JPH0566408A - 液晶素子の製造方法 - Google Patents

液晶素子の製造方法

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JPH0566408A
JPH0566408A JP22613391A JP22613391A JPH0566408A JP H0566408 A JPH0566408 A JP H0566408A JP 22613391 A JP22613391 A JP 22613391A JP 22613391 A JP22613391 A JP 22613391A JP H0566408 A JPH0566408 A JP H0566408A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal cell
cell
temp
sealing
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JP22613391A
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English (en)
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Masumi Hirano
真澄 平野
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶セルのシールや封止が破れない様な液晶
素子の製造方法を提供する。 【構成】 液晶セルに液晶を注入口から注入した後に液
晶セルの温度を実際に液晶セルが使用される状態の温度
まで上昇させて液晶セル内圧と外圧を等しくして注入口
を封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ熱書込み型の液晶
素子、光書込みの液晶ライトバルブ等に用いて好適な液
晶素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からレーザ熱書込み型の液晶素子を
用いた液晶表示装置としては例えば、液晶素子としてス
メクチック液晶を用いて液晶セルにレーザ光を照射し、
熱電気光学効果を利用し、熱書込みした画像をスクリー
ン上に投射表示する投射型ディスプレイ等が知られてい
る。
【0003】図5は上述したレーザ熱書込み型液晶表示
素子を用いた投射型液晶表示装置の光学システムの概要
を示すものである。図5でレーザダイオード1から出射
したレーザビームはコリメーションレンズ2を通って後
述する液晶セルのX軸並にY軸方向に走査されるガルバ
ノスキャナーミラ3を介し、第1の集光レンズ4を透過
し、二色性ミラ5で反射された書込みレーザビーム6は
液晶セル7の液晶面にフォーカスする様に照射される。
この液晶セル7に書込みレーザビーム6によって照射さ
れた書込み点は、そのまま保持される。
【0004】更に液晶セル面上に投射された書込みレー
ザビーム6はX軸及びY軸用の二つのガルバノスキャナ
ーミラ3で偏向され、液晶面上の任意の位置に図形等を
描写することが出来る。
【0005】液晶セル7の液晶面上に描画された図形等
は投射ランプ8からの投写光10によってスクリーン9
上に投影される。即ち、投写ランプ8の投写光10は第
2の集光レンズ11に集められて二色性ミラ5を介し液
晶セル7にバックから当てられ、液晶面上の図形等は投
影レンズ12及び折り返しミラ13を介しスクリーン9
上に投影される。
【0006】上記した液晶セル7の熱書込みの原理を図
6A,B,C,Dによって説明する。図で液晶セル7は
二枚のガラス基板14及び15から成る。これらガラス
基板14にはITO(酸化インジウム)等の透明電極膜
16,17並にSiO2 (二酸化シリコン)等の絶縁膜
18,19がコーティングされ、更に書込みレーザビー
ム6が入射される反対側のガラス基板14にはレーザミ
ラ20が形成されている。このレーザミラ20は誘電体
の光学多層膜で構成される。
【0007】二つのガラス基板14及び15間は例えば
熱硬化性樹脂等の接着材層から成るシール材21でシー
ルされる。
【0008】シール材21でシールされた空セル容器内
にはスメクチック液晶24等が充填される。この液晶2
4はレーザ等の熱書込みによって、SmA(スメクチッ
クA)液晶相⇔N液晶相⇔等方性液晶相(Iso相)に
相変化するものが用いられる。
【0009】この様な液晶24にレーザ等の熱を加えS
mA相からIso相へ一度相転移させた後に元のSmA
相に戻すとIso相でのランダムな配向がSmA相で保
持され、光散乱状態が形成されて、メモリ状態を保持す
る。この状態を消去するには電圧を印加して一様配向し
ているSmA相に戻す様にしてやればよい。
【0010】即ち、透明電極膜16,17は画面を消去
するときに電圧を印加するために形成され、絶縁膜1
8,19は液晶中の不純物によって、透明電極16,1
7間がショートされるのを防止するために形成される。
更にレーザミラ20はレーザダイオードから入射されて
来る書込みレーザビームを反射し、レーザビームのエネ
ルギーを有効利用するためにコーティングされている。
【0011】上述の如き液晶セル7の透明電極膜16,
17間にはスイッチ22及び交流の電源23が直列接続
されている。
【0012】図6Aに示す状態ではスイッチ22はオフ
