JPH0239027A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶表示装置の製造方法に関し、さらに詳し
くは、液晶層の層厚を表示領域の全域にわたって均一に
保つために、一対の基板部材間にスペーサなどと称され
る間隙保持部材を介在させるようにした液晶表示装置の
製造方法に関する。

従来の技術 たとえばＴＮ（ツィステッドネマティック）モードの液
晶表示装置では、一対の透明基板表面にそれぞれ透明を
極が形成され、この透明電極を被覆して配向制御膜が形
成され、この配向制御膜に配向処理が施される。このよ
うな透明基板および配向制御膜を含む一対の基板部材が
各配向制御膜を対向するようにして相互に固着され、そ
のようにして前記一対の基板部材によって形成される間
隙にネマティック液晶が充填される。

この液晶層において液晶分子は、その長袖方向が各基板
部材の配向制御膜の近傍で前記配向処理方向に沿うよう
に配向する。配向制御膜の配向処理方向はたとえば各基
板部材において相互に直交するようにされる。これによ
って液晶層において、液晶分子の長軸方向はいわば配向
制御膜間で９０度だけ捩られていることになる。液晶分
子のこのような捩れ配向は、透明電極に電圧を印加し、
液高層に電界を印加することによってＭ消することがで
きる。

このような液晶表示装置ではさらに各基板部材の透明基
板において、その液晶層とは反対側の表面にはそれぞれ
清先板がそれぞれの吸収軸方向が相互に平行または垂直
となるようにして配置される。このようにして液晶層に
選択的に電圧を印加し、光を透過／３Ｉ！断１１御する
ようにして各種の表示が行なわれる。

前述のような液晶表示装置において、一対の基板部材間
の距離、すなわち液晶層の層厚は、その光透過率に影響
を及ぼすため、この層厚が液晶表示装置の表示領域の全
域にわたって一定に保たれなければ良好な表示を行うこ
とができない、このため従来から前記一対の基板部材間
に、グラスファイバまたは真球状のプラスチックビーズ
などのスペーサを介在させるようにして前記液晶層の層
厚を表示領域全域にわたって一定に保つようにしている
。

前記スペーサは、たとえば配向ＩＩ＋　併収を形成した
決に、圧縮された気体と゛ともにノズルから吹出して散
布（乾式散布）されるか、または揮発性の液体に温きさ
せてこの液体を噴霧するようにして散布（湿式散布）さ
れて、前記配向制御股上に均一に分散される。この後他
方側の基板部材を前記一方の基板部材に固着し、このよ
うにして各基板部材の配向制御’ＲＭ閏にスペーサが挟
持された状聾で、ネマティック液晶が前記一対の基板部
材間に充填される。

しかしながら前述のような液晶表示装置では、スペーサ
が液晶層中で固定されていない、スペーサには、そのサ
イズに成る程度ばらつきがあるけれども、そのようなス
ペニサの中で各基板部材の配向制御股上のいずれにも接
触して、一定の層厚を保っているスペーサが、振動など
によって移動すると、各基板部材の配向制御膜が傷付け
られる。

これによって配向制御膜が傷付けられた部分の液晶層の
配向が乱れ、表示品質の劣化を招いてしまう。このよう
なことはたとえば車載用の表示装置などとして液晶表示
装置が用いられ入ｉ％合に特に項著である。

さらに透明電極に電圧を印加したｉ′％きにおいて、電
界強度の大きな透明電極端部は近にスペーサが凝集して
しまい、表示欠陥を生じる場きがある。

このようなスペーサの移動を阻止するために、スペーサ
を配向制御膜の前駆溶液（たとえばポリミド溶液）に混
合させ、前記前駆溶液を透明電極などが形成された透明
基板に塗布し、前記配向制御ｌｌ膜を焼成して配向制御
膜の形成とともにスペーサを固定する方法がある。しか
しながらこの場合には、スペーサが配向制御膜の焼成時
の加熱によって劣化するＰ４合があり、さらに配向：ｆ
ＩＩｔｎ膜の表面をラビングするなどして配向処理を施
す場合、および配向制御膜表面を洗浄するｆ％会などに
スペーサが脱落して、このスペーサの痕跡によって、液
晶層における所望の配向状響が得られなくなる渇きがあ
る。また配向制ｍ膜の前駆溶液にスペーサを混合させて
透明基板に塗布する場合に、スペーサを均一に分散させ
ることが困難であるという間厘点もある。

