JP3721881B2

JP3721881B2 - Liquid crystal device and method for measuring cell thickness of liquid crystal device

Info

Publication number: JP3721881B2
Application number: JP25220199A
Authority: JP
Inventors: 敏長谷川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2019-09-06
Also published as: JP2001075066A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置及び液晶装置のセル厚測定方法に係り、特に、外光を反射するための反射層やカラーフィルタを有する液晶装置に好適な製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶装置の製造に際しては、２枚の基板の対向する表面にそれぞれ電極を形成して、これらの基板を、シール材などを用いて所定のセル厚になるように貼りあわせ、シール材によって画成された基板間の液晶封入領域内に液晶を封入することによって液晶セル（偏光板の貼着若しくは組込前のもの）を構成するようにしている。
【０００３】
上記の液晶装置のうち、２枚の基板のそれぞれに透明電極を形成した透過型の液晶装置を製造する場合には、例えば、液晶セルの表裏両側にそれぞれ偏光板を配置し、一方の偏光板を通して液晶セルに光源からの光を当て、他方の偏光板を経て出てくる光の色調を調べることによって光路に沿った液晶層の厚さを知ることができる。
【０００４】
すなわち、液晶セルに封入される液晶の屈折率異方性Δｎは液晶組成によって定まり、また、この屈折率異方性Δｎと、液晶層の厚さｄとの積Δｎ・ｄはリタデーションとして液晶装置の光学的特性（偏光特性）を決定する。通常、表示を実現するために偏光特性を用いる液晶装置においては、液晶層の厚さｄが設定値に対して変化すると、リタデーションΔｎ・ｄもまた変化するため、偏光特性もまた変化して表示態様が所望の状態とは異なるものとなってしまう。
【０００５】
このとき、上記のように液晶セルの表裏両側に偏光板を配置し、これらの偏光板をそれらの偏光軸が所定の関係になるように設定すると、２枚の偏光板及び液晶セルを透過した透過光が所定の色調になって観察される。この色調はリタデーションの変動によって変化する。
【０００６】
したがって、従来は、上記のように偏光板を通して得られる透過光の色調を検出することによって液晶層の厚さ（すなわちセル厚ｄ）を測定することができることから、このセル厚測定によって製造された液晶セルのセル厚の精度やばらつきを把握し、その結果を製造ラインにおける製造条件の調整に用いていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶装置としては、一方の基板上に反射層や反射電極を形成した反射型液晶装置や、いずれか少なくとも一方の基板上にカラーフィルタを形成したカラー液晶装置があり、これらの反射型液晶装置やカラー液晶装置を構成する液晶セルのセル厚を測定しようとする場合、反射層や反射電極によって遮光されることにより上記の透過光によるセル厚測定ができず、或いは、カラーフィルタを光が通過することによって透過光の色調が変化してしまうために正確なセル厚測定ができないという問題点がある。
【０００８】
一方、空セル内に照射した光の反射光を捉えてセル厚を測定する装置が知られているが、液晶を注入した後の液晶セルにこの装置を用いると、セル内の多重反射によってセル厚を測定するこの装置では液晶による光学的影響によって正確な液晶層の厚さを検出することができなくなるという不具合がある。
【０００９】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、反射型の液晶装置やカラー液晶装置を構成する液晶セルに対しても支障なくセル厚測定を行うことができる液晶装置の構造及びセル厚測定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の液晶装置は、表面上に反射層を備えた第１基板と、該第１基板に対向する表面上に透明電極を備えた第２基板との間の液晶封入領域内に液晶を封止してなる液晶装置であって、前記液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域において前記反射層に光学的な開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域において反射層に光学的な開口部が設けられていることにより、この開口部を通して液晶セルに光を透過させ、その透過光に基づいて液晶層の偏光特性を知ることができるので、表示状態に影響を与えることなく、正確にセル厚を測定することが可能になる。
【００１２】
本発明において、前記反射層よりも前記第２基板寄りにカラーフィルタが形成され、該カラーフィルタには、前記開口部に対応する領域に光学的な対応開口部が設けられていることが好ましい。
【００１３】
この発明によれば、カラーフィルタが形成されていても、このカラーフィルタに対応開口部が形成されているので、反射層の開口部と、カラーフィルタの対応開口部を通して、カラーフィルタの着色の影響を受けることなく、正確にセル厚を測定することができる。
【００１４】
ここで、カラーフィルタの対応開口部とは、カラーフィルタを構成する着色層が形成されていない部分を言う。
【００１５】
本発明において、前記反射層は前記第１基板における前記第２基板に対向する表面上に形成された反射電極であることが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記反射層は前記第１基板における前記第２基板に対向する表面上に形成された反射電極及び該反射電極の形成部位以外の領域に形成されたダミー電極であり、前記開口部は前記ダミー電極に形成されていることが好ましい。
【００１７】
この発明によれば、開口部がダミー電極に形成されていることにより、開口部の配置の自由度や開口面積などに制約が少なくなるために、より好条件でセル厚測定を行うことが可能になる。
【００１８】
次に、本発明の液晶装置は、表面上に第１電極を備えた第１基板と、該第１基板の前記表面に対向する表面上に第２電極を備えた第２基板との間の液晶封入領域内に液晶を封止してなる液晶装置であって、前記第１基板と前記第２基板の少なくともいずれか一方の表面上にカラーフィルタが形成され、前記液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域において前記カラーフィルタに光学的な開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域においてカラーフィルタに開口部が形成されていることにより、この開口部を通して液晶セルに光を透過させ、その透過光に基づいて液晶層の偏光特性を知ることができるので、表示状態に影響を与えることなく、しかもカラーフィルタの着色層に影響されずに、正確にセル厚を測定することが可能になる。
【００２０】
