WO2006097993A1

WO2006097993A1 - 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: WO2006097993A1
Application number: PCT/JP2005/004466
Authority: WO
Inventors: Shinji Tadaki; Yoshinori Kiyota; Toshiaki Yoshihara; Hironori Shiroto; Tetsuya Makino; Keiichi Betsui
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2007-09-14
Also published as: CN101142516A; CN101142516B; JPWO2006097993A1

Abstract

　ガラス基板５，７間に面内均一の空隙を保持するために、材料及び物性が異なる２種類のスペーサ（第１種スペーサ１０及び第２種スペーサ１１) が設けられている。第１種スペーサ１０のガラス転移温度（１５０°C程度）は、第２種スペーサ１１のガラス転移温度（１００°C程度）より高い。第１種スペーサ１０の線膨張係数は１００ｐｐｍ以上であって、第１種スペーサ１０の圧縮弾性率は１００ＭＰａ以上である。第２種スペーサ１１の線膨張係数は２００ｐｐｍ以上であって、第２種スペーサ１１の圧縮弾性率は１００ＭＰａ以上である。ガラス基板５，７を貼り合わせるときの温度を、第１種スペーサ１０のガラス転移温度より低くし、液晶材料を注入するときの温度を、第２種スペーサのガラス転移温度より高くする。

Description

液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、電圧印加による液晶材料の光透過率を制御して画像表示を行う液晶表示装置、及び液晶表示装置の製造方法に関し、特に、対向する基板間の空隙を維持するためのスぺーサの特性を規定した液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、液晶表示装置は、その低消費電力性、携帯性などから各種の機器に広く使用されている。一方、欠点として、応答速度が遅いこと、カラーフィルタを用いることにより色再現性が悪いことなどが挙げられる。これらの欠点を解決する技術として、強誘電性液晶を用いた液晶表示装置が開発されて、る。

[0003] カイラルスメタティック C相 (Sc *相）を用いた強誘電性液晶パネルは、高速な応答性及び高精細な表示を実現できるデバイスとして研究が進められている。ところが、 S c *相は層構造を有するので、外力に対して容易に配向状態が破壊されてしまうと、う欠点がある。このため基板間の空隙 (セルギャップ)を維持できるように、柱状または球状のスぺーサを設けることが行われている (例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特開 2000-89232号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] Sc *相の一様な配向状態は、相転移系列が等方相（Iso相)一力イラルネマティック相（N *相）一力イラルスメタティック C相 (Sc *相）である場合、 N *相から Sc *相への相転移時に DC電圧を印加することにより得られる。この相転移の際の体積収縮と、 Sc *相及びパネル構成部材 (特に、スぺーサ）間の線膨張係数の差とにより、液晶にストレスが加わり、配向欠陥が発生することがある。

[0005] 接着性を有さな!/、スぺーサを用いた場合、スぺーサの密度または面積を大きくすることにより、セルギャップが縮小する方向にはある程度の空隙保持が可能であるが、拡大する方向にはセルギャップの制御を行えない。また、スぺーサの膜厚ムラのために、部分的な強度低下を起こすという問題がある。そこで、特許文献 1には、接着性を有するスぺーサを用いて、拡大する方向にもセルギャップの制御を可能とし、高精細なセルギャップ制御を行える方法が記載されている。

[0006] しカゝしながら、接着性のスぺーサを使用した場合、セルギャップに封入される液晶の体積が液晶注入時に決定されるため、温度変化時に、液晶の体積変化と接着性スぺーサにより維持される空間との差力液晶にストレスを与える。特に、接着性スぺーサを高密度に設けた場合には、表示領域とシール部分との線膨張係数，圧縮弾性率の差などによって空隙等の欠陥が発生して、表示特性が著しく劣化する。

