JP2968665B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの基板の間に液晶
層を挟んだ液晶表示素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述した液晶表示素子は、対向配設した
２つの基板の間を、一部を除いてシール材にてシール
し、その一部である注入口より内部に液晶を注入するこ
とにより行われる。その注入は、従来、内部雰囲気圧を
調整可能とした室内に液晶槽を備えた液晶注入装置によ
り行われている。例えば室内を真空ポンプにて１０^-3ｔ
ｏｒｒ近傍まで真空引きした後、液晶表示素子の注入口
を下にした状態で液晶槽に貯留された液晶に注入口を浸
漬し、その後室内を大気圧にまで戻すことにより、シー
ル材にてシールされた２つの基板の間に液晶を注入さ
せ、最後に注入口にディスペンサー等により紫外線硬化
樹脂を塗布し、その樹脂に紫外線を照射することにより
注入口を封止することが行われている。

【０００３】ところで、液晶の注入は、複数の液晶表示
素子に対して同時に行われ、注入口の封止は液晶表示素
子の全てに液晶が注入された時に行われる。従って、従
来の場合に於いて、複数の液晶表示素子全部に液晶が充
填されたのちに注入口の封止が行われる。一方、複数の
液晶表示素子全部に亘り、各液晶表示素子毎の最適な液
晶注入の時間が異なる。その結果、液晶表示素子の２つ
の基板の間のギャップ（以下、セル厚という）が、該最
適な液晶の注入時間よりも実際の液晶注入時間が長いも
のほど厚くなり、各液晶表示素子間でセル厚がばらつく
という問題があった。

【０００４】また、このようにセル厚がばらつくと、セ
ル厚が厚くなった液晶表示素子とセル厚が薄くなった液
晶表示素子とでは表示される色相にばらつきが生じ、ま
た液晶の応答速度の相違や、液晶の表示状態と非表示状
態とが切り替わる駆動電圧の閾値のばらつき等が発生す
るので、表示品位の低下が招来される。なお、セル厚を
各液晶表示素子間で一定とするには、２つの基板の間に
プラスチックビーズ、ガラスファイバー等のスペーサを
介在させる方法があるが、この方法による場合にはスペ
ーサが存在する近傍では液晶の配向が乱れ、これにより
表示品位が低下するという難点がある。

【０００５】図４２は、他の従来の液晶表示素子の一例
を示す平面図であり、図４３は、図４２中の切断面線Ｇ
−Ｇから見た断面図である。従来の液晶表示素子６１
は、ガラスなどの透光性を有する第１基板６２及び第２
基板６３の間に、シール材６４によって液晶が封入され
て液晶相６６が形成されている。液晶層６６及びシール
材６４中に、樹脂やガラス等が球状や円筒状に形成され
たスペーサ６５が混入されている。スペーサ６５と各基
板６２、６３とが密着することによって、第１基板６２
と第２基板６３との間隙、即ち液晶層６６の膜厚を設定
している。

【０００６】第１基板６２及び第２基板６３の液晶層６
６側の表面に於いて、単純マトリクス動作やアクティブ
マトリクス動作を行って、表示画像の絵素毎に液晶へ電
圧を印加するための電極と、液晶分子の配向を決定する
配向膜とが形成されており、必要に応じて、カラーフィ
ルタ層や遮光層が形成される。尚、アクティブマトリク
ス動作の場合に於いて、絵素電極への印加電圧を制御す
るスイッチング素子が、アモルファスＳｉや、多結晶Ｓ
ｉなどからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等で構成さ
れて、一方の基板表面に形成される。

【０００７】以下、従来の液晶表示素子６１の製造方法
について説明する。まず、予め電極や配向膜が第１基板
６２及び第２基板６３を用意して、第１基板６２の表面
の周囲に、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等のシール材６
４をスクリーン印刷法等を用いて、開口部６７を残して
塗布した後に、スペーサを１ｍｍ²当り１００ないし５
０個の分布密度となるように、湿式散布法や乾式散布法
を用いて散布する。

【０００８】次に、第２基板６３と第１基板６２との位
置合わせを行って、相互に固定した後、加熱や紫外線照
射によって、シール材６４を硬化させて、液晶セルを組
み立てる。

【０００９】次に、得られた液晶セル内に液晶を注入す
るため、液晶セル内の空気を真空排気した後、開口部６
７から液晶を注入して、開口部６７を別のシール材６８
でシールすることによって、液晶表示素子が得られる。
尚、この後、必要に応じて、基板の整形工程や分断工
程、あるいは偏光板や光反射板の貼付け工程等が行われ
る。

【００１０】しかしながら、従来の液晶表示素子６１
は、液晶層６６の中に、スペーサ６５が存在するため、
以下のような問題点を有している。（１）基板６２表面
にスペーサ６５を散布する際に、スペーサ６５が数個か
ら数十個の単位で凝集する傾向があり、そのため、液晶
層の膜厚が不均一になったり、凝集部分の光透過率が低
下して表示不良となる。（２）スペーサ６５の近傍にあ
る液晶分子の配向が不均一となり、その部分の光変調効
率が低下したり、スペーサ６４自身の光の透過により光
漏洩が生じ、表示不良やコントラストの低下となる。
（３）液晶セル内に液晶を注入する際に、注入時間の調
整によって液晶層の膜厚を調整しているため、複数個の
液晶セルに対して同時に液晶注入処理を行うと、液晶セ
ルの組立誤差や加工精度誤差等の影響により、各液晶表
示素子毎に液晶層の膜厚に変動が生じコントラスト不良
となる。このような問題点は、特に液晶表示素子を用い
た投影装置に於いて、表示画像を拡大する場合に顕著に
なる。

【００１１】貼り合わせ工程に於ける他の従来技術の製
造方法を図４４に示す。まず、一方の基板６３上に、基
板間のギャップ制御のためのスペーサ６５を混入した熱
硬化性樹脂からなるシール材６４を、シールパターンに
沿ってスクリーン印刷法により塗布し、もう一方の基板
６２全面にも、ギャップ制御のためのスペーサ６５を散
布する。このとき、散布するスペーサ６５の量は、１０
０〜１５０個／ｍｍ²程度である。次に、これら一対の
基板６２、６３を貼り合わせる。緩衝材６８を装着した
上定盤６７と、下定盤６９とを備える押圧装置により、
基板６２、６３全面に均等に圧力が加わるように、押圧
荷重７０で押圧した。各基板６２、６３を押圧装置に保
持した状態で加熱し、シール材６４を硬化させる。従っ
て、基板６２、６３間のギャップは、シール材６４に混
入したスペーサ６５と、基板６２全面に散布したスペー
サ６５とによって制御されている。

【００１２】前記従来の方法に於いて、均一なギャップ
の液晶表示素子を実現するために、スペーサ６５の散布
は必要不可欠となる。シール材６４に混入したスペーサ
６５の所定のギャップ迄、シール材６４を押し潰すため
に、大きな荷重７０を加える必要がある。この荷重７０
を支え、且つ基板６２、６３間を均一なギャップに保持
するには、スペーサ６５を大量に散布する必要がある。
スペーサ６５のこのような大量の散布は、下記の新たな
問題点を発生させる。（１）画像を表示する表示領域に
大量のスペーサ６５が存在することにより、前記開口率
が低下し、及びこれによる表示品位の低下、コントラス
トの低下が生じる。（２）スペーサ６５が、数個〜数十
個凝集することによる光漏洩によって点輝点が発生し、
表示品位が低下する。（３）基板６２、６３の押圧時に
於ける薄膜トランジスタ等のスイッチング素子の破壊に
よる画素欠陥が発生する。

【００１３】また、スペーサ６５を散布しない従来の製
造方法の場合、前記表示部にギャップ制御のための媒体
が存在していないため、前記押圧動作により表示部の基
板６２、６３が凹形状あるいは凸形状になり易く、均一
なギャップを実現することが出来ない。その結果、表示
品位の低下を招く。また、表示素子のサイズが、例とし
て、一辺が２５ｍｍを超える程度に大きくなる場合に於
いて、前記セルギャップを均一に形成することが困難で
ある。

【００１４】従来技術に於いて、スペーサレスの液晶表
示素子のサイズは、主に１インチ前後とされており、特
に１インチを超えるスペーサレスの液晶表示素子に於け
る液晶の注入は、真空注入法によると以下のような問題
点を生じる。

【００１５】（１）従来技術のように、真空注入法で液
晶の注入を行う場合、一対の基板が封入されているチェ
ンバー内を真空に引き、液晶表示素子を液晶槽中に漬け
る。この後、チェンバー内を一気に大気圧に戻してしま
うと、液晶表示素子の内部と外部との圧力差によって両
基板にたわみが生じ、このたわみがセルギャップよりも
大きくなると、前記一対の基板が接触してしまう。この
ようにして、上下基板が接触することにより、更に以下
のような問題点が発生する。

【００１６】（１ａ）ＴＦＴ基板の上に形成されている
スイッチング素子等の素子の破壊の原因になったり、両
基板の表面に形成された配向膜に損傷を与え、液晶分子
の配向不良をもたらす。

【００１７】（１ｂ）液晶が両基板間に進入し難くな
り、両基板間に完全に注入される迄、多大な時間を要す
る。これにより、製造工程が長時間を要するという問題
点がある。更に、最終的に両基板が接触したままである
場合、液晶の注入不良を発生する。

【００１８】（２）スペーサレスの液晶表示素子のサイ
ズは、主に１インチ前後であるため、圧力差による両基
板のたわみは微小であり、問題にならなかったが、１イ
ンチを超えるサイズの液晶表示素子に於いて、使用され
るガラス基板の物理的性質（厚さとヤング率）によっ
て、上記の問題点が発生する場合がある。

【００１９】本発明は、このような従来の課題を解決す
べくなされたものである。

【００２０】本発明の第１の目的は、液晶層の中にスペ
ーサが存在しないことにより、高品質の画像表示を実現
することができる液晶表示素子及びその製造方法を提供
することである。

