JP3991587B2 - 強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電性または反強誘電性液晶表示素子は、一対の基板を枠状のシール材を介して接合してなる液晶セル内に、強誘電性または反強誘電性液晶を充填したものであり、前記一対の基板の内面にはそれぞれ、液晶層に電界を印加するための電極が設けられるとともに、前記電極を覆って、液晶分子を所定の配向状態に配向させるための配向膜が設けられている。
【０００３】
ところで、液晶表示素子は、一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から真空注入法により液晶を注入した後、前記液晶セルを加圧して余剰液晶を前記液晶注入口から押し出すことにより、液晶層の層厚が均一になるように基板間隔（以下、セルギャップと言う）を調整し、その加圧状態で前記液晶注入口を封止材により封止することにより製造されている。
【０００４】
この液晶表示素子の製造において、前記セルギャップの調整は、液晶表示素子の製造コストを下げるため、液晶が注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ緩衝材を配置して積層し、その積層体を加圧することにより、前記複数の液晶セルのセルギャップを一括して調整する方法で行なわれている。
【０００５】
前記セルギャップの一括調整は、従来、硬質塩化ビニルからなるベースシートの両面にウレタン系材質からなる緩衝層が設けられた緩衝材を使用して行なわれている。
【０００６】
上記液晶表示素子の製造方法は、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造にも適用されている。
【０００７】
ただし、強誘電性または反強誘電性液晶は、ネマティック液晶等に比べて粘度が高く、流動性が低いため、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造においては、強誘電性または反強誘電性液晶を加熱し、その粘度を低くして液晶セル内に注入するとともに、セルギャップ調整を、液晶セルを加熱することにより、強誘電性または反強誘電性液晶の粘度を低くして行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記セルギャップの一括調整に使用されている従来の緩衝材は、硬質塩化ビニルからなるベースシートの両面にウレタン系材質からなる緩衝層が設けられたものであるため、耐熱性が低い。
【０００９】
一方、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を製造する場合のセルギャップの一括調整は、強誘電性または反強誘電性液晶を注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ緩衝材を配置して積層し、その積層体を前記強誘電性または反強誘電性液晶の粘度が充分低くなる温度に加熱して加圧することにより行なわれる。
【００１０】
このときの加熱温度は１００℃程度であるが、上記従来の緩衝材は耐熱性が低いため、セルギャップ調整を行なう度に繰り返し加熱されることにより、硬質塩化ビニルからなるベースシートが熱による残留歪みを生じて変形し、またウレタン系材質からなる緩衝層が劣化する。
【００１１】
そして、前記緩衝材のベースシートの変形や緩衝層の劣化がある程度進行すると、セルギャップ調整の際に、前記緩衝材を介して液晶セルに加わる圧力が不均一になり、液晶層の層厚が均一になるようにセルギャップを調整することができなくなる。
【００１２】
そのため、従来の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法では、前記緩衝材を頻繁に交換しなければならず、したがって、液晶表示素子の製造コストが高くなってしまう。
【００１３】
この発明は、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができる強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法は、一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から強誘電性または反強誘電性液晶を注入する工程と、前記強誘電性または反強誘電性液晶が注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して積層し、その積層体を前記強誘電性または反強誘電性液晶の粘度を下げる温度に加熱して加圧することにより、前記複数の液晶セルのセルギャップ（基板間隔）を一括して調整する工程と、前記加圧状態で前記複数の液晶セルの液晶注入口を封止材により封止する工程とからなることを特徴とするものである。
【００１５】
この製造方法は、前記複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して行なうものであるため、セルギャップ調整を行なう度に前記緩衝材が繰り返し加熱されても、前記緩衝材のベースシートが熱による残留歪みを生じて変形したり、緩衝層が劣化したりすることはほとんど無い。
【００１６】
そのため、この製造方法によれば、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができ、したがって、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を低コストに製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法は、上記のように、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して行なうことにより、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができるようにしたものである。