[0007] また、 2枚の基板同士が周辺シール材及び熱硬化性の接着剤により接着され、強誘電性液晶が封入されている液晶パネルにあって、表示領域に設けるスぺーサの面積を大きくした場合、表示領域とシール部分との線膨張係数，圧縮弾性率の差などにより、配向処理後の冷却過程でシール部分からの亀裂、またはストレスに起因する配向欠陥が表示領域に侵入し、画質低下を引き起こす。また、この配向欠陥は、経時的に消滅する場合もあるが、温度変化によって容易に発生し、表示品質を悪化させている。

[0008] 本発明は斯力る事情に鑑みてなされたものであり、液晶の温度変化に良好に追随するような特定の物性 (線膨張係数，圧縮弾性率及びガラス転移温度)を有する複数種のスぺーサを使用することにより、液晶に発生するストレスを低減して、配向欠陥を抑制できる液晶表示装置を提供することを目的とする。

[0009] 本発明の他の目的は、複数種のスぺーサのガラス転移温度を製造工程での温度に応じて規定することにより、スぺーサの形状変化を液晶の温度変化に良好に追随させることができ、液晶に発生するストレスを低減して、配向欠陥を抑制できる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明に係る液晶表示装置は、対向する基板間の空隙に液晶材料が封入されており、前記基板間の空隙を維持するための複数種のスぺーサを設けて、る液晶表示装置において、前記複数種のスぺーサは、線膨張係数が lOOppm以上であって圧縮弾性率が lOOMPa以上である第 1種スぺーサと、線膨張係数が 200ppm以上であって圧縮弾性率が lOOMPa以上である第 2種スぺーサとを含んでおり、前記第 1 種スぺーサのガラス転移温度が前記第 2種スぺーサのガラス転移温度より高いことを特徴とする。

[0011] 本発明の液晶表示装置にあっては、ガラス転移温度が高い第 1種スぺーサを基板間の空隙 (セルギャップ)を維持するために使用し、ガラス転移温度が低ヽ第 2種スぺーサを基板間の接着を行うために使用する。これらの第 1種スぺーサ (線膨張係数： lOOppm以上，圧縮弾性率： lOOMPa以上)及び第 2種スぺーサ (線膨張係数： 20 Oppm以上，圧縮弾性率： lOOMPa以上）は、液晶材料の物性 (線膨張係数，圧縮弾性率）に近い材料にて構成するため、液晶材料の温度変化に追随し易い。よって、液晶材料に対するストレスが低減して、配向欠陥は発生しにくい。

[0012] 本発明に係る液晶表示装置は、前記第 1種スぺーサの線膨張係数が 300ppm以上であることを特徴とする。

[0013] 本発明に係る液晶表示装置は、前記第 1種スぺーサの圧縮弾性率が 500MPa以上であることを特徴とする。

[0014] 本発明に係る液晶表示装置は、前記第 2種スぺーサの線膨張係数が 300ppm以上であることを特徴とする。

[0015] 本発明に係る液晶表示装置は、前記第 2種スぺーサの圧縮弾性率が 500MPa以上であることを特徴とする。

[0016] 第 1種スぺーサは、その線膨張係数が 300ppm以上であって、その圧縮弾性率が 500MPa以上であることが好ましぐまた、第 2種スぺーサは、その線膨張係数が 30 Oppm以上であって、その圧縮弾性率が 500MPa以上であることが好ましい。このような物性を有するようにすれば、液晶材料の物性 (線膨張係数，圧縮弾性率）により近くなるので、液晶材料に対するストレスは更に低減して、配向欠陥はより発生しにくくなる。

[0017] 本発明に係る液晶表示装置は、前記第 1種スぺーサ及び前記第 2種スぺーサを積層していることを特徴とする。

[0018] 本発明の液晶表示装置にあっては、第 1種スぺーサ及び第 2種スぺーサを積層して設けるため、スぺーサの占有面積が減少して有効表示領域は広くなる。

[0019] 本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、第 1種スぺーサと該第 1種スぺーサよりガラス転移温度が低い第 2種スぺーサとを含む複数種のスぺーサを介在させて複数の基板を貼り合わせ、前記基板間の空隙に液晶材料を注入する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板を貼り合わせるときの温度を、前記第 1種スぺーサのガラス転移温度より低くし、前記液晶材料を注入するときの温度を、前記第 2種スぺーサのガラス転移温度より高くすることを特徴とする。

