JP4470993B2

JP4470993B2 - 液晶装置及びその製造方法

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Publication number: JP4470993B2
Application number: JP2007317984A
Authority: JP
Inventors: 任後藤
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Filing date: 2007-12-10
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Description

この発明は、液晶装置及びその製造方法に関するものである。

従来から、液晶層を挟持する第１の基板と第２の基板との間に柱状スペーサを介在させた液晶装置が知られている。この液晶装置は、柱状スペーサが第１の基板に設けられるコンタクトホールと各画素内で重なる領域と重ならない領域とを有するように形成される。これにより、第１の基板と第２の基板との貼り合せずれが生じた場合でも、柱状スペーサがコンタクトホール内部に落ち込むことがなく、所望のセルギャップを確実に確保できる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１０７４９４号公報

しかしながら、上記従来の液晶装置では、基板を垂直に立てた状態で配置すると、基板間に挟持された液晶が重力の影響により下方に移動して、液晶装置の下方側のセルギャップが拡大するという課題がある。このため、液晶装置のセルギャップが不均一となり、表示品質が低下する。

そこで、この発明は、垂直に立てた状態で配置しても、セルギャップを均一に保持して、表示品質を向上させることができる液晶装置を提供する。

本発明の一実施形態に係る液晶装置は、スペーサを介して貼り合わされた第一基板と第二基板との間に液晶が挟持された液晶装置であって、前記スペーサの基部は前記第一基板上に形成され、前記スペーサの先端部が接着材を介して前記第二基板に固定されており、前記先端部には凹部が形成されており、前記凹部の平面形状は前記先端部の平面形状と略同一なものであり、前記第二基板には、前記先端部の端面と接する平端部と、前記平端部の中央に形成され前記凹部に収容される大きさの突起部と、を有する凸部が形成され、前記突起部が前記凹部の内面に接することなく前記凹部に収容されており、前記接着材は前記凹部と前記突起部との間に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法は、スペーサを介して貼り合わされた第一基板と第二基板との間に液晶が挟持された液晶装置の製造方法であって、前記第一基板上にスペーサ材料層を形成し、前記スペーサ材料層を加工して前記スペーサの先端部に平面形状が前記先端部と略同一な凹部を有する前記スペーサを形成するスペーサ形成工程と、前記第二基板上に、前記先端部の端面と接する平端部と、前記平端部の中央に形成され前記凹部に収容される大きさの突起部と、を有する凸部を形成する凸部形成工程と、前記先端部及び前記第二基板の前記先端部が当接する領域の少なくとも一方に接着材を塗布する接着材塗布工程と、前記第一基板上または前記第二基板上に前記液晶を塗布する液晶塗布工程と、前記スペーサを介して前記第一基板と前記第二基板とを貼り合わせ、前記先端部を前記接着材により前記第二基板に固定する基板接合工程とを有し、前記基板接合工程において、前記平端部と前記先端部の端面とを当接すると共に、前記突起部を前記凹部の内面に接することなく、前記接着材を間に介して前記凹部に収容することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態に係る液晶装置の製造方法は、前記液晶塗布工程において、前記接着材が塗布される接着材塗布領域を囲繞するように前記液晶を塗布し、前記接着材塗布領域を含み、前記液晶が塗布されない液晶非塗布領域を形成することを特徴とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る液晶装置は、柱状スペーサを介して貼り合わされた第一基板と第二基板との間に液晶が挟持され、前記柱状スペーサの基部は前記第一基板上に形成され、先端部が接着材を介して前記第二基板に固定されていることを特徴とする。

このように構成することで、第一基板及び第二基板を垂直に立てた状態で液晶装置を配置すると、第一基板と第二基板との間の液晶に重力が作用して、下方側において圧力が上昇する。これにより、第一基板と第二基板の下方側には、これらの間隔を拡張させようとする応力が作用する。このとき、柱状スペーサの基部は第一基板上に形成され、先端部は第二基板に固定されているので、柱状スペーサには引張応力が作用する。そのため、第一基板と第二基板の間隔を拡張させようとする応力を、柱状スペーサによって引張応力として受け、第一基板と第二基板の間隔が拡張することを防止できる。
したがって、第一基板及び第二基板を垂直に立てた状態で配置しても、第一基板と第二基板の間隔を拡張させようとする応力を柱状スペーサ及び接着材により受けることができ、セルギャップを均一に保持して、表示品質を向上させることができる液晶装置を提供できる。

