JPH09258176A

JPH09258176A - 曲面パネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH09258176A
Application number: JP6687396A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamagishi; 慎治山岸; Koichi Fujimori; 孝一藤森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】大画面かつ大曲率にした場合においてもセル
ギャッブを均一に保持でき、しかもパネル強度を確保で
きるようにする。【解決手段】曲面パネル２０は対向配設された曲面基
板１の間に、液晶領域６が高分子壁７にて囲まれた状態
の表示媒体が挟まれている。曲面基板１の表示媒体側表
面には共に帯状の透明電極２が形成され、一方の透明電
極２と他方の透明電極２とは交差する。透明電極２を有
する曲面基板１の上には電気絶縁膜３、配向膜４が形成
されている。透明電極２の対向部分が絵素部１２、非対
向部分が非絵素部１３であり、絵素部１２に液晶領域６
が、非絵素部１３に高分子壁７が存在する。また、基板
１間の周縁にはシール材９が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字や映像などの
表示装置に用いる液晶パネルのうち、特に曲面状に構成
された基板を有する曲面パネルおよびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶パネルの大多数はフラットパ
ネルであり、曲面状をした液晶パネルは小曲率の小型の
曲面パネルが存在するにすぎない。それは、曲面パネル
においては、大型化及び大曲率化が困難だからである。
その主な理由としては、以下の３つが該当する。

【０００３】第１の理由は、パネルギャップを均一に保
ちつつ、パネルを曲面状に加工するのが困難だからであ
る。

【０００４】第２の理由は、大曲率に加工する場合、ス
ペーサーでパネルギャップを均一に保つのが困難だから
である。

【０００５】第３の理由は、大画面の曲面パネルを作製
する場合、曲率及びギャップを長時間、一定に保てる程
の強度の確保が難しいからである。

【０００６】ところで、従来において、パネルを曲面状
に加工する技術として、基板間にシール状間装材を挟ん
で押圧する方法が提案されている（特開平２−１５６２
２０号）。更に、曲面パネルのギャップを均一に保つ技
術として、線状スペーサーの稜線方向と基板の最大曲率
方向とを概略一致させる方法が提案されている（特開平
３−１６８６１８号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法等を
用いて作製した曲面パネルを使用し、大画面かつ大曲率
の曲面ディスプレイを作製する場合、真空雰囲気下での
パネル強度を十分に確保することができず、液晶を真空
注入する際にパネルが破壊されるという問題があった。

【０００８】また、曲面パネルのギャップを均一に保つ
手段として粒状スペーサーを用い、この粒状スペーサー
で曲面基板のセルギャップを制御しようとすると、スペ
ーサー付近ではセルギャップはスペーサー厚とほぼ同一
になるが、スペーサーの間の部分ではスペーサー径より
も小さくなる。従って、セル内においてギャップムラに
よる色むらが発生し、表示品位の良好な曲面パネルを作
製するのが困難であった。

【０００９】更に、線状スペーサーの稜線方向と基板の
最大曲率方向を概略一致させる方法では、平面パネル上
でストライプ状にスペーサーを作製した後に、パネルを
曲面状にすることになり、スペーサーと基板との伸縮率
の差により、スペーサー厚を一定にするのは困難であ
る。また、ストライプ状にスペーサーが配置されること
になり、パネル作製後の強度を十分に保つことも困難で
あった。

【００１０】本発明は、このような従来技術の課題を解
決すべくなされたものであり、大画面かつ大曲率にした
場合においてもセルギャッブを均一に保持でき、しかも
パネル強度を確保できる曲面パネルおよびその製造方法
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の曲面パネルは、
対向配設された、共に表示用電極を有する一対の曲面基
板の間の周縁に、基板を貼り合わせるための高分子材料
からなるシール材が設けられ、更に該一対の曲面基板お
よび該シール材にて囲まれた部分に、液晶領域がパター
ン形成された高分子部材にて部分的または全体的に囲ま
れた表示媒体が設けられ、そのことにより上記目的が達
成される。

【００１２】本発明の曲面パネルにおいて、前記パター
ン形成された高分子部材が、前記一対の基板のスペーサ
ーとして機能している構成とする好ましい。また、前記
パターン形成された高分子部材が、前記一対の基板の各
々に密着している構成とするのが好ましい。

【００１３】本発明の曲面パネルの製造方法は、表示用
電極を共に有する一対の曲面基板を、該表示用電極を内
側に配して対向配設する工程と、対向配設した一対の曲
面基板の間に、少なくとも液晶材料および光重合性化合
物を含む混合物を配する工程と、該混合物に、曲面基板
の表面に対して略垂直となる方向から選択的に光を照射
して、該液晶材料から主としてなる液晶領域が、光照射
にてパターン化された、該光重合性化合物から主として
なる高分子部材にて囲まれてなる表示媒体を形成する工
程とを含み、そのことにより上記目的が達成される。

