JP2000221520A - 液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 注入時間の短縮化、液晶未注入部発生の防
止、注入工程簡略化、装置の単純化、高生産性、低コス
ト化を達成し得る液晶素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 一対の長方形基板を水平に配置する第１
の工程と、各開口部近傍における長方形基板端部上に、
セル内部を充填させるのに十分な総量の液晶を塗布する
第２の工程と、セル内部の圧力を１Ｔｏｒｒ以下に減圧
する減圧工程Ａと、セル内部の減圧を継続しながら、セ
ルの温度を上昇させ、塗布した液晶を流動化させて該開
口部からセル内部へ移動させる加熱工程Ｂと、セルの温
度を液晶の流動化温度に保持すると共に、流動化した液
晶が各開口部を塞いだ後に、セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上
に加圧して液晶をセル内部全体に充填する加熱加圧注入
工程Ｃと、セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧した状態を
保持しながら、セルの温度を室温まで徐冷する加圧徐冷
工程Ｄとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直視型フラットパ
ネルディスプレイ、投影型プロジェクター、空間光変調
器、光学フィルタ、光センサ等に使用される液晶素子の
製造方法に関するものであり、特に、液晶素子の製造工
程における液晶の注入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶パネルヘの液晶の注入方法
は、例えば、スペーサを介して貼り合わせた２枚のガラ
ス基板の１辺にのみ開口部を設けたパネルを真空容器内
で減圧した後、液晶を開口部へ接触させ、容器内を大気
圧に戻し、液晶をパネル内に充填させるものとなってい
る。

【０００３】また、例えば、特開平５−１６５０３８号
公報や特開平７−３２５３１２号公報では、特に、注入
時間の短縮という観点から、図４に示すように、パネル
の対辺にそれぞれ注入口５１…を設け、パネル内部を排
気した後、両側から液晶を注入する方法が開示されてい
る。

【０００４】さらに、スメクティック液晶のように、ギ
ャップが狭いパネルに注入しなければならない場合は、
特開平５−２９７３８６号公報や特開平９−２３６８１
０号公報及び特開平１０−９０６９６号公報では、図５
に示すように、パネルの外周部に少なくとも１つの注入
口６１と１つの排気口６２とを設け、パネル内を排気し
た後、排気口６２から排気を続けながら注入口６１から
液晶６３を注入する方法がとられている。

【０００５】その他にも、特開平６−５１２５８号公報
に開示されているように、パネル減圧後液晶を注入口に
塗布し、加圧下で注入を進行させる方法も提唱されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶素子の製造方法では、パネルの大型化に伴い、
依然として注入工程に長い時間かかってしまい、また、
表示部に液晶未注入部が残ってしまうという問題があ
る。

【０００７】特に、パネルギャップの狭いスメクティッ
ク液晶の注入では、これらの問題は顕著であり、装置の
複雑化に伴う高コスト化や低生産性の問題も残ってい
る。

【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、注入時間の短縮化、液晶
未注入部発生の防止、注入工程の簡略化、装置の単純化
を実現し、液晶パネルの製造において高生産性、低コス
ト化を達成し得る液晶素子の製造方法を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の液
晶素子の製造方法は、上記課題を解決するために、少な
くとも一方が光透過性を有する一対の長方形基板が対向
配置されると共に、上記長方形基板における相対する２
辺側に各々開口部を有するセルに液晶を注入する工程を
含む液晶素子の製造方法において、上記一対の長方形基
板を水平に配置する第１の工程と、上記各開口部近傍に
おける長方形基板端部上に、セル内部を充填させるのに
十分な総量の液晶を塗布する第２の工程と、上記セル内
部の圧力を１Ｔｏｒｒ以下に減圧する第３の工程と、上
記セル内部の減圧を継続しながら、セルの温度を上昇さ
せ、上記塗布した液晶を流動化させて該開口部からセル
内部へ移動させる第４の工程と、上記セルの温度を液晶
の流動化温度に保持すると共に、流動化した液晶が各開
口部を塞いだ後に、セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧し
て液晶をセル内部全体に充填する第５の工程と、上記セ
ルを２ｋｇ／ｃｍ²以上に加圧した状態を保持しなが
ら、セルの温度を室温まで徐冷する第６の工程とを含む
ことを特徴としている。

【００１０】上記の発明によれば、液晶素子の製造方法
は、一対の長方形基板を水平に配置する第１の工程と、
上記各開口部近傍における長方形基板端部上に、セル内
部を充填させるのに十分な総量の液晶を塗布する第２の
工程と、上記セル内部の圧力を１Ｔｏｒｒ以下に減圧す
る第３の工程と、上記セル内部の減圧を継続しながら、
セルの温度を上昇させ、上記塗布した液晶を流動化させ
て該開口部からセル内部へ移動させる第４の工程と、上
記セルの温度を液晶の流動化温度に保持すると共に、流
動化した液晶が各開口部を塞いだ後に、セルを２ｋｇ／
ｃｍ² 以上に加圧して液晶をセル内部全体に充填する第
５の工程と、上記セルを２ｋｇ／ｃｍ²以上に加圧した
状態を保持しながら、セルの温度を室温まで徐冷する第
６の工程とを含んでいる。

