JPH10161125A

JPH10161125A - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10161125A
Application number: JP8318286A
Authority: JP
Inventors: Masami Kido; 政美城戸; Mitsuhiro Shigeta; 光浩繁田
Original assignee: UK Government; Sharp Corp
Current assignee: UK Government; Sharp Corp
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶の配向性を損なうことなく、基板間隔を
厳密に制御でき且つ耐衝撃性に優れ外圧に対しても該間
隔を一定に保持できる液晶表示素子及びその製造方法を
提供する。【解決手段】互いに対向して配される一対の基板２・
３と、両基板２・３の間に封入される液晶４とを備え、
両基板２・３は、各々、液晶４に電圧を印加するための
電極５・６と、該電極５・６を覆うように設けられ液晶
４の配向を制御する配向制御層８・１１とを有し、基板
２上の隣接する電極５間の領域に、両基板２・３間の間
隔を一定に保持しつつ両基板２・３を接着するスペーサ
９がストライプ状に設けられている。また、配向制御層
８は、スペーサ９が基板２上に形成された後に配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ等に用いられる液晶表示素子及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示素子は、透明電極が
形成された一対の基板を有しており、該一対の基板間に
は液晶が封入されている。そして、液晶を封入するため
の空隙、即ち基板間隔は、通常、ガラスファイバ，ガラ
スビーズまたは樹脂ビーズ等をスペーサとして散布する
ことにより制御され、一定間隔に保持されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、スペーサを散布することにより基板間隔を制御
し保持する構成では、両基板がスペーサによっては接着
されておらず、基板間隔を厳密に制御したり外圧に対し
て基板間隔を保持することは困難なものとなっている。

【０００４】一方、基板間隔の制御並びに保持は、現在
液晶表示素子に求められている大型化を達成するために
必要な要素であり、また、従来のネマティック液晶より
も卓越した特性をもつことが期待される強誘電性液晶を
用いた表示素子においては必須の要素とされている。

【０００５】そこで、ビーズ状のスペーサと同時に接着
剤粒子を散布する方法（例えば、特開昭６２−１７４７
２６号公報に開示される方法）も開発されているが、実
用的な接着強度を得るためにはかなりの散布密度を必要
とし、さらには画素上に散布されるスペーサのために表
示品位の低下を引き起こすおそれがある。

【０００６】また、基板表面に接着層兼スペーサを形成
する方法（例えば、特開昭６３−１１６１２６号公報に
開示される方法）等は、接着性の向上と基板間隔の厳密
な制御には有効な方法と考えられるが、これらの方法に
よっては配向制御層の上にスペーサ層を形成する工程に
おいて配向制御層の汚染が避けられず、液晶の配向性が
低下するという問題が生じる。

【０００７】さらには、配向制御層の汚染を避けるため
にスペーサ上部のみに接着層を設けた構成も発表されて
いるが（SID 93 Digest, p961-964 参照）、これは基板
としてプラスティックフィルムを用いており、現在液晶
表示素子用の基板として最も多く用いられているガラス
基板には適用できない上に、サブミクロンオーダーの精
度で基板上に接着剤を転写若しくは塗布する装置が必要
となり、実用的ではない。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、その目的は、液晶の配向性を損なうことな
く、基板間隔を厳密に制御でき且つ耐衝撃性に優れ外圧
に対しても該間隔を一定に保持できる液晶表示素子及び
その製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る液
晶表示素子は、上記の課題を解決するために、互いに対
向して配される一対の基板と、前記一対の基板間に封入
される液晶とを備え、前記一対の基板は、各々、前記液
晶に電圧を印加するための電極と、該電極を覆うように
設けられ前記液晶の配向を制御する配向制御層とを基板
上に有し、前記一対の基板の一方の基板上の隣接する前
記電極間の領域に、前記一対の基板間の間隔を一定に保
持しつつ該一対の基板を接着する間隔保持体がストライ
プ状若しくは柱状に設けられ、前記配向制御層は、前記
一方の基板において、前記間隔保持体が基板上に形成さ
れた後に配置されていることを特徴としている。

【００１０】上記の構成によれば、ストライプ状若しく
は柱状に設けられる間隔保持体（スペーサ）の高さを制
御・調整することで、一対の基板間の間隔を全面にわた
り厳密に制御・調整できる。つまり、基板間隔を高精度
に制御して所望の距離となるよう作製できる。

【００１１】また、基板同士をより強力に接着できるの
で、耐衝撃性を向上し、基板間隔を不変なものとして堅
固に保持・固定することが可能になる。それゆえ、大型
パネルの作製や、基板間隔を高度に保持する必要がある
強誘電性液晶を用いた表示素子等の作製に用いて好適な
構成である。