[0020] 本発明の液晶表示装置の製造方法にあっては、基板を貼り合わせるときの温度を、ガラス転移温度が高い第 1種スぺーサのガラス転移温度より低くする。よって、貼り合わせる際に基板が第 1種スぺーサで支えられるため、セル構造がつぶれることはなぐ対向する基板間で所定の空隙が維持される。また、液晶材料を注入するときの温度を、ガラス転移温度が低い第 2種スぺーサのガラス転移温度より高くする。一般的にガラス転移温度以上での線膨張係数は、ガラス転移温度以下での線膨張係数と比較して大きいため、液晶材料を注入した後、それが相転移するまでセルギャップは大きな線膨張係数で推移する。よって、注入時の温度よりガラス転移温度を低くした第 2種スぺーサは、液晶材料の大きな線膨張係数の推移に良好に追随する。よって

、液晶へのストレスが小さくなり、配向欠陥は起こりにくい。

[0021] 本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、前記第 2種スぺーサのガラス転移温度は、前記液晶材料の相転移温度以下であることを特徴とする。

[0022] 本発明の液晶表示装置の製造方法にあっては、ガラス転移温度が液晶材料の相転移温度以下である第 2種スぺーサは、相転移近傍にお!ヽても液晶材料の温度変化に追随し易くなる。

[0023] 本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、前記第 1種スぺーサは、線膨張係数が lOOppm以上であって圧縮弾性率が lOOMPa以上であり、前記第 2種スぺーサは、線膨張係数が 200ppm以上であって圧縮弾性率が lOOMPa以上であることを特徴とする。

[0024] 本発明の液晶表示装置の製造方法にあっては、液晶材料の物性に近づくように、第 1種スぺーサの線膨張係数及び圧縮弾性率を lOOppm以上及び lOOMPa以上とし、第 2種スぺーサの線膨張係数及び圧縮弾性率を 200ppm以上及び lOOMPa以上とする。

[0025] 本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、前記第 2種スぺーサが、前記基板を貼り合わせた後に接着性を呈することを特徴とする。

[0026] 本発明の液晶表示装置の製造方法にあっては、基板を貼り合わせた後に第 2種スぺーサが接着性を呈するため、セルギャップが拡大する方向にも制御が可能となる。発明の効果

[0027] 本発明の液晶表示装置では、ガラス転移温度を異ならせた第 1種スぺーサ及び第

2種スぺーサの物性 (線膨張係数，圧縮弾性率)を、液晶材料の温度変化に追随し易い状態にするようにしたので、液晶材料に対するストレスを低減することができ、配向欠陥の発生を抑制することができる。

[0028] 本発明の液晶表示装置の製造方法では、基板を貼り合わせるときの温度を第 1種スぺーサのガラス転移温度より低くするとともに、液晶材料を注入するときの温度を第

2種スぺーサのガラス転移温度より高くするようにしたので、貼り合わせる際に所定のセルギャップを維持できるとともに、第 2種スぺーサを液晶材料の温度変化に追随し易くすることができ、液晶へのストレスを小さくして、配向欠陥の発生を抑制することができる。また、第 2種スぺーサのガラス転移温度を液晶材料の相転移温度以下とする場合には、相転移近傍でも液晶材料の温度変化への良好な追随を行うことができる。また、基板を貼り合わせた後に第 2種スぺーサが接着性を呈するようにしたので、セルギャップが拡大する方向への制御も行うことができる。

[0029] 本発明では、スぺーサの占有面積を大きくしても、液晶材料へのストレスを小さくできて配向欠陥の発生を抑制できるので、表示画質が劣化することがない。よって、従来のスぺーサを用いた場合に比べてスぺーサの占有面積を大きくでき、大きなパネル強度と優れた表示品質とを併せて実現することができる。

