JPS62129820A - 液晶セル - 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） この発明は、液晶セルの二つの基板間に液晶を封入する
ため設ける間隔を正確に制御することが出来る液晶セル
の構造に関する。

（従来の技術） 複数の画素電極及び駆動素子等を有する第一電極基板と
、共通電極等を有する第二電極基板とを配向処理してそ
れぞれに配向膜を形成した後対向配置し、これら基板を
所定の間隔を設けて貼り合わせた液晶セルにおいて、こ
の基板間隔が不均一であると、この液晶セルを用いた液
晶表示装置の表示に干渉縞が発生すること、表示応答特
性、駆動電圧特性及び色調がバラツクごと等の原因とな
る。従って、液晶表示装置の特性を良好とするため液晶
セルの基板間の間隔を精度良く均一な間隔とする必要が
ある。

この目的のため、例えば特開昭８０−２９７９号公報に
開示されているように互いに隣り合う複数の画素電極間
に絶縁性のスペーサを盛り上げ印刷して、両基板間の間
隔を一定に保つための機械的強度を増強した液晶セルが
ある。しかし、最近のドツトマトリクス液晶表示素子の
ように高密度に画素を実装すると画素電極間のみの領域
にスペーサを印刷することは困難となり、画素電極上に
もスペーサを設けなければならず、このため１両基板間
にスペーサを散布した構造の液晶セルも提案されている
。

このようなスペーサとしては、プラスチック、アルミナ
、ガラス等から成る直径が５〜１０ｇｍ程度の球状粒子
或は直径５〜１０ＪＬｍ程度、長さ数１０〜数１００ｇ
ｍ程度のガラスファイバが用いられ、これらスペーサは
ディッピング又はスプレー法等によって基板上に均一散
布される。これらスペーサの中では粒径が均一なこと、
コストが安いこと等の理由から、ガラスファイバから成
るスペーサが最も用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、液晶セルを耐振動試験に供した場合、振
動によってスペーサが移動してしまうことが起こる。

この際、スペーサとしてガラスファイバから成るスペー
サを用いた場合は、ガラスファイバの硬度が液晶の配向
膜の硬度より高いため移動時に配向膜に傷を形成し、従
って、配向方向が変化して液晶の配向不良を招く原因と
なるという問題点があった。さらに、特定個所にスペー
サが集合し、これが原因で表示品質を損なうという問題
点があった。

又、スペーサとしてプラスチックから成る球状スペーサ
を用いた場合、スペーサの移動が起きても１球状のため
エツジ部分がないことがら配向膜に傷が生じ難いこと及
び硬度が配向膜の硬度より低いことが理由で配向不良は
生じ難いが、スペーサが特定個所に集合し１表示品質を
損ねるという問題点を解決することは出来なかった。

この発明の目的は、上述した問題点を解決し。

液晶セルの基板間に設けたスペーサの移動を防止すると
共に、このスペーサによって基板間間隔を精度良く均一
に設定して、優れた表示品質を得ることが出来る液晶セ
ルを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、スペー
サを介して対向配置された配向処理済みの第一電極基板
及び第二電極基板をシール材で貼り合わせて成る液晶セ
ルにおいて、 シール材を無機材料スペーサが混入されたシール材とし
、さらに、シール材で囲まれた第−及び第二電極基板間
には両店板間に散在され、両基板により押圧されて弾性
変形状態にある有機材料球状スペーサを用いたことを特
徴とする。

尚、この弾性変形した有機材料球状スペーサは、弾性変
形前のこの有機材料スペーサの直径を、前述した無機材
料スペーサの寸法より大きく、かつ、この無機材料スペ
ーサの寸法が弾性限界範囲内となるような直径とし、こ
れら無機及び有機材料スペーサを第一電極基板及び第二
電極基板間に挟んで両基板を加圧して貼り合わせを行い
、有機材料スペーサを無機材料スペーサの寸法まで弾性
変形させることによって得ることが出来る。

（作用） このように構成すれば、硬度の高い無機材料スペーサ、
例えばガラスファイバ、はシール材中に混入させである
から、シール材が硬化した後は振動等の外力が液晶セル
に加わってもガラスファイバが移動することがない。

又、シール部分に囲まれた両店板間（例えば表示部）に
は両基板により押圧され弾性変形した状態にある有機材
料球状スペーサを用いであるから、この有機材料球状ス
ペーサの復元力が両基板に作用する。よって、有機材料
から成るスペーサが両店板間で移動することがない。

これがため、無機及び有機材料スペーサのそれぞれの長
所を利用して、配向膜を損傷することなく基板間間隔を
精度良く、かつ、均一に設定することが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。尚、これらの図はこの発明が理解出来る程度に概略的
に示しであるにすぎず、各構成成分の寸法、形状及び配
置関係は図示例に限定されるものではない、尚、各図に
おいて同一の構成成分については同一の符号を付して示
しである。