また、本発明の液晶装置は、前記先端部には、前記接着材を受容する凹部が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、未硬化の接着材を柱状スペーサの先端部に保持し、接着材が先端部以外に流出することを防止して、先端部を第二基板に確実に固定することができる。

また、本発明の液晶装置は、前記第二基板には、前記凹部に対応する凸部が形成され、
前記凹部に前記凸部が収容されていることを特徴とする。

このように構成することで、第二基板と柱状スペーサの先端部との接合面積を拡大することができ、先端部を第二基板に確実に固定することができる。

また、本発明の液晶装置は、前記第二基板には、前記接着材を受容する基板凹部が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、未硬化の接着材を第二基板上に保持し、接着材が凹部以外に流出することを防止して、柱状スペーサの先端部を第二基板に確実に固定することができる。

また、本発明の液晶装置は、前記基板凹部は、前記先端部を収容可能に前記柱状スペーサに対応して形成されていることを特徴とする。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、柱状スペーサを介して貼り合わされた第一基板と第二基板との間に液晶が挟持された液晶装置の製造方法であって、前記第一基板上にスペーサ材料層を形成し、前記スペーサ材料層を加工して前記柱状スペーサを形成するスペーサ形成工程と、前記柱状スペーサの先端部及び前記第二基板の前記先端部が当接する領域の少なくとも一方に接着材を塗布する接着材塗布工程と、前記第一基板上または前記第二基板上に前記液晶を塗布する液晶塗布工程と、前記柱状スペーサを介して前記第一基板と前記第二基板とを貼り合わせ、前記柱状スペーサの前記先端部を前記接着材により前記第二基板に固定する基板接合工程と、を有することを特徴とする。

このように製造することで、第一基板上に柱状スペーサの基部が形成され、先端部が第二基板に接着材を介して固定される。したがって、第一基板及び第二基板を垂直に立てた状態で配置しても、第一基板と第二基板の間隔を拡張させようとする応力を柱状スペーサ及び接着材により受けることができ、液晶パネルのセルギャップを均一に保持して、表示品質を向上させることができる液晶装置を提供できる。

また、本発明の液晶装置の製造方法は、前記液晶塗布工程において、前記接着材が塗布される接着材塗布領域を囲繞するように前記液晶を塗布し、前記接着材塗布領域を含み、前記液晶が塗布されない液晶非塗布領域を形成することを特徴とする。

このように製造することで、液晶に未硬化の接着材が混入することを防止できる。

＜第一実施形態＞
次に、この発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（液晶装置）
本実施形態の液晶装置１００は、アクティブマトリクス方式の透過型液晶装置であって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものである。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」、３個のサブ画素により形成される表示領域を「画素領域」と称する。

図１に示すように、液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板（第二基板）１０と、対向基板（第一基板）２０とが、平面視略矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層が封入されている。シール材５２の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）５３が矩形枠状に形成されている。この遮光膜５３の内側の領域が液晶装置１００の画像表示領域１０ａとなっている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路２０１及び外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って配設されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４，１０４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、画像表示領域１０ａの両側に設けられた走査線駆動回路１０４，１０４間を接続する複数の配線１０５が形成されている。また、対向基板２０の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。

図２（ａ）は、画像表示領域１０ａの拡大平面図である。図２（ａ）に示すように、液晶装置１００は平面視略格子状に延在する遮光部４５と、遮光部４５の間隙に形成された複数の平面視略矩形状の着色部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとを備えている。これら遮光部４５と着色部２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとのよって、カラーフィルタ層２２が形成されている。また、遮光部４５の交点に対応して平面視円形状の柱状スペーサ１８１が配設されている。

図２（ｂ）に示すように、液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが柱状スペーサ１８１を介して貼り合わされ、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。また、柱状スペーサ１８１の基部１８１ａは対向基板２０上に形成され、先端部１８１ｂが接着材を介してＴＦＴアレイ基板１０に固定されている。ＴＦＴアレイ基板１０の外側（液晶層５０の反対側）には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト（照明手段）６０が配設されている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内側（液晶層５０側）に、層間絶縁層１５、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料からなる画素電極９が形成され、画素電極９を覆うように配向膜１４が形成されている。層間絶縁層１５には後述するＴＦＴ、データ線、走査線、容量線等（図２（ｂ）では省略）が形成されている。基板本体１０Ａの外側には、位相差板１６と偏光板１７とが、基板本体１０Ａ側から順に積層されている。

