JP2004012996A

JP2004012996A - Liquid crystal display and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2004012996A
Application number: JP2002168796A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Ko; 胡　勝治; Takahiro Kashiwakawa; 柏川　貴弘
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display capable of realizing strength against external pressure and enhancement of display characteristics by strongly and reliably bonding substrates opposed to each other by using spacers and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The liquid crystal display 10 comprises: a pair of substrates 1 and 2 at least one of which is transparent and which have an electrode and an alignment layer formed on one surfaces thereof, respectively, and are opposed to each other so that the surfaces on which the electrode and the alignment layer are formed, respectively, are opposed to each other; spacers 3 disposed between the substrates 1 and 2 opposed to each other; and a liquid crystal 5 enclosed between the substrates and formed by sealing the peripheral part of the substrates 1 and 2 opposed to each other. At least part of the spacers 3 is stuck to at least one substrate without holding the alignment layer therebetween. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置とその製造方法に関する。より詳しく言えば、本発明は、少なくとも一方が透明である一対の基板の間に、一般に液晶として知られる光スイッチ機能を有する媒体を挟持した液晶表示装置であって、有効表示領域における基板間のギャップが均一且つ一定に保たれることにより、コントラストや応答速度等の均一性が向上し良好な表示品質を示す液晶表示装置と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも一方が透明である一対の基板間に、光スイッチ機能を有する媒体である液晶を充填した液晶表示装置は、一般に薄くて軽量で低消費電力である等の点から、電卓、家庭電化製品あるいはＯＡ機器等の表示装置、空間光変調装置（Ｓｐａｃｉａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）等として広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置では、基板間のギャップが均一且つ一定であることが、良好な表示を行うのに不可欠である。ギャップの維持のためには、基板間に配置される、一般にスペーサと呼ばれる部材が使用されている。スペーサには、大別して粒子（ビーズ）状のものと柱状のものがあり、それらの配置・固定化方法が種々開発されてきた。
【０００４】
一つの方法として、球状の粒子（ビーズ）を基板上に散布し、基板間のギャップを均一に制御する方法が提案されている。ところが、この方法では、ビーズの配置を制御することが困難であり、ビーズは表示に不可欠な画素部分にも散布されることになって、それにより液晶分子の配向欠陥を招来し、表示品位を低下させる問題があった。
【０００５】
これを防止するため、ビーズの散布に代えて、フォトリソグラフィー法により画素部分以外に柱状のスペーサを選択的に形成する技術が提案されている。この場合、画素部分にスペーサがないため、配向欠陥、表示品位低下を防止することができる。ところが、スペーサは通常、一方の基板とは接着しているものの他方の基板とは接着性がないため、外圧を受ける（例えば指先で押される等）と基板間隔が変動し、それに従い基板上の電極間隔が変動して、干渉縞の発生、色調のばらつき、駆動電圧特性のばらつき等の問題が発生していた。更に極端な場合は、外力によって基板どうしが接触し、配向膜が損傷を受けて液晶分子の配向が乱れ、表示品質が低下する等の問題が発生していた。
【０００６】
そこで、スペーサに両基板との接着性を持たせる検討が行われているが、基板を重ね合わせる前の樹脂スペーサの熱硬化が進行していない条件で、基板を重ね合わせ、加熱し、樹脂スペーサを硬化させた場合、基板との接着性は保持できるものの、基板を重ね合わせた時の圧力により、硬化前のスペーサが変形し、精密なギャップ制御ができない問題があった。
【０００７】
そこで、特開２０００−１５５３２１号公報では、スペーサに圧力や熱で変形しないビーズを含有させ、強度と接着性を両立するようにしている。ところが、この手法では、ビーズをスペーサ形成用の樹脂に分散させているため、下記に示す問題が発生する。
（１）確率的にビーズを含有しないスペーサが存在するため、ギャップ均一性が劣る。
（２）この問題を避けるため、ビーズ含有量を増やすと、ビーズがフィラーとして作用して悪影響を及ぼし、スペーサの製造時にスペーサ材料を均一にスピンコートできず、塗布厚さにムラができ、その結果スペーサ高さが不均一になる。
（３）均一粒径をもつビーズは高価であり、しかも、スペーサ以外の部分はパターニングにより除去するため、ほとんどのビーズは捨てることになり、製造コストを上昇させる。
【０００８】
そこで、樹脂だけで強度と接着性を両立できるスペーサが強く望まれている。樹脂だけのスペーサは、一方の基板上に形成された配向制御膜の上にスペーサ材料の樹脂を塗布し、露光、現像によりパターニングする手法等を利用して形成でき、これにより得られたスペーサはその上にスペーサ材料を塗布した配向制御膜に対し強い接着力で結合する。ところが、こうして一旦形成されたスペーサは、後の工程で他方の基板と重ね合わせて液晶パネルを形成する際に、加熱により溶融してから固化しても、他方の基板上に形成された配向制御膜に対してはそれほど強い接着力では接着しない。このため、スペーサに用いる材料を種々検討し、配向膜との接着性を向上させることが可能な材料の開発が活発になっているが、より強固な接着を可能にする技術が依然として要望されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、液晶表示装置用スペーサのこれまでの配置・固定化技術は、外圧に対し強く（耐衝撃性が高い）、表示特性の良好な液晶表示装置を実現するのに十分ではなかった。更に、一方の基板上に既に形成されたスペーサを、他方の基板に対してより強固に接着させることも要望されている。
【００１０】
本発明は、スペーサ材料へのビーズ等の混合なしに樹脂だけでスペーサを形成し、スペーサの強度を保ったままそのスペーサにより基板どうしを強固に接着して、外圧に対する強度と表示特性の向上を実現可能な液晶表示装置とその製造方法の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一方が透明である一対の基板であって、各基板の片面には電極と配向膜とが形成されていて、それらを形成した面が向き合うように対向させた基板と、対向するこれらの基板間に配置されたスペーサと、該基板間に封入された液晶とを含み、且つ、対向する該基板の周辺部を封止してなる液晶表示装置であって、前記スペーサのうちの少なくとも一部が、少なくとも一方の基板に、それらの間に配向膜を挟むことなく接着していることを特徴とする液晶表示装置である。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他方の基板に接着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置は、スペーサにより間隔をあけて保持された、少なくとも一方が透明である一対の基板を有し、これらの基板間には液晶が封入されている。双方の基板の対向面には、電極が形成され、各電極の上に液晶分子の配向を規制する配向膜が設けられている。電極は、透明基板上のものが透明であればよいが、両方の基板上の電極を透明電極として形成してもよい。以下の説明では、両方の基板上に透明電極が位置するものとする。
【００１４】
本発明の液晶表示装置における特徴は、基板間に配置されたスペーサが少なくとも一方の基板に、その基板との間に配向膜を挟むことなく接着していることにある。
【００１５】
通常、液晶表示装置の製造時には、予めスペーサを形成した一方の基板と、スペーサなしのもう一方の基板とを、スペーサを間に挟んで重ね合わせ、そして加熱、圧着によりスペーサを軟化又は硬化させて、スペーサをもう一方の基板と接着させる。双方の基板上には配向膜（配向制御膜とも呼ばれる）が形成されていて、一方の基板上に予め形成したスペーサは、その形成過程においてこの基板上の配向膜には強固に接着するが、後の工程での軟化又は硬化により接着するもう一方の基板上の配向膜に対しては、それほど強固に接着することができない。そのため、スペーサは、もう一方の基板に対してはそれほど強固に接着することができない。
【００１６】
本発明では、一方の基板上に予め形成されたスペーサと、スペーサが予め形成されていないもう一方の基板との間に、配向膜を存在させないようにすることによって、両者の強固な接着を可能にする。スペーサが形成される部分は液晶表示装置の有効表示領域外であり、液晶表示装置を駆動する電極がなくてよい部分であるから、スペーサが予め形成されていないもう一方の基板のスペーサと接着する部位には、電極がなく、ガラス等の基板表面が露出することができる。軟化又は硬化により接着するスペーサの先端は、配向膜材料よりもガラス等の基板本体の材料に対して強い接着性を示すことから、本発明の液晶表示装置におけるスペーサは、スペーサが予め形成されていないもう一方の基板の配向膜のない部分に強固に接着することができ、すなわちもう一方の基板に強固に接着することができる。このように、スペーサは、スペーサが予め形成されていない方の基板本体に直接接着するのが好ましい。一般に、一対の基板の一方には画素電極としての個別電極が設けられ、他方の基板には共通電極が設けられるので、スペーサを予め形成する基板は共通電極が設けられる基板、そしてスペーサが予め形成されない基板は個別電極が設けられる基板であるのが好ましい。
【００１７】
本発明においては、スペーサを予め形成する方の基板の配向膜を、スペーサ形成部位において除去する態様も可能である。しかし、スペーサは、それを予め形成する基板に対しては、基板上に配向膜があっても相対的に強固に接着するので、通常はその基板上の配向膜を除去する必要はない。
【００１８】
スペーサが予め形成されていない方の基板のスペーサが接触する部位の全数（これはスペーサの全数に対応する）で、配向膜が存在しないのが理想的であるが、その基板へスペーサを接着させることによる一対の基板どうしの結合に関しては、スペーサが接触する部位の全数のうちの少なくとも５０％の部位で配向膜が取り除かれていれば、基板どうしを強固に結合させることができる。
【００１９】
スペーサが予め形成されていない方の基板の配向膜が除かれた部分の形状は、そこに接触するスペーサ端面の形状（例えば円形あるいは多角形）と相似であるのが好ましい。更に、その部分の面積は、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％であるのが好ましい。この面積が７０％を下回ると、配向膜に接するスペーサ端面の面積が増大し、基板へのスペーサの十分な接着性が得られなくなる。１３０％を超えると、配向膜のない領域が増えることから、液晶の配向性に悪影響を与え、一般に良好な表示が得られなくなる。
【００２０】
