JPH05303104A - 液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程の簡略化を図るとともに、気泡の噛
み込みを防止した高品質の液晶素子を得る。 【構成】 プラスチック基板を用いた液晶素子の製造方
法であって、一方のプラスチック基板１０を長尺フィル
ム状とするとともに、他方のプラスチック基板２０を短
尺フィルム状とし、かつ、長尺フィルム基板１０に液晶
材を塗布し、次いでこの長尺フィルム基板１０の所定の
位置に短尺フィルム基板２０を積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種表示機器及び情報
表示装置等に使用可能な、プラスチック基板を用いた液
晶素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック基板を用いた液晶素子（プ
ラスチック液晶素子）は、軽量で薄型であり、安全性に
も優れていることから、近年、ガラス基板を用いた液晶
素子に代って研究，実用化が進められている。ここで、
プラスチック基板の製造は、従来のガラス基板と同様
に、予め所定寸法に裁断された短尺フィルムを用いて加
工するのが一般的である。また、プラスチック液晶素子
の製造も従来のガラス基板を用いた液晶素子と同様に、
上下基板を貼り合せた後に、液晶を注入して製造する方
法が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たプラスチックにおけるプラスチック基板を、ガラス基
板と同様に短尺フィルム状にして加工する場合には、製
造工程が非常に複雑となるとともに、プラスチック基板
の端部がカールしてＩＴＯが断裂したり、基板の貼り合
せ時に空気を噛み込んでうねりを生じたりする問題があ
る。また、上下基板を貼り合せた後に液晶を注入する方
法は、真空吸引装置等の大型設備を必要とするととも
に、真空チャンバーの容積から注入可能な基板の大きさ
に限界があり、大面積の液晶素子を得ることができない
という問題がある。

【０００４】一方、プラスチックの液晶材として強誘電
性液晶を用いたものが近年実用化されつつあるが、この
強誘電性液晶を用いた液晶素子は、強誘電性液晶の粘性
が高いことから、塗布法による製膜が試みられている。
この塗布法による場合は、二枚の長尺フィルム状のプラ
スチック基板の少なくとも一方に液晶材や接着剤を塗布
し、その後、これら基板を積層して液晶素子を製造する
ものであり、製造工程が簡単である。しかし、長尺フィ
ルム状のプラスチック基板どうしを積層する場合は、外
部回路との接続用の電極端部を取り出すことが困難とな
るため、積層工程までは簡略化されるものの、それ以後
の後処理工程が複雑になり、さらには長尺フィルムどう
しの位置合せ及び修正が非常に面倒になるという問題が
ある。すなわち、上下のプラスチック基板を短尺フィル
ムどうしとすると、積層工程までが複雑化するととも
に、電極端部取り出し加工時にＩＴＯの断裂等といった
問題があり、長尺フィルムどうしとすると後処理工程が
複雑化するという問題がある。

【０００５】本発明は上記の問題点にかんがみてなされ
たものであり、長尺フィルム状のプラスチック基板と短
尺フィルム状のプラスチック基板との組合せによって、
基板の積層工程までの工程の簡略化と、積層工程以後の
後処理の簡略化を同時に実現し、プラスチックの製造工
程の全体を簡略化できるようにした液晶素子の製造方法
の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のプラスチック基板を用いた液晶素子の製造
方法は、一方のプラスチック基板を長尺フィルム状とす
るとともに、他方のプラスチック基板を短尺フィルム状
とし、かつ、これら長尺フィルム状の基板と短尺フィル
ム状の基板の位置合せを行なった後、両基板を積層して
液晶素子とし、好ましくは、他方の短尺フィルム状プラ
スチック基板として、長尺フィルム状のプラスチック基
板を裁断しながら供給するか、あらかじめ枚葉フィルム
状に形成したプラスチック基板を搬送して供給するよう
にし、また長尺フィルム状基板と短尺フィルム状基板の
積層を仮圧着工程と本圧着工程を介して行ない、かつ長
尺フィルム状プラスチック基板に強誘電性液晶等の液晶
材を塗布する方法としてある。

【０００７】以下、本発明における液晶素子の製造方法
について詳細に説明する。図１は本発明の液晶素子製造
方法の好適な一例を説明するための説明図である。同図
において、１０は液晶素子を構成する一方のプラスチッ
ク基板で、図示してないが、液晶材と接触する側に電極
を設けるとともに、電極と反対側には必要に応じ偏光材
を積層してある。また、２０は液晶素子を構成する他方
のプラスチック基板であり、基板１０と同様に液晶材と
接触する側に電極を設け、電極と反対側には必要に応じ
偏光材を積層してある。