【００１４】本発明の曲面パネルの製造方法は、表示用
電極を共に有する一対の平面基板を、該表示用電極を内
側に配して対向配設する工程と、対向配設した一対の平
面基板の間に、少なくとも液晶材料および光重合性化合
物を含む混合物を配する工程と、該混合物に、該平面基
板の表面に対して略垂直となる方向から選択的に光を照
射して、該液晶材料から主としてなる液晶領域が、光照
射にてパターン化された、該光重合性化合物から主とし
てなる高分子部材にて囲まれてなる表示媒体を形成する
工程と、該表示媒体を有する一対の平面基板を、熱を付
与しつつ押圧することにより曲面基板に加工する工程と
を含み、そのことにより上記目的が達成される。

【００１５】本発明の曲面パネルの製造方法は、表示用
電極を共に有する一対の平面基板を、該表示用電極を内
側に配して対向配設する工程と、対向配設した一対の平
面基板の間に、少なくとも液晶材料および光重合性化合
物を含む混合物を配する工程と、該混合物の注入された
一対の平面基板を、熱を付与しつつ押圧することにより
曲面基板に加工する工程と、該混合物に、曲面基板の表
面に対して略垂直となる方向から選択的に光を照射し
て、該液晶材料から主としてなる液晶領域が、光照射に
てパターン化された、該光重合性化合物から主としてな
る高分子部材にて囲まれてなる表示媒体を形成する工程
とを含み、そのことにより上記目的が達成される。

【００１６】本発明の曲面パネルの製造方法は、共に表
示用電極を有する一対の平面基板の一方に、高分子部材
をパターン形成する工程と、該パターン形成された高分
子部材を有する一方の平面基板の該高分子部材で囲まれ
た部分に、液晶材料を配する工程と、該液晶材料の滴下
された一方の平面基板と、残りのもう一方の平面基板と
を該表示用電極を内側にして対向させ貼り合わせる工程
と、該貼り合わされた一対の平面基板を、熱を付与しつ
つ押圧することにより、曲面基板に加工する工程とを含
み、そのことにより上記目的が達成される。

【００１７】以下に、本発明の作用につき説明する。

【００１８】本発明にあっては、曲面パネル内に、たと
えば格子状などにパターン化された高分子部材が形成さ
れている。この高分子部材は、一対の基板に対して密着
した状態に形成できるため、曲面パネルの作製後に十分
なパネル強度が確保される。よって、外部から押圧力を
受けても、セルギャップが変化せず、ギャップを半永久
的に均一に保つことができる。このため、色むらがなく
表示品位の良好な大画面で曲率の大きい曲面パネルを製
造できる。

【００１９】尚、本発明の曲面パネルの動作モードとし
ては、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＦＬＣ等の複屈折と偏光
とを利用するものであれば、何れでも利用可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を具体
的に説明する。なお、本発明は以下に述べる実施形態に
限定されるものではない。

【００２１】（実施形態１）図１は本発明の一実施形態
の曲面パネルの構成を示す断面図である。なお、本実施
形態に用いる基板としては、厚さ０．３ｍｍ〜１．１ｍ
ｍのガラス基板又はプラスチックフィルム等の曲げるこ
とのできる基板が適している。

【００２２】図１に示す曲面パネル２０は、ガラス板な
どからなる一対の曲面基板１が対向配設され、両曲面基
板１、１の間に、液晶領域６が高分子壁７にて囲まれた
状態の表示媒体が挟まれている。

【００２３】曲面基板１の表示媒体側表面には共に帯状
の透明電極２が形成され、一方の基板に形成された透明
電極２と、他方の基板上に形成された透明電極２とは交
差するようになっている。透明電極２を有する曲面基板
１の上には電気絶縁膜３が形成され、更に、その上に配
向膜４が形成されている。上記透明電極２が対向する部
分が絵素部１２、対向しない部分が非絵素部１３となっ
ており、この絵素部１２に上記液晶領域６が存在し、非
絵素部１３に高分子壁７が存在する。

【００２４】尚、上記表示媒体の形成には、少なくとも
液晶材料と光硬化性樹脂とを混合したものを使用してい
る。液晶材料としては、従来のＴＮモード、ＳＴＮモー
ド、ＥＣＢモード、ＦＬＣモード、光散乱モードなどの
液晶材料のいずれも用いることができる。また、光硬化
性樹脂としては、光で重合して硬化するものであればい
ずれでも用いることができる。更に、この光硬化性樹脂
は、単独で用いても数種類を組み合わせて用いてもよ
い。混合材料には、さらに光重合開始剤を含んでもよ
い。

【００２５】この曲面パネルは、例えば以下のようにし
て製造することができる。この製造例ではＳＴＮモード
の場合を挙げている。

【００２６】まず、５インチの２枚の平面基板上に、た
とえばスパッタ法によりＩＴＯからなる透明電極２を帯
状に形成し、この帯状の透明電極２を覆うようにＳｉＯ
₂等の電気絶縁膜３をスパッタ法で形成する。

