(57)【要約】  スリットコーティング系およびスリットコーティング系により与えられる液晶層の厚さを正確にコントロールするためのコントローラを含む液晶注入システム。
2010506194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリットコーティング系と、
該スリットコーティング系によって与えられる液晶層の厚さを、正確にコントロールするためのコントローラとを含む液晶注入（filling）システム。
【請求項２】
前記スリットコーティング系が、室温で作動する請求項１に記載の液晶注入システム。
【請求項３】
前記スリットコーティング系が、大気下で作動する請求項１に記載の液晶注入システム。
【請求項４】
下記にしたがって設計された特定の周囲（perimeter）シールパターンとともに使用される請求項１に記載の液晶注入システムであって；
該周囲シールパターンおよびコーティングされた液晶層が、それらの相対的位置付けに関して特定の関係を有し、該相対的位置付けが、
Δ＝（ｄｌ／２ｍ）−（ｌ／２）
（式中、Δは、層化された周囲シールパターンのエッジ部と、コーティングされた液晶エリアのエッジ部の間のギャップであり、ｄは層化された周囲シールパターンの高さであり、ｌ（エル）は層化された周囲シールパターンの幅であり、ｍはラミネーション後のパネルギャップである）により規定される液晶注入システム。
【請求項５】
前記液晶パネルのラミネーション用に用いられる基板が、同じ基板上の液晶コーティング層および周囲シールパターンの両方で形成されている請求項４に記載の液晶注入システム。
【請求項６】
前記設計された周囲シールパターンが、先ずディスペンス法、プリンティング法、スタンピング法またはテーピング法によって形成され、次いで、スリットコーティング液晶層が形成される請求項４に記載の液晶注入システム。
【請求項７】
前記スリットコーティング液晶層が先ず形成され、次いで設計された周囲シールパターンが先ずディスペンス法、プリンティング法、スタンピング法またはテーピング法によって形成される請求項４に記載の液晶注入システム。
【請求項８】
前記設計された周囲シールパターンが、少なくとも１つの開放（open）エリアを有する請求項４に記載の液晶注入システム。
【請求項９】
前記コーティングされた液晶材料の余剰量が、設計された周囲シールパターンの開放エリアから押し出され、次いで押出された液晶材料がふき取られ、該開放エリアがシール材料でシールされる請求項８に記載の液晶注入システム。
【請求項１０】
前記スリットコーティング系と、
該スリットコーティング系が与える液晶層の厚さを正確にコントロールするためのコントローラとを含む液晶注入システムであって；
該スリットコーティング系が、ネマチック液晶混合物のスリットコーティングを可能にするため、ネマチック液晶混合物用のスメクチック液晶相を有することができる液晶注入システム。
【請求項１１】
前記スリットコーティング系が、スメクチック液晶相を示す冷却した温度で作動する請求項１０に記載の液晶注入プロセス。
【請求項１２】
前記スリットコーティング系が温度冷却システムを有する請求項１０に記載の液晶注入システム。
【請求項１３】
一対の基板と、
該一対の基板の間に配置された液晶層とを含み、該液晶層がスリットコーティングにより形成されている液晶ディスプレイ（display device）。
【請求項１４】
前記液晶層が、一対の基板の間に配置されたシール材料によって囲まれている（surrounded）請求項１３に記載の液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイの製造方法および製造用装置に関し、より具体的にはスメクチック液晶ディスプレイのための注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ利用分野向けの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）について、近年新たに見られる発展は、目ざましいものである。このＴＶに対するＬＣＤの新しい応用では、同時に、ＬＣＤでこれまで使用されてきたものよりも高い表示性能が求められている。高粘性スメクチック液晶材料は、潜在的に、ＴＶ利用分野に必要とされる高い画質を実現する。しかしながら、スメクチック液晶の高い粘度に起因して、パネル、特に大型スクリーンＴＶパネルに対する液晶の注入にはなお幾つかの重大な問題がある。
【０００３】
従来のネマチック液晶材料で大型スクリーンパネルを注入するためにはＯＤＦ（ワンドロップフィリング）が使用されているが、粘度の高いスメクチック液晶には、高い製造処理能力に見合うように革新的な注入方法が必要である。スメクチック液晶材料のための実践的に有効な製造方法を実現することが強く求められている。特に、スメクチックベース液晶ディスプレイを高効率で大量に製造するためには、高真空および非常に正確な温度制御といったような複雑なシステムを含まない廉価な注入用装置が極めて必要とされる。その上、１００℃といったような高温を使用しなければ、適用可能な周囲シール材料の選択に関する制約は少なくなり、その結果、スメクチックベース液晶ディスプレイのより有効な大量生産がもたらされる。
【０００４】
現行の製造方法の技術的問題
製造のための従来の液晶注入方法
近年の液晶ディスプレイ技術の急速な開発により、大型スクリーンＴＶを応用することが可能となった。この開発は、対角１５インチ、１７インチそして２０インチ超のクリーンといったようなコンピュータ用大型モニターにも応用されてきた。このスクリーンサイズの急速な増大により、大量生産における新しい液晶注入方法が必要となった。真空と標準大気（バキューム方法）の間の圧力保留方法として知られている従来の液晶注入方法は、特に大型ＴＶパネルについて、余剰の液晶を大量に消費する。その上、バキューム方法では時に１２時間を超える長い時間が大型パネルの注入にかかり、このため製造処理能力は非常に低くなっている。
【０００５】
大型パネル注入のために導入されたＯＤＦ方法は、従来のバキューム方法に比べ、最小量の液晶材料とはるかに短い注入時間しか必要としない。したがって、ＯＤＦ方法は、特に大型スクリーンパネルの注入のためには、かつてないほどに衆目を集めている。
【０００６】
一方、ＬＣＤ−ＴＶにおける大型パネルスクリーンに関する必要条件は、広く用いられているＴＮ（ツイステッドネマティック）型ＬＣＤのものよりも高い性能の液晶ディスプレイを要求している。ＴＮ−ＬＣＤは、ＴＶ画質にとって最も要求の高いものである光応答時間および視角に関する著しい制限を有する。ＴＶ画質に対する必要条件を克服するため、一部のネマチック液晶ベースのＬＣＤが、スメクチック液晶ベースのＬＣＤモードと共に開発されている。特に強誘電性液晶モードに基づいたスメクチック液晶ディスプレイが、高速光応答と広い視角の両方を満たすための最も将来性ある技術の１つであるものとして期待されている。
【０００７】
