(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明で少なくとも一方が可撓性を有する一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶組成物と、一対の基板間を所定の間隔に保持するためのスペーサと、光変調領域内に所定の配列で配置された樹脂構造物とを備えた液晶光変調デバイスの製造方法において、
少なくとも一方の基板に、熱硬化性樹脂材料を主成分とし、熱硬化後は熱可塑性を有する高分子材料を所定の基板間ギャップ以上の厚さに配し、該高分子材料を熱硬化させて樹脂構造物とする工程と、
基板の表面に液晶組成物を供給する工程と、
少なくとも一方の基板にスペーサを配する工程と、
一方の基板を加圧部材によって液晶組成物を介して他方の基板に向けて加圧すると共に前記樹脂構造物の軟化温度以上に加熱し、前記加圧部材を基板に対して移動させることにより、液晶組成物を前記一対の基板間に充填すると共に前記樹脂構造物を前記一対の基板に接着させ、所定の基板間ギャップとなるように一対の基板を貼り合わせる工程と、
を備えたことを特徴とする液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記一対の基板上に導電性薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記いずれか一方の基板の周辺部にシール樹脂を配し、該シール樹脂を硬化させる工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記貼り合わせ工程は、いずれか一方の基板を平板上に載置してその表面に液晶組成物を供給する工程と、他方の基板を加圧部材によって液晶組成物を介して前記平板上の基板に向けて加圧すると共に加熱する工程と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項５】
予め液晶組成物にスペーサを混合しておき、このスペーサを含む液晶組成物を基板表面に供給することを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記高分子材料をスクリーン版又はメタルマスクを用いたスクリーン印刷法により配置することを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記貼り合わせ工程における加熱は加圧部材により行われることを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記加圧部材は複数設置され、少なくとも一つの加圧部材により加熱を行うことを特徴とする請求項７記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記貼り合わせ工程における加熱は平板により行われることを特徴とする請求項４記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記いずれか一方の基板は前記平板上に真空吸着によって固定されることを特徴とする請求項４又は請求項９記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記貼り合わせ工程は減圧下で行われることを特徴とする請求項４、請求項７、請求項８、請求項９又は請求項１０記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１２】
光を照射して前記シール樹脂を硬化させることを特徴とする請求項３記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記貼り合わせ工程において、他方の基板の一端を一方の基板から所定距離離れて保持することを特徴とする請求項１記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記加圧部材はローラであることを特徴とする請求項１、請求項４、請求項７、又は請求項８記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記シール樹脂は少なくとも光硬化型樹脂を含有していることを特徴とする請求項１２記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記シール樹脂は樹脂構造物を設けた基板とは異なる基板に配されることを特徴とする請求項３記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記シール樹脂は一対の基板が重ね合わされるまでは半硬化状態とされることを特徴とする請求項３記載の液晶光変調デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の基板間に液晶組成物を挟持した液晶光変調デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
近年、液晶組成物を用いた表示デバイスは、ノート型パーソナルコンピュータの表示部を初め、様々な表示媒体の表示部として用いられるようになってきた。液晶表示デバイスは、低消費電力で、薄型化が図れるという特徴を生かし、携帯機器に搭載される中小型の面積のものが多かったが、ＣＲＴの代替品や壁掛けテレビといった大画面ディスプレイの開発が進められている。
【０００３】
液晶が大面積化あるいは高品質化するに伴って、基板間ギャップの均一性がより重要となっている。しかしながら、従来のものでは、基板間ギャップを光変調領域内で十分均一に制御することが困難で、表示むらを生じて高品位な表示を行うことができないなどの問題点があった。この基板間ギャップの制御は、特に強誘電性液晶を用いた液晶表示デバイスやコレステリック相を示す（カイラルネマチック）液晶の円偏光二色性を用いた反射型液晶表示デバイスにおいて、表示特性を決定するパラメータとなっている。強誘電性液晶では、基板間ギャップのむらが液晶の配向のむらとなって表示性能を低下させ、コレステリック液晶のようなメモリ性の素子を駆動する場合には、閾値特性の低下による表示むらが顕著となる。
【０００４】
基板間ギャップの制御に関する技術として、例えば、米国特許第４，２４９，８００号明細書においては、熱可塑性樹脂で被覆されたガラス球をスペーサとして用いた液晶表示デバイスが開示されている。ここでは、感光性ラッカーに前記ガラス球を分散させてこれを基板に塗布し、マスク露光と現像とを含むいわゆるフォトリソグラフィ法により、ガラス球を基板上に配置するとしている。
【０００５】
しかしながら、前記明細書記載の方法では、まず、樹脂被覆粒子を製造するのに手間がかかり、また、フォトリソグラフィ法を用いると基板上から取り除かれて使用されなくなるスペーサの量が多くなる。しかも、現像工程が必要であるなど工程が非常に煩雑であり、生産性が低い。また、スペーサの表面被覆層の一部が基板に接しているのみであるので、十分な接着性を得ることができない。さらに、スペーサ自体が小さいものであるので、これを任意の位置に正確に配置すること自体が困難であり、本質的に表示むらを解消することが困難である。
【０００６】