カラーフィルタ基板である対向基板２０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２０Ａを基体として備え、基板本体２０Ａの内側に、カラーフィルタ層２２と、透光性導電材料からなる共通電極２３と、配向膜２４とが順に積層形成されている。基板本体２０Ａの外側には、位相差板３６と偏光板３７とが基板本体２０Ａ側から順に積層されている。偏光板１７，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させる機能を有する。また位相差板１６，３６は、必要に応じて設けられ、例えば可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４位相差板や、視角補償機能を有する位相差板が用いられる。

図３は、液晶装置１００の等価回路図である。本実施の形態の液晶装置１００において、画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に配置された複数のサブ画素領域には、画素電極９と、画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。
ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極９と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。尚、符号３ｂは容量線である。

本実施形態では、図４に示すように、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂには、凹部１８２が形成されている。凹部１８２は、柱状スペーサ１８１のＴＦＴアレイ基板１０に対向する端面に形成され、その平面形状は、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの平面形状と同様に形成されている。また、凹部１８２の内部には、接着材１８４が充填されている。接着材１８４としては、例えば、熱硬化樹脂等が用いられる。

一方、ＴＦＴアレイ基板１０の最表面の配向膜１４上には、凹部１８２に対応する凸部１８３が形成されている。凸部１８３は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを対向させて位置合わせした状態で、ＴＦＴアレイ基板１０上の柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが当接する領域に形成されている。凸部１８３は、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面に当接する平端部１８３ａと、平端部１８３ａの中央部に形成された突起部１８３ｂを有している。突起部１８３ｂは、凹部１８２の形状に対応して形成され、凹部１８２の内面に接することなく凹部１８２の内部に収容されている。

このように、凸部１８３の一部である突起部１８３ｂが、接着材１８４が充填された凹部１８２に収容されると共に、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面が凸部１８３の平端部１８３ａに当接することで、対向基板２０上に形成された柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが接着材１８４を介してＴＦＴアレイ基板１０上に形成された凸部１８３に固定されている。

次に、本実施形態の液晶装置１００の作用について説明する。
図１に示す液晶装置１００を配置する際に、画像表示領域１０ａが水平方向から垂直に立った状態で配置すると、図２（ｂ）に示すＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０も水平方向から垂直に立った状態になる。これにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層５０には、各基板の面方向に沿って重力が作用して、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の下方側において液晶層５０の圧力が上昇する。これにより、液晶層５０を挟持するＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０には、これらの間隔を拡張させようとする応力が作用する。

ここで、本実施形態の液晶装置１００では、柱状スペーサ１８１の基部１８１ａが対向基板２０上に形成され、先端部１８１ｂが接着材１８４を介してＴＦＴアレイ基板１０上に形成された凸部１８３に固定されている。このため、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０にこれらの間隔を拡張させようとする応力が作用すると、柱状スペーサ１８１には引張応力が作用する。したがって、この引張応力を柱状スペーサ１８１によって受けることで、液晶層５０の圧力上昇によりＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間隔が拡張することを防止できる。

また、本実施形態の液晶装置１００では、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂに接着材１８４を受容する凹部１８２が形成されている。このため、未硬化の接着材１８４を柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂに保持し、接着材１８４が先端部１８１ｂの端面から流出することを防止できる。したがって、先端部１８１ｂをＴＦＴアレイ基板１０に確実に固定することができる。加えて、接着材１８４が液晶層５０に混入することを防止できる。

さらに、本実施形態の液晶装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０上に柱状スペーサ１８１の凹部１８２に対応する凸部１８３が形成されている。これにより、ＴＦＴアレイ基板１０と柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂとの接合面積を拡大させて接合強度を向上させることができる。したがって、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂをＴＦＴアレイ基板１０に、より確実に、かつ強固に固定することができる。

加えて、凸部１８３の突起部１８３ｂを凹部１８２に収容させることで、凹部１８２に受容する接着材１８４の量を減少させることができる。したがって、接着材１８４の使用量を減少させることができると共に、接着材１８４が柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面から流出することを、より確実に防止できる。

以上説明したように、本実施形態の液晶装置１００によれば、液晶装置１００を配置する際に、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を水平方向から垂直に立てた状態で配置した場合であっても、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０の間隔を拡張させようとする応力を柱状スペーサ１８１により受けることができ、液晶装置１００のセルギャップを均一に保持して、表示品質を向上させることができる。

