JPH11337913A - 液晶表示装置の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

液晶表示装置の製造方法およびその製造装置

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JPH11337913A
JPH11337913A JP14339598A JP14339598A JPH11337913A JP H11337913 A JPH11337913 A JP H11337913A JP 14339598 A JP14339598 A JP 14339598A JP 14339598 A JP14339598 A JP 14339598A JP H11337913 A JPH11337913 A JP H11337913A
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polymer
cell
ultraviolet rays
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JP14339598A
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English (en)
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Naotoshi Shino
直利 篠
Osamu Yamazaki
修 山崎
Masafumi Hoshino
雅文 星野
Shunichi Motte
俊一 物袋
Teruo Ebihara
照夫 海老原
Shigeru Senbonmatsu
茂 千本松
Ko Takano
香 高野
Hiroshi Sakama
弘 坂間
Takakazu Fukuchi
高和 福地
Shuhei Yamamoto
修平 山本
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 白濁度、飽和電圧の表示品質を均一にできる
液晶表示素子の製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】 紫外線ランプと高分子分散液晶の間に紫
外線透過光量を連続的に可変できるマスクを用いて表示
パネルのギャップムラに対応した強度分布を有する紫外
線を発生させ、それによって高分子分散液晶を層分離さ
せることとした。また、紫外線ランプと高分子分散液晶
の間に紫外線透過光量を連続的に可変できるマスクを紫
外線層分離させる製造装置に設けることとした。このよ
うな方法、及び製造装置によれば、白濁度ムラ、飽和電
圧にムラのない液晶表示素子が提供できる。

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
造方法および製造装置に関する。詳しくは、2つの基板
間に液晶と高分子とが均一に分散されて狭持された高分
子分散液晶を備える高分子分散液晶表示装置の製造方法
およびその製造装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来から、液晶と高分子前駆体とを含む液
晶性混合材料(以後、高分子分散液晶と呼ぶ)を狭持し
た液晶表示素子(すなわち、高分子分散液晶表示素子)
が表示装置に用いられていた。高分子分散液晶のうちポ
リマーネットワーク液晶(以後、PN−LCと呼ぶ)
は、ポリマーと正の誘電異方性を有するネマティック液
晶のそれぞれの機能を合わせ持った性質があり、ポリマ
ーネットワークとネマティック液晶の屈折率の差を利用
して入射光を散乱させる光散乱モード型の表示素子(以
後、PN−LCDと呼ぶ)として用いられている。UV
光で層分離する高分子分散液晶は注入後均一なUV光を
照射して層分離する。例えば、特開平10―3073号
公報では均一UV光±10%以内の強度分布で照射する
ことが開示されている。
【0003】図3を参照して、この種の高分子分散液晶
表示素子の製造方法を説明する。まず、ITO(Ind
ium Tin Oxide)の透明電極2、5がそれぞ
れ形成された上側の透明基板1と下側の透明基板6を互
いに対向させ、基板周囲を図示しないシール材により貼
りあわせて、基板間に液晶を封入するための所定の空隙
4が設けられた空パネルを形成する。
【0004】一方では、ネマチィク液晶にアクリルモノ
マーなどの高分子前駆体と紫外線硬化開始剤などを均一
に混合させた混合溶液を作製しておく。そして、この混
合溶液を先に説明した空パネルの所定間隙に真空注入す
る。その後、従来STN、TNの表示パネルの場合は液
晶注入後のプレス封止工程により膨らんだギャップを均
一化している。またその際ギャップの戻りを防ぐため
に、液晶注入口に封止剤としてUV硬化型樹脂を塗布
し、UV光を用いて封止剤を硬化させている。
【0005】しかし、高分子分散液晶では上述のように
UV光で層分離を起こすのでプレス封止工程時のUV光
によっても反応を起こしてしまう。したがってプレス封
止ができないためこの工程は省かれる。次に、透明基板
1側から均一なUV10を照射して高分子前駆体を重合
させることにより混合溶液中から高分子を析出させ液晶
と高分子を層分離して白濁した液晶表示素子を作製す
る。ここでは、封止していない状態で均一なUV露光を
行っているので、この後、最終工程として封止剤部分を
局所的にUV照射し封止を完了させ表示素子を完成させ
ている。
【0006】次に図9を参照して、前記方法にて製造し