又、従来と同一の構成成分については同一の符号−を付
して示しである。

第１図はこの発明の液晶セルの構造を示す断面図であり
、ハツチングは省略して示しである。

第１図において、１１は第一電極基板を示し、１３は第
一電極基板１１と対向配置された第二電極基板を示す、
又、１５はシール材として例えば紫外線硬化型接着剤を
示し、このシール材１５によって基板１１及び基板１３
を所定領域（以下、シール部分と称することもある）で
貼り合わせることが出来る。１７はシール材１５中に混
入した無機材料から成るスペーサ（ｙ！！、機材料スペ
ーサと称することもある）を示し例えばガラスファイバ
で構成してあり、基板１１及び基板１３の貼り合わせの
際両店板間に所定の間隔を設けることが出来る。　１９
は弾性変形した状態の有機材料から成る球状スペーサ（
有機材料球状スペーサと称することもある）を示す、こ
の有機材料球状スペーサ１９は１例えば液晶に対して化
学的に安定なプラスチックで構成してあり、その弾性変
形前の直径は、無機材料スペーサ１７の寸法よりは大き
く、かつ、この無機材料スペーサの寸法が有機材料球状
スペーサの弾性限界範囲内となるような直径としてあり
、シール部分以外の両店板間に散布しである。このため
、有機材料球状スペーサ１７と、無機材料スペーサ１９
を混入したシール材１５とを、第一電極基板１１と、第
二電極基板１３との間に挟み、両基板を加圧しながら貼
り合わせを行うと、有機材料球状スペーサは弾性変形し
両店板間の間隔は無機材料スペーサ１７の寸法とほぼ等
しい間隔となる。従って１両基板間の各所の基板の反り
・うねりを矯正して、両基板の間隔を各所において所定
の間隔とすることが出来る。

以下、この発明の理解を深めるため、第２図　・（Ａ）
及びＣＢ）を参照して、この発明の液晶セルの製造方法
の一例につき簡単に説明する。

第一電極基板１１を作製するに当り、この場合、予めＩ
ＴＯ膜（酸化インジウム膜から成る透明導電膜）が成膜
された商品名ＮＡ−４０と称するＨＯＹＡ社製の厚さ１
．１ｍｍのガラス基板を用い、フォトエツチング技術に
よって、このＩＴＯ膜をパターニングする。続いて、こ
のガラス基板上に、スピンコードによって商品名５ｐ−
ａｉｏと称する東し社製ポリイミドワニスを１００ＯＡ
の膜厚で形成し、このフェスを有したガラス基板を所定
の温度で焼成する０次に、ラビングによりこの膜を配向
処理し配向膜（図示せず）を形成して、第一電極基板１
１を得る。

一方、シール材１５としてこの場合、商品名ＺＬＩ−２
４５８と称するメルク社製紫外線硬化型接着剤を用いる
。そして、このシール材１５中に、この場合、直径８．
０ｇｍのガラスファイバ（住田光学硝子製作所製）から
成るスペーサ１７を混入し、このシール材１５をスクリ
ーン印刷等の好適な手段を用いて例えば第一電極基板の
配向膜を有した面の所定領域（シール部分と称する）に
印刷する。

又、第一電極基板１１を作製したと同様に第二電極基板
１３を作製する０次に、ディッピングによって、この第
二電極基板１３の配向膜を有する面上でシールのため用
いる領域に囲まれ液晶が封入された後表示部となる領域
に、プラスチックから成り直径８．５ルｍの球状のスペ
ーサ１９ａを散布する。このスペーサ１９ａは積木ファ
インケミカル社製の商品名ミクロパールと称する球状粒
子を用いた。このミクロバールはその直径に対して±１
５％の範囲内では弾性変形上する。

このように構成した第一電極基板１１及び第二電極基板
１３を、第２図（Ａ）に示すように互いの配向膜が対向
するように配置する。この場合、第２図ＣＢ）に示した
ように、予め用意した定板２１上に第二電極基板１３を
載置し、この第二電極基板１３上の所定の位置に第一電
極基板１１をｔｌ、置し、さらに、この第一電極基板上
に、合成石英ガラス板２３を載置して、この合成石英ガ
ラス板２３の自重によって第一電極基板１１を加圧する
。この加圧条件は、この場合４０ｇ／Ｃｍ２　とした、
この際、加圧によってプラスチックスペーサ１９ａは弾
性変形し、第２図（Ｂ）に示すような弾性変形した有機
材料球状スペーサ１９となる。又、第−及び第二電極基
板間の間隔は硬度の高いガラスファイバスペーサ１７の
寸法によってほぼ決定される。従って、プラスチックス
ペーサ１９は１０％程度の弾性変形を受けることとなる
が、りｐ性限界範囲内の変形であるから、加圧によって
破壊されることはない、さらに、弾性変形の復元力が第
−及び第二電極基板に対して作用するから、プラスチッ
クスペーサ１８を第−及び第二電極基板間に固定するこ
とが出来る。従って、このスペーサ１３が両店板間を移
動することがない。

