(57)【要約】【課題】ビーズ等を混合したスペースを用いることなく、有効表示領域のギャップが均一且つ一定の液晶表示装置とその製造方法を提供すること。【解決手段】少なくとも一方が透明である一対の基板１、２であって、片面に電極と配向膜とが形成されていて、それらを形成した面が向き合うように対向させた基板１、２と、対向するこれらの基板１、２間に配置されたスペーサ３と、該基板間に封入された液晶５とを含み、且つ、対向する該基板１、２の周辺部を封止してなる液晶表示装置１０であって、前記スペーサ３が接着剤成分を含有し、そして該スペーサ３が該接着剤成分により両方の基板１、２に接着している液晶表示装置とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明である一対の基板であって、各基板の片面には電極と配向膜とが形成されていて、それらを形成した面が向き合うように対向させた基板と、対向するこれらの基板間に配置されたスペーサと、該基板間に封入された液晶とを含み、且つ、対向する該基板の周辺部を封止してなる液晶表示装置であって、前記スペーサが接着剤成分を含有し、そして該スペーサが該接着剤成分により両方の基板に接着していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記スペーサが感光性樹脂で形成されていることを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記スペーサが、前記感光性樹脂の０．５〜２０質量％の量の前記接着剤成分を含有していることを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記スペーサがネガ型感光性樹脂で形成され、前記接着剤成分として熱硬化性樹脂を含有していることを特徴とする、付記２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記接着剤成分が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂もしくはシリコーン樹脂、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記スペーサがポジ型感光性樹脂で形成され、前記接着剤成分として熱可塑性樹脂を含有していることを特徴とする、請求項２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記接着剤成分が、ポリエチレン、ポリビニルテレフタレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、ポリカーボネート、スチレンもしくはナイロン６、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、請求項２から７までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶が、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、又はスメクティックＡ相液晶であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一つに記載の液晶表示装置を製造する方法であって、一方の基板上に接着剤成分を含有するスペーサを形成し、この基板ともう一方の基板とを重ね合わせた後に、該スペーサを前記接着剤成分により該もう一方の基板に接着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置とその製造方法に関する。より詳しく言えば、本発明は、少なくとも一方が透明である一対の基板の間に、一般に液晶として知られる光スイッチ機能を有する媒体を挟持した液晶表示装置であって、有効表示領域における基板間のギャップが均一且つ一定に保たれることにより、コントラストや応答速度等の均一性が向上し良好な表示品質を示す液晶表示装置と、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも一方が透明である一対の基板間に、光スイッチ機能を有する媒体である液晶を充填した液晶表示装置は、一般に薄くて軽量で低消費電力である等の点から、電卓、家庭電化製品あるいはＯＡ機器等の表示装置、空間光変調装置（Ｓｐａｃｉａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）等として広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置では、基板間のギャップが均一且つ一定であることが、良好な表示を行うのに不可欠である。ギャップの維持のためには、基板間に配置される、一般にスペーサと呼ばれる部材が使用されている。スペーサには、大別して粒子（ビーズ）状のものと柱状のものがあり、それらの配置・固定化方法が種々開発されてきた。
【０００４】
一つの方法として、球状の粒子（ビーズ）を基板上に散布し、基板間のギャップを均一に制御する方法が提案されている。ところが、この方法では、ビーズの配置を制御することが困難であり、ビーズは表示に不可欠な画素部分にも散布されることになって、それにより液晶分子の配向欠陥を招来し、表示品位を低下させる問題があった。
【０００５】
