JPS63204230A - スメクチツク液晶の注入・封止方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、強誘電性液晶ディスプレイを製作する際の、
Ａ８基板を接着しただけの空セルへのスメクチック液晶
を注入し、封止する方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、常温では、流動性を有しないスメクチック液
晶を、セル内に充分に充てんする方法を提示するもので
あり、該スメクチック液晶が流動性を有するコレステリ
ック相やアイソトロピック状態で真空注入した後液晶セ
ルの注入口近辺及び該スメクチック液晶を、流動性を有
する温度に保ったまま、注入口近辺以外の部分即ち、液
晶セルの奥の部分をスメクチック状態まで徐冷しその後
に、注入口近辺も徐冷するという、一枚の液晶セルに温
度分布を持たせて徐冷する方法であり、かかる処理の後
に、注入口を接着剤で封止するというスメクチック液晶
の一連の注入・封止方法を提示するものである。

〔従来の技術〕

液晶の注入方法としては、よく知られたネマティック液
晶の真空注入方法がある。第２図が一般的な真空注入装
置だが、ネマティック液晶は流動性をもつため、液晶セ
ル内を真空に排気した後、注入口をネマティック液晶で
おおって、常圧に戻せば、ネマティック液晶はセル内に
流動し、注入されていく。第３図のようにして液晶及び
セルの温度を上げるとネマティック液晶は流動粘度が下
がるため速く注入するが、平衡に達した後、セルを冷却
し、ネマティック液晶が体積収縮した状態での平衡状態
まで待たねばならないので、結局時間的に大差ないため
、現状では常温で注入されている。一方、最近注目され
ている熱書き込みスメクチック液晶ディスプレイや強誘
電性液晶ディスプレイ等は、スメクチック液晶状態を利
用して表示するものであり、スメクチック液晶は流動性
をもたないため、流動性を有するコレステリック液晶状
態か、アイソトロピック状態にした上で、真空注入する
方法が提案されている。（特開昭６１−３５４２９等）
コレステリック液晶状態もしくはアイソトロピック状態
で長時間放置し、平衡状態に達した後、セル全体を均一
に徐冷し、スメクチック状態まで戻すという注入方法が
通常とられており、その後に封止をするというのが、ス
メクチック液晶の注入・封止方法であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような一般的な方法では液晶セル
内に充分液晶が充てんされず、その結果として、液晶セ
ルを低温で放置すると、液晶セル内に気泡が発生し、形
成されたスメクチック相のドメインが破壊され、表示不
良が生じる。

これは、スメクチック相になると流動性がほとんどない
ため、徐冷しても、スメクチック相に変化する前のアイ
ソトロピック状態や、コレステリック液晶状態でのセル
内外の圧力の平衡状態以上には、はとんど液晶がセル内
に入らないことによる。そして、ＳＡ相やＳＣ１相へと
相変化に伴ない液晶の体積変化が起り、同時に、同じ相
であっても温度による体積変化があるためである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記のような問題点を解決することを目的と
して、液晶セル内にスメクチック液晶を充分に充てんし
、封止する方法を提示するものである。

本発明は、スメクチック液晶を流動性があるコレステリ
ック液晶状態もしくはアイソトロピック状態にして、真
空注入し、長時間放置し、平衡状態にした後、液晶セル
の注入口近辺を流動性のあるコレステリック液晶状態も
しくはアイソトロピック状態に保持したまま、液晶セル
の奥側を先に、スメクチック状態に保冷するという冷却
過程に新規な方法を採用することを特徴としている。

以下図によって示す。

第１図は、高温に保持した真空注入後の冷却過程の様子
を示している。注入口近辺の７が、注入するスメクチッ
ク液晶がコレステリック液晶状態もしくはアイソトロピ
ック状態となるように加熱された部分であり、８の部分
が、スメクチック相まで冷却されている。８の部分で縦
に線をいれであるが、これがスメクチック液晶の層の方
向を示している。ＳＡ相、ＳＣ！相の場合、アイソトロ
ピック状態やコレステリック液晶状態に比べるとかなり
小さいが、層と平行な方向には、流動性をわずかにもつ
。よって、８の部分を非常にゆっくり冷却することによ
り、第１図で矢印で示したように、液晶が供給され、注
入口近辺も含めて、均一にゆっくり徐冷した時よりも、
セル内に充分液晶が供給される。

更に、第１図のスメクチック相の部分である８を初めは
、注入口と反対の奥の部分のみとし、徐々に面積を拡大
していく事により、流動性の大きいコレステリック液晶
状態またはアイソトロピック状態をとる面積をはじめは
大きく取れ、徐々に小さくなるという形で進行するので
、より、短時間にかつセル内に液晶を充てんする効果が
大きい事がわかった。

このような冷却方法を実現する具体的な方法としては、
以下のような方法がある。

まず、第３図に示したように、ヒーター付きの液晶用の
槽２と液晶セル加熱用のヒーター５を有する真空装置で
、２の槽を、液晶セルの注入口より深く入るようにして
おけば、４．５のヒーターによって注入するスメクチッ
ク液晶がコレステリック液晶状態またはアイソトロピッ
ク状態となる温度まで、液晶及び液晶セルを加熱し、通
常の真空注入を行ない、常圧に戻して長時間放置した後
に、４のヒーターはその温度に保ったまま、５のヒータ
ーを制御して、３の液晶セルを徐冷することにより、注
入口近辺を、該液晶が流動性をもつ温度に保ったまま液
晶セルの奥の部分から冷却することができる。

更に、真空装置内で通常の真空注入をした後に液晶セル
を取り出し、第４図に示したように、注入口近辺をホッ
トステージ１０の−りに、他の部分をホットステージ９
の上にのせ、ポットステージ１０を注入するスメクチッ
ク液晶が流動性を有するコレステリック液晶状態又はア
イソトロピック状態に保持したまま、ホットステージ９
を徐冷することにより、本発明の冷却方法を実現できる
。

更に、真空装置内で通常の真空注入をした後に液晶セル
を取り出し、第５図に示したように、温度差のある２つ
のステージ上を、移動させる事により実現できる。この
場合、ホットステージ１０を注入するスメクチック液晶
がコレステリック液晶状態またはアイソトロピック状態
になる温度に設定し、クールステージをスメクチック液
晶状態となる適当な温度に設定し、初めは、液晶セル全
体をホットステージ１０の上にのせ、巻き取り機１１の
ようなもので液晶セルを、注入口と反対側からゆっくり
移動させる事により、注入口と反対の液晶セルの奥から
順次スメクチック相にしていく事ができる。この方法で
行なうと、２つのステージ間の距離と、２つのステージ
の設定湿度及び液晶セルの移動速度を種々かえる事によ
り、いろいろな条件で、液晶の注入を行なう事ができる
。

移動速度をできるだけ遅くし、クールステージを常温よ
り低く設定した場合が液晶を充分充てんできた。

更に、第６図の１２は、高温側にも常温より低温側にも
温度制御できる装置であり、導熱板９の上に、通常の真
空注入を行なった液晶セルをのせ、１２の温度制御装置
を別々に温度制御することにより、注入口と反対の方か
ら順次温度を下げることができる。

以上述べてきたような一連の液晶注入工程の後に、注入
口部分を接着剤で封止する事になるが、こうした注入封
止方法をとる事により、液晶セル内へのスメクチック液
晶の充てんを充分行なう事が出来、低温気泡の発生を防
止する事ができた。

上記したような液晶セル内へのスメクチック液晶の注入
操作を行なった後、封止する前に、液晶セル全体を均一
に、ＳＡ相、Ｃｈ相やアイソトロピック状態に加熱し、
冷却するような処理を施しても、前記注入操作より時間
的に短か１プれば、注入操作による液晶充てんの効果は
大きく減じる事はない。

〔実施例１〕 第７図に示したような巾２０ａｍの注入口が３つあるシ
ール形状で、シール巾が７１閣、シール内の大きさがた
て１５ＯＮ、横２５０ＩＮＲ，そしてセルギャップが１
．７顯の液晶セルを製作した。このセルは面内にギャッ
プ材と同時に小粒形の接＠祠も散布し、ＡＢ基板を面内
でも接着した。

この液晶セルに以下の相転移温度を有する強誘電性液晶
を注入した。

一１１℃　　　５２　６３ Ｃｒｙ　　　　　　Ｓｃ”　−＋　　５Ａ−）ＩＳＯだ
後、８０℃に加熱した上で、４時間かけて徐々に常圧に
戻し、その８０℃、常圧の状態で１６時間放置し液晶を
注入した。この液晶セルを６５℃に４時間放置したのち
、−５℃、’ｈｏｕｒの速さで常温２５℃まで冷却した
。

この通常の注入方法による液晶セルは、常温に３〜４時
間放置しておくと、液晶セルの中央部にも、気泡が発生
してくる。

この通常の注入方法のみで、まだ封止していない液晶セ
ルを、第４図のように、２つのホットステージを１　ｃ
ｔｘの間隔をあけて並べた上に、配置した。一方のポッ
トステージ１０の上には注入口近辺のみが来るように配
置した。初めに、両方のホットステージ９，１０を７０
℃に３時間設定して置くと常温で発生ｌノでいた気泡が
消えるので、その後、９のホットステージのみ、−５℃
／　ｈｏｕｒの速さで６２℃にし、６２℃で１０時間放
置し、その後−５℃／ｈｏｕｒで、常温に戻した。その
後、ホットステージ１０の電源を切り、自然放冷した。

そして、注入口を封止した。

かかる注入・封止を行なった液晶セルを０℃の恒温槽内
に放置したら、２日間は気泡が全く発生せず、３日目に
なって、パネル中央部に気泡が発生しているのが観察さ
れた。

このように、通常の真空注入後に、上記のような処理を
行なう事により、液晶セル内に液晶を充てんする効果が
確認された。

〔実施例２〕 実施例１と同様の、通常の真空注入のみで、常温に戻し
た時に、気泡が発生する、まだ封止していない液晶セル
を、第５図の方法により、注入操作を行なった。ホット
ステージ１０を７０℃に設定し、その上に、該液晶セル
をのせ３時間放置すると、常温で発生した気泡は消失し
た。クールステーツを、ホットステージと２　ｃｍの間
隔をあけ、１０℃に設定し、注入口の反対側を前にして
、移動速度１０履、’ｈｏｕｒで、引っ張った。

かかる処理をした後、封止した液晶セルを一１０℃の恒
温槽に１週間放置したが、セル内に気泡は発生しなかっ
た。

〔発明の効果〕

以上、実施例で述べたように、本発明により、ＡＢＭ板
を面内においても接着した薄いセルでも低温にした時の
気泡の発生を防ぐことが出来、スメクチック液晶ディス
プレイの実用化にとって、大きな問題の１つであった低
温気泡への対策がとれ、その実用化に大きく貢献するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶の注入の様子を示す模式図、第２
図は通常の真空注入方法を示した図であり、第３図はヒ
ーターを有する真空注入装置を示す図、第４図、第５図
、第６図は本発明の具体例を示した模式図であり、第７
図は実施例で実際につくった液晶セルのシール形状を示
した図である。 １・・・真空注入装置 ２・・・液晶用の槽 ３・・・液晶セル ４・・・液晶加熱用ヒーター ５・・・液晶セル加熱用ヒーター ６・・・シール部 ７・・・注入口近辺のコレステリック液晶状態またはア
イソトロビッタ状態の部分 ８・・・液晶セルの奥側のスメクチック液晶の部分９．
１０・・・ホットステージ １１・・・巻き取り機のローラー １２・・・温度制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）注入口を残し、周辺をシールした液晶セルを真空
   装置内で真空引きし、加熱した後、注入口をコレステリ
   ック液晶状態またはアイソトロピック状態にした液晶で
   ふさぎ、加熱状態のまま常圧に戻し、セル内に該液晶を
   充てんし、かかる後に、注入口とその周辺及び注入口を
   おおう該液晶が、コレステリック液晶状態またはアイソ
   トロピック状態をとる温度に保持したまま、液晶セルの
   他の部分のみを、アイソトロピック状態またはコレステ
   リック液晶状態をとる温度から、スメクチック相をとる
   温度まで徐々に冷却し、最後に注入口近辺を冷却し、か
   かる処理をした後に、注入口を接着剤で封止する事を特
   徴とするスメクチック液晶の注入・封止方法。
2. （２）セル内にスメクチック液晶を充てんした後に、注
   入口とその周辺及び注入口をおおう強誘電性液晶が、コ
   レステリック液晶状態またはアイソトロピック状態をと
   る湿度に保持したまま、液晶セルの注入口と反対側の奥
   から、強誘電性液晶がスメクチック相をとる温度に徐々
   に冷却し、スメクチック相をとる温度領域を広げていっ
   た後に、注入口近辺を最後に冷却し、その後注入口を接
   着剤で封止する事を特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のスメクチック液晶の注入・封止方法。
3. （３）スメクチック相がＳＡ相またはＳｃ＾＊相である
   特許請求の範囲第１項記載のスメクチック液晶の注入・
   封止方法。
4. （４）注入口近辺も冷却した後、液晶セル全体を強誘電
   性液晶が、ＳＡ相あるいはコレステリック相あるいはア
   イソトロピック状態をとる温度まで均一に加熱し、徐冷
   した後に、注入口を接着剤で封止した事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のスメクチック液晶の注入・封
   止方法。