(57)【要約】【課題】対向基板どうしをスペーサにより強固且つ確実に接着して、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、各基板１、２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１、２と、対向するこれらの基板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のうちの少なくとも一部が、少なくとも一方の基板に、それらの間に配向膜を挟むことなく接着していることを特徴とす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、前記スペーサのうちの少なくとも一部が、少なくとも一方の基板に、それらの間に配向膜を挟むことなく接着していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記少なくとも一方の基板に配向膜を挟むことなく接着しているスペーサの数が、全スペーサ数の５０％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。
【請求項３】
前記スペーサを配向膜を挟むことなく前記少なくとも一方の基板に接着させるため配向膜を選択的に取り除いた部分の形状が、当該基板に接触するスペーサ端面の形状と相似であることを特徴とする、請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記スペーサを配向膜を挟むことなく前記少なくとも一方の基板に接着させるため配向膜を選択的に取り除いた部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記スペーサが配向膜を挟むことなく接着している前記少なくとも一方の基板上の配向膜が、感光性樹脂から形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記一対の基板上の配向膜が同一の感光性樹脂で形成されていることを特徴とする、請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
配向膜を挟むことなく前記基板に接着した前記スペーサが、該基板の本体に直接接着していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
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７までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
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を製造する方法であって、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他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。
【請求項１０】
前記スペーサを配向膜を挟むことなく接着させる前記基板上の配向膜を感光性樹脂で形成し、該配向膜をパターニングして、該スペーサを該基板に接着させる部位の配向膜を除去することを特徴とする、請求項９記載の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】
そこで、樹脂だけで強度と接着性を両立できるスペーサが強く望まれている。樹脂だけのスペーサは、一方の基板上に形成された配向制御膜の上にスペーサ材料の樹脂を塗布し、露光、現像によりパターニングする手法等を利用して形成でき、これにより得られたスペーサはその上にスペーサ材料を塗布した配向制御膜に対し強い接着力で結合する。ところが、こうして一旦形成されたスペーサは、後の工程で他方の基板と重ね合わせて液晶パネルを形成する際に、加熱により溶融してから固化しても、他方の基板上に形成された配向制御膜に対してはそれほど強い接着力では接着しない。このため、スペーサに用いる材料を種々検討し、配向膜との接着性を向上させることが可能な材料の開発が活発になっているが、より強固な接着を可能にする技術が依然として要望されている。
【０００９】
【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。更に、一方の基板上に既に形成されたスペーサを、他方の基板に対してより強固に接着させることも要望されている。
【００１０】
本発明は、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、前記スペーサのうちの少なくとも一部が、少なくとも一方の基板に、それらの間に配向膜を挟むことなく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、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他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少なくとも一方の基板に、その基板との間に配向膜を挟むことなく接着していることにある。
【００１５】
通常、液晶表示装置の製造時には、予めスペーサを形成した一方の基板と、スペーサなしのもう一方の基板とを、スペーサを間に挟んで重ね合わせ、そして加熱、圧着によりスペーサを軟化又は硬化させて、スペーサをもう一方の基板と接着させる。双方の基板上には配向膜（配向制御膜とも呼ばれる）が形成されていて、一方の基板上に予め形成したスペーサは、その形成過程においてこの基板上の配向膜には強固に接着するが、後の工程での軟化又は硬化により接着するもう一方の基板上の配向膜に対しては、それほど強固に接着することができない。そのため、スペーサは、もう一方の基板に対してはそれほど強固に接着することができない。
【００１６】