【００１８】
この発明の製造方法において、前記緩衝材のベースシートの材料は、ポリカーボネートが好ましく、より好ましくは熱伝導性の良い金属である。
【００１９】
また、前記緩衝材は、前記ベースシートの両面に設けられた緩衝層の外面に、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シートが設けられている構成のものが好ましい。
【００２０】
【実施例】
図１〜図４はこの発明の一実施例を示しており、図１は複数の液晶セルのセルギャップ調整に用いる緩衝材の斜視図、図２は前記緩衝材の緩衝層に用いたシリコン系材料の圧力―圧縮率特性図、図３は前記セルギャップ調整に用いる加圧装置の側面図である。
【００２１】
まず、図１に示した緩衝材について説明すると、この緩衝材１ａは、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシート２ａの両面にそれぞれシリコン系材料からなる緩衝層３が設けられた構成のものであり、前記ベースシート２ａは、高耐熱性樹脂であるポリカーボネートからなっている。
【００２２】
また、前記緩衝層３は、図２に示したような圧力―圧縮率特性、つまり、セルギャップ調整の際の加熱温度（強誘電性または反強誘電性液晶の粘度が充分に低くなる温度）である約１００℃よりも若干高い１１０°でも、単位面積当たりの圧力に対する圧縮率が常温時とあまり変わらない特性を示すシリコン系材料からなっている。このような圧力―圧縮率特性を示すシリコン系材料としては、例えば、イノアックス社製のナンネックス（商品名）がある。
【００２３】
なお、前記ベースシート２ａの厚さは約０．５ｍｍ、前記緩衝層３の厚さは約２．０ｍｍであり、前記緩衝層３は、シリコン系材料からなる粘着剤または両面粘着テープ４により前記ベースシート２ａの両面にそれぞれ貼り付けられている。
【００２４】
次に、図３に示した加圧装置について説明すると、この加圧装置１０ａは固定プレート１１と、前記固定プレート１１の四隅に垂直に立設されたガイドポール１２により案内されて昇降する可動プレート１３と、前記可動プレート１３を昇降させる加圧ボルト１４とからなっており、前記加圧ボルト１４は、前記ガイドポール１２の上端に固定された上フレーム１５の中心部に設けられた図示しないナットに螺合挿入され、その下端を前記可動プレート１３の中心部に回転自在に連結されている。
【００２５】
なお、この加圧装置１０ａの各部材（固定プレート１１、ガイドポール１２、可動プレート１３、加圧ボルト１４、上フレーム１５および図示しないナット）は、いずれも、セルギャップ調整の際の加熱温度（約１００℃）では熱膨張が少ない材料（例えば鉄、アルミニウム等の金属）からなっている。
【００２６】
次に、この実施例の製造方法を、強誘電性液晶液晶表示素子の製造を例にとって説明する。
【００２７】
図４は液晶セルの液晶注入前の状態の斜視図であり、この液晶セル２０は、一方の面に透明電極が設けられるとともに前記電極を覆って配向膜（いずれも図示せず）が設けられた一対の透明基板２１，２２を、それぞれの電極形成面を対向させて、所定箇所に液晶注入口２４が形成された枠状のシール材２３を介して接合することにより組立てる。
【００２８】
なお、図４に示した液晶セル２０は、例えば、一方の基板２１の内面に行方向に沿う複数の走査電極を互いに平行に形成し、他方の基板２２の内面に列方向に沿う複数の信号電極を互いに平行に形成した単純マトリックス型のものであり、前記複数の走査電極の端子部（図示せず）は、前記一方の基板２１の一端縁に形成された端子配列部２１ａに配列され、前記複数の信号電極の端子部（図示せず）は、前記他方の基板２２の一側縁に形成された端子配列部２２ａに配列されている。
【００２９】
前記液晶セル２０を組立てた後は、まず、前記液晶セル２０内（一対の基板２１，２２間のシール材２３により囲まれた領域）に、前記液晶注入口２４から強誘電性液晶を真空注入法により注入する。この液晶セル２０内への強誘電性液晶の注入は、予め強誘電性液晶を恒温槽等おいて約１００℃に加熱しておくことにより、液晶の粘度を低くして行なう。
【００３０】
なお、前記液晶セル２０内に真空注入法により液晶を注入すると、前記液晶セル２０の一対の基板２１，２２が注入された液晶の圧力により外膨らみに反り変形する。
【００３１】
次に、前記液晶セル２０を加圧してセル内の余剰液晶を前記液晶注入口２４から押し出すことにより、液晶層の層厚が均一になるようにセルギャップ（基板間隔）を調整する。このセルギャップ調整は次のようにして行なう。
【００３２】
まず、前記強誘電性液晶を注入された複数の液晶セル２０を、その各液晶セル２０，２０間と両端の液晶セル２０の外面とにそれぞれ、図１に示した緩衝材１ａを配置して積層し、その積層体Ａを、図３に示したように、加圧装置１０ａの固定プレート１１と可動プレート１３との間に挟持させる。
【００３３】
次に、前記加圧装置１０ａをオーブン等の加熱装置に入れ、前記積層体Ａを、前記強誘電性液晶の粘度が充分低くなる１００℃程度の温度に加熱する。この積層体Ａの加熱は、その全ての液晶セル２０および緩衝材１ａの温度が全体にわたって均一になるまで行なう。
【００３４】
次に、前記加圧装置１０ａの加圧ボルト１４を前記可動プレート１３を押し下げる方向に回すことにより、前記可動プレート１３を下降させて前記積層体Ａを加圧する。なお、この積層体Ａの加圧は、前記加熱装置内においてボルト回転機構により加圧ボルト１４を低速で回すことにより行なっても、前記加圧装置１０ａを加熱装置から取り出し、前記加圧ボルト１４をスパナ等の工具により手動で回すことにより行なってもよい。
【００３５】