【００１１】これによって、従来の注入方法に比べて注
入時間が大幅に短縮化できる。

【００１２】すなわち、セルの両端から液晶の注入を行
っているので、従来の片側１カ所からの注入に比べて、
時間は約半分に短縮される。また、液晶が開口部を塞い
だ後に減圧から加圧に切り替えているため、内部と外部
との大きな気圧差により注入速度は加速され、注入時間
はさらに短くなる。

【００１３】さらに、注入に際して加熱を行っているた
め、液晶の粘度が低下し、注入速度はより速くなってい
る。また、この加熱は、セル内の液晶未注入部の防止に
も効果がある。

【００１４】また、本発明では、減圧時のセル内部の真
空度が１Ｔｏｒｒ以下、加圧時の外圧２ｋｇ／ｃｍ² 以
上の条件が要求される。上記減圧工程においてはセル内
部のみ減圧しても、セル全体を減圧しても問題ないが、
加圧工程においてはパネル全体を加圧することが好まし
い。もし、開口部のみ加圧を行えば、一対の長方形基板
が剥がれるおそれがあるからである。

【００１５】また、第６の工程において、セルを加圧し
たまま徐冷することによって、温度低下に伴う液晶の体
積収縮を補うように、液晶を外部から供給することが可
能になる。したがって、セル内部に部分的に生じやすい
真空領域の発生を防ぐことが可能となる。

【００１６】この結果、注入時間の短縮化、液晶未注入
部発生の防止、注入工程の簡略化、装置の単純化を実現
し、液晶パネルの製造において高生産性、低コスト化を
達成し得る液晶素子の製造方法を提供することができ
る。

【００１７】請求項２に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１記載の液晶素
子の製造方法において、前記第３の工程におけるセル内
部の圧力を０．０１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にする一
方、前記第５の工程におけるセル内部を５ｋｇ／ｃｍ²
以上に加圧して液晶をセル内部全体に充填することを特
徴としている。

【００１８】上記の発明によれば、第３の工程における
セル内部の圧力を０．０１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にす
る一方、前記第５の工程におけるセル内部を５ｋｇ／ｃ
ｍ²以上に加圧して液晶をセル内部全体に充填する。

【００１９】すなわち、特に６インチ以上の液晶パネル
サイズになると、セルの中央に残留気泡に伴う液晶未注
入部が発生し易くなるので、初期の脱気と後期の加圧と
の条件を厳しくすることによってこれを防ぐことが可能
となる。

【００２０】請求項３に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１又は２記載の
液晶素子の製造方法において、前記２箇所の開口部は、
長方形基板における相対する２辺の全てに渡ることを特
徴としている。

【００２１】上記の発明によれば、２箇所の開口部は、
長方形基板における相対する２辺の全てに渡っている。

【００２２】これによって、開口部が広がるので、注入
時間をより短縮化できる。さらには液晶の注入先端部が
直線状に揃うため、放射状に広がって注入して行く場合
に比べ液晶未注入部が残り難く、液晶分子の配向性も良
くなる。

【００２３】請求項４に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１、２又は３記
載の液晶素子の製造方法において、前記セルには、開口
部のある２辺と垂直にスペーサがストライプ状に配設さ
れていることを特徴としている。

【００２４】上記の発明によれば、セルには、開口部の
ある２辺と垂直にスペーサがストライプ状に配設されて
いる。

【００２５】これによって、液晶が両側のスペーサ壁で
挟まれた各々のラインを均一に進行して行く。このた
め、液晶の回り込み進行が防止され、液晶未注入部が残
り難く、液晶分子の配向性も良くなる。

【００２６】請求項５に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１〜４のいずれ
か１項に記載の液晶素子の製造方法において、前記長方
形基板における２箇所の各開口部近傍における長方形基
板端部上に塗布された液晶の溢液を防止するための堤防
部が、長方形基板の縁部に設けられていることを特徴と
している。

【００２７】上記の発明によれば、長方形基板における
２箇所の各開口部近傍における長方形基板端部上に塗布
された液晶の溢液を防止するための堤防部が、長方形基
板の縁部に設けられている。

【００２８】これによって、セルの加熱時に液晶が流動
性をもったとき、長方形基板上からの液晶の無駄な流出
を防ぐことが可能となる。

【００２９】請求項６に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１〜５のいずれ
か１項に記載の液晶素子の製造方法において、前記第２
の工程において塗布される液晶が、スメクティック液晶
であることを特徴としている。

【００３０】上記の発明によれば、第２の工程において
塗布される液晶は、スメクティック液晶である。

【００３１】すなわち、スメクティック液晶を使用する
ことによって、ネマティック液晶を用いた場合に比べて
高速応答、広視野角といった優れた性質をもった液晶デ
ィスプレイを提供することができる。

