(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が可撓性である１対の基板が複数のスペーサ及び複数の基板連結材を挟んで対向配置され、前記複数のスペーサにより規定された間隙に液晶が充填されてなる液晶装置の製造方法であって、
前記複数のスペーサ各々の少なくとも一部を前記1対の基板の少なくとも一方に第1の感熱性接着剤を使用して接着する第1の工程と、
前記複数の基板連結材を前記１対の基板の双方に第２の感熱性接着剤を使用して接着する第２の工程と、を有し、
前記第２の感熱性接着剤は、前記第1の感熱性接着剤よりも融着温度の低いことを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項２】
前記スペーサ及び基板連結部材の体膨張率がいずれも３×１０−４／℃〜１×１０−３／℃の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置に関し、特に、１対の可撓性基板の間に特定範囲内の体膨張率を有する複数のスペーサおよび基板連結部材が介在する液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の液晶表示装置の一例を示す模式的な断面図である。図３においてこの液晶表示装置１００は、１対の可撓性透明プラスチック基板（以下、「フィルム基板」という）１１１および１１２が、その間に複数のスペーサ１１５…を挟んだ状態で周縁部をシール材１１６によって互いに接合され、このシール材１１６と双方のフィルム基板１１１，１１２とによって仕切られた枠内間隙（以下、「セル」という）１２６に液晶１２５が充填されてなっている。フィルム基板１１１，１１２の対向面にはそれぞれ、フィルム基板１１１側に透明導電膜からなる共通電極１１７など、フィルム基板１１２側に画素電極１２２などが形成されている。
【０００３】
スペーサ１１５…は、前記セル１２６のセルギャップＤを規定し、かつ例えばフィルム基板１１１側から外部応力が加えられた場合にもこのセルのセルギャップＤが部分的に縮小しないように基板の間に均一に分散配置されるもので、基板表面への損傷防止、光漏れ軽減などの観点から粒径の揃った微小球体からなっている。このスペーサの材質としては、従来からポリスチレン樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリカなどが用いられている。
【０００４】
特にフィルム基板の液晶装置に用いられるスペーサ１１５は、この微小球体の表面に接着剤が塗布されていて、一方の基板上に散布し加熱するときその基板に接着し、セル内での移動が防止されている。
【０００５】
また、特にフィルム基板の場合は表示面が可撓性であるため、湾曲や捻りが起こり易いので、前記スペーサ１１５とは別に、セル１２６内に基板相互を連結する基板連結部材１１４…が形成されている。この基板連結部材１１４は接着剤の球体からなり、一方の基板上に散布し、双方の基板で挟んで加熱するとき、双方の基板の内面に融着固化し、双方の基板を固定的に連結するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近では液晶装置の適用分野が拡大しており、それに伴って例えば車載用や携帯電話機に使用されるものでは−３０℃〜＋８０℃の広い温度範囲で使用し得るものが求められるようになってきている。このように広い可使温度範囲を有する液晶装置を設計する場合には、液晶とスペーサとの膨張率の差が問題になる。すなわち、一般に液晶の体膨張率は７×１０−４／℃程度であるのに対して従来用いられているスペーサの体膨張率は、材質がポリスチレン樹脂、ジビニルベンゼン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など樹脂系の場合にいずれも３×１０−４／℃未満であり、シリカ系では１．５×１０−５／℃程度であって、液晶の膨張率に比べてかなり低い。そこで、セル内に常温で充填された液晶１２５は、低温時にはスペーサ１１５…の粒径が縮小したことによって収縮したセル１２６の容積より更に液晶１２５の体積が減少することになり、その結果、セル１２６のセルギャップＤが部分的に不均一になったり、セル１２６内にキャビティまたは気泡が発生するなどの問題が起こる。
【０００７】
