(57)【要約】【課題】液晶層への水分の侵入を抑制して、黒点欠陥の発生を効果的に抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示装置１は、プラスチック基板６を有する下基板２と、下基板２に対向して配置され、プラスチック基板８を有する上基板３と、下基板２と上基板３との間に設けられた液晶層４とを備えている。プラスチック基板６の液晶層４側の表面に、１４０Å以上３００Å以下の厚みを有する気泡防止膜１５が設けられている。【選択図】図１
2017021284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基板を有する下基板と、
前記下基板に対向して配置され、他のプラスチック基板を有する上基板と、
前記上基板と前記下基板との間に設けられた液晶層と
を備え、
前記プラスチック基板の前記液晶層側の表面に、１４０Å以上３００Å以下の厚みを有する気泡防止膜が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記気泡防止膜は、酸化シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記他のプラスチック基板の前記液晶層側の表面に、１４０Å以上３００Å以下の厚みを有する他の気泡防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記他の気泡防止膜は、酸化シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック基板（フィルム基板）を備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
近年、ディスプレイ分野では、フレキシブル性、耐衝撃性や軽量性の点でガラス基板に比べて大きなメリットのあるプラスチック基板を用いた表示装置が非常に注目を浴びており、ガラス基板のディスプレイでは不可能であった新たな表示装置が創出される可能性を秘めている。
【０００３】
このような表示装置としては、例えば、互いに対向して配置された一対の基板と、一対の基板の間に設けられた液晶層とを有する液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
この液晶表示装置では、一対の基板のうち、下基板は、ポリカーボネート樹脂等により形成された可撓性を有するプラスチック基板と、プラスチック基板上に設けられ、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）により形成された画素電極とを備えている。また、上基板は、上述のプラスチック基板と、プラスチック基板上に設けられ、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）により形成された共通電極とを備えている。
【０００５】
また、この液晶表示装置は、一対の基板の間に設けられた液晶層と、一対の基板を互いに接着するとともに、両基板の間に液晶を封入するために枠状に設けられたシール材とを備えている。
【０００６】
ここで、一般に、プラスチック基板への不純物の拡散を防止するとの観点から、プラスチック基板上にバリア層が設けられている。このバリア層は、プラスチック基板や電極を形成するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）との密着性の観点から、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）により形成されている。そして、このようなバリア層を設けることにより、水分（水蒸気）の吸収（吸湿）に起因するプラスチック基板の変形を防止することができると記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２００２−１８９２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に記載の液晶表示装置においては、プラスチック基板の変形を防止することはできるものの、液晶層への水分（水蒸気）の侵入を十分に抑制することができないため、当該水分に起因して液晶層内に気泡が発生し、結果として、液晶層に黒点欠陥が発生しやすくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、液晶層への水分の侵入を抑制して、黒点欠陥の発生を効果的に抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、プラスチック基板を有する下基板と、下基板に対向して配置され、他のプラスチック基板を有する上基板と、上基板と下基板との間に設けられた液晶層とを備え、プラスチック基板の液晶層側の表面に、１４０Å以上３００Å以下の厚みを有する気泡防止膜が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