【００１２】さらに、配向制御層の上に間隔保持体を配
置する構成ではなく、間隔保持体の形成後に配向制御層
を配置する構成が採られている。従って、間隔保持体の
形成に伴う配向制御層の汚染・劣化を抑えることができ
るために、液晶の配向性を損なうことのない高表示品位
の液晶表示素子を提供することができる。

【００１３】上記の構成において、一対の基板は以下の
ように接着されていることが好ましい。即ち、間隔保持
体は、一対の基板の接着に必要な接着材料を含むものと
され、この間隔保持体形成後に配向制御層が電極上のみ
ならず間隔保持体上にも形成される。次いで、間隔保持
体上の配向制御層が除去され、これにより露出された上
記の接着材料によって一対の基板が接着される。

【００１４】上記のように、前記配向制御層は、前記一
方の基板において、接着材料を含む前記間隔保持体の形
成後に基板上に配置され、且つ、該間隔保持体上に配置
された前記配向制御層が除去されることにより露出され
た前記接着材料によって前記一対の基板が接着されてい
ることは、好ましい。これにより、本発明の液晶表示素
子の製造にあたり、配向制御層の形成後に間隔保持体上
のみに接着剤を転写・塗布するといった従来技術で必要
とされる煩雑な工程を必要とせず、また、該工程により
基板の種類が限られるといった問題も生じることがな
い。

【００１５】請求項２の発明に係る液晶表示素子は、上
記の課題を解決するために、請求項１の構成において、
前記間隔保持体は、その基幹部が感光性樹脂からなると
共にその先端部が熱可塑性高分子材料からなり、該熱可
塑性高分子材料により前記一対の基板が接着されている
ことを特徴としている。

【００１６】上記の構成によれば、間隔保持体の先端部
に設けられた熱可塑性高分子材料が接着層（接着材料）
となり、この接着層によって一対の基板を接着する。こ
れにより、基板同士の接着力を強固なものとし、不所望
の外圧が加えられる場合も基板間隔を一定間隔に保持・
固定できるものとしている。

【００１７】請求項３の発明に係る液晶表示素子は、上
記の課題を解決するために、請求項１の構成において、
前記間隔保持体は接着性を有する感光性樹脂からなり、
該感光性樹脂により前記一対の基板が接着されているこ
とを特徴としている。

【００１８】上記の構成によれば、間隔保持体を構成す
る感光性樹脂が接着性を有しており、この接着性を有す
る感光性樹脂によって一対の基板を接着する。これによ
り、基板同士の接着力を強固なものとし、不所望の外圧
が加えられる場合も基板間隔を一定間隔に保持・固定で
きるものとしている。

【００１９】請求項４の発明に係る液晶表示素子は、上
記の課題を解決するために、請求項１ないし３のいずれ
かの構成において、前記液晶が強誘電性液晶であること
を特徴としている。

【００２０】上記の構成によれば、一対の基板間に封入
される液晶は強誘電性液晶である。強誘電性液晶を用い
た表示素子では、前述のように、基板間隔を高度に保持
する必要があり、請求項１ないし３の構成はこのような
表示素子の構成としていずれも適している。また、強誘
電性液晶を用いた表示素子においては、外圧による液晶
の流動により素子が使用不能になることがあり、これに
対し、ストライプ状のスペーサを設けることで液晶の流
動を有効に防ぐことができる。

【００２１】さらに、請求項１ないし３の構成では、前
述のように、配向制御層の上にスペーサを配置する構成
ではなく、作製時に配向制御層を汚染したり劣化させた
りすることがない。従って、液晶の配向性の悪化を防止
でき、この点も、ネマティック液晶に比べ、より厳密な
配向制御を必要とする強誘電性液晶表示素子の構成とし
て適している。

【００２２】請求項５の発明に係る液晶表示素子の製造
方法は、上記の課題を解決するために、基板上に電極を
形成した後、感光性樹脂を被膜状に形成する第１の工程
と、前記感光性樹脂上に、熱可塑性を有する第１の高分
子材料を被膜状に形成するか、若しくは、該第１の高分
子材料の粉末を散布する第２の工程と、前記第１の高分
子材料上に、所定の溶媒に可溶な第２の高分子材料を被
膜状に形成する第３の工程と、所定領域以外の前記感光
性樹脂、前記第１の高分子材料及び前記第２の高分子材
料を除去し、残余のこれら材料からなる原間隔保持体を
ストライプ状若しくは柱状に形成する第４の工程と、前
記電極上及び前記原間隔保持体上に、配向制御層を積層
するか、若しくは、絶縁層及び配向制御層を順次積層す
る第５の工程と、前記第２の高分子材料を剥離して、前
記原間隔保持体上の配向制御層を除去するか、若しく
は、前記原間隔保持体上の絶縁層及び配向制御層を除去
する第６の工程と、前記基板と他の基板とを、前記第１
の高分子材料のガラス転移点若しくはその近傍の温度に
て圧着することにより接着する第７の工程とを含むこと
を特徴としている。

