JP2002032036A - 表示素子用基板および反射型液晶表示装置 - Google Patents

表示素子用基板および反射型液晶表示装置

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Toshimasa Eguchi
敏正 江口
Hideki Goto
英樹 後藤
Masaru Shibata
勝 柴田
Kazuhiko Yagata
和彦 屋ヶ田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の工程によって作製されていた反射型液
晶表示装置の反射面の製造工程を簡易化すると共に、従
来ガラスで作られていた基板をプラスチック化すること
で、基板自体に反射面をもつ表示素子用プラスチック基
板を提供し、さらにこれを用いた反射型液晶表示装置を
提供する。 【解決手段】 少なくとも1側表面に凹凸形状を有する
事を特徴とする表示素子用プラスチック基板であり、そ
の凹凸形状をエンボスロールまたはラミネートによる転
写によって作製する 。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として反射型液
晶表示装置表示装置に用いられる表示素子用プラスチッ
ク基板および反射型液晶表示装置表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】反射型の液晶表示装置は、これまで消費
電力の半分以上を占めていたバックライトを必要としな
いため、特に携帯機器の表示分野でその高品位化が望ま
れている。この反射型液晶表示装置は、太陽光等の外部
光を表示セルの裏面側基板の上に設けられた反射板によ
り、反射・散乱させてバックライトの代わりとするもの
で、従来はアルミニウム等の反射金属薄膜を樹脂フィル
ムに蒸着したものをガラス基板上に貼って使用してい
た。そしてその反射板は、太陽や周囲の景色の写り込み
を防止するため適度な散乱が必要で、例えば特開平10
−253810号公報に示されるように、表面に凹凸が
設けられており、この凹凸を設けるために微小な凹曲面
を原板に加工し、この凹凸面に硬質金属膜を電鋳し、前
記金属膜を剥がしたレプリカをベースフィルムに転写す
るという、多数の工程によって作製されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に多数の工程によって作製されていた反射型液晶表示装
置の反射面の製造工程を簡易化すると共に、従来ガラス
で作られていた基板をプラスチック化することで、基板
自体に反射面をもつ表示素子用プラスチック基板を提供
し、さらにこれを用いた反射型液晶表示装置を提供する
ことを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は少なく
とも一方の表面に凹凸形状を有することを特徴とする表
示素子用プラスチック基板であり、その凹凸形状をエン
ボスロールまたはラミネートによる転写によって作製す
るものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の表示素子用プラスチック
基板は、従来のガラス基板にプラスチックで作られた反
射板を貼り付けるものではなく、基板そのものに凹凸の
加工をするものである。したがって、従来の方法よりも
製造工程を短縮することができ、基板の多機能化を図る
ことができるため、液晶セルを構成する部品の省略化を
行うことができ、ひいてはコストダウンにつながる。本
発明の凹凸形状は、反射光の指向性から平均表面粗さRa
が0.1〜5μmであり一様且つ不均一に分布している
ことが好ましい。凹面形状であることは反射光の輝度を
高めることができ、またその寸法を不均一とすること
で、干渉縞の発生を抑えることができる。
【0006】本発明の表示素子用プラスチック基板に用
いるプラスチックは、表示素子の製造環境温度に耐えう
る必要があり、そのガラス転移点は160℃以上である
ことが望ましい。例として、ポリエステル、ポリカーボ
ネイト、ノルボルネン、ポリエーテルイミド、ポリアリ
レート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケト
ン、ポリフェニレンスルフィド、シンジオタクチックポ
リスチレン、環状ポリオレフィン及びそのコポリマー、
イミド変性ポリメチルメタクリレート等のイミド変性し
た高分子によるシート等があげられるが、特に限定はし
ない。更に、本発明で用いられる高分子シートは、最終
製品の用途より透明であることが望ましく、全光線透過
