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JP2001042340A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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JP2001042340A
JP2001042340A JP11219473A JP21947399A JP2001042340A JP 2001042340 A JP2001042340 A JP 2001042340A JP 11219473 A JP11219473 A JP 11219473A JP 21947399 A JP21947399 A JP 21947399A JP 2001042340 A JP2001042340 A JP 2001042340A
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liquid crystal
substrates
crystal display
spacer particles
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Pending
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JP11219473A
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English (en)
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Keiichi Furukawa
慶一 古川
Masakazu Okada
真和 岡田
Tatsuo Taniguchi
辰雄 谷口
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to KR1020000044874A priority patent/KR20010021190A/ko
Priority to US09/631,356 priority patent/US6392736B1/en
Priority to EP00116211A priority patent/EP1081536A3/en
Priority to CNB001225553A priority patent/CN1167974C/zh
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 製造工程が簡単で、短時間で製造でき、生産
性が高く、さらに両基板間の間隔（ギャップ）を均一に
でき、両基板間の気泡発生を充分抑制できる液晶表示素
子の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板２１ｂを液晶組成物２８を間にして
基板２１ａに接着材料により加圧下に貼り合わせる工程
では、液晶組成物２８を付与した基板２１ａをホットプ
レート３０で支持しつつ相対的に移動する加熱加圧ロー
ラ５２により可撓性基板２１ｂの各部を、スペーサ粒
子１個あたりにかかる力積Ｆが０．００１ｇｆ・秒≦Ｆ
≦０．１ｇｆ・秒の範囲となるように、ローラ５２に
よる加熱に関するパラメーターＸが２００≦Ｘ≦３００
０となるように、及び（又は）基板単位面積あたりに
占めるスペーサ粒子２５の面積割合Ｓが０．００３以上
となるようにスペーサ粒子を配設しておいて、順次他方
の基板へ加圧下に貼り合わせていく。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は少なくとも一方が可
撓性である一対の基板間に液晶材料を挟持してなる液晶
表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子ディスプレイの分野におい
て、液晶表示素子は小型の情報機器端末から投射型の大
型プロジェクションディスプレイまで幅広い分野で実用
化されている。このような液晶表示素子は、一般にスペ
ーサ粒子によってギャップが保たれた２枚のガラス基板
を貼り合わせてセルを作製し、このセルの基板間ギャッ
