JP4230245B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び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、外的な衝撃に対しても有効表示領域における基板間のセルギャップが均一か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の得られる液晶表示装置、及び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という特徴を有する。このため、電卓、家庭電化製品あるいはＯＡ機器等の表示装置や、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、基板間のセルギャップが表示領域内で均一かつ一定であることは、良好な表示を行うのに不可欠である。均一かつ一定なセルギャップを維持するために、基板間にはスペーサが配置されている。スペーサには、粒子（ビーズ）状の球状スペーサと、柱（ピラー）状の柱状スペーサに大別される。従来、これらのスペーサの配置及び固定化技術が種々開発されてきた。
【０００４】
一般的な方法として、球状スペーサを基板上に散布し、セルギャップを均一に制御する方法がある。ところがこの方法では、球状スペーサの配置を制御することが困難であるという問題が生じていた。また、球状スペーサは表示に不可欠な画素領域にも散布されるため、球状スペーサにより光が散乱し、コントラストの低下が起こったり、画素領域内で液晶分子の配向欠陥が生じ、光漏れ等により表示品質が低下するという問題が生じていた。
【０００５】
上記の問題を解消するため、球状スペーサの散布に代えて、フォトリソグラフィ法により画素領域以外の領域に柱状スペーサを選択的に形成する技術が提案されている。この技術によれば、画素領域にスペーサが存在しないため、液晶分子の配向欠陥等による光漏れが抑制される。したがって、液晶表示装置のコントラストが向上し、表示品質の低下を防止できる。ところが柱状スペーサは、通常一方の基板には接着しているものの、他方の基板には接着していない。このため、例えば指先で押される等の外からの圧力（外圧）が基板面の一部に加えられると、外圧が加えられた領域は基板間隔が狭くなり、他の領域は基板間隔が広くなる。この基板間隔の変動に伴い、両基板上にそれぞれ形成された電極間の間隔が変動する。したがって、干渉縞の発生や色調のばらつき、駆動電圧特性のばらつき、液晶の応答速度のばらつき等の問題が生じていた。さらに極端な場合には、外圧によって基板同士が接触して配向膜が損傷を受け、これにより液晶の配向が乱れて表示品質が低下する等の問題が生じていた。
【０００６】
そこで、柱状スペーサに両基板の双方との接着性を持たせ、液晶の応答速度のばらつき等を抑制して表示品質を向上させる検討が行われている。しかしながら、セルギャップの精密な制御と高い接着性とを両立させるのは困難であった。例えば、圧力や熱で変形しない球状スペーサを柱状スペーサに含有させ、柱状スペーサの強度を高めてセルギャップを精密に制御するとともに、高い接着性の実現を図る手法がある（例えば、特許文献１）。ところがこの手法では、球状スペーサを柱状スペーサ形成用の樹脂に分散させているため、以下に示す問題が発生する。
（１）確率的に球状スペーサを含有しない柱状スペーサが存在するため、セルギャップの均一性が劣る。
（２）（１）の問題を避けるために球状スペーサの含有量を増やすと、球状スペーサがフィラーとして作用して悪影響を及ぼし、基板上への柱状スペーサ形成材料の均一なスピンコートが困難になる。このため、柱状スペーサ形成材料の塗布厚さにムラができ、その結果柱状スペーサの高さが不均一になる。
（３）均一な粒径を有する球状スペーサは高価である。しかも柱状スペーサ以外の部分はパターニングにより除去されるため、ほとんどの球状スペーサは捨てられることになる。このため、液晶表示装置の製造コストが増加する。
【０００７】
また他の手法として、本願出願人による日本国特許出願（特願２００２-１３８６２７号）には、外圧に対してセルギャップが変動しないようにスペーサに接着性を持たせる技術が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１５５３２１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術では、スペーサがいずれも比較的硬い樹脂で形成されているため弾性が低い。このため、より大きな外圧が基板面に加えられると、スペーサの接着部位が外れてセルギャップが変動し、表示が乱れてしまうという問題が生じる。また、落下等により液晶表示装置に衝撃が加えられると、スペーサの接着部位が外れてセルギャップが変動し易くなるという問題が生じる。
【００１０】
このように、これまでのスペーサの配置及び固定化技術は、外圧に対して強く耐衝撃性の高い、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。