これを防止するため、ビーズの散布に代えて、フォトリソグラフィー法により画素部分以外に柱状のスペーサを選択的に形成する技術が提案されている。この場合、画素部分にスペーサがないため、配向欠陥、表示品位低下を防止することができる。ところが、スペーサは通常、一方の基板とは接着しているものの他方の基板とは接着性がないため、外圧を受ける（例えば指先で押される等）と基板間隔が変動し、それに従い基板上の電極間隔が変動して、干渉縞の発生、色調のばらつき、駆動電圧特性のばらつき等の問題が発生していた。更に極端な場合は、外力によって基板どうしが接触し、配向膜が損傷を受けて液晶分子の配向が乱れ、表示品質が低下する等の問題が発生していた。
【０００６】
そこで、スペーサに両基板との接着性を持たせる検討が行われているが、基板を重ね合わせる前の樹脂スペーサの熱硬化が進行していない条件で、基板を重ね合わせ、加熱し、樹脂スペーサを硬化させた場合、基板との接着性は保持できるものの、基板を重ね合わせた時の圧力により、硬化前のスペーサが変形し、精密なギャップ制御ができない問題があった。
【０００７】
そこで、特開２０００−１５５３２１号公報では、スペーサに圧力や熱で変形しないビーズを含有させ、強度と接着性を両立するようにしている。ところが、この手法では、ビーズをスペーサ形成用の樹脂に分散させているため、下記に示す問題が発生する。
（１）確率的にビーズを含有しないスペーサが存在するため、ギャップ均一性が劣る。
（２）この問題を避けるため、ビーズ含有量を増やすと、ビーズがフィラーとして作用して悪影響を及ぼし、スペーサの製造時にスペーサ材料を均一にスピンコートできず、塗布厚さにムラができ、その結果スペーサ高さが不均一になる。（３）均一粒径をもつビーズは高価であり、しかも、スペーサ以外の部分はパターニングにより除去するため、ほとんどのビーズは捨てることになり、製造コストを上昇させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、液晶表示装置用スペーサのこれまでの配置・固定化技術は、外圧に対し強く（耐衝撃性が高い）、表示特性の良好な液晶表示装置を実現するのに十分ではなかった。
【０００９】
更に、これまでのスペーサは、基板上にスペーサを均一且つ高密度に配置させた状態で配向膜材料溶液を塗布することが困難であったり、配向膜のラビング処理の際にスペーサが剥がれ落ちてしまったりといったように、液晶表示装置の表示品質を維持したままスペーサを基板上に固定するのにも十分でなかった。
【００１０】
本発明は、前記の問題を解決し、スペーサ材料へのビーズ等の混合なしに樹脂だけでスペーサを形成し、スペーサの強度を保ったままそのスペーサにより基板どうしを強固に接着して、外圧に対する強度と表示特性の向上を実現可能な液晶表示装置とその製造方法の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも一方が透明である一対の基板であって、各基板の片面には電極と配向膜とが形成されていて、それらを形成した面が向き合うように対向させた基板と、対向するこれらの基板間に配置されたスペーサと、該基板間に封入された液晶とを含み、且つ、対向する該基板の周辺部を封止してなる液晶表示装置であって、前記スペーサが接着剤成分を含有し、そして該スペーサが該接着剤成分により両方の基板に接着していることを特徴とする液晶表示装置である。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、一方の基板上に接着剤成分を含有するスペーサを形成し、この基板ともう一方の基板とを重ね合わせた後に、該スペーサを前記接着剤成分により該もう一方の基板に接着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法により製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置は、スペーサにより間隔をあけて保持された、少なくとも一方が透明である一対の基板を有し、これらの基板間には液晶が封入されている。双方の基板の対向面には、電極が形成され、各電極の上に液晶分子の配向を規制する配向膜が設けられている。電極は、透明基板上のものが透明であればよいが、両方の基板上の電極を透明電極として形成してもよい。以下の説明では、両方の基板上に透明電極が位置するものとする。
【００１４】
本発明の液晶表示装置における特徴は、基板間に配置されたスペーサが接着剤成分を含有しており、それにより一対の基板を強固に結合するとともに、基板間のギャップを均一且つ一定に保持していることにある。
【００１５】
スペーサは、接着剤成分を含有する感光性樹脂を使って形成することができる。感光性樹脂は、フォトリソグラフィー法によるパターニングが可能であり、スペーサを所定パターンに従って形成するのが容易である。そのため、液晶表示装置の画素部分を除いて基板間の一定のギャップの保持に有効な位置にスペーサを配置することができる。また、パターニングに先立ち形成する感光性樹脂層の膜厚を調整することにより、対向基板間の距離を制御するのが容易である。
【００１６】
