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JPH07209633A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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Publication number
JPH07209633A
JPH07209633A JP365694A JP365694A JPH07209633A JP H07209633 A JPH07209633 A JP H07209633A JP 365694 A JP365694 A JP 365694A JP 365694 A JP365694 A JP 365694A JP H07209633 A JPH07209633 A JP H07209633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
substrate
crystal display
roll
plastic substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP365694A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Hoshino
博史 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Display Corp
Original Assignee
Kyocera Display Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Display Corp filed Critical Kyocera Display Corp
Priority to JP365694A priority Critical patent/JPH07209633A/ja
Publication of JPH07209633A publication Critical patent/JPH07209633A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】プラスチック基板を用いた液晶表示素子を生産
性良く製造し、かつその耐久性、信頼性を向上させる。 【構成】基板が熱変形を生じる危険性のある温度に加熱
する必要の無い前半の工程はプラスチック基板が連続し
た状態でロールツーロール方式で流し、基板が熱変形を
生じる危険性のある温度に加熱する必要のある工程、例
えば配向膜形成工程の前に高密度架橋して単板に切断
し、後半の工程を枚葉式で流す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック基板を用
いた液晶表示素子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示素子の基板は一般的には
ガラスが用いられている。これは、ガラス基板は非晶質
性であり、それからくる光学的等方性により、液晶の持
つ特性を引き出すことができ、かつ強度も高いので液晶
表示素子に好適な材料であった。例えば、スーパーツイ
ストネマチック(STN)液晶表示素子においては、偏
光板で直線偏光になった光が、液晶層を通ることによっ
て、楕円偏光となることを利用した色付き素子、さら
に、楕円偏光を位相差板の組み合わせにより元の直線偏
光に戻すことで得られる白黒表示素子などの表示素子が
ある。
【0003】一方近年、液晶表示素子に対し、軽量化、
薄型化の要求が増してきている。これに対する対応とし
て、使用するガラス基板も厚みの薄いものが使用され、
0.1mm〜 0.5mm程度のガラス基板を使った素子も提案さ
れたり、使用されたりしている。
【0004】しかし、ガラス基板の薄型化は、製造中、
あるいは使用中の基板の割れの発生につながり、生産歩
留の低下、耐久性の低下を招くことになるという問題点
を有する。そのため、以前からガラス基板に代わる基板
としてプラスチック基板を使用した液晶表示素子の要求
がある。
【0005】このため、プラスチック基板を用いた液晶
表示素子が一部製造されている。このプラスチック基板
を用いた液晶表示素子は、理論的にはロールツーロール
式の製法が、即ち連続フィルムとして処理する製法が可
能なため、ガラス基板で採用されている枚葉式より生産
性が高いことが有利と予想される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】実際に使用するプラス
チックの主なものとしては、一軸延伸ポリエチレンテレ
フタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PE
S)、ポリカーボネート(PC)が代表的なプラスチッ
