使用することによって達成できる
。

リ　紫外線の存在下の安定性はポリマー支持体ヘハイド
ロキノンのような紫外線安定剤を／重ｆｆｉ％以下の有
効量混合するかあるいはポリオルカッシロキサンのよう
な紫外線と相互に作用しないポリマーを使用することに
よって達成される。耐水性はポリオレフィンのような疎
水性ポリマーを使用するかあるいは高結晶化度のポリマ
ーフィルムを使用することによって提供される。

Ｓ）良好な光学特性は注形アクリル樹脂のような等方性
プラスチック支持体を使用するか、あるいは化学反復単
位が可視光線と相互に作用しない（すなわち大量の炭素
−炭素、炭素−酸素、炭素−硫黄あるいは硫黄−酸素二
重結合を金談ない）ポリマーフィルムあるいはシートを
使用することによって得られる。

ポリマーは透明であることが好ましいが、しかし表示装
置が棒グラフ表示に適用され、着色が観察者にとって有
利である場合のように表示装置が色を必要とする場合に
はポリマーを着色することもできる。好適なポリマーは
ポリアクエチルセルロース、エチレンークロロトリフル
オロエチレンコポリマー、エチレンーテトラフルオロエ
チレンコポリマー、フッ素化（エチレンーフ゛ロピレン
）コポリマー、ポリ（クロロフルオロエチレン）、ポリ
（テトラフルオロエチレン）、ポリ（フッ化ヒニル）、
ポリ（フッ化ビニリデンン、塩化ビニリデン−塩化ビニ
ルコポリマー、ナイロン６、ナイロン／／、ナイロン／
、２、ポリウレタン、ポリジオルガノシロキサン、注形
及び成形された熱硬化性アクリル樹脂、ポリ（メチルメ
タクリレート）、ポリ（２，、Ｚ−ビス−１／−１−フ
エニレンプロパンカーポネ−））、エチレンクリコール
ージメチルテ１ノフタレートコホリ？　＋、ホＩＪ−ｑ
−メチルペンテン−／、ポリオレフィン、ポリ（フェニ
レンスルフィド）、ポリ（スルポン）、ポリ（エーテル
スルホン）、ポリイミド、ポリ（オキシエチレン−オキ
シナ１ノフタロイル）のような単軸方向に延伸された半
結晶性ポリエステル及び→アリルカーボネートである。

上述の材料を使用する液晶表示（ＬＣＤ）装置はバツヂ
式逐次段操作（ｂａｔｃｈ　ｐｌａｔｅ−ｔｏ−ｐｌａ
ｔｆ９ｐｒｏｃｅｓｓ　）によって製造することが好ま
しい。

該方法により製造された表示装置ｐｒ−は情報がコンピ
ューターあるいはマイクロコンピュータ−により操作さ
れ且つ英数字形式で表示される時計、計算機、電子装置
、機械、自動車表示装置、オートバイ、飛行機、ゲーム
等に使用できる。

４、図面の簡単な説明 、図は液晶表示セルの断面図である。（図中：１０・・
上部支持体（プラスチック板）、／−・・下部支持体（
プラスチック板）、／ｌ’・・透明電ｍ体、１６・・透
明＠導体、７ｇ・・ポリマーアライメント薄１’５，５
ｏ−−ポリマーアライメント薄層１．２．２・・接着リ
ング、２’ｌ・・毛管充填口１．２６Φ・液晶物質１．
２ｇ−＊接着プラグ、３０・會被刀免。

