【事件の表示】
　特許第２９６８６６５号「液晶表示素子の製造方法」の請求項２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９６８６６５号の請求項２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第２９６８６６５号の請求項２に係る発明についての出願は、平成５年５月２５日（国内優先日平成４年５月２５日及び平成４年７月３日）に特許出願され、平成１１年８月２０日にその特許の設定登録がなされ、その後、セイコーエプソン株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年９月１８日に訂正請求がなされたものである。
　　　
２．訂正の適否についての判断
2．1  訂正の内容
　特許権者の求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
　　　
　訂正事項：
　特許請求の範囲の請求項２の、
「対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを測定する工程と、
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。」を、
　　　
「対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって測定する工程と、
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。」と訂正する。
　　　
2．2 訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項は、特許請求の範囲に記載された、「２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを測定する工程」を、より具体的下位概念である「２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって測定する工程」と限定しようとするものであり、特許請求の範囲の減縮に該当する。そして、上記訂正事項は、特許明細書の段落【０１１０】の記載に基づくものであり、しかも実質上特許請求の範囲を拡張、又は変更するものではない。
　　　　
2．3 結論
　以上のとおりであるから、本件訂正は、特許法第１２０条の４第２項並びに第３項で準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　　　　　　　
３．特許異議申立てについて
3．1 特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、甲第１号証として特開昭５６−１２８９１９号公報（以下、「刊行物１」という。）を提出して、本件の訂正前の特許請求の範囲の請求項２に係る発明は、刊行物１に記載された発明であるか、或いは、同発明から当業者が容易に発明をすることができたものであるから、上記本件発明の特許は、取り消すべき旨主張している。
　　　　　　　　
3．2 本件発明
　本件特許第２９６８６６５号の請求項２に係る発明（以下、「本件発明」という。）は、訂正された特許明細書の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項２に記載された次のとおりのものである。
　　
「対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって測定する工程と、
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。」
　　　
3．3 刊行物１の記載内容
　刊行物１には、
「本発明は、シリコン基板等にスイッチング素子と電荷蓄積用コンデンサを集積した半導体基板と、一方の面に透明電極を付したガラス電極板との間に液晶材料を介在せしめた画像表示パネルの製造方法に関するもので、厚みムラを改善し、全画面均一にムラのない良好な画像を表示できる画像表示装置を提供することを目的とする。」（第１頁右下欄第１行〜第７行）、
　　　　
「本発明は、上記問題を解消させる観点から、各種の悪影響を及すスペーサ材を採用せず、厚みムラのない画像表示パネルを製造する方法を提供するものである。」（第４頁左上欄第１０行〜第１３行）、
　　　　
「第５図ｃに示すパネルのようにガラス電極板１４とシリコン基板１３の中央部の隙間Ｃが周辺部の隙間Ａより小さい場合は、液晶材料１６を密封した状態で液晶材料１６の圧力を大気圧より僅かに高くして、圧力差ｐを発生させる。この圧力差ｐは、シリコン基板１３とガラス電極板１４の表面に直角方向に作用し、液晶材料１６の付着張力による影響を打ち消し、さらにシリコン基板１３の表面層１８の集積加工による影響で加工面側に凸に湾曲している状態から、シリコン基板１３がほぼ真直な状態になるに適切な圧力とする。この圧力差ｐにより、第５図ｃの状態からパネル前面に渡り均一でむらの少ない隙間Ａに液晶材料が密閉されたパネルとなる。このパネルの状態を第８図に示す。・・・第５図ｃとは反対の、第９図に示すような中央部の隙間Ｃ′が周辺部の隙間Ａより大きいパネルができる。このような場合には、第１０図に示すように、液晶材料１６を密閉した状態で、液晶材料１６の圧力を大気圧より僅かに低くして、圧力差ｐ′を発生させる。この圧力差ｐ′は、シリコン基板１３の表面層１８側が凹の状態からはぼ真直な状態になるに適切な圧力とすることにより、パネル全面に渡り均一でならの少ないパネルが得られる。次に、パネルに厚みむらがある即ちシリコン基板１３が変形している第５図ｃあるいは第９図の状態から、シリコン基板１３がほぼ真直で厚みむらのない状態になるのに適切な圧力差ｐの設定方法の具体例について第１１図に示す。本方法は、簡単でかつ確実にパネルの厚みむらを矯正することができる優れた製造方法である。即ち、液晶材料１６を注入した状態で厚みむらを有する第５図ｃあるいは第９図に示すパネルを、多数の吸着孔２８をもつ真空チャック２６の平面度精度の良い吸着面２７上に設置する。次に、真空チャック２６を作動させ、吸着圧力Ｖによりシリコン基板１３の裏面全体を平面度精度の良い吸着面２７に吸着させることにより、吸着面２７の表面に沿って矯正されシリコン基板１３が真直になり厚みむらがなくなった状態で、注入孔２３をエポキシ系樹脂やインジウム等の封孔剤２４で封止して、完全に封止できた状態で、真空チャック２６を停止させ、パネルを取りはずせば完了である。」（第４頁左上欄第１９行〜右下欄第６行）、
　　　　
「なお、本工程では、パネルを真空チャック２６の吸着面２７に吸着し、厚みむらが少なくなった状態を確認する方法として、ナトリウムランプ光線下でニュートンリングの数で容易に判別ができる。したがって、ニュートンリングの数が少なくなったことを確認して封孔できるため、実験的にも生産的にも非常に能率良く正確に行うことができる。」（第５頁左上欄第５行〜第１２行）、
　　　
「以上本発明は、画像表示パネルの製造において各種の悪影響を及すアルミナ粒子やガラスファイバ等のスペーサを用いず、均一で厚みむらのない液晶層が形成でき、性能的に優れた画像表示パネルを製造できる生産的で安価な製造方法を提供するものである。」（第５頁右上欄第１４行〜第１９行）と記載されている。
　　　
　上記によれば、刊行物１には、「スペーサ材を採用せず、厚みムラのない画像表示パネルの製造方法」について記載され、該「厚みムラ」は、液晶材料への圧力を加減することで調整するものであり（第４頁左上欄第１９行〜右下欄第６行）、該「調整」は、ナトリウムランプ光線下でニュートンリングの数を判別することで行うものである（第５頁左上欄第５行〜第１２行）。
　したがって、刊行物１には、「画像表示パネルの厚みムラを、ナトリウムランプ光線下でニュートンリングの数を判別し、その判別結果に基づいて、該厚みムラを液晶材料への圧力を加減することで調整することを特徴とする、スペーサ材を採用せず、厚みムラのない画像表示パネルの製造方法」の発明（以下、「引用発明」という。）が記載されている。
　　　　　
　４．対比判断
　本件発明と引用発明とを対比すると、引用発明は、「画像表示パネルの厚みムラを、ナトリウムランプ光線下でニュートンリングの数を判別し、その判別結果に基づいて、該厚みムラを液晶材料への圧力を加減することで調整する」のに対して、本件発明は、「２つの基板間に注入された液晶層の中央部の厚みを、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって測定し、該厚みの測定結果に基づいて、２つの基板間の中央部での離隔距離を機械的に調整する」点で明確に相違する。また、刊行物１には、本件発明の構成要件である、「２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって測定する工程と、該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程」について記載されておらず、示唆されていない。
　一方、本件発明は、上記構成により、スペーサが存在しなくても、液晶層の厚さが均一で且つ製造誤差の少ない液晶表示素子が得られ、しかも基板間の中央部での離隔距離を高精度で調整することができ、容易に自動化することができる、という顕著な効果を奏するものである。したがって、本件発明が、刊行物１に記載された発明であるとすることができず、また、同発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることができない。
　　　
５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては本件請求項２に係る発明の特許を取り消すことができない。
　また、他に本件請求項２に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【訂正の要旨】
　訂正事項：
　特許請求の範囲の請求項２の、
「対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを測定する工程と、
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。」を、
「対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって測定する工程と、
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
液晶表示素子の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　第１基板と第２基板との間隙を設定するスペーサが混入したシール材を、
該
該
　該シール材を硬化させる工程と、