【００２３】上記の方法によれば、電極を形成した後
に、原間隔保持体を形成するために、感光性樹脂、第１
の高分子材料及び第２の高分子材料を順次形成する。そ
して、原間隔保持体を形成後、電極及び原間隔保持体の
上に、つまり基板一面に、配向制御層などを積層する。
配向制御層などを積層した後は、第６の工程によって原
間隔保持体を感光性樹脂と第１の高分子材料とからなる
間隔保持体（スペーサ）とし、該第１の高分子材料によ
り２枚の基板を接着する。

【００２４】上記のように、この方法では、配向制御層
を配置する前に、スペーサの構成材料を基板上に形成し
ている。従って、製造にあたり配向制御層を汚染したり
劣化させたりすることがないので、液晶の配向性の悪化
を防止できる。また、配向制御層に先立って形成される
スペーサの構成材料には、２枚の基板の接着に必要な接
着材料が含まれているので、配向制御層の形成後にスペ
ーサ上のみに接着剤を転写・塗布するといった従来技術
で必要とされる煩雑な工程を必要としない。

【００２５】また、上記の方法によれば、形成するスペ
ーサの高さを精密に制御・調整できるので、基板間隔を
全面にわたり高精度に制御して所望の距離に作製でき
る。

【００２６】さらに、基板同士をより強力に接着できる
ので、耐衝撃性を向上し、基板間隔を不変なものとして
堅固に保持・固定することが可能になる。それゆえ、大
型パネルの作製や、基板間隔を高度に保持する必要があ
る強誘電性液晶を用いた表示素子等の作製に用いて好適
な方法を提供できる。

【００２７】請求項６の発明に係る液晶表示素子の製造
方法は、上記の課題を解決するために、請求項５の方法
における、前記第２の工程において前記第１の高分子材
料を設けずに、代わりに、前記第１の工程において接着
性を有する感光性樹脂を被膜状に形成し、前記第７の工
程において、前記２枚の基板を前記接着性を有する感光
性樹脂のガラス転移点若しくはその近傍の温度にて圧着
することにより接着することを特徴としている。

【００２８】上記の方法によれば、接着性を有する感光
性樹脂を用い、この感光性樹脂によって２枚の基板を接
着している。これにより、基板同士の接着力を強固なも
のとし、不所望の外圧が加えられる場合も基板間隔を一
定に保持・固定できるものとしている。

【００２９】

【発明の実施の形態】

〔実施形態１〕本発明の実施の一形態について図１〜図
４に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００３０】本実施形態に係る液晶表示素子１は、図１
に示すように、一対の基板２・３を有しており、これら
基板２・３の間には、強誘電性液晶である液晶４が封入
されている。

【００３１】一対の基板２・３は、透光性かつ絶縁性を
有するガラス基板である。一方の基板２の表面には、イ
ンジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる複数の透明な信号
電極５が形成されている。信号電極５は、図２（ａ）に
示すように、ストライプ状に設けられ、互いに平行に配
列されている。同様に、他方の基板３の表面には、ＩＴ
Ｏからなる複数の透明な走査電極６が形成されており、
走査電極６はストライプ状に設けられ、互いに平行に配
列されている。そして、基板２・３は、信号電極５と走
査電極６とが直交するように、互いに対向して配されて
いる。

【００３２】各信号電極５上には絶縁層７が積層され、
さらに、絶縁層７上には液晶４の配向を制御する配向制
御層８が積層されており、信号電極５が、絶縁層７及び
配向制御層８によって覆われた構成となっている。

【００３３】また、隣接する信号電極５間には、それぞ
れスペーサ（間隔保持体）９が設けられている。スペー
サ９は、図２（ａ）において斜線で示すようにストライ
プ状に形成されており、感光性樹脂からなる基幹部９ａ
と、熱可塑性高分子材料からなる先端部９ｂとによって
構成されている。スペーサ９は、基板２・３間の間隔を
一定に保持しつつ、熱可塑性高分子材料によって基板２
・３同士を接着するものである。

【００３４】一方、各走査電極６上には絶縁層１０が積
層され、さらに、絶縁層１０上には液晶４の配向を制御
する配向制御層１１が積層されており、走査電極６が、
絶縁層１０及び配向制御層１１によって覆われた構成と
なっている。

【００３５】液晶４は、上記のように、配向制御層８・
１１によって配向が制御されており、また、封止剤１２
によって囲まれた基板２・３間の所定空間内に封入され
ている。液晶４は、基板２・３を貼合わせた後に、封止
剤１２に設けられた図示しない注入口から注入され、そ
の注入口を液晶注入後に封止することにより封入され
る。

【００３６】さらに、基板２・３を挟むようにして２枚
の偏光板１３・１４が設けられている。これらの偏光板
１３・１４は、例えば偏光軸が互いに直交するように配
置されている。