この膨張率の差による障害を回避するために、従来の液晶装置においては、例えばセルの周囲に液晶が流通し得る予備室を設けて温度変化に応じてセルの容積と液晶の体積との差を調整したり、直径が異なるスペーサを混在させたり、液晶装置の表示面にのみスペーサを散布するなどの工夫がなされている。しかしこれらは、液晶装置の小型化の障害になったり、大きい温度変化に対して十分に効果が得られなかったり、加工処理が煩雑または困難であったりして、いずれも好ましい方法ではなかった。特に低温域における気泡発生の問題やセルギャップが部分的に不均一になる問題に対して、前記方法では満足できる効果が得られなかった。
【０００８】
本発明は前記の課題を解決すべく鋭意研究の結果達成されたものであって、従ってその目的は、少なくとも一方がフィルム基板である液晶装置において、温度変化によって生じるフィルム基板の変形やセル内の気泡の発生を抑制し、広い温度範囲で使用可能な液晶装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明の請求項に係る液晶装置の製造方法は、少なくとも一方が可撓性である１対の基板が複数のスペーサ及び複数の基板連結材を挟んで対向配置され、前記複数のスペーサにより規定された間隙に液晶が充填されてなる液晶装置の製造方法であって、前記複数のスペーサ各々の少なくとも一部を前記1対の基板の少なくとも一方に第1の感熱性接着剤を使用して接着する第1の工程と、
前記複数の基板連結材を前記１対の基板の双方に第２の感熱性接着剤を使用して接着する第２の工程と、を有し、前記第２の感熱性接着剤は、前記第1の感熱性接着剤よりも融着温度の低いことを特徴とするものである。
上記の液晶装置の製造方法において、前記スペーサ及び基板連結部材の体膨張率がいずれも３×１０−４／℃〜１×１０−３／℃の範囲内であることが好ましい。
前記の課題を解決するために本発明は、少なくとも一方が可撓性である１対の基板が複数のスペーサを挟んで対向配置され、このスペーサにより規定された間隙に液晶が充填されてなる液晶装置であって、前記スペーサは少なくともその一部が前記基板の少なくとも一方に接着され、前記基板の間隙には前記スペーサとは別に基板相互を連結する基板連結部材が形成され、前記スペーサおよび基板連結部材の体膨張率がいずれも３×１０−４／℃〜１×１０−３／℃の範囲内である液晶装置を提供する。
【００１０】
本発明の前記液晶装置において、スペーサおよび基板連結部材の体膨張率はいずれも、約７×１０−４／℃である液晶の体膨張率と同等または近似しているので、環境温度が変化しても、スペーサにより規定されたセルの容積とセル内に含まれる液晶の体積とが同程度に膨張または収縮し、この結果、高温時における液晶の相対的な過膨張によるフィルム基板の変形や低温時における液晶の相対的な過収縮によるセル内の気泡の発生やセルギャップの部分的な不均一が抑制され、広い温度範囲で実用可能な液晶装置が得られる。
【００１１】
環境温度の更に広範な変化に対応するには、スペーサおよび基板連結部材の体膨張率をできるだけ液晶の体膨張率に近づけることが望ましく、この観点から、スペーサおよび基板連結部材の体膨張率は４×１０−４／℃〜９×１０−４／℃の範囲内とすることが好ましい。
【００１２】
前記において、スペーサおよび基板連結部材の体膨張率が３×１０−４／℃未満では、液晶の体膨張率との差が大きすぎて、高温時または低温時にセルの容積とセルに含まれる液晶の体積との差が拡大し、高温時の基板の変形や低温時の気泡の発生やセルギャップの部分的な不均一を抑制することが困難になる。またスペーサおよび基板連結部材の体膨張率が１×１０−３／℃を越えると、逆に高温時にセルの容積が液晶の体積より過大となってセル内に気泡が発生したり、低温時に基板連結部材の長さが過小になって基板との連結部が破壊されたり基板の平面性が損なわれたりする可能性があり、また一般に体膨張率が１×１０−３／℃を越える素材は常温では軟質または流体であってスペーサとして基板を支持し得ない場合もあり好ましくない。
【００１３】
前記においてスペーサの少なくとも一部は、基板の少なくとも一方に接着されているので、基板とスペーサとの間に僅かな隙間が生じてもスペーサがセル内を移動することなく好適な分布状態が維持される。また基板連結部材が設けられているので、液晶装置の表示面が外力によって湾曲されても、対向する基板がずれて例えば対向する電極の相対位置が狂うということはない。
【００１４】