同構成によれば、液晶層内における気泡の発生を効果的に抑制することが可能になるため、結果として、気泡に起因する黒点欠陥の発生を効果的に抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラスチック基板を備える液晶表示装置において、液晶層における、気泡に起因する黒点欠陥の発生を効果的に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態においては、プラスチック基板を備え、例えば、光の透過量を調節する調光部を備える３Ｄ眼鏡やスマートカードに使用される液晶表示装置を例示する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、液晶表示装置１は、表示装置用基板である下基板２と、下基板２に対向して配置された他の表示装置用基板である上基板３と、下基板２及び上基板３の間に挟持して設けられた表示媒体層である液晶層４と、下基板２と上基板３との間に狭持され、下基板２及び上基板３を互いに接着するとともに液晶層４を封入するために枠状に設けられたシール材５とを備えている。
【００１７】
このシール材５は、液晶層４を周回するように形成されており、下基板２と上基板３は、このシール材５を介して相互に貼り合わされている。また、シール材５を形成する材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂が使用される。
【００１８】
このうち、本発明においては、密着性、耐湿性、電気絶縁特性、耐薬品性、耐熱性等が優れているとの観点から、シール材を形成する材料として、エポキシ樹脂を使用することが好ましい。より具体的には、熱硬化型の２液性（または１液性）エポキシ樹脂等を使用することができる。
【００１９】
なお、下基板２及び上基板３は、それぞれ矩形板状に形成されている。また、液晶表示装置１は、液晶層４の厚み（即ち、セルギャップ）を規制するための複数のスペーサ（不図示）を備えている。
【００２０】
また、液晶表示装置１では、図１に示すように、シール材５の内側であって、下基板２及び上基板３が重なる領域に、画像表示を行う表示領域Ｄが規定されている。ここで、表示領域Ｄは、画像の最小単位である画素がマトリクス状に複数配列して構成されている。
【００２１】
下基板２は、樹脂材料により形成されたフィルム状の可撓性（フレキシビリティー）を有するプラスチック基板６を備える。このプラスチック基板６を形成する樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、セルローストリアセテート樹脂（ＣＴＡ、ＴＡＣ），環状オレフィン樹脂（ＣＯＰ，ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）等の有機材料を用いることができる。
【００２２】
このうち、本発明においては、軽量性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性等が優れているとの観点から、プラスチック基板６を形成する材料として、ポリカーボネート樹脂を使用することが好ましい。
【００２３】
なお、上述の有機材料は、１×１０１４〜１×１０１５Ω・ｃｍの絶縁抵抗を有しており、本実施形態においては、上記範囲の絶縁抵抗を有する材料であれば、無機材料（例えば、約１×１０１４Ω・ｃｍの絶縁抵抗を有する石英）も使用することができる。
【００２４】
また、図１に示すように、プラスチック基板６の液晶層４側の表面上には、プラスチック基板６から水分の拡散を防止するための気泡防止膜１５が設けられている。
【００２５】
この気泡防止膜１５は、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）により形成されており、このような気泡防止膜１５を設けることにより、プラスチック基板６から液晶層４内への水分の侵入を抑制することが可能になる。
【００２６】
ここで、本実施形態においては、気泡防止膜１５の厚みＴ１が１４０Å以上３００Å以下である点に特徴がある。
【００２７】
そして、このような構成により、本実施形態においては、外部から水分がプラスチック基板６に侵入した後、液晶表示装置１内における衝撃等により部分的な真空状態が発生した場合であっても、液晶層４内への水分の移動を効果的に抑制することが可能になる。
【００２８】
従って、液晶層４内における気泡の発生を抑制することが可能になるため、結果として、液晶層４における、気泡に起因する黒点欠陥の発生を効果的に抑制することが可能になる。
【００２９】
