JPS61160721A - 液晶表示装置 - 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】 ｒ発明の利用分野Ｊ 本発明は液晶表示パネルまたはアクティブマトリックス
方式による液晶表示パネルに関するものであって、マイ
クロコンピュータ、ワードプロセッサまたはテレビ等の
表示部の薄型化を図る液晶表示装置に関する。

「従来の技術ｊ 従来の液晶表示装置に関しては、２つの透明基板の内側
にそれぞれ透明導電膜、配向膜が設けられ、この間に液
晶を充填して、２つの電極間に印加される電圧の有無に
より「オン」　「オフ」を制御していた。そしてこの表
示により、文字、グラフまたは絵を表示したものである
。

しかしこの２つの透明電極間は約１０μの薄さしかなく
、最近はこの薄さも５μ程度またはそれ以下が求められ
ていた。このわずかな間隙を隔て、大きな面積の電極ま
たは多数のドツト化されたアクティブマトリックス電極
を何等の電気的ショートもなく構成せしめることはきわ
めて困難であった。

このため、この間隙を制御するスペーサが考えだされた
。即ちスペーサは一般に有機樹脂の球形を有する粒子で
あって、例えばミクロパール５Ｐ−２１０（平均粒径１
０．０±０．５μ）を用いている。このミクロパールは
ジビニルベンゼ・ン系架橋重合体であり、透明な真球微
粒子である。

即ち、第１図に従来の液晶表示装置の縦断面図を示して
いる。図面において、液晶表示用の２つの透明基板（１
）、（１’）の周辺部には、液晶が外部にもれないよう
樹脂とスペーサ（７）とを混合したシール材（６）が溜
めてあり、２つの基板間の距離を周辺部において一定に
保っている。しかし表示部（１０）即ち液晶（５）が充
填された領域において、外部より透明基板の機械的なス
トレスまたは基板の平坦性の厚さにより２つの透明電極
がショートまたは近接しやすい。その結果、液晶が透光
性でなくなったり、一部が黒化して不良が発生してしま
いやすかった。このため、液晶部に対しても他のスペー
サ（４）を散在させてそれぞれの電極がショートしない
よう一定の距離に保たせていた。

このスペーサは単に配向膜間に散在させたのみであり、
配向膜とは同等密着させてなかった。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし実際に液晶表示装置を作らんとすると、２つの基
板をシール材で周辺の一部を除きシールしてしまった後
、この中を真空に保ち、毛細管現象を利用して液晶を充
填している。しかしこの充填は必ずしも均一にゆかない
場合が見られた。特にスペーサをランダムに均一に散在
させんとしても、スペーサがきわめて小さいため凝集し
やすく、現実は一部に偏在してしまった。またスペーサ
と配向膜とは同等接着させていないため、封止後、表示
装置の温度が上がると、液晶それ自体の熱膨張により基
板がふくらみやすく、２つの電極間距離を一定に保てな
くなる。このため表示のコントラストは中央部と周辺部
で異なってしまう現象が見られてしまった。特に表示装
置が２０ｃａ＋　Ｘ　３０ｃａ＋と大きなパネル状にな
った時、不良が発生しやすかった。

ｒ問題を解決するための手段」 このため本発明は、このスペーサの表面を配向膜と同一
材料のポリイミド系樹脂で覆い、このスペーサと上側配
向膜及び下側配向膜とを同じポリイミドにより互いに密
着（溶着または接着を含む）せしめたものである。

加えて、スペーサに球状を有せしめるのではなく、方形
（好ましくはサイコロ状の立方体）を有せしめ、このス
ペーサと配向膜との接触を球スペーサの点接触ではなく
、方形スペーサの面接触とした。そして液晶が球の時の
配向膜近傍の未充填による局部不良の発生を防いだ。

「作用」 か（することにより、２つの基板は初期において、基板
自体がうねり的な凹凸による多少の非平坦性を有しても
、シール材で周辺部を封止後真空引きをした際、それぞ
れの基板側の間隙をスペーサの大きさく高さ）により一
定にさせることができる。そしてこの状態で、スペーサ
をコーティングしている樹脂によりこのスペーサと対向
した配向膜とを互いに密着させて、その間隙を固体する
。

□このため、この後真空をといてもスペーサによりそれ
ぞれの基板が実質的に互いに密着しているため、もとの
非平坦の状態に戻らず、電極間の間隙が一定になって、
最終状態において、パネルの一部が広すぎる等の支障が
発生しない。またスペーサにより互いの基板を密着させ
たため、表示パネルそれ自体の機械的強度も１枚のみの
強度ではなく、合わせガラスに近い強い実質的に２枚の
強度に等しい強固さを有せしめることが可能となった。

以下に実施例に従って本発明を記す。

実施例１ 第２図に本発明の液晶表示装置の縦断面図、また第３図
にその製造工程を示す縦断面図を示す。

図面において、２つの透光性基板、例えばガラス基板（
１）、（１’）、一方は固いガラス基板（１）、他方は
間隙を真空引きをした際、曲がり得る程度のセミハード
なガラス板または有機樹脂（ｌ゛）を用いた。

このそれぞれの基板の一方の面に所定の液晶用電極を透
光性導電膜（２）　、　（２°）、例えばＩＴＯまたは
５ｎ０２で形成した。この上面にポリイミド樹脂（３）
。

（３″）を薄く形成し、公知のラビング処理により配向
処理を行った。次に第３図（Ａ）に示す如り、一方の側
の上面にスピナー、ロールコータ、スプレー法またはス
クリーン印刷法により、多孔質の方形スペーサを分散さ
せた紫外線硬化型ポリイミド溶液（１５）を塗布する。