また、これまでのスペーサを用いた場合、基板上にスペーサを均一かつ高密度に配置させた状態で配向膜材料溶液を塗布することが困難である。さらに、配向膜のラビング処理の際にスペーサが剥がれ落ちてしまうおそれもある。このため、液晶表示装置の表示品質を維持したままスペーサを基板上に固定するのが困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、外圧に対する強度と耐衝撃性を備え、良好な表示特性の得られる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間に封止された液晶と、ゴム系フォトレジストで形成され、前記一対の基板間のセルギャップを維持する柱状スペーサとを有することを特徴とする液晶表示装置によって達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示している。図１に示すように、液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）や画素電極、ゲートバスライン、ドレインバスライン等が形成されたＴＦＴ基板２と、カラーフィルタや共通電極等が形成された対向基板４とが対向して貼り合わされ、その間に液晶（図１では図示せず）が封止された液晶表示パネルを有している。
【００１４】
ＴＦＴ基板２には、複数のゲートバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたゲートバスライン駆動回路８０と、複数のドレインバスラインを駆動するドライバＩＣが実装されたドレインバスライン駆動回路８２とが設けられている。両駆動回路８０、８２は、制御回路８４から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスラインあるいはドレインバスラインに出力するようになっている。ＴＦＴ基板２の素子形成面と反対側の面には偏光板８７が貼り付けられ、偏光板８７のＴＦＴ基板２と反対側の面にはバックライトユニット８８が配置されている。一方、対向基板４の共通電極形成面と反対側の面には、偏光板８６が貼り付けられている。
【００１５】
図２は、本実施の形態による液晶表示装置の概略の断面構成を示している。図２に示すように、ＴＦＴ基板２と対向基板４とは、外周部に塗布された例えば熱硬化性のシール材１２を介して貼り合わされている。両基板２、４の少なくとも一方は、ガラス等の透明基板を用いて形成されている。図示していないが、ＴＦＴ基板２上には画素毎に画素電極が形成され、対向基板４上にはほぼ全面に共通電極が形成されている。画素電極及び共通電極のうち、少なくとも透明基板上に形成される電極は、透明導電膜により形成される。ＴＦＴ基板２及び対向基板４の対向面には、液晶６の配向を規制する配向膜がそれぞれ形成されている。配向膜は、ポリイミド等の樹脂により形成され、所定のラビング処理が施されている。
【００１６】
両基板２、４間のセルギャップは、一方の基板上にフォトリソグラフィ法を用いて形成された柱状スペーサ２０により維持されている。柱状スペーサ２０は、例えば熱硬化性のゴム系フォトレジストを用いて形成され、比較的高い弾性を有している。柱状スペーサ２０は、基板２、４を重ね合わせた後に、所定温度に加熱されて硬化している。柱状スペーサ２０は、例えば直径１０μｍの円柱形状であり、１００μｍ間隔でマトリクス状に配置される。柱状スペーサ２０の両底面は、基板２、４にそれぞれ接着された接着面になっている。柱状スペーサ２０は、基板２、４の双方に接着されて基板２、４間を強固に結合しているとともに、基板２、４間のセルギャップを均一かつ一定に保持している。
【００１７】
ゴム系フォトレジストは、フォトリソグラフィ法によるパターニングが可能であるため、所望の位置に柱状スペーサ２０を形成するのが容易である。このため、液晶表示装置の画素領域以外の領域であって、基板２、４間の一定のセルギャップの維持に有効な位置にのみ柱状スペーサ２０を配置することができる。また、パターニングに先立って基板全面に塗布形成されるゴム系フォトレジスト膜の膜厚を調整することにより、セルギャップを容易に制御できる。
【００１８】
熱硬化性のシール材１２は、両基板２、４のいずれか一方の外周部に塗布され、基板２、４を重ね合わせた後に所定温度に加熱されて硬化している。硬化したシール材１２は、液晶６の漏れを防ぐ封止機能を有している。シール材１２には通常樹脂材料が用いられる。柱状スペーサ２０を形成するゴム系フォトレジストの硬化温度がシール材１２の硬化温度以下であれば、柱状スペーサ２０を先に硬化させて所定のセルギャップを設定し、そのセルギャップを維持したままで基板２、４間の外周部を封止できる。このため、ゴム系フォトレジストの硬化温度がシール材１２の硬化温度以下であれば、柱状スペーサ２０の形成による基板２、４間の結合と、シール材１２の硬化による基板２、４の外周部の封止とを同一工程で行うことができる。
【００１９】
上記のような基板２、４を重ね合わせた後の加熱工程では、配向膜のラビング効果が損なわれる温度より低い温度で加熱することが重要である。一般に、配向膜のラビング効果は１５０℃を超える温度になると損なわれるため、１５０℃より高い温度に加熱するのは避けるべきである。このため、ゴム系フォトレジスト及びシール材１２の硬化温度は、１５０℃以下であることが望ましい。また一般に、液晶６を基板２、４間に封入した後、液晶６を再配向させるアニール処理の温度は１１０℃程度である。このため、アニール処理の際に柱状スペーサ２０及びシール材１２が硬化してしまわないように、ゴム系フォトレジスト及びシール材１２の硬化温度は、１１０℃以上であることが望ましい。
