JP2535506B2 - 液晶セルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は強誘電性液晶を用いた液晶セルの製造方法に
関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、液晶表示装置の分野では、高速応答性を有する
強誘電性液晶を用いることが提案されている。この強誘
電性液晶としては、カイラルスメクチックＣ相またはカ
イラルスメクチックＨ相を示すものを用いることが検討
されている。この液晶はら旋状の分子配列構造を有して
おり、液晶分子がら旋軸に対して傾いて配列されてい
る。そして、この液晶は直流電界に対して強誘電体とし
ての応答を示し、電界の向きに応じて自発分極を反転さ
せて高速で応答する。従って、この強誘電性液晶を用い
ることにより液晶表示装置の応答性を高め高速スイッチ
ング性を与えることができる。

一方、最近光書込み式プリンタにおける光書込みなど
の分野では、光の透過制御を行なうシャッタ部を配列形
成した液晶シャッタが実用化され、テレビジョン受像機
などの分野では、ドットマトリックス形の画像表示を行
なう液晶表示装置が実用化されつつあり、これらの液晶
装置においても、応答性を高めるために強誘電性液晶を
用いることが検討されている。

しかして、強誘電性液晶を用いたこれらの液晶装置に
用いる液晶セルを製造するためには、従来次の製造方法
が採用されている。すなわち、一対の透明な基板に夫々
電極および配向膜を形成し、その後に一方の基板に液晶
注入口を残してシール材を形成し、さらに一対の基板を
電極形成面を内側にした状態で対向配置してシール材を
挟んで接合し、シール材を硬化する処理を行なう。通
常、シール材は熱硬化性樹脂により形成され、加熱によ
ってシール材が硬化される。次いで、前記シール材で囲
まれた一対の基板間の空隙に強誘電性液晶を注入する。
しかし、強誘電性液晶は常温では粘度が高く、そのまま
ではTN（ツイスト・ネマチック）形液晶のように基板間
の空隙内部を真空にし、この真空を利用して液晶注入口
から前記空隙内部に注入することが困難である。そこ
で、強誘電性液晶を加熱して粘度を低下させ、前述した
ように真空状態とした基板間の空隙内部に注入口から注
入する。そして、最後に前記液晶注入口を封止する。

しかして、このような強誘電性液晶を用いた液晶セル
の製造方法には次の問題がある。すなわち、強誘電性液
晶を一対の基板間の空隙に充填するために、この空隙内
部を真空状態にして液状にした液晶を注入する方法を採
用しているので、空隙を真空引きし且つ液晶注入する専
用の注入装置を特別に必要とし、また強誘電性液晶を一
度加熱して等方性の液状にしてから注入するので、注入
装置には液晶を加熱する加熱装置を特別に設けなければ
ならず、注入装置が大型で高価である。さらに、強誘電
性液晶を液状にするために加熱する処理を、前記シール
材を硬化するために加熱する処理とは別個に単独で行な
うので、製造工程数が多く生産性が低いという問題があ
る。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、強誘導
性液晶の基板間の空隙への充填を経済的且つ能率的に行
なうことができる液晶セルの製造方法を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕 本発明の液晶セルの製造方法は、電極および配向膜を
形成した一対の基板の一方に逃げ穴を有しかつ液晶を内
側に封入するためのシール材を形成し、他方に液晶の膜
を該シール材の該逃げ穴を避けて該シール材の内側に対
応するように印刷により形成し、次にシール材を介して
両基板を接合した後、シール材の硬化を行なうことによ
り、液晶を液体にしてから基板間の空隙に真空注入する
方法を採用せずに液晶を前記空隙に充填するもので、液
晶膜の形成を一般のスクリーン印刷装置を利用して、ま
た液晶膜の加熱と徐冷とを一般の加熱装置を利用して夫
々経済的に行なえ、さらに液晶の加熱と徐冷による配向
工程とシール材の硬化を一度に行なうことができるよう
にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す実施例について説明する。