た高分子分散液晶表示素子の製造装置を説明する。この
高分子分散液晶を注入した液晶セル9を図9に示すよう
な紫外線照射装置を用いて前記液晶セル9を37℃の温
度に維持させて紫外線層分離させた。図9では、紫外線
発生光源として4kwのメタルハライドランプ31と三
方の反射板30により、下方に置かれた液晶セル9に対
して透明基板1側から効果的に紫外線を照射できるよう
な構造になっている。さらに光源31と液晶セル9との
間には透明なソーダガラス32を設置し光源31から発
生した紫外線が均一に液晶セル9に当たるようになって
いる。その照射UV強度は100mw/cm2 (波長3
65nm)であり、照射強度の均一性は±5%で1分間
照射するようになっている。このようにして混合溶液中
から高分子を析出させることによって図3に示すように
液晶と高分子とを層分離して液晶セル9を完成させる装
置である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高分子分散型液晶表示装置の製造方法およびその製造装
置ではUV光を照射するプレス封止工程が実施不可能な
ためギャップを均一化できず中央がふくらんだセルとな
る。このセルをギャップの均一化をせずに均一UV光に
よって層分離しているでギャツプムラに応じて白濁度T
(0V)ムラ、飽和電圧V(sat)ムラが発生し表示
品質が悪くなる。図1にUV光を25℃において強度3
0mw/cm2 で1分間照射したときのセル厚と白濁度
の関係を、図2に同条件下でのセル厚と飽和電圧の関係
を示す。特に、duty駆動する場合、特性がばらつく
とクロストークが顕著になるという問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による高分子分散液晶の表示装置の製造
方法によれば紫外線層分離させる製造方法において紫外
線ランプと高分子分散液晶の間に紫外線透過光量を連続
的に可変できるマスクを用いて表示パネルのギャップム
ラに対応した強度分布を有する紫外線を発生させ、それ
によって該高分子分散液晶を層分離させることとした。
このように製造すれば白濁度T(0V)ムラ、飽和電圧
V(sat)にムラのないことを特徴とする液晶表示素
子の製造方法が提供される。
【0009】また、紫外線層分離させる製造装置におい
て紫外線ランプと高分子分散液晶の間に紫外線透過光量
を連続的に可変できるマスクを設けることとした。この
ように製造すれば白濁度T(0V)ムラ、飽和電圧V
(sat)ムラのない液晶表示素子の製造装置が提供さ
れる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の具体的内容を以下に説明
する。図4は従来方法と本発明の方法の両者を比較した
もので、PN―LCに紫外線を照射したときにポリマー
ネットワークが形成される状態を模式的に示した断面図
である。図3の従来の方法では、均一な紫外線が平行に
透明基板1および透明電極2を通過してPN−LCに照
射されることにより、PN−LC層8が紫外線10を吸
収して重合しポリマーネットワークを形成する。照射さ
れた紫外線10の強度分布が均一な場合、そのポリマー
ネット粒3の径は、あまりばらつきがなく約10μmで
形成される。したがって模式図のように透明基板の中央
がふくらんでいる液晶表示装置においては、表示パネル
ギャップが高い分その中央部の白濁度は強くなり飽和電
圧も高くなる。ギャップの低い周辺部の白濁度は弱くな
り飽和電圧も低くなる。結果として面内均一な白濁度T
(0V)を持ち、面内一定のV(sat)でスイッチン
グできる高分子分散型液晶表示装置が実現できなかっ
た。
【0011】図4は、紫外線透過光量を連続的に可変で
きるマスクにより予め紫外線23を表示パネルのギャッ
プムラに対応した強度分布にしておきPN−LCに照射
する本発明の方法である。この方法によりセルの中心よ
りセルギャップの低い周辺部に、より強い強度の紫外線
が照射されその部分の白濁度T(0V)と飽和電圧V
(sat)がセルの中心と同様になるよう補償される。
これはPN−LC層21のうち、強いUV強度の照射を
うけた部位ほどそのポリマーネット粒20の径が小さく
なり、そのためその白濁度が強くなるとともに飽和電圧
も高くなる特性によるものである。照射に利用するUV
の強度範囲は白濁度T(0V)を十分変化させることが
できる範囲である。本発明の場合は白濁度T(0V)が
十分変化する範囲内のUV強度として30mw/cm2
から100mw/cm2 を用いた。図5にUV照射時間
1分間、温度25℃におけるセル厚ごとのUV強度と白
濁度の関係を示す。図6には、UV照射時間1分間、温
度25℃におけるセル厚ごとのUV強度と飽和電圧の関
係を示す。結果として、従来にくらべ面内均一な白濁度
T(0V)を持ち、面内一定のV(sat)でスイッチ
ングできる高分子分散型液晶表示装置が実現できるよう
になった。
【0012】図9及び図10に従来の製造装置と本発明
の製造装置を示す。すなわち、前記方法にて作製した高
分子分散液晶表示素子の製造装置の構成を表している。
図9は従来の製造装置で紫外線発生光源として4kwの
メタルハライドランプ31と三方の反射板30により、
下方に置かれた液晶セル9に対して透明基板1側から効
果的に紫外線を照射できるような構造になっている。さ
らに光源31と液晶セル9との間には透明なソーダガラ
ス32を設置し光源31から発生した紫外線が均一に液
晶セル9に当たるようになっている。恒温層33は液晶
