(57)【要約】【課題】SiO斜方蒸着膜に代表される無機蒸着膜を配向膜として用いる液晶パネルを生産する際、配向方向のバラツキが少ないパネルの製造方法を提供する。【解決手段】複数のセル基板を有する大型基板３１ａ，３１ｂを複数枚用意し、複数枚の大型基板３１ａ，３１ｂを蒸着する蒸着工程と、大型基板に対して蒸着される蒸着ビームの大型基板面内への投影方向が、大型基板の端辺と平行となる線である蒸着中心線またはその平行線に沿って、大型基板３１ａ，３１ｂを縦方向に分断し、複数の分断基板を得る大型基板分断工程と、異なる２枚の大型基板から、蒸着中心線に対して蒸着源２３からの方向が同じ位置に配置されていた分断基板をそれぞれ１枚ずつ２枚選び、２枚の分断基板を蒸着面が対向するように一対の分断基板として張り合わせる張り合わせ工程とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセル基板を有する大型基板を複数枚用意し、前記複数枚の大型基板を蒸着する蒸着工程と、
前記大型基板に対して蒸着される蒸着ビームの前記大型基板面内への投影方向が、前記大型基板の端辺と平行となる線である蒸着中心線またはその平行線に沿って、前記大型基板を縦方向に分断し、複数の分断基板を得る大型基板分断工程と、
異なる２枚の前記大型基板から、前記蒸着中心線に対して前記蒸着源からの方向が同じ位置に配置されていた前記分断基板をそれぞれ１枚ずつ２枚選び、前記２枚の分断基板を蒸着面が対向するように一対の分断基板として張り合わせる張り合わせ工程とを有することを特徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項２】
前記張り合わせ工程の後に、複数の一対のセル基板に分断するセル基板分断工程を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項３】
前記張り合わせ工程の後に、液晶を注入することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項４】
前記液晶は強誘電性液晶であることを特徴とする請求項３に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項５】
一対の前記セル基板の外側に、互いの偏光軸が直交するように配置された一対の偏光板を配置し、一対の前記セル基板のうち、一方の前記セル基板のほぼ中央の位置の蒸着方向と、他方の前記セル基板のほぼ中央位置の蒸着方向とが交差する角の中央方向に、前記強誘電性液晶の層法線方向があるとし、該層法線方向を基準に前記一対の偏光板の偏光軸方向を設定することを特徴とする請求項４に記載の液晶パネルの製造方法。
【請求項６】
前記蒸着工程において、形成される蒸着膜がSiOまたはSiO2であることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機蒸着膜を配向膜として有する液晶パネルの製造方法において、配向方向のバラツキの少ない液晶パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶の配向方法の一つとして、無機蒸着膜による配向法が古くから研究されてきた。特に近年、プロジェクタなどに代表されるような大光量を扱う液晶パネルにおいて、耐光性からの要請により、無機蒸着膜を利用した配向方法を利用したアプリケーションが増えている。また、高速応答性やメモリ性を有することを特徴とする強誘電性液晶の配向法においても、より安定したメモリ性を達成するためには無機蒸着膜による水平配向が有効であることが知られている。
【０００３】
図２は一般的なSiOまたはSiO2による斜方蒸着法と蒸着基板を組み合わせたパネルについて示した図である。パネルには双安定性を示す強誘電性液晶を注入し、水平配向している。
【０００４】