一方、特開平５−２７３５６１号公報には、熱硬化性の接着性ポリマー樹脂と、液晶層の厚さの１．５〜５倍の径を有する非接着性の熱可塑性ポリマー粒子とが基板上に散布され、基板間に圧着された強誘電性液晶表示デバイスが開示されている。また、特開平８−１１０５２４号公報には、加熱によって変形しないギャップ制御材と加熱によって溶融あるいは軟化して変形した後に硬化して両基板に対し接着力を生じるギャップ制御材とを基板上に散布し、後者のギャップ制御材を溶融あるいは軟化温度以上に加熱して両基板を貼り合わせる方法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、前記二つの公報に記載された方法では、ポリマー粒子やギャップ制御材を散布により配しているので、基板に接着するポリマー粒子あるいはギャップ制御材を所定の位置に配置することができない。従って、これらを散布する際に、ポリマー粒子あるいはギャップ制御材が凝集を起こしてしまう。その結果、凝集が発生した箇所では液晶の配向不良を生じやすく、光の変調がなされない部位が発生してしまい、十分に高品位な表示を行うことができないという問題点を有している。
【０００８】
これに対し、特開平９−２５８２３３号公報では、スペーサを紫外線硬化性樹脂で一対の基板に接着させた液晶表示デバイスが提案されている。スペーサの基板上への配置は、スペーサを予め紫外線硬化性樹脂中に混合し、スクリーン印刷法により行う。この後、対向基板を重ね合わせて紫外線を照射することにより紫外線硬化樹脂を硬化させるとしている。しかしながら、スペーサの断面積程度で両基板と接着しても十分な接着力は得られない。また、一般に紫外線硬化性樹脂は未硬化の状態では柔らかく、両基板の重ね合わせの際に、わずかでも基板がずれると配置したスペーサと紫外線硬化性樹脂が移動してしまう。このとき紫外線硬化性樹脂は液晶と基板の界面に広がり、紫外線硬化性樹脂が広がった領域で液晶の配向不良を引き起こすという別の問題点が発生する。
【０００９】
また、特開昭６２−２０３１２３号公報には、長尺のフレキシブル基板を貼り合わせて任意のサイズに切断することを目的として、従来用いられて来た粒子状のスペーサに代えて、透明フレキシブル基板の全面にわたってマトリクス状に連続する高分子物質の樹脂堰を形成した液晶表示デバイスが開示されている。また、この公報には軽いプレスで樹脂堰と基板との間に接着力が生じる旨記載され、具体的には、紫外線硬化性樹脂のオフセット印刷法もしくはフォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法により樹脂堰を形成し、８０℃程度の軽いプレスで基板を圧着する例が示されている。
【００１０】
しかしながら、樹脂堰をたとえマトリクス状に形成したとしても、このような樹脂堰のみで正確な基板間ギャップを実現することは困難である。また、前記の例において形成された樹脂構造物自体は基板に対して接着性を有していないものであるから、外部からの押圧や急激な温度変化によって基板間ギャップが変化するおそれが高く、液晶層による光変調が正しく行われなくなるという問題点がある。
【００１１】
樹脂構造物に接着性を付与するという観点からは、光重合性物質を用いて一対の基板に接する樹脂構造物を形成する方式が提案されている。例えば、特開平６−３０１０１５号公報では、フォトマスクを用いて光重合相分離により樹脂壁を形成した液晶表示デバイスが開示されている。また、特開平７−４３６９５号公報では、等方相にある液晶／樹脂（モノマー）混合物を冷却することにより液晶と未硬化樹脂とに分離し、その後、未硬化樹脂を加熱もしくは紫外線により硬化して樹脂柱を形成したものが開示されている。
【００１２】
しかしながら、光重合性物質を用いる方法では、重合後も液晶中に未硬化モノマーや重合開始剤が残留し、液晶の動作特性やコントラストに影響を与えるという問題点がある。また、樹脂構造物自体の組成にもむらができやすく、基板間ギャップに影響を与えかねない。
【００１３】
一方、従来より、液晶表示デバイスの製造方法には真空注入法と呼ばれるものが用いられてきた。この製造方法では、まず、一対の電極付きガラス基板を一方の基板の縁部に液晶組成物を注入するための開口部を設けたシール樹脂を形成し、他方の基板には基板間に所定の大きさの間隔（ギャップ）を維持するためのスペーサを散在させる。その後、両基板を貼り合わせ、加熱することでシール樹脂を硬化させ、パネルを作製する。このパネルを減圧した槽内に設置し、パネル内を真空にして前記開口部を液晶組成物に接触させる。最後に、槽内を常圧に戻すことにより、液晶組成物をパネル内に注入する。
【００１４】
しかしながら、表示面積の拡大に伴い、前述の真空注入法では、注入装置が大型化し、注入時間も長時間必要なことから、これに代わる効率的な封入方法が求められていた。
【００１５】
このような問題点を解決する方策が、特開昭６１−１９０３１３号公報、特開平９−１２７５２８号公報に開示されている。これらに示されている液晶パネルの製造方法は、まず、シール樹脂を基板上に形成し、液晶組成物を基板上に滴下し、基板を押圧して所望の基板間ギャップに調整した後、シール樹脂を硬化させるといったものである。従って、前記真空注入法を用いる必要はない。
【００１６】
しかしながら、以下の問題点を有している。即ち、特開昭６１−１９０３１３号公報に示されたものは、基板を押圧し、基板間の間隔が均一になったときにシール樹脂を硬化させる。シール樹脂内に滴下された液晶組成物は流動性があり、かつ、シール樹脂は未硬化の段階なので、押圧時には両基板がずれやすく、その後シール樹脂を硬化している間にも両基板がずれてしまうという、真空注入法を用いるのとは別の問題点が発生している。
【００１７】
また、特開平９−１２７５２８号公報では、室温から液晶組成物のＮ−Ｉ点の間に軟化点を有する熱可塑性の光硬化性樹脂をシール樹脂として用いている。液晶組成物のＮ−Ｉ点はせいぜい１００℃程度であり、これより低い温度の軟化点を有する材料では、バックライトからの放熱や、締め切られた室内や車内など日常の使用時において、シール樹脂が軟化する可能性があり、液晶組成物中に軟化したシール樹脂成分が溶出したり、軟化したシール樹脂が液晶組成物と基板界面に薄膜を形成して表示の信頼性を低下させたり、液晶の配向不良を引き起こしたりするという、新たな問題点を生じている。
【００１８】
以上のような問題点に鑑み、本発明の目的は、基板間ギャップを均一に制御できると共に高品位な表示を行うことができ、かつ、液晶組成物の基板間への封入を簡単で効率的に行うことができる液晶光変調デバイスの製造方法を提供することにある。
【００１９】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明に係る液晶光変調デバイスの製造方法は、少なくとも一方が透明で少なくとも一方が可撓性を有する一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶組成物と、一対の基板間を所定の間隔に保持するためのスペーサと、光変調領域内に所定の配列で配置された樹脂構造物とを備えた液晶光変調デバイスの製造方法において、少なくとも一方の基板に、熱硬化性樹脂材料を主成分とし、熱硬化後は熱可塑性を有する高分子材料を所定の基板間ギャップ以上の厚さに配し、該高分子材料を熱硬化させて樹脂構造物とする工程と、基板の表面に液晶組成物を供給する工程と、少なくとも一方の基板にスペーサを配する工程と、一方の基板を加圧部材によって液晶組成物を介して他方の基板に向けて加圧すると共に前記樹脂構造物の軟化温度以上に加熱し、前記加圧部材を基板に対して移動させることにより、液晶組成物を前記一対の基板間に充填すると共に前記樹脂構造物を前記一対の基板に接着させ、所定の基板間ギャップとなるように一対の基板を貼り合わせる工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る液晶光変調デバイスの製造方法において、前記貼り合わせ工程は、いずれか一方の基板を平板上に載置してその表面に液晶組成物を供給する工程と、他方の基板を加圧部材によって液晶組成物を介して前記平板上の基板に向けて加圧すると共に加熱する工程とを備えてもよい。
【００２１】