プに注入口から液晶材料を注入し、再度両基板を平板で
押圧してギャップ調整を行った後、注入口を封止するこ
とによって製造されている。
【０００３】液晶材料をセルに注入する方法としては、
真空注入法が広く用いられている。真空注入法は、端面
に注入口を設けたセルを真空槽内に設置して該真空槽内
を減圧することで該セル内を真空状態とし、予め真空脱
気しておいた液晶材料を該真空槽内でこの注入口に接触
させ、しかるのちセル外の圧力を大気圧に戻すことによ
り、圧力差を用いて液晶材料をセル内に充填する方法で
ある。
【０００４】また近年、軽量で耐衝撃性に優れ、素子自
体の厚みを薄くすることが可能であることから、フィル
ム基板を用いた液晶表示素子が注目されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
基板を貼り合わせたセルへの前記真空注入法では、セル
内の空気の排気や液晶材料の注入に長時間を要し、生産
性が低いという問題がある。特に大型基板を用いたセル
の場合にこの問題は顕著となる。また、セル端面に余分
の液晶材料が付着して液晶材料のロスが多くなること
や、内部を真空状態としたセルの注入口を液晶材料に接
触させるときの液晶材料の溜りに複数のセルが何度も漬
けられる間に液晶材料が汚染されるという問題もある。
【０００６】またフィルム基板を用いた液晶表示素子に
ついては、フィルム基板は可撓性を有するため、真空注
入法を用いる場合、セルの真空排気及び液晶材料の注入
ともにガラスセルに比べて手間を要し、それだけ長時間
を要する。特にフィルム基板のみを用いて作製されたセ
ルではこの問題が顕著である。そのため、フィルム基板
をガラス等の基板に一度貼り合わせた上でセルを作製し
液晶材料を注入するという方法が提案されているが、フ
ィルム基板をガラスに貼りつける工程及び液晶材料注入
後にガラスから取り外す工程が必要で煩雑である上に、
フィルム基板を傷つけたり変形させる恐れがある。ま
た、ガラス基板へのフィルム貼りつけのための最適な条
件を設定しなければならない等の問題もある。このよう
にフィルム基板をガラスに貼りつけて液晶表示素子を製
造すると、工程の増加や複雑化が避けられず、基板が大
きくなるほど製造することが難しくなる。
【０００７】また液晶表示素子では表示を良好に行わせ
るために液晶材料の厚みを各部均一にする必要がある。
そのため液晶表示素子では、通常、液晶材料を挟着する
両基板間の間隔（ギャップ）を制御して液晶材料の厚さ
を各部均一化すべく両基板間にスペーサ粒子が配置され
る。しかしそれでもなお、両基板間の間隔、従って液晶
材料の厚さの各部均一性については未だ充分とは言えな
い。
【０００８】そこで本発明は少なくとも一方が可撓性の
一対の基板間にスペーサ粒子が配置されているとともに
液晶材料が配置されている液晶表示素子の製造方法であ
って、製造工程が簡単で、短時間で製造でき、生産性が
高く、さらに両基板間の間隔（ギャップ）を均一にでき
る液晶表示素子の製造方法を提供することを課題とす
る。
【０００９】また本発明は少なくとも一方が可撓性の一
対の基板間にスペーサ粒子が配置されているとともに液
晶材料が配置されている液晶表示素子の製造方法であっ
て、製造工程が簡単で、短時間で製造でき、生産性が高
く、さらに両基板間の気泡発生を充分抑制できる液晶表
示素子の製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため第１、第２及び第３の液晶表示素子の製造方法
を提供する。本発明に係るいずれの液晶表示素子の製造
方法も、少なくとも一方が可撓性の一対の基板間にスペ
ーサ粒子が配置されているとともに液晶材料が配置され
ている液晶表示素子の製造方法であり、前記一対の基板
のうち少なくとも片方の所定部位に接着材料を配設する
接着材料配設工程と、前記一対の基板のうち少なくとも
片方に前記スペーサ粒子を配設するスペーサ粒子配設工
程と、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の所
定部位に前記液晶材料を付与する液晶材料付与工程と、
一方の前記可撓性基板を前記液晶材料を間にして他方の
前記基板に前記接着材料により加圧下で貼り合わせて該
両基板間に液晶材料及びスペーサ粒子を保持する基板貼
