(57)【要約】【課題】プラスチックフィルムなど可撓性基板を使った液晶表示素子において、基板側面から浸入するガスを阻止するための側面ガスバリア層を設けても、外形公差や組立作業性を低下させない。【解決手段】  基板支持材１１とその両面に形成されたガスバリア層１８からなる可撓性基板の切断端面にＳｉＮｘ等の無機材料からなるガスバリア層１９を２５０ｎｍの厚さで形成する。このガスバリア層は複数の単個セルを積み重ねた束にたいし低温スパッターで一気に形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の可撓性を有する基板がシールを介して積層し、該基板と該シールから形成された空間に液晶が注入された液晶表示素子において、
前記基板は少なくとも一方の基板面にガスバリア層を有し、前記基板の切断面に無機材料からなるガスバリア層を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記ガスバリア層は、スパッターにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶を注入したあと単個に分離されたセルを複数枚積み重ねた状態で、スパッターにより前記切断面のガスバリア層が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチックフィルムなど可撓性のある基板支持材にガスバリア層が形成された液晶表示素子において、液晶層に浸入するガスを阻止するため基板の側面にもガスバリア部材を設けた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるプラスチックフィルム基板からなる液晶表示素子は、軽量で薄いという性質を活かし携帯電話機の表示パネルとして実用化されたことがある。最近では、割れにくい、曲げられる、平面形状の自由度が高い、という特徴にも注目が集まるようになり様々な応用製品が提案されるようになった。
【０００３】
これら可撓性材料は、ガラスと違いガス或いは水蒸気透過性があるため、常温常圧下で
ガスあるいは水蒸気が透過する。もし仮に可撓性材料だけを使った基板で液晶表示素子を作成すると、ガスが基板を通して液晶内に溶け込み、液晶内に溶け込んだガスが飽和状態に達していると落下等の衝撃により液晶表示素子内に気泡が発生してしまう。そこで基板表面にガスが透過し難い無機物ないし有機物からなるガスバリア層を設けていた。ガスバリア層は、基板の両面に設けられる場合もあるが、製造工程を簡略化させるため基板の片側の面だけに設ける場合もある。ガスバリア層を基板の片側の面だけに設ける場合、液晶層側に設ける場合と液晶層とは反対側に設ける場合がある。基板の液晶層側には透明電極層や透明電極の密着力を高めるための中間層があるので、層構造を簡単にしたい場合はガスバリア層を液晶層とは反対側の面に設けていた。
【０００４】
ガスバリア層を有する液晶表示素子は、平面的にはガスの浸入を押さえ込んでいるが、基板の切断によって生じた側面（以下端面と称する）は基板支持材がむき出しになっているので、ここから基板内を通して液晶層にガスが浸入する。この結果、柔軟性はあるがガス透過度の高い有機物からなるガスバリア層を使った場合、ガスバリア層を基板の両面に形成しても、長期的にはガスが基板端面から液晶層に浸入する(例えば文献１）。
【０００５】
この対策として文献１に示された従来例１（文献中では実施例１）では、シールを含めた液晶表示素子の側面にエポキシ接着剤を塗布し、側面からのガスの浸入を防いでいる。この断面図を図４に示す。液晶表示素子は、図の下から、反射板４８、偏光板４７、基板４１、透明電極４２、配向膜４３、スペーサ４４が混入した液晶層４６、配向膜４３、透明電極４２、基板４１、偏光板４７が積層している。ここで基板４１は、ポリカーボネートフィルムを基板支持材とし、両面にＥＶＡ（エチレンと酢酸ビニルの共重合体）とフェノキシ樹脂からなる２層のガスバリア層を有している。表示素子の側面部では、シール４５と２枚の基板４１の端面とにエポキシ接着剤４９が塗布されている。なお文献１の記述にあわせて基板４１は基板支持材とガスバリア層からなるものとした（以下同様）。
【特許文献１】特開２００１−２２１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
