JPH07175069A - プラスチック基板液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

プラスチック基板液晶表示素子及びその製造方法

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JPH07175069A
JPH07175069A JP32012893A JP32012893A JPH07175069A JP H07175069 A JPH07175069 A JP H07175069A JP 32012893 A JP32012893 A JP 32012893A JP 32012893 A JP32012893 A JP 32012893A JP H07175069 A JPH07175069 A JP H07175069A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック基板の耐熱温度以下の加熱プロ
セスで配向膜を形成することが可能で特性の優れたプラ
スチック基板液晶表示素子及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 プラスチック基板液晶表示素子において、ポ
リエーテルアミドまたはその誘導体を溶剤に溶解させた
後、プラスチック基板上に印刷し、加熱および/または
減圧加熱によって上記溶剤のみを除去して、上記プラス
チック基板耐熱温度以下の焼成により上記配向膜を作成
する。

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有
する液晶表示素子に関し、たとえば、薄型、軽量、耐衝
撃性の要求が強い電子手帳、パーソナルコンピュータ
ー、ワードプロセッサーなどの、パーソナル、OA機器
用のディスプレーとして好適に使用されるプラスチック
基板液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的に配向膜材料としては、ポ
リイミドを用いることが知られているが、ポリイミドは
溶剤不溶性のものであるため、基板上に印刷方式にて製
膜するには、その重合前段階のポリアミック酸溶剤の形
で印刷した後、加熱により環化させてポリイミド構造と
する必要があった。その場合、上記加熱による環化には
250℃〜350℃程度の高温処理が必要であるため、
耐熱温度が高々200℃程度であるプラスチック基板で
は、その耐熱性の面より適用が難しく、また、無理に2
00℃以下で焼成を施した場合には、素子電気光学特
性、すなわち表示品位に悪影響を及ぼし、本来のガラス
基板で得られていたような液晶表示素子のコントラスト
などの電気光学特性を得ることができず、表示品位に致
命的な影響を及ぼしていた。
【0003】これらの問題点を解決するため、特公平5
−37292号公報、特公平5−39288号公報、特
公平5−39287号公報に記載されているような方法
が提案されている。まず、特公平5−37292号公報
には、ポリイミドを主成分とした被膜からなる配向膜を
有する液晶表示素子について記載されている。これは、
ポリマーとして、特別に熱安定性の良いポリイミドを溶
剤に溶かし込んでから配向膜形成することを特徴として
おり、そのことにより、配向膜の形成工程を該溶剤を飛
ばす温度のみの低温焼成化を可能としている。
【0004】また、特公平5−39288号公報には、
ポリアミドを主成分とした被膜からなる配向膜を有する
液晶表示素子について記載されている。これも、ポリマ
ーとして、特別に熱安定性の良いポリアミドを溶剤に溶
かし込んでから配向膜形成することを特徴としており、
そのことにより、配向膜の形成工程を該溶剤を飛ばす温
度のみの低温焼成化を可能としている。
【0005】さらに、特公平5−39287号公報に
は、ポリアミドエステルを主成分とした被膜からなる配
向膜を有する液晶表示素子について記載されている。こ
れも、ポリマーとして、特別に熱安定性の良いポリアミ
ドエステルを溶剤に溶かし込んでから配向膜形成するこ
とを特徴としており、そのことにより、配向膜の形成工
程を該溶剤を飛ばす温度のみの低温焼成化を可能として
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような特公平5−39288号公報、特公平5−39
287号公報、特公平5−37292号公報などに開示
されているような配向膜の形成材料技術については、従
来よりも低温焼成化処理が可能となってはいるものの、
プラスチック基板液晶表示素子の配向膜としては、形成
後のポリイミド配向膜上の液晶分子配列が不十分であ
り、一定の液晶分子配向状態を保つことは不可能で、ま
た、d/pマージン(液晶分子のねじれ、d:セルギャ
ップ、p:液晶分子のピッチ)が無く、特にSTN(ス
ーパー・ツイステッド・ネマティック)モードなどには
適しておらず、電気光学特性も得られにくくてその程度
としては不十分なものであった。
【0007】本発明は、これら従来得ることのできなか
った上記問題点をさらに解決しようとするものであり、
プラスチック基板の耐熱温度(200℃)以下の加熱
(焼成)プロセスで配向膜を形成することが可能で特性
の優れたプラスチック基板液晶表示素子及びその製造方
法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック基
板液晶表示素子は、透光性を有する一対のプラスチック
基板と、該一対のプラスチック基板の対向する表面上に
それぞれ形成される透明電極と配向膜とを有し、該一対
のプラスチック基板間に液晶層を介在して構成されるプ
ラスチック基板液晶表示素子において、上記配向膜が、
ポリエーテルアミドまたはその誘導体を主成分とする被
膜からなることを特徴としており、そのことにより上記
目的が達成される。
【0009】また、本発明のプラスチック基板液晶表示
素子の製造方法は、透光性を有する一対のプラスチック
基板と、該一対のプラスチック基板の対向する表面上に
それぞれ形成される透明電極と配向膜とを有し、該一対
のプラスチック基板間に液晶層を介在して構成されるプ
ラスチック基板液晶表示素子において、ポリエーテルア
ミドまたはその誘導体を溶剤に溶解させた後、上記プラ
スチック基板上に印刷し、加熱および/または減圧加熱
によって上記溶剤のみを除去して、上記プラスチック基
板耐熱温度以下の焼成により上記配向膜を作成したこと
を特徴としており、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0010】
【作用】本発明に従えば、上述したようにポリエーテル
アミドを高沸点溶剤に溶解しており、このとき該ポリエ
ーテルアミドは既にポリマーであるため、溶剤の揮散に
よる除去、膜焼付けのみでプラスチック基板上に配向膜
を形成することが可能となっている。
【0011】すなわち、焼成、焼付け温度としては15