【００２１】本発明の第２の目的は、表示部にスペーサ
を介在させることなく表示用の基板の中央部に於いて凹
凸が発生する事態を防止し、表示欠陥の発生を防止し、
表示領域を拡大することが出来、しかも開口率が増大さ
れ、高コントラストの表示を実現することができる液晶
表示素子を提供することである。

【００２２】本発明の第３の目的は、スペーサを用いる
ことなく液晶表示素子の一対の基板間のギャップを一定
にすることができる液晶表示素子の製造方法を提供する
ことである。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【課題を解決するための手段】 本発明の液晶表示素子の
製造方法は、第１基板と第２基板との間隙を設定するス
ペーサが混入したシール材を、該第１基板と該第２基板
との間に介在させて、該シール材が配置されている領域
に、切抜き端部を有し、高さ５μｍ〜３０μｍで、周期
２００μｍ〜８００μｍの凹凸が両面に形成されている
弾性シートを、該第１基板又は該第２基板の裏面に載置
して加圧する工程と、該シール材を硬化させる工程と、
該第１基板、該第２基板及び該シール材によって形成さ
れた空間に液晶を注入する工程とを含んでおり、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００２６】

【００２７】本発明の液晶表示素子の製造方法は、対向
配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材
を設ける工程と、該一部である液晶注入口に、所要注入
液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、セットさ
れた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差によ
り、２つの基板間に注入させる工程と、該２つの基板間
に注入された該液晶層の中央部の厚みを測定する工程
と、該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中
央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶
を注入させ、又は排出させる工程と、該注入口を封止す
る工程と、を含んでおり、そのことにより、上記目的を
達成することができる。

【００２８】本発明に於いて、前記離隔距離の機械的調
整を、２つの基板の両方を保持したまま両方の基板を離
隔又は接近させる機構により行う場合がある。

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】本発明の液晶表示素子の製造方法は、一対
の基板が、該一対の基板間のギャップを決定するスペー
サを混入したシール材によって相互に固定され、基板間
のギャップの中央付近の表示領域に於いてスペーサが配
置されていない該一対の基板間に液晶を保持している液
晶表示素子を製造する製造方法に於いて、重ね合わせる
複数の圧力媒体の内、少なくとも一種類が、貼り併せら
れた該一対の基板と同等以上の平滑性を有し、且つ貼り
合わせられた該一対の基板よりも高いたわみ強度を有す
る加圧材であって、該一対の基板と圧力媒体との平滑な
面が接触するように配置されており、複数の圧力媒体を
含む複合緩衝材料を用いて、該一対の基板の内の一方の
基板全面を押圧する工程と、該シール材を硬化させ、該
一対の基板を押圧されている状態で、相互に接着する工
程とを含んでおり、そのことにより上記目的を達成する
ことができる。

【００３６】本発明に於いて、上記緩衝媒体が、圧力の
伝達に等方性を有する媒体であり、ガスあるいは液体の
いずれかの相互に独立したセルを含む弾性体、あるいは
アルカリハライド結晶粒、あるいはパイロフェライト等
の固体の圧力媒体から選ばれた物質である場合がある。

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】本発明の液晶表示素子の製造方法は、一対
の基板が、該一対の基板間のギャップを決定するスペー
サを混入したシール材によって相互に固定され、基板間
のギャップの中央付近の表示領域に於いてスペーサが配
置されていない該一対の基板間に液晶を保持している液
晶表示素子を製造する製造方法に於いて、該シール材の
粘度及び押圧応力は、シール材の応力−歪み特性の粘度
依存性に基づいて決定されており、該一対の基板の少な
くとも一つの基板を、スペーサによって定められるギャ
ップの距離に基づいて定められる押圧力で押圧する工程
と、該一対の基板の一方の基板に該シール材を塗布する
工程と、該シール材を硬化させる工程とを含んでおり、
そのことにより上記目的を達成することができる。

【００４２】本発明に於いて、前記一対の基板の少なく
とも一方の基板は、透明電極を有している場合がある。

【００４３】本発明に於いて、前記一対の一方の基板
は、液晶の電気光学効果を制御する手段を有している場
合がある。

【００４４】本発明に於いて、基板は、シール材の粘度
を一定に維持しながら、セルギャップが定められるよう
に押圧される場合がある。

【００４５】本発明に於いて、該基板は、シール材の粘
度とシール材への押圧力とを制御することによりセルギ
ャップを定めるように押圧される場合がある。

【００４６】

【００４７】本発明に於いて、前記シール材は、光によ
り活性化される重合反応開始剤を含む光硬化性樹脂組成
物、あるいは該樹脂組成物に於いて、熱により未反応成
分の反応が活性化される光硬化と熱硬化併用型樹脂組成
物である場合がある。

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【作用】 本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１基板
と第２基板との間隙を設定するスペーサが混入したシー
ル材を、第１基板と第２基板との間に介在させて、シー
ル材が配置されている領域に、切抜き端部を有し、高さ
５μｍ〜３０μｍで、周期２００μｍ〜８００μｍの凹
凸が両面に形成されている弾性シートを、第１基板又は
第２基板の裏面に載置して加圧する工程と、シール材を
硬化させる工程と、第１基板、第２基板及びシール材に
よって形成された空間に液晶を注入する工程とを含んで
おり、上記 弾性シートの両側に、高さ５μｍ〜３０μ
ｍ、周期２００μｍ〜８００μｍの凹凸が形成されてい
るため、基板に作用する圧力が均一化されて、シール材
に混入されているスペーサと各基板との密着が、基板全
面に亘って均一となり、シール材の厚さ誤差を低減させ
ることが出来る。

【００６０】本発明にあっては、２つの基板間に注入さ
れた液晶層の中央部の厚みを測定し、測定結果に基づい
て、２つの基板間の中央部での離隔距離を機械的に調整
する。これにより、該注入口から液晶が注入されまた
は、排出されることになり、易者押送の中央部の厚みが
一定値になる。

【００６１】本発明による場合は、詳述したようにセル
厚制御を行いながら液晶を注入し、注入口を封止するの
で、セル厚を均一且つ一定値にでき、これにより従来に
比べ製品の歩留りを大幅に向上させることができ、ま
た、表示むらの発生がなく、しかもコントラストの高
い、表示品位の良好な液晶表示素子を提供することがで
きる。

【００６２】液晶表示素子の液晶層内にスペーサがな
い、もしくはスペーサの散布量を大幅に低減した液晶表
示素子を作成することができる。また、本発明の製造方
法によれば、従来、たわみ易いために特に製造が困難で
あった、表示領域にスペーサがない、かつ表示領域のサ
イズの大きい液晶表示素子に於いても、均一なセルギャ
ップを実現することができる。

【００６３】また、本発明の製造方法に於いて、従来困
難であった、基板上に複数個の表示せるに相当する電極
群を形成し、同時に貼り合わせる、いわゆる多面取り方
式の製造方法により、表示領域にスペーサの内、セルギ
ャップの均一な液晶表示素子を製造することができる。

【００６４】液晶の電気光学的効果を制御するためのＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）などのアクティブ素子、ある
いは透明電極が形成された第１の絶縁性透明基板と、カ
ラーフィルタ層あるいは遮光膜から構成されるブラック
マスクパターンが形成された第２の絶縁性透明基板とを
貼り合わせる時に、従来の液晶表示素子の製造方法に於
いて、シール材として熱硬化型樹脂を用いているが、本
発明に於いて、シール材の硬化工程に於けるシール材の
粘度低下をほとんど伴わない紫外線硬化型樹脂を用い
る。

【００６５】紫外線硬化型樹脂をスクリーン印刷法によ
り、前記第２の絶縁性透明基板にシール部本体、仮止
め、及び該シール材の印刷性と、第１および第２の絶縁
性透明基板への押圧工程に於ける該シール材へ加わる押
圧圧力の偏り防止を目的としたダミーパターンで、シー
ル材を塗布し、前記第１と第２の絶縁性透明基板を、こ
れらの上の絵素部を相互に位置決めして相互に貼り合わ
せ、両基板がずれないように前記仮止めパターンのみに
紫外線を照射し、該パターンを硬化させる。

【００６６】この後のセルギャップ制御を行う押圧工程
のセルギャップ決定因子は、シール材の粘度および該シ
ール材に加わる押圧圧力であり、該シール材の圧力ーセ
ルギャップ特性に基づき決定するものである。粘度一定
の条件下で、圧力σとセルギャップｄとは、下記第１式

【００６７】

【式１】σ＝Ｆｄ² で近似することができる。第１式の記号Ｆ、ｎは、使用
されるシール材に固有の値である。

【００６８】本発明は、この第１式の関係から、適切な
樹脂材料を選択することにより、前記圧力σの変動に対
して、セルギャップｄのばらつきを小さく、しかも一定
の値にできることに基づいて成されたものである前記第
１式に従い、目的とするセルギャップを設定するときの
シール材の粘度と押圧荷重とを決定し、シール材の粘度
制御を基板全体の温度制御により行い、所定の押圧荷重
にて押圧する。シール材が目標のセルギャップ迄十分に
押圧されるまで押圧状態を継続し、セルギャップが目標
とする値となった時点で、押圧状態を維持したまま、シ
ール材を硬化させるための、紫外線照射を行う。押圧
は、シール材の硬化反応が終了するまで、維持する。

【００６９】この後、硬化したシール材のガラス転位温
度以上の温度で基板を加熱する。これにより、押圧工程
で発生したガラスの歪みを緩和することができ、より均
一なセルギャップを実現することができる。

【００７０】また、シール材が光硬化と熱硬化との併用
型樹脂である場合、前記加熱工程を同時に行う。

【００７１】次に、基板を液晶表示素子の形状に分断
し、液晶を真空注入法で注入する。このとき、該液晶表
示素子に十分に液晶が注入できなかった場合、液晶の注
入口を液晶に浸した状態で、該液晶表示素子の液晶層の
基板表面を物理的に吸引して、該両基板を相互に反対側
に引っ張ることにより、液晶を該液晶表示素子内に矯正
的に注入する。この工程をセルギャップを測定しつつ行
い、セルギャップが均一となった時点で、液晶注入口に
紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線照射をおこない、該樹
脂を硬化させ注入口を封止する。