セル9の温度を一定に保つために設けられている。照射
UV強度は100mw/cm2 (波長365nm)であ
り照射強度の均一性は±5%で1分間照射できるように
構成されている。また液晶セル9の下方に白色散乱板7
を設けた。このようにして混合溶液中から高分子を析出
させることによって図3に示すように液晶と高分子とを
層分離して液晶セル9を完成させる構造である。
【0013】図10は本発明の製造装置で紫外線発生光
源として4kwのメタルハライドランプ31と三方の反
射板30により、下方に置かれた液晶セル22に対して
透明基板1側から効果的に紫外線を照射できるような構
造になっている。恒温層33は液晶セル22の温度を一
定に保つために設けられている。さらに光源31と液晶
セル22との間には紫外線透過光量を連続的に可変でき
るマスク34が設置され、光源31から発生した紫外線
を表示パネルのギャップムラに対応した強度分布に切り
替えて液晶セル22に当たるようになっている。マスク
34は透明なソーダガラスで構成されており表面に遮蔽
パターンがない状態でその照射UV強度は100mw/
cm2 (波長365nm)であり照射強度の均一性は±
5%で1分間照射できるように構成されている。また液
晶セル22の下方に白色散乱板7を設けた。このように
して、混合溶液中から高分子を析出させることによっ
て、図4に示すように液晶と高分子とを層分離して液晶
セル22を完成させる構造である。
【0014】ここでマスク34は、図11のように紫外
線透過光量が連続的に可変されるように透明ガラス上に
スリットがパターニングされている。表示パネルの周辺
へいけばいくほどギャップが低くなっているのでそれに
対応するように周辺へいけばいくほど照射UV強度が強
くなるようにマスク上にスリットパターンが設けられて
いる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 (実施例1)図4に示すように、下側の透明基板6上、
及び上側の透明基板1上に、ITOをスパッタリングに
より約400オングストローム形成後パターニングして
透明電極5を形成する。その後、基板周囲を貼り合わせ
ることにより空隙10μmの液晶封入空間4を対向する
透明基板間に設けた空パネルを作製した。
【0016】次に、この液晶封入空間4に封入する液晶
及び高分子前駆体混合物について説明する。液晶として
大日本インキ製PN―LC(PNM153)を、高分子
前駆体としてアクリルモノマーを用い、これらを常温で
紫外線硬化開始剤と均一に混合させ混合溶液とした。そ
の後、温度40℃に加温した空パネルの液晶封入空間4
に、この混合溶液を40℃に保温して真空注入した。
【0017】図10に示すような紫外線照射装置を用い
て、このPN−LCを注入した液晶セル22を37℃の
温度に維持させて紫外線層分離させた。図10では、紫
外線発生光源として4kwのメタルハライドランプ31
と三方の反射板30により、下方に置かれた液晶セル2
2に対して透明基板1側から効果的に紫外線を照射でき
るようにした。光源31と液晶セル22との間に紫外線
透過光量を連続的に可変できるマスク34を設置するこ
とにより、光源31から発生した紫外線を表示パネルの
ギャップムラに対応した強度分布に切り替えて液晶セル
22に照射できるようにした。マスク34上に遮蔽パタ
ーンがない状態での照射UV強度は100mw/cm2
(波長365nm)であり、照射強度の均一性は±5
%で1分間照射した。このようにして混合溶液中から高
分子を析出させることによって図4に示すように液晶と
高分子とを層分離して液晶セル22を完成させた。
【0018】ここでマスク34は、図11、図12のよ
うに紫外線透過光量が連続的に可変されるように透明ガ
ラス上にスリットがパターニングされている。このスリ
ットは次のように形成される。スパッタリングによりC
rをガラス基板上に約2000オングストローム形成し
パターニングをしスリットを形成したものである。表示
パネルの周辺へいけばいくほどギャップが低くなってい
るのでそれに対応するように周辺へいけばいくほど照射
UV強度が強くなるようにマスク上にスリットパターン
が設けられている。
【0019】図11は図10のマスク34のA部の詳細
パターンを示す。そのUV強度はパターンによって30
mw/cm2 に弱められている。同様に、図12はマス
ク34のB部の詳細パターンを示す。そのUV強度はパ
ターンによって64mw/cm2 に弱められている。C
部は、この場合は100mw/cm2 が照射される必要
があるので強度を弱めるためのパターンは設けず透明な
ガラスのままである。
【0020】この状態でA部に対応した部位の液晶セル
内のポリマーネット粒の径は約10μm、B部に対応し
た液晶セル内のポリマーネット粒の径は約8μm、C部
に対応した液晶セル内のポリマーネット粒の径は約5μ
mであり、表示パネルの周辺へいけばいくほど白濁度は
強くなっている。また液晶セル22の下方に白色散乱板
7を設けた。この白色散乱板7により液晶セル22を通
過した紫外線が散乱反射されて、PN−LC層21を効
率よく層分離させることができる。
【0021】このような方法および装置で作製された液
晶表示装置は、セルギャップのある液晶セル22におい
ても白濁度T(0V)と飽和電圧V(sat)がセルの
中心と同程度になるよう補正された特性を有するもので
ある。図7に従来のPN−LCDのパネル位置とセル厚
・白濁度・ Vsatの各特性との関係を、図8に、本
発明のPN−LCDのパネル位置とセル厚・白濁度・
