JPH11133387A

JPH11133387A - 液晶素子の製造方法および液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11133387A
Application number: JP29447097A
Authority: JP
Inventors: Takaya Konishi; 隆哉小西; Shunsuke Inoue; 俊輔井上; Yasuhiro Sekine; 康弘関根; Yu Mizuno; 祐水野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶素子の面内の輝度ムラが紫外線照射に起
因することに着目し、その条件を変えて、簡単に投射し
た画像の色度の差を減少させ得る液晶素子の製造方法お
よび液晶表示装置を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な一対の電極付基
板の電極面を対向させ、電極間に液晶性材料および光重
合性プレポリマー材料の混合物を挟持し、前記プレポリ
マー材料が光重合反応を起こす波長領域の照射光を照射
する時、その照射光束を所要の方向に走査することによ
り、前記プレポリマー材料を重合硬化させる工程を含む
ことを特徴とし、また、このようにして製造される液晶
素子を用いて構成される液晶表示装置であって、複数の
液晶素子を用いて、液晶表示する際、液晶素子に照射さ
れる光束の走査方向が、それぞれ、異なる２方向以上で
製造された液晶素子を組み合わせて構成されることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶素子の製造方法お
よび液晶表示装置に関し、特に、投射型液晶表示装置に
用いられる液晶素子の製造方法および液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、対角１０インチ
を超える直視型のディスプレイを代表として、薄型、低
電圧駆動、省電力などの優位性から広範囲の機器に用い
られている。また、液晶パネルを光学系に配置し、拡大
投射し、より大画面の表示を得ることのできる投射型ま
たは背面型の液晶プロジェクターも、コンピュータの普
及に伴い、高解像、高輝度の実用的な商品として、市場
に登場し始めている。

【０００３】これらの液晶パネルに用いられている液晶
は、ＴＮ（Twisted Nematic）型液晶であり、従来、主
流であったＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型の液晶
と比べて応答が速く、コントラストが高いため、より高
品位の画像を表示することができる利点がある。

【０００４】しかしながら、ＴＮ液晶を用いた表示装置
では、偏光板による光損失が大きいため、明るさに限界
があった。特に、高輝度を要する投射型液晶表示装置で
は、ＴＮ型液晶の欠点が顕著であった。

【０００５】この問題に対する解決策として、「ポリマ
ーネットワーク型分散液晶」、「高分子／液晶複合
膜」、「高分子分散液晶」などの多彩に表現される液晶
素子を用いた液晶表示装置が提唱されている。

【０００６】ここで、「ポリマーネットワーク型分散液
晶」は、液晶連続相とかスポンジ状のポリマーネットワ
ーク中にＴＮ液晶を分散させたもので、電圧印加時にＴ
Ｎ液晶の屈折率がポリマーネットワークの屈折率とほぼ
一致することにより、光が高い透過率で透過し、また、
電圧無印加時にランダムに並んだＴＮ液晶とポリマーネ
ットワークの屈折率の差により、入射光が散乱を受ける
ことで黒表示を行うものである。

【０００７】また、「高分子／液晶複合膜」は、光散乱
を伴った電気光学効果を利用して、偏光板を使わない、
明るい大面積のディスプレイを構成できる。

【０００８】更に「高分子分散液晶」は、透明電極間の
高分子マトリックス中に球状の液晶粒子を分散した構造
で、液晶分子が粒子内部で、高分子マトリックス壁面に
沿って配向して、液晶粒子の平均屈折率と高分子マトリ
ックスの屈折率とに差がある時に入射光が散乱し、ま
た、この高分子分散セルに電圧を印加すると、液晶の屈
折率との差が大きくなることで、液晶を高分子マトリッ
クスの壁面の拘束から離し、透明電極面に対して垂直と
なし、この時、高分子マトリックスの屈折率と液晶分子
の分子短軸方向の屈折率とが近接していると、入射光が
散乱することなく透過することができるものである。

【０００９】そして、この「ポリマーネットワーク型分
散液晶」を用いた表示装置は、偏光板を用いないので、
通常のＴＮ液晶表示装置より、本質的に光利用効率が高
い、即ち、明るいディスプレイとなる。また、これらの
現象および活用については、「高分子／液晶複合膜」で
も、「高分子分散液晶」でも、同等である。

