JPH10228023A - 液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い基板強度を有する素子構造を実現し、配
向むらやスイッチング不良のない高品位な表示が可能な
液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 基板２１・２２の間に液晶１２を挟持し
た液晶表示素子において、基板２１側の配向制御層４上
に形状記憶特性を有する有機材料を用いて壁状または柱
状のスペーサ６を形成した後に、配向制御層４にラビン
グ処理を施し、さらにその後に、上記有機材料のガラス
転移点近傍もしくはそれ以上の温度での加熱処理を行
う。

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に関し、特に、
基板間隔を均一に保持するスペーサを備えた液晶表示素
子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表示装置の一種として、少なくと
も電極を有する一対の基板間に液晶を介在させた液晶表
示素子を用い、上記の電極に選択的に電圧を印加して液
晶を光学応答させることにより表示を行う液晶表示装置
が知られている。この液晶表示装置は薄型に形成するこ
とができるので、フラットパネルディスプレイとして実
用化が進んでいる。

【０００３】従来の液晶表示素子では、一般的に、上記
一対の基板の間に、ガラスファイバー、ガラスビーズ、
または樹脂ビーズなどをスペーサとして散布することに
よって、液晶を保持するための空隙が形成される。しか
し、このような従来のスペーサでは、基板間隔を厳密に
規定したり、外圧が加わった場合でも基板間隔を保持し
たりすることは困難であった。

【０００４】しかしながら、基板間隔を高精度に制御す
ること、および外圧が加わった場合でも基板間隔を均一
に保持することは、近年の液晶表示素子に求められてい
る大画面化を達成するために必要な要素である。特に、
従来のネマティック液晶よりも卓越した特性を持つこと
が期待される反面、衝撃や圧力に弱いという欠点を持つ
強誘電性液晶を用いた液晶表示素子においては、実用化
のための必須の要素とされている。

【０００５】そこで、スペーサビーズと同時に接着剤粒
子を散布する方法（例えば、特開昭６２−１７４７２６
号公報参照）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
き起こすことが問題となっている。そこで、樹脂性のス
ペーサ材を、フォトリソグラフィーなどの手法により、
任意の形状に形成するという方法が見い出された（例え
ば、特開平１−２５７８２４号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶表
示素子において、樹脂性のスペーサ材を配向制御層の上
に形成する際に、以下のような問題が生じる。すなわ
ち、スペーサ材を配向制御層の上に塗布する際の溶剤
や、スペーサ材としての樹脂そのもの、あるいはフォト
リソグラフィー時の現像剤などが配向制御層を汚染する
ことによって、配向制御層に施されたラビング処理の効
果が薄れ、液晶に対する配向規制力が低下することであ
る。

【０００７】これを防ぐためには、スペーサを形成した
後にラビング処理を施せばよいが、この場合、スペーサ
自身にもラビング処理が施され、スペーサの表面に高分
子鎖の一軸配向が生じる。この結果、液晶が本来不要な
配向をすることにより、スペーサ近傍の液晶において配
向異常やスイッチング不良が発生するという別の問題を
招来する。

【０００８】本発明はこれらの問題に鑑みなされたもの
で、高い基板強度を有する素子構造を実現し、配向むら
やスイッチング不良のない高品位な表示が可能な液晶表
示素子を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液晶表示素子は、それぞれが少なくとも
電極を有する一対の基板間に液晶を介在させた液晶表示
素子において、配向制御層と、形状記憶特性を持つ有機
材料からなり、上記配向制御層上に壁状または柱状に形
成されたスペーサとを備えたことを特徴とする。

【００１０】上記の構成によれば、スペーサの形成後に
ラビング処理を施したとしても、その後に加熱処理を行
えば、スペーサ近傍における液晶の配向異常の原因とな
る、スペーサに対するラビングの効果を消失させ、液晶
の配向性を向上させることができる。これにより、液晶
の配向むらやスイッチング不良を防止して、高品位な表
示を実現し得る液晶表示素子を提供することができる。