しかしながら、スメクチック液晶は、ワックス様の材料等の非常に高い粘度を有し、スメクチック液晶に対してＯＤＦ方法を応用することは、ほぼ不可能である。高粘性のスメクチック液晶材料を有効な製造処理能力で大型スクリーンパネルに注入することができるようにする革新的な注入方法の確立が強く求められている。これらの需要を満たすため、同一発明人により、温度制御型ＯＤＦ注入システムおよびそれに関係するプロセスが提案された。このシステムは、高処理能力の製造を実現するが、液晶材料との熱膨張係数（ＣＴＥ）マッチング問題に関連して応用可能な周囲シール材料に幾分かの制約があることと併せて、所要の精密温度制御および真空システムの必要性から、非常に複雑なものとなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以下の２つの液晶注入方法が、大型スクリーンパネル製造にとって周知のものである。
（１）バキューム方法
（２）ＯＤＦ方法
【０００９】
バキューム方法は、真空チャンバを使用する。液晶パネルおよび液晶材料は、真空チャンバ内にセットされる。液晶パネル内の空気は吸い上げられ、次いで液晶パネルの注入孔に液晶材料が触れて、結果として液晶材料で被覆される。注入孔が液晶材料により被覆された後、真空チャンバは、乾燥窒素ガスまたは乾燥空気によりパージされる。チャンバ内のパージされたガスは、液晶をパネル内に押し込む。
【００１０】
ＯＤＦ方法は、ラミネーションされていないガラス基板を用いる。基板の片面は予備成形された周囲シールパターンである。精密に測定された量の液晶が、基板の予備成形された周囲シールパターン上に滴下される。その後、もう一方の基板がラミネーションされて、真空チャンバ内のパネル製造を補完する。
【００１１】
ＯＤＦ方法が大量生産に関してバキューム方法よりもはるかに有効であることは明白である。その液晶滴下方法のため、ＯＤＦ方法は、低粘性のネマクチック液晶材料については非常に有効である。予備形成された周囲シール基板上の滴下された液晶材料は、もう一型のラミネーションされた基板からの所与の圧力により基板上全体に容易に伝播させられる。
【００１２】
これに対して、高粘性のスメクチック液晶材料は、その高粘度に起因してラミネーション圧力によってパネル全体に容易に伝播しない。高温は、スメクチック液晶材料の粘度を低下させるのに役立ち、基板全体にわたる均等な伝播を行なう。この温度上昇の問題の１つは、材料の体積膨張にある。室温で粘性のスメクチック液晶は１００℃といったような等方性温度で低い粘度を示す。この低い粘度は液晶材料をパネル全体にわたり有効に散開させる。
【００１３】
液晶が高温で注入された後、液晶材料は、高温によって体積が膨張したパネル全体にわたり注入される。周囲温度を低下させると、周囲シール、ガラス基板、スペーサ材料および液晶の間に異なる体積収縮を作り上げる。通常起こるように液晶材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）が最大である場合、この体積収縮は、ＣＴＥ内の差に起因してパネル内に泡を作り出す。これによりＯＤＦ方法を、大型パネルの注入に応用することが妨げられる。したがって、温度の低下時に泡を作ることなく温度上昇により粘度を低減させる粘性スメクチック液晶材料のための有効な液晶注入方法が、スメクチック液晶ディスプレイの大量生産のために強く求められている。
【００１４】
その上、対角３０インチ超の大型パネルについての温度上昇は、温度が正確に均一であることを必要とする。この温度均一性は、増減両方の温度制御を必要とする。特にパネルサイズが対角３０インチ超等の大きいため、これは容易ではない。その上、周囲シール材料のガラス転移温度（Ｔｇ）および熱膨張係数（ＣＴＥ）は両方共、液晶注入プロセスの高い処理能力を維持するため或る値に厳密に制限される。周囲シール材料とスメクチック液晶の間のＴｇおよびＣＴＥの差異に起因して、高温から室温までの非常に緩慢な温度低下が、パネル内のスメクチック層形成の妨害を避けるために必要とされる。しかしながら、温度の緩慢な低下によって、液晶注入プロセスにかかる時間は長くなる。
【００１５】
この長時間プロセスは、液晶注入プロセスの製造処理能力を受諾可能な速度より長くし、その結果、非現実的な製品数および製品コストがもたらされる。したがって、正確な温度制御下でのこの長時間温度低下を無くすることが、大型液晶パネルの高い製品処理能力を提供するために最も必要である。この必要条件は、具体的には、スメクチック液晶材料といったような室温で高粘性の液晶材料にとって重要であるが、本質的な必要条件は、大型液晶パネルについての高い製品処理能力を実現することにある。上述の必要条件がスメクチック液晶材料に限定されず、室温で粘性の液晶材料全てにも適用されるということは明白である。
【００１６】
より高い画質のＴＶ利用分野向けに高い将来性のある分極遮蔽型スメクチック液晶ディスプレイつまりＰＳＳ−ＬＣＤは、正確な温度制御、特にパネル全体にわたり毎分１度といったような温度低下プロセスを必要とする。このことは、大型パネルスクリーン全体に非常に正確な温度制御ならびに均一性を要求する。したがって、パネル内に余剰量の注入済み液晶材料または気泡を全く提供せずに液晶注入中の正確な温度制御を回避することは、高い製造処理能力にとっての重要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の技術的課題は、解決に向けて調査される。２つの主要な問題が調査される。１つはＯＤＦ方法において正確な温度制御を回避する方法であり、他は、パネルのラミネーションプロセスにおける気泡生成を防ぐための解決法である。
【００１８】
本発明のさらなる適用可能性範囲は、以下で示される詳細な説明から明らかになる。しかしながら、詳細な説明および具体的実施例は、本発明の好ましい実施形態を表わしているものの、この詳細な説明から当業者には本発明の精神および範囲内に入るさまざまな変更および修正が明らかとなることから、単なる一例として記されているものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従ったコーティング液晶注入プロセスを構成するステップの一実施形態を示す概略的斜視図である。
【図２】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、周囲シールパターンとコーティング済み液晶エリアの間のギャップの１実施形態を示す概略的平面図である。
【図３】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、ラミネーションの前後の周囲シールパターンの一実施形態を示す概略的断面図である。
【図４】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、周囲シールパターンとコーティング済み液晶エリアの間の関係のラミネーション後の一実施形態を示す概略的平面図である。
【図５】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、設計された周囲シールパターンの幅および高さの一実施形態を示す概略的斜視図である。
