JPH095692A - 液晶装置の製造方法、及びそれに用いる液晶層厚測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶パネルＰの特性や配向性の著しい低下を防
止する。 【構成】透明電極３ａ，３ｂ等の形成されたガラス基板
１ａ，１ｂは、基板貼り合わせ工程にて貼り合わせら
れ、その基板間隙にはカイラルスメクチック液晶２が注
入される（液晶注入工程）。このようにして作成した液
晶パネルＰは、駆動用ＩＣ等が接続された上でケースに
実装される（実装工程）。この液晶注入工程から実装工
程の間では、種々の光源（例えば、生産ラインの照明）
が液晶パネルＰに対して光を照射するが、これらの光源
は、フィルタで覆われて３６０〜４２０ｎｍの波長領域
の光を照射しないようになっている。したがって、液晶
２は光を吸収せず、液晶パネルＰの特性や配向性の低下
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カイラルスメクチック
液晶を有する液晶装置の製造方法、及びそれに用いる液
晶層厚測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カイラルスメクチック液晶、特に
強誘電性液晶の屈折率異方性を利用して偏光素子との組
み合わせにより透過光線を制御する型の表示素子がクラ
ーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガーウォル（Ｌａｇｅｒｗａ
ｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７２１
６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書等）。

【０００３】この強誘電性液晶は、一般に特定の温度域
において、非らせん構造のカイラルスメクチックＣ相
（ＳｍＣ^* ）又はＨ相（ＳｍＨ^* ）を有し、この状態に
おいて、加えられる電界に応答して第１の光学的安定状
態と第２の光学的安定状態のいずれかを取り、且つ電界
の印加のないときはその状態を維持する性質、すなわち
双安定性を有し、また電界の変化に対する応答も速やか
であり、高速ならびに記憶型の表示素子用としての広い
利用が期待されている。

【０００４】ところで、このような液晶素子Ｐ（以下、
“液晶パネルＰ”とする）は、図１に示すように、一対
のガラス基板１ａ，１ｂを備えており、これらの基板１
ａ，１ｂの間隙にはカイラルスメクチック液晶２が挟持
されている（詳細は後述）。また、この液晶パネルＰ
は、所定の電界が印加されることにより種々の情報を表
示するが、電界が印加されていない状態においても、液
晶の双安定性によって表示内容が保持されるようになっ
ている。

【０００５】そして、この構造の液晶パネルＰは、以下
の製造工程を経て製造されていた。

【０００６】 基板貼り合わせ工程 ガラス基板１ａ，１ｂに透明電極等を形成した上で、こ
れらを貼り合わせる。

【０００７】 液晶注入工程 貼り合わせた液晶セルの内部を真空にし、その基板間隙
にカイラルスメクチック液晶２を注入する。

【０００８】 偏光板貼付工程 液晶セルの外面に偏光板を貼付する。

【０００９】 実装工程 このようにして作成した液晶パネルＰに駆動用ＩＣ等を
接続し、それらをケース（筐体）に実装する。

【００１０】ところで、この製造工程においては、液晶
パネルＰは様々な光源（例えば、生産ラインの照明等）
によって照明されることとなる。そして、照射される光
のうち、波長が３６０ｎｍ以下の光はガラス基板１ａ，
１ｂに吸収され、波長が４２０ｎｍ以上の光は液晶パネ
ルＰを透過するが、波長領域が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍ
の光は液晶２に吸収される。そして、この光を吸収する
度合いは、光の強度が強い程大きく、光の照射時間が長
い程大きい。

【００１１】そして、液晶２が光を吸収した場合には液
晶パネルＰの表示品質が悪化してしまうため、従来より
種々の対策が取られていた。

【００１２】例えば、液晶注入時においては、４００ｎ
ｍ以下の波長領域の光を遮光する技術が特開平４−３５
６０１８号公報等に開示されており、液晶２による光の
吸収が防止されていた。

【００１３】また、仮に、液晶２に光が吸収されてしま
ったとしても、液晶パネルＰを所定温度（カイラルスメ
クチック液晶が等方相となる温度）で所定時間（例え
ば、１〜６時間）保持して再配向処理を行ない、表示品
質の悪化を防止していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
対策は、液晶注入工程、或は該工程以前に光が照射され
た場合に関するものであり、液晶注入工程以降に関する
ものではなかった。