【００２０】
本実施の形態では、シール材１２として熱硬化性樹脂を用いているが、光硬化性樹脂を用いることもできる。シール材１２として光硬化性樹脂を用いれば、より低温下で基板２、４間を封止することができる。
【００２１】
本実施の形態による液晶表示装置のＴＦＴ基板２及び対向基板４は、柱状スペーサ２０が未硬化（又は半硬化）の状態で、互いに対向する所定の位置に位置合わせされる。その後、未硬化の柱状スペーサ２０を加熱して硬化させることにより柱状スペーサ２０が基板２、４の双方に接着され、基板２、４間が結合される。柱状スペーサ２０をある程度硬化させてから両基板２、４を加圧することで、柱状スペーサ２０の変形が抑制され、所望のセルギャップが得られる。
【００２２】
本実施の形態による液晶表示装置に用いられる液晶は特に限定されない。例えば、ツイステッドネマティック（ＴＮ）型液晶、スーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）型液晶、ヴァーティカリアラインド（ＶＡ）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用いることができる。
【００２３】
本実施の形態では、柱状スペーサ２０はゴム系フォトレジストで形成されているため比較的高い弾性を有している。また、柱状スペーサ２０は、基板２、４の双方に接着している。このため、大きな外圧が基板面の一部に加えられてセルギャップが変動しても、柱状スペーサ２０はセルギャップの変動に応じて伸縮し、柱状スペーサ２０の基板２、４への接着部位が外れてしまうことがない。また、セルギャップが変動して柱状スペーサ２０が伸縮すると、柱状スペーサ２０には弾性により所定のセルギャップを維持する方向の力が生じる。このため、基板面の一部に外圧が加えられてセルギャップが一時的に変動したとしても、外圧を取り去ればセルギャップが回復し、セルギャップが継続的に変動してしまうことがない。したがって、外圧に対して強く、表示特性の良好な液晶表示装置が得られる。また、液晶表示装置に衝撃が加えられても、柱状スペーサ２０の弾性により、接着部位が外れてセルギャップが継続的に変動してしまうことがない。このため、耐衝撃性の高い液晶表示装置が得られる。
【００２４】
また、本実施の形態では、基板上に散布される球状スペーサを用いず、柱状スペーサ２０を用いているため、配向膜のラビング処理の際にスペーサが剥がれ落ちてしまう問題が生じない。
【００２５】
次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。まず、所定の工程を経てそれぞれ作製されたＴＦＴ基板２及び対向基板４の各表面に、ポリイミド等を塗布して配向膜を形成する。次に、図３（ａ）に示すように、例えばネガ型のゴム系フォトレジストを例えば対向基板４上の全面にスピンコート法を用いて塗布し、膜厚２μｍのゴム系フォトレジスト膜３０を形成する。次に、ゴム系フォトレジスト膜３０をプリベークする。次に、柱状スペーサ２０を形成する領域が開口されたネガ型のフォトマスクを用いて、紫外線露光装置により露光する。この露光工程では、柱状スペーサ２０形成領域のゴム系フォトレジスト膜３１が所定露光量で露光される。
【００２６】
次に、露光したゴム系フォトレジスト膜３０、３１を現像し、図３（ｂ）に示すように、未硬化の柱状スペーサ２１を形成する。柱状スペーサ２１は、例えば直径１０μｍの円柱形状であり、１００μｍ間隔でマトリクス状に配置される。続いて、柱状スペーサ２１を純水で洗浄し、乾燥させる。続いて、両基板２、４上の配向膜のラビング処理を行う。
【００２７】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば対向基板４上の外周部に、液晶注入口となる部分を残して熱硬化性のシール材１２を塗布する。次に、両基板２、４を重ね合わせ、重ね合わせ基板を作製する。次に、重ね合わせ基板を熱処理装置内に装填し、未硬化の柱状スペーサ２１及びシール材１２の硬化温度（例えば１１０℃〜１５０℃）で加圧加熱する。ここで、柱状スペーサ２１を加熱によりある程度硬化させてから重ね合わせ基板を加圧することで、未硬化の柱状スペーサ２１の変形が抑制され、所望のセルギャップが得られる。柱状スペーサ２１は、両基板２、４側からの圧力が加えられた状態で硬化し、両基板２、４に接着した柱状スペーサ２０となる。それとともに、シール材１２が硬化し、両基板２、４の外周部がシールされる。このとき、柱状スペーサ２１は、シール材１２とほぼ同時又はシール材１２より先に硬化する。柱状スペーサ２０及びシール材１２により、両基板２、４は強固に結合される。その後、液晶注入口から両基板２、４間に液晶６を注入し、封止材により液晶注入口を封止する。以上の工程を経て、図２に示す液晶表示装置が完成する。
【００２８】
