(57)【要約】      （修正有）【課題】コントラスト比の高い透過型液晶パネルを得る。【解決手段】クロスニコル配置のリファレンス偏光板間に透過型液晶パネルを挿入し、液晶パネルのサファイア基板の一部に第１リファレンス偏光板の透過偏光を透過させ、液晶パネルを回転して、第２リファレンス偏光板を透過する光が最小になる位置を検出する工程と、リファレンス偏光板間から液晶パネルを引き抜き、第１リファレンス偏光板を透過した光の上でサファイア基板用偏光板を回転させ、サファイア基板用偏光板を第１リファレンス偏光板と透過光が最小になるクロスニコルに配置する工程と、サファイア基板にサファイア基板用偏光板を貼付する工程と、液晶パネルを上下反転し、サファイ基板用偏光板を透過した光の上にガラス基板用偏光板を配置して回転し、ガラス基板用偏光板をサファイア基板用偏光板とクロスニコルに配置する工程と、ガラス基板用偏光板をガラス基板に貼付する工程を具備する。【選択図】図６
2009229756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基板のＣ結晶軸と偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸を合わせて貼付する、基板の一方がサファイア基板である透過型液晶パネルの製造方法であって、
少なくとも、
クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間に透過型液晶パネルを挿入し、透過型液晶パネルのサファイア基板の一部に第１リファレンス偏光板を透過した光を透過させ、透過型液晶パネルを回転し、サファイア基板を透過し第２リファレンス偏光板を透過する光が最小になる位置を検出する工程と、
クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間から透過型液晶パネルを引き抜き、第１リファレンス偏光板を透過した光の上でサファイア基板用偏光板を回転し、サファイア基板用偏光板を第１リファレンス偏光板と透過光が最小になるクロスニコルに配置する工程と、
サファイア基板にサファイア基板用偏光板を貼付する工程と、
透過型液晶パネルを上下反転する工程と、
クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間に透過型液晶パネルを挿入し、サファイ基板用偏光板を透過した光の上にガラス基板用偏光板を配置して回転し、ガラス基板用偏光板をサファイア基板用偏光板とクロスニコルに配置する工程と、
ガラス基板用偏光板をガラス基板に貼付する工程
とを具備することを特徴とする透過型液晶パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透過型液晶パネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以前よりホームシアター用途を中心に使用されてきた液晶プロジェクタ装置は、液晶パネルの高精細化・ランプの高輝度化による映写画像の向上により、パソコン映像をそのまま投影して使用するプレゼンツールへと発展を遂げて来た。
【０００３】
この液晶プロジェクタ装置は、例えば図９に示すように構成されている。図９は単板式液晶プロジェクタ装置の要部構成模式図である。図中、３１はメタルハライドランプ・キセノンランプ・ＵＨＰ等の高輝度ランプ光源、３２は反射鏡、３４は一対の偏光板、３５は透過型液晶パネル、３６は一対のレンズ、３７は赤外線カットフィルター、３８は投写レンズ、３９は吸気ファン、４０は排気ファン、４１は筐体である。
【０００４】
このような構成において、光源３１と反射鏡３２の反射光は、赤外線カットフィルター３７で赤外線成分をカットした後、レンズ３６、偏光板３４を経て通過し、さらに透過型液晶パネル３５の映像を投写レンズ３８で拡大してスクリーン（不図示）に投影する。一方、吸気ファン３９と排気ファン４０が筐体４１の側面に設けられ、透過型液晶パネル３５及び偏光板３４、光源３１等を冷却している。
【０００５】
これらの液晶プロジェクタ装置の場合、その液晶画像形成部に偏光板３４、３４を用いるために、光が大幅に吸収されてしまうこと、また、装置の小型化を図るため、１インチ近傍のサイズにまで面積の小型化が図られた透過型液晶パネル３５の画像を数十インチから数百インチまで拡大し投影すること、などにより投影された映像の明るさの低減が避けられない。
【０００６】
そこで、光源３１としては高輝度のメタルハライドランプ、ＵＨＰランプ、キセノンランプなどの高出力のランプが使用されている。しかも、使用用途が、パソコン映像をそのまま投影して使用するプレゼンツールへと拡大するにつれ、更に小型化、高精細化、高輝度化が要求が強くなり、ますます高出力のランプが選択されるようになってきている。
【０００７】
そのため、液晶プロジェクタ装置においては、熱による不都合をなくすことが重要な課題となっている。
【０００８】
例えば、一般に液晶表示部を構成する偏光板としては沃素系偏光板を用いるが、これでは耐光性・耐熱性・耐湿熱性が十分ではないため、特に液晶プロジェクタ装置には、耐光性・耐熱性・耐湿性により優れる染料系偏光板が使用されている。
【０００９】