【００１０】特に、「ポリマーネットワーク型分散液
晶」などの液晶素子では、高い光利用効率を、より効果
的にするために、アクティブマトリクス基板を反射型と
することが有効である。この反射型基板は、アクティブ
素子を反射電極の下に埋め込んで、遮光を兼ねることが
できるので、開口率を１００％近くまで高めることがで
きるから、画素サイズが縮小しても、透過型パネルのよ
うに、光利用効率が下がらないというポテンシャルを有
する。

【００１１】ここで、反射型の「ポリマーネットワーク
型分散液晶」あるいは「高分子／液晶複合膜」、「高分
子分散液晶」などの液晶素子を製造する場合、反射型基
板について、アクティブ素子を反射電極の下に埋め込ん
で、該反射型基板と透明電極と間に高分子ポリマーおよ
び液晶を注入して封止し、その後に、紫外線（ＵＶ）を
照射して、液晶パネルを作成する。

【００１２】更に、このようにポリマーおよび液晶を封
止した液晶パネルに、少なくとも、表示領域を含むシー
ル枠を設けて、強紫外線（以下、「紫外線」又は、「Ｕ
Ｖ」と称する）を短時間、照射し、その後、液晶パネル
の液晶領域全面に弱紫外線を長時間照射することで、下
記のような「表示むら」を軽減するのである。

【００１３】この「表示むら」とは、平行光線の紫外線
を液晶領域の全面に照射した場合、液晶パネルの中心部
分と周辺部分とに、同心円状に反射光量が落ちる現象、
すなわち、透過率が低下する現象である。しかし、これ
は、以下に示す幾つかの形態による手法において、±５
％以内に抑えることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＰＮＬＣのポリ
マーの前駆体を重合硬化させるために、遮光部材を走査
して、ＵＶ光を照射する手法（以後、スリット照射と称
す）では、液晶素子の面内の輝度ムラは±５％に抑えら
れる。しかし、液晶表示装置において、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
枚の液晶素子を投射する時、その投射した画像に、領域
ごとの色差が生じることがある。これには、以下のよう
な事態が推測される。

【００１５】即ち、液晶素子の面内の輝度ムラは、図６
の（ａ）、（ｂ）に表わされるように発生する。なお、
図は、液晶素子の液晶注入口を左にして、上から見た面
内での輝度分布（液晶素子の全反射の１０〜５０％の反
射率の時の分布）を示しており、白色部分は輝度の高い
領域、黒色部分は輝度の低い領域である。

【００１６】図６の（ａ）は、図５のようなスリット照
射方法において、液晶素子の下端より上端に向って、遮
光部材を走査したものである。また、図６の（ｂ）は、
図６の（ａ）と同様にして、遮光部材を逆方向に走査し
たもの（もしくは、ステージ上に液晶素子を逆方向に設
置してスリット照射を行ったもの）である。

【００１７】このように、液晶素子の面内の輝度分布
は、液晶素子の紫外線照射に起因している傾向にある。
これより、液晶素子などの配置次第で、投影された画像
において、液晶素子の輝度分布の比率が合わなくなるこ
とがある。液晶素子の輝度分布の比率が合わなくなる
と、投影された画像の、比率の合わなかった領域で、色
度の差ができてしまう。しかし、光学的・機械的に、こ
の比率を操作することは、機材の複雑化、重量増加、コ
スト増加などが予想され、実施が困難である。

【００１８】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、液晶素子の面内の輝度ムラが紫外線照射に起因す
ることに着目し、その条件を変えて、簡単に投射した画
像の色度の差を減少させ得る液晶素子の製造方法および
液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、液晶素子の紫外線照射の条件を変化さ
せる。この際、光学的・機械的に各素子を組み合わせる
ことは物理的に可能である。しかし、液晶素子の面内の
輝度ムラが、紫外線照射に起因するので、光学的・機械
的手法を選ばずとも、製造段階での簡単な作業の変更に
より、投射した画像の色度の差を減少させることが可能
となった。