【００３７】本液晶表示素子１では、図２（ａ）に示す
ように、信号電極５と走査電極６とが交差しており、各
交差領域が表示に寄与する画素になっている。つまり、
電圧印加手段（図示せず）より信号電極５及び走査電極
６に選択的に電圧が印加されると、両電極５・６間の液
晶４の光軸が切り替わる。この光軸の切り替わりが、液
晶表示素子１を透過する光の強度によっていわば光学的
に識別されることにより、表示が行われる。

【００３８】本液晶表示素子１では、液晶４が封入され
る空隙、即ち基板間隔は、スペーサ９の特に基幹部９ａ
の高さによって規定されており、基幹部９ａの高さは、
後述する液晶表示素子１の製造方法に示すように、高精
度に制御することが可能である。また、先端部９ｂの熱
可塑性高分子材料によって基板２・３同士を強力に接着
しているので、耐衝撃性に優れ、基板間隔を一定に保持
できる構成となっている。

【００３９】次に、図３及び図４に基づき、本液晶表示
素子１の製造方法について基板２の作製を中心に説明す
る。

【００４０】まず、基板２の上にスパッタ法によりＩＴ
Ｏを０．１μｍ膜厚で成膜後、ストライプ状にパターニ
ングして、信号電極５を形成する。その後、ステップＳ
１では、感光性樹脂１５を被膜状に形成する。具体的に
は、感光性樹脂１５として宇部興産製の感光性樹脂（リ
ソコートPI 400）を使用し、この樹脂を基板２上に塗布
し、乾燥させた。

【００４１】次いで、感光性樹脂１５の上に、熱可塑性
を有する第１の高分子材料１６を被膜状に形成した後、
低級アルコール等の特定の溶媒に可溶な第２の高分子材
料１７を被膜状に形成する（ステップＳ２・Ｓ３）。こ
こでは、高分子材料１６としてテクノアルファ製の熱可
塑性接着剤（STAYSTIK383)を使用し、この接着剤を感光
性樹脂１５の上に塗布し、乾燥させた後に、高分子材料
１７としてイソプロピルアルコールに可溶なテクノアル
ファ製の熱可塑性接着剤（STAYSTIK393)を使用し、この
接着剤を高分子材料１６の上に塗布し、乾燥させた（図
３（ａ）参照）。

【００４２】上記のステップＳ１において形成する感光
性樹脂１５の膜厚は、現在の成膜技術により高精度に制
御・調整できるものであり、ここでは感光性樹脂１５の
最終的な膜厚が１．５μｍとなるように成膜した。同様
に、高分子材料１６・１７の各膜厚も高精度に制御・調
整することができ、ここでは高分子材料１６の膜厚が１
００ｎｍ、高分子材料１７の膜厚が２００ｎｍとなるよ
うにそれぞれ成膜した。

【００４３】次に、ステップＳ４では、フォトリソグラ
フィを用いて信号電極５上の感光性樹脂１５及び高分子
材料１６・１７を除去し、残余のこれら材料からなる原
間隔保持体１８をストライプ状に形成する（図３（ｂ）
参照）。即ち、ストライプ状の原間隔保持体１８を形成
するために、基板２に対し、マスクを用いて露光、現像
及び焼成などを行った。

【００４４】その後、ステップＳ５では、基板２の上に
絶縁層７と配向制御層８とを順次形成する（図３（ｃ）
参照）。ここでは、絶縁層７の材料として日産化学製の
絶縁膜材料（NHC A-2014）を使用し、層厚が０．ｌμｍ
となるように積層した。配向制御層８の材料としては日
本合成ゴム製の配向膜材料（AL 5417)を使用し、層厚が
７０ｎｍとなるように積層した。

【００４５】次いで、配向制御層８にラビング処理を施
した後、基板２をイソプロピルアルコールに浸漬する。
これにより、図３（ｄ）に示すように、イソプロピルア
ルコールに可溶な高分子材料１７が剥離され、併せて、
原間隔保持体１８上の絶縁層７及び配向制御層８も除去
される（ステップＳ６）。このように、感光性樹脂１５
を基幹部９ａとし、熱可塑性の高分子材料１６を先端部
９ｂとするスペーサ９がストライプ状に配置された状態
が実現される。

【００４６】次に、ステップＳ７では、上記のように作
製した基板２と、走査電極６、絶縁層１０及び配向制御
層１１が形成された基板３とを、高分子材料１６のガラ
ス転移点若しくはその近傍の温度にて圧着することによ
り接着する。具体的には、両基板２・３のいずれかに封
止剤１２（図１参照）を塗布後、信号電極５と走査電極
６とが直交するように両基板２・３を配置した上で、２
kg/cm²で圧着し、１８０℃に加熱することにより、両基
板２・３を貼り合わせた。これにより、基板間隔を全面
にわたってほぼ基幹部９ａの高さのｌ．５μｍとするこ
とができ、両基板２・３の接着強度も良好であった。

