JPH01120533A - 液晶素子とその製造方法 - 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】 Ｅ産業上の利用分野］ この発明は、表示の着色を防止でき、かつ視角依存性の
少ない液晶素子とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 第４図は、従来の液晶素子を示すものである。

この液晶素子は、液晶層ｌが透明電極２と配向膜３を備
える２枚の透明基板４でサンドイッチされ、その外周部
がシールＩ／１５て封着されたもので、透明基板４．４
のギャップがスペーサ６によって規制されて゛いる。

この液晶素子にあっては、表示の着色を防止するととも
に、視野角を拡大するために、一方の透明基板４の内面
に微細な凹凸７が形成されている。

この液晶素子の凹凸７は、フッ酸などにより透明基板４
を化学的にエツチングしたり、機械的に研削したりする
ことによって製造していた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の液晶素子にあっては、透明基板４面に設けら
れた凹凸７が、幅や高さが不均一である上に、凹から凸
への又は凸から凹への変化が滑らかでなく角（！りが多
いなど、その形状が極めて不規則的で乱れたものであっ
たので、表示部の着色効果を十分緩和できず、また視野
角を十分法げることかできない不都合があった。

また、このような液晶素子を製造する際には、上記のよ
うなフッ酸エツチング、研摩処理等の基板表面処理の工
程を要していたため、作業の複雑化および作業管理の煩
雑化などという問題もあった。

そこで、この発明は、上述の問題点を解消し、表示の着
色が緩和され、かつ視野角の広い液晶素子を効率良く提
供することを目的としている。

ｒ問題点を解決するための手段］、 第１発°明の液晶素子は、基板と配向膜の間に、ガラス
ペースト中にガラスフリットを分散させてなる塗料から
なり、かつ微細な凹凸が設けられたガラス塗膜を形成し
たものである。

また第２発明の製造方法は、第１発明の液晶素子を製造
する方法であって、基板上に、ガラスペースト中にガラ
スフリットを分散させてなる塗料を塗布した後、萌記ガ
ラスフリットの軟化温度より低温にて焼成処理を施し、
次いでこの上に配向膜を形成するものである。

そしてこのような第１発明の液晶素子にあっては、基板
に直接微細な凹凸が設けられていた従来の液晶素子に比
較して、幅や高さがより均一でかつ滑らかに変化する凹
凸が一様に分散した形状の乙のとなるので、表示部の着
色が少なく、視角依存性の少ない液晶素子となる。また
第２発明の製造方法にあっては、この表示部の着色が少
なく視角依存性の少ない第１発明の液晶素子を効率良く
かつ再現良く製造することができる利点がある。

以下、この発明を図面に基いて詳細に説明する。

第１図は、この発明の液晶素子の一例を示すものである
。

第１図中符号１が液晶層で、この液晶層Ｉが、透明電極
２と配向膜３を備える２枚の透明基板４゜４でサンドイ
ッチされ、その外周部がシール材５で封着されたもので
、透明基板４．４のギャップがスペーサ６によって規制
されて、この液晶素子となっている。ここで、この液晶
素子が従来の液晶素子と異なる点は、一方の透明基板°
４と配向膜３との間に、ガラスペースト中にガラスフリ
ットを分散させてなる塗料からなり、かつ微細な凹凸８
が設けられたガラス塗膜９が形成されたことである。

上記ガラスペーストおよびガラスフリットには、石英ガ
ラス（Ｓ＋Ｏｔ）等任意のものが選ばれて使用されてよ
いが、このガラスフリットはガラスペーストよりも高い
軟化温度を有していることが必須である。また、このガ
ラスフリットは、粒径が２０μｍ以下程以下法状のもの
が好適に使用される。

そして、このガラスフリットは、上記ガラスペースト中
に３０重量％程度の１度で配合され、さらに例えば２−
エチルヘキシルアルコール：エチルセルロース−９二１
などのビヒクル中に分散されて塗料とされた後に、使用
に供される。

また、上記塗料か塗布されて形成される凹凸８は、周期
２００μｎ以下程度に形成されることか望ましい。また
、この凹凸８の高低差は、上記ガラスフリットの粒径に
よって決まるものであるので、通常５μｍとなる。