本発明では、一方の基板上に予め形成されたスペーサと、スペーサが予め形成されていないもう一方の基板との間に、配向膜を存在させないようにすることによって、両者の強固な接着を可能にする。スペーサが形成される部分は液晶表示装置の有効表示領域外であり、液晶表示装置を駆動する電極がなくてよい部分であるから、スペーサが予め形成されていないもう一方の基板のスペーサと接着する部位には、電極がなく、ガラス等の基板表面が露出することができる。軟化又は硬化により接着するスペーサの先端は、配向膜材料よりもガラス等の基板本体の材料に対して強い接着性を示すことから、本発明の液晶表示装置におけるスペーサは、スペーサが予め形成されていないもう一方の基板の配向膜のない部分に強固に接着することができ、すなわちもう一方の基板に強固に接着することができる。このように、スペーサは、スペーサが予め形成されていない方の基板本体に直接接着するのが好ましい。一般に、一対の基板の一方には画素電極としての個別電極が設けられ、他方の基板には共通電極が設けられるので、スペーサを予め形成する基板は共通電極が設けられる基板、そしてスペーサが予め形成されない基板は個別電極が設けられる基板であるのが好ましい。
【００１７】
本発明においては、スペーサを予め形成する方の基板の配向膜を、スペーサ形成部位において除去する態様も可能である。しかし、スペーサは、それを予め形成する基板に対しては、基板上に配向膜があっても相対的に強固に接着するので、通常はその基板上の配向膜を除去する必要はない。
【００１８】
スペーサが予め形成されていない方の基板のスペーサが接触する部位の全数（これはスペーサの全数に対応する）で、配向膜が存在しないのが理想的であるが、その基板へスペーサを接着させることによる一対の基板どうしの結合に関しては、スペーサが接触する部位の全数のうちの少なくとも５０％の部位で配向膜が取り除かれていれば、基板どうしを強固に結合させることができる。
【００１９】
スペーサが予め形成されていない方の基板の配向膜が除かれた部分の形状は、そこに接触するスペーサ端面の形状（例えば円形あるいは多角形）と相似であるのが好ましい。更に、その部分の面積は、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％であるのが好ましい。この面積が７０％を下回ると、配向膜に接するスペーサ端面の面積が増大し、基板へのスペーサの十分な接着性が得られなくなる。１３０％を超えると、配向膜のない領域が増えることから、液晶の配向性に悪影響を与え、一般に良好な表示が得られなくなる。
【００２０】
基板上の配向膜は、配向膜材料として一般的なポリイミド等の樹脂材料から形成することができる。本発明では、スペーサが予め形成されていない方の基板の配向膜を、スペーサと接触する部位に開口を持つ所定パターンで形成する必要があり、そのためこの配向膜は、感光性ポリイミド等の感光性樹脂材料から形成するのが有利である。感光性樹脂を用いることにより、フォトリソグラフィー法を利用して所定パターンの配向膜を容易に形成することができる。本発明の液晶表示装置の配向膜を形成するのに好適な感光性樹脂の例として、上述の感光性ポリイミド以外に、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ノボラック樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリレート樹脂等を感光性樹脂化したものを挙げることができ、２種類以上の混合物の使用も可能である。
【００２１】
一対の基板上に形成した配向膜に挟まれた液晶の配向性は、両側の配向膜が同一の材料で形成されているときに良好になり、それにより液晶表示装置の表示特性を良好なものにすることができる。従って、本発明においては、スペーサを予め形成する方の基板の配向膜も、スペーサを予め形成しない方の基板の配向膜形成材料と同一の、感光性ポリイミド等の感光性樹脂により形成するのが好ましい。
【００２２】
一対の対向基板どうしを接合するスペーサには、基板への接着性だけでなく、基板間のギャップを一定に保持するのに必要な強度も要求される。この要求を満足するために、本発明においては、一方の基板上に形成した段階、すなわち一対の対向基板をそれにより結合する前の段階において、基板と平行な断面において外周部が硬化状態、中央部が半硬化状態であるようなスペーサを用いることができる。このような断面が２重構造のスペーサは、硬化した外周部により強度をもたらす一方で、一対の基板を重ね合わせた後の中央部の半硬化部分の硬化（完全硬化）により、基板に対し強固に接着することができる。この両方の効果により、基板間のギャップを一定に保ち、且つ双方の基板を強固に結合させて、液晶表示装置の表示品位を特に良好なものにすることができる。
【００２３】
断面が２重構造のスペーサは、基板に接着する半硬化部分（中央部）の面積がスペーサ断面の１０〜９０％であるのが好ましい。半硬化部分が１０％未満であると、加熱によりその部分を硬化させた際、基板との接着性が弱くなり、そのため外圧により基板ギャップが変動し、干渉縞の発生等の問題が発生しかねない。半硬化部分が９０％より多くなると、硬化部分による強度増大効果がそれほど期待できなくなる。
【００２４】
本発明におけるスペーサは、感光性樹脂を用いることで、フォトリソグラフィー法により所定パターンに従って容易に形成することができ、そして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スペーサの高さを制御し、対向基板間の距離を制御するのが容易である。
【００２５】
スペーサを形成する感光性樹脂としては、ポジ型あるいはネガ型の感光性樹脂のどちらも使用可能である。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種の感光性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。
【００２６】