【００４７】さらに、両基板２・３の間に液晶４を充填
する。即ち、封止剤１２の注入口から液晶４を注入した
後、その注入口をコニシ製２液混合型ボンドて封止した
（図３（ｅ）参照）。充填した液晶４の材料は、メルク
社製の強誘電性液晶材料（SCE 8)である。その後、偏光
板１３・１４（図１参照）を取付るなどして液晶表示素
子１を製造した。

【００４８】上記のように製造した液晶表示素子１で
は、後述する比較例１の表示素子と比較して、液晶４の
配向性の悪化は見られなかった。また、１０kg/cm²の圧
力まで配向性の変化や接着部の剥がれは観察されず、接
着強度も実用に耐え得るものであることが認められた。

【００４９】以上のように、上記の製造方法では、配向
制御層８を配置する前に、スペーサ９の構成材料を基板
２上に形成している。従って、製造にあたり配向制御層
８を汚染したり劣化させたりすることがないので、液晶
４の配向性の悪化を防止できる。従って、より厳密な配
向制御を必要とする強誘電性液晶表示素子の製造方法と
して好適なものといえる。

【００５０】また、上記の製造方法によれば、形成する
スペーサ９の高さを精密に制御・調整でき、さらに基板
２・３同士をより強力に接着できるので、基板間隔を厳
密に制御でき、且つ耐衝撃性に優れ外圧に対しても該間
隔を一定に保持できる液晶表示素子１を得ることができ
る。

【００５１】また、上記の製造方法によれば、両基板２
・３の接着に必要な高分子材料１６を含むスペーサ９の
形成後に配向制御層８を基板２上に形成し、次いで、ス
ペーサ９上の配向制御層８を除去し、これにより露出し
た高分子材料１６によって両基板２・３を接着してい
る。従って、配向制御層の形成後にスペーサ上のみに接
着剤を転写・塗布するといった煩雑な工程を必要とせ
ず、該工程により基板の材料が制限されることもない。

【００５２】尚、基板３は、カラーフィルタを有する基
板を用いてもよい。実際に、基板３として神東塗料製の
カラーフィルタ付き基板を用い、この基板に絶縁層１０
及び配向制御層１１等を形成後、ラビング処理を施し、
基板２と貼合わせて液晶表示素子を製造したところ、液
晶表示素子１と変わらない配向性並びに接着強度を得
た。これにより、本製造方法はカラーフィルタを用いた
液晶表示素子に対しても有効であることがわかった。

【００５３】また、上記の液晶表示素子１では、スペー
サ９が図２（ａ）に示すようにストライプ状に設けられ
ているが、図２（ｂ）に示すように、スペーサ９が柱状
に設けられる構成としてもよい。

【００５４】また、上記の製造方法では、ステップＳ２
において高分子材料１６を感光性樹脂１５の上に被膜状
に形成しているが、高分子材料１６としては、微粒子状
の熱可塑性高分子材料が溶媒に分散されているものを使
用してもよい。このような微粒子状の熱可塑性高分子材
料として、例えば、東レ製のエポキシビーズ（トレパー
ル）等を用いることができる。

【００５５】また、上記の製造方法では、ステップＳ３
において高分子材料１７としてテクノアルファ製の熱可
塑性接着剤（STAYSTIK393)を使用しているが、感光性樹
脂１５のエッチング溶液に侵食されることなく、イソプ
ロピルアルコール等の配向制御層８の配向性を事実上劣
化させない溶媒に対して溶解性を示すものであれば、他
の材料を用いてもよい。

【００５６】さらに、上記の製造方法では、ステップＳ
５において絶縁層７と配向制御層８とを順次積層してい
るが、配向制御層８のみを積層するものとしてもよい。

【００５７】〔実施形態２〕本発明の他の実施形態につ
いて図５〜図７に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。尚、説明の便宜上、実施形態１において示した部材
と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、
その説明を省略する。

【００５８】本実施形態の液晶表示素子１９は、図５に
示すように、スペーサ９の代わりにスペーサ２０がスト
ライプ状に設けられており、これ以外の構成は液晶表示
素子１と同じである。

【００５９】スペーサ２０は、接着性を有する感光性樹
脂からなり、該感光性樹脂により基板２・３同士を接着
している。従って、その先端部に、基板２・３同士を接
着するための他の接着材料を設ける必要がない構成とな
っている。