このように前記積層体Ａを加圧すると、その積層体Ａの各液晶セル２０，２０間と両端の液晶セル２０の外面とにそれぞれ配置されている緩衝材１ａの緩衝層３が厚さ方向に圧縮され、この緩衝層３の圧縮率に応じた圧縮反力により各液晶セル２０が両面側から加圧されて、液晶セル２０内の余剰液晶が液晶注入口２４から押し出されるため、前記複数の液晶セル２０のセルギャップを一括して調整することができる。
【００３６】
なお、前記緩衝材１ａの緩衝層３は、図２に示したような圧力―圧縮率特性を示すシリコン系材料からなっているため、前記積層体Ａの加熱温度（約１００℃）における前記シリコン系材料の単位面積当たりの圧力に対する圧縮率から、セルギャップ調整に最適な圧縮反力が得られる加圧力と、その加圧力が得られる可動プレート１３の下降位置とを予め求めておき、前記下降位置まで前記可動プレート１３を下降させることにより、前記液晶セル２０のセルギャップを最適圧で調整することができる。
【００３７】
このようにして前記複数の液晶セル２０のセルギャップを一括調整した後は、自然放熱または強制徐冷により前記積層体Ａの温度を常温に下げ、前記積層体Ａの複数の液晶セル２０の液晶注入口２４に紫外線硬化樹脂からなる封止材（図示せず）を塗布して硬化させることにより。各液晶セル２０の液晶注入口２４を一括して封止する。
【００３８】
この後は、前記積層体Ａを個々の液晶セル２０と個々の緩衝材３とに分離し、各液晶セル２０の両面に偏光板（図示せず）等を貼り付けて、強誘電性液晶表示素子を完成する。
【００３９】
なお、ここでは強誘電性液晶表示素子の製造を例にとって説明したが、上記製造方法は、反強誘電性液晶表示素子の製造にも適用できるものであり、その場合は、一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から反強誘電性液晶を注入し、その後は上記製造方法と同じ工程で反強誘電性液晶表示素子を製造する。
【００４０】
上記製造方法は、複数の液晶セル２０のセルギャップの一括調整を、各液晶セル２０，２０間と両端の液晶セル２０の外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシート２ａの両面にそれぞれシリコン系材料からなる緩衝層３が設けられた緩衝材１ａを配置して行なうものであるため、セルギャップ調整を行なう度に前記緩衝材１ａが繰り返し加熱されても、前記緩衝材１ａのベースシート２ａが熱による残留歪みを生じて変形したり、緩衝層３が劣化することはほとんど無い。
【００４１】
この実施例では、前記緩衝材１ａのベースシート２ａが、高耐熱性樹脂であるポリカーボネートからなっているため、前記ベースシート２ａが繰り返し加熱により残留歪みを生じることはほとんど無く、また、前記緩衝層３が、図２に示したような圧力―圧縮特性を示すシリコン系材料からなっているため、前記緩衝層３が繰り返し加熱により劣化することはほとんど無い。
【００４２】
このように、前記緩衝材１ａは、セルギャップ調整を行なう度に繰り返し加熱されても、ベースシート２ａが熱による残留歪みを生じて変形したり、緩衝層３が劣化したりすることはほとんど無く、充分な耐熱性をもっている。
【００４３】
そのため、上記製造方法によれば、複数の液晶セル２０のセルギャップの一括調整を、緩衝材１ａを頻繁に交換すること無く行なうことができ、したがって、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を低コストに製造することができる。
【００４４】
しかも、上記実施例では、セルギャップ調整における前記液晶セル２０と緩衝材１ａの積層体Ａの加圧を、図３に示したように、加圧ボルト１４により可動プレート１３を下降させて前記積層体Ａを加圧する加圧装置１０ａにより行なっているため、エアシリンダにより加圧する場合のように、温度による前記シリンダ内空気の体積変化により加圧力が変化することは無く、したがって、前記セルギャップ調整を精度良く行なうことができる。
【００４５】
なお、上記実施例では、液晶セル２０と緩衝材１ａの積層体Ａを加圧装置１０ａにセットした後に、前記積層体Ａを加熱装置ごと加熱装置に入れて加熱するようにしているが、前記積層体Ａの加熱は、前記加圧装置にセットする前に行なってもよく、その場合は、エアシリンダを備えた加圧装置を使用してもよい。
【００４６】
図５は、セルギャップ調整に使用する他の加圧装置の側面図であり、この加圧装置１０ｂは、その上フレーム１５の中心部の上にベロフラムシリンダ等のエアシリンダ１６を下向きに固定し、このエアシリンダ１６のロッド１６ａを、前記上フレーム１５に設けられた図示しないロッド挿通孔を通して可動プレート１３の中心部に連結したものである。
【００４７】
なお、この加圧装置１０ｂは、図３に示した加圧装置の加圧ボルト１４をエアシリンダ１６に置き換えたものであり、他の構成は図３に示した加圧装置と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００４８】
また、上記実施例で用いた緩衝材１ａは、ポリカーボネートからなるベースシート２ａを備えたものであるが、セルギャップの一括調整に用いる緩衝材は、金属からなるベースシートを備えたものでもよい。
【００４９】
図６は、この発明の他の実施例を示す緩衝材の斜視図であり、この緩衝材１ｂは、熱による残留歪みが小さく、しかも熱伝導性の高いステンレス鋼等の金属からなるベースシート２ｂの両面にそれぞれシリコン系材料からなる緩衝層３が設けられ、さらに前記両面の緩衝層３の外面にそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シート５が設けられた構成のものである。
【００５０】
この緩衝材２ａの緩衝層３は、図１に示した緩衝部材１ａの緩衝材３と同じシリコン系材料からなっており、また表面シート５は、例えば、熱による残留歪みが小さく、しかも上記液晶セル２０の基板２１，２２面に対して良好な滑り性をもって接触するポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）からなっている。
【００５１】