【００３２】さらに、スメクティック液晶は流動化温度
が比較的高いため、ある程度高温で第３の工程を行うこ
とができる。これによって、セルの内部、及び液晶が内
部に含有している水蒸気や空気、その他のガスの成分を
比較的簡単に除去できる。

【００３３】請求項７に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１〜６のいずれ
か１項に記載の液晶素子の製造方法において、前記セル
には、スペーサ高さｈが１．０＜ｈ＜２．０μｍで設け
られる一方、前記第２の工程において塗布される液晶
は、強誘電性液晶であることを特徴としている。

【００３４】上記の発明によれば、セルには、スペーサ
高さｈが１．０＜ｈ＜２．０μｍで設けられる一方、第
２の工程において塗布される液晶は、強誘電性液晶とな
っている。

【００３５】このようなパネルギャップと強誘電性液晶
との組合せによって、表示品位の高いディスプレイを提
供することが可能となる。

【００３６】請求項８に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１〜７のいずれ
か１項に記載の液晶素子の製造方法において、前記第４
の工程及び第５の工程におけるセルの加熱温度は、液晶
を流動化温度に保持すべく、液晶が等方相になる温度以
上であることを特徴としている。

【００３７】上記の発明によれば、第４の工程及び第５
の工程におけるセルの加熱温度は、液晶を流動化温度に
保持すべく、液晶が等方相になる温度以上となってい
る。

【００３８】これによって、液晶の粘度が低下するの
で、注入時間をさらに短縮化することができる。

【００３９】請求項９に係る発明の液晶素子の製造方法
は、上記課題を解決するために、請求項１〜８のいずれ
か１項に記載の液晶素子の製造方法において、前記第５
工程と第６工程との間に、液晶がネマティック相を示す
温度にて一定時間保持する工程を含むことを特徴として
いる。

【００４０】上記の発明によれば、第５工程と第６工程
との間に、液晶がネマティック相を示す温度にて一定時
間保持する工程を含んでいる。

【００４１】上述したように、第６の工程でセルを加圧
したまま徐冷することによって、温度低下に伴う液晶の
体積収縮を補うように、液晶を外部から供給でき、これ
によってセル内部に部分的に生じやすい真空領域の発生
を防ぐことが可能となるわけであるが、液晶を外部から
供給するには、液晶の粘度がある程度低くないと、いく
ら加圧しているとはいえ大きな効果が見込めない。

【００４２】そこで、スメクティック液晶においてネマ
ティック相を持つものを使用する場合、低温で比較的粘
度の低いネマティック相の状態にて、ある程度の時間、
保持し続けることが効果的となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図３に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、本実施の形態で説明する液晶素子の製造方法
は、特に、代表的なスメクティック液晶である強誘電性
液晶、反強誘電性液晶を用いた直視型フラットパネルデ
ィスプレイの製造における液晶の注入方法を対象とする
ものである。ただし、その他にも、投影型プロジェクタ
ー、空間光変調器、光学フィルタ、光センサ等の素子の
製造の際にも適用可能なものである。もちろん、ネマテ
ィック液晶の注入にも適用可能である。

【００４４】まず、本実施の形態の強誘電性液晶パネル
１の基本的な構成について、図２（ａ）（ｂ）に基づい
て説明する。

【００４５】本実施の形態の強誘電性液晶パネル１は、
図２（ａ）（ｂ）に示すように、２枚の大きさの異なる
長方形であって、例えば厚さ１．１ｃｍの長方形基板と
しての上側ガラス基板２・下側ガラス基板３を、互いの
縁を突出させることにより、平面的に見たときに十字状
に対向させたものとなっている。上記の上側ガラス基板
２は、例えば大きさ３７０×２８０ｍｍであり、下側ガ
ラス基板３は、例えば大きさ３５０×３００ｍｍとなっ
ている。

【００４６】上記上側ガラス基板２・下側ガラス基板３
の各々にはパターニングされて縦縞状に形成された例え
ば膜厚２００ｎｍの透明なＩＴＯ膜４・４、及び例えば
膜厚２００ｎｍの絶縁性膜５・５が備わっている。

【００４７】互いに対向する上側ガラス基板２・下側ガ
ラス基板３の間である基板対向部６には上側ガラス基板
２・下側ガラス基板３の短辺方向に縦縞状にスペーサと
しての壁状スペーサ７…が配置され、長辺方向の端部
は、シール８・８で封止されている。なお、壁状スペー
サ７…の高さｈは約１．３μｍとなっており、隣合う各
壁状スペーサ７・７の間隔は３６０μｍである。

【００４８】下側ガラス基板３の短辺方向の両端部に
は、それぞれ、開口部１１・１１を塞がないようにして
グリス状又は固体状の液晶が辺に沿って一様に塗布され
た液晶塗布部９・９が形成されている。