さらに、前記いずれか一方の基板の周辺部にシール樹脂を配し、光を照射して該シール樹脂を硬化させる工程を備えてもよい。そして、前記他方の基板は可撓性を有するものを用いてもよい。少なくとも一方の基板にスペーサを配する工程を設けてもよい。スペーサを配することで基板間ギャップの調整がより容易になる。予め液晶組成物にスペーサを混合しておき、このスペーサを含む液晶組成物を基板表面に供給するようにしてもよい。
【００２２】
なお、本明細書においては、基板間に挟持された液晶光変調層のうち実際に光変調を行う部分、即ち、後述する図３、図４の例ではシール樹脂２６で囲まれた部分を光変調領域と呼ぶ。液晶光変調デバイスを液晶表示デバイスとして用いる場合は、前記光変調領域が表示領域となる。
【００２３】
以上の本発明によれば、上下一対の基板に接着する樹脂構造物によって一対の基板を支持することにより、基板間ギャップを均一に保つことができる。樹脂構造物として熱硬化性樹脂材料を主成分とするものを使用することにより、液晶組成物に対する不純物の溶出を低減でき、表示素子としての光学的特性の劣化を抑制することができる。
【００２４】
また、樹脂構造物を加圧しながら加熱することにより、樹脂構造物が両基板に良好に接着し、両基板を支持することができる。また、液晶組成物の注入／封止と基板の貼り合わせを同時に行うことで、生産性を飛躍的に向上させることができる。
【００２６】
前記シール樹脂に関しては、両基板を重ね合わせるまでは半硬化状態としておくことにより、シール樹脂と液晶組成物が接触しても、液晶組成物中へのシール樹脂成分の溶出を抑止することができる。また、シール樹脂を環状構造とすることにより、加圧部材による加圧後に基板が膨張しても基板間に空気が吸い込まれることがない。さらに、樹脂構造物を設けた基板とは異なる基板にシール樹脂を設けて両基板を貼り合わせると、半硬化後のシール樹脂への加熱を加圧時のみとすることができ、シール樹脂の硬化過多による接着力の低下を抑えることができる。
【００２７】
さらに、本発明においては、平板上で一方の基板を真空吸着することにより、この基板を容易に固定することができ、平板又は加圧部材を移動させる際の摩擦力でこの基板が移動することを確実に防止することができる。また、平板上で基板を加熱すれば、液晶組成物の流動性が高まり、液晶組成物への気泡の巻き込みを低下させるだけでなく、接着材料（シール樹脂、樹脂構造物）の軟化を促進させ、短時間で両基板を貼り合わせることが可能となる。
【００２８】
加圧部材に関しては、ローラ形状とすることが取り扱いに便利であり、また、発熱可能なものを用い、基板を加熱することによって、接着材料を軟化させ、両基板の接着力を向上させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶光変調デバイスの製造方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１実施形態、図１、図２、図３参照）
本第１実施形態においては、液晶組成物としてコレステリック液晶を用いた色調の変化で温度を指示する液晶表示デバイス１０の構造及びその製造方法を説明する。
【００３１】
図１は液晶表示デバイス１０の断面構造を示す。一対の光透過性材料からなる第１基板１ａ及び第２基板１ｂ間には、光変調層として室温付近でコレステリック相を示す液晶組成物４が充填されている。また、基板１ａ，１ｂ間には両基板に接着する樹脂構造物２が設けられ、基板１ａ，１ｂを支持している。さらに、基板１ａ，１ｂ間には基板ギャップ制御材としてのスペーサ３が配置されている。
【００３２】
このような液晶表示デバイス１０は、以下のようにして作製することができる。
まず、図２（Ａ）に示すように、基板１ｂ上に所定の配列で高分子材料２’を配置し、次に、図２（Ｂ）に示すように、基板上に配置された高分子材料２’を硬化させ樹脂構造物２を形成する。高分子材料２’は、硬化性樹脂材料を主成分として含む高分子材料である。なお、硬化性樹脂材料とは、重合することによって樹脂となりさらに高分子間に３次元的な架橋構造を形成して硬化するものを指し、一般的にはこのような性質を持つモノマー、オリゴマー、プレポリマーなどである。
【００３３】
硬化性樹脂材料としては、光硬化性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、電子線硬化性樹脂材料などを用いることができる。これらのいずれか１種類あるいは複数種類の混合物を用いることができる。光硬化性樹脂材料の具体例としては、アクリル樹脂材料やエポキシ樹脂材料などの重合性樹脂材料に光重合開始剤を添加した紫外線硬化型樹脂材料が挙げられる。熱硬化性樹脂材料の具体例としては、アクリル樹脂材料やエポキシ樹脂材料などの重合性樹脂材料に熱重合開始剤を添加したものが挙げられる。電子線硬化性樹脂材料の具体例としては、電子線の照射により重合を開始するアクリル樹脂材料やエポキシ樹脂材料などの重合性樹脂材料などが挙げられる。いずれにしても、硬化後に所定の温度で加熱することにより軟化するものを使用する。硬化性樹脂材料として、光硬化性樹脂材料を用いた場合は適当な波長の光を照射して、熱硬化性樹脂材料を用いた場合は所定温度に加熱して、電子線硬化性樹脂材料を用いた場合は電子線を照射して硬化させる。
【００３４】
高分子材料２’は、硬化後に液晶表示デバイスの表示を妨げず２枚の基板を適切に支持できるような形状、大きさ、間隔、配置パターンの樹脂構造物が形成されるように配置すればよい。例えば、格子配列などの所定の配置規則に基づいて、一定の間隔をおいて配列された、円柱状、四角柱状、あるいは楕円柱状などのドット状のものとすることができる。また、所定の間隔をおいて配置されたストライプ状のものでもよい。樹脂構造物をドット状に形成することにより液晶表示デバイスの開口率を高く保持しつつ、上下基板との接着性を高め、振動や曲げなどに強い強固な素子にすることができる。また、樹脂構造物をストライプ状に形成すると、ドット状に形成した場合に比べて概して開口率は低くなるが、接着面積の増加により樹脂構造物と基板との接着性が増し、液晶光変調素子自身がさらに強固なものとなる。さらに、ストライプ状の樹脂構造物を形成すると液晶層内に堰が設けられることとなり、液晶層内の液晶組成物の流動を防ぐ点で有利である。図３には、円柱状の樹脂構造物２を格子状に設けた場合の平面図を示した。
【００３５】
ドット状樹脂構造物は、最大幅が２００μｍ以下の大きさのものが接着性、表示特性を考慮すると望ましく、また、少なくとも数μｍ、より好ましくは製法上の容易性を考慮して１０μｍ以上の最大幅のものが望ましい。上下基板を支持し、かつ、ある程度の接着力を有するには樹脂構造物の大きさも問題となるが、加熱圧着後に樹脂構造物の接着部分の面積が光変調領域内に占める面積の割合が１％以上であれば、液晶光変調素子として十分な強度を得ることができる。樹脂構造物の光変調領域内に占める面積が増加するに従って光変調部の面積は小さくなるが、樹脂構造物の占める面積の割合が４０％以下であれば液晶光変調素子として実用上十分な特性が得られる。ストライプ状樹脂構造物の線幅は、前述のドット状樹脂構造物の場合と同様に数μｍ〜２００μｍ、より好ましくは１０μｍ〜２００μｍとすることが望ましい。
【００３６】
高分子材料２’の配置は、スクリーン版やメタルマスク等を用いて硬化性樹脂材料をスキージで押し出すことにより基板１ｂに印刷を行う印刷法や、ディスペンサ法やインクジェット法などの、高分子材料２’をノズルの先から基板上に吐出して形成する方法、あるいは、高分子材料２’を平面基板あるいはローラ上に供給した後、これを基板１ｂ表面に転写する転写法などにより形成することができる。高分子材料２’は、硬化後の樹脂構造物２の高さが、少なくとも目的とする基板間ギャップよりも大きくなるような高さになるよう配置するのが適当である。
