JPH0980369A

JPH0980369A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0980369A
Application number: JP23879095A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Toko; 康夫都甲; Hiyakuei Chiyou; 百英張; Takashi Sugiyama; 貴杉山; Kiyoshi Ando; 潔安藤
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】より良好な表示品位の液晶表示装置を、より
短時間で作製できる液晶表示装置の製造方法を提供する
ことである。【解決手段】表面上に電極を有する一対の第１基板と
第２基板を準備する工程と、前記第１基板の前記電極が
形成された面に配向膜を形成する工程と、前記第１基板
上に形成された配向膜に配向処理を行う工程と、液晶材
料を準備する工程と、前記第２基板を前記液晶材料のＮ
−Ｉ相転移温度より高い温度に保持したまま前記第２基
板表面に、ギャップコントロール材を含む前記液晶材料
の層を形成する液晶層形成工程と、前記第１基板を前記
液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度より低温に保持し、該第１
基板を該液晶材料を介して前記第２基板と間隔をおいて
対向させ、前記間隔がほぼ前記ギャップコントロール材
の径と等しくなるまで両基板を徐々に近づけながら、前
記第１基板の温度より第２基板の温度が高い状態を保持
しつつ、前記両基板の温度を前記液晶材料のＮ−Ｉ相転
移温度より低い温度まで降温する工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法に関し、特に液晶層に配向構造を付与する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶の特定な分子配列
を電界等の外部からの作用によって別の異なる分子配列
に状態変化させて、状態変化に伴う光学的特性の変化を
視覚的な変化として表示に利用するディスプレイであ
る。

【０００３】図８、図９を参照し、従来の液晶表示装置
の作製工程について説明する。図８（Ａ）に示すよう
に、一対の基板５１ａ、５１ｂそれぞれの表面に、必要
な電極５２ａ、５２ｂを形成する。さらにその上に配向
膜５３ａ、５３ｂを形成する。

【０００４】配向膜５３ａ、５３ｂのうち少なくとも一
方の配向膜面を配向処理する。配向処理された配向膜が
液晶分子の配向を規制する力は、一般に配向膜のアンカ
リングエネルギの大小で表現される。アンカリングエネ
ルギが大きい程液晶分子の配向規制力は大きい。このア
ンカリングエネルギは、配向膜の種類と配向処理方法に
よって異なる。

【０００５】例えば、配向膜としてポリイミド膜を用
い、配向処理方法として基板を綿布のようなもので一方
向に擦るいわゆるラビング法を用いた場合、配向膜は比
較的強いアンカリングエネルギを示す。しかし、配向膜
としてポリビニルアルコール膜や、ポリピロール膜を用
いた場合は、同じラビング方法を用いても、配向膜のア
ンカリングエネルギは比較的小さい。

【０００６】また、配向膜として感光性高分子膜を用
い、偏光した光を照射することで、偏光方向に依存した
方向に配向を付与する方法もある。この場合も、配向膜
のアンカリングエネルギは比較的小さい。

【０００７】次に、一方の基板上にシール剤５４をのせ
る。このシール剤５４は、液晶材料の注入口となる部分
を除いて、表示に寄与する領域の周囲を枠状に取り囲
む。また、もう一方の基板上にギャップコントロール材
５５を散布する。

【０００８】図８（Ｂ）に示すように、２枚の基板５１
ａ、５１ｂを配向膜面が対向するように重ね合わせ、こ
の状態でプレス機にセットする。プレス治具５６ａ、５
６ｂで、上下より基板５１ａ、５１ｂをプレスする。プ
レスしたまま、両基板を１５０℃で約１時間保持し、シ
ール剤５４を焼成し、空セルを作製する。

【０００９】図９（Ａ）に示すように、液晶材料５８を
収容したタンク６１が設置されたチャンバー６０内に、
空セルをセットする。まず、空セルを液晶材料５８に浸
漬しない状態で、チャンバー６０内を真空排気する。チ
ャンバー内が所定の真空度に達したところで、空セルの
注入口５７を液晶材料５８に浸す。ガス導入口６２か
ら、ガスを徐々にチャンバー内に導入すると、チャンバ
ー内の圧力の上昇に従って、セル内に液晶材料５８が徐
々に注入されていく。このような液晶注入方法は、真空
注入法と呼ばれる。