基板上の配向膜は、配向膜材料として一般的なポリイミド等の樹脂材料から形成することができる。本発明では、スペーサが予め形成されていない方の基板の配向膜を、スペーサと接触する部位に開口を持つ所定パターンで形成する必要があり、そのためこの配向膜は、感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料から形成するのが有利である。感光性樹脂を用いることにより、フォトリソグラフィー法を利用して所定パターンの配向膜を容易に形成することができる。本発明の液晶表示装置の配向膜を形成するのに好適な感光性樹脂の例として、上述の感光性ポリイミド以外に、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂等を感光性樹脂化したものを挙げることができ、２種類以上の混合物の使用も可能である。
【００２１】
一対の基板上に形成した配向膜に挟まれた液晶の配向性は、両側の配向膜が同一の材料で形成されているときに良好になり、それにより液晶表示装置の表示特性を良好なものにすることができる。従って、本発明においては、スペーサを予め形成する方の基板の配向膜も、スペーサを予め形成しない方の基板の配向膜形成材料と同一の、感光性ポリイミド等の感光性樹脂により形成するのが好ましい。
【００２２】
一対の対向基板どうしを接合するスペーサには、基板への接着性だけでなく、基板間のギャップを一定に保持するのに必要な強度も要求される。この要求を満足するために、本発明においては、一方の基板上に形成した段階、すなわち一対の対向基板をそれにより結合する前の段階において、基板と平行な断面において外周部が硬化状態、中央部が半硬化状態であるようなスペーサを用いることができる。このような断面が２重構造のスペーサは、硬化した外周部により強度をもたらす一方で、一対の基板を重ね合わせた後の中央部の半硬化部分の硬化（完全硬化）により、基板に対し強固に接着することができる。この両方の効果により、基板間のギャップを一定に保ち、且つ双方の基板を強固に結合させて、液晶表示装置の表示品位を特に良好なものにすることができる。
【００２３】
断面が２重構造のスペーサは、基板に接着する半硬化部分（中央部）の面積がスペーサ断面の１０〜９０％であるのが好ましい。半硬化部分が１０％未満であると、加熱によりその部分を硬化させた際、基板との接着性が弱くなり、そのため外圧により基板ギャップが変動し、干渉縞の発生等の問題が発生しかねない。半硬化部分が９０％より多くなると、硬化部分による強度増大効果がそれほど期待できなくなる。
【００２４】
本発明におけるスペーサは、感光性樹脂を用いることで、フォトリソグラフィー法により所定パターンに従って容易に形成することができ、そして液晶表示装置の画素部分を除いて基板間の一定のギャップの保持に有効な位置にスペーサを配置することができる。また、パターニングに先立ち形成する感光性樹脂層の膜厚を調整することによりスペーサの高さを制御し、対向基板間の距離を制御するのが容易である。
【００２５】
スペーサを形成する感光性樹脂としては、ポジ型あるいはネガ型の感光性樹脂のどちらも使用可能である。例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂等、あるいはゼラチンを感光性樹脂化したものから選択される少なくとも１種の感光性樹脂を使用することができ、ここに挙げた樹脂は一般的なレジスト材料として商業的に入手可能である。
【００２６】
上述のような断面２重構造のスペーサの場合は、ネガ型感光性樹脂を使用するのが特に有効である。これは、ネガ型の感光性樹脂は露光量を制御することにより、所定のパターンを硬化部分と半硬化部分が混在する状態で形成するのが容易にできるためである。ネガ型感光性樹脂を使って断面２重構造のスペーサを形成するには、例えば、一方の基板上にネガ型感光性樹脂層を形成し、次いで形成しようとするスペーサの断面形状に対応するパターンを備えたフォトマスクを使用して、感光性樹脂が硬化する全光量の一部（例えば１０〜８０％）の光量で樹脂層の露光（１次露光）を行う。続いて、フォトマスクをスペーサの硬化部分に対応したパターンを持つものに換え、感光性樹脂が硬化する全光量の残りで樹脂層の露光（２次露光）を行う。２次露光により完全硬化させる部分に照射される光量（２次露光量）は、１次露光時に照射された光量（１次露光量）との合計が、樹脂の硬化に必要な全光量以上になるようにすればよい。
【００２７】
液晶表示装置で使用する一対の基板には、液晶表示装置の表示動作に必要な透明電極が設けられ、その上に樹脂で形成された配向膜が存在していて、この配向膜表面には液晶分子を所定の方向に配向させるためのラビング処理が施されている。スペーサの硬化温度は、この配向膜のラビング効果を損なわない温度であるのが好ましい。これは、スペーサの硬化温度が配向膜のラビング効果を損なう温度を超える場合、一対の対向基板を重ね合わせてスペーサをそれらが形成されていなかった基板へ接着させるため硬化させる際に、配向膜のラビング効果を消失させ、良好な表示特性が得られなくなるためである。
【００２８】
スペーサ間に挟んで対向させた２枚の基板は、そこに充填された液晶が存在する状態で、周辺部を封止される。この封止には、通常樹脂材料が使用され、それは加熱により硬化することで封止機能を果たす。スペーサを形成する感光性樹脂を熱硬化性とし、その硬化温度が周辺封止樹脂の硬化温度と等しいか、あるいはそれより低い樹脂を用いることにより、スペーサによる基板どうしの結合と、液晶表示装置の周辺部の封止を一つの工程で行うことができる。一般に、配向膜のラビング効果は１５０℃を超えると失われるので、スペーサ、そしてまた周辺封止樹脂の硬化温度は１５０℃以下が好ましい。
【００２９】
一方、基板間に液晶を封入後、液晶を再配向させるアニール処理の温度が１１０℃程度であるので、スペーサ及び基板の周辺部封止用の熱硬化性樹脂の硬化温度は１１０℃以上であるのが好ましい。
【００３０】
本発明の液晶表示装置において使用する液晶は特に限定されず、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、電傾効果を示すスメクティックＡ相液晶等の公知の液晶を使用することができる。
【００３１】
本発明の液晶表示装置は、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他方の基板に接着させることで製造することができる。
【００３２】
基板間ギャップへの液晶の充填方法としては、予め対向させた基板間に真空を利用して液晶を充填封入する真空法、あるいは一方の基板上に液晶を滴下してから他方の基板を重ねる滴下法が代表的であり、本発明の液晶表示装置はそのどちらにより製造することも可能である。例えば、滴下法による場合、一方の基板にスペーサを形成し、一対の基板のいずれか一方の基板上に液晶を滴下した後、２枚の基板を重ね合わせ、基板周辺封止部材とともに加熱することにより、スペーサを両方の基板に接着することができる。
【００３３】
本発明の液晶表示装置は、基板間を封止するための周辺封止を全く施さずに、あるいは実質的に施さずに（限られた一部にだけ施して）、該全くあるいは実質的に周辺封止を施していない部分全域または一部に液晶を付着させた後、液晶を該基板の間に充填し、次いで封止していない周辺全域を封止部材で封止することにより製造することが可能である。この方法によれば、基板間に液晶を効率よく注入することができ、それによりスループットを向上させ、製造コストを低減し、製品歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
より具体的には、本発明の液晶表示装置は、例えば、基板間を封止するための周辺封止を全くあるいは実質的に施さずに、該全くあるいは実質的に周辺封止を施していない部分全域または一部に液晶を付着させた後、液晶を該基板の間に充填し、次いで封止していない周辺全域を封止部材で封止する工程を実施することにより、製造することができる。この場合、基板に液晶を付着させる前後の圧力差又は温度差、あるいはその両者を利用して、液晶を基板の間に充填することができ、そして基板間のギャップに液晶をより短時間で充填することができる。また、液晶を付着させる部分に、ディスペンサを使用して液晶を滴下して付着させることができる。ディスペンサの使用は、液晶の定量的且つ容易な付着を可能にする。
【００３５】
本発明では、基板の周辺部を封止する材料として、熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂のいずれを使用することもできる。熱硬化性樹脂を使用する場合には、その硬化温度を、加熱によって硬化して両基板に対し接着力を呈するスペーサの硬化温度と等しいか、あるいはそれより高くすることによって、加熱工程において、スペーサを硬化させて、液晶表示装置の表示部の電極間のギャップを設定し、その電極間のギャップを保ったままで基板の周辺部を封止することができる。光硬化性樹脂を使用する場合には、より低温で基板間を封止することができる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
図１に、下記の例で製造した液晶表示装置を模式的に示す。この液晶表示装置１０には、対向したガラス基板１、２と、これらの基板間に位置し、基板間のギャップを保持しているスペーサ３と、基板１、２の周辺部を封止している接着シール材４と、基板間のギャップに封入された液晶５が含まれている。基板１、２の対向面にはそれぞれ、透明電極が形成されており（一方は個別電極として、他方は共通電極として形成される）、その上にラビング処理を施した配向膜が位置しているが、簡単にするため図１にそれらは図示していない。
【００３８】
また、ここでは、液晶表示装置の電極間のギャップを均一かつ一定に保って封止する工程を概説し、使用する材料等については後の例で具体的に説明する。
【００３９】
共通電極としての透明電極と配向膜を形成したガラス基板１の上に、フォトレジスト材料をスピンコートした。このレジスト膜をプリベーキングしてから、フォトマスクを用いて紫外線露光装置により露光し、続いて現像して、基板上に直径１０μｍの円柱が１００μｍ間隔で縦横に並ぶパターンでスペーサ３を作製した。こうして形成したスペーサを、純水で洗浄後、乾燥させた。
【００４０】
スペーサ３を設けたガラス基板１の周辺部に、液晶注入口となる部分を残して接着シール材４を配置し、ガラス基板１の上に、個別電極を設けたもう一方のガラス基板２を載置した組立体を作った。この組立体を熱処理装置（図示せず）内に装填し、スペーサ３及び接着シール材４の熱硬化性樹脂の硬化温度（１１０℃〜１５０℃）で加熱加圧した。この処理によって、スペーサ３は圧力を受けたまま硬化して、ガラス基板１とガラス基板２とを強固に結合させた。また、接着シール材４によってガラス基板１とガラス基板２の周辺がシールされた。
【００４１】
その後、液晶注入口を通してガラス基板１とガラス基板２の間に液晶を注入し、液晶注入口を最終的に封止した。
【００４２】
（実施例１）
上述の液晶表示装置の製造方法に従って、実施例１の液晶表示装置を次のように製造した。
【００４３】
共通電極としての透明電極を設けた２００×１００×１．１ｍｍのガラス基板（共通電極基板）上に、３ｗｔ％のポリイミド溶液をスピンコータにより２０００ｒｐｍの回転数で塗布し、２００℃で３０分焼成して配向膜を形成した。
【００４４】
このガラス基板の配向膜上に、ネガ型フォトレジスト材料（ＣＦＰＲ−ＣＬ、東京応化工業社製）を膜厚が２μｍになるようにスピンコートした。形成したレジスト膜のプリベーキングをホットプレート上にて１００℃で１分間行った。次いで、紫外線露光装置と、基板上に１００μｍ間隔で縦横に並んだ直径１０μｍの円柱状スペーサを形成するのに適合したマスクを用いて、未硬化（半硬化）状態になるように、２２０ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギでレジスト膜の露光を行った。次に、現像によりスペーサを形成し、純水で洗浄後、乾燥させた。
【００４５】
個別電極を設けた、もう一方のガラス基板（個別電極基板）に感光性のポリイミド溶液を４０００ｒｐｍの回転数で塗布した後に、１００℃で１分間プリベークを行って感光性ポリイミド膜を形成した。
【００４６】
次に、一対の基板を組み合わせた際に、他方の基板（共通電極基板）に先に形成したスペーサが個別電極基板表面に接触する部分だけ露光できるようなマスクを用い、紫外線露光装置により８００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギで感光性ポリイミド膜を露光した。感光性ポリイミド膜を現像後、純水で洗浄、乾燥させて、スペーサが個別電極基板表面に接触する部分に相当する、ポリイミド材料を取り除いた直径１０μｍの円が、１００μｍ間隔で縦横に並ぶ配向膜を形成した。
【００４７】
続いて、両方のガラス基板上の配向膜をラビング処理した。
【００４８】