【図６】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、ラミネーションの前後の周囲シールの規定（definition）の一実施形態を示す概略的断面図である。
【図７】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、１６：９のワイドスクリーンエリアの一実施形態を示す概略的平面図である。
【図８】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、開放エリアを伴う設計された周囲シールパターンの一実施形態を示す概略的平面図である。
【図９】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、ラミネーション後の開放エリアを伴う設計された周囲シールパターンの一実施形態を示す概略的平面図である。
【図１０】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、他のスリットコーティング液晶注入プロセスを構成するステップの一実施形態を示す概略的斜視図である。
【図１１】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、本発明で使用されたコーティング済み液晶層エリアの一実施形態を示す、概略的平面図（ａ）と概略的断面図（ｂ）である。
【図１２】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、コーティング済み液晶エリアが形成された後の周囲シールパターンの一実施形態を示す概略的平面図である。
【図１３】従来の単一パネル液晶注入の一実施形態を示す概略的斜視図である。
【図１４】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、単一基板上の多重パネル液晶注入の配置を示す概略的斜視図である。
【図１５】本発明に従ったスリットコーティング液晶注入プロセスにおいて使用可能である、不必要なエリアをコーティングするのを回避する分離したノズル構造の一実施形態を示す概略的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、所望の通り、添付図面を参照しながら本発明について詳細に記述する。以下の記述において、定量的割合または比率を表わす「％」および「部分（単複）」は、特に具体的断りのないかぎり、質量に基づくものである。
【００２１】
精密な温度制御を回避する
発明人は、実践的方法と共に均一な温度制御型スメクチック液晶材料についての特許を出願した（米国特許公開第２００６−００４４５０８  Ａ１号）。この方法は実際的に有効であるが、それでも発明者は、より高い製造処理能力をもつさらに有効な液晶注入方法を考慮した。
【００２２】
何故高温が必要であるかについて最も求められる理由は、ＯＤＦ方法を満たすためのより低い粘度という必要条件に起因する。しかしながら、ひとたび温度が１００℃まで上昇させられた時点で、パネル内における室温での液晶量の欠落または気泡の発生を回避するべく液晶材料、周囲シール材料およびガラス基板の間の充分小さい体積変化しか伴わない熱放散プロセスが必要になる。該発明者が提出した特許（米国特許公開第２００６／００４４５０８Ａ１号）と同様、熱膨張係数（ＣＴＥ）ならびに入念に設計された周囲シールパターンの入念なマッチングにより、高粘性スメクチック液晶注入のための実際的に有効なＯＤＦが作られる。
【００２３】
ただし、この入念なマッチングは時として、パネル製造のための使用材料の選択を制限する。シール材料の分注可能性およびＣＴＥ、シール材料の硬化プロセスおよびＴｇ、シール材料の純度およびＣＴＥなどといったような上述の材料に対する多数の必要条件のため、周囲シール材料の適切なタイプを見出すのは容易ではない。ＬＣＤパネル全般の高効率の大量生産に必要とされる多種多様な選抜材料を得るために、発明者は、液晶注入プロセスにおける高い製造処理能力を可能にするより実践的で、より有効でかつより経済的な液晶注入方法を再度検討した。
【００２４】
高粘性液晶注入の基本的概念
一般に、ＳＭＬ材料は高い粘度を示す。その粘度は、ネマチック液晶材料のものよりもはるかに高い。時として、スメクチック液晶の粘度は高すぎてネマチック液晶材料のための回転粘度と呼ばれる標準測定方法では測定できない。回転粘度は通常、Ｅタイプの粘度計によって測定される。この方法は、回転粘度を測定するため、テーパのついたコーンプレートを使用する。テーパ付きコーンは、液晶材料の粘度に起因してわずかに異なる装置抵抗を受ける。
【００２５】
Ｅタイプの粘度計は、テーパ付きコーンが液晶材料内で回転した時にこの装置抵抗を検出する。大部分のスメクチック液晶材料について、ネマチック液晶のものよりもはるかに高い粘度は、テーパ付きコーンに対し過度に高い装置抵抗を与え、その結果、はるかに飽和した粘度がもたらされる。スメクチック液晶材料での現実の大量ＬＣＤ生産は全く存在しなかったことから、実際の粘度特に回転粘度は測定されたことがない。ただし、これは、スメクチック液晶材料の粘度が実際上未知の粘度を示すことを意味していない。実際、スメクチック液晶材料の粘度は非常に高く、工業的標準測定方法では測定できない。
【００２６】
このような理由から、公知の液晶注入方法に適合するのに充分な低粘度を得るために高温が必要になるのである。発明者は、完全に新しい液晶注入方法によってスメクチック液晶材料の高粘度が提供されたか否かを考慮した。新しい液晶注入プロセスは、熱膨張係数（ＣＴＥ）マッチング問題をことごとく避けるため高温加熱を削除しなくてはならない。したがって、新しい方法は、ＣＴＥマッチングの問題に起因する材料選択の制約を回避するべく室温で行なわれなくてはならない。
【００２７】
大部分のスメクチック液晶材料の粘度は、半導体製造のためのフォトレジスト材料の粘度に近い。特に、高粘性フォトレジスト材料は、いわゆるスリットコーター機によってシリコンウェーハ上にコーティングされる。一般に、このプロセスは、通常大気下で気泡無く層厚さを制御した状態で、うまく組織されている。かくして、室温でパネルに対するスメクチック液晶注入というコーティング方法が、実践的に有効な製造方法として調査されている。コーティング方法が層厚さ内に充分優れた均一性を有するかぎり、高粘性液晶材料はいわゆるスリットコーティング方法に適合する。
【００２８】
しかしながら、半導体製造とは異なり、液晶注入には、周囲シールパターンの或る条件下でラミネーションされたパネル内に液晶材料の欠落も気泡も発生させずに、カウンタガラス基板（counter glass substrate）との精密なラミネーションを得るべくガラス基板上のコーティングの精密な位置が必要となる。
【００２９】
先ず、この特定の用途に応用可能なコーティング方法は何であるかが調査された。粘性材料のためにはいくつかのコーティング方法が存在する。比較的薄い層厚さをもつ比較的低粘度の材料のためには、ロールコーターが使用される。１ミクロンメートル（μｍ）超といった比較的厚い層厚さをもつ比較的高粘性の材料のためにはスリットコーターが使用される。
【００３０】