前記ベースシート２ｂの厚さは約０．５ｍｍ、前記緩衝層３の厚さは約２．０ｍｍ、前記表面シート５の厚さは約０．１ｍｍであり、前記緩衝層３は、シリコン系材料からなる粘着剤または両面粘着テープ４ａにより前記ベースシート２ｂの両面にそれぞれ貼り付けられ、前記表面シート５は、シリコン系材料からなる粘着剤または両面粘着テープ４ｂにより前記緩衝層３の外面に貼り付けられている。
【００５２】
図６に示した緩衝材１ｂは、そのベースシート２ｂが、ステンレス鋼等の金属からなっているため、セルギャップ調整を行なう度に繰り返し加熱されても、前記ベースシート２ｂが熱による残留歪みを生じて変形することはほとんど無く、また、前記緩衝層３が、図２に示したような圧力―圧縮特性を示すシリコン系材料からなっているため、繰り返し加熱されても、前記緩衝層３が劣化して緩衝性が低下することはほとんど無い。
【００５３】
しかも、ステンレス鋼等の金属からなる前記ベースシート２ｂは熱伝導性が高く、加熱時に短時間でベースシート全体が均等な温度になるため、液晶セル２０と緩衝材２ｂの積層体を、全ての液晶セル２０および緩衝材１ｂの温度が全体にわたって均一になるまで加熱する時間を短縮することができる。
【００５４】
そのため、この緩衝材１ｂを用いる製造方法によれば、複数の液晶セル２０のセルギャップの一括調整を、緩衝材１ｂを頻繁に交換すること無く行なうとともに、セルギャップ調整に際しての液晶セル２０と緩衝材２ｂの積層体の加熱時間を短くし、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造コストをさらに低減することができる。
【００５５】
さらに、図６に示した緩衝材１ｂは、ベースシート２ｂの両面に設けられた緩衝層３の外面に、熱による残留歪みが小さいＰＥＴ等からなる表面シート５を設けたものであるため、セルギャップ調整の際に、緩衝材１ｂの緩衝層３であるシリコン系材料が液晶表示素子２０の端子配列部２１ａ，２２ａに付着するのを前記表面シート５により防ぐことができるとともに、液晶セル２０と緩衝材１ｂとを積み重ねる際の相互の位置合わせや、セルギャップ調整と液晶注入口２４の封止を行なった後の液晶セル２０と緩衝材１ｂの分離を容易に行なうことができる。なお、前記表面シート５は、図１に示した緩衝材１ａに設けてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
この発明の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法は、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して行なうものであるため、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができ、したがって、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を低コストに製造することができる。
【００５７】
また、この発明の製造方法において、前記緩衝材のベースシートは、ポリカーボネートからなるものが好ましく、このようにすることにより、ベースシートの繰り返し加熱による残留歪みをほとんど無くすことができる。
【００５８】
さらに、前記ベースシートは、熱伝導性の良い金属からなるものがより好ましく、このようにすることにより、液晶セルと緩衝材の積層体を全ての液晶セルおよび緩衝材の温度が全体にわたって均一になるまで加熱する時間を短縮し、液晶表示素子の製造コストをさらに低減することができる。
【００５９】
また、前記緩衝材は、前記ベースシートの両面に設けられた緩衝層の外面に、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シートが設けられている構成のものが好ましく、このようにすることにより、セルギャップ調整の際に、緩衝材の緩衝層であるシリコン系材料が液晶表示素子の端子配列部に付着するのを前記表面シートにより防ぐことができるとともに、液晶セルと緩衝材とを積み重ねる際の相互の位置合わせや、セルギャップ調整と液晶注入口の封止を行なった後の液晶セルと緩衝材の分離を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す、複数の液晶セルのセルギャップ調整に用いる緩衝材の斜視図。
【図２】前記緩衝材の緩衝層に用いたシリコン系材料の圧力―圧縮特性図。
【図３】セルギャップ調整に用いる加圧装置の側面図。
【図４】液晶セルの液晶注入前の状態の斜視図。
【図５】セルギャップ調整に使用する他の加圧装置の側面図。
【図６】この発明の他の実施例を示す緩衝材の斜視図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…緩衝材
２ａ…ポリカーボネートからなるベースシート
２ｂ…金属からなるベースシート
３…緩衝層
４，４ａ，４ｂ…粘着剤または両面粘着テープ
５…表面シート
１０ａ，１０ｂ…加圧装置
２０…液晶表示素子
２１，２２基板
２３…シール材
２４…液晶注入口
Ａ…液晶セルと緩衝材の積層体
【発明の属する技術分野】
この発明は、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電性または反強誘電性液晶表示素子は、一対の基板を枠状のシール材を介して接合してなる液晶セル内に、強誘電性または反強誘電性液晶を充填したものであり、前記一対の基板の内面にはそれぞれ、液晶層に電界を印加するための電極が設けられるとともに、前記電極を覆って、液晶分子を所定の配向状態に配向させるための配向膜が設けられている。
【０００３】
ところで、液晶表示素子は、一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から真空注入法により液晶を注入した後、前記液晶セルを加圧して余剰液晶を前記液晶注入口から押し出すことにより、液晶層の層厚が均一になるように基板間隔（以下、セルギャップと言う）を調整し、その加圧状態で前記液晶注入口を封止材により封止することにより製造されている。