状態で液晶24は一様に配列されたSmA相である。
【0013】次に図6Bに示す様に、書込みレーザビー
ム6を基板ガラス15側から入射させると書込みレーザ
ビーム6の当たった部分の液晶24aだけ光散乱状態の
Iso相となり図6Cに示す様に画素25となり、所定
の画像が描画可能となる。
【0014】次に図6Dに示す様にスイッチ22をオン
して交流の電源23から透明電極16,17に電圧を印
加すれば液晶24のIso相は元のSmA相の一様な配
列に戻される。
【0015】特に、この様な液晶パネル7に於いては、
標準的なセルギャップt(図6D参照)の値は10μm
に、画素サイズは10μm2 程度であるので、10μm
径のガラスファイバ等のスペーサを表示領域に散布する
と、このガラスファイバによって画面がつぶされるため
に、セルギャップtはシール材21中に混入したガラス
ファイバによって保持する様に成されている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記した液晶セル7は
動作中にその応答性を高めるために恒温槽内に入れられ
て、所定の温度になる様に加熱される構成となされてい
る。
【0017】更に、図5のシステム構成の光学系路で説
明した様に液晶セル7の背面に置かれた投写ランプ8等
の輻射熱で液晶セル7の温度が上昇する場合がある。
【0018】この様に液晶セル7に高い温度が加えられ
ると常温で封止された液晶セル7では液晶24の熱膨張
により、セルギャップtの厚みが設計値の例えば10μ
mからずれる問題があった。
【0019】又、液晶セル7内の液晶24の熱膨張でガ
ラス基板14及び15に対し内面からの圧力が高まるた
めにシール材21或いは封止部分が破れて液晶が漏れ出
したり、液晶24内に気泡が浸入する等のトラブルを発
生することがあった。
【0020】更に、液晶セル7の動作状態では昇温状態
となり、非動作状態では降温状態となるので、この様な
繰返しによって、液晶セル7内の液晶24は膨張、収縮
し、ガラス基板14,15並にシール材21に圧力の変
化が繰り返し加えられるため上述したと同様のトラブル
が発生する問題があった。
【0021】本発明は叙上の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは液晶セルの内圧
を動作時に外圧と同等とし、非動作時には外圧より低く
して、シール材が内圧を受けることのない様にし、液晶
セルの信頼性を向上させる様に成した液晶素子の製造方
法を提供しようとするものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶素子の製造
方法はその例が図1に示されている様に、少なくとも一
方が透明な基板間周辺部を接着層で接着して空隙を設け
液晶セルを形成する工程ST1 と、この液晶セルに設け
られた液晶注入孔から液晶を注入する工程ST 4 と、液
晶セルを恒温槽中に置き液晶セルの温度を上げる工程
と、その後、液晶セルの内圧と外気圧を等しくする工程
ST6 と、液晶注入孔を封止する工程ST 9 とを有する
ことを特徴とするものである。
【0023】
【作用】本発明は液晶セル7に液晶24を注入して注入
口27を封じる際に液晶セルの温度を、そのセルの実際
の動作時と同じか、或いは近い状態にし、液晶セルの内
圧と外気圧を等しくして封止したのでシール部分が破
れ、液晶が漏れたり、気泡が液晶内に混入するトラブル
を回避出来て、信頼性の高い液晶素子の製造方法が得ら
れる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の液晶素子の製造方法の一実施
例を図面によって説明する。
【0025】先ず、ガラス基板14,15はガラス基板
洗浄工程で洗浄が行われ、ガラス基板14の表面には誘
電体の光学多層膜によるレーザミラ20が形成され他方
のガラス基板15はレーザミラが蒸着されない。
【0026】次の導電膜電蒸着工程ではITO等の透明
電極膜16,17がガラス基板14上並にレーザミラ2
0上に形成される。
【0027】更に次の絶縁膜蒸着工程ではSiO2 等の
絶縁膜18,19が透明電極膜16,17上に形成され
る。
【0028】次に絶縁膜18,19上に配向剤が塗布さ
れて、配向層が形成される。
【0029】次にシール部のシール印刷か行われ、シー
ル剤がシール印刷部に塗布される。更に、脱泡・乾燥が
行われ、基板ガラス14,15は所定の膜が形成され
て、図1のフローに示す様に貼り合わせ工程ST1 に入
る。
【0030】貼り合わせ工程ST1 ではセルギャップを
所定の厚みに保持するためにシール材21としての熱硬
化樹脂の接着剤中に直径10μm程度のガラスファイバ
を混入して厚さtを一定に保つ様に成す。
【0031】更に貼り合わせ工程ST1 で作られた空セ
ルを加熱硬化させる加熱硬化工程ST2 を経て次の真空
脱気工程ST3 に入る。
【0032】真空脱気工程ST3 では空セルを真空チャ
ンバ内に入れ、次の液晶注入工程ST4 で液晶材料24
が注入される。この液晶材料24として上述したスメク
チック液晶が注入される。
【0033】通常の工程では液晶注入工程終了後に、直
ちに封止工程に入る。
【0034】本例では液晶材料24が注入れた液晶セル
7を図4に示す恒温槽26中に挿入する工程ST5 があ
り、恒温槽26中に30分乃至2時間入れ、液晶セル7