一般に、フラットパネルディスプレイの製造および半導体製造の両方のためのレジスト材料の薄層を得るには、スリットコーターまたはロールコーターが使用されている。コーティング層の標準的厚さは、１マイクロメートル〜５マイクロメートルであり、厚さの均一性には３〜５％の変動がある。その上、この均一層コーティングは、コーティング層上にいかなる気泡も発生させることなく、１２００ｍｍ×１，６００ｍｍのガラス基板について８０秒といったような充分速いタクトタイムで、いわゆる第６世代のマザーガラスサイズを用いて、フラットパネルディスプレイの大量生産において使用されている。
【００３１】
したがって、スメクチック液晶材料のためには、発明者は、液晶注入用にスリットコーティング方法を選択した。発明者らによるスリットコーター機のさらなる調査によって、或るタイプのスリットコーティング系が、いわゆる第８世代のマザーガラスに適合するものといったような大きな面積全体にわたり充分均一なコーティング厚さを伴うコーティングの正確な位置付けを得るのに充分優れたものであることが明白となった。
【００３２】
大部分のスメクチック液晶ディスプレイおよび液晶装置が２ミクロンメートル未満のパネルギャップを必要とする。これはすなわち、或る種のスリットコーティング機により必要とされるコーティング厚さが２ミクロン未満であるべきであるということを意味している。反射性ディスプレイパネルについては、一般に透過型装置のパネルギャップの半分が必要とされる。この場合、コーティング厚さは１ミクロンメートルであるべきである。スメクチック液晶ディスプレイに応じて、液晶層厚さについての所要許容誤差は幾分か変動するが、大部分のケースで以下の層厚さ許容誤差が必要とされる。
【００３３】
（１）一般に：２＋／−０．１ミクロンメートル（１０％）
（２）好ましくは：２＋／−０．０５ミクロンメートル（５％）
（３）最も好ましくは：２＋／−０．０３ミクロンメートル（３％）
【００３４】
フラットパネルディスプレイ向け大量生産用の現在使用されているスリットコーティング系は正に、５％未満と厚さ均一性といったような上述のとおりの充分優れた層厚さ均一性を有している。
【００３５】
近年の或る種のスリットコーティング機システムは非常に正確で均一なコーティング層厚さ制御を有しているが、それでもなお上述のレベルの厚さ均一性は時として容易ではない。しかしながら一部のケースでは、現行のスリットコーティング技術は充分優れた均一性を提供する。したがって、必要なベースを伴う或る種のスリットコーティング機により、コーティング済み液晶層の一部の不均等性を補償するための付加的なプロセスが必要となる。
【００３６】
正確に均一な液晶層厚さの獲得方法
半導体製造のためのフォトレジスト材料とは異なり、スリットコーティング機により調製された層は、液晶パネルとして用いられる。このことはすなわち、液晶パネルラミネーションプロセスにはなおも、正確な液晶層厚さをコントロールするためのさらに他の機会があることを意味している。本発明のきわめて基本的な概念は以下の通りである。
【００３７】
（１）或る種のコーティング機により、ほぼ均一な厚さの液晶層を調製すること、
（２）液晶材料の周囲シールパターン、面積およびコーティングエリアの間の特定の均衡によって液晶層厚さについて層を調整すること、
【００３８】
（３）上述のプロセスは、原則として室温で行なわれる、
（４）ラミネーション加工プロセスは、充分高い真空条件下で実施される。
【００３９】
図１は、実際のプロセスとして本発明の流れを示す。まず第１に、液晶ディスプレイの設計パラメータとして液晶コーティングエリアが決定される。第２に、液晶材料がガラス基板の１つの上の設計面積に、スリットコーティング機システムによりコーティングされる。
【００４０】
第３に、予め設計されたパネルギャップおよび周囲シール高さおよび面積に基づいて、周囲シールパターンがコーティング済み液晶材料のまわりに送り出される。第４に、シール接着剤が乾燥した後、真空チャンバ内に、コーティング済みガラス基板およびその他のガラス基板がセットされる。第５に、脱ガスプロセスが終った後、２枚のガラス基板がその位置付けを見当合せされ、真空条件下でラミネーションされる。
【００４１】
周囲シールが完全に乾燥した後、ラミネーションされたパネルの温度を設定温度に上昇させ、初期液晶分子整列のため室温まで冷却させられる。この連続的プロセスにおいて、第１の液晶コーティングプロセスは、全プロセスのキーポイントの１つである。液晶層厚さ内の所要均一性に応じて、時として、現時点のコーティング済み層の厚さは液晶ディスプレイとして使用されるのに充分良好なものである。液晶層厚さの所要均一性および／または液晶層内の絶対厚さが予備設計された値を満たさない場合には、図１に示された連続的プロセスが問題を解決する。
【００４２】
一般に、液晶層厚さは、ガラス基板の表面上に構築された、またはガラス基板の表面上に分散したスペーサ高さによって決定される。公知の注入方法によってガラス基板上のスペーサ高さに応じて液晶層の厚さを調整するのに充分なほど硬い粘度をもつスメクチック液晶注入については、以下で記述する新しい概念を導入することによるスペーサ高さベースの層厚さ制御が適用可能である。
【００４３】
スメクチック液晶における層厚さの調整が困難または不可能である理由は、その高い粘度にある。その高い粘度のため、パネル内のスメクチック液晶材料の潤滑は一般に過度に低く、結果として調整が困難なまたは不可能な層厚さがもたらされる。発明者は、液晶パネル上のスペーサの高さに基づくスメクチック液晶材料の層厚さの考えられる調整可能性について調査した。
【００４４】
スメクチック液晶材料の粘度がネマチック液晶材料のものに比べて非常に高いとしても、スメクチック液晶はなお少し粘性を有している。スメクチック液晶材料の潤滑のわずかな余裕に基づいた入念な数値的調査が、ガラス基板上のスペーサの高さに基づいたその層厚さの調整を可能にするということが判明した。図２は、周囲シールとスメクチック液晶材料の間に正確なギャップを伴った周囲シール接着剤とスメクチック液晶材料の両方の正確な位置付けが、ガラス基板上のスペーサの高さだけの設計パネルギャップを伴う２枚のガラス基板のラミネーションによる設定されたギャップを補償する、ということを示している。
【００４５】
図３は、ラミネーション前の周囲シールの幅を示し、図４はラミネーション後の周囲シールパターンの幅を示す。原初のシール幅ｌと高さｄ（図５）は、それぞれｄｌ／ｍおよびｍに変わる。この周囲シール幅の変化は、ラミネーションの圧力によりひき起こされる。液晶コーティング層と面したパネル内部のこの変化は、周囲シールの幅ｄｌ／２ｍ−１／２を増大させる。したがって、コーティング済み液晶層のエッジ部と膨張したシールラインのエッジ部の間のギャップは以下の等式（１）の通りに設定されるべきである：
【００４６】
Δ＝（ｄｌ／２ｍ）−（１／２）  （１）
【００４７】