【００６０】また、本液晶表示素子１９の製造方法は、
図６及び図７に示すように、以下の点で、液晶表示素子
１の製造方法と異なっている。

【００６１】本液晶表示素子１９の製造方法では、ステ
ップＳ１１において基板２上に被膜状に形成する感光性
樹脂２１が接着性を有することから、熱可塑性を有する
高分子材料１６を形成するようなステップＳ２の工程を
必要としない。従って、ステップＳ１２では、感光性樹
脂２１の上に、低級アルコール等の特定の溶媒に可溶な
高分子材料２２を被膜状に形成する。そして、ステップ
Ｓ１３〜Ｓ１５では、上記のステップＳ４〜Ｓ６と同様
の処理が行われ、ステップＳ１６では、２枚の基板２・
３を、感光性樹脂２１のガラス転移点若しくはその近傍
の温度にて圧着することにより接着している。

【００６２】即ち、本液晶表示素子１９の製造方法で
は、信号電極５がストライプ状に形成された基板２の上
に、ステップＳ１１において接着性を有する感光性樹脂
２１を被膜状に形成する。感光性樹脂２１としては、新
日鉄化学製の感光性樹脂（V 259PA)を使用し、この樹脂
を基板２上に塗布し、乾燥させた。その後、ステップＳ
１２において、感光性樹脂２１の上に高分子材料２２を
被膜状に形成する（図６（ａ）参照）。高分子材料２２
としては、高分子材料１７に用いたテクノアルファ製の
熱可塑性接着剤（STAYSTIK393)を同様に使用した。

【００６３】次いで、ステップＳ１３において、フォト
リソグラフィを用いて信号電極５上の感光性樹脂２１及
び高分子材料２２を除去し、残余のこれら材料からなる
原間隔保持体２３をストライプ状に形成する（図６
（ｂ）参照）。次に、ステップＳ１４では、ステップＳ
５と同様に、基板２の上に絶縁層７と配向制御層８とを
順次形成する（図６（ｃ）参照）。配向制御層８にラビ
ング処理を施した後、ステップＳ１５では、基板２をイ
ソプロピルアルコールに浸漬する。これにより、図６
（ｄ）に示すように、高分子材料２２を剥離し、併せ
て、原間隔保持体２３上の絶縁層７及び配向制御層８も
除去して、感光性樹脂２１からなるスペーサ２０をスト
ライプ状に配置した状態を実現する。

【００６４】そして、ステップＳ１６では、上記のよう
に作製した基板２と、走査電極６、絶縁層１０及び配向
制御層１１が形成された基板３とを、感光性樹脂２１の
ガラス転移点若しくはその近傍の温度にて圧着すること
により接着する。その後、両基板２・３の間に液晶４を
充填し（図６（ｅ）参照）、さらに、偏光板１３・１４
（図１参照）を取付るなどして液晶表示素子１９を製造
した。

【００６５】上記のように製造した液晶表示素子１９で
は、液晶表示素子１と同様に、液晶４の配向性の悪化は
認められず、また、接着強度も実用に耐え得るものであ
った。また、本液晶表示素子１９の構成においても、液
晶表示素子１と同様に、基板３にカラーフィルタを有す
る基板を用いてもよいことが、実際の製造により確認さ
れた。

【００６６】尚、本液晶表示素子１９では、スペーサ２
０をストライプ状に設けているが、スペーサ２０を柱状
に設ける構成としてもよい。

【００６７】〔比較例１〕上記の実施形態１・２の特性
を明瞭にするため、従来のビーズ状のスペーサにより基
板間隔を制御し、一定間隔に保持する液晶表示素子を比
較例１として作製した。具体的には、実施形態１・２で
用いた基板２・３と同様の基板を用いて、基板上に電
極、絶縁層及び配向制御層を形成した。配向制御層にラ
ビング処理を施した後、一方の基板上に、宇部日東化成
製のシリカビーズ（１．６μｍ）を散布し、コニシ製の
２液混合型ボンドで両基板を貼合わせ、液晶表示素子を
製造した。

【００６８】上記のように製造した液晶表示素子では、
液晶の初期配向性は極めて良好であったが、０．５kg/c
m²の圧力試験において配向の破壊が確認された。

【００６９】〔比較例２〕本比較例では、実施形態１・
２で用いた基板２・３と同様の基板を用いて、基板上に
電極、絶縁層及び配向制御層を形成後、ラビング処理を
施し、その後、基板上に新日鉄化学製の感光性樹脂（V
259PA)を塗布し、乾燥させた。次いで、マスクを用いて
露光、現像及び焼成を行うことによりストライプ状のス
ペーサを形成し、両基板を貼合わせて液晶表示素子を製
造した。

【００７０】上記のように製造した液晶表示素子では、
比較例１に比べて液晶の配向性の悪化が認められた。こ
の原因は、配向制御層を形成した後に、感光性樹脂を塗
布し、剥難したことにあると考えられる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１の発明に係る液晶表示素子は、
以上のように、互いに対向して配される一対の基板と、
前記一対の基板間に封入される液晶とを備え、前記一対
の基板は、各々、前記液晶に電圧を印加するための電極
と、該電極を覆うように設けられ前記液晶の配向を制御
する配向制御層とを基板上に有し、前記一対の基板の一
方の基板上の隣接する前記電極間の領域に、前記一対の
基板間の間隔を一定に保持しつつ該一対の基板を接着す
る間隔保持体がストライプ状若しくは柱状に設けられ、
前記配向制御層は、前記一方の基板において、前記間隔
保持体が基板上に形成された後に配置されている構成で
ある。