上述のような断面２重構造のスペーサの場合は、ネガ型感光性樹脂を使用するのが特に有効である。これは、ネガ型の感光性樹脂は露光量を制御することにより、所定のパターンを硬化部分と半硬化部分が混在する状態で形成するのが容易にできるためである。ネガ型感光性樹脂を使って断面２重構造のスペーサを形成するには、例えば、一方の基板上にネガ型感光性樹脂層を形成し、次いで形成しようとするスペーサの断面形状に対応するパターンを備えたフォトマスクを使用して、感光性樹脂が硬化する全光量の一部（例えば１０〜８０％）の光量で樹脂層の露光（１次露光）を行う。続いて、フォトマスクをスペーサの硬化部分に対応したパターンを持つものに換え、感光性樹脂が硬化する全光量の残りで樹脂層の露光（２次露光）を行う。２次露光により完全硬化させる部分に照射される光量（２次露光量）は、１次露光時に照射された光量（１次露光量）との合計が、樹脂の硬化に必要な全光量以上になるようにすればよい。
【００２７】
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て、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る。スペーサの硬化温度は、この配向膜のラビング効果を損なわない温度であるのが好ましい。これは、スペーサの硬化温度が配向膜のラビング効果を損なう温度を超える場合、一対の対向基板を重ね合わせてスペーサをそれらが形成されていなかった基板へ接着させるため硬化させる際に、配向膜のラビング効果を消失させ、良好な表示特性が得られなくなるためである。
【００２８】
スペーサ間に挟んで対向させた２枚の基板は、そこに充填された液晶が存在する状態で、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。スペーサを形成する感光性樹脂を熱硬化性とし、その硬化温度が周辺封止樹脂の硬化温度と等しいか、あるいはそれより低い樹脂を用いることにより、スペーサによる基板どうしの結合と、液晶表示装置の周辺部の封止を一つの工程で行うことができる。一般に、配向膜のラビング効果は１５０℃を超えると失われるので、スペーサ、そしてまた周辺封止樹脂の硬化温度は１５０℃以下が好ましい。
【００２９】
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１１０℃程度であるので、スペーサ及び基板の周辺部封止用の熱硬化性樹脂の硬化温度は１１０℃以上であるのが好ましい。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明の液晶表示装置は、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他方の基板に接着させることで製造することができる。
【００３２】
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、一方の基板にスペーサを形成し、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。
【００３３】
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また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。
【００３４】
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また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。
【００３５】
本発明では、基板の周辺部を封止する材料として、熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂のいずれを使用することもできる。熱硬化性樹脂を使用する場合には、その硬化温度を、加熱によって硬化して両基板に対し接着力を呈するスペーサの硬化温度と等しいか、あるいはそれより高くすることによって、加熱工程において、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、その電極間のギャップを保ったままで基板の周辺部を封止することができる。光硬化性樹脂を使用する場合には、より低温で基板間を封止することができる。
【００３６】
【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。
【００３７】
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。
【００３８】
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を概説し、使用する材料等については後の例で具体的に説明する。
【００３９】
共通電極としての透明電極と配向膜を形成したガラス基板１の上に、フォトレジスト材料をスピンコートした。このレジスト膜を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し、続いて現像して、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、乾燥させた。
【００４０】
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、個別電極を設けた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、スペーサ３及び接着シール材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、スペーサ３は圧力を受けたまま硬化して、ガラス基板１とガラス基板２とを強固に結合させた。また、接着シール材４によってガラス基板１とガラス基板２の周辺がシールされた。
【００４１】
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。
【００４２】
（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。
【００４３】