　
該
該
該
　を含む液晶表示素子の製造方法。
　【請求項２】　対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを
、該液晶層の中央部に可視光光線を偏光板を介して走査して生じる透過光強度の波長依存性を評価することによって
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。
　【請求項３】　一対の基板が、該一対の基板間のギャップを決定するスペーサを混入したシール材によって相互に固定され、基板間のギャップの中央付近の表示領域に於いてスペーサが配置されていない該一対の基板間に液晶を保持している液晶表示素子を製造する製造方法に於いて、
　重ね合わせる複数の圧力媒体の内、少なくとも一種類が、貼り併せられた該一対の基板と同等以上の平滑性を有し、且つ貼り合わせられた該一対の基板よりも高いたわみ強度を有する加圧材であって、該一対の基板と圧力媒体との平滑な面が接触するように配置されており、
　複数の圧力媒体を含む複合緩衝材料を用いて、該一対の基板の内の一方の基板全面を押圧する工程と、
　
該
　を含む液晶表示素子の製造方法。
　【請求項４】　一対の基板が、該一対の基板間のギャップを決定するスペーサを混入したシール材によって相互に固定され、基板間のギャップの中央付近の表示領域に於いてスペーサが配置されていない該一対の基板間に液晶を保持している液晶表示素子を製造する製造方法に於いて、
　該シール材の粘度及び押圧応力は、シール材の応力−歪み特性の粘度依存性に基づいて決定されており、
　該一対の基板の少なくとも一つの基板を、スペーサによって定められるギャップの距離に基づいて定められる押圧力で押圧する工程と、
　該一対の基板の一方の基板に
該
　該シール材を硬化させる工程と
　を含む液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、２つの基板の間に液晶層を挟んだ液晶表示素子の製造方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　上述した液晶表示素子は、対向配設した２つの基板の間を、一部を除いてシール材にてシールし、その一部である注入口より内部に液晶を注入することにより行われる。その注入は、従来、内部雰囲気圧を調整可能とした室内に液晶槽を備えた液晶注入装置により行われている。例えば室内を真空ポンプにて１０−３ｔｏｒｒ近傍まで真空引きした後、液晶表示素子の注入口を下にした状態で液晶槽に貯留された液晶に注入口を浸漬し、その後室内を大気圧にまで戻すことにより、シール材にてシールされた２つの基板の間に液晶を注入させ、最後に注入口にディスペンサー等により紫外線硬化樹脂を塗布し、その樹脂に紫外線を照射することにより注入口を封止することが行われている。
　【０００３】
　ところで、液晶の注入は、複数の液晶表示素子に対して同時に行われ、注入口の封止は液晶表示素子の全てに液晶が注入された時に行われる。従って、従来の場合に於いて、複数の液晶表示素子全部に液晶が充填されたのちに注入口の封止が行われる。一方、複数の液晶表示素子全部に亘り、各液晶表示素子毎の最適な液晶注入の時間が異なる。その結果、液晶表示素子の２つの基板の間のギャップ（以下、セル厚という）が、該最適な液晶の注入時間よりも実際の液晶注入時間が長いものほど厚くなり、各液晶表示素子間でセル厚がばらつくという問題があった。
　【０００４】
　また、このようにセル厚がばらつくと、セル厚が厚くなった液晶表示素子とセル厚が薄くなった液晶表示素子とでは表示される色相にばらつきが生じ、また液晶の応答速度の相違や、液晶の表示状態と非表示状態とが切り替わる駆動電圧の閾値のばらつき等が発生するので、表示品位の低下が招来される。なお、セル厚を各液晶表示素子間で一定とするには、２つの基板の間にプラスチックビーズ、ガラスファイバー等のスペーサを介在させる方法があるが、この方法による場合にはスペーサが存在する近傍では液晶の配向が乱れ、これにより表示品位が低下するという難点がある。
　【０００５】
　図４２は、他の従来の液晶表示素子の一例を示す平面図であり、図４３は、図４２中の切断面線Ｇ−Ｇから見た断面図である。従来の液晶表示素子６１は、ガラスなどの透光性を有する第１基板６２及び第２基板６３の間に、シール材６４によって液晶が封入されて液晶相６６が形成されている。液晶層６６及びシール材６４中に、樹脂やガラス等が球状や円筒状に形成されたスペーサ６５が混入されている。スペーサ６５と各基板６２、６３とが密着することによって、第１基板６２と第２基板６３との間隙、即ち液晶層６６の膜厚を設定している。
　【０００６】
　第１基板６２及び第２基板６３の液晶層６６側の表面に於いて、単純マトリクス動作やアクティブマトリクス動作を行って、表示画像の絵素毎に液晶へ電圧を印加するための電極と、液晶分子の配向を決定する配向膜とが形成されており、必要に応じて、カラーフィルタ層や遮光層が形成される。尚、アクティブマトリクス動作の場合に於いて、絵素電極への印加電圧を制御するスイッチング素子が、アモルファスＳｉや、多結晶ＳｉなどからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等で構成されて、一方の基板表面に形成される。
　【０００７】
　以下、従来の液晶表示素子６１の製造方法について説明する。まず、予め電極や配向膜が第１基板６２及び第２基板６３を用意して、第１基板６２の表面の周囲に、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等のシール材６４をスクリーン印刷法等を用いて、開口部６７を残して塗布した後に、スペーサを１ｍｍ２当り１００ないし５０個の分布密度となるように、湿式散布法や乾式散布法を用いて散布する。
　【０００８】
　次に、第２基板６３と第１基板６２との位置合わせを行って、相互に固定した後、加熱や紫外線照射によって、シール材６４を硬化させて、液晶セルを組み立てる。
　【０００９】
　次に、得られた液晶セル内に液晶を注入するため、液晶セル内の空気を真空排気した後、開口部６７から液晶を注入して、開口部６７を別のシール材６８でシールすることによって、液晶表示素子が得られる。尚、この後、必要に応じて、基板の整形工程や分断工程、あるいは偏光板や光反射板の貼付け工程等が行われる。
　【００１０】
　しかしながら、従来の液晶表示素子６１は、液晶層６６の中に、スペーサ６５が存在するため、以下のような問題点を有している。（１）基板６２表面にスペーサ６５を散布する際に、スペーサ６５が数個から数十個の単位で凝集する傾向があり、そのため、液晶層の膜厚が不均一になったり、凝集部分の光透過率が低下して表示不良となる。（２）スペーサ６５の近傍にある液晶分子の配向が不均一となり、その部分の光変調効率が低下したり、スペーサ６４自身の光の透過により光漏洩が生じ、表示不良やコントラストの低下となる。（３）液晶セル内に液晶を注入する際に、注入時間の調整によって液晶層の膜厚を調整しているため、複数個の液晶セルに対して同時に液晶注入処理を行うと、液晶セルの組立誤差や加工精度誤差等の影響により、各液晶表示素子毎に液晶層の膜厚に変動が生じコントラスト不良となる。このような問題点は、特に液晶表示素子を用いた投影装置に於いて、表示画像を拡大する場合に顕著になる。
　【００１１】
　貼り合わせ工程に於ける他の従来技術の製造方法を図４４に示す。まず、一方の基板６３上に、基板間のギャップ制御のためのスペーサ６５を混入した熱硬化性樹脂からなるシール材６４を、シールパターンに沿ってスクリーン印刷法により塗布し、もう一方の基板６２全面にも、ギャップ制御のためのスペーサ６５を散布する。このとき、散布するスペーサ６５の量は、１００〜１５０個／ｍｍ２程度である。次に、これら一対の基板６２、６３を貼り合わせる。緩衝材６８を装着した上定盤６７と、下定盤６９とを備える押圧装置により、基板６２、６３全面に均等に圧力が加わるように、押圧荷重７０で押圧した。各基板６２、６３を押圧装置に保持した状態で加熱し、シール材６４を硬化させる。従って、基板６２、６３間のギャップは、シール材６４に混入したスペーサ６５と、基板６２全面に散布したスペーサ６５とによって制御されている。
　【００１２】
　前記従来の方法に於いて、均一なギャップの液晶表示素子を実現するために、スペーサ６５の散布は必要不可欠となる。シール材６４に混入したスペーサ６５の所定のギャップ迄、シール材６４を押し潰すために、大きな荷重７０を加える必要がある。この荷重７０を支え、且つ基板６２、６３間を均一なギャップに保持するには、スペーサ６５を大量に散布する必要がある。スペーサ６５のこのような大量の散布は、下記の新たな問題点を発生させる。（１）画像を表示する表示領域に大量のスペーサ６５が存在することにより、前記開口率が低下し、及びこれによる表示品位の低下、コントラストの低下が生じる。（２）スペーサ６５が、数個〜数十個凝集することによる光漏洩によって点輝点が発生し、表示品位が低下する。（３）基板６２、６３の押圧時に於ける薄膜トランジスタ等のスイッチング素子の破壊による画素欠陥が発生する。
　【００１３】
　また、スペーサ６５を散布しない従来の製造方法の場合、前記表示部にギャップ制御のための媒体が存在していないため、前記押圧動作により表示部の基板６２、６３が凹形状あるいは凸形状になり易く、均一なギャップを実現することが出来ない。その結果、表示品位の低下を招く。また、表示素子のサイズが、例として、一辺が２５ｍｍを超える程度に大きくなる場合に於いて、前記セルギャップを均一に形成することが困難である。
　【００１４】
　従来技術に於いて、スペーサレスの液晶表示素子のサイズは、主に１インチ前後とされており、特に１インチを超えるスペーサレスの液晶表示素子に於ける液晶の注入は、真空注入法によると以下のような問題点を生じる。
　【００１５】
　（１）従来技術のように、真空注入法で液晶の注入を行う場合、一対の基板が封入されているチェンバー内を真空に引き、液晶表示素子を液晶槽中に漬ける。この後、チェンバー内を一気に大気圧に戻してしまうと、液晶表示素子の内部と外部との圧力差によって両基板にたわみが生じ、このたわみがセルギャップよりも大きくなると、前記一対の基板が接触してしまう。このようにして、上下基板が接触することにより、更に以下のような問題点が発生する。
　【００１６】
　（１ａ）ＴＦＴ基板の上に形成されているスイッチング素子等の素子の破壊の原因になったり、両基板の表面に形成された配向膜に損傷を与え、液晶分子の配向不良をもたらす。
　【００１７】
　（１ｂ）液晶が両基板間に進入し難くなり、両基板間に完全に注入される迄、多大な時間を要する。これにより、製造工程が長時間を要するという問題点がある。更に、最終的に両基板が接触したままである場合、液晶の注入不良を発生する。
　【００１８】