文献１の従来例１のように側面にガスバリア層として有機物からなる接着剤を塗布する方法では、接着剤が垂れてしまい塗布後の平面形状が定まりにくい。また接着剤の粘性を高くすると接着剤が図４のように盛り上がってしまうので平面形状が大きくなる。また各表示素子を一枚一枚個別に接着剤を塗布しなければならないので作業性が悪い。
【０００７】
そこで本発明の目的は、プラスチックフィルムなど可撓性のある基板支持材にガスバリ
ア層を形成した基板を使った液晶表示素子において、液晶層に浸入するガスを阻止するために基板端面にも設けたガスバリアが外形公差に納まるくらい薄く、あわせて組立作業性が良い液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、２枚の可撓性を有する基板がシールを介して積層し、該基板と該シールから形成された空間に液晶が注入された液晶表示素子において、基板は少なくとも一方の基板面にガスバリア層を有し、基板の切断面に無機材料からなるガスバリア層を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
ガスバリア層は、スパッターにより形成されているのが好ましい。
【００１０】
液晶を注入したあと単個に分離されたセルを複数枚積み重ねた状態で、スパッターにより切断面のガスバリア層を形成しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に関わる液晶表示素子は、厚さが１μｍ以下でも充分なガスバリア機能を有する無機物からなるガスバリア層を基板の端面に設けたので、外形加工精度などから決まる１００μｍ程度の外形公差に対しガスバリア層の厚さは無視できる。
【００１２】
また本発明に関わる液晶表示素子は、低温スパッターで端面にガスバリア層を形成する際に、多数の単個セルの各端面が同時に露出するように重ね、この単個セルの束から露出した端面に同時にガスバリア層を形成するので、ガスバリア層形成に対し著しく高い作業性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態の断面図である。本発明の液晶表示素子は、図の下から、下側の偏光板１７、基板支持材１１の両面にガスバリア層１８が形成されている下側の基板、ＩＴＯからなる下側の透明電極１２、ポリイミドからなる下側の配向膜１３、スペーサ１４が混入された液晶層１６、上側の配向膜１３、上側の透明電極１２、基板支持材１１の両面にガスバリア層１８が形成されている上側の基板、上側の偏光板１７が積層している。なお上下の基板は、約０．１ｍｍのポリカーボネートフィルムからなる基板支持材１１の両面に有機物ないし無機物の薄膜からなるガスバリア層１８が形成されている。液晶層１６側のガスバリア層１８上と透明電極１２の密着力が弱い場合はガスバリア層１８と透明電極１２の間に中間層を設ける。
【００１５】
図１において、基板支持材１１とその表面を被覆するガスバリア層１８からなる上下の基板の左右の端面と、シール１５の外側には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる厚さ０．２５μｍのガスバリア層１９が形成されている。また液晶層１６の厚さは５μｍである。偏光板の厚さは０．１ｍｍ、シール１５の幅は０．８ｍｍ程度である。
【００１６】
一般にＳｉＮｘやＳｉＯ２、カーボン膜などの無機材料は、エポキシ材料などの有機材料にくらべガス透過姓が数百から数千分の一である。ガスバリア層１９は、低温スパッターで形成する場合、１００ｎｍから１０００ｎｍ程度の膜が得やすく、２００ｎｍから５００ｎｍで良い結果が得られたので前述の厚さとした。また酸化タンタル、窒化タンタルなどの金属酸化物は低温で緻密な膜を形成できる。
【００１７】
図２は本発明の実施の形態の平面図（ａ）とその断面図（ｂ）であり、図２により外部
回路と接続を取るための電極取り出し部の構造を説明する。図１と同じ部材は同じ番号で示している。上下の基板１１ｂ、１１ｃは、基板支持材１１の両面にガスバリア層１８を形成したものである。また、透明電極１２、配向膜１３、スペーサ１４は図示していない。
【００１８】