この加圧条件で所定時間加圧した後、加圧を行いながら
、合成石英ガラス板２３を通してシール材１５に対して
所定時間紫外線（４００ｍＪ／Ｃｍ２．波長４００ｎｍ
）を照射して、第一電極基板１１及び第二電極基板１３
を貼り合わせ、この発明の液晶セルを得る。

このように作製した液晶セルの第一電極基板１１及び第
二電極基板１３の間隔を測定した結果、基板間隔の平均
値＝７．８ＪＬｍ、標準偏差σ＝０．２であった。

尚、この基板間間隔は、液晶表示装置の画素を形成する
ため第−及び第二電極基板間で対向する複数の電極対間
の容量を測定し、この容量から求めた。この場合、測定
点数は５２点とし、液晶セルの所定の位置の電極対をサ
ンプリングし測定した。

又、スペーサをプラスチックから成る球状スペーサのみ
とし、その他の条件は実施例と同様として作製した従来
の液晶セルの基板間間隔を、同様な測定方法で測定した
ところ、基板間間隔の平均値＝８．０ＪＬｍ、標準偏差
σ＝０．５であった。

このように、従来の液晶セルと比較して、この発明の液
晶セルの基板間間隔のバラツキは著しく小さくなること
が分かる。

尚、この発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。

例えば、シール材として紫外線硬化型接着剤を用いた例
につき説明したが、シール材を有機材料から成る球状ス
ペーサの軟化点温度より低い温度で硬化する熱硬化型接
着剤としてもこの実施例と同様な効果が期待出来る。

又、無機材料から成るスペーサ及び有機材料からなる球
状スペーサの種類及び直径等は液晶セルに要求される性
能に応じて変更することが出来る０例えば、無機材料ス
ペーサとしてアルミナ粒子を用いても良く、又、有機材
料スペーサとしては、液晶に対して悪影響を及ぼすナト
リウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）又は塩素（０文）等を
含んでいない液晶に対して化学的に安定なプラスチック
であれば良い。

さらに、この発明はＴＮ（ツィステッド・ネマティク）
型或はＧＨ（ゲストホスト〕型等の液晶の電気光学効果
の種類にかかわらず、各種の液晶セルに用いて好適であ
る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の液晶セ
ルによれば、スペーサを介して対向配置された配向処理
済みの第一電極基板及び第二電極基板を、シール材で貼
り合わせて成る液晶セルにおいて、シール材をｆｉ機機
材ススペーサ混入されたシール材とし、さらに両店板間
に散在され、両基板により押圧されて弾性変形状態にあ
る有機材料球状スペーサを用いている。

従って、シール材が硬化した後は、無機材料からなる硬
度め高いスペーサーは液晶セル中を移動することがない
ため配向膜を損傷することがない。又、第−及び第二電
極基板間の間隔は無機材料から成るスペーサの寸法によ
って決定され、有機材料から成る球状スペーサは弾性変
形した状態で第−及び第二電極基板間に収納されている
から、このスペーサの復元力が両基板に作用し、このス
ペーサが基板間を移動することがない。

このように、無機及び有機材料から成るスペーサのそれ
ぞれの長所を利用することによって、表示部の配向膜や
電極を損傷することなく、基板各所での間隔を均一にす
ることが出来る０例えば、スペーサをプラスチックから
成る球状スペーサのみとし、その他の条件は実施例と同
様として作製した従来の液晶セルは、その基板間間隔の
平均値＝８．０ルｍ、標準偏差σ＝０．５であったが、
実施例のように作製した液晶セルは平均値＝７．８１Ｌ
ｍ、標準偏差ｃｒ＝０．２となり、基板間間隔のバラツ
キを著しく小さくすることが出来た。

これがため、ｇ！れた表示品質を得ることが出来る液晶
セルを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液晶セルの概略を示す断面図、 第２図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の液晶セルの製造方
法を説明するための線図である。 １１・・・第一電極基板、１３・・・第二電極基板１５
・・・シール材（紫外線硬化型接着剤）１７・・・無機
材料スペーサ（ガラスファイバ）１９・・・弾性変形し
た有機材料球状スペーサ（プラスチック） １９ａ・・・有機材料球状スペーサ ２１・・・定板、　　　　　２３・・・合成石英ガラス
板。 ／／：ＰｔＩ４不伽纂オ反 ｌｊ：葛二／１１祿基オ及 １５゛　シー２１１才 ／７：Ｍ−イ矯ネオ孝斗ス公−＋１　（力゛フスファイ
バ）この発明の泉晶ｔル５ホＴ釘面口 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スペーサを介して対向配置された配向処理済みの
   第一電極基板及び第二電極基板をシール材で貼り合わせ
   て成る液晶セルにおいて、 シール材を無機材料スペーサが混入されたシール材とし
   及び 両基板間に散在され、両基板により押圧されて弾性変形
   状態にある有機材料球状スペーサを用いたこと を特徴とする液晶セル。