次に、本発明の液晶装置のセル厚測定方法としては、表面上に反射層を備えた第１基板と、該第１基板に対向する表面上に第２電極を備えた第２基板との間の液晶封入領域内に液晶を封止してなる液晶装置のセル厚測定方法であって、前記液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域において前記反射層に光学的な開口部を設け、該開口部を通して検出した透過光に基づいて判明する前記液晶の偏光特性からセル厚を測定することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、反射層の開口部を通して検出した透過光に基づいて液晶の偏光特性を明らかにし、これによってセル厚を測定することによって、液晶の偏光特性をセル内の各層からの多重反射光に影響されることなく、しかも反射層に邪魔されることなく容易に検出することができ、正確にセル厚を測定することができる。
【００２２】
ここで、セル厚を測定するとは、必ずしもセル厚の絶対値を求める場合に限らず、標準の透過光の状態からの変化の有無を知ることも含むものとする。
【００２３】
本発明において、前記反射層よりも前記第２基板寄りにカラーフィルタが形成され、該カラーフィルタには、前記開口部に対応する領域に光学的な対応開口部が設けられており、前記開口部及び前記対応開口部を通過した透過光を用いて測定することが好ましい。
【００２４】
また、本発明の液晶装置のセル厚測定方法は、表面上に第１電極を備えた第１基板と、該第１基板の前記表面に対向する表面上に第２電極を備えた第２基板との間の液晶封入領域内に液晶を封止してなる液晶装置のセル厚測定方法であって、前記第１基板と前記第２基板の少なくともいずれか一方の表面上にカラーフィルタを形成し、前記液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域において前記カラーフィルタに光学的な開口部を設けることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、カラーフィルタの開口部を通して検出した透過光に基づいて液晶の偏光特性を明らかにし、これによってセル厚を測定することによって、液晶の偏光特性をセル内の各層からの多重反射光に影響されることなく、しかもカラーフィルタの着色層の影響を受けることなく、容易に検出することができ、正確にセル厚を測定することができる。
【００２６】
本発明において、液晶セルの表裏両側にそれぞれ偏光板を配置し、一方の偏光板を通して偏光をセル内に導入し、他方の偏光板から射出された透過光の色調によってセル厚を導くことを特徴とする液晶装置のセル厚測定方法。
【００２７】
この発明によれば、一方の偏光板によって直線偏光となった光は液晶セルを通過した後に他方の偏光板から射出され透過光となるため、この透過光は液晶層のリタデーションΔｎ・ｄ（Δｎは液晶の屈折率異方性、ｄは液晶の厚さ、すなわち液晶セルのセル厚）に応じた色調を呈することとなり、この色調を見ることによってセル厚を測定できる。
【００２８】
なお、液晶装置の製造方法としては、上記本発明の液晶装置のセル厚測定方法を用いて、液晶セルのセル厚を測定し、その結果を用いて液晶装置の製造条件を変更して最適のセル厚が得られるようにすることが好ましく、特に、液晶セル内に対する液晶の封止工程における液晶注入量を、上記のセル厚の測定結果に応じて調整することが好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶装置及び液晶装置のセル厚測定方法の実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態における液晶セルの概略構造を示す縦断面図であり、図２は液晶セルの概略斜視図（ａ）及び概略平面透視図（ｂ）である。
【００３０】
本実施形態の液晶装置を構成する液晶セル１００において、ガラス等からなる透明な基板１１の表面上にはストライプ状の反射電極１３（第１電極）が多数並列形成されており、この反射電極１３とともに配線１４が基板１１の張出領域１１Ｂ（対向する基板１２よりも側方へ張り出した領域）の表面上に引き出されるように構成されている。反射電極１３及び配線１４はアルミニウム若しくはアルミニウムを主体とする合金を用いてスパッタリング法などによって形成された金属薄膜である。配線１４は、図２（ｂ）に示すように、反射電極１３に導電接続された引出配線１４ａと、図示しない上下導通部を介して後述する基板１２に形成された透明電極１８（第２電極）に対して導電接続された連結配線１４ｂとから構成されている。上記反射電極１３の上には、ＳｉＯ２などからなるトップコート膜１５が形成され、このトップコート膜１５の上にポリイミド樹脂からなる配向膜１６が形成されている。なお、基板１１の張出領域１１Ｂの表面上には接続端子部１５０もまた反射電極１３と同材質にて形成されている。
【００３１】
一方、ガラス等からなる透明な基板１２の表面（基板１１に対向する表面）上には、カラーフィルタ１７が形成されている。このカラーフィルタ１７は、公知のように、例えば、赤、緑、青などの３色の着色層を所定配列になるように形成したものである。各着色層は、例えば染料や顔料を分散させた樹脂によって構成される。次に、必要に応じてカラーフィルタ１７の上に透明な保護膜を形成した後、その上にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などからなる複数の透明電極１８を並列状態に形成する。透明電極１８は、例えば、上記反射電極１３の伸びる方向と直交する平面方向に伸びるストライプ状に形成される。透明電極１８の表面上には、上記と同様の配向膜１９が形成される。
【００３２】
基板１１と基板１２はシール材２０を介して貼りあわされ、このシール材２０によって囲まれた液晶封入領域Ｆ内に液晶が封入される。図２（ｂ）に模式的に示すように、液晶封入領域Ｆ内には、上記の反射電極１３と透明電極１８とが平面的に交差した部分にそれぞれ画素領域Ｇが形成され、この画素領域Ｇ毎に所定の電圧が液晶に印加されて、所定の光学的状態が実現される。画素領域Ｇがマトリクス状に配列された部分が表示駆動領域Ｈであり、この表示駆動領域Ｈ内に所定の画像が表示される。
【００３３】
上記の液晶セル１００においては、基板１２の手前に偏光板を配置し、例えば、配線１４の端部及び接続端子１５０が配置された外部接続部１１Ｃにおいて、配線１３及び接続端子１５０に液晶駆動回路などを形成した集積回路チップなどの電子部品を実装し、接続端子１５０にフレキシブル配線基板などの配線部材を実装することによって液晶装置として構成される。この液晶装置においては、外光が偏光板を通して直線偏光になり液晶セルに入射する。液晶セル内の液晶は、反射電極１３と透明電極１８から受ける電圧によって明状態と暗状態のいずれかに制御される。明状態にある画素においては、液晶セルに入射する直線偏光はそのまま液晶層を通過して反射電極１３において反射され、さらにそのまま再び液晶層を通過して液晶セルから射出され、偏光板を透過して外部へ放出される。暗状態にある画素においては、液晶セルに入射する直線偏光は液晶層によって変調された後、反射電極１３で反射されて再び液晶層によって変調されて当初の偏光方向とはほぼ直交する方向の直線偏光となって偏光板に向けて出射するので、偏光板によって遮光される。
【００３４】