このような問題点を解決するための典型的な先行技術は
、第２図に示されている。この先行技術ではプラスチッ
ク材料から成り、真球状に加工されたスペーサ１が用い
られ、このスペーサ１にはたとえばポリメチルメタアク
リレートまたはポリエチレン系の熱可塑性朗脂層２が形
成されている。

スペーサ１は、たとえばガラスなどの材料から成る透明
基板３上に透明電ｆｆ１４がパターン形成され、さらに
この透明電極４を被覆して配向制御膜５が形成されて配
向処理が施された状ワで、前記配向制ｔｌｌ１Ｍ５上に
散布される。このような状態は第２図（１）に示されて
いる。前記透明基板３、透明電極４、および配向制御ｌ
ｌ膜５などを含んで一方の基板部材６が構成される。

他方の基板部材７も同様に透明基板８、透明電１Ｖｉ９
．および配向制（ｎ膜１０を含んで構成されている。こ
の他方側の基板部材７において配向制御７ｇ！８のに面
であって基板部材７の周縁部には、シール樹脂１１が印
刷されて形成されている。このような基板部材７とスペ
ーサ１が散布された基板部材６とは、各配向制御膜５，
１０が対向するようにして相互に固着される。このとき
基板部材６゜７には相互に近接する方向の圧力がかけら
れ、そのような状態で加熱されてシール樹脂１１が硬化
される。この加熱によって熱可塑性樹脂層２は各配向制
ｉｎ膜５．１０に接着する。この状態は第２ＩＥＪ（２
）に示されている。

次に配向制Ｄｇ膜５，１０によって形成される間隙に液
晶が充填される。この１憂この液晶を良好に配向させる
ために、液晶の温度をたとえば１００℃程度に某っで加
熱鴇埋が行なわれる。このときの伏砒は第２［１ｍ（３
）に示されている。すなわち）α晶の膨張によって透明
基板３，８に「反り」が生じろ。

これによって表示領域中央ｆ手近の配向制御膜５゜１０
間グ）距離は、周縁部に比較して大きくなり、この中央
は近において熱可塑性樹脂層２と配向制御膜５，１０と
の接着が外れる。すなわち熱可塑性ｖＡｒｒａ層２と配
向制御膜５．１０との間の接着面積は小さく、液晶のｉ
張に伴って液晶層の層厚が増大すると、このような接着
は容易に外れてしまう、さらにまた熱可塑性樹脂層２と
配向制御［５゜１０との接着はほぼ点接着であるため、
振動などによっても前記接着が取れる場合がある。した
がってこの先行技術では、スペーサ１の移動を完全に阻
止することができない。

第３Ｕｆ！Ｉにはさらに池の先行技術が示されており、
この第３図において、第２図において示されたものと同
等の機能を有する部分には同一の参照符をけして示す。

この先行技術では、プラスチックスペーサ２１とともに
接着性スペーサ２２が配向制ｔｉ膜５上に散布される。

このような状態は第３図（１）に示されている。前記接
着性スペーサ２２は加熱昇温によってｉｓ融し、この昇
温状態において再び硬化する。

第３図（２）には基板部材６．７に前記一対の基板部材
６．７が相互に近接する方向に作用する圧力分かけ、そ
のような状態で加熱することによってシール樹脂１１の
硬（ヒおよび接着性スペーサ２２の溶融および硬化を行
った状態が示されている。

この状態では接着性スペーサ２２と配向制御８５゜１０
との間の接着面積が大きく、したがって接着性スペーサ
２２は配自制９＋１膜５．１０に強固に固着されている
。

第３　ｒｌ　（３）　４．：は配向１１　ｔｎ　Ｍ　５
　、１０　ニ、Ｊ：　ッテ形成されるＩ’ＴＪ　ＩＪＦ
！に液晶を充填し、この液晶に加熱９Δ埋を施した状態
が示されている。この加熱処理によって液晶が膨張し、
したがって透明基板３゜８が変形する。このとき表示領
域の中央部付近における；α晶層の層厚が増大し、同時
に接着性スペーサ２２は液晶層の層厚が増大する方向に
延びる。