　（２）スペーサレスの液晶表示素子のサイズは、主に１インチ前後であるため、圧力差による両基板のたわみは微小であり、問題にならなかったが、１インチを超えるサイズの液晶表示素子に於いて、使用されるガラス基板の物理的性質（厚さとヤング率）によって、上記の問題点が発生する場合がある。
　【００１９】
　本発明は、このような従来の課題を解決すべくなされたものである。
　【００２０】
　本発明の第１の目的は、液晶層の中にスペーサが存在しないことにより、高品質の画像表示を実現することができる液晶表示素子及びその製造方法を提供することである。
　【００２１】
　本発明の第２の目的は、表示部にスペーサを介在させることなく表示用の基板の中央部に於いて凹凸が発生する事態を防止し、表示欠陥の発生を防止し、表示領域を拡大することが出来、しかも開口率が増大され、高コントラストの表示を実現することができる液晶表示素子を提供することである。
　【００２２】
　本発明の第３の目的は、スペーサを用いることなく液晶表示素子の一対の基板間のギャップを一定にすることができる液晶表示素子の製造方法を提供すること
　【００２３】
　【００２４】
　【００２５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１基板と第２基板との間隙を設定するスペーサが混入したシール材を、
該
該
該
又は該
該
該
該
　【００２６】
　【００２７】
　本発明の液晶表示素子の製造方法は、対向配設された２つの基板の周縁部に一部を除いてシール材を設ける工程と、
　該一部である液晶注入口に、所要注入液晶量よりも多量の液晶をセットする工程と、
　セットされた液晶を、該２つの基板の内部と外部との圧力差により、２つの基板間に注入させる工程と、
　該２つの基板間に注入された該液晶層の中央部の厚みを測定する工程と、
　該厚みの測定結果に基づいて該２つの基板間の該中央部での離隔距離を機械的に調整し、該注入口から液晶を注入させ、又は排出させる工程と、
　該注入口を封止する工程と、を含んでおり、そのことにより、上記目的を達成することができる。
　【００２８】
　本発明に於いて、前記離隔距離の機械的調整を、２つの基板の両方を保持したまま両方の基板を離隔又は接近させる機構により行う場合がある。
　【００２９】
　【００３０】
　【００３１】
　【００３２】
　【００３３】
　【００３４】
　【００３５】
　本発明の液晶表示素子の製造方法は、一対の基板が、該一対の基板間のギャップを決定するスペーサを混入したシール材によって相互に固定され、基板間のギャップの中央付近の表示領域に於いてスペーサが配置されていない該一対の基板間に液晶を保持している液晶表示素子を製造する製造方法に於いて、重ね合わせる複数の圧力媒体の内、少なくとも一種類が、貼り併せられた該一対の基板と同等以上の平滑性を有し、且つ貼り合わせられた該一対の基板よりも高いたわみ強度を有する加圧材であって、該一対の基板と圧力媒体との平滑な面が接触するように配置されており、複数の圧力媒体を含む複合緩衝材料を用いて、該一対の基板の内の一方の基板全面を押圧する工程と、該シール材を硬化させ、該一対の基板を押圧されている状態で、相互に接着する工程とを含んでおり、そのことにより上記目的を達成することができる。
　【００３６】
　本発明に於いて、上記緩衝媒体が、圧力の伝達に等方性を有する媒体であり、ガスあるいは液体のいずれかの相互に独立したセルを含む弾性体、あるいはアルカリハライド結晶粒、あるいはパイロフェライト等の固体の圧力媒体から選ばれた物質である場合がある。
　【００３７】
　【００３８】
　【００３９】
　【００４０】
　【００４１】
　本発明の液晶表示素子の製造方法は、一対の基板が、該一対の基板間のギャップを決定するスペーサを混入したシール材によって相互に固定され、基板間のギャップの中央付近の表示領域に於いてスペーサが配置されていない該一対の基板間に液晶を保持している液晶表示素子を製造する製造方法に於いて、該シール材の粘度及び押圧応力は、シール材の応力−歪み特性の粘度依存性に基づいて決定されており、該一対の基板の少なくとも一つの基板を、スペーサによって定められるギャップの距離に基づいて定められる押圧力で押圧する工程と、該一対の基板の一方の基板に
該
　【００４２】
　本発明に於いて、前記一対の基板の少なくとも一方の基板は、透明電極を有している場合がある。
　【００４３】
　本発明に於いて、前記一対の一方の基板は、液晶の電気光学効果を制御する手段を有している場合がある。
　【００４４】
　本発明に於いて、基板は、シール材の粘度を一定に維持しながら、セルギャップが定められるように押圧される場合がある。
　【００４５】
　本発明に於いて、該基板は、シール材の粘度とシール材への押圧力とを制御することによりセルギャップを定めるように押圧される場合がある。
　【００４６】
　【００４７】
　本発明に於いて、前記シール材は、光により活性化される重合反応開始剤を含む光硬化性樹脂組成物、あるいは該樹脂組成物に於いて、熱により未反応成分の反応が活性化される光硬化と熱硬化併用型樹脂組成物である場合がある。
　【００４８】
　【００４９】
　【００５０】
　【００５１】
　【００５２】
　【００５３】
　【００５４】
　【００５５】
　【００５６】
　【００５７】
　【００５８】
　【００５９】
　【作用】
　本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１基板と第２基板との間隙を設定するスペーサが混入したシール材を、第１基板と第２基板との間に介在させて、シール材が配置されている領域に、切抜き端部を有し、高さ５μｍ〜３０μｍで、周期２００μｍ〜８００μｍの凹凸が両面に形成されている弾性シートを、第１基板又は第２基板の裏面に載置して加圧する工程と、シール材を硬化させる工程と、第１基板、第２基板及びシール材によって形成された空間に液晶を注入する工程とを含んでおり、上記弾性シートの両側に、高さ５μｍ〜３０μｍ、周期２００μｍ〜８００μｍの凹凸が形成されているため、基板に作用する圧力が均一化されて、シール材に混入されているスペーサと各基板との密着が、基板全面に亘って均一となり、シール材の厚さ誤差を低減させることが出来る。
　【００６０】
　本発明にあっては、２つの基板間に注入された液晶層の中央部の厚みを測定し、測定結果に基づいて、２つの基板間の中央部での離隔距離を機械的に調整する。これにより、該注入口から液晶が注入されまたは、排出されることになり、易者押送の中央部の厚みが一定値になる。
　【００６１】
　本発明による場合は、詳述したようにセル厚制御を行いながら液晶を注入し、注入口を封止するので、セル厚を均一且つ一定値にでき、これにより従来に比べ製品の歩留りを大幅に向上させることができ、また、表示むらの発生がなく、しかもコントラストの高い、表示品位の良好な液晶表示素子を提供することができる。
　【００６２】
　液晶表示素子の液晶層内にスペーサがない、もしくはスペーサの散布量を大幅に低減した液晶表示素子を作成することができる。また、本発明の製造方法によれば、従来、たわみ易いために特に製造が困難であった、表示領域にスペーサがない、かつ表示領域のサイズの大きい液晶表示素子に於いても、均一なセルギャップを実現することができる。
　【００６３】
　また、本発明の製造方法に於いて、従来困難であった、基板上に複数個の表示せるに相当する電極群を形成し、同時に貼り合わせる、いわゆる多面取り方式の製造方法により、表示領域にスペーサの内、セルギャップの均一な液晶表示素子を製造することができる。
　【００６４】
　液晶の電気光学的効果を制御するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などのアクティブ素子、あるいは透明電極が形成された第１の絶縁性透明基板と、カラーフィルタ層あるいは遮光膜から構成されるブラックマスクパターンが形成された第２の絶縁性透明基板とを貼り合わせる時に、従来の液晶表示素子の製造方法に於いて、シール材として熱硬化型樹脂を用いているが、本発明に於いて、シール材の硬化工程に於けるシール材の粘度低下をほとんど伴わない紫外線硬化型樹脂を用いる。
　【００６５】
　紫外線硬化型樹脂をスクリーン印刷法により、前記第２の絶縁性透明基板にシール部本体、仮止め、及び該シール材の印刷性と、第１および第２の絶縁性透明基板への押圧工程に於ける該シール材へ加わる押圧圧力の偏り防止を目的としたダミーパターンで、シール材を塗布し、前記第１と第２の絶縁性透明基板を、これらの上の絵素部を相互に位置決めして相互に貼り合わせ、両基板がずれないように前記仮止めパターンのみに紫外線を照射し、該パターンを硬化させる。
　【００６６】
　この後のセルギャップ制御を行う押圧工程のセルギャップ決定因子は、シール材の粘度および該シール材に加わる押圧圧力であり、該シール材の圧力ーセルギャップ特性に基づき決定するものである。粘度一定の条件下で、圧力σとセルギャップｄとは、下記第１式
　【００６７】
　【式１】
　σ＝Ｆｄ２
で近似することができる。第１式の記号Ｆ、ｎは、使用されるシール材に固有の値である。
　【００６８】
　本発明は、この第１式の関係から、適切な樹脂材料を選択することにより、前記圧力σの変動に対して、セルギャップｄのばらつきを小さく、しかも一定の値にできることに基づいて成されたものである
　前記第１式に従い、目的とするセルギャップを設定するときのシール材の粘度と押圧荷重とを決定し、シール材の粘度制御を基板全体の温度制御により行い、所定の押圧荷重にて押圧する。シール材が目標のセルギャップ迄十分に押圧されるまで押圧状態を継続し、セルギャップが目標とする値となった時点で、押圧状態を維持したまま、シール材を硬化させるための、紫外線照射を行う。押圧は、シール材の硬化反応が終了するまで、維持する。
　【００６９】
　この後、硬化したシール材のガラス転位温度以上の温度で基板を加熱する。これにより、押圧工程で発生したガラスの歪みを緩和することができ、より均一なセルギャップを実現することができる。
　【００７０】
　また、シール材が光硬化と熱硬化との併用型樹脂である場合、前記加熱工程を同時に行う。
　【００７１】
　次に、基板を液晶表示素子の形状に分断し、液晶を真空注入法で注入する。このとき、該液晶表示素子に十分に液晶が注入できなかった場合、液晶の注入口を液晶に浸した状態で、該液晶表示素子の液晶層の基板表面を物理的に吸引して、該両基板を相互に反対側に引っ張ることにより、液晶を該液晶表示素子内に矯正的に注入する。この工程をセルギャップを測定しつつ行い、セルギャップが均一となった時点で、液晶注入口に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線照射をおこない、該樹脂を硬化させ注入口を封止する。
　【００７２】