本実施形態では、上記の液晶封入領域Ｆ内であって表示駆動領域Ｈよりも外側において、反射電極１３及び配線１４が形成されず、所定の形状（図示の場合には円形）の開口部１３ａ（第１開口部）が形成されている。また、カラーフィルタ１７における開口部１３ａに対応する、すなわち、平面的に開口部１３ａに重なる位置に、対応開口部１７ａ（第２開口部）が形成されている。開口部１３ａには金属薄膜が形成されておらず、トップコート膜１５及び配向膜１６のみが形成された光学的開口部となっており、また、対応開口部１７ａもまた、カラーフィルタの着色層が形成されておらず、配向膜１９のみが形成された光学的開口部となっている。
【００３５】
本実施形態では、上記開口部１３ａ及び対応開口部１７ａの形成位置に合わせて、図１に示すように光源Ａ及び偏光板Ｂを基板１２の外面上に配置し、偏光板Ｃ及びカメラＤを基板１１の外面上に配置することにより、光源Ａから発せられる光が偏光板Ｂによって所定の方向の直線偏光になり、この偏光が対応開口部１７ａを通って液晶層を透過し、さらに開口部１３ａを通って液晶セルから射出し、偏光板Ｃを通過してカメラＤに入射するように構成する。このとき、直線偏光は液晶層を通過しながら液晶の屈折率異方性Δｎに応じて偏光状態が変化し、光の波長によって偏光方向がばらつくので、偏光板Ｃを通過した透過光は所定の色調を呈することになる。ただし、この色調は、偏光板Ｂの偏光透過軸と偏光板Ｃの偏光透過軸との関係によって変化するので、予め偏光板Ｂの偏光透過軸と偏光板Ｃの偏光透過軸とを所定の関係に固定しておくことによって、液晶層のリタデーションΔｎ・ｄの変化に応じた色調変化を観察することができる。
【００３６】
例えば、予め設定された偏光板Ｂ及びＣと、予め設定されたセル厚ｄとによって得られる透過光の色調を決定しておき、セル厚ｄの変化（増減）と色調との関係を概略求めておく。そして、上記のようにして製造された液晶セルを透過した透過光の色調を画像解析や色度計などによって同定することによって、液晶セルのセル厚が設定されたセル厚よりも厚いか薄いかを判定して、製造工程にフィードバックさせる。例えば、液晶セルへの液晶注入後におけるシール材の封止工程において、液晶注入量を増減してセル厚を調整する。この場合、セル厚の測定によってセル厚の値を導出してもよいが、規定のセル厚の場合の色調に比べてどの程度色調が変化しているかのみを求めてもよく、或いは、規定のセル厚に対するセル厚の大小のみを求めても構わない。
【００３７】
図３は、本実施形態の基板１１のより詳細な表面構造を示す拡大部分平面図である。基板１１の表面上には、前述のようにストライプ状の多数の反射電極１３が並列形成されており、各反射電極１３はそれぞれ上記の引出配線１４ａと一体に形成されている。また、引出配線１４ａの配列領域の両側にはそれぞれ上記の連結配線１４ｂが形成されている。反射電極１３及び引出配線１４ａが並列形成された領域の両側外周部には、それぞれ、液晶セルの外観を、表示駆動領域Ｈとその周囲の非表示領域との間で変化させないための複数のダミー電極１３Ｄが形成されている。これらのダミー電極１３Ｄは、上記反射電極１３と同時に同材質にて形成されたものであり、反射電極１３及び配線１４の形成されていない領域を埋め尽くすように形成されている。
【００３８】
本実施形態では、上記の開口部１３ａは、反射電極１３における表示駆動領域Ｈの外側へ出た部分、或いは、配線１４の形成領域内に形成されていてもよいが、図３に示すように多くの領域に亘ってダミー電極１３Ｄが形成されている場合には、これらのダミー電極１３Ｄに開口部１３Ｅを設け、この開口部１３Ｅを上記の開口部１３ａとして用いてもよい。このようにダミー電極１３Ｄに開口部１３Ｅを設けることによって、開口部の形成位置の自由度及び開口面積の確保が容易になり、また、配線１４の取り回しを変更する必要もなくなる。
【００３９】
［第２実施形態］次に、本発明に係る液晶装置及び液晶装置のセル厚測定方法の第２実施形態について詳細に説明する。この液晶装置を構成する液晶セル２００は、基板２１の表面上に反射層２３がスパッタリング法や蒸着法などによってアルミニウムなどの金属薄膜の形で形成されている。反射層２３は、第１実施形態において説明した画素領域毎に形成されていてもよく、或いは、液晶封入領域全体に亘って形成されていても構わない。
【００４０】
反射層２３（第１電極）の上には第１実施形態と同様のカラーフィルタ２４が形成され、このカラーフィルタ２４の上にはＳｉＯ２などの透明な保護膜２５が形成され、この保護膜２５の上にＩＴＯなどの透明導電体によってスパッタリング法などによりストライプ状の透明電極２６（第２電極）が形成されている。この透明電極２６と同時に、透明電極２６及び後述する透明電極２８と導電接続される配線２４０が透明導電体によって形成される。また、第１実施形態と同様の接続端子２５０もまた透明導電体によって同時に形成される。透明電極２６の上には配向膜２７が形成される。
【００４１】
一方、基板２２の表面上には、透明導電体からなるストライプ状の透明電極２８が並列形成され、この透明電極２８上に配向膜２９が形成される。基板２１と基板２２はシール材３０を介して貼りあわせられ、シール材３０の内側の基板間に液晶が封入される。なお、透明電極２８は図示しない上下導通部を介して上記の配線２４０の一部に導電接続されている。
【００４２】
上記の液晶セル２００においては、基板２２の手前に偏光板を配置し、例えば、配線２４０及び接続端子２５０に液晶駆動回路などを形成した集積回路チップなどの電子部品を実装し、接続端子２５０にフレキシブル配線基板などの配線部材を実装することによって液晶装置として構成される。この状態で、透明電極２６と２８の間に所定の電圧が加わるように駆動することによって、表示駆動領域内における各画素領域の液晶の光学的状態を制御することができる。外光は偏光板を通過して直線偏光となり、明状態の画素領域においてはそのまま液晶層を通過してカラーフィルタ２４を通過した後に反射層２３で反射し、再びカラーフィルタ２４及び液晶層を通過して偏光板を通過し、射出される。暗状態の画素領域においては、液晶層を通過することによって偏光状態が変化し、反射層２３で反射された後に再び液晶層を通過することによって元の直線偏光の偏光軸とは直交する方向に偏光軸を有する直線偏光となるため、偏光板において遮光される。
【００４３】
本実施形態においては、反射層２３と、その上に形成されたカラーフィルタ２４にそれぞれ開口部２３ａ（第１開口部）及び対応開口部２４ａ（第２開口部）を形成している。これらの開口部２３ａ及び対応開口部２４ａは、それぞれ反射層２３及びカラーフィルタ２４を形成する工程でパターニング時に除去するようにして形成してもよく、或いは、後の工程においてエッチングなどの方法によって選択的に除去して形成しても構わない。
【００４４】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、液晶セル２００の表裏両側に光源Ａ及び偏光板Ｂ並びに偏光板Ｃ及びカメラ（或いは色度計）Ｄを配置し、光源Ａから発せられた光を偏光板Ｂで直線偏光とし、これを液晶セル２００の上記開口部２３ａ及び対応開口部２４ａの形成された部分に通過させ、さらに偏光板Ｃに通過させた後、この透過光の色調を測定する。
【００４５】
尚、本発明の液晶装置及び液晶装置のセル厚測定方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４６】
例えば、上記各実施形態では反射機能を有する反射電極などの反射層と、カラーフィルタとの双方を備えているが、反射層とカラーフィルタのいずれか一方のみを備えた液晶装置においても、その一方に開口部を形成することによって同様に透過式のセル厚測定を実施することが可能になる。