【００７２】以上の工程により、スペーサを全く使用し
ないでセルギャップの均一な液晶表示素子を作成するこ
とができる。

【００７３】液晶表示素子の製造工程であるセルギャッ
プ制御を行う押圧工程に於いて、シール材として使用す
る紫外線硬化樹脂の粘度に対する圧力ーセルギャップ特
性を利用することにより、シール材および液晶層内にス
ペーサを全く具備することなく、セルギャップが均一な
液晶表示素子を作成することができる。

【００７４】以上のように本発明によれば、セルギャッ
プを制御するためのスペーサを全く具備することなく、
セルギャップの均一な液晶表示素子を作成することがで
きる。従って、従来のように、液晶層中に介在するスペ
ーサによる開口率の低下の問題、スペーサ近傍の液晶の
配向不良による表示品位の低下を防止することができ、
コントラストの高い表示品位に優れた液晶表示素子を作
成することができる。セルギャップ制御の押圧工程に於
いても、スペーサへの荷重集中による素子あるいは配向
膜の損傷、あるいは応力分布の均一性低下似よるセルギ
ャップむらが生じないため、基板上の液晶の電気光学的
効果を制御するためのアクティブ素子、配線材、配向膜
等に欠陥が発生せず、製造上の歩留りが向上され、且つ
表示特性の均一化を図ることができる。また、スペーサ
が不要となることにより、生産工程が大幅に簡略化で
き、生産コストの削減を図ることができる。

【００７５】また、ａ−ＳｉＴＦＴまたは、多結晶Ｓｉ
ＴＦＴが形成された第１の基板と、カラーフィルタ層あ
るいはブラックマスクパターンが形成された第２の基板
とを貼り合わせる時に、液晶層の保持のためガラスファ
イバー等のスペーサを、シール材を構成する樹脂材料と
混合して、シール印刷によって、該第２の基板に塗布し
た後、第１の基板にはスペーサを散布せずに両方の基板
を貼り合わせる。シール材の樹脂として、熱硬化型樹脂
または、紫外線硬化型樹脂などが用いられる。以後、押
圧工程を行い、オーブンによるシール材の硬化、分断作
業を経て液晶表示素子を作成する。

【００７６】このようにして、作成された液晶表示素子
に、液晶を注入すると、液晶表示素子の前記第１の基板
と第２の基板とが、前記注入されてくる液晶と以下のよ
うな平衡状態に到達するまで、液晶の注入が行われる。

【００７７】従来技術の製造方法に於いて、液晶表示素
子や液晶をセットして、液晶表示素子のシール材で囲ま
れた表示領域部分の空間の空気層を真空排気する。真空
排気を行った後、セットした液晶の脱泡処理が十分に行
われてから、液晶槽に液晶表示素子の注入口を漬けて、
液晶表示素子の外部の真空を大気圧にして行くと、液晶
が前記空間内に侵入し始める。このとき、前記第１の基
板と第２の基板との間の表示領域に、セルギャップ保持
のためのスペーサがないため、セルギャップが著しく小
さくなる。

【００７８】このとき、本来ならば液晶表示素子の周囲
の気圧を大気圧迄戻すが、前記のように、液晶表示素子
の内部と外部との圧力差による各基板のたわみが、セル
ギャップより大きいときに、両基板が接触していまう。
これにより、液晶の注入不良や配向膜の損傷、これによ
る液晶の配向不良などが生じる。

【００７９】そこで、本発明に於いて、前記真空下での
液晶表示素子の外部の真空状態を対気圧に戻すときの速
度または、到達圧力を調節して、液晶表示素子の内部と
外部との圧力差が一定に保持されるように、圧力を制御
する。これにより、両基板が接触しないようにしてい
る。これにより、液晶表示素子の内部の液晶に気泡がな
く、且つ第１の基板と第２の基板との間に、液晶を注入
する際に、両基板が接触することがないように出来る。
なぜなら、両基板のたわみ量Δｄは、液晶表示素子の内
部の圧力と周囲の圧力との差、（Ｐ０−Ｐ１）に比例す
るからである。即ち、前記Δｄ＝Ｋ（Ｐ０ーＰ１）と表
すことができる。

【００８０】最後に、前記第１の基板と第２の基板との
間のセルギャップが液晶注入前の状態まで回復しようと
する力と、液晶が両基板間のセルギャップが小さくなる
ように各基板を引っ張る力とが平衡するが、液晶が両基
板を引っ張る力は小さく、両基板は元の形状に復元す
る。

【００８１】そして、液晶表示素子に液晶が注入、充填
された後に、前記注入口付近に付着している液晶を拭き
取り、ディスペンサー等で紫外線硬化型樹脂を前記注入
口に塗布し、紫外線を照射して、前記塗布された樹脂を
硬化させ、該注入口の封止を行う。

【００８２】このようにして、セルギャップ制御のため
にスペーサを必要とせず、セルギャップが均一で且つ表
示品位の高い液晶表示素子を作成することができる。

【００８３】本発明によれば、表示領域にスペーサが存
在しない液晶表示素子に、真空注入法で液晶を注入する
際、一対の基板が相互に接触しないように、液晶表示素
子の内部と外部との圧力差が、両基板の変形に対する復
元力を越えないように制御することにより、セルギャッ
プが均一で表示品位が高い液晶表示素子を素子破壊及び
配向不良などを生じることなく、しかも短時間で作成す
ることができる。これにより、１インチを超えるサイズ
の液晶表示素子を、スペーサを用いることなく、容易に
作成することができる。

【００８４】本発明の液晶注入時に、液晶表示素子の内
部及び外部の圧力あるいは外部の圧力の到達圧力と、外
部の圧力の変動速度とを調節することによって、表示領
域にスペーサが存在していない液晶表示素子を作成する
際に、配向膜の損傷や液晶の注入不良を生じることな
く、該液晶表示素子を作成することができ、また、液晶
の注入時間を短縮することができる。従って、コントラ
ストの高い、表示品位の良好な液晶表示素子を作成する
ことができる。

【００８５】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例である液晶表
示素子を示す平面図であり、図２は、図１の切断面線Ａ
−Ａから見た断面図である。本実施例の液晶表示素子１
は、ガラスなどの透光性を有する第１基板２及び第２基
板３の間にシール材４によって液晶が封入された液晶層
６が形成されており、樹脂やガラスなどが球形状や円筒
状に形成されたスペーサ５が、シール材４の中にのみ存
在しており、スペーサ５と各基板２、３とが密着するこ
とによって、第１基板２と第２基板３との間の間隙、即
ち液晶層６の厚さを設定している。

【００８６】第１基板２及び第２基板３の液晶層６側の
表面には、単純マトリクス動作やアクティブマトリクス
動作を行って、表示画像の画素毎に液晶へ電圧を印加す
るための電極と、液晶分子の配向を決定する配向膜とが
形成されており、必要に応じてカラーフィルタ層や遮光
層が形成される。尚、アクティブマトリクス動作の場合
は、絵素電極への印加電圧を制御するスイッチング素子
が、アモルファスＳｉ（以下、ａ−Ｓｉ）や多結晶Ｓｉ
（以下、ｐ−Ｓｉ）等で構成されて、一方の基板表面に
形成されている。

【００８７】図３は、図１及び図２に示した液晶表示素
子を用いたアクティブマトリクス動作によるカラー液晶
表示装置の一例を示す破断斜視図である。この例に於い
て、第１基板２の表面に千鳥格子状に配置された複数の
絵素電極１０と、各絵素電極１０への印加電圧を制御す
る複数のスイッチング素子１１と、各スイッチング素子
１１を駆動する走査電極１２と、表示信号を各スイッチ
ング素子１１に伝達する信号電極１３とが形成されてい
る。一方、第２基板３の表面には、前記絵素電極１０毎
に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィ
ルタを有するカラーフィルタ層１５が、各絵素電極１０
に対応して形成され、その表面に共通電極１４が形成さ
れている。

【００８８】第１基板２と第２基板３との間には、液晶
層６が形成されると共に、第１基板２及び第２基板３の
各裏面側に、偏光子１６、１７が配置され、例として第
１基板２の裏面側から光が入射すると、絵素電極１０と
共通電極１４との間に印加される電圧によって、液晶の
光学的性質が変化して、第２基板３の裏面側に出射する
光が変調される。

【００８９】こうして得られたカラー液晶表示装置の液
晶層６には、スペーサ５が配置されていないので、表示
不良のない高品質の画像を提供することができる。

【００９０】次に、図１に示した液晶表示素子１の製造
方法について説明する。まず、予め電極や配向膜が形成
された第１基板２及び第２基板３を用意する。一方、ス
ペーサ５として、例として直径５μｍのガラスファイバ
ーをエポキシアクリレート系などの紫外線硬化性樹脂に
分散させ、樹脂１ｇ当りのガラスファイバーの重量が５
０ｍｇとなる混合比に調整したシール材４を準備する。

【００９１】次に図４の平面図に示すように、第１基板
２の表面に、スペーサ５を分散したシール材４をシール
印刷法やスクリーン印刷法等を用いて、開口部７を残し
て、開口部７以外の残余のシール領域に線幅０．４ｍｍ
程度で塗布する。以下、１枚の基板について、６つの液
晶セルを組み立てる例を説明するが、本発明は、このよ
うな例に限定されるものではない。

【００９２】次に、図５の断面図に示すように、第１基
板２と第２基板３との位置合わせを行って相互に貼り合
わせた後、金属性の定盤３１、３２を備えるプレス装置
に設置して、基板２、３の表面に於ける各定盤３１、３
２からの圧力が１〜１．５ｋｇ／ｃｍ²になるように、
押圧力Ｆａを基板２、３の全体に印加することによっ
て、シール材４に混入されたスペーサ５と第１基板２及
び第２基板３とが密着するようにシール材４を押し潰
す。