【００３７】
一方、図２（Ｃ）に示すように、基板１ａ上にはスペーサ３を散布する。スペーサ３は従来公知のものを使用することができるが、加熱・加圧によって変形しない硬質材料からなる粒子が好ましく、例えば、ガラスファイバーを微細化したもの、ボール状の珪酸ガラス、アルミナ粉末等の無機材料、あるいはジビニルベンゼン系架橋重合体やポリスチレン系架橋重合体等の有機材料の球状粒が使用可能である。これらのスペーサ表面に樹脂を被覆したものを用いてもよい。スペーサの大きさは、設定しようとする基板間ギャップの大きさに合わせて適宜定めればよいが、好ましくは１〜２０μｍとする。また、樹脂構造物２に対する大きさの比を１／２〜１／２００程度にすることが好ましい。スペーサ３の散布は、従来公知の散布方法を用いて行えばよく、湿式法、乾式法のいずれでもよい。
【００３８】
こうしてスペーサ３を散布した基板１ａを平面基板１１上に載置し、図２（Ｄ）に示すように、液晶組成物４を滴下する。液晶組成物を滴下するには、例えば、液晶組成物をシリンジなどのノズル状の射出口から基板に射出する方法や、供給口から液晶組成物をならしローラを介してロールコータに供給することにより、板状の支持部材に載置された基板上に液晶組成物を塗布するロールコート法や、噴射ノズルを複数備えると共にこの噴射ノズルの下流側に近接して設けられた、ガラスやゴムなどのブレードを備えたバーコータにより均一塗布するバーコート法などを用いることができる。
【００３９】
なお、スペーサ３は予め液晶組成物４に分散させてもよいし、予め高分子材料２’に混ぜておくことにより樹脂構造物２自体に含ませてもよい。また、液晶組成物４及び樹脂構造物２の両方に含ませてもよい。
【００４０】
次に、図２（Ｅ）に示すように、樹脂構造物２が形成された基板１ｂをスペーサ３及び液晶組成物４が供給された基板１ａ上に液晶組成物４を介して重ね合わせ、さらに図２（Ｆ）に示すように、いまひとつの平面基板１１とで基板１ａ，１ｂを挟み、荷重をかけて適当な温度に加熱し、所定時間維持する。これにより、先に硬化によって形成された樹脂構造物２が加熱によって軟化し、基板１ａに向けて押圧され、樹脂構造物２が基板１ａに接着する。
【００４１】
なお、図２（Ｆ）に示すように、両基板を貼り合せる際にそれぞれの基板１ａ，１ｂと平面基板１１との間に弾性体１２を挟み、基板１ａ，１ｂに対してより確実に押圧力を作用させるようにしてもよい。なお、樹脂構造物２を基板１ａに形成して液晶組成物４を供給した後、スペーサ３を散布した基板１ｂをこの基板１ａに貼り合せるようにしてもよい。
【００４２】
樹脂構造物２の接着が十分完了するだけの時間が経過すれば、基板１ａ、１ｂを冷却し、平面基板１１を取り去って液晶表示デバイス１０とする。冷却は、荷重をかけたまま徐冷することが好ましい。
【００４３】
以下、第１実施形態の具体的な実施例を挙げる。
（実施例１）
基板として２枚の７０５９ガラス（コーニング社製）を用いた。まず、第１基板上に紫外線硬化型エポキシ樹脂材料であるスリーボンド３０２５Ｇ（スリーボンド社製：ガラス転移点１４０℃）を、スクリーン版を用いたスクリーン印刷法により印刷し、直径４０μｍの円筒形状でピッチが３００μｍの格子状に前記エポキシ樹脂材料を配置した。そして、紫外線を照射することにより、前記エポキシ樹脂材料を硬化させ、目的とする基板間ギャップよりも大きい高さを有する樹脂構造物を形成した。
【００４４】
一方、第２基板上にスペーサとして粒径３０μｍのミクロパールＳＰ−２３０（積水ファインケミカル社製）を散布した。さらに、平面基板１１上に載置した、前記樹脂構造物の形成された基板上に液晶組成物としてカイラル剤ＣＢ１５を４０ｗｔ％含む液晶成分Ｅ４４（ともにメルク社製）を滴下した。平面基板は表面を研摩したステンレス製の平板を用いた。
【００４５】
次に、前記第１基板を第２基板上に液晶組成物を介して重ね合わせ、表面を研摩したいまひとつのステンレス製の平面基板とで両基板をシリコンゴム製のシートを介して挟み、０．３ｋｇ／ｃｍ2の荷重をかけ、１５０℃の恒温槽中に１０分間置き、両基板を貼り合わせた。その後、恒温槽の電源を切り、荷重をかけたまま恒温槽中で室温まで冷却した。
【００４６】
以上のようにして、液晶表示デバイスを作製した。この液晶表示デバイスは、１０℃で青色、２０℃で緑、３０℃で赤色と連続的に色調変化を生じ、その色調により、温度を指示することができた。
【００４７】
（第２実施形態、図４〜図１５参照）
本第２実施形態においては、多数の画素をオン／オフして画像を表示する液晶表示デバイス２０の構造及びその製造方法を説明する。
【００４８】
図４は液晶表示デバイス２０の断面を示す。一対の基板２１ａ，２１ｂ間には、光変調層としての液晶組成物２８が充填されている。また、基板２１ａ，２１ｂ上には透明電極２２ａ，２２ｂがマトリクス状に形成されており、その上には所望により設けられる絶縁膜２３ａ，２３ｂ、配向膜２４ａ，２４ｂが形成されている。さらに、基板２１ａ，２１ｂ間にはスペーサ２５が配置され、基板間ギャップを定めている。また、基板２１ａ，２１ｂの周辺部はスペーサ２５’を含むシール樹脂２６で接着されている。表示領域には基板２１ａ，２１ｂに接着する樹脂構造物２７が配置され、基板２１ａ，２１ｂを支持している。
【００４９】
本液晶表示デバイス２０では、電極２２ａ，２２ｂがマトリクス状に交差するポイントが表示画素となる。液晶組成物２８によってマトリクス状に光変調が行われる領域を表示領域と称し、樹脂構造物２７は少なくともこの表示領域に設けられている。
【００５０】
樹脂構造物２７は、前記第１実施形態で説明したのと同様の大きさ・形状・間隔・配置パターンとすればよい。なお、本第２実施形態のように、マトリクス電極により画素を構成した液晶表示デバイスでは、ドット状樹脂構造物を形成する場合、画素が大きい場合には画素中に複数個該樹脂構造物を形成することで液晶光変調素子の強度を増す構成も有用であり、画素が小さい場合には一つの樹脂構造物で複数個分の画素の面積を支持する構成も有用である。また、電極間に優先的にドット状樹脂構造物を配置すると開口率が上昇するため好ましい。マトリクス電極により画素を構成した液晶表示デバイスにストライプ状樹脂構造物を形成する場合、開口率をできるだけ大きくするために、帯状電極間に電極に沿って樹脂構造物を形成することが望ましい。
【００５１】
液晶組成物２８はいずれのモードで使用されるものでもよく、ツイスティッドネマティック（ＴＮ）モード、スーパーツイスティッドネマティック（ＳＴＮ）モード、強誘電性液晶（ＦＬＣ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、ヴァーティカルアライン（ＶＡ）モード、電界誘起複屈折（ＥＣＢ）モード、コレステリック・ネマティック相転移ゲストホストモード、高分子分散型液晶モード、コレステリック選択反射型モードなどいずれのモードで使用される液晶材料でもよい。
【００５２】
基板２１ａ，２１ｂには透光性材料を好適に用いることができ、少なくとも一方の基板が可撓性を有していれば、他方はガラスなど可撓性を有していないものであってもよい。また、基板２１ａ，２１ｂは可視光領域の任意の波長域の光を透過すればよい。以下で透明という単語は同様の意味で用いる。また、反射型の液晶表示デバイスの場合にはいずれか一方の基板２１ａ，２１ｂが透明であればよく、他方は、金属膜、有機膜、無機膜などが設けられて透明でなくなった基板や金属板、プラスチック板等透明でない基板を用いてもよい。
【００５３】
図５は、液晶表示デバイス２０の変形例を示し、配向膜２４ａ，２４ｂを表示領域のみに設けた例である。図５に示すように、配向膜２４ａ，２４ｂを表示領域内のみに設けることにより、配向膜材料の使用量を減らすことができる。また、シール樹脂２６が直接基板２１ａ，２１ｂあるいは絶縁膜２３ａ，２３ｂに接するので、配向膜２４ａ，２４ｂを介して大気中の水分が液晶層に浸入するのが効果的に防止される。
