(57)【要約】【課題】  ラビングなどの配向処理前あるいは配向処理後にロールへの巻き出し、巻き取り工程を経ても、配向膜表面に基板との接触によるキズがつきにくく、配向不良を著しく低減出来る液晶表示素子用部材を用いた液晶表示素子の製造法を提供する。【解決手段】  プラスチック基板の片面上に直接あるいは間接にスペーサーを形成し、その上に配向膜を設けた液晶表示素子用部材を配向膜を設けた面と配向膜を設けない面とを断続的に接触させて巻取る工程を含む液晶表示素子の製造法。【選択図】  図１
2006184431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板の片面上に直接あるいは間接にスペーサーを形成し、その上に配向膜を設けた液晶表示素子用部材を配向膜を設けた面と配向膜を設けない面とを断続的に接触させて巻取る工程を含む液晶表示素子の製造法。
【請求項２】
スペーサーがフォトリソグラフィーにより形成される請求項１に記載の製造法。
【請求項３】
請求項１の液晶表示素子の製造法に使用されるための請求項１に記載の液晶表示素子用部材。
【請求項４】
液晶表示素子用部材の基板がガラス転移点１００℃以上のプラスチック基板である請求項３に記載の液晶表示素子用部材。
【請求項５】
請求項１の製造法により製造された液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子およびその製造方法ならびにその部材に関する。さらに詳しくは、基板同士を重ね合わせても配向不良が少ない液晶表示素子用部材およびそれを用いた液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子の製造方法としては、ガラス基板を用いる方法が主流であり、大型の液晶ディスプレイや、中小型の液晶ディスプレイが作製されている。
ガラスにて作製した液晶表示素子は落下させるとガラスが破損したり、重量が重く、薄板化すると、生産時に割れが生じて量産性が劣るなどの欠点がある。このためプラスチック基板を用いた液晶表示素子が作製されている。
【０００３】
また、プラスチック基板を用い液晶表示素子を作製した場合、ガラス基板に比べ屈曲性、柔軟性が有るため、現行の枚葉方式の生産方法から、ロール・ツー・ロール方式にて生産することにより、飛躍的に製造スピードを向上させ生産効率を上げることも可能である。例えば液晶表示素子製造の一工程である液晶セル工程も同様にロール・ツー・ロール方式にて生産すれば生産スピードを向上させることは可能である。しかし、プラスチック基板上に配向膜を形成させた後に基板を巻き取ったり、巻き出す工程がある場合、形成された配向膜が重なった基板の下面に接触し、キズがついたりして配向不良が発生する場合があり、歩留まりが著しく低下する恐れがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、液晶表示素子およびその製造方法ならびに液晶表示素子用部材を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、プラスチック基板同士を重ね合せた際にも配向不良が著しく低減された液晶表示素子用部材を用いた液晶表示素子の製造方法および当該液晶表示用部材と液晶表示素子を提供することにある。
【０００６】
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、特定の構成の液晶表示素子用部材を用いて、液晶表示素子を製造することにより、製造装置の簡略化が可能でしかもロール・ツー・ロール方式で巻き取り、巻き出す工程を経て生産しても、配向不良を著しく低減可能なことがわかった。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、
プラスチック基板の片面上に直接あるいは間接にスペーサーを形成し、その上に配向膜を設けた液晶表示素子用部材を配向膜を設けた面と配向膜を設けない面とを断続的に接触させて巻取る工程を含む液晶表示素子の製造法によって達成される。
【０００９】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、さらに、