図面の簡単な説明

[0030] [図 1]本発明による液晶表示装置の液晶パネルを示す断面図である。

[図 2]本発明の液晶表示装置の製造方法における基板貼り合わせ時のセル状態を示す模式的断面図である。 [図 3]本発明の液晶表示装置の製造方法における液晶注入時のセル状態を示す模式的断面図である。

[図 4]本発明による液晶表示装置の他の例の液晶パネルを示す断面図である。符号の説明

[0031] 1 液晶パネル

4 画素電極

5 ガラス基板

6 共通電極

7 ガラス基板

10 第 1種スぺーサ

11 第 2種スぺーサ

12 液晶層

発明を実施するための最良の形態

[0032] 本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

[0033] 図 1は、本発明による液晶表示装置の液晶パネル 1を示す断面図である。図 1に示すように、液晶パネル 1は、平坦ィ匕榭脂層 2にコンタクトホール 3を介してマトリックス状に配置された画素電極 4及び画素電極 4の夫々に接続された TFT (図示せず）を有するガラス基板 5と、平板状の共通電極 6を有するガラス基板 7とを備えている。画素電極 4及び共通電極 6上には夫々配向膜 8及び配向膜 9が設けられている。

[0034] ガラス基板 5, 7間に面内均一の空隙 (セルギャップ）を保持するために、材料及び物性が異なる 2種類のスぺーサ、第 1種スぺーサ 10及び第 2種スぺーサ 11が設けられている。第 1種スぺーサ 10のガラス転移温度（150°C程度）は、第 2種スぺーサ 11 のガラス転移温度（100°C程度)より高い。また、第 1種スぺーサ 10の線膨張係数は、 lOOppm以上、より好ましくは 300ppm以上であって、第 1種スぺーサ 10の圧縮弹性率は、 lOOMPa以上、より好ましくは 500MPa以上である。一方、第 2種スぺーサ 11の線膨張係数は、 200ppm以上、より好ましくは 300ppm以上であって、第 2種スぺーサ 11の圧縮弾性率は、 lOOMPa以上、より好ましくは 500MPa以上である。 [0035] これらのスぺーサ 10, 11及びシール（図示せず）によって、ガラス基板 5, 7間に所定長の空隙が形成され、この空隙内に強誘電性液晶を封入して液晶層 12が形成されている。更に、ガラス基板 5及びガラス基板 7の外面に、偏光板 13及び偏光板 14 が夫々設けられている。

[0036] 次に、このような液晶表示装置の製造方法について説明する。 TFTを有する一方のガラス基板 5に平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタクトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成する。次いで、第 1種スぺーサ 10を形成し、配向膜 8を設ける。他方のガラス基板 7に ITOを成膜して共通電極 6形成し、配向膜 9を設ける。更に、第 2種スぺーサ 11をガラス基板 5に形成する。これらのガラス基板 5, 7にラビング処理を施した後、ガラス基板 7にシールを形成して、両ガラス基板 5 , 7を貼り合わせる。

[0037] この貼り合わせを行うときの温度（135°C程度）は、第 1種スぺーサ 10のガラス転移温度よりも低くする。したがって、図 2に示すように外力が加わっても、第 1種スぺーサ 10はその剛性によってストッパとして機能するため、セル構造が潰されることはなぐ所定長のセルギャップが維持される。このように、ガラス転移温度が高い第 1種スぺーサ 10は、貼り合わせ時のセルギャップを保持する機能を果たす。

[0038] このようにして作製した空パネルに、注入口カゝら液晶材料を加温して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止する。相転移温度まで加温した後、直流電圧を印加することにより配向処理を行い、再び室温まで冷却する。