しかし、特に入射側の偏光板３４の場合、光の透過率が４０％程度しかなく、大半の光を吸収し発熱してしまい、７０℃以上になると特性が維持できないという問題がある。また、透過型液晶パネル３５自体も熱には弱く、６０℃以上になると特性に支障を来すという問題がある。そこで、液晶プロジェクタ装置では、冷却ファンを発熱部に取り付ける空冷方式、液冷方式、ペルチェ素子等の電子冷却方式、偏光変換器を光源直後に設置する方式等の冷却方式が考案されてきたが一長一短があった。
【００１０】
そこで光源からの光をレンズ、偏光板を介して透過型液晶パネルを通過させ、投影するようにした液晶プロジェクタ装置において、上記レンズ、偏光板における偏光体の保持板、透過型液晶パネルを構成する透明基板のうちの少なくとも一種をサファイア基板で形成することが考案された。液晶プロジェクタ装置における透過型液晶パネルの透明基板として熱伝導性の高いサファイア基板を用いることによって、放熱性を高めるようにしたものである。（特許文献１）。
【００１１】
図８は、透明基板にサファイア基板を使用した透過型液晶パネルの正面図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。透過型液晶パネル１は、入射側に位置する画素電極及びスイッチング素子を形成する透明基板２と、出射側に位置する対向電極を形成する透明基板３との間隙に液晶４を保持する構造を取っている。透過型液晶パネル１を構成する入射側の画素電極及びスイッチング素子を形成する透明基板２、及び出射側の対向電極を形成する透明基板３をサファイア基板で形成し、透過型液晶パネル１を構成したものである。
【００１２】
この透明基板２、３を成すサファイア基板について、いずれも透過すべき偏光の偏光軸とサファイアの結晶軸によるＣ結晶軸又はＣ結晶軸投影線方向又はＣ結晶軸と直交する軸との成す角度が、±２゜好ましくは±０．５゜以内となるように構成するか、またはサファイア基板の面方位をＣ面±２゜好ましくは±０．５゜以内とする必要がある。
【００１３】
この場合、透過型液晶パネル１を構成する透明基板２、３自体が十分な放熱特性を持つサファイアから成るため、前記透明基板２、３の外面側に直接偏光板５、６を接合することができる。
【００１４】
単結晶サファイアは、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の単結晶体であり、Ａｌ原子・Ｏ原子が配置し結晶を形成している。図７は単結晶サファイアの斜視図（Ａ）とＡ面サファイア基板の平面図（Ｂ）である。図７（Ａ）に示すようにサファイアは六方晶系であり、その中心軸がＣ結晶軸、これに垂直な面がＣ面（０００１）である。そして、Ｃ結晶軸から放射状にのびるＡ軸（ａ１，ａ２，ａ３）に垂直な面がＡ面（１１−２０）となる。Ｒ面（１、−１、０、２）は、Ｃ結晶軸と一定の角度（約３２．３８３゜）を有して存在する。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−３３７９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
サファイア基板は結晶軸に入射する偏光方向により位相差が発生する。位相差によりクロスニコル（９０°に直交）の偏光板の黒レベルに対して、光が漏れコントラストが低下する。
【００１７】
サファイア基板上に設けるＬＳＩは露光装置を使用して形成する。露光はサファイア基板上に設けるアライメントマークを使用して精度良く行えるが、露光装置にセットするサファイア基板の回転方向精度は高くない。
【００１８】
透過型液晶パネルでは２枚の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸をクロスニコル（９０°に直交）にして使用するが、透過型液晶パネルに偏光板を貼るのに位置合わせが必要であり、位置ズレが発生するとさらにコントラスト比が低下するという問題がある。一般に偏光板は型抜きで形成され、型抜きされた外形を目安にして位置決めされるだけで、サファイア基板のＣ結晶軸と合わせることはされていない。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
サファイア基板のＣ結晶軸と偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸を合わせて貼付する、基板の一方がサファイア基板である透過型液晶パネルの製造方法であって、少なくとも、クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間に透過型液晶パネルを挿入し、透過型液晶パネルのサファイア基板の一部に第１リファレンス偏光板を透過した光を透過させ、透過型液晶パネルを回転し、サファイア基板を透過し第２リファレンス偏光板を透過する光が最小になる位置を検出する工程と、クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間から透過型液晶パネルを引き抜き、第１リファレンス偏光板を透過した光の上でサファイア基板用偏光板を回転し、サファイア基板用偏光板を第１リファレンス偏光板と透過光が最小になるクロスニコルに配置する工程と、サファイア基板にサファイア基板用偏光板を貼付する工程と、透過型液晶パネルを上下反転する工程と、クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間に透過型液晶パネルを挿入し、サファイ基板用偏光板を透過した光の上にガラス基板用偏光板を配置して回転し、ガラス基板用偏光板をサファイア基板用偏光板とクロスニコルに配置する工程と、ガラス基板用偏光板をガラス基板に貼付する工程とを具備する透過型液晶パネルの製造方法とする。