【００４７】
また、上記各実施形態では、液晶封入領域内における表示駆動領域の外側に開口部及び対応開口部を設けているが、表示駆動領域内における、例えば、画素領域間に、上記の開口部及び対応開口部を設けても構わない。すなわち、液晶封入領域内であって、画素領域以外の非表示領域であれば、いずこに開口部及び対応開口部を形成してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、液晶封入領域内に構成された画素領域から外れた非表示領域において反射層に光学的な開口部が設けられていることにより、この開口部を通して液晶セルに光を透過させ、その透過光に基づいて液晶層の偏光特性を知ることができるので、表示状態に影響を与えることなく、正確にセル厚を測定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の液晶装置を構成する液晶セルの構造及びセル厚測定方法を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態の液晶セルの概略斜視図（ａ）及び概略平面図（ｂ）である。
【図３】第１実施形態の基板１１上の表面構造例を示す拡大部分平面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の液晶装置を構成する液晶セルの構造及びセル厚測定方法を示す概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ光源
Ｂ，Ｃ偏光板
Ｄカメラ
１１，１２，２１，２２基板
１３反射電極
１３ａ，２３ａ開口部
１３Ｄダミー電極
１４配線
１４ａ引出配線
１４ｂ連結配線
１５トップコート膜
１６，１９，２７，２９配向膜
１７，２４カラーフィルタ
１７ａ，２４ａ対応開口部
１８，２８透明電極
２０，３０シール材
２３反射層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device and a cell thickness measuring method of the liquid crystal device, and more particularly to a manufacturing technique suitable for a liquid crystal device having a reflective layer and a color filter for reflecting external light.
[0002]
[Prior art]
In general, when manufacturing a liquid crystal device, electrodes are formed on opposite surfaces of two substrates, and these substrates are bonded to each other with a sealing material to a predetermined cell thickness. A liquid crystal cell (before sticking or assembling of a polarizing plate) is configured by sealing liquid crystal in a liquid crystal sealing region between the defined substrates.
[0003]
When manufacturing a transmissive liquid crystal device in which a transparent electrode is formed on each of two substrates among the above liquid crystal devices, for example, a polarizing plate is disposed on each of the front and back sides of a liquid crystal cell, and one polarizing plate is provided. The thickness of the liquid crystal layer along the optical path can be known by applying light from the light source to the liquid crystal cell through and examining the color tone of the light emitted through the other polarizing plate.
[0004]
That is, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal sealed in the liquid crystal cell is determined by the liquid crystal composition, and the product Δn · d of the refractive index anisotropy Δn and the thickness d of the liquid crystal layer is used as a retardation. The optical characteristics (polarization characteristics) of the film are determined. Normally, in a liquid crystal device that uses polarization characteristics to realize display, when the thickness d of the liquid crystal layer changes with respect to a set value, the retardation Δn · d also changes, so the polarization characteristics also change. The aspect will be different from the desired state.
[0005]
At this time, as described above, polarizing plates are arranged on both the front and back sides of the liquid crystal cell, and when these polarizing plates are set so that their polarization axes have a predetermined relationship, the two polarizing plates and the liquid crystal cell are transmitted. The transmitted light is observed in a predetermined color tone. This color tone changes depending on the retardation variation.