　以上の工程により、スペーサを全く使用しないでセルギャップの均一な液晶表示素子を作成することができる。
　【００７３】
　液晶表示素子の製造工程であるセルギャップ制御を行う押圧工程に於いて、シール材として使用する紫外線硬化樹脂の粘度に対する圧力ーセルギャップ特性を利用することにより、シール材および液晶層内にスペーサを全く具備することなく、セルギャップが均一な液晶表示素子を作成することができる。
　【００７４】
　以上のように本発明によれば、セルギャップを制御するためのスペーサを全く具備することなく、セルギャップの均一な液晶表示素子を作成することができる。従って、従来のように、液晶層中に介在するスペーサによる開口率の低下の問題、スペーサ近傍の液晶の配向不良による表示品位の低下を防止することができ、コントラストの高い表示品位に優れた液晶表示素子を作成することができる。
　セルギャップ制御の押圧工程に於いても、スペーサヘの荷重集中による素子あるいは配向膜の損傷、あるいは応力分布の均一性低下似よるセルギャップむらが生じないため、基板上の液晶の電気光学的効果を制御するためのアクティブ素子、配線材、配向膜等に欠陥が発生せず、製造上の歩留りが向上され、且つ表示特性の均一化を図ることができる。また、スペーサが不要となることにより、生産工程が大幅に簡略化でき、生産コストの削減を図ることができる。
　【００７５】
　また、ａ−ＳｉＴＦＴまたは、多結晶ＳｉＴＦＴが形成された第１の基板と、カラーフィルタ層あるいはブラックマスクパターンが形成された第２の基板とを貼り合わせる時に、液晶層の保持のためガラスファイバー等のスペーサを、シール材を構成する樹脂材料と混合して、シール印刷によって、該第２の基板に塗布した後、第１の基板にはスペーサを散布せずに両方の基板を貼り合わせる。シール材の樹脂として、熱硬化型樹脂または、紫外線硬化型樹脂などが用いられる。
　以後、押圧工程を行い、オーブンによるシール材の硬化、分断作業を経て液晶表示素子を作成する。
　【００７６】
　このようにして、作成された液晶表示素子に、液晶を注入すると、液晶表示素子の前記第１の基板と第２の基板とが、前記注入されてくる液晶と以下のような平衡状態に到達するまで、液晶の注入が行われる。
　【００７７】
　従来技術の製造方法に於いて、液晶表示素子や液晶をセットして、液晶表示素子のシール材で囲まれた表示領域部分の空間の空気層を真空排気する。真空排気を行った後、セットした液晶の脱泡処理が十分に行われてから、液晶槽に液晶表示素子の注入口を漬けて、液晶表示素子の外部の真空を大気圧にして行くと、液晶が前記空間内に侵入し始める。このとき、前記第１の基板と第２の基板との間の表示領域に、セルギャップ保持のためのスペーサがないため、セルギャップが著しく小さくなる。
　【００７８】
　このとき、本来ならば液晶表示素子の周囲の気圧を大気圧迄戻すが、前記のように、液晶表示素子の内部と外部との圧力差による各基板のたわみが、セルギャップより大きいときに、両基板が接触していまう。これにより、液晶の注入不良や配向膜の損傷、これによる液晶の配向不良などが生じる。
　【００７９】
　そこで、本発明に於いて、前記真空下での液晶表示素子の外部の真空状態を対気圧に戻すときの速度または、到達圧力を調節して、液晶表示素子の内部と外部との圧力差が一定に保持されるように、圧力を制御する。これにより、両基板が接触しないようにしている。これにより、液晶表示素子の内部の液晶に気泡がなく、且つ第１の基板と第２の基板との間に、液晶を注入する際に、両基板が接触することがないように出来る。なぜなら、両基板のたわみ量Δｄは、液晶表示素子の内部の圧力と周囲の圧力との差、（Ｐ０−Ｐ１）に比例するからである。即ち、前記Δｄ＝Ｋ（Ｐ０−Ｐ１）と表すことができる。
　【００８０】
　最後に、前記第１の基板と第２の基板との間のセルギャップが液晶注入前の状態まで回復しようとする力と、液晶が両基板間のセルギャップが小さくなるように各基板を引っ張る力とが平衡するが、液晶が両基板を引っ張る力は小さく、両基板は元の形状に復元する。
　【００８１】
　そして、液晶表示素子に液晶が注入、充填された後に、前記注入口付近に付着している液晶を拭き取り、ディスペンサー等で紫外線硬化型樹脂を前記注入口に塗布し、紫外線を照射して、前記塗布された樹脂を硬化させ、該注入口の封止を行う。
　【００８２】
　このようにして、セルギャップ制御のためにスペーサを必要とせず、セルギャップが均一で且つ表示品位の高い液晶表示素子を作成することができる。
　【００８３】
　本発明によれば、表示領域にスペーサが存在しない液晶表示素子に、真空注入法で液晶を注入する際、一対の基板が相互に接触しないように、液晶表示素子の内部と外部との圧力差が、両基板の変形に対する復元力を越えないように制御することにより、セルギャップが均一で表示品位が高い液晶表示素子を素子破壊及び配向不良などを生じることなく、しかも短時間で作成することができる。これにより、１インチを超えるサイズの液晶表示素子を、スペーサを用いることなく、容易に作成することができる。
　【００８４】
　本発明の液晶注入時に、液晶表示素子の内部及び外部の圧力あるいは外部の圧力の到達圧力と、外部の圧力の変動速度とを調節することによって、表示領域にスペーサが存在していない液晶表示素子を作成する際に、配向膜の損傷や液晶の注入不良を生じることなく、該液晶表示素子を作成することができ、また、液晶の注入時間を短縮することができる。従って、コントラストの高い、表示品位の良好な液晶表示素子を作成することができる。
　【００８５】
　【実施例】
　図１は、本発明の第１の実施例である液晶表示素子を示す平面図であり、図２は、図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。本実施例の液晶表示素子１は、ガラスなどの透光性を有する第１基板２及び第２基板３の間にシール材４によって液晶が封入された液晶層６が形成されており、樹脂やガラスなどが球形状や円筒状に形成されたスペーサ５が、シール材４の中にのみ存在しており、スペーサ５と各基板２、３とが密着することによって、第１基板２と第２基板３との間の間隙、即ち液晶層６の厚さを設定している。
　【００８６】
　第１基板２及び第２基板３の液晶層６側の表面には、単純マトリクス動作やアクティブマトリクス動作を行って、表示画像の画素毎に液晶へ電圧を印加するための電極と、液晶分子の配向を決定する配向膜とが形成されており、必要に応じてカラーフィルタ層や遮光層が形成される。尚、アクティブマトリクス動作の場合は、絵素電極への印加電圧を制御するスイッチング素子が、アモルファスＳｉ（以下、ａ−Ｓｉ）や多結晶Ｓｉ（以下、ｐ−Ｓｉ）等で構成されて、一方の基板表面に形成されている。
　【００８７】
　図３は、図１及び図２に示した液晶表示素子を用いたアクティブマトリクス動作によるカラー液晶表示装置の一例を示す破断斜視図である。この例に於いて、第１基板２の表面に千鳥格子状に配置された複数の絵素電極１０と、各絵素電極１０への印加電圧を制御する複数のスイッチング素子１１と、各スイッチング素子１１を駆動する走査電極１２と、表示信号を各スイッチング素子１１に伝達する信号電極１３とが形成されている。一方、第２基板３の表面には、前記絵素電極１０毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルタを有するカラーフィルタ層１５が、各絵素電極１０に対応して形成され、その表面に共通電極１４が形成されている。
　【００８８】
　第１基板２と第２基板３との間には、液晶層６が形成されると共に、第１基板２及び第２基板３の各裏面側に、偏光子１６、１７が配置され、例として第１基板２の裏面側から光が入射すると、絵素電極１０と共通電極１４との間に印加される電圧によって、液晶の光学的性質が変化して、第２基板３の裏面側に出射する光が変調される。
　【００８９】
　こうして得られたカラー液晶表示装置の液晶層６には、スペーサ５が配置されていないので、表示不良のない高品質の画像を提供することができる。
　【００９０】
　次に、図１に示した液晶表示素子１の製造方法について説明する。まず、予め電極や配向膜が形成された第１基板２及び第２基板３を用意する。一方、スペーサ５として、例として直径５μｍのガラスファイバーをエポキシアクリレート系などの紫外線硬化性樹脂に分散させ、樹脂１ｇ当りのガラスファイバーの重量が５０ｍｇとなる混合比に調整したシール材４を準備する。
　【００９１】
　次に図４の平面図に示すように、第１基板２の表面に、スペーサ５を分散したシール材４をシール印刷法やスクリーン印刷法等を用いて、開口部７を残して、開口部７以外の残余のシール領域に線幅０．４ｍｍ程度で塗布する。以下、１枚の基板について、６つの液晶セルを組み立てる例を説明するが、本発明は、このような例に限定されるものではない。
　【００９２】
　次に、図５の断面図に示すように、第１基板２と第２基板３との位置合わせを行って相互に貼り合わせた後、金属性の定盤３１、３２を備えるプレス装置に設置して、基板２、３の表面に於ける各定盤３１、３２からの圧力が１〜１．５ｋｇ／ｃｍ２になるように、押圧力Ｆａを基板２、３の全体に印加することによって、シール材４に混入されたスペーサ５と第１基板２及び第２基板３とが密着するようにシール材４を押し潰す。
　【００９３】
　次に、図６の部分断面図に示すように、ガラスファイバー３３ａが平織された布にフッ素樹脂３３ｂを含浸させた厚さ０．１５ｍｍの弾性シート３３を用意して、図７の平面図に示すように、第１基板２と第２基板３との間に介在するシール材４の塗布形状にほぼ一致するように、図中の斜線を付した領域３４の切抜き加工を施す。図８は、図７の部分拡大図であり、斜線領域３４の周縁部である切抜き端部の位置と、プレス後のシール材４の外縁との距離Ｘと、プレス後のシール材４の幅Ｙとの関係は、Ｙ／３≦Ｘ≦Ｙ／２の関係式を満足するように、切り抜かれることが好ましい。
　【００９４】
　次に、図９の断面図に示されるように、切抜き加工された弾性シート３３を前述した第２基板３の裏面に載置して、図８に示すような位置合わせを行った後、透光性を有する石英ガラス製の定盤３５及び金属製の定盤３６を備えて構成されているプレス装置に設置して、基板２、３に於ける前記プレス装置による圧力が１ｋｇ／ｃｍ２以下となるように、力Ｆｂを基板２、３の表面の全体に印加する。すると、図１０の部分断面図に示すように、弾性シート３３が存在する領域に圧力が集中して、液晶セルのシール材４の外側で、第１基板２と第２基板３との間隙が狭くなり、シール材４の内側で第１基板２と第２基板３との間隙が広くなるように、第２基板３が変形する。尚、弾性シート３３での圧力分布を均一化するために、弾性シート３３の両面に於いて、図６に示すように、高さＱが５μｍ〜３０μｍで、周期Ｐが２００μｍ〜８００μｍの凹凸が形成されていることが好ましい。
　【００９５】