【００１１】また、スペーサが壁状または柱状に形成さ
れているので、例えばガラスビーズ等の球状スペーサが
散布された構成と比較して、耐圧力性が向上される。こ
れにより、大型パネルの作製が可能となるという利点も
ある。

【００１２】ここで、上記の形状記憶特性について以下
に詳しく説明する。多くの高分子材料においては、各々
の材料に特有のガラス転移点（Ｔｇ）と呼ばれる温度域
が存在することが知られている。

【００１３】例えば、ある高分子材料からなる物体に対
し、ガラス転移点以上の温度において外力を加えると、
高分子鎖が外力の方向に配向し、結果として物体の形状
が変化する。この状態において、ガラス転移点以下の温
度に冷却すると、高分子鎖が配向した状態で固定され、
形状が記憶されたこととなる。さらにその後、ガラス転
移点以上の温度に加熱された際には、高分子鎖の配向が
崩れ、元の形状に復帰することとなる。

【００１４】このような一連の配向／非配向状態を繰り
返すことのできる特性を、形状記憶特性と呼ぶ。もちろ
ん、このような形状記憶特性を持つ有機材料の多くは、
ガラス転移点以下の温度域において、外力により強制的
に変形させられた場合にも、ガラス転移点以上の温度に
再加熱されれば、高分子鎖の配向が崩れ、元の形状に復
帰する。

【００１５】ただし、実用的には、この復元能は必ずし
も完全である必要はなく、スペーサ近傍において配向異
常やスイッチング不良などの不都合が見られなくなる程
度のものであれば良いことは言うまでもない。つまり、
ガラス転移点よりも若干低い温度でも、加熱処理に要す
る時間は長くなるものの、スペーサにおいてラビング処
理の効果を消失させる程度の復元能を得ることはでき
る。

【００１６】本発明の液晶表示素子において、配向制御
層に対するラビング処理が上記スペーサの形成後に行わ
れると共に、上記ラビング処理よりも後に、上記有機材
料のガラス転移点近傍もしくはそれ以上の温度での加熱
処理がなされていることが好ましい。

【００１７】上記の構成によれば、配向制御層に対する
ラビング処理がスペーサの形成後に行われることによ
り、スペーサの形成時に一般的に用いられる溶媒等によ
って、配向制御層に施されたラビング処理の効果が薄れ
ることがなく、従来の有機系スペーサ作成時の問題とな
っていた配向規制力の低下が防止される。

【００１８】さらに、スペーサに対するラビング処理に
より液晶に配向むらが生じても、ガラス転移点近傍もし
くはそれ以上の温度での加熱処理により、その配向むら
を消失することが可能であるので、スペーサに対するラ
ビング処理に起因する配向異常やスイッチング不良など
の不都合が生じない。

【００１９】この結果、耐圧力性に優れ、むらのない高
品位な表示を実現し得る液晶表示素子を提供することが
できる。

【００２０】本発明の液晶表示素子において、上記スペ
ーサを形成する有機材料としては、ポリウレタンを好適
に用いることができる。

【００２１】本発明の液晶表示素子において、上記液晶
が強誘電性液晶であることが好ましい。強誘電性液晶
は、双安定性を持ち、トランジスタ等のアクティブ素子
を用いない単純マトリクス構成にて、ネマティック液晶
等よりも高速な駆動が可能であるという利点がある。し
かしながら、強誘電性液晶はネマティック液晶に比較し
て衝撃や圧力等の外力に弱く、また、基板間隔を厳密に
規定しなければならないという欠点がある。

【００２２】これに対して本発明の液晶表示素子は、高
い耐圧力性を備えると共に、基板間隔を高精度に規定す
ることができるので、このような強誘電性液晶の欠点を
補償して、ネマティック液晶よりも卓越した特性を持つ
強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の実用化を図れる。