【０００４】
この液晶表示素子の製造において、前記セルギャップの調整は、液晶表示素子の製造コストを下げるため、液晶が注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ緩衝材を配置して積層し、その積層体を加圧することにより、前記複数の液晶セルのセルギャップを一括して調整する方法で行なわれている。
【０００５】
前記セルギャップの一括調整は、従来、硬質塩化ビニルからなるベースシートの両面にウレタン系材質からなる緩衝層が設けられた緩衝材を使用して行なわれている。
【０００６】
上記液晶表示素子の製造方法は、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造にも適用されている。
【０００７】
ただし、強誘電性または反強誘電性液晶は、ネマティック液晶等に比べて粘度が高く、流動性が低いため、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造においては、強誘電性または反強誘電性液晶を加熱し、その粘度を低くして液晶セル内に注入するとともに、セルギャップ調整を、液晶セルを加熱することにより、強誘電性または反強誘電性液晶の粘度を低くして行なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記セルギャップの一括調整に使用されている従来の緩衝材は、硬質塩化ビニルからなるベースシートの両面にウレタン系材質からなる緩衝層が設けられたものであるため、耐熱性が低い。
【０００９】
一方、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を製造する場合のセルギャップの一括調整は、強誘電性または反強誘電性液晶を注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ緩衝材を配置して積層し、その積層体を前記強誘電性または反強誘電性液晶の粘度が充分低くなる温度に加熱して加圧することにより行なわれる。
【００１０】
このときの加熱温度は１００℃程度であるが、上記従来の緩衝材は耐熱性が低いため、セルギャップ調整を行なう度に繰り返し加熱されることにより、硬質塩化ビニルからなるベースシートが熱による残留歪みを生じて変形し、またウレタン系材質からなる緩衝層が劣化する。
【００１１】
そして、前記緩衝材のベースシートの変形や緩衝層の劣化がある程度進行すると、セルギャップ調整の際に、前記緩衝材を介して液晶セルに加わる圧力が不均一になり、液晶層の層厚が均一になるようにセルギャップを調整することができなくなる。
【００１２】
そのため、従来の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法では、前記緩衝材を頻繁に交換しなければならず、したがって、液晶表示素子の製造コストが高くなってしまう。
【００１３】
この発明は、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができる強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法は、一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から強誘電性または反強誘電性液晶を注入する工程と、前記強誘電性または反強誘電性液晶が注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して積層し、その積層体を前記強誘電性または反強誘電性液晶の粘度を下げる温度に加熱して加圧することにより、前記複数の液晶セルのセルギャップ（基板間隔）を一括して調整する工程と、前記加圧状態で前記複数の液晶セルの液晶注入口を封止材により封止する工程とからなることを特徴とするものである。
【００１５】
この製造方法は、前記複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して行なうものであるため、セルギャップ調整を行なう度に前記緩衝材が繰り返し加熱されても、前記緩衝材のベースシートが熱による残留歪みを生じて変形したり、緩衝層が劣化したりすることはほとんど無い。
【００１６】
そのため、この製造方法によれば、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができ、したがって、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を低コストに製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法は、上記のように、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して行なうことにより、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができるようにしたものである。
【００１８】
この発明の製造方法において、前記緩衝材のベースシートの材料は、ポリカーボネートが好ましく、より好ましくは熱伝導性の良い金属である。
【００１９】
また、前記緩衝材は、前記ベースシートの両面に設けられた緩衝層の外面に、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シートが設けられている構成のものが好ましい。
【００２０】
【実施例】
図１〜図４はこの発明の一実施例を示しており、図１は複数の液晶セルのセルギャップ調整に用いる緩衝材の斜視図、図２は前記緩衝材の緩衝層に用いたシリコン系材料の圧力―圧縮率特性図、図３は前記セルギャップ調整に用いる加圧装置の側面図である。
