JPH06160874A - 強誘電性液晶素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板上への液晶の滴下量の制御を容易に行な
い、しかも、低粘度状態になる温度に加熱しておいた強
誘電性液晶を液晶層中に真空泡を生じさせることなくス
メクティック相状態に戻す。 【構成】シール材３３に連通口３３ａを設けておき、一
方の基板３１上に低粘度状態になる温度に加熱した強誘
電性液晶ＬＣをその封入量よりも若干多めに滴下し、一
対の基板３１，３２をシール材３３を介して重ね合わせ
てプレスするとともにシール材３３を硬化させて両基板
３１，３２を接合した後、大気圧よりも気圧を高くした
加圧槽４２内において強誘電性液晶ＬＣがスメクティッ
ク相状態となる温度に冷却してから、連通口３３ａを封
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶素子の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶素子は、一対の基板間に強
誘電性液晶を封入したもので、この強誘電性液晶素子に
は、２つの方向の配向のメモリ性（配向状態の安定性）
をもつ通常の強誘電性液晶を用いるものと、３つの方向
の配向のメモリ性をもつ、反強誘電性と呼ばれる強誘電
性液晶を用いるものとがある。

【０００３】上記強誘電性液晶素子は、従来、図３に示
す製法か、あるいは図４に示す製法で製造されている。
なお、図３に示す製法は、強誘電性液晶素子に限らず、
種々の液晶素子の製造に広く採用されており、図４に示
す製法は、液晶分子をねじれ配向させたＴＮ型液晶素子
の製造等にも採用されている。

【０００４】図３に示す製法は、一対の基板１１，１２
を液晶封入領域を囲む枠状シール材１３を介して接合し
て所定の基板間隙をもつセル１０を組立て、このセル１
０内に、前記シール材１３の一部を欠落させて形成して
おいた液晶注入口１３ａから液晶ＬＣを注入して、その
後前記液晶注入口１３ａを封止する方法であり、セル１
０内への液晶ＬＣの注入は、図示しない真空槽において
真空注入法により行なわれている。

【０００５】上記真空注入法は、セル１０を真空槽内に
セットし、槽内を真空にしてセル１０内を真空状態にし
た後、セル１０の液晶注入口１３ａが形成されている端
面を槽内の底部に配置してある液晶皿１４内の液晶浴に
浸漬させ、この状態で槽内の気圧を大気圧またはそれ以
上に上げることにより、セル１０内と外部との圧力差を
利用して液晶皿１４内の液晶ＬＣをセル１０内に注入す
る方法であり、液晶ＬＣを注入されたセル１０は、耐圧
槽から取出されて液晶注入口１３ａを封止される。

【０００６】そして、この製法による強誘電性液晶素子
の製造は、液晶皿１４内の液晶（強誘電性液晶）ＬＣを
低粘度状態になる温度に加熱しておいてセル１０に注入
する方法で行なわれている。

【０００７】これは、現在実用に供されている強誘電性
液晶は、通常の強誘電性液晶も反強誘電性液晶も室温付
近の温度ではスメクティック相の状態にあるが、このス
メクティック相状態の強誘電性液晶はその粘度が高いた
め、真空注入法によるセル１０内への注入はほとんど不
可能である。

【０００８】このため、上記製法では、液晶皿１４内の
強誘電性液晶ＬＣを、コレステリック相またはネマティ
ック相あるいはアイソトロピック相の状態になる温度に
加熱してその粘度を下げておき、この低粘度状態の強誘
電性液晶ＬＣをセル１０内に注入している。

【０００９】なお、低粘度状態に加熱してセル１０内に
注入された強誘電性液晶ＬＣは、その後にセル１０を室
温付近まで冷却することによって再びスメクティック相
状態に戻される。

【００１０】また、図４に示す製法は、液晶素子を構成
する一対の基板２１，２２の一方または両方に液晶封入
領域を囲む無端枠状のシール材２３を形成しておき、一
方の基板２１上に液晶ＬＣをその封入量だけ滴下し、次
いで両基板２１，２２を前記シール材２３を介して重ね
合わせて所定の基板間隙になるまでプレスした後、その
状態でシール材２３を硬化させて両基板２１，２２を接
合する方法であり、基板２１上への液晶ＬＣの滴下と両
基板２１，２２の接合は、図示しない真空槽内において
行なわれている。

