(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透光性部材のそれぞれに透光性電極を形成する工程と、
光照射により所定の物性を獲得する液晶物質を前記透光性部材間に介在させる工程と、
光源から前記透光性部材に対して所定パターンに対応した光照射を行うことにより、前記液晶物質を前記所定パターンに対応して前記所定の物性を獲得した液晶層に形成する工程と、
前記所定の物性を獲得した以外の不要液晶物質を他の置換液体に置換する工程と、を含む表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記透光性部材の表面に所定パターンを形成したマスクを覆い、このマスクを介して前記光照射を行う請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
所定パターンを有するマスク及び光学系を介して前記光照射を行い、前記所定パターンを前記透光性部材間の前記液晶物質に結像させる請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
前記透光性電極の少なくとも一方が前記パターンに対応した形状に形成されている請求項１，２または３記載の製造方法。
【請求項５】
前記透光性部材の一端側を前記置換液体に浸漬し、他端側から前記不要液晶物質を排出して前記置換液体と置換する請求項１，２，３または４記載の製造方法。
【請求項６】
前記置換液体が液晶または光硬化性接着剤である請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記不要液晶物質の除去の際に前記透光性部材の他端側から真空吸引を行う請求項５または６記載の製造方法。
【請求項８】
前記不要液晶物質の除去の際に前記透光性部材の他端側に吸出し部材を配置する請求項５または６に記載の製造方法。
【請求項９】
前記液晶物質がネマチック液晶と光硬化性モノマとの混合物であり、前記光照射により所定の物性を獲得した前記液晶層が高分子分散型液晶である請求項１〜８いずれか記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
光照射により所定の物性を獲得する液晶物質である例えば高分子分散型液晶を用い、カメラのファインダ等に好適な表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラのファインダ等において、液晶表示装置を構成する際に、電極を蒸着した一対のガラス板の間に形成される隙間に液晶をその全面に一様に注入するのが常であった。この種の表示装置は、液晶面に接触するように設けられた２つの電極面の状態によって任意に表示ができ、両面の電極がアクティヴ、ＡＣ的には逆位相になった時にのみ表示がなされる。
【０００３】
一方、高分子分散型液晶が、最近表示材料として注目されている。高分子分散型液晶は、ネマチック液晶を用いた高分子・液晶複合材料からなり、電界効果型であり、光散乱型で偏光板が必要ないものである。電界を加えないと、白濁した状態であり、外部光を散乱させて透過させず、また、電界を加えると光透過率が上昇しきわめて高くなり、高い光透過性を示す電界依存散乱体としての性質を有する（「コンパーテック」、１９９０．７，３９〜４３頁）。
【０００４】
高分子分散型液晶では、上述のように、無通電で白濁状態にあり、通電で透明状態となるので、視認されるのは白濁状態の場合と考えると、表示の場合は無通電とし、表示しない場合は通電としなければならず、論理は通常の液晶の場合と逆になり、これまでの液晶表示装置の方式では、思うような表示を行うことは難しい。例えば、このタイプの液晶では、ある部分を白濁させようとすると、その部分まで導く電極の部分がすべてが白濁してしまう間題がある。この間題を解決するためには、液晶が配置される部分をパターン化し、表示電極の通路には液晶がない状態をつくり出さなければならない。
【０００５】
上述の理由から、液晶をガラス板間に部分的選択的に配置することが必要となる。このために、所定のパターンを透明な材質で製作して区画された部分に液晶を滴下しなければならない。このようにして部分的選択的に液晶が配置されたガラス板は、もう１枚のガラス板で封止され、紫外線が照射されて表示装置とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液晶を所定の区画部分に的確に過不足なく滴下する作業は、非常に困難である。特に、封止後にあふれることなく、かつ、空間のできないように滴下しなければならないため、作業や材質選択の難度が非常に大きい。滴下量の許容誤差は、区画されたパターン部の弾性変化だけに頼っているため、表示がなされる微少な滴下領域においては、非常に小さなものとなる。このため、この許容誤差範囲内で製造を行っていくことには、非常な困難が伴う。