り合わせ工程とを含み、前記基板貼り合わせ工程では、
前記他方の基板を支持部材で支持しつつ該他方の基板に
対し相対的に移動する加圧部材により前記一方の可撓性
基板各部を順次他方の基板へ加圧下に貼り合わせていく
ものである。
【００１１】この液晶表示素子の製造方法では、一対の
基板のうち少なくとも一方の基板に接着材料を配設す
る。かかる接着材料は代表的には一対の基板間から液晶
材料が漏洩することを防止するシール材を兼ねる接着材
であり、該シール材は通常基板の周縁部に付与され、シ
ール壁を形成する。かかるシール材は種々のものを採用
できるが、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等からな
るものを挙げることができる。熱可塑性樹脂や熱硬化性
樹脂からなるシール材を採用するときは、前記の支持部
材及び（又は）加圧部材を発熱可能なものとすればよ
い。加圧部材は例えば発熱可能の加熱加圧部材（例えば
加熱加圧ローラ）とすることができる。シール材は両基
板間隔を制御するスペーサ粒子を含んでいてもよい。な
お基板貼り合わせ工程で使用する基板支持部材について
も、発熱可能の支持部材としてもよい。
【００１２】加圧部材は複数本あってもよい。複数本の
加圧部材のうち１又はそれ以上が加熱加圧部材であって
もよい。また一対の基板のうち少なくとも一方の基板に
両基板間隔を制御するスペーサ粒子を配設する。また両
基板の貼り合わせ工程に先立ち（前記基板貼り合わせ工
程より前に）、一対の基板のうち少なくとも一方に該両
基板間に配設されるべき樹脂構造物を設けてもよい。樹
脂構造物を液晶材料を付与する基板に設けるときは、該
液晶材料付与前に形成しておく。
【００１３】かかる樹脂構造物にも前記スペーサ粒子と
ともに所定の両基板間隔を維持させることができる。か
かる樹脂構造物は両基板間隔を確実に所定間隔に維持す
るために基板に接着させることが望ましい。この場合に
は樹脂構造物も接着材料として作用する。例えば該樹脂
構造物は熱可塑性の樹脂でドット状等に形成し、両基板
の貼り合わせ工程において熱を加えて両基板に接着させ
ることができる。その場合には前記の支持部材及び（又
は）加圧部材を発熱可能なものとすばよい。加圧部材は
例えば発熱可能の加熱加圧部材（例えば加熱加圧ロー
ラ）とすることができる。
【００１４】接着材料やスペーサ粒子、樹脂構造物は基
板貼り合わせ工程前にいずれか一方の基板のみに配設さ
れてもよく、両方の基板に配設されてもよい。このよう
に接着材料、スペーサ粒子、或いはさらに樹脂構造物が
配設された基板のうち一方の基板は支持部材に支持させ
る。また少なくとも一方の基板（例えば支持部材に支持
された基板）上の所定部位に液晶材料を滴下等により付
与する。なお、液晶材料にスペーサ粒子を混入させてお
いて、液晶材料付与と同時的にスペーサを配設してもよ
い。もう一つの対向基板には可撓性を有する基板を用い
る。この可撓性基板を前記支持部材に支持された基板に
対し相対的に移動する加圧ローラ、加熱加圧ローラ等の
加圧部材により一定の圧力を加えつつ両基板間の所定の
ギャップ出しを行うと同時に付与された液晶材料を両基
板間に充填しつつ、順次支持部材に支持されている基板
に前記の接着材料により、或いは前記の樹脂構造物によ
り貼り合わせていく。液晶材料の付与は、両基板間に適
切に液晶材料が充填されていくのであれば、基板貼り合
わせ工程の開始時だけ、或いはその後も若干続けて、或
いは基板貼り合わせの終了直前まで等、様々に実施でき
る。
【００１５】前記基板の支持部材としては各種態様のも
のを採用できる。代表例として、基板を平坦状に支持す
る支持部材であってこれに対して（従って該支持部材に
支持される基板に対して）前記加圧部材が相対的に移動
せしめられるものを挙げることができる。この場合、該
支持部材と前記加圧部材を相対的に移動させて前記一方
の可撓性基板を順次他方の基板に貼り合わせていく。か
かる支持部材の代表例として基板を平坦に支持できる平
板支持部材を挙げることができる。かかる平坦支持部材
に対しては、前記加圧部材を加圧ローラ又は加熱加圧ロ
ーラのような加圧ローラにすることを推奨できる。
【００１６】また前記加圧部材に対向して両基板を挟着