Vsatの各特性との関係を示す。パネル位置と液晶セ
ル22の対応は図9、図10に示した通りである。
【0022】この時白濁度は、キャノン製フォトマルチ
メータで測定し、電圧無印加時にPN−LCが白色拡散
状態となったときの透過率をToffとすると、 白濁度T(0V)=透過率Toff で表される。この値は小さい方がより白いことを表す特
性値である。また飽和電圧V(sat)は、液晶セルに
電圧を印加できるようにしてキャノン製フォトマルチメ
ータで印加電圧5Vで測定し、電圧印加時にPN−LC
が透明になった状態での透過率をTonとし、その透過
率の90%に到達するスイッチング電圧値を飽和電圧V
(sat)と定義する。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、中央が膨らんだ液
晶セルに対しマスク露光でギャップムラを補償すること
ができ白濁度、飽和電圧の表示品質を均一にできる。ま
たduty駆動をしてもクロストークの発生が抑えられ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】セル厚と白濁度の関係を示す図表。
【図2】セル厚と飽和電圧Vsatの関係を示す図表。
【図3】従来のPN―LCDの断面模式図。
【図4】本発明のPN−LCDの断面模式図。
【図5】UV強度と白濁度の関係を示す図表。
【図6】UV強度と飽和電圧Vsatの関係を示す図
表。
【図7】従来のPN―LCDのパネル位置とセル厚・白
濁度・Vsatの関係を示す図表。
【図8】本発明のPN―LCDのパネル位置とセル厚・
白濁度・Vsatの関係を示す図表。
【図9】従来の紫外線照射装置の概略図。
【図10】本発明の紫外線照射装置の概略図。
【図11】本発明のマスクパターンA部のパターン概要
図。
【図12】本発明のマスクパターンB部のパターン概要
図。
【符号の説明】
1、6 透明基板 2、5 透明電極 3、20 ポリマーネット粒 4 液晶封入空間 7 白色散乱板 8、21 PN−LC層 9、22 液晶セル 10、23 紫外線(UV) 30 反射板 31 メタルハライドランプ(光源) 34 マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 物袋 俊一 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 海老原 照夫 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 千本松 茂 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 高野 香 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 坂間 弘 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 福地 高和 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 山本 修平 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明電極がそれぞれ形成された一対の透
    明基板間に液晶と高分子前駆体とを含む高分子分散液晶
    を狭持した液晶表示装置の製造方法であって、 前記一対の透明基板間の間隙のムラに対応した強度分布
    を有する紫外線を高分子分散型液晶層に照射する工程を
    備えることにより、前記高分子分散液晶を層分離させる
    ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記紫外線は、紫外線ランプと高分子分
    散型液晶層の間に設けられた紫外線透過光量を連続的に
    可変できるマスクにより、前記間隙のムラに対応した強
    度分布を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶
    表示装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 一対の透明基板間に高分子分散液晶を狭
    持した液晶表示装置の製造装置において、紫外線ランプ
    と、 前記紫外線ランプと前記高分子分散液晶の間に設けられ
    た、紫外線透過光量を連続的に可変できるマスクと、を
    備え、 前記透明基板間のギャップムラに対応した強度分布を有
    する紫外線を発生させることを特徴とする液晶表示装置
    の製造装置。
JP14339598A 1998-05-25 1998-05-25 液晶表示装置の製造方法およびその製造装置 Pending JPH11337913A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131760A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Nec Kagoshima Ltd Uvキュアラブル液晶を用いた液晶セルの製造方法

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JP2002131760A (ja) * 2000-10-24 2002-05-09 Nec Kagoshima Ltd Uvキュアラブル液晶を用いた液晶セルの製造方法

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