均一性および絶対厚さの両方に関してさらに一層正確な層厚さが必要とされ、スメクチック層の厚さまたはパネルギャップは、図６に示された付加的な厚さ補償方法によって調整可能である。上述のΔに関する極めて正確なこのタイプの調整は、通常、相対的に小さいサイズのディスプレイ、または対角１５インチ未満のパネルといったような、周囲シール面積と液晶面積の比がさらに大きいパネルについて必要とされる。一般に、周囲シール面積と液晶層面積の比は、図７に示された通りの１６：９のワイドアスペクトスクリーンのケースで以下の比率を有する。
【００４８】
インチ単位で表わしたスクリーンの対角サイズ
周囲シール面積／液晶層面積：
５０          １．５％
４０          １．９％
３０          ２．５％
２０          ３．７％
１５          ５．０％
１０          ７．５％
５            １５．１％
２            ３７．６％
【００４９】
以上の比率は、スクリーンの対角サイズの如何に関わらず周囲シールの幅が同じである（３ｍｍ）という前提に基づいている。
【００５０】
上述の比率は明らかに、１５インチ未満のスクリーン対角サイズが５％超の比率を示すことを示唆している。５％超の比率は、ラミネーション後の液晶材料の欠落を回避するため、またはパネル内の液晶材料の過度の余剰量を回避するため、その他の何らかの補償方法を必要とするかもしれない。
【００５１】
図８および図９は、スメクチック液晶材料の制限された潤滑特性を用いたスメクチック液晶層厚さについての付加的な新しい概念を提示している。以上で論述した通り、スメクチック液晶材料の一般的潤滑は、ネマチック液晶材料のものに比べてはるかに小さいものである。しかしながら、パネル内のスメクチック液晶材料の余剰量による所要調整量は、周囲シール面積と液晶層面積の間の比で数パーセント等の充分小さいものであり、スメクチック液晶材料の粘度と比べて、数値的調査は、以上で言及した通りのその可能性を明確にした。
【００５２】
現在入手可能なスリットコーティング機はスメクチック液晶材料といったような粘性材料について、層厚さの充分良好な均一性を提供しており、したがって、スメクチック液晶層における所要調整量は、スクリーンの対角サイズが対角１５インチ超であるかぎり充分小さいものである。従来の温度制御型注入方法は対角１５インチ未満のサイズのパネルに対して応用可能である。しかしながら、対角１５インチ超のスクリーンといったようなさらに大型のパネルは、間違いなくはるかに効率の良い液晶注入方法を必要とする。
【００５３】
４２インチのワイドスクリーンパネルの場合には、現行の一部のスリットコーティング機が、２マイクロメートル＋／−０．０５マイクロメートルのスメクチック液晶材料コーティング層を可能にする。ここでは、予め設計された設定済みパネルギャップは１．９５マイクロメートルであると仮定する。この場合、最大０．１マイクロメートルのスメクチック液晶材料が１．９５マイクロメートルのパネルギャップ内の余剰量となる。４２インチのスクリーン全体にわたって４８．６４ｍｍ3という最大合計量のスメクチック液晶材料がパネルから押し出されなくてはならない。
【００５４】
この４８．６４ｍｍ3という余剰量は、ガラス基板上の合計コーティング済み量の５．１３％である。スメクチック液晶材料の余剰量のより速い押出しが必要とされる場合、室温よりも２０度といったようなわずかな温度上昇が、押出しを加速するためにかなり有効である。室温からの２０度といった周囲温度上昇は、関連する材料のＣＴＥの有意な不マッチングをもたらさず、かつ正確な温度制御および温度均一性にとって必要ではない。
【００５５】
パネルからのこの余剰量のスメクチック液晶材料の押出しには、パネル内の「ドレン」システムが必要である。この種の「ドレン」システムを得るためには、図８および図９に示されているように、周囲シールパターン内の開放エリアが導入される。周囲シールの空きスパンは、充分に高速のプロセスでの余剰量のスメクチック液晶材料の有効な押出しと同様にパネルギャップの充分良好な均一性を保つように入念に設計されなくてはならない。この「空きスパン」設計概念は、パネル内のスメクチック液晶材料の合計量およびスメクチック液晶材料の粘度の両方に依存する。以下に記すのは、「空きスパン」長についての設計概念の一例である。
【００５６】
４２インチのワイドスクリーンパネルにスメクチック液晶材料が注入され、スメクチック液晶材料の粘度が５００ｍＰａ．ｓであると仮定する。予想されるスメクチック液晶材料余剰量は３４．０５ｍｍ3である（これは、ガラス基板上の合計コーティング済みスメクチック材料の３．６％である。この量は、液晶層の初期コーティングの均一性から推定される。層厚さの幾分かの変動に起因して、液晶層の７０％が０．１マイクロメートルだけ厚い厚さを有する）。この余剰量のスメクチック液晶材料を５分以内で押出すためには、「空きスパン」長は、我々の実験結果に基づいて両面で６ｍｍ超の長さを有するべきである。周囲温度を４０℃まで上昇させた場合、スメクチック液晶材料の粘度は２５％低下し、このとき、「空きスパン」長は４ｍｍ超となるはずである。
【００５７】
周囲シールにおける４〜６ｍｍの長さは、周囲シールパターンの合計長の０．１３８〜０．２０６％である。この小さい開放エリアは、パネルギャップ内にいかなる不均等性も提供しない。余剰量の液晶材料がラミネーション加工における圧力により空きスパンエリアを通って押出された後、押出された液晶材料は落とされ、その後、空きスパンエリアはＵＶ硬化性シール材料により削り取られる（chipped off）。
【００５８】
上述の方法の注入プロセス時間は、スクリーンサイズ、液晶材料の粘度、パネルギャップおよび周囲シールのスパンサイズによって左右される。パネルサイズに応じて、この注入プロセスのプロセス時間は、周囲シールのスパンサイズを考慮することによって調整可能である。しかしながら、液晶材料の粘度およびパネルギャップは予め設定されたパラメータであることから、シールパターンのスパン長は、注入プロセスの設計処理能力に合わせて調整可能である。
【００５９】
コーティング液晶注入システムの利点の１つは、それが多様な周囲シールプロセスを使用するということにある。従来のＯＤＦ、または真空から大気圧までまたは温度制御型のＯＤＦとは異なり、液晶層は非常に小さな潤滑しか有さない。その上、この室温および大気圧のプロセスのおかげで、周囲シール材料の断面はさらに、広くなるのみならず、それらのプロセスの選択肢も広くなる。スメクチック液晶材料の高い粘性のため、その周囲シール形成プロセスは、従来の分注プロセス、従来のシールプリントプロセス、スタンピングプロセスおよび、まさにマスキングテーププロセスのようなシールテーピングプロセスと共に応用可能である。
【００６０】
周囲シール材料およびその形成プロセスの両方におけるこれらのより広い選択肢のため、注入プロセス処理能力および液晶注入の品質の両方に関して、はるかに有効なスリットコーティング液晶注入プロセスが可能となっている。
【００６１】
正確に均一な液晶層厚さを得る他の方法
図１０は、充分に速い液晶注入時間で、正確に均一な液晶層厚さを得るための他の方法を示している。図１と図１０の間の差異は、スメクチック液晶コーティングと周囲シールプロセスの順序にある。図１０では、周囲シールパターンが先ず作られ、次いでスメクチック液晶材料がコーティングされる。この方法は、図２に示されている比較的大きなΔをもつより大型のパネルに適している。周囲シールパターンは通常、設計パネルギャップの高さをより大きくして形成される。
