JPS6350817A - 液晶電気光学装置作製方法 - 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】 「発明の利用分野」 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
に用いられる液晶表示装置その他の液晶電気光学装置の
作製方法に関する。

ｒ従来の技術」 従来の液晶電気光学装置、例えば液晶表示装置は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する
ものである。

しかしこの２つの透明電極間は、約１０μｍもの厚い間
隔を有し、最近はこの間隔も５μｍにまでなった。しか
しかかる広い間隔はＴＮ　（ツウィステ７ド・ネマチッ
ク）型液晶においては必要であるが、強誘電性液晶（以
下ＦＬＣという）を使用するならば、３μｍ以下一般に
は２±０．５μｍが求められている。

従来、この１０μｍの間隔に表面張力を用いて公知のＴ
Ｎ液晶を充填する場合、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ＳＰ　−２１
０（平均粒１０．０±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が加わった場合
、または基板の平坦性がない場合には、２つの透明電極
が互いに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
やすかった。このため、液晶部に対しても他のミクロパ
ールスペーサ（４）を散在させてそれぞれの電極がショ
ートしないように一定の距離に保たせていた。

しかし、このスペーサは単に配向膜間に散在させたのみ
であり、それぞれの基板と点接触となりこの接触部は局
部荷重が大きく加わってしまう。

そしてこの接触部にもしアクティブ素子があるとこの素
子を破壊してしまうこともあり得る。

また従来のスペーサは散布の際に凝集し、基板上に均等
に分散させるのが非常に困難であった。

また、スペーサ自身の粒径にもばらつきが見られ均等な
基板間隔を得ることが困難であった。

さらにこのＴＮ液晶を用いて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。しかしその間隔が３
μｍまたはそれ以下を必要とするＦＬＣの如き液晶では
、毛細管現象を利用して充填する場合スペーサが動いて
しまったりまたスペーサそれ自体が小さいため、ますま
す互いに凝集しやすくなり、均一に散在させることが不
可能であった。

このため、液晶セルの間隔に、ばらつきが発生し、ＦＬ
Ｃの場合、複屈折効果を利用して、表示を行なうため、
そのセル間隔のばらつきが色むらとなって現われ、液晶
電気光学装置の商品価値をなくしていた。また、スペー
サの存在しない領域は指で押すと容易にセル間隔が変化
するため、層構造をなして配向しているＦＬＣの配向が
乱れてしまい、その部分のみ表示が不可能となる欠点を
有していた。

さらにスペーサが散在する位置がばらばらであるため、
アクティブ素子が連結したディスプレイにおいて、この
素子に局部的に応力を加えてしまうことも起き、素子の
不良を誘発しやすい。

「問題を解決するための手段」 このため本発明は、従来の公知の単体でできている有機
樹脂または無機組成物のスペーサを用いるのではなく、
一方の基板上側に電極またはこの電極と配向処理または
配向膜が形成された表面上に所定の高さに塗布法等によ
り感光性を有する、有機接着剤、例えばエポキシ系接着
剤で覆い、これにマスクを用いて選択的露光を施し感光
性樹脂を感光させることができる。このようにしてマス
クのない領域のみを選択的に感光せしめた後エツチング
工程にて選択的に線状、またはブロック状または任意形
状の“貝柱”のスペーサおよび、外周シール部を形成し
たものである。

「作用ｊ′ かくすることにより、スペーサおよびセル外周シール剤
として作用する樹脂はその高さのばらつきも同じ塗布膜
を選択的に残存せしめたもののため、所定の厚さ±０．
５μｍ以下を基板上にて得ることができる。さらにこの
材料により、対抗する他の透光性基板の内側面と互いに
密着させている。

このため、２つの基板は初期において、基板自体のうね
り的な凸凹による多少の非平坦性を有しても、その少な
くとも一方の基板をセミハード性のすなわち加圧により
変形し得る固さを有する基板を用いることにより、シー
ル材とスペーサの厚さく高さ）により固着することがで
きる。このエポキシ系接着剤のストライブ状、またはブ
ロック状または任意形状の“貝柱”によりスペーサ部お
よび外周シール部を構成させた後、セミハードの透光性
を有する他の基板をその上側に真空中でその電極または
それと配向膜が形成されている面側を向合わせて配設す
る。その後、基板両側より加圧し、同時に加熱し、プレ
ス・キュア方式によりそれぞれのスペーサ、シール材を
他の面と密着及び固着させる。すると互いに密着したシ
ール部とスペーサ部により、それぞれの基板が実質的に
互いに固着しているため、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
ルの一部のセル間隔が広すぎる等の支障が発生しない。

またスペーサ接着剤により互いの基板を固着させたため
、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実質的に２枚の強度に等し
い強固さを存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製造工程を示す縦断面
図を示す。

第２図（Ａ）において、２つの透光性基板、例えばガラ
ス基板（１）　、　（１°）を用いた。

この基板（１）の一方の面に液晶用電極を透光性導電膜
（２）、例えばＩＴＯまたはＳｎＯ□により形成した。

この際本実施例では、マトリクス状の液晶装置となるよ
うに電極（２）をパターニングしである。

この上面に、ポリイミド樹脂（３）を薄く約５００人程
度形成し、公知のラビング処理により配向処理を行った
。他方基板（１・）に対しても第２図（Ｃ）にしか図示
されていないが、同様の透光性導電膜（２″）と配向処
理（３°）を行った。

次に第２図（Ａ）に示す如く、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、紫外線熱硬化型エポキシ系接着剤溶液（８）を
塗布する。本実施例においてはスピナーにより３０００
ｒｐｍ　３０秒の条件で塗布した。