【００２７】次に、この電気絶縁膜３上に、配向膜用の
材料としてＳＥ−１５０（日産化学製）を用いて配向膜
４を形成する。厚みとしては、３００オングストローム
〜２０００オングストローム、好ましくは５００オング
ストロームから１０００オングストロームとする。

【００２８】次に、この配向膜４をナイロン布などでラ
ビング処理を行い、上下２４０°ツイストとなるように
する。

【００２９】次に、この２枚の平面基板を、上下共に同
曲率（曲率半径：１８００ｍｍ）となるように、熱押圧
装置を用いて片面側を凹型、もう片面側を凸型の曲面に
成形する。これにより、曲面基板１が作製される。前記
熱押圧装置としては、両方の基板を同じ曲率に曲げるこ
とができる、図４や図５に示す装置を使用できる。図４
の装置は、凹凸が逆のプレス表面を有する一対のヒータ
ー付き曲面成型プレス型４１、４２を備え、型４１、４
２のプレス表面にゴムやシリコン等からなる緩衝膜４１
ａ、４２ａが設けられている。この装置による場合は、
型４１、４２の間に２枚の平面基板をその広表面とプレ
ス表面とを対向するように配置して基板に熱を付与して
型締めする。図５の装置は、両者の離隔間隔を接近また
は離隔できる一対の押圧部材４３、４４を備え、その押
圧表面にゴムやシリコン等からなる緩衝膜４３ａ、４４
ａが設けられている。この装置による場合は、図５
（ａ）に示すように、押圧部材４３、４４の間に２枚の
平面基板をその端面と押圧部材４３、４４とを接離させ
て配置し、２００℃〜３００℃の雰囲気中で初期応力を
付与して曲げ方向を決定し、続いて、図５（ｂ）に示す
ように、雰囲気温度をそのままにして押圧部材４３と４
４との距離を接近させて２枚の基板を曲げ、その後、冷
却する。

【００３０】次に、これら２枚の曲面基板１を、帯状の
透明電極２が互いに直交し、かつ、内側に位置するよう
に対向させ、両曲面基板１の間に粒状スペーサ（直径：
６μｍ）を散布する。

【００３１】次に、対向した２枚の曲面基板１の周囲
を、シール材９により貼り合わせる。シール材９として
は、ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓを使用し、焼成温
度：１４０〜１５０℃、焼成時間：２ｈ（時間）で焼成
した。

【００３２】次に、貼り合わされた一対の曲面基板１の
間に、少なくとも液晶材料と、光硬化性樹脂などの光重
合性化合物との混合物を注入する。この注入は、本実施
形態では、液晶材料と光硬化性樹脂と光重合開始剤との
混合物を約３０℃とする温度雰囲気で真空注入した。ま
た、その混合物としては、本実施形態では、液晶材料に
カイラル剤（Ｓ−８１１）を２４０°ツイストするよう
添加したＳＴＮ用液晶であるＺＬＩ−４４２７（メルク
社製）を４ｇと、光硬化性樹脂としてのＲ−６８４（日
本化薬社製）を０．１ｇと、Ｐ−フェニルスチレンを
０．０７ｇと、イソボルニルメタクリレートを０．８ｇ
と、パーフルオロメタクリレートを０．１ｇと、光重合
開始剤としてのＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギ
ー社製）を０．００３ｇとを混合したものを用いた。な
お、注入孔は、基板の表示部に光があたらないように市
販のＵＶ硬化樹脂または柔軟性接着剤であるアロンアル
ファー（＃９１１ＰＸ）で封止する。このとき、硬化促
進剤、たとえばａａセッター等を使用して硬化速度を速
めて接着させても良い。

【００３３】次に、この一対の曲面基板１の一方の上
に、図２に示す曲面状フォトマスク２１を被せ、このフ
ォトマスク２１側からＵＶ光（紫外光）を混合物に照射
する。上記曲面状フォトマスク２１は、前記絵素部１２
が遮光部２１ａ、前記非絵素部１３が透光部２１ｂとな
ったパターンを有し、かつ、該基板と同等の曲率を有す
るように作製されている。ＵＶ光の照射は、一例とし
て、図２に示すように、曲面状フォトマスク２１の各面
において、曲面基板１の表面に対してほぼ垂直に入射
し、かつ光量が均一に得られる紫外線照射用の高圧水銀
ランプ２２を使用し、照射位置は高圧水銀ランプ２２の
下方の１０ｍＷ／ｃｍ²のところで行う。このときの基
板温度は、基板間の液晶状態が等方性液体状態となる温
度域で行ってもよい。