【００１１】この製法で強誘電性液晶素子を製造する場
合も、基板２１上への液晶（強誘電性液晶）ＬＣの滴下
は、液晶ＬＣを低粘度状態になる温度に加熱しておいて
行なわれており、このように強誘電性液晶ＬＣを低粘度
状態にしておけば、両基板２１，２２を重ね合わせてプ
レスしたときに、基板２１上に滴下した液晶ＬＣがスム
ーズに流れ広がるため、シール材２３で囲まれた液晶封
入領域にその全体にわたって均等に液晶ＬＣを封入する
ことができる。

【００１２】この製法においても、低粘度状態で封入さ
れた強誘電性液晶ＬＣは、両基板２１，２２を接合して
液晶素子を組立てた後に、この液晶素子を室温付近まで
冷却することによってスメクティック相状態に戻され
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示した製法は、セル１０内への液晶ＬＣの注入に時間が
かかるという難点をもっている。

【００１４】これは、セル１０内への液晶ＬＣの注入を
真空注入法によって行なっているためであり、真空注入
法では、セル１０内に液晶ＬＣが注入されて行くのにと
もなってセル１０内と外部との圧力差が小さくなって行
くため、セル１０内への液晶ＬＣの流入速度が徐々に遅
くなって、液晶ＬＣの注入完了までにかなりの時間を要
してしまう。

【００１５】このため、図３に示した製法は、液晶素子
の製造能率が悪く、特に大画面の液晶素子の製造におい
ては、液晶注入に要する時間がかなり長くなって、製造
能率が大きく低下してしまうという問題をもっていた。

【００１６】一方、図４に示した製法は、一方の基板２
１上に液晶ＬＣを滴下しておいて一対の基板２１，２２
を接合するものであるため、液晶素子の組立てと液晶封
入とを同時に行なうことができ、したがって、上記図３
に示した製法に比べて、はるかに効率良く液晶素子を製
造することができる。

【００１７】しかし、図４に示した製法では、基板２１
上に滴下する液晶ＬＣの滴下量を、液晶素子の液晶封入
量、つまり、両基板２１，２２をシール材２３を介して
接合したときの液晶封入領域の容積に合わせて厳密に制
御しなければならず、したがって、液晶ＬＣの滴下量の
制御が難しいという問題をもっている。

【００１８】しかも、この製法では、強誘電性液晶素子
を歩留良く製造することができなかった。これは、液晶
素子内に封入した強誘電性液晶をスメクティック相状態
に戻したときに、液晶層中に真空泡ができるためであ
る。

【００１９】すなわち、図４に示した製法で強誘電性液
晶素子を製造する場合は、上述したように、強誘電性液
晶ＬＣを低粘度状態になる温度に加熱しておいて基板２
１上に滴下するが、この製法では、液晶素子を組立てた
ときに、一対の基板２１，２２と無端枠状のシール材２
３とで構成される密閉間隙に液晶が密封されるため、組
立てた液晶素子を冷却して強誘電性液晶をスメクティッ
ク相状態に戻すときに、加熱により膨脹していた液晶の
体積減少（冷却による元の体積への収縮）及び相変化に
ともなう体積減少が生じ、液晶層中に液晶の無い真空泡
ができる。

【００２０】そして、液晶層中に液晶の無い真空泡があ
ると、液晶の配向が乱れ、また液晶層を透過する光が前
記真空泡を液晶による偏光作用を受けずに通るため、液
晶素子が、表示欠陥のある不良品となる。

【００２１】本発明は、一方の基板上に強誘電性液晶を
滴下しておいて一対の基板を接合することにより効率良
く強誘電性液晶素子を製造するものでありながら、基板
上への液晶の滴下量の制御を容易に行なうことができ、
しかも、低粘度状態になる温度に加熱しておいた強誘電
性液晶を液晶層中に真空泡を生じさせることなくスメク
ティック相状態に戻して、表示欠陥のない高品質の強誘
電性液晶素子を歩留良く製造することができる、強誘電
性液晶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。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の強誘電性液晶素
子の製造方法は、一対の基板の少なくとも一方に、液晶
封入領域を囲む枠状をなしかつ少なくとも一部に前記液
晶封入領域の内外を連通する連通口を設けたシール材を
形成しておき、前記一対の基板のいずれか一方の上に低
粘度状態になる温度に加熱した強誘電性液晶をその封入
量よりも若干多めに滴下し、次いで前記一対の基板を前
記シール材を介して重ね合わせて所定の基板間隙になる
までプレスした後、その状態で前記シール材を硬化させ
て前記一対の基板を接合し、この後、大気圧よりも気圧
を高くした槽内において前記強誘電性液晶がスメクティ
ック相状態となる温度に冷却してから、前記連通口を封
止することを特徴とするものである。

