JP3766090B2 - 液晶表示装置の作製方法 - Google Patents

Description

本明細書で開示する発明は、可撓性を有するフィルム基板を用いた液晶表示装置の作製方法に関する。また、本明細書で開示する発明は、可撓性を有するフィルム基板を用いた液晶表示装置に関する。

薄く小型軽量な表示装置（ディスプレイ）として、液晶電気光学装置が知られている。液晶電気光学装置は、数μｍ程度の間隔を有して配置された一対の基板間に液晶を挟んで保持した構成を有している。基板としては、可視光を透過する光学特性を有していることが必要とされるので、一般にはガラス基板が利用されている。ガラス基板が利用されるのは、必要とする光学特性を有しており、さらに加えて低コストであるという理由による。

液晶電気光学装置に求められる技術的な要求事項としては、
・小型軽量化
・生産コストを削減しその生産性を向上させる。
といったものがある。

上記事項において、小型軽量化というのは、より薄くし、その重量を軽量化するということである。上記のような要求事項を満足する構成として、基板として透光性を有する樹脂基板（一般にプラスチック基板とも称される）を用いる構成が知られている。

樹脂基板を用いた場合、小型軽量化という要求事項を満たすことができる。また、基板自体が可撓性を有しているので、物理的な応力が加わる状態や、湾曲した状態において使用できる。このような状態での利用は、液晶電気光学装置の応用範囲をさらに広げることができる。

しかし基板として樹脂基板を利用した場合であっても、生産コストを削減しその生産性を向上させるという要求事項は満たされるものではない。

そこで、本明細書で開示する発明は、特に可撓性の基板を用いて構成された液晶電気光学装置において、その生産コストが低く、加えてその生産性が高い技術を提供することを課題とする。

本明細書で開示する発明の一つは、
可撓性を有する第１の基板が巻き取られた第１のロールと、
可撓性を有する第２の基板が巻き取られた第２のロールと、
前記第１の基板の表面上に液晶層を形成する手段と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを張り合わせる手段と、
を有することを特徴とする。

上記構成を有する具体的な構成を図１に示す。図１において、１１９が可撓性を有する第１の基板２０６が巻き取られた第１のロールである。また、１０１が可撓性の第２の基板２０１が巻き取られた第２のロールである。また、１３５が第１の基板２０６の表面上に液晶層を形成するための液晶の滴下装置である。また、１組のロール１３７と１３８とが、第１の基板と第２の基板とを張り合わせる手段である。

可撓性を有する基板としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエチレンサルファイル）、ポリイミドから選ばれたものを用いることができる。

他の発明の構成は、
ロールに巻き取られた可撓性を有する第１の基板と第２の基板との間に液晶を挟み込み、長尺を有する液晶セルを形成することを特徴とする。

他の発明の構成は、
ロールに巻き取られた可撓性を有する基板上に、
配向膜を印刷する工程と、
配向処理を施す工程と、
スペーサーを散布する工程と、
シール材を印刷する工程と、
を連続的に施すことを特徴とする。

上記構成の具体的な例を図１に示す。図１に示すシステムでは、ロール１１９に巻き取られた可撓性を有する基板２０６の上にロール１２７と１２８とによって配向膜２０９を形成し、さらにスペーサ２１１を散布し、さらに印刷法によりシール材２１２を形成する。

可撓性を有する液晶セルを作製する際に、ロールに巻き取れた可撓性を有する基板を用いることにより、連続的に液晶セルを生産することができる。

本実施例では、可撓性を有する樹脂基板を用いた液晶電気光学装置を連続的に生産することのできる生産システムを示す。図１に本実施例で示す生産システムの概要を示す。図１に示すシステムは、液晶電気光学装置を構成する基板として、ロール１０１と１１９とに巻き取られた可撓性を有する樹脂基板を用いたものを得るためのものである。

まず最初にロール１１９に巻き取られた樹脂基板の工程について説明する。ここでは、ロール１１９に巻き取られている樹脂基板としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いる例を示す。