（液晶装置の製造方法）
次に、本実施形態の液晶装置１００の製造方法ついて、図５〜図８を用いて説明する。以下では、スペーサ形成工程、接着材塗布工程、液晶塗布工程及び基板接合工程を中心に説明し、その他の工程の説明は適宜省略する。なお、これら以外の工程については、公知のものを採用することができる。

まず、図５に示すように、配向膜２４、共通電極２３、カラーフィルタ層２２等が形成された対向基板２０を用意する。次いで、対向基板２０上に、例えば、アクリル樹脂等により、スペーサ材料層１８０ａを形成する。次いで、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等によりスペーサ材料層１８０ａを加工して、対向基板２０上に柱状スペーサ１８１を形成する（スペーサ形成工程）。これにより、柱状スペーサ１８１の基部１８１ａは、対向基板２０上に一体的に形成される。

ここで、本実施形態では、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面に凹部１８２を形成する。凹部１８２は、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等により形成する。
次に、柱状スペーサ１８１の凹部１８２に、例えば、インクジェット法により、接着材１８４を液滴として吐出して塗布し、凹部１８２に接着材１８４を受容させる（接着材塗布工程）。このとき、凹部１８２の外部に接着材１８４が流出することがないように接着材１８４の吐出量を調整すると共に、凹部１８２の内側に精度よく接着材１８４の液滴を吐出して塗布する。

次に、対向基板２０上にシール材５２（図１参照）を枠状に塗布した後、シール材５２の内側に、図６に示すように、例えば、インクジェット法等により液晶ＬＣを液滴として吐出して塗布する（液晶塗布工程）。このとき、接着材１８４が塗布される接着材塗布領域Ａ１、すなわち、柱状スペーサ１８１の凹部１８２の形成領域を囲繞するように液晶ＬＣを塗布し、接着材塗布領域Ａ１を含み、液晶ＬＣの液滴が塗布されない液晶非塗布領域Ａ２を形成する。液晶非塗布領域Ａ２は、柱状スペーサ１８１の平面形状に対応させて、例えば、平面視で円形状に形成する。

次に、図７に示すように、配向膜１４、画素電極９、層間絶縁層１５等が形成されたＴＦＴアレイ基板１０を用意する。次いで、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に、例えば、アクリル樹脂等により、凸部材料層１８０ｂを形成する。次いで、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等により凸部材料層１８０ｂを加工して、凸部１８３を形成する。ここで、凸部１８３は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを対向させて位置合わせしたときに、ＴＦＴアレイ基板１０において柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが当接する領域に形成する。また、凸部１８３の平端部１８３ａの平面形状は、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面の平面形状に対応させて形成する。また、凸部１８３の突起部１８３ｂは凹部１８２の内部に収容されるように形成する。

次に、柱状スペーサ１８１を形成して液晶ＬＣを塗布した対向基板２０に、凸部１８３を形成したＴＦＴアレイ基板１０を対向させて位置合わせする。次いで、凸部１８３の突起部１８３ｂを柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの凹部１８２に収容させて先端部１８１ｂの端面を凸部１８３の平端部１８３ａに当接させる。そして、真空状態でシール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合せると共に基板間導通材１０６によりＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを導通させ、さらに接着材１８４を加熱して硬化させる（基板接合工程）。

これにより、図８に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが柱状スペーサ１８１及び凸部１８３を介して貼り合わされ、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが接着材１８４により対向基板２０上の凸部１８３に固定される。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持された液晶装置１００を製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の液晶装置１００の製造方法によれば、対向基板２０に柱状スペーサ１８１の基部１８１ａが形成され、先端部１８１ｂがＴＦＴアレイ基板１０に接着材１８４を介して固定される。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０を水平方向から垂直に立てた状態で配置しても、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔を拡張させようとする応力を柱状スペーサ１８１及び接着材１８４により受けることができ、セルギャップを均一に保持して、表示品質を向上させることができる液晶装置１００を製造できる。

また、液晶塗布工程において液晶ＬＣを液滴として吐出し、接着材１８４が塗布される接着材塗布領域Ａ１を囲繞するように液晶ＬＣを塗布し、接着材塗布領域Ａ１を含み、液滴が塗布されない液晶非塗布領域Ａ２を形成することで、未硬化の接着材１８４が液晶ＬＣに混入することを防止できる。
さらに、液晶非塗布領域Ａ２を形成することで、基板接合工程においてＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合せる際に、液晶ＬＣが流動して柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂに達するまでの間に、接着材１８４を加熱して硬化させることができる。したがって、未硬化の接着材１８４が液晶ＬＣに混入することを防止できる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図１〜図３を援用し、図９〜図１３を用いて説明する。本実施形態の液晶装置１００Ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上に凹部が形成され、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面が平坦面となっている点で、上述の第一実施形態で説明した液晶装置１００と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

