JPS6215520A - 液晶充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の利用分野」 この発明は、液晶表示装置の作製方法に用いる液晶充填
装置に関するものであって、スメクチック液晶（以下５
Ｌ１１液晶または液晶という）特に例えば強誘電性液晶
（以下ＦＬＣという）を用いた表示パネルを設けること
により、マイクロコンピュータ、ワードプロセッサまた
はテレビ等の表示部の薄膜化を図る液晶表示装置に用い
る液晶充填装置の作製方法に関するものである。

「従来の技術」 固体表示パネルは各絵素を独立に制御する方式が大面積
用として有効である。このようなパネルをツウイスティ
ック・ネマチック液晶（″以下ＴＮ液晶という）を用い
て作製せんとした場合、このＴＮ液晶の粘度が低いため
、一対のガラス基板を５〜ｌＯμの間隙をあけて対抗せ
しめ、この一対のガラス基板の周辺部に封止用シール剤
をスペーサ〜″を混合して塗布し、お互いを密着させる
。この時周辺のシール部の一部の封止をせず、開穴を残
存して設けておく。この後この周辺が封止された一対の
基板を真空容器内に保持１−７、全体を真空引へする。

さらに、この後この開穴部分をＴＮ液晶ｌ容液中６．二
浸し、この真空容器内を大気圧Ｑこ−４る、−とにより
、毛細管現象を利用して一対の基４１Ｍ間の５へ・Ｈ）
、ｕの間の空隙に液晶を光１４ｉずろいわゆる［真空／
１人！１式−１であった。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしかかる方法は、ＴＮ液晶の細さ室温でイ！（粘度
の液晶を基板間に充填する場合に（，１借れといる。

しかし、 （１）粘度の高いスメクチック液晶例λばＳ　ｍ　［：
８層を用いるＦｌ、Ｃ４１一対１〜ではきわめｌ業がし
７づらい。

（２）セルの電極間の間隙を４　Ｘ７以ト好ましく　ｔ
；ｌ：０．５〜３μの狭い間隙を用いる、′−とを＋ｉ
ｉｉ　１に１とずろＦｌ［’：を用いる場合、充填乙に
きわめて時間がかかってしまう。

（３）　Ｆｌ、Ｃを大面積例えばＡ４版４．７対Ｕ７充
填・０んとする場合、８〜１０時間もの長時間高温例え
ば１２０℃で充填作業を必要とする。そのため、周辺部
の月市が劣化＋、や）すい。ｌｌ：たこの［４＋１）イ
事１が不純物と１．、、−’Ｃ液晶内に混入し７や−４
い。

（４）液晶の充填に住いＬｆルギャノブを決めζいるス
ベ　ザ（ｉｍ称貝４Ｉ）が−力に偏勾や）−住い。

（５）充填の際有効に用いら旧ない液晶材料が全体の９
０％近くになってＵ７まい無駄が多い。

智の多くの欠点をイｊする。

本発明ＩＩかかる問題点を解くもの−Ｃある。

［問題を解決するためのｆ段−１ かかる問題を解決するため、本発明（９１、−−−ツノ
の基折士６１ｍ液晶を眼目た後１、−の液晶１（１−他
力の）８町板を密接１目ツめ、さらに一対の！１（板を
１すｆ定の相ＩＩ装置に配設１置７ぬるものである。さ
らＣ，、″この−［稈と同時ｌｒたＩＪ、　’ｃ　）ｌ
ｉ＆　Ｉ程、’：　ｌ、　−（、ｆ’ｙ　ミネ−ｌ−（
薄層にする、薄層にのばすの−ｆ　）　ノ目（４を用い
ることを基本とする。

力ＩＩえて本発明においては、液晶１４ネｌとしてスメ
クチ、りン夜晶、特に！ｉｒましく　ｉ：ｌカイ９月・
・スメクチック０相（ＳｍＣ’″）を呈ずろ強誘電↑（
ｌ液晶を用いる。

即らＩリドの間隔’ｆｉ−４ｐｍまたはそれ以トの一般
には０．５〜３　）ｔ　ｍとすること乙、でより双安定
状態を得ることができる。

即ち、かかる−プｊｏ′）基板の電極−１の被充填面ｌ
の一点または複数点に（等方性）液晶を滴下、１１シ布
または：、−１−１−　Ｌ、他方の基板を、−のｌ−に
配設する。