【００３４】以上のように曲面状フォトマスク２１を介
して選択的に混合物に光照射すると、遮光部２１ａに相
当する光弱照射領域である絵素部１２に液晶領域６が集
まり、光強照射領域である透光部２１ｂに高分子壁７が
液晶と相分離して集まってくる。その結果、主として液
晶からなる液晶領域６を囲んで、主として高分子材料か
らてなる高分子壁７が形成される。なお、曲面状フォト
マスクを必ず使用する必要はなく、光選択手段として、
フォトマスクの代わりにセル内部に形成された、曲面デ
ィスプレイに必要な種々の材料からなる膜である、有機
膜、無機膜および金属膜により、選択的に照射光分布を
発生させるようにしても良い。また、配向を安定させる
ために高温に混合物を保持して光照射を行った場合は、
混合物中の液晶と樹脂との相分離をさせるために、照射
後は徐冷オーブン内で室温まで徐冷を行うのが好まし
い。徐冷のスピードは、液晶と樹脂との分離を確実に促
進させるために３℃／ｈ〜２０℃／ｈが好ましい。ま
た、高分子壁７の形成後において、未反応物を硬化させ
て前記粒状スペーサを表面張力の差を利用して高分子壁
内に封じたり、または高分子の架橋を十分行うために、
更に混合物に短時間、弱照度でＵＶ照射を行ってもよ
い。

【００３５】次に、このようにして作製した曲面パネル
の両側に、偏光板や位相差板を貼り合わせることにより
ＳＴＮ型の曲面ディスプレイを製造した。

【００３６】このように得られた曲面ディスプレイは、
ギャップむらによる表示の乱れが無く、表示品位が良好
であった。更に、曲面パネルの強度については、図３で
示すように行った。強度試験器は、たとえば島津製作所
製オートグラフを用いた。このオートグラフは、曲面パ
ネル（または曲面ディスプレイ）を載せる試料台３１
と、試料台３１の上に凸側を上にして載せた曲面パネル
２０に対し荷重を付与するための、先端に球面部３２ａ
を有する直径１ｃｍの円柱棒３２と、円柱棒３２を駆動
させて前記球面部３２ａにより曲面パネル２０に荷重を
与え、かつ、曲面パネル２０の破壊を計測するロードセ
ル３３とからなる。この強度試験器により曲面パネル２
０の強度を測定したところ、３．８ｋｇ／ｃｍ²までの
荷重に対してはセルギャップの乱れが無く、５．９ｋｇ
／ｃｍ²の荷重で基板が破壊された。

【００３７】また、高分子壁７と曲面基板１との密着性
を調べるために、高分子壁７と液晶領域６のみ存在する
３０ｍｍ角を切り出し、片側の基板を引っ張ったとこ
ろ、容易には剥がれず、強固な密着性を有していた。

【００３８】（実施形態２）本実施形態２では、図１と
同様の構成のＳＴＮモードである曲面パネルを他の方法
により作製する場合である。

【００３９】実施形態２による曲面パネルの作製は、例
えば以下のようにして製造することができる。

【００４０】まず、５インチの２枚の平面基板上に、た
とえばスパッタ法によりＩＴＯからなる透明電極２を帯
状に形成し、続いて、この帯状の透明電極２を覆うよう
にＳｉＯ₂等の電気絶縁膜３をスパッタ法で形成する。

【００４１】次に、この電気絶縁膜３上に、配向膜用の
材料としてＳＥ−１５０（日産化学製）を用いて配向膜
４を形成する。厚みとしては、３００オングストローム
〜２０００オングストローム、好ましくは５００オング
ストロームから１０００オングストロームとする。

【００４２】次に、この配向膜４に対してナイロン布な
どを用いてラビング処理を行い、上下２４０°ツイスト
となるようにする。

【００４３】次に、このようにして薄膜が形成された２
枚の平面基板を、帯状の透明電極２が互いに直交し、か
つ、内側に位置するように対向させ、両平面基板間に粒
状スペーサ（直径：６μｍ）を散布する。

【００４４】次に、対向した２枚の平面基板１の周囲
を、シール材９により貼り合わせる。シール材９として
は、ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓを使用し、焼成温
度：１４０〜１５０℃、焼成時間：２ｈで焼成した。

【００４５】次に、このように形成された一対の平面基
板間に、少なくとも液晶材料と光硬化性樹脂などの光重
合性化合物との混合物を注入する。本実施例では、液晶
材料と光硬化性樹脂と光重合開始剤との混合物を約３０
℃の温度雰囲気で真空注入する。混合物としては、本実
施形態では、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１１）を２
４０°ツイストするよう添加したＺＬＩ−４４２７（メ
ルク社製）を４ｇと、光硬化性樹脂としてのＲ−６８４
（日本化薬社製）を０．１ｇと、Ｐ−フェニルスチレン
を０．０７ｇと、イソボルニルメタクリレートを０．８
ｇと、パーフルオロメタクリレートを０．１ｇと、光重
合開始剤としてのＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイ
ギー社製）を０．００３ｇとを混合したものを用いた。
また、注入孔は、基板の表示部に光があたらないように
市販のＵＶ硬化樹脂または柔軟性接着剤であるアロンア
ルファー（＃９１１ＰＸ）で封止する。このとき、硬化
促進剤（ａａセッター等）で硬化速度を速めて接着させ
ても良い。