本発明の液晶表示素子の製造法に使用されるための上記液晶表示素子用部材および本発明の上記製造法により製造された液晶表示素子によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明において用いられる液晶表示素子用部材をラビングなどの配向処理前あるいは配向処理後にロールへの巻き出し、巻き取り工程を経ても、配向膜表面に基板との接触によるキズがつきにくいため、配向不良を著しく低減出来る。本発明における液晶表示素子用部材のスペーサーは液晶表示素子のセルギャップを均一に保つのみならず、製造工程での配向不良を低減させる役割がある。
【発明の好ましい実施形態】
【００１１】
（液晶表示素子用部材）
本発明における液晶表示素子における本発明の液晶表示素子用部材の層構成は例えば図１の（ａ）の模式的断面図に示す様に基板上に直接スペーサーを設けることができ、また、基板の上に単層あるいは多層の膜を設け、その上にスペーサーを設けるように基板の上に、間接に設けてもよい。配向膜はスペーサーを形成後に設けてもよい。図１の（ｂ）は図１の（ａ）の模式的平面図である。
【００１２】
基板
本発明に使用できる基板としては、プラスチック基板を挙げることができる。プラスチック基板としては例えばポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，トリアセチルセルロース，ポリアミド，ポリイミド，ポリメチルメタクリレート，ポリシクロオレフィン，シクロオレフィンコポリマー，架橋型エポキシ樹脂，架橋型アクリル樹脂，架橋型シリコーン樹脂，不飽和ポリエステル，ポリサルホン，ポリエーテルサルホン，ポリカーボネート，ポリアリレート等から成る基板が挙げられる。これらのプラスチック基板の中でも、高温使用下での液晶表示素子の信頼性を高めるため、ガラス転移温度が１００℃以上であることが好ましい。このようなプラスチック基板の例を挙げると、ポリエーテルサルホン，架橋型エポキシ樹脂，架橋型アクリル樹脂，ポリアミド，ポリイミド等から成る基板が挙げられる。
【００１３】
配向膜
配向膜としては、例えばポリイミドやポリアミド酸、ポリアミド、ポリビニルアルコールなどの高分子材料の有機膜などを用いることができる。これらのうち、ポリイミド、ポリアミド酸およびポリイミドとポリアミド酸の混合物が好ましい。膜厚として好ましくは５０Åから５，０００Å、さらに好ましくは１００Åから３，０００Åである。
【００１４】
スペーサー
スペーサーとしては例えば、フォトリソグラフィーにより形成されるスペーサーが挙げらえる。フォトリソグラフィーにより形成されるスペーサーには、例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フェノールノボラック系樹脂を主成分とした感光性樹脂が使用できる。
【００１５】
形成されるスペーサーの高さは、プラスチック基板などの曲げられる基板を使用し、製造工程にて基板の巻き取り、巻き出し工程が入る場合には下記式（１）にて表される関係を満足するのが好ましい。
【００１６】
Ｄ−｜（Ｄ２−（Ｃ／２）２）｜1/2  ＜  Ｂ    （１）
式中Ｄは本発明の液晶表示素子用部材の厚みと巻き出し、巻き取りを行う製造装置のロールの半径との和であり、Ｃは形成されたスペーサー間の間隔、Ｂはスペーサーの高さである。
【００１７】
（液晶表示素子製造法）
本発明における液晶表示素子の製造法は本発明の液晶表示素子用部材で配向膜を設けた面と配向膜を設けない面をスペーサー部分を介して断続的に接触させる工程を含む。
【００１８】
プラスチック基板を用いた場合、ガラス基板に比べ屈曲性、柔軟性があるため、現行の枚葉方式の生産方法から、ロール・ツー・ロール方式にて生産することにより、飛躍的に製造スピードを向上させ生産効率を上げることも可能である。ロール・ツー・ロール方式では図２に示されるようにロールに巻き出し、巻き取り工程が必要である。本発明の液晶表示素子用部材をロールに巻き出し、巻き取りを行っても、スペーサーの間隙によって、配向膜に基板が接触しにくくなる。すなわち、図３の拡大説明図に示されているとおり、図では黒点で示されているスペーサー部分の存在により配向膜と基板とが接触しにくくなっている。例えば、本発明の液晶表示素子用部材をラビングなどの配向処理前あるいは配向処理後にロールへの巻き出し、巻き取り工程を経ても、配向膜表面に基板との接触によるキズがつきにくいため、配向不良を著しく低減出来る。
【００１９】