また、図１に示すように、気泡防止膜１５上には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）により形成された画素電極７と、画素電極７上に設けられるとともに、ポリイミド樹脂により形成され、ラビング処理がなされた配向膜（不図示）が設けられている。
【００３０】
上基板３は、下基板２と同様に、樹脂材料により形成されたフィルム状の可撓性（フレキシビリティー）を有するプラスチック基板８を備える。このプラスチック基板８を形成する樹脂材料としては、上述のプラスチック基板６を形成する有機材料と同様の材料を使用することができる。
【００３１】
また、図１に示すように、プラスチック基板８の液晶層４側の表面上には、プラスチック基板８から水分の拡散を防止するための気泡防止膜１６が設けられている。
【００３２】
この気泡防止膜１６は、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）により形成されており、このような気泡防止膜１６を設けることにより、プラスチック基板８から液晶層４内への水分の侵入を抑制することが可能になる。
【００３３】
そして、本実施形態においては、上述の気泡防止膜１５と同様に、気泡防止膜１６の厚みＴ２が１４０Å以上３００Å以下に設定されている。
【００３４】
このように、プラスチック基板８上にも１４０Å以上３００Å以下の厚みＴ２を有する気泡防止膜１６を設けることにより、液晶層４内への水分の移動をより一層効果的に抑制することが可能になる。
【００３５】
従って、液晶層４内における気泡の発生をより一層抑制することが可能になるため、結果として、液晶層４における、気泡に起因する黒点欠陥の発生をより一層抑制することが可能になる。
【００３６】
なお、気泡防止膜１５の厚みＴ１、及び気泡防止膜１６の厚みＴ２が１４０Å未満の場合は、液晶層４内における気泡の発生を抑制するという効果が十分に発揮されない場合があり、３００Åよりも大きい場合は、気泡防止膜１６に割れ等が発生する場合がある。
【００３７】
即ち、気泡防止膜１５の厚みＴ１、及び気泡防止膜１６の厚みＴ２を１４０Å以上３００Å以下に設定することにより、気泡防止膜１６における損傷の発生という不都合を生じることなく、水分に起因する液晶層４内における気泡の発生を抑制することができる。
【００３８】
また、図１に示すように、気泡防止膜１６上には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）により形成された共通電極９と、共通電極９上に設けられるとともに、ポリイミド樹脂により形成され、ラビング処理がなされた配向膜（不図示）が設けられている。
【００３９】
なお、プラスチック基板６，８の厚みとしては、３０〜２５０μｍが好ましい。これは、厚みが３０μｍ未満の場合は、十分な機械的強度が得られない場合があり、また、２５０μｍよりも大きい場合は、画素電極７や共通電極９を形成する際に、プラスチック基板６，８の反りが大きくなり、プロセス上、問題が生じる場合があるからである。
【００４０】
液晶層４は、例えば、電気光学特性を有するネマチック液晶やゲストホスト液晶等を含んでいる。
【００４１】
なお、下基板２のプラスチック基板６の外側には、偏光板（不図示）が設けられるとともに、当該偏光板の外側にはバックライトユニット（不図示）が設けられている。また、上基板３のプラスチック基板８の外側には、位相差フィルム（不図示）、及び偏光板（不図示）が設けられている。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１の製造方法について説明する。図２〜図５は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図である。尚、以下に示す製造方法は単なる例示であり、本発明に係る液晶表示装置１は、以下に示す方法により製造されたものに限定されるものではない。
【００４３】
＜下基板作製工程＞
まず、図２に示すように、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成されたフィルム状の可撓性を有するプラスチック基板６（厚さ０．１ｍｍ程度）を準備する。
【００４４】
次いで、図２に示すように、例えば、スパッタリング法により、プラスチック基板６上に酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を成膜して、１４０Å以上３００Å以下の厚みＴ１を有する気泡防止膜１５を形成する。この気泡防止膜１５を設けることにより、プラスチック基板６を介して、外部から液晶層４内に水分が侵入することを効果的に抑制することができる。従って、水分に対する高い耐久性を実現することができる。
【００４５】