まず、ロール１１２から送りだされたＰＥＴフィルム２００の表面上にＲＧＢの３色のカラーフィルタ２０３を印刷法によって形成する。このＰＥＴフィルム２００は、カラーフィルタを構成するための基体として機能する。カラーフィルタの形成は、３組のロール１１３によって行われる。なお作製する液晶表示装置がモノクロの場合は、この３組のロールは必要ない。

カラーフィルタが形成された後は、ロール１１５に巻き取られた保護フィルム２０５を先に形成したカラーフィルタ２０３を覆うようにして形成する。さらにカラーフィルタが形成された裏面側に、ロール１１６に巻き取られた粘着フィルム２０４を接着する。これらの工程は、一対の加圧ロール１１７と１１８とによって行われる。

次にロール１１９に巻き取られた基板となるＰＥＴフィルム２０６が先の粘着フィルムを介して接着される。この接着は１組の加圧ロール１２０と１２１とで行われる。

そしてロール１２３によって保護フィルム２０５が剥離され、ロール１２２に巻き取られる。

さらに１組のロール１２３と１２４とによって、オーバーコート膜２０７が印刷法によって形成される。このオーバーコート膜２０７は、カラーフィルタの形成によって凹凸となった表面を平坦化するためのものである。このオーバーコート膜２０７を構成する材料としては、透光性を有する樹脂材料を用いればよい。

さらに１組のロール１２５と１２６とを用い、印刷法により必要とするパターンに電極２０８を形成する。この印刷法による電極の形成は、導電性のインクを用いて行われる。

さらに１組のロール１２７と１２８とによって、配向膜２０９が印刷法でもって形成される。そして加熱炉１２９を通過することによって焼成される。この焼成が行われることにより、配向膜２０９は焼き固められ２１０となる。

さらにロール１３０と１３１との間を通過することによって、配向膜２０９の表面にラビングがなされる。こうして配向処理が行われる。

次にスペーサー散布器１３２からスペーサーが散布され、配向処理が成された配向膜２１０上にスペーサー２１１が配置される。

そしてシール材（図示せず）を印刷法によって形成する。シール剤は、対向する基板同士を接着するためと、液晶が一対の基板間から漏れ出ないようにするためのものである。

この後、液晶滴下装置１３５を用いて液晶の滴下を行い、液晶層２１２を形成する。こうして、一方の基板側が完成する。以上の工程は、各ロールが回転することにより、連続的に進行していく。

以下に他方の基板側の作製工程を示す。ロール１０１から送りだされたＰＥＴフィルム２０１上にまず１対のロール１０２と１０３とによって、所定のパターンに電極２１３を形成する。さらに１対のロール１０４と１０５とによって、配向膜２１４が印刷法により形成される。そして加熱炉１０８で焼成されることにより、焼き固められた配向膜２１５が形成される。この後、基板は１対のロール１０９と１１０との間を経由してセル組を行うためのロール１３７と１３８に導かれる。

以上説明した工程により、１対のＰＥＴフィルム上に液晶セルを構成するための構成が形成される。そしてこれら１対のＰＥＴフィルムを１対のロール１３７と１３８との間を通すことにより張り合わせる。基板同士の貼り合わせは、シール材によって行われる。

その後、加熱炉１３９において加熱が行われることによって、シール材が硬化し、基板同士の張り合わせが完了する。さらにカッター１５０によって所定の寸法に切断することにより、液晶セルが完成する。

以上の工程は、各ロールが回転することにより、連続的に行われる。そしてカッター１５０によって切断することによって、液晶セルが次々と生産されることとなる。

本実施例では、パッシブ型の液晶セルを作製する例を示した。しかし非線型素子や薄膜トランジスタを印刷法により同時に作製していくことにより、アクティブ型の液晶セルを作製することもできる。