【発明の効果】
【００２０】
サファイア基板と単結晶シリコン基板を貼付したＳＯＳ基板を使用し、サファイア基板のＣ結晶軸と偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸を正確に合わせることで、コントラストの高い透過型液晶パネルが形成できる。
【００２１】
リファレンス偏光板を使用して透過型液晶パネルのサファイア基板のＣ結晶軸方向を検出し、更にサファイア基板用偏光板をリファレンス基板とクロスニコルになる位置を検出してサファイア基板に貼付し、ガラス基板用偏光板がサファイア基板用偏光板にクロスニコルになる位置を検出してガラス基板に貼付するので、サファイア基板の露光装置へのセットのばらつきに関係なく補正ができ、サファイア基板のＣ結晶軸と偏光板の偏光軸ずれを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
サファイア基板のＣ結晶軸と偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸を合わせて貼付する、基板の一方がサファイア基板である透過型液晶パネルの製造方法であって、クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間に透過型液晶パネルを挿入し、透過型液晶パネルのサファイア基板の一部に第１リファレンス偏光板を透過した光を透過させ、透過型液晶パネルを回転し、サファイア基板を透過し第２リファレンス偏光板を透過する光が最小になる位置を検出する工程と、クロスニコルに配置したリファレンス偏光板の間から透過型液晶パネルを引き抜き、第１リファレンス偏光板を透過した光の上でサファイア基板用偏光板を回転させ、サファイア基板用偏光板を第１リファレンス偏光板と透過光が最小になるクロスニコルに配置する工程と、サファイア基板にサファイア基板用偏光板を貼付する工程と、透過型液晶パネルを上下反転し、サファイ基板用偏光板を透過した光の上にガラス基板用偏光を配置して回転し、ガラス基板用偏光板をサファイア基板用偏光板とクロスニコルに配置する工程と、ガラス基板用偏光板をガラス基板に貼付する工程を具備する透過型液晶パネルの製造方法とする。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明に係る透過型液晶パネルの正面図（Ａ）と断面図（Ｂ）であり、図２は各部品の分解図である。透過型液晶パネル１１は、出射側に位置する画素電極及びスイッチング素子を形成する透明基板１２と、入射側に位置する対向電極を形成する透明基板１３との間隙に液晶１４を保持する構造を取っている。透過型液晶パネル１１を構成する出射側の画素電極及びスイッチング素子を形成する透明基板１２はＳＯＳ基板であり、入射側の対向電極を形成する透明基板１３はガラス基板または石英基板で形成し、透過型液晶パネル１１を構成したものである。透明基板１３もサファイアであってもよいが、光の透過率を考慮するとガラス基板か石英基板の方が好ましい。
【００２４】
透明基板（以下サファイア基板という）１２と透明基板（以下ガラス基板という）１３はシール剤１９により接着され、液晶注入口２０より液晶１４を注入して、封止剤２１で封口されている。各透明基板の液晶側には夫々配向膜１７、１８が形成されている。各透明基板の反対面には偏光板１５、１６が夫々の透過軸がクロスニコルに接着される。図１（Ａ）の矢印は単結晶サファイアのＣ結晶軸方向であり、偏光板１５の透過軸はＣ結晶軸に合わせ、偏光板１６の透過軸はＣ結晶軸に直交する軸に合わせる。
【００２５】
図３は９０°ツイストネマチック液晶を使用する透過型液晶パネルのサファイア基板と配向膜の配向軸及び液晶分子の関係を示す図で、サファイア基板側から見た模式図である。図中の矢印は単結晶サファイアのＣ結晶軸を示す。
【００２６】
図３（Ａ）において、サファイア基板に形成された配向膜の配向軸はＹ軸に平行であり、配向膜に接触する液晶分子は実線の方向に配向されている。点線で示す液晶分子は対向するガラス基板に形成された配向膜に接しているものであり、ガラス基板に形成された配向膜はＸ軸に平行に配向されている。
【００２７】
図３（Ｂ）において、サファイア基板に形成された配向膜の配向軸はＹ軸から左回りに４５°傾いて形成されており、配向膜に接触する液晶分子は実線の方向に配向されている。点線で示す液晶分子は対向するガラス基板に形成された配向膜に接しているものであり、ガラス基板に形成された配向膜はＹ軸から右回りに４５°傾いて配向されている。
【００２８】
図４はサファイア基板側の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸、サファイア基板のＣ結晶軸、配向膜の配向軸方向とガラス基板側の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸と、配向膜の配向軸方向を示す模式図である。本例は矩形状サファイア基板１２の辺に対しＣ結晶軸が４５°傾いている例であり、Ｃ結晶軸と偏光板１５の透過軸方向と配向膜１７の配向軸を一致させている。ガラス基板１３に形成する配向膜１８の配向軸と偏光板１６の透過軸はサファイア基板１２側の各軸とクロスニコルに配置されている。