ここでは、例えば光書込み式プリンタにおいて光書込
み用として用いる横長の液晶シャッタを製造する場合に
適用した一実施例を第１図ないし第４図について説明す
る。

まず、第１図および第２図で示すように信号電極用の
基板１と共通電極用の基板２に、夫々電極および配向膜
を形成する。第１図にて信号電極用の基板１について説
明すると、基板１は透明ガラス板からなるもので、その
一面に多数の信号電極３…を長手方向に間隔を存して互
い違いに形成する。信号電極３…は透明電極と金属電極
とからなるもので、透明電極は例えば共通接続された２
個のシャッタ電極3a,3aと端子電極3bを形成し、金属電
極はシャッタ電極3a,3aを除く透明電極の表面上を覆っ
て形成する。これにより各信号電極３には透明電極によ
りシャッタ電極3a…,3a…が配列形成される。また、基
板１の一面の液晶封入部つまり前記シャッタ電極3a…,3
a…配列部に帯状をなす配向膜４を形成する。なお、配
向膜４は必要に応じてラビング処理を施す。

第２図にて共通電極用の基板２を説明すると、基板２
は基板１より細長い透明ガラス板からなるもので、その
一面に帯状をなす２本の共通電極5,5を長手方向に沿い
平行に形成する。共通電極5,5は透明電極と、前記基板
１のシャッタ電極3a…,3a…と対向する部分を除いて透
明電極の表面を覆う金属電極とからなるものであり、各
共通電極5,5には透明電極からなるシャッタ電極5a…,5a
…が配列形成される。また、基板１の一面の液晶封入部
つまりシャッタ電極5a…,5a…の配列部を覆って帯状の
配向膜６を形成する。なお、必要に応じて配向膜６にラ
ビング処理を施す。

次に第１図で示すように前記基板１の一面の液晶封入
部つまり前記配向膜４の表面上に、強誘電性液晶７の膜
を帯状に形成する。ここで、強誘電性液晶７は、二色性
を有する強誘電性液晶または強誘電性液晶に二色性染料
を溶解した液晶組成物をさしている。強誘電性液晶は、
カイラルスメクチックＣ相を示す液晶、例えばＰ−デジ
ルオキシベンジリデン−Ｐ′−アミノ−ス−メチルブチ
ルシンナメートを使用する。この強誘電性液晶は、層状
構造をなし、各層毎に分子長軸が変化し、層に対して直
角な方向にら旋軸を有するら旋状分子配列を示し、液晶
分子がら旋軸に対して傾いているものである。そして、
強誘電性液晶７は常温ではペースト状をなしているの
で、このペースト状態を利用して前記配向膜４の表面に
所定厚さで塗布して膜を形成する。ペースト状の強誘電
性液晶７を塗布する方法は一般に行なわれているスクリ
ーン印刷を採用する。スクリーン印刷装置を用いて、液
晶７の膜を容易且つ正確に形成できる。

一方、第２図で示すように前記基板２の一面には、液
晶封入部つまり前記配向膜６の周囲を囲んで横長枠形を
なすシール材８を形成する。このシール材８は、熱硬化
性樹脂（エポキシ系、イソシアナート系など）、ゴムな
どからなる接着剤を塗布して形成されており、且つ基板
1,2間の間隔の大きさを規定するために硬質物質からな
るビーズ状又は短かい円筒状のギャップ材が添加してあ
る。なお、シール材８の一部に空気逃げ口９を形成す
る。

次いで、第３図および第４図で示すように前記基板１
と前記基板２とをその電極形成面を内側にして対向配置
し、且つ両基板1,2を前記シール材８を介して接合す
る。その際、シール材８で囲まれた基板1,2間の空隙内
部の空気おおび余分な液晶はシール材８に形成した空気
逃げ孔９から外部へ逃がす。これによりシール材８によ
って囲まれた基板１と基板２との間の空隙には、基板１
に形成した強誘電性液晶７の膜が存在することになる。