【００４９】そして、その液晶塗布部９・９の周囲には
液晶の流出を防ぐための堤防部１０が設けられている。

【００５０】次に、強誘電性液晶パネル１に液晶を注入
するための注入装置について、図３に基づいて説明す
る。

【００５１】注入装置２０は、同図に示すように、加圧
及び減圧に耐え得る強度を持った圧力容器２１と、減圧
用真空ポンプ２２と、加圧用窒素ボンベ２３と、加熱用
ヒーター２４・２４等とを備えている。

【００５２】圧力容器２１内の圧力は、バルブ２５、リ
ークバルブ２６及び圧力調整器２７によって調整され
る。また、圧力容器２１内の温度は、温度コントローラ
２８及び撹拌機２９によって調整される。

【００５３】上記の注入装置２０においては、強誘電性
液晶パネル１…は、治具３０…によって複数枚載置可能
となっており、これら治具３０…に強誘電性液晶パネル
１が液晶塗布部９・９を上にして水平に配置されるよう
になっている。

【００５４】次に、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、一対の上側ガラス基板２・下側ガラス基板３を水
平に配置する第１の工程と、各開口部１１・１１近傍に
おける上側ガラス基板２・下側ガラス基板３の端部上
に、セル内部を充填させるのに十分な総量の液晶を塗布
する第２の工程と、図１に示すように、上記セル内部の
圧力を１Ｔｏｒｒ以下に減圧する第３の工程としての減
圧工程Ａと、上記セル内部の減圧を継続しながら、セル
の温度を上昇させ、上記塗布した液晶を流動化させて該
開口部１１・１１からセル内部へ移動させる第４の工程
としての加熱工程Ｂと、上記セルの温度を液晶の流動化
温度に保持すると共に、流動化した液晶が各開口部１１
・１１を塞いだ後に、セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧
して液晶をセル内部全体に充填する第５の工程としての
加熱加圧注入工程Ｃと、上記セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上
に加圧した状態を保持しながら、セルの温度を室温まで
徐冷する第６の工程としての加圧徐冷工程Ｄとを含んで
いる。

【００５５】これによって、上記手法では従来の注入方
法に比べて注入時間が大幅に短縮化できる。

【００５６】すなわち、セルの両端から液晶の注入を行
っているので、従来の片側１カ所からの注入に比べて、
時間は約半分に短縮される。また、液晶が開口部１１・
１１を塞いだ後に減圧から加圧に切り替えているため、
内部と外部との大きな気圧差により注入速度は加速さ
れ、注入時間はさらに短くなる。

【００５７】さらに、注入に際して加熱を行っているた
め、液晶の粘度が低下し、注入速度はより速くなってい
る。また、この加熱は、セル内の液晶未注入部の防止に
も効果がある。

【００５８】また、本実施の形態では、減圧時のセル内
部の真空度が１Ｔｏｒｒ以下、加圧時の外圧２ｋｇ／ｃ
ｍ² 以上の条件が要求される。上記減圧工程Ａにおいて
はセル内部のみ減圧しても、又はセル全体を減圧しても
問題ないが、加熱加圧注入工程Ｃにおいてはパネル全体
を加圧することが好ましい。もし、開口部１１・１１の
み加圧を行えば、一対の上側ガラス基板２・下側ガラス
基板３が剥がれるおそれがあるからである。

【００５９】また、加圧徐冷工程Ｄにおいて、セルを加
圧したまま徐冷することによって、温度低下に伴う液晶
の体積収縮を補うように、液晶を外部から供給すること
が可能になる。したがって、セル内部に部分的に生じや
すい真空領域の発生を防ぐことが可能となる。

【００６０】この結果、注入時間の短縮化、液晶未注入
部発生の防止、注入工程の簡略化、装置の単純化を実現
し、液晶パネルの製造において高生産性、低コスト化を
達成し得る液晶素子の製造方法を提供することができ
る。

【００６１】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、減圧工程Ａにおけるセル内部の圧力を０．０１Ｔ
ｏｒｒ以下の減圧状態にする一方、加熱加圧注入工程Ｃ
におけるセル内部を５ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧して液晶
をセル内部全体に充填する。

【００６２】すなわち、特に６インチ以上の液晶パネル
サイズになると、セルの中央に残留気泡に伴う液晶未注
入部が発生し易くなるので、初期の脱気と後期の加圧と
の条件を上述のように厳しくすることによってこれを防
ぐことが可能となる。

【００６３】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、２箇所の開口部１１・１１は、上側ガラス基板２
・下側ガラス基板３における相対する２辺の全てに渡っ
ている。

【００６４】これによって、開口部１１・１１が広がる
ので、注入時間をより短縮化できる。さらには液晶の注
入先端部が直線状に揃うため、放射状に広がって注入し
て行く場合に比べ、液晶未注入部が残り難く、液晶分子
の配向性も良くなる。