本発明の液晶表示装置のスペーサを形成する感光性樹脂としては、ポジ型又はネガ型の各種の感光性樹脂が使用できる。例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂等、あるいはゼラチンを感光性樹脂化したものから選択される少なくとも１種の樹脂を使用することができ、ここに挙げた樹脂は一般的なレジスト材料として商業的に入手可能である。ポジ型の感光性樹脂が使用された場合、その露光部が分解され、現像処理によって選択的に除去される。一方、ネガ型の感光性樹脂が使用された場合、その露光部は架橋反応又は重合反応が誘起されて固化し、未露光部が現像処理によって選択的に除去される。
【００１７】
本発明におけるスペーサには、接着剤成分が添加される。この接着剤成分は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂であることができる。本発明のスペーサで使用可能な熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン、ポリビニルテレフタレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、ポリカーボネート、スチレン、ナイロン６等の一般的な熱可塑性樹脂を挙げることができ、それらの混合物も使用可能である。熱硬化性樹脂としては、硬化前に溶媒に可溶もしくは液体状であって、加熱により硬化する材料が使用可能であり、代表例として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂もしくはシリコーン樹脂等を挙げることができ、それらの混合物も使用可能である。
【００１８】
スペーサは、最初に一方の基板上に形成されており、この基板を他方の基板と重ね合わせそして加熱することにより、基板間のギャップを一定に保ったまま、他方の基板に接着して一対の基板を強固に結合させる。より具体的に言えば、一方の基板上に形成されたスペーサが硬化（ネガ型感光性樹脂の場合はパターニングのための露光により硬化、ポジ型感光性樹脂の場合は露光後のポストベークにより硬化）することで強度を発現する。次に、この基板に他方の基板を重ね合わせてから加熱することで、スペーサの接着剤成分が軟化又は硬化して接着性を発現することにより、基板間のギャップを一定に保持しながら一対の基板を強固に結合することができる。すなわち、接着剤成分が熱可塑性樹脂の場合、一対の基板を重ね合わせた後の加熱により熱可塑性樹脂が軟化してから冷却して再び固化することにより、スペーサは他方の基板に接着する。接着剤成分が熱硬化性樹脂の場合は、一対の基板を重ね合わせた後の加熱により熱硬化性樹脂が硬化することにより、スペーサは他方の基板に接着する。
【００１９】
本発明におけるスペーサは、予め一方の基板上に形成されていて、この基板と他方の基板を重ね合わせてからの加熱により軟化又は硬化した接着剤成分によって他方の基板に接着する。他方の基板への接着を効果的に行うためには、他方の基板へのスペーサの接触面において接着剤成分がスペーサ本体を海とする海−島構造を形成しているのが好ましい。スペーサ本体と接着剤成分とが海−島構造を形成するためには、スペーサ本体の材料及び接着剤成分として、互いに相溶性がないか乏しい材料を使用するのが好ましい。この意味で、スペーサ本体材料としてネガ型感光性樹脂を使用する場合には接着剤成分として熱硬化性樹脂を、ポジ型感光性樹脂を使用する場合には熱可塑性樹脂を使用するのが好適である。
【００２０】
接着剤成分は、熱硬化性樹脂の場合も熱可塑性樹脂の場合も、スペーサの感光性樹脂質量の０．５〜２０％の量で使用するのが好ましい。０．５％未満では基板への接着性が不足し、２０％を超えると、基板へのスペーサの接着の際に接着剤成分がスペーサ領域外の表示電極領域まで広がって、表示電極面の屈折率を変化させ、それによる表示品位の低下の原因になりかねない。
【００２１】
使用する接着剤成分が熱可塑性樹脂の場合、その平均分子量は５００〜１００００であるのが好ましい。５００未満の分子量では、熱可塑性樹脂の融点が下がりすぎ、表示装置の使用温度範囲内でも樹脂が溶融状態になり、表示安定性が悪くなる。１００００を超える分子量では、配向膜のラビングを損う温度以上でないと樹脂が溶融しない。
【００２２】
本発明の液晶表示装置で使用する一対の基板には、液晶表示装置の表示動作に必要な透明電極が設けられ、その上に樹脂で形成された配向膜が存在している。この配向膜表面には、液晶分子を所定の方向に配向させるためのラビング処理が施されていて、このラビング効果は、一般に１５０〜１８０℃を超える温度で失われる。基板を重ね合わせた後の加熱によりスペーサを一方の基板に接着する際には、配向膜のラビング効果を損なわない温度で加熱することが重要である。従って、スペーサに添加する接着剤成分の熱可塑性樹脂の軟化温度、あるいは熱硬化性樹脂の硬化温度は、１５０℃以下であるのが望ましい。一方、基板間に液晶を封入後、液晶を再配向させるアニール処理の温度が一般に１１０℃程度であるので、スペーサの接着剤成分である熱可塑性樹脂の軟化温度、あるいは熱硬化性樹脂の硬化温度は、１１０℃以上である必要がある。このように、スペーサの接着剤成分の軟化温度あるいは硬化温度は、一般に１１０〜１５０℃であるのが好ましい。
【００２３】
