JPH1054980A - プラスチックフィルム液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示品位に優れたスーパーツイステッドネマ
ティック型のプラスチックフィルム液晶表示素子を提供
する。 【解決手段】 液晶表示素子１の透明基板２、３は、透
明熱硬化性のアクリル系樹脂を研磨ガラスで平坦に作っ
た成形型を用いて成形したプラスチックフィルム基板で
ある。基板の厚みが０．２ｍｍｔでありながら、基板の
厚みにばらつきがない。また、基板に腰があるため、取
扱いが容易である。この透明基板２、３の背向、および
対向する表面にはハードコート層４、５や配向膜１２、
１３などが形成されている。液晶表示素子１は、十分な
平坦性を持つ基板から構成されているため、表示品位に
優れたスーパーツイステッドネマティック型の液晶表示
素子とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックフィ
ルム液晶表示素子に関し、たとえば軽量薄型化の要求の
強い電子手帳、パーソナルコンピュータ、ワードプロセ
ッサなどのディスプレイとして好適に使用されるスーパ
ーツイステッドネマティック型のプラスチックフィルム
液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示素子では、その基板とし
てガラス基板が用いられている。液晶表示素子の製造工
程中に処理温度が３００〜５００℃に達する工程があ
り、その温度に耐えられる材料としてガラス基板が好適
であるからである。

【０００３】近年、製造工程および材料の開発が進むに
つれて処理温度をある程度下げた製造工程が可能とな
り、したがってガラス基板よりも軽くて薄いプラスチッ
クフィルム基板が用いられつつある。たとえば、光学異
方性のないポリエーテルスルホン（以下、ＰＥＳと略称
する）フィルム基板がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プラスチックフィルム
基板としては、光学異方性がないか配慮できること、耐
熱性、耐溶剤性、ガスバリア性、表面平坦性、寸法安定
性、透光性を備えていることなどの要求項目を満たす必
要がある。上記したＰＥＳ基板はこれらの要求項目を満
たしている。

【０００５】しかしながらＰＥＳフィルム基板には、以
下のような欠点がある。

【０００６】安定供給できるフィルムの厚みが０．１ｍ
ｍｔであるため、フィルム自体に腰がなく、取扱いが困
難であり、液晶表示素子を組立てるときに変形を起こし
やすく、平坦性が得られにくい。したがって、高い平坦
性が要求されるスーパーツイステッドネマティック型の
液晶表示素子の基板としては満足のできるものではな
い。

【０００７】仮にフィルムの厚みを０．１ｍｍｔ以上に
形成したとしても基板に筋が入りフィルムの厚みにばら
つきが生じたりする。また、基板を０．１ｍｍｔ以上に
形成すると基板のリターデーションが増大する。通常、
液晶表示素子のリターデーションは、予め表示品位が最
適なものとなるように予め定められる特定の範囲内に設
定されており、このリターデーションは液晶層が持つリ
ターデーションと基板が持つリターデーションとによっ
て決定される。ところが、基板のリターデーションが増
大すると液晶表示素子全体としてのリターデーションも
増大し、前述した設定範囲を超えてしまうと色付き現象
などが生じ、液晶表示装置の表示品位に悪影響を及ぼ
す。

【０００８】また、耐熱性が最大１５０℃のために、液
晶表示素子の構成材料の低温焼成化が必要となる。した
がって、配向膜など比較的高温処理によって形成される
材料にとっては、このような温度条件は厳しい制約とな
る。

【０００９】さらに、温度や湿度による影響を受けやす
いため、寸法安定性に欠ける。

【００１０】本発明は、以上のような問題点に鑑みなさ
れたものであって、表示品位に優れたスーパーツイステ
ッドネマティック型のプラスチックフィルム液晶表示素
子を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
プラスチックフィルム液晶表示素子は、一対のプラスチ
ックフィルム基板間に液晶層を介在したプラスチックフ
ィルム液晶表示素子において、前記基板が透光性を有
し、熱硬化性であって、厚さ０．２〜１．０ｍｍのアク
リル系樹脂から成り、スーパーツイステッドネマティッ
ク型であることを特徴としている。