[0006]
Therefore, conventionally, the thickness of the liquid crystal layer (that is, the cell thickness d) can be measured by detecting the color tone of the transmitted light obtained through the polarizing plate as described above. The accuracy and variation of the cell thickness of the liquid crystal cell was grasped, and the result was used to adjust the manufacturing conditions in the manufacturing line.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the liquid crystal device includes a reflective liquid crystal device in which a reflective layer and a reflective electrode are formed on one substrate, and a color liquid crystal device in which a color filter is formed on at least one of these substrates. When the cell thickness of the liquid crystal cell constituting the device or the color liquid crystal device is to be measured, the cell thickness cannot be measured by the above-mentioned transmitted light by being shielded from light by the reflective layer or the reflective electrode, or the light is applied to the color filter. There is a problem that the cell thickness cannot be accurately measured because the color tone of the transmitted light changes as it passes.
[0008]
On the other hand, an apparatus that measures the cell thickness by capturing the reflected light of the light irradiated in the empty cell is known, but when this apparatus is used for a liquid crystal cell after liquid crystal is injected, the cell is subjected to multiple reflection in the cell. This apparatus for measuring the thickness has a problem that it is impossible to detect the accurate thickness of the liquid crystal layer due to the optical influence of the liquid crystal.
[0009]
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is that the structure of the liquid crystal device that can measure the cell thickness without any trouble for the liquid crystal cells constituting the reflective liquid crystal device and the color liquid crystal device. And providing a cell thickness measuring method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal between a first substrate having a reflective layer on the surface and a second substrate having a transparent electrode on the surface facing the first substrate. A liquid crystal device in which liquid crystal is sealed in an encapsulated area, and an optical opening is provided in the reflective layer in a non-display area that is out of a pixel area configured in the liquid crystal encapsulated area. It is characterized by.
[0011]
According to the present invention, an optical opening is provided in the reflective layer in the non-display area outside the pixel area formed in the liquid crystal sealing area, so that light is transmitted through the opening to the liquid crystal cell. Since the polarization characteristics of the liquid crystal layer can be known based on the transmitted light, the cell thickness can be accurately measured without affecting the display state.
[0012]
In the present invention, it is preferable that a color filter is formed closer to the second substrate than the reflective layer, and the color filter is provided with an optical corresponding opening in a region corresponding to the opening.
[0013]
According to the present invention, even if the color filter is formed, the corresponding opening is formed in the color filter. Therefore, the influence of the coloring of the color filter through the opening of the reflective layer and the corresponding opening of the color filter. The cell thickness can be accurately measured without being subjected to this.
[0014]
Here, the corresponding opening of the color filter refers to a portion where a colored layer constituting the color filter is not formed.
[0015]
In the present invention, the reflective layer is preferably a reflective electrode formed on a surface of the first substrate facing the second substrate.
[0016]
In the present invention, the reflective layer is a reflective electrode formed on a surface of the first substrate facing the second substrate, and a dummy electrode formed in a region other than a region where the reflective electrode is formed, and the opening Is preferably formed on the dummy electrode.
[0017]
According to the present invention, since the opening is formed in the dummy electrode, restrictions on the degree of freedom of arrangement of the opening and the opening area are reduced, so that the cell thickness can be measured under more favorable conditions. become.
[0018]
Next, a liquid crystal device according to the present invention is provided between a first substrate having a first electrode on the surface and a second substrate having a second electrode on the surface opposite to the surface of the first substrate. A liquid crystal device in which liquid crystal is sealed in a liquid crystal sealing region, wherein a color filter is formed on a surface of at least one of the first substrate and the second substrate, and is configured in the liquid crystal sealing region. An optical opening is provided in the color filter in a non-display area outside the pixel area.
[0019]
According to the present invention, the opening is formed in the color filter in the non-display area outside the pixel area formed in the liquid crystal sealing area, so that light is transmitted through the opening to the liquid crystal cell. Since the polarization characteristics of the liquid crystal layer can be known based on the transmitted light, the cell thickness can be accurately measured without affecting the display state and without being affected by the colored layer of the color filter. .
[0020]
Next, as a method for measuring the cell thickness of the liquid crystal device of the present invention, there is provided a first substrate having a reflective layer on the surface and a second substrate having a second electrode on the surface facing the first substrate. A cell thickness measurement method for a liquid crystal device in which liquid crystal is sealed in a liquid crystal sealing region between the two, wherein the reflective layer is optically applied to a non-display region that is out of a pixel region formed in the liquid crystal sealing region. An opening is provided, and the cell thickness is measured from the polarization characteristics of the liquid crystal that is determined based on the transmitted light detected through the opening.
[0021]
According to the present invention, the polarization characteristic of the liquid crystal is clarified based on the transmitted light detected through the opening of the reflection layer, and the cell thickness is thereby measured, so that the polarization characteristic of the liquid crystal is reflected from each layer in the cell. It can be easily detected without being affected by light and without being disturbed by the reflective layer, and the cell thickness can be accurately measured.
[0022]
Here, the measurement of the cell thickness is not limited to the case of obtaining the absolute value of the cell thickness but also includes knowing whether there is a change from the standard transmitted light state.
[0023]
In the present invention, a color filter is formed closer to the second substrate than the reflective layer, and the color filter is provided with an optically corresponding opening in a region corresponding to the opening. It is preferable to measure using transmitted light that has passed through the corresponding opening.
[0024]
The cell thickness measuring method for a liquid crystal device according to the present invention includes a first substrate having a first electrode on the surface, and a second substrate having a second electrode on the surface of the first substrate facing the surface. A cell thickness measurement method for a liquid crystal device in which liquid crystal is sealed in a liquid crystal sealing region between the first substrate and the second substrate, wherein a color filter is formed on at least one surface of the first substrate and the second substrate. The color filter is provided with an optical opening in a non-display area outside the pixel area formed in the liquid crystal sealing area.