[0039] この液晶材料を注入するときの温度（110°C程度）は、第 2種スぺーサ 11のガラス転移温度よりも高くする。よって、図 3に示すように、液晶材料の注入時には、線膨張係数が大きい第 2種スぺーサ 11により、所定長のセルギャップが維持される。また、第 2種スぺーサ 11のガラス転移温度が液晶材料の相転移温度よりも低、。したがつて、注入後の冷却過程では、液晶材料が相転移するまで、第 2種スぺーサ 11は、ガラス転移温度を超えないので、大きな線膨張係数で推移する。以上のことから、液晶材料へのストレスは小さくなる。

[0040] ガラス転移温度が低ヽ第 2種スぺーサ 11は、基板の貼り合わせ後に接着性を呈し、ガラス基板 5, 7を接着させて、セルギャップの縮小だけでなく拡大をも制御する。 [0041] 図 4は、本発明による液晶表示装置の他の例の液晶パネル 1を示す断面図である。図 4において、図 1と同一部分には同一番号を付してそれらの説明を省略する。図 4 に示す例では、第 1種スぺーサ 10及び第 2種スぺーサ 11を積層させた構成をなしている。この例でも、上述した例と同様の効果を奏することは勿論である。また、スぺーサ占有面積を狭くできるので、有効表示領域の拡大を図れる。

[0042] 次に、本発明の具体的な実施例及び比較例に関し、その製造工程と製造された液晶表示装置の特性とについて説明する。なお、実施例 1及び 2は図 1に示す構成例に該当し、実施例 3は図 4に示す構成例に該当する。

[0043] (実施例 1)

TFTを有する一方のガラス基板 5に厚さ 2. 5 mの平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタタトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成した。次いで、線膨張係数が 335ppm、圧縮弾性率が 590MPa、ガラス転移温度が 150 °Cである第 1種スぺーサ 10を、面積率 5%、高さ 1. 8 mで形成し、更にポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 8を形成した。他方のガラス基板 7に ITOを成膜して共通電極 6を形成し、同じくポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 9を形成した。

[0044] 更に、硬化後の線膨張係数が 249ppm、圧縮弾性率が 339MPa、ガラス転移温度が 108°Cであるアクリル系レジストにより、第 2種スぺーサ 11を面積率 5%でガラス基板 5に形成し、 100°C, 10分で仮硬化した後、ラビング処理を施した。また、ガラス基板 7にラビング処理を施した後、シールを形成して、両ガラス基板 5, 7をラビング方向が平行となるように貼り合わせた。これを真空パックに封入し、 135°C, 90分の焼成を行って、空パネルを作製した。

[0045] 作製した空パネルに、単安定型強誘電性液晶をカイラルネマティック状態に加温（ 110°C)して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止した。このパネルを、カイラルネマティック状態まで加温し、 N *— Sc *転移温度前後にわたつて、セル間に 12Vの直流電圧を印加することで配向処理を行った。この状態から室温まで徐冷した。

[0046] この液晶パネルでは、配向処理直後に液晶層方向に配向欠陥は発生しな力つた。

また、温度変化に伴っても、配向欠陥は発生しな力つた。 [0047] この液晶パネルに、プッシュプルゲージを用いて、一辺 lcmの矩形領域に荷重を力け、耐荷重試験を行った結果、 21. 6 X 10⁴ Paの荷重をかけたときに初めて配向欠陥が発生し、黒状態が破壊された。

[0048] (実施例 2)

TFTを有する一方のガラス基板 5に厚さ 2. 5 mの平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタタトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成した。次いで、線膨張係数が 529ppm、圧縮弾性率力 58MPa、ガラス転移温度が 150 °Cである第 1種スぺーサ 10を、面積率 5%、高さ 1. で形成し、更にポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 8を形成した。他方のガラス基板 7に ITOを成膜して共通電極 6を形成し、同じくポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 9を形成した。

[0049] 更に、硬化後の線膨張係数が 330ppm、圧縮弾性率が 310MPa、ガラス転移温度が 108°Cであるアクリル系レジストにより、第 2種スぺーサ 11を面積率 5%でガラス基板 5に形成し、 100°C, 10分で仮硬化した後、ラビング処理を施した。また、ガラス基板 7にラビング処理を施した後、シールを形成して、両ガラス基板 5, 7をラビング方向が平行となるように貼り合わせた。これを真空パックに封入し、 135°C, 90分の焼成を行って、空パネルを作製した。

