JPH06258621A - 液晶フィルム及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一対の透明性フィルムに挾持された液晶層から
なる液晶フィルムを用いることにより、生産性及び大画
面化に好適の液晶表示装置を提供すること。 【構成】一対の透明性フィルム１に挾持された液晶層２
からなる液晶フィルム９を介して、ＴＦＴ基板６とカラ
ーフィルタ基板７とを接合し、液晶表示装置を形成す
る。 【効果】液晶フィルムを用いることにより、ラビング処
理等でのＴＦＴ劣化を防止することができ、生産性向
上，製品の価格低減に大きく貢献する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶を用いた表示装置，
ディスプレイ装置等に使用される液晶フィルムに係り、
特に簡便なプロセスで、大面積に亘って良好な表示特性
を実現するのに好適な液晶フィルム及びそれを用いた液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶表示装置は
小型テレビやパソコン，ワークステーションなどのＯＡ
機器、更には超大型の情報伝達用ディスプレイとして、
その市場拡大が期待されている。このディスプレイに欠
かせない液晶は、フラットディスプレイ'９２（日経Ｂ
Ｐ社，Ｐ．１９２，１９９２年）に示すように、次の工
程の中で使用される。即ち、（１）ガラス基板上に薄膜
トランジスタを形成するＴＦＴ(Thin Film Transistor)
工程、（２）この薄膜トランジスタに配向膜を形成し、
その表面をラビング処理した後、ガラス基板の周辺にシ
ール剤を印刷し、スペーサを散布する工程、一方では
（３）ガラス基板上にカラーフィルタを形成し、その上
に配向膜形成、ラビング処理を施す工程、（４）続い
て、上記２枚のガラス基板を貼り合わせ、その間隙に液
晶を封入する工程、（５）こうして完成した液晶セルの
周辺に薄膜トランジスタ駆動用のＩＣを実装する工程、
（６）バックライトを装着する工程を経て、液晶表示装
置が出来上る。この中で（２）〜（４）の工程をいわゆ
る液晶工程（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）と呼ば
れるが、品質，生産性，大画面化の観点から、キーとな
るプロセスは配向膜のラビング処理，貼り合わせ，液晶
封入である。

【０００３】一般に、配向膜材料にはブチルセルソルブ
やｎ−メチルピロリドンなどの溶媒に溶解させたポリイ
ミドやポリアミド酸を用い、ＴＦＴ基板上に塗布した
後、２００℃以上の熱処理を施して配向膜を形成する。
液晶はこの配向膜に接しているが、このままでは液晶の
十分な配向が行われない。このために配向膜のラビング
処理と称して、ポリイミド分子が表面近傍で一定方向に
配列し、ポリイミド分子と液晶分子の相互作用によって
液晶分子が一様に配向させる処理が必要となる。ラビン
グは摩擦そのものであり、摩擦時の帯電によってＴＦＴ
や配向膜を破壊したり、空気中の塵埃を付着させ、ＴＦ
Ｔ歩留り低下の大きな要因となる。

【０００４】一方、表示装置としてはＴＦＴ基板とカラ
ーフィルタ基板とを配向膜を対向させて、貼り合わせ、
その間隙に液晶を封入することが必要となる。この間隙
は液晶の流出を防ぐためにＴＦＴ基板の周囲に設けたシ
ール剤（基板の接着を兼ねる）と基板内に散布した球状
のスペーサによって決まる。この均一性は±１〜２％以
下に抑えなければディスプレイの表示特性に大きな影響
を及ぼすため、貼り合わせる時の加熱・加圧条件によっ
てはＴＦＴの劣化を引きおこす。

【０００５】液晶の封入は上記した２枚の基板からなる
空間を真空にした後、注入法により行なわれるが、液晶
中に気泡が存在したり枚葉処理のため封入に時間がかか
りすぎるなどの品質・生産性に問題があった。特に液晶
封入は基板サイズが大きくなればなる程均一な封入は困
難となり、現実には対角１５″が限界とされている。