クである。しかしながら、これらのプラスチック基板は
耐熱性が乏しく、例えば配向膜の焼成に必要な高温では
熱変形するという問題点がある。
【0007】このため、プラスチック基板を用いた液晶
表示素子は、枚葉式で生産され価格も高くなるため、あ
まり生産量が増加していない。本発明は、このように生
産性が悪く価格が高いプラスチック基板を用いた液晶表
示素子の生産性を向上することを目的としている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、プラスチック基板を
用いる液晶表示素子の製造方法において、前半の工程は
プラスチックが連続した状態で処理し、後半の工程では
高密度架橋して単板に切断し、枚葉式で処理することを
特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供するものであ
る。
【0009】また、その電極パターニング後でかつ電極
上に絶縁膜または配向膜を硬化させる前にプラスチック
基板を架橋させプラスチック基板の可撓性を低下させ、
単板に切断して処理することを特徴とする液晶表示素子
の製造方法を提供するものである。
【0010】本発明において、プラスチック基板を用い
た液晶表示素子(以下PLCDと略称する)の製造工程
を概略説明すると以下のようになる。 工程1 プラスチック基板の成型。 工程2 ITOの膜付け。 工程3 ITOのパターニング。 工程4 配向膜の膜付け、ラビング。 工程5 基板の圧着。 工程6 切断。 工程7 液晶注入、注入口封止。 工程8 偏光膜貼付け。
【0011】PLCDでは生産性を考慮すると、ロール
ツーロール方式で連続プラスチックフィルム基板を用い
て連続して製造する方式が生産性が高い。これらの工程
の全部を連続したフィルムの状態で製造できれば、一番
生産性が高いことになる。このように連続フィルムとし
て、ロールツーロール方式が適用できるプラスチックフ
ィルムは容易にロールに巻取れる程度の可撓性が必要で
ある。
【0012】しかし、可撓性のあるプラスチックフィル
ムは、一般に熱変形温度が低く、配向膜焼成等の加熱温
度が高くなる工程で温度があまり上げられないことにな
る。このため、焼成温度の低い配向膜材料を用いたり、
配向膜材料が充分に硬化しない状態で硬化終了をせざる
を得ない。このため、信頼性の高いPLCDを得ること
が困難である。
【0013】本発明では、温度がプラスチック基板が熱
により変形を起こす温度よりも低い加熱温度で済む前半
の工程を連続フィルムのまま製造する。しかし、ある程
度以上の熱変形を起こす温度よりも高い温度での加熱を
要求される後半の工程の前に、プラスチック基板を架橋
させプラスチック基板の可撓性を低下させ、単板に切断
して以降の工程を流す。
【0014】例えば、配向膜形成工程で高い温度をかけ
たい場合には、配向膜形成工程の前でプラスチック基板
を架橋させる。即ち、ITOのパターニング後、架橋さ
せればよい。もちろん、配向膜材料を付与して低温で乾
燥した後、架橋させてもよいし、ITOのパターニング
の前に架橋させてもよい。もっとも、工程が煩雑になら
ない範囲で、できるだけロールツーロール方式で長い工
程をとることが好ましい。
【0015】このプラスチック基板が熱により変形を起
こす温度は、目的とするPLCDが要求される精度で製
造するに必要な熱による変形を考慮して決めればよいの
で、一概には決められない。これを何度とするかは、要
求仕様をみながら実験的に定めればよい。
【0016】本発明では、耐熱性が必要な工程に来る前
に架橋により耐熱性を付与し、それまでは生産性の良い
ロールツーロール方式を用いる。これにより、生産性と
耐久性も両方の利点を取り入れることを可能にしたもの
である。
【0017】本発明において、プラスチック基板の耐熱
性付与は、鎖状の高分子鎖を3次元的に架橋することに
よって可能となる。架橋によって高温時の流動性が減
り、熱変形が減少し、寸法安定性が増す。これにより、
架橋前に比して高い温度に保持しても熱による変形が少
ない。
【0018】この架橋の方法は、放射線照射や架橋剤を
用いる方法、特定の架橋基を用いる方法等がある。放射
線照射法では、電子線やγ線のような強力なエネルギー
を照射すると、多くのプラスチック材料はC−H結合が
切断されてラジカルを生成し、このラジカルが再結合し
て架橋する。
【0019】架橋剤を利用する場合、架橋剤としては、
プラスチックに予め過酸化物や硫黄、硫黄化合物等の架
橋材を混合しておいて、加熱することにより架橋させる
方法が取られる。この過酸化物としては、過酸化ベンゾ
イル、ジクミルペルオキシドなどが例示できる。また、
硫黄化合物の例としては、塩化硫黄、ジメルカプタン、
ジチオール類が挙げられる。硫黄または硫黄化合物を適
用できるプラスチックは、分子鎖中に不飽和結合を有す
るものに限られる。