【００２３】上記の課題を解決するために、本発明の液
晶表示素子の製造方法は、それぞれが電極を有する一対
の基板間に液晶を介在させた液晶表示素子の製造方法に
おいて、上記基板に配向制御層を被膜状に形成し、形状
記憶特性をもつ有機材料を含む壁状または柱状のスペー
サを上記配向制御層上に形成し、上記スペーサを形成し
た後に、上記配向制御層にラビング処理を施し、上記ラ
ビング処理よりも後に、上記有機材料のガラス転移点近
傍もしくはそれ以上の温度での加熱処理を行うことを特
徴としている。

【００２４】上記の製造方法によれば、配向制御層上に
壁状または柱状のスペーサを形成することにより、例え
ばガラスビーズ等のスペーサを散布する従来の方法と比
較して、基板間隔を高い精度で規定できると共に、耐圧
力性を向上させることができる。

【００２５】また、上記の製造方法では、スペーサを形
成した後に配向制御層にラビング処理を施すことによ
り、スペーサの形成工程で用いられる溶媒等によって配
向制御層に施されたラビング処理の効果が薄れるという
問題がない。これにより、配向制御力を低下させること
なくスペーサを形成することが可能となる。

【００２６】さらに、上記壁状または柱状のスペーサが
形状記憶特性を持つ有機材料を用いて形成されると共
に、ラビング処理よりも後に上記有機材料のガラス転移
点近傍もしくはそれ以上の温度での加熱処理が施される
ので、スペーサに対するラビングの効果を消失されるこ
とができる。これにより、最終的な製造物である液晶表
示素子において、従来の問題となっていたスペーサに対
するラビング処理に起因する液晶の配向むらやスイッチ
ング不良が生じない。

【００２７】以上の結果、耐圧力性が高く、且つ配向む
らやスイッチング不良のない高品位な表示を実現し得る
液晶表示素子を提供することが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について図１お
よび図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００２９】まず、本実施形態に係る液晶表示素子の概
略構成について、図１を参照しながら説明する。

【００３０】本実施形態の液晶表示素子は、一対のガラ
ス基板１・１０を備えている。ガラス基板１の表面に
は、透明且つ導電性を持つ金属からなるストライプ状の
電極２・２…が設けられている。そして、ガラス基板１
および電極２・２…を覆うように、絶縁層３および配向
制御層４が順次積層されている。

【００３１】配向制御層４上には、形状記憶特性を有す
る有機材料からなるスペーサ６が設けられている。上記
のスペーサ６は、電極２の長手方向に沿って均一な幅と
高さを有する壁状に形成されている。ただし、このスペ
ーサ６は、必ずしも連続した壁状に形成する必要はな
く、電極２の長手方向に沿って断続的に並ぶ複数の柱状
に形成しても良い。

【００３２】以降、ガラス基板１、電極２・２…、絶縁
層３、配向制御層４、およびスペーサ６からなる構成
を、基板２１と称する。

【００３３】一方、ガラス基板１０の表面には、上記電
極２・２…、絶縁層３、および配向制御層４と同様に、
電極９・９…、絶縁層８、および配向制御層７が設けら
れている。以降、ガラス基板１０、電極９・９…、絶縁
層８、および配向制御層７からなる構成を、基板２２と
称する。

【００３４】これらの基板２１・２２は、配向制御層４
・７を内側にして、且つ、電極２と電極９とが互いに直
交するように配置され、スペーサ６によって均一な間隔
が保たれた状態で貼り合わされている。基板２１・２２
の間隙の周縁部には封止剤（図示せず）が形成され、こ
れによって液晶１２が基板２１・２２の間隙に封止され
ている。

【００３５】次に、図２（ａ）ないし（ｄ）を参照しな
がら、本実施形態の液晶表示素子の製造工程の一例につ
いて具体的に説明する。なお、以下に示す各部材の材料
名や各工程における膜厚や反応温度等の製造条件はあく
までも一つの例であり、本発明をこれに限定するもので
はない。