（液晶装置）
図９に示すように、本実施形態の液晶装置１００Ａでは、ＴＦＴアレイ基板１０上に基板凹部１８５が形成されている。そして、基板凹部１８５の内部には、接着材１８４が充填されると共に、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが収容されている。柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂは基板凹部１８５の内部に受容された接着材１８４を介してＴＦＴアレイ基板１０に固定されている。

本実施形態の液晶装置１００Ａによれば、第一実施形態と同様に、未硬化の接着材１８４をＴＦＴアレイ基板１０上に保持し、接着材１８４が基板凹部１８５の外部に流出することを防止して、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂをＴＦＴアレイ基板１０に確実に固定することができる。また、接着材１８４が液晶層５０に混入することを防止できる。
さらに、ＴＦＴアレイ基板１０と柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂとの接合面積を拡大させて接合強度を向上させることができる。したがって、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂをＴＦＴアレイ基板１０に、より確実かつ強固に固定することができる。
加えて、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂを基板凹部１８５に収容させることで、基板凹部１８５に受容する接着材１８４の量を減少させることができる。したがって、接着材１８４の使用量を減少させることができると共に、接着材１８４が基板凹部１８５から流出することを、より確実に防止できる。

（液晶装置の製造方法）
次に、本実施形態の液晶装置１００Ａの製造方法ついて、図１０〜図１３を用いて説明する。
図１０に示すように、第一実施形態と同様に、対向基板２０上に形成したスペーサ材料層１８０ａを加工して、柱状スペーサ１８１を形成する（スペーサ形成工程）。ここで、本実施形態では、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂの端面に凹部を形成せず、平坦面としておく。

次に、図１１に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に、例えば、フォトリソグラフィー法及びエッチング法等により、基板凹部１８５を形成する。ここで、基板凹部１８５は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを対向させて位置合わせしたときに、ＴＦＴアレイ基板１０において柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが当接する領域を含み、平面視で先端部１８１ｂの端面よりも大きくなるように形成する。

次に、基板凹部１８５に、例えば、インクジェット法により、接着材１８４を液滴として吐出して塗布し、基板凹部１８５に接着材１８４を受容させる（接着材塗布工程）。このとき、基板凹部１８５の外部に接着材１８４が流出することがないように接着材１８４の吐出量を調整すると共に、基板凹部１８５の内側に精度よく接着材１８４の液滴を吐出して塗布する。

次に、ＴＦＴアレイ基板１０上にシール材５２（図１参照）を枠状に塗布した後、シール材５２の内側に、図１２に示すように、例えば、インクジェット法等により液晶ＬＣを液滴として吐出して塗布する（液晶塗布工程）。このとき、第一実施形態と同様に、接着材１８４が塗布される接着材塗布領域Ａ１、すなわち、基板凹部１８５の形成領域を囲繞するように液晶ＬＣを塗布し、接着材塗布領域Ａ１を含み、液晶ＬＣの液滴が塗布されない液晶非塗布領域Ａ２を形成する。液晶非塗布領域Ａ２は、基板凹部１８５の平面形状に対応させて、例えば、円形状に形成する。

次に、液晶ＬＣを塗布したＴＦＴアレイ基板１０に、柱状スペーサ１８１を形成した対向基板２０を対向させて位置合わせする。次いで、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂを基板凹部１８５に収容させる。そして、真空状態でシール材５２によりＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを貼り合せると共に基板間導通材１０６によりＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを導通させ、さらに接着材１８４を加熱して硬化させる（基板接合工程）。

これにより、図１３に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが柱状スペーサ１８１を介して貼り合わされ、柱状スペーサ１８１の先端部１８１ｂが接着材１８４により対向基板２０上の基板凹部１８５に固定される。そして、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持された液晶装置１００を製造することができる。

また、第一実施形態と同様に接着材塗布領域Ａ１を囲繞するように液晶ＬＣを塗布し、液晶非塗布領域Ａ２を形成することで、未硬化の接着材１８４が液晶ＬＣに混入することを防止できる。さらに、液晶非塗布領域Ａ２を形成することで、第一実施形態と同様に、基板接合工程において未硬化の接着材１８４が液晶ＬＣに混入することを防止できる。