間に液晶を封入した対向基板は、周辺部を封止される。この封止には、通常樹脂材料が使用され、それは加熱により硬化することで封止機能を果たす。この周辺封止剤の硬化温度も、上述の液晶再配向アニール温度及び配向膜のラビング効果喪失温度を考慮して、一般に１１０〜１５０℃であるのが好ましい。一般に、周辺封止剤の熱硬化性樹脂は、スペーサで使用される樹脂の軟化温度又は硬化温度に等しいかそれより高い硬化温度を持つことができる。これにより、加熱工程によって、まず、柱状のスペーサを硬化させて、液晶表示装置の表示部の電極間のギャップを設定し、次に、対向基板を重ね合わせ、柱状スペーサに添加した熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が軟化又は硬化する温度まで昇温してスペーサを介し基板どうしを接着し、そして最後に、電極間のギャップを保ったままで基板の周辺部を熱硬化性樹脂の硬化によって封止することができる。
【００２４】
周辺封止剤は、光硬化性樹脂であってもよい。この場合には、より低温で基板周辺部を封止することができる。
【００２５】
スペーサに接着剤成分として添加する熱硬化性樹脂と基板周辺部を封止する熱硬化性樹脂については、２時間以内、可能な場合は１時間以内に硬化する材料とすることができる。
【００２６】
本発明の液晶表示装置において使用する液晶は特に限定されず、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、電傾効果を示すスメクティックＡ相液晶等の公知の液晶を使用することができる。
【００２７】
本発明の液晶表示装置は、一方の基板上に接着剤成分を含有するスペーサを形成し、この基板ともう一方の基板とを重ね合わせた後に、該スペーサを前記接着剤成分により該もう一方の基板に接着させることで製造することができる。
【００２８】
スペーサは、接着剤成分を添加した感光性樹脂の溶液を一方の基板上に塗布して樹脂層を作り、この樹脂層を露光、現像によりパターニングして、形成することができる。感光性樹脂がネガ型の場合はパターニングのための露光により硬化し、ポジ型の場合は露光後のポストベークにより硬化して、スペーサに所定の強度を与えることができる。次に、この基板に他方の基板を重ね合わせてから加圧・加熱することで、接着剤成分が軟化又は硬化して、スペーサを他方の基板に接着させる。このとき、感光性樹脂の硬化により既に強度を獲得しているスペーサにより、基板間のギャップを一定に保つことができる。
【００２９】
液晶表示装置の基板間のギャップには、液晶が充填される。基板間ギャップへの液晶の充填方法としては、予め対向させた基板間に真空を利用して液晶を充填封入する真空法、あるいは一方の基板上に液晶を滴下してから他方の基板を重ねる滴下法が代表的であり、本発明の液晶表示装置はそのどちらにより製造することも可能である。例えば、滴下法による場合、一対の基板の一方に前記スペーサを形成し、一対の基板のいずれか一方の基板上に液晶を滴下した後、２枚の基板を重ね合わせ、基板周辺封止部材とともに加熱することにより、スペーサを両方の基板に接着することができる。
【００３０】
本発明の液晶表示装置は、基板間を封止するための周辺封止を全く施さずに、あるいは実質的に施さずに（限られた一部にだけ施して）、該全くあるいは実質的に周辺封止を施していない部分全域又は一部に液晶を付着させた後、液晶を該基板の間に充填し、次いで封止していない周辺全域を封止部材で封止することにより製造することが可能である。この方法によれば、基板間に液晶を効率よく注入することができ、それによりスループットを向上させ、製造コストを低減し、製品歩留まりを向上させることができる。
【００３１】
より具体的には、本発明の液晶表示装置は、例えば、基板間を封止するための周辺封止を全くあるいは実質的に施さずに、該全くあるいは実質的に周辺封止を施していない部分全域又は一部に液晶を付着させた後、液晶を該基板の間に充填し、次いで封止していない周辺全域を封止部材で封止する工程を実施することにより、製造することができる。この場合、基板に液晶を付着させる前後の圧力差又は温度差、あるいはその両者を利用して、液晶を基板の間に充填することができ、そして基板間のギャップに液晶をより短時間で充填することができる。また、液晶を付着させる部分に、ディスペンサを使用して液晶を滴下して付着させることができる。ディスペンサの使用は、液晶の定量的且つ容易な付着を可能にする。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
図１に、下記の例で製造した液晶表示装置を模式的に示す。この液晶表示装置１０には、対向したガラス基板１、２と、これらの基板間に位置し、基板間のギャップを保持している樹脂添加柱状スペーサ３と、基板１、２の周辺部を封止している接着シール材４と、基板間のギャップに封入された液晶５が含まれている。基板１、２の対向面にはそれぞれ、透明電極が形成されており（一方は個別電極として、他方は共通電極として形成される）、その上にラビング処理を施した配向膜が位置しているが、簡単にするため図１にそれらは図示していない。
【００３４】
また、ここでは、液晶表示装置の電極間のギャップを均一かつ一定に保って封止する工程にしぼって説明し、使用する材料等については後の例で具体的に説明する。
【００３５】