【００４６】次に、上記混合物が注入された平面基板の
外側に対して、光強弱部が選択的に得られるようにパタ
ーン化、たとえば網目状又はマトリクス状にパターン化
された紫外光を照射する。このとき、パターン化された
紫外光の照射は、基板の内部又は外部に設けられたホト
マスク越しに照射しても良いし、または、電極やカラー
フィルタ等のセルを構成する構成材料をホトマスクとし
て使用しても良い。

【００４７】紫外線照射の一例としては、基板に対して
垂直に照射する光が均一に得られる紫外線照射用の高圧
水銀ランプ２２を使用し、照射位置はその高圧水銀ラン
プ下の１０ｍＷ／ｃｍ²のところで行う。このときの基
板温度は、基板間の液晶状態が等方性液体状態となる温
度域で行う。このように選択的に光照射すると、光弱照
射領域である絵素部１２に液晶領域６が集まり、光強照
射領域である非絵素部１３に高分子壁７が液晶と相分離
して集まってくる。

【００４８】次に、熱を付与しつつ押圧する、前記熱押
圧装置で、平面基板を曲率半径１８００ｍｍの曲面基板
１に成型する。このとき、パネルの構成材料の物理的強
度およびガラス転移温度（Ｔｇ）を考慮して、基板への
押圧力は１ｋｇ〜１０ｋｇとし、温度は２００℃〜３０
０℃とする。また、徐冷オーブン内で室温まで徐冷を行
う。徐冷のスピードは、前同様の理由により、３℃／ｈ
〜２０℃／ｈでよい。また、高分子壁の形成後、未反応
物を硬化させてスペーサを高分子壁内に封じたり、高分
子の架橋を十分行うために、基板に短時間、弱照度でＵ
Ｖ照射を行ってもよい。

【００４９】このようにして作製した曲面パネルの両側
に、偏光板や位相差板を貼り合わせることによりＳＴＮ
型の曲面ディスプレイを製造した。

【００５０】このように得られた曲面ディスプレイは、
ギャップむらによる表示の乱れが無く、表示品位が良好
であった。更に、前同様に図３で示した強度試験器を用
いて曲面パネル（または曲面ディスプレイ）の強度を測
定したところ、３．５ｋｇ／ｃｍ²までの荷重に対して
セルギャップの乱れが無く、６．１ｋｇ／ｃｍ²の荷重
で基板が破壊された。

【００５１】更に、本実施形態における製造方法による
場合には、曲率半径３００ｍｍ、基板サイズ１４インチ
までの曲面パネルの作製が支障なく可能であった。

【００５２】また、高分子壁７と基板との密着性を調べ
るために、高分子壁７と液晶領域６のみ存在する３０ｍ
ｍ角を切り出し、片側の基板を引っ張ったところ、容易
には剥がれず、強固な密着性を有していた。

【００５３】（実施形態３）本実施形態３では、図１と
同様の構成のＳＴＮモードである曲面パネルを他の方法
により作製する場合である。

【００５４】実施形態３による曲面パネルの作製は、た
とえば以下のようにして製造することができる。

【００５５】まず、５インチの２枚の平面基板上に、た
とえばスパッタ法によりＩＴＯからなる透明電極２を帯
状に形成し、続いて、この帯状の透明電極２を覆うよう
にＳｉＯ₂等の電気絶縁膜３をスパッタ法で形成する。

【００５６】次に、この電気絶縁膜３上に、配向膜用の
材料としてＳＥ−１５０（日産化学製）を用いて配向膜
４を形成する。厚みとしては、３００オングストローム
〜２０００オングストローム、好ましくは５００オング
ストロームから１０００オングストロームとする。

【００５７】次に、この配向膜４に対してナイロン布な
どを用いてラビング処理を行い、上下２４０°ツイスト
となるようにする。

【００５８】次に、このようにして薄膜が形成された２
枚の平面基板を、帯状の透明電極２が互いに直交し、か
つ、内側に位置するように対向させ、両平面基板間に粒
状スペーサ（直径：６μｍ）を散布する。

【００５９】次に、対向した２枚の平面基板１の周囲
を、シール材９により貼り合わせる。シール材９として
は、ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓを使用し、焼成温
度：１４０〜１５０℃、焼成時間：２ｈで焼成した。

【００６０】次に、このように形成された一対の平面基
板間に、少なくとも液晶材料と光硬化性樹脂などの光重
合性化合物との混合物を注入する。本実施例では、液晶
材料と光硬化性樹脂と光重合開始剤との混合物を約３０
℃の温度雰囲気で真空注入する。混合物としては、本実
施形態では、液晶材料にカイラル剤（Ｓ−８１１）を２
４０°ツイストするよう添加したＺＬＩ−４４２７（メ
ルク社製）を４ｇと、光硬化性樹脂としてのＲ−６８４
（日本化薬社製）を０．１ｇと、Ｐ−フェニルスチレン
を０．０７ｇと、イソボルニルメタクリレートを０．８
ｇと、パーフルオロメタクリレートを０．１ｇと、光重
合開始剤としてのＩｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイ
ギー社製）を０．００３ｇとを混合したものを用いた。
また、注入孔は、基板の表示部に光があたらないように
市販のＵＶ硬化樹脂または柔軟性接着剤であるアロンア
ルファー（＃９１１ＰＸ）で封止する。このとき、硬化
促進剤（ａａセッター等）で硬化速度を速めて接着させ
ても良い。