図２の（ｃ）で示すように、真空条件下において、蒸着源２３（SiO等の無機酸化物）に対し、透明電極等必要な要素を含んだ基板を蒸着角２５（a：80-87度）にセットして蒸着を行う。図２の（ａ）は、そのように蒸着された一対の基板(２１ａ、２１ｂ)を互いに平行になるように組み合わせた液晶パネルの断面図である。一般的な液晶パネルの製造法と同じように図示しないスペーサーを介して、液晶パネルが構成される。図２の（ｂ）はこの液晶パネルの平面図である。組み合わさった上下基板（２１a、２１ｂ）において蒸着方向（２６）が平行になるように各々を張り合わせる。このような液晶パネルに相系列がINACの強誘電性液晶を注入した場合、強誘電性液晶は図１(ｂ)で示したように、層法線（２７）が蒸着方向（２６）に沿うように配向することが知られている。
【０００５】
強誘電性液晶の液晶分子（２９）はコーン角θの円錐形表面を回るように動くが、セルギャップが薄い場合は、表面安定性強誘電性液晶（SSFLC）となり、図２の（ｂ）に図示されるように、液晶分子（２９）は電場無印加時において二つの安定状態（２８ａ、２８ｂ）のいずれかに落ち着く(メモリ状態)。電場を印加した場合は、その電場の極性によって、いずれかの安定状態を選択することが可能となる（例えば特許文献１）。
【０００６】
次に、一対の基板（２１ａ、２１ｂ）の外側に互いの偏光軸が直交するように、一対の偏光板を配置する。図２（ｂ）の正面図で示すように、一対の偏光板のどちらかの偏光軸は、液晶分子（２９）の二つの安定状態（２８ａ、２８ｂ）のいずれかに合わせ、液晶分子（２９）の長軸と平行になるように配置する。図２の場合は安定状態１（２８ａ）の位置に一方の偏光板の偏光軸（P）を合わせ、他方の偏光板の偏光軸（A）は偏光軸（P）に対して直交するように配置する。
【０００７】
このような配置で、強誘電性液晶の複屈折性によりディスプレイ機能が実現される。即ち、図２（ｂ）の正面図において、ある特定の極性の電場を印加し、液晶分子を安定状態１（２８a）にすることで光軸が偏光軸と一致し、光を遮断することができる。これは液晶ディスプレイの黒表示に対応する。一方、前記極性と逆の電場を印加すれば、液晶分子（２９）は安定状態２（２８b）の状態に移動し、光軸が偏光軸からずれ、光が漏れる。この状態はディスプレイの明状態に対応する。この場合透過率は下記式1のようになる。
式１：  Ｔ＝sin2(4q)sin2(pDnd/l) 
（T：透過率、q：チルト角、Dn：液晶の屈折率の異方性、d：液晶層の厚さ、l：波長）
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２８１５８０号公報（第２頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本発明者は、無機蒸着膜を配向膜として使用する液晶素子を生産する際に、蒸着時に基板の幅に由来する見込み角によって起きるコントラストのバラツキがあることを実験によって見出した。以下、図３と図４を用いて説明をする。
【００１０】
図３はこれまで一般的に行われた蒸着時の基板配置とそれにより構成された液晶セルについて示した図である。生産効率を上げるために、一般に大型基板はある程度の数の液晶セルをいっぺんに生産できるようなサイズになっている。図３は便宜上、一枚の大型基板３１から、２４個のセル基板がとれるような構成としているが、原理的には何枚取りでも同じである。蒸着中心線は蒸着源２３から大型基板３１対して蒸着される蒸着ビームの大型基板面内への投影方向が、大型基板の端辺と平行となる線である。この蒸着中心線の両側の位置にある２つのセル基板、図３（ａ）ではセル基板Ａ１とセル基板Ａ２、図３（ｂ）ではセル基板Ｂ１とセル基板Ｂ２について拡大図示したのが図４である。
【００１１】
図４に図示したように、蒸着源２３に対して、大型基板３１はある幅を持っているために蒸着源に対しある見込み角Φが存在する。このために蒸着した大型基板の表面では場所によって、実質の蒸着方向は一方向ではなく、分布を持ってしまう。即ち、図４の中で蒸着源直上にある矢印Ａと矢印Bの場所では、所期通りの基板縁に沿った蒸着方向になるが、それより離れるにつれ、次第にずれが大きくなり、縁部の矢印A−、矢印Ｂ−では基板の幅に対応して角度−Φ、縁部の矢印Ａ＋、矢印Ｂ＋では角度＋Φほど蒸着方向がずれてしまう。図３の（ａ）で蒸着した大型基板３１のセル基板Ａ１、セル基板Ａ２と、図３の（ｂ）で蒸着した大型基板３１のセル基板Ｂ１とセル基板Ｂ２をそのまま蒸着された面が向き合うように重ね合わせると、図４の上部に示したようなパネルＡ１Ｂ２（３２ａ）とパネルＡ２Ｂ１（３２ｂ）のように矢印が重なり、上下基板での蒸着方向が平行となり、上述の角度Φの分布がそのまま反映され、それにしたがって液晶を注入した後の液晶配向方向も同様な分布を持つことになる。