が実際に使用される環境温度、例えば53℃に設定する
加熱工程ST6 が行われる。恒温槽26中に入れる時間
は液晶セル7の大きさにより異なるが、液晶セル7が設
定温度に安定するまでの時間を選択すればよく、設定温
度も、動作温度に近い温度であってもよく液晶セル7が
設定温度に充分になじんで液晶セル7の内圧と外気圧が
等しくなった状態で次の注入口27に付着した液晶24
をふきとる工程ST8 を行った後に、封止工程ST9
入り封止材35で封止する。注入口27の封止は常温硬
化形接着剤或いはシリコン樹脂系接着剤等が用いられ
る。上述の液晶セルでは注入口27は従来から一般に用
いられている注入口27であってもよい。
【0035】上述の液晶セル7の注入口近傍の取付状態
の一例を図2及び図3で説明する。
【0036】図3は貼り合わせ工程に構成される注入口
27の組立状態の傾斜図で、例えばガラス基板15に溝
28が形成され、この溝28はシール材21を通過し、
この溝28には細管29が嵌着され、溝28と細管29
間は接着剤によって完全にシールされている。
【0037】図3は溝28に細管29を嵌挿して接着剤
31でシールした状態の要部の側断面図を示している。
【0038】上述の構成によると、液晶セル7の内圧は
動作時に外気圧と同等となり、非動作時で常温に戻った
時の液晶は外気圧より低くなるのでシール材21でシー
ルされたシール部や封止された注入口27を押さえ付け
る方向に働くためにシール部が破れて液晶24が漏れる
弊害が除かれ、液晶セル7の信頼性が向上する。
【0039】上述の実施例では加熱工程ST6 で所定温
度に加熱した後に封止を行ったが、図1の破線で示す様
に加熱工程ST6 と注入口27の液晶ふきとり工程ST
8 の間に不活性ガス注入工程ST9を入れる様にしても
よい。
【0040】即ち、この不活性ガス注入工程ST8 は図
4に示す恒温槽26に設けた吸入弁32から窒素ガス等
の不活性ガス34を恒温槽26内に導入し、排気弁33
を開いて恒温槽26内の空気を窒素ガス34に置換し余
分な液晶24をふきとり、恒温槽26内の温度を室温に
戻す。この時、液晶24の体積が減少した分だけ窒素ガ
ス34が注入口27から細管29内に導入されるので、
この状態で注入口27を封止する様にしてもよい。
【0041】上述の実施例の場合は液晶セル7を動作状
態や非動作状態と成し、温度が繰り返し、変化しても、
液晶セル7内の液晶24の体積の増減がガラス基板1
4,15におよぼす影響が減りセルが変形して、液晶層
のセルギャップの厚みtが変化するのを防止出来る。特
に液晶セル7の有効画面30内にセルギャップを保持す
るガラスファイバ等を入れられない約2インチ程度の大
きさの液晶セルでは特に有効となる。
【0042】上述の実施例では液晶セルに液晶を注入し
た後に液晶セルの温度を実際の動作時と同じか或いは近
い状態にして、液晶セル内圧と外圧を等しくして注入口
を封止した場合と、注入口部分の有効画面外に溝を形成
し、細管を挿通し、液晶注入後にこの細管内に不活性ガ
スを導入することで液晶の熱による膨張、収縮を緩衝さ
せた場合を説明したが、これら両方法を併用すればより
効果的な液晶素子の製造方法が得られることは明らかで
ある。
【0043】
【発明の効果】本発明の液晶素子の製造方法によれば液
晶の熱膨張によってシール部分や封止部分が破れたり、
液晶内に気泡が混入することのないものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶素子の製造方法の一実施例を示す
工程図である。
【図2】本発明の液晶素子の製造方法に用いる液晶セル
の注入口組立説明図である。
【図3】本発明の液晶素子の製造方法に用いる液晶パネ
ルの注入口の要部拡大側断面図である。
【図4】本発明の液晶素子の製造方法に用いる恒温槽内
での液晶セルの処理説明図である。
【図5】熱書込み投射型液晶セルのシステム構成図であ
る。
【図6】熱書込み投射型液晶セルの動作原理説明図であ
る。
【符号の説明】
1 レーザダイオード 7 液晶セル 8 投写ランプ 9 スクリーン 14,15 ガラス基板 21 シール材 24 液晶 26 恒温槽 27 注入口 28 溝 29 細管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方が透明な基板間周辺部を
    接着層で接着して空隙を設け液晶セルを形成する工程
    と、 上記液晶セルに設けられた液晶注入孔から液晶を注入す
    る工程と、 上記液晶セルを恒温槽中に置き液晶セルの温度を上げる
    工程と、その後上記液晶セルの内圧と外気圧を等しくす
    る工程と、 上記液晶注入孔を封止する工程とを有することを特徴と
    する液晶素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記液晶セルの内圧と外気圧を等しくし
    た後、該液晶セルを常温に戻す工程を付加すると共に、
    注入された液晶の体積変化を吸収する手段を設けたこと
    を特徴とする請求項1に記載の液晶素子の製造方法。
JP22613391A 1991-09-05 1991-09-05 液晶素子の製造方法 Pending JPH0566408A (ja)

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