【０００７】
上述の問題を避けるために、パターン上に予め滴下領域までの注入路をつくっておき、２枚のガラス板を合わせた後に、毛管現象を利用して液晶を注入する方法も考えられる。しかし、この場合は、注入路に液晶が残り、表示装置として品質が保てなく、また、製造工程が複雑になる間題がある。
【０００８】
本発明の目的は、所望のパターン領域だけに高分子拡散型液晶を配置した表示装置を容易に製造することができる製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
こうした間題を解決するために、本発明では、透光性部材間の液晶物質の必要な部分のみを光照射により所定の物性を獲得した液晶層に変え、不必要な液晶物質は後で除去する方法を考えた。即ち、本発明による表示装置の製造方法は、一対の透光性部材のそれぞれに透光性電極を形成する工程と、光照射により所定の物性を獲得する液晶物質を前記透光性部材間に介在させる工程と、光源から前記透光性部材に対して所定パターンに対応した光照射を行うことにより、前記液晶物質を前記所定パターンに対応して前記所定の物性を獲得した液晶層に形成する工程と、前記所定の物性を獲得した以外の不要液晶物質を他の置換液体に置換する工程とを含む。
【００１０】
本発明によれば、透光性電極面を対抗させた一対の透光性部材間に、所定の物性を獲得する前の液晶物質を介在させてから、所定パターンに対応した光照射を行うことによって、所定パターンを有しかつ所定の物性を獲得した液晶層を形成するため、従来技術のように、区画されたパターンの部分に液晶を滴下するような作業は不要となり、製造工程を短縮化できるほか、パターンの部分まで注入路を設ける必要がなく、注入路が残ることはないため、所定パターンの液晶層を備える高品質な表示装置を容易に製造することが可能となる。また、その後不要の液晶物質を除去することにより、所定の物性を獲得していない不安定な状態の液晶物質を排除できるとともに、所定パターンに形成した液晶層を外気から隔離することができ、安定した高品質の表示装置を提供できる。
【００１１】
また、前記透光性部材の表面に所定パターンを形成したマスクを覆い、このマスクを介して前記光照射を行うことにより、所定パターンを有しかつ所定の物性を獲得した液晶層を形成することができる。
【００１２】
また、所定パターンを有するマスク及び光学系を介して前記光照射を行い、前記所定パターンを前記透光性部材間の前記液晶物質に結像させることにより、所定パターンを有しかつ所定の物性を獲得した液晶層を形成することができる。上述のようにマスクを直接覆う方法において、透光性部材の厚さが増した場合には、光が平行光束でないとパターンの精度が得られなくなる場合があるが、本発明のように光学系を介して光照射を行うと、所定パターン像を正確に液晶物質に結像させるので、精度のよいパターン表示部を構成することができる。
【００１３】
また、前記透光性電極の少なくとも一方を前記パターンに対応した形状に形成することができる。これにより、表示パターン部を複数設けて、各表示パターン部を独立に制御することが可能となる。
【００１４】
また、所定の物性を獲得した以外の不要な液晶物質を前記透光性部材間から除去する際に、前記透光性部材の一端側を前記置換液体に浸漬し、他端側から前記不要液晶物質を排出して置換することにより除去することができる。この場合、他端側に吸出し部材を配置することにより、毛管現象により不要液晶物質の排出と置換液体の導入を行い、置換することができる。
【００１５】
また、前記置換液体が液晶または光硬化性接着剤であることが好ましい。
【００１６】
また、前記不要液晶物質の除去の際に前記透光性部材の他端側から真空吸引を行うことにより効率よく除去を行うことができる。また、他端側に吸出し部材を配置してもよい。
【００１７】
また、前記液晶物質をネマチック液晶と光硬化性モノマとの混合物から構成した場合、前記光照射により所定の物性を獲得した前記液晶層が高分子分散型液晶となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態におけるカメラのファインダ表示装置のファインダ表示を示す平面図である。図１に示すように、カメラのファインダの枠３０内には、５つの領域に表示パターン部３１，３２，３３，３４，３５が形成され、それぞれの平面形状が一対のコ字状に形成され、括弧形状を構成している。
【００１９】