[0025]
According to the present invention, the polarization characteristic of the liquid crystal is clarified based on the transmitted light detected through the opening of the color filter, and the cell thickness is thereby measured, so that the polarization characteristic of the liquid crystal is reflected from each layer in the cell. It can be easily detected without being affected by light and without being affected by the colored layer of the color filter, and the cell thickness can be accurately measured.
[0026]
In the present invention, polarizing plates are arranged on both the front and back sides of the liquid crystal cell, polarized light is introduced into the cell through one polarizing plate, and the cell thickness is guided by the color tone of transmitted light emitted from the other polarizing plate. A cell thickness measurement method for a liquid crystal device.
[0027]
According to the present invention, the light that has been linearly polarized by one polarizing plate passes through the liquid crystal cell and then is emitted from the other polarizing plate to become transmitted light. Therefore, the transmitted light is transmitted through the retardation Δn · d (Δn of the liquid crystal layer. Represents a color tone according to the refractive index anisotropy of the liquid crystal, and d represents the thickness of the liquid crystal, that is, the cell thickness of the liquid crystal cell. By looking at this color tone, the cell thickness can be measured.
[0028]
In addition, as a manufacturing method of the liquid crystal device, the cell thickness measurement method of the liquid crystal device of the present invention is used to measure the cell thickness of the liquid crystal cell, and using the result, the manufacturing conditions of the liquid crystal device are changed to obtain the optimum method. It is preferable to obtain a cell thickness. In particular, it is preferable to adjust the liquid crystal injection amount in the liquid crystal sealing step into the liquid crystal cell according to the measurement result of the cell thickness.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of a liquid crystal device and a cell thickness measuring method of the liquid crystal device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal cell in the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic perspective view (a) and a schematic plan perspective view (b) of the liquid crystal cell.
[0030]
In the liquid crystal cell 100 constituting the liquid crystal device of the present embodiment, a large number of striped reflective electrodes 13 (first electrodes) are formed in parallel on the surface of a transparent substrate 11 made of glass or the like. At the same time, the wiring 14 is configured to be drawn out on the surface of the overhanging region 11 </ b> B of the substrate 11 (region overhanging to the side of the opposing substrate 12). The reflective electrode 13 and the wiring 14 are metal thin films formed by sputtering or the like using aluminum or an alloy mainly composed of aluminum. As shown in FIG. 2B, the wiring 14 includes a lead-out wiring 14a conductively connected to the reflective electrode 13, and a transparent electrode 18 (second electrode) formed on the substrate 12 to be described later via a vertical conduction portion (not shown). ) And a connecting wire 14b that is conductively connected. A top coat film 15 made of SiO 2 or the like is formed on the reflective electrode 13, and an alignment film 16 made of polyimide resin is formed on the top coat film 15. Note that the connection terminal portion 150 is also formed of the same material as that of the reflective electrode 13 on the surface of the protruding region 11B of the substrate 11.
[0031]
On the other hand, a color filter 17 is formed on the surface of the transparent substrate 12 made of glass or the like (the surface facing the substrate 11). As is well known, the color filter 17 is formed by, for example, three colored layers such as red, green, and blue arranged in a predetermined arrangement. Each colored layer is made of, for example, a resin in which a dye or a pigment is dispersed. Next, after forming a transparent protective film on the color filter 17 as necessary, a plurality of transparent electrodes 18 made of ITO (indium tin oxide) or the like are formed in parallel thereon. The transparent electrode 18 is formed, for example, in a stripe shape extending in a plane direction perpendicular to the direction in which the reflective electrode 13 extends. On the surface of the transparent electrode 18, an alignment film 19 similar to the above is formed.
[0032]
The substrate 11 and the substrate 12 are pasted together via a sealing material 20, and liquid crystal is sealed in a liquid crystal sealing region F surrounded by the sealing material 20. As schematically shown in FIG. 2B, in the liquid crystal sealing region F, pixel regions G are formed at portions where the reflective electrode 13 and the transparent electrode 18 intersect in a plane, respectively. A predetermined voltage is applied to the liquid crystal for each G to realize a predetermined optical state. A portion where the pixel regions G are arranged in a matrix form is a display drive region H, and a predetermined image is displayed in the display drive region H.
[0033]
In the liquid crystal cell 100 described above, a polarizing plate is disposed in front of the substrate 12. For example, in the external connection portion 11 </ b> C where the end portion of the wiring 14 and the connection terminal 150 are disposed, the liquid crystal driving circuit is connected to the wiring 13 and the connection terminal 150. Etc. are mounted, and an electronic component such as an integrated circuit chip is mounted, and a wiring member such as a flexible wiring board is mounted on the connection terminal 150 to constitute a liquid crystal device. In this liquid crystal device, external light becomes linearly polarized light through the polarizing plate and enters the liquid crystal cell. The liquid crystal in the liquid crystal cell is controlled to either a bright state or a dark state by a voltage received from the reflective electrode 13 and the transparent electrode 18. In the pixel in the bright state, the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell passes through the liquid crystal layer as it is and is reflected by the reflective electrode 13, and further passes through the liquid crystal layer again and is emitted from the liquid crystal cell and passes through the polarizing plate. Released to the outside. In the pixel in the dark state, the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell is modulated by the liquid crystal layer, then reflected by the reflective electrode 13 and again modulated by the liquid crystal layer, and a straight line in a direction substantially perpendicular to the original polarization direction. Since it becomes polarized light and is emitted toward the polarizing plate, it is shielded by the polarizing plate.
[0034]
In the present embodiment, the reflective electrode 13 and the wiring 14 are not formed inside the liquid crystal sealing region F and outside the display driving region H, and an opening 13a having a predetermined shape (circular in the illustrated case). (First opening) is formed. Further, a corresponding opening 17a (second opening) is formed at a position corresponding to the opening 13a in the color filter 17, that is, a position overlapping the opening 13a in plan view. No metal thin film is formed in the opening 13a, which is an optical opening in which only the topcoat film 15 and the alignment film 16 are formed, and the corresponding opening 17a is also a colored layer of the color filter. Is not formed, and an optical opening in which only the alignment film 19 is formed.
