JP2571926B2 - スメクチツク液晶の注入・封止方法 - Google Patents

スメクチツク液晶の注入・封止方法

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JP2571926B2 JP62037125A JP3712587A JP2571926B2 JP 2571926 B2 JP2571926 B2 JP 2571926B2 JP 62037125 A JP62037125 A JP 62037125A JP 3712587 A JP3712587 A JP 3712587A JP 2571926 B2 JP2571926 B2 JP 2571926B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶ディスプレイを製作する際
の、AB基板を接着しただけの空セルへのスメクチック液
晶を注入し、封止する方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、常温では、流動性を有しないスメクチック
液晶を、セル内に充分に充てんする方法を提示するもの
であり、該スメクチック液晶が流動性を有するコレステ
リック相やアイソトロピック状態で真空注入した後液晶
セルの注入口近辺及び該スメクチック液晶を、流動性を
有する温度に保ったまま、注入口近辺以外の部分即ち、
液晶セルの奥の部分をスメクチック状態まで徐冷しその
後に、注入口近辺も徐冷するという、一枚の液晶セルに
温度分布を持たせて徐冷する方法であり、かかる処理の
後に、注入口を接着剤で封止するというスメクチック液
晶の一連の注入・封止方法を提示するものである。
〔従来の技術〕
液晶の注入方法としては、よく知られたネマティック
液晶の真空注入方法がある。第2図が一般的な真空注入
装置だが、ネマティック液晶は流動性をもつため、液晶
セル内を真空に排気した後、注入口をネマティック液晶
でおおって、常圧に戻せば、ネマティック液晶はセル内
に流動し、注入されていく。第3図のようにして液晶及
びセルの温度を上げるとネマティック液晶は流動粘度が
下がるため速く注入するが、平衡に達した後、セルを冷
却し、ネマティック液晶が体積収縮した状態での平衡状
態まで待たねばならないので、結局時間的に大差ないた
め、現状では常温で注入されている。一方、最近注目さ
れている熱書き込みスメクチック液晶ディスプレイや強
誘電性液晶ディスプレイ等は、スメクチック液晶状態を
利用して表示するものであり、スメクチック液晶は流動
性をもたないため、流動性を有するコレステリック液晶
状態か、アイソトロピック状態にした上で、真空注入す
る方法が提案されている。(特開昭61−35429等)コレ
ステリック液晶状態もしくはアイソトロピック状態で長
時間放置し、平衡状態に達した後、セル全体を均一に徐
冷し、スメクチック状態まで戻すという注入方法が通常
とられており、その後に封止をするというのが、スメク
チック液晶の注入・封止方法であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記のような一般的な方法では液晶セ
ル内に充分液晶が充てんされず、その結果として、液晶
セルを低温で放置すると、液晶セル内に気泡が発生し、
形成されたスメクチック相のドメインが破壊され、表示
不良が生じる。
これは、スメクチック相になると流動性がほとんどな
いため、徐冷しても、スメクチック相に変化する前のア
イソトロピック状態や、コレステリック液晶状態でのセ
ル内外の圧力の平衡状態以上には、ほとんど液晶がセル
内に入らないことによる。そして、SA相やSc相へと相
変化に伴ない液晶の体積変化が起り、同時に、同じ相で
あっても温度による体積変化があるためである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記のような問題点を解決することを目的
として、液晶セル内にスメクチック液晶を充分に充てん
し、封止する方法を提示するものである。
本発明は、スメクチック液晶を流動性があるコレステ
リック液晶状態もしくはアイソトロピック状態にして、
真空注入し、長時間放置し、平衡状態にした後、液晶セ
ルの注入口近辺を流動性のあるコレステリック液晶状態
もしくはアイソトロピック状態に保持したまま、液晶セ
ルの奥側を先に、スメクチック状態に保冷するという冷
却過程に新規な方法を採用することを特徴としている。
以下図によって示す。
第1図は、高温に保持した真空注入後の冷却過程の様
子を示している。注入口近辺の7が、注入するスメクチ
ック液晶がコレステリック液晶状態もしくはアイソトロ
ピック状態となるように加熱された部分であり、8の部
分が、スメクチック相まで冷却されている。8の部分で
縦に線をいれてあるが、これがスメクチック液晶の層の
方向を示している。SA相、Sc相の場合、アイソトロピ