【０００６】以上述べた様に、液晶を用いたディスプレ
イは今後大きな市場が期待され、低コスト化，大画面化
が要求されているにも係わらず、非常に複雑な工程を多
用せざるを得ず、特にディスプレイの表示特性を左右す
るラビング−貼り合わせ−液晶封入の工程において大き
なブレイクスルー技術の開発が切望されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の問題点を解決するにあたり、ＴＦＴ特性や表示特
性に悪影響を及ぼさず、しかも生産性に優れ、大画面化
に対応可能な液晶フィルム及びそれを用いた液晶表示装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、一対の透明性フィルムを５〜１０μｍの間隙を保
って貼り合わせるが、同時にこの間隙に液晶を注入しな
がら接合し、所定のサイズで液晶を完全に封止込んだ液
晶入りフィルムを形成すれば良い。液晶に接するフィル
ム面は予めラビング処理が施されており、フィルムを構
成する材料の分子がその表面近傍で一定方向に配列して
いるので注入された液晶分子は上記材料との相互作用に
より一様に配列しながらシート状に封止込まれる。

【０００９】この時、透明性フィルムは比較的硬度（強
度）を有し、また耐熱性・耐薬品性に優れたポリエチレ
ンテレフタレード膜などの高分子材料からなる保護膜と
配向膜（ポリイミド）の２層構造であっても良く、液晶
と接する配向膜の表面は予めラビング処理されている。

【００１０】また、一対の透明性フィルムの間隙に液晶
を注入する際、フィルム間隙と同寸法の球状または類似
の透明性を有するスペーサ（例えばポリマービーズ玉）
を液晶に混入させておいても良い。

【００１１】このようにして形成した液晶フィルムはＴ
ＦＴ素子を形成したガラス基板とカラーフィルタを形成
したガラス基板との間に配置され、接着剤を用いて上記
３者を固定することにより、液晶表示装置が出来上が
る。

【００１２】

【作用】液晶または透明スペーサが混在した液晶を液晶
と接する面がラビング処理されている一対の透明性フィ
ルムの間隙に注入しながら所定の大きさで液晶を封じ込
んだ液晶フィルムを形成する。この液晶フィルムはＴＦ
Ｔ素子を形成したガラス基板と、カラーフィルタを形成
したガラス基板との間に配置することによって以下に示
す従来技術の問題を解決することができる。

【００１３】即ち、上記した液晶フィルムを用いるの
で、バフ布の摩擦帯電によってラビング処理時にＴＦＴ
を破壊させたり、摩擦によるゴミの発生でＴＦＴの電極
間の短縮不良をもたらすことを防止することができる。
更には、従来の配向膜形成−シール剤印刷−スペーサ散
布−液晶封入・封止の工程を別途実施することができる
ため、配向膜のイミド化に必要な高温（２００℃以上）
処理でのＴＦＴの劣化、ラビング後のＴＦＴ基板洗浄に
伴うＴＦＴの汚染→劣化を防ぐことができ、ＴＦＴのス
ッループット向上を図ることができる。

【００１４】また、所定の大きさの液晶フィルムを用い
るで、均一な厚みをもつ液晶の真空注入に比べ、大画面
化に適する。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

【００１６】図１は本発明の液晶フィルムを表わす。ポ
リイミド膜，ポリエーテルアミド膜あるいはポリエチレ
ンテレフタレート膜などの高分子材料で構成された一対
の透明性フィルム１はフィルム間隙を５〜１０μｍに保
持しながら例えば圧延ロール法を用いて接着される。こ
の時、ツイステッド・ネマティックなどの液晶２を上記
間隙に同時に注入し、液晶２を一対の透明性フィルムで
挾み込む。透明性フィルム１の液晶２が接する面には予
めラビング処理がなされており、注入，封止込まれた液
晶２は透明フィルム１を構成する分子、例えばポリイミ
ド分子との相互工作用によって、液晶分子が一定方向に
配列する。液晶が配向する方向は液晶２の材料そのもの
あるいはラビングの方向によって変えることができる。