次に、一方のガラス基板の周辺部に１５０℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を液晶注入口を除いて印刷法によって付着させた。一対のガラス基板を、透明電極が向かい合い、そして共通電極基板に設けたスペーサの先端が個別電極基板の配向膜を除去した部位に当たるように重ね合わせ、真空袋に入れて、１５０℃、１時間の加熱処理を行った。この処理により、周辺部のシール材であるエポキシ樹脂を硬化させるとともに、スペーサ材料のレジストも硬化させて、ガラス基板どうしを結合させた。次いで、液晶注入口を通して強誘電性液晶を注入し（真空法）、液晶注入口を封止して強誘電性液晶表示装置を得た。
【００４９】
こうして得られた液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化はみられなかった。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする外力に対して耐ストレス性を備えることが認められた。
【００５０】
また、液晶表示装置の中央部を支持し、両端に３００ｇの荷重を加えたところ、画面全体にわたって表示色の変化は観察されず、液晶層厚は全面にわたって変化しなかった。
【００５１】
（実施例２）
個別電極基板上の配向膜を形成するための感光性ポリイミドに代えて、感光性のアクリレート樹脂を用いた以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５２】
（実施例３）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の数を、全スペーサ数の５０％に相当する数に減らした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５３】
（実施例４）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０％になるようにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５４】
（実施例５）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の１３０％になるようにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５５】
（実施例６）
スペーサを予め形成した基板（共通電極基板）上にも、もう一方の基板（個別電極基板）上に塗布したのと同じ感光性ポリイミドを使って配向膜を形成した以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５６】
（実施例７）
スペーサを断面が２重円構造の円柱にし、２重円構造の外側を硬化部分、内側を半硬化部分として、硬化部分の断面積がスペーサの全断面積の１０％になるようにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
【００５７】
この断面が２重円構造の円柱スペーサは、スペーサを形成する円全体（直径１０μｍ）を２２０ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギで露光し、次に、外側部分のみを２００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギで再露光し、次に現像し、純水で洗浄後、乾燥させて形成した。図２に、形成した断面２重円構造のスペーサを模式的に示す。このスペーサ３は、一方の基板１上に円柱状に形成されていて、その外側に硬化部分１２、内側に半硬化部分１４を有する。
【００５８】
得られた液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５９】
（実施例８）
実施例７で形成したのと同様の断面が２重円構造の円柱状スペーサを、外側の硬化部分の断面積がスペーサの全断面積の９０％になるように形成した以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
【００６０】
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６１】
（実施例９）
強誘電性液晶をツイステッドネマティック型液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６２】
（実施例１０）
強誘電性液晶をスーパーツイステッドネマティック型液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６３】
（実施例１１）
強誘電性液晶をネマティックコレステリック相転移型液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６４】
（実施例１２）
強誘電性液晶を反強誘電性液晶に換えた以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６５】
（実施例１３）
強誘電性液晶をツイストグレインバウンダリ液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６６】
（実施例１４）
強誘電性液晶をスメクティックＡ相液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６７】
（実施例１５）
液晶注入方法として、真空注入法に代えて滴下法を採用し、スペーサを形成しそして周辺部に封止部材を配置した基板上に強誘電性液晶を滴下した後、この基板にもう一方の基板を重ね合わせて加熱することにより、周辺封止部材とスペーサを介して両基板を接着させた以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。減圧下での液晶注入時間が不要になるため、実施例１に比べ、製造時間を短縮できた。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６８】
（比較例１）（配向膜除去なし）
一対の基板上の配向膜を非感光性のポリイミドで形成し、感光性ポリイミドを使用せず、個別電極基板のスペーサが接触する部分のポリイミド膜を除去しなかった以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した。スペーサと個別電極基板との接着性が不足のため、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が見られ、表示不良が認められた。
【００６９】
（比較例２）（除去率５０％未満）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の数を、全スペーサ数の４０％に相当する数にした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した。スペーサが個別電極基板と接着している箇所が少ないため、十分な接着性が得られず、先端径０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示領域の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が見られ、表示不良が認められた。
【００７０】
（比較例３）（除去率７０％未満）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の６０％になるようにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した。個々のスペーサが個別電極基板と接着している面積が少ないため、接着性が不足し、先端径０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示領域の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が見られ、表示不良が認められた。
【００７１】
（比較例４）（除去率１３０％超）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の１４０％になるようにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した。配向膜を除去した面積が大きいため、ガラス基板の露出部分が多くなり、露出したガラス基板上の液晶は配向しないことから、良好な液晶表示が得られなかった。
【００７２】
（比較例５）（スペーサ硬化温度＞ラビングダメージ温度１５０℃）
スペーサ材として、１９０℃、１時間で硬化するネガレジストを用い、１９０℃、１時間で硬化させた以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を製作した。配向膜に熱によるダメージが見られ、表示品位が低下した。
【００７３】
本発明は、以上説明したとおりであるが、その特徴を種々の態様ととも付記すれば、次のとおりである。
（付記１）少なくとも一方が透明である一対の基板であって、各基板の片面には電極と配向膜とが形成されていて、それらを形成した面が向き合うように対向させた基板と、対向するこれらの基板間に配置されたスペーサと、該基板間に封入された液晶とを含み、且つ、対向する該基板の周辺部を封止してなる液晶表示装置であって、前記スペーサのうちの少なくとも一部が、少なくとも一方の基板に、それらの間に配向膜を挟むことなく接着していることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）前記少なくとも一方の基板に配向膜を挟むことなく接着しているスペーサの数が、全スペーサ数の５０％以上であることを特徴とする、付記１記載の液晶表示装置。
（付記３）前記スペーサを配向膜を挟むことなく前記少なくとも一方の基板に接着させるため配向膜を選択的に取り除いた部分の形状が、当該基板に接触するスペーサ端面の形状と相似であることを特徴とする、付記１又は２記載の液晶表示装置。
（付記４）前記スペーサを配向膜を挟むことなく前記少なくとも一方の基板に接着させるため配向膜を選択的に取り除いた部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％であることを特徴とする、付記１から３までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記５）前記スペーサが配向膜を挟むことなく接着している前記少なくとも一方の基板上の配向膜が、感光性樹脂から形成されていることを特徴とする、付記１から４までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記６）前記スペーサが配向膜を挟むことなく接着している前記少なくとも一方の基板上の配向膜を形成する感光性樹脂が、感光性を付与されたポリイミド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ノボラック、ポリエステル、ポリウレタンもしくはアクリレート樹脂、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする、付記５記載の液晶表示装置。
（付記７）前記一対の基板上の配向膜が同一の感光性樹脂で形成されていることを特徴とする、付記５又は６記載の液晶表示装置。
（付記８）配向膜を挟むことなく前記基板に接着した前記スペーサが、該基板の本体に直接接着していることを特徴とする、付記１から７までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記９）配向膜を挟むことなく前記基板に接着した前記スペーサの該基板に平行な断面が２重構造であり、該スペーサがその外周部を除く中央部において該基板に接着していることを特徴とする、付記１から８までのいずれか一つ域債の液晶表示装置。
（付記１０）前記スペーサの前記基板に接着している中央部の面積がスペーサ断面の１０〜９０％であることを特徴とする、付記９記載の液晶表示装置。
（付記１１）前記スペーサが感光性樹脂で形成されており、該感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記１から１０までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１２）前記スペーサが熱硬化性であり、その硬化温度が前記配向膜のラビング効果を損なわない温度であることを特徴とする、付記１１記載の液晶表示装置。