【００９３】次に、図６の部分断面図に示すように、ガ
ラスファイバー３３ａが平織された布にフッ素樹脂３３
ｂを含浸させた厚さ０．１５ｍｍの弾性シート３３を用
意して、図７の平面図に示すように、第１基板２と第２
基板３との間に介在するシール材４の塗布形状にほぼ一
致するように、図中の斜線を付した領域３４の切抜き加
工を施す。図８は、図７の部分拡大図であり、斜線領域
３４の周縁部である切抜き端部の位置と、プレス後のシ
ール材４の外縁との距離Ｘと、プレス後のシール材４の
幅Ｙとの関係は、Ｙ／３≦Ｘ≦Ｙ／２の関係式を満足す
るように、切り抜かれることが好ましい。

【００９４】次に、図９の断面図に示されるように、切
抜き加工された弾性シート３３を前述した第２基板３の
裏面に載置して、図８に示すような位置合わせを行った
後、透光性を有する石英ガラス製の定盤３５及び金属製
の定盤３６を備えて構成されているプレス装置に設置し
て、基板２、３に於ける前記プレス装置による圧力が１
ｋｇ／ｃｍ²以下となるように、力Ｆｂを基板２、３の
表面の全体に印加する。すると、図１０の部分断面図に
示すように、弾性シート３３が存在する領域に圧力が集
中して、液晶セルのシール材４の外側で、第１基板２と
第２基板３との間隙が狭くなり、シール材４の内側で第
１基板２と第２基板３との間隙が広くなるように、第２
基板３が変形する。尚、弾性シート３３での圧力分布を
均一化するために、弾性シート３３の両面に於いて、図
６に示すように、高さＱが５μｍ〜３０μｍで、周期Ｐ
が２００μｍ〜８００μｍの凹凸が形成されていること
が好ましい。

【００９５】この変形した状態を保持しながら、定盤３
５の裏面側に配置された光源３７から、紫外線ＵＶを所
定時間照射することによってシール材４が硬化して、シ
ール材４の内側、即ち液晶が注入される領域の間隙が、
シール材４の厚さより大きい液晶セルが得られる。こう
して得られた液晶セルの第１基板２と第２基板３との間
隙は、スペーサ５の部分に於いて５μｍ、シール材４の
内側近傍に於いて５．２μｍ±０．１μｍとなり、液晶
セルの中央部に於いて５．８μｍ程度になる。次に、６
つの液晶セルが形成された基板２、３を１枚の液晶セル
毎に切断して、例として１０枚ずつ開口部７の方向を揃
えて治具１１に収納された後、図１４に示す液晶注入装
置４０の内部に固定する。液晶注入装置４０の真空容器
４７には、弁４２を介して真空排気ポンプ４３が連結さ
れると共に、窒素ガスＮ₂導入用のリーク弁４１が配置
され、真空容器４７の内側に於いて、液晶４６を保持す
る容器が外側の直線移動手段４４によって上下に位置合
わせ可能なように設置されている。

【００９６】まず、弁４２を開けて真空排気ポンプ４３
を駆動して、真空容器４７内の真空度が１×１０^-4〜３
×１０^-4Ｔｏｒｒになるまで真空排気した後、弁４２を
閉じて真空排気ポンプ４３を停止する。次に、容器４５
を上方へ移動して、液晶セルの開口部７を容器４５内の
液晶４６に浸けた後、リーク弁４１を開けて真空容器４
７の中に窒素ガスＮ₂を導入して、ほぼ大気圧に戻すこ
とによって、液晶セル内に液晶４６が注入される。

【００９７】次に、真空容器４７から取り出して、液晶
セルの開口部７を樹脂などの別のシール材８でシールす
ることによって、図１及び図２に示す液晶表示素子１を
得ることができる。なお、液晶注入直後に真空容器４７
から取り出した液晶セルの液晶層の厚さを測定すると、
５．３μｍ±０．１μｍの数値が得られた。従って、切
抜き加工した弾性シート３３を介在させて液晶セルをプ
レスすると共に、シール材４を硬化させることによっ
て、液晶注入時間に依存せずに液晶層の厚さ制御を行う
ことが可能となる。また、こうして得られた液晶表示素
子１の液晶層の厚さ誤差は、±５％の範囲内に収まっ
て、製造ばらつきが少ない液晶表示素子１が得られる。

【００９８】以下、本発明による第２の実施例を説明す
る。

【００９９】図１２に、本実施例の製造方法に好適に使
用される液晶注入装置を示す。この装置は、真空チャン
バ１０２を備えている。真空チャンバ１０２内は、真空
排気ポンプ１０５によって真空にされ、配管１０４に設
けたリークバルブ１０３を開けると配管１０４を流れる
窒素ガスにより、大気圧にできる。真空チャンバ１０２
内には、液晶治具昇降機構１１０が備えられる。この液
晶治具昇降機構１１０は、図１３及び図１４に示すよう
に、上板１１１ａと、下板１１１ｂと、支柱１１１ｃと
からなる治具１１１を有し、支柱１１１ｃの内面側に高
さを変えて、複数設けた支持具１２に液晶表示素子１０
１をセットでき、治具１１１全体がその下の昇降機構１
１３により、昇降するように構成されている。支持具１
１２は、表面にテフロン（商標名）被膜が形成され、液
晶表示素子１０１をセットする際に液晶表示素子１０１
を傷つけないようにしている。

【０１００】また、真空チャンバ１０２内には、支持具
１１２にセットされた液晶表示素子１０１に液晶を供給
するディスペンサ１２０が備えられている。ディスペン
サ１２０は、図１２に於けるＸＹＺ軸方向の制御機構１
２１に支持されていて、この制御機構１２により、Ｘ軸
方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。
ディスペンサ１２０に於いて、液晶１２２ａを貯留する
液晶槽１２２から、液晶１２２ａが液晶表示素子１０１
に供給されるように構成されており、制御機構１２１を
介してディスペンサ１２０は、液晶１２２ａを液晶表示
素子１０１に塗布する。上記液晶槽１２２に於いて、液
晶脱泡用ポンプ１２３を備え、この液晶脱泡用ポンプ１
２３により、液晶１２２ａに脱泡処理が施される。

【０１０１】上述した液晶治具昇降機構１１０の近傍に
は、液晶表示素子１０１を液晶治具昇降機構１１０から
受け取って液晶層厚み調整機構１３０に渡す移動機構１
２４が設けられている。この移動機構１２４は、ベルト
コンベアを備えており、高さが固定されている。液晶治
具昇降機構１１０から移動機構１２４への液晶表示素子
１０１の移動は、液晶治具昇降機構１１０が、全体的に
降下し、移動機構１２４のベルトに液晶表示素子１０１
が当接すると、移動機構１２４は液晶表示素子１０１を
液晶治具昇降機構１１０から引き出して、液晶層厚み調
整機構１３０側に搬送する。

【０１０２】液晶層厚み調整機構１３０は、上下に２つ
のステージ１３１、１３２を備え、下側のステージ１３
１は高さが固定され、上側のステージ１３２は昇降機構
１３３により昇降可能に構成されている。下側のステー
ジ１３１に、移動機構１２４にて搬送されてきた液晶表
示素子１０１がセットされる。この液晶層厚み調整機構
１３０における液晶表示素子１０１は拡大されて示され
ている。ステージ１３１は、上面にセル厚測定用の光フ
ァイバ１３７ａの一端と、減圧加圧用の孔１３１ｂとが
設けられている。光ファイバ１３７ａの他端は、セル厚
測定装置１３４ａに接続され、減圧加圧用の孔１３１ｂ
は通路を介して、セル吸着用ポンプ１３５ａとセル加圧
用コンプレッサ１３６ａとに連通連結されている。

【０１０３】一方、ステージ１３２に於いて、その下面
にセル厚測定用の光ファイバ１３７ｂの一端と減圧加圧
用の孔１３２ｂとが設けられている。光ファイバ１３７
ｂの他端は、セル厚測定装置１３４ｂに接続され、減圧
加圧用の孔１３２ｂは通流路を介して、セル吸着用ポン
プ１３５ｂとセル加圧用コンプレッサ１３６ｂとに連通
連結されている。なお、ステージ１３１の上面とステー
ジ１３２の下面とには、それぞれＯリング１３８ａ、１
３８ｂが設けられている。

【０１０４】このように構成された液晶注入装置を用い
た本実施例の液晶表示素子の製造方法について説明す
る。

【０１０５】先ず、通常の液晶表示素子作製プロセスに
より、例えば液晶が注入されていない段階であって、ス
イッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が、
基板１０１ａ、１０１ｂのいずれかの上にマトリクス状
に形成された３インチサイズのＴＦＴ液晶表示素子１０
１を作製する。この液晶表示素子１０１は、図１５に示
すように、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）が形成されたＴＦＴ基板１０１ａと、対向基
板１０１ｂとを対向配設させ、その対向する部分の周囲
にシール材１０１ｃを設けると共に、シール材１０１ｃ
を部分的に省略して液晶の注入口１０１ｄが形成されて
いる。

【０１０６】本実施例に於いて、両基板１０１ａ、１０
１ｂの間に、セル厚を一定に保持する為のスペーサを設
けていない。続いて、液晶治具昇降機構１１０の支持具
１１２に、作製した液晶表示素子１０１或はそのように
既に作製した液晶表示素子１０１の複数枚を、注入口１
０１ｄを揃えて、図１２に示すようにセットする。

【０１０７】次に、真空排気ポンプ１０５を作動させて
真空チャンバ１０２内を真空排気し、真空度１〜３×１
０^-4Ｔｏｒｒ以下に排気する。その後、真空排気ポンプ
１０５を停止させ、液晶槽１２２内の脱泡済み液晶が充
填されたディスペンサ１２０を、制御機構１２１により
操作して、複数枚の液晶表示素子１０１の注入口１０１
ｄの近傍に、液晶１２２ａを所定量滴下する。滴下量と
しては、例えば液晶表示素子１０１のサイズ、液晶層の
厚みに基づいて計算される内容積の２倍量を標準とす
る。各液晶表示素子１０１での内容積のばらつきが少な
い場合には、もっと少ない量としても構わない。