本発明の液晶装置において、１対の基板の少なくとも一方は透明基板である。一方が透明基板であれば反射型液晶装置となり、双方が透明基板であれば透過型液晶装置となる。また１対の基板の双方がフィルム基板であってもよく、一方がフィルム基板で他方は例えばガラス基板などの硬質基板であってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例により図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明に従う液晶表示装置の模式的な断面図である。図１においてこの液晶装置１０は、フィルム基板１１とフィルム基板１２とが、その間に複数のスペーサ１５…を挟んだ状態で周縁部をシール材１６によって互いに対向配置され接合されている。一方のフィルム基板１１の対向面には順次に、例えばＩＴＯ（インジウムすず酸化物）などの透明導電膜からなるパターン形成されたコモン電極１７と、液晶を配向させる配向膜２１とが形成されている。また他方のフィルム基板１２の対向面には、例えばＩＴＯからなる前記コモン電極１７と直交するようにパターン形成されたセグメント電極２２…と、前記セグメント電極２２の上に形成され液晶を配向させるための配向膜２４とが形成されている。
【００１７】
フィルム基板１１，１２とシール材１６とによって仕切られたセル（枠内間隙）２６内には、前記スペーサ１５…とは別に、基板相互を連結する基板連結部材１４…が形成されている。またこのセル２６内には液晶２５が充填されて、配向膜２１，２４によって一定のモードに配向されている。更にこの液晶表示装置は、図示しないが、光源、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学的手段を備えている。
【００１８】
スペーサ１５…は、平均粒径が６．３０μm の粒径の揃った微小球体であり、材質がポリアミド６１０（ポリヘキサメチレンセバカミド）からなるスペーサ本体の表面に感熱性接着剤が塗布され、フィルム基板１２上に均一に散布された後、加熱によってフィルム基板１２の表面に接合されている。
【００１９】
基板連結部材１４…は、本体がスペーサ１５と同様な平均粒径が６．３０μm のポリアミド６１０からなる微小球体であり、この表面に、前記スペーサ１５に用いたものより低温度で融着する感熱性接着剤が塗布され、フィルム基板１２上に均一に散布され、フィルム基板１１が重ねられた後、炉中で前記接着剤の融着温度に加熱され、フィルム基板１１および１２の双方に融着固定されている。
【００２０】
スペーサ１５および基板連結部材１４の体膨張率はいずれも４．０×１０−４／℃である。そしてフィルム基板１１とフィルム基板１２とは、これらのスペーサ１５…および基板連結部材１４…によって室温で６．３０μm 隔てられている。すなわち、セル２６の厚みＤは６．３０μm である。
【００２１】
この液晶表示装置は、パターン形成されたセグメント電極２２とパターン形成されたコモン電極１７との間に電位が印加されると、配向膜２１，２４によって一定のモードに配向されていた液晶分子が配向モードを変化させ、これによって、液晶装置１０の表示面２７を透過する光を制御することができる。
【００２２】
この液晶表示装置は、セル２６にスペーサ１５…および基板連結部材１４…が介在しているので、柔軟なフィルム基板１１に外部応力が加えられてもセルが圧迫されて厚みＤを減じ液晶の配向を乱すことがない。
【００２３】
更にこの液晶表示装置は、スペーサ１５および基板連結部材１４の体膨張率が共に液晶の体膨張率に近似する３×１０−４／℃〜１×１０−３／℃の範囲内、特に好ましい範囲である４×１０−４／℃〜９×１０−４／℃内にあるので、液晶の可使温度範囲内ではスペーサ１５により規定されたセル２６の容積とセルに含まれる液晶２５の体積とが温度の高低に係わらずほぼ等しく維持され、この結果、高温時における液晶の相対的な過膨張によるフィルム基板の変形や低温時における液晶の相対的な過収縮によるセル内の気泡の発生が抑制され、広い温度範囲で使用可能な液晶装置が得られる。
【００２４】
また、この液晶表示装置は、セル２６の厚みを支えるスペーサが球形を維持しているスペーサ１５と、双方のフィルム基板１１，１２に強固に接合した基板連結部材１４とからなっているので、表示面２７の開口率を損なうことなく、外部応力に抗してセルの厚みＤを常に一定に維持することができる。
【００２５】
前記具体例ではスペーサ１５および基板連結部材１４としていずれもポリアミド６１０からなるものを用いたが、要はスペーサの体膨張率が３×１０−４／℃〜１×１０−３／℃の範囲内、好ましくは４×１０−４／℃〜９×１０−４／℃の範囲内にあればよいのであるから、前記の材質に限定されるものではなく、またスペーサ１５および基板連結部材１４の材質はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。
【００２６】