表示パターン部３１〜３５は、カメラのファインダ内に被写体背景とスーパーインポーズして表示される。表示パターン部の一つが表示される時、その領域のＡＦ（オートフォーカス）がアクティブとなるということを意味する。もちろん、表示内容は他の内容を表すものでもよく、例えばａ，ｂ，ｃ，１，２等の文字・数字やピットマップ等であってもよい。
【００２０】
表示パターン部３１〜３５は、高分子分散型液晶から形成されている。この高分子分散型液晶は、通常、ネマチック液晶と、紫外線硬化性樹脂のモノマの混合物（液晶材）から形成される。高分子分散型液晶において、配向された液晶の屈折率、即ち、ネマチック液晶の屈折率楕円体の一軸と硬化した樹脂の屈折率がほぼ等しくなるように設計されている。ネマチック液晶が無配向でランダムな状態であるとき、ネマチック液晶は、屈折率が入射光束に対して接着剤ポリマとの問でランダムに変化することで、この光束を散乱させるが、通電により液晶が配向されると、屈折率は一様になり、光束がそのまま通過する。この現象によって高分子分散型液晶は白濁と透明体の２相の状態を獲得し、表示装置として機能し得るようになる。この場合、液晶を機能し得るようにするためには、混合物（液晶材）に紫外線を照射し、紫外線硬化性樹脂のモノマをポリマとして硬化させ、ネマチック液晶の周りにポリマのネットワークを形成させることが必要になる。
【００２１】
高分子分散型液晶による表示装置によれば、通常の液晶で必要な偏光板が不要であるため、外部光の透過率を高くすることができ、明るく見やすく識別性のよい高品質の表示装置を実現できる。
【００２２】
図２に、図１に示す表示装置の概略的な断面図を示す。ガラス板１に部分的に形成された透光性電極５１とガラス板２の全面に形成された透光性電極５６との間には、電極５１に対応した表示パターン部３１を構成する高分子分散型液晶層が位置し、その回りを囲むようにガラス板１，２間に液晶層（または紫外線硬化性接着剤層）３８が位置している。高分子分散型液晶層３１は、電極５１，５６間に電圧を付加しないときには、白濁状態であり高分子分散型液晶層３１に入射した光が散乱し、入射光が透過しないため、表示パターン部３１は暗く表示される。一方、電極５１，５６間に電圧を付加すると、高分子分散型液晶３１が透光性の状態となり入射光が透過し、その屈折率が回りの液晶層３８とほぼ同じとなるために、表示パターン部３１を視認することができなくなる。このようにして表示パターン部３１を表示／不表示とすることができる。
【００２３】
図１及び図２に示すファインダ表示装置の製造方法について説明する。まず、平行平面を持つ透光性部材であるガラス板１に図３のような分割したパターン形状の透光性導電膜であるｌＴ０膜（インジウム・チタン酸化物）を蒸着等により形成し、透光性電極５１，５２，５３，５４，５５とする。図３には各透光性電極５１〜５５の位置を明らかにするため、後に形成される各パターン部３１〜３５の位置も合わせて示している。
【００２４】
各透光性電極５１〜５５は、図３に示した各パターン部３１〜３５に配置される高分子拡散型液晶をスイッチングするために、表示パターン部３１〜３５の平面形状に対応するように形成される。各透光性電極５１〜５５は、図３に示すように、図の左側から、各表示パターンの表示位置に向かうように細長く形成され、括弧形状を持つ各表示パターン部３１〜３５のそれぞれの全体を矩形状に覆うように形成される。また、図３に示すように、他方の透光性部材であるガラス板２には透光性電極５６が全面にわたって形成される。なお、ガラス板２の電極も電極５１〜５５と同じような形状に分割して形成してもよい。
【００２５】
次に、ガラス板の透光性電極を形成した表面にスペーサを一様に散布する。この散布は、一定の径の樹脂性の球体からなる粉末をアルコール等の溶剤に溶かし、この溶剤を透光性部材に噴霧することにより行われる。
【００２６】
次に、図４に示すように、一対のガラス板１，２を合わせてその端部の全周をシール材９で囲み、液晶の入る空間８を確保する。シール材９には孔が２個設けられており（図では一方の孔９ａのみを示す）、この孔から液晶が浸透できるようになっている。ガラス板１，２間の空間８の間隔は前述のスペーサで決まり、これによって液晶の膜厚が制御できる。
【００２７】
表示装置の外形が、以上の一連の工程によって完成したが、次に、この表示装置の空間８に上述の液晶材を注入する。液晶材を注入するのに先立ち、２つの孔のうちの１つを仮に塞ぐ。閉鎖する物質は、閉鎖時には気密牲が保たれるが、閉塞を容易に解除できるような性質を持つものが好ましい。孔の一方（９ａ）が液晶の注入口になったら、表示装置の外形を囲んでその中を真空にし、ガラス板１，２間の空間８内を排気する。内部が十分な真空状態になったら、ガラス板１，２の孔９ａを液状の液晶材を入れた容器に浸漬し、孔９ａが表面張力によって液状の液晶材で覆われるようにする。液晶材が毛細管現象により、表示装置の中の空間８の中に浸透していく。また、ここで、表示装置を囲んでできた雰囲気を大気に戻すと、大気圧により液晶材が迅速に表示装置の空間８内に浸透する。このようにしてガラス板１，２間の空間８内に液晶材を満たすことができる。