【００６５】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、セルには、開口部１１・１１のある２辺と垂直に
壁状スペーサ７…がストライプ状、つまり縦縞状に配設
されている。

【００６６】これによって、液晶が両側のスペーサ壁で
挟まれた各々のラインを均一に進行して行く。このた
め、液晶の回り込み進行が防止され、液晶未注入部が残
り難く、液晶分子の配向性も良くなる。

【００６７】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、上側ガラス基板２・下側ガラス基板３における２
箇所の各開口部１１・１１近傍における上側ガラス基板
２・下側ガラス基板３の端部上に塗布された液晶の溢液
を防止するための堤防部１０・１０が、上側ガラス基板
２・下側ガラス基板３の縁部に設けられている。

【００６８】これによって、セルの加熱時に液晶が流動
性をもったとき、上側ガラス基板２・下側ガラス基板３
上からの液晶の無駄な流出を防ぐことが可能となる。

【００６９】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、第２の工程において塗布される液晶は、スメクテ
ィック液晶となっている。

【００７０】すなわち、スメクティック液晶を使用する
ことによって、ネマティック液晶を用いた場合に比べて
高速応答、広視野角といった優れた性質をもった液晶デ
ィスプレイを提供することができる。

【００７１】さらに、スメクティック液晶は流動化温度
が比較的高いため、ある程度高温で減圧工程Ａを行うこ
とができる。これによって、セルの内部、及び液晶が内
部に含有している水蒸気や空気、その他のガスの成分を
比較的簡単に除去できる。

【００７２】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、セルには、スペーサ高さｈが１．０＜ｈ＜２．０
μｍで設けられる一方、第２の工程において塗布される
液晶は、強誘電性液晶となっている。

【００７３】このようなパネルギャップと強誘電性液晶
との組合せによって、表示品位の高いディスプレイを提
供することが可能となる。

【００７４】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、加熱工程Ｂ及び加熱加圧注入工程Ｃにおけるセル
の加熱温度は、液晶を流動化温度に保持すべく、液晶が
等方相になる温度以上となっている。

【００７５】これによって、液晶の粘度が低下するの
で、注入時間をさらに短縮化することができる。

【００７６】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、加熱加圧注入工程Ｃと加圧徐冷工程Ｄとの間に、
液晶がネマティック相を示す温度にて一定時間保持する
工程を含むことが可能となっている。

【００７７】上述したように、加圧徐冷工程Ｄでセルを
加圧したまま徐冷することによって、温度低下に伴う液
晶の体積収縮を補うように、液晶を外部から供給でき、
これによってセル内部に部分的に生じやすい真空領域の
発生を防ぐことが可能となるわけであるが、液晶を外部
から供給するには、液晶の粘度がある程度低くないと、
いくら加圧しているとはいえ大きな効果が見込めない。

【００７８】そこで、スメクティック液晶においてネマ
ティック相を持つものを使用する場合、低温で比較的粘
度の低いネマティック相の状態にて、ある程度の時間、
保持し続けることが効果的となる。

【００７９】また、本実施の形態の液晶素子の製造方法
では、前記減圧工程Ａ以下の工程を、温度及び圧力が制
御できる同一容器内、つまり圧力容器２１内で行うよう
にしている。

【００８０】これによって、効率的に液晶の注入を行う
ことができ、注入時間の短縮化、注入工程の簡略化、装
置の単純化を実現し、液晶パネルの製造において高生産
性、低コスト化を達成し得る液晶素子の製造方法を提供
することができる。

【００８１】

【実施例】〔実施例１〕前記実施の形態にて説明した強
誘電性液晶パネル１…を、注入装置２０を用いて、温
度、圧力共に制御できる容器２１内に、液晶塗布部９・
９が上になるよう水平に複数配置した。さらに、図１に
示すように、減圧工程Ａ、加熱工程Ｂ、加熱加圧注入工
程Ｃ、加圧徐冷工程Ｄ、及びパネル取り出し工程Ｅの一
連の工程を行った。

【００８２】先ず、減圧工程Ａにおいては、容器内を
０．０１Ｔｏｒｒに減圧し、数時間放置した。このとき
温度は７０℃に設定した。これは、温度を上げると強誘
電性液晶パネル１や液晶内部に存在する水蒸気、空気、
その他のガスが除去し易いためであり、また温度を上げ
過ぎると強誘電性液晶が流動性をもつネマテイック相に
相転移してしまい、強誘電性液晶パネル１内を十分減圧
する前に開口部を塞いてしまうおそれがあるからであ
る。

【００８３】次に、加熱工程Ｂにて、液晶が等方相とな
る１１５℃に加熱した。これによって液晶塗布部９・９
の液晶は流動化し、完全に開口部を塞ぎ、内部へ浸透し
始める。