さらにこれらを真空引きをし７、その前後に、打いて加
熱し、その一対の基板をｔｌｌいＣに加圧（）で、それ
ぞれの基板の内側に設けられた被充填面を４〆ｊ以下の
間隙にして互いにＦＬＣと密接口Ｌ＋める。さらにこの
薄い液晶が充１眞されラミ不−１され人−ｙλ板の温度
を陸上させ、ＳｍＡを得、さらに双安定なＳｍＣ“を得
る。ずろとら−１！ん構造苓と＜、二とができる。この
後、常温に保存した後、周辺部に月し：゛／／−ル用ラ
スチックｔｔ　＋ｌ：荊！、−よる封止を行う。

この封止はラミ不−１・さ１！る時同時に行っＹも、１
、い。即ちＦｌ、Ｃを−・方の基板に設置た後、同時に
シール剤をこの基板の周辺部例えば４つの１−す部にも
微量設りる。ずろとこの：１−十部でおｎいの基板の接
触面積を多くでき、Ｕいに固く固着さ］！ることかでき
る。

また本発明でも残された問題点の使用温度範囲は、現在
複数の異なったｌ１ＬＣをＮ１１１合わせＣ（ブ１／ン
ドして）０〜５０℃において使用が可能となっている。

このため実用Ｌζ：ｌそれほど問題とならず、また階調
に関してはカラーも８色までとするならば階調が不要で
あり、マイクロコンピヱ　タ等のディスプレイとしては
十分実用が可能である、二とが判明した。

「作用１ かくずろことにより、 （１）粘度の高いＦＣＣを用いても、そのラミ不−Ｉ・
および封止の作業にＩＨ＊　Ｉｊ＋＋　１２２１を必要
としない。

（２）セルのＩソさく間隙）はスペーサを散布しイの大
きさにより最小の間隙を決定するため、形成されるｒｉ
Ｌｃの間隙にばら一つきがない。

（３）４！以上の間隙（セル厚）の薄いセルであっても
大面積（Ａ、４版相当）であっても短時間でラミ不−１
・作業を行・う、′−とができる。

（４）基板上に設けたＦｌ、Ｃを１００χ有効利用する
ことができる。

（５）一方の基板側にはアクティブ素子とそれに連結し
た電極を設けても、まづたくアクティブ素子を用いない
ハソシブ構造と同一工程でＦｌ、Ｃのラミネートができ
る。

さらに、これらの特徴により本発明の液晶のラミネート
（２つの基板の間隙を少しづつ狭くし、その間に液晶を
薄層化して介在さセることを示す）方法を用い、加えて
非線型素子（Ｎｌりと強誘電性液晶（ＦＬＣ）とを直列
にして各画素を構成・ｌしめる場合、Ａ４版またはそれ
以−にの大面積のマトリックス化にそれぞれの画素間の
クロスト−＝りを除去し駆動させることが初めて成就で
きた。

以下に実施例に従って本発明を説明する。

「実施例１」 第・１図は液晶表示装置の作製工程を示す。

第１図（八）は２つの基板（１）、（１’）を有する。

この相対向する面（８）　、　（８°）側にはそれぞれ
電極を有している。またカラー表示をするには、その一
方の側の電極と基板との間または電極と充填される液晶
との間にカラーフィルタが設けられている。

さらにこの電極の上面には公知の非対称配向処理がなさ
れている。

これらの図面では、簡単にするため図示することを省略
して単に基板として表記している。しかし一対の基板の
相対向する側にこれらの電極、フィルタ、配向処理、ブ
ラックマトリックス化するシアドウ処理（マスク）の形
成、アクティブ素子の作製等を必要に応じて行うことは
有効である。

また、基板は一般にはガラス基板例えばコーニング７０
５９を使用する。しかし基板の一方または双方に可曲性
の基板を用いることは有効である。そしてその可曲性基
板として、化学強化がなされた０、３〜０．６ｍｍ厚の
ガラス基板、またはポリイミド。

ＰＡＮ、ＰＥＴ等の透光性耐熱性有機樹脂基板を用いる
ことは有効である。

この基板上の電極上には配向処理層（非対称配向処理層
）が設けられ、その上面を被充填面とした。そしてこの
面一りにＦＬＣ例えばＳ８（オクチル・オキシ・ベンジ
リデン・アミノ・メチル・ブチル・ベンゾエイト）を設
けた。これ以外でも８０ＢＡＭＩＩＣ等のＦ、１．Ｃま
たは複数のブレンドを施したＦｌ、Ｃを充填し得る。例
えばここではＳ８と８７とのブレンドした液晶を用いた
。　　。