できる支持部材であって該両基板に対し該加圧部材とと
もに相対的に移動せしめられるものも例示できる。この
場合、該加圧部材及び支持部材を基板に対し相対的に移
動させて前記一方の可撓性基板を順次他方の基板に貼り
合わせていく。かかる支持部材の代表例として加圧部材
に対向配置される支持ローラを挙げることができる。支
持部材を支持ローラとするときには、前記加圧部材を加
圧ローラ又は加熱加圧ローラのような加圧ローラにする
ことを推奨できる。これらにより両基板を貼り合わせる
ためのピンチローラ対を形成できる。
【００１７】いずれにしても支持部材は発熱可能の支持
部材であってもよい。またいずれにしても、前記基板貼
り合わせ工程では可撓性基板を撓ませつつ他方の基板へ
順次貼り合わせていくことが好ましい。このようにする
と、基板間に気泡を巻き込むことを抑制して、良好に液
晶材料を挟持することができる。ここに液晶材料の付与
と基板貼り合わせの例を示すと、例えば、液晶材料の滴
下等による付与を支持部材に支持されている基板の一端
部に開始し、その後も基板貼り合わせ終了直前までつづ
けるようにし、もう一つの可撓性基板の一端部を該液晶
材料を介して支持部材上の基板の該一端部に重ね、それ
ら両基板の一端部から他端部へ向けて前記加圧部材を相
対的に移動させ、それにより一定の圧力を加えつつ両基
板間の所定のギャップ出しを行うと同時に液晶材料を両
基板間に押し広げて充填しつつ、可撓性基板を順次支持
部材上の基板に前記の接着材料により、或いはさらに前
記の樹脂構造物により貼り合わせていくことができる。
この場合例えば、支持部材上の基板に対向する可撓性基
板を撓ませてその他端を支持部材上の基板から離しつつ
基板貼り合わせを行うことができる。このように基板貼
り合わせを行うと両基板間に気泡が内在し難くなる。
【００１８】いずれにしても接着材料や樹脂構造物は前
記のスペーサ粒子の粒径により決定される両基板間の所
定ギャップまで押しつぶされる。かくして両基板が貼り
合わされ、該一対の基板間にスペーサ粒子が配置されて
いるとともに液晶材料が配置されている、或いはさらに
樹脂構造物が配置されている液晶表示素子が簡単に、短
時間で、生産性よく得られる。
【００１９】本発明者は、このような液晶表示素子の製
造方法についてさらに研究を重ね、加圧部材による圧
力、加圧部材の支持部材乃至基板に対する相対的移動速
度、加圧部材として発熱可能の加熱部材を採用するとき
にはその発熱温度乃至それによる加熱温度、両基板間に
おけるスペーサ粒子の配置密度、スペーサ粒子の粒径な
どの条件に適切な範囲が存在しており、これらの条件を
適切な範囲に保つことで両基板間の間隔（ギャップ）が
一層均一な液晶表示素子、両基板間の気泡発生が充分抑
制された液晶表示素子が得られることを見いだした。さ
らに詳言すると、 （Ａ）加圧部材による加圧力（押圧力）、加圧部材の基
板に対する相対的移動速度及び基板間ギャップを保持す
るスペーサ粒子の配置密度とは密接な関係がある。加圧
部材による加圧力が高い場合或いは加圧部材の相対的移
動速度が小さい場合には、単位時間あたりに両基板に加
えられる圧力が高くなるため多量のスペーサ粒子により
基板間隔を保持しなければ所定の基板間ギャップを維持
できない。しかしスペーサ粒子を多量に基板上に配置す
ることはコストアップにつながるとともに液晶表示領域
がそれだけ狭まり表示性能の低下にもつながる。また圧
力をかけすぎることによりスペーサ粒子や基板の破損の
原因となったり、あらかじめ配置したスペーサ粒子が基
板貼り合わせ工程における加圧部材の相対的移動時に移
動してしまい基板間ギャップムラが生じる。さらに加圧
部材の相対的移動速度が小さい場合には液晶表示素子中
に気泡が残ってしまい、表示不良につながる。
【００２０】逆に、加圧部材による加圧力が低い場合或
いは加圧部材の相対的移動速度が大きい場合には単位時
間あたりに両基板に加えられる圧力は低くなるため両基
板貼り合わせ後の基板間ギャップの均一性が乏しくな
り、加圧部材の相対的移動速度が大きすぎる場合には両
基板間への液晶材料の均一な展開がなされず未充填域が
残ってしまう。 （Ｂ）また基板貼り合わせ工程を加熱しながら実施し、
そのとき加圧部材として発熱可能の加熱加圧部材を用い
るときには、加熱が液晶材料を体積変化させる。つま