この俺液晶は除冷されるけれども、このとき、延びた接
着性スペーサ２２の形状は完全には復元せず、したがっ
て液晶層の層厚は表示領域の中央部は近で大きくなって
しまう、さらにまた液晶が徐冷されることによって液晶
の体積は小さくなるけれども、配向制御膜５．１０間の
間隙の体積は、接着性スペーサ２２の変形によって増大
しているため、液晶層に気泡が発生する場合がある。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、間隙保持
部材を一方の基板部材に確実に固着させることができ、
したがってこの間隙保持部材の移動などにより表示品質
り）劣化が生じることがなく、また）α晶層の層厚を所
望の値に之ぶ二とができ、したがって表示品汀と格段に
向上することができるようにした液晶表示装置の製造方
法を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、間隙保持部材を一様に分散させたカップリン
グ剤溶液に、一方の基板部ｔｆ浸漬して、この基板部材
に前記間隙保持部材を付着させ、前記間隙保持部材を被
覆するように配向制御膜を形成して、前記間隙保持部材
を前記一方の基板部材に固着し、 この後他方の基板部材を前記一方の基板部材にシール剤
を介して固着し、 前記一対の基板部材によって形成される間隙に液晶を充
填するようにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造
方法である。

作　　用 本発明においては、間隙保持部材はカップリング剤溶液
に一様に分散される。この接着性溶液に一方の基板部材
を浸漬することによって、この基板部材に前記間隙保持
部材が付着される０次に、前記間隙保持部材を被覆して
配向制６１膜が形成され、このようにして前記間隙保持
部材が前記一方の基板部材に固着される。この後、他方
の基板部材が前記一方の基板部材に固着され、前記一対
の基板部材によって形成される間隙に液晶が充填される
。

間隙保持部材は、カン１リング剤溶液に一様に分散され
るため、基板部材に付着する間隙保持部材は、前記一方
の基板部材表面で一様に分散している。このような間隙
保持部材は、配向制御膜に被覆されることによって固着
されるため、前記間隙保持部材は、前記一方の基板部材
に強固に固着される。したがって、振動などによって間
隙保持部材が一方の基板部材から脱落することはない。

さらに、間隙保持部材は一方の基板部材のみに固着され
、他方の基板部材には固着されないなめ。

たとえば液晶の加熱処理などによって基板部材間の間隙
の容積が一時的に増大する場合においても、間隙保持部
材が脱落することはなく、したがって；α品が冷却され
た後には、液晶層の層厚を間隙保持部材の大きさによっ
て規定される所望の値とすることができる。

実施例 第１［２１は、本発明の一実施例に従う液晶表示装置３
１の製造方法を説明するための断面図である。

ガラスなどの材料から成る透明基板３２上に、たとえば
Ｉ　Ｔｏ　（Ｉｎｄｉｕ＋＊−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）膜
などをパターン形成して透明電極３３が形成される。こ
の透明電極３３を被覆して、透明電極３３の形成の際に
おける異物の混入による液晶層への電流のリークを防ぎ
、液晶層に強い電界を印加するための絶縁膜３４が形成
される。この状態が第１［２１（１）に示されている。

次に前記絶縁膜３４と、後述する配向制御膜３５とを強
固に接着させるための接着性溶液であるカップリング剤
溶液にプラスチック材料から成り、真球状に加工されな
間隙保持部材であるスペーサを均一に分散させ、このよ
うなカップリング剤溶液に第１図に示される絶縁Ｍ３４
を浸漬させる。

前記カップリング剤溶液は、本実施例においては次のよ
うな組成を有している。

メタノール　　　　　　　５０　　　　　％イソブター
ノール　　　　１０　　　　　％酢酸エチル　　　　　
　　４０２６ シランカツプリングＩＰＩ　　　　Ｏ，０２？≦純水　
　　　　　　　　　　０．０１　　％このようなカップ
リング剤溶液１１に対して、前述のスペーサが１ｇ分散
される。このカップリング剤溶液に、絶縁［３４を浸漬
させることによって、絶縁膜３４上にはカップリング剤
３６とともに、スペーサ３７がその表面に亘って一様に
付着する。この陵、カップリング剤３６が加熱屹燥され
て第１図（２）で示される状轡となる。