透明電極と配向膜を形成したガラス基板１の上に、ネガ型フォトレジスト材料にこの材料の３ｗｔ％に相当する熱可塑性樹脂を添加した混合物をスピンコートした。このレジスト膜を１００℃で１分間プリベーキングしてから、フォトマスクを用いて紫外線露光装置により露光を行い、続いて現像を行って、基板上に直径１０μｍの円柱が１００μｍ間隔で縦横に並ぶパターンでスペーサ３を作製した。こうして形成したスペーサを純水で洗浄後、乾燥させ、続いて１５０℃、６０分のポストベークを行い、硬化した柱状スペーサを作製した。
【００３６】
スペーサ３を設けたガラス基板１の周辺部に、液晶注入口となる部分を残して接着シール材４を配置し、ガラス基板１の上にもう一方のガラス基板２を載置した組立体を作った。この組立体を熱処理装置（図示せず）内に装填し、接着シール材４の熱硬化性樹脂の硬化温度（１１０℃〜１５０℃）で加熱加圧した。この処理によって、柱状スペーサ３が圧力を受けたまま、柱状スペーサ３中に添加された熱可塑性樹脂が軟化してガラス基板１と２とを強固に接着させた。また、接着シール材４によってガラス基板１と２の周辺がシールされた。
【００３７】
その後、液晶注入口を通してガラス基板１とガラス基板２の間に液晶を注入し、液晶注入口を最終的に封止した。
【００３８】
（実施例１）
上述の液晶表示装置の製造方法に従って、実施例１の液晶表示装置を次のように製造した。
【００３９】
ＩＴＯの透明電極を全面に設けた２００×１００×１．１ｍｍの一対のガラス基板上に、３ｗｔ％のポリイミド溶液をスピンコータを用いて２０００ｒｐｍの回転数で塗布し、２００℃で３０分焼成して配向膜を形成した。続いて、配向膜をラビング処理した。
【００４０】
一方のガラス基板の配向膜上に、ネガ型フォトレジスト材料（ＴＬＯＲ−Ｎ、東京応化工業社製）に、レジスト材料の３ｗｔ％のポリエステル樹脂（バイロン２２０、東洋紡バイロン社製、軟化点１１０℃）を溶解したプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）溶液を添加した混合物を、膜厚が２μｍになるようにスピンコートした。形成したレジスト膜のプリベーキングをホットプレート上にて１００℃で１分間行い、そして紫外線露光装置により５０ｍＪ／ｃｍ２でレジスト膜の露光を行った。次に、レジスト膜を現像して、直径１０μｍの円柱が１００μｍ間隔で縦横に並ぶパターンで柱状ピラーを形成し、純水で洗浄後、乾燥させた。更に、１５０℃、１時間のポストベークを行い、接着性柱状スペーサ（以後、単に「スペーサ」と呼ぶ）を形成した。
【００４１】
続いて、一方のガラス基板の周辺部に１５０℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を液晶注入口を除いて印刷法によって付着させた。一対のガラス基板を、透明電極が向かい合うように重ね合わせ、真空袋に入れて、１５０℃、１時間で周辺部のシール材であるエポキシ樹脂を硬化させるとともに、軟化したスペーサ中のポリエステル樹脂によりガラス基板どうしを接着させた。次に、液晶注入口を通して強誘電性液晶を注入し（真空法）、液晶注入口を封止して強誘電性液晶表示装置を得た。
【００４２】
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化はみられなかった。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする外力に対して、耐ストレス性を備えることが認められた。
【００４３】
液晶表示装置の中央部を支持し、両端に３００ｇの荷重を加えたところ、画面全体にわたって表示色の変化は観察されず、液晶層厚は全面にわたって変化しなかった。
【００４４】
（比較例１）
実施例１の液晶表示装置と比較するために、熱可塑性ポリエステル樹脂を添加しないスペーサを形成したことを除き、その他の条件は実施例１と同一にして、比較例１の液晶表示装置を作製した。
【００４５】
得られた液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が観察された。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする方向の外力に対して耐ストレス性が劣ることが示された。
【００４６】
液晶表示装置の中央部を支持し、その両端に１００ｇの荷重を付加したところ、画面全体にわたり表示色の変化が観察された。これは、スペーサが基板と接着していないため、加圧によりパネルギャップが変動したためである。
【００４７】
（実施例２）
スペーサに添加する熱可塑性樹脂としてエポキシ樹脂（エボブレンドＡ１０２０、ダイセル化学工業、軟化点１１０℃）を用いた以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化はみられなかった。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする外力に対して、耐ストレス性がを示すことが認められた。
液晶表示装置の中央部を支持し、両端に３００ｇの荷重を加えたところ、画面全体にわたって表示色の変化は観察されず、液晶層厚は全面にわたって変化しなかった。
【００４８】
（比較例２）（シール材硬化温度＞ラビングダメージ温度１５０℃）
シール材を１９０℃、１時間で硬化する材料に換えた以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置では、配向膜に熱によるダメージが見られ、表示品位が低下した。
【００４９】