【００６１】次に、熱を付与しつつ押圧する、前記熱押
圧装置で、平面基板を曲率半径１８００ｍｍの曲面基板
１に成型する。このとき、パネル構成材料の物理的強度
およびガラス転移温度（Ｔｇ）を考慮して、押圧力は１
ｋｇ〜１０ｋｇとし、温度は２００℃〜３００℃とす
る。

【００６２】次に、上記混合物が注入された一対の曲面
基板１の一方の上に、図２に示す曲面状フォトマスク２
１を被せ、このフォトマスク２１側からＵＶ光（紫外
光）を混合物に照射する。上記曲面状フォトマスク２１
は、前記絵素部１２が遮光部２１ａ、前記非絵素部１３
が透光部２１ｂとなったパターンを有し、かつ、該基板
と同等の曲率を有するように作製されている。ＵＶ光の
照射は、一例として、図２に示すように、曲面状フォト
マスク２１の各面において、曲面基板１の表面に対して
ほぼ垂直に入射し、かつ光量が均一に得られる紫外線照
射用の高圧水銀ランプ２２を使用し、照射位置は高圧水
銀ランプ２２の下方の１０ｍＷ／ｃｍ²のところで行
う。このときの基板温度は、基板間の液晶状態が等方性
液体状態となる温度域で行ってもよい。

【００６３】以上のように曲面状フォトマスク２１を介
して選択的に混合物に光照射すると、遮光部２１ａに相
当する光弱照射領域である絵素部１２に液晶領域６が集
まり、光強照射領域である透光部２１ｂに高分子壁７が
液晶と相分離して集まってくる。その結果、主として液
晶からなる液晶領域６を囲んで、主として高分子材料か
らてなる高分子壁７が形成される。なお、曲面状フォト
マスクを必ず使用する必要はなく、光選択手段として、
フォトマスクの代わりにセル内部に形成された、曲面デ
ィスプレイに必要な種々の材料からなる膜である、有機
膜、無機膜および金属膜により、選択的に照射光分布を
発生させるようにしても良い。また、配向を安定させる
ために高温に混合物を保持して光照射を行った場合は、
混合物中の液晶と樹脂との相分離をさせるために、照射
後は徐冷オーブン内で室温まで徐冷を行うのが好まし
い。徐冷のスピードは、液晶と樹脂との分離を確実に促
進させるために３℃／ｈ〜２０℃／ｈが好ましい。ま
た、高分子壁７の形成後において、未反応物を硬化させ
て前記粒状スペーサを表面張力の差を利用して高分子壁
内に封じたり、または高分子の架橋を十分行うために、
更に混合物に短時間、弱照度でＵＶ照射を行ってもよ
い。

【００６４】次に、このようにして作製した曲面パネル
の両側に、偏光板や位相差板を貼り合わせることにより
ＳＴＮ型の曲面ディスプレイを製造した。

【００６５】このように得られた曲面ディスプレイは、
実施形態３で作製したパネルと、ほぼ同様の特性を得
た。

【００６６】（実施形態４）本実施形態４では、図１と
同様の構成のＳＴＮモードである曲面パネルを他の方法
により作製する場合である。

【００６７】実施形態４による曲面パネルの作製は、例
えば以下のようにして製造することができる。

【００６８】まず、５インチの２枚の平面基板上に、た
とえばスパッタ法によりＩＴＯからなる透明電極２を帯
状に形成し、この帯状の透明電極２を覆うようにＳｉＯ
₂等の電気絶縁膜３をスパッタ法で形成する。

【００６９】次に、この電気絶縁膜３上に、配向膜用の
材料としてＳＥ−１５０（日産化学製）を用いて配向膜
４を形成する。厚みとしては、３００オングストローム
〜２０００オングストローム、好ましくは５００オング
ストローム〜１０００オングストロームとする。

【００７０】次に、この配向膜４に対し、ナイロン布な
どを用いてラビング処理を行い、上下２４０°ツイスト
となるようにする。

【００７１】次に、以上のように処理の行われた２枚の
平面基板のうちの片側の平面基板の、ラビング処理が行
われた配向膜上に、ネガ型のホトレジスト、たとえばＯ
ＭＲ−８３（東京応化製）を５μｍの膜厚で塗布した
後、ホトリソ工程によってＩＴＯからなる透明電極２の
抜け部に沿ってパターン化を行い、ストライプ状に加工
する。これにより、ストライプ状をした高分子壁７が形
成される。

【００７２】このようにして薄膜が形成された片側の平
面基板と、残りの片側の平面基板とを、帯状の透明電極
２が互いに直交し、かつ内側に位置するように対向さ
せ、両平面基板の間に粒状スペーサ（直径：６μｍ）を
散布する。