図２（ａ）において、駆動信号は液晶表示素子に柔軟性のある回路基板２２（以下ＦＰＣと称する）を介して伝達される。上側の基板１１ｂには、辺２４と、表示素子の外形と直交する辺２３とにより切り欠いた領域（以下電極取り出し部と称する）がある。ＦＰＣ２２の下面の配線電極（図示せず）は、電極取り出し部において露出している透明電極（図示せず）と異方性導電シート（図示せず）を介して接着している。同様に上側の偏光板１７とシール１５にも電極取り出し部に対応して切り欠きがある。なお下側の基板１１ｃと下側の偏光板１７に切り欠きはない。電極取り出し部において、ＦＰＣ２２の端部、上側の基板１１ｂの端面及び下側の基板１１ｃの露出部は保護部材２１で覆われている。
【００１９】
図２（ｂ）は図２（ａ）の線分Ａ−Ｂに沿った断面図である。下側から、下側の偏光板１７、下側の基板１１ｃ、液晶層１６、上側の基板１１ｂ、上側の偏光板１７が積層している。左端には上下の基板１１ｂ、１１ｃの端面とシール１５にガスバリア層１９が形成されている。右側の電極取り出し部では、上側の基板１１ｂの端面と、シール１５と下側の基板１１ｃの露出面とＦＰＣ２２の端部からなる空間に、シリコーンからなる保護部材２１が塗布されている。下側の基板１１ｃの右側の端面にはガスバリア層１９が形成されている。保護部材２１は、上側の基板１１ｂの端面を覆い気密性を保持しながら、透明電極（図示せず）の保護とＦＰＣ２２接着の補強を兼ねている。
【００２０】
図３は本発明の実施の形態の工程図である。単個に分離すると液晶表示素子の基板となる複数の区画が集合した上下のマザー基板に対し、ホトリソグラフィーにより透明電極膜が形成された面（以下ＩＴＯ面と称する）を加工し電極を形成する。次にポリイミドからなる配向膜を印刷し、配向膜面をラビングする。この後、上側のマザー基板に対し、電極取り出し部の辺２３に相当する領域に切り込みを入れる（切り欠き部カット）。なお辺２４に相当する領域は切り込まない。この切り込みは、切断位置と切り込み量が設定できるフィルムカッターを使用する。次にシール印刷機でシール１５を印刷し、ＩＴＯ面が対向するように上下のマザー基板を重ね合わせ、マザー基板を加圧し約１２０℃で焼成しシール１５を硬化させる。液晶表示素子となる複数の区画が一列に配列した領域（以下短冊と称する）をマザー基板から切り取り、この短冊状態で液晶注入と封孔を行う。なお液晶注入時は、まず真空チャンバーのなかで基板の焼成と液晶の脱泡を行ってガス成分を低減してから注入するのが好ましい。その後に短冊から個々の区画（以下単個セルと称する）を分離する。
【００２１】
単個セルの端面を洗浄してから、複数の単個セルを端面が合うように重ね合わせる。この単個セルの束から露出している端面がターゲットの方向に向くように低温スパッター装置にセットする。低温スパッター装置のチャンバーのなかで単個セルの束を回転させ４方向の端面全てにガスバリア層を形成する。このときの基板温度は前述の加圧・焼成温度以下にしておく。
【００２２】
次に上側の基板１１ｂの辺２４に相当する領域を、カッターでキズをつける。完全に切り込まれている辺２４の端をつまみキズに沿って上側の基板１１ｂを引きちぎり切り欠き部を形成する。その後ＦＰＣ２２を貼付け、ＦＰＣ２２の接着部周辺に保護部材２１を塗布し、最後に偏光板１７を接着する。なお低温スパッターの後に上側の基板１１ｂを切り欠くので、低温スパッターを含め途中の各工程で電極取り出し部が不要な汚染から保護されている。
【００２３】
基板のガスバリア層は、基板の両面だけでなく、液晶層側ないし基板の液晶層と反対側だけに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の実施の形態の工程図である。
【図４】従来例１の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１          基板支持材
１１ｂ        上側の基板
１１ｃ        下側の基板
１２，４２    透明電極
１３，４３    配向膜
１４，４４    スペーサ
１５，４５    シール
１６，４６    液晶層
１７，４７    偏光板
１８          ガスバリア層
１９          ガスバリア層
４１          基板
４８          反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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