【００１５】しかし、実際の製造ラインにおいては、液
晶注入工程以降においても液晶パネルＰに種々の光が照
射され、その光は液晶２に吸収されていた。

【００１６】例えば、液晶注入工程以降において偏光顕
微鏡によって液晶層の厚みが測定されたりするが、その
際に、ハロゲンランプからの光が液晶パネルＰに照射さ
れていた。また、生産ラインの蛍光灯などの光が液晶パ
ネルＰに照射されていた。そして、この液晶注入工程以
降において、３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長領域の光が
液晶２に一旦吸収されてしまうと、液晶注入工程以前の
ように再配向処理によってもその影響は解消されなかっ
た。

【００１７】そして、液晶パネルＰを駆動するに際し、
一旦電界を印加して該電界を切ると、光を吸収した液晶
パネルＰは、駆動マージンが低下され、表示状態が完全
には維持されず、一部の液晶２の光学的安定状態が反転
してコントラストが低下し、液晶パネルＰの表示品質が
悪化してしまうという問題があった。なお、本発明者
は、ハロゲンランプによる最大光量の光を１分間照射
し、その後、３０ｍｓｅｃ、３０Ｖの矩形波を印加して
液晶パネルＰを駆動してみた。この駆動により、液晶パ
ネルＰは黒を表示したが、矩形波の印加を止めると、図
２（同液晶パネルの表示状態を示す顕微鏡写真）に示す
ように、黒表示の状態は均一には保たれず、部分的に白
表示の部分が生じてしまっていた。なお、光を照射する
前後において、液晶の相転移温度に変化はなかった。

【００１８】ここで、駆動マージンが低下するメカニズ
ムについて簡単に説明する。

【００１９】液晶の注入は、液晶セルの内部を真空にし
た上で行なわれるが、この真空引きによって、配向制御
膜の表面や内部の吸着物が除去される。しかし、吸着物
が除去されずに残留した場合には、液晶注入後の配向状
態に何らかの影響を与え、特定波長領域の光が照射され
た場合には、液晶パネルＰの特性（駆動マージンやコン
トラスト）や配向性が著しく低下すると考えられる（因
に、吸着物の除去の程度は、液晶パネル全体で均一では
なく、液晶２を注入する注入口の近傍程良好で、注入口
から離れる程悪くなる傾向にある。また、液晶パネルＰ
の特性の低下は、注入口から離れる程顕著であり、この
ことは本発明者も実験により確かめている。）。

【００２０】そこで、本発明は、駆動マージンやコント
ラストの低下を防止し、表示品質が良好な液晶装置を製
造する、液晶装置の製造方法を提供することを目的とす
るものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、２枚の基板を所定間隙を開け
て貼り合わせる基板貼り合わせ工程と、これら２枚の基
板の間隙にカイラルスメクチック液晶を注入する液晶注
入工程と、これらの工程を経て製造された液晶素子を筐
体内部に実装する実装工程と、を有する液晶装置の製造
方法において、前記液晶注入工程と前記実装工程との間
において前記液晶素子を照明する光源を遮光手段によっ
て覆い、少なくとも、３６０〜４２０ｎｍの波長領域の
光が液晶層に照射されないようにした、ことを特徴とす
る。

【００２２】また、光源及び偏光顕微鏡からなり、液晶
層の厚みを測定する液晶層厚測定装置において、前記光
源を遮光手段によって覆い、かつ、３６０〜４２０ｎｍ
の波長領域の光が液晶層に照射されないようにした、こ
とを特徴とする。

【００２３】

【作用】以上構成に基づき、基板貼り合わせ工程におい
て、２枚の基板が所定間隙を開けて貼り合わせられ、そ
の間隙には、液晶注入工程にてカイラルスメクチック液
晶が注入される。そして、これらの工程を経て製造され
た液晶素子は、実装工程にて筐体内部に実装される。と
ころで、前記液晶注入工程と前記実装工程との間におい
て、前記液晶素子は、種々の光源によって照明される
が、これらの光源は遮光手段によって覆われている。そ
の結果、前記液晶素子には、３６０〜４２０ｎｍの波長
領域の光は照射されない。

【００２４】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００２５】まず、本発明の第１実施例について、図１
及び図３に沿って説明する。