【００８４】次に、加熱加圧注入工程Ｃにて加熱加圧注
入を行った。このとき、容器内は窒素で充填され、圧力
は５ｋｇ／ｃｍ² 、温度は１１５℃のままである。

【００８５】次に、加圧徐冷工程Ｄにて５ｋｇ／ｃｍ²
で加圧した状態のまま、ヒーターを切り徐冷を行った。
すなわち、ヒーターを切った状態で温度が室温に下がる
まで放置した。また、加圧は、温度が室温に下がるまで
続けた。

【００８６】最後に、パネル取り出し工程Ｅにて温度低
下後、加圧をやめて大気圧に戻し、強誘電性液晶パネル
１を取り出した。

【００８７】その結果、液晶が完全に充填された強誘電
性液晶パネル１を得ることができた。

【００８８】〔比較例１〕比較例１として、前記実施例
１における加熱加圧注入工程Ｃ及び加圧徐冷工程Ｄでの
５ｋｇ／ｃｍ² の加圧を１．５ｋｇ／ｃｍ² に置き換え
て、実施例１と同様の実験を行った。

【００８９】その結果、強誘電性液晶パネル１の中央部
に、帯状に液晶未注入領域が残った。

【００９０】〔比較例２〕比較例２として、前記実施例
１における加圧徐冷工程Ｄでの５ｋｇ／ｃｍ² の加圧徐
冷に代えて、大気圧にて徐冷を行った。他は実施例１と
同条件である。

【００９１】その結果、強誘電性液晶パネル１の全体に
散在する断片的な細かい液晶未注入領域が観察された。

【００９２】これは、液晶の降温時における体積収縮が
主な原因と思われる。

【００９３】〔比較例３〕比較例３として、前記実施例
１における減圧工程Ａでの容器内の減圧力０．０１Ｔｏ
ｒｒを２Ｔｏｒｒに置き換えて、実施例１と同様の実験
を行った。

【００９４】その結果、強誘電性液晶パネル１の中央部
に、帯状に液晶未注入領域が残った。

【００９５】〔比較例４〕前記実施例１では強誘電性液
晶パネル１の両側の開口部１１・１１から液晶の注入を
行っていたのに対し、比較例４として、強誘電性液晶パ
ネル１の片側の開口部１１をシールで封止し、一方向か
らの注入に置き換えて、実施例１と同様の実験を行っ
た。

【００９６】その結果、注入時間が長くなった。

【００９７】〔実施例２〕前記実施例１で使用した強誘
電性液晶パネル１の壁状スペーサ７…の高さｈは約１．
３μｍであったが、この壁状スペーサ７…の高さｈを
１．０μｍに置き換えると共に、加圧徐冷工程Ｄとパネ
ル取り出し工程Ｅとの工程の間に、９０℃すなわち液晶
がネマティック相である温度にて５時間加圧した状態で
保持する工程を加えたものを実施例２として性能調査し
た。その他の工程は実施例１と同じである。

【００９８】その結果、液晶が完全に充填された強誘電
性液晶パネル１を得ることができた。

【００９９】〔比較例５〕比較例５として、実施例２に
て行ったネマティツク相で保持する工程を行わなかっ
た。

【０１００】その結果、強誘電性液晶パネル１の中央部
に、若干の液晶未注入領域が残った。

【０１０１】以上の結果を、表１にまとめて示す。

【０１０２】この表１により、実施例１及び実施例２に
おける液晶パネルの注入工程において、注入時間の短縮
化、液晶未注入部発生の防止、注入工程の簡略化を実現
し、高生産性、低コストを実現することが可能となるこ
とが分かった。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】

【発明の効果】請求項１に係る発明の液晶素子の製造方
法は、以上のように、一対の長方形基板を水平に配置す
る第１の工程と、上記各開口部近傍における長方形基板
端部上に、セル内部を充填させるのに十分な総量の液晶
を塗布する第２の工程と、上記セル内部の圧力を１Ｔｏ
ｒｒ以下に減圧する第３の工程と、上記セル内部の減圧
を継続しながら、セルの温度を上昇させ、上記塗布した
液晶を流動化させて該開口部からセル内部へ移動させる
第４の工程と、上記セルの温度を液晶の流動化温度に保
持すると共に、流動化した液晶が各開口部を塞いだ後
に、セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧して液晶をセル内
部全体に充填する第５の工程と、上記セルを２ｋｇ／ｃ
ｍ² 以上に加圧した状態を保持しながら、セルの温度を
室温まで徐冷する第６の工程とを含む方法である。

【０１０５】それゆえ、セルの両端から液晶の注入を行
っているので、従来の片側１カ所からの注入に比べて、
時間は約半分に短縮される。また、液晶が開口部を塞い
だ後に減圧から加圧に切り替えているため、内部と外部
との大きな気圧差により注入速度は加速され、注入時間
はさらに短くなる。

【０１０６】さらに、注入に際して加熱を行っているた
め、液晶の粘度が低下し、注入速度はより速くなってい
る。また、この加熱は、セル内の液晶未注入部の防止に
も効果がある。