【００１２】また、請求項２記載のプラスチックフィル
ム液晶表示素子は、一対のプラスチックフィルム基板間
に液晶層を介在したプラスチックフィルム液晶表示素子
において、前記基板が透光性を有し、厚さ０．２〜１．
０ｍｍのエポキシ系樹脂から成り、スーパーツイステッ
ドネマティック型であることを特徴としている。

【００１３】本発明によれば、プラスチックフィルム基
板の材料として透光性を有する熱硬化性のアクリル系樹
脂を用いる。このアクリル系樹脂を用いることによっ
て、ＰＥＳ基板のように筋が入り、厚みにばらつきが生
じたりすることなく、０．２〜１．０ｍｍ、たとえば
０．２ｍｍｔの厚みで基板を製造することができる。こ
のため、基板自体の腰が強くなり、取扱いが容易となる
ことから、枚葉処理が可能となり、ガラス基板を用いて
液晶表示素子を製造する製造ラインを利用することも可
能となる。また、リターデーションが微少であるため液
晶層のリターデーションに影響を及ぼすことがなく、表
示品位が向上する。さらに、耐熱性が向上されるので、
配向膜などの形成時における処理温度条件の制約が緩和
され、より高温度での加工を可能とすることができる。
また、温度や湿度による影響を受けにくいため、寸法安
定性がよい。

【００１４】また本発明によれば、プラスチックフィル
ム基板の材料として透光性を有するエポキシ系樹脂を用
いる。このエポキシ系樹脂を用いることによって、ＰＥ
Ｓ基板のように筋が入ったり、厚みにばらつきが生じた
りすることなく、０．２〜１．０ｍｍ、たとえば０．２
ｍｍｔの厚みで基板を製造することができる。このた
め、基板自体の腰が強くなり、取扱いが容易となること
から、枚葉処理が可能となり、ガラス基板を用いて液晶
表示素子を製造する製造ラインを利用することも可能と
なる。また、リターデーションが微少であるため、液晶
層のリターデーションに影響を及ぼすことがなく、表示
品位が向上する。さらに、耐熱性が向上されるので、配
向膜などの形成時における処理温度条件の制約が緩和さ
れ、より高温度での加工を可能とすることができる。ま
た、温度や湿度による影響を受けにくいため、寸法安定
性がよい。

【００１５】スーパーツイステッドネマティック型の液
晶表示素子においては、液晶層の厚み、所謂セルギャッ
プの均一性が重要であり、セルギャップにばらつきがあ
ると表示色むらが発生して不良品となってしまうため、
高精度のセルギャップの均一性が要求される。したがっ
て、表示品位に優れたスーパーツイステッドネマティッ
ク型のプラスチックフィルム液晶表示素子を得るために
は、基板の厚みにばらつきがないことが特に重要であ
り、熱硬化性のアクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を
用いれば、０．２〜１．０ｍｍの厚さに形成しても厚み
にばらつきがない基板を得ることが可能となる。

【００１６】また、熱硬化性のアクリル系樹脂やエポキ
シ系樹脂から成るプラスチックフィルム基板は成形型に
よって作製される。これによって、成形後、改めて基板
サイズ等を調整するにあたって、カッタ等を用いる切断
工程のように、完成したプラスチックフィルム基板に負
荷をかけ、変形を生じさせるおそれのある工程を省略す
ることができるので、精度良くプラスチックフィルム基
板を作製できる。

【００１７】また、熱硬化性のアクリル系樹脂やエポキ
シ系樹脂から成るプラスチックフィルム基板を作製する
成形型を研磨ガラスによって形成する。この成形型によ
って成形すると、プラスチックフィルム基板の表面を研
磨ガラスなみの精度に仕上げることができるので、成形
後に改めて表面を研磨する工程を省略できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
プラスチックフィルム液晶表示素子１の構成を示す断面
図である。図１を参照して、液晶表示素子１は、一対の
透光性を有する透明基板２、３を有しており、透明基板
２、３の背向する表面に、それぞれたとえば傷防止のた
めに、ハードコート層４、５としてエポキシ系樹脂、ア
クリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、オル
ガノシリコン系樹脂または無機酸化物を３０００〜６０
００Åの膜厚でスピンナー塗布によって膜付けする。
（または、ディップ法によって、透明基板２、３の両面
に２〜３μｍの膜厚で膜付けする。）この膜付け後、１
００〜１５０℃にて焼付け処理を行う。