【００７３】次に、少なくとも液晶材料と光硬化性樹脂
などの光重合性化合物との混合物を上記片側の平面基板
上に塗布や滴下等により配する。混合物としては、液晶
材料にカイラル剤（Ｓ−８１１）を２４０°ツイストす
るよう添加したＺＬＩ一４４２７（メルク社製）を４ｇ
と、光硬化性樹脂としてのＲ−６８４（日本化薬社製）
を０．１ｇと、Ｐ−フェニルスチレンを０．０７ｇと、
イソボルニルメタクリレートを０．８ｇと、パーフルオ
ロメタクリレートを０．１ｇと、光重合開始剤としての
Ｉｒｕｇａｃｕｒｅ６５１（チバガイギー社製）を０．
００３ｇとを混合したものを使用した。なお、この片側
の平面基板上に混合物を配する工程は、両平面基板を対
向させるよりも前に行ってもよい。

【００７４】次に、対向した２枚の平面基板の周囲を、
シール材９により貼り合わせる。シール材９としては、
ストラクトボンドＸＮ−２１Ｓを使用し、焼成温度：１
４０℃〜１５０℃、焼成時間：２ｈで焼成した。このと
き、前記ストライプ状をした高分子壁７は両側の平面基
板に密着した状態となっている。

【００７５】次に、熱を付与しつつ押圧する、前記熱押
圧装置で、平面基板を曲率半径１８００ｍｍの曲面基板
１に成型する。このとき、前同様の理由により、押圧力
は１ｋｇ〜１０ｋｇ、温度は２００℃〜３００℃とす
る。

【００７６】次に、このようにして作製した曲面パネル
の両側に、偏光板や位相差板を貼り合わせることにより
ＳＴＮ型の曲面ディスプレイを製造した。

【００７７】このように得られた曲面ディスプレイは、
ギャップむらによる表示の乱れが無く、表示品位が良好
であった。更に、前同様に図３で示した強度試験器を用
いて曲面パネル（または曲面ディスプレイ）の強度を測
定したところ、３．５ｋｇ／ｃｍ²までの荷重に対して
セルギャッブの乱れが無く、６．１ｋｇ／ｃｍ²の荷重
で基板が破壊された。

【００７８】更に、本実施形態の製造方法による場合に
は、曲率半径３００ｍｍ、基板サイズ１４インチまでの
曲面パネル（または曲面ディスプレイ）の作製が支障な
く可能であった。

【００７９】また、高分子壁７と基板との密着性を調べ
るために、高分子壁７と液晶領域６のみ存在する３０ｍ
ｍ角を切り出し、片側の基板を引っ張ったところ、容易
には剥がれず、強固な密着性を有していた。

【００８０】以下に、比較例につき、説明する。

【００８１】（比較例１）比較例１では、実施形態１と
同一のサイズおよび構成の曲面パネルを、一部を除いて
実施形態１と同様にして製造した。実施形態１と異なる
ことは、一対の基板間に注入する材料に、カイラル剤
（Ｓ−８１１）を２４０°ツイストするよう添加したＺ
ＬＩ−４４２７のみを使用し、また、露光プロセスを行
うことを省略した。

【００８２】このようにして製造した比較例１の曲面パ
ネルでは、スペーサーの近辺でギャップむらによる表示
の乱れが観察され、実施形態１のパネルと比較して表示
品位が劣っていた。更に、図３で示した強度試験器を用
いて曲面パネルの強度を測定したところ、０．３ｋｇ／
ｃｍ²の荷重でセルギャップの乱れによる表示むらが顕
著に現れ、１．７ｋｇ／ｃｍ²の荷重で基板が破壊され
た。

【００８３】（比較例２）比較例２では、実施形態２と
同一のサイズおよび構成の曲面パネルを、一部を除いて
実施形態２と同様にして製造した。実施形態２と異なる
ことは、一対の基板間に注入する材料に、カイラル剤
（Ｓ−８１１）を２４０°ツイストするよう添加したＺ
ＬＩ−４４２７のみを使用し、また、露光プロセスを行
うことを省略した。

【００８４】このようにして製造した比較例２の曲面パ
ネルでは、スペーサーが部分的に破壊されており、ギャ
ップの乱れにより、ＳＴＮ配向しなかった。

【００８５】以上説明した各実施形態および比較例１、
２より理解されるように、曲面パネル内に格子状やスト
ライプ状に形成された高分子壁が、スペーサーとしての
機能を有する故にセルギャップの変動がなく、また、高
分子壁が両側の基板に密着している為、基板間に液晶と
スペーサーのみが存在する曲面パネルとは違い、格段の
パネル強度の向上が見られた。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、曲面パネル内にパター
ン化された高分子部材が形成されるため、曲面パネルの
作製後に十分なパネル強度が確保され、外部からの押圧
に対して、セルギャップが変化せず、ギャップを半永久
的に均一に保つことができ、よって色むらがなく、表示
品位の良好な大画面で曲率の大きい曲面パネルの作製が
可能となる。また、高分子部材と基板との密着性が高い
ので、高分子部材と基板材質との間での伸縮率の差によ
るギャップ乱れが起こらず、表示品位が良好な曲面パネ
ルの作製が可能になった。