ック状態やコレステリック液晶状態に比べるとかなり小
さいが、層と平行な方向には、流動性をわずかにもつ。
よって、8の部分を非常にゆっくり冷却することによ
り、第1図で矢印で示したように、液晶が供給され、注
入口近辺も含めて、均一にゆっくり徐冷した時よりも、
セル内に充分液晶が供給される。
更に、第1図のスメクチック相の部分である8を初め
は、注入口と反対の奥の部分のみとし、徐々に面積を拡
大していく事により、流動性の大きいコレステリック液
晶状態またはアイソトロピック状態をとる面積をはじめ
は大きく取れ、徐々に小さくなるという形で進行するの
で、より、短時間にかつセル内に液晶を充てんする効果
が大きい事がわかった。
このような冷却方法を実現する具体的な方法として
は、以下のような方法がある。
まず、第3図に示したように、ヒーター付きの液晶用
の槽2と液晶セル加熱用のヒーター5を有する真空装置
で、2の槽を、液晶セルの注入口より深く入るようにし
ておけば、4,5のヒーターによって注入するスメクチッ
ク液晶がコレステリック液晶状態またはアイソトロピッ
ク状態となる温度まで、液晶及び液晶セルを加熱し、通
常の真空注入を行ない、常圧に戻して長時間放置した後
に、4のヒーターはその温度に保ったまま、5のヒータ
ーを制御して、3の液晶セルを徐冷することにより、注
入口近辺を、該液晶が流動性をもつ温度に保ったまま液
晶セルの奥の部分から冷却することができる。
更に、真空装置内で通常の真空注入をした後に液晶セ
ルを取り出し、第4図に示したように、注入口近辺をホ
ットステージ10の上に、他の部分をホットステージ9の
上にのせ、ホットステージ10を注入するスメクチック液
晶が流動性を有するコレステリック液晶状態又はアイソ
トロピック状態に保持したまま、ホットステージ9を徐
冷することにより、本発明の冷却方法を実現できる。
更に、真空装置内で通常の真空注入をした後に液晶セ
ルを取り出し、第5図に示したように、温度差のある2
つのステージ上を、移動させる事により実現できる。こ
の場合、ホットステージ10を注入するスメクチック液晶
がコレステリック液晶状態またはアイソトロピック状態
になる温度に設定し、クールステージをスメクチック液
晶状態となる適当な温度に設定し、初めは、液晶セル全
体をホットステージ10の上にのせ、巻き取り機11のよう
なもので液晶セルを、注入口と反対側からゆっくり移動
させる事により、注入口と反対の液晶セルの奥から順次
スメクチック相にしていく事ができる。この方法で行な
うと、2つのステージ間の距離と、2つのステージの設
定温度及び液晶セルの移動速度を種々かえる事により、
いろいろな条件で、液晶の注入を行なう事ができる。移
動速度をできるだけ遅くし、クールステージを常温より
低く設定した場合が液晶を充分充てんできた。
更に、第6図の12は、高温側にも常温より低温側にも
温度制御できる装置であり、導熱板9の上に、通常の真
空注入を行なった液晶セルをのせ、12の温度制御装置を
別々に温度制御することにより、注入口と反対の方から
順次温度を下げることができる。
以上述べてきたような一連の液晶注入工程の後に、注
入口部分を接着剤で封止する事になるが、こうした注入
封止方法をとる事により、液晶セル内へのスメクチック
液晶の充てんを充分行なう事が出来、低温気泡の発生を
防止する事ができた。
上記したような液晶セル内へのスメクチック液晶の注
入操作を行なった後、封止する前に、液晶セル全体を均
一に、SA相、Ch相やアイソトロピック状態に加熱し、冷
却するような処理を施しても、前記注入操作より時間的
に短かければ、注入操作による液晶充てんの効果は大き
く減じる事はない。
〔実施例1〕 第7図に示したような巾20mmの注入口が3つあるシー
ル形状で、シール巾が4mm、シール内の大きさがたて150
mm、横250mm、そしてセルギャップが1.7μmの液晶セル
を製作した。このセルは面内にギャップ材と同時に小粒
形の接着材も散布し、AB基板を面内でも接着した。
この液晶セルに以下の相転移温度を有する強誘電性液
晶を注入した。
まず、真空装置内で10-1torrまで真空引きした後、80
℃に加熱した上で、4時間かけて徐々に常圧に戻し、そ
の80℃、常圧の状態で16時間放置し液晶を注入した。こ
の液晶セルを65℃に4時間放置したのち、−5℃/hour
の速さで常温25℃まで冷却した。
この通常の注入方法による液晶セルは、常温に3〜4
時間放置しておくと、液晶セルの中央部にも、気泡が発
生してくる。
この通常の注入方法のみで、まだ封止していない液晶
セルを、第4図のように、2つとホットステージを1cm
の間隔をあけて並べた上に、配置した。一方のホットス
テージ10の上には注入口近辺のみが来るように配置し
た。初めに、両方のホットステージ9,10を70℃に3時間
設定して置くと常温で発生していた気泡が消えるので、
その後、9のホットステージのみ、−5℃/hourの速さ