【００３６】まず、ガラス基板１の上に、スパッタ法を
用いて、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと略称す
る）を０．１μｍ膜厚で成膜した後、これをストライプ
状にパターニングすることにより、電極２・２…を形成
する。

【００３７】次に、ガラス基板１および電極２を被膜状
に覆うように絶縁層３を形成し、さらにこの絶縁層３を
覆うように配向制御層４を形成すると、図２（ａ）に示
すようになる。ここでは、絶縁層３は、日産化学工業株
式会社製の絶縁膜材料（商品名ＮＨＣ−Ａ−２０１４）
を材料として用い、その膜厚は０．１μｍとする。配向
制御層４は、チッソ株式会社製の配向膜材料（商品名Ｐ
ＳＩ−Ａ−Ｘ００７）を用い、その膜厚は７０ｎｍとす
る。

【００３８】続いて、このように、表面に電極２、絶縁
層３、および配向制御層４を順次形成したガラス基板１
に、水溶性樹脂溶液（東京応化工業株式会社製、商品名
ＴＰＦ）を１．８μｍの膜厚で塗布し、１８０℃で１０
分間の加熱を行うことにより、水溶性樹脂膜５を形成す
る。

【００３９】次に、フォトレジスト（東京応化工業株式
会社製、商品名ＴＳＭＲ−８８００）を、１．０μｍ程
度の膜厚になるように、上記水溶性樹脂膜５の表面に塗
布する。そして、９０℃で３０分間のプリベイクを行
う。さらに、フォトマスクを用いた紫外線露光の後、ア
ルカリ性の現像液（東京応化工業株式会社製、商品名Ｎ
ＭＤ−Ｗ）にて現像を行うと、露光部のフォトレジスト
とその下の水溶性樹脂膜５の一部とが同時に剥離する。

【００４０】続いて、純水による５分前後のリンスを行
うと、残りの水溶性樹脂膜５が剥離されて、図２（ｂ）
に示すように、スペーサ６を形成するための溝２０が水
溶性樹脂膜５に作成される。さらに、乾燥後に、基板全
体への紫外線露光とアセトンによる洗浄とを行うことに
より、残ったフォトレジストを剥離する。

【００４１】次に、１．４μｍ径の粒状シリカをあらか
じめ混入した形状記憶ポリウレタンの溶液を、水溶性樹
脂膜５上に塗布して乾燥させる。上記粒状シリカとして
は、宇部日東化成株式会社製の商品名ハイプレシカ、上
記形状記憶ポリウレタンとしては、三菱重工株式会社製
の商品名ＭＳ５５００を用いることができる。

【００４２】なお、上記の粒状シリカは、スペーサ６に
所定の強度を持たせることを目的として用いられてい
る。粒状シリカ無しの場合には、後述する基板の貼り合
わせ工程における加熱および加圧によってスペーサがつ
ぶれてしまい、所定の基板間隔を実現することが困難に
なるおそれがある。従って、あらかじめ適当な直径を持
つ粒状シリカを形状記憶ポリウレタンに混合しておくこ
とが好ましい。

【００４３】次に、純水による洗浄を行うことによって
水溶性樹脂膜５を剥離すれば、図２（ｃ）に示すよう
に、上記粒状シリカ入りの形状記憶ポリウレタンからな
り、ほぼ１．８μｍの高さを持つスペーサ６が形成され
る。

【００４４】なお、スペーサ６の形状は、水溶性樹脂膜
５のパターニング形状に応じて任意に形成することが可
能である。前述したように、スペーサ６は、壁状または
柱状に形成することが好ましいが、所望の基板強度（耐
圧力性）が得られるように、配向制御層４上の任意の箇
所に、任意の形状で形成すればよい。