【0020】特定の架橋基を用いて架橋する場合には、
その架橋基を予めプラスチック合成時に、側鎖または末
端に結合しておく必要があるが、この方法が最も実用的
な方法である。架橋基を使用する方法としては、通常、
光架橋反応、重付加反応、重縮合反応、付加重合反応が
ある。光架橋基としては、桂皮酸型、アジド型、アクリ
ル型、メタクリル型、カルコン型の架橋基を例として挙
げることができる。
【0021】重付加反応を利用する架橋法は、通常のい
わゆる熱硬化性樹脂に含有される架橋基を予め高分子の
側鎖や末端に化学結合させておき、必要な時に加熱する
ことで架橋ができる。そのような熱硬化性樹脂とは、エ
ポキシ、ウレタン等が最も一般的あるが、その他に、活
性水素を持つ官能基と不飽和結合の付加、開環付加、環
形成反応などが関係する架橋を利用することも可能であ
る。
【0021】重縮合反応を利用する場合は、フェノール
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の反応形式のものであ
る。この場合、低分子成分が副生するため、場合によっ
てはプラスチック内部に発泡という不都合が生じること
もあるので、注意が必要である。これらの種々の架橋法
の内、好ましい方法は、重付加反応、特にエポキシ基を
利用した方法である。
【0022】熱変形温度をΔT℃上げるのに必要な架橋
の程度は、エル.イー.ニールセン(L.E.Nielsen)によ
れば次の式で表される。 ΔT=(3.9×104)/Mc ここでMcは架橋点間の数平均分子量である。これも参考
にして、架橋の程度は実験的に定めればよい。
【0023】本発明では、前記の工程に限られなく、工
程と工程との間に他の工程を追加したり、2以上の工程
を1工程で行うこともできる。これには以下のような例
がある。前者の例としては、工程1と工程2との間にプ
ラスチック基板にSiO2絶縁膜、他の樹脂の膜やカラーフ
ィルター膜を形成したり、工程3と工程4との間にSiO2
絶縁膜やTiO2絶縁膜を形成したりしてもよい。
【0024】後者の例としては、工程5と工程7とを同
時に行う、即ち、シールと液晶の封入を同時に行ってし
まうこともできる。また、大型PLCDの場合には、連
続フィルムから架橋して切断した後は単セルになり、そ
の後は切断をしないというようにすることもできる。
【0025】本発明のPLCDのプラスチック基板は、
表面にITO(In2O3-SnO2)、SnO2 等の透明電極、ア
ルミ、クロム等の金属電極等の電極を形成して、その上
に配向膜を形成して用いる。この際に、プラスチック基
板の表面に無機質や有機質のハードコート層、ノングレ
ア層、アンチグレア層、着色層、絶縁層、電極との接着
性向上のための層を形成してもよい。
【0026】好ましい1つの形態は、外側の面にハード
コート層を、内側の面に電極との接着性向上のための層
を形成し、その上に電極を形成し、パターニングする。
さらにその上に無機質の絶縁層を形成して、ポリイミド
やポリアミド等のオーバーコート層を形成して、ラビン
グ等により配向膜を形成する。
【0027】また、このプラスチックフィルム基板上に
は、必要に応じてカラーフィルター、遮光膜、位相差
板、偏光板、金属配線、反射層、各種絶縁層等が形成さ
れてもよい。このように形成した基板を、電極側が対向
するように配置し、周辺をシール材でシールし、内部に
液晶を封入する。本発明のプラスチック基板は、TN型
液晶表示素子にも、STN型液晶表示素子にも使用する
ことができる。
【0028】本発明では熱変形が問題となる温度に加熱
する工程の前までは、生産性の良いロールツーロール方
式で製造する。その後、架橋をして可撓性を低下させ耐
熱性を向上させて、架橋前では問題を生じるような高温
に加熱する工程に枚葉式で搬入する。
【0029】実施例1 ポリスチレン系でカルコン基を含むカラーフィルター用
トップコート剤「LC-1001 」(三洋化成工業(株)製)
をキャスティングにより 0.4mm厚に成形し、 100mm幅の
連続プラスチックフィルムシートを得た。これはガラス
転移点が70℃でロールにかけられる可撓性を有するもの
であった。これをロールツーロール方式で、 400Ω/□
のITOを膜付けし、エッチングによりパターニングし
た。
【0030】次に、高圧水銀灯で照射量が 5J /cm2
なるように照射し、これによって熱変形温度を約 175℃
に上げることができた。ここでシートを 150mmの長さに
切断した。この後、切断した基板を枚葉式で流して液晶
配向膜「RN-779」(日産化学(株)製)を塗布、 150℃
で1時間焼成したが、変形や寸法変化は認められなかっ
た。
【0031】この後、この基板にシール材「ストラクト
ボンドXN-5AC」(三井東圧化学(株)製)を印刷し、ス
ペーサーを散布し、基板を2枚合わせて 160℃で圧着し