【００２０】上述の事例のように、図５に示すのよう
な、Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚の液晶素子を使用して投射する場
合、液晶素子のＮｏ．２の持つ面内の輝度ムラのパター
ンが、他のＮｏ．１、Ｎｏ．３の輝度ムラのパターンと
逆になって、投射されることになる。このように、Ｎ
ｏ．２の液晶素子のパターンが逆になれば、投射後のス
クリーンの画像の色度の差は減少するのである。その詳
細は、以下の実施の形態において、説明される。

【００２１】

【実施の形態】本発明の実施の形態における液晶素子
（液晶パネル）の構成、特に、投射型液晶表示装置への
適応構成、その評価、その製造方法は、以下の通りであ
る。

【００２２】（液晶パネルの構成）本発明の１つの実施
の形態としての液晶パネルは、図１に示されるような構
成である。即ち、図１において、符号１は、表面に反射
電極を有するアクティブマトリクス基板で、半導体プロ
セスを用いて作製される。特に、アクティブマトリクス
基板１の反射電極は、平面度が高く、可視光に対する反
射率の高いものが好適である。例えば、この実施の形態
では、電極材料として、アルミニウムまたは他の元素
（例えば、シリコン、銅、チタンなど）を微量（０．５
〜３．０％程度）含むアルミニウムを用いている。

【００２３】アクティブマトリクス基板１内の各画素電
極には、スイッチング素子のドレイン部が接続されてい
る。このスイッチング素子としては、特に、２端子デバ
イスであるＭＩＭスイッチ、Ｄｉｏｄｅスイッチ、３端
子の薄膜トランジスタ、バルクシリコンを用いる単結晶
シリコントランジスタなどが好適である。また、上述の
薄膜トランジスタとして、アモルファスシリコントラン
ジスタ、ポリシリコントランジスタ、ＳＯＩ（Silicon
On insulator）単結晶トランジスタなどが知られてい
る。この実施の形態では、上述のバルクシリコンを用い
た単結晶シリコントランジスタで、スイッチング素子を
構成した。

【００２４】また、スイッチング素子と反射電極の間に
は、入射光を遮光する遮光層（例えば、チタン）が設け
られ、光により、素子が誤動作することを防止してい
る。更に、アクティブマトリクス基板１には、オンチッ
プで、水平、垂直シフトレジスタをはじめとする駆動回
路を内臓しており、多画素、高精細に対応した高速の信
号処理を、低コストで実現している。

【００２５】また、図１中の符号２は、対向ガラスであ
る。このガラスは、厚さ０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度
で、平面度が高く、熱膨張率がアクティブマトリクス基
板１のそれに近いものが望まれる。例えば、この実施の
形態では、厚さ１．０ｍｍの無アルカリガラス（ＮＨテ
クノグラス製：ＮＨ−３５）を使用する。

【００２６】特に、反射型の液晶パネルでは、対向ガラ
ス２の表面反射、および、液晶／ガラス界面での界面反
射がコントラストの低下要因となる。その対策として、
この実施の形態では、表面側に反射防止コートを施すと
共に、液晶との界面側の膜構成にも特別の配慮をした。
即ち、液晶面に接するＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）透明
電極とガラスとの間に、ＩＴＯ、ガラスより低屈折率の
透明膜（例えば、ＭｇＦ₂：ｎ＝１．３８）を、入射光
の波長で極小の反射となるように、膜厚を選んである。

【００２７】この液晶パネルは、アクティブマトリクス
基板１上に、オンチップで、カラーフィルターを設ける
ことにより、単板のカラー表示装置の部品として使用す
ることができる。また、この液晶パネルを、３板式の投
射型ディスプレイとして使用する際には、Ｒ、Ｇ、Ｂ
の、各色の光波長に合わせて、反射防止をすることが望
ましい。

【００２８】また、図１中の符号３は、対向ガラス２と
アクティブマトリクス基板１間の平行距離を保ち、ポリ
マーネットワーク型分散液晶を封じ込めるメインシール
剤である。メインシール剤３としては、熱硬化型樹脂、
ＵＶ硬化型樹脂、ＵＶ熱硬化併用型樹脂などが用いられ
る。このメインシール剤３には、ポリマーネットワーク
型分散液晶層の厚さをコントロールするために、スペー
サ（剤）４を一様に混ぜ、液晶パネル内で、表示特性が
均一になるように、一様な圧力かけて作製してある。