【０１０８】次に、リークバルブ１０３を開放して真空
チャンバ１０２内に窒素ガスを導入する。これにより液
晶表示素子１０１の内部と、真空チャンバ１０２内であ
る外部とに圧力差が生じる。窒素ガス導入と同時に、複
数枚の液晶表示素子１０１の内部に液晶が注入されてい
く。

【０１０９】次いで、複数枚の液晶表示素子１０１全て
に液晶１２２ａが気泡を含まず注入されると、液晶治具
昇降機構１１０を降下させ、一番下の液晶表示素子１０
１を移動機構１２４により液晶治具昇降機構１１０から
引き出して、液晶層厚み調整機構１３０側に搬送する。
液晶表示素子１０１を液晶層厚み調整機構１３０の下側
のステージ１３１上にセットする。セットが終了する
と、上側のステージ１３２を昇降機構１３３により降下
させ、液晶表示素子１０１を、ステージ１３１、１３２
で挟む。このとき、ステージ１３１と液晶表示素子１０
１との間はＯリング１３８ａにより密閉状態となり、ス
テージ１３２と液晶表示素子１０１との間はＯリング１
３８ｂにより密閉状態となる。

【０１１０】次に、ステージ１３１、１３２間に挟まれ
ている液晶表示素子１０１のセル厚測定を行う。セル厚
測定は、液晶表示素子１０１の内部に液晶が注入され、
液晶分子がＴＮ（ツイステッドネマティック）配向し
て、光学変調素子として機能する状態で行う。測定方式
は、ステージ１３１、１３２に埋め込まれている光ファ
イバー１３７ａ、１３７ｂにより偏光板を介して可視光
光線の波長を走査する。これによって生じる透過光強度
の波長依存性を評価することにより算出する。この測定
値は、セル厚測定装置１３４ａ、１３４ｂの一方に設け
たコンピュータにより得られる。

【０１１１】次に、該コンピュータは、セル厚に応じて
セル吸着用ポンプ１３５ａ、１３５ｂ、又はセル加圧用
コンプレッサ１３６ａ、１３６ｂの一方を駆動させる信
号を出力する。具体的には、図１６に示すように、セル
厚が薄い場合は、セル吸着用ポンプ１３５ａ、１３５ｂ
を作動させ、ステージ１３１、１３２間に挟まれている
液晶表示素子１０１を両側から吸引、吸着して、液晶表
示素子１０１の全面に於いてセル厚が大きくなるように
する。

【０１１２】これにより、注入口１０１ｄの近傍に塗布
した液晶１２２ａが液晶表示素子１０１の内部に吸い込
まれていく。吸着力は、真空排気ポンプ１０５とリーク
バルブ１０３との併用により微細に調節可能となってい
る。これと反対に、セル厚が厚い場合は、図１７に示す
ように、セル加圧用コンプレッサ１３６ａ、１３６ｂを
作動させ、ステージ１３１、１３２間に挟まれている液
晶表示素子１０１を両側から圧縮空気により加圧し、注
入口１０１ｄから液晶１２２ａを排出させる。加圧力
は、例えば１ｋｇ／ｃｍ²程度が適当である。このよう
にすることにより、液晶表示素子１０１のセル厚が調整
される。なお、この調整のとき、セル厚測定装置１３４
ａ、１３４ｂによって、セル厚の管理を継続して行い、
セル厚を所望の一定値に制御するようにしておく。

【０１１３】次に、所定のセル厚になると、紫外線硬化
樹脂を注入口１０１ｄに塗布し、この樹脂に紫外線を照
射する。これにより注入口１０１ｄの封止が完了する。

【０１１４】このようにして第１枚目の液晶表示素子１
０１の封止が完了すると、完了した液晶表示素子１０１
を移動機構１２４によって、液晶治具昇降機構１１０の
元の場所に戻し、第２枚目の液晶表示素子１０１を、入
れ代わりに液晶層厚み調整機構１３０に移動させる。

【０１１５】以下、上述した手順通りに全部の液晶表示
素子１０１に対して液晶の注入を行って、液晶表示素子
１０１を作製する。

【０１１６】以上詳述したように、本実施例の製造方法
による場合、２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間に注入
された液晶層の中央部の厚みを測定する。この測定結果
に基づいて、２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間の中央
部での各基板１０１ａ、１０１ｂの間の離隔距離を機械
的に調整する。これにより、該注入口１０１ｄから液晶
１２２ａが注入され又は排出されることとなり、液晶層
の中央部の厚みが一定値になる。

【０１１７】図１８は、本実施例の製造方法によって製
造された液晶表示素子のセル厚分布を、従来の製造方法
により製造された液晶表示素子のセル厚分布と共に示す
グラフである。セル厚分布の測定箇所は、図１５のＡ−
Ａ線上であり、液晶表示素子１０１の対角線上である。
尚、図１８中のラインＢは本実施例の製造方法によって
製造された液晶表示素子１０１の場合、ラインＣは２つ
の基板１０１ａ、１０１ｂの間にスペーサを介在させた
場合、ラインＤは２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間に
スペーサを介在させることなく液晶を注入してセル厚が
厚くなった場合、ラインＥは２つの基板１０１ａ、１０
１ｂの間にスペーサを介在させることなく液晶を注入し
てセル厚が薄くなった場合をそれぞれ示す。

【０１１８】これらの図から理解されるように、本実施
例の場合は、２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間にスペ
ーサを介在させる場合よりもセル厚調整の精度が低い
が、単に液晶を注入するラインＤやラインＥで示される
場合よりも格段に精度よくセル厚を調整できる。

【０１１９】このように本実施例による場合に於いて、
スペーサを使用しないで対向配設させた２つの基板１０
１ａ、１０１ｂの間のセル厚を、均一かつ一定値に保持
して、液晶の注入や液晶表示素子１０１の注入口の封止
を行うことが可能となる。これにより、製造された液晶
表示素子１０１を、例えばプロジェクション映写機に使
用して投影拡大を行うと、通常のスペーサ散布方式にて
作製された液晶表示素子を使用する場合と比べて、スペ
ーサが無いためにスペーサ部分だけ光が透過した状態と
なる表示不良が発生せず表示品位も良好であった。

【０１２０】本発明の第３の実施例は、スペーサを用い
ず、表示領域のギャップを均一に保持した液晶表示素子
を製造するためのものである。従来では、シール領域以
外にスペーサが配置されていない場合、表示領域に歪み
を生じ易く、注入される液晶の量によってもギャップ量
が変動してしまい、歪みを増大させる。そのため、液晶
の注入後も表示領域に歪みを生じない液晶表示素子を製
造するためには、一対の基板がシール材で固着され、液
晶が注入される前の空セルの状態から、両基板をできる
だけ均一なギャップで貼り合わせる必要がある。

【０１２１】以下、図１９及び図２０を参照する。一対
の基板２０１、２０４の一方にスペーサ２０３を含んだ
シール材２０２を塗布し、もう一方の基板には、スペー
サ２０３を散布せずに２枚の基板２０１、２０４を貼り
合わせ、押圧装置によって両基板２０１、２０４を相互
に押圧する。

【０１２２】押圧保持する手段として、圧力分布に対し
て、緩衝作用を有する緩衝材と、表面が平滑で高いたわ
み強度を有する加圧材とから構成される。前記加圧材と
して、表面のうねりが、基板の表面のうねりよりも小さ
く、且つ基板のたわみ強度以上のたわみ強度を有する材
料が選ばれる。また、前記たわみ強度は、その材料の形
状、寸法、材料特性、特に縦弾性係数によって決定され
る。異なった特性を有する複数の部材を組み合わせたも
のを介して、基板全面を押圧して貼り合わせを行う。

【０１２３】前記緩衝材を用いることにより、前記押圧
装置による押圧力の分布むら、基板の厚みむら等、一対
の基板相互を押圧する力の分布の不均一を発生させる要
素を吸収し、均一な基板の押圧が可能となる。また、加
圧材により基板全面に荷重を印加しても、スペーサが介
在しない表示領域に於けるたわみの発生をできるだけ抑
制し、シール領域のみを効果的に押圧することができ
る。このとき、基板と加圧材との間に空気等の圧縮性流
体が介在することによる圧力分布のむらの発生を防止
し、押圧後、基板と加圧材とを剥離し易くするために、
加圧材の表面に溝（スリット）を形成する加工を施す。

【０１２４】上述のような押圧装置で、一対の基板を相
互に押圧しながら、紫外線を照射し、シール材の仮硬化
を行う。このとき、表示領域に於いて、わずかではある
がたわみが残っているため、図１９に示すように、シー
ル材２０２の外側よりも内側の方がギャップが小さくな
っている状態で、前記シール材２０２が仮硬化する。そ
のため、前記仮硬化後、シール材２０２を軟化させるた
めに、シール材２０２のガラス転位点以上の温度に加熱
を行う。

【０１２５】このとき、シール材２０２の硬化（熱硬
化）も併せて行われる。即ち、シール材２０２を加熱す
ると、前記ガラス転位点以上の温度となったとき、シー
ル材２０２は軟化する。更に温度を上昇させると、軟化
していたシール材２０２は硬化する。本実施例に於い
て、このようなシール材２０２の軟化と熱硬化とを連続
した工程で一挙に行うようにしている。

【０１２６】シール材２０２を軟化させることにより、
前記たわみによって生じている基板２０５、２０８の復
元力によって、図１９のシール材２０２の形状を、図２
０に示すように、基板２０５、２０８のたわみが抑制さ
れた形状に補正することができる。この状態で、基板２
０５、２０８を冷却すると、押圧の際に生じた基板２０
５、２０８の表示領域に於けるたわみが極めて小さい液
晶セルを製造することができる。

【０１２７】このような本実施例の製造方法によって、
セルギャップの制御にスペーサを必要とせず、かつ均一
なギャップの液晶表示素子を製造することができる。

【０１２８】以下、本発明の第３の実施例を図面を参照
して詳細に説明する。

【０１２９】第３の実施例を、図２１に基づいて説明す
る。相互に貼り合わせられる上下の基板２０４、２０６
として、外寸１５０×１５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガ
ラス（コーニング社製、７０５９バリウムホウケイ酸ガ
ラス、縦弾性係数６．８９×１０³ｋｇ／ｍｍ²、表面う
ねり１０μｍ以下）を使用し、図２２のシールパターン
に示すような３インチの液晶表示パネルを４枚作成し
た。各基板の片面には、液晶の電気光学的特性を制御す
る電極を形成し、配向膜を形成してラビングで配向処理
を行ったものを使用した。