（比較例３）（接着剤軟化温度＞シール材硬化温度）
接着剤として軟化温度１５０℃のポリエステル樹脂を用い、シール材として１４０℃、１時間で硬化するエポキシ樹脂を用いた以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置では、接着剤による接着が不十分となり、パネル中央部がパネル周辺のシール材の硬化収縮に耐えられずに膨らんで、ギャップが不均一になり、表示品位が低下した。
【００５０】
（実施例３）
スペーサ中のポリエステル樹脂の添加量を２０％にした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したが、ペン先の周囲に表示色の変化はみられなかった。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする外力に対して、耐ストレス性を示すことが認められた。
液晶表示装置の中央部を支持し、両端に３００ｇの荷重を加えたところ、画面全体にわたって表示色の変化は観察されず、液晶層厚は全面にわたって変化しなかった。
【００５１】
（比較例４）（樹脂添加量２０％超）
スペーサ中のポリエステル樹脂の添加量を３５％にした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化はみられず、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする外力に対して耐ストレス性を示すことが認められた。
液晶表示装置の中央部を支持し、両端に３００ｇの荷重を加えたところ、画面全体にわたって表示色の変化は観察されず、液晶層厚は全面にわたって変化しなかった。
しかし、この例の液晶表示装置では、柱状スペーサ中に添加した樹脂がスペーサ領域外の表示電極まで広がり、表示電極面の屈折率が変化して、表示品位が低下した。
【００５２】
（比較例５）（樹脂添加量０．５％未満）
スペーサ中のポリエステル樹脂の添加量を０．２％にした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置をクロスニコル下に置き、先端径が０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示部中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が観察された。これにより、この液晶表示装置は液晶層厚を小さくする方向の外力に対して耐ストレス性が劣ることが示された。
液晶表示装置の中央部を支持し、その両端に１００ｇの荷重を付加したところ、画面全体にわたり表示色の変化が観察された。これは、スペーサが基板と接着していないため、外圧によりパネルギャップが変動したためである。
【００５３】
（比較例６）（接着剤成分の分子量５００未満）
スペーサへの添加樹脂として分子量（ＭＷ）２３１のエポキシ樹脂を使用した以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置は、スペーサ中に添加したエポキシ樹脂が液晶中に溶出し、表示品位が著しく低下した。
【００５４】
（実施例４）
強誘電性液晶をツイステッドネマティック型液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５５】
（実施例５）
強誘電性液晶をスーパーツイステッドネマティック型液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５６】
（実施例６）
強誘電性液晶をネマティックコレステリック相転移型液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５７】
（実施例７）
強誘電性液晶を反強誘電性液晶に換えた以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５８】
（実施例８）
強誘電性液晶をツイストグレインバウンダリ液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００５９】
（実施例９）
強誘電性液晶をスメクティックＡ相液晶に換え、基板ギャップを６μｍにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
この液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性示すことが分かった。
【００６０】
（実施例１０）
液晶注入方法として、真空注入法に代えて滴下法を採用し、スペーサを形成しそして周辺部にシール材を配置した基板上に強誘電性液晶を滴下した後、この基板にもう一方の基板を重ね合わせ加熱することにより、基板周辺シール材と柱状スペーサを介して両基板を結合させた以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。減圧下での液晶注入時間が不要になるため、実施例１に比べ、製造時間を短縮できた。
得られた液晶表示装置を実施例１と同様に評価した結果、実施例１と同様に良好な特性を示すことが分かった。
【００６１】
本発明は、以上説明したとおりであるが、その特徴を種々の態様ととも付記すれば、次のとおりである。