【００２９】このスペーサ４の材質としてはシリカ、樹
脂などがある。また、スペーサ４の形状として円柱状の
もの、球形のものがあり、何れも使用可能である。特
に、対向ガラス２とアクティブマトリクス基板１間のギ
ャップを精度よく形成するために、この実施の形態で
は、下地へのダメージに注意しながら、シリカ製の円柱
状のスペーサ４を使用した。シール領域は、表示領域５
の外周に、合理的なスペースマージンを持って形成し、
また、液晶粒の大きい第２の領域が有効に働くように形
成されている。

【００３０】更に、図１中の符号６は液晶の注入口で、
この注入口６はエンドシールにより封止してある。エン
ドシールとしては、例えば、アリル樹脂、変成エポキシ
樹脂、エポキシアクリレートなどを用いることができ
る。また、符号７はポリマーネットワーク分散型の液晶
層である。そのポリマー材料としては、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレートなどが挙げられる。また、その
液晶性材料としては、ネマチック液晶、コレステリック
液晶などがあり、ビフェニル系、フェニルベンゾエート
系、フェニルシクロヘキサン系の液晶組成物などを挙げ
ることができる。

【００３１】また、液晶／モノマ／オリゴマの３成分の
プレミクスチャを使って、光重合によって構造制御を行
ってもよく、ここでの液晶には、誘電率異方性と屈折率
異方性が大きいＢＤＨ社製の“Ｅ−８”を用い、また、
モノマには２−エチルヘキシルアクリレート、オリゴマ
にはウレタンアクリレート・オリゴマを使うとよい。

【００３２】（投射型液晶表示装置および評価装置）次
に、上述した高分子分散液晶表示装置、別名、ポリマー
ネットワーク型分散液晶表示装置あるいは高分子／液晶
複合膜液晶表示装置を実装する場合や、該装置を評価す
る場合のシステムについて、以下に概念的に説明する。

【００３３】本発明に係わる液晶パネル、即ち、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３枚のパネルを光学系中に配置することで、高
輝度、高解像、高品質の投射型ディスプレイが実現でき
ることが、本発明者によって実証されている。即ち、こ
の実施の形態では、図３に示す投射型液晶表示装置の光
学系に、上述のように作製した液晶パネルを、液晶２０
の部署に配置し、その特性を評価している。

【００３４】図３において、この液晶表示装置は、メタ
ルハライドランプやキセノンランプなどの点光源から平
行光を出射する光源１３と、該平行光を集光する集光レ
ンズ１４と、集光したレンズを平行光に変換するフレネ
ルレンズ１５と、フレネルレンズ１５からの平行光を反
射する反射ミラー１６と、反射ミラー１６の反射光を集
光するフレネルレンズ１７と、集光した光を液晶パネル
側に反射する反射ミラー１８と、反射ミラー１８からの
反射光を平行光に変換する視野レンズ１９と、当該評価
対象の高分子分散型液晶２０と、高分子分散型液晶２０
の反射光を視野レンズ２１を介して絞り２２を通して集
光・拡大する投射レンズや色分解ミラーを含む光学系
と、液晶２０でドライブされた画像を投影するスクリー
ン２３とから構成されている。

【００３５】ここで、液晶パネルに対する平行光投影光
学系のＦ値は８．０である。そして、光源１３より出射
した光は、液晶パネル２０で変調、反射され、投射レン
ズ２２で拡大されて、スクリーン２３に投影される。光
源１３には２５０（Ｗ）のメタルハライドランプを用い
て評価したが、投射型液晶表示装置については、高圧水
銀ランプ、キセノンランプなども勿論使用でき、出力パ
ワーも上記に限られることはない。また、評価は断りの
ない限り、Ｇチャネルで行っており、中心波長は５５０
（ｎｍ）である。