【００５４】
シール樹脂２６として紫外線硬化性樹脂材料や熱硬化性樹脂材料を用いている場合、ある種の配向膜の存在によってはシール樹脂の硬化が阻害されることがあるが、配向膜を表示領域内のみに設けることによって、この問題を防ぐことが可能である。なお、シール樹脂２６に含まれるスペーサ２５’の大きさを、表示領域内に散布するスペーサ２５とは異なる大きさとしても構わないが、通常、絶縁膜や配向膜の厚み、電極の厚み、液晶層の厚みやなどは液晶表示デバイスの平面方向の大きさに比べて十分に小さいので、シール樹脂に含まれるスペーサの大きさと表示領域内に散布するスペーサとを同じ大きさにしても、液晶層の厚みが異なるなどの問題は特に生じない。
【００５５】
このような液晶表示デバイス２０は、以下のようにして作製することができる。
まず、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板２１ａ，２１ｂ上に所定のパターンで透明電極２２ａ，２２ｂを形成する。ＮＥＳＡガラスなどの市販の透明電極付き基板を用いてもよい。なお、基板２１ａ，２１ｂの少なくとも一方は可撓性を有している。後述する基板の貼り合せ工程において、平面状に保たれた基板に対して貼り合せを行う方の基板を可撓性とするのが適当である。
【００５６】
そして、図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、必要に応じて両基板の電極面に無機又は有機の薄膜を設ける。本第２実施形態では、まず絶縁膜２３ａ，２３ｂを形成し、次に配向膜２４ａ，２４ｂを形成する例を示している。これらの絶縁膜や配向膜は必要に応じて設けられるものであり、それぞれ、酸化シリコン等の無機材料やポリイミド樹脂などの有機材料を用いて、スパッタリング法、スピンコート法、あるいはロールコート法など公知の方法によって形成すればよい。絶縁膜、配向膜のいずれか一方のみを設けるようにしても構わないし、一方の基板のみにこれらの膜を形成するようにしてもよい。さらに必要であれば、配向膜にラビング処理を施してもよい。
【００５７】
次に、基板２１ｂ上には、図６（Ｇ），（Ｈ）に示すように、スペーサ２５を散布し、基板２１ｂの周辺部へシール樹脂２６を塗布する。シール樹脂２６を設けることにより、液晶組成物が液晶表示デバイス内に封入されると共に、樹脂構造物と合わせて両基板を広い面積で支持することができるので、基板間ギャップを液晶表示デバイス全体で均一に保つことができる。
【００５８】
シール樹脂２６の材質は、液晶組成物を液晶表示デバイス内部に封入できるものであれば特に制限はないが、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を用いることが好ましい。特にシール樹脂としてエポキシ樹脂材料などの熱硬化性樹脂材料を用いると、長期にわたり高い気密性を保つことができる。シール樹脂２６を樹脂構造物２７と同じ高分子材料で構成してもよい。
【００５９】
シール樹脂２６は、基板の電極形成面の表示領域外に、ディスペンサ法やインクジェット法など樹脂をノズルの先から基板上に吐出して形成する方法や、スクリーン版やメタルマスク等を用いた印刷法、樹脂を所定形状で一旦平板やローラ上に形成した後、基板２１ｂ上に転写する転写法などによって形成することができる。
【００６０】
シール樹脂２６は、例えば表示領域外で連続した環状に形成する。本第２実施形態では、後述するように、液晶材料を少なくとも一方の基板に滴下して２枚の基板を貼り合せるので、シール樹脂２６に液晶材料を注入あるいは排出するための開口部を設けなくても液晶材料を基板間に満たすことができるが、シール樹脂２６にこのような開口部を設けてもよい。開口部は、液晶材料の充填後、紫外線硬化性樹脂等を用いて封止すればよい。シール樹脂２６の線幅はおよそ１０μｍ〜１０００μｍとなるように形成することが好ましい。
シール樹脂２６中には、スペーサ２５’が含まれていてもよい。シール樹脂２６に含ませるスペーサ２５’の大きさは表示領域に散布するスペーサ２５の大きさとほぼ同じものを用いることができる。
【００６１】
なお、本第２実施形態では、シール樹脂２６を樹脂構造物２７と異なる基板上に設けることにより、シール樹脂２６と樹脂構造物２７との形成法や材料を変えることが容易になる。例えば、表示領域内ではスクリーン版やメタルマスクを用いて精細な樹脂構造物２７を作製し、表示領域外ではディスペンサを用いて、用いる樹脂量を必要最小限に抑えることができる。また、表示領域内の樹脂構造物２７としては精細度や接着性を重視した樹脂を選択し、シール樹脂２６としては液晶組成物２８中に外部から不純物が混入しないように気密性が高く、長期の信頼性を有する樹脂材料を選択できる。もちろん、両者を同じ基板上に設けることも可能である。
【００６２】
シール樹脂２６を樹脂構造物２７と同じ樹脂材料で構成し、かつ、シール樹脂２６と樹脂構造物２７とを同じ基板上に同じ方法で作製する場合には、工程を簡略化できる。さらに、シール樹脂２６と樹脂構造物２７とを同時に形成することで、生産工程を最小限にとどめることができる。
【００６３】
こうして貼り合せ前の基板を作製した後、図６（Ｉ）に示すように、真空吸着可能なホットプレート３０などの発熱可能な平面基板上に基板２１ｂを載置し、基板２１ｂを加熱する。基板２１ｂを加熱することにより、粘度の高い液晶材料の粘度を下げることができるので、両基板を重ね合わせる際に、基板間への気泡の巻き込みを少なくすることができる。基板の加熱温度は適宜設定すればよいが、液晶材料のアイソトロピック相への転移温度以上にすることで、液晶材料の流動性を高めることができ、基板の位置による液晶材料の組成変化の発生を低減でき、表示ムラを生じないようにすることができる。
【００６４】
シール樹脂を両基板の貼り合せ前に半硬化状態としておくと、両基板の貼り合せをより確実に行うことができる。例えば、熱硬化性樹脂材料をシール樹脂の材料として用いている場合は、ホットプレート３０による加熱によってシール樹脂を半硬化状態とすることができる。なお、ここでいう半硬化状態とは、樹脂材料の一部が硬化して流動性及び表面のタックが低下した状態を指し、シール樹脂中に溶剤成分が含まれる場合は、加熱によりシール樹脂中に含まれる溶剤成分が部分的に揮発して流動性及び表面のタックが低下した状態も含み、さらに、押圧した場合には、形状が潰れて接着性が生じるような状態をいう。
【００６５】
シール樹脂として熱硬化性樹脂材料を用いる場合、樹脂構造物の軟化温度とシール樹脂の硬化温度とを一致あるいは接近させると、一段階の加熱工程で処理することができ、極めて効率良く生産することができる。樹脂構造物の軟化温度とシール樹脂として用いる熱硬化性樹脂材料の硬化温度との差の絶対値を１５℃以内、より好ましくは１０℃以内程度とすることが望ましい。
【００６６】
図１１は、発熱可能な平面基板の一例である真空吸着可能なホットプレート３０の構成を示す図である。図１１に示すように、ホットプレート３０は、加熱の対象となる基板を固定支持するための真空吸着用の吸着孔３１ｃが複数設けられている吸着テーブル３１と、吸着テーブル３１の裏面に密着固定されたプレート状のヒータ３２と、ベーク材やセラミック材などからなる断熱プレート３３とから構成されている。各吸着孔３１ｃは全て吸着テーブル３１内で連通しており、さらに電磁弁３９を介して真空ポンプ４０に接続されている。各吸着孔３１ｃからのエアー吸引により基板が固定支持されるので、可撓性を有する基板２１ｂを加熱しても基板２１ｂが熱膨張により撓むことなく固定され、基板２１ｂをむらなく加熱することができる。
【００６７】