「・続補１［ミニ’？（ｔ′４発） １／ｊ和５和平９月ノア日 １斜′１庁艮官殿 １、事件の表示 昭和５９年待ｉｉ’ｌ願第９７４０３号２、発明の名称 液晶セル包装用材料 ：（、補正をする名 事ｆｌとの関係　特許出願人 名称　ボリトロニクス・インコーホレイテンド４、代理
人　〒１（ン（） 住所　東皇部下代１０区九の内二１″目４番１号丸の内
ビルディング４階 ５、補正の対象 ６、補ｊＥの内容 （］ン明＃ｎ円第１４頁５行及び７１ｙの「２．５ミク
ロン（ｊＯ目＋ｏｕｓａＩＩｄＬＩ＋ｓ　ｏｒ　ａｎ　
ｉ′ｎｃｂ）ｌをｉｏ、２５４＋ｎ＋Ｊ２５４ミ９　ｏ
　ン）［Ｊ　（ｌ　ＬｂｏｕｓａｎｄＬｂｓ　ｏｆ　ａ
ｎ　ｉｕＬ＋１＋）Ｊとｎｌｌ　ｊＥ４る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　ポリマーフィルムあるいはシート支持体よりなる液
   晶セル用包装材料において、ポリマーフィルムあるいは
   シート支持体が少なくともｇｏ℃のガラス転移点Ｔｇを
   持ち、−ｇｏ℃〜十ざ０℃の範囲に第コ転移点がなく、
   紫外線の存在下で安定であり且つ可視光線の波長以下λ
   　ポリマーフィルムあるいはシート支持体がポリマー連
   鎖微細構造中に飽和あるいは不飽和環状化学基を組入れ
   たポリマー連鎖構造をもつものである特許請求の範囲第
   １項記載の液晶セル包装用材料。 Ｊ、環状微細構造がベンゼン、シクロヘキサンあるいは
   コ、３−ノルボルナジェンのような一環式成分よりなる
   群より選択された有機環構造である特許請求の範囲第２
   項記載の液晶セル包装用材料〇 侶　ポリマーフィルムあるいはシート支持体の結晶化度
   がコθチあるいはそれ以上である特許請求の範囲第１項
   記載の液晶セル包装用材料０ ３　ポリマーフィルムあるいはシート支持体が半結晶性
   ポリマーであり、且つ単軸方向ｌこ延伸されたｇｏ℃あ
   るいはそれ以上の結晶点Ｔｍを持つポリマーである特許
   請求の範囲第１項記載の液晶セル包装用材料。 ム　ポリマーフィルムあるいはシート支持体が単軸方向
   に延伸された半結晶性ポリエステルポリ（オキシエチレ
   ンオキシチルフタロイル）である特許請求の範囲第５項
   記載の液晶セル包装用材料。 ２　半結晶性ポリマーフィルムあるいはシート支持体の
   結晶寸法が可視光線の波長より小さい特許請求の範囲第
   Ｓ項記載の液晶セル包装用材料。 ８　ポリマーフィルムあるいはシート支持体が無安定形
   で且つ光学的等方性である特許請求の範囲第１項記載の
   液晶セル包装用材料。 ９　ポリマーフィルムあるいはシート支持体が熱硬化性
   アクリル樹脂である特許請求の範囲第１項記載の液晶セ
   ル包装用材料。 １０　ポリマーフィルムあるいはシート支持体がポリア
   クリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジェン−スチ
   レンポリマー、セルロースプロピオネート、エヂルセル
   ロース、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリ
   マー、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、
   フッ素化（エチレン−プロピレン）コポリマー、ポリ（
   クロロトリフルオロエチレン）。 ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（フッ化ビニル
   ）、ポリ（フッ化ビニリデン）、塩化ビニリデン−塩化
   ビニルコポリマー、ナイロン６、ナイロンｌｌ、ナイロ
   ン／２、ボリウレクン、ポリジオルガノシロキサン、注
   形熱硬化性アクリル樹脂、ポリ（メチルメタクリレ−ト
   ノ、ポリ（ｊ、、２−ビ′スーグ１−フェニレンプロパ
   ンカーボネート）、エチレングリコール−ジメチルテレ
   フタレートコポリマー、ボリークーメヂルペンテン−７
   、ポリオレフィン、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポ
   リ（スルホン）、ポリ（エーテルスルポン）、ポリイミ
   ド、ポリ（オキシエチレンオキシテレフタロイル）及び
   アリルカーボネートからなる群から選択される特許請求
   の範囲第１項記載の液晶セル包装用材料。 ／ｉ　ポリマーフィルムあるいはシート支持体がシリコ
   ーン、エポキシ及びウレタンからなる群から選択される
   耐化学薬品性及び耐摩耗性保防熱硬化性物質で被覆され
   る特許請求の範囲第１項記載の液晶セル包装用材料。 ／２　ポリマーフィルムあるいはシート支持体に設置さ
   れた電極が酸化スズ−酸化イリジウムの透明層を持つ特
   許請求の範囲第１．ｌｌ１Ｉ記載の液晶セル包装用材料
   。 ／Ｊ、＆　０　℃あるいはそれ以上のガラス転移点及び
   融点を持ぢ且つ−ＳＯ℃〜＋ｇｏ℃の間に第λ転移点が
   ないポリマーフィルムあるいはシート支持体が該支持体
   のポリマー連鎖機＃Ｉ構造中のモノマー反復単位のアイ
   ソタクチツ久アタクチックあるいはシンジオタクチック
   配置を調節することによって提供される特許請求の範囲
   第１項記載の液晶セル包装用材料０／ｇ　ポリマーフィ
   ルムあるいはシート支持体が１重量−以下の有効量の紫
   外線吸収剤を含有し、疎水性ポリマーの／：！：ｌ以下
   の有効量を含有し且つ可視光線に非反応性である支持体
   の化学反復単位を持つ特許請求の範囲第１項記載の液晶
   セル包装用材料０