率は少なくとも40%以上、好ましくは80%以上であ
る。高分子フィルムは各層の形成に先立ち、各層及び高
分子フィルム相互の密着力を高めるために脱ガス処理、
コロナ放電処理、火炎処理等の表面処理が施されていて
もよい。
【0007】上記プラスチックは、押出成形およびキャ
スティング等の方法でシート化されるが、例えば押出成
形の場合には、冷却ロールにディンプル加工用のエンボ
スロールを使用したり、あるいは成形したプラスチック
シートを加熱したエンボスロールに押し当てることで、
軟化させた状態で凹凸面を転写することができる。ま
た、キャスティングによる場合でも、硬化する前の軟化
した状態で転写させることが望ましい。さらに、本発明
のプラスチックは、成形した高分子シート原反の上にキ
ャスティング、コーティングあるいは各種印刷手法、積
層手法等により、紫外線硬化性樹脂組成物を積層した構
造であっても良い。
【0008】本発明で用いられる紫外線硬化性樹脂組成
物の例を挙げるとアクリレート化合物等を主成分とした
液状の紫外線硬化性樹脂組成物やエポキシ樹脂や不飽和
ポリエステル樹脂を主成分としたシート状の紫外線硬化
性樹脂組成物等である。前者の場合は塗布装置により高
分子シート原反上に塗布し、溶剤を含む場合には乾燥装
置により溶剤を揮発させ、後者の場合には高分子シート
原反上に積層する。
【0009】本発明において表面に紫外線硬化性樹脂組
成物を有した高分子シートを凹凸面を有するラミネート
に密着させて凹凸形状を転写させる際には、その凹凸面
が十分に紫外線硬化性樹脂組成物表面に転写されるよ
う、紫外線硬化性樹脂組成物は軟化または液化していな
ければならない。紫外線硬化性樹脂組成物には、溶剤を
含まなくても室温で軟化しているものや液状のものも有
るが、そうでない場合は密着する前にヒーター等により
加熱を行うか、貼り合わせ時の温度を上げて密着と同時
に軟化させることが必要である。密着させる方法として
は、ニップロールや帯電固定等の方法が挙げられるがこ
れらに限定されるものではない。
【0010】本発明におけるラミネート表面およびエン
ボスロール表面には、平均表面粗さRaが0.1〜5μm
の突起を有することが必要である。このようなラミネー
トとしては、エンボスフィルム、易滑フィルム等で用い
られる製造方法によって得ることができる。たとえば、
突起物として球形粒子を用い、これを含有するプラスチ
ック層を延伸することで、突起物の頭を出させる方式が
考えられ、球形粒子としては、特に限定しないが、架橋
高分子、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、
炭酸カルシウム等を使用することができる。勿論これら
表面に、樹脂との親和性を高めるための表面処理や樹脂
コーティング等を行っても良い。また、前記架橋高分子
としては、これも特に限定しないが、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ジビニルベンゼン、スチレン、フェノー
ル等を挙げることができ、これらの単独あるいは複数の
樹脂の共重合体等の複合物質を用いることができる。こ
れらの球形粒子の大きさは、前記曲率半径と同様の半径
を持つものを使用することが望ましい。これらの球形粒
子は当然粒度分布を持っているので、不均一な曲率半径
を持ち、且つ樹脂との混合を充分に行うことにより樹脂
層内に一様に分布させることができる。こうして作製し
た積層体を延伸すると、樹脂層が引き延ばされて厚みが
薄くなり、球形粒子の頭を出すことができる。この延伸
度合いによって、上記のような平均表面粗さRaが0.1
〜5μmの凸面を持つラミネートを作成することが可能
である。また、特開平11−348219号公報のよう
に、球形粒子を使用せず、メソゲン基を含有する共重合
ポリエステル層と、非液晶性ポリエステル層の2層より
成るラミネートを延伸して作製する方法も考えられる。
【0011】本発明において凹凸面を有するラミネート
のプラスチック材質として、PET等のように紫外線を
透過する透明な材質とすることにより、ラミネート側か
ら高圧水銀灯等の紫外線を照射することにより紫外線硬
化性樹脂組成物を硬化させることができ、これによりラ
ミネートを密着させた状態で前記プラスチック上に紫外
線硬化樹脂層を形成して、凹凸面を有する表示素子用プ
ラスチック基板を製造することができる。また、このラ
ミネートは紫外線照射後に剥離することが可能な為、工
程中での傷付きや異物の付着を防止する保護フィルムと