【００２６】図１は、液晶パネルＰの構造を模式的に示
す断面図であるが、液晶パネルＰは、平行に配置された
２枚のガラス基板１ａ，１ｂ（以下、適宜“上基板１
ａ”及び“下基板１ｂ”とする）を備えており、これら
の基板１ａ，１ｂ上には、Ｉｎ₂ Ｏ₃ やＩＴＯ（Ｉｎｄ
ｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極３ａ，３ｂ
が形成されている。なお、これらの透明電極３ａ，３ｂ
の表面には適当な遮光メタル層を設けている。

【００２７】また、これらの透明電極３ａ，３ｂは、Ｓ
ｉ₂ Ｏ₂ 膜、ＴｉＯ₂ 膜、又はＴａ₂ Ｏ₅ 膜等からなる
絶縁膜５ａ，５ｂによってそれぞれ被覆されている。な
お、この絶縁膜５ａ，５ｂは、スパッタ法で２００〜３
００Å程度の厚さに形成されている。

【００２８】さらに、これらの絶縁膜５ａ，５ｂは、厚
さが５０〜１０００Å程度の配向制御膜６ａ，６ｂによ
って被覆されている。なお、この配向制御膜６ａ，６ｂ
は、ポリイミド等によってスピンコート法により形成さ
れている。すなわち、２０００ｒｐｍの速度で回転して
いるガラス基板１ａ，１ｂ上に溶液（下記構造式で示さ
れる日立化成社製のポリアミド酸ＬＱ１８０２の１％Ｎ
ＭＰ溶液）を垂らし、そのまま２０秒間回転させた。そ
の後、２７０℃の温度で約１時間加熱焼成処理を施し
た。そして、これらの配向制御膜６ａ，６ｂの表面には
一軸配向処理（ラビング処理）を施している。

【００２９】

【化１】 一方、基板間隙には多数のビーズスペーサ７，…が配置
されており、これらのビーズスペーサ７，…によって基
板間隙が規定されている。これらのビーズスペーサ７，
…によって規定される基板間隙は、カイラルスメクチッ
ク液晶２のらせん配列構造の形成を抑制するのに十分に
小さい距離、例えば０．１〜３μｍに設定することが好
ましく、本実施例においては１．２〜１．３μｍに設定
されている。また、これらのビーズスペーサ７，…は、
シリカビーズ、アルミナビーズ等によって形成されてい
る。

【００３０】なお、ガラス基板１ａ，１ｂを貼り合わせ
た状態では、それぞれのラビング処理軸は、側面視にお
いては平行となり、平面視（上基板１ａ側から見た場
合）においては、下基板１ｂ側のラビング処理軸が上基
板１ａ側のラビング処理軸よりも時計周りの方向に８°
回転した位置となるように設定されている。

【００３１】さらに、ガラス基板１ａ，１ｂの端部はシ
ール部材（不図示）によって接着されており、該間隙に
は、強誘電性液晶、好ましくは、少なくとも２つの安定
状態を持つカイラルスメクチック液晶２が配置されてい
る。また、このガラス基板１ａ，１ｂの外面には、それ
ぞれ偏光板９ａ，９ｂが貼付されている。なお、下記
に、液晶２の組成を示す。

【００３２】

【化２】 また、液晶２の相転移温度は下記のようになった。

【００３３】

【化３】 -10.6 ℃ → Ｃｒｙ ← ＳｍＣ^* ← ＳｍＡ ← Ｃｈ ← Ｉｓｏ -14.5 ℃ 66.3 85.6 92.4 さらに、１０℃、３０℃、５０℃での各温度の自発分極
値、コーン角の値は下記のようになった。

【００３４】

【表１】 次に、液晶パネルＰの製造方法について説明する。

【００３５】本実施例においては、ガラス基板１ａ，１
ｂの表面に、透明電極３ａ，３ｂ、絶縁膜５ａ，５ｂ及
び配向制御膜６ａ，６ｂを順次形成する。次に、このガ
ラス基板１ａ又は１ｂの表面にビーズスペーサ７，…を
散布し、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを貼り合わせる
（基板貼り合わせ工程）。次に、作成した液晶セルを真
空引きし、９６°の温度に保持した液晶２を基板間隙に
注入する（液晶注入工程）。

【００３６】その後、液晶層厚測定装置を用いて液晶層
の厚みを測定する。この液晶層厚測定装置は、光源と、
偏光顕微鏡と、からなり、光源はフィルタ（遮光手段）
にて覆われて、３６０〜４２０ｎｍの波長領域の光が遮
断されるようになっている。