【００１９】透明基板２、３の対向する表面には、アン
ダーコート層６、７としてＳｉＯ_Xを１５０〜１０００
Åの膜厚に蒸着して、さらにこの上に透明導電膜８、９
としてＩＴＯ（インジウム酸化錫）を膜厚約１５００Å
にスパッタ蒸着して形成する。さらにこの上にトップコ
ート層１０、１１およびポリイミドを約５００Åになる
ようにスピンコートまたは印刷した配向膜１２、１３を
形成する。次に、液晶材料１４を注入し、シール部材１
５で封止し、さらに外方側表面に偏光板１６、１７を積
層して液晶表示素子１を形成する。

【００２０】この透明基板２、３は、熱硬化性のアクリ
ル系樹脂から成り、厚みは０．２〜１．０ｍｍｔ、たと
えば０．２ｍｍｔに選ばれる。

【００２１】前述のように、アクリル系樹脂で形成して
いるため、基板の厚みをたとえば０．２ｍｍｔとしても
ＰＥＳ基板のように筋が入り、厚みにばらつきが生じる
ことがなく、また腰があるため取扱いが容易となり、枚
葉処理も可能となる。したがって、液晶表示素子１を組
立てるときに変形を起こしたりすることがなく、十分な
平坦性を得ることができるとともに、ガラス基板を用い
て液晶素子を製造する製造ラインを利用することも可能
となる。

【００２２】また、リターデーションが微少であるた
め、透明基板２、３を厚く形成しても、液晶層のリター
デーションに影響を与えることはなく、液晶表示素子１
の表示品位が劣化することがない。さらに、透明基板
２、３は耐熱性があるため、たとえば高温処理が必要な
配向膜１２、１３などの液晶表示素子１の構成材料の選
択幅が広がる。また、透明基板２、３は温度や湿度によ
る影響を受けにくいため、寸法安定性がよい。

【００２３】さらに、成形の型を研磨ガラスで平坦に作
り、この型を用いて成形すると透明基板２、３の表面を
研磨ガラスなみの精度に仕上げることができるので、成
形後に改めて表面を研磨する工程を省略することができ
る。

【００２４】図２は、本発明の他の実施例であるプラス
チックフィルム液晶表示素子１８の構成を示す断面図で
ある。なお本実施例は、前述の図１の実施例と類似して
おり、同一の構成には同一の参照符号を付す。本実施例
の特徴は、液晶表示素子１８における透明基板２、３の
背向する表面に、液晶層内へ酸素や水蒸気などのガスが
進入することを防ぐガスバリア層１９、２０を形成した
ことである。このガスバリア層１９、２０は、使用環境
に応じ、より耐通気性が要求される場合に適宜形成され
るものであり、ポリビニルアルコールなどによって形成
される。

【００２５】さらに、他の実施例として、図１に示す液
晶表示素子１の透明基板２、３をエポキシ系樹脂で形成
する。

【００２６】このように、エポキシ系樹脂で基板を形成
しているため、基板の厚みをたとえば０．２ｍｍｔとし
てもＰＥＳ基板のように筋が入り、厚みにばらつきが生
じることがなく、また腰があるため取扱いが容易とな
り、枚葉処理も可能となる。したがって液晶表示素子１
８を組立てるときに変形を起こしたりすることがなく、
十分な平坦性を得ることができるとともに、ガラス基板
を用いて液晶素子を製造する製造ラインを利用すること
も可能となる。

【００２７】また、リターデーションが微少であるた
め、透明基板２、３を厚く形成しても、液晶層のリター
デーションに影響を与えることはなく、液晶表示素子１
８の表示品位が劣化することがない。さらに、透明基板
２、３は耐熱性があるため、たとえば高温処理が必要な
配向膜１２、１３などの液晶表示素子１８の構成材料の
選択幅が広がる。また、透明基板２、３は温度や湿度に
よる影響を受けにくいため、寸法安定性がよい。