このエポキシ系接着剤は紫外線／熱併用タイプであり、
その−例としてグレースジャパン株式会社より販売され
ているＵＶ−３０７を用いた。

この塗布の厚さは光の露光量等により、スペーサ及び外
周シールの高さを変えることができるの゛　　で、約２
０μｍとした。

その後、紫外光をマスクを通して露光（１０ｍＷ／ｄの
強さの光を約３０秒）した。この際に使用するマスクパ
ターンは任意の形状寸法でよく、本実施例では４００μ
ｍ各に２０μｍ×２０μｍの“貝柱′″（９）を形成す
るパターンにした。また、セルの外周シール部をもマス
クするパターンとし、スペーサと外周シール部を形成で
きるようにした。即ち、スペーサ間を所定の間隔として
散在させて配設することが可能となる。さらにマスクパ
ターンを変更すれば、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
在する領域にスペーサを形成させることを意図的に避け
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。

この後、未感光部を溶剤（例えば、アセトン、メチルエ
チルケトン）で除去し、基板に付着した、溶剤を、ブロ
ーして飛ばした。

次に第２図（Ｃ）に示す如く、第２図（Ｂ）の上側をさ
かさに配設しく下側面とし）、他方の基板（１′）とそ
の上に透光性電極（２＝　”）　、配向膜（３°）が上
側面に設けられた透光性基板（１゛）を互いに対抗させ
て重ね合わせ、両側より圧力を加え、１５０℃／ｈｒの
ベークを行ない、セル外周の封止と上下両基板の接着を
行なった。

いわゆる「プレス・キュア方式」を採用した。すると貝
柱（９）が対向する基板またはこの上（内側表面）のエ
ポキシの貝柱、又は配向膜に密着し２枚のガラスを互い
にはりあわせることができる。

このボストベーク後でその高さを３μｍ、またはそれ以
下この場合には２．２μｍ±０．５μｍにすることがで
き、ＦＬＣにとって好ましい間隔となった。

この場合、対抗するガラスの少なくとも一方をセミハー
ドな固さにすると、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
凸凹のうねり）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基板同志を実質的に互いに
張り合わせる。

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

本実施例により作製された２００　ｍＸ３００　ｍの大
きさの液晶電気光学装置の基板間隔を測定した結果を第
３図（１０）に示す。測定点は２００１■Ｘ３００　龍
基板の対角線上を４０ｎ間隔で約９点の測定を行った。

比較例として、従来法による作製を行った結果を第３図
（１１）に示す。この場合用いる基板は本発明と同じで
あるが、スペーサとしては直径２．０μ園±０．３のア
ルミナを用い、メチルアルコールを分散液として基板上
に散布した。この結果より明らかなように、本発明の場
合は間隔のばらつきが少ないが、従来例の方はばらつき
が激しく特に中央部が広くなった。

この際、基板の中央部分を指で押してやると従来例は容
易にセル間隔が変化したのに比べ、本発明の場合はほと
んど変化しなかった。

「効果Ｊ 本発明は以上に示す如く、２つの相対する基板の間隙を
一定にするため、エポキシ系接着剤を選択的に残存させ
て高さを一定とした。さらにスペーサ及び外周シール材
と同じ材料のエポキシ接着剤で形成するため、スペーサ
ー工程と、外周シール工程を同時に行なうことができ、
さらに、上下２つの基板を固着出来るため実質的に合わ
せガラスの強度を持たせることができた。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×３
０ｃＩｌ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、それぞれの基板の内側表面をきわめて精密に
研磨しなければならず、またシール材とスペーサとは全
く異なった材料、異なった工程により作られていた。加
えてスペーサは上下の基板内面とは密着していなかった
。またスペーサの位置の推定ができなかった。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
の高価な研磨処理工程がない、シール材によりシールす
る工程と、スペーサを散在させる工程とを１工程として
簡略化できるという他の特長を有する。

加えてスペーサが電極間隔即ち約４００　μ間に１個設
けられている為、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。

スペーサの形状を基板表面と点接触ではな（面接触また
は線接触とし得、下地材へのダメージを防止することが
可能となった。

また本発明により、スペーサを任意の場所に固定でき、
加えて均等間隔とすることができたので液晶注入後基板
中央部を指で押さえても間隔が変化せず、そのため複屈
折により色むらが発生せず、また液晶分子の配向をみだ
さないという特徴を有する。

【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図は本発明の液晶電気光学装置の作製工程の縦断面
図を示す。 第３図は本発明と従来法により作製された液晶電気光学
装置の基板間隔の分布を示す。 １．１”・・・・・・基板 ２，２°・・・・・・電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の基板上の第１の電極上、または該電極上に設
   けられた配向処理層上にスペーサーと液晶セル外周の封
   止剤を構成する感光性有機接着剤被膜を形成する工程と
   、該被膜に対しマスクを用いて選択的露光を施す工程と
   、エッチング工程を経て前記有機樹脂を選択的に除去し
   、残存した前記有機樹脂をスペーサーまたは、液晶セル
   外周の封止剤として形成せしめる工程と第２の電極また
   は第２の電極上の配向処理層を有する第２の基板を前記
   第１の基板に重ね合わせて、前記有機樹脂をスペーサー
   または、液晶セルの外周封止剤として液晶電気光学装置
   用セルを構成する工程とを有することを特徴とする液晶
   電気光学装置作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、スペーサを構成す
   る有機樹脂は感光性を有するエポキシ系接着剤が用いら
   れたことを特徴とする液晶電気光学装置作製方法。