液晶電気光学装置の作製を行うシステムの概要を示す。

符号の説明

１０１ カラーフィルタの基体となる樹脂基板が巻き取られたロール
２００ カラーフィルタの基体となる樹脂基板
１１３ カラーフィルタを印刷法で形成するためのロール
２０３ カラーフィルタ
１１５ 保護フィルムが巻き取られたロール
２０５ 保護フィルム
１１７ 加圧用ロール
１１８ 加圧用ロール
１１９ 樹脂基板が巻き取られたロール
２０６ 樹脂基板
１２０ 加圧用ロール
１２１ 加圧用ロール
１２３ 保護フィルムの剥離用のロール
１２２ 保護フィルムが巻き取られるロール
１２３ オーバーコート剤を印刷するためのロール
１２４ オーバーコート剤を印刷するためのロール
２０７ オーバーコート膜
１２５ 電極を形成するためのロール
１２６ 電極を形成するためのロール
２０８ 電極
１２７ 配向膜を形成するためのロール
１２８ 配向膜を形成するためのロール
２０９ 配向膜
１２９ 加熱炉
２１０ 焼成された配向膜
１３０ ラビング（配向処理）を行うためのロール
１３１ ラビング（配向処理）を行うためのロール
１３２ スペーサーを散布する手段
１３３ シール印刷を行うためのロール
１３４ シール印刷を行うためのロール
２１２ シール材
１３５ 液晶を滴下する手段
１３７ セル組を行うためのロール
１３８ セル組を行うためのロール
１３９ 加熱炉
１５０ カッター
１０１ 樹脂基板が巻き取られたロール
２０１ 樹脂基板
１０２ 印刷法により電極を形成するためのロール
１０３ 印刷法により電極を形成するためのロール
２１３ 電極
１０４ 印刷法により配向膜を形成するためのロール
１０５ 印刷法により配向膜を形成するためのロール
２１４ 配向膜
１０８ 加熱炉
２１５ 焼成された配向膜

Claims (13)