　この変形した状態を保持しながら、定盤３５の裏面側に配置された光源３７から、紫外線ＵＶを所定時間照射することによってシール材４が硬化して、シール材４の内側、即ち液晶が注入される領域の間隙が、シール材４の厚さより大きい液晶セルが得られる。こうして得られた液晶セルの第１基板２と第２基板３との間隙は、スペーサ５の部分に於いて５μｍ、シール材４の内側近傍に於いて５．２μｍ±０．１μｍとなり、液晶セルの中央部に於いて５．８μｍ程度になる。
　次に、６つの液晶セルが形成された基板２、３を１枚の液晶セル毎に切断して、例として１０枚ずつ開口部７の方向を揃えて治具１１に収納された後、図１４に示す液晶注入装置４０の内部に固定する。液晶注入装置４０の真空容器４７には、弁４２を介して真空排気ポンプ４３が連結されると共に、窒素ガスＮ２導入用のリーク弁４１が配置され、真空容器４７の内側に於いて、液晶４６を保持する容器が外側の直線移動手段４４によって上下に位置合わせ可能なように設置されている。
　【００９６】
　まず、弁４２を開けて真空排気ポンプ４３を駆動して、真空容器４７内の真空度が１×１０−４〜３×１０−４Ｔｏｒｒになるまで真空排気した後、弁４２を閉じて真空排気ポンプ４３を停止する。次に、容器４５を上方へ移動して、液晶セルの開口部７を容器４５内の液晶４６に浸けた後、リーク弁４１を開けて真空容器４７の中に窒素ガスＮ２を導入して、ほぼ大気圧に戻すことによって、液晶セル内に液晶４６が注入される。
　【００９７】
　次に、真空容器４７から取り出して、液晶セルの開口部７を樹脂などの別のシール材８でシールすることによって、図１及び図２に示す液晶表示素子１を得ることができる。なお、液晶注入直後に真空容器４７から取り出した液晶セルの液晶層の厚さを測定すると、５．３μｍ±０．１μｍの数値が得られた。従って、切抜き加工した弾性シート３３を介在させて液晶セルをプレスすると共に、シール材４を硬化させることによって、液晶注入時間に依存せずに液晶層の厚さ制御を行うことが可能となる。また、こうして得られた液晶表示素子１の液晶層の厚さ誤差は、±５％の範囲内に収まって、製造ばらつきが少ない液晶表示素子１が得られる。
　【００９８】
　以下、本発明による第２の実施例を説明する。
　【００９９】
　図１２に、本実施例の製造方法に好適に使用される液晶注入装置を示す。この装置は、真空チャンバ１０２を備えている。真空チャンバ１０２内は、真空排気ポンプ１０５によって真空にされ、配管１０４に設けたリークバルブ１０３を開けると配管１０４を流れる窒素ガスにより、大気圧にできる。真空チャンバ１０２内には、液晶治具昇降機構１１０が備えられる。この液晶治具昇降機構１１０は、図１３及び図１４に示すように、上板１１１ａと、下板１１１ｂと、支柱１１１ｃとからなる治具１１１を有し、支柱１１１ｃの内面側に高さを変えて、複数設けた支持具１２に液晶表示素子１０１をセットでき、治具１１１全体がその下の昇降機構１１３により、昇降するように構成されている。支持具１１２は、表面にテフロン（商標名）被膜が形成され、液晶表示素子１０１をセットする際に液晶表示素子１０１を傷つけないようにしている。
　【０１００】
　また、真空チャンバ１０２内には、支持具１１２にセットされた液晶表示素子１０１に液晶を供給するディスペンサ１２０が備えられている。ディスペンサ１２０は、図１２に於けるＸＹＺ軸方向の制御機構１２１に支持されていて、この制御機構１２により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。ディスペンサ１２０に於いて、液晶１２２ａを貯留する液晶槽１２２から、液晶１２２ａが液晶表示素子１０１に供給されるように構成されており、制御機構１２１を介してディスペンサ１２０は、液晶１２２ａを液晶表示素子１０１に塗布する。上記液晶槽１２２に於いて、液晶脱泡用ポンプ１２３を備え、この液晶脱泡用ポンプ１２３により、液晶１２２ａに脱泡処理が施される。
　【０１０１】
　上述した液晶治具昇降機構１１０の近傍には、液晶表示素子１０１を液晶治具昇降機構１１０から受け取って液晶層厚み調整機構１３０に渡す移動機構１２４が設けられている。この移動機構１２４は、ベルトコンベアを備えており、高さが固定されている。液晶治具昇降機構１１０から移動機構１２４への液晶表示素子１０１の移動は、液晶治具昇降機構１１０が、全体的に降下し、移動機構１２４のベルトに液晶表示素子１０１が当接すると、移動機構１２４は液晶表示素子１０１を液晶治具昇降機構１１０から引き出して、液晶層厚み調整機構１３０側に搬送する。
　【０１０２】
　液晶層厚み調整機構１３０は、上下に２つのステージ１３１、１３２を備え、下側のステージ１３１は高さが固定され、上側のステージ１３２は昇降機構１３３により昇降可能に構成されている。下側のステージ１３１に、移動機構１２４にて搬送されてきた液晶表示素子１０１がセットされる。この液晶層厚み調整機構１３０における液晶表示素子１０１は拡大されて示されている。ステージ１３１は、上面にセル厚測定用の光ファイバ１３７ａの一端と、減圧加圧用の孔１３１ｂとが設けられている。光ファイバ１３７ａの他端は、セル厚測定装置１３４ａに接続され、減圧加圧用の孔１３１ｂは通路を介して、セル吸着用ポンプ１３５ａとセル加圧用コンプレッサ１３６ａとに連通連結されている。
　【０１０３】
　一方、ステージ１３２に於いて、その下面にセル厚測定用の光ファイバ１３７ｂの一端と減圧加圧用の孔１３２ｂとが設けられている。光ファイバ１３７ｂの他端は、セル厚測定装置１３４ｂに接続され、減圧加圧用の孔１３２ｂは通流路を介して、セル吸着用ポンプ１３５ｂとセル加圧用コンプレッサ１３６ｂとに連通連結されている。なお、ステージ１３１の上面とステージ１３２の下面とには、それぞれＯリング１３８ａ、１３８ｂが設けられている。
　【０１０４】
　このように構成された液晶注入装置を用いた本実施例の液晶表示素子の製造方法について説明する。
　【０１０５】
　先ず、通常の液晶表示素子作製プロセスにより、例えば液晶が注入されていない段階であって、スイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が、基板１０１ａ、１０１ｂのいずれかの上にマトリクス状に形成された３インチサイズのＴＦＴ液晶表示素子１０１を作製する。この液晶表示素子１０１は、図１５に示すように、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成されたＴＦＴ基板１０１ａと、対向基板１０１ｂとを対向配設させ、その対向する部分の周囲にシール材１０１ｃを設けると共に、シール材１０１ｃを部分的に省略して液晶の注入口１０１ｄが形成されている。
　【０１０６】
　本実施例に於いて、両基板１０１ａ、１０１ｂの間に、セル厚を一定に保持する為のスペーサを設けていない。続いて、液晶治具昇降機構１１０の支持具１１２に、作製した液晶表示素子１０１或はそのように既に作製した液晶表示素子１０１の複数枚を、注入口１０１ｄを揃えて、図１２に示すようにセットする。
　【０１０７】
　次に、真空排気ポンプ１０５を作動させて真空チャンバ１０２内を真空排気し、真空度１〜３×１０−４Ｔｏｒｒ以下に排気する。その後、真空排気ポンプ１０５を停止させ、液晶槽１２２内の脱泡済み液晶が充填されたディスペンサ１２０を、制御機構１２１により操作して、複数枚の液晶表示素子１０１の注入口１０１ｄの近傍に、液晶１２２ａを所定量滴下する。滴下量としては、例えば液晶表示素子１０１のサイズ、液晶層の厚みに基づいて計算される内容積の２倍量を標準とする。各液晶表示素子１０１での内容積のばらつきが少ない場合には、もっと少ない量としても構わない。
　【０１０８】
　次に、リークバルブ１０３を開放して真空チャンバ１０２内に窒素ガスを導入する。これにより液晶表示素子１０１の内部と、真空チャンバ１０２内である外部とに圧力差が生じる。窒素ガス導入と同時に、複数枚の液晶表示素子１０１の内部に液晶が注入されていく。
　【０１０９】
　次いで、複数枚の液晶表示素子１０１全てに液晶１２２ａが気泡を含まず注入されると、液晶治具昇降機構１１０を降下させ、一番下の液晶表示素子１０１を移動機構１２４により液晶治具昇降機構１１０から引き出して、液晶層厚み調整機構１３０側に搬送する。液晶表示素子１０１を液晶層厚み調整機構１３０の下側のステージ１３１上にセットする。セットが終了すると、上側のステージ１３２を昇降機構１３３により降下させ、液晶表示素子１０１を、ステージ１３１、１３２で挟む。このとき、ステージ１３１と液晶表示素子１０１との間はＯリング１３８ａにより密閉状態となり、ステージ１３２と液晶表示素子１０１との間はＯリング１３８ｂにより密閉状態となる。
　【０１１０】
　次に、ステージ１３１、１３２間に挟まれている液晶表示素子１０１のセル厚測定を行う。セル厚測定は、液晶表示素子１０１の内部に液晶が注入され、液晶分子がＴＮ（ツイステッドネマティック）配向して、光学変調素子として機能する状態で行う。測定方式は、ステージ１３１、１３２に埋め込まれている光ファイバー１３７ａ、１３７ｂにより偏光板を介して可視光光線の波長を走査する。これによって生じる透過光強度の波長依存性を評価することにより算出する。この測定値は、セル厚測定装置１３４ａ、１３４ｂの一方に設けたコンピュータにより得られる。
　【０１１１】
　次に、該コンピュータは、セル厚に応じてセル吸着用ポンプ１３５ａ、１３５ｂ、又はセル加圧用コンプレッサ１３６ａ、１３６ｂの一方を駆動させる信号を出力する。具体的には、図１６に示すように、セル厚が薄い場合は、セル吸着用ポンプ１３５ａ、１３５ｂを作動させ、ステージ１３１、１３２間に挟まれている液晶表示素子１０１を両側から吸引、吸着して、液晶表示素子１０１の全面に於いてセル厚が大きくなるようにする。
　【０１１２】
　これにより、注入口１０１ｄの近傍に塗布した液晶１２２ａが液晶表示素子１０１の内部に吸い込まれていく。吸着力は、真空排気ポンプ１０５とリークバルブ１０３との併用により微細に調節可能となっている。これと反対に、セル厚が厚い場合は、図１７に示すように、セル加圧用コンプレッサ１３６ａ、１３６ｂを作動させ、ステージ１３１、１３２間に挟まれている液晶表示素子１０１を両側から圧縮空気により加圧し、注入口１０１ｄから液晶１２２ａを排出させる。加圧力は、例えば１ｋｇ／ｃｍ２程度が適当である。このようにすることにより、液晶表示素子１０１のセル厚が調整される。なお、この調整のとき、セル厚測定装置１３４ａ、１３４ｂによって、セル厚の管理を継続して行い、セル厚を所望の一定値に制御するようにしておく。
　【０１１３】
　次に、所定のセル厚になると、紫外線硬化樹脂を注入口１０１ｄに塗布し、この樹脂に紫外線を照射する。これにより注入口１０１ｄの封止が完了する。
　【０１１４】
　このようにして第１枚目の液晶表示素子１０１の封止が完了すると、完了した液晶表示素子１０１を移動機構１２４によって、液晶治具昇降機構１１０の元の場所に戻し、第２枚目の液晶表示素子１０１を、入れ代わりに液晶層厚み調整機構１３０に移動させる。