【０１３０】前記上下の基板を接着するシール材２０５
は、エポキシアクリルレイト系紫外線硬化性樹脂であ
り、２５℃での樹脂特性は、粘度４５，０００ｃｐ＜５
ｒｐｍ＞（ブルックフィールド粘度計（ＨＢＴ型）測
定）、揺変指数３．３＜０．５ｒｐｍ／５ｒｐｍ値＞の
ものを使用した。このシール材２０５に混入されるギャ
ップ制御用のスペーサ２０８は、ガラスファイバー（日
本電気ガラス社製、ＰＦ−５０Ｓ：直径５．０μｍ、長
さ１５．０μｍ）を使用し、その混合比は、シール材２
０５の１ｇ当り５０ｍｇに調整した。このシール材２０
５が、下基板２０４の貼り合わせ面に、前記液晶表示パ
ネルのシールパターンに沿ってスクリーン印刷法により
塗布されている。

【０１３１】次に、図２１に示したような構成により、
液晶表示パネルの押圧を行った。本実施例の場合、加圧
材には石英ガラス板２０３（信越石英社製、縦弾性係数
７．４×１０³ｋｇ／ｍｍ²、表面うねり５μｍ以下、外
寸１５０×１５０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を用いた。この石
英ガラス板２０３には、基板との間の空気の介在を防止
するために、基板と接触する表面に、図２３に示すよう
な、ピッチ１０ｍｍ、幅０．０５ｍｍ、深さ０．１ｍｍ
のスリット２１１を、ダイシング加工を行って形成し
た。

【０１３２】加圧材には、そのたわみ強度Ｅｅが、基板
２０４のたわみ強度Ｅａよりも高く（Ｅｅ≧Ｅａ）、そ
の表面うねりＲ１は、基板２０４表面うねりＲｗよりも
小さい（Ｒ１≦Ｒｗ）ものを用いる。

【０１３３】緩衝材２０２には、例としてスポンジ（タ
イガースポリマー社製、フッ素ゴムスポンジ、外寸１５
０×１５０ｍｍ、厚さ７ｍｍ）を用いることができる。
このスポンジは、フッ素ゴムを約５倍に発泡させたもの
で、圧力分布に対する緩衝性が優れており、図２４のよ
うに、空気に極めて近い応力−歪み特性の特性曲線を示
す材料である。この緩衝材２０２として、ゴムなどを発
泡させた材料で、圧力を均一に伝達できる流体に近似し
た特性を示し、材料内部に均一且つ微細で独立したセル
構造を有する物質、もしくはＫＣｌ、ＮａＣｌ等のアル
カリハライド結晶粒、あるいは、パイロフィライト等の
固定の圧力媒体等も使用できる。これらの圧力媒体のサ
イズ、形状は、基板２０４、２０６に塗布したシールパ
ターンを十分に覆える大きさであればよく、基板２０４
と同一のサイズ、形状とすることが望ましい。

【０１３４】図２１に示したような順序で基板２０４、
２０７、圧力媒体を押圧装置にセットし、シール材２０
５に含まれるスペーサ２０８により定まる所定のギャッ
プになるまで押圧する。押圧装置の押圧圧力は、０．９
ｋｇ／ｃｍ²に定められた。このようにして、基板２０
４、２０７を押圧した状態で保持し、定盤２０７から紫
外線ＵＶを照射し、シール材２０５を仮硬化させて、液
晶表示装置を製造した。本実施例に於いて、基板２０
４、２０７を押圧したまま１２０ｓｅｃ保持し、そのま
まの状態で、紫外線照射を９０ｓｅｃ間行い、照射の
後、１２０ｓｅｃ間だけ保持した。基板２０４、２０７
の押圧、シール材２０５の仮硬化後、製造された液晶表
示パネルの前記セルギャップを測定すると、表示領域中
央部付近での最大たわみ量は、０．６μｍ程度であっ
た。

【０１３５】この状態に於いて、図１９に示すように、
液晶表示パネルの内側のギャップが、液晶表示パネルの
外側のギャップよりも小さいように、一対の基板２０
４、２０７がたわんだ状態で、シール材２０５が硬化し
ている。シール材２０５を軟化させ、シール材２０５の
形状の補正を行うためと、シール材２０５の本硬化を行
うためとに、焼成を行った。使用したシール材２０５の
ガラス転位温度Ｔｇが１２０℃であることから、焼成条
件は、焼成温度１５０℃、焼成時間３０分とした。焼成
後の液晶表示パネルの表示領域の前記ギャップを測定す
ると、基準となるギャップ量に対するばらつきは、±
０．１５μｍであった。

【０１３６】この液晶表示パネルに、真空注入法により
液晶を注入すると、空セルの状態と同程度の均一なギャ
ップを有する液晶表示パネルを製造することが出来た。

【０１３７】以上のような実施例に於いて、複数の圧力
媒体を介して、基板２０４、２０７の全面を押圧するこ
とにより、基板２０４全面に荷重を印加した状態でも、
シール領域２０５を効果的に押圧することができ、液晶
表示パネルの表示領域に於いて、絵素部にスペーサを散
布する必要が解消され、シール領域２０５のみでギャッ
プを保持することができる。これにより、ギャップむら
の発生を防止し、表示欠陥の発生が防止され、高開口
率、高コントラストの液晶表示装置を実現することが出
来た。

【０１３８】本発明による液晶表示素子の製造方法の第
１の実施例を以下に説明する。

【０１３９】まず、本実施例に於いて使用したシール材
について説明する。該シール材の材料は、エポキシ樹脂
系であり、紫外線硬化作用と熱硬化作用とを併用する。
硬化条件は、紫外線硬化の場合に、波長３６５ｎｍで９
０００ｍＪの紫外線照射が必要である。また、熱硬化の
場合に、紫外線硬化後、１５０℃で３０分の焼成が必要
である。

【０１４０】該シール材の２５℃での樹脂特性は、ブル
ックフィールド回転粘度計（ＨＢＴ型）の測定値が２２
４，０００ｃＰ（５ｒｐｍ）で、揺変指数が５．０
（０．５ｒｐｍ／５ｒｐｍ値）である。また、セルギャ
ップの決定因子となるシール材の応力（σ（ｋｇｆ／ｃ
ｍ²））−セルギャップ（ｄ（μｍ））特性は、前記第
１式σ＝Ｆｄⁿで近似することができる。本実施例に於
いて、Ｆ＝１３３４、ｎ＝３．５であり、応力−セルギ
ャップ特性は、図２５のグラフの曲線のようになる。本
実施例に於ける目標セルギャップは、例として５μｍで
あり、上記第１式から押圧圧力は、４．８ｋｇ／ｃｍ²
と決定される。

【０１４１】以下に、本実施例の液晶表示素子の製造方
法について説明する。図２７及び図３１を参照する。ガ
ラス基板３０６、３０７として、コーニング社製７０５
９の外寸１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのも
のを使用し、該基板３０６、３０７上に、画面サイズが
３．０インチの図３１に示すａ−ＳｉＴＦＴを、図２６
に示すシールパターンに基づいて具備した基板（以下、
ＴＦＴ基板）３０７と、カラーフィルタ３２８を具備し
た基板（以下、ＣＦ基板）３０６とを一対として使用す
る。

【０１４２】まず、両基板３０６、３０７の表示領域上
にポリイミド樹脂からなる配向膜３２６を塗布し、ラビ
ング法で配向処理を行っておく。その後、ＣＦ基板３０
７上に上記紫外線硬化型樹脂を、図２６に示すシールパ
ターンにスクリーン印刷法で塗布する。図２６中のパタ
ーン３０１は、液晶表示素子の本体シールパターンであ
り、パターン３０２は、基板３０６、３０７を相互に貼
り合わせる工程に於ける各基板３０６、３０７同士の仮
止め用パターンであり、パターン３０３は、押圧工程に
於いてシール材へ印加される押圧圧力の偏り防止を目的
としたダミーパターンである。

【０１４３】シール材の塗布結果は以下の通りである。
シール材の平均高さは１６±２μｍ、パターン幅は３０
０±２０μｍである。上記条件下で、５μｍのセルギャ
ップとなる状態まで押圧すると、全シール面積は、約２
０ｃｍ²となる。この結果と前記第１式から求めた押圧
圧力から、セルギャップ制御を行う押圧工程の押圧荷重
は９６ｋｇｆとなる。

【０１４４】次に、ＴＦＴ基板３０７上へ、対向電極へ
の接点端子部に導電性カーボン樹脂を塗布する。ここ
で、使用される導電性カーボン樹脂の粘度は、前述した
ような測定装置と測定法とによれば、２５℃に於いて１
１，０００ｃＰ（５ｒｐｍ）であり、上記紫外線硬化型
樹脂の粘度より十分に小さい。

【０１４５】上記処理を施した一対のガラス基板３０
６、３０７を、絵素部を位置決めした上で貼り合わせ、
図２６に示した仮止め用パターン３０２にのみ、紫外線
を照射を行って硬化させ、貼り合わせた一対の基板３０
６、３０７が相互にずれないように固定する。

【０１４６】次のセルギャップ制御を行う押圧工程に於
いて使用するプレス装置の概略を図２７に示す。該プレ
ス装置のプレス定盤３０９、３１０は、室温から５０℃
の温度範囲で、精度±１．５℃で温度制御が可能な恒温
槽３１２内に設置されている。また、一方のプレス定盤
３１０には、該プレス定盤３１０上の基板３０７の全面
に紫外線を照射することができる紫外線照射装置が具備
されている。該照射装置は、光源として例として高圧水
銀灯を用いており、波長が３６５ｎｍの紫外線を６０ｍ
Ｗ／ｃｍ²の強度で紫外線を照射することができる。ま
た、もう一方のプレス定盤３０９には、圧力を該基板３
０６の表面全面に均一に伝達するために、緩衝材３１１
が具備されている。本実施例に於ける緩衝材３１１は、
タイガースポリマー社製フッ素ゴムスポンジ３ｍｍ^tを
使用した。