り、加熱温度が高すぎると基板貼り合わせ工程において
両基板間へ液晶材料を充填していくとき、液晶材料の体
積膨脹が大きくなり、液晶表示素子作製後に温度が下が
ると大きな体積収縮が起こり、発泡が起こる。
【００２１】液晶材料のかかる体積変化は基板貼り合わ
せ工程実施において用いる加熱加圧部材の基板に対する
相対的移動速度やスペーサ粒子径とも関係してくる。つ
まり、加熱加圧部材の相対的移動速度が小さいと液晶材
料に伝わる熱量が大きくなるため、液晶材料の体積膨脹
は大きくなる。スペーサ粒子径が小さいと液晶材料の厚
さが薄くなるため、液晶材料全体に熱が伝わりやすく、
その体積膨脹が大きくなる。
【００２２】両基板間に前記の樹脂構造物を配置する場
合には、加熱温度が低いと、該樹脂構造物の基板への溶
融接着性が下がり、あとで基板が剥がれたりする問題が
発生する。加熱加圧部材の相対的移動速度も樹脂構造物
への熱量の伝達に影響するため、接着性に影響する。 （Ｃ）また、スペーサ粒子の配置密度とスペーサ粒子径
にも密接な関係がある。
【００２３】スペーサ粒子の配置密度の点についてみる
と、前記の基板貼り合わせ工程において可撓性基板を支
持部材に支持されている基板に順次貼り合わせていくと
き、スペーサ粒子の配置密度が小さすぎると基板が加圧
によって撓んでしまう。加熱しながら基板貼り合わせ工
程を実施するときも、スペーサ粒子の配置密度が小さす
ぎると基板が加圧と加熱によって撓んでしまう。このよ
うにスペーサ粒子の配置密度が小さすぎて基板が撓む
と、両基板間隔が所定のものより小さくなりすぎ、スペ
ーサ粒子の配置密度が充分に適切である場合に比べて基
板間に液晶材料の充填される量が少なくなり、同時に液
晶表示素子全体の体積が小さくなる。そして液晶表示素
子作製後に温度が下がる等して液晶材料の体積収縮が起
こると、既に液晶表示素子全体の体積が小さい状態であ
るのでそれ以上圧縮されにくく、従って素子内に発泡が
起こりやすくなる。スペーサ粒子の配置密度が小さくて
もスペーサ粒子径が大きければ、基板貼り合わせ工程実
施時の基板の撓みが少なくなり、所定量の液晶材料を充
填できるので、このような問題の発生を抑制できる。
【００２４】本発明に係る第１、第２及び第３の液晶表
示素子の製造方法は、いずれも既述のとおり、少なくと
も一方が可撓性の一対の基板間にスペーサ粒子が配置さ
れているとともに液晶材料が配置されている液晶表示素
子の製造方法であって、前記接着材料配設工程と、前記
スペーサ粒子配設工程と、前記液晶材料付与工程と、前
記基板貼り合わせ工程とを含み、該基板貼り合わせ工程
では、前記他方の基板を支持部材で支持しつつ該基板に
対し相対的に移動する加圧部材により前記一方の可撓性
基板各部を順次他方の基板へ加圧下に貼り合わせていく
液晶表示素子の製造方法を前提としている。
【００２５】第１の液晶表示素子の製造方法では前記知
見（Ａ）に基づき、前記基板貼り合わせ工程で、前記他
方の基板を支持部材で支持しつつ該支持部材に支持され
た基板に対し相対的に移動する加圧部材により前記一方
の可撓性基板各部をスペーサ粒子１個あたりにかかる力
積Ｆが０．００１ｇｆ・秒≦Ｆ≦０．１ｇｆ・秒の範囲
となるように順次他方の基板へ加圧下に貼り合わせてい
く。
【００２６】この第１の液晶表示素子の製造方法におい
てスペーサ粒子１個あたりにかかる力積Ｆは、ローラ等
の加圧部材による加圧力Ｐ（ｇｆ／ｍｍ2 ）、加圧部材
の支持部材で支持された基板に対する相対的移動速度
（加圧部材が加圧ローラであるときは、それの相対的転
動速度）Ｖ（ｍｍ／秒）、基板単位面積あたりのスペー
サ粒子数（配置密度）Ｎ（個／ｍｍ2 ）によって次のよ
うに表わされる。
【００２７】Ｆ＝Ｐ／（Ｖ・Ｎ） ［ｇｆ・秒］ 力積Ｆを０．００１ｇｆ・秒≦Ｆ≦０．１ｇｆ・秒の範
囲とすることによって基板間隔（基板間ギャップ）を素
子全体にわたり均一に維持することができる。力積Ｆが
この範囲より小さすぎると圧力不足となり、基板間隔が
不均一となる恐れがある。また力積Ｆがこの範囲より大
きすぎると圧力過剰となり、スペーサ粒子や基板の破
壊、スペーサ粒子流れなどが起こり、基板間ギャップム
ラの原因となる。
【００２８】基板貼り合わせ工程における加圧部材の基
板に対する加圧力Ｐは、２０ｇｆ／ｍｍ2 以上１００ｇ