【００１０】図９（Ｂ）に示すように、液晶材料５８の
注入が完了した液晶セルをチャンバー６０より取り出
し、再度プレス機に設置する。液晶セルを上下よりプレ
スしてセル厚を均一とした状態で、注入口５７をエンド
シール剤５９で塞ぐ。

【００１１】この後、液晶セル全体を液晶材料のＮ−Ｉ
相転移温度より高くなるように加熱し、セル内の液晶を
アイソトロピック相とした後、全体を徐々に冷却し、液
晶層をネマティック相に転移させる。この転移の過程で
液晶層に配向構造が付与される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の液晶表示装置の液晶注入は、通常真空注入法を用いて
いる。注入にかかる時間は、画面サイズ等により異なる
が、小さいものでも約１時間程度、画面サイズが１０イ
ンチクラスの液晶表示装置では、５時間以上もかかるこ
とがある。粘度の高い液晶を用いる場合や配向膜に垂直
配向処理をした場合は、さらに注入に時間を要する。画
面サイズの大型化が要求される中で、長時間の液晶注入
工程は工程上の大きな負担となっている。

【００１３】また、この真空注入法では、注入されずに
タンクに残留した余分な液晶材料が無駄になる。さら
に、このタンクから発生する不純物により、液晶材料が
汚染されるという問題も指摘されている。

【００１４】一方、従来の方法で作製した液晶表示装置
では、その表示品位にも次のような問題が生じることが
あった。図１０（Ａ）、および図１０（Ｂ）は、従来の
方法で作製した液晶セル中の液晶の状態を一方のガラス
基板を透して基板面法線方向から撮影した拡大写真であ
る。

【００１５】図１０（Ａ）は、配向膜として感光性高分
子膜であるポリビニルシンナメート（ＰＶＣ）膜を用
い、偏光した光の照射によりこのＰＶＣ膜面を配向処理
したものである。この配向膜のアンカリングエネルギは
比較的小さい。写真中、うねりのある白い紐のように見
えるのが、ディスクリネーションラインである。このラ
イン上にある液晶分子の配向の向きは、安定しておら
ず、激しく変化している。

【００１６】一方、図１０（Ｂ）は、配向膜としてポリ
イミド膜を用い、一対の基板の片側のみの配向膜にラビ
ング処理を行って配向処理したものである。この場合の
配向膜のアンカリングエネルギは比較的大きい。写真中
に、切れ切れの白い帯状、もしくは点状の欠陥が観察さ
れる。この欠陥部分は、液晶分子の配向の向きが変動し
ているポイントである。

【００１７】このように、従来の作製方法で作られた液
晶表示装置は、前者のように配向膜のアンカリングエネ
ルギが比較的小さい場合、または後者のように配向膜の
アンカリングエネルギが強くても一方の基板のみに配向
処理がなされている場合においては、液晶セル中の液晶
の配向状態が必ずしも良好ではなく、これに起因して表
示品位の不良が発生する。

【００１８】本発明の目的は、より良好な表示品位を有
する液晶表示装置を、より短時間で作製できる液晶表示
装置の製造方法を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
製造方法は、表面上に電極を有する一対の第１基板と第
２基板を準備する工程と、前記第１基板の前記電極が形
成された面上に配向膜を形成する工程と、前記配向膜に
配向処理を行う工程と、液晶材料を準備する工程と、前
記第２基板の温度を前記液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度よ
り高温にした後、前記第２基板の前記電極が形成された
面上に、前記液晶材料の層を形成する液晶層形成工程
と、前記第１基板を前記液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度よ
り低温に保持し、該第１基板の前記電極が形成された面
を、前記第２基板の前記電極が形成された面に間隔をお
いて対向させ、前記第１基板と前記第２基板を徐々に近
づける工程と、前記第１基板の温度より前記第２基板の
温度が高い状態を保持しつつ、前記両基板の温度を前記
液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度より低い温度まで下降させ
る降温工程とを有する。