1. 第１のロールから送り出された第１の可撓性基板の一方の面にカラーフィルタを形成し、
   第２の１組の加圧ロールによって、前記第１の可撓性基板の他方の面に粘着フィルムを接着すると同時に前記カラーフィルタを覆うように保護フィルムを形成し、
   第３の１組の加圧ロールによって、前記粘着フィルムを介して、第４のロールから送り出された第２の可撓性基板と前記第１の可撓性基板を貼り合わせた後、前記保護フィルムを第５のロールによって剥離し、
   前記保護フィルムが剥離された前記カラーフィルタ上にオーバーコート膜を形成し、
   前記オーバーコート膜上に印刷法により電極パターンを形成し、
   前記電極パターン上に液晶を滴下して液晶層を形成し、
   前記液晶層を挟み込むように前記第１の可撓性基板と第３の可撓性基板を貼り合わせることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
2. 第１のロールから送り出された第１の可撓性基板の一方の面にカラーフィルタを形成し、
   第２の１組の加圧ロールによって、前記第１の可撓性基板の他方の面に粘着フィルムを接着すると同時に前記カラーフィルタを覆うように保護フィルムを形成し、
   第３の１組の加圧ロールによって、前記粘着フィルムを介して、第４のロールから送り出された第２の可撓性基板と前記第１の可撓性基板を貼り合わせた後、前記保護フィルムを第５のロールによって剥離し、
   前記保護フィルムが剥離された前記カラーフィルタ上にオーバーコート膜を形成し、
   前記オーバーコート膜上に印刷法により電極パターンを形成し、
   前記電極パターン上に印刷法により配向膜を形成し、
   前記配向膜を加熱し、
   前記配向膜の表面をラビングし、
   前記配向膜の表面にスペーサーを配置し、
   前記スペーサーを配置した後に、シール材を形成し、
   前記シール材を形成した後に、前記スペーサーが配置された前記配向膜上に液晶を滴下して液晶層を形成し、
   前記第１の可撓性基板と第３の可撓性基板の基板とを第６の１組のロールの間を通した後、前記シール材を硬化させることにより、前記液晶層を挟み込むように前記第１の可撓性基板と前記第３の可撓性基板を貼り合わせ、
   貼り合わされた前記第１の可撓性基板と前記第３の可撓性基板を複数に切断することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
3. 第１のロールから送り出された第１の可撓性基板の一方の面にカラーフィルタを形成し、
   第２の１組の加圧ロールによって、前記第１の可撓性基板の他方の面に粘着フィルムを接着すると同時に前記カラーフィルタを覆うように保護フィルムを形成し、
   第３の１組の加圧ロールによって、前記粘着フィルムを介して、第４のロールから送り出された第２の可撓性基板と前記第１の可撓性基板を貼り合わせた後、前記保護フィルムを第５のロールによって剥離し、
   前記保護フィルムが剥離された前記カラーフィルタ上にオーバーコート膜を形成し、
   前記オーバーコート膜上に印刷法により第１の電極パターンを形成し、
   前記第１の電極パターン上に液晶を滴下して液晶層を形成することにより、一方の基板を形成し、
   第３の可撓性基板上に印刷法により第２の電極パターンを形成することにより、他方の基板を形成し、
   前記液晶層を挟み込むように前記一方の基板と前記他方の基板を貼り合わせることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
4. 第１のロールから送り出された第１の可撓性基板の一方の面にカラーフィルタを形成し、
   第２の１組の加圧ロールによって、前記第１の可撓性基板の他方の面に粘着フィルムを接着すると同時に前記カラーフィルタを覆うように保護フィルムを形成し、
   第３の１組の加圧ロールによって、前記粘着フィルムを介して、第４のロールから送り出された第２の可撓性基板と前記第１の可撓性基板を貼り合わせた後、前記保護フィルムを第５のロールによって剥離し、
   前記保護フィルムが剥離された前記カラーフィルタ上にオーバーコート膜を形成し、
   前記オーバーコート膜上に印刷法により第１の電極パターンを形成し、
   前記第１の電極パターン上に印刷法により第１の配向膜を形成し、
   前記第１の配向膜を加熱し、
   前記第１の配向膜の表面をラビングし、
   前記第１の配向膜の表面にスペーサーを配置し、
   前記スペーサーを配置した後に、シール材を形成し、
   前記シール材を形成した後に、前記スペーサーが配置された前記第１の配向膜上に液晶を滴下して液晶層を形成することにより、一方の基板を形成し、
   第３の可撓性基板上に印刷法により第２の電極パターンを形成し、
   前記第２の電極パターン上に印刷法により第２の配向膜を形成することにより、他方の基板を形成し、
   前記一方の基板と前記他方の基板とを第６の１組のロールの間を通した後、前記シール材を硬化させることにより、前記液晶層を挟み込むように前記一方の基板と前記他方の基板を貼り合わせ、
   貼り合わされた前記一方の基板と前記他方の基板とを複数に切断することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
5. 請求項２において、前記配向膜は１組のロールを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
6. 請求項１、２、５のいずれか一項において、前記電極パターンは１組のロールを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
7. 請求項１、２、５、６のいずれか一項において、前記電極パターンは導電性のインクを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
8. 請求項４において、前記第１及び第２の配向膜はそれぞれ、１組のロールを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
9. 請求項３、４、８のいずれか一項において、前記第１及び第２の電極パターンそれぞれは、１組のロールを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
10. 請求項３、４、８、９のいずれか一項において、前記第１の電極パターンは導電性のインクを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項において、前記カラーフィルタは３組のロールを用いて形成され、前記オーバーコートは１組のロールを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
12. 請求項２、４、５乃至１１のいずれか一項において、前記シール材は１組のロールを用いて形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項において、前記第１の可撓性基板、前記第２の可撓性基板、及び前記第３の可撓性基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、またはポリイミドでなる基板であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。

Images