基板２、４間への液晶の注入方法としては、上記のように予め対向させて貼り合わせた基板２、４間に真空を利用して液晶を充填封入する真空注入法と、対向基板４（又はＴＦＴ基板２）上に液晶を滴下してからＴＦＴ基板２（又は対向基板４）を重ねて貼り合わせる滴下注入法とが代表的である。本実施の形態は、いずれの液晶注入法にも適用可能である。滴下注入法による場合、例えば対向基板４上に未硬化の柱状スペーサ２０を形成し、対向基板４又はＴＦＴ基板２の外周部にシール材１２を塗布形成して、液晶６を滴下した後に両基板２、４を重ね合わせ、液晶６が充填された重ね合わせ基板を作製する。その後、重ね合わせ基板を加圧加熱する。これにより、シール材１２が硬化するとともに未硬化の柱状スペーサ２０が硬化して、基板２、４の双方に接着した柱状スペーサ２０が得られる。
【００２９】
また、本実施の形態は、他の液晶注入法にも対応可能である。例えば、外周部にシール材１２が全く形成されていない対向基板４（又はＴＦＴ基板２）上に、液晶６を付着させる。次いで、両基板２、４を重ね合わせて液晶６を基板２、４間に充填させ、重ね合わせ基板を形成する。その後、重ね合わせ基板の外周部をシール材で封止する。あるいは、限られた極一部の領域にのみシール材１２が形成され、実質的にシール材１２が形成されていない対向基板４（又はＴＦＴ基板２）上であってシール材１２が形成されていない領域に、液晶６を付着させる。次いで、両基板２、４を重ね合わせて液晶６を基板２、４間に充填させ、重ね合わせ基板を形成する。その後、重ね合わせ基板の外周部のうち、シール材１２が形成されていない領域をシール材で封止する。これらの液晶注入法を用いれば、液晶６を基板２、４間に効率良く注入できる。したがって、液晶表示装置の製造工程でのスループットを向上させ、製造コストを低減させ、製造歩留まりを向上させることができる。
【００３０】
上記の液晶注入法を用いる場合、例えば対向基板４に液晶６を付着させる前後の圧力差又は温度差、あるいはこれらの双方を利用して、基板２、４間に液晶６を充填してもよい。これにより、基板２、４間に液晶６をより短時間で充填できる。また、例えば対向基板４に液晶６を付着させる際に、ディスペンサを使用して液晶６を滴下してもよい。ディスペンサを使用することによって、定量的かつ容易な液晶６の付着が可能になる。
【００３１】
本実施の形態では、柱状スペーサ２０の形成材料であるゴム系フォトレジストには、球状スペーサが含有されていない。このため、基板上へのゴム系フォトレジストの均一なスピンコートが可能になり、均一な高さの柱状スペーサ２０を形成できる。したがって、表示領域全体で均一なセルギャップが得られる。また、本実施の形態では、ゴム系フォトレジストを塗布して形成されたゴム系フォトレジスト膜３０をパターニングすることにより、柱状スペーサ２０（２１）が形成される。このため、柱状スペーサ２０を所望の位置に容易な工程で形成できる。さらに本実施の形態では、柱状スペーサ２０（２１）を配向膜上に形成しているため、基板上にスペーサを配置した状態での配向膜材料溶液の塗布に関する問題が生じない。
【００３２】
本実施の形態では、柱状スペーサ２０の形成材料としてネガ型のゴム系フォトレジストを用いているが、ポジ型のゴム系フォトレジストを用いることもできる。一般に、ポジ型のゴム系フォトレジストを用いた方が、より高い接着性を得られる。ただし、ネガ型のゴム系フォトレジストを用いれば、未硬化の柱状スペーサ２１の硬度を露光量により制御することが可能である。
【００３３】
以下、本実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について、具体的実施例及び比較例を用いて説明する。
（実施例１）
まず、本実施の形態の実施例１による液晶表示装置及びその製造方法について説明する。既に述べた本実施の形態による液晶表示装置の製造方法に基づき、本実施例による液晶表示装置を次のように作製した。一方の表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極が形成された２００ｍｍ×１００ｍｍ×１．１ｍｍの一対のガラス基板上に、濃度３ｗｔ％のポリイミド溶液をスピンコータにより２０００ｒｐｍの回転数で塗布する。次に、ガラス基板を２００℃で３０分間焼成して配向膜を形成する。
【００３４】
一方のガラス基板（対向基板４）の配向膜上に、例えばネガ型のゴム系フォトレジスト（例えばＯＭＲ８５、東京応化工業社製）をスピンコート法により塗布し、膜厚２μｍのゴム系フォトレジスト膜３０を形成する。次に、ホットプレートを用いてゴム系フォトレジスト膜３０を８０℃で１５分間プリベークする。次に、紫外線露光装置により積算照射量１００ｍＪ／ｃｍ²でゴム系フォトレジスト膜３０を露光する。次に、露光したゴム系フォトレジスト膜３０を現像し、未硬化の柱状スペーサ２１を形成する。柱状スペーサ２１は、直径１０μｍの円柱形状であり、１００μｍ間隔でマトリクス状に配置される。次に、柱状スペーサ２１を純水で洗浄して乾燥させる。続いて、両基板２、４上の配向膜のラビング処理を行う。
【００３５】
次に、１５０℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を液晶注入口となる部分以外の対向基板４の外周部に印刷法によって付着させ、シール材１２を形成する。次に、透明電極が向き合うように両基板２、４を重ね合わせ、重ね合わせ基板を作製する。次に、重ね合わせ基板を真空袋に入れて１５０℃で１時間加熱し、シール材１２を硬化させるとともに、未硬化の柱状スペーサ２１を硬化させて、基板２、４の双方に接着した柱状スペーサ２０を形成する。これにより、貼り合わせ基板が作製される。次に、真空注入法を用いて液晶注入口から強誘電性液晶を注入して液晶注入口を封止する。以上の工程を経て、液晶表示装置が得られた。