【０１４７】該プレス装置によって基板３０６、３０７
の温度を２５±１．５℃に設定し、この状態で前記第１
式から求めた押圧荷重９６ｋｇｆで押圧する。この押圧
状態を９０秒間維持することにより、シール材３０１、
３０３は、前記目標セルギャップで定常状態となる。

【０１４８】次に、押圧を継続している状態で、紫外線
を１５０秒間照射し、該シール材３０１、３０３に紫外
線硬化反応を行わせる。紫外線照射終了後、紫外線硬化
反応が９０秒程度継続するため、１２０秒の間、押圧を
継続し、その後、基板３０６、３０７をプレス装置から
取り出す。続いて、該シール材３０１、３０３の熱硬化
型反応を行わせるために１５０℃のオーブンで３０分間
焼成を行う。本焼成工程は、シール材３０１、３０３の
ガラス転位温度１２０℃を上回っており、押圧工程で生
じた基板３０６、３０７の歪みを緩和させる硬化も得ら
れる。本実施例に於ける焼成前後のセルギャップの最大
歪みは、従来技術に於ける最大歪み０．８μｍから、
０．４μｍへと改善された。

【０１４９】貼り合わせの終了した基板３０６、３０７
を液晶表示素子の形状に分断し、液晶３１５を図３１に
示すように、真空注入法で注入する。このとき、液晶３
１５の真空注入工程終了の時点では、液晶表示素子の液
晶層中にスペーサがないため、図２８に示す装置によっ
て、液晶層３１５を注入した範囲に相当する基板３０
６、３０７の表面を真空で吸引することにより、液晶を
強制的に該液晶表示素子内に注入する。このとき、吸引
のための真空度をセルギャップを測定しつつ行い、セル
ギャップが５±０．１５μｍの範囲になった時点で、液
晶の注入口に残存している液晶をＮ₂ガスブロワーで除
去し、紫外線硬化型樹脂を前記注入口に塗布し、紫外線
のスポット照射により該紫外線硬化型樹脂を硬化させ
る。

【０１５０】以上の製造工程によって、スペーサを全く
具備することなくセルギャップが均一な液晶表示素子を
製造することが出来た。

【０１５１】以下に前記実施例の製造方法の変形例につ
いて説明する。

【０１５２】液晶表示素子の製造方法に関する前記第１
の実施例と同様な液晶表示素子の製造工程に於いて、一
対の基板３０６、３０７を相互に押圧する押圧装置に用
いられる緩衝材を、図２９に示すような複合緩衝材とし
てもよい。該複合緩衝材は、基板３０６、３０７への押
圧荷重の均一化を図るために用いられ、タイガースポリ
マー社製フッ素ゴムスポンジ７ｍｍ^tからなる第１緩衝
材３２４と、石英ガラス３ｍｍ^tからなる第２緩衝材３
２５とを重ね合わせた構成である。前記第２緩衝材３２
５は、信越石英社製で縦弾性係が７．４×１０³ｋｇ／
ｍｍ²、表面うねりが１０μｍ以下の材料を用いた。第
２緩衝材３２５の一方の表面には、図３０に示すよう
な、ピッチ１０ｍｍ、幅０．０５ｍｍ、深さ０．１ｍｍ
のスリット３２５ａがダイシングにより加工して形成さ
れている。

【０１５３】このスリット３２５ａは、押圧時に貼り合
わせた基板３０６と第２緩衝材３２５との間に空気が介
入することによって発生する押圧むらを防止するための
空気抜きである。

【０１５４】このような液晶表示素子の製造方法に関す
る実施例によって、シール材３０１、３０３の紫外線硬
化工程終了時点でのセルギャップの最大歪みは０．６μ
ｍで蟻、シール材３０１、３０３の前記焼成工程終了時
点での前記最大歪みは０．３μｍであった。この液晶表
示素子に液晶を注入すると、セルギャップは５±０．１
μｍとなり、前記実施例の場合よりも、セルギャップの
ばらつきが更に改善された液晶表示素子を製造すること
が出来た。

【０１５５】本発明による液晶表示素子の製造方法の第
２の実施例を、図３２〜図４１を参照して、以下に説明
する。本実施例は、前記第１実施例と類似し、対応する
部分に同一の参照符号を付す。

【０１５６】周知の液晶表示素子の製造工程で、液晶表
示素子を作成する。ここで、ガラス基板は、コーニング
社製７０５９ガラスで厚さ１．１ｍｍのものを使用す
る。前記製造方法の第１実施例に於けるＴＦＴ基板４０
３と、対向基板４０２とを貼り合わせる時に於いて、熱
硬化型樹脂を含むシール材４０２をシール印刷法により
対向基板４０２に塗布し、該ＴＦＴ基板４０３には、ス
ペーサを散布せずに前記一対の基板４０２、４０３を貼
り合わせる。本実施例に於いて、シール材４０２は熱硬
化型樹脂を使用し、シール材４０２内にセルギャップ制
御用に混合するガラスファイバーは、直径５．０μｍの
ものを用い、その混合比はシール材１ｇに対してガラス
ファイバー５０ｍｇとした。

【０１５７】この貼り合わせた液晶表示素子をプレス装
置に設置し、シール材４０２に荷重を印加し、前処理と
して所定のセルギャップになるように、シール材４０２
に混合したガラスファイバー直径に相当する厚みまで押
し潰すようにプレスする。その後、シール材４０２の硬
化のために、１７０度程度の温度で１時間以上オーブン
で焼成する。このようにして作成された液晶表示素子の
シール材４０２で囲まれた表示領域の空気層厚をセルギ
ャップを測定装置を用いて測定した結果、表示領域内の
凹凸率は、前記ガラスファイバーの直径に相当するセル
ギャップに対して、±５％以内に収まっていた。そし
て、ガラスの分断作業を行って、液晶表示素子を構成す
る。液晶表示素子のサイズは３インチであり、その平面
形状が図３２に示される。

【０１５８】本実施例の液晶表示素子の液晶注入方法
は、まず、液晶注入装置４１０に必要枚数の液晶表示素
子４０４を、図３３に示すように、各注入口４０６の方
向を揃えてセットすると同時に、セットされた液晶表示
素子の枚数に対応した量の液晶４０７を入れた注入皿４
０８をセットする。液晶注入装置４１０の真空チャンバ
ー内を真空排気して、真空度を１〜３×１０^-4Ｔｏｒｒ
とする。前記真空チャンバー内の液晶４０７の脱泡処理
を十分に行う。

【０１５９】その後、真空排気のポンプを停止し、液晶
４０７を入れた注入皿４０８を乗せた上下移動可能なス
テージ４０９を上昇させて、液晶４０７を前記注入口４
０６に漬ける。続いて、リークバルブ４１１を開放し、
チャンバー内に窒素ガスを送り込む。

【０１６０】窒素ガスを送り込むのと同時に、セットし
た液晶表示素子４０４に液晶４０７が注入され始める
が、ここでは、チャンバー内を一気に大気圧まで戻さ
ず、１ｃｍＨｇ／ｍｉｍ毎にリークする。この作業は、
リークを開始してから液晶注入装置４１０の真空ゲージ
の７６ｃｍＨｇから開始し、大気圧になるまでの時間は
約７６ｍｉｍ程度となる。

【０１６１】チャンバー内が大気圧に戻った後、液晶表
示素子４０４を１枚取り出して、液晶層の厚みを計測し
た。従来技術に於いて、図３４〜図３７に示すように、
ＴＦＴ基盤４０３と前記Ｂ／Ｍ基板４０２の両基板間の
セルギャップを保持するための保持体が存在しないため
に、両基板４０２、４０３が接触や吸着してしまう（図
３５）か、あるいは、セルギャップが著しく小さくな
り、液晶が完全に注入されるまで、多大な時間を要して
しまう。

【０１６２】これに対し、本実施例におけるように、真
空排気後のリーク時に、液晶表示素子の内部と外部との
圧力差を制御することにより、図３８〜図４０のように
なる。本実施例に於いて、前記上下基板４０２、４０３
の相互の接触が阻止され、配向膜の損傷が防止され、ま
た、注入不良が防止される。また、液晶４０７の注入時
間が短縮される。

【０１６３】本実施例に於いて、液晶注入直後のセルギ
ャップは薄いが、４時間程度液晶４０７に漬けて自然放
置することにより、最も速いものでセルギャップと同量
の層厚５．０μｍまで注入することができ、液晶注入時
間によってセルギャップを制御することが出来た。

【０１６４】また、数十枚の液晶表示素子４０４をチャ
ンバー内の真空排気後に一気に大気圧までリークした場
合だと、ほぼ全部の液晶表示素子４０４の表示領域に基
板４０２、４０３相互の接触が発生し、各基板４０２、
４０３が相互に吸着したままであった。真空排気して
６．５時間経過した時点に於いて、前記上下基板４０
２、４０３が離れ始めたが、１０時間経過した時点で
も、前記セルギャップと同量の層厚５．０μｍまで注入
することはできなかった。

【０１６５】本発明は、前記チャンバー内が大気圧にな
るまでは比較的時間を要するが、真空排気後に一気に大
気圧まで戻す従来技術の場合よりも、最終的な歩留りの
向上、及び全製造時間の短縮を実現することができる。
その経過時間に対するセルギャップの関係を図４１のグ
ラフに示す。