さらにこの一対の基板の一方の被充填面上に液晶（２）
を滴下させた。

かかる液晶が設けられた一対の基板を第１図（Ｂ）に示
すごとき本発明のラミネート用容器（１００）に封入し
た。この真空加圧容器（１００）は容器側（１０）に第
１の空間を有し、蓋側（１０’）に第２の空間（５）を
有する。第１の空間（４）内には基板を加熱するための
ヒータ（３）が設けられている。このビータ（３）上に
一方の基板（１）を配設し、この基板を室温〜１５０℃
内の所定の温度、例えば液晶の粘度が十分低々なる７０
〜１５０℃例えば１２０℃に加熱制御させた。　　　　
　　　　　　　　、　　　　　・すると既に基板（１）
上の被充填面に設けられた液晶（３）が加熱される。こ
の液晶を滴下して設ける前または後に所定の間隔をおい
て基板上にスベ一すを配設させた。このスペーサはまっ
たく用いない方式をとってもよい。

さらにこの上方に対向する他方の基板（ｌ゛）を１〜Ｉ
Ｏ＋ｎｍ離間してまたはかるくお互いを部分的に接せし
めて配置させた。　　　　　　　゛この後、この第２の
空間（５）を有する蓋側容器（１０’）を０リングによ
り容器（１０）側に合わせ込んだ。この第２の空間の下
側には、第１の空間と第２の空間とがお互いに弾力性を
有する層（以下簡単のためシリコンラバー（６）という
）で遮蔽されている。そして第２の空間と第１の空間の
圧力において、第１の空間の圧力が正圧の場合は下側を
膨張し、逆の負圧の場合は上側に引っ張られるようにな
っている。このラバーは少なくとも１５０　ｉの温度に
耐えることができる材料であれば、シリコンラバーにか
ぎらない。　　　　・　　□これらを、０リングにより
互いに合わせ込み、’　（１１）。

（１１’）より゛同時に真空引きをした。即ち、この２
つの出口は、バルブ（１２）　、　（１２”）を経て真
空ポンプ（１４）に連結されている。そしてこのバルブ
＜１２＞。

（１２’）をともに開、バルブ（１３）　、　（１３’
）をともに閉として、第１および第２の空間（４）、（
５）をともに真空空間とした。

さらに第１図（Ｃ）に示す如く、この」−面に離間して
いる他方の基板を精密に配設した。

この後、他方の第２の空間（５）を真空状態より第１の
空間（４）に比べて正圧となるようにノ＼７１／ブ（１
２’）を閉とし、バルブ（１３’）を開として徐々にバ
ルブ（１３°）より大気または窒素をリークし大気圧に
させた。

すると第１図（Ｃ）に示す如く、シリコンラバー（６）
は下側に膨張し、対向する他方の基板（１゛）を一方の
基板（１）の側に押しつける。そして大気圧においては
１ｋｇ／ｃｍ”の圧力を加えることができる。

また窒素によりさらに加圧する場合は１気圧以上の２〜
５　ｋｇ／ｃｍ２の圧力とすることも可能である。

かくして一対の基板の全表面に均一な圧力を層（６°゛
）を介して加えることができ、この圧力により液晶は一
点または複数点に初期において点状に設けられていたが
、横方向に基板（１）の表面にそって広がり、ラミネー
トされる。

さらにその一対の基板の電極側の間隙は４μ以下例えば
２μの均一な厚さとすることができる。

そしてこの厚さはスペーサが２μの大きさのものを予め
配設しておくと２μとなり、１μのスペーサを散布させ
ておく時には１μとすることができる。

もちろんスペーサをまったく用いず、この圧力と加熱し
ている温度と加圧、加熱状態の保持時間とを精密に制御
して所定の厚さにラミネートさせることも可能である。

その結果、液晶の余分のものは周辺部に移動する。しか
しこの外周辺をバリア層（図示せず）またはシリコンラ
バー（６゛）が覆っているため、これが基板の一部の外
側周辺より外側に液晶があふれることを実質的に防ぐこ
とができる。またすべての外周辺より液晶があふれたり
、所望の領域全体を覆うことなく足りなくなったりする
ことは、初期の液晶の供給量を精密にすることにより防
ぐことができる。

２つの基板のおたがいのＸ方向Ｙ方向の重ね合わせは密
着させる基板（１）、（］’）及び液晶（３）が加熱さ
れている低粘度状態の時に移動させ再配設させることが
できる。

この後、第１図（Ｃ）でヒータを徐々に室温に降下した
。さらに第１の空間（５）をも大気圧とし真空容器（１
００）の蓋（１０°）を取り外した。一対の基板間に液
晶をラミネートさせたセルを本発明の液晶充填装置より
取り出し第１図（１１）を作る。