【０１０７】また、本発明では、第６の工程において、
セルを加圧したまま徐冷することによって、温度低下に
伴う液晶の体積収縮を補うように、液晶を外部から供給
することが可能になる。したがって、セル内部に部分的
に生じやすい真空領域の発生を防ぐことが可能となる。

【０１０８】この結果、注入時間の短縮化、液晶未注入
部発生の防止、注入工程の簡略化、装置の単純化を実現
し、液晶パネルの製造において高生産性、低コスト化を
達成し得る液晶素子の製造方法を提供することができる
という効果を奏する。

【０１０９】請求項２に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１記載の液晶素子の製造方法
において、前記第３の工程におけるセル内部の圧力を
０．０１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にする一方、前記第５
の工程におけるセル内部を５ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧し
て液晶をセル内部全体に充填する方法である。

【０１１０】それゆえ、特に６インチ以上の液晶パネル
サイズになると、セルの中央に残留気泡に伴う液晶未注
入部が発生し易くなるので、初期の脱気と後期の加圧と
の条件を厳しくすることによってこれを防ぐことが可能
となるという効果を奏する。

【０１１１】請求項３に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１又は２記載の液晶素子の製
造方法において、前記２箇所の開口部は、長方形基板に
おける相対する２辺の全てに渡る方法である。

【０１１２】それゆえ、開口部が広がるので、注入時間
をより短縮化できる。さらには液晶の注入先端部が直線
状に揃うため、放射状に広がって注入して行く場合に比
べ液晶未注入部が残り難く、液晶分子の配向性も良くな
るという効果を奏する。

【０１１３】請求項４に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１、２又は３記載の液晶素子
の製造方法において、前記セルには、開口部のある２辺
と垂直にスペーサがストライプ状に配設されている方法
である。

【０１１４】それゆえ、液晶が両側のスペーサ壁で挟ま
れた各々のラインを均一に進行して行く。このため、液
晶の回り込み進行が防止され、液晶未注入部が残り難
く、液晶分子の配向性も良くなるという効果を奏する。

【０１１５】請求項５に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載
の液晶素子の製造方法において、前記長方形基板におけ
る２箇所の各開口部近傍における長方形基板端部上に塗
布された液晶の溢液を防止するための堤防部が、長方形
基板の縁部に設けられている方法である。

【０１１６】それゆえ、セルの加熱時に液晶が流動性を
もったとき、長方形基板上からの液晶の無駄な流出を防
ぐことが可能となるという効果を奏する。

【０１１７】請求項６に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１〜５のいずれか１項に記載
の液晶素子の製造方法において、前記第２の工程におい
て塗布される液晶が、スメクティック液晶である方法で
ある。

【０１１８】それゆえ、スメクティック液晶を使用する
ことによって、ネマティック液晶を用いた場合に比べて
高速応答、広視野角といった優れた性質をもった液晶デ
ィスプレイを提供することができる。

【０１１９】さらに、スメクティック液晶は流動化温度
が比較的高いため、ある程度高温で第３の工程を行うこ
とができる。これによって、セルの内部、及び液晶が内
部に含有している水蒸気や空気、その他のガスの成分を
比較的簡単に除去できるという効果を奏する。

【０１２０】請求項７に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１〜６のいずれか１項に記載
の液晶素子の製造方法において、前記セルには、スペー
サ高さｈが１．０＜ｈ＜２．０μｍで設けられる一方、
前記第２の工程において塗布される液晶は、強誘電性液
晶である方法である。

【０１２１】それゆえ、このようなパネルギャップと強
誘電性液晶との組合せによって、表示品位の高いディス
プレイを提供することが可能となるという効果を奏す
る。

【０１２２】請求項８に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１〜７のいずれか１項に記載
の液晶素子の製造方法において、前記第４の工程及び第
５の工程におけるセルの加熱温度は、液晶を流動化温度
に保持すべく、液晶が等方相になる温度以上である方法
である。

【０１２３】それゆえ、液晶の粘度が低下するので、注
入時間をさらに短縮化することができるという効果を奏
する。

【０１２４】請求項９に係る発明の液晶素子の製造方法
は、以上のように、請求項１〜８のいずれか１項に記載
の液晶素子の製造方法において、前記第５工程と第６工
程との間に、液晶がネマティック相を示す温度にて一定
時間保持する工程を含む方法である。

【０１２５】それゆえ、上述したように、第６の工程で
セルを加圧したまま徐冷することによって、温度低下に
伴う液晶の体積収縮を補うように、液晶を外部から供給
でき、これによってセル内部に部分的に生じやすい真空
領域の発生を防ぐことが可能となるわけであるが、液晶
を外部から供給するには、液晶の粘度がある程度低くな
いと、いくら加圧しているとはいえ大きな効果が見込め
ない。