【００２０】２枚の基板間に温度傾斜を持たせること
で、液晶層のアイソトロピック相からネマティック相へ
の転移を、一方の配向処理された配向膜に接する液晶分
子から発生させることができるとともに、バルク中から
のドロップレット状の転移相の発生を抑制できる。この
為、ディスクリネーション等の欠陥の発生を低減するこ
とが可能となる。

【００２１】また、液晶層を上下の基板で挟みこむ為、
液晶セル中への液晶の注入を、短時間に完了させること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の態様】まず、従来の液晶層の配向構造形
成方法によって作製した液晶セルにディスクリネーショ
ンラインや、配向の不安定な箇所が発生する原因を考察
する。

【００２３】従来の方法においては、液晶セルを作製し
た後に、セルを加熱して一旦液晶層全体をアイソトロピ
ック相し、この後徐々にセルを冷却して、液晶層をネマ
ティック相に転移させることで、配向構造を形成してい
る。

【００２４】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、従来の方法に
おける液晶層のアイソトロピック相からネマティック相
への相転移過程中の液晶層を基板法線方向から撮影した
写真のスケッチである。ただし、この液晶表示装置で
は、各基板上に配向膜としてポリイミド膜を形成してい
るが、配向処理は全く行っていないものである。

【００２５】まず、図７（Ａ）に示すように、２枚の基
板面のいずれにも接していない液晶層中、即ちバルク中
に複数の小さなドロップレット４０が発生する。これら
のドロップレットは、相転移によりできたネマティック
相の液晶分子の集合である。

【００２６】図７（Ｂ）から図７（Ｃ）に示すように、
液晶セル温度の低下と時間の経過に伴い、バルク中に発
生したドロップレット４０が少しずつ成長し、さらに互
いに隣接するドロップレット同士で結合してより大きな
ドロップレット４０に成長し、液晶層全体がネマティッ
ク相に転移していく。

【００２７】従来の製造方法で作製した液晶表示装置に
おいては、配向膜に配向処理がなされていても、配向処
理が片側の基板のみに施されている場合や、配向膜のア
ンカリングエネルギが小さい場合においては、上述の配
向処理していない配向膜を用いた液晶表示装置の場合と
同様に、液晶層の転移がバルク中から、あるいは配向膜
面とバルク中の両方から発生しやすいことが、液晶層の
転移状態の観察によりわかった。

【００２８】バルク中からもしくは、基板界面から発生
したドロップレットの界面（表面近傍）に存在する液晶
分子は、ドロップレット内部の液晶分子の配向方向とは
無関係に表面の形状である球状面に沿って配列する傾向
がある。

【００２９】配向膜のアンカリングエネルギーが弱い
と、このドロップレット界面の配列が再配向されず、そ
のまま残留し易い。特に、複数のドロップレットがぶつ
かりあった部分ではこの配列が不安定な配向状態として
残り易く、ディスクリネーション等の欠陥を発生させて
いたと思われる。

【００３０】以上のことより、配向処理された配向膜面
から転移を発生させるとともに、バルク中からのドロッ
プレット状のネマティック相の発生を抑制すれば、ディ
スクリネーションライン等の発生のない良好な液晶層の
配向構造を形成できると考えられる。

【００３１】以下図１から図４を参照して、これらの点
に留意した本発明の実施例について説明する。まず、図
１（Ａ）に示すように、一対のガラス基板１ａ、１ｂの
表面上に、それぞれライン状の単純マトリクス型電極２
ａ、２ｂを形成する。電極材料として例えばＩＴＯ（ｉ
ｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）等の透明電極を用い
る。

【００３２】尚、アクティブマトリクス型の液晶表示装
置を作製する場合は、一方の基板にＴＦＴ（ｔｈｉｎ
ｆｉｌｍｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＩＭ（ｍｅｔａ
ｌｉｎｓｕｌａｔｏｒｍｅｔａｌ）等の素子を備えた
電極を画素ごとに形成し、他方の基板面には、面状の電
極を形成する。