　【０１１５】
　以下、上述した手順通りに全部の液晶表示素子１０１に対して液晶の注入を行って、液晶表示素子１０１を作製する。
　【０１１６】
　以上詳述したように、本実施例の製造方法による場合、２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間に注入された液晶層の中央部の厚みを測定する。この測定結果に基づいて、２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間の中央部での各基板１０１ａ、１０１ｂの間の離隔距離を機械的に調整する。これにより、該注入口１０１ｄから液晶１２２ａが注入され又は排出されることとなり、液晶層の中央部の厚みが一定値になる。
　【０１１７】
　図１８は、本実施例の製造方法によって製造された液晶表示素子のセル厚分布を、従来の製造方法により製造された液晶表示素子のセル厚分布と共に示すグラフである。セル厚分布の測定箇所は、図１５のＡ−Ａ線上であり、液晶表示素子１０１の対角線上である。尚、図１８中のラインＢは本実施例の製造方法によって製造された液晶表示素子１０１の場合、ラインＣは２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間にスペーサを介在させた場合、ラインＤは２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間にスペーサを介在させることなく液晶を注入してセル厚が厚くなった場合、ラインＥは２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間にスペーサを介在させることなく液晶を注入してセル厚が薄くなった場合をそれぞれ示す。
　【０１１８】
　これらの図から理解されるように、本実施例の場合は、２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間にスペーサを介在させる場合よりもセル厚調整の精度が低いが、単に液晶を注入するラインＤやラインＥで示される場合よりも格段に精度よくセル厚を調整できる。
　【０１１９】
　このように本実施例による場合に於いて、スペーサを使用しないで対向配設させた２つの基板１０１ａ、１０１ｂの間のセル厚を、均一かつ一定値に保持して、液晶の注入や液晶表示素子１０１の注入口の封止を行うことが可能となる。これにより、製造された液晶表示素子１０１を、例えばプロジェクション映写機に使用して投影拡大を行うと、通常のスペーサ散布方式にて作製された液晶表示素子を使用する場合と比べて、スペーサが無いためにスペーサ部分だけ光が透過した状態となる表示不良が発生せず表示品位も良好であった。
　【０１２０】
　本発明の第３の実施例は、スペーサを用いず、表示領域のギャップを均一に保持した液晶表示素子を製造するためのものである。従来では、シール領域以外にスペーサが配置されていない場合、表示領域に歪みを生じ易く、注入される液晶の量によってもギャップ量が変動してしまい、歪みを増大させる。そのため、液晶の注入後も表示領域に歪みを生じない液晶表示素子を製造するためには、一対の基板がシール材で固着され、液晶が注入される前の空セルの状態から、両基板をできるだけ均一なギャップで貼り合わせる必要がある。
　【０１２１】
　以下、図１９及び図２０を参照する。一対の基板２０１、２０４の一方にスペーサ２０３を含んだシール材２０２を塗布し、もう一方の基板には、スペーサ２０３を散布せずに２枚の基板２０１、２０４を貼り合わせ、押圧装置によって両基板２０１、２０４を相互に押圧する。
　【０１２２】
　押圧保持する手段として、圧力分布に対して、緩衝作用を有する緩衝材と、表面が平滑で高いたわみ強度を有する加圧材とから構成される。前記加圧材として、表面のうねりが、基板の表面のうねりよりも小さく、且つ基板のたわみ強度以上のたわみ強度を有する材料が選ばれる。また、前記たわみ強度は、その材料の形状、寸法、材料特性、特に縦弾性係数によって決定される。異なった特性を有する複数の部材を組み合わせたものを介して、基板全面を押圧して貼り合わせを行う。
　【０１２３】
　前記緩衝材を用いることにより、前記押圧装置による押圧力の分布むら、基板の厚みむら等、一対の基板相互を押圧する力の分布の不均一を発生させる要素を吸収し、均一な基板の押圧が可能となる。また、加圧材により基板全面に荷重を印加しても、スペーサが介在しない表示領域に於けるたわみの発生をできるだけ抑制し、シール領域のみを効果的に押圧することができる。このとき、基板と加圧材との間に空気等の圧縮性流体が介在することによる圧力分布のむらの発生を防止し、押圧後、基板と加圧材とを剥離し易くするために、加圧材の表面に溝（スリット）を形成する加工を施す。
　【０１２４】
　上述のような押圧装置で、一対の基板を相互に押圧しながら、紫外線を照射し、シール材の仮硬化を行う。このとき、表示領域に於いて、わずかではあるがたわみが残っているため、図１９に示すように、シール材２０２の外側よりも内側の方がギャップが小さくなっている状態で、前記シール材２０２が仮硬化する。そのため、前記仮硬化後、シール材２０２を軟化させるために、シール材２０２のガラス転位点以上の温度に加熱を行う。
　【０１２５】
　このとき、シール材２０２の硬化（熱硬化）も併せて行われる。即ち、シール材２０２を加熱すると、前記ガラス転位点以上の温度となったとき、シール材２０２は軟化する。更に温度を上昇させると、軟化していたシール材２０２は硬化する。本実施例に於いて、このようなシール材２０２の軟化と熱硬化とを連続した工程で一挙に行うようにしている。
　【０１２６】
　シール材２０２を軟化させることにより、前記たわみによって生じている基板２０５、２０８の復元力によって、図１９のシール材２０２の形状を、図２０に示すように、基板２０５、２０８のたわみが抑制された形状に補正することができる。この状態で、基板２０５、２０８を冷却すると、押圧の際に生じた基板２０５、２０８の表示領域に於けるたわみが極めて小さい液晶セルを製造することができる。
　【０１２７】
　このような本実施例の製造方法によって、セルギャップの制御にスペーサを必要とせず、かつ均一なギャップの液晶表示素子を製造することができる。
　【０１２８】
　以下、本発明の第３の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
　【０１２９】
　第３の実施例を、図２１に基づいて説明する。相互に貼り合わせられる上下の基板２０４、２０６として、外寸１５０×１５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス（コーニング社製、７０５９バリウムホウケイ酸ガラス、縦弾性係数６．８９×１０３ｋｇ／ｍｍ２、表面うねり１０μｍ以下）を使用し、図２２のシールパターンに示すような３インチの液晶表示パネルを４枚作成した。各基板の片面には、液晶の電気光学的特性を制御する電極を形成し、配向膜を形成してラビングで配向処理を行ったものを使用した。
　【０１３０】
　前記上下の基板を接着するシール材２０５は、エポキシアクリルレイト系紫外線硬化性樹脂であり、２５℃での樹脂特性は、粘度４５，０００ｃｐ＜５ｒｐｍ＞（ブルックフィールド粘度計（ＨＢＴ型）測定）、揺変指数３．３＜０．５ｒｐｍ／５ｒｐｍ値＞のものを使用した。このシール材２０５に混入されるギャップ制御用のスペーサ２０８は、ガラスファイバー（日本電気ガラス社製、ＰＦ−５０Ｓ：直径５．０μｍ、長さ１５．０μｍ）を使用し、その混合比は、シール材２０５の１ｇ当り５０ｍｇに調整した。このシール材２０５が、下基板２０４の貼り合わせ面に、前記液晶表示パネルのシールパターンに沿ってスクリーン印刷法により塗布されている。
　【０１３１】
　次に、図２１に示したような構成により、液晶表示パネルの押圧を行った。本実施例の場合、加圧材には石英ガラス板２０３（信越石英社製、縦弾性係数７．４×１０３ｋｇ／ｍｍ２、表面うねり５μｍ以下、外寸１５０×１５０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）を用いた。この石英ガラス板２０３には、基板との間の空気の介在を防止するために、基板と接触する表面に、図２３に示すような、ピッチ１０ｍｍ、幅０．０５ｍｍ、深さ０．１ｍｍのスリット２１１を、ダイシング加工を行って形成した。
　【０１３２】
　加圧材には、そのたわみ強度Ｅｅが、基板２０４のたわみ強度Ｅａよりも高く（Ｅｅ≧Ｅａ）、その表面うねりＲ１は、基板２０４表面うねりＲｗよりも小さい（Ｒ１≦Ｒｗ）ものを用いる。
　【０１３３】
　緩衝材２０２には、例としてスポンジ（タイガースポリマー社製、フッ素ゴムスポンジ、外寸１５０×１５０ｍｍ、厚さ７ｍｍ）を用いることができる。このスポンジは、フッ素ゴムを約５倍に発泡させたもので、圧力分布に対する緩衝性が優れており、図２４のように、空気に極めて近い応力−歪み特性の特性曲線を示す材料である。この緩衝材２０２として、ゴムなどを発泡させた材料で、圧力を均一に伝達できる流体に近似した特性を示し、材料内部に均一且つ微細で独立したセル構造を有する物質、もしくはＫＣｌ、ＮａＣｌ等のアルカリハライド結晶粒、あるいは、パイロフィライト等の固定の圧力媒体等も使用できる。これらの圧力媒体のサイズ、形状は、基板２０４、２０６に塗布したシールパターンを十分に覆える大きさであればよく、基板２０４と同一のサイズ、形状とすることが望ましい。
　【０１３４】
　図２１に示したような順序で基板２０４、２０７、圧力媒体を押圧装置にセットし、シール材２０５に含まれるスペーサ２０８により定まる所定のギャップになるまで押圧する。押圧装置の押圧圧力は、０．９ｋｇ／ｃｍ２に定められた。このようにして、基板２０４、２０７を押圧した状態で保持し、定盤２０７から紫外線ＵＶを照射し、シール材２０５を仮硬化させて、液晶表示装置を製造した。本実施例に於いて、基板２０４、２０７を押圧したまま１２０ｓｅｃ保持し、そのままの状態で、紫外線照射を９０ｓｅｃ間行い、照射の後、１２０ｓｅｃ間だけ保持した。基板２０４、２０７の押圧、シール材２０５の仮硬化後、製造された液晶表示パネルの前記セルギャップを測定すると、表示領域中央部付近での最大たわみ量は、０．６μｍ程度であった。
　【０１３５】
　この状態に於いて、図１９に示すように、液晶表示パネルの内側のギャップが、液晶表示パネルの外側のギャップよりも小さいように、一対の基板２０４、２０７がたわんだ状態で、シール材２０５が硬化している。シール材２０５を軟化させ、シール材２０５の形状の補正を行うためと、シール材２０５の本硬化を行うためとに、焼成を行った。使用したシール材２０５のガラス転位温度Ｔｇが１２０℃であることから、焼成条件は、焼成温度１５０℃、焼成時間３０分とした。焼成後の液晶表示パネルの表示領域の前記ギャップを測定すると、基準となるギャップ量に対するばらつきは、±０．１５μｍであった。