（付記１３）前記液晶が、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、又はスメクティックＡ相液晶であることを特徴とする、付記１から１２までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１４）付記１記載の液晶表示装置を製造する方法であって、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他方の基板に接着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（付記１５）前記スペーサを配向膜を挟むことなく接着させる前記基板上の配向膜を感光性樹脂で形成し、該配向膜をパターニングして、該スペーサを該基板に接着させる部位の配向膜を除去することを特徴とする、付記１４記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１６）前記スペーサを配向膜を挟むことなく基板に接着させる前記部位の数を当該液晶表示装置の全スペーサ数の５０％以上とすることを特徴とする、付記１５記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１７）前記配向膜の前記パターニングにより除去する部分の形状を、前記基板に接触するスペーサ端面の形状と相似になるようにすることを特徴とする、付記１５又は１６記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１８）前記配向膜の前記パターニングにより除去する部分の面積を、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％になるようにする、付記１５から１７までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１９）前記感光性樹脂が、感光性を付与されたポリイミド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ノボラック、ポリエステル、ポリウレタンもしくはアクリレート樹脂、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする、付記１５から１８までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２０）前記一対の基板上の配向膜を同一の感光性樹脂で形成することを特徴とする、付記１５から１９までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２１）配向膜を挟むことなく前記基板に接着する前記スペーサを、該基板の本体に直接接着させることを特徴とする、付記１４から２０までのいずれか一つ域債の液晶表示装置の製造方法。
（付記２２）配向膜を挟むことなく前記基板に接着する前記スペーサを、該基板に平行な断面が２重構造となるように形成し、その外周部を除く中央部において該基板に接着させることを特徴とする、付記１４から２１までのいずれか一つ域債の液晶表示装置の製造方法。
（付記２３）前記スペーサの前記基板に接着させる中央部の面積をスペーサ断面の１０〜９０％にすることを特徴とする、付記２２記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２４）前記スペーサを感光性樹脂から形成し、該感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記１４から２３までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２５）前記スペーサが熱硬化性であり、その硬化温度が前記配向膜のラビング効果を損なわない温度であることを特徴とする、付記２４記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２６）前記液晶が、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、又はスメクティックＡ相液晶であることを特徴とする、付記１４から２５までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ビーズ等の混合なしに十分な強度を持つスペーサが対向基板の両方へ強固に接着した液晶表示装置の提供が可能になる。この液晶表示装置は、有効表示領域のギャップが均一かつ一定に保たれ、有効表示領域内におけるコントラストや応答速度の均一性が改善されて、向上した表示品質を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で作製した液晶表示装置を説明する図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の一態様において使用する断面が２重円構造のスペーサを説明する図である。
【符号の説明】
１、２…ガラス基板
３…スペーサ
４…接着シール材
５…液晶
１０…液晶表示装置
１２…硬化部分
１４…半硬化部分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention is a liquid crystal display device in which a medium having an optical switch function generally known as a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates at least one of which is transparent, wherein The present invention relates to a liquid crystal display device which exhibits good display quality by improving uniformity such as contrast and response speed by maintaining a uniform and constant gap, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device in which a liquid crystal which is a medium having an optical switch function is filled between a pair of substrates at least one of which is transparent is generally a calculator, a home appliance or a home appliance in terms of thinness, light weight, and low power consumption. It is widely used as a display device such as OA equipment, a spatial light modulator, and the like.
[0003]
In the liquid crystal display device, it is essential that the gap between the substrates is uniform and constant in order to perform good display. In order to maintain the gap, a member generally called a spacer, which is disposed between the substrates, is used. The spacers are roughly classified into particles (beads) and columns, and various methods for arranging and fixing them have been developed.
[0004]
As one method, a method has been proposed in which spherical particles (beads) are dispersed on a substrate to uniformly control the gap between the substrates. However, in this method, it is difficult to control the arrangement of the beads, and the beads are scattered also in a pixel portion which is indispensable for display, thereby causing alignment defects of liquid crystal molecules, thereby deteriorating display quality. There was a problem of lowering.
[0005]
In order to prevent this, a technique has been proposed in which, instead of dispersing beads, a columnar spacer is selectively formed in a portion other than a pixel portion by a photolithography method. In this case, since there is no spacer in the pixel portion, it is possible to prevent an alignment defect and a decrease in display quality. However, since the spacer is usually adhered to one substrate but not to the other substrate, when an external pressure is applied (for example, pressed with a fingertip), the distance between the substrates fluctuates, and accordingly, the distance on the substrate is changed. The electrode spacing fluctuates, causing problems such as the occurrence of interference fringes, variations in color tone, and variations in drive voltage characteristics. In an extreme case, there is a problem that the substrates come into contact with each other due to an external force, the alignment film is damaged, the alignment of the liquid crystal molecules is disturbed, and the display quality is deteriorated.
[0006]
Therefore, studies have been made to make the spacers have adhesiveness to both substrates, but under the condition that the thermosetting of the resin spacers before the substrates are superposed does not proceed, the substrates are superposed and heated, and the resin spacers are heated. When cured, the adhesiveness with the substrate can be maintained, but the pressure at the time of overlapping the substrates deforms the spacer before curing, and there has been a problem that precise gap control cannot be performed.
[0007]
Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-155321, beads that are not deformed by pressure or heat are contained in a spacer so that both strength and adhesiveness are achieved. However, in this method, since the beads are dispersed in the resin for forming the spacer, the following problems occur.
(1) The gap uniformity is inferior because there is a spacer containing no beads at random.