スペーサおよび基板連結部材の材質の他の具体例としては、例えば体膨張率が前記範囲内に調整されたポリアミド６６（ポリヘキサメチレンアジパミド）、ポリアミド１１（ポリウンデカナミド）、ニトロセルロース、アセチルセルロース、ポリブチレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、塩化ビニリデン、ポリアセタール、およびこれらの共重合物または架橋物、および脂肪族アミン架橋エポキシ樹脂などを挙げることができる。
【００２７】
本発明の液晶装置は前記の液晶表示装置に限定されるものではない。少なくとも一方が可撓性である１対の基板の間にスペーサと基板連結部材とが介在し、このスペーサおよび基板連結部材の体膨張率がいずれも前記範囲内にある液晶装置は、透過型液晶装置であっても反射型液晶装置であっても、またアクティブマトリクス型液晶装置、セグメント型液晶装置、光アドレス型液晶装置、熱アドレス型液晶装置などのいずれであっても全て本発明に含まれるものである。本発明の液晶装置は、例えばワードプロセッサ、コンピュータディスプレイ、液晶テレビジョン、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、大型表示板、ＰＯＳ端末機、タッチパネル付き入力装置、オーディオ機器、各種計器板、液晶プロジェクタ（液晶装置を用いた投射型表示装置）、携帯電話機、腕時計、腕時計型電子機器、各種測定機器などの分野で表示装置として広く適用することができる。特に実使用時に過酷な可使温度範囲が要求される車載用機器、航空機用機器、携帯電話機などの表示装置として有利に使用することができる。更に本発明の液晶装置は、表示装置以外にも、例えば光シャッタ装置や偏光装置などの分野にも適用することができる。
【００２８】
本発明の液晶装置を表示装置として用いた電子機器の具体例を図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。
【００２９】
図２（ａ）は携帯電話の一例を示した斜視図である。図２（ａ）において、２００は携帯電話本体を示し、２０１は本発明の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００３０】
図２（ｂ）はワードプロセッサ、パーソナルコンピュータなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図２（ｂ）において、３００は情報処理装置、３０１はキーボードなどの入力部、３０３は情報処理本体、３０２は本発明の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００３１】
図２（ｃ）は腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図２（ｃ）において、４００は時計本体を示し、４０１は本発明の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
【００３２】
図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、本発明の液晶装置のいずれかを用いた液晶表示部を備えたものであるので、低温時または高温時においても温度変化によって生じる基板の変形やセル内の気泡の発生が抑制され、広い温度範囲で使用可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の液晶装置は、少なくとも一方が可撓性である１対の基板の間に介在するスペーサおよび基板連結部材の体膨張率がいずれも３×１０−４／℃〜１×１０−３／℃の範囲内であるので、低温時または高温時においても温度変化によって生じる基板の変形やセル内の気泡の発生が抑制され、広い温度範囲で使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の液晶装置の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】  （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ本発明の液晶装置を用いた液晶表示部を有する電子機器の例を示す斜視図である。
【図３】  従来の液晶装置の一例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０：液晶装置
１１，１２：フィルム基板
１４：基板連結部材
１５：スペーサ
１６：シール材
１７：コモン電極
２０：光学層
２１，２４：配向膜
２２：セグメント電極
２５：液晶
２６：セル
【図１】
0003882428.tif 000002
【図２】
0003882428.tif 000003
【図３】
0003882428.tif 000004