しての機能も合わせ持つことができる。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例によって説明するが、本
発明は実施例により何ら限定されるものではない。 <実施例>厚さ200μm、表面粗さの最大(Rma
x)が0.3μmのポリエーテルサルホンを高分子シー
ト原反として用い、巻出装置、コーター部、加熱乾燥ゾ
ーン、ラミネートロール、高圧水銀灯、巻取装置を有す
る製造装置を用いて次の加工を行った。まず、紫外線硬
化性樹脂組成物として分子量1540融点70℃のエポ
キシアクリレートプレポリマー(昭和高分子製、VR−
60)100重量部、酢酸ブチル300重量部,セロソ
ルブアセテート100重量部,ベンゾインエチルエーテ
ル2重量部を50℃にて撹拌、溶解して均一な溶液とし
たものをコーター部のグラビヤロールコーターで乾燥前
膜厚5μmで塗布し、加熱乾燥ゾーン中100℃で5分
間加熱して溶媒を除去した。溶媒除去後の紫外線硬化性
樹脂組成物はペースト状の軟化状態であった。続いてニ
ップロールを用いて、Raが0.5μmのラミネートに密
着させて80w/cmの紫外線を照射して紫外線硬化性
樹脂組成物を硬化させ、巻取装置で巻き取って高分子シ
ートを連続的に得た。紫外線の照射時間は10秒間であ
った。また、同様にして、 Raが0.5μmのラミネー
トの代わりにRmax=0.06μmであるラミネート
に密着させて凹凸のない高分子シートを得た。
【0013】これらのラミネートを剥離した後、高分子
シート上に、スパッタリングを行い500Å厚のSiO
2を得た。次に、凹凸のある高分子シートにのみ光を反
射する材質であるアルミニウムを蒸着し、反射面を形成
した。続いて、両シートに透明導電膜として、スパッタ
リングにより、In/In+Snの原子比が0.98で
ある酸化インジウム錫(ITO)からなる透明導電膜を
得た。ITOを成膜後、レジストを塗布して現像し、エ
ッチング液として10vol%HCl、液温40℃中で
パターンエッチングし、対角長さ3インチ、L/S=1
50/50μmの表示パターンを形成した。パターン形
成後、STN用配向膜を塗布し、150℃2hrの焼成
処理を行った後、240度ツイストの配向となるようラ
ビング処理を行った。ラビング処理後、スペーサーを散
布し、シール剤を塗布し、130℃でシール硬化させて
両シートを貼り合わせてセル化し、STN用液晶組成物
を注入した。さらに、偏光板を貼り合わせて反射型液晶
表示装置を作製した。この反射型液晶表示素子は、太陽
光や周囲の景色の写り込みが無く、バックライトなしで
も充分な明るさを維持できた。また、虹模様のような干
渉縞も見られず、良好な表示性能を示した。
【0014】<実施例2>芳香族ポリエーテルスルホン
(住友化学工業(株)製 スミカエクセルPES)を原
料に厚さ200μmのフィルムを押出成形した。この
時、引き取り機の第一ロールに対向させて、Raが2μm
のディンプル形状加工用のエンボスロールを配して、凹
凸形状を転写した。この後、実施例1で用いた紫外線硬
化性樹脂を塗布し、紫外線硬化させた。実施例1と同様
の凹凸のない高分子シートを反射面のない基板とし、S
iO2のスパッタリング以下実施例1と同様の工程に
て、反射型液晶表示装置を作製した。実施例2において
も実施例1と同様、太陽光や周囲の景色の写り込みが無
く、バックライトなしでも充分な明るさを維持できた。
また、虹模様のような干渉縞も見られず、良好な表示性
能を示した。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば従来多数の工程が必要であった反射型液晶表示装置の
反射面側の表示素子基板を容易に作成することができ
る。しかも、ガラス基板を用いず、プラスチック基板と
反射板を一体に作製するため、表示素子のコストダウン
を図ることができ、電子産業上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 屋ヶ田 和彦 東京都品川区東品川2丁目5番8号 住友 ベークライト株式会社内 Fターム(参考) 2H090 JA02 JB02 JB03 JC03 4F209 AA34 AA44L AG01 AG05 AH81 PA03 PA08 PB01 PC05 PQ09 5C094 AA43 AA44 AA45 EB01 EB02 ED11

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方の表面に凹凸形状を有す
    ることを特徴とする表示素子用基板。
  2. 【請求項2】 前記凹凸形状が、平均表面粗さRaが0.