【００３６】
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先を用いて荷重３００ｇで表示部の中央を押した。荷重を加えている間はペン先の周囲に表示色の変化が見られたものの、荷重を取り去ると良好な表示に戻った。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圧に対して、耐ストレス性を備えることが示された。また、液晶表示装置の中央部を支持し、両端に５００ｇの荷重を加えた。荷重を加えている間は表示画面に表示色の変化が見られたものの、荷重を取り去ると表示画面全体にわたって良好な表示に戻った。さらに、液晶表示装置に所定の衝撃を加えたところ、表示品質の変化は見られなかった。これにより、この液晶表示装置は、耐衝撃性を備えることが示された。
【００３７】
（比較例１）
ここでは、実施例１による液晶表示装置と比較するために、ガラス基板の寸法形状や、配向膜及び液晶材料等の条件は実施例１と同一にして、柱状スペーサ２０を形成するネガ型のゴム系フォトレジスト膜３１の露光時間を実施例１の露光時間の５倍に変更する。これにより、基板２、４を重ね合わせる際に未硬化である柱状スペーサ２１の強度が高くなる。
【００３８】
実施例１と同様に、対向基板４の配向膜上に、膜厚２μｍのゴム系フォトレジスト膜３０を形成する。次に、ホットプレートを用いてゴム系フォトレジスト膜３０を８０℃で１５分間プリベークする。次に、紫外線露光装置により積算照射量５００ｍＪ／ｃｍ²でゴム系フォトレジスト膜３０を露光する。次に、露光したゴム系フォトレジスト膜３０を現像し、未硬化の柱状スペーサ２１を形成する。その後、実施例１と同様の工程で液晶表示装置を作製した。
【００３９】
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先を用いて荷重３００ｇで表示部の中央を押した。荷重を加えている間はペン先の周囲に表示色の変化が見られた。また荷重を取り去っても良好な表示には戻らなかった。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする方向の外圧に対する耐ストレス性が劣ることが示された。また、液晶表示装置の中央部を支持し、両端に５００ｇの荷重を加えた。荷重を加えている間は画面全体にわたり表示色の変化が見られた。また荷重を取り去っても良好な表示には戻らなかった。これは、基板２、４を重ね合わせる前に既に硬化が進んでいた柱状スペーサ２０がＴＦＴ基板２側に十分接着していないために、柱状スペーサ２０の接着部位が荷重により外れ、セルギャップが変動したためである。さらに、この液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置よりも耐衝撃性に劣ることが分かった。
【００４０】
このように、本変形例の液晶表示装置は、外圧に対する強度、耐衝撃性及び表示特性が実施例１の液晶表示装置よりも劣っている。これは、露光時間が長いことにより柱状スペーサ２１の硬化が進んで強度が高くなっていたため、基板２、４を重ね合わせてから加熱しても柱状スペーサ２０とＴＦＴ基板２との接着性が不十分であったのが原因と考えられる。
【００４１】
（比較例２）
柱状スペーサ２０の形成材料として、１９０℃、１時間で硬化するネガ型レジストを用い、基板２、４重ね合わせ後に１９０℃で１時間加熱して硬化させたこと以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。その結果、配向膜に熱によるダメージが生じて液晶に対する配向規制力が低下し、液晶表示装置の表示品質が低下した。
【００４２】
（比較例３）
柱状スペーサ２０の形成材料として１５０℃、１時間で硬化するネガ型レジストを用い、シール材１２として１４０℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を用いたこと以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。その結果、液晶表示パネル外周部のシール材１２が硬化した後に柱状スペーサ２０が硬化したため、表示領域の中央部が膨らみ、セルギャップが不均一になり、液晶表示装置の表示品質が低下した。
【００４３】
（比較例４）
柱状スペーサ２０の形成材料として１００℃、１時間で硬化するネガ型レジストを用い、シール材１２として１００℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を用いる。また、液晶を加温しながら一方の基板上に滴下し、その後基板を重ね合わせる滴下注入法を用い、柱状スペーサ２０及びシール材１２を１００℃で硬化させる。上記以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。その結果、ネガ型レジスト、シール材１２の硬化温度が低いため、加温状態（１００℃）で液晶を充填する際に柱状スペーサ２０の硬化が始まってしまう。このため、柱状スペーサ２０とＴＦＴ基板２との接着性が得られず、液晶表示装置の表示品質が低下した。