かくして第１図（Ｄ）に示す如く、２つの対向する基板
（１）、（１″）は液晶（３）を互いに実質的に重ね合
わせた状態にする。

さらに第１図（Ｅ）に示すごとく、この基板を必要に応
じて再加熱し、この周辺部に封止用シール剤（９）（一
般にはプラスチック材料）を塗布し、お互いの基板を固
着させる。

かくして、本発明のスメクチック液晶の如く、高い粘度
を有する液晶、特にＦｌ、Ｃの基板間での充填ラミネー
ト方法を確立することができた。

「効果」 かくすることにより、Ａ４版（２０ｃｍ　ｘ　３０ｃｍ
の面積）１枚で使用する液晶は０．２ｃｃで十分であり
、３０００円／ｇと金より高価な液晶をきわめて有効に
用いることができる。

１回の液晶の充填作業を約１時間の短時間で行うことが
できる。

大面積になっても、作業時間は長くならないという特徴
を有する。

即ち、従来より公知のＴＮ液晶の充填作業においては、
この液晶に応力が加わらないようにすることが主である
。そのため、周辺部のシール剤はおたがいの基板に外部
より加わり得る圧力が液晶それ自体に加わらないよう互
いの力を支えている。

しかしスメクチック液晶では、この力が液晶それ自体に
加わってもその粘度が大きく、差し支えないことを本発
明人は見出した。そしてこの特性を利用することにより
従来とはまったく異なる本発明の如き作製方法を可能に
することができた。

以上の本発明の液晶の充填方法において、被充填面を構
成する配向処理層を非対称配向処理とし、一方をラビン
グ処理をし、他方を非ラビング処理とする。この時、本
発明の如くラミネートした後、この基板をラビングを施
した面にそって高温状態等で微動（１μ以上の１〜１０
４　ｐｍ）させ、ストレスを液晶に加え配向せしめるこ
とは有効である。

以上に述べた本発明の液晶表示装置において、この基板
の一方または双方の基板の外側に偏光板を設け１反射型
とする場合は、その入射光側の電極を透光性とし、他方
を反射型電極とする。そしてＰＬＣのチルト角を約４５
度とすることにより、１枚のフィルタを入射光側の基板
上に配設して実施することができ鼠。

他方、２枚のフィルタを用いて透過型または反射型とす
る場合は、２枚の偏光板をそれぞれの基板の外側に配向
させ、ＦＬＣのチルト角を約２２．５度とすることによ
り成就させ得る。透光型においてはバックライトをＥＬ
（エレクトロ・ルミネッセン　　　　′ス）蛍光灯また
は自然光により照射し、透光する光の量を制御すること
によりディスプレイとすることができる。

カラー化する場合は他方の対向基板側（人間の目で見え
る側）の電極の上側または下側にカラーフィルタを設け
ればよい。

さらに本発明においては、基板上に非線型素子を配設し
、その上方に電極を設けたものを基板として取扱い、ア
クティブ素子型とすることができる。かかる場合、この
非線型素子としてＮＩＮ型等の複合ダイオード構造を有
する５ＣＬＡＤ　（空間電荷制限電流型アモルファス半
導体装Ｍ）、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置を用いる
ことが可能である。

本発明の液晶表示装置において、ライトベンを用いたフ
ォトセンサをドツト状に作ることにより表示とその読み
取りとを行うことができる。

本発明の第１図の作製工程は１００　ｘｌｏｏ（カラー
においては１００　Ｘ３００）のマトリックス構成とし
た。

しかしこのドツト数は６４０　Ｘ４００（カラーの場合
は１９２０　ｘ　４００）　、　７２０　ｘ　４００そ
の他の構成をも有し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶充填装置を用いて液晶表水装置を
作製する方法を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器内に第１の空間と第２の空間とを有し、該第１
   と第２の空間の間は相互遮蔽用の弾力性を有する層を有
   し、前記第１および第２の空間は真空ないし加圧の所望
   の圧力とし得る手段を有し、前記第１の空間には一対の
   基板と前記基板間には充填されるべき液晶を加熱する手
   段と、前記弾力性層を介して前記一対の基板に圧力を加
   えることにより前記液晶をラミネートせしめる手段とを
   有することを特徴とする液晶充填装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、第１の空間に真空
   に保持された一対の基板と、該基板間に設けられたスメ
   クチック液晶を加熱、加圧状態を保持してラミネートせ
   しめる手段を有することを特徴とする液晶充填装置。