【０１６６】製造工程の最後に、全部の液晶表示素子４
０４に、液晶４０７が注入された時点で、液晶表示素子
４０４の注入口４０６に付着している液晶を十分に拭き
取る。次に、紫外線硬化型樹脂を前記注入口４０６に塗
布して、十分に注入口４０６が被覆されていることを確
認した後、紫外線照射装置を用いて該樹脂を硬化させ、
前記注入口４０６を封止する。そして、同様な手順で、
残余の全ての液晶表示素子４０４を処理する。製造され
た液晶表示素子は、結果的にセルギャップのばらつきの
範囲が、前述したように所定のセルギャップに相当する
層厚の一例である５μｍに対して±５％以内に収まり、
セルギャップを制御することができる。このようにし
て、液晶表示素子のセルギャップを均一に保持したま
ま、液晶の充填及び注入口の封止を行うことができ、表
示品位の良好な液晶表示素子を製造することができる。
また、液晶表示素子の内部と外部との圧力差と液晶の注
入時間とを制御して液晶が注入された液晶表示素子は、
１インチ以上のサイズでもスペーサを用いることなく容
易に製造されることができる。また、該製造の時点にお
ける前述したような各種の問題点をも併せて解消するこ
とができる。

【０１６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変調光が通過する液晶層の中に、スペーサが存在しなく
ても、液晶層の厚さが均一で且つ製造誤差の少ない液晶
表示素子が得られるため、スペーサの存在に起因する表
示不良やコントラスト不良を解消することができ、特に
画像拡大表示を行う投影装置等に用いられた場合、きわ
めて高品質の画像表示を実現することができる。

【０１６８】また、該弾性シートの両側に、高さ５μｍ
〜３０μｍ、周期２００μｍ〜８００μｍの凹凸が形成
されているため、基板に作用する圧力が均一化されて、
シール材に混入されているスペーサと各基板との密着
が、基板全面に亘って均一となり、シール材の厚さ誤差
を低減させることが出来る。

【０１６９】本発明による場合は、詳述したようにセル
厚制御を行いながら液晶を注入し、注入口を封止するの
で、セル厚を均一且つ一定値にでき、これにより従来に
比べ製品の歩留りを大幅に向上させることができ、ま
た、表示むらの発生がなく、しかもコントラストの高
い、表示品位の良好な液晶表示素子を提供することがで
きる。

【０１７０】また、液晶表示素子の製造工程であるセル
ギャップ制御を行う押圧工程に於いて、シール材として
使用する紫外線硬化樹脂の粘度に対する圧力ーセルギャ
ップ特性を利用することにより、シール材および液晶層
内にスペーサを全く具備することなく、セルギャップが
均一な液晶表示素子を作成することができる。

【０１７１】更に、本発明によれば、セルギャップを制
御するためのスペーサを全く具備することなく、セルギ
ャップの均一な液晶表示素子を作成することができる。
従って、従来のように、液晶層中に介在するスペーサに
よる開口率の低下の問題、スペーサ近傍の液晶の配向不
良による表示品位の低下を防止することができ、コント
ラストの高い表示品位に優れた液晶表示素子を作成する
ことができる。

【０１７２】セルギャップ制御の押圧工程に於いても、
スペーサへの荷重集中による素子あるいは配向膜の損
傷、あるいは応力分布の均一性低下似よるセルギャップ
むらが生じないため、基板上の液晶の電気光学的効果を
制御するためのアクティブ素子、配線材、配向膜等に欠
陥が発生せず、製造上の歩留りが向上され、且つ表示特
性の均一化を図ることができる。また、スペーサが不要
となることにより、生産工程が大幅に簡略化でき、生産
コストの削減を図ることができる。

【０１７３】また、本発明の液晶注入時に、液晶表示素
子の内部及び外部の圧力あるいは外部の圧力の到達圧力
と、外部の圧力の変動速度とを調節することによって、
表示領域にスペーサが存在していない液晶表示素子を作
成する際に、配向膜の損傷や液晶の注入不良を生じるこ
となく、該液晶表示素子を作成することができ、また、
液晶の注入時間を短縮することができる。従って、コン
トラストの高い、表示品位の良好な液晶表示素子を作成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示素子を示す平面図
である。

【図２】図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。

【図３】図１の液晶表示素子を用いたアクティブマトリ
クス型カラー液晶表示装置の一例を示す斜視図である。

【図４】シール材４の塗布状態を示す平面図である。

【図５】第１基板２と第２基板３との間のシール材４を
押し潰すプレス工程を示す断面図である。

【図６】弾性シート３３の一例を示す部分断面図であ
る。

【図７】弾性シート３３の切抜き形状を示す平面図であ
る。

【図８】図７の弾性シート３３とシール材４との関係を
示す部分拡大図である。

【図９】図７の弾性シート３３を介在させて、第１基板
及び第２基板に圧力を加える工程を示す断面図である。

【図１０】図９の構成の部分断面図である。

【図１１】液晶注入装置４０の一例を示す系統図であ
る。

【図１２】本発明方法に好適な液晶注入装置を示す系統
図である。

【図１３】図１２の液晶注入装置に備わった治具１１の
側面図である。

【図１４】前記治具１１の正面図である。

【図１５】本実施例の製造方法により製造される液晶表
示素子を途中まで製造している状態の液晶表示素子を示
す平面図である。

【図１６】セル厚が薄いときに吸引によりセル厚を調整
する場合を示す断面図である。

【図１７】セル厚が厚いときに加圧によりセル厚を調整
する場合を示す断面図である。

【図１８】各種の方法による場合のセル厚分布を示す特
性図である。

【図１９】基板断面図である。

【図２０】基板断面図である。

【図２１】複数の圧力媒体を用いた押圧方法を示す断面
図である。

【図２２】基板上のシール材の塗布パターンを示す平面
図である。

【図２３】加圧材のスリット加工を示す斜視図である。

【図２４】緩衝材の圧力−歪み特性を示すグラフであ
る。

【図２５】本実施例に於いて用いられたエポキシ系紫外
線硬化型樹脂の圧力−セルギャップ特性を示すグラフで
ある。

【図２６】シール材の塗布パターンを示す平面図であ
る。

【図２７】プレス装置の構成を示す断面図である。

【図２８】液晶表示素子に液晶を強制的に注入するため
の液晶強制注入装置の構成を示す断面図である。

【図２９】プレス装置の構成を示す断面図である。

【図３０】図２９に示されている緩衝材の石英ガラスの
一方の面に設けたスリットの形状を示す斜視図である。

【図３１】本実施例の製造方法によって作成された液晶
表示素子の断面図である。

【図３２】本発明の実施例に於ける液晶表示素子の平面
図である。

【図３３】液晶注入装置に液晶表示素子をセットした状
態の断面図である。

【図３４】本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示
素子の断面図である。

【図３５】本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示
素子の断面図である。

【図３６】本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示
素子の断面図である。

【図３７】本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示
素子の断面図である。

【図３８】本実施例の製造工程を示す液晶表示素子の断
面図である。

【図３９】本実施例の製造工程を示す液晶表示素子の断
面図である。

【図４０】本実施例の製造工程を示す液晶表示素子の断
面図である。

【図４１】前記対比例と本実施例とのセルギャップと経
過時間との関係を示すグラフである。

【図４２】従来の液晶表示素子の一例を示す平面図であ
る。

【図４３】図４２の切断面線Ｇ−Ｇから見た断面図であ
る。

【図４４】従来の押圧方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示素子 ２ ＴＦＴ基板 ３ 対向基板 ６ 液晶層 ７ 注入口 １０２ 真空チャンバ １０５ 真空排気ポンプ １１０ 液晶治具昇降機構 １２４ 移動機構 １３０ 液晶層厚み調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大上 裕之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 ▲高▼藤 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 野村 克己 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 久保 真澄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 亀井 宏和 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−139518（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38615（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−11223（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−114822（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−249444（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−195124（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1341 G02F 1/1339 505

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１基板と第２基板との間隙を設定する
   スペーサが混入したシール材を、該第１基板と該第２基
   板との間に介在させて、該シール材が配置されている領
   域に、切抜き端部を有し、高さ５μｍ〜３０μｍで、周
   期２００μｍ〜８００μｍの凹凸が両面に形成されてい
   る弾性シートを、該第１基板又は該第２基板の裏面に載
   置して加圧する工程と、 該シール材を硬化させる工程と、該 第１基板、該第２基板及び該シール材によって形成さ
   れた空間に液晶を注入する工程とを含む液晶表示素子の
   製造方法。
2. 【請求項２】 対向配設された２つの基板の周縁部に一
   部を除いてシール材を設ける工程と、 該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量
   の液晶をセットする工程と、 セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧
   力差により、２つの基板間に注入させる工程と、 該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを
   測定する工程と、 該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部
   での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注
   入させ、又は排出させる工程と、 該注入口を封止する工程とを含む液晶表示素子の製造方
   法。
3. 【請求項３】 一対の基板が、該一対の基板間のギャッ
   プを決定するスペーサを混入したシール材によって相互
   に固定され、基板間のギャップの中央付近の表示領域に
   於いてスペーサが配置されていない該一対の基板間に液
   晶を保持している液晶表示素子を製造する製造方法に於
   いて、重ね合わせる複数の圧力媒体の内、少なくとも一種類
   が、貼り併せられた該一対の基板と同等以上の平滑性を
   有し、且つ貼り合わせられた該一対の基板よりも高いた
   わみ強度を有する加圧材であって、該一対の基板と圧力
   媒体との平滑な面が接触するように配置されており、 複数の圧力媒体を含む複合緩衝材料を用いて、該一対の
   基板の内の一方の基板全面を押圧する工程と、該 シール材を硬化させ、該一対の基板を押圧されている
   状態で、相互に接着する工程とを含む液晶表示素子の製
   造方法。
4. 【請求項４】 一対の基板が、該一対の基板間のギャッ
   プを決定するスペーサを混入したシール材によって相互
   に固定され、基板間のギャップの中央付近の表示領域に
   於いてスペーサが配置されていない該一対の基板間に液
   晶を保持している液晶表示素子を製造する製造方法に於
   いて、該シール材の粘度及び押圧応力は、シール材の応力−歪
   み特性の粘度依存性に基づいて決定されており、 該一対の基板の少なくとも一つの基板を、スペーサによ
   って定められるギャップの距離に基づいて定められる押
   圧力で押圧する工程と、 該一対の基板の一方の基板に該シール材を塗布する工程
   と、 該シール材を硬化させる工程とを含む液晶表示素子の製
   造方法。