[0035]
In the present embodiment, the light source A and the polarizing plate B are arranged on the outer surface of the substrate 12 as shown in FIG. 1 according to the formation positions of the opening 13a and the corresponding opening 17a, and the polarizing plate C and the camera D are arranged. By disposing on the outer surface of the substrate 11, the light emitted from the light source A becomes linearly polarized light in a predetermined direction by the polarizing plate B, and this polarized light is transmitted through the liquid crystal layer through the corresponding opening 17a, and further the opening. The liquid crystal cell exits through 13a, passes through the polarizing plate C, and enters the camera D. At this time, the linearly polarized light changes its polarization state according to the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal while passing through the liquid crystal layer, and the polarization direction varies depending on the wavelength of the light. It will exhibit a color tone. However, since this color tone changes depending on the relationship between the polarization transmission axis of the polarizing plate B and the polarization transmission axis of the polarizing plate C, a predetermined relationship between the polarization transmission axis of the polarizing plate B and the polarization transmission axis of the polarizing plate C is obtained in advance. By fixing to the color tone, it is possible to observe a change in color tone according to a change in the retardation Δn · d of the liquid crystal layer.
[0036]
For example, the color tone of the transmitted light obtained by the preset polarizing plates B and C and the preset cell thickness d is determined, and the relationship between the change (increase / decrease) in the cell thickness d and the color tone is roughly obtained. Keep it. Whether the cell thickness of the liquid crystal cell is thicker or thinner than the set cell thickness by identifying the color tone of the transmitted light transmitted through the liquid crystal cell manufactured as described above by image analysis or a chromaticity meter. Is fed back to the manufacturing process. For example, in the sealing step of the sealing material after the liquid crystal is injected into the liquid crystal cell, the cell thickness is adjusted by increasing or decreasing the liquid crystal injection amount. In this case, the value of the cell thickness may be derived by measuring the cell thickness, but it may be determined only how much the color tone has changed compared to the color tone in the case of the specified cell thickness, Only the cell thickness relative to the cell thickness may be obtained.
[0037]
FIG. 3 is an enlarged partial plan view showing a more detailed surface structure of the substrate 11 of the present embodiment. On the surface of the substrate 11, as described above, a large number of stripe-like reflective electrodes 13 are formed in parallel, and each reflective electrode 13 is formed integrally with the above-described lead wiring 14 a. Further, the above-described connection wirings 14b are formed on both sides of the arrangement region of the lead-out wirings 14a. A plurality of dummies for preventing the appearance of the liquid crystal cell from changing between the display drive region H and the surrounding non-display region are provided on the outer peripheral portions on both sides of the region where the reflective electrode 13 and the lead wire 14a are formed in parallel. An electrode 13D is formed. These dummy electrodes 13D are formed of the same material as that of the reflective electrode 13 and are formed so as to fill a region where the reflective electrode 13 and the wiring 14 are not formed.
[0038]
In the present embodiment, the opening 13a may be formed outside the display drive region H of the reflective electrode 13 or in the formation region of the wiring 14, but as shown in FIG. When the dummy electrode 13D is formed over many regions, an opening 13E may be provided in the dummy electrode 13D, and the opening 13E may be used as the opening 13a. By providing the opening 13E in the dummy electrode 13D in this manner, it becomes easy to secure the degree of freedom of the position where the opening is formed and the opening area, and the wiring 14 need not be changed.
[0039]
Second Embodiment Next, a liquid crystal device and a cell thickness measuring method for a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail. In a liquid crystal cell 200 constituting this liquid crystal device, a reflective layer 23 is formed on the surface of a substrate 21 in the form of a metal thin film such as aluminum by sputtering or vapor deposition. The reflective layer 23 may be formed for each pixel region described in the first embodiment, or may be formed over the entire liquid crystal sealing region.
[0040]
A color filter 24 similar to that of the first embodiment is formed on the reflective layer 23 (first electrode), and a transparent protective film 25 such as SiO 2 is formed on the color filter 24. A striped transparent electrode 26 (second electrode) is formed on the substrate by a sputtering method or the like with a transparent conductor such as ITO. Simultaneously with the transparent electrode 26, a wiring 240 that is conductively connected to the transparent electrode 26 and a transparent electrode 28 described later is formed of a transparent conductor. Further, the connection terminal 250 similar to that of the first embodiment is also formed simultaneously with the transparent conductor. An alignment film 27 is formed on the transparent electrode 26.
[0041]
On the other hand, striped transparent electrodes 28 made of a transparent conductor are formed in parallel on the surface of the substrate 22, and an alignment film 29 is formed on the transparent electrodes 28. The substrate 21 and the substrate 22 are bonded to each other through a sealing material 30, and liquid crystal is sealed between the substrates inside the sealing material 30. The transparent electrode 28 is conductively connected to a part of the wiring 240 via a vertical conduction portion (not shown).
[0042]
In the liquid crystal cell 200 described above, a polarizing plate is disposed in front of the substrate 22, and, for example, an electronic component such as an integrated circuit chip in which a liquid crystal driving circuit is formed on the wiring 240 and the connection terminal 250 is mounted. A liquid crystal device is configured by mounting a wiring member such as a flexible wiring board. In this state, by driving so that a predetermined voltage is applied between the transparent electrodes 26 and 28, the optical state of the liquid crystal in each pixel region in the display drive region can be controlled. The external light passes through the polarizing plate and becomes linearly polarized light. In the pixel region in the bright state, the light passes through the liquid crystal layer, passes through the color filter 24, is reflected by the reflective layer 23, and passes through the color filter 24 and the liquid crystal layer again. Then, it passes through the polarizing plate and is ejected. In the pixel region in the dark state, the polarization state changes by passing through the liquid crystal layer, and after passing through the liquid crystal layer after being reflected by the reflection layer 23, the polarization direction of the original linearly polarized light is perpendicular to the pixel region. Since it is linearly polarized light having a polarization axis, it is shielded from light by the polarizing plate.