共通電極としての透明電極を設けた２００×１００×１．１ｍｍのガラス基板（共通電極基板）上に、３ｗｔ％のポリイミド溶液をスピンコータにより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。
【００４４】
このガラス基板の配向膜上に、ネガ型フォトレジスト材料（ＣＦＰＲ−ＣＬ、東京応化工業社製）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分間行った。次いで、紫外線露光装置と、基板上に１００μｍ間隔で縦横に並んだ直径１０μｍの円柱状スペーサを形成するのに適合したマスクを用いて、未硬化（半硬化）状態になるように、２２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギでレジスト膜の露光を行った。次に、現像によりスペーサを形成し、純水で洗浄後、乾燥させた。
【００４５】
個別電極を設けた、もう一方のガラス基板（個別電極基板）に感光性のポリイミド溶液を４０００ｒｐｍの回転数で塗布した後に、１００℃で１分間プリベークを行って感光性ポリイミド膜を形成した。
【００４６】
次に、一対の基板を組み合わせた際に、他方の基板（共通電極基板）に先に形成したスペーサが個別電極基板表面に接触する部分だけ露光できるようなマスクを用い、紫外線露光装置により８００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギで感光性ポリイミド膜を露光した。感光性ポリイミド膜を現像後、純水で洗浄、乾燥させて、スペーサが個別電極基板表面に接触する部分に相当する、ポリイミド材料を取り除いた直径１０μｍの円が、１００μｍ間隔で縦横に並ぶ配向膜を形成した。
【００４７】
続いて、両方のガラス基板上の配向膜をラビング処理した。
【００４８】
次に、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い、そして共通電極基板に設けたスペーサの先端が個別電極基板の配向膜を除去した部位に当たるように重ね合わせ、真空袋に入れて、１５０℃、１時間の加熱処理を行った。この処理により、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、スペーサ材料のレジストも硬化させて、ガラス基板どうしを結合させた。次いで、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。
【００４９】
こうして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。
【００５０】
また、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】
（実施例２）
個別電極基板上の配向膜を形成するための感光性ポリイミドに代えて、感光性のアクリレート樹脂を用いた以外は、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。
【００５２】
（実施例３）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の数を、全スペーサ数の５０％に相当する数に減らした以外は、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。
【００５３】
（実施例４）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０％になるようにした以外は、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。
【００５４】
（実施例５）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の１３０％になるようにした以外は、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６）
スペーサを予め形成した基板（共通電極基板）上にも、もう一方の基板（個別電極基板）上に塗布したのと同じ感光性ポリイミドを使って配向膜を形成した以外は、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７）
スペーサを断面が２重円構造の円柱にし、２重円構造の外側を硬化部分、内側を半硬化部分として、硬化部分の断面積がスペーサの全断面積の１０％になるようにした以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
【００５７】
この断面が２重円構造の円柱スペーサは、スペーサを形成する円全体（直径１０μｍ）を２２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギで露光し、次に、外側部分のみを２００ｍＪ／ｃｍ２のエネルギで再露光し、次に現像し、純水で洗浄後、乾燥させて形成した。図２に、形成した断面２重円構造のスペーサを模式的に示す。このスペーサ３は、一方の基板１上に円柱状に形成されていて、その外側に硬化部分１２、内側に半硬化部分１４を有する。
【００５８】
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。
【００５９】
（実施例８）
実施例７で形成したのと同様の断面が２重円構造の円柱状スペーサを、外側の硬化部分の断面積がスペーサの全断面積の９０％になるように形成した以外は、実施例１と同一条件で液晶表示装置を作製した。
【００６０】
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。
【００６１】
（実施例９）
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。
【００６２】
（実施例１０）
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。
【００６３】
（実施例１１）
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。