【００４５】続いて、酸素プラズマ処理を行うことによ
って配向制御層４の表面の汚染部分を除去した後、配向
制御層４に対してラビングによる一軸配向処理を行っ
た。

【００４６】なお、上述と同様に、ガラス基板１０表面
に、ＩＴＯからなる電極９・９…、絶縁層８、および配
向制御層７を順次形成し、配向制御層７にラビング処理
を施すことにより、基板２１の対向基板としての基板２
２が作製される。

【００４７】次に、基板２１・２２のそれぞれに形成さ
れた電極２・９が互いに直交し、且つ、配向制御層４・
７にそれぞれ施されたラビング処理の方向が平行になる
ようにして、熱硬化性ボンド（ロディック社製、商品名
ＤＳＡ−７１１１）を基板２１・２２の周縁部に塗布
し、１ｋｇ／ｃｍ² で圧着しながら１５０℃で３０分間
の加熱処理を行う。これにより、基板２１・２２が貼り
合わされ、ほぼ１．５μｍの基板間隔（セルギャップ）
を持った素子構造が作製される。

【００４８】なお、スペーサ６の材料であるポリウレタ
ン（商品名ＭＳ５５００）のガラス転移点は５５℃付近
であるので、上記の加熱処理は、ボンドを硬化させるだ
けでなく、スペーサ６に対するラビング処理の効果（ス
ペーサ６の表面に高分子鎖の一軸配向が生じること）を
消失させる。さらに、このポリウレタンは熱可塑性を持
つので、加熱しながら基板２１・２２を圧着する処理を
行うことによって、基板２１・２２を互いに強力に接着
させる効果もある。

【００４９】次に、基板２１・２２間の空隙に液晶１２
を充填し、その周囲を封止剤（図示せず）で封止するこ
とで、液晶表示素子が完成する。封止剤としては、コニ
シ社製の２液混合型ボンドを使用することができる。

【００５０】なお、ここでは、液晶１２として、強誘電
性液晶材料（メルク社製、商品名ＳＣＥ８）を用いる。
本実施形態の素子構造では、スペーサ６が壁状あるいは
柱状に形成されているので、基板２１・２２の間隔を精
度良く規定できると共に、球状のスペーサを散布した構
成に比較して、基板強度が向上されている。

【００５１】強誘電性液晶は、双安定性を持ち、トラン
ジスタ等のアクティブ素子を用いない単純マトリクス構
成にて、ネマティック液晶等よりも高速な駆動が可能で
あるという利点がある反面、ネマティック液晶等に比較
すると、衝撃や圧力によって配向状態が一旦乱されると
元の状態に戻り難く、配向むらやスイッチング不良を生
じ易いという欠点を有する。

【００５２】しかし、本実施形態の液晶表示素子によれ
ば、充分な基板強度が実現されているので、素子構造が
上記の強誘電性液晶の欠点を補償し、実用に耐え得る強
誘電性液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。

【００５３】なお、この液晶表示素子では、スペーサ６
の周辺部での液晶の配向性の悪化は見られなかった。ま
た、１０ｋｇ／ｃｍ² の圧力試験においても、液晶の配
向乱れやスペーサ６のはがれは見られず、実用に充分耐
え得る強度を備えていることが分かった。

【００５４】以上のように、本実施の形態に係る液晶表
示素子は、配向制御層４の上にスペーサ６を形成した後
にラビング処理が施されている。このため、配向制御層
に対してラビング処理を行った後に上記配向制御層上に
スペーサを形成する場合と比較して、配向制御層に施さ
れたラビング処理の効果が、スペーサの形成工程で用い
られる溶剤等によって薄れてしまうという不都合が生じ
ない。