　【０１３６】
　この液晶表示パネルに、真空注入法により液晶を注入すると、空セルの状態と同程度の均一なギャップを有する液晶表示パネルを製造することが出来た。
　【０１３７】
　以上のような実施例に於いて、複数の圧力媒体を介して、基板２０４、２０７の全面を押圧することにより、基板２０４全面に荷重を印加した状態でも、シール領域２０５を効果的に押圧することができ、液晶表示パネルの表示領域に於いて、絵素部にスペーサを散布する必要が解消され、シール領域２０５のみでギャップを保持することができる。これにより、ギャップむらの発生を防止し、表示欠陥の発生が防止され、高開口率、高コントラストの液晶表示装置を実現することが出来た。
　【０１３８】
　本発明による液晶表示素子の製造方法の第１の実施例を以下に説明する。
　【０１３９】
　まず、本実施例に於いて使用したシール材について説明する。該シール材の材料は、エポキシ樹脂系であり、紫外線硬化作用と熱硬化作用とを併用する。硬化条件は、紫外線硬化の場合に、波長３６５ｎｍで９０００ｍＪの紫外線照射が必要である。また、熱硬化の場合に、紫外線硬化後、１５０℃で３０分の焼成が必要である。
　【０１４０】
　該シール材の２５℃での樹脂特性は、ブルックフィールド回転粘度計（ＨＢＴ型）の測定値が２２４，０００ｃＰ（５ｒｐｍ）で、揺変指数が５．０（０．５ｒｐｍ／５ｒｐｍ値）である。また、セルギャップの決定因子となるシール材の応力（σ（ｋｇｆ／ｃｍ２））−セルギャップ（ｄ（μｍ））特性は、前記第１式σ＝Ｆｄｎで近似することができる。本実施例に於いて、Ｆ＝１３３４、ｎ＝３．５であり、応力−セルギャップ特性は、図２５のグラフの曲線のようになる。本実施例に於ける目標セルギャップは、例として５μｍであり、上記第１式から押圧圧力は、４．８ｋｇ／ｃｍ２と決定される。
　【０１４１】
　以下に、本実施例の液晶表示素子の製造方法について説明する。図２７及び図３１を参照する。ガラス基板３０６、３０７として、コーニング社製７０５９の外寸１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのものを使用し、該基板３０６、３０７上に、画面サイズが３．０インチの図３１に示すａ−ＳｉＴＦＴを、図２６に示すシールパターンに基づいて具備した基板（以下、ＴＦＴ基板）３０７と、カラーフィルタ３２８を具備した基板（以下、ＣＦ基板）３０６とを一対として使用する。
　【０１４２】
　まず、両基板３０６、３０７の表示領域上にポリイミド樹脂からなる配向膜３２６を塗布し、ラビング法で配向処理を行っておく。その後、ＣＦ基板３０７上に上記紫外線硬化型樹脂を、図２６に示すシールパターンにスクリーン印刷法で塗布する。図２６中のパターン３０１は、液晶表示素子の本体シールパターンであり、パターン３０２は、基板３０６、３０７を相互に貼り合わせる工程に於ける各基板３０６、３０７同士の仮止め用パターンであり、パターン３０３は、押圧工程に於いてシール材へ印加される押圧圧力の偏り防止を目的としたダミーパターンである。
　【０１４３】
　シール材の塗布結果は以下の通りである。シール材の平均高さは１６±２μｍ、パターン幅は３００±２０μｍである。上記条件下で、５μｍのセルギャップとなる状態まで押圧すると、全シール面積は、約２０ｃｍ２となる。この結果と前記第１式から求めた押圧圧力から、セルギャップ制御を行う押圧工程の押圧荷重は９６ｋｇｆとなる。
　【０１４４】
　次に、ＴＦＴ基板３０７上へ、対向電極への接点端子部に導電性カーボン樹脂を塗布する。ここで、使用される導電性カーボン樹脂の粘度は、前述したような測定装置と測定法とによれば、２５℃に於いて１１，０００ｃＰ（５ｒｐｍ）であり、上記紫外線硬化型樹脂の粘度より十分に小さい。
　【０１４５】
　上記処理を施した一対のガラス基板３０６、３０７を、絵素部を位置決めした上で貼り合わせ、図２６に示した仮止め用パターン３０２にのみ、紫外線を照射を行って硬化させ、貼り合わせた一対の基板３０６、３０７が相互にずれないように固定する。
　【０１４６】
　次のセルギャップ制御を行う押圧工程に於いて使用するプレス装置の概略を図２７に示す。該プレス装置のプレス定盤３０９、３１０は、室温から５０℃の温度範囲で、精度±１．５℃で温度制御が可能な恒温槽３１２内に設置されている。また、一方のプレス定盤３１０には、該プレス定盤３１０上の基板３０７の全面に紫外線を照射することができる紫外線照射装置が具備されている。該照射装置は、光源として例として高圧水銀灯を用いており、波長が３６５ｎｍの紫外線を６０ｍＷ／ｃｍ２の強度で紫外線を照射することができる。また、もう一方のプレス定盤３０９には、圧力を該基板３０６の表面全面に均一に伝達するために、緩衝材３１１が具備されている。本実施例に於ける緩衝材３１１は、タイガースポリマー社製フッ素ゴムスポンジ３ｍｍｔを使用した。
　【０１４７】
　該プレス装置によって基板３０６、３０７の温度を２５±１．５℃に設定し、この状態で前記第１式から求めた押圧荷重９６ｋｇｆで押圧する。この押圧状態を９０秒間維持することにより、シール材３０１、３０３は、前記目標セルギャップで定常状態となる。
　【０１４８】
　次に、押圧を継続している状態で、紫外線を１５０秒間照射し、該シール材３０１、３０３に紫外線硬化反応を行わせる。紫外線照射終了後、紫外線硬化反応が９０秒程度継続するため、１２０秒の間、押圧を継続し、その後、基板３０６、３０７をプレス装置から取り出す。続いて、該シール材３０１、３０３の熱硬化型反応を行わせるために１５０℃のオーブンで３０分間焼成を行う。本焼成工程は、シール材３０１、３０３のガラス転位温度１２０℃を上回っており、押圧工程で生じた基板３０６、３０７の歪みを緩和させる硬化も得られる。本実施例に於ける焼成前後のセルギャップの最大歪みは、従来技術に於ける最大歪み０．８μｍから、０．４μｍへと改善された。
　【０１４９】
　貼り合わせの終了した基板３０６、３０７を液晶表示素子の形状に分断し、液晶３１５を図３１に示すように、真空注入法で注入する。このとき、液晶３１５の真空注入工程終了の時点では、液晶表示素子の液晶層中にスペーサがないため、図２８に示す装置によって、液晶層３１５を注入した範囲に相当する基板３０６、３０７の表面を真空で吸引することにより、液晶を強制的に該液晶表示素子内に注入する。このとき、吸引のための真空度をセルギャップを測定しつつ行い、セルギャップが５±０．１５μｍの範囲になった時点で、液晶の注入口に残存している液晶をＮ２ガスブロワーで除去し、紫外線硬化型樹脂を前記注入口に塗布し、紫外線のスポット照射により該紫外線硬化型樹脂を硬化させる。
　【０１５０】
　以上の製造工程によって、スペーサを全く具備することなくセルギャップが均一な液晶表示素子を製造することが出来た。
　【０１５１】
　以下に前記実施例の製造方法の変形例について説明する。
　【０１５２】
　液晶表示素子の製造方法に関する前記第１の実施例と同様な液晶表示素子の製造工程に於いて、一対の基板３０６、３０７を相互に押圧する押圧装置に用いられる緩衝材を、図２９に示すような複合緩衝材としてもよい。該複合緩衝材は、基板３０６、３０７への押圧荷重の均一化を図るために用いられ、タイガースポリマー社製フッ素ゴムスポンジ７ｍｍｔからなる第１緩衝材３２４と、石英ガラス３ｍｍｔからなる第２緩衝材３２５とを重ね合わせた構成である。前記第２緩衝材３２５は、信越石英社製で縦弾性係が７．４×１０３ｋｇ／ｍｍ２、表面うねりが１０μｍ以下の材料を用いた。第２緩衝材３２５の一方の表面には、図３０に示すような、ピッチ１０ｍｍ、幅０．０５ｍｍ、深さ０．１ｍｍのスリット３２５ａがダイシングにより加工して形成されている。
　【０１５３】
　このスリット３２５ａは、押圧時に貼り合わせた基板３０６と第２緩衝材３２５との間に空気が介入することによって発生する押圧むらを防止するための空気抜きである。
　【０１５４】
　このような液晶表示素子の製造方法に関する実施例によって、シール材３０１、３０３の紫外線硬化工程終了時点でのセルギャップの最大歪みは０．６μｍで蟻、シール材３０１、３０３の前記焼成工程終了時点での前記最大歪みは０．３μｍであった。この液晶表示素子に液晶を注入すると、セルギャップは５±０．１μｍとなり、前記実施例の場合よりも、セルギャップのばらつきが更に改善された液晶表示素子を製造することが出来た。
　【０１５５】
　本発明による液晶表示素子の製造方法の第２の実施例を、図３２〜図４１を参照して、以下に説明する。本実施例は、前記第１実施例と類似し、対応する部分に同一の参照符号を付す。
　【０１５６】
　周知の液晶表示素子の製造工程で、液晶表示素子を作成する。ここで、ガラス基板は、コーニング社製７０５９ガラスで厚さ１．１ｍｍのものを使用する。前記製造方法の第１実施例に於けるＴＦＴ基板４０３と、対向基板４０２とを貼り合わせる時に於いて、熱硬化型樹脂を含むシール材４０２をシール印刷法により対向基板４０２に塗布し、該ＴＦＴ基板４０３には、スペーサを散布せずに前記一対の基板４０２、４０３を貼り合わせる。本実施例に於いて、シール材４０２は熱硬化型樹脂を使用し、シール材４０２内にセルギャップ制御用に混合するガラスファイバーは、直径５．０μｍのものを用い、その混合比はシール材１ｇに対してガラスファイバー５０ｍｇとした。
　【０１５７】
　この貼り合わせた液晶表示素子をプレス装置に設置し、シール材４０２に荷重を印加し、前処理として所定のセルギャップになるように、シール材４０２に混合したガラスファイバー直径に相当する厚みまで押し潰すようにプレスする。その後、シール材４０２の硬化のために、１７０度程度の温度で１時間以上オーブンで焼成する。このようにして作成された液晶表示素子のシール材４０２で囲まれた表示領域の空気層厚をセルギャップを測定装置を用いて測定した結果、表示領域内の凹凸率は、前記ガラスファイバーの直径に相当するセルギャップに対して、±５％以内に収まっていた。そして、ガラスの分断作業を行って、液晶表示素子を構成する。液晶表示素子のサイズは３インチであり、その平面形状が図３２に示される。
　【０１５８】
　本実施例の液晶表示素子の液晶注入方法は、まず、液晶注入装置４１０に必要枚数の液晶表示素子４０４を、図３３に示すように、各注入口４０６の方向を揃えてセットすると同時に、セットされた液晶表示素子の枚数に対応した量の液晶４０７を入れた注入皿４０８をセットする。液晶注入装置４１０の真空チャンバー内を真空排気して、真空度を１〜３×１０−４Ｔｏｒｒとする。前記真空チャンバー内の液晶４０７の脱泡処理を十分に行う。
　【０１５９】
　その後、真空排気のポンプを停止し、液晶４０７を入れた注入皿４０８を乗せた上下移動可能なステージ４０９を上昇させて、液晶４０７を前記注入口４０６に漬ける。続いて、リークバルブ４１１を開放し、チャンバー内に窒素ガスを送り込む。