【００６４】
（実施例１２）
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。
【００６５】
（実施例１３）
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。
【００６６】
（実施例１４）
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を示すことが分かった。
【００６７】
（実施例１５）
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封止部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て加熱することにより、周辺封止部材とスペーサを介して両基板を接着させた以外は、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。
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。
【００６８】
（比較例１）（配向膜除去なし）
一対の基板上の配向膜を非感光性のポリイミドで形成し、感光性ポリイミドを使用せず、個別電極基板のスペーサが接触する部分のポリイミド膜を除去しなかった以外は、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。スペーサと個別電極基板との接着性が不足のため、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見られ、表示不良が認められた。
【００６９】
（比較例２）（除去率５０％未満）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の数を、全スペーサ数の４０％に相当する数にした以外は、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。スペーサが個別電極基板と接着している箇所が少ないため、十分な接着性が得られず、先端径０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示領域の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が見られ、表示不良が認められた。
【００７０】
（比較例３）（除去率７０％未満）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の６０％になるようにした以外は、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。個々のスペーサが個別電極基板と接着している面積が少ないため、接着性が不足し、先端径０．８ｍｍのペン先によりペン荷重１００ｇで表示領域の中央を押したところ、ペン先の周囲に表示色の変化が見られ、表示不良が認められた。
【００７１】
（比較例４）（除去率１３０％超）
実施例１で個別電極基板上に形成した感光性ポリイミドの配向膜を選択的に除去することにより形成した円形部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の１４０％になるようにした以外は、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。配向膜を除去した面積が大きいため、ガラス基板の露出部分が多くなり、露出したガラス基板上の液晶は配向しないことから、良好な液晶表示が得られなかった。
【００７２】
（比較例５）（スペーサ硬化温度＞ラビングダメージ温度１５０℃）
スペーサ材として、１９０℃、１時間で硬化するネガレジストを用い、１９０℃、１時間で硬化させた以外は、実施例１と同様に液晶表示装置を製作した。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。
【００７３】
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、前記スペーサのうちの少なくとも一部が、少なくとも一方の基板に、それらの間に配向膜を挟むことなく接着していることを特徴とする液晶表示装置。
（付記２）前記少なくとも一方の基板に配向膜を挟むことなく接着しているスペーサの数が、全スペーサ数の５０％以上であることを特徴とする、付記１記載の液晶表示装置。
（付記３）前記スペーサを配向膜を挟むことなく前記少なくとも一方の基板に接着させるため配向膜を選択的に取り除いた部分の形状が、当該基板に接触するスペーサ端面の形状と相似であることを特徴とする、付記１又は２記載の液晶表示装置。
（付記４）前記スペーサを配向膜を挟むことなく前記少なくとも一方の基板に接着させるため配向膜を選択的に取り除いた部分の面積が、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％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）前記スペーサが配向膜を挟むことなく接着している前記少なくとも一方の基板上の配向膜が、感光性樹脂から形成されていることを特徴とする、付記１から４までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記６）前記スペーサが配向膜を挟むことなく接着している前記少なくとも一方の基板上の配向膜を形成する感光性樹脂が、感光性を付与されたポリイミド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ノボラック、ポリエステル、ポリウレタンもしくはアクリレート樹脂、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする、付記５記載の液晶表示装置。
（付記７）前記一対の基板上の配向膜が同一の感光性樹脂で形成されていることを特徴とする、付記５又は６記載の液晶表示装置。