【００１２】
このように得られた一対の基板を個々の液晶セルに分断し、基板外側に偏光板を付け、ディスプレイにした場合、上述の配向分布は直接液晶のコントラスト分布につながり、表示品位にバラツキをもたらす。即ち、図４において、矢印Ａ、Ｂを最適な方向として偏光板をつけた場合、矢印A−、Ｂ−では角度−Φ分、矢印Ａ＋、Ｂ＋では角度＋Φ分のずれが生じる。強誘電性液晶を用いた場合には、液晶分子の層方線方向が矢印Ａ、Ｂと重なるように、偏光板の偏光軸を強誘電性液晶のコーン角θ分だけ矢印Ａ、Ｂよりずらして配置する。そうすると、縁部の矢印Ａ、Ｂの辺りでは、光のもれない黒状態が実現できるが、矢印A−、Ｂ−および矢印Ａ＋、Ｂ＋の位置では、上記式１により、黒状態でも光がもれ、同一パネル面内の表示むらとなり、表示品位を落とすことになる。
【００１３】
図４において、個々のセル基板サイズが小さく、それに応じて取り個数をより多くした場合は位置AB、A−B+、A+B−がそれぞれ別々のパネルに属することになり、上記配向方向のずれはパネル間ずれとして現れることになる。
【００１４】
この問題に対して、大型基板サイズを小さくする、または、大型基板と蒸着源の距離を離すことで角度Φを小さくする方法も考えられる。しかし、生産効率を考えた場合、大型基板は大きいほど有利で、真空蒸着機のサイズも小さいほど真空引きに時間がかからず、生産性の面で有利になる。
【００１５】
また、個々のパネルサイズが小さく、取り個数が多い場合は個々のパネルでの実際の配向方向に応じて偏光板を張ることも考えられるが、配向方向が少しずつずれるため、パネルに対する方向合わせや偏光板のトリミングに余計な手間がかかり、生産効率を落とすことになる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の製造方法は、下記記載の方法を採用する。複数のセル基板を有する大型基板を複数枚用意し、複数枚の大型基板を蒸着する蒸着工程と、大型基板に対して蒸着される蒸着ビームの大型基板面内への投影方向が、大型基板の端辺と平行となる線である蒸着中心線またはその平行線に沿って、大型基板を縦方向に分断し、複数の分断基板を得る大型基板分断工程と、異なる２枚の大型基板から、蒸着中心線に対して蒸着源からの方向が同じ位置に配置されていた分断基板をそれぞれ１枚ずつ２枚選び、２枚の分断基板を蒸着面が対向するように一対の分断基板として張り合わせる張り合わせ工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、張り合わせ工程の後に、複数の一対のセル基板に分断するセル基板分断工程を有することを特徴とする。張り合わせ工程の後に、液晶を注入することを特徴とする。また、この液晶は強誘電性液晶であることを特徴とする。また、一対のセル基板の外側に、互いの偏光軸が直交するように配置された一対の偏光板を配置し、一対のセル基板のうち、一方のセル基板のほぼ中央の位置の蒸着方向と、の前記セル基板のほぼ中央位置の蒸着方向とが交差する角の中央方向に、強誘電性液晶の層法線方向があるとし、層法線方向を基準に一対の偏光板の偏光軸方向を設定することを特徴とするを特徴とする。また、蒸着工程において、形成される蒸着膜がSiOまたはSiO2であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記の如く本発明によれば、対向面に無機蒸着膜を配向膜として有する一対の基板間に、液晶を挟持してなる液晶パネルの製造において、該一対の基板は、蒸着機内における蒸着源に対する相対位置が同一のものを上下基板として選択し、組み合わせて、液晶パネルを構成することで、基板内における配向方向について、バラツキが少ない液晶パネルを製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１、図２、図３の各図を用いて本発明の実施の形態を詳述する。