【００８７】更に、本発明による場合は、セルギャップ
制御が容易なプロセスで実施できるようになった為、従
来の曲面パネルの作製に比べ、コストダウンが可能とな
った。

【００８８】更に、表示画面が曲面であるので、視角が
広く、色調ムラの無い、大人数で見ることができるとい
う利用価値の高い曲面パネルができる。また、本発明の
曲面パネルの基板にプラスチック基板を用いることによ
り、大型で薄型の曲面ディスプレイへ適用することや、
眼鏡レンズをディスプレイに適用することが可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る曲面パネルの構成を示
す断面図である。

【図２】本発明で使用される曲面状フォトマスクと、そ
れに対して垂直の光が均一に得られる紫外線照射装置と
を模式的に示す正面図である。

【図３】本発明の曲面パネルの強度を測定するために使
用した強度試験器を示す模式図（正面図）である。

【図４】本発明において使用される熱押圧装置の一例を
示す模式図（正面図）である。

【図５】（ａ）は本発明において使用される熱押圧装置
の他の一例を示す模式図（正面図）であり、（ｂ）はそ
の熱押圧装置にて応力を加えた状態を示す模式図（正面
図）である。

【符号の説明】

１曲面基板２透明電極３電気絶縁膜４配向膜６液晶領域７高分子壁９シール材１２絵素部１３非絵素部２０曲面パネル２１曲面状フォトマスク２１ａ遮光部２１ｂ透光部２２高圧水銀ランプ３０強度試験器３１試料台３２ａ球面部３２円柱棒３３ロードセル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配設された、共に表示用電極を有す
る一対の曲面基板の間の周縁に、基板を貼り合わせるた
めの高分子材料からなるシール材が設けられ、更に該一
対の曲面基板および該シール材にて囲まれた部分に、液
晶領域がパターン形成された高分子部材にて部分的また
は全体的に囲まれた表示媒体が設けられている曲面パネ
ル。
【請求項２】前記パターン形成された高分子部材が、
前記一対の基板のスペーサーとして機能している請求項
１に記載の曲面パネル。
【請求項３】前記パターン形成された高分子部材が、
前記一対の基板の各々に密着している請求項１または２
に記載の曲面パネル。
【請求項４】表示用電極を共に有する一対の曲面基板
を、該表示用電極を内側に配して対向配設する工程と、対向配設した一対の曲面基板の間に、少なくとも液晶材
料および光重合性化合物を含む混合物を注入する工程
と、該混合物に、曲面基板の表面に対して略垂直となる方向
から選択的に光を照射して、該液晶材料から主としてな
る液晶領域が、光照射にてパターン化された、該光重合
性化合物から主としてなる高分子部材にて囲まれてなる
表示媒体を形成する工程とを含む曲面パネルの製造方
法。
【請求項５】表示用電極を共に有する一対の平面基板
を、該表示用電極を内側に配して対向配設する工程と、対向配設した一対の平面基板の間に、少なくとも液晶材
料および光重合性化合物を含む混合物を配する工程と、該混合物に、該平面基板の表面に対して略垂直となる方
向から選択的に光を照射して、該液晶材料から主として
なる液晶領域が、光照射にてパターン化された、該光重
合性化合物から主としてなる高分子部材にて囲まれてな
る表示媒体を形成する工程と、該表示媒体を有する一対の平面基板を、熱を付与しつつ
押圧することにより曲面基板に加工する工程と、を含む曲面パネルの製造方法。
【請求項６】表示用電極を共に有する一対の平面基板
を、該表示用電極を内側に配して対向配設する工程と、対向配設した一対の平面基板の間に、少なくとも液晶材
料および光重合性化合物を含む混合物を配する工程と、該混合物の注入された一対の平面基板を、熱を付与しつ
つ押圧することにより曲面基板に加工する工程と、該混合物に、曲面基板の表面に対して略垂直となる方向
から選択的に光を照射して、該液晶材料から主としてな
る液晶領域が、光照射にてパターン化された、該光重合
性化合物から主としてなる高分子部材にて囲まれてなる
表示媒体を形成する工程とを含む曲面パネルの製造方
法。
【請求項７】共に表示用電極を有する一対の平面基板
の一方に、高分子部材をパターン形成する工程と、該パターン形成された高分子部材を有する一方の平面基
板の該高分子部材で囲まれた部分に、液晶材料を配する
工程と、該液晶材料の滴下された一方の平面基板と、残りのもう
一方の平面基板とを該表示用電極を内側にして対向させ
貼り合わせる工程と、該貼り合わされた一対の平面基板を、熱を付与しつつ押
圧することにより、曲面基板に加工する工程とを含む曲
面パネルの製造方法。