【００６２】
例えば、設定されるパネルギャップは２マイクロメートルであり、硬化前の形成されたままの周囲シールパターンは３〜３．５マイクロメートルである。周囲シールパターン内の或る種のスリットコーティング機によるスメクチック液晶材料のコーティングは、スリットコーターのエッジ部とガラス基板の間のメニスカス性能を用いて形成される。したがって、Δがメニスカスを形成するのに充分なほど大きい場合、周囲シールパターンは、スメクチック液晶材料がガラス基板上にコーティングされる前に形成される。
【００６３】
熱硬化性、光重合タイプ、光熱硬化性接着剤およびグリーンシートタイプのテープ接着剤といったような使用される周囲シール材料に応じて、周囲シール材料の選択肢を広くするべく、シールプロセスおよび液晶コーティングプロセスの順序に基づく上述の２つの異なるプロセスが選択される。
【００６４】
スメクチック液晶材料以外の材料に対する同じ概念の拡大応用
上述の通り、本発明の基本的概念は、液晶材料の高粘度という性質を使用することにある。ネマチック液晶材料は全て、従来の液晶注入方法を液晶ディスプレイパネルに応用するのに充分なほど低い粘度を有している。１０インチ以下といったような小型の液晶ディスプレイパネルは、上述した従来の真空注入方法を用いて充分高い処理能力を有し得る。しかしながら、より大型のパネルはなお、低粘性ネマチック液晶材料での以下のような技術的問題を有している。
【００６５】
１０〜５０インチのサイズのパネルといったような中型乃至大型のネマチック液晶ディスプレイについては、現行の真空注入およびＯＤＦ注入方法には、図１３で示されているような液晶注入プロセスのための単一サイズのパネルが必要である。注入孔必要条件のため、真空注入方法は、１枚のカットパネルの使用を必要とする。ＯＦＤは、液晶注入プロセスとシールプロセスの両方を同時に処理しなければならず、かくしてＯＤＦは一度に１枚のパネルを処理するようになっている。
【００６６】
したがって、真空注入方法かＯＤＦ注入方法かに関わらず、従来の注入方法には、単一パネル処理が必要とされる。液晶ディスプレイパネルの現行の大量生産には、その多数のパネルの同時処理という大きな利点がある。例えば、ＴＦＴ基板およびカラーフィルタ基板のラミネーションプロセスは、各基板上の多数のパネルとして処理される。このプロセスは、プロセス時間を著しく節約し、その結果大量生産における処理能力はさらに高くなる。しかしながら、ここで以上に記述した通り、現行のネマチックベースの液晶ディスプレイ生産は、その液晶注入プロセスにおいてこの多重パネルシステムにより得られるものを犠牲にしている。
【００６７】
ネマチック液晶材料または低粘性液晶材料での液晶注入プロセスにおいて多重パネルプロセスのメリットを保つために、本発明はその方法においてわずかに修正されている。本発明の最も重要なポイントの１つは、低粘性液晶材料の代りに高粘性液晶材料を使用することにある。より低粘性のネマチック液晶材料を応用するために必要な本発明の修正には、次の２つの項目が含まれる。（１）液晶材料相配列内にスメクチック液晶相（単複）を挿入すること、（２）スリットコーティングプロセスに対して温度低下機能を付加すること。
【００６８】
本発明をより低粘性のネマクチック液晶材料に応用するための実際の方法は、以下の通りである。液晶ディスプレイのための現在商業的に受容できる液晶材料は全て、液晶材料の数多くの単一構成要素の混合物から成る。一部の単一構成要素はスメクチック液晶相をその相配列内に有する。一部の単一構成要素はその相配列内にスメクチック液晶相を有していない。一部の単一構成要素はその相配列内にネマチック液晶相さえ有していない。これらのタイプの各々の単一液晶または非液晶質材料を使用して、液晶ディスプレイ用の実用的な液晶混合物が調製される。ネマチック液晶混合物のための重要な必要条件は、所要電気−光学特性と同じ位の充分に広いネマチック液晶相温度範囲を示すということにある。
【００６９】
したがって、ネマチック液晶混合物内に高粘性のスメクチック液晶相を内含して、本発明は、ネマチック液晶混合物に応用可能である。一般に、液晶材料は、単一構成要素であるか混合物であるかに関わらず、温度範囲に応じて複数の液晶相を示す。標準的な相配列は；等方相、ネマチック相、スメクチックＡ相、そして水晶である。自由エネルギー必要条件から、スメクチック相はネマチック相よりも低い温度範囲にあると思われる。したがって、各液晶相のみかけの温度に関してネマチック液晶相より低いスメクチック液晶相を含み入れることはむずかしくない。ネマチック液晶混合物がスメクチック液晶相を有するかぎり、本発明は、さらに他の付加的な修正を伴って応用可能である。
【００７０】
ネマチック相のものよりも低い温度範囲でスメクチック液晶相を有するネマチック液晶混合物は、本発明を応用するために高粘性のスメクチック液晶相であることが必要である。本発明のためのその注入プロセス中高粘性のスメクチック液晶相を保つことに起因して、スメクチック液晶相を安定化させるために低い温度を保つことが必要となる。低温を保つために、スリットコーティングプロセスおよびパネルラミネーションプロセスは低温環境で進められる。この方法は、図１４に示されているものと同じＴＦＴ基板および同じカラーフィルタ基板上で同時の多重パネル液晶注入を可能にする。
【００７１】
このきわめて有効な液晶注入プロセスのために、スリットコーティング系のノズルは、図１５に示されているように多重パネル基板上の隣接するパネルの間のギャップに対するコーティングを避けるためのいくつかのバリアを有する。ネマチック液晶混合物のための従来の液晶注入とは異なり、より低温のスメクチック相材料を用いる本発明は、多重パネル単一基板上の選択的液晶コーティングを有する。この多重パネルプロセスは、はるかに高い製造効率を提供する。
【００７２】
以下では、本発明について具体的例を参考にしてより詳細に記述する。
【実施例】
【００７３】
実施例１
（本発明）
３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔの寸法をもつ非ナトリウムガラス基板およびスピンコーティングによってコーティングされクリーンオーブンにより硬化されたＰＩ層を伴う１０００ＡのＩＴＯ透明電極を用いて、スメクチック液晶材料を特注のスリットコーティング機を用いて基板上にコーティングした。使用されたスメクチック液晶材料は、自家製混合物であった。スメクチック液晶混合物の主要構成要素は、フェニル−ピリミジンコア材料である。コーティング層の厚さを確認するためには、以下の方法を取った。
【００７４】