本発明は、セル基板が蒸着機内における蒸着源に対する相対位置が同一のものを上下基板として選択し、組み合わせて、液晶パネルを構成する。例えば、大型基板から二個取りのパネルを生産する場合、図１で示すように、大型基板に対して蒸着される蒸着ビームの大型基板面内への投影方向が、大型基板の端辺と平行となる線、つまり図１の蒸着中心線に沿って、蒸着源２３に対し、大型基板３１ａの左部分のセル基板Ａ１と、右部分のセル基板Ａ２とを、同じく大型基板３１ｂの左部分のセル基板Ｂ１と、右部分のセル基板Ｂ２とを分断し、蒸着中心線からの方向が同じ位置に配置されていた分断基板同士、つまり左部分同士（図中セル基板A１、B１）と右部分同士（図中セル基板A２、B２）で張り合わせて液晶セルを得る方法である。
【００２０】
図１で示したように、大型基板３１ａの左部分であるセル基板A１と大型基板３１ｂの左部分であるセル基板Ｂ１、大型基板３１ａの右部分であるセル基板A２と大型基板３１ｂの右部分であるセル基板B２を組み合わせ、パネルA１B１(４１ａ)と、パネルA２B２（４１ｂ）を製造する。図１の上部の図はセル基板Ａ１とセル基板Ａ２のセル基板とを下にした場合である。
【００２１】
ここで、分断した分断基板は１個のセル基板、図１では個々のセル基板Ａ１、セル基板
Ａ２としたが、分断基板は複数のセル基板を含むように分断してもよい。例えば、図３（ａ）に図示するように、蒸着中心線に平行に、縦方向にセル基板Ａ３を含む列、セル基板Ａ１を含む列、セル基板Ａ２を含む列、・・・セル基板Ａ４を含む列、というように、列毎に分断し、そして同じく図３の（ｂ）で分断した蒸着中心線からの方向が同じ位置に配置されていた分断基板列同士を張り合わせても良い。つまり、セル基板Ａ３を含む列の分断基板とセル基板Ｂ３を含む列の分断基板とを向き合わせて、一対のセル基板（パネル）を複数有する一対の分断基板を得ても良い。
【００２２】
このようにできたパネル、例えば大型基板３１ａ、３１ｂの左側で組み合わせてできたパネルA１B１（４１ａ）の蒸着方向の面内分布に関して、次のような特徴を有する。（１）上下基板での蒸着方向がクロスしている；（２）紙面に向かって右にねじれになってクロスしている；（３）クロスしている上下蒸着方向の平均方向、即ち液晶の配向方向は左端の矢印A，−Bでは角度−Φ／２（図中Ｃ−)、右端の矢印Ａ，B−では角度＋Φ／２となり(図中Ｃ＋）、そしてパネルの中央位置では、矢印ｄ−ｅ−は０度（図中Ｃ）となっている。
【００２３】
また、大型基板３１ａ、３１ｂの右側で組み合わせてできたパネルA２B２（４１ｂ）は上記のパネルA１B１（４１ａ）に比べ、クロスが紙面に向かって左ねじれになっている点以外は同じ特徴を有する。
【００２４】
このように、本発明の方法に従って大型基板を左右二等分した場合、配向方向の分布が図４に示した従来方法に比べ、約半分になる。また、生産上左右方向に更なる分割ができる場合は本発明法に従って、蒸着源に対して同一相対位置にある分断基板を組み合わせれば、さらに配向方向の分布を減らすことが可能になる。
【００２５】
一方、本発明によって、上下基板での配向方向が必ずクロスし、そのずれ角が大型基板の両端で最大角度Φとなる。このようなずれが液晶の配向にどのような影響を与えるかを検討した結果、一般に蒸着時の見込み角である十数度の範囲では影響が無いことを確認した。その原因は強誘電性液晶の層構造に由来すると考えられる。即ち、一般に強誘電性液晶のようなスメクチック系の液晶には層構造があり、本発明のパネルのように上下基板の配向方向にある程度のずれがあっても、スメクチック層構造はねじれず、全体として一様に上下基板配向の中間方向に向く。また、一定のプレチルトを保つという蒸着基板界面からの要請により、強誘電性液晶の分子がコーン上でも一定の位置にとどまることと相まって、上述のように、上下基板の配向方向にずれがあっても、強誘電性液晶の配向に影響を与えないという結果につながる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明の特徴および効果を具体的に示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