【００５５】さらに、本実施の形態では、スペーサ６に
対するラビング処理により液晶に配向むらが生じること
があっても、その後のガラス転移点近傍もしくはそれ以
上の温度での加熱処理により、その配向むらを消失する
ことが可能である。これにより、スペーサに対するラビ
ング処理に起因する配向異常やスイッチング不良などの
不都合が生じることがない。また、樹脂からなる壁状ま
たは柱状のスペーサ６は、通常用いられているガラスフ
ァイバー、ガラスビーズ、あるいは樹脂ビーズなどをス
ペーサとして散布したものに比べ、基板を強力に接着
し、かつ基板間隔を均一に保持することができるという
利点もある。この結果、高い耐圧力性を備え、高品位な
表示が可能な液晶表示素子が実現されるという効果を奏
する。

【００５６】〔実施の形態２〕本発明の実施の他の形態
について説明すれば、下記のとおりである。なお、前記
した実施の形態１と同様の構成については同一の符号を
付記し、その説明を省略する。

【００５７】前記した実施の形態１では、基板２１・２
２を接着するための接着剤として、熱硬化性ボンド（ロ
ディック社製、商品名ＤＳＡ−７１１１）を用いたが、
本実施の形態では、これの代わりに２液混合型ボンド
（コニシ社製）を用い、基板２１・２２の接着を室温下
で行う。なお、接着の際には、２ｋｇ／ｃｍ² で基板２
１・２２を圧着する。

【００５８】さらに、貼り合わせた基板２１・２２の間
隙に液晶１２を注入して封止した後に、基板２１・２２
を１ｋｇ／ｃｍ² で圧着させながら、１２０℃で２時間
保持する処理を行った。これ以外は、すべて実施の形態
１と同様である。

【００５９】すなわち、本実施の形態の液晶表示素子
は、スペーサ６を形成するポリウレタンに対し、そのガ
ラス転移点近傍もしくはそれ以上の温度での加熱処理
を、液晶１２の注入後に行うことにおいて、実施の形態
１と異なっている。

【００６０】なお、上述の加熱処理を行う前の本実施の
形態の液晶表示素子に駆動電圧を印加したところ、液晶
１２におけるスペーサ６に電界応答しない部分、すなわ
ちスイッチング不良があることが判明した。このスイッ
チング不良の原因は、有機材料からなるスペーサ６にラ
ビング処理が行われたことによると考えられる。

【００６１】一方、上述のように、１ｋｇ／ｃｍ² の圧
力下で１２０℃で２時間保持する加熱処理を行った後
に、駆動電圧を再度印加したところ、加熱処理前にスイ
ッチング不良を示していた箇所が正常なスイッチング動
作を示した。

【００６２】以上の結果により、例えば形状記憶特性を
持つポリウレタン等の有機材料からなるスペーサ６に対
する加熱処理は、液晶１２の注入後に行っても良く、実
施の形態１と同様の効果を得ることができることが分か
る。

【００６３】なお、上記の加熱処理を、上記ポリウレタ
ンのガラス転移点（５５℃）近傍の５０℃や６０℃とい
った温度で行ったところ、加熱処理に要する時間は長く
なるものの、同様にスペーサ６に対するラビング処理の
効果を消失できることが確認された。

【００６４】〔比較例１〕ここで、前記した実施の形態
１・２との比較のために、形状記憶特性を持たない有機
材料を用いて形成されたスペーサを備えた構成の一例の
説明およびその評価を行う。

【００６５】実施の形態１で説明したガラス基板１、電
極２、絶縁層３、および配向制御層４と同じ材料を用
い、同じ方法で、ガラス基板の表面に、電極、絶縁膜、
および配向制御層を順次形成し、この配向制御層にラビ
ング処理を施した。これに、形状記憶特性を持たない有
機材料、例えば宇部興産株式会社製の感光製樹脂（商品
名リソコートＰＩ−４００）を、１．５μｍの膜厚で塗
布し、乾燥させた。

【００６６】次に、この感光性樹脂に対してマスクを用
いた露光、現像、および焼成を行うことにより、スペー
サ６と同様に、配向制御層上に電極の長手方向に沿って
壁状のスペーサを形成した。