次いで、気泡防止膜１５上に、インジウム錫酸化物をパターニングして、図２に示すように、画素電極７を形成する。次いで、基板全体に、印刷法によりポリイミド樹脂を塗布し、その後、ラビング処理を行って、配向膜を形成する。
【００４６】
以上のようにして、表示領域Ｄを構成する下基板２を作製することができる。
【００４７】
＜上基板作製工程＞
まず、図３に示すように、例えば、ポリカーボネート樹脂により形成されたフィルム状の可撓性を有するプラスチック基板８（厚さ０．１ｍｍ程度）を準備する。
【００４８】
次いで、図３に示すように、例えば、スパッタリング法により、プラスチック基板８上に酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）を成膜して、１４０Å以上３００Å以下の厚みＴ２を有する気泡防止膜１６を形成する。この気泡防止膜１６を設けることにより、プラスチック基板８を介して、外部から液晶層４内に水分が侵入することを効果的に抑制することができる。従って、水分に対する高い耐久性を実現することができる。
【００４９】
次いで、気泡防止膜１６上にインジウム錫酸化物をパターニングして、図３に示すように、共通電極９を形成する。次いで、基板全体に、印刷法によりポリイミド樹脂を塗布し、その後、ラビング処理を行って、配向膜を形成する。
【００５０】
以上のようにして、表示領域Ｄを構成する上基板３を作製する。
【００５１】
＜シール材形成工程＞
次いで、シール材を形成する熱硬化型の２液性エポキシ樹脂に硬化剤を混合した後、このエポキシ樹脂を十分に攪拌する。そして、図４に示すように、例えば、スクリーン印刷法により、上基板３に、２液性エポキシ樹脂を印刷して、シール材５を枠状に描画する。
【００５２】
＜下基板・上基板貼り合わせ工程＞
次いで、下基板２の全体に、例えば、球状のシリカやプラスチック粒子を散布して、スペーサを形成する。
【００５３】
次いで、画素電極７が形成された下基板２と、共通電極９が形成された上基板３とをシール材５を介して貼り合わせた後に、加熱加圧処理（例えば、エアープレスで加圧処理を行いながら、１２０℃の温度で加熱処理）することにより、シール材５を硬化させ、図５に示す、下基板２と上基板３が貼り合わされた貼合体１０を作製する。
【００５４】
＜液晶層形成工程＞
次いで、真空雰囲気で、シール材５に形成された液晶材料注入口を液晶材料に接触させ、大気雰囲気に戻して、液晶材料注入口から液晶材料をシール材５の内側に注入することにより、シール材５の内側に液晶層４を形成する。そして、液晶材料を注入後、液晶材料注入口を熱硬化型樹脂等の封止材により封止する。
【００５５】
そして、上述の偏光板、バックライトユニット、及び位相差フィルムを設けることにより、図１に示す、プラスチック基板６と液晶層４との間に気泡防止膜１５が設けられるとともに、プラスチック基板８と液晶層４との間に気泡防止膜１６が設けられた液晶表示装置１が完成する。
【００５６】
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
【００５７】
本発明は、ゲストホスト液晶にも適用することができる。この場合、プラスチック基板６，８の外側に設けた偏光板を省略することができる。
【００５８】
本発明は、互いに対向して配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板及びＣＦ（Color Filter）基板と、これらＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶表示装置にも適用することができる。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００６０】
（実施例１）
（液晶表示装置の作製）
まず、ポリカーボネート樹脂により形成されたフィルム状の可撓性を有するプラスチック基板（厚み：０．１ｍｍ）上に、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）からなる気泡防止膜（厚み：１４０μｍ）が形成されるとともに、気泡防止膜上にインジウム錫酸化物がパターニングされた画素電極（厚み：２００Å）が形成され、ラビング処理が行われた配向膜を備える下基板を準備した。
【００６１】
また、同様に、ポリカーボネート樹脂により形成されたフィルム状の可撓性を有するプラスチック基板（厚み：０．１ｍｍ）上に、酸化シリコン膜（ＳｉＯｘ）からなる気泡防止膜（厚み：１４０μｍ）が形成されるとともに、ベースコート膜上にインジウム錫酸化物がパターニングされた共通電極（厚み：２００Å）が形成され、ラビング処理が行われた配向膜を備える上基板を準備した。
【００６２】
次いで、熱硬化型の２液性エポキシ樹脂（日油（株）製、商品名：ノフタックＬＣ０４）１００質量部に硬化剤を混合した後、このエポキシ樹脂を十分に攪拌し、スクリーン印刷法により、上基板に、２液性エポキシ樹脂を印刷して、シール材を枠状に描画した。