【００７２】これにより、一対の基板間の間隔を全面に
わたり厳密に制御・調整できる。また、基板同士をより
強力に接着できるので、耐衝撃性を向上し、基板間隔を
堅固に保持・固定することが可能になる。

【００７３】さらに、配向制御層の上に間隔保持体を配
置する構成ではなく、間隔保持体の形成後に配向制御層
が配置されており、従って、配向制御層の汚染・劣化を
最小限に抑えることができるために、液晶の配向性を損
なうことのない高表示品位の液晶表示素子を提供するこ
とができる。

【００７４】また、接着材料を含む間隔保持体の形成後
に配向制御層が基板上に形成され、次いで、間隔保持体
上の配向制御層が除去され、これにより露出された上記
の接着材料によって一対の基板が接着されることによ
り、配向制御層の形成後に間隔保持体上のみに接着剤を
転写・塗布するといった煩雑な工程を不要とし、また、
該工程により基板の材料が限られるといった問題も解決
できる。

【００７５】請求項２の発明に係る液晶表示素子は、以
上のように、請求項１の構成において、前記間隔保持体
は、その基幹部が感光性樹脂からなると共にその先端部
が熱可塑性高分子材料からなり、該熱可塑性高分子材料
により前記一対の基板が接着されている構成である。

【００７６】従って、熱可塑性高分子材料により基板同
士の接着力を強固なものとし、不所望の外圧が加えられ
る場合も基板間隔を一定間隔に保持・固定できる。

【００７７】請求項３の発明に係る液晶表示素子は、以
上のように、請求項１の構成において、前記間隔保持体
は接着性を有する感光性樹脂からなり、該感光性樹脂に
より前記一対の基板が接着されている構成である。

【００７８】従って、感光性樹脂により基板同士の接着
力を強固なものとし、不所望の外圧が加えられる場合も
基板間隔を一定間隔に保持・固定できる。

【００７９】請求項４の発明に係る液晶表示素子は、以
上のように、請求項１ないし３のいずれかの構成におい
て、前記液晶が強誘電性液晶である構成である。

【００８０】これにより、強誘電性液晶を用いた表示素
子において、基板間隔を高度に保持することができ、ま
た、ストライプ状のスペーサを設けることで液晶の流動
を有効に防ぐことができる。さらに、より厳密な配向制
御を必要とする強誘電性液晶表示素子において、液晶の
配向性の悪化を防止できる。

【００８１】請求項５の発明に係る液晶表示素子の製造
方法は、以上のように、基板上に電極を形成した後、感
光性樹脂を被膜状に形成する第１の工程と、前記感光性
樹脂上に、熱可塑性を有する第１の高分子材料を被膜状
に形成するか、若しくは、該第１の高分子材料の粉末を
散布する第２の工程と、前記第１の高分子材料上に、所
定の溶媒に可溶な第２の高分子材料を被膜状に形成する
第３の工程と、所定領域以外の前記感光性樹脂、前記第
１の高分子材料及び前記第２の高分子材料を除去し、残
余のこれら材料からなる原間隔保持体をストライプ状若
しくは柱状に形成する第４の工程と、前記電極上及び前
記原間隔保持体上に、配向制御層を積層するか、若しく
は、絶縁層及び配向制御層を順次積層する第５の工程
と、前記第２の高分子材料を剥離して、前記原間隔保持
体上の配向制御層を除去するか、若しくは、前記原間隔
保持体上の絶縁層及び配向制御層を除去する第６の工程
と、前記基板と他の基板とを、前記第１の高分子材料の
ガラス転移点若しくはその近傍の温度にて圧着すること
により接着する第７の工程とを含む方法である。

【００８２】従って、製造にあたり配向制御層を汚染し
たり劣化させたりすることがないので、液晶の配向性の
悪化を防止できる。また、配向制御層の形成後にスペー
サ上のみに接着剤を転写・塗布するといった煩雑な工程
を必要とせずに、２枚の基板を強力に接着できる。

【００８３】さらに、形成するスペーサの高さを精密に
制御・調整できるので、基板間隔を全面にわたり高精度
に制御して所望の距離に作製できる。

【００８４】加えて、基板同士をより強力に接着できる
ので、耐衝撃性を向上し、基板間隔を堅固に保持・固定
することが可能になる。それゆえ、大型パネルの作製
や、基板間隔を高度に保持する必要がある強誘電性液晶
を用いた表示素子等の作製に用いて好適な方法を提供で
きる。