    1〜5μmであり一様且つ不均一に分布してなる凹凸形
    状である請求項1記載の表示素子用基板。
  3. 【請求項3】 前記プラスチックが、ガラス転移点が1
    60℃以上のプラスチックである請求項1または2記載
    の表示素子用基板。
  4. 【請求項4】 前記プラスチックが、ガラス転移点が1
    60℃以上の高分子シート原反上に紫外線硬化性樹脂組
    成物を積層した構造のプラスチックである請求項1また
    は2記載の表示素子用基板。
  5. 【請求項5】 前記凹凸形状が、プラスチックが軟化し
    た状態で転写により付与されてなる凹凸形状である請求
    項1〜4のいずれか1項に記載の表示素子用基板。
  6. 【請求項6】 前記凹凸形状が、エンボスロールを用い
    てプラスチック表面に転写されてなる凹凸形状である請
    求項1〜5のいずれか1項に記載の表示素子用基板。
  7. 【請求項7】 前記凹凸形状が、プラスチック表面にラ
    ミネートを密着させて転写されてなる凹凸形状である請
    求項1〜5のいずれか1項に記載の表示素子用基板。
  8. 【請求項8】 前記ラミネートが、特定波長の紫外線を
    透過し、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射した後に、剥離
    することが可能なラミネートである請求項7記載の表示
    素子用基板。
  9. 【請求項9】 前記ラミネートが、球形粒子を含有する
    プラスチック層のみからなるラミネートである請求項7
    または8記載の表示素子用基板。
  10. 【請求項10】 前記球形粒子が架橋高分子、シリカ、
    アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、炭酸カルシウムの
    いずれかもしくはこれらの混合物よりなる球状粒子であ
    る請求項9記載の表示素子用基板。
  11. 【請求項11】 前記架橋高分子がポリイミド、ポリイ
    ミドアミド、ジビニルベンゼン、スチレン、フェノール
    の各樹脂の単独及び/又は複数の重合体からなる架橋高
    分子である請求項10記載の表示素子用基板。
  12. 【請求項12】 前記ラミネートが、メソゲン基を含有
    する共重合ポリエステル層と非液晶性ポリエステル層の
    少なくとも2層からなるラミネートである請求項7また
    は8記載の表示素子用基板。
  13. 【請求項13】 前記ラミネートが、延伸されてなるラ
    ミネートである請求項7〜11のいずれか1項に記載の
    表示素子用基板。
  14. 【請求項14】 プラスチック基板の凹凸形状を有する
    面に、光を反射する材質からなる層が積層されてなるこ
    とを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の
    表示素子用基板。
  15. 【請求項15】 請求項1〜14のいずれか1項に記載
    の表示素子用基板を用いることを特徴とする反射型液晶
    表示装置。
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