(2) To avoid this problem, if the content of beads is increased, the beads act as fillers and exert an adverse effect, and the spacer material cannot be uniformly spin-coated at the time of manufacturing the spacer, resulting in uneven coating thickness. As a result, the spacer height becomes uneven.
(3) Beads having a uniform particle size are expensive, and portions other than the spacers are removed by patterning, so most of the beads are discarded, which increases the manufacturing cost.
[0008]
Therefore, there is a strong demand for a spacer that can achieve both strength and adhesiveness using only a resin. The resin-only spacer can be formed by applying a spacer material resin on the alignment control film formed on one of the substrates, patterning the film by exposure and development, and the like. It bonds with a strong adhesive force to an orientation control film on which a spacer material is applied. However, the spacer once formed can be melted by heating and then solidified when forming a liquid crystal panel by overlapping with the other substrate in a later step, and the alignment control formed on the other substrate can be achieved. It does not adhere to the membrane with very strong adhesion. For this reason, various materials used for the spacer have been studied, and the development of a material capable of improving the adhesiveness with the alignment film has been actively performed. However, there is still a demand for a technology that enables stronger adhesion. I have.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional arrangement / fixing technique of the spacer for the liquid crystal display device is not enough to realize a liquid crystal display device which is strong against external pressure (has high impact resistance) and has good display characteristics. Further, there is also a need to more firmly adhere a spacer already formed on one substrate to the other substrate.
[0010]
The present invention forms a spacer only with resin without mixing beads or the like into the spacer material, and firmly adheres the substrates to each other with the spacer while maintaining the strength of the spacer, thereby improving the strength against external pressure and the improvement of display characteristics. It is an object of the present invention to provide a feasible liquid crystal display device and a method for manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the liquid crystal display device of the present invention, at least one of the substrates is a pair of transparent substrates, and electrodes and an alignment film are formed on one surface of each substrate, and they are opposed to each other so that the surfaces on which they are formed face each other. A liquid crystal display device comprising a substrate, a spacer disposed between the opposing substrates, and a liquid crystal sealed between the substrates, and sealing a peripheral portion of the opposing substrate, A liquid crystal display device wherein at least a part of the spacer is bonded to at least one of the substrates without interposing an alignment film therebetween.
[0012]
In the liquid crystal display device of the present invention, a spacer is previously formed on one substrate, this substrate is combined with the other substrate having no alignment film at a position corresponding to the position of the spacer, and the spacer is formed on the other substrate. The liquid crystal display device can be manufactured by a method for manufacturing a liquid crystal display device, which is characterized by being adhered to a liquid crystal display.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The liquid crystal display device of the present invention has a pair of substrates, at least one of which is transparent, held at intervals by a spacer, and a liquid crystal is sealed between these substrates. Electrodes are formed on the opposing surfaces of both substrates, and an alignment film that regulates the alignment of liquid crystal molecules is provided on each electrode. The electrodes need only be transparent on a transparent substrate, but the electrodes on both substrates may be formed as transparent electrodes. In the following description, it is assumed that the transparent electrodes are located on both substrates.
[0014]
A feature of the liquid crystal display device of the present invention is that a spacer disposed between the substrates is bonded to at least one of the substrates without interposing an alignment film between the substrates.
[0015]
Usually, at the time of manufacturing a liquid crystal display device, one substrate on which a spacer is formed in advance and another substrate without a spacer are overlapped with a spacer interposed therebetween, and the spacer is softened or cured by heating and pressing. Then, the spacer is bonded to the other substrate. An alignment film (also referred to as an alignment control film) is formed on both substrates, and a spacer formed in advance on one substrate adheres firmly to the alignment film on this substrate during the formation process. It cannot be so strongly bonded to the alignment film on the other substrate which is bonded by softening or hardening in a later step. Therefore, the spacer cannot be so strongly bonded to the other substrate.
[0016]
In the present invention, strong adhesion between two spacers can be achieved by preventing the alignment film from being present between the spacer formed in advance on one substrate and the other substrate having no spacer formed in advance. To The portion where the spacer is formed is outside the effective display area of the liquid crystal display device, and is a portion where there is no need for an electrode for driving the liquid crystal display device. Therefore, the spacer is bonded to the spacer of the other substrate on which the spacer is not formed in advance. There is no electrode at the site, and the surface of the substrate such as glass can be exposed. Since the tip of the spacer to be adhered by softening or curing shows stronger adhesiveness to the substrate body material such as glass than the alignment film material, the spacer in the liquid crystal display device of the present invention has the spacer formed in advance. It can be firmly bonded to the other substrate without the alignment film, that is, it can be firmly bonded to the other substrate. Thus, it is preferable that the spacer be directly bonded to the substrate body on which the spacer is not formed in advance. Generally, an individual electrode as a pixel electrode is provided on one of a pair of substrates, and a common electrode is provided on the other substrate. Therefore, a substrate on which a spacer is formed in advance is a substrate on which a common electrode is provided, and a spacer is formed on the substrate in advance. Preferably, the substrate not provided is a substrate provided with individual electrodes.
[0017]
In the present invention, a mode in which the alignment film of the substrate on which the spacer is formed in advance is removed at the spacer forming portion is also possible. However, since the spacer adheres relatively firmly to the substrate on which the spacer is formed in advance, even if the substrate has an alignment film, it is not usually necessary to remove the alignment film on the substrate.
[0018]
It is ideally that there is no alignment film in the total number of portions where the spacers are in contact with the spacers on which the spacers are not formed in advance (this corresponds to the total number of spacers), but the spacers are bonded to the substrate. Regarding the connection between the pair of substrates, if the alignment film is removed in at least 50% of the total number of the regions where the spacers are in contact, the substrates can be strongly bonded to each other.
[0019]
It is preferable that the shape of the portion of the substrate on which the spacer is not formed in advance, from which the alignment film is removed, is similar to the shape (for example, a circle or a polygon) of the end face of the spacer in contact therewith. Further, the area of the portion is preferably 70 to 130% of the area of the end face of the spacer in contact therewith. If this area is less than 70%, the area of the spacer end face in contact with the alignment film increases, and it becomes impossible to obtain sufficient adhesiveness of the spacer to the substrate. If it exceeds 130%, the area without the alignment film increases, so that the alignment of the liquid crystal is adversely affected, and good display cannot be generally obtained.
[0020]
The alignment film on the substrate can be formed from a general resin material such as polyimide as an alignment film material. In the present invention, it is necessary to form the alignment film of the substrate on which the spacer has not been formed in advance in a predetermined pattern having an opening at a portion that comes into contact with the spacer. Advantageously, it is formed from a resin material. By using a photosensitive resin, an alignment film having a predetermined pattern can be easily formed using a photolithography method. Examples of photosensitive resins suitable for forming the alignment film of the liquid crystal display device of the present invention include, in addition to the above-described photosensitive polyimide, polyamide, polyacrylamide, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylate resin, and the like. And a mixture of two or more types is also possible.
[0021]
The liquid crystal sandwiched between the alignment films formed on a pair of substrates has good alignment when the alignment films on both sides are formed of the same material, thereby improving the display characteristics of the liquid crystal display device. Can be Therefore, in the present invention, the alignment film of the substrate on which the spacer is formed in advance is also formed of the same photosensitive resin such as photosensitive polyimide as the alignment film forming material of the substrate on which the spacer is not formed in advance. preferable.
[0022]
A spacer that joins a pair of opposing substrates is required to have not only adhesiveness to a substrate but also strength required to keep a gap between the substrates constant. In order to satisfy this requirement, in the present invention, at a stage formed on one substrate, that is, at a stage before a pair of opposing substrates are joined by the same, an outer peripheral portion is in a cured state in a cross section parallel to the substrate, A spacer whose part is in a semi-cured state can be used. Such a spacer having a double structure in cross section provides strength due to the hardened outer peripheral portion, while being hardened (completely hardened) at the central portion of the semi-cured portion after the pair of substrates are superimposed on each other. Can be adhered to. By both of these effects, the gap between the substrates can be kept constant, and the two substrates can be firmly connected, so that the display quality of the liquid crystal display device can be particularly improved.
[0023]
In the spacer having a double cross section, the area of the semi-cured portion (central portion) to be bonded to the substrate is preferably 10 to 90% of the spacer cross section. If the semi-cured portion is less than 10%, when the portion is cured by heating, the adhesiveness to the substrate becomes weak, and the substrate gap fluctuates due to external pressure, which may cause problems such as generation of interference fringes. Absent. If the semi-cured portion exceeds 90%, the effect of increasing the strength by the cured portion cannot be expected so much.
[0024]
The spacer in the present invention can be easily formed according to a predetermined pattern by a photolithography method by using a photosensitive resin, and is effective for maintaining a constant gap between substrates except for a pixel portion of a liquid crystal display device. Spacers can be placed at locations. In addition, it is easy to control the height of the spacer by adjusting the thickness of the photosensitive resin layer formed prior to patterning, and to control the distance between the opposing substrates.