（付記８）配向膜を挟むことなく前記基板に接着した前記スペーサが、該基板の本体に直接接着していることを特徴とする、付記１から７までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記９）配向膜を挟むことなく前記基板に接着した前記スペーサの該基板に平行な断面が２重構造であり、該スペーサがその外周部を除く中央部において該基板に接着していることを特徴とする、付記１から８までのいずれか一つ域債の液晶表示装置。
（付記１０）前記スペーサの前記基板に接着している中央部の面積がスペーサ断面の１０〜９０％であることを特徴とする、付記９記載の液晶表示装置。
（付記１１）前記スペーサが感光性樹脂で形成されており、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１から１０までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１２）前記スペーサが熱硬化性であり、その硬化温度が前記配向膜のラビング効果を損なわない温度であることを特徴とする、付記１１記載の液晶表示装置。
（付記１３）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１２までのいずれか一つに記載の液晶表示装置。
（付記１４）付記１記載の液晶表示装置を製造する方法であって、一方の基板上に予めスペーサを形成し、この基板を、該スペーサの位置に対応する位置に配向膜のない他方の基板と組み合わせ、そして該スペーサを該他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１５）前記スペーサを配向膜を挟むことなく接着させる前記基板上の配向膜を感光性樹脂で形成し、該配向膜をパターニングして、該スペーサを該基板に接着させる部位の配向膜を除去することを特徴とする、付記１４記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１６）前記スペーサを配向膜を挟むことなく基板に接着させる前記部位の数を当該液晶表示装置の全スペーサ数の５０％以上とすることを特徴とする、付記１５記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１７）前記配向膜の前記パターニングにより除去する部分の形状を、前記基板に接触するスペーサ端面の形状と相似になるようにすることを特徴とする、付記１５又は１６記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記１８）前記配向膜の前記パターニングにより除去する部分の面積を、そこに接触するスペーサ端面の面積の７０〜１３０％になるようにする、付記１５から１７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１９）前記感光性樹脂が、感光性を付与されたポリイミド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ノボラック、ポリエステル、ポリウレタンもしくはアクリレート樹脂、あるいはそれらの混合物であることを特徴とする、付記１５から１８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２０）前記一対の基板上の配向膜を同一の感光性樹脂で形成することを特徴とする、付記１５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）配向膜を挟むことなく前記基板に接着する前記スペーサを、該基板の本体に直接接着させることを特徴とする、付記１４から２０までのいずれか一つ域債の液晶表示装置の製造方法。
（付記２２）配向膜を挟むことなく前記基板に接着する前記スペーサを、該基板に平行な断面が２重構造となるように形成し、その外周部を除く中央部において該基板に接着させることを特徴とする、付記１４から２１までのいずれか一つ域債の液晶表示装置の製造方法。
（付記２３）前記スペーサの前記基板に接着させる中央部の面積をスペーサ断面の１０〜９０％にすることを特徴とする、付記２２記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２４）前記スペーサを感光性樹脂から形成し、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１４から２３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２５）前記スペーサが熱硬化性であり、その硬化温度が前記配向膜のラビング効果を損なわない温度であることを特徴とする、付記２４記載の液晶表示装置の製造方法。
（付記２６）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１４から２５までのいずれか一つに記載の液晶表示装置の製造方法。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ビーズ等の混合なしに十分な強度を持つスペーサが対向基板の両方へ強固に接着した液晶表示装置の提供が可能になる。この液晶表示装置は、有効表示領域のギャップが均一かつ一定に保たれ、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て、向上した表示品質を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で作製した液晶表示装置を説明する図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の一態様において使用する断面が２重円構造のスペーサ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
１２…硬化部分
１４…半硬化部分
【図１】
2004012996.tif 000003
【図２】
2004012996.tif 000004