0℃〜200℃程度で十分となり、さらに減圧処理を加
えて溶剤沸点を下げることにより、さらなる低温焼成化
が実現でき、したがって、プラスチック基板における液
晶製造工程のMAX温度である配向膜焼成工程におい
て、該プラスチック基板の耐熱温度以下で処理すること
が可能となり、ガラス基板液晶表示素子と同等な電気光
学特性も確保することができる。
【0012】
【実施例】以下実施例について具体的に説明するが、本
発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0013】(実施例)図1にプラスチック基板液晶表
示素子の典型的な概略図を示す。図中の符号は、1は偏
光板、2と4はハードコート、3は基板、5は透明電
極、6はトップコート、7は配向膜、8はシール、9は
液晶である。
【0014】偏光板1は、特定方向に強く振動する光だ
けを透過することを目的に設置されるもので、一般的な
製法はPVAの薄い膜を加熱しながら延伸し、ヨウ素を
大量に含有するHインキと呼ばれる溶液に接触させる。
そして、ヨウ素を吸収して偏光をもつ膜としている。
【0015】ハードコート2、4は、ガスバリア及びI
TOアンダーコート膜の働きをするもので、アクリル
系、エポキシ系、シロキサン系コーティング膜が使用さ
れ、たとえばディップまたはロールコーターで製膜し
て、100℃、30分の焼き付けを行っている。
【0016】基板3は、透明なプラスチック樹脂板で、
エポキシ系またはアクリル系のプラスチック樹脂、ポリ
エーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルテレフタ
レート(PET)、ポリカーボネート(PC)などによ
り作られている。
【0017】透明電極5は、低温スパッタリング法によ
りITO(インジウムティンオキサイド)膜を600〜
2000オングストロームで蒸着膜付けした後、ホトエ
ッチングやレーザー光線を用いるなどの方法によりパタ
ーン化し、電極形状を作成している。
【0018】トップコート6(絶縁膜)は、一般にオー
バーコート処理と呼ばれるもので、基板電極表面に薄い
保護層として設けられている。TiやSiの酸化物が皮
膜として利用され、たとえば印刷方式によりシリカコー
ティング材料(例えば、東京応化工業(株)製 MOF
Ti−Si フィルム)を700〜1400オングス
トロームの膜厚で付着させ、硬度と絶縁性を付与してい
る。さらに、このTiやSiの酸化物にアクリル系樹脂
を合体した皮膜が硬度、絶縁性に加えて可撓性も付加さ
れるのが好ましい。この他トップコート樹脂としては、
アクリル系、エポキシ系樹脂の適用も可能であり、無機
物としてはSiOxの他にSiO2 、TiO2 などやそ
れらの混合物の適用も可能である。
【0019】シール8は、熱融着によってシールするも
ので、材料は無機物としてはガラス、有機物としてはナ
イロン、ポリエステル、ポリイミド、熱硬化エポキシな
どが使用されている。このなかでも熱硬化エポキシを使
用することが好ましい。
【0020】液晶9は、ネマティック、コレステリッ
ク、スメクティック液晶など多数が提案されている。代
表的なものとしても、ノナン酸コレステリンなど多数あ
る。
【0021】配向膜7は、プラスチック基板3上の液晶
分子の配向を一方向に揃えるために使用するものであ
り、上述した手順に従って、上記プラスチック基板3上
にハードコート膜2、4、透明電極5をそれぞれ形成し
た後に形成する。配向膜作成にあたっては、下記の化学
式1に示すような基本化学構造をもつポリエーテルアミ
ドを3〜10wt%の固形分として高沸点溶剤、Nメチ
ルピロリドン(NMP)、γブチルラクトン(GB
L)、ブチルセロソルブアセテートを4:3:3の割合
で混合させたインクを作成する。
【0022】
【化1】
【0023】上述したようにして作成したインクを、オ
フセット印刷により所定のパターンに凸版印刷して、3
00〜800オングストロームの膜厚で膜付けを行う。
焼成は熱風循環オーブンにて、150〜200℃、2時
間の設定で行い焼付け製膜をするが、さらに、上記印刷
後、バキュームオーブンにて、0.1〜0.01tor
r、30分の減圧処理をしてから、150〜200℃の
焼成を行うか、または、上記減圧処理中に、150〜2
00℃の焼成を行うことが、時間短縮のうえでは好まし
い。その条件の詳細としては、0.1torrの減圧下
で30分間放置後、180℃で1時間30分焼成を行い
配向膜を形成するか、または、0.01torrの減圧
下で30分間の処理中に150℃の焼成を行い配向膜を
形成することが良好であると確認できた。(図2参照) その後、上述した手順と同様に、2枚のプラスチック基
板3間に液晶9を封入した後、シール材8で封止するこ
とにより、本実施例のプラスチック基板液晶表示素子は
完成する。
【0024】(比較例1)比較例1においては、従来方
法によって配向膜を作成した。構成要素のうち、配向膜
の作成条件以外については上述した実施例をそのまま適
用した。配向膜の材料としてポリアミック酸を用いて、
250℃で30分間の焼成を行い配向膜を形成した。
【0025】(比較例2)比較例2においても、従来方
法によって配向膜を作成した。構成要素のうち、配向膜
の作成条件以外については上述した実施例をそのまま適
用した。配向膜の材料としてポリアミック酸を用いて、
150℃で30分間の焼成を行い配向膜を形成した。
【0026】本実施例により得られるプラスチック基板
液晶表示素子と、従来技術により得られるプラスチック
基板液晶表示素子の特性を比較して図2に示した。ただ
し、液晶表示素子システム条件として、ラビング角22
0℃、基板PES0.1mmt、セル厚6μmで、シク
ロヘキサン、トラン系の液晶を使用している。
【0027】
【発明の効果】上述してきたように、本発明に従えば、
ポリエーテルアミドを高沸点溶剤に溶解し、その溶剤の
揮散による除去、膜焼付けのみでプラスチック基板上に
配向膜を形成することが可能となっている。
【0028】すなわち、焼成、焼付け温度としては15
0℃〜200℃程度で十分となり、さらに減圧処理を加
えて溶剤沸点を下げることにより、さらなる低温焼成化
が実現でき、したがって、プラスチック基板における液
晶製造工程のMAX温度である配向膜焼成工程におい
て、該プラスチック基板の耐熱温度以下で処理すること
が可能となり、さらに、従来のガラス基板液晶表示素子
と同等な電気光学特性をもつようなプラスチック液晶表
示素子及びその製造方法を提供することが可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、最も典型的なプラスチック基板液晶表
示素子の断面図である。
【図2】図2は、本願実施例と従来技術との各配向膜処
理条件の素子での電気光学特性を比較した図である。
【符号の説明】
1 偏光板 2 ハードコート 3 基板 4 ハードコート 5 透明電極 6 トップコート 7 配向膜 8 シール 9 液晶