次に、配向制御膜材料となるポリイミド膜の前駆溶液を
前記カップリング剤３６およびプラスチックスペーサ３
７を被覆するようにして、たとえば転写印刷などによっ
て均一に塗布する。この後、このポリイミド膜を焼成し
て３００〜７００人の膜厚として、配自制！ｎ膜３５が
形成される。この配向制御膜３５には、ラビングして配
向９き理が施される。この状態は、第１図（３）に示さ
れている。こ、のようにして、透明基板３２．透明電極
３３、絶縁膜３４、および配向制御、！３５などをよん
で一方の基板部材４１が構成されている。

他方の基板部材４２は、透明基板４３上に透明電極ｔ１
４をパターン形成し、この透明電極・１□４を被覆して
絶縁ＷＡ４５および配向制御膜４６が形成されて作製さ
れる。このような基板部材４２において、透明電極４４
などが形成される側の表面の周縁部には、シール樹脂４
７が印刷される。次に、一対の基板部材４１．４２がそ
れぞれ配向制御膜３５．４６が形成される表面を対向さ
せるようにして相互に近接する方向に加圧されながら、
シール樹脂４７が加熱硬化される。このようにして、基
板部材４１．４２が相互に固着される。この状態は、第
１図〈４）に示されている。

基板部材４１．４２によって形成される間隙には、たと
えばネマティック液晶４８が充填される。

液晶分子の長袖方向は、配向制御Ｍ膜３５．４６の近傍
で各配向制御膜における前記配向処理方向に沿う。ＴＮ
（ツィステッドネマティック）モードの液晶表示装置で
は、たとえばこの配向制御膜３５．４６の配向処理方向
が相互に直交するようにされており、これによってネマ
ティック液晶４８は、配向制御膜３５，４６の間でツイ
スト角を９０度とした捩れ配向を成している。

配向制閤膜３５．４６の間に充填された液晶４Ｓには、
その配向状態を前述のように９０度の捩れ配向に揃える
ために加熱処理が施される。このとき）α晶４８の熱膨
張によって透明基板３２，４３が変形し、表示領域の中
央部付近において液晶層の層厚が増大する。この状態は
、第１図（５）に示されている。この後、桜やかに冷却
することによってネマティック液晶４８の体積は収縮し
、これに伴って透明基板３２．４３の形状も復元される
。このときスペーサ３７は、配向ＩＩ御１ｉ３５を介し
て、他方側の基板部材４２の配向制御膜４６に当接し、
そのようにして液晶表示装置３１の表示領域全域に亘っ
て液晶層の層厚が均一に保たれる。この状りが第１図（
６）に示されている。

基板部材４１．４２において、その透明基板３２．４３
の積層方向外方側の各表面には、それぞれ偏光板４９．
５０がそれぞれの吸収軸方向が相互に垂直または平行と
なるようにして配設される。

ネマティック液晶４８の前記捩れ配向け、透明電ｆｆ１
３３．−１４に電圧を印加してこのネマティック）α晶
４８の液晶層に電界を印加することによって解消するこ
とができる。そのようにしてたとえば、偏光板４９１１
１から入射する光は、偏光板４９において直線偏光とさ
れ、この直線清光は液晶層に電圧が印加されない状態で
は、その偏光方向が９０度回転され、電圧が印加された
状１では前記偏光方向は変化しない。したがって、液晶
層に対する電圧の印加／非印加によって光を透過／３Ｉ
！断することができる。このようにして、表示領域の各
部に対応する：α品層に選択的に電界を印加するように
して、所望の表示が実現される。

上述のような液晶表示装置３１では、配向ｖ制御膜３５
に被覆されてスペーサ３７が基板部材４１に村して強固
に固着されているため、振動などによってスペーサ３７
が脱落することはない、また、スペーサ３７は、一方の
基板部材４１に固着され、他方の基板部Ｈ４２には固着
されない、したがって、第１１１］（５）に示されるネ
マティック液晶４８の加熱処理時の状態において、基板
部材４１゜４２間の距離が一時的に広がる１％きにも、
スペーサ３７が基板部材４１から脱落することはない。