【００３３】電極２ａ、２ｂが形成された基板１ａ、１
ｂ上にそれぞれ配向膜３ａ、３ｂを形成する。この配向
膜３ａ、３ｂのいずれか一方の配向膜に配向処理を行
う。ここでは、基板１ａ上の配向膜３ａに配向処理を行
う。配向膜の種類と配向処理方法は、種々選択すること
ができる。なお、配向処理を施さないもう一方の基板面
には、必ずしも配向膜を備えなくてもよい。

【００３４】配向処理方法として、例えば図１（Ｂ）に
示すように、ラビング方法を用いる。この場合、配向膜
３ａとして、ポリイミド膜、ＰＶＡ膜、ポリピロール膜
等を用いる。表面に綿布を貼ったラビングローラ１０を
矢印１１の方向（反時計回り）に回転させながら、ラビ
ングローラ１０を基板１ａに対し相対的に矢印１２の方
向に移動させ、配向膜３ａを擦る。配向膜３ａは、矢印
１２と同じ向きの基板面内の配向方向とプレチルトを液
晶分子に付与できる。

【００３５】なお、ラビング処理は静電気の発生を伴い
易い。アクティブマトリクス型液晶表示装置を形成する
場合は、ＴＦＴ等の機能素子が静電破壊を起こすのを避
ける為に、機能素子を配しない方の基板面上の配向膜を
ラビング処理することが望ましい。

【００３６】再び図１（Ａ）を参照する。配向処理され
た配向膜３ａを有する一方の基板１ａ上に、表示に寄与
する領域の周囲を取り囲むようにシール剤４を配置す
る。このとき、表示に寄与する領域の周囲のうち一部を
開放しておく。

【００３７】もう一方の基板１ｂ上の配向処理されてい
ない配向膜３ｂ上に、ギャップコントロール材５を均一
に散布する。このギャップコントロール材５は、直径が
均一な粒状のプラスチック材等からなり、液晶セルの基
板間の間隔を一定距離に保つ役目を果たす。

【００３８】図２に示すように、基板１ａおよび１ｂを
プレス機にセットする。配向処理された配向膜を有する
基板１ａを上側のプレス治具６ａに設置する。ギャップ
コントロール材５が散布された基板１ｂを、固定された
下側のプレス治具６ｂ上に設置する。

【００３９】ヒータ８を用い、プレス治具６ｂを加熱す
る。好ましくは基板１ｂの温度が使用する液晶材料のＮ
−Ｉ相転移温度より高くなるように設定する。例えば、
Ｎ−Ｉ相転移温度が９８度であるフッ素系の混合液晶を
用いる場合は、Ｎ−Ｉ相転移温度より１５℃高い１１３
℃に設定するのが好ましい。なお、対向する基板１ａ
は、Ｎ−Ｉ相転移温度より十分に低い温度に保持してお
く。

【００４０】加熱した基板１ｂ上に、予め加熱してアイ
ソトロピック状態にした液晶材料７を滴下する。表面張
力により、基板１ｂ上に液晶（Ｉ相（アイソトロピック
相））層を形成する。液晶（Ｉ相）層の厚みが、液晶セ
ルのギャップと同じもしくは数μｍ〜数１００μｍ程度
になるように滴下する液晶材料７の量を選択する。

【００４１】なお、液晶材料に予めギャップコントロー
ル材を混合しておき、ギャップコントロール材が混合さ
れた液晶材料を基板上に滴下すれば、ギャップコントロ
ール材を散布する工程を省略することができる。

【００４２】上方のプレス治具６ａを徐々に下降させ、
２枚の基板１ａと１ｂを近づける。まず、上部のプレス
治具６ａに設置された基板１ａのシール剤４、続いて配
向膜３ａの表面が液晶（Ｉ相）層に接する。ガラス基板
１ａは、Ｎ−Ｉ相転移温度より低い温度に保持されてい
るので、配向膜３ａに接した液晶層の表面が冷却され、
アイソトロピック相からネマティック相に相転移する。
この時ネマティック相に転移した液晶（Ｎ相（ネマチッ
ク相））層は、配向膜３ａに施された配向処理の方向に
従って配向する。