【００４４】
（比較例５）
柱状スペーサ２０の形成材料として１６０℃、１時間で硬化するネガ型レジストを用い、シール材１２として１６０℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を用い、柱状スペーサ２０及びシール材１２を１６０℃で硬化させたこと以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。その結果、配向膜に熱によるダメージが生じて液晶に対する配向規制力が低下し、液晶表示装置の表示品質が低下した。
【００４５】
（実施例２）
次に、本実施の形態の実施例２による液晶表示装置及びその製造方法について説明する。滴下注入法を用いて液晶を注入したこと以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。まず、一方のガラス基板（対向基板４）の外周部にシール材１２を塗布する。次に、例えば対向基板４上に、未硬化の柱状スペーサ２１を形成する。次に、例えば対向基板４上に、ディスペンサを使用して液晶を滴下する。次に、透明電極が向き合うように両基板２、４を真空下で重ね合わせ、１５０℃で１時間加熱して、シール材１２と柱状スペーサ２１を硬化させる。以上の工程を経て、液晶表示装置が完成する。この液晶表示装置は、実施例１と同様に、外圧に対する耐ストレス性、耐衝撃性及び良好な表示特性を示した。
【００４６】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、対向基板４上に柱状スペーサ２０を形成しているが、本発明はこれに限らず、ＴＦＴ基板２上に柱状スペーサ２０を形成してもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では透過型の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、反射型や半透過型等の他の液晶表示装置にも適用できる。
【００４８】
以上説明した実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
少なくとも一方が透明な一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
ゴム系フォトレジストで形成され、前記一対の基板間のセルギャップを維持する柱状スペーサと
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【００４９】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置において、
前記ゴム系フォトレジストはネガ型であること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５０】
（付記３）
付記１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記ゴム系フォトレジストは、前記一対の基板の対向面に形成される配向膜のラビング効果が損なわれる温度より低いレジスト硬化温度を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５１】
（付記４）
付記３記載の液晶表示装置において、
前記レジスト硬化温度は、前記液晶を再配向させるアニール処理の温度以上であること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５２】
（付記５）
付記３又は４に記載の液晶表示装置において、
前記レジスト硬化温度は、１１０℃以上１５０℃以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５３】
（付記６）
付記１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の外周部に形成され、所定のシール材硬化温度で硬化して前記液晶を封止するシール材をさらに有し、
前記シール材硬化温度は、前記一対の基板の対向面に形成される配向膜のラビング効果が損なわれる温度より低いこと
を特徴とする液晶表示装置。
【００５４】
（付記７）
付記６記載の液晶表示装置において、
前記シール材硬化温度は、前記液晶を再配向させるアニール処理の温度以上であること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５５】
（付記８）
付記６又は７に記載の液晶表示装置において、
前記シール材硬化温度は、１１０℃以上１５０℃以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５６】
（付記９）
付記６乃至８のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記レジスト硬化温度は、前記シール材硬化温度以下であること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５７】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれか１項に記載の液晶表示装置において、