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性を有する一対のプラスチック基板
    と、該一対のプラスチック基板の対向する表面上にそれ
    ぞれ形成される透明電極と配向膜とを有し、該一対のプ
    ラスチック基板間に液晶層を介在して構成されるプラス
    チック基板液晶表示素子において、 上記配向膜が、ポリエーテルアミドまたはその誘導体を
    主成分とする被膜からなることを特徴とするプラスチッ
    ク基板液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 透光性を有する一対のプラスチック基板
    と、該一対のプラスチック基板の対向する表面上にそれ
    ぞれ形成される透明電極と配向膜とを有し、該一対のプ
    ラスチック基板間に液晶層を介在して構成されるプラス
    チック基板液晶表示素子において、 ポリエーテルアミドまたはその誘導体を溶剤に溶解させ
    た後、上記プラスチック基板上に印刷し、加熱および/
    または減圧加熱によって上記溶剤のみを除去して、上記
    プラスチック基板耐熱温度以下の焼成により上記配向膜
    を作成したことを特徴とするプラスチック基板液晶表示
    素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936915B1 (ko) * 2003-06-20 2010-01-18 삼성전자주식회사 배향막의 형성방법 및 이에 의하여 제조된 배향막을포함하는 액정표시장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100936915B1 (ko) * 2003-06-20 2010-01-18 삼성전자주식회사 배향막의 형성방법 및 이에 의하여 제조된 배향막을포함하는 액정표시장치

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