【００２８】
液晶材がガラス板１，２間の空間８に充填されたので、これに紫外線を照射する。パターン化する領域のみについて液晶表示材としての活性を持たせるのであるから、フォトマスクによりその領域だけに紫外線を照射する。このための紫外線照射装置を図５，図６により説明する。
【００２９】
図５は、本実施の形態において用いる紫外線照射装置の全体を概略的に示す図である。この紫外線照射装置は、光源と、光学系と、フォトマスクとを備え、紫外線ランプ１１からの紫外光が照明集光レンズ１２により平行光とされて拡散板１５を照明し、この拡散板１５によって拡散された光が所定パターンの描かれたフォトマスク１３を照明し、照明されたフォトマスク１３のパターン部が投影レンズ１４によりガラス板１，２の間の空間８に充填された液晶材面に結像するように構成されている。
【００３０】
図６は、図５のフォトマスク１３の平面図であり、図１に示した表示パターン部３１〜３５の陰画となっている。フォトマスク１３は、紫外線不透過部材からなり、図１の表示パターン部３１〜３５に対応した複数の領域が切り抜かれている。
【００３１】
図５の紫外線照射装置により図６に示すフォトマスク１３に対応して紫外線照射を、ガラス板１，２間の空間８に介在させた液晶材面の所定領域に対して行うことによって、その領域の液晶材に含まれる紫外線硬化性樹脂を硬化させて図１の表示パターン部３１〜３５を形成する。
【００３２】
なお、ガラス板の厚さが薄い場合には、フォトマスクをガラス板に重ねて照射するようにしてもよい。ガラス板の厚さが厚い場合には、図５に示すような光学系を用いてフォトマスク像を正確に液晶面に投影することが望ましく、表示パターン部を精密に形成することができる。
【００３３】
上述のように液晶の活性化が完成すれば、表示装置の経年的安定を考えない限りは表示の機能を十分に満足させるといえるが、未硬化のモノマが数多くガラス板１，２間に残ると、液晶としての安定性がよくなく、微弱な紫外線によって、予想されてないようなポリマネットワークが形成されたり、パターン表示部が白濁したりする可能性が考えられる。従って、製品として十分な安定性を持つ表示装置を得るために、不要な未硬化液晶材をガラス板１，２間から除去することが必要となる。このために、表示装置のガラス板１，２間に残った未硬化の液晶材を安定した物質と置換する。
【００３４】
置換物質は、高分子分散型液晶材の種類、配合にもよるが、液晶を囲むポリマのネットワークが十分堅固で、押し流されることがないようなら、液状の紫外線硬化性接着剤が望ましく、液晶材における配合でネマチック液晶の比率が高く、ネットワークの保持性が悪いなら、ネマチック液晶のみからなる液晶材が望ましい。
【００３５】
上述の置換工程について、図７により説明する。置換にあたり、まず、塞いでいたシール材の他方の孔を開放し、置換物質（置換液体）が入り込む通路及び被置換液体（未硬化液晶材）が排出される通路を確保する。
【００３６】
次に、ガラス板１，２を前記他方の孔のある端面側から容器２１内に入れ液晶等の置換液体２３に浸漬するとともに、図４に示すシ−ル材９の孔９ａに吸出し部材２２を配置する。この吸出し部材２２がガラス板１，２間の空間８内にある被置換液体の液晶材を吸い出すため、空間８内には容器２１内の置換液体２３が毛管現象により浸透を始める。このまま一定時間放置すると、被置換液体はクロマトグラフのようにして、吸出し部材２２に吸い込まれていき、下部から置換液体２３がガラス板１，２間に浸透していき、やがて完全に置換される。
【００３７】
この工程により、不安定な活牲物質である未硬化液晶材は完全に吸い取られてしまい、安定な物質である液晶等の置換液体２３がガラス板１，２間に残るから、表示装置は製品として安心のできる耐久性を獲得する。
【００３８】
なお、吸い出し部材２２としては、毛管現象が起こり得る材料、例えば吸い取り紙、繊維の細かい布等から構成できるが、これらには限定されない。また、置換液体としては、紫外線硬化性接着剤でもよいことは上述の通りであるが、この場合は、置換後、紫外線を照射して接着剤を硬化させる工程が必要となる。
【００３９】