【００６７】上述のように壁状のスペーサを形成した基
板に、実施の形態１と同様に形成した対向基板を貼り合
わせ、その間隙に実施の形態１と同様の液晶を注入する
ことにより、液晶表示素子を作製した。

【００６８】この液晶表示素子においては、一様な液晶
配向が得られず、配向制御層の配向規制力が低下してい
ることが分かった。この原因は、ラビング処理の後にス
ペーサを形成したことにより、感光性樹脂の塗布や現像
処理時に配向制御層が汚染され、ラビング処理の効果
（配向規制力）が低減したためと考えられる。

【００６９】〔比較例２〕さらに、実施の形態１・２と
の比較のために、形状記憶特性を持たない有機材料を用
いてスペーサを形成した構成の他の例の説明およびその
評価を行う。

【００７０】実施の形態１で説明したガラス基板１、電
極２、絶縁層３、および配向制御層４と同じ材料を用
い、同じ方法で、ガラス基板の表面に、電極、絶縁膜、
および配向制御層を順次形成し、この配向制御層にラビ
ング処理を行わずに、宇部興産株式会社製の感光製樹脂
（商品名リソコートＰＩ−４００）を、１．５μｍの膜
厚で塗布し、乾燥させた。

【００７１】次に、感光性樹脂に対してマスクを用いた
露光、現像、および焼成を行うことにより、スペーサ６
と同形状のスペーサを配向制御層上に形成した。続い
て、このスペーサが形成された配向制御層に対してラビ
ング処理を行った。

【００７２】上述のように壁状のスペーサを形成した基
板に、実施の形態１と同様に形成した対向基板を貼り合
わせ、その間隙に実施の形態１と同様の液晶を注入する
ことにより、液晶表示素子を作製した。

【００７３】この液晶表示素子においては、スペーサ周
辺部の液晶に電界応答しない部分、すなわちスイッチン
グ不良箇所が見られた。なお、この液晶表示素子に対
し、実施の形態２と同様の加熱処理を行ってみたが、ス
イッチング不良は解消されなかった。このスイッチング
不良の原因は、スペーサに対するラビングの効果、すな
わち、スペーサ表面に高分子鎖の一軸配向が生じること
によりその近傍の液晶が本来不要な配向をすること、に
よると考えられる。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の液晶表示
素子は、配向制御層と、形状記憶特性を持つ有機材料か
らなり、上記配向制御層上に壁状または柱状に形成され
たスペーサとを備えた構成である。

【００７５】これにより、通常用いられているガラスフ
ァイバー、ガラスビーズ、あるいは樹脂ビーズなどをス
ペーサとして散布した液晶表示素子に比べ、基板を強力
に接着し、かつ基板間隔を均一に保持できるので、例え
ば強誘電性液晶を用いた液晶表示素子のように基板間隔
を高精度に規定する必要がある液晶表示素子の実用化が
図れるという効果を奏する。さらには、スペーサに対す
るラビング処理により液晶に配向むらが生じても、その
後の加熱処理によりその配向むらを消失することができ
るので、液晶の配向むらやスイッチング不良の無い高品
位な表示を実現し得る液晶表示素子を提供できるという
効果を奏する。

【００７６】請求項２記載の液晶表示素子は、配向制御
層に対するラビング処理が上記スペーサの形成後に行わ
れると共に、上記ラビング処理よりも後に、上記有機材
料のガラス転移点近傍もしくはそれ以上の温度での加熱
処理がなされた構成である。

【００７７】これにより、スペーサに対するラビング処
理により液晶に配向むらが生じても、その後の加熱処理
によりその配向むらを消失することができるので、基板
間隔を高精度に規定することが可能となると共に、スペ
ーサに対するラビング処理に起因する配向むらやスイッ
チング不良といった不都合が無く、高品位な表示を実現
し得る液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。