[0050] 作製した空パネルに、単安定型強誘電性液晶をカイラルネマティック状態に加温（ 110°C)して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止した。このパネルを、カイラルネマティック状態まで加温し、 N *— Sc *転移温度前後にわたつて、セル間に 12Vの直流電圧を印加することで配向処理を行った。この状態から室温まで徐冷した。

[0051] この液晶パネルでは、配向処理直後に液晶層方向に配向欠陥は発生しな力つた。

また、温度変化に伴っても、配向欠陥は発生しな力つた。

[0052] この液晶パネルに、プッシュプルゲージを用いて、一辺 lcmの矩形領域に荷重を力け、耐荷重試験を行った結果、 25. 5 X 10⁴ Paの荷重をかけたときに初めて配向欠陥が発生し、黒状態が破壊された。

[0053] (実施例 3)

TFTを有する一方のガラス基板 5に厚さ 2. 5 mの平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタタトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成した。次いで、線膨張係数が 335ppm、圧縮弾性率が 590MPa、ガラス転移温度が 150 °Cである第 1種スぺーサ 10を、面積率 10%、高さ 1. で形成し、更にポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 8を形成した。他方のガラス基板 7に ITOを成膜して共通電極 6を形成し、同じくポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 9を形成した。

[0054] 更に、硬化後の線膨張係数が 249ppm、圧縮弾性率が 339MPa、ガラス転移温度力 S 108°Cであるアクリル系レジストにより、第 2種スぺーサ 11を、既に形成されている第 1種スぺーサ 10上に面積率 2%で形成し、 100°C, 10分で仮硬化した後、ラビング処理を施した。また、ガラス基板 7にラビング処理を施した後、シールを形成して、両ガラス基板 5, 7をラビング方向が平行となるように貼り合わせた。これを真空パックに封入し、 135°C, 90分の焼成を行って、空パネルを作製した。

[0055] 作製した空パネルに、単安定型強誘電性液晶をカイラルネマティック状態に加温（ 110°C)して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止した。このパネルを、カイラルネマティック状態まで加温し、 N *— Sc *転移温度前後にわたつて、セル間に 12Vの直流電圧を印加することで配向処理を行った。この状態から室温まで徐冷した。

[0056] この液晶パネルでは、配向処理直後に液晶層方向に配向欠陥は発生しな力つた。

また、温度変化に伴っても、配向欠陥は発生しな力つた。

[0057] この液晶パネルに、プッシュプルゲージを用いて、一辺 lcmの矩形領域に荷重を力け、耐荷重試験を行った結果、 21. 6 X 10⁴ Paの荷重をかけたときに初めて配向欠陥が発生し、黒状態が破壊された。

[0058] (比較例 1)

TFTを有する一方のガラス基板 5に厚さ 2. 5 mの平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタタトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成した。次いで、線膨張係数が 63ppm、圧縮弾性率が 934MPa、ガラス転移温度が 200 °Cであるスぺーサ (本発明の第 1種スぺーサ 10に相当）を、面積率 5%、高さ 1. 8 μ mで形成し、更にポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 8を形成した。他方のガラス基板 7に ITOを成膜して共通電極 6を形成し、同じくポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 9を形成した。

[0059] 両ガラス基板 5, 7に、レイヨンのパフによりラビング処理を施した。更に、線膨張係数が 61ppm、圧縮弾性率が 256MPa、ガラス転移温度が 100°Cである平均粒径約 4 μ mの接着ビーズ (本発明の第 2種スぺーサ 11に相当）を、約 100個 Zmm²の密度でガラス基板 5に散布した。また、ガラス基板 7にシールを形成して、両ガラス基板 5, 7をラビング方向が平行となるように貼り合わせた。これを真空パックに封入し、 13 5°C, 90分の焼成を行って、空パネルを作製した。