【００２３】

【作用】本発明は、一方の基板上に強誘電性液晶を滴下
しておいて一対の基板を接合するものであるため、液晶
素子の組立てと液晶封入とを同時に行なうことができ、
したがって、効率良く強誘電性液晶素子を製造すること
ができる。

【００２４】そして、本発明においては、一対の基板を
接合する枠状シール材に、このシール材で囲まれる液晶
封入領域の内外を連通する連通口を設けているため、基
板上への液晶の滴下量が多くても、液晶素子の組立て時
に余分な液晶を前記連通口に逃がしてやることができ、
したがって、液晶の滴下量をその封入量に合わせて厳密
に制御する必要はないから、前記滴下量の制御は容易で
ある。

【００２５】しかも、本発明では、シール材に上記連通
口を設けておくとともに、低粘度状態になる温度に加熱
した強誘電性液晶をその封入量よりも若干多めに滴下
し、さらに、液晶素子を組立てた後に行なう、強誘電性
液晶をスメクティック相状態に戻すための冷却を、大気
圧よりも気圧を高くした槽内において行なっているた
め、液晶の体積が冷却により小さくなっても、それにと
もなって、液晶素子の組立て時にシール材の連通口に押
し出された液晶が槽内の気圧で素子内に押し戻され、液
晶の体積減少分が補われる。このため、低粘度状態にな
る温度に加熱しておいた強誘電性液晶を液晶層中に真空
泡を生じさせることなくスメクティック相状態に戻して
やることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２を
参照して説明する。図１は強誘電性液晶素子の製造方法
を示す、基板上に強誘電性液晶を滴下して液晶素子を組
立てる状態と、液晶素子内の強誘電性液晶をスメクティ
ック相状態に戻す状態の斜視図であり、図２は製造され
た強誘電性液晶素子の断面図である。

【００２７】まず、図２に示した強誘電性液晶素子の構
造を説明する。この強誘電性液晶素子は、ガラス等から
なる一対の透明基板３１，３２を液晶封入領域を囲む枠
状のシール材３３を介して接合し、この両基板３１，３
２間の前記シール材３３で囲まれた間隙に強誘電性液晶
（通常の強誘電性液晶または反強誘電性液晶）ＬＣを封
入したもので、両基板３１，３２の液晶層との対向面に
はそれぞれ、液晶層に電界を印加するための透明電極３
４，３５と、強誘電性液晶ＬＣの分子を所定方向に配列
させるための配向膜３６，３７とが形成されている。

【００２８】また、上記枠状のシール材３３は、液晶素
子の一端縁に対応する枠辺の一部を欠落させた形状に形
成されている。この欠落部は、液晶素子の製造中にシー
ル材３３で囲まれた上記液晶封入領域の内外を連通させ
ておくための連通口３３ａとして設けられたもので、こ
の連通口３３ａは封止樹脂３８によって封止されてい
る。

【００２９】次に、上記強誘電性液晶素子の製造方法を
図１を参照して説明する。なお、図１では、基板３１，
３２上の透明電極３４，３５と配向膜３６，３７は省略
している。

【００３０】まず、上記透明電極３４，３５と配向膜３
６，３７とを形成した一対の基板３１，３２のうちの一
方の基板、例えば図２における下側の基板３１の上に、
光硬化性樹脂をスクリーン印刷法により印刷して、液晶
封入領域を囲む枠状をなしかつ一部に液晶封入領域の内
外を連通する連通口３３ａを設けたシール材３３を形成
する。