【０１２６】そこで、スメクティック液晶においてネマ
ティック相を持つものを使用する場合、低温で比較的粘
度の低いネマティック相の状態にて、ある程度の時間、
保持し続けることが効果的となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における液晶素子の製造方法の実施の一
形態を示すものであり、強誘電性液晶パネルに液晶を注
入する際の各工程での温度と圧力との関係を示す説明図
である。

【図２】（ａ）は強誘電性液晶パネルの概略構成を示す
平面図、（ｂ）は強誘電性液晶パネルの概略構成を示す
正面図である。

【図３】上記強誘電性液晶パネルに液晶を注入するため
の注入装置を示す構成図である。

【図４】従来の液晶素子の製造方法を示すものであり、
パネル内部を排気した後、両側から液晶を注入する方法
を示す説明図である。

【図５】従来の他の液晶素子の製造方法を示すものであ
り、パネル内を排気した後、排気口から排気を続けなが
ら注入口から液晶を注入する方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 強誘電性液晶パネル ２ 上側ガラス基板（長方形基板） ３ 下側ガラス基板（長方形基板） ７ 壁状スペーサ（スペーサ） ８ シール ９ 液晶塗布部 １０ 堤防部 １１ 開口部 ２０ 注入装置 ２１ 圧力容器 ２２ 減圧用真空ポンプ ２３ 加圧用窒素ボンベ ２４ 加熱用ヒーター ２５ バルブ ２６ リークバルブ ２７ 圧力調整器 ２８ 温度コントローラ ３０ 治具 Ａ 減圧工程（第３の工程） Ｂ 加熱工程（第４の工程） Ｃ 加熱加圧圧入工程（第５の工程） Ｄ 加熱徐冷工程（第６の工程） Ｅ パネル取り出し工程 ｈ スペーサ高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常定 紀基 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 内田 秀樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 玉井 和彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 繁田 光浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H089 KA01 NA26 NA30 NA31 NA55 NA60 QA12 QA16 RA13 TA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方が光透過性を有する一対の
   長方形基板が対向配置されると共に、上記長方形基板に
   おける相対する２辺側に各々開口部を有するセルに液晶
   を注入する工程を含む液晶素子の製造方法において、 上記一対の長方形基板を水平に配置する第１の工程と、 上記各開口部近傍における長方形基板端部上に、セル内
   部を充填させるのに十分な総量の液晶を塗布する第２の
   工程と、 上記セル内部の圧力を１Ｔｏｒｒ以下に減圧する第３の
   工程と、 上記セル内部の減圧を継続しながら、セルの温度を上昇
   させ、上記塗布した液晶を流動化させて該開口部からセ
   ル内部へ移動させる第４の工程と、 上記セルの温度を液晶の流動化温度に保持すると共に、
   流動化した液晶が各開口部を塞いだ後に、セルを２ｋｇ
   ／ｃｍ² 以上に加圧して液晶をセル内部全体に充填する
   第５の工程と、 上記セルを２ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧した状態を保持し
   ながら、セルの温度を室温まで徐冷する第６の工程とを
   含むことを特徴とする液晶素子の製造方法。
2. 【請求項２】前記第３の工程におけるセル内部の圧力を
   ０．０１Ｔｏｒｒ以下の減圧状態にする一方、前記第５
   の工程におけるセル内部を５ｋｇ／ｃｍ² 以上に加圧し
   て液晶をセル内部全体に充填することを特徴とする請求
   項１記載の液晶素子の製造方法。
3. 【請求項３】前記２箇所の開口部は、長方形基板におけ
   る相対する２辺の全てに渡ることを特徴とする請求項１
   又は２記載の液晶素子の製造方法。
4. 【請求項４】前記セルには、開口部のある２辺と垂直に
   スペーサがストライプ状に配設されていることを特徴と
   する請求項１、２又は３記載の液晶素子の製造方法。
5. 【請求項５】前記長方形基板における２箇所の各開口部
   近傍における長方形基板端部上に塗布された液晶の溢液
   を防止するための堤防部が、長方形基板の縁部に設けら
   れていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
   に記載の液晶素子の製造方法。
6. 【請求項６】前記第２の工程において塗布される液晶
   が、スメクティック液晶であることを特徴とする請求項
   １〜５のいずれか１項に記載の液晶素子の製造方法。
7. 【請求項７】前記セルには、スペーサ高さｈが１．０＜
   ｈ＜２．０μｍで設けられる一方、前記第２の工程にお
   いて塗布される液晶は、強誘電性液晶であることを特徴
   とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶素子の
   製造方法。
8. 【請求項８】前記第４の工程及び第５の工程におけるセ
   ルの加熱温度は、液晶を流動化温度に保持すべく、液晶
   が等方相になる温度以上であることを特徴とする請求項
   １〜７のいずれか１項に記載の液晶素子の製造方法。
9. 【請求項９】前記第５の工程と第６の工程との間に、液
   晶がネマティック相を示す温度にて一定時間保持する工
   程を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項
   に記載の液晶素子の製造方法。