【００６３】
次いで、下基板の全体に、球状のシリカを散布して、スペーサを形成した後、下基板と上基板とをシール材を介して貼り合わせた。そして、エアープレスで加圧処理を行いながら、１２０℃の温度で加熱処理することにより、シール材を硬化させ、下基板と上基板が貼り合わされた貼合体を作製した。
【００６４】
次いで、真空雰囲気で、シール材に形成された液晶材料注入口から液晶材料をシール材の内側に注入することにより、シール材の内側に液晶層を形成し、液晶材料を注入後、液晶材料注入口をＵＶ硬化型樹脂（スリーボンド社製、商品名：ＴＢ３０５１）により形成された封止材により封止し、ＵＶ−ＬＥＤ（３６５ｎｍ）光を照射して、液晶表示装置を作製した。
【００６５】
（水蒸気透過率の測定）
次いで、ＪＩＳＫ７１２９Ａ法に準拠して、気泡防止膜（上基板の気泡防止膜）の水蒸気透過率（条件：４０℃・９０％ＲＨ）を測定した。
【００６６】
より具体的には、測定機器として、Ｌｙｓｓｙ社製の全自動水蒸気透過度テスター（商品名：Ｌ８０−５０００）を使用し、作製したサンプルを下部チャンバー（高湿側）と上部チャンバー（低湿側）の間に固定した。次いで、気泡防止膜を透過した水蒸気量を湿度センサーで検出し、微小な湿度変化幅（９．９％ＲＨ〜１０．１％ＲＨ）に要する速さを標準サンプルと比較することにより、透過速度を算出した。以上の結果を表１に示す。
【００６７】
（気泡不良率の測定）
次いで、作製した液晶表示装置における上基板を構成するプラスチック基板の外表面上にゴムヘッド（直径：１０ｍｍ）を載置し、直径１．６ｍｍのエアシリンダーを使用して、２０ｋｇｆの力で、１秒間、このゴムヘッドを液晶表示装置側へ押しつけた。
【００６８】
次いで、プラスチック基板の外表面上からゴムヘッドを取り除き、５０℃の雰囲気において、２時間放置した後、目視により、気泡発生率を測定した。より具体的には、２時間放置後のサンプルにおける液晶層を目視により観察し、０．０５ｍｍ以上の直径を有する気泡が確認できた場合は、気泡が発生していると判断し、気泡が発生した製品数／測定した全製品数（１０製品）×１００により、気泡不良率を算出した。以上の結果を表１に示す。
【００６９】
（実施例２）
気泡防止膜の厚みを１９０Åに変更したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、液晶表示装置を作製した。その後、上述の実施例１と同様にして、水蒸気透過率、及び気泡不良率を測定した。以上の結果を表１に示す。
【００７０】
（実施例３）
気泡防止膜の厚みを２４８Åに変更したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、液晶表示装置を作製した。その後、上述の実施例１と同様にして、水蒸気透過率、及び気泡不良率を測定した。以上の結果を表１に示す。
【００７１】
（比較例１）
気泡防止膜の厚みを６３Åに変更したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、液晶表示装置を作製した。その後、上述の実施例１と同様にして、水蒸気透過率、及び気泡不良率を測定した。以上の結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2017021284.tif 000003
【００７３】
表１に示すように、実施例１〜３においては、気泡防止膜の厚みの薄い比較例１、及び気泡防止膜が設けられていない比較例２に比し、水蒸気透過率が飛躍的に低下しており、液晶層内における気泡の発生が効果的に抑制され、特に、気泡防止膜の膜厚が十分に厚い実施例２，３においては、液晶層内における気泡の発生が防止できたことが判る。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本発明は、プラスチック基板を備えた液晶表示装置に、特に、有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１    液晶表示装置
２    下基板（表示装置用基板）
３    上基板（他の表示装置用基板）
４    液晶層
５    シール材
６    プラスチック基板
７    画素電極
８    プラスチック基板
９    共通電極
１０    貼合体
１５    気泡防止膜
１６    気泡防止膜（他の気泡防止膜）
Ｄ    表示領域
Ｔ１    気泡防止膜の厚み
Ｔ２    気泡防止膜の厚み
【図１】
2017021284.tif 000004
【図２】
2017021284.tif 000005
【図３】
2017021284.tif 000006
【図４】
2017021284.tif 000007
【図５】
2017021284.tif 000008