【００２１】
まず、図１に示した緩衝材について説明すると、この緩衝材１ａは、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシート２ａの両面にそれぞれシリコン系材料からなる緩衝層３が設けられた構成のものであり、前記ベースシート２ａは、高耐熱性樹脂であるポリカーボネートからなっている。
【００２２】
また、前記緩衝層３は、図２に示したような圧力―圧縮率特性、つまり、セルギャップ調整の際の加熱温度（強誘電性または反強誘電性液晶の粘度が充分に低くなる温度）である約１００℃よりも若干高い１１０°でも、単位面積当たりの圧力に対する圧縮率が常温時とあまり変わらない特性を示すシリコン系材料からなっている。このような圧力―圧縮率特性を示すシリコン系材料としては、例えば、イノアックス社製のナンネックス（商品名）がある。
【００２３】
なお、前記ベースシート２ａの厚さは約０．５ｍｍ、前記緩衝層３の厚さは約２．０ｍｍであり、前記緩衝層３は、シリコン系材料からなる粘着剤または両面粘着テープ４により前記ベースシート２ａの両面にそれぞれ貼り付けられている。
【００２４】
次に、図３に示した加圧装置について説明すると、この加圧装置１０ａは固定プレート１１と、前記固定プレート１１の四隅に垂直に立設されたガイドポール１２により案内されて昇降する可動プレート１３と、前記可動プレート１３を昇降させる加圧ボルト１４とからなっており、前記加圧ボルト１４は、前記ガイドポール１２の上端に固定された上フレーム１５の中心部に設けられた図示しないナットに螺合挿入され、その下端を前記可動プレート１３の中心部に回転自在に連結されている。
【００２５】
なお、この加圧装置１０ａの各部材（固定プレート１１、ガイドポール１２、可動プレート１３、加圧ボルト１４、上フレーム１５および図示しないナット）は、いずれも、セルギャップ調整の際の加熱温度（約１００℃）では熱膨張が少ない材料（例えば鉄、アルミニウム等の金属）からなっている。
【００２６】
次に、この実施例の製造方法を、強誘電性液晶液晶表示素子の製造を例にとって説明する。
【００２７】
図４は液晶セルの液晶注入前の状態の斜視図であり、この液晶セル２０は、一方の面に透明電極が設けられるとともに前記電極を覆って配向膜（いずれも図示せず）が設けられた一対の透明基板２１，２２を、それぞれの電極形成面を対向させて、所定箇所に液晶注入口２４が形成された枠状のシール材２３を介して接合することにより組立てる。
【００２８】
なお、図４に示した液晶セル２０は、例えば、一方の基板２１の内面に行方向に沿う複数の走査電極を互いに平行に形成し、他方の基板２２の内面に列方向に沿う複数の信号電極を互いに平行に形成した単純マトリックス型のものであり、前記複数の走査電極の端子部（図示せず）は、前記一方の基板２１の一端縁に形成された端子配列部２１ａに配列され、前記複数の信号電極の端子部（図示せず）は、前記他方の基板２２の一側縁に形成された端子配列部２２ａに配列されている。
【００２９】
前記液晶セル２０を組立てた後は、まず、前記液晶セル２０内（一対の基板２１，２２間のシール材２３により囲まれた領域）に、前記液晶注入口２４から強誘電性液晶を真空注入法により注入する。この液晶セル２０内への強誘電性液晶の注入は、予め強誘電性液晶を恒温槽等おいて約１００℃に加熱しておくことにより、液晶の粘度を低くして行なう。
【００３０】
なお、前記液晶セル２０内に真空注入法により液晶を注入すると、前記液晶セル２０の一対の基板２１，２２が注入された液晶の圧力により外膨らみに反り変形する。
【００３１】
次に、前記液晶セル２０を加圧してセル内の余剰液晶を前記液晶注入口２４から押し出すことにより、液晶層の層厚が均一になるようにセルギャップ（基板間隔）を調整する。このセルギャップ調整は次のようにして行なう。
【００３２】
まず、前記強誘電性液晶を注入された複数の液晶セル２０を、その各液晶セル２０，２０間と両端の液晶セル２０の外面とにそれぞれ、図１に示した緩衝材１ａを配置して積層し、その積層体Ａを、図３に示したように、加圧装置１０ａの固定プレート１１と可動プレート１３との間に挟持させる。
【００３３】
次に、前記加圧装置１０ａをオーブン等の加熱装置に入れ、前記積層体Ａを、前記強誘電性液晶の粘度が充分低くなる１００℃程度の温度に加熱する。この積層体Ａの加熱は、その全ての液晶セル２０および緩衝材１ａの温度が全体にわたって均一になるまで行なう。
【００３４】
次に、前記加圧装置１０ａの加圧ボルト１４を前記可動プレート１３を押し下げる方向に回すことにより、前記可動プレート１３を下降させて前記積層体Ａを加圧する。なお、この積層体Ａの加圧は、前記加熱装置内においてボルト回転機構により加圧ボルト１４を低速で回すことにより行なっても、前記加圧装置１０ａを加熱装置から取り出し、前記加圧ボルト１４をスパナ等の工具により手動で回すことにより行なってもよい。
【００３５】
このように前記積層体Ａを加圧すると、その積層体Ａの各液晶セル２０，２０間と両端の液晶セル２０の外面とにそれぞれ配置されている緩衝材１ａの緩衝層３が厚さ方向に圧縮され、この緩衝層３の圧縮率に応じた圧縮反力により各液晶セル２０が両面側から加圧されて、液晶セル２０内の余剰液晶が液晶注入口２４から押し出されるため、前記複数の液晶セル２０のセルギャップを一括して調整することができる。
【００３６】
なお、前記緩衝材１ａの緩衝層３は、図２に示したような圧力―圧縮率特性を示すシリコン系材料からなっているため、前記積層体Ａの加熱温度（約１００℃）における前記シリコン系材料の単位面積当たりの圧力に対する圧縮率から、セルギャップ調整に最適な圧縮反力が得られる加圧力と、その加圧力が得られる可動プレート１３の下降位置とを予め求めておき、前記下降位置まで前記可動プレート１３を下降させることにより、前記液晶セル２０のセルギャップを最適圧で調整することができる。
【００３７】