（付記１）少なくとも一方が透明である一対の基板であって、各基板の片面には電極と配向膜とが形成されていて、それらを形成した面が向き合うように対向させた基板と、対向するこれらの基板間に配置されたスペーサと、該基板間に封入された液晶とを含み、且つ、対向する該基板の周辺部を封止してなる液晶表示装置であって、前記スペーサが接着剤成分を含有し、そして該スペーサが該接着剤成分により両方の基板に接着していることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）前記スペーサが感光性樹脂で形成されていることを特徴とする、付記１記載の液晶表示装置。
（付記３）前記感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記２記載の液晶表示装置。
（付記４）前記接着剤成分が、ポリエチレン、ポリビニルテレフタレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、ポリカーボネート、スチレンもしくはナイロン６、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱可塑性樹脂であることを特徴とする、付記１から３までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記５）前記接着剤成分が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂もしくはシリコーン樹脂、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱硬化性樹脂であることを特徴とする、付記１から３までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記６）前記スペーサが、前記感光性樹脂の０．５〜２０質量％の量の前記接着剤成分を含有していることを特徴とする、付記２から５までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記７）前記スペーサがネガ型感光性樹脂で形成され、前記接着剤成分として熱硬化性樹脂を含有していることを特徴とする、付記１記載の液晶表示装置。
（付記８）前記感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記７記載の液晶表示装置。
（付記９）前記接着剤成分が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂もしくはシリコーン樹脂、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱硬化性樹脂であることを特徴とする、付記７又は８記載の液晶表示装置。
（付記１０）前記スペーサがポジ型感光性樹脂で形成され、前記接着剤成分として熱可塑性樹脂を含有していることを特徴とする、付記１記載の液晶表示装置。
（付記１１）前記感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記１０記載の液晶表示装置。
（付記１２）前記接着剤成分が、ポリエチレン、ポリビニルテレフタレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、ポリカーボネート、スチレンもしくはナイロン６、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱可塑性樹脂であることを特徴とする、付記１０又は１１記載の液晶表示装置。
（付記１３）前記熱可塑性樹脂の平均分子量が５００〜１００００であることを特徴とする、付記１０から１２までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１４）前記基板の周辺部が熱硬化性樹脂で封止されていて、この樹脂の硬化温度が前記配向膜のラビング効果を損なう温度より低いことを特徴とする、付記１から１３までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１５）前記基板の周辺部を封止する封止剤の硬化温度が、前記スペーサで使用される樹脂の軟化温度又は硬化温度に等しいかそれより高いことを特徴とする、付記２から１４までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１６）前記液晶が、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、又はスメクティックＡ相液晶であることを特徴とする、付記１から１５までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１７）付記１記載の液晶表示装置を製造する方法であって、一方の基板上に接着剤成分を含有するスペーサを形成し、この基板ともう一方の基板とを重ね合わせた後に、該スペーサを前記接着剤成分により該もう一方の基板に接着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（付記１８）前記スペーサを感光性樹脂で形成することを特徴とする、付記１７記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１９）前記感