【００３６】また、Ｒ、Ｇ、Ｂの３枚を用いて、投射型
液晶表示装置を構成する時は、光源光をダイクロミラー
などにより色分解し、各色に対応した液晶パネルを空間
的に配置し、スクリーン２３上で重ね合うようにすれば
よい。この場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂに３枚の液晶パネルを
用いるとしても、光源や集光レンズなどの光源系と投射
レンズなどを含む光学系とスクリーンとは、共通にし
て、小型の全面投射型の液晶表示装置としたり、スクリ
ーンへの大型の反射ミラーを含めて、薄型の背面投射型
の液晶表示装置として、成形できる。

【００３７】（液晶パネルの製造方法）１）張り合わせ工程本発明の実施の形態における液晶パネルの製造方法は、
以下の通りである。即ち、先ず、パネル毎にカットされ
たアクティブマトリクス基板１と、これに対応する対向
ガラス２とを用意し、両者を異物、ごみなどが混入しな
いように清浄な環境下で洗浄する。この洗浄には界面活
性剤の添加された、二酸化炭素バブリングした脱イオン
超純水、あるいは、超音波をかけながらの超純水が使用
される。ここでは、超純水で充分にリンスした後、ＩＰ
Ａのペーパー乾燥後により充分乾燥させた。

【００３８】次に、アクティブマトリクス基板１上に、
スペーサ（剤）４を混ぜたメインシール剤を所望の形状
に塗布した。特に、メインシール剤としては、ＵＶ熱硬
化併用型の協立化学産業製ワールドロック：７０６を使
用した。ポリマーネットワーク分散型の液晶層の厚さは
５μｍ〜２０μｍが可能であるが、この実施の形態では
１３μｍとした。そのために、１３μｍのスペーサを使
用した。更に、アクティブマトリクス基板１と対向ガラ
ス２表面のＩＴＯ透明電極との間の導通を取るために、
銀ペーストを所定の位置に塗布した。

【００３９】次に、貼り合せ装置を用いて、アクティブ
マトリクス基板１と対向ガラス２とを貼り合わせた。貼
り合わせの際には、スベーサ４によって、パネル全面
で、その径に相当するほぼ液晶厚となるように、基板１
とほぼ平行な方向に、均等に圧力を加えた。

【００４０】この実施の形態で使用したメインシール剤
の場合、この段階で、ＵＶ光を照射し、メインシール剤
を硬化させ、更に、アフターケアとして、１２０℃での
熱処理を６０分、施し、メインシール剤の硬化を完結さ
せる。また、ＵＶ硬化タイプを使用する場合には、この
段階で、ＵＶ光を照射し、メインシール剤を硬化する。
特に、熱硬化の場合、熱硬化の際の収縮・膨張により、
ギャップ厚が変化し易いので、パネルを適度に押圧しな
がら熱処理を施すことが肝要である。また、メインシー
ル剤に含まれる気体揮発性成分を効果的に除去するため
に、硬化後に真空引きして脱気する。

【００４１】２）液晶注入工程貼り合せを終了したセルは、液晶注入工程で液晶注入を
行う。この液晶注入はセル、および液晶／プレポリマー
混合組成物を入れたシリンジを、液晶注入装置内に設置
し、セルに設けられた液晶／プレポリマー混合組成物注
入用の注入口に、前記シリンジより、前記液晶／プレポ
リマー混合組成物を滴下することによって行う。なお、
この実施の形態では、液晶／プレポリマー混合組成物に
液晶成分、プレポリマー成分を均一に混合した溶液を使
用する。

【００４２】以下、液晶注入工程を詳細に説明する。液
晶注入装置は、液晶／プレポリマー混合組成物の脱気処
理を行う脱気室と、セル内部の高真空排気および液晶注
入を行うことができるセル室とから構成される。まず、
液晶／プレポリマー混合組成物を、予め５０℃に加熱し
たオープン内で３０分間、加熱した後、１分間、撹拌す
ることにより、上記混合組成物を均一相とする。その後
に、脱気室内の液晶／プレポリマー混合組成物注入用の
シリンジに上記混合組成物を充填する。このシリンジを
脱気室内にセットし、次いで、セルをセル保持用カセッ
トに設置して、セル室内の所定の位置にセットする。