前記柱状スペーサは、前記一対の基板の一方に接着された第１の接着面と、前記一対の基板の他方に接着された第２の接着面とを有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【００５８】
（付記１１）
ゴム系フォトレジストからなる未硬化柱状スペーサを一方の基板上に形成する第１の工程と、
前記一方の基板と他方の基板とを重ね合わせ、重ね合わせ基板を作製する第２の工程と、
前記未硬化柱状スペーサを硬化させて柱状スペーサを形成するとともに、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせ、貼り合わせ基板を作製する第３の工程と
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００５９】
（付記１２）
付記１１記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第１の工程は、前記一方の基板上にゴム系フォトレジストを塗布してレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をパターニングする工程とを含むこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００６０】
（付記１３）
付記１１又は１２に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第３の工程は、前記柱状スペーサを前記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。
【００６１】
（付記１４）
付記１１乃至１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第３の工程は、前記未硬化柱状スペーサを所定の加熱温度で加熱して硬化させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００６２】
（付記１５）
付記１４記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第２の工程の前に、前記一方の基板又は前記他方の基板の外周部に熱硬化性のシール材を塗布する工程をさらに有し、
前記第３の工程は、前記シール材を前記加熱温度で加熱して硬化させる工程を含むこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００６３】
（付記１６）
付記１５記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第３の工程は、前記未硬化柱状スペーサを前記シール材とほぼ同時に又は前記シール材より先に硬化させること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００６４】
（付記１７）
付記１４乃至１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記加熱温度は、前記重ね合わせ基板の対向面に形成された配向膜のラビング効果が損なわれる温度より低いこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００６５】
（付記１８）
付記１４乃至１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記加熱温度は、１１０℃以上１５０℃以下であること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００６６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、外圧に対する強度と耐衝撃性を備え、良好な表示特性の得られる液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
２ ＴＦＴ基板
４ 対向基板
１２ シール材
２０ 柱状スペーサ
２１ 未硬化の柱状スペーサ
３０、３１ ゴム系フォトレジスト膜
８０ ゲートバスライン駆動回路
８２ ドレインバスライン駆動回路
８４ 制御回路
８６、８７ 偏光板
８８ バックライトユニット

Claims (1)

1. ゴム系フォトレジストからなる未硬化柱状スペーサを一方の基板上に形成する第１の工程と、
   前記一方の基板と他方の基板とを重ね合わせ、重ね合わせ基板を作製する第２の工程と、
   前記重ね合わせ基板の対向面に形成された配向膜のラビング効果が損なわれる温度より低い加熱温度で前記未硬化柱状スペーサを硬化させて柱状スペーサを形成するとともに、前記一方の基板と前記他方の基板とを貼り合わせ、貼り合わせ基板を作製する第３の工程とを有し、
   前記第３の工程は、前記未硬化柱状スペーサを加熱して第１の硬化状態にし、その後、前記重ね合わせ基板を加熱しながら加圧して前記未硬化柱状スペーサを完全に硬化すること
   を特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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