【０００８】ここで、プラスチック基板１０，２０とし
て好適に用いられるものとしては、例えば、一軸又は二
軸延伸ポリエチレンテレフタレートなどの結晶性ポリマ
ー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどの非結晶
性ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリ
オレフィン、ポリカーボネット、ナイロンなどのポリア
ミド等を挙げることができる。これらの中でも、特に、
一軸又は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
ーテルスルホンなどが好ましい。前記二枚のプラスチッ
ク基板１０，２０は、互いに同じ材質のものであっても
よく、又は相違する材質のものであってもよいが、通
常、上記二枚の基板１０，２０のうち少なくとも一方の
基板を光学的に透明なものとし、透明な電極を設けて使
用する。

【０００９】プラスチック基板１０，２０上に形成され
る液晶駆動用電極群の形成材料としては、導電性を有す
る材料であれば特に制限されないが、少なくとも一方の
電極には、導電性及び透明性の両性質を有する材料を用
いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジ
ウム又は酸化インジウムと酸化錫との混合物からなるＩ
ＴＯ( Indium Tin Oxide )膜等の透明電極が好適に使用
される。プラスチック基板上に液晶駆動用電極を形成す
る方法は特に制限されず、従来より公知の蒸着、スパッ
タリング等の方法によって形成される。

【００１０】液晶材としては、プラスチック基板と反応
等を起さないものであれば各種液晶を用いることができ
るが、可撓性等の観点からすると強誘電性液晶を用いる
ことが好ましく、中でもプラスチック基板と組み合せる
ことによって大画面性，メモリー性等の優れた特性を発
揮する強誘電性高分子液晶を用いることが好ましい。こ
こで、強誘電性低分子液晶としては、例えば、一種又は
二種以上の強誘電性低分子液晶、一種又は二種以上の強
誘電性低分子液晶と他の低分子液晶等の混合物からなる
強誘電性低分子液晶などを挙げることができる。また、
強誘電性高分子液晶としては、例えば、一種又は二種以
上の強誘電性高分子液晶、一種又は二種以上の強誘電性
低分子液晶と一種又は二種以上の強誘電性高分子液晶か
らなる強誘電性高分子液晶、一種又は二種以上の強誘電
性低分子液晶と一種又は二種以上の他の高分子液晶等か
らなる強誘電性高分子液晶などを挙げることができる。
すなわち、前記強誘電性高分子液晶としては、ポリマー
分子自体が強誘電性の液晶特性を示す強誘電性高分子液
晶（ホモポリマーまたはコポリマーまたはそれらの混合
物）、強誘電性高分子液晶と他の高分子液晶及び／又は
通常のポリマーとの混合物、強誘電性高分子液晶と強誘
電性低分子液晶との混合物、居誘電性高分子液晶と強誘
電性低分子液晶と高分子液晶及び／又は通常のポリマー
との混合物、あるいは、これらと通常の低分子液晶との
混合物などの、すべての強誘電性を示す高分子液晶を使
用することができる。前記強誘電性高分子液晶の中で
も、例えば、カイラルスメクチックＣ相をとる側鎖型強
誘電性高分子液晶が好適に使用される。

【００１１】強誘電性液晶化合物の例としては、デシロ
キシベンジリデン−Ｐ’−アミノ−２−メチルブチルシ
ンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジ
リデン−Ｐ’−アミノ−２−クロロプロピルシンナメー
ト（ＨＯＢＡＣＰＣ）および４−ｏ−（２−メチル）−
ブチルレゾルシリデン−４’−オクチルアニリン（ＭＢ
ＲＡ８）等が挙げられる。これらの材料を用いて、素子
を構成する場合、液晶化合物がＳｍＣ^* 相又はＳｍＨ^*
相となるような温度状態に保持する。必要に応じて素子
をヒーターが埋め込まれた銅ブロック等により支持する
ことができる。また、本発明では前述のＳｍＣ^* ，Ｓｍ
Ｈ^* の他にカイラルスメクチックＦ相，Ｉ相，Ｊ相，Ｇ
相やＫ相で現われる強誘電性液晶を用いることも可能で
ある。また強誘電性液晶組成物には、必要に応じて、接
着剤，減粘剤，非液晶カイラル化合物，色素等が含まれ
る。