【００４３】上記液晶注入装置は、液晶／プレポリマー
混合組成物の脱気、セル内部の高真空排気、セル加熱、
セル室および脱気室内の圧力制御、バルブ開閉、シリン
ジからセルへの液晶／プレポリマー混合組成物の注入お
よび注入後のセルの大気開放までを、全てオートシーケ
ンスで行うように、その構成が設定されている。

【００４４】液晶注入工程では、液晶／プレポリマー混
合組成物の成分中、蒸気圧が異なる成分間の蒸発量に差
が生ずることにより、液晶／プレポリマー混合組成物の
組成変動を生じるが、これを防ぐため、脱気室の真空度
は、０．０１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの間であることが
望ましく、この実施の形態では、０．５Ｔｏｒｒとして
いる。また、脱気時間は１分〜１００分であることが望
ましく、この実施の形態では、１０分としている。

【００４５】また、セル室での真空排気の際には、セル
内の不純物、ならびに、メインシール剤から発生する微
量成分の除去を図るため、セルを加熱することも有効で
あり、その際、室温以上、メインシール剤の分解温度以
下での加熱が効果的であるが、この実施の形態では１０
０℃に加熱した。また、真空度は１０Ｔｏｒｒ以下で高
真空、長時間であるほど効果が期待できるが、この実施
の形態では、０．００１Ｔｏｒｒとして１時間行った。

【００４６】セルの真空排気終了後には、微量の窒素を
導入することによりセル室内の真空度を下げ、シリンジ
からの液晶注入の際に液晶／プレポリマー混合組成物の
組成の変化をできる限り少なくなるように、セル室内の
圧力を調整した。特に、この実施の形態では、液晶注入
時の真空度は０．５Ｔｏｒｒとした。更に、シリンジか
らセルに設けられた注入口に液晶／プレポリマー混合組
成物を滴下する前に、必ずダミーディスペンスを行い、
シリンジ先端に付着した組成変化した液晶／プレポリマ
ー混合組成物がセル内部に導入されないようにした。

【００４７】液晶／プレポリマー混合組成物の注入は、
セルの注入口に液晶／プレポリマー混合組成物を滴下し
た後、約１５分間で完了した。

【００４８】３）光照射工程上記の液晶パネルへのＵＶ照射について、図２を参照し
て具体的に説明する。ここでは、発光管８から紫外線を
発光すると共に、そのバックに、平行光を出射するよう
に、放物線形状のミラー９を配して、短波長カットフィ
ルター１０を透過して、液晶パネルを照射する構成にな
っている。

【００４９】まず、第１の照射は、遮光部材をガラス２
の上に設け、その遮光枠の範囲をシール材３の内側まで
隠れるほどに設定して、短時間に強光度で行う。次に、
第２の照射は、遮光部材を除去して、長時間に弱光度で
行う。強・弱光度は、発光管８への電源電圧の高・低を
制御することで達成できるが、発光管８と液晶パネルと
の間に減光フィルターを設けてもよい。

【００５０】この実施の形態で用いたＵＶ照射装置に
は、光源として、４ｋＷの超高圧水銀灯を用いた。この
ＵＶ照射装置は、液晶／プレポリマー混合組成物および
ＵＶ照射の後に形成されるポリマーネットワーク構造の
構成物の分解を防ぐために、光学フィルターを備えてお
り、これによって、３５０ｎｍ以下の短波長ＵＶをカッ
トする。

【００５１】なお、ＵＶ照射時のセル温度は１９．０℃
とした。セルの温度制御は、セルをＴＲＩＯ−ＴＥＣＨ
社製サーマルチャック：ＴＣ２８００上に設置すること
によって行い、セル温度のモニタリングは、上記サーマ
ルチャック上に、直接、熱電対を接触させて行った。上
記サーマルチャック温度の経時安定性は、±０．２℃以
内であった。

【００５２】セル表面の所望の位置に選択的にＵＶ照射
を行うために、ＵＶ光の遮光用枠を作成した。遮光枠の
材質には、表面に黒亜鉛メッキを施した０．３ｍｍ厚の
鋼板を用い、ＵＶ照射領域には開口部を設けた。セル表
面に遮光枠を密着固定した後、セルをＵＶ照射装置内の
サーマルチャック上に設置し、ＵＶ照射を行った。