【００７８】請求項３記載の液晶表示素子は、有機材料
がポリウレタンを含む構成である。

【００７９】請求項４記載の液晶表示素子は、液晶が強
誘電性液晶である。

【００８０】これにより、請求項１記載の構成による効
果に加えて、ネマティック液晶に比較して衝撃や圧力等
の外力に弱いという強誘電性液晶の欠点を補償すること
により、ネマティック液晶よりも卓越した特性を持つ強
誘電性液晶を用いた表示素子の実用化を図れるという効
果を奏する。

【００８１】請求項５記載の液晶表示素子の製造方法
は、基板に配向制御層を被膜状に形成し、形状記憶特性
をもつ有機材料を含む壁状または柱状のスペーサを上記
配向制御層上に形成し、上記スペーサを形成した後に、
上記配向制御層にラビング処理を施し、上記ラビング処
理よりも後に、上記有機材料のガラス転移点近傍もしく
はそれ以上の温度での加熱処理を行う。

【００８２】これにより、配向制御層に施されたラビン
グ処理の効果が、スペーサの形成工程で用いられる溶媒
等によって薄れるという問題がないので、配向制御力を
低下させることなくスペーサを形成することが可能とな
る。さらに、スペーサに対するラビング処理の効果が加
熱処理によって消失するので、最終的な製造物である液
晶表示素子において、従来の問題となっていた、スペー
サに対するラビング処理に起因する液晶の配向むらやス
イッチング不良が生じない。この結果、耐圧力性が高
く、且つ配向むらやスイッチング不良のない高品位な表
示を実現し得る液晶表示素子を提供できるという効果を
奏する。

【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
略構成を示す断面図である。

【図２】同図（ａ）ないし（ｄ）は、製造工程の各段階
における上記液晶表示素子の概略構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１・１０ ガラス基板 ２・９ 電極 ３ 絶縁層 ４ 配向制御層 ６ スペーサ １２ 液晶 ２１・２２ 基板

フロントページの続き (71)出願人 390040604 イギリス国 ＴＨＥ ＳＥＣＲＥＴＡＲＹ ＯＦ ＳＴ ＡＴＥ ＦＯＲ ＤＥＦＥＮＣＥ ＩＮ ＨＥＲ ＢＲＩＴＡＮＮＩＣ ＭＡＪＥＳ ＴＹ’Ｓ ＧＯＶＥＲＮＭＥＮＴ ＯＦ ＴＨＥ ＵＮＥＴＥＤ ＫＩＮＧＤＯＭ ＯＦ ＧＲＥＡＴ ＢＲＩＴＡＩＮ ＡＮ Ｄ ＮＯＲＴＨＥＲＮ ＩＲＥＬＡＮＤ 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが少なくとも電極を有する一対の
   基板間に液晶を介在させた液晶表示素子において、 配向制御層と、 形状記憶特性を持つ有機材料からなり、上記配向制御層
   上に壁状または柱状に形成されたスペーサとを備えたこ
   とを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】上記配向制御層に対するラビング処理が上
   記スペーサの形成後に行われると共に、上記ラビング処
   理よりも後に、上記有機材料のガラス転移点近傍もしく
   はそれ以上の温度での加熱処理がな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。
3. 【請求項３】上記有機材料がポリウレタンを含むことを
   特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
4. 【請求項４】上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。
5. 【請求項５】それぞれが電極を有する一対の基板間に液
   晶を介在させた液晶表示素子の製造方法において、 上記基板に配向制御層を被膜状に形成し、 形状記憶特性をもつ有機材料を含む壁状または柱状のス
   ペーサを上記配向制御層上に形成し、 上記スペーサを形成した後に、上記配向制御層にラビン
   グ処理を施し、 上記ラビング処理よりも後に、上記有機材料のガラス転
   移点近傍もしくはそれ以上の温度での加熱処理を行うこ
   とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。