【００３１】次に、図１（ａ）に示すように、上記一対
の基板３１，３２を真空槽４１に搬入し、この真空槽４
１内において、いずれか一方の基板、例えばシール材３
３を形成した基板３１の上に、あらかじめ低粘度状態に
なる温度（強誘電性液晶がコレステリック相またはネマ
ティック相あるいはアイソトロピック相の状態になる温
度）に加熱しておいた強誘電性液晶ＬＣを液晶素子の液
晶封入量よりも若干多めに滴下する。なお、この液晶Ｌ
Ｃは、液晶封入領域の中央付近に滴下する。

【００３２】次に、上記真空槽４１内において、強誘電
性液晶ＬＣを滴下した基板３１と他方の基板３２とを上
記シール材３３を介して重ね合わせ、この両基板３１，
３２を図示しないプレス手段により所定の基板間隙にな
るまでプレスする。

【００３３】このように両基板２１，２２を重ね合わせ
てプレスすると、液晶封入領域の中央付近に滴下されて
いる強誘電性液晶ＬＣが、両基板２１，２２で押されて
シール材２３で囲まれた液晶封入領域の全体に均等に流
れ広がり、また余剰の液晶ＬＣは、シール材３３の連通
口３３ａに押し出される。なお、このとき、強誘電性液
晶ＬＣは低粘度状態になる温度に加熱されているため、
液晶ＬＣはスムーズに流れ広がる。

【００３４】そして、両基板３１，３２を所定の基板間
隙になるまでプレスした後は、このプレス状態を保った
ままシール材（光硬化性樹脂）３３に紫外線光を照射し
てこのシール材３３を硬化させ、両基板基板３１，３２
を前記シール材３３を介して接合して液晶素子を組立て
る。

【００３５】このようにして液晶素子を組立てた後は、
液晶素子を上記真空槽４１から取出して、図１（ｂ）に
示すように加圧槽４２に移し、この加圧槽４２内におい
て前記液晶素子を室温付近まで冷却して、素子内の強誘
電性液晶ＬＣをスメクティック相状態に戻す。この加圧
槽４２内での強誘電性液晶ＬＣをスメクティック相状態
に戻す工程は次の手順で行なう。

【００３６】まず、上記液晶素子を強誘電性液晶ＬＣが
低粘度状態を保つ温度に加熱し、この温度を維持したま
ま、加圧槽４２内に不活性ガス（例えば窒素ガス）を送
り込んで、槽内の気圧を大気圧よりも若干高くする。

【００３７】このように、液晶素子を加熱しておいて加
圧槽４２内の気圧を高くすると、液晶素子の組立て時に
シール材３３の連通口３３ａに押し出された余剰液晶が
槽内の気圧によって押し込まれ、液晶素子内の液晶ＬＣ
が、正規の封入量より多くかつ高い圧力で満たされた状
態になるとともに、液晶素子の組立て時に液晶封入領域
に液晶ＬＣが完全に行き渡らなかった場合の充填不良が
解消される。

【００３８】次に、上記加圧槽４２内の気圧を大気圧よ
りも高く保ったまま、液晶素子を強誘電性液晶ＬＣがス
メクティック相状態となる温度（通常は室温）まで冷却
し、この強誘電性液晶ＬＣをスメクティック相状態に戻
してやる。

【００３９】この場合、低粘度状態になる温度に加熱さ
れて膨脹していた液晶ＬＣが、冷却及び相変化にともな
って収縮するが、液晶セル内の液晶ＬＣの体積が小さく
なっても、それにともなって、液晶素子の組立て時にシ
ール材３３の連通口３３ａに押し出された液晶ＬＣが加
圧槽４２内の気圧で素子内に押し戻され、前記液晶ＬＣ
の体積減少分が補われるため、強誘電性液晶ＬＣをスメ
クティック相状態に戻す際に液晶層中に真空泡ができる
ことはない。

【００４０】この後は、液晶セルを加圧槽４２から取出
し、上記連通口３３ａを図２に示したように封止樹脂３
８で封止して、強誘電性液晶素子を完成する。なお、前
記封止樹脂３８には例えば光硬化性樹脂を用いる。

【００４１】上述したように、この強誘電性液晶素子の
製造方法は、一方の基板３１上に強誘電性液晶ＬＣを滴
下しておいて一対の基板３１，３２を接合するものであ
り、この製造方法によれば、液晶素子の組立てと液晶封
入とを同時に行なうことができるから、効率良く強誘電
性液晶素子を製造することができる。