このようにして前記複数の液晶セル２０のセルギャップを一括調整した後は、自然放熱または強制徐冷により前記積層体Ａの温度を常温に下げ、前記積層体Ａの複数の液晶セル２０の液晶注入口２４に紫外線硬化樹脂からなる封止材（図示せず）を塗布して硬化させることにより。各液晶セル２０の液晶注入口２４を一括して封止する。
【００３８】
この後は、前記積層体Ａを個々の液晶セル２０と個々の緩衝材３とに分離し、各液晶セル２０の両面に偏光板（図示せず）等を貼り付けて、強誘電性液晶表示素子を完成する。
【００３９】
なお、ここでは強誘電性液晶表示素子の製造を例にとって説明したが、上記製造方法は、反強誘電性液晶表示素子の製造にも適用できるものであり、その場合は、一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から反強誘電性液晶を注入し、その後は上記製造方法と同じ工程で反強誘電性液晶表示素子を製造する。
【００４０】
上記製造方法は、複数の液晶セル２０のセルギャップの一括調整を、各液晶セル２０，２０間と両端の液晶セル２０の外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシート２ａの両面にそれぞれシリコン系材料からなる緩衝層３が設けられた緩衝材１ａを配置して行なうものであるため、セルギャップ調整を行なう度に前記緩衝材１ａが繰り返し加熱されても、前記緩衝材１ａのベースシート２ａが熱による残留歪みを生じて変形したり、緩衝層３が劣化することはほとんど無い。
【００４１】
この実施例では、前記緩衝材１ａのベースシート２ａが、高耐熱性樹脂であるポリカーボネートからなっているため、前記ベースシート２ａが繰り返し加熱により残留歪みを生じることはほとんど無く、また、前記緩衝層３が、図２に示したような圧力―圧縮特性を示すシリコン系材料からなっているため、前記緩衝層３が繰り返し加熱により劣化することはほとんど無い。
【００４２】
このように、前記緩衝材１ａは、セルギャップ調整を行なう度に繰り返し加熱されても、ベースシート２ａが熱による残留歪みを生じて変形したり、緩衝層３が劣化したりすることはほとんど無く、充分な耐熱性をもっている。
【００４３】
そのため、上記製造方法によれば、複数の液晶セル２０のセルギャップの一括調整を、緩衝材１ａを頻繁に交換すること無く行なうことができ、したがって、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を低コストに製造することができる。
【００４４】
しかも、上記実施例では、セルギャップ調整における前記液晶セル２０と緩衝材１ａの積層体Ａの加圧を、図３に示したように、加圧ボルト１４により可動プレート１３を下降させて前記積層体Ａを加圧する加圧装置１０ａにより行なっているため、エアシリンダにより加圧する場合のように、温度による前記シリンダ内空気の体積変化により加圧力が変化することは無く、したがって、前記セルギャップ調整を精度良く行なうことができる。
【００４５】
なお、上記実施例では、液晶セル２０と緩衝材１ａの積層体Ａを加圧装置１０ａにセットした後に、前記積層体Ａを加熱装置ごと加熱装置に入れて加熱するようにしているが、前記積層体Ａの加熱は、前記加圧装置にセットする前に行なってもよく、その場合は、エアシリンダを備えた加圧装置を使用してもよい。
【００４６】
図５は、セルギャップ調整に使用する他の加圧装置の側面図であり、この加圧装置１０ｂは、その上フレーム１５の中心部の上にベロフラムシリンダ等のエアシリンダ１６を下向きに固定し、このエアシリンダ１６のロッド１６ａを、前記上フレーム１５に設けられた図示しないロッド挿通孔を通して可動プレート１３の中心部に連結したものである。
【００４７】
なお、この加圧装置１０ｂは、図３に示した加圧装置の加圧ボルト１４をエアシリンダ１６に置き換えたものであり、他の構成は図３に示した加圧装置と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００４８】
また、上記実施例で用いた緩衝材１ａは、ポリカーボネートからなるベースシート２ａを備えたものであるが、セルギャップの一括調整に用いる緩衝材は、金属からなるベースシートを備えたものでもよい。
【００４９】
図６は、この発明の他の実施例を示す緩衝材の斜視図であり、この緩衝材１ｂは、熱による残留歪みが小さく、しかも熱伝導性の高いステンレス鋼等の金属からなるベースシート２ｂの両面にそれぞれシリコン系材料からなる緩衝層３が設けられ、さらに前記両面の緩衝層３の外面にそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シート５が設けられた構成のものである。
【００５０】
この緩衝材２ａの緩衝層３は、図１に示した緩衝部材１ａの緩衝材３と同じシリコン系材料からなっており、また表面シート５は、例えば、熱による残留歪みが小さく、しかも上記液晶セル２０の基板２１，２２面に対して良好な滑り性をもって接触するポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す）からなっている。
【００５１】
前記ベースシート２ｂの厚さは約０．５ｍｍ、前記緩衝層３の厚さは約２．０ｍｍ、前記表面シート５の厚さは約０．１ｍｍであり、前記緩衝層３は、シリコン系材料からなる粘着剤または両面粘着テープ４ａにより前記ベースシート２ｂの両面にそれぞれ貼り付けられ、前記表面シート５は、シリコン系材料からなる粘着剤または両面粘着テープ４ｂにより前記緩衝層３の外面に貼り付けられている。
【００５２】
図６に示した緩衝材１ｂは、そのベースシート２ｂが、ステンレス鋼等の金属からなっているため、セルギャップ調整を行なう度に繰り返し加熱されても、前記ベースシート２ｂが熱による残留歪みを生じて変形することはほとんど無く、また、前記緩衝層３が、図２に示したような圧力―圧縮特性を示すシリコン系材料からなっているため、繰り返し加熱されても、前記緩衝層３が劣化して緩衝性が低下することはほとんど無い。