【００４３】液晶（Ｉ相）層が配向膜３ａに接した時点
でヒータ８による加熱を停止する。液晶層全体の温度が
徐々に低下していく。図３（Ａ）に示すように、さらに
プレス治具６ａを下降させると、２枚の基板間に挟まれ
た液晶のうち余分な液晶材料７がシール剤４の開口部よ
り押し出される。

【００４４】なお、予め基板の面積とセル厚みより決ま
る液晶セルの容積を計算しておき、液晶材料の滴下量が
セル容積よりわずかに多くなるように調整しておけば、
排出する液晶の量を低減することができる。さらに液晶
の滴下量を液晶セルの容積と完全に一致させることがで
きれば、液晶を排出するために基板上に形成するシール
剤の枠に開口部を設ける必要もなくなり、開口部を封じ
る工程も省略できるであろう。

【００４５】尚、液晶セル中に気泡等が残留することも
あるので、プレス操作を真空チャンバー内で行うことが
望ましい。もしくは、あらかじめ液晶材料を脱泡してお
いてもよい。

【００４６】基板間のギャップが丁度ギャップコントロ
ール材５の径にほぼ等しくなったところで、上下の基板
間のギャップがこれ以上狭まらなくなり、プレス治具の
下降が止まる。

【００４７】液晶セルの温度が降下していき、液晶層全
体がネマティック相に転移するのを待つ。この後、プレ
スした状態のまま、基板１ａ、１ｂを再び加熱しシール
剤４の焼成を行う。この時の基板温度は、Ｎ−Ｉ相転移
温度以下とする。

【００４８】最後に、図３（Ｂ）に示すように、プレス
したままエンドシール剤９で液晶セルの開口部を封止す
る。尚、配向処理方法として、上述のラビング法の代わ
りに、配向膜３ａとして感光性高分子膜を使用した光照
射法を用いてもよい。以下、光照射法について、図４
（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して説明する。

【００４９】感光性高分子膜とは、光を照射すると何ら
かの構造的変化を生じる高分子材料であり、いわゆる光
偏光記憶膜もこの中に含まれる。偏光された光を吸収す
ると吸収光の偏光方向と直交する方向に液晶分子を配向
させるタイプの膜や吸収光の偏光方向に平行に液晶分子
を配向させるタイプの膜がある。いずれを用いてもよい
が、例えば、吸収光の偏光方向に直交する方向に液晶分
子を配向させるＰＶＣ（ポリビニルシンナメート）膜を
用いる場合の配向処理方法について説明する。

【００５０】図４（Ａ）に示すように、モノクロロベン
ゼンとジクロロメタンの混合溶剤に溶解させたＰＶＣ溶
液をスピナを用いて基板上に回転塗布する。約１００℃
で１時間乾燥させ、膜厚約１００ｎｍのＰＶＣ膜３１を
形成する。

【００５１】このＰＶＣ膜３１面に、偏光した紫外光を
照射する。この紫外光としては、例えば高圧水銀灯の２
５４ｎｍ、３０３ｎｍもしくは３１３ｎｍの波長の光を
用いるとよい。

【００５２】図に示すように、基板面内の図中横方向を
ｘ軸、奥行き方向をｙ軸、基板法線方向をｚ軸とした場
合、例えば、ｙ軸方向に偏光した照射光２１をｚ軸方向
から基板全面に対し約５０秒間照射する。感光性高分子
膜３１に、液晶分子を基板面内のｘ軸方向に配向する配
向性が付与される。

【００５３】液晶分子にプレチルトを付与したい場合
は、さらに図４（Ｂ）に示すように、照射光２１の照射
に続けて、照射光２１の偏光方向に対し直交する偏光方
向、例えばｘｚ面内の偏光方向を有する照射光２２を配
向膜面に対し斜めより入射するとよい。