【００４２】そして、この製造方法においては、一対の
基板３１，３２を接合する枠状シール材３３に、このシ
ール材３３で囲まれる液晶封入領域の内外を連通する連
通口３３ａを設けているため、基板３１上への液晶ＬＣ
の滴下量が多くても、液晶素子の組立て時に余分な液晶
を前記連通口３３ａから逃がしてやることができ、した
がって、液晶ＬＣの滴下量をその封入量に合わせて厳密
に制御する必要はないから、前記滴下量の制御は容易で
ある。

【００４３】しかも、この製造方法では、シール材３３
に上記連通口３３ａを設けておくとともに、低粘度状態
になる温度に加熱した強誘電性液晶ＬＣをその封入量よ
りも若干多めに滴下し、さらに、液晶素子を組立てた後
に行なう、強誘電性液晶ＬＣをスメクティック相状態に
戻すための冷却を、大気圧よりも気圧を高くした加圧槽
４２内において行なっているため、液晶ＬＣの体積が冷
却により小さくなっても、それにともなって、液晶素子
の組立て時にシール材３３の連通口３３ａに押し出され
た液晶ＬＣが槽内の気圧で素子内に押し戻され、液晶Ｌ
Ｃの体積減少分が補われる。

【００４４】このため、低粘度状態になる温度に加熱し
ておいた強誘電性液晶ＬＣを、液晶層中に真空泡を生じ
させることなくスメクティック相状態に戻してやること
ができるから、表示欠陥のない高品質の強誘電性液晶素
子を歩留良く製造することができる。

【００４５】なお、上記実施例では、基板３１上に強誘
電性液晶ＬＣを滴下して液晶素子を組立てる工程を真空
槽４１内で行ない、組立てた液晶素子内の強誘電性液晶
ＬＣをスメクティック相状態に戻す工程を加圧槽４２内
で行なっているが、これらは、同じ槽内で内部の気圧を
制御して行なってもよい。

【００４６】また、上記実施例では、一対の基板３１，
３２を接合する枠状シール材３３を一方の基板３１に形
成しているが、このシール材３３は一対の基板３１，３
２の両方に形成してもよいし、またシール材３３に設け
る連通口３３ａも、一箇所に限らず複数箇所に設けても
よい。

【００４７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、一方の基板
上に強誘電性液晶を滴下しておいて一対の基板を接合す
ることにより効率良く強誘電性液晶素子を製造するもの
でありながら、基板上への液晶の滴下量の制御を容易に
行なうことができ、しかも、低粘度状態になる温度に加
熱しておいた強誘電性液晶を液晶層中に真空泡を生じさ
せることなくスメクティック相状態に戻して、表示欠陥
のない高品質の強誘電性液晶素子を歩留良く製造するこ
とができる。できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、基板上に強誘電性液
晶を滴下して液晶素子を組立てる状態と、液晶素子内の
強誘電性液晶をスメクティック相状態に戻す状態の斜視
図。

【図２】強誘電性液晶素子の断面図

【図３】従来の液晶素子の製造方法を示す図。

【図４】従来の他の液晶素子の製造方法を示す図。

【符号の説明】

３１，３２…基板 ３３…シール材 ３３ａ…連通口 ３４，３５…電極 ３６，３７…配向膜 ３８…封止樹脂 ＬＣ…強誘電性液晶 ４１…真空槽 ４２…加圧槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に強誘電性液晶を封入した強
   誘電性液晶素子を製造する方法であって、 前記一対の基板の少なくとも一方に、液晶封入領域を囲
   む枠状をなしかつ少なくとも一部に前記液晶封入領域の
   内外を連通する連通口を設けたシール材を形成してお
   き、前記一対の基板のいずれか一方の上に低粘度状態に
   なる温度に加熱した強誘電性液晶をその封入量よりも若
   干多めに滴下し、次いで前記一対の基板を前記シール材
   を介して重ね合わせて所定の基板間隙になるまでプレス
   した後、その状態で前記シール材を硬化させて前記一対
   の基板を接合し、この後、大気圧よりも気圧を高くした
   槽内において前記強誘電性液晶がスメクティック相状態
   となる温度に冷却してから、前記連通口を封止すること
   を特徴とする強誘電性液晶素子の製造方法。