【００５３】
しかも、ステンレス鋼等の金属からなる前記ベースシート２ｂは熱伝導性が高く、加熱時に短時間でベースシート全体が均等な温度になるため、液晶セル２０と緩衝材２ｂの積層体を、全ての液晶セル２０および緩衝材１ｂの温度が全体にわたって均一になるまで加熱する時間を短縮することができる。
【００５４】
そのため、この緩衝材１ｂを用いる製造方法によれば、複数の液晶セル２０のセルギャップの一括調整を、緩衝材１ｂを頻繁に交換すること無く行なうとともに、セルギャップ調整に際しての液晶セル２０と緩衝材２ｂの積層体の加熱時間を短くし、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造コストをさらに低減することができる。
【００５５】
さらに、図６に示した緩衝材１ｂは、ベースシート２ｂの両面に設けられた緩衝層３の外面に、熱による残留歪みが小さいＰＥＴ等からなる表面シート５を設けたものであるため、セルギャップ調整の際に、緩衝材１ｂの緩衝層３であるシリコン系材料が液晶表示素子２０の端子配列部２１ａ，２２ａに付着するのを前記表面シート５により防ぐことができるとともに、液晶セル２０と緩衝材１ｂとを積み重ねる際の相互の位置合わせや、セルギャップ調整と液晶注入口２４の封止を行なった後の液晶セル２０と緩衝材１ｂの分離を容易に行なうことができる。なお、前記表面シート５は、図１に示した緩衝材１ａに設けてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
この発明の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法は、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して行なうものであるため、複数の液晶セルのセルギャップの一括調整を、緩衝材を頻繁に交換すること無く行なうことができ、したがって、強誘電性または反強誘電性液晶表示素子を低コストに製造することができる。
【００５７】
また、この発明の製造方法において、前記緩衝材のベースシートは、ポリカーボネートからなるものが好ましく、このようにすることにより、ベースシートの繰り返し加熱による残留歪みをほとんど無くすことができる。
【００５８】
さらに、前記ベースシートは、熱伝導性の良い金属からなるものがより好ましく、このようにすることにより、液晶セルと緩衝材の積層体を全ての液晶セルおよび緩衝材の温度が全体にわたって均一になるまで加熱する時間を短縮し、液晶表示素子の製造コストをさらに低減することができる。
【００５９】
また、前記緩衝材は、前記ベースシートの両面に設けられた緩衝層の外面に、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シートが設けられている構成のものが好ましく、このようにすることにより、セルギャップ調整の際に、緩衝材の緩衝層であるシリコン系材料が液晶表示素子の端子配列部に付着するのを前記表面シートにより防ぐことができるとともに、液晶セルと緩衝材とを積み重ねる際の相互の位置合わせや、セルギャップ調整と液晶注入口の封止を行なった後の液晶セルと緩衝材の分離を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す、複数の液晶セルのセルギャップ調整に用いる緩衝材の斜視図。
【図２】前記緩衝材の緩衝層に用いたシリコン系材料の圧力―圧縮特性図。
【図３】セルギャップ調整に用いる加圧装置の側面図。
【図４】液晶セルの液晶注入前の状態の斜視図。
【図５】セルギャップ調整に使用する他の加圧装置の側面図。
【図６】この発明の他の実施例を示す緩衝材の斜視図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…緩衝材
２ａ…ポリカーボネートからなるベースシート
２ｂ…金属からなるベースシート
３…緩衝層
４，４ａ，４ｂ…粘着剤または両面粘着テープ
５…表面シート
１０ａ，１０ｂ…加圧装置
２０…液晶表示素子
２１，２２基板
２３…シール材
２４…液晶注入口
Ａ…液晶セルと緩衝材の積層体
Claims (4)
- 一対の基板を液晶注入口を有する枠状のシール材を介して接合することにより組立てられた液晶セル内に、前記液晶注入口から強誘電性または反強誘電性液晶を注入する工程と、
前記強誘電性または反強誘電性液晶が注入された複数の液晶セルを、その各液晶セル間と両端の液晶セルの外面とにそれぞれ、熱による残留歪みが小さい材料からなるベースシートの両面にシリコン系材料からなる緩衝層が設けられた緩衝材を配置して積層し、その積層体を前記強誘電性または反強誘電性液晶の粘度を下げる温度に加熱して加圧することにより、前記複数の液晶セルの基板間隔を一括して調整する工程と、
前記加圧状態で前記複数の液晶セルの液晶注入口を封止材により封止する工程とからなることを特徴とする強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法。 - 緩衝材のベースシートは、ポリカーボネートからなっていることを特徴とする請求項１に記載の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法。
- 緩衝材のベースシートは、金属からなっていることを特徴とする請求項１に記載の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法。
- ベースシートの両面に設けられた緩衝層の外面に、熱による残留歪みが小さい材料からなる表面シートが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の強誘電性または反強誘電性液晶表示素子の製造方法。
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