先ず、基板上にスメクチック液晶材料をコーティングする前に、ＰＩ層を伴う３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔのＩＴＯコーティングされたガラス基板の重量を測定した。ガラスの実際の重量は、９２．４６３２ｇであった。スメクチック液晶を２６０ｍｍ×１８０ｍｍの面積でスリットコーティング機によりコーティングした後、コーティング済みガラス基板の合計重量を測定した。実際のスメクチック液晶コーティング済み面積も測定し、それは設計面積と同じ、すなわち２６０ｍｍ×１８０ｍｍであった。コーティング済み液晶層の測定された合計重量は９３．６ｍｇであった。ここで、液晶材料の重量は、コーティング済み面積と以下の関係を有している。
【００７５】
ａ×ｂ×ｃ×ｇｌ＝Ｗ  （２）
【００７６】
等式（２）中、ａとｂは、コーティング済み面積の水平方向と垂直方向のサイズである。ｇｌは、スメクチック液晶材料の比重量であり、Ｗはコーティング済みスメクチック層の重量である。ｇｌは、浮動測定方法によって測定された。それは１．０４であった。ａ、ｂ、ｇｌおよびＷにこれらの測定値を用いて、ｃすなわち平均層厚さを、図１１に示されているように１．９２マイクロメートルとして得た。
【００７７】
同じサイズのガラス基板（３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔ）を用いて、二酸化ケイ素で作られた１．９ミクロンメートルの平均粒子サイズのスペーサボールを基板上に分散させた。スペーサボールは、湿式分散方法により１平方ミリメートルあたり３０個の粒子で、分散させた。スペーサボールを湿式方法で分散させた後、８０℃で３０分間これを乾燥させた。この基板上で、武蔵エンジニアリング株式会社製のディスペンサーシステム（SHOTMASTER 300タイプ）を用いて、周囲シールパターンを分注した。形成された周囲シールパターンを図１２に示した。図１２で示されているように、周囲シールパターンを、その幅１ｍ、Δ０．２９ｍｍで形成させた。このΔ値は、等式（１）にしたがって決定された。
【００７８】
スペーサボールを伴うこの基板とスリットコーティング系によりコーティングされた液晶材料を伴う基板を、真空チャンバ内にセットした。真空レベルは、室温で３０分間、１５ｍＴｏｒｒに保った。その後、スペーサボールを分散させた基板および液晶コーティング済み基板を、真空チャンバ内でラミネーションした。
【００７９】
得られたスメクチック液晶パネルはいかなる気泡も示さなかった。周囲シールと液晶エリアの間の界面エリアで偏光顕微鏡を用いて注意深く観察しても、液晶材料の欠落は全く見られなかった。パネルギャップの均一性には、ニュートンリングの数も関係した。得られた液晶パネルは、いかなるニュートンリングも示さなかった。これは、パネルギャップの不均等性がせいぜい０．１マイクロメートル以内であることを意味している。より実践的なパネルギャップ均一性を外部電圧の印加の下での光処理能力の均一性によって測定した。
【００８０】
このパネルは単一電極を有することから、外部印加電圧がこのパネルに印加される場合、電極エリア全体が、均一なパネルギャップを前提として均一な光処理能力を有するはずである。偏光顕微鏡および光検出器としての光電子増倍管を用いることにより、パネルの２５ヵ所の光処理能力を測定した。これらの光処理能力を、５Ｖのピーク間電圧で１ｋＨｚの矩形波形を適用することによって測定した。表１は、各々の測定スポットにおける光処理能力の結果を示す。
【００８１】
［表１］
表１：発明を使用した光処理能力の均一性
【表１】
2010506194.tif 000003
【００８２】
測定データは、ｍＶにより測定された光処理能力であった。
【００８３】
実際の測定されたスポットサイズは、各測定対象スポットにおいて直径２ｍｍの面積であった。測定結果は、スクリーン面積全体にわたり１．４％未満の光処理能力評価を示した。表１は、この新しい室温液晶注入方法がパネル内に液晶材料の欠落または気泡を全く有することなく充分均一なパネルギャップを実現したということを明確に示唆している。この液晶注入の合計プロセス時間は、２０分未満であった。
【００８４】
実施例２
（本発明）
３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔの寸法をもつ非ナトリウムガラス基板およびスピンコーティングによってコーティングされクリーンオーブンにより硬化されたＰＩ層を伴う１０００ＡのＩＴＯ透明電極を用いて、スメクチック液晶材料を図７（ａ）内の特注のスリットコーティング機を用いて基板上にコーティングした。使用されたスメクチック液晶材料は、自家製混合物であった。スメクチック液晶混合物の主要構成要素は、フェニル−ピリミジンコア材料である。コーティング層の厚さを確認するためには、以下の方法を取った。
【００８５】
先ず、基板上にスメクチック液晶材料をコーティングする前に、ＰＩ層を伴う３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔのＩＴＯコーティングされたガラス基板の重量を測定した。ガラスの実際の重量は、９２．９８４１ｇであった。このガラス基板を用いて、周囲シール材料を、設定された設計面積に分注した。分注される面積は、等式（１）の計算によって決定した。ここで、分注されたシール幅が１ｍｍで、Δを０．２９ｍｍと設定した。分注された周囲シールを入手した後、再度、ガラス基板の合計重量を測定した。このとき、重量は９５．５７１３ｇであった。
【００８６】
その後スメクチック液晶を２６０ｍｍ×１８０ｍｍの面積でスリットコーティング機によりコーティングし、コーティング済みガラス基板の合計重量を測定した。実際のスメクチック液晶コーティング済み面積も測定し、それは設計面積と同じ、すなわち２６０ｍｍ×１８０ｍｍであった。コーティング済み液晶層の測定された合計重量は９３．５ｍｇであった。ここで、液晶材料の重量は、コーティング済み面積と以下の関係を有している。
【００８７】
ａ×ｂ×ｃ×ｇｌ＝Ｗ  （２）
【００８８】
等式（２）中、ａとｂは、コーティング済み面積の水平方向と垂直方向のサイズである。ｇｌは、スメクチック液晶材料の比重量であり、Ｗはコーティング済みスメクチック層の重量である。ｇｌは、浮動測定方法によって測定された。それは１．０４であった。ａ、ｂ、ｇｌおよびＷにこれらの測定値を用いて、ｃすなわち平均層厚さを、１．９２マイクロメートルとして得た。
【００８９】
同じサイズのガラス基板（３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔ）を用いて、二酸化ケイ素で作られた１．９ミクロンメートルの平均粒子サイズのスペーサボールを基板上に分散させた。スペーサボールは、湿式分散方法により１平方ミリメートルあたり３０個の粒子で、分散させた。スペーサボールを湿式方法で分散させた後、８０℃で３０分間これを乾燥させた。スペーサボールを伴うこの基板とスリットコーティング系によりコーティングされた液晶材料を伴う基板を、真空チャンバ内にセットした。真空レベルは、室温で３０分間、１５ｍＴｏｒｒに保った。
【００９０】
その後、スペーサボールを分散させた基板および液晶コーティング済み基板を、真空チャンバ内でラミネーションした。得られたスメクチック液晶パネルはいかなる気泡も示さなかった。周囲シールと液晶エリアの間の界面エリアで偏光顕微鏡を用いて注意深く観察しても、液晶材料の欠落は全く見られなかった。パネルギャップの均一性には、ニュートンリングの数も関係した。得られた液晶パネルは、いかなるニュートンリングも示さなかった。これは、パネルギャップの不均等性がせいぜい０．１マイクロメートル以内であることを意味している。