て空セルを作成した。その後、液晶を注入し、注入口を
封止して液晶セルを形成した。この液晶セルの両側に位
相差板と偏光膜とを夫々各 1枚ずつ配置してSTN型の
液晶表示素子を製造した。なお、位相差板のΔndと光軸
及び偏光膜の偏光軸は表示が最適になるように設定し
た。
【0032】この結果、加熱による好ましくない基板の
変形は無く、生産性も良いものであった。
【0033】実施例2 実施例1の連続プラスチックフィルムシートの両面にSi
O2を蒸着してSiO2の層を形成して後、ITO層を形成
し、再度その上にSiO2を蒸着してSiO2の層を形成した外
は実施例1と同様にして、STN型の液晶表示素子を製
造した。この結果、加熱による好ましくない基板の変形
は無く、生産性も良いものであった。
【0034】実施例3 実施例1の連続プラスチックフィルムシートの両面にSi
O2を蒸着してSiO2の層を形成して後、RGB3色のカラ
ーフィルター層を形成し、さらに樹脂の平坦化層を形成
した上にITO層を形成した。さらにその上にSiO2を蒸
着してSiO2の層を形成した外は実施例1と同様にして、
カラーSTN型の液晶表示素子を製造した。この結果、
加熱による好ましくない基板の変形は無く、生産性も良
いものであった。
【0035】
【発明の効果】本発明では、加熱により変形が生じる危
険性のある工程の前では、生産性の良いロールツーロー
ル方式で製造し、その後枚葉方式に切り替えて製造す
る。これにより、全工程を枚葉方式で製造するに比して
高い生産性を維持し、全工程をロールツーロール方式で
製造するに比して高い加熱温度に耐えさせることができ
るので、耐久性、信頼性が高いものが製造できる。
【0036】また、架橋前と架橋後と2種類の状態で流
すことができるので、基板に発生する歪みが少なく、既
存のガラス基板の液晶表示素子の製造工程を一部利用で
きるという利点も有している。このため、ロールツーロ
ール方式の製造設備のみの新規導入でも、後半を既存の
ガラス基板の液晶表示素子の製造工程を使用することに
より、容易にPLCDの製造ができる。
【0037】これにより、生産量に応じて、ロールツー
ロール方式の製造設備もその一部の導入にとどめ、例え
ば当初はITOの蒸着までとし、その後のパターニング
工程からは切断して枚葉方式でガラス基板の製造工程で
流すこともできる。そして、ある時期からはパターニン
グ工程までロールツーロール方式の製造設備を導入し、
その後の工程を枚葉方式でガラス基板の製造工程で流す
こともできる。
【0038】さらにその後、後半の工程自体もプラスチ
ック基板専用の工程を導入し枚葉方式で流すようにする
こともできる。本発明はこのように、非常にフレキシビ
リティの高い方法である。
【0039】本発明は、本発明の効果を損なわない範囲
内で今後とも種々の応用が可能なものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラスチック基板を用いる液晶表示素子の
    製造方法において、前半の工程はプラスチックが連続し
    た状態で処理し、後半の工程では高密度架橋して単板に
    切断し、枚葉式で処理す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】請求項1において、電極パターニング後で
    かつ電極上に絶縁膜または配向膜を硬化させる前にプラ
    スチック基板を架橋させプラスチック基板の可撓性を低
    下させ、単板に切断して処理することを特徴とする液晶
    表示素子の製造方法。
JP365694A 1994-01-18 1994-01-18 液晶表示素子の製造方法 Pending JPH07209633A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003022032A (ja) * 2001-07-06 2003-01-24 Sharp Corp 機能素子基板の製造方法および機能性パネルの製造方法
KR20190124743A (ko) 2017-02-27 2019-11-05 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막, 및 액정 표시 소자
KR20200016261A (ko) 2017-06-08 2020-02-14 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자
KR20210052440A (ko) 2018-08-31 2021-05-10 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 액정 배향막의 제조 방법, 액정 배향막, 및 액정 표시 소자

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