一方、基板２１ａ上には、図６（Ｅ）に示すように、所定の配列で硬化性樹脂材料２７’を配置し、図６（Ｆ）に示すように、この硬化性樹脂材料２７’を硬化させて樹脂構造物２７とする。硬化性樹脂材料２７’としては、前記第１実施形態で説明したのと同様に、光硬化性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、電子線硬化性樹脂材料などを用いることができ、硬化後に基板２１ａの軟化温度以下の温度で軟化するものであればよい。
こうして樹脂構造物２７の形成された基板２１ａと、スペーサ２５及びシール樹脂２６の配置された基板２１ｂとを貼り合せる。
【００６８】
図７は両基板を貼り合せる様子を示している。両基板の貼り合せに際しては、基板２１ａ，２１ｂの少なくとも一方を加熱し、樹脂構造物２７を軟化させる。そして、図７（Ａ）に示すように、ホットプレート３０上に固定された基板２１ａの端部に液晶組成物２８を滴下し、液晶組成物２８が滴下されている側の端部に基板２１ｂの端部を重ね合わせる。そして、基板２１ｂの反対側の端部を持ち上げるようにして基板２１ｂを撓ませて、加圧部材で基板２１ｂを基板２１ａに対して加圧しながら液晶組成物２８を押し出しつつ重ね合わせていく。基板２１ｂを加圧する加圧部材は、発熱ローラを用いることが好ましく、図７（Ａ）には、加圧ローラ５１とその下流に設けられた加圧加熱ローラ５２とで基板２１ｂを加圧する例を示した。
【００６９】
基板２１ａに関しては配向膜２４ａが形成されている面を上にして、予め所定の温度に加熱されているホットプレート３０上に載置し、基板２１ａの端部に液晶組成物２８を滴下する。液晶組成物２８は、シール樹脂２６と基板２１ａ，２１ｂとで囲まれた体積以上の量を滴下すればよい。
【００７０】
シール樹脂２６は、一対の基板が重ね合わされるまでは半硬化状態としておくことが好ましい。半硬化状態としておくことで、液晶組成物中へのシール樹脂成分の溶出を抑制することができる。
【００７１】
貼り合せの後、先に説明した第１実施形態と同様に、一対の平面基板７５で基板２１ａ，２１ｂを挟み、荷重をかけ、適当な温度・時間で維持する。接着が十分完了するだけの時間が経過すれば、貼り合わされた基板を冷却し、平面基板７５を取り去って液晶表示デバイスとする。冷却は荷重をかけたまま徐冷することが好ましい。
【００７２】
次に、基板の貼り合せに用いることのできる貼り合せ装置の一例を説明する。図１２は貼り合わせ装置の外観を示す。図１３はこの装置により一対の基板２１ａ，２１ｂを貼り合わせる様子を示す。
【００７３】
この貼り合わせ装置は、基板２１ａを載置して移動させるホットプレート３０と、液晶組成物２８を定量吐出する定量吐出ユニット４１と、２枚の基板２１ａ，２１ｂを加圧及び加熱する加圧加熱ユニット５０と、第２基板２１ｂの後端を保持する保持ユニット７０とを備えている。
【００７４】
ホットプレート３０は図１１に示したように、さらに詳しくは、断熱プレート３３の下面に、基台１００（図１２参照）上に設けられたＬＭレール３８上をスライドするＬＭブロック３４と、サーボモータ又はスピードコントロールモータを駆動源３６とするボールねじ３５に螺着したナットブロック３４’とが設けられている。ボールねじ３５の正逆回転に基づいてこれと螺着するブロック３４’がホットプレート３０及びブロック３４と一体的にレール３８に沿って往復移動する。
【００７５】
図１１に示すように、吸着テーブル３１には基板２１ａを位置決めするためのピン３１ａが設けられている。ホットプレート３０がスライドして、後述する加圧加熱ユニット５０に設けられた加圧ローラ５１及び加圧加熱ローラ５２と対向する位置にきた場合、ピン３１ａの背部に設けられたコイルスプリング３１ｂが縮んでピン３１ａがローラ圧で下降し、加圧ローラ５１及び加圧加熱ローラ５２に負荷をかけない構造になっている。
【００７６】
また、前記ホットプレート３０においては、図１１に示した各吸着孔３１ｃからのエアー吸引により基板２１ａが固定支持されるので、上方から基板２１ａを押さえる部材が必要なく、装置構成の簡素化や汚れ防止の点で有利である。また、たとえフィルム基板であったとしても基板の膨らみが生じない。もし、基板をプレートの上方から押さえて固定する場合、基板を貼り合わせるための加圧ローラの移動を妨げないように基板周縁部で支持することになり、特に可撓性を有する大型基板を用いた場合に基板全体を平坦に保つことが非常に困難となる。
【００７７】
さらに、吸着テーブル３１の近傍には温度センサ３２ｂが設けられており、この温度センサ３２ｂに接続された温度調節器３２ａによってヒータ３２をオン／オフ制御し、吸着テーブル３１の温度制御を行う。
【００７８】
ＬＭレール３８の近傍には、ホットプレート３０が所定の位置で停止又は速度変更できるようにフォトセンサ又はリミットスイッチなどの位置検出器３７（図１３参照）が配置されており、駆動源３６への制御信号を発するように構成されている。
【００７９】
定量吐出ユニット４１は、液晶組成物を内部に収容して吐出口から液晶組成物を吐出するシリンダ４２と、該シリンダ４２内にエアーを供給する空圧源４４と、空圧源４４を制御してシリンダ４２からの液晶組成物の吐出量を調整する制御装置４３と、この制御装置４３及びシリンダ４２を吸着テーブル３１上方の任意の位置に停止・走行させるためのＸ−Ｙロボット機構４５とから構成されている。
【００８０】
加圧加熱ユニット５０は、図１２、図１３に示されているように、加圧ローラ５１と加圧加熱ローラ５２との２本のローラを備えており、ホットプレート３０の移動によって基板２１ａ，２１ｂがローラ５１，５２の対向部にきたときにローラ５１，５２によって基板２１ａ，２１ｂをホットプレート３０に向けて加圧及び加熱する。
【００８１】
加圧ローラ５１の両端部は、図１４に示すように、それぞれベアリング５４を介してベアリングホルダ５５に取り付けられている。基台１００上には支持板５６が取り付けられており、各ベアリングホルダ５５はこの支持板５６に取り付けられたＬＭレール５７上をスライドするＬＭブロック５８に接続ブロック５９を介して接続されている。これにより、加圧ローラ５１がホットプレート３０の直上でスライド可能に支持される。
【００８２】
ベアリングホルダ５５の上方には、ベアリングホルダ５５を押圧するばね６０と、ばね６０の縮み量を調整するための調整ボルト６１とが設けられている。調整ボルト６１は、支持板５６に設けられたねじ穴に螺合され、先端に設けられたストッパ６２でばね６０を押圧する。調整ボルト６１を回転させることにより、ばね６０の縮み量を変更することができるので、基板２１ａ，２１ｂに対して均一な圧力がかかるように加圧ローラ５１の加圧力が調整できる。さらに、ベアリングホルダ５５の下方には、過度の加圧を防止するためのストッパ６３が設けられている。加圧ローラ５１による加圧力は、加圧加熱ローラ５２の加圧力よりも弱めに設定しておくことが好ましい。
【００８３】
加圧加熱ローラ５２及びその周囲の支持構成も前記加圧ローラ５１の支持構成と同様である。但し、加圧加熱ローラ５２は中空構造であり、中空部分に内蔵された棒状のヒータ５３で加圧加熱ローラ５２の表面が加熱される。加圧加熱ローラ５２の表面近傍には非接触又は接触式の温度センサ６４が配置されており、この温度センサ６４に接続された温度調節器６５によりローラ５２の表面温度制御を行う。
加圧ローラ５１及び加圧加熱ローラ５２の表面は、平滑で離型性を有することが好ましく、例えば、シリコンゴム層が好適に使用できる。
【００８４】
基板保持ユニット７０は、基板２１ｂの後端を保持する保持ローラ対７１と、この保持ローラ対７１に先端が接続されたワイヤ７３の巻き取りと送り出しとを行うためのモータ７２とを備えている。モータ７２は、ホットプレート３０の先端が加圧ローラ５１に対向する位置にきたとき、ワイヤ７３の送り出しを開始し、保持ローラ対７１の下降動作をホットプレート３０の移動動作に連動させる。