【００１２】図１における、一方のプラスチック基板１
０は、長尺フィルムの状態で供給ロール（図示せず）か
ら送り出され、その一面に液晶供給手段１より液晶材が
供給されかつロール２によって塗布配向される。ここ
で、図１における液晶供給手段１は、供給槽１ａと歯車
状回転体１ｂとで構成してある。そして、歯車状回転体
１ｂの歯車の溝の部分を液晶ドーサーとして用い、自動
的に断面的な液晶転写体を面上に形成する場合について
示してあるが、液晶供給手段１としては特にこれに制限
されるものではなく、例えば、上記歯車状回転体、平滑
なローラ状回転体、刷毛状の回転体など種々構成のもの
を用いることができる。なお、このほかに、マイクログ
ラビア法，スクリーン印刷法又はロールコータ法などに
よって塗布することもできる。

【００１３】このように液晶材を塗布配向されたプラス
チック基板（長尺フィルム基板）１０は、長尺状態のま
ま積層部６へ間欠的に送られる。長尺フィルム基板１０
の送りは、例えば、基板１０の側辺にガイド孔を設け、
スプロケット等によって定尺送りすることができる。ま
た、必要に応じＥＰＣ(Edge Position Controller )を
組み込み、プラスチック基板の位置ずれを補正すること
もできる。

【００１４】他方のプラスチック基板２０は、長尺フィ
ルムの状態で供給ロール（図示せず）から裁断機３へ送
られ、この裁断機３で所定の寸法に裁断され短尺フィル
ム状のプラスチック基板とされる。裁断機３としては、
プラスチックフィルム等の裁断機として用いられている
ものを広く利用することができる。短尺フィルム状とな
ったプラスチック基板（短尺フィルム基板）２０は、前
後，左右（Ｘ，Ｙ）方向に移動するテーブル４上に載置
され、かつこのテーブル４によって積層部６へ移送され
る。テーブル４は、Ｘ方向に移動して短尺シート基板２
０を積層部６へ移送する間にＹ方向にも移動して、長尺
フィルム基板１０の所定の位置に短尺フィルム基板を積
層させるべく、短尺フィルム基板２０のＹ方向の位置決
めを行なう。なお、テーブル４は、前後，左右方向の移
動だけでなく、回転運動を行なうように構成することも
でき、このようにすると、短尺フィルム基板２０のより
一層正確な位置決めが可能となる。テーブル４として
は、図示したＸＹ方向にスライドするもののほか、ベル
トコンベア等を利用することもできる。

【００１５】短尺フィルム基板２０は、テーブル４によ
ってＹ方向の位置決めがなされると、ディスペンサ５か
ら基板上面に接着剤が塗布される。ここで、接着剤とし
ては、一般の紫外線硬化型，熱硬化型等のものが用いら
れ、その塗布はディスペンサ法以外に、スクリーン印刷
法等によっても行なうことができる。このようにして、
短尺フィルム基板２０は、所定の寸法に裁断され、かつ
基板上面に接着剤を塗布された後、Ｙ方向への位置決め
をされた状態で積層部６へ送られる。

【００１６】積層部６では、長尺フィルム基板１０の液
晶を塗布してある側に、短尺フィルム基板２０の接着剤
を塗布してある側を接着させて両基板１０，２０を積層
する。図１に示す積層部６は所定の温度に加熱してある
仮圧着ロール６ａと本圧着ロール６ｂを備えており、仮
圧着ロール６ａは移送されてきたテーブル４の上面を回
転移動し、両基板１０，２０に弱い圧力を加えて軽く接
着させる。本圧着ロール６ｂは、仮圧着された両基板１
０，２０に両面から強い圧力を加えて両基板１０，２０
をしっかりと接着させる。仮圧着ロール６ａとテーブル
４は、少なくともいずれか一方を上下動可能とし、仮圧
着ロール６ａとテーブル４の接触を確実ならしめること
が好ましい。なお、仮圧着を行なう態様は上述の例に限
定されない。このように、本圧着工程の前に仮圧着工程
を設けると、気泡の噛み込みを効果的に防止できる。