[0060] 作製した空パネルに、単安定型強誘電性液晶をカイラルネマティック状態に加温（ 110°C)して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止した。このパネルを、カイラルネマティック状態まで加温し、 N *— Sc *転移温度前後にわたつて、セル間に 12Vの直流電圧を印加することで配向処理を行った。この状態から室温まで徐冷した。

[0061] この液晶パネルでは、配向処理直後に液晶層方向に配向欠陥が発生した。

[0062] (比較例 2)

TFTを有する一方のガラス基板 5に厚さ 2. 5 mの平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタタトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成し、更にポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 8を形成した。他方のガラス基板 7に ITO を成膜して共通電極 6を形成し、同じくポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 9を形成した。両ガラス基板 5, 7に、レイヨンのパフによりラビング処理を施した。

[0063] 粒径 1. 8 /z mのシリカビーズ (第 1種スぺーサ 10に相当）と、線膨張係数が 61ppm 、圧縮弾性率が 256MPa、ガラス転移温度が 100°Cである平均粒径約 4 μ mの接着ビーズ (第 2種スぺーサ 11に相当）とを、夫々約 100個 Zmm²の密度でガラス基板 5 に散布した。また、ガラス基板 7にシールを形成して、両ガラス基板 5, 7をラビング方向が平行となるように貼り合わせた。これを真空パックに封入し、 135°C, 90分の焼成を行って、空パネルを作製した。

[0064] 作製した空パネルに、単安定型強誘電性液晶をカイラルネマティック状態に加温（ 110°C)して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止した。このパネルを、カイラルネマティック状態まで加温し、 N *— Sc *転移温度前後にわたつて、セル間に 12Vの直流電圧を印加することで配向処理を行った。この状態から室温まで徐冷した。

[0065] この液晶パネルでは、配向処理直後に液晶層方向に配向欠陥は発生しな力つた。

また、温度変化に伴っても、配向欠陥は発生しな力つた。この液晶パネルに、プッシュプルゲージを用いて、一辺 lcmの矩形領域に荷重をかけ、耐荷重試験を行った結果、 9. 8 X 10⁴ Paの荷重をかけたところで配向欠陥が発生し、黒状態が破壊された

[0066] なお、比較例 2において、接着ビーズの密度を 100個 Zmm²以上とした場合には、配向処理後に配向欠陥が発生し、温度変化によってその配向欠陥の発生量が増大した。これは、接着ビーズの線膨張係数が小さいことに起因している。

[0067] (比較例 3)

TFTを有する一方のガラス基板 5に厚さ 2. 5 mの平坦ィ匕榭脂層 2を設け、コンタタトホール 3を形成した後、 ITOを成膜してパターユングにより画素電極 4を形成した。次いで、線膨張係数が 335ppm、圧縮弾性率が 590MPa、ガラス転移温度が 150 °Cであるスぺーサ（第 1種スぺーサ 10に相当）を、面積率 5%、高さ 1. で形成し、更にポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 8を形成した。他方のガラス基板 7に I TOを成膜して共通電極 6を形成し、同じくポリイミドの成膜 Z焼成によって配向膜 9 を形成した。両ガラス基板 5, 7に、レイヨンのパフによりラビング処理を施した。

[0068] 線膨張係数が 61ppm、圧縮弾性率が 256MPa、ガラス転移温度が 100°Cである平均粒径約 4 μ mの接着ビーズ（第 2種スぺーサ 11に相当）を、約 100個 Zmm²の密度でガラス基板⁵に散布した。また、ガラス基板⁷にシールを形成して、両ガラス基板 5, 7をラビング方向が平行となるように貼り合わせた。これを真空パックに封入し、 135°C, 90分の焼成を行って、空パネルを作製した。