【００３７】さらに、液晶パネルＰの両面に偏光板９
ａ，９ｂを貼付し、駆動用ＩＣ等を透明電極３ａ，３ｂ
に接続する。そして、この液晶パネルＰを不図示のケー
ス（筐体）内に実装する（実装工程）。なお、液晶注入
工程と実装工程との間において、液晶パネルＰは、種々
の光源（例えば、生産ラインの照明等）によって照射さ
れるが、これらの光源にも、上記液晶層厚測定装置と同
様のフィルタを配置して、３６０〜４２０ｎｍの波長領
域の光を遮断するようになっている。

【００３８】次に、本実施例の効果について説明する。

【００３９】本実施例によれば、液晶注入工程と実装工
程との間において３６０〜４２０ｎｍの波長領域の光は
遮断されるため、液晶２が光を吸収せず、その結果、液
晶パネルＰの特性（駆動マージンやコントラスト）や配
向性の著しい低下が防止される。そのため、液晶パネル
Ｐの表示特性も良好に維持される。

【００４０】なお、本発明者は、本実施例の効果を確認
すべく、実験を行なった。 〈実験１〉液晶層の厚みを測定するに際して、ハロゲン
ランプからの光を、フィルタを介して１分間照射し、そ
の後、３０ｍｓｅｃ、３０Ｖの矩形波を印加した。そし
て、矩形波の印加を止め、表示状態を確認したところ、
図３（当該パネルの表示状態を示す顕微鏡写真）に示す
ように、黒表示状態が均一に保持されていることが確認
された。なお、光を照射する前後において、液晶の相転
移温度に変化はなかった。 〈実験２〉また、本発明者は、液晶パネルＰの半分をア
ルミホイルで覆い、他の半分は露出させた状態で、蛍光
灯で１２００ルクスの光を７時間照射した。そして、駆
動マージンの低下具合を調べた。その結果、アルミホイ
ルで遮光しなかった部分だけ駆動マージンが低下し、ア
ルミホイルで遮光した部分は駆動マージンは低下せず、
表示特性の悪化は観察されなかった。

【００４１】なお、上述実施例においては、３６０〜４
２０ｎｍの波長領域の光のみを遮断し、それ以外の波長
領域の光を透過するフィルタを用いたが、もちろんこれ
に限る必要はなく、３６０〜４２０ｎｍの波長領域の光
を遮断し、かつ他の波長領域にてある程度の光を透過す
るフィルタであれば、３６０〜４２０ｎｍ以外の波長領
域の光を多少遮断するフィルタであっても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
液晶注入工程と実装工程との間において３６０〜４２０
ｎｍの波長領域の光は遮断されるため、液晶が光を吸収
せず、その結果、液晶素子の特性（駆動マージンやコン
トラスト）や配向性の著しい低下が防止される。そのた
め、液晶素子の表示特性も良好に維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶パネルの構造を示す断面図。

【図２】従来の液晶パネルにおけるカイラルスメクチッ
ク液晶の表示での状態を示した図面に代わる顕微鏡写
真。

【図３】本発明の効果として、カイラルスメクチック液
晶の表示状態を示した図面に代わる顕微鏡写真。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ガラス基板（基板） ２ カイラルスメクチック液晶 ３ａ，３ｂ 透明電極 ５ａ，５ｂ 絶縁膜 ６ａ，６ｂ 配向制御膜 Ｐ 液晶パネル（液晶素子）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の基板を所定間隙を開けて貼り合わ
   せる基板貼り合わせ工程と、これら２枚の基板の間隙に
   カイラルスメクチック液晶を注入する液晶注入工程と、
   これらの工程を経て製造された液晶素子を筐体内部に実
   装する実装工程と、を有する液晶装置の製造方法におい
   て、 前記液晶注入工程と前記実装工程との間において前記液
   晶素子を照明する光源を遮光手段によって覆い、少なく
   とも、３６０〜４２０ｎｍの波長領域の光が液晶層に照
   射されないようにした、 ことを特徴とする液晶装置の製造方法。
2. 【請求項２】 光源及び偏光顕微鏡からなり、液晶層の
   厚みを測定する液晶層厚測定装置において、 前記光源を遮光手段によって覆い、かつ、３６０〜４２
   ０ｎｍの波長領域の光が液晶層に照射されないようにし
   た、 ことを特徴とする液晶層厚測定装置。