【００５３】セル表面にＵＶ照射を行うと、数秒間で、
液晶材料が相分離重合し、ＵＶ照射前に透明であったセ
ル内部が、ＵＶ照射によって形成されたポリマーネット
ワーク構造により、乳白色となった。次いで、セル表面
から遮光枠を取り外し、引き続き、照射時間の設定を変
更して、セル全面に２段階目のＵＶ照射を行った。

【００５４】即ち、セル表面へのＵＶ照射は、セル内に
注入された液晶／プレポリマー混合組成物に、感光波長
領域のＵＶ光を照射することによって、プレポリマー成
分を重合させる。それと同時に、液晶性成分とプレポリ
マー成分との間の相分離を進行させ、セル内部にＵＶ硬
化性樹脂からなるポリマーネットワーク構造を形成させ
るのである。

【００５５】３）液晶注入口のエンドシールＵＶ照射を行った後のセルは、その液晶注入口をエンド
シールする。エンドシール剤としては、（株）スリーボ
ンド製のＵＶ硬化型エポキシアクリレート樹脂３０Ｙ−
１９５Ｂを用いた。セルの液晶注入口にエンドシール剤
を塗布し、セルの液晶表示部の遮光を行った後、エンド
シール剤にＵＶ照射を行い、ＵＶ硬化させる。これによ
り、エンドシールを完了した。なお、エンドシール剤と
しては、他に、積水ファインケミカル（株）製のＵＶ硬
化型アリル樹脂Ａ７０４、協立化学産業（株）製の材料
なども用いることができた。

【００５６】次いで、セル表面に付着した異物を除去し
た後、セルを光学系組み込み用ホルダーに貼り付け、さ
らに、画像信号を伝達するために、ホルダー上へのフレ
キシブルプリント基板の接続、および、ワイヤーボンデ
ィングを用いたアクティブマトリクス基板の電極パッド
とフレキシブルプリント基板との接続を行うことによ
り、液晶表示用パネルを形成することができた。

【００５７】

【実施例】

（第１の実施例）次に、本発明の実施の形態を元に、そ
の具体的な実施例における液晶素子について、特に、図
６の（ａ）、（ｂ）のように、紫外線照射に起因する面
内の輝度ムラが±５％以内の範囲で存在しているところ
の、図５に示すのような、Ｒ、Ｇ、Ｂを組み合わせた投
射式液晶表示装置について説明する。ここでは、以下の
ような現象が起こる。

【００５８】図５に示すように、Ｎｏ．２の液晶素子に
おいて、その反射光は、そのまま、光学ユニットに入
り、Ａ_S側にＢ_S側の反射光が、また、Ｂ_S側にＡ_S側
の反射光が投射される。また、Ｎｏ．１の液晶素子にお
いては、その反射光は、そのＡ ₁側の反射光について、
反射板で角度を変化させられ、光ユニットに入り、Ａ_S
側に投射される。また、そのＢ₁側の光も、同様にし
て、Ｂ_S側に投射される。

【００５９】Ｎｏ．３の液晶素子は、Ｎｏ．１の液晶素
子の全く同様にして、そのＡ_S側にＡ₃の反射光が、ま
た、Ｂ_S側にＢ₃側の反射光が投射される。よって、こ
のような液晶表示装置において、仮に、図６の（ａ）の
ような液晶素子を、３枚揃えて組み合わせた場合には、
投射された後のスクリーンには、Ａ_S側でＡ₁、Ｂ₂、
Ａ₃の反射光が、また、Ｂ_S側でＢ₁、Ａ₂、Ｂ₃側の
反射光が投射されて、これにより、Ａ_S側でＮｏ．２の
液晶素子の輝度が低く、Ｂ_S側でＮｏ．２の液晶素子の
輝度が高い状態になる。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂを、Ｎｏ．
１、Ｎｏ．２、および、Ｎｏ．３になるように、液晶表
示装置内に配置すると、スクリーン上のＡ_S側ではマゼ
ンダ系の色になり、Ｂ_S側ではグリーン系の色になる。