【００９１】
より実践的なパネルギャップ均一性を外部電圧の印加の下での光処理能力の均一性によって測定した。このパネルは単一電極を有することから、外部印加電圧がこのパネルに印加される場合、電極エリア全体が、均一なパネルギャップを前提として均一な光処理能力を有するはずである。偏光顕微鏡および光検出器としての光電子増倍管を用いることにより、パネルの２５ヵ所の光処理能力を測定した。これらの光処理能力を、５Ｖのピーク間電圧で１ｋＨｚの矩形波形を適用することによって測定した。表２は、各々の測定スポットにおける光処理能力の結果を示す。
【００９２】
［表２］
表２：発明の他のタイプを使用した光処理能力の均一性
【表２】
2010506194.tif 000004
【００９３】
測定データは、ｍＶにより測定された光処理能力であった。
【００９４】
実際の測定されたスポットサイズは、各測定対象スポットにおいて直径２ｍｍの面積であった。測定結果は、スクリーン面積全体にわたり１．４％未満の光処理能力評価を示した。表２は、この新しい室温液晶注入方法がパネル内に液晶材料の欠落または気泡を全く有することなく充分均一なパネルギャップを実現したということを明確に示唆している。この液晶注入の合計プロセス時間は、２０分未満であった。
【００９５】
実施例３
（対照）
３００ｍｍ×２００ｍｍ×０．７ｍｍｔの寸法をもつ非ナトリウムガラス基板およびスピンコーティングによってコーティングされクリーンオーブンにより硬化されたＰＩ層を伴う１０００ＡのＩＴＯ透明電極の対を用いて、空のパネルをラミネーションした。このラミネーションにおいては、スペーサとして１．９マイクロメートルの平均粒子サイズの酸化ケイ素粒子を使用した。これらのスペーサボールを、湿式分散型方法によって１つの基板上に分散させた。３０分間８０℃で乾燥させた後、パネルラミネーションを続行した。使用された周囲シールは熱硬化性接着剤であった。このシール材料をもう一方の基板上に分注した。予備硬化の後、ラミネーションを行なった。
【００９６】
このラミネーションされた空のパネルを真空チャンバ内にセットした。この真空チャンバには、精密温度制御システムを伴う熱媒体ヒータが備わっている。真空チャンバ内のヒータ上に空のパネルをセットした後、チャンバを１時間１００℃で１５ｍＴｏｒｒに保った。真空条件の後、パネルの注入孔近くにスメクチック液晶材料を分注した。スメクチック液晶材料をパネル上に分注した直後に、液晶を等方相まで上昇させ、このときこれはパネル内に入った。
【００９７】
真空および高温条件を３０分間保ち、全パネル面積が注入されたことを確認した後、チャンバを乾燥窒素パージング状態に入るよう始動させた。その後、パネルの温度を、３５℃になるまで、毎分１℃の割合で低下させた。上述のプロセス全体には、この液晶注入における各プロセスの間の準備時間を含めて、１７５分かかった。
【００９８】
得られたスメクチック液晶パネルはいかなる気泡も示さなかった。周囲シールと液晶エリアの間の界面エリアで偏光顕微鏡を用いて注意深く観察することで、液晶エリアと周囲シールエリアのちょうど界面エリアに非常に小さい液晶材料の欠落が示された。パネルギャップの均一性には、ニュートンリングの数も関係した。得られた液晶パネルは、２つのニュートンリングを示した。これは、パネルギャップの不均等性が多くても０．６マイクロメートル以内であることを意味している。より実践的なパネルギャップ均一性を外部電圧の印加の下での光処理能力の均一性によって測定した。
【００９９】
このパネルは単一電極を有することから、外部印加電圧がこのパネルに印加される場合、電極エリア全体が、均一なパネルギャップを前提として均一な光処理能力を有するはずである。偏光顕微鏡および光検出器としての光電子増倍管を用いることにより、パネルの２５ヵ所の光処理能力を測定した。これらの光処理能力を、５Ｖのピーク間電圧で１ｋＨｚの矩形波形を適用することによって測定した。表３は、各々の測定スポットにおける光処理能力の結果を示す。
【０１００】
［表３］
表３：従来の注入方法を使用した光処理能力の均一性
【表３】
2010506194.tif 000005
【０１０１】
測定データは、ｍＶにより測定された光処理能力であった。
【０１０２】
実際の測定されたスポットサイズは、各測定対象スポットにおいて直径２ｍｍの面積であった。測定結果は、スクリーン面積全体にわたり５．３％未満の光処理能力評価を示した。表３は、この従来の液晶注入方法が、パネルギャップ均一性およびプロセス時間の両方に関して新たに発明された方法よりも明らかに劣っていることを明確に示唆している。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、室温では注入が不可能であった粘性のスメクチック液晶の有効な注入を実現する。スリットコーティング系により液晶層の厚さを正確にコントロールすることにより、室温かつ大気圧での液晶注入が可能となる。室温かつ大気圧での液晶注入は、スメクチック液晶材料といったような非常に粘度の高い液晶材料において極めて有効な液晶注入を実現する。液晶材料の粘度を低減させるために温度を上昇させることがないため、正確な温度制御下で長時間かけて温度を低下させる必要もない。こうして、プロセスの処理能力に関して極めて効率の高い液晶注入プロセスが可能となる。その上、室温かつ大気圧での液晶注入は、粘性の液晶材料との正確なＣＴＥマッチングから解放されているため、適用可能な周囲シール材料のはるかに広い選択肢を提供する。
【０１０４】
結論として、本発明は、適用可能な周囲シール材料の広い選択肢を与えると同時に、注入用機器のための高額な投資を行わなければ大量生産については不可能と考えられてきたスメクチック液晶ディスプレイの大量生産を実現する。
【図１】
2010506194.tif 000006
【図２】
2010506194.tif 000007
【図３】
2010506194.tif 000008
【図４】
2010506194.tif 000009
【図５】
2010506194.tif 000010
【図６】
2010506194.tif 000011
【図７】
2010506194.tif 000012
【図８】
2010506194.tif 000013
【図９】
2010506194.tif 000014
【図１０】
2010506194.tif 000015
【図１１】
2010506194.tif 000016
【図１２】
2010506194.tif 000017
【図１３】
2010506194.tif 000018
【図１４】
2010506194.tif 000019
【図１５】
2010506194.tif 000020
【国際調査報告】
2010506194.tif 000021
2010506194.tif 000022
2010506194.tif 000023
2010506194.tif 000024