[0043]
In the present embodiment, an opening 23a (first opening) and a corresponding opening 24a (second opening) are formed in the reflective layer 23 and the color filter 24 formed thereon, respectively. These openings 23a and corresponding openings 24a may be formed so as to be removed at the time of patterning in the process of forming the reflective layer 23 and the color filter 24, respectively, or selected by a method such as etching in a subsequent process. Alternatively, it may be removed.
[0044]
Also in this embodiment, the light source A, the polarizing plate B, the polarizing plate C, and the camera (or chromaticity meter) D are arranged on both the front and back sides of the liquid crystal cell 200 and emitted from the light source A, as in the first embodiment. The light is converted into linearly polarized light by the polarizing plate B, and the light is passed through the portion where the opening 23a and the corresponding opening 24a of the liquid crystal cell 200 are formed, and further passed through the polarizing plate C, and then the color tone of the transmitted light is changed. Measure.
[0045]
The liquid crystal device and the cell thickness measuring method of the liquid crystal device of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. .
[0046]
For example, each of the above embodiments includes both a reflective layer such as a reflective electrode having a reflective function and a color filter. However, even in a liquid crystal device including only one of the reflective layer and the color filter, one of them is provided. By forming an opening in the same, it becomes possible to carry out transmission type cell thickness measurement in the same manner.
[0047]
In each of the above embodiments, the opening and the corresponding opening are provided outside the display driving region in the liquid crystal sealing region. For example, the opening and the corresponding portion are provided between the pixel regions in the display driving region. An opening may be provided. In other words, the opening and the corresponding opening may be formed in the liquid crystal sealing region as long as it is a non-display region other than the pixel region.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the reflective layer is provided with the optical opening in the non-display area outside the pixel area formed in the liquid crystal sealing area, the liquid crystal is passed through this opening. Since light is transmitted through the cell and the polarization characteristics of the liquid crystal layer can be known based on the transmitted light, the cell thickness can be accurately measured without affecting the display state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a liquid crystal cell constituting a liquid crystal device according to a first embodiment of the present invention and a cell thickness measuring method.
FIG. 2 is a schematic perspective view (a) and a schematic plan view (b) of the liquid crystal cell of the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged partial plan view showing a surface structure example on a substrate 11 according to the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a liquid crystal cell and a cell thickness measuring method constituting a liquid crystal device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
A Light source B, C Polarizing plate D Camera 11, 12, 21, 22 Substrate 13 Reflective electrode 13a, 23a Opening 13D Dummy electrode 14 Wiring 14a Lead-out wiring 14b Connection wiring 15 Topcoat films 16, 19, 27, 29 Alignment film 17 , 24 Color filters 17a, 24a Corresponding openings 18, 28 Transparent electrodes 20, 30 Sealing material 23 Reflective layer

Claims

表面上に第１電極を備えた第１基板と該第１基板に対向する表面上に第２電極を備えた第２基板との間の液晶封入領域内に液晶を封止してなる液晶装置であって、
前記液晶封入領域内の表示駆動領域に設けられた前記第１電極及び前記第２電極と、
前記第１基板の前記液晶封入領域内に構成された前記表示駆動領域から外れた非表示領域に形成されたダミー第１電極と、
前記液晶封入領域内において、前記第１基板の前記液晶側の前記ダミー第１電極を含む前記第１電極上又は前記第２基板の前記液晶側の前記第２電極上に形成されたカラーフィルタと、を備え、
前記第１基板側の前記ダミー第１電極には光学的な第１開口部が形成されるとともに、前記第１基板又は前記第２基板の前記カラーフィルタの前記第１開口部に対応した位置には光学的な第２開口部が形成され、
前記第１基板の前記第１開口部を含む前記第１電極上及び前記第２基板の前記第２開口部を含む前記カラーフィルタ上のそれぞれを覆うようにして少なくとも配向膜が形成されたことを特徴とする液晶装置。A liquid crystal device in which liquid crystal is sealed in a liquid crystal sealing region between a first substrate having a first electrode on the surface and a second substrate having a second electrode on the surface facing the first substrate. Because
The first electrode and the second electrode provided in a display driving region in the liquid crystal sealing region;
A dummy first electrode formed in a non-display area deviated from the display driving area configured in the liquid crystal sealing area of the first substrate;
A color filter formed on the first electrode including the dummy first electrode on the liquid crystal side of the first substrate or on the second electrode on the liquid crystal side of the second substrate in the liquid crystal sealing region; With
An optical first opening is formed in the dummy first electrode on the first substrate side, and at a position corresponding to the first opening of the color filter of the first substrate or the second substrate. Is formed with an optical second opening,
An alignment film is formed at least on the first electrode including the first opening of the first substrate and the color filter including the second opening of the second substrate. A characteristic liquid crystal device.

前記第１電極が反射層からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。 The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first electrode includes a reflective layer.

請求項１又は請求項２に記載の液晶装置を用いた液晶装置のセル厚測定方法であって、
前記第１基板及び前記第２基板の外側に偏光板を配置し、
前記第１基板の外側に配置した光源から射出された光のうち、前記偏光板、前記第１開口部及び前記液晶を通過し、さらに前記第２開口部及び前記偏光板を通過して得られた光の色調と、前記偏光板、前記液晶装置のセル厚に基づいて予め設定した色調とを比較して、セル厚を導くことを特徴とする液晶装置のセル厚測定方法。A cell thickness measuring method for a liquid crystal device using the liquid crystal device according to claim 1 or 2,
A polarizing plate is disposed outside the first substrate and the second substrate,
Of light emitted from a light source disposed outside the first substrate, the light passes through the polarizing plate, the first opening, and the liquid crystal, and further passes through the second opening and the polarizing plate. A cell thickness measurement method for a liquid crystal device, wherein the cell thickness is derived by comparing the color tone of the light with a color tone preset based on the cell thickness of the polarizing plate and the liquid crystal device.