このポリイミド溶液は全芳香族ポリイミド前駆体溶液で
あり、その−例として東し株式会社より販売されている
フォトニースを用いた。

また方形スペーサとしてはＣａＳｎＯ３を用いた。この
化合物は多孔性の矩形状正方晶型を有し、その−辺の大
きさは１〜１０μの範囲で任意に作ることができる０例
えば５μ±０．５μとした。

このスペーサの多孔内へのポリイミドの含浸は以下の如
くである。即ち、容器内にスペーサを入れ、この容器を
真空引きした。そして多孔内の気体を脱気した。さらに
この真空を保持したまま、前記したポリイミド溶液を容
器内に混合し、多孔内にもポリイミドの一部が含浸する
ようにした。

この後、この容器を大気圧にした。するとスペーサの多
孔内にポリイミド溶液が混入した。

次にこのスペーサが混在したポリイミド溶液を第３図（
Ａ）に示す如（、塗布の後、ブリベータを８０℃、６０
分間行った。

この前駆体溶液を希釈することにより、スペーサを固着
させるのに必要なポリイミド溶液の量を節約することは
可能である。

さらにこのブリベータの後、第３図（Ｂ）に示す如く、
マスク（１６）を用いた。このマスクは一定の間隙、例
えば３０μおきに１００μ口程度の透光用窓（１７）を
有する。その後、紫外光（２０）をこのマスクを通して
露光（１０ｄ／ｃｍｚの光を約３０秒）した。マスクは
図面の如く下側からも、また基板の上側から行ってもよ
い、するとアクティブ素子の１つの液晶の電極が４００
μＯであった場合、アクティブ素子のない領域であって
、各電極に設けられた３０μＯの領域に約１〜４個の割
合で方形状のスペーサを配設することが可能となる。

即ち、スペーサゴを実質的に所定の間隔としてスペーサ
を散在して配設させることが可能となる。

さらにこのマスクにより、アクティブ方式の液晶パネル
であった場合、配線、非線型素子またスイッチング素子
の存在する領域を意図的に避けることができる。即ちス
ペーサによりその後の使用に際し、機械応力等によりリ
ードが断線したり、また素子が不動作になる可能性を避
けることができる。

かかる後、現像を超音波現像法で２５℃、２５分、所定
のＤＶ−１４０を用いて行った。さらにイソパロノール
にて超長波リンスを２５℃、１５秒間行った。

かくして第３図（Ｃ）に示した如く、透光性基板（１）
上の透光性導電膜とその上のポリイミド配向膜上に密着
して外側にポリイミド樹脂（１８）が残存する方形のス
ペーサ（１４）を概略所定の位置に配設することができ
た。

次に第２図に示す如く、透光性電極（２゛）、配向膜（
３°）が内側に設けられた対向透光性ガラス（１゛）の
周辺にシール材をコートした後、合わせプレスと同時に
間隙の真空引きも行った。この状態でボストベークを２
００〜３００℃にて行った。するとスペーサが表面に残
存したポリイミドが対向するガラスのポリイミド配向膜
に密着し２枚のガラスをはりあわせることが可能となっ
た。

この場合、対抗するガラスをセミハードな固さとすると
、ガラス自体が持っている歪みにそって他方のガラスを
合わせ、かつ、そのスペーサでお互いを固着してしまう
ため、ガラス基板自体が歪み（滑らかな凹凸）を有して
いても、それと無関係に電極間隙を一定としてその対向
するガラス同志を実質的に互いに張り合わせ得る。

本発明の実施例においては、この後このスペーサで保持
された間隙内に液晶（５）を公知の方法で充填した。

ｒ効果」 本発明は以上に示す如く、２つの相対向する電極の間隙
を一定にするため、同じ寸法のスペーサによりその上下
の配向膜と互いに密着せしめたものである。その結果、
２つの配向膜間の間隔は所定の厚さ±０．５μの範囲で
一定にできた。特にアクティブマトリックス構造を有し
、そのドツト数を４００　Ｘ１９２０も有する２０ｃｍ
　Ｘ　３０ｃｍもの大面積の液晶パネルにおいて、中央
部が必要以上に膨れたり、また互いに２つの電極間が近
接したりすることを防ぐことができた。

このため、従来では大面積の基板を用いて液晶を作らん
とすると、それぞれの基板をきわめて精密に研磨しなけ
ればならなかった。しかし本発明においては、かかるガ
ラス基板の価格の２〜５倍もの高価な処理工程がないと
いう他の特長を有する。

加えてスペーサが約４００μ間に１〜数個設けられてい
るため、いわゆる合わせガラスと同様にきわめて強固な
基板として液晶パネルを取り扱うことができるようにな
った。

本発明においては密着性の向上のため、方形のスペーサ
を主として用いた。しかし従来より公知の球状または星
型形状のスペーサを用いても、配向膜との接触面積が少
なく、多少強度に不十分さが残るが、同様にガラスのう
ねりによる電極間隙のバラツキを少な（することには有
効であった。

本発明において、ガラス基板の周辺部のシール材部にお
いて、ガラス基板上に配向膜を残存させても、また除去
させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来より公知の液晶表示装置の縦断面図を示す
。 第２図は本発明の液晶表示装置の縦断面図を示す。 第３図は本発明の液晶表示装置の作製工程を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内側にそれぞれ透明電極、配向膜が設けられ、相対
   向する２枚の透明基板間にスペーサを介在せしめるとと
   もに、前記基板間に液晶を充填してなる液晶表示装置に
   おいて、前記スペーサと相対向する配向膜とは互いに密
   着して設けられたことを特徴とする液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、ポリイミド系配向
   膜よりなるスペーサに付着または含浸したポリイミド樹
   脂が前記配向膜に密着して設けられたことを特徴とする
   液晶表示装置。