[0025]
As the photosensitive resin for forming the spacer, either a positive type or a negative type photosensitive resin can be used. For example, at least one photosensitive resin selected from polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylate resin, bisphenol resin, and the like, or gelatin obtained by converting a photosensitive resin. And the resins listed here are commercially available as common resist materials.
[0026]
In the case of a spacer having a double-section structure as described above, it is particularly effective to use a negative photosensitive resin. This is because, by controlling the exposure amount of the negative photosensitive resin, it is easy to form a predetermined pattern in a state where the cured portion and the semi-cured portion are mixed. To form a spacer having a double-section cross section using a negative photosensitive resin, for example, a negative photosensitive resin layer is formed on one substrate, and then a pattern corresponding to the cross-sectional shape of the spacer to be formed is formed. Exposure (primary exposure) of the resin layer is performed using a photomask provided with a light amount of a part (for example, 10 to 80%) of the total light amount that cures the photosensitive resin. Subsequently, the photomask is replaced with one having a pattern corresponding to the cured portion of the spacer, and the resin layer is exposed (secondary exposure) with the remaining amount of light that cures the photosensitive resin. The total amount of light (secondary exposure) irradiated to the part to be completely cured by the second exposure is equal to or greater than the total amount of light necessary for curing the resin. What should be done is.
[0027]
A pair of substrates used in a liquid crystal display device are provided with transparent electrodes necessary for the display operation of the liquid crystal display device, and an alignment film formed of a resin is provided thereon. A rubbing treatment for orienting molecules in a predetermined direction is performed. The curing temperature of the spacer is preferably a temperature that does not impair the rubbing effect of the alignment film. This is because when the curing temperature of the spacer exceeds the temperature at which the rubbing effect of the alignment film is impaired, when the pair of opposing substrates are superimposed and cured to adhere the spacer to the substrate on which they were not formed, the alignment film is cured. This is because the rubbing effect is lost and good display characteristics cannot be obtained.
[0028]
The two substrates facing each other with the space between the spacers are sealed at the peripheral portions with the liquid crystal filled therein. For this sealing, a resin material is usually used, which performs a sealing function by being cured by heating. The photosensitive resin forming the spacers is made of a thermosetting resin, and the curing temperature thereof is equal to or lower than the curing temperature of the peripheral sealing resin. The peripheral portion can be sealed in one step. Generally, since the rubbing effect of the alignment film is lost when the temperature exceeds 150 ° C., the curing temperature of the spacer and the peripheral sealing resin is preferably 150 ° C. or lower.
[0029]
On the other hand, since the temperature of the annealing process for reorienting the liquid crystal after sealing the liquid crystal between the substrates is about 110 ° C., the curing temperature of the thermosetting resin for sealing the spacer and the peripheral portion of the substrate is 110 ° C. or more. Is preferred.
[0030]
Liquid crystal used in the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited, twisted nematic liquid crystal, super twisted nematic liquid crystal, nematic cholesteric phase transition liquid crystal, polymer dispersed liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal, Known liquid crystals such as a twist grain boundary liquid crystal and a smectic A-phase liquid crystal exhibiting an electroclinical effect can be used.
[0031]
In the liquid crystal display device of the present invention, a spacer is previously formed on one substrate, this substrate is combined with the other substrate having no alignment film at a position corresponding to the position of the spacer, and the spacer is formed on the other substrate. It can be manufactured by adhering to.
[0032]
As a method of filling the gap between the substrates with the liquid crystal, a vacuum method of filling and sealing the liquid crystal using a vacuum between the substrates opposed in advance, or a method of dropping the liquid crystal on one substrate and then overlapping the other substrate The liquid crystal display device of the present invention can be manufactured by either method. For example, in the case of the dropping method, a spacer is formed on one of the substrates, liquid crystal is dropped on one of the pair of substrates, and then the two substrates are stacked and heated together with the substrate peripheral sealing member. Thereby, the spacer can be bonded to both substrates.
[0033]
The liquid crystal display device of the present invention may be provided with no or substantially no peripheral sealing for sealing between the substrates (only on a limited part thereof), After the liquid crystal is attached to the entire or part of the peripheral part that is not sealed, the liquid crystal is filled between the substrates, and then the entire peripheral part that is not sealed is sealed with a sealing member. It is possible. According to this method, the liquid crystal can be efficiently injected between the substrates, whereby the throughput can be improved, the manufacturing cost can be reduced, and the product yield can be improved.
[0034]
More specifically, the liquid crystal display device of the present invention, for example, does not perform any or substantially no peripheral sealing for sealing between the substrates, and does not perform any or substantially the peripheral sealing. After the liquid crystal is attached to the whole or part of the portion, the liquid crystal is filled between the substrates, and then the whole unsealed peripheral region is sealed with a sealing member to perform the manufacturing process. it can. In this case, the liquid crystal can be filled between the substrates by utilizing the pressure difference and / or the temperature difference before and after the liquid crystal is adhered to the substrates, or both, and the liquid crystal can be filled in the gap between the substrates in a shorter time. can do. Further, the liquid crystal can be dropped and attached to a portion where the liquid crystal is to be attached using a dispenser. The use of a dispenser allows for quantitative and easy deposition of liquid crystals.
[0035]
In the present invention, either a thermosetting resin or a photocurable resin can be used as a material for sealing the peripheral portion of the substrate. When a thermosetting resin is used, the curing temperature is set to be equal to or higher than the curing temperature of the spacer which is cured by heating and exhibits an adhesive force to both substrates, so that the spacer is used in the heating step. Is cured to set the gap between the electrodes of the display section of the liquid crystal display device, and to seal the peripheral portion of the substrate while keeping the gap between the electrodes. When a photocurable resin is used, the space between the substrates can be sealed at a lower temperature.
[0036]
【Example】
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
[0037]
FIG. 1 schematically shows a liquid crystal display device manufactured in the following example. This liquid crystal display device 10 has glass substrates 1 and 2 facing each other, a spacer 3 located between these substrates and holding a gap between the substrates, and a peripheral portion of the substrates 1 and 2 sealed. And a liquid crystal 5 sealed in a gap between the substrates. A transparent electrode is formed on each of the opposing surfaces of the substrates 1 and 2 (one is formed as an individual electrode and the other is formed as a common electrode), and an alignment film subjected to a rubbing treatment is positioned thereon. However, they are not shown in FIG. 1 for simplicity.
[0038]
In addition, here, an outline of a process of sealing while keeping the gap between the electrodes of the liquid crystal display device uniform and constant will be outlined, and the materials and the like to be used will be specifically described in later examples.
[0039]
A photoresist material was spin-coated on the glass substrate 1 on which a transparent electrode as a common electrode and an alignment film were formed. The resist film was pre-baked, exposed by an ultraviolet exposure apparatus using a photomask, and subsequently developed to form a spacer 3 in a pattern in which columns having a diameter of 10 μm were arranged vertically and horizontally on the substrate at intervals of 100 μm. The spacer thus formed was washed with pure water and dried.
[0040]
An adhesive sealing material 4 is disposed around the glass substrate 1 provided with the spacers 3 except for a portion serving as a liquid crystal injection port, and the other glass substrate 2 provided with individual electrodes is mounted on the glass substrate 1. The assembled assembly was made. This assembly was loaded into a heat treatment apparatus (not shown), and heated and pressed at the curing temperature (110 ° C. to 150 ° C.) of the thermosetting resin of the spacer 3 and the adhesive sealing material 4. By this processing, the spacer 3 is cured while receiving the pressure, and the glass substrate 1 and the glass substrate 2 are firmly bonded. Further, the periphery of the glass substrate 1 and the glass substrate 2 was sealed by the adhesive sealing material 4.
[0041]
Thereafter, liquid crystal was injected between the glass substrate 1 and the glass substrate 2 through the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port was finally sealed.
[0042]
(Example 1)
According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, the liquid crystal display device of Example 1 was manufactured as follows.
[0043]
A 3 wt% polyimide solution is applied on a 200 × 100 × 1.1 mm glass substrate (common electrode substrate) provided with a transparent electrode as a common electrode at a rotation speed of 2000 rpm by a spin coater and baked at 200 ° C. for 30 minutes. Thus, an alignment film was formed.
[0044]
A negative photoresist material (CFPR-CL, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was spin-coated on the alignment film of the glass substrate so that the film thickness became 2 μm. Prebaking of the formed resist film was performed on a hot plate at 100 ° C. for 1 minute. Next, using an ultraviolet exposure apparatus and a mask adapted to form 10 μm-diameter cylindrical spacers arranged in rows and columns at an interval of 100 μm on the substrate, 220 mJ / cm is set to an uncured (semi-cured) state. ² Exposure of the resist film was performed with the energy of. Next, a spacer was formed by development, washed with pure water, and dried.