そして、この基板1,2の接合体を加熱し、前記シール
材８を硬化させるとともに、徐冷することにより強誘電
性液晶７を等方性の液体から均一なスメクチックC^*相に
配向させる。すなわち、前記基板接合体を加熱するとシ
ール材８も加熱され、この加熱により熱硬化性樹脂から
なるシール材８が硬化する。このため、シール材８は基
板1,2を強固に接合するとともに、液晶封入部を囲む枠
体として強固に形成される。シール材８は、その硬化温
度が材料により異なるが、この実施例の場合、120℃〜2
00℃で硬化するエポキシ系樹脂を用いている。また、基
板接合体の加熱により基板１に塗布されているペースト
状の強誘電性液晶７も加熱されて溶融し等方性の液体と
なり、シール材８で囲まれた基板1,2の間の空隙内部に
液状の強誘電性液晶７が充填封入された状態となり、約
１℃/minの冷却速度で徐冷すると、均一に配向したスメ
クチックC^*相が得られる。強誘電性液晶７は約116℃で
等方性の液体となり、約63℃〜95℃でSm^*Ｃを示す。な
お、強誘電性液晶７が液体化する前に、シール材８が硬
化して液晶７を確実に封入できるようにすることが好ま
しい。前記空気逃げ孔９は加熱処理前、又は後に封止材
10によって封止する。

しかして、この加熱処理は電気炉などの一般の加熱処
理に用いる加熱炉を使用し、この加熱炉の内部に基板接
合体を入れて加熱することができる。

このようにして製造した液晶シャッタは、基板１のシ
ャッタ電極3a…,3a…、このシャッタ電極と対向する基
板２のシャッタ電極5a…,5a…および両シャッタ電極間
にある強誘電性液晶７により多数のシャッタ部Ｓ…,S…
を配列したものである。

なお、前述した実施例では基板１に強誘電性液晶７を
塗布し、基板２にシール材８を形成しているが、これに
限定されることはない。強誘電性液晶７の膜およびシー
ル材８は、基板1,2のうち少なくともいずれか一方に形
成すれば良い。

シール材としては熱硬化性樹脂で形成するのが一般的
であるが、紫外線硬化性樹脂で形成することもできる。
この場合にはシール材を介して基板を接合した後に紫外
線を照射してシール材を硬化させる。従って、シール材
を加熱することなく迅速に硬化させることができ、基板
接合体の取扱いが楽になる。

また、本発明は液晶シャッタとして用いる液晶セルに
限らず、テレビジョン画像表示などに用いる液晶セルを
製造する場合にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の液晶セルの製造方法によ
れば、強誘電性液晶を基板間の空隙に封入する処理を、
一般に使用されている装置を用いて経済的且つ容易に行
なうことができ、しかもシール材の硬化と強誘電性液晶
の配向工程を一度に行なうことができ、工程数の減少と
生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法により液晶シャッタ用液晶セルを製造
する一実施例を示すもので、第１図は信号電極用基板を
示す平面図、第２図は共通電極用基板を示す平面図、第
３図は液晶セルを示す平面図、第４図は同縦断面図であ
る。 1,2……基板、３……信号電極、４……配向膜、５……
共通電極、６……配向膜、７……強誘電性液晶、８……
シール材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−140718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−196728（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−75817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−23018（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板のそれぞれに電極および配向膜
   を形成する工程と、前記一対の基板のうち少なくとも一
   方の基板の電極形成面に逃げ穴を有しかつ液晶を内側に
   封入するためのシール材を形成する工程と、前記一対の
   基板のうち少なくとも一方の基板の電極形成面に液晶の
   膜を前記シール材の前記逃げ穴に対応する部分を避けて
   前記シール材の内側に対応するように印刷により形成す
   る工程と、前記一対の基板を電極形成面を内側にして対
   向配置し前記シール材を挟んで接合した後前記シール材
   を硬化させる工程とを具備することを特徴とする液晶セ
   ルの製造方法。
2. 【請求項２】前記液晶は強誘電性液晶である特許請求の
   範囲第１項記載の液晶セルの製造方法。
3. 【請求項３】前記液晶の膜はスクリーン印刷により形成
   するものである特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の液晶セルの製造方法。
4. 【請求項４】前記液晶の膜を前記一対の基板の一方の基
   板に形成し、前記シール材を他方の基板に形成する特許
   請求の範囲第１項ないし第３項いずれかに記載の液晶セ
   ルの製造方法。