またこのような凹凸８を育する塗膜９の上に設けられる
上記配向膜３は、流動性を有する状態で基板に塗布され
その後、硬化せしめられて配向膜となるような物質によ
って形成されるもので、熱硬化性の物質、特にポリイミ
ドなどの熱硬化性樹脂等が好適に使用されるが、これに
限られず、熱可塑性の物質が使用されてもよい。

このような液晶素子にあっては、ガラスペースト中にガ
ラスフリットが分散された塗料からなるガラス塗膜９が
形成されて、その表面に微細な凹凸８が設けられている
ので、基板４に直接凹凸７が設けられていた従来の液晶
素子に比較して、幅や高さがより均一でかつ滑らかに変
化する凹凸８が一様に分布した形状のものとなる。

次に、第２発明の製造方法は、第１発明の液晶素子を製
造する方法であって、基板上に、ガラスペースト中にガ
ラスフリットを分散させてなる塗料を塗布した後、前記
ガラスフリットの軟化温度より低温にて焼成処理を施し
、次いでこの上に配向膜を形成するものである。

以下、この製造方法の一例を工程順に詳細に説明する。

〔工程１〕 ガラスペースト中にガラスフリットを分散させた塗料を
作成する。ここで使用されるガラスフリットは、上述の
ように、ガラスペースト′よりも軟化温度が高く、また
粒径２０μｍ以下程以下法状のものである。この粒径の
ガラスフリットは、例えばふるいなどを用いて分級され
るが、このふるいのメツシュ数を変えることにより所望
の大きさの６のが得られ、これによって、後工程で形成
される凹凸８の幅や高さなどの大きさを適宜変えること
ができる。そして、ガラスペースト中に上記ガラスフリ
ットを所定濃度配合し、さらに、２−ヘキシルアルコー
ル／エチルセルロース系などのビヒクル中に分散させて
、塗料を作成する。

〔工程２〕 透明基板４上に透明電極２を形成する。この透明電極２
には、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等が好適に使
用され、スパッタリング法や真空蒸着法などによって、
厚さ０．Ｉμｍ程度に被着されて、透明電極２となる。

〔工程３〕 ｎη記〔工程１〕で得た塗料を、上記透明電極２上に塗
布して、厚さ１．０μｍ程度のガラス塗膜９を形成する
。ここでこの塗布の方法には、スクリーン印刷法が好適
に採用されるが、この他にも、スピンコード法やはけ塗
り法などの方法が採られてもよい。

〔工程４〕 次いで、焼成処理を施す。この焼成処理は、上記塗料中
のガラスペーストの軟化温度よりも高く、かつ上記ガラ
スフリットの軟化温度よりも低い温度において行われる
ことが必須である。すなわち、４８０〜５００℃程度の
温度に加熱された通常のエナメル塗布焼付炉などを利用
して行なう。この温度における焼成によれば、上記塗料
中の溶剤が揮散するとともに、塗料中のガラスペースト
分だけが溶融して、ガラスフリット分が溶融せずに元の
形状を保持したまま残る。そして、これが冷却されると
、ガラスフリットの周面が転写されてなる凹凸８が一様
に分散された表面を有するガラス塗膜９が得られる。こ
の凹凸８は、使用したガラスフリットの粒径を反映した
幅や高さを有し、例えば幅１００μｍ、高さ５μｍ程度
の大きさのものである。

ここで、上記の焼成処理温度を、特に上記ガラスフリッ
トの軟化温度よりも１０〜２０℃程度低い温度とするこ
とが、より好ましい。この温度は、上記ガラスフリット
が球状を保ったまま表面だけがわずかに溶融し始める程
度の温度であるため、この温度の焼成処理によればこの
ガラスフリットの表面がだれて、この表面上の角ぼりゃ
でこぼこがとれた滑らかな凹凸８が得られる。