[0045]
A photosensitive polyimide solution was applied to the other glass substrate (individual electrode substrate) provided with the individual electrodes at a rotation speed of 4000 rpm, and prebaked at 100 ° C. for 1 minute to form a photosensitive polyimide film.
[0046]
Next, when a pair of substrates are combined, a mask capable of exposing only the portion where the spacer formed on the other substrate (common electrode substrate) is in contact with the surface of the individual electrode substrate is used. cm ² The photosensitive polyimide film was exposed with the energy of. After the photosensitive polyimide film is developed, it is washed and dried with pure water, and a 10 μm diameter circle from which the polyimide material has been removed, corresponding to the portion where the spacer contacts the individual electrode substrate surface, is arranged vertically and horizontally at 100 μm intervals. Was formed.
[0047]
Subsequently, rubbing treatment was performed on the alignment films on both glass substrates.
[0048]
Next, an epoxy resin that cures at 150 ° C. for one hour was attached to the periphery of one glass substrate by a printing method except for the liquid crystal injection port. A pair of glass substrates are overlapped so that the transparent electrodes face each other, and the tip of the spacer provided on the common electrode substrate is in contact with the portion of the individual electrode substrate from which the alignment film has been removed, and placed in a vacuum bag at 150 ° C. for 1 hour. Heat treatment was performed. By this treatment, the epoxy resin as the sealing material at the peripheral portion was cured, and the resist of the spacer material was also cured, so that the glass substrates were bonded to each other. Next, a ferroelectric liquid crystal was injected through a liquid crystal injection port (vacuum method), and the liquid crystal injection port was sealed to obtain a ferroelectric liquid crystal display device.
[0049]
When the thus obtained liquid crystal display device was placed under crossed Nicols, and the center of the display section was pressed with a pen tip having a tip diameter of 0.8 mm and a pen load of 100 g, no change in display color was observed around the pen tip. Was. Accordingly, it was recognized that this liquid crystal display device has stress resistance against an external force that reduces the thickness of the liquid crystal layer.
[0050]
When a load of 300 g was applied to both ends while supporting the center of the liquid crystal display device, no change in display color was observed over the entire screen, and the liquid crystal layer thickness did not change over the entire surface.
[0051]
(Example 2)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that a photosensitive acrylate resin was used instead of the photosensitive polyimide for forming the alignment film on the individual electrode substrate.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0052]
(Example 3)
Example 1 was repeated except that the number of circular portions formed by selectively removing the photosensitive polyimide alignment film formed on the individual electrode substrates in Example 1 was reduced to a number corresponding to 50% of the total number of spacers. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0053]
(Example 4)
Except that the area of the circular portion formed by selectively removing the photosensitive polyimide alignment film formed on the individual electrode substrate in Example 1 was 70% of the area of the spacer end face in contact therewith. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0054]
(Example 5)
Except that the area of the circular portion formed by selectively removing the photosensitive polyimide alignment film formed on the individual electrode substrate in Example 1 was 130% of the area of the spacer end face in contact therewith. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0055]
(Example 6)
Same as Example 1 except that the alignment film was formed on the substrate (common electrode substrate) on which the spacer was formed in advance and the same photosensitive polyimide applied on the other substrate (individual electrode substrate). A liquid crystal display device was manufactured under the conditions.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0056]
(Example 7)
Except that the spacer is a cylinder having a double circular cross section and the outside of the double circular structure is a hardened portion and the inside is a semi-hardened portion, and the cross-sectional area of the hardened portion is 10% of the total cross-sectional area of the spacer. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
[0057]
The columnar spacer having a double-circle cross-section has a diameter of 220 mJ / cm. ² And then only the outer part is exposed to 200 mJ / cm ² And then developed, washed with pure water, and dried. FIG. 2 schematically shows the formed spacer having a double circle structure in cross section. The spacer 3 is formed in a cylindrical shape on one of the substrates 1, and has a cured portion 12 on the outside and a semi-cured portion 14 on the inside.
[0058]
As a result of evaluating the obtained liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device showed good characteristics as in Example 1.
[0059]
(Example 8)
Example 1 Example 1 except that a columnar spacer having a double-circle structure similar to that formed in Example 7 was formed so that the cross-sectional area of the outer cured portion was 90% of the total cross-sectional area of the spacer. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as described above.
[0060]
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0061]
(Example 9)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the ferroelectric liquid crystal was changed to a twisted nematic liquid crystal and the substrate gap was set to 6 μm.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0062]
(Example 10)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the ferroelectric liquid crystal was replaced with a super twisted nematic liquid crystal and the substrate gap was changed to 6 μm.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0063]
(Example 11)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the ferroelectric liquid crystal was changed to a nematic cholesteric phase transition type liquid crystal and the substrate gap was set to 6 μm.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0064]
(Example 12)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the ferroelectric liquid crystal was replaced with an antiferroelectric liquid crystal.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0065]
(Example 13)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the ferroelectric liquid crystal was changed to a twist grain boundary liquid crystal and the substrate gap was set to 6 μm.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0066]
(Example 14)
A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the ferroelectric liquid crystal was changed to a smectic A phase liquid crystal and the substrate gap was set to 6 μm.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0067]
(Example 15)
As a liquid crystal injection method, a dropping method is adopted in place of the vacuum injection method, a spacer is formed, and a ferroelectric liquid crystal is dropped on a substrate on which a sealing member is arranged at a peripheral portion. Were laminated and heated to bond the two substrates via a peripheral sealing member and a spacer, thereby producing a liquid crystal display device under the same conditions as in Example 1. Since the time for injecting the liquid crystal under reduced pressure becomes unnecessary, the manufacturing time can be shortened as compared with the first embodiment.
As a result of evaluating this liquid crystal display device in the same manner as in Example 1, it was found that the liquid crystal display device exhibited good characteristics as in Example 1.
[0068]
(Comparative Example 1) (No removal of alignment film)
Same as Example 1 except that the alignment film on the pair of substrates was formed of non-photosensitive polyimide, the photosensitive polyimide was not used, and the polyimide film was not removed at the portion where the spacer of the individual electrode substrate was in contact. A liquid crystal display device was manufactured under the conditions.
This liquid crystal display was evaluated in the same manner as in Example 1. Due to the lack of adhesion between the spacer and the individual electrode substrate, when the center of the display section was pressed with a pen tip having a tip diameter of 0.8 mm and a pen load of 100 g, a change in the display color around the pen tip was observed. Poor display was observed.
[0069]
(Comparative Example 2) (Removal rate less than 50%)
Example 2 Example 1 was repeated except that the number of circular portions formed by selectively removing the photosensitive polyimide alignment film formed on the individual electrode substrate in Example 1 was changed to a number corresponding to 40% of the total number of spacers. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
This liquid crystal display was evaluated in the same manner as in Example 1. When the center of the display area was pressed with a pen load of 100 g using a pen tip with a tip diameter of 0.8 mm, the area around the pen tip was not sufficiently high because the spacers were fewly adhered to the individual electrode substrates. A change in display color was observed, and a display defect was observed.
[0070]
(Comparative Example 3) (Removal rate less than 70%)
Except that the area of the circular portion formed by selectively removing the photosensitive polyimide alignment film formed on the individual electrode substrate in Example 1 was 60% of the area of the spacer end face in contact therewith. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
This liquid crystal display was evaluated in the same manner as in Example 1. Since the area where each spacer is bonded to the individual electrode substrate is small, the adhesiveness is insufficient. A change in display color was observed, and poor display was observed.
[0071]
(Comparative Example 4) (Removal rate over 130%)
Except that the area of the circular portion formed by selectively removing the photosensitive polyimide alignment film formed on the individual electrode substrate in Example 1 was 140% of the area of the spacer end face in contact therewith. A liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 1.
This liquid crystal display was evaluated in the same manner as in Example 1. Since the area from which the alignment film was removed was large, the exposed portion of the glass substrate was increased, and the liquid crystal on the exposed glass substrate was not aligned, so that a favorable liquid crystal display could not be obtained.
[0072]
(Comparative Example 5) (Spacer curing temperature> rubbing damage temperature 150 ° C)
A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a negative resist that cured at 190 ° C. for 1 hour was used as a spacer material, and cured at 190 ° C. for 1 hour. The alignment film was damaged by heat, and the display quality was lowered.
[0073]
Although the present invention has been described above, the features of the present invention will be described below with various aspects thereof.
(Supplementary Note 1) A pair of substrates, at least one of which is transparent, has an electrode and an alignment film formed on one surface of each substrate, and has a substrate facing each other such that the surfaces on which they are formed face each other. A liquid crystal display device including a spacer disposed between these substrates and a liquid crystal sealed between the substrates, and sealing a peripheral portion of the opposing substrate. Characterized in that at least a part of the liquid crystal display is adhered to at least one of the substrates without interposing an alignment film therebetween.