【００５４】図４（Ｃ）に示すように、照射光２１、２
２が照射された配向膜３１は、液晶分子を基板面内のｘ
軸方向に配向させ、照射光２２の入射角θの大きさに依
存した極角δのプレチルトを有する配向の向き２３を液
晶分子に付与できる。

【００５５】液晶表示装置の製造方法に従って、ラビン
グ法により配向処理した液晶表示装置と、以上に説明し
た光照射法を用いて配向処理した液晶表示装置を作製し
た。液晶表示装置の液晶層の状態を確認する為、一方の
ガラス基板を透して基板面法線方向から液晶セル中の液
晶状態を、偏光顕微鏡写真により観察した。

【００５６】液晶層にディスクリネーションライン等の
配向状態の不安定な箇所があると、この部分が写真上で
白い点もしくは帯としてとらえられるが、どちらの液晶
表示装置においてもこれらの欠陥は殆ど観察されなかっ
た。いずれの装置においても良好な液晶の配向状態が形
成されていることがわかった。

【００５７】本実施例による液晶表示装置の製造方法に
おける液晶層の転移過程のモデルを図５（Ａ）〜図５
（Ｃ）に示す。図５（Ａ）に示すように、一対のガラス
基板１ａ、１ｂは、それぞれ表面に電極層２ａ、２ｂと
さらにその上に配向膜３ａ、３ｂを備えている。図中上
方の基板１ａ上の配向膜のみに配向処理がされている。
基板１ｂの温度Ｔｂは、液晶層の相転移温度Ｔｎｉより
高く保持されており、基板１ｂ上の液晶層７Ｌは、アイ
ソトロピック状態に保持されている。

【００５８】図中上方の基板１ａの温度Ｔａを、相転移
温度Ｔｎｉ温度より低い温度に設定する。この基板１ａ
を少しずつ下降させていくと、やがて、図５（Ｂ）に示
すように、基板１ａ上の配向膜３ａが、液晶層７Ｌに接
触する。

【００５９】配向膜３ａに接触した液晶層７Ｌの表面層
のみが、相転移温度Ｔｎｉ以下に冷却されネマティック
相に転移する。即ち、ネマティック相への転移は、配向
処理された配向膜界面より発生することになる。この配
向膜には配向処理がされているので、転移したネマティ
ック相の液晶分子は、配向膜により規制された配向方向
に並ぶ。

【００６０】ここで、図中下方の基板１ｂの加熱を止め
る。上方の基板温度Ｔａより下方の基板温度Ｔｂが高い
状態を保ったまま液晶セル全体の温度が徐々に下がって
いく。

【００６１】液晶層の温度が、徐々に基板１ａ側よりＮ
−Ｉ相転移温度Ｔｎｉ以下になり、液晶分子がネマティ
ック相に転移していく。液晶分子は細長い形状を有し、
その形状により、隣接する分子の長軸が揃って並ぶ性質
がある。新たにネマティック相に転移する液晶分子は、
すでに転移して一定方向に配向している隣接液晶分子に
沿って配向していく。

【００６２】基板１ａをさらに下降させると、これに伴
い過分な量の液晶材料がセルの外部に押し出される。図
５（Ｃ）に示すように、必要なセルギャプにほぼ達した
ところで、両基板がここでは図示しないギャップコント
ロール材に支えられ、上方の基板１ａの下降が止まる。
液晶層全体の温度がさらに下がり、基板１ｂの温度Ｔｂ
が相転移温度Ｔｎｉより低くなる時には、液晶層全体が
ネマテッィク相に転移する。このようにして配向膜３ａ
によって付与される液晶分子の配向状態が液晶層全体を
規制する。

【００６３】なお、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した液晶層
は、上下の基板間でツイストさせるカイラル材を含むネ
マティック液晶材料を用いている。このように、本実施
例の液晶表示装置の製造方法によれば、アイソトロピッ
ク相からネマティック相への転移を、配向処理された配
向膜に接する液晶分子から順次発生させる。また、２枚
の基板間に温度傾斜を持たせることで、バルク中からの
ドロップレットの発生を抑制できる。