【００６０】図６の（ｃ）、（ｄ）は、上述したよう
な、図５の系を持つ液晶表示装置においてのスクリーン
上の様子を表している。これらの図は、スクリーン上に
投射された画像の色度において、白（ｘ＝０．３３，ｙ
＝０．３３）との差を表わしている。また、それぞれ、
黒色になる程、その差が増加して行く様子が示されてい
る。よって、上述のような、同様の紫外線照射を行った
液晶素子を、３枚組み合わせて投影したものは、図６の
（ｃ）のように、Ａ_S、Ｂ_S側で、白との色度の差が大
きくなる、という結果になっている。

【００６１】そして、本発明における手法で、上述と同
じに、図５の投射式液晶表示装置に組み込む場合には、
図６の（ａ）のように、液晶素子をＮｏ．１、Ｎｏ．３
の位置に配置したとすると、Ｎｏ．２には、Ｎｏ．１、
Ｎｏ．３の液晶素子とは逆方向に遮光部材を走査して紫
外線照射を行った液晶素子（図６の（ｂ）を参照）を配
置するのである。これより、スクリーンに投射された状
態では、Ａ_S側に液晶素子の輝度の高い側（この場合、
Ａ₁、Ｂ₂、Ａ₃側）が揃い、Ｂ_S側に液晶素子の輝度
の低い側が揃う。

【００６２】その結果が、図６の（ｄ）のような状態に
なり、全体的にスクリーンに投影された色度の差は、３
枚とも、同様の遮光部材の紫外線照射を行った液晶パネ
ルを揃えた場合よりも、３０〜４０％、減少した。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の液晶素子と組み合わせて投射する液晶表示装置に
おいて、その液晶素子の製造工程上の紫外線照射時にお
ける遮光部材の走査方向を、それぞれ、適切な方向に変
えるだけで、投射された画像において、色差を、３０〜
４０％に減少することができる。

【００６４】また、光学的・機械的に操作するとなる
と、装置の複雑化、重量増加、コスト増加などをもたら
すと考えられるが、本発明の手法においては、紫外線の
照射時に、遮光部材を逆方向に走査したり、もしくは、
ステージ上に液晶素子を逆方向に配置するといった、製
造工程上における負荷の少ない手法が採用でき、極めて
実用的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を（ａ）および（ｂ）で示
す液晶表示装置の概念的平面図および断面図である。

【図２】本発明の実施の形態での、液晶表示装置の一製
造段階の、照射における外観図である。

【図３】本発明の実施の形態での、液晶表示装置の評価
用光学系と投射型液晶表示装置の外観図である。

【図４】本発明の実施の形態での、液晶表示装置の一製
造段階の、照射における外観図である。

【図５】本発明の実施の形態での、投射型液晶表示装置
の外観図である。

【図６】本発明の実施の形態での、液晶表示装置の面内
の輝度分布及び投射式表示装置への投与後、スクリーン
上での色差分布である。

【符号の説明】

１アクティブマトリックス基板２対向ガラス３シール剤４スペーサ（剤）５表示領域６エンドシールにより封された注入口７第１の領域の液晶８発光管９ミラー１０短波長カットフィルター１１重合前の液晶／プレポリマー混合物１２温度調整ステージ１３光源１４集光レンズ１５フレネルレンズ１６反射ミラー１７フレネルレンズ１８反射ミラー１９視野レンズ２０液晶２１視野レンズ２２絞り２３スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野祐東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の電極付基
板の電極面を対向させ、電極間に液晶性材料および光重
合性プレポリマー材料の混合物を挟持し、前記プレポリ
マー材料が光重合反応を起こす波長領域の照射光を照射
する時、その照射光束を所要の方向に走査することによ
り、前記プレポリマー材料を重合硬化させる工程を含む
ことを特徴とする液晶素子の製造方法。
【請求項２】請求項１で製造される液晶素子を用いて
構成される液晶表示装置であって、複数の液晶素子を用
いて、液晶表示する際、液晶素子に照射される光束の走
査方向が、それぞれ、異なる２方向以上で製造された液
晶素子を組み合わせて構成されることを特徴とする液晶
表示装置。