【００２９】
図５は単結晶サファイアの主面がＡ面、Ｃ面、Ｒ面のコントラスト比のグラフである。縦軸はコントラスト比であり、横軸は回転角を示す。縦軸の両脇に±１°の位置を示している。測定は、２枚の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸をクロスニコルさせ、その間にサファイア基板を入れ、サファイア基板を回転させる。一方の偏光板の外側に光源、他方の偏光板の外側に光センサを配置し、光源の光が光センサに到達する光量を測定すると黒レベルが測定できる。２枚の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸を平行にして、同様にサファイア基板を回転して白レベルを黒レベルと同一角度で測定する。白／黒でコントラスト比が出せる。Ａ面のコントラスト比が高いことが分かる。
【００３０】
図６は本発明で使用する位置合わせ装置の模式図であり、同図（Ａ）は位置確認工程、（Ｂ）、（Ｃ）は貼付工程である。
【００３１】
図６（Ａ）において１２はサファイア基板、１３はガラス基板、２２、２３はリファレンス偏光板、２４は光源である。リファレンス偏光板２２、２３を最も光源２４からの光が透過しない状態のクロスニコルに配置し、その間にサファイア基板１２を出射側にして透過型液晶パネルを挿入する。サファイア基板１２の一部に光源２４の光を透過させ、透過型液晶パネルを回転してリファレンス偏光板２２から出射する光が最小になる位置を探す。リファレンス偏光板２２から出射する光が最小になる位置が、リファレンス偏光板２２、２３とサファイア基板１２の最大のコントラストを達成する軸が一致した位置である。
【００３２】
次に、図６（Ｂ）に示すように、透過型液晶パネルを引き抜き、サファイア基板１２用偏光板１５を回転させ、リファレンス偏光板２３と透過光が最小になるクロスニコルに配置し、透過型液晶パネルを挿入して偏光板１５をサファイア基板１２に貼付する。
【００３３】
次に、図６（Ｃ）に示すように、透過型液晶パネルを上下反転し、偏光板１５の部分を利用し、ガラス基板１３用偏光板１６を回転し、偏光板１５とクロスニコルに配置してガラス基板１３に偏光板１６を貼付する。
【００３４】
以上により、透過型液晶パネルの両面に偏光板を最適なコントラストが得られる状態で貼付することができる。
【００３５】
本発明による透過型液晶パネルを図９に示す液晶プロジェクタ装置に用いることにより、コントラストの高い液晶プロジェクタ装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による透過型液晶パネルの正面図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図２】各部品の分解図
【図３】９０°ツイストネマチック液晶を使用する透過型液晶パネルのサファイア基板と配向膜の配向軸及び液晶分子の関係を示す図で、サファイア基板側から見た模式図
【図４】サファイア基板側の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸、サファイア基板のＣ結晶軸、配向膜の配向軸方向とガラス基板側の偏光板の透過偏光軸または吸収偏光軸のいずれかの偏光軸と、配向膜の配向軸方向を示す模式図
【図５】単結晶サファイアの主面がＡ面、Ｃ面、Ｒ面のコントラスト比のグラフ
【図６】本発明で使用する位置あわせ装置の模式図であり、同図（Ａ）は位置確認工程、（Ｂ）、（Ｃ）は貼付工程
【図７】単結晶サファイアの斜視図（Ａ）とＡ面サファイア基板の平面図（Ｂ）
【図８】透明基板にサファイア基板を使用した透過型液晶パネルの正面図（Ａ）と断面図（Ｂ）
【図９】単板式型液晶プロジェクタ装置の要部構成模式図
【符号の説明】
【００３７】
１    透過型液晶パネル
２    透明基板
３    透明基板
４    液晶
５    偏光板
６    偏光板
１１    透過型液晶オア寝る
１２    透明基板（サファイア基板）
１３    透明基板（ガラス基板）
１４    液晶
１５    偏光板
１６    偏光板
１７    配向膜
１８    配向膜
１９    シール剤
２０    液晶注入口
２１    封止剤
２２    リファレンス偏光板
２３    リファレンス偏光板
２４    光源
３１    光源
３２    反射鏡
３４    偏光板
３５    透過型液晶パネル
３６    レンズ
３７    赤外線カットフィルター
３８    投写レンズ
３９    吸気ファン
４０    排気ファン
４１    筐体
【図１】
2009229756.tif 000003
【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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【図９】
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