【００６４】よって、配向処理された配向膜のアンカリ
ングエネルギが小さい場合であっても、配向処理された
配向膜に従った配向状態を液晶層全体に及ぼすことがで
き、ディスクリネーションライン等の欠陥の発生を低減
することが可能となる。

【００６５】液晶層の転移過程において、一対の基板の
一方を相転移温度Ｔｎｉ以上に保ち、他方を相転移温度
Ｔｎｉ温度未満とする温度の調整は、従来の液晶表示装
置の作製方法でも可能であるが、従来方法では、予め液
晶セルを形成した後に液晶層をアイソトロピック相から
ネマティック相に相転移させるので、わずか５μｍ程度
のギャップで向かいあう２枚の基板間に温度傾斜をつけ
なくてはならず、温度設定が極めて難しい。

【００６６】これに対し、本実施例では、上下の基板を
当初離した状態に置き、その後徐々に近づける。この
為、各基板を独立に温度設定できるので比較的容易に２
枚の基板間に温度勾配をつけることができる。

【００６７】本実施例は、このように液晶層の良好な配
向構造を形成する上で有効なものであるが、さらに以下
のような種々のプロセス上のメリットも有する。まず、
プレス機を用いて、液晶層を上下の基板で挟みこむ方法
を用いている為、液晶セル中への液晶の注入を極めて短
時間に完了させることができる。液晶層の挟み込みに必
要な時間は、液晶表示装置のサイズによらず同じなの
で、特に表示画面が大型化した場合の製造時間の短縮効
果が大きい。

【００６８】なお、従来の真空注入法を用いた場合は、
粘度の高い液晶材料や、ギャップコントロール材を含む
液晶材料を用いると、空セルへの液晶注入が困難となる
が、本実施例の方法をもちいれば容易に空セル中にこれ
らの液晶材料を含めることができる。

【００６９】また、本実施例によれば、従来の真空注入
法のように液晶を収容するタンクを用いないので、液晶
材料がタンクの汚れで汚染される心配がない。液晶材料
の滴下量を調整すれば、無駄な液晶の消費量をかなり少
なくすることもできる。

【００７０】さらに、本実施例によれば、１度プレス機
に上下の基板を装着したら、エンドシール剤による液晶
セルの封止の工程までプレス機に装着したままで行うこ
とができる。従来のように途中プレス機から外し、再び
装着するといった工程があると、セルの厚みのむらや上
下の基板のずれが生じることがあるが、このような問題
が生じにくい。

【００７１】実施例に沿って本発明を説明したが、本発
明はこれらに制限されるものではない。配向処理された
配向膜のアンカリングエネルギが小さい場合でも、液晶
層に良好な配向構造を形成できるので、配向処理方法と
しては、上述の方法以外にも、斜方蒸着法、ラングミュ
ア・ブロジェット（ＬＢ）法、延伸高分子膜を用いた方
法等の種々の方法を用いることもできる。また、ポリピ
ロール膜やポリビニール膜を用いてラビングを行っても
よい。

【００７２】なお、いずれの配向処理を行う場合でも、
配向膜面に形成する配向方向は一方向に限らない。図６
（Ａ）〜図６（Ｃ）に示すように、図中破線で囲む一画
素領域に、矢印で示す基板面内配向方向を複数方向付与
してもよい。この場合は、液晶セルに電界が印加された
時の液晶分子の立ち上がり方向を複数方向とすることが
できるので視角依存性が改善される。

【００７３】実施例中では、液晶層がアイソトロピック
相からネマティック相へ相転移する場合について説明し
たが、それ以外の相転移、例えばアイソトロピック相か
らスメクティック相への相転移についても本実施例は有
効である。この他、種々の変更、改良、組み合わせ等が
可能なことは当業者に自明であろう。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置作製方法によれば、液晶セル中への液晶の注入を短
時間に完了させることができるとともに、液晶層におけ
る等方相から液晶相への転移を配向処理された配向膜面
側の液晶材料から発生させ、良好な液晶の配向構造を形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の液晶表示装置の製造工程にお
ける液晶セル構成部品の断面図とラビングローラと基板
の断面図である。