【００８５】
以下、第２実施形態の具体的な実施例を挙げる。
（実施例２）
第１基板として、前記７０５９ガラスを用い、この基板上にＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）をスパッタリング法により、厚さ２００ｎｍに成膜した。また、第２基板として、可撓性を有する透明導電性フィルムＦＳＴ−５３５２（住友ベークライト社製）を用いた。このフィルムにもＩＴＯを成膜した。これらの基板上のＩＴＯをフォトリソグラフィ工程により、電極ピッチ３５０μｍ、電極幅３００μｍでパターニングし、帯状の透明電極を形成した。
【００８６】
次に、ポリシラザン溶液Ｌ１２０（東燃社製）を用い、スピンコート法により両基板の透明電極上に厚さ１０００オングストロームの薄膜を形成し、１２０℃の恒温槽中で２時間加熱し、さらに、９０℃、湿度８５％の恒温恒湿槽中で３時間加熱することにより絶縁膜を形成した。次に、配向膜材料ＡＬ４５５２（ＪＳＲ社製）を用いてスピンコート法で両基板の絶縁膜上に厚み５００オングストロームの薄膜を形成し、１６５℃で２時間恒温槽中で加熱した。
【００８７】
加熱後、両基板上の配向膜上をラビング処理した。図８に示すように、ラビング方向Ｒは、第１基板２１ａが帯状電極２２ａの長手方向から時計回りに４５°、第２基板２１ｂが反時計回りに４５°の方向に行った。
【００８８】
次に、スペーサとして粒径が４．５μｍの前記ミクロパールＳＰ−２０４５を第２基板上に散布した。なお、スペーサの散布は、水：イソプロパノール＝１：１（体積比）の溶媒中にスペーサを分散させ、スプレー瓶から第２基板の配向膜上に吹き付けることにより行った。続いて、第２基板の周辺部に、スペーサとして粒径が４．５μｍの前記ミクロパールＳＰ−２０４５をシール材ストラクトボンドＸＮ−２１−Ｓ（三井東圧社製）中に混入したものを液晶シール樹脂塗布装置（ディスペンサー）ＭＬＣ−III（武蔵エンジニアリング社製）を用いて描画した。このとき、シール樹脂２６は図９に示すように表示領域を囲む環状構造とした。
シール樹脂を描画後、第２基板に対しては、図１１に示した真空吸着可能なホットプレート３０上で吸着固定して８０℃で３０分間加熱した。
【００８９】
次に、第１基板上に樹脂構造物を形成した。ここでは、硬化性樹脂材料として紫外線硬化型樹脂（エポキシ樹脂）材料であるＵＶ  ＲＥＳＩＮ  Ｔ−４７０／ＵＲ−７０９２（長瀬チバ社製：ガラス転移点１４４℃）を用いた。この紫外線硬化型樹脂材料をスクリーン印刷法により、直径５０μｍ、ピッチ３５０μｍの格子状に印刷した。次に、４ｋＷの高圧水銀灯ＨＭＷ−２４４−１１ＣＭ（オーク社製）により、積算光量で４０００ｍＪ／ｃｍ2照射して樹脂材料を硬化させ、目的とする基板間ギャップよりも大きい高さを持つ樹脂構造物を形成した。このような基板の貼り合わせには、図１２〜図１４に示した貼り合わせ装置を使用した。
【００９０】
貼り合わせに際しては、第１基板に関しては配向膜が形成されている面を上にして８０℃に予め加熱されているホットプレート３０上に真空吸着して固定し、第１基板の端部に液晶組成物を滴下した。滴下量はシール樹脂と両基板とで囲まれた体積以上の量を滴下した。ここでは、ＴＮモードで使用される液晶材料であるＺＬＩ１５６５にカイラル材であるＳ８１１（メルク社製）を０．７ｗｔ％含むものを液晶組成物として用いた。
【００９１】
次に、図１０に示すように、第２基板２１ｂ上の帯状の透明電極２２ｂが第１基板２１ａ上の帯状の透明電極２２ａと直交し、かつ、配向膜上をラビング方向Ｒが直交するように対向させ、液晶組成物が滴下されている側の端部を重ね合わせた。次に、ホットプレート３０をシリコンゴムローラ５１，５２が回転するように移動させて液晶組成物２８を展開させながら、第１基板２１ａ上に第２基板２１ｂを貼り合わせた。
【００９２】
このとき２本目のシリコンゴムローラ５２は１６０℃の表面温度に設定し、このシリコンゴムローラ５２により樹脂構造物２７を軟化させながら、基板間ギャップをスペーサ２５によって規定される値まで加圧した。シリコンゴムローラ５１，５２で貼り合わせた基板２１ａ，２１ｂを、表面を研摩したステンレス製の一対の平面基板７５でシリコンゴム製のシート７６を介して挟み、０．３ｋｇ／ｃｍ2の荷重をかけ、１５０℃の恒温槽中に９０分間置いた。その後、恒温槽の電源を切り、荷重をかけたまま恒温槽中で室温まで冷却した。このようにして液晶表示デバイスを作製した。
【００９３】
このようにして作製したＴＮモードで動作する液晶表示デバイスは、基板間ギャップが均一に保たれ、表示むらの極めて少ないものであった。
【００９４】
（実施例３）
本実施例３は、樹脂構造物を熱硬化型の硬化性樹脂材料で作製した液晶表示デバイスについて説明する。それ以外は前記実施例２と同様であり、異なる箇所についてのみ述べる。
【００９５】
硬化性樹脂材料として、熱硬化型エポキシ樹脂材料であるＸＮ２１−Ｓ（三井化学社製：ガラス転移点１３８℃）を用いた。前記実施例２と同様のスクリーン版を用いて樹脂材料を印刷した後、１５０℃の恒温槽中で９０分間加熱して硬化させた。基板の貼り合わせも図１１〜図１４に示した装置を用いて行った。但し、加熱ローラの表面温度は１６０℃に設定した。
このようにして作製した液晶表示デバイスは、基板間ギャップが均一に保たれ、表示むらの極めて少ないものであった。
【００９６】
（実施例４）
本実施例４は、樹脂構造物を電子線硬化型の硬化性樹脂材料で作製した液晶表示デバイスについて説明する。それ以外は前記実施例２と同様であり、異なる箇所についてのみ述べる。
【００９７】
硬化性樹脂材料として、エポキシアクリレート樹脂材料であるＲ−０１１（日本化薬社製：ガラス転移点１４２℃）を用いた。前記実施例２と同様のスクリーン版を用いて樹脂材料を第１基板２１ａ上に印刷した後、該基板２１ａを図１８（Ａ）に示す複数のローラ９１からなるコンベア上に載せ、電子線ランプ９２からの電子線照射領域を通過させて硬化させた。図１８（Ｂ）に示すように、真空吸着プレート９３上に第１基板２１ａを吸着固定し、電子線ランプ９２からの電子線照射領域を通過させて硬化させてもよい。
【００９８】
基板の貼り合わせも図１１〜図１４に示した装置を用いて行った。但し、加熱ローラの表面温度は１６０℃に設置した。
このようにして作製した液晶表示デバイスは、基板間ギャップが均一に保たれ、表示むらの極めて少ないものであった。
【００９９】
（貼り合わせ装置の改良例、図１５参照）
図１５は前述した貼り合わせ装置（図１１〜図１４参照）の改良例を示す。この装置は、前記ホットプレート３０、加圧加熱ユニット５０等を基台１００上で真空チャンバ８０に収容したものである。真空チャンバ８０は昇降機構８１に保持されて昇降可能であり、基台１００との間にはＯリング８２が介在されて気密性を維持するようになっている。真空チャンバ８０の内部は電磁弁８６を介して真空ポンプ８５に接続されており、内部の減圧が図られる。
【０１００】
この改良例を使用すれば、真空チャンバ８０内を清浄に保つことができるため、基板２１ａ，２１ｂ間（液晶組成物２８内）への不純物や気泡等の巻き込みをより確実に防止することができる。
【０１０１】
（第３実施形態、図１６、図１７参照）
本第３実施形態では、室温でコレステリック相を示す液晶組成物を用い、各層で異なる選択反射波長を有する液晶組成物を挟持した３層の液晶パネルからなる反射型液晶表示デバイス２０’について説明する。
【０１０２】
図１６はこのような液晶表示デバイス２０’の断面を示し、３層の全てで可撓性を有する基板２１ａ，２１ｂを用いている点、液晶組成物２８が室温でコレステリック相を示す材料を用いている点、一対の基板２１ａ，２１ｂからなる液晶パネルが３層に積層されている点以外は前記第２実施形態と同様である。