Ｃ工程５〕 次に、上記凹凸８を有する塗膜９の表面上に、配向膜３
を形成する。この配向膜３には、ポリイミドやポリアミ
ド等の熱硬化性樹脂が好適に使用され、流動性を有する
状態で塗布されて、その後硬化仕しめられて配向膜３と
される。塗布にはスクリーン印刷法、オフセット印刷法
、スピンコード法、はけ塗り法などが採られ、厚さ０．
１μｍ程度の配向膜３とする。また、この配向膜３には
、上記のような熱硬化性樹脂以外にも、熱可塑性の物質
などが使用されてもよい。

〔工程６〕 〔工程！〕〜〔工程５〕により得られた基板と、上記各
工程の内、ガラス塗膜９を形成する工程〔工程１〕〔工
程３〕、およびその焼成処理工程〔工程４〕を除く他は
同様に作成して得た基板とを、その配向膜３，３間士が
対向するように配置するとともに、この２枚の基板４．
４間のギャップをスペーサ６によって規制し、その外周
部をシール材５で封着する。そして、この内部を液晶層
ｌとした液晶素子を作成する。さらに、このような液晶
素子にあっては、上記基板４．４の外面上に適宜偏向板
や反射板等が貼着されてもよい。

以上ここでは、上記凹凸８を有するガラス塗膜９を透明
電極２の上に形成した例について述べたが、このガラス
塗膜９は基板４上に直接形成され、その上に透明電極２
が設けられてもよい。また、上記配向膜３の下のいずれ
かの層の間には、必要に応じ適宜下地層などが設けられ
てもよい。

このような液晶素子の製造方法によれば、ガラスペース
ト中にガラスフリットを分散させてなる塗料からなり、
かつ凹凸８を設けた塗膜９を形成した後、このガラスフ
リットの軟化温度より低温にて焼成処理を施したので、
幅や高さがより均一な凹凸８が一様に分散した塗膜９面
が容易に得られる。またここで得られた凹凸８は、ガラ
スフリットの球面が転写されるとともに、焼、酸処理に
よってガラスフリット表面の角ぼりゃでこぼこが除かれ
るので、滑らかに変化する均一な凹凸８となるものであ
る。

［実施例］ 第１発明の液晶素子の一実施例を作成した。この液晶素
子は、第１図に示したものと同等の構造を有してなるＴ
Ｎ型のものである。図中符号４゜４はそれぞれガラス製
の基板である。これら基板４．４には、それぞれＩＴＯ
製の透明電極２．２が設けられている。そして一方の透
明電極２の上には、厚さ０．１μｍのポリイミド製の配
向膜３が設けられている。また、他方の透明電極２の上
には微細な凹凸８が設けられたガラス塗膜９が形成され
ている。この微細な凹凸８は、高低差が平均４．０μ、
周期が平均１００μのらのである。そしてさらにこのガ
ラス塗膜９の上にはポリイミド製の配向膜３が設けられ
ている。さらに、これら基板４．４間のギャップは、直
径ｌＯμｍのスペーサ６によって規制されており、また
２枚の基板４゜４間の間隙はシール材５によって密閉さ
れている。

次に、この液晶素子の製造方法を説明する。

まず通常の方法で基板４上にＩＴＯをスパッタリング法
により蒸着して厚さ０．１μｍの透明電極２とした。

次に、ガラスペースト（奥野製薬工業（味）製）の中に
粒径２０μｍのガラスフリットを３重量％配合した後、
均一に分散させてガラス塗料を作成した。ここで、使用
したガラスペーストおよびガラスフリットの軟化温度は
、それぞれ４１５℃、４５０℃のものとした。

このガラス塗料を上記ＩＴＯ製の透明電極２上にスクリ
ーン印刷して、厚さ１．０μのガラス塗膜９を設け、次
いで、５００℃の温度で焼成処理を施した。この焼成処
理後のガラス塗膜９の表面には、微細な凹凸８が形成さ
れていた。

次に、上記ガラス塗膜８上にポリイミド樹脂を１０００
人の膜厚になるようにオフセット印刷した後、このポリ
イミド樹脂を２００℃で１時間熱処理して硬化させ、配
向膜３とした。