【図２】本発明の実施例の液晶表示装置の製造工程にお
けるプレス機に設置された液晶セル構成部品の断面図で
ある。

【図３】本発明の実施例の液晶表示装置の製造工程にお
けるプレス機に設置された液晶セルの断面図である。

【図４】本発明の実施例において、感光性高分子膜を配
向膜として用いた配向処理工程中の基板の概略図であ
る。

【図５】本実施例の液晶表示装置の製造工程におけるア
イソトロピック相からネマティック相への転移過程の液
晶層を含む液晶セルの断面図である。

【図６】本発明の実施例において、配向膜面上に複数の
異なる配向方向を付与する例を示す配向膜面の平面図で
ある。

【図７】従来の液晶表示装置の製造工程におけるアイソ
トロピック相からネマティック相への転移過程の液晶セ
ル中の液晶層を写した顕微鏡写真をスケッチした図であ
る。

【図８】従来の液晶表示装置の製造工程における液晶セ
ルの構成部品の断面図とプレス機に設置された液晶セル
の断面図である。

【図９】従来の液晶表示装置の製造工程における液晶材
料注入工程中の液晶セルの断面図と、液晶セル封止工程
中のプレス機に設置された液晶セルの断面図である。

【図１０】従来の液晶表示装置の製造工程で作製した液
晶表示装置において、基板間に挟まれ液晶材料からなる
薄膜の写真である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、５１ａ、５１ｂ・・・基板２ａ、２ｂ、５２ａ、５３ｂ・・・電極３ａ、３ｂ、５３ａ、５３ｂ・・・配向膜２１、２２・・・照射光２３・・・配向の向き３１・・・感光性高分子膜４、５４・・・シール剤５、５５・・・ギャップコントロール材６ａ、６ｂ、５６ａ、５６ｂ・・・プレス治具７、５８・・・液晶材料８・・・ヒータ９、５９・・・エンドシール剤４０・・・ドロップレット５７・・・注入口６０・・・チャンバー６１・・・タンク６２・・・ガス導入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤潔神奈川県横浜市青葉区荏田西１−３−１スタンレー電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々表面上に電極を有する第１基板と第
２基板を準備する工程と、前記第１基板の前記電極が形成された面上に配向膜を形
成する工程と、前記配向膜に配向処理を行う工程と、液晶材料を準備する工程と、前記第２基板の温度を前記液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度
より高温にした後、前記第２基板の前記電極が形成され
た面上に、前記液晶材料の層を形成する液晶層形成工程
と、前記第１基板を前記液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度より低
温に保持し、該第１基板の前記電極が形成された面を、
前記第２基板の前記電極が形成された面に間隔をおいて
対向させ、その後前記第１基板と前記第２基板を徐々に
近づける工程と、前記第１基板の温度より前記第２基板の温度が高い状態
を保持しつつ、前記両基板の温度を前記液晶材料のＮ−
Ｉ相転移温度より低い温度まで下降させる降温工程と、
を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】前記液晶材料が、ギャップコントロール
材を含んでおり、前記液晶層形成工程が、前記第２基板上に該ギャップコ
ントロール材を含む液晶材料を滴下する工程を有する請
求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】前記液晶層形成工程が、前記第２基板上にギャップコントロール材を散布する工
程と、前記第２基板上に前記液晶材料を滴下する工程とを有す
る請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】前記液晶材料を準備する工程が、該液晶
材料を加熱し、アイソトロピック状態とする工程を有す
る請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置の製
造方法。
【請求項５】前記液晶層形成工程において、前記第２
基板の温度が、前記液晶材料のＮ−Ｉ相転移温度より１
０〜２０℃高い温度である請求項１から４のいずれかに
記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】前記配向膜を形成する工程が、感光性高
分子からなる配向膜を形成し、前記配向処理を行う工程
が、偏光した光を該配向膜に照射する工程を含む請求項
１から５のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】前記第１基板と前記第２基板を徐々に近
づける工程と、前記降温工程とを並行して実施する請求
項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方
法。