【００２８】さらに、成形の型を研磨ガラスで平坦に作
り、この型を用いて成形すると透明基板２、３の表面を
研磨ガラスなみの精度に仕上げることができるので、成
形後に改めて表面を研磨する工程を省略することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板材
料として透光性を有する熱硬化性のアクリル系樹脂を用
いるので、以下のような効果が得られる。

【００３０】基板の厚みにばらつきを生じることなく
０．２〜１．０ｍｍｔの基板厚が確保でき、基板自体の
腰が強くなって取扱いが容易となるため、液晶表示素子
を組立てるときでも変形を起こしたりせず、十分な平坦
性が得られるので、スーパーツイステッドネマティック
型のプラスチックフィルム液晶表示素子の提供が可能と
なる。

【００３１】さらに、基板を０．２〜１．０ｍｍｔに形
成してもリターデーションが微少であるため、液晶表示
装置の表示品位が向上する。また、耐熱性があるため、
配向膜などの形成時における処理温度条件の制約が緩和
され、より高温度での加工が可能となる。よって、配向
膜などの液晶表示素子の構成材料の選択幅が広がる。さ
らに、ＰＥＳに比べて温度や湿度による影響を受けにく
いため、寸法安定性を確保したプラスチックフィルム液
晶表示素子の提供が可能となる。

【００３２】また、本発明によれば、基板材料として透
光性を有するエポキシ系樹脂を用いるので、以下のよう
な効果が得られる。

【００３３】基板の厚みにばらつきを生じることなく
０．２〜１．０ｍｍｔの基板厚が確保でき、基板自体の
腰が強くなって取扱いが容易となるため、液晶表示素子
を組立てるときでも変形を起こしたりせず、十分な平坦
性が得られるので、スーパーツイステッドネマティック
型のプラスチックフィルム液晶表示素子の提供が可能と
なる。

【００３４】さらに、基板を０．２〜１．０ｍｍｔに形
成してもリターデーションが微少であるため、液晶表示
装置の表示品位が向上する。また、耐熱性があるため、
配向膜などの形成時における処理温度条件の制約が緩和
され、より高温度での加工が可能となる。よって、配向
膜などの液晶表示素子の構成材料の選択幅が広がる。さ
らに、ＰＥＳに比べて温度や湿度による影響を受けにく
いため、寸法安定性を確保したプラスチックフィルム液
晶表示素子の提供が可能となる。

【００３５】また、熱硬化性のアクリル系樹脂およびエ
ポキシ系樹脂から成るプラスチックフィルム基板を成形
型によって作製することで、従来のプラスチックフィル
ム基板の製造工程における成形後の基板サイズの調整等
の工程を省略することができる。

【００３６】また、熱硬化性のアクリル系樹脂およびエ
ポキシ系樹脂から成るプラスチックフィルム基板を研磨
ガラスによって形成された成形型によって作製すること
で、プラスチックフィルム基板の表面を研磨ガラスなみ
の精度に仕上げることができる。これによって、成形後
に改めて基板表面を研磨する工程を省略することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるプラスチックフィルム
液晶表示素子１の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施例であるプラスチックフィル
ム液晶表示素子１８の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１８ 液晶表示素子 ２、 ３ 透明基板 ４、 ５ ハードコート層 ６、 ７ アンダーコート層 ８、 ９ 透明導電膜 １０、１１ トップコート層 １２、１３ 配向膜 １４ 液晶材料 １５ シール部材 １６、１７ 偏光板 １９、２０ ガスバリア層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩本 誠 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 磯畑 恭平 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のプラスチックフィルム基板間に液
   晶層を介在したプラスチックフィルム液晶表示素子にお
   いて、 前記基板が透光性を有し、熱硬化性であって、厚さ０．
   ２〜１．０ｍｍのアクリル系樹脂から成り、スーパーツ
   イステッドネマティック型であることを特徴とするプラ
   スチックフィルム液晶表示素子。
2. 【請求項２】 一対のプラスチックフィルム基板間に液
   晶層を介在したプラスチックフィルム液晶表示素子にお
   いて、 前記基板が透光性を有し、厚さ０．２〜１．０ｍｍのエ
   ポキシ系樹脂から成り、スーパーツイステッドネマティ
   ック型であることを特徴とするプラスチックフィルム液
   晶表示素子。