(Supplementary Note 2) The liquid crystal display device according to Supplementary Note 1, wherein the number of spacers adhered to the at least one substrate without interposing an alignment film is 50% or more of the total number of spacers.
(Supplementary Note 3) The shape of the part where the alignment film is selectively removed to adhere the spacer to the at least one substrate without sandwiching the alignment film is similar to the shape of the end face of the spacer that contacts the substrate. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is characterized in that:
(Supplementary Note 4) In order to adhere the spacer to the at least one substrate without sandwiching the orientation film, the area of the portion where the orientation film is selectively removed is 70 to 130% of the area of the end face of the spacer in contact therewith. 4. The liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 1 to 3, wherein:
(Supplementary note 5) Any of the supplementary notes 1 to 4, wherein the alignment film on the at least one substrate to which the spacer is adhered without sandwiching the alignment film is formed of a photosensitive resin. The liquid crystal display device according to one of the above.
(Supplementary Note 6) The photosensitive resin forming the alignment film on at least one of the substrates to which the spacer is adhered without sandwiching the alignment film is polyimide, polyamide, polyacrylamide, novolak, or polyester having photosensitivity. 6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the liquid crystal display device is a polyurethane, an acrylate resin, or a mixture thereof.
(Supplementary note 7) The liquid crystal display device according to supplementary note 5 or 6, wherein the alignment films on the pair of substrates are formed of the same photosensitive resin.
(Supplementary note 8) The liquid crystal display according to any one of Supplementary notes 1 to 7, wherein the spacer adhered to the substrate without interposing an alignment film is directly adhered to a main body of the substrate. apparatus.
(Supplementary Note 9) A cross-section parallel to the substrate of the spacer bonded to the substrate without sandwiching the alignment film has a double structure, and the spacer is bonded to the substrate at a central portion excluding an outer peripheral portion thereof. A liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 1 to 8, characterized in that:
(Supplementary note 10) The liquid crystal display device according to supplementary note 9, wherein an area of a central portion of the spacer adhered to the substrate is 10 to 90% of a cross section of the spacer.
(Supplementary Note 11) The spacer is formed of a photosensitive resin, and the photosensitive resin includes polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylate resin, bisphenol resin, and 11. The liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 1 to 10, wherein the liquid crystal display device is at least one resin selected from gelatin which has been converted into a photosensitive resin.
(Supplementary note 12) The liquid crystal display device according to supplementary note 11, wherein the spacer is thermosetting, and the curing temperature is a temperature at which the rubbing effect of the alignment film is not impaired.
(Supplementary Note 13) The liquid crystal is a twisted nematic liquid crystal, a super twisted nematic liquid crystal, a nematic cholesteric phase transition type liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, a twist grain boundary liquid crystal, or smectic A. 13. The liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 1 to 12, wherein the liquid crystal display device is a phase liquid crystal.
(Supplementary Note 14) The method for manufacturing a liquid crystal display device according to Supplementary Note 1, wherein a spacer is previously formed on one of the substrates, and the other substrate has no alignment film at a position corresponding to the position of the spacer. And bonding the spacer to the other substrate.
(Supplementary Note 15) An alignment film on the substrate for bonding the spacer without sandwiching the alignment film is formed of a photosensitive resin, the alignment film is patterned, and an alignment film at a portion where the spacer is bonded to the substrate is formed. 15. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to supplementary note 14, wherein the method is performed.
(Supplementary note 16) The liquid crystal display device according to supplementary note 15, wherein the number of the portions where the spacers are bonded to the substrate without interposing the alignment film is 50% or more of the total number of spacers of the liquid crystal display device. Production method.
(Supplementary note 17) The liquid crystal display device according to Supplementary note 15 or 16, wherein a shape of a portion of the alignment film to be removed by the patterning is made similar to a shape of a spacer end surface that comes into contact with the substrate. Production method.
(Supplementary note 18) The semiconductor device according to any one of Supplementary notes 15 to 17, wherein an area of a portion of the alignment film to be removed by the patterning is set to be 70% to 130% of an area of a spacer end surface in contact therewith. A method for manufacturing a liquid crystal display device.
(Supplementary Note 19) The photosensitive resin according to Supplementary Notes 15 to 18, wherein the photosensitive resin is a photosensitive polyimide, polyamide, polyacrylamide, novolak, polyester, polyurethane, or acrylate resin, or a mixture thereof. A method for manufacturing the liquid crystal display device according to any one of the above.
(Supplementary note 20) The method of manufacturing a liquid crystal display device according to any one of Supplementary notes 15 to 19, wherein the alignment films on the pair of substrates are formed of the same photosensitive resin.
(Supplementary Note 21) The liquid crystal display device according to any one of Supplementary Notes 14 to 20, wherein the spacer that adheres to the substrate without interposing an alignment film is directly adhered to a main body of the substrate. Production method.
(Supplementary Note 22) Forming the spacer that adheres to the substrate without sandwiching an alignment film so that a cross section parallel to the substrate has a double structure, and adheres the substrate to the substrate in a central portion excluding an outer peripheral portion thereof. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of Supplementary notes 14 to 21, characterized in that:
(Supplementary note 23) The method for manufacturing a liquid crystal display device according to supplementary note 22, wherein an area of a central portion of the spacer to be bonded to the substrate is set to 10 to 90% of a spacer cross section.
(Supplementary Note 24) The spacer is formed from a photosensitive resin, and the photosensitive resin is polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, cyclized rubber, novolak resin, polyester, polyurethane, acrylate resin, bisphenol resin, and photosensitive resin. 24. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 14 to 23, wherein the method is at least one resin selected from resinized gelatin.
(Supplementary note 25) The method for producing a liquid crystal display device according to supplementary note 24, wherein the spacer is thermosetting, and a curing temperature thereof is a temperature at which a rubbing effect of the alignment film is not impaired.
(Supplementary Note 26) The liquid crystal is a twisted nematic liquid crystal, a super twisted nematic liquid crystal, a nematic cholesteric phase transition liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, a twist grain boundary liquid crystal, or smectic A. 26. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of supplementary notes 14 to 25, wherein the method is a phase liquid crystal.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device in which a spacer having sufficient strength is firmly bonded to both of the opposing substrates without mixing beads or the like. In this liquid crystal display device, the gap in the effective display area is kept uniform and constant, the uniformity of the contrast and the response speed in the effective display area is improved, and the display quality is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a liquid crystal display device manufactured in an example.
FIG. 2 is a diagram illustrating a spacer having a double circular cross section used in one embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2, ... glass substrate
3. Spacer
4: Adhesive sealing material
5 ... Liquid crystal
10. Liquid crystal display device
12: Cured part
14 ... Semi-cured part

Claims

At least one of the substrates is a pair of transparent substrates, each of which has an electrode and an alignment film formed on one surface thereof, and a substrate having the electrodes and an alignment film facing each other, and a substrate facing these substrates. What is claimed is: 1. A liquid crystal display device comprising: a spacer disposed therebetween; and liquid crystal sealed between said substrates, wherein said peripheral portion of said substrate is sealed, at least a part of said spacer. Are bonded to at least one of the substrates without interposing an alignment film between them.

2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the number of spacers adhered to said at least one substrate without interposing an alignment film is 50% or more of the total number of spacers.

The shape of the portion where the alignment film is selectively removed to adhere the spacer to the at least one substrate without sandwiching the alignment film is similar to the shape of the spacer end surface that contacts the substrate. The liquid crystal display device according to claim 1.

In order that the spacer is adhered to the at least one substrate without sandwiching the alignment film, the area of the portion where the alignment film is selectively removed is 70 to 130% of the area of the end face of the spacer in contact therewith. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:

5. The alignment film according to claim 1, wherein the alignment film on the at least one substrate to which the spacer is bonded without sandwiching the alignment film is formed of a photosensitive resin. 6. The liquid crystal display device according to the above.

The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the alignment films on the pair of substrates are formed of the same photosensitive resin.

7. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the spacer adhered to the substrate without sandwiching the alignment film is directly adhered to a main body of the substrate.

The liquid crystal is a twisted nematic liquid crystal, a super twisted nematic liquid crystal, a nematic cholesteric phase transition type liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, a twist grain boundary liquid crystal, or a smectic A phase liquid crystal. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7, wherein:

9. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a spacer is formed on one of the substrates in advance, and the substrate is oriented at a position corresponding to the position of the spacer. A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising combining with another substrate without a film, and bonding the spacer to the other substrate.

Forming an alignment film on the substrate that adheres the spacer without sandwiching the alignment film with a photosensitive resin, patterning the alignment film, and removing the alignment film at a portion where the spacer is bonded to the substrate. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 9, wherein: