JP3128191B2

JP3128191B2 - 液晶素子及び該液晶素子の製造方法

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Publication number: JP3128191B2
Application number: JP07283930A
Authority: JP
Inventors: 正三原
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Priority date: 1995-10-31
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Publication date: 2001-01-29
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Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、製造
過程において異物が混入した場合でもセルギャップを均
一にできる液晶素子及び該液晶素子の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶素子は種々提案されてい
る。図１にその一例を示す。

【０００３】液晶素子１は、図に示すように、平行に配
置された一対のガラス基板２ａ，２ｂを備えている。こ
れらの基板２ａ，２ｂの表面には多数の透明電極５ａ，
…，５ｂ，…が形成されており、これらの透明電極５
ａ，…，５ｂ，…は、不図示の絶縁膜や配向制御膜にて
覆われている。一方、これらの基板２ａ，２ｂの間隙に
はスペーサ７，…が多数配置されており、これら一対の
基板２ａ，２ｂが、スペーサ７，…にて規定される間隙
を有して離間して配置されている。また、これらの基板
２ａ，２ｂの間隙はシール材９によって閉塞されてお
り、該閉塞された基板間隙（以下、“セルギャップ”と
する）には液晶１０が充填されている。

【０００４】ところで、このセルギャップは液晶素子全
面において均一でなければならないが、液晶素子の製造
過程において基板２ａ，２ｂを貼り合わせるときに異物
Ｄが混入することがあり、該異物Ｄがスペーサ７，…よ
りも大きい場合にはセルギャップが局部的に不均一にな
っていた。

【０００５】そこで、このような場合にセルギャップを
均一にする１つの方法として、液晶素子の全体を加熱し
ながら加圧して異物Ｄを圧潰する方法が、特開平６−３
６３２号公報に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した方法
では加圧時に液晶素子の全体を加熱することから液晶１
０の熱膨張が著しく、液晶素子１が変形し易かった。そ
のため、異物の混入箇所Ａが十分に加圧されず、異物Ｄ
の圧潰が行なえないことが多かった。また、異物圧潰の
ための加圧力は、ガラス基板の破損を防止する等の観点
から制限されるため、所定硬度以上に硬い異物は圧潰さ
れなかった。

【０００７】このため、上述した方法では、セルギャッ
プの不均一は必ずしも解消されなかった。そして、セル
ギャップが不均一なものは、液晶厚も不均一となり、液
晶の電気的基本特性である閾値特性も均一ではなかっ
た。その結果、液晶素子を駆動すると、この閾値特性の
不均一性に起因する表示ムラや色ムラが発生してしまう
という問題があった。

【０００８】なお、このような問題は、本発明者は実験
により確認した。すなわち、液晶素子を作成し、その
内、異物が混入している液晶素子を上述した従来方法で
加熱しながら加圧した。そして、液晶の再配向処理を行
なった後、液晶素子を、直交ニコルの偏光板に挟んだ状
態で照明し、色付きの有無を調べた。その結果、液晶素
子全面に色付きが確認され、セルギャップが不均一であ
ることが確認された。

【０００９】また、従来では、このような表示ムラを起
こす液晶素子は不良品として廃棄されていたため、その
分製造歩留りが低下してしまうという問題もあった。

【００１０】そこで、本発明は、製造過程においてセル
ギャップに異物が混入した場合でもセルギャップの均一
化を確保し、表示ムラ等を解消すると共に歩留りの低下
を防止する液晶素子及び該液晶素子の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、間隙を有するように離間して
配置された一対の基板と、これら一対の基板の間隙に注
入された液晶と、該液晶を挟み込むように配置されて前
記液晶に電圧を印加する一対の電極と、を備えた液晶素
子において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上
に設けた緩衝層、を有し、前記一対の電極の内の一方の
電極は該緩衝層上に設けられ、かつ、前記基板の間隙に
おける異物の混入箇所が基板貼り合わせ後に加熱及び加
圧されている、ことを特徴とする。

【００１２】この場合、前記緩衝層の硬度が７Ｈ以下で
ある、ようにすると好ましい。また、前記緩衝層が、前
記一対の基板の少なくとも一方の基板の表面に形成さ
れ、かつ、前記電極の少なくとも一部が、前記緩衝層と
前記液晶との間に配置された、ようにすると好ましい。
さらに、前記緩衝層の厚さをｔとし、前記液晶層の厚さ
をｄとした場合に、ｔ≧ｄが成立する、ようにすると好ましい。またさらに、前記
液晶がカイラルスメクチック液晶である、ようにすると
好ましい。また、前記液晶が強誘電性液晶である、よう
にすると好ましい。

【００１３】一方、本発明は、間隙を有した状態に一対
の基板を貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、該基板貼
り合わせ工程にて貼り合わされた基板の間隙に液晶を注
入する液晶注入工程と、を備える液晶素子の製造方法に
おいて、前記基板貼り合わせ工程の前に、前記一対の基
板の少なくとも一方の基板上に緩衝層を形成する緩衝層
形成工程と、該緩衝層上に電極を形成する電極形成工程
と、前記基板の間隙への異物の混入並びに異物の混入箇
所を基板貼り合わせ後に検出する異物検出工程と、該異
物検出工程にて検出された異物の混入箇所を、加熱しな
がら両基板を接近させる方向に加圧する加圧工程と、備
えた、ことを特徴とする。

【００１４】この場合、前記緩衝層の硬度が７Ｈ以下で
ある、ようにすると好ましい。また、前記緩衝層が、前
記一対の基板の少なくとも一方の基板の表面に形成さ
れ、前記基板の間隙に注入された液晶と前記緩衝層との
間に電極が配置された、ようにすると好ましい。さら
に、前記緩衝層の厚さをｔとし、前記液晶層の厚さをｄ
とした場合に、ｔ≧ｄが成立する、ようにすると好ましい。またさらに、前記
加圧工程にて、異物の混入箇所を局部的に加熱しながら
加圧する、ようにすると好ましい。この場合、前記加圧
工程にて、異物の混入箇所を１００℃以上の温度に加熱
する、ようにすると好ましい。また、前記加圧工程が、
前記液晶注入工程の後に行なわれる、ようにしてもよ
い。さらに、前記液晶がカイラルスメクチック液晶であ
る、ようにしてもよい。またさらに、前記液晶が強誘電
性液晶である、ようにしてもよい。

【００１５】なお、液晶素子を製造する過程において基
板の間隙に異物が混入してしまった場合には、両基板を
互いに近づく方向に加圧して異物を圧潰すれば良いが、
本発明によれば、異物が硬くて圧潰できないような場合
には、異物が存在する部分の緩衝層が局部的に凹む。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。なお、図１に示すものと同
一部分は同一符号を付して説明を省略する。

【００１７】まず、本発明の実施の形態について、図２
乃至図７に沿って説明する。

【００１８】図２は、本実施の形態に係る液晶素子の構
造を模式的に示した断面図であるが、同図に示されるよ
うに、液晶素子Ｐは一対のガラス基板２ａ，２ｂを備え
ており、一方の基板２ｂの表面には緩衝層３が形成され
ている（以下、緩衝層３の形成された方の基板２ｂを適
宜“下基板２ｂ”とし、緩衝層３の形成されていない方
の基板２ａを適宜“基板２ａ”とする）。ここで、緩衝
層３は、硬さが４Ｈの有機シラン系樹脂によって形成さ
れており、その厚さは１．０μｍに設定されている。な
お、緩衝層３の硬度は４Ｈに限定されるものではなく、
７Ｈ以下であれば良い。また、緩衝層３の材質は、有機
シラン系樹脂に限定されるものではなく、後工程に耐
え、耐熱性や耐薬品性を有するものであればどのような
材質のものでも良い。具体的には、ポリアミド、エポキ
シ樹脂等のいずれでも良い。さらに、緩衝層３の厚さ
は、１．０μｍに限定されるものではなく、１．０〜５
μｍの範囲内であれば良い。

【００１９】また、下基板２ｂの表面に形成された緩衝
層３の表面、及び上基板２ａの表面には、多数の透明電
極５ａ，…，５ｂ，…がそれぞれ形成されている。これ
らの透明電極５ａ，…，５ｂ，…は、図３に示すよう
に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜によってストライプ
状に形成されてマトリクス電極を構成すると共に、その
交差部（符号１１参照）には画素を形成している。

【００２０】さらに、透明電極５ａ，…，５ｂ，…を覆
うように無機絶縁膜（不図示）が形成されている。本実
施の形態においては、無機絶縁膜は７００Åの厚さの酸
化タンタルによって形成されている。なお、無機絶縁膜
は、７００Åの厚さに限定されるものではなく、２０ｎ
ｍ〜２００ｎｍの範囲内であれば良い。また、無機絶縁
膜は、酸化タンタルに限定されるものではなく、一酸化
珪素、二酸化珪素、酸化アルミニウム、フッ化マグネシ
ウム、酸化セリウム、フッ化セシウム、シリコン窒化
物、シリコン炭化物、五酸化タンタル、五酸化タングス
テン等によって形成するようにしても良い。

【００２１】またさらに、無機絶縁膜を覆うようにして
配向制御膜６ａ，６ｂが形成されている。本実施の形態
においては、配向制御膜６ａ，６ｂは、膜厚が２００Å
のポリイミド系の膜によって形成されている。なお、配
向制御膜６ａ，６ｂは、２００Åの厚さに限定されるも
のではなく、５０〜１０００Åの範囲内であれば良い。
また、その材質も、ポリイミド系の膜に限定されるもの
ではなく、ポリビニルアルコール膜やポリアミド膜やＳ
ｉＯ膜等であってもよい。

【００２２】一方、これらの基板２ａ，２ｂの間隙に
は、直径が１．５μｍの球形スペーサ７，…が多数配置
されており、これら一対の基板２ａ，２ｂが、間隙を有
して離間して配置されている。つまり、基板間隙はスペ
ーサ７，…によって規定されている。また、上基板２ａ
と下基板２ｂとの間にはシール材９が配置されて基板間
隙が閉塞されており、該閉塞された基板間隙には液晶１
０が充填されている。ここで、本実施の形態において
は、下記のような相転移温度を有するピリミジン系混合
液晶が用いられている。

【００２３】

【化１】なお、上述した透明電極５ａ，…と透明電極５ｂ，…と
は液晶１０を挟み込むように配置されることとなり、液
晶１０には、これらの電極５ａ，…，５ｂ，…を介して
電圧が印加されることとなる（詳細は後述）。また、緩
衝層３は、一対の基板２ａ，２ｂの少なくとも一方の基
板である下基板２ｂの表面に形成され、結果的に下基板
２ｂと液晶１０との間に配置されることとなる。

【００２４】一方、このような構成の液晶素子Ｐを挟み
込むようにして、一対の偏光板が直交クロスニコルに配
置されており（不図示）、液晶素子Ｐの近傍にはバック
ライト装置が配置されて、この液晶素子Ｐを照明するよ
うになっている。

【００２５】ところで、上述した液晶素子Ｐは、図４に
示すような周辺機器に接続されている。すなわち、液晶
素子Ｐには、走査信号印加回路２０及び情報信号印加回
路２１が接続されており、これらの回路２０，２１に
は、走査信号制御回路２２、情報信号制御回路２３、駆
動制御回路２５、及びグラフィックコントローラ２６が
順に接続されている。そして、グラフィックコントロー
ラ２６から駆動制御回路２５を介して走査信号制御回路
２２及び情報信号制御回路２３へは、データと走査方式
信号とが出力され、データは、走査信号制御回路２２に
よってアドレスデータに変換され、情報信号制御回路２
３によって表示データに変換されるようになっている。
また、走査方式信号は、そのまま走査信号印加回路２０
及び情報信号印加回路２１に送られるようになってい
る。さらに、走査信号印加回路２０は、走査方式信号に
よって決まる走査信号波形を、アドレスデータによって
決まる走査電極に印加し、また情報信号印加回路２１
は、表示データによって送られる白又は黒の表示内容と
走査方式信号の２つによって決まる波形の情報信号を印
加するように構成されている。

【００２６】次に、液晶素子Ｐの製造方法について説明
する。

【００２７】本実施の形態においては、緩衝層形成工
程、基板貼り合わせ工程、液晶注入工程、異物検出工
程、及び加圧工程等を実施することにより、液晶素子Ｐ
を以下のように製造する。（緩衝層形成工程）本工程においては、下基板２ｂの表
面に緩衝層３を形成する。この緩衝層３の形成は、スピ
ンナー、印刷、或はコーターによって所定の溶液を塗布
し、その後６０〜１５０℃の温度でレベリングし、必要
ならば１５０〜３３０℃の温度でポストベークすること
により行なう。なお、これらの温度条件は、緩衝層３の
材質に応じて適宜変更する。

【００２８】次に、このようにして下基板２ｂに形成し
た緩衝層３の表面、及び緩衝層を形成していない上基板
２ａの表面に、スパッタリング法によってＩＴＯ膜を形
成し、該ＩＴＯ膜を、露光技術及びエッチング技術等を
用いてパターニングする。このパターニングによって、
幅が２００μｍ〜３００μｍ、間隔が１０μｍ〜２０μ
ｍの透明電極５ａ，…，５ｂ，…を形成する。

【００２９】さらに、これらの透明電極５ａ，…，５
ｂ，…を覆うように無機絶縁膜を形成する。

【００３０】またさらに、それらの無機絶縁膜の表面に
は、ポリイミド系の所定溶液を２００Åの厚みに塗布
し、２７０℃の温度で６０分間大気中で焼成して、配向
制御膜６ａ，６ｂを形成する。その後、形成した配向制
御膜６ａ，６ｂの表面にラビング処理を施す。（基板貼り合わせ工程）本工程においては、上基板２ａ
又は下基板２ｂのいずれか一方にスクリーン印刷法によ
ってシール材９を印刷し、他方の基板（下基板２ｂ又は
上基板２ａ）には、直径が１．５μｍの球形スペーサ
７，…をスプレイ法によって３００個／mm² の密度に散
布する。

【００３１】そして、これらの基板２ａ，２ｂを貼り合
わせ、貼り合わせた基板２ａ，２ｂを平板プレス機にセ
ットし、これらの基板２ａ，２ｂを一様な外力を与えて
圧着する。なお、本実施の形態においては、この圧着を
大気中で行ない、加圧温度を７０℃、加圧時間を２分と
し、加圧力を２．０kg/cm²とした。これにより、シール
材９が固化され、一対の基板２ａ，２ｂは、スペーサ
７，…によって規定される間隙を有した状態で貼り合わ
せられてセル構造体が形成される。（異物検出工程）本工程においては、液晶１０を注入す
る前のセル構造体に光を照射し、光の干渉という性質を
利用して異物の混入箇所Ａを特定する。

【００３２】すなわち、貼り合わせた基板２ａ，２ｂの
間隙に異物が入り込んでしまい、かつ、該異物がスペー
サ７，…より大きい場合には、その異物によってセルギ
ャップが局部的に増大する。そして、このようなセル構
造体に光を照射すると異物を中心として干渉色が現れる
ため、異物の混入箇所Ａを特定できる。なお、このよう
に異物の混入箇所Ａが特定できた場合には、マーキング
を行なう。（液晶注入工程）上述した基板貼り合わせ工程において
は、一対の基板２ａ，２ｂは、間隙を有した状態で貼り
合わせられてセル構造体を構成するが、本液晶注入工程
においては、その基板間隙に液晶１０を注入する。これ
により、１００個のセル（１つのセルで１つの情報を表
現することができる）が含まれる液晶素子が製作され
る。（異物検出工程）次に、このようにして製造した液晶素
子Ｐを、一対の偏光板の間に挟み、バックライト装置に
よって照明する。

【００３３】ところで、基板の間隙に、スペーサ７，…
よりも大きな異物が混入してしまっていると、セルギャ
ップが局部的に増大しているが、上述のように照明する
と、該セルギャップが増大している部分は黄色に色付い
て見える。そして、異物が存在する箇所は、このように
黄色に色付いて見える領域の中央であるため、異物の混
入箇所Ａを明確に特定できる。そして、このように異物
の混入箇所Ａが特定できた場合には、マーキングを行な
う。

【００３４】なお、本工程、すなわち、液晶注入後の異
物検出工程によると、液晶注入前の異物検出工程よりも
異物の混入箇所Ａを明確に特定できる。その理由は、セ
ル構造体には液晶１０が注入されていることから、光の
リタデーションの差がΔｎ×Δｄ（ここで、Δｎ；液晶
１０の複屈折率、Δｄ；セルギャップの差）となるから
である。また、より一層明確に異物の混入箇所Ａを特定
したい場合には、液晶素子Ｐに電界を印加した状態で上
述のような照明を行なえば良い。（加圧工程）次に、加圧工程について、図５に沿って説
明する。

【００３５】本工程においては、図５に示すような加圧
装置３０を用いる。この加圧装置３０は、液晶素子Ｐを
載置するための加圧機ステージ３１を備えており、この
ステージ３１の上方には、加圧用のチップ３２（以下、
“ヒータチップ３２”とする）が上下方向に移動自在に
配置されている。そして、このヒータチップ３２は、圧
力制御装置３３に接続されており、下方に移動して液晶
素子Ｐを５kgの加圧力で加圧するように構成されてい
る。なお、本実施の形態においては、液晶素子Ｐとヒー
タチップ３２との間、及び液晶素子Ｐとステージ３１と
の間には、緩衝用のテフロン製等のシート材３５，３５
が配置されており、ステージ３１やヒータチップ３２が
液晶素子Ｐに直接触れないようにし、液晶素子Ｐの破損
を防止している。

【００３６】一方、ヒータチップ３２の下面には平坦な
加圧面３２ａが形成されているが、この加圧面３２ａの
面積は４mm² に設定され、ヒータチップ３２が、異物の
混入箇所Ａのみを局部的に加圧できるように構成されて
いる。

【００３７】そして、加圧面３２ａの近傍には熱電対３
６が内蔵されており、この熱電対３６は温度・時間制御
装置３７に接続されている。また、ヒータチップ３２自
体も温度・時間制御装置３７に接続されており、電流を
流してヒータチップ３２を加熱するように構成されてい
る。なお、温度・時間制御装置３７は、熱電対３６から
の信号に基づいたフィードバック制御を行ない、ヒータ
チップ３２の加熱温度を一定に維持するように構成され
ている。また、温度・時間制御装置３７は、ヒータチッ
プ３２による加圧時間をも制御するように構成されてい
る。なお、本実施の形態においては、加熱温度は１００
℃に設定され、加圧時間は２０分間に設定されている。

【００３８】いま、上述した異物検出工程において異物
Ｄが検出されてマーキングを施した場合には、その液晶
素子Ｐを加圧装置３０にセットする。このとき、マーキ
ングした箇所Ａをヒータチップ３２に一致させる。これ
により、異物の混入箇所Ａは、加熱されながら加圧され
る。なお、加圧力は圧力制御装置３３によって、また加
圧温度は温度・時間制御装置３７によってそれぞれ適正
に維持されており、加圧時間は温度・時間制御装置３７
によって制御される。

【００３９】これにより、異物Ｄの硬度が低い場合には
異物Ｄが塑性変形されて圧潰され、異物Ｄの硬度が高い
場合には、異物Ｄは圧潰されないものの、緩衝層３が塑
性変形されて凹み、いずれにしてもセルギャップは確実
に均一化される。

【００４０】このようにして加圧工程にてセルギャップ
の均一化を達成した後に、液晶１０がＣｈ相やＩｓｏ相
になるまで液晶素子Ｐを加熱し、その後徐冷する。これ
により、液晶１０の配向状態が改善される。

【００４１】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【００４２】本実施の形態によれば、加圧装置３０によ
る加圧により異物Ｄが塑性変形されて圧潰されるため、
セルギャップの均一化、すなわち、液晶層厚の均一化を
図ることができる。その結果、液晶１０の閾値特性が均
一化され、表示ムラや色ムラの発生を防止できる。特
に、本実施の形態においては、加圧と同時に加熱をも行
なうため、異物Ｄが塑性変形し易くなり、上述の効果が
顕著である。

【００４３】また、本実施の形態においては、特開平６
−３６３２号公報に開示された方法のように液晶素子の
全体を加圧・加熱するのではなく、異物の混入箇所Ａの
みを局部的に加圧・加熱するようになっている。そのた
め、液晶１０に過度の熱膨張を生じることも無く、液晶
素子Ｐの変形も防止され、加圧力が異物Ｄに効率的に伝
達されて異物Ｄが確実に圧潰される。つまり、本実施の
形態においては、上述した表示ムラや色ムラの発生の防
止が、従来のものよりも確実なものとなる。なお、本実
施の形態によれば、液晶素子Ｐが局部的にしか加圧・加
熱されないため、液晶素子Ｐに偏光フィルムを貼付した
状態でも加圧工程を施すことができる。

【００４４】なお、本発明者は、上述の効果を確認すべ
く実験を行なった。

【００４５】すなわち、上述のような加圧工程を施した
液晶素子Ｐを、直交ニコルの上下偏光板に挟み、バック
ライト装置で照明した。これにより、加圧工程を施す前
は黄色を呈していた領域も、他の部分と同様に黄色を呈
していないことが確認された。

【００４６】また、本発明者は、異物検出工程にて検出
した異物の混入箇所付近のセルギャップ量を測定し、加
圧工程終了後にセルギャップ量を再度測定し、それらの
測定結果を比較した（図６参照）。同図より、加圧工程
によってセルギャップの不均一性が著しく改善されたこ
とが理解できる。

【００４７】以上述べたように異物が混入しても該異物
の影響を回避できることから、異物が混入した液晶素子
を不良品として廃棄する必要がなく、その分製造歩留り
が向上される。

【００４８】一方、本実施の形態においては、所定の位
置に所定硬度の緩衝層３が配置されている。したがっ
て、異物Ｄの硬度が高くて上述のように圧潰されない場
合であっても、緩衝層３が塑性変形されて凹むため、上
述と同様にセルギャップの均一化、すなわち、液晶層厚
の均一化を図ることができる。その結果、液晶の閾値特
性が均一化され、表示ムラや色ムラの発生を防止でき
る。特に、本実施の形態においては、加圧と同時に加熱
をも行なうため、緩衝層３が塑性変形し易くなり、上述
の効果が顕著である。

【００４９】なお、本発明者は、緩衝層３の効果を実験
により確認した。以下、該実験の内容を説明する。

【００５０】本実験においては、緩衝層３を上述のよう
に形成した液晶素子と、緩衝層３を形成しない液晶素子
と、を多数作成し、作成した液晶素子を、直交ニコルに
配置した一対の偏光板の間に挟み、バックライト装置に
て照明した。そして、これらの多数の液晶素子の中か
ら、セル厚不均一領域の確認されたものを、緩衝層３が
形成されたものと、緩衝層３が形成されていないものと
について、それぞれ３０個ずつ選び出し、それら６０個
の液晶素子全てに上述のような加圧工程を施した。そし
て、加圧工程終了後の液晶素子に再配向処理を施し、加
圧処理の効果を比較した。下表にその効果を示す。

【００５１】

【表１】上記表より、緩衝層３を形成した場合の方が、加圧処理
の効果が高いことが理解できる。これは、異物が硬くて
加圧装置３０による加圧では圧潰されなくても、緩衝層
３が凹み、それによってセルギャップの均一化が達成す
るためと考えられる。

【００５２】また、本発明者は、緩衝層３の適正硬度を
実験により求めた。以下、その実験の内容について説明
する。

【００５３】本実験においては、緩衝層３を有する液晶
素子を多数作成した。この作成過程において、緩衝層３
に施すポストベーク条件を調整し、緩衝層３の硬度が、
４Ｈ、７Ｈ、８Ｈのいずれかを採るようにした。因に、
ポストベーク温度が高いほど緩衝層３の硬度が硬くな
る。

【００５４】次に、作成した液晶素子Ｐを、直交ニコル
の上下偏光板の間に挟み、バックライト装置にて照明
し、全ての液晶素子についてセルギャップの均一性を調
べた。そして、セルギャップの不均一な領域を有する液
晶素子の内、緩衝層３の硬度が４Ｈのもの、７Ｈのも
の、及び８Ｈのものをそれぞれ１０個ずつ、計３０個選
び出した。さらに、これら３０個の液晶素子に加圧工程
と再配向処理とを施し、加圧処理の効果を比較した。下
表に実験結果を示す。

【００５５】

【表２】上記表より、緩衝層３の硬度が７Ｈを越えると、加圧処
理の効果が著しく低下することが分かる。

【００５６】さらに、本発明者は、緩衝層３の適正厚さ
を実験により求めた。以下、その実験の内容について説
明する。

【００５７】本実験においては、緩衝層３の厚さが、
０．５μｍ、１．０μｍ、或は１．５μｍである液晶素
子を、それぞれ多数作成した。

【００５８】次に、作成した液晶素子Ｐを、直交ニコル
の上下偏光板の間に挟み、バックライト装置にて照明
し、全ての液晶素子についてセルギャップの均一性を調
べた。そして、セルギャップの不均一な領域を有する液
晶素子の内、緩衝層３の厚さが０．５μｍのもの、１．
０μｍのもの、及び１．５μｍのもの、をそれぞれ１０
個ずつ、計３０個選び出した。さらに、これら３０個の
液晶素子に加圧工程と再配向処理とを施し、加圧処理の
効果を比較した。下表に実験結果を示す。

【００５９】

【表３】異物による歪みの大きさは液晶層の厚さｄと関係がある
と考えられるので、ｔ≧ｄが加圧処理効果を高める条件だと言える。

【００６０】また、この結果から、緩衝層３は液晶に加
わる実効電界に影響を及ぼす膜厚が必要であるため、透
明電極の下に形成することが望ましいことが言える。

【００６１】一方、本発明者は、ヒータチップ３２の温
度を種々変えて、加圧処理の効果への影響を調べた。な
お、この温度以外の加圧処理条件は、上述実験と同様に
した。図７は、その実験結果を示したものであるが、加
熱温度は１００℃以上であることが必要であることを確
認した。

【００６２】なお、本発明に係る液晶素子に用いる液晶
としては、液晶層厚ｄが小さくても配向が良好なカイラ
ルスメクチック液晶が望ましい。特に、強誘電性液晶が
さらに望ましい。

【００６３】また、上述した実施の形態においては、液
晶注入工程の前と後において異物を検出したが、もちろ
んこれに限る必要はなく、いずれか一方のみで異物を検
出するようにしてもよい。

【００６４】さらに、上述した実施の形態の加圧工程に
おいては、緩衝用のシート材３５，３５を液晶素子Ｐの
上下に配置した上で加圧を行なったが、もちろんこれに
限る必要はなく、かかるシート材３５，３５を介装しな
いで加圧を行なうようにしてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液晶
素子によると、一対の基板の少なくとも一方の基板と液
晶との間に緩衝層が配置されているため、液晶素子を製
造する過程においてこれら一対の基板の間に異物が混入
し、かつ該混入した異物が圧潰の不可能な硬いものであ
っても、互いに近づく方向に両基板を加圧することによ
り、異物が存在する部分の緩衝層が塑性変形して局部的
に凹む。その結果、セルギャップの均一化、すなわち、
液晶層厚の均一化を図ることができ、液晶の閾値特性が
均一化され、表示ムラや色ムラの発生を防止できる。こ
のような効果は、緩衝層の硬度が７Ｈ以下の場合に顕著
であり、緩衝層が基板表面に形成された場合に顕著であ
る。また、緩衝層の厚さをｔとし、液晶層の厚さをｄと
した場合に、ｔ≧ｄが成立する場合にも、上述の効果は顕著に現れる。

【００６６】一方、本発明に係る液晶素子の製造方法に
よれば、加圧工程において両基板が接近する方向に加圧
されるため、所定硬度以下の異物が塑性変形されて圧潰
される。これにより、上述と同様に、セルギャップの均
一化、すなわち、液晶層厚の均一化を図ることができ、
その結果、液晶の閾値特性が均一化され、表示ムラや色
ムラの発生を防止できる。また、本発明においては、上
述の加圧は加熱しながら行なうため、異物や緩衝層が塑
性変形し易くなり、上述の効果が顕著である。さらに、
本発明においては、上述の加圧や加熱は、異物が存在す
る領域に対して局部的に行なわれ、液晶素子全体の加圧
や加熱は行なわれないため、液晶に過度の熱膨張を生じ
ることも無く、液晶素子の変形も防止され、加圧力が異
物に効率的に伝達されて異物や緩衝層が確実に塑性変形
される。その結果、セルギャップの均一化が確実に行な
われ、表示ムラや色ムラの発生が確実に防止される。

【００６７】また、異物が混入しても該異物の影響を回
避できることから、異物が混入した液晶素子を不良品と
して廃棄する必要がなく、その分製造歩留りが向上され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶素子の構造、及びその問題点を説明
するための断面図。

【図２】本発明に係る液晶素子の１つの実施の形態を説
明するための断面図。

【図３】透明電極の形状等を説明するための図。

【図４】液晶素子の周辺機器を説明するためのブロック
図。

【図５】加圧工程の様子、並びに加圧装置の構造を説明
するための図。

【図６】本発明の効果を説明するための図。

【図７】加熱温度の適正範囲を示す図。

【符号の説明】

２ａ，２ｂガラス基板３緩衝層５ａ，…，５ｂ，… 透明電極（電極）１０液晶２２走査信号制御回路２３情報信号制御回路２６グラフィックコントローラＡ異物の混入箇所Ｐ液晶素子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】間隙を有するように離間して配置された
一対の基板と、これら一対の基板の間隙に注入された液
晶と、該液晶を挟み込むように配置されて前記液晶に電
圧を印加する一対の電極と、を備えた液晶素子におい
て、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に設けた緩衝
層、を有し、前記一対の電極の内の一方の電極は該緩衝層上に設けら
れ、かつ、前記基板の間隙における異物の混入箇所が基板貼り合わ
せ後に加熱及び加圧されている、ことを特徴とする液晶素子。
【請求項２】前記緩衝層の硬度が７Ｈ以下である、ことを特徴とする請求項１記載の液晶素子。
【請求項３】前記緩衝層が、前記一対の基板の少なく
とも一方の基板の表面に形成され、かつ、前記電極の少なくとも一部が、前記緩衝層と前記液晶と
の間に配置された、ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶素子。
【請求項４】前記緩衝層の厚さをｔとし、前記液晶層
の厚さをｄとした場合に、ｔ≧ｄが成立する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の
液晶素子。
【請求項５】前記液晶がカイラルスメクチック液晶で
ある、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の
液晶素子。
【請求項６】前記液晶が強誘電性液晶である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の
液晶素子。
【請求項７】間隙を有した状態に一対の基板を貼り合
わせる基板貼り合わせ工程と、該基板貼り合わせ工程に
て貼り合わされた基板の間隙に液晶を注入する液晶注入
工程と、を備える液晶素子の製造方法において、前記基板貼り合わせ工程の前に、前記一対の基板の少な
くとも一方の基板上に緩衝層を形成する緩衝層形成工程
と、該緩衝層上に電極を形成する電極形成工程と、前記基板の間隙への異物の混入並びに異物の混入箇所を
基板貼り合わせ後に検出する異物検出工程と、該異物検出工程にて検出された異物の混入箇所を、加熱
しながら両基板を接近させる方向に加圧する加圧工程
と、備えた、ことを特徴とする液晶素子の製造方法。
【請求項８】前記緩衝層の硬度が７Ｈ以下である、ことを特徴とする請求項７記載の液晶素子の製造方法。
【請求項９】前記緩衝層が、前記一対の基板の少なく
とも一方の基板の表面に形成され、前記基板の間隙に注入された液晶と前記緩衝層との間に
電極が配置された、ことを特徴とする請求項７又は８記載の液晶素子の製造
方法。
【請求項１０】前記緩衝層の厚さをｔとし、前記液晶
層の厚さをｄとした場合に、ｔ≧ｄが成立する、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項記載の
液晶素子の製造方法。
【請求項１１】前記加圧工程にて、異物の混入箇所を
局部的に加熱しながら加圧する、ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項記載
の液晶素子の製造方法。
【請求項１２】前記加圧工程にて、異物の混入箇所を
１００℃以上の温度に加熱する、ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項記載
の液晶素子の製造方法。
【請求項１３】前記加圧工程が、前記液晶注入工程の
後に行なわれる、ことを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項記載
の液晶素子の製造方法。
【請求項１４】前記液晶がカイラルスメクチック液晶
である、ことを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項記載
の液晶素子の製造方法。
【請求項１５】前記液晶が強誘電性液晶である、ことを特徴とする請求項７乃至１４のいずれか１項記載
の液晶素子の製造方法。