【００８５】請求項６の発明に係る液晶表示素子の製造
方法は、以上のように、請求項５の方法における、前記
第２の工程において前記第１の高分子材料を設けずに、
代わりに、前記第１の工程において接着性を有する感光
性樹脂を被膜状に形成し、前記第７の工程において、前
記２枚の基板を前記接着性を有する感光性樹脂のガラス
転移点若しくはその近傍の温度にて圧着することにより
接着する方法である。

【００８６】従って、感光性樹脂により基板同士の接着
力を強固なものとし、不所望の外圧が加えられる場合も
基板間隔を一定間隔に保持・固定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶表示素子の概
略的構成を示す断面図である。

【図２】上記液晶表示素子における信号電極、走査電極
及びスペーサの配設パターンを示す平面図である。

【図３】上記液晶表示素子の製造方法を説明するための
断面工程図である。

【図４】上記液晶表示素子の製造方法を説明するための
フローチャートである。

【図５】本発明の他の実施形態に係る液晶表示素子の概
略的構成を示す断面図である。

【図６】上記液晶表示素子の製造方法を説明するための
断面工程図である。

【図７】上記液晶表示素子の製造方法を説明するための
フローチャートである。

【符号の説明】

２・３基板４液晶５信号電極６走査電極７・１０絶縁層８・１１配向制御層９・２０スペーサ（間隔保持体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390040604 イギリス国ＴＨＥＳＥＣＲＥＴＡＲＹＯＦＳＴＡＴＥＦＯＲＤＥＦＥＮＣＥＩＮＨＥＲＢＲＩＴＡＮＮＩＣＭＡＪＥＳＴＹ’ＳＧＯＶＥＲＮＭＥＮＴＯＦＴＨＥＵＮＥＴＥＤＫＩＮＧＤＯＭＯＦＧＲＥＡＴＢＲＩＴＡＩＮＡＮＤＮＯＲＴＨＥＲＮＩＲＥＬＡＮＤイギリス国ハンプシャージーユー14 ０エルエックスファーンボローアイヴェリーロード（番地なし）ディフェンスエヴァリュエイションアンドリサーチエージェンシー (72)発明者城戸政美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)発明者繁田光浩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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向して配される一対の基板と、前記一対の基板間に封入される液晶とを備え、前記一対の基板は、各々、前記液晶に電圧を印加するた
めの電極と、該電極を覆うように設けられ前記液晶の配
向を制御する配向制御層とを基板上に有し、前記一対の基板の一方の基板上の隣接する前記電極間の
領域に、前記一対の基板間の間隔を一定に保持しつつ該
一対の基板を接着する間隔保持体がストライプ状若しく
は柱状に設けられ、前記配向制御層は、前記一方の基板において、前記間隔
保持体が基板上に形成された後に配置されていることを
特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記間隔保持体は、その基幹部が感光性樹
脂からなると共にその先端部が熱可塑性高分子材料から
なり、該熱可塑性高分子材料により前記一対の基板が接
着されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
素子。
【請求項３】前記間隔保持体は接着性を有する感光性樹
脂からなり、該感光性樹脂により前記一対の基板が接着
されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素
子。
【請求項４】前記液晶が強誘電性液晶であることを特徴
とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶表示素
子。
【請求項５】基板上に電極を形成した後、感光性樹脂を
被膜状に形成する第１の工程と、前記感光性樹脂上に、熱可塑性を有する第１の高分子材
料を被膜状に形成するか、若しくは、該第１の高分子材
料の粉末を散布する第２の工程と、前記第１の高分子材料上に、所定の溶媒に可溶な第２の
高分子材料を被膜状に形成する第３の工程と、所定領域以外の前記感光性樹脂、前記第１の高分子材料
及び前記第２の高分子材料を除去し、残余のこれら材料
からなる原間隔保持体をストライプ状若しくは柱状に形
成する第４の工程と、前記電極上及び前記原間隔保持体上に、配向制御層を積
層するか、若しくは、絶縁層及び配向制御層を順次積層
する第５の工程と、前記第２の高分子材料を剥離して、前記原間隔保持体上
の配向制御層を除去するか、若しくは、前記原間隔保持
体上の絶縁層及び配向制御層を除去する第６の工程と、前記基板と他の基板とを、前記第１の高分子材料のガラ
ス転移点若しくはその近傍の温度にて圧着することによ
り接着する第７の工程とを含むことを特徴とする液晶表
示素子の製造方法。
【請求項６】前記第２の工程において前記第１の高分子
材料を設けずに、代わりに、前記第１の工程において接
着性を有する感光性樹脂を被膜状に形成し、前記第７の
工程において、前記２枚の基板を前記接着性を有する感
光性樹脂のガラス転移点若しくはその近傍の温度にて圧
着することにより接着することを特徴とする請求項５記
載の液晶表示素子の製造方法。