　【０１６０】
　窒素ガスを送り込むのと同時に、セットした液晶表示素子４０４に液晶４０７が注入され始めるが、ここでは、チャンバー内を一気に大気圧まで戻さず、１ｃｍＨｇ／ｍｉｍ毎にリークする。この作業は、リークを開始してから液晶注入装置４１０の真空ゲージの７６ｃｍＨｇから開始し、大気圧になるまでの時間は約７６ｍｉｍ程度となる。
　【０１６１】
　チャンバー内が大気圧に戻った後、液晶表示素子４０４を１枚取り出して、液晶層の厚みを計測した。従来技術に於いて、図３４〜図３７に示すように、ＴＦＴ基盤４０３と前記Ｂ／Ｍ基板４０２の両基板間のセルギャップを保持するための保持体が存在しないために、両基板４０２、４０３が接触や吸着してしまう（図３５）か、あるいは、セルギャップが著しく小さくなり、液晶が完全に注入されるまで、多大な時間を要してしまう。
　【０１６２】
　これに対し、本実施例におけるように、真空排気後のリーク時に、液晶表示素子の内部と外部との圧力差を制御することにより、図３８〜図４０のようになる。本実施例に於いて、前記上下基板４０２、４０３の相互の接触が阻止され、配向膜の損傷が防止され、また、注入不良が防止される。また、液晶４０７の注入時間が短縮される。
　【０１６３】
　本実施例に於いて、液晶注入直後のセルギャップは薄いが、４時間程度液晶４０７に漬けて自然放置することにより、最も速いものでセルギャップと同量の層厚５．０μｍまで注入することができ、液晶注入時間によってセルギャップを制御することが出来た。
　【０１６４】
　また、数十枚の液晶表示素子４０４をチャンバー内の真空排気後に一気に大気圧までリークした場合だと、ほぼ全部の液晶表示素子４０４の表示領域に基板４０２、４０３相互の接触が発生し、各基板４０２、４０３が相互に吸着したままであった。真空排気して６．５時間経過した時点に於いて、前記上下基板４０２、４０３が離れ始めたが、１０時間経過した時点でも、前記セルギャップと同量の層厚５．０μｍまで注入することはできなかった。
　【０１６５】
　本発明は、前記チャンバー内が大気圧になるまでは比較的時間を要するが、真空排気後に一気に大気圧まで戻す従来技術の場合よりも、最終的な歩留りの向上、及び全製造時間の短縮を実現することができる。その経過時間に対するセルギャップの関係を図４１のグラフに示す。
　【０１６６】
　製造工程の最後に、全部の液晶表示素子４０４に、液晶４０７が注入された時点で、液晶表示素子４０４の注入口４０６に付着している液晶を十分に拭き取る。次に、紫外線硬化型樹脂を前記注入口４０６に塗布して、十分に注入口４０６が被覆されていることを確認した後、紫外線照射装置を用いて該樹脂を硬化させ、前記注入口４０６を封止する。そして、同様な手順で、残余の全ての液晶表示素子４０４を処理する。製造された液晶表示素子は、結果的にセルギャップのばらつきの範囲が、前述したように所定のセルギャップに相当する層厚の一例である５μｍに対して±５％以内に収まり、セルギャップを制御することができる。
　このようにして、液晶表示素子のセルギャップを均一に保持したまま、液晶の充填及び注入口の封止を行うことができ、表示品位の良好な液晶表示素子を製造することができる。また、液晶表示素子の内部と外部との圧力差と液晶の注入時間とを制御して液晶が注入された液晶表示素子は、１インチ以上のサイズでもスペーサを用いることなく容易に製造されることができる。また、該製造の時点における前述したような各種の問題点をも併せて解消することができる。
　【０１６７】
　【発明の効果】
　以上説明したように、本発明によれば、変調光が通過する液晶層の中に、スペーサが存在しなくても、液晶層の厚さが均一で且つ製造誤差の少ない液晶表示素子が得られるため、スペーサの存在に起因する表示不良やコントラスト不良を解消することができ、特に画像拡大表示を行う投影装置等に用いられた場合、きわめて高品質の画像表示を実現することができる。
　【０１６８】
　また、該弾性シートの両側に、高さ５μｍ〜３０μｍ、周期２００μｍ〜８００μｍの凹凸が形成されているため、基板に作用する圧力が均一化されて、シール材に混入されているスペーサと各基板との密着が、基板全面に亘って均一となり、シール材の厚さ誤差を低減させることが出来る。
　【０１６９】
　本発明による場合は、詳述したようにセル厚制御を行いながら液晶を注入し、注入口を封止するので、セル厚を均一且つ一定値にでき、これにより従来に比べ製品の歩留りを大幅に向上させることができ、また、表示むらの発生がなく、しかもコントラストの高い、表示品位の良好な液晶表示素子を提供することができる。
　【０１７０】
　また、液晶表示素子の製造工程であるセルギャップ制御を行う押圧工程に於いて、シール材として使用する紫外線硬化樹脂の粘度に対する圧力ーセルギャップ特性を利用することにより、シール材および液晶層内にスペーサを全く具備することなく、セルギャップが均一な液晶表示素子を作成することができる。
　【０１７１】
　更に、本発明によれば、セルギャップを制御するためのスペーサを全く具備することなく、セルギャップの均一な液晶表示素子を作成することができる。従って、従来のように、液晶層中に介在するスペーサによる開口率の低下の問題、スペーサ近傍の液晶の配向不良による表示品位の低下を防止することができ、コントラストの高い表示品位に優れた液晶表示素子を作成することができる。
　【０１７２】
　セルギャップ制御の押圧工程に於いても、スペーサヘの荷重集中による素子あるいは配向膜の損傷、あるいは応力分布の均一性低下似よるセルギャップむらが生じないため、基板上の液晶の電気光学的効果を制御するためのアクティブ素子、配線材、配向膜等に欠陥が発生せず、製造上の歩留りが向上され、且つ表示特性の均一化を図ることができる。また、スペーサが不要となることにより、生産工程が大幅に簡略化でき、生産コストの削減を図ることができる。
　【０１７３】
　また、本発明の液晶注入時に、液晶表示素子の内部及び外部の圧力あるいは外部の圧力の到達圧力と、外部の圧力の変動速度とを調節することによって、表示領域にスペーサが存在していない液晶表示素子を作成する際に、配向膜の損傷や液晶の注入不良を生じることなく、該液晶表示素子を作成することができ、また、液晶の注入時間を短縮することができる。従って、コントラストの高い、表示品位の良好な液晶表示素子を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の一実施例の液晶表示素子を示す平面図である。
　【図２】
　図１の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。
　【図３】
　図１の液晶表示素子を用いたアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置の一例を示す斜視図である。
　【図４】
　シール材４の塗布状態を示す平面図である。
　【図５】
　第１基板２と第２基板３との間のシール材４を押し潰すプレス工程を示す断面図である。
　【図６】
　弾性シート３３の一例を示す部分断面図である。
　【図７】
　弾性シート３３の切抜き形状を示す平面図である。
　【図８】
　図７の弾性シート３３とシール材４との関係を示す部分拡大図である。
　【図９】
　図７の弾性シート３３を介在させて、第１基板及び第２基板に圧力を加える工程を示す断面図である。
　【図１０】
　図９の構成の部分断面図である。
　【図１１】
　液晶注入装置４０の一例を示す系統図である。
　【図１２】
　本発明方法に好適な液晶注入装置を示す系統図である。
　【図１３】
　図１２の液晶注入装置に備わった治具１１の側面図である。
　【図１４】
　前記治具１１の正面図である。
　【図１５】
　本実施例の製造方法により製造される液晶表示素子を途中まで製造している状態の液晶表示素子を示す平面図である。
　【図１６】
　セル厚が薄いときに吸引によりセル厚を調整する場合を示す断面図である。
　【図１７】
　セル厚が厚いときに加圧によりセル厚を調整する場合を示す断面図である。
　【図１８】
　各種の方法による場合のセル厚分布を示す特性図である。
　【図１９】
　基板断面図である。
　【図２０】
　基板断面図である。
　【図２１】
　複数の圧力媒体を用いた押圧方法を示す断面図である。
　【図２２】
　基板上のシール材の塗布パターンを示す平面図である。
　【図２３】
　加圧材のスリット加工を示す斜視図である。
　【図２４】
　緩衝材の圧力−歪み特性を示すグラフである。
　【図２５】
　本実施例に於いて用いられたエポキシ系紫外線硬化型樹脂の圧力−セルギャップ特性を示すグラフである。
　【図２６】
　シール材の塗布パターンを示す平面図である。
　【図２７】
　プレス装置の構成を示す断面図である。
　【図２８】
　液晶表示素子に液晶を強制的に注入するための液晶強制注入装置の構成を示す断面図である。
　【図２９】
　プレス装置の構成を示す断面図である。
　【図３０】
　図２９に示されている緩衝材の石英ガラスの一方の面に設けたスリットの形状を示す斜視図である。
　【図３１】
　本実施例の製造方法によって作成された液晶表示素子の断面図である。
　【図３２】
　本発明の実施例に於ける液晶表示素子の平面図である。
　【図３３】
　液晶注入装置に液晶表示素子をセットした状態の断面図である。
　【図３４】
　本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図３５】
　本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図３６】
　本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図３７】
　本実施例の対比例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図３８】
　本実施例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図３９】
　本実施例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図４０】
　本実施例の製造工程を示す液晶表示素子の断面図である。
　【図４１】
　前記対比例と本実施例とのセルギャップと経過時間との関係を示すグラフである。
　【図４２】
　従来の液晶表示素子の一例を示す平面図である。
　【図４３】
　図４２の切断面線Ｇ−Ｇから見た断面図である。
　【図４４】
　従来の押圧方法を示す断面図である。
　【符号の説明】
　１　液晶表示素子
　２　ＴＦＴ基板
　３　対向基板
　６　液晶層
　７　注入口
　１０２　真空チャンバ
　１０５　真空排気ポンプ
　１１０　液晶治具昇降機構
　１２４　移動機構
　１３０　液晶層厚み調整機構