【００１７】仮圧着ロール６ａは加熱可能な鏡面ロール
とすることが好ましく、ロールの加熱は誘導加熱法，熱
媒体循環法等によって行なう。本圧着ロール６ｂは、一
対のロールで構成してあり、一側のロールを仮圧着ロー
ル６ａと同様の鏡面ロールとし、他側のロールをシリコ
ンゴムロールとする。鏡面ロールの加熱は仮圧着ロール
６ａと同様に行なう。なお、本圧着ロール６ｂは、一対
のロールを両方とも鏡面ロールとしてもよい。なお、本
圧着工程のみでも気泡の噛み込みを防止できる積層条件
のときは、仮圧着ロール６ａによる仮圧着工程を省略し
てもよい。短尺フィルム基板２０の上述した裁断，位置
決め等は、例えば、基板２０の側辺に基準マークを付し
ておき、このマークをセンサによって検出して図示しな
い制御部に送ることによって基板２０の寸法や位置を求
め、この制御部からの指令によって裁断機３及びテーブ
ル４を移動させることによって行なう。なお、必要に応
じ、長尺フィルム基板１０の左右（幅：Ｙ）方向への位
置決めを行なってもよい。この場合は、短尺フィルム２
０と同じように、基板１０に付したマークをセンサで検
出して制御部に送り、制御部からの指令に応じて積層部
６の入口に配設した位置決め用のロール７をＹ方向に移
動させて長尺フィルム基板１０の位置決めを行なう。

【００１８】図２は本発明の液晶素子製造方法の好適な
他の例を説明するための説明図である。図２における一
方のプラスチック基板１０と他方のプラスチック基板２
０は、図１に示すものと同じであるが、他の短尺フィル
ム基板２０は、あらかじめ所定の寸法に裁断された枚葉
フィルム状としてストックされている。

【００１９】長尺フィルム基板１０は供給ロール（図示
せず）から送り出され、その一面に液晶供給手段１’か
ら液晶材が供給され含浸塗布される。次いで、ディスペ
ンサ５から長尺フィルム基板１０の液晶材の上に、例え
ば、紫外線硬化型の接着剤を塗布し、かつ紫外線照射部
８を通過させて接着剤を適度に硬化させる。このような
状態で移送される長尺フィルム基板１０の接着剤を塗布
してある側の所定の位置に、搬送手段９によって短尺フ
ィルム基板２０を載置する。図示してないが、搬送手段
９は、短尺フィルム基板２０の位置決めを行なうため、
上下動とともに前後，左右（Ｘ，Ｙ）方向への移動が可
能となっている。これにより、短尺フィルム基板２０は
長尺フィルム基板１０の接着剤を塗布してある位置に確
実に載置される。ここで、短尺フィルム基板２０の搬送
手段９としては、図示したものに限定されず、シート状
あるいはフィルム状のものを搬送するために用いられて
いる各種搬送手段を利用することができる。なお、長尺
フィルム基板１０と短尺フィルム基板２０を載置する際
の両基板の位置検出は、上述の例と同様にして行なう。

【００２０】長尺フィルム基板１０は短尺フィルム基板
２０を載置した状態で積層部６に送られ、ここで本圧着
ロール６ｂによって圧力を加えられ接着積層される。こ
の例においても、仮圧着を行なってから本圧着を行なっ
た方が気泡の噛み込みを効果的に防止できるのであれ
ば、仮圧着工程を付加してもよい。なお、図２に示す液
晶素子製造方法に用いる装置と図１に示す液晶素子製造
方法に用いる装置との共通部分は、相互にほぼ同じかま
ったく同一の条件となっているので重複した説明は省略
する。また、短尺フィルム基板２０の供給は、一度所定
の寸法に裁断した短尺フィルム基板２０を長尺フィルム
に貼着し、この長尺フィルムを積層部６付近まで移送さ
せ、ここで長尺フィルムから短尺フィルム基板２０を剥
がしながら行なうようにしてもよい。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の液晶素子製造方法を実施例に
もとづいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実
施例に限定されるものではない。実施例１ 図１に示す装置の液晶材と塗工部を図３に示すマイクロ
グラビアコーターに置換え、次の条件で液晶素子を製造
した。

【００２２】

【化１】

【００２３】上記ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレー
ト：Ｔｇ＝６０℃）を重量比９５：５で混合した混合物
をトルエンに融解して２８重量％溶液を作った。本溶液
を長尺フィルム状のＩＴＯ電極付きＰＥＳ（ポリエーテ
ルスルホン）基板（厚み１００μｍ，幅１５０ｍｍ，長
さ２０ｍ）の電極面上にマイクログラビアコーターを用
いて塗布した。一方、対向基板側にも同種のＰＥＳ基板
を用い、８０ｃｍずつ送り出しながらカミソリ刃を有す
る裁断機でシート化した。これをＸ，Ｙ幅の調整が可能
なテフロンシートステージ上に真空引により吸着固定さ
せた。その後、封止部に相当する位置に紫外線硬化接着
剤（ＵＶ１２０Ｂ，ノガワケミカル製）をデイスペンサ
によって塗布した。同軸落射の光学系によって重ね合せ
マークを検出し、画像処理を行なって上下基板の位置合
せを行なった後、６０℃に加熱した仮圧着ロールによっ
て仮止めを行なった。その後、長尺フィルムを１ｍ／ｍ
ｉｎで再スタートさせ、５０℃に加熱された本圧着ロー
ルによって積層した。その結果、気泡の噛み込みは見ら
れず、６０℃，１０００ｈの保持においても気泡の発生
は見られなかった。また、長尺フィルム基板側には両端
の電極取り出し部が露出し、後加工の容易な積層フィル
ムが得られた。次いで、これを電解印加配向法によって
配向処理し、所望の液晶素子を得た。