次に、図８により置換工程の変形例を説明する。図８の例は、ガラス板１，２の図の上部端部を図４のシ−ル材９の孔９ａを含めて真空吸引箱２４で覆い密閉し、この密閉空間２４ａを真空装置２５で真空にする以外は、図６の場合と同様の構成である。真空装置２５を作動させ、真空吸引箱２５の密閉空間２４ａ内の大気を排気して減圧すると、容器２１内の置換液体２３の液面に大気圧ｐが加わり、置換液体２５が図４のシール材９の他方の孔からガラス板１，２間に流入し被置換液体を押し上げ始める。これにより、図４の孔９ａからガラス板１，２間の被置換液体である未硬化液晶材を押し出し、大気圧ｐ及び毛管現象により空間８内には容器２１内の置換液体２３が浸透し、被置換液体が完全に排出されると、ガラス板１，２間の空間８が液晶等の置換液体に満たされる。
【００４０】
図８に示す置換工程によれば、置換液体は、通常の毛管現象のみの置換の場合と比較して、置換に要する時間を短縮することができ、生産効率を更に高めることができる。
【００４１】
この後、置換液体がＵＶ硬化接着剤の場合はさらに紫外線を照射して、ガラス板１，２の端面全周に設けたシール材９の孔９ａ等を接着剤等で封止すれば、表示装置が完成する。
【００４２】
高分子分散型液晶を用いて任意の表示を行う表示装置とするためには、高分子分散型液晶の特質から所望のパターン領域のみに液晶を配する製造方法が要求されるが、従来技術による区画されたパターン部に液晶を滴下する方法や後注入法は作業が困難であり、液晶注入路が表示に残る問題があった。これに対し、本実施の形態による表示装置の製造方法によれば、所定のパターン領域に高分子分散型液晶を配した表示装置を従来の方法よりも簡単な工程により容易に製造することができる。従って、高分子分散型液晶による明るく見やすく識別性のよい高品質の表示装置を低コストで提供することが可能となる。
【００４３】
なお、本発明による表示装置は、カメラ等のファインダ表示装置に限定されず、外部光の入射しない他の表示装置にも適用でき、例えば、バックライト照明により所定の表示を行うことができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、光照射により所望の領域だけに所定の物性を獲得する液晶物質を配置した、安定した高品質の表示装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態におけるカメラのファインダ表示装置のファインダ表示を示す平面図である。
【図２】図１の表示装置においてその断面構成を示す概略的な断面図である。
【図３】図１の表示装置において分割して形成した透光性電極を示す平面図である。
【図４】図２の表示装置を製造するために、一対のガラス板をシール部材により合わせた状態を示す斜視図である。
【図５】図２の表示装置を製造するために、透光性部材間の液晶材面に所定パターンを結像させるための紫外線照射装置の構成を示す図である。
【図６】図５の紫外線照射装置に用いられるフォトマスクの一例を示す平面図である。
【図７】図４の一対のガラス板内の未硬化液晶材を置換液体に置換するための未硬化液晶材の置換工程を説明するための図である。
【図８】図７の未硬化液晶材の置換工程の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１，２                          ガラス板（一対の透光性部材）
８                              一対のガラス板間の空間
９                              シール部材
９ａ                            シール部材の孔
１１                            紫外線ランプ
１３                            フォトマスク
１２，１４                      光学系
２１                            容器
２２                            吸出し部材
２３                            置換液体
２４                            真空吸引箱
２４ａ                          密閉空間
２５                            真空装置
３０                            ファインダの枠
３１，３２，３３，３４，３５    表示パターン部（高分子分散型液晶層）
５１，５２，５３，５４，５５    分割透光性電極
５６                            全面透光性電極
３８                            液晶層（紫外線硬化性接着剤層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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