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記１７又は１８記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２０）前記接着剤成分が、ポリエチレン、ポリビニルテレフタレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、ポリカーボネート、スチレンもしくはナイロン６、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱可塑性樹脂であることを特徴とする、付記１７から１９までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２１）前記接着剤成分が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂もしくはシリコーン樹脂、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱硬化性樹脂であることを特徴とする、付記１７から１９までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２２）前記スペーサが、前記感光性樹脂の０．５〜２０質量％の量の前記接着剤成分を含有していることを特徴とする、付記１８から２１までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２３）前記スペーサをネガ型感光性樹脂で形成し、該スペーサが前記接着剤成分として熱硬化性樹脂を含有しており、該感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記１７記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２４）前記接着剤成分が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂もしくはシリコーン樹脂、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱硬化性樹脂であることを特徴とする、付記２３記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２５）前記スペーサをポジ型感光性樹脂で形成し、該スペーサが前記接着剤成分として熱可塑性樹脂を含有しており、該感光性樹脂が、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、環化ゴム、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂、ビスフェノール樹脂、及び感光性樹脂化したゼラチンから選択される少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする、付記１７記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２６）前記接着剤成分が、ポリエチレン、ポリビニルテレフタレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エポキシ、ポリカーボネート、スチレンもしくはナイロン６、あるいはそれらの混合物から選ばれる熱可塑性樹脂であることを特徴とする、付記２５記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２７）前記基板の周辺部を熱硬化性樹脂で封止し、該樹脂の硬化温度が前記配向膜のラビング効果を損なう温度より低いことを特徴とする、付記１７から２６までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２８）前記基板の周辺部を封止する封止剤の硬化温度が、前記スペーサで使用される樹脂の軟化温度又は硬化温度に等しいかそれより高いことを特徴とする、付記１８から２７までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。（付記２９）前記液晶が、ツイステッドネマティック型液晶、スーパーツイステッドネマティック型液晶、ネマティックコレステリック相転移型液晶、ポリマー分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ツイストグレインバウンダリ液晶、又はスメクティックＡ相液晶であることを特徴とする、付記１７から２８までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置においては、ビーズ等の混合なしに強度を持つとともに基板への接着性を有するスペーサを使用することによって、液晶表示装置の有効表示領域のギャップを均一且つ一定に保つことができる。それにより、本発明の液晶表示装置は、有効表示領域内におけるコントラストや応答速度の均一性が改善され、表示品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で製作した液晶表示装置を説明する図である。
【符号の説明】
１、２…ガラス基板
３…スペーサ
４…接着シール材
５…液晶
１０…液晶表示装置
【図１】
2004013001.tif 000003