また、基板部材４１．４２によって形成される間隙の容
積は、↑・マチイック液晶４８の加熱徐冷処理前後で変
（ヒすることがないため、液晶層内に気泡などが発生す
ることもない。

さらに本実施例では、絶縁膜３４と配向制御膜３５とを
強固に接着するためのカップリング剤溶液中にスペーサ
３７を均一に分散させ、このカップリング剤溶液に絶縁
膜３４を浸漬するようにしてスペーサ３７を絶縁膜３４
に面に付着させるようにしている。これによって、絶縁
［３−４表面にスペーサ３７を均一に分散させることが
できるため、液晶表示装置３１において、その表示領域
全域に亘、って液晶層の層厚を均一に渫っことができる
ようになる。このような液晶表示装置３１は、したがっ
て格段に向上された表示品質を有している。

さらにまた、一方の基板部材表面にスペーサを散布する
場きには、スペーサが基板部材外に飛散し、これによっ
てスペーサの使用量が増大するという問題があるけれど
も、この間開もまた本実施例に従えば解消することがで
き、したがって液晶表示装置の生産コストを低減するこ
とができる。

前述の実施例では、透明電１ｉ３３．４４が臨む液晶層
の層厚を均一に保つために本発明の一実施例が適用され
る例について説明したけれどら２本発明は透明電極によ
って電界が印加されない液晶層の層厚を均一に保っｊ’
％きにも好適に実施される。

すなわち、Ｓ　Ｂ　Ｅ　（ＳｕｐｅｒｔｗｉｓＬｅｄ　
ＢｉｒｅｒｒｉｎｇｅｎｃｅＥｆｒｅｅｔ）液晶を用い
た液晶表示装置において、その光透過率の波長依存性を
低減するために、捩れ方向を相互に反転したＳＢＥ液晶
層を２層積層し、一方の液晶層に関連しては透明電極を
配置し、他方の液晶層には電界を印加せずに、この他方
の液晶層を光字的補償板として機能させるようにした液
晶表示装置が提案されているけれども、この場会の前記
他方の液晶層に関連する構成に対しても、本発明を適用
することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、間隙保持部材を一方の基
板部材に強固に固着させることができるため、たとえば
振動などによって間隙保持部材が移動することはなく、
したがって配向制０１膜が傷つけられることがないため
、液晶表示装置の表示品質の劣１ヒが生じることがない
、また、間隙保持部材は、この間隙保持部材−様に分散
させた接着性ｉ？７液に一方の基板部材を浸漬するよう
にして、前記一方の基板部材にｆ引着させるようにして
分散されるため、液晶表示装置の表示領域全域に亘って
均一に前記間隙保持部材を分散させることができる。こ
のようにして、液晶層の層厚を液晶表示装置の表示領域
の全域に亘って所望の値に選ぶことができるようになる
ため、そめ表示品質を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に従う液晶表示＠互３１の製
造方法を説明するための断面図、第２［２１および第３
図は負型的な先行技術を説明するための断面図である。 ３１・・液晶表示装置、３２．４３・・・透明基板、３
３．４４・・・透明電極、３４．４５・・・絶縁膜、３
５　、４６−ｉ’ｉｉ！Ｉｆ１．１ｉｌＨｊｆｖ、３６
−　ｈ　ッ７　’Ｊ　ング７’Ｆｆ、３７・・スペーサ
、４１．４２・・・基板部材、４７・・・シール樹脂、
４８・・ネマティ・１２液晶代理人　　弁理士　画数　
圭一部 第１図 第　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 間隙保持部材を一様に分散させたカップリング剤溶液に
   、一方の基板部材浸漬して、この基板部材に前記間隙保
   持部材を付着させ、 前記間隙保持部材を被覆するように配向制御膜を形成し
   て、前記間隙保持部材を前記一方の基板部材に固着し、 この後他方の基板部材を前記一方の基板部材にシール剤
   を介して固着し、 前記一対の基板部材によって形成される間隙に液晶を充
   填するようにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造
   方法。