【００１７】図２は第２の実施例の説明図である。この
図において、一対の透明性フィルム１はポリエチレンテ
レフタレート膜などの透明な保護膜３とポリイミドなど
の配向膜４との２層構造から成り、前記配向膜４の液晶
２に接する面は予めラビング処理が施されており、一対
の透明性フィルム１の接着と同時に注入される液晶２は
一定方向に配列される。一対の透明性フィルム１は比較
的硬度を有する保護膜３を母体とし、液晶２を封止込ん
でいるので均一な液晶層を要する大面積化に対応可能で
ある。

【００１８】図３は別の実施例の説明図である。本図に
おいて、一対の透明性フィルム１に挾持される液晶２に
は、前記一対の透明フィルム１の間隙と同寸法の球状ま
たは類似の透明性を有するスペーサ５、例えばポリマー
ビーズ玉を同時に混入してある。従って、液晶２の厚み
は前記スペーサ５の寸法で正確に決まる。

【００１９】図４は上記した液晶フィルムを用いた液晶
表示装置を表わす代表例である。複数の薄膜トランジス
タを含む画素電極を一般に良く知られたＣＶＤ法，スパ
ッタ法を用いて形成したＴＦＴ基板６と複数のカラーフ
ィルタ及び対向電極を染色法及びスパッタ法を用いて形
成したカラーフィルタ基板７とを、前記画素電極とカラ
ーフィルタとが対応するよう、液晶フィルム８を介して
接続する。前記ＴＦＴ基板６の周辺には前記薄膜トラン
ジスタを駆動させるＩＣ９を接続し、液晶表示装置が出
来上がる。

【００２０】

【発明の効果】上記した如く、予めＴＦＴ基板，液晶フ
ィルム，カラーフィルタ基板を別工程で作製し、前記３
者を組合せて液晶表示装置が完成するので、現在一般的
に使用されている液晶表示装置の製造プロセス、即ちＴ
ＦＴ基板を作製した後、その薄膜トランジスタ上に直接
配向膜を含む液晶層を形成する場合に比較してラビング
処理あるいはその後の洗浄等により、ＴＦＴの劣化によ
る不良を防止できる分だけ液晶表示装置の製品歩留りを
飛躍的に向上させることが出来る。

【００２１】また、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板と
の間隙に真空注入法により液晶を封止込む従来法に比較
して圧延ロール法などを用いて液晶フィルムを形成する
ので極めて大面積に亘り、均一な液晶層を形成すること
ができるため、大画面を有する液晶表示装置を容易に実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶フィルムを示す図である。

【図２】本発明の第２の実施例を表わす液晶フィルムを
示す図である。

【図３】本発明の第３の実施例を表わす液晶フィルムを
示す図である。

【図４】実施例における液晶フィルムを用いた液晶表示
装置を示す図である。

【符号の説明】

１…透明性フィルム、２…液晶、３…透明性保護膜、４
…配向膜、５…透明性スペーサ、６…ＴＦＴ基板、７…
カラーフィルタ基板、８…液晶フィルム、９…駆動用Ｉ
Ｃ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の透明フィルム間に挾持されてなる液
   晶層であって、前記液晶層が前記透明フィルムで封止ら
   れてなることを特徴とする液晶フィルム。
2. 【請求項２】請求項１記載の透明フィルムは液晶層に接
   する面がラビング処理されてなることを特徴とする液晶
   フィルム。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の透明フィルムは保
   護膜と配向膜とから成り、配向膜はラビング処理されて
   なることを特徴とする液晶フィルム。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
   液晶層は透明性スペーサを有してなることを特徴とする
   液晶フィルム。
5. 【請求項５】一対の基板間に挾持されてなる液晶フィル
   ム、前記基板の一方の基板上に形成された複数の薄膜ト
   ランジスタを含む画素電極、前記基板の他方の基板上に
   前記画素電極に対応して形成された複数のカラーフィル
   タ及び対向電極を有してなることを特徴とする液晶表示
   装置。