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、対向基板に柱状スペーサが形成され、ＴＦＴアレイ基板に凸部または基板凹部が形成される構成としたが、ＴＦＴアレイ基板に柱状スペーサを形成し、対向基板に凸部または基板凹部を形成してもよい。
また、上述の第一実施形態では、ＴＦＴアレイ基板上に形成された凸部の一部が柱状スペーサの先端部に形成された凹部に収容される構成としたが、凸部の全体が凹部に収容される構成としてもよい。この場合には、凸部の形状は特に限定されない。
また、凸部、凹部及び基板凹部の組合せは上述の実施形態に限定されない。さらに、凸部、凹部及び基板凹部は形成しなくてもよい。また、基板凹部は、柱状スペーサの先端部を収容せず、先端部よりも小さく形成してもよい。
また、液晶装置はパッシブマトリクス方式、アクティブマトリクス方式のいずれにも適用でき、液晶層を構成する液晶材料についても、誘電率異方性を有する液晶材料であればその種類を問わず用いることができる。さらに、本実施形態では透過型の液晶装置を構成しているが、素子基板の内面側にアルミニウムや銀等の光反射性の金属膜からなる反射層が設けられた反射型や半透過反射型の液晶装置とすることもできる。

本発明の第一実施形態における液晶装置の全体構成を示す平面図である。本発明の第一実施形態における液晶装置の拡大図であり、（ａ）は画素領域の平面図、（ｂ）は断面図である。本発明の第一実施形態における液晶装置の等価回路図である。図３の部分拡大図である。本発明の第一実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第一実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第一実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第一実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第二実施形態における液晶装置の図４に相当する断面図である。本発明の第二実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第二実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第二実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。本発明の第二実施形態における液晶装置の製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１０ＴＦＴアレイ基板（第二基板）、２０対向基板（第一基板）、５０液晶層（液晶）、１００,１００Ａ液晶装置、１８０ａスペーサ材料層、１８１柱状スペーサ、１８１ａ基部、１８１ｂ先端部、１８２凹部、１８３凸部、１８４接着材、１８５基板凹部、Ａ１接着材塗布領域、Ａ２液晶非塗布領域、ＬＣ液晶

Claims

スペーサを介して貼り合わされた第一基板と第二基板との間に液晶が挟持された液晶装置であって、
前記スペーサの基部は前記第一基板上に形成され、前記スペーサの先端部が接着材を介して前記第二基板に固定されており、
前記先端部には凹部が形成されており、前記凹部の平面形状は前記先端部の平面形状と略同一なものであり、
前記第二基板には、前記先端部の端面と接する平端部と、前記平端部の中央に形成され前記凹部に収容される大きさの突起部と、を有する凸部が形成され、前記突起部が前記凹部の内面に接することなく前記凹部に収容されており、
前記接着材は前記凹部と前記突起部との間に配置されていることを特徴とする液晶装置。
スペーサを介して貼り合わされた第一基板と第二基板との間に液晶が挟持された液晶装置の製造方法であって、
前記第一基板上にスペーサ材料層を形成し、前記スペーサ材料層を加工して前記スペーサの先端部に平面形状が前記先端部と略同一な凹部を有する前記スペーサを形成するスペーサ形成工程と、
前記第二基板上に、前記先端部の端面と接する平端部と、前記平端部の中央に形成され前記凹部に収容される大きさの突起部と、を有する凸部を形成する凸部形成工程と、
前記先端部及び前記第二基板の前記先端部が当接する領域の少なくとも一方に接着材を塗布する接着材塗布工程と、
前記第一基板上または前記第二基板上に前記液晶を塗布する液晶塗布工程と、
前記スペーサを介して前記第一基板と前記第二基板とを貼り合わせ、前記先端部を前記接着材により前記第二基板に固定する基板接合工程とを有し、
前記基板接合工程において、前記平端部と前記先端部の端面とを当接すると共に、前記突起部を前記凹部の内面に接することなく、前記接着材を間に介して前記凹部に収容することを特徴とする液晶装置の製造方法。
前記液晶塗布工程において、前記接着材が塗布される接着材塗布領域を囲繞するように前記液晶を塗布し、前記接着材塗布領域を含み、前記液晶が塗布されない液晶非塗布領域を形成することを特徴とする請求項２記載の液晶装置の製造方法。