で62℃にし、62℃で10時間放置し、その後−5℃/hour
で、常温に戻した。その後、ホットステージ10の電源を
切り、自然放冷した。そして、注入口を封止した。
かかる注入・封止を行なった液晶セルを0℃の恒温槽
内に放置したら、2日間は気泡が全く発生せず、3日目
になって、パネル中央部に気泡が発生しているのが観察
された。
このように、通常の真空注入後に、上記のような処理
を行なう事により、液晶セル内に液晶を充てんする効果
が確認された。
〔実施例2〕 実施例1と同様の、通常の真空注入のみで、常温に戻
した時に、気泡が発生する。まだ封止していない液晶セ
ルを、第5図の方法により、注入操作を行なった。ホッ
トステージ10を70℃に設定し、その上に、該液晶セルを
のせ3時間放置すると、常温で発生した気泡は消失し
た。クールステージを、ホットステージと2cmの間隔を
あけ、10℃に設定し、注入口の反対側を前にして、移動
速度10mm/hourで、引っ張った。
かかる処理をした後、封止した液晶セルを−10℃の恒
温槽に1週間放置したが、セル内に気泡は発生しなかっ
た。
〔発明の効果〕
以上、実施例で述べたように、本発明により、AB基板
を面内においても接着した薄いセルでも低温にした時の
気泡の発生を防ぐことが出来、スメクチック液晶ディス
プルイの実用化にとって、大きな問題の1つであった低
温気泡への対策がとれ、その実用化に大きく貢献するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の液晶の注入の様子を示す模式図、第2
図は通常の真空注入方法を示した図であり、第3図はヒ
ーターを有する真空注入装置を示す図、第4図,第5
図,第6図は本発明の具体例を示した模式図であり、第
7図は実施例で実際につくった液晶セルのシール形状を
示した図である。 1……真空注入装置 2……液晶用の槽 3……液晶セル 4……液晶加熱用ヒーター 5……液晶セル加熱用ヒーター 6……シール部 7……注入口近辺のコレステリック液晶状態またはアイ
ソトロピック状態の部分 8……液晶セルの奥側のスメクチック液晶の部分 9,10……ホットステージ 11……巻き取り機のローラー 12……温度制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−95418(JP,A) 特開 昭62−247327(JP,A) 特開 昭62−265624(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】注入口を残し、周辺をシールした液晶セル
    を真空装置内で真空引きし、加熱した後、注入口をコレ
    ステリック液晶状態またはアイソトロピック状態にした
    液晶でふさぎ、加熱状態のまま常圧に戻し、セル内に該
    液晶を充てんし、かかる後に、注入口とその周辺及び注
    入口をおおう該液晶が、コレステリック液晶状態または
    アイソトロピック状態をとる温度に保持したまま、液晶
    セルの他の部分のみを、アイソトロピック状態またはコ
    レステリック液晶状態をとる温度から、スメクチック相
    をとる温度まで徐々に冷却し、該スメクチック相は、そ
    の層と平行な方向が、該液晶セルの注入口と該液晶セル
    奥部を結ぶ方向と略一致するように形成され、最後に注
    入口近辺を冷却し、かかる処理をした後に、注入口を接
    着剤で封止する事を特徴とするスメクチック液晶の注入
    ・封止方法。
  2. 【請求項2】セル内にスメクチック液晶を充てんした後
    に、注入口とその周辺及び注入口をおおう強誘電性液晶
    が、コレステリック液晶状態またはアイソトロピック状
    態をとる温度に保持したまま、液晶セルの注入口と反対
    側の奥から、強誘電性液晶がスメクチック相をとる温度
    に徐々に冷却し、スメクチック相をとる温度領域を広げ
    ていった後に、注入口近辺を最後に冷却し、その後注入
    口を接着剤で封止する事を特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のスメクチック液晶の注入・封止方法。
  3. 【請求項3】スメクチック相がSA相またはSc*相である
    特許請求の範囲第1項記載のスメクチック液晶の注入・
    封止方法。
  4. 【請求項4】注入口近辺も冷却した後、液晶セル全体を
    強誘電性液晶が、SA相あるいはコレステリック相あるい
    はアイソトロピック状態をとる温度まで均一に加熱し、
    徐冷した後に、注入口を接着剤で封止した事を特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のスメクチック液晶の注入
    ・封止方法。
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