図３の（ａ）と（ｂ）に図示するようなＩＴＯ電極が設けられた１５０ｍｍ×１００ｍｍサイズのガラス基板二枚（大型基板３１）を真空蒸着機にセットし、加熱蒸着法により膜厚６００ÅのＳｉＯ斜方蒸着膜を作製した。蒸着源と基板下の縁との距離は１ｍで、蒸着角βは８５度であった。蒸着時の真空度および蒸着速度はそれぞれ、１ｘ１０−5ｔｏｒｒ、５Å／秒であった。
【００２８】
このＳｉＯ斜方蒸着基板を、図３に示すように、両大型基板３１を蒸着中心線と平行な線に沿って、列毎に分断した。図１に、大型基板３１のうち、セル基板Ａ１、Ａ２の部分、セル基板Ｂ１、Ｂ２の部分のみを拡大して図示する。図１に図示するように左基板（セル基板Ａ１とセル基板Ｂ１）同士、右基板（セル基板Ａ２とセル基板Ｂ２）同士でそれぞ
れ組み合わせ、１．５mmのボールスペーサを挟んで貼り合わせ、一対の分断基板を得る。
【００２９】
その後、この一対の分断基板を１２個の単個のパネルに切り出すセル基板分断工程を行い、AZエレクトロニック社製の強誘電性液晶組成物FELIX-015/100を１００℃の等方相で注入し、２℃/分の速さで室温まで降温して、均一な水平配向を得た。本実施例では、個々のパネルに分断してから、注入を行ったが、個々のパネルに分断せず、複数のパネルを備えた一対の分断基板の状態で、同時に複数のパネルに対して注入を行う短冊注入を行っても良い。
【００３０】
個々のパネルに対し、図２（ｂ）に示したように基板の縁から液晶のチルト角q（21.4度）分ずれるようにセル基板の両側にクロスニコルになる二枚の偏光版を貼り、各パネルを完成した。
【００３１】
このようにして得られた各パネルＡ１Ｂ１、パネルＡ２Ｂ２、パネルＡ３Ｂ３及びパネルＡ４Ｂ４を用いた各々液晶デバイスに、１０Ｖ／１００Ｈｚの矩形波を印加して、黒のメモリ状態にして、黒透過率を測定した。測定の際、無照明状態を０％、二枚の偏向板がパラニコルにした場合の透過率を１００％とした。蒸着中心線に近いパネルＡ１Ｂ１を用いた液晶デバイスとパネルＡ２Ｂ２を用いた液晶デバイスの透過率は約０．４％であった。一方蒸着中心線から一番離れたセル基板Ａ３，Ａ４，Ｂ３，Ｂ４で製造したパネルＡ３Ｂ３とパネルＡ４Ｂ４の透過率は約０．８％でやや光漏れがあるが、いずれも十分なコントラストが得られる黒状態であった。
【００３２】
本実施例では蒸着膜にはＳｉＯ斜方蒸着膜を用いたが、ＳｉＯ2斜方蒸着膜でも良好な結果が得られた。
【比較例】
【００３３】
図４で図示したパネルＡ１Ｂ２（３２a）とパネルA２B１（３２ｂ）とについて、実施例と同様な条件で黒透過率を測定した。パネルＡ１Ｂ２（３２a）とパネルA２B１（３２ｂ）は蒸着中心線の左と右、右と左と違う位置の組み合わせで製造したものである。
【００３４】
蒸着中心線に近いパネルＡ１Ｂ２とパネルＡ２Ｂ１の透過率は約０．３％であった。一方、蒸着中心線から一番離れたパネルＡ３Ｂ４とＡ４Ｂ３の透過率は約２．４％で、実施例に比べ、大幅な光漏れが発生していた。液晶デバイスとしてのコントラストの低下が避けられない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の製造法に基づくパネル組み合わせ図である。
【図２】SiOまたはSiO2斜方蒸着法と強誘電性液晶パネルの模式図である。
【図３】複数のセル基板を備えた大型基板と蒸着源との位置関係を示した図である。
【図４】従来の製造法に基づくパネル組み合わせ図である。
【符号の説明】
【００３６】
２１ａ、２１ｂ  基板
２２  液晶層
２３  蒸着源
２４  蒸着ビーム
２５  蒸着角
２６  蒸着方向
２７  層法線方向
２８ａ、２８ｂ  安定状態
２９  液晶分子
３１  大型基板
３２ａ  パネルＡ１Ｂ２
３２ｂ  パネルＡ２Ｂ１
４１ａ  パネルＡ１Ｂ１
４１ｂ  パネルＡ２Ｂ２
【図１】
2008242030.tif 000003
【図２】
2008242030.tif 000004
【図３】
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【図４】
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