【００２４】実施例２ 仮圧着ロールの温度を５０℃とし、テーブル４上を０．
５ｍ／ｍｉｎで圧着しながらスライドさせた以外、実施
例１と同じ条件で液晶素子を製造した。その結果、気泡
の発生は見られなかった。また、長尺フィルム基板側に
は両端の電極取り出し部が露出し、後加工の容易な積層
フィルムが得られた。次いで、これを電解印加配向法に
よって配向処理し、所望の液晶素子を得た。

【００２５】実施例３ 図２に示す装置を用いて、次の条件で液晶素子を製造し
た。１５ｃｍ幅のＰＥＳ基板（予めパターン加工が施さ
れている）に実施例１と同じ液晶を含浸塗布法によって
塗布形成（１２ｃｍ×１００ｃｍ）した後、その周辺に
紫外線硬化接着剤をディスペンサを用いて０．２ｍｍの
幅で塗布した。一方、１５ｃｍ×１０４ｃｍの枚葉フィ
ルム（予めパターン加工が施されている）側は、各フィ
ルム間に挿入された傷付き防止用のフィルムを取り除き
ながら複数個配置された真空パッドによって長尺フィル
ム上部まで運び、位置合せマークを検出した後、圧着ロ
ールによって長尺フィルムと積層した。圧着ロールは６
０℃に加熱し、空気圧２Ｋｇ／ｃｍ² で加圧した。その
結果、気泡の噛み込みがなく、長尺フィルム基板側には
両端の電極取り出し部が露出し、後加工の容易な積層フ
ィルムが得られた。次いで、これを電解印加配向法によ
って配向処理し、所望の液晶素子を得た。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板の
積層工程までの簡略化と、積層工程以後の後処理の簡略
化を同時に達成することができ、製造工程全体の簡略化
を図れる。また、気泡の噛み込みのない優れた品質の液
晶素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子製造方法の好適な一例を説明
するための説明図である。

【図２】本発明の液晶素子製造方法の好適な他の例を説
明するための説明図である。

【図３】実施例１の方法に用いるマイクログラビアコー
ターの説明図である。

【符号の説明】

１…液晶材供給手段 ２…塗布配向用のロール ３…裁断機 ４…テーブル ５…ディスペンサ ６…積層部 ６ａ…仮圧着ロール ６ｂ…本圧着ロール ７…ロール ８…乾燥部 ９…搬送手段 １０…長尺フィルム（状プラスチック）基板 ２０…短尺フィルム（状プラスチック）基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック基板を用いた液晶素子の製
   造方法であって、一方のプラスチック基板を長尺フィル
   ム状とするとともに、他方のプラスチック基板を短尺フ
   ィルム状とし、かつ、これら長尺フィルム状の基板と短
   尺フィルム状の基板の位置合せを行なった後、両基板を
   積層とすることを特徴とした液晶素子の製造方法。
2. 【請求項２】 他方の短尺フィルム状プラスチック基板
   として、長尺フィルム状のプラスチック基板を所定寸法
   に裁断して供給することを特徴とした請求項１記載の液
   晶素子の製造方法。
3. 【請求項３】 他方の短尺フィルム状プラスチック基板
   として、あらかじめ所定寸法の枚葉フィルム状としたプ
   ラスチック基板を搬送して供給することを特徴とした請
   求項１記載の液晶素子の製造方法。
4. 【請求項４】 長尺フィルム状基板と短尺フィルム状基
   板の積層を、仮圧着工程と本圧着工程を介して行なうこ
   とを特徴とした請求項１，２又は３記載の液晶素子の製
   造方法。
5. 【請求項５】 長尺フィルム状プラスチック基板に、予
   め液晶材を塗布することを特徴とした請求項１，２，３
   又は４記載の液晶素子の製造方法。
6. 【請求項６】 液晶材として強誘電性液晶を用いること
   を特徴とした請求項５記載の液晶素子の製造方法。