【０１０３】
本３実施形態では、各層に含まれる液晶組成物の選択反射波長を異なるものとすることにより、各層を選択的に反射状態・透過状態とすることにより、カラー表示を行うことができる。例えば、赤、緑、青の各色を反射するように調整した液晶組成物を用いた液晶表示素子を積層することにより、フルカラー表示を行うことができる。以下、前記第２実施形態と異なる箇所についてのみ述べる。
【０１０４】
図１７は、液晶表示デバイス２０’の製造工程の一部を示し、先に説明した第２実施形態とは異なる箇所を示している。まず、第２実施形態と同様にして貼り合せ前の基板２１ａ，２１ｂを作製する。次に、図１７（Ａ）に示すように、図１５に示した貼り合せ装置の真空吸着可能なホットプレート３０上に基板２１ａを載置し、液晶組成物２８を基板２１ａ上の端部に塗布する。そして、図１７（Ｂ）に示すように、真空チャンバ８０内を減圧した上で、この端部で基板２１ｂを互いの帯状電極２２ａ，２２ｂが直交するように重ね合わせ、加圧ローラ５１と加圧加熱ローラ５２で両基板を貼り合せる。
【０１０５】
このようにして、各層を構成する基板２１ａ，２１ｂを貼り合せた後、各層間に接着剤２９を滴下し各層での画素の位置ずれがないようにアライメントをし、各層を接着する。接着剤２９としては、熱硬化性樹脂材料や光硬化性樹脂材料などの硬化性樹脂材料や、熱可塑性樹脂を用いることもできる。また、粘着剤により各層を粘着して積層してもよい。
【０１０６】
第３層目の基板２１ａの透明電極が設けられていない面には光吸収層を設ける。この光吸収層を設ける面を３層積層時の最下面として貼り合せる。光吸収層は基板２１ａの透明電極２２ａが設けられている側に設けてもよい。その場合は、基板２１ａと透明電極２２ａの間に設けるのが印加電圧を上昇させることがないので最も好ましいが、透明電極２２ａと液晶組成物２８との間に設けても構わない。また、基板２１ａの外面に設ける場合には、黒色のラッカーのような塗料で光吸収層を形成してもよい。
【０１０７】
以下、第３実施形態の具体的な実施例を挙げる。
（実施例５）
基板として、可撓性を有する透明導電性フィルムＦＳＴ−５３５２を２枚使用し、前記実施例２と同様にして各フィルムに帯状の透明電極を形成した。また、各基板の電極面には実施例２と同様にして絶縁膜と配向膜を設けた。但し、配向膜のラビング処理は行わないようにした。
【０１０８】
各層の液晶層の選択反射波長が、第１層目（図１６の最上層）は４９０ｎｍ（青）、第２層目（中層）は５６０ｎｍ（緑）、第３層目（最下層）は６８０ｎｍ（赤）となるように、液晶組成物は、ネマティック液晶Ｅ４４にカイラル材Ｓ８１１を（共にメルク社製）、それぞれ３２ｗｔ％（第１層）、３０ｗｔ％（第２層）、２５ｗｔ％（第３層）混合したものを使用した。
【０１０９】
また、スペーサは、基板間ギャップをそれぞれ５μｍ、７μｍ、９μｍとするため、第１層目には粒径が５μｍのＳＰ２０５、第２層目には粒径７μｍのＳＰ２０７、第３層目には粒径９μｍのＳＰ２０９（共に積水ファインケミカル社製）を、各層を形成する一方の基板上に予め散布しておいた。また、シール樹脂は紫外線硬化型樹脂（エポキシ樹脂）材料のＵＶ  ＲＥＳＩＮ  Ｔ−４７０／ＵＲ−７０９２を用い、各層で５μｍ、７μｍ、９μｍのスペーサを混合した。
【０１１０】
このシール樹脂はスクリーン印刷法によって基板上に塗布した後、４ｋＷの前記高圧水銀灯ＨＭＷ−２４４−１１ＣＭにより、積算光量で４０００ｍＪ／ｃｍ2照射した。
【０１１１】
各層を形成する他方の基板上には、前記実施例２と同様にして紫外線硬化型樹脂材料ＵＶ  ＲＥＳＩＮ  Ｔ−７０９２を用いて、目的とする各層の基板間ギャップよりも大きい高さを持つ樹脂構造物を各層それぞれの基板に形成した。
【０１１２】
こうして前記第２実施形態と同様にして貼り合わせ前の基板２１ａ，２１ｂを作製し、ホットプレート３０上に基板２１ａを真空吸着し、液晶組成物２８を基板２１ａ上の端部に塗布した。次に、基板２１ｂを貼り合せ装置に装着し、真空チャンバ内を減圧した上で、液晶組成物２８を塗布した側の端部で基板２１ｂを互いの帯状電極２２ａ，２２ｂが直交するように重ね合わせ、図１５に示した貼り合わせ装置で貼り合わせた。
【０１１３】
このようにして、各層を構成する基板２１ａ，２１ｂを貼り合わせた後、各層間に２液混合型熱硬化性シリコン系接着剤ＳＥ１７４０ＡとＳＥ１７４０Ｂ（ともに東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）を予め混合したものを滴下し、各層での画素の位置ずれがないようにアライメントをし、８０℃で加熱して３層を接着した。
【０１１４】
また、第３層目の基板２１ａの透明電極２２ａが設けられていない面にブラックレジストＣＦＰＲ  ＢＫ−７３０Ｓ（東京応化工業社製）を塗布し光吸収層１９とした。この光吸収層１９を設ける面を３層積層時の最下面として貼り合わせた。
【０１１５】
このようにして作製した反射型液晶表示デバイス２０’は、各層に比較的小さいパルス電圧を与えるとフォーカルコニック状態となって透明となり、比較的大きいパルス電圧を与えるとプレーナ状態となって各色の選択反射状態となり、さらに中間的な大きさのパルス電圧を与えると中間調表示がなされ、いずれの場合も電圧無印加状態で表示が維持された。また、各層を適宜オン・オフすることで、非常に明るく視認性の高いフルカラー表示が可能であった。
【０１１６】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る液晶光変調デバイスの製造方法は前記各実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、液晶組成物の具体的物質や基板、接着材料等の材質は任意である。また、製造装置としても、図１１〜図１５に示した構成以外のものを使用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示デバイスの第１実施形態を示す断面図。
【図２】前記第１実施形態の製造工程を示す説明図。
【図３】前記第１実施形態における樹脂構造物の配置説明図。
【図４】液晶表示デバイスの第２実施形態を示す断面図。
【図５】前記第２実施形態の変形例を示す断面図。
【図６】前記第２実施形態の製造工程を示す説明図。
【図７】前記第２実施形態の製造工程を示す説明図、図６の続き。
【図８】前記第２実施形態において、第１及び第２基板上に形成された配向膜の配向方向を示す平面図。
【図９】第２基板上に設けられたシール樹脂を示す平面図。
【図１０】第１及び第２基板の貼り合わせ方向を示す説明図。
【図１１】液晶表示デバイスの製造装置におけるホットプレートを示す断面図。
【図１２】前記ホットプレートを含む貼り合わせ装置を示す斜視図。
【図１３】前記貼り合わせ装置を示す概略正面図。
【図１４】前記貼り合わせ装置を示す概略側面図。
【図１５】前記貼り合わせ装置の改良例を示す概略構成図。
【図１６】液晶表示デバイスの第３実施形態を示す断面図。
【図１７】前記第３実施形態の製造工程を示す説明図。
【図１８】液晶表示デバイスの第５実施形態の製造工程を示す斜視図。
【符号の説明】
１０，２０，２０’…液晶表示デバイス
１ａ，１ｂ，２１ａ，２１ｂ…基板
２，２７…樹脂構造物
３，２５…スペーサ
４，２８…液晶組成物
２６…シール樹脂
３０…ホットプレート
５０…加圧加熱ユニット
５１，５２…ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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