さらに、配向膜３をラビング処理した。このラビング処
理は、上下基板４．４を合わせた際に、この基板４．４
に対して鉛直方向になるように行った。

このようにして作成した配向膜３の表面上には、先のガ
ラス塗膜９面上の凹凸８が転写されていた。

この微細な凹凸８を表面粗度計によって測定した。

この結果を、従来の液晶素子に使用されていた基板４面
の微細な凹凸７の表面粗度と比較して、第２図に示す。

第２図より明らかなように、この実施例におけ−る凹凸
８は従来のものに比べ、その周期や幅、高低差などが均
一で、かつ滑らかに変化する乙のであった。

次いで、他方、通常の方法で基板４上に、透明電極２、
配向膜３を順次形成した。

これら透明基板４．４の周辺部に、シール材５として熱
硬化型樹脂をスクリーン印刷した後、基板４にスペーサ
６となるガラス粉末を散布し、その後基板４．４を張り
合わせて、１７０℃に加熱してこの熱硬化型樹脂を硬化
させた。次いで、基板４．４間に形成された間隙に、Ｎ
ｐ液晶を封入し、液晶セルとし、このセルの上面側基板
４の外側には偏向板、下面側基板４の外側には反射板を
貼着して、液晶素子とした。

このようにして得られた実施例の液晶素子と従来の液晶
素子について、それぞれの視角依存性と表示部の着色を
調べた。

（視角依存性） 液晶素子を水平にセットし、法線方向から順次視角を変
えて表示の色、コントラストなど表示品位を観察した。

結果を第１表に示す。

注）Ｏ：表示品位が視角０°と同じ △：表示品位が視角０°より低下 ×：表示が全く視認できない 第１表の結果から、この発明の液晶素子は、従来のらの
に比較して視角依存性がさらに改善されていることが判
明した。

（表示色） 国際照明委員会（ＣＩ　Ｅ）によって規定された標準光
源Ｃを液晶素子に照射した時の液晶素子の表示色を測定
し、（ｘｙ）−色度図にプロットした。

結果を第３図に示す。

第３図の結果から、この発明の液晶素子は、従来のもの
に比較して表示色がより光源色に近く、着色が少ないこ
とが判明した。

［発明の効果コ 以上説明したように、第１発明の液晶素子では、基板と
配向膜の間に、ガラスペースト中にガラスフリットを分
散させてなる塗料からなり、かつ微細な凹凸が設けられ
たガラス塗膜が形成されたものであるので、幅や高さが
より均一で滑らかに変化する凹凸が一様に分散されたガ
ラス塗膜面が得られる。したがって、第１発明によれば
、屈折率異方性とギャップの関係から生じる表示部の着
色が少なく、視角依存性の少ない液晶素子を提供するこ
とができる。

また第２発明の製造方法は、基板上に、ガラスペースト
中にガラスフリットを分散させてなる塗料を塗布した後
、このガラスフリットの融点より低温にて焼成処理を施
し、次いでこの上に配向膜を形成する方法であるので、
表示部の着色が少なく、視角依存性の少ない第１発明の
液晶素子を効率良くかつ再現良く製造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の液晶素子の一例を示す断面図、第
２図は、一実施例と従来例の液晶素子におけるそれぞれ
の凹凸の設けられた表面の粗度を測定した結果を示すグ
ラフ、第３図はそれぞれの表示色を調べた結果を示す（
ｉｃｙ）−色度図、第４図は従来の液晶素子を示す断面
である。 ３・・・・・・配向膜、　　４・・・・・・基板、８・
・・・・・凹凸、　　　　９・・・・・・ガラス塗膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と配向膜の間に、ガラスペースト中にガラス
   フリットを分散させてなる塗料からなり、かつ微細な凹
   凸が設けられたガラス塗膜が形成されたことを特徴とす
   る液晶素子。
2. （２）前記ガラスフリットの軟化温度がガラスペースト
   の軟化温度より高温であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の液晶素子。
3. （３）基板上に、ガラスペースト中にガラスフリットを
   分散させてなる塗料を塗布した後、前記ガラスフリット
   の軟化温度より低温にて焼成処理を施し、次いでこの上
   に配向膜を形成することを特徴とする液晶素子の製造方
   法。
4. （４）前記焼成処理温度が、前記ガラスフリットの軟化
   温度より１０〜２０℃低い温度であることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の液晶素子の製造方法。