[0069] 作製した空パネルに、単安定型強誘電性液晶をカイラルネマティック状態に加温（ 110°C)して加圧注入し、注入完了後、室温まで冷却して注入口を封止した。このパネルを、カイラルネマティック状態まで加温し、 N *— Sc *転移温度前後にわたつて、セル間に 12Vの直流電圧を印加することで配向処理を行った。この状態から室温まで徐冷した。 [0070] この液晶パネルでは、配向処理直後に液晶層方向に配向欠陥は発生しな力つた。また、温度変化に伴っても、配向欠陥は発生しな力つた。この液晶パネルに、プッシュプルゲージを用いて、一辺 lcmの矩形領域に荷重をかけ、耐荷重試験を行った結果、 15. 7 X 10⁴ Paの荷重をかけたところで配向欠陥が発生し、黒状態が破壊された

[0071] 以上のように、比較例 1では配向処理直後に配向欠陥が発生した。また、比較例 2 , 3では、配向処理直後に配向欠陥が発生しな力つたものの、 9. 8 X 10⁴ Pa (比較例 2)、 15. 7 X 10⁴ Pa (比較例 3)の耐荷重し力得られておらず、耐荷重特性は良くない。一般的な液晶表示装置における耐荷重の目標値は 19. 6 X 10⁴ Paであり、比較例 2, 3は何れも、この目標値を達成できていない。

[0072] これに対して、実施例 1一 3にあっては、配向処理直後に配向欠陥が発生しないことは勿論であり、実施例 1 , 3では、 21. 6 X 10⁴ Paの耐荷重が得られて上記目標値を達成できており、また、実施例 2では 25. 5 X 10⁴ Paという更に大きい耐荷重を実現できている。

Claims

請求の範囲

[1] 対向する基板間の空隙に液晶材料が封入されており、前記基板間の空隙を維持するための複数種のスぺーサを設けている液晶表示装置において、前記複数種のスぺーサは、線膨張係数が lOOppm以上であって圧縮弾性率が lOOMPa以上である第 1種スぺーサと、線膨張係数が 200ppm以上であって圧縮弾性率が lOOMPa 以上である第 2種スぺーサとを含んでおり、前記第 1種スぺーサのガラス転移温度が前記第 2種スぺーサのガラス転移温度より高いことを特徴とする液晶表示装置。

[2] 前記第 1種スぺーサの線膨張係数は 300ppm以上であることを特徴とする請求項 1 記載の液晶表示装置。

[3] 前記第 1種スぺーサの圧縮弾性率は 500MPa以上であることを特徴とする請求項

1記載の液晶表示装置。

[4] 前記第 2種スぺーサの線膨張係数は 300ppm以上であることを特徴とする請求項 1 記載の液晶表示装置。

[5] 前記第 2種スぺーサの圧縮弾性率は 500MPa以上であることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置。

[6] 前記第 1種スぺーサ及び前記第 2種スぺーサを積層していることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の液晶表示装置。

[7] 第 1種スぺーサと該第 1種スぺーサよりガラス転移温度が低い第 2種スぺーサとを含む複数種のスぺーサを介在させて複数の基板を貼り合わせ、前記基板間の空隙に液晶材料を注入する液晶表示装置の製造方法であって、前記基板を貼り合わせるときの温度を、前記第 1種スぺーサのガラス転移温度より低くし、前記液晶材料を注入するときの温度を、前記第 2種スぺーサのガラス転移温度より高くすることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

[8] 前記第 2種スぺーサのガラス転移温度は、前記液晶材料の相転移温度以下であることを特徴とする請求項 7記載の液晶表示装置の製造方法。

[9] 前記第 1種スぺーサは、線膨張係数が lOOppm以上であって圧縮弾性率が 100M Pa以上であり、前記第 2種スぺーサは、線膨張係数が 200ppm以上であって圧縮弹性率が lOOMPa以上であることを特徴とする請求項 7または 8記載の液晶表示装置の製造方法。

前記第 2種スぺーサは、前記基板を貼り合わせた後に接着性を呈することを特徴とする請求項 7乃至 9のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。