すなわち、本発明における液晶表示素子用部材のスペーサーは液晶表示素子のセルギャップを均一に保つのみならず、製造工程での配向不良を低減させる役割がある。
【実施例】
【００２０】
実施例１
（液晶表示素子用部材の作製）
ポリエーテルサルホン（ガラス転移温度２２３℃）を基材とする膜厚２００μｍ、長さ３００ｍｍのプラスチックフィルムに透明電極としてＩＴＯを形成した基板を純水にて洗浄後、アクリル系樹脂フォトスペーサー形成剤をスピンコート法にて塗布し、８０℃で３分間ホットプレート上でプレベークして塗膜を形成した。パターンマスクを用いて３６５ｎｍでの強度が１０ｍＷ／ｃｍ２である紫外線を３０秒間照射した。この際の紫外線照射は酸素雰囲気下（空気下）で行った。N−メチルピぺリジン１．０重量％で２５℃で１分間現像した後、純水で１分間リンスした。これらの操作により、不要な部分を除去し、１０μｍ×１０μｍのスペーサーパターンを格子状に３００μｍ間隔で形成した。オーブン中で１８０℃で６０分間加熱して硬化させ高さ５μｍのスペーサーパターンを得た。
【００２１】
次に液晶配向剤としてポリイミド配向剤を、液晶配向膜塗布用印刷機を用いて塗布し、１８０℃のオーブン内で２０分間乾燥し、液晶表示素子用部材aを作製した。
【００２２】
（液晶表示素子用部材の製造）
ロール・ツー・ロール方式の巻き取り、巻き出し工程を想定して、直径５０ｍｍの筒状ロールに液晶表示素子用部材aを巻きつけ、巻き取り、巻き出しを１回としてこれを１０回繰り返した。（以上、巻き取り、巻き出し工程とする。）
次にレーヨン製の布を巻き付けたロールを有するラビングマシーンにより、ロールの回転数４００ｒｐｍ、ステージの移動速度３０ｍｍ／秒、毛足押し込み長さ０.４ｍｍでラビング処理を行い、水洗を行った後、１２０℃のオーブン中で１０分間乾燥した。（以上、ラビング工程とする。）次に、液晶配向膜を形成した面の外縁に、直径５μｍの酸化アルミニウム球入りエポキシ樹脂接着剤を塗布し上側基板とした。一方、スペーサーを形成せず、巻き取り、巻き出し工程を行わず、エポキシ樹脂接着剤を塗布しなかった他は液晶表示素子用部材ａと同様にして液晶表示素子用部材ｂを作製し、下側基板とした。ツイステッドネマティック（ＴＮ）型の液晶セルを形成するため、上側基板と液晶下側基板が９０°の角度にて相対する様（図４）に重ね合わせて圧着し、接着剤を硬化させた。次いで、液晶注入口より、ネマティック型液晶（メルク社製、ＭＬＣ−６２２１）を充填した後、アクリル系光硬化接着剤で液晶注入口を封止した。上下にクロスニコルになる様偏向板を貼りあわせ液晶表示素子Ｘ１を作製した。
【００２３】
（液晶表示素子の表示品位の評価）
上記の如くして、同じ液晶表示素子を１０個作製し、矩形波６０Ｈｚ、交流電圧１Ｖ及び２Ｖを印加し、表示不良が見られるかどうかを目視にて評価した。
【００２４】
実施例２  
実施例１の巻き取り、巻き出し工程をラビング工程の前に行わず、ラビング工程の後に行った他は実施例１と同様にして、液晶表示素子Y１を作製し、評価した。
【００２５】
比較例１
液晶表示素子用部材ａの代わりに液晶表示素子用部材bを用い、セルギャップ形成用に直径５μｍの球状スペーサーを散布し、下側基板とした以外は実施例１と同様にして、液晶表示素子 Ｘ２を作製し、評価した。
【００２６】
比較例２
液晶表示素子用部材ａの代わりに液晶表示素子用部材ｂを用いセルギャップ形成用に直径５μｍの球状スペーサーを散布し、下側基板とした以外は実施例２と同様にして、液晶表示素子 Ｙ２を作製し、評価した。
【００２７】
表１に実施例１および２、比較例１および２の液晶表示素子の評価結果を示す。基板上にスペーサーを形成し配向膜を設けた液晶表示素子用部材では表示不良がみられないことがわかる。
【００２８】
【表１】
2006184431.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の液晶表示用部材の層構造例を説明するための模式的断面図
【図２】本発明の液晶表示用部材を巻き取り、巻き出しをした際の模式図
【図３】図２の模式図の○印部分の拡大説明図
【図４】実施例１の液晶表示素子における上側基板と下側基板の重ね合せ方向を示す説明図
【図１】
2006184431.tif 000004
【図２】
2006184431.tif 000005
【図３】
2006184431.tif 000006
【図４】
2006184431.tif 000007