ｆ／ｍｍ2 以下とすることが好ましい。基板貼り合わせ
工程における加圧部材の支持部材に支持された基板に対
する相対的移動速度Ｖ、換言すれば両基板の貼り合わせ
速度Ｖは１０ｍｍ／秒以上５０ｍｍ／秒以下とすること
が好ましい。
【００２９】前記スペーサ粒子配設工程では、基板貼り
合わせ工程において両基板間に保持されるスペーサ粒子
の配置密度Ｎが５０個／ｍｍ2 以上４００個／ｍｍ2 以
下になるようにスペーサ粒子を配設することが好まし
い。なお前記加圧部材は、使用する接着材料や、採用す
ることがある樹脂構造物等に応じて発熱可能の加熱加圧
部材とし、前記基板貼り合わせ工程では、該加熱加圧部
材による加熱加圧下に前記両基板の順次貼り合わせを行
ってもよい。基板支持部材についても発熱可能なものを
採用してもよい。
【００３０】第２の液晶表示素子の製造方法では前記知
見（Ｂ）に基づき、前記基板貼り合わせ工程で、前記他
方の基板を支持部材で支持しつつ該支持部材に支持され
た基板に対し相対的に移動する加熱加圧部材により前記
一方の可撓性基板各部を順次他方の基板へ加熱加圧下に
貼り合わせていくようにし、且つ、該加熱加圧部材によ
る加熱に関するパラメーターＸを、２００≦Ｘ≦３００
０〔但し、Ｘ＝（Ｔ−２０）／（Ｖ・Ｄ）であり、Ｔは
加熱加圧部材の発熱温度（℃）、Ｖは加熱加圧部材の支
持部材に支持された基板に対する相対的移動速度（ｍｍ
／秒）、Ｄはスペーサ粒子径（ｍｍ）を表す〕の範囲と
する。
【００３１】この第２の液晶表示素子の製造方法におい
て加熱加圧部材による加熱の指標であるパラメータＸ
は、加熱加圧部材の発熱温度乃至加熱加圧部材による加
熱温度Ｔ（℃）、基板単位面積あたりのスペーサ粒子数
Ｎ（配置密度Ｎ）、スペーサ粒子径Ｄ（ｍｍ）によって
次のように表される。 Ｘ＝（Ｔ−２０）／（Ｖ・Ｄ） Ｖは換言すれば基板貼り合わせ速度である。
【００３２】パラメータＸを２００≦Ｘ≦３０００の範
囲とすることにより、両基板間のギャップむら、気泡発
生、樹脂構造物を採用しているときはそれの基板への接
着不良などのない良好な液晶表示素子を作製することが
できる。パラメータＸが小さすぎると接着材料や、樹脂
構造物を設けているときは該樹脂構造物の基板への接着
不良を招き、貼り合わせた基板が剥がれるなどの問題が
生じやすくなる。またパラメータＸが大きすぎると液晶
表示素子中に気泡が発生するなどの不都合が生じやすく
なる。
【００３３】加熱加圧部材はそれには限定されないが代
表例として発熱可能の加熱加圧ローラを挙げることがで
きる。いずれにしても加熱加圧部材の相対的移動速度Ｖ
は１０ｍｍ／秒以上５０ｍｍ／秒以下とすることが好ま
しい。貼り合わせ工程における加熱加圧部材の発熱温度
Ｔは１２０℃以上１６０℃以下とすることが好ましい。
【００３４】スペーサ粒子の粒径Ｄは４×１０-3ｍｍ以
上１０×１０-3ｍｍ以下、すなわち４μｍ以上１０μｍ
以下であることが好ましい。なお基板支持部材について
も支障のない限り発熱可能なものを採用してもよい。第
３の液晶表示素子の製造方法では前記知見（Ｃ）に基づ
き、前記スペーサ粒子配設工程で、前記基板貼り合わせ
工程において両基板間に保持されるスペーサ粒子の基板
単位面積あたりに占める面積割合Ｓが０．００３以上と
なるようにスペーサ粒子を配設する。
【００３５】この第３の液晶表示素子の製造方法では、
基板単位面積に占めるスペーサ粒子面積の割合Ｓは基板
単位面積あたりのスペーサ粒子数Ｎとスペーサ粒子径Ｄ
から次のように表される。 Ｓ＝π（Ｄ／２）2 ・Ｎ パラメータＳを０．００３以上とすることにより、基板
貼り合わせ時の基板の撓みを防ぎ、発泡が起こらないよ
うにすることができる。
【００３６】パラメータＳが０．００３未満の場合、基
板貼り合わせ工程実施において基板が撓み、得られる液
晶表示素子の体積が小さくなってしまう。そして素子作
製後に温度が下がる等により液晶材料の体積収縮が起こ
ると、発泡が起こりやすくなる。パラメータＳの上限に
ついては、それには限定されないが、例えば良好な視認
性確保の観点から、０．０５程度が考えられる。
【００３７】いずれにしても、かかるスペーサ粒子の配
置密度Ｎは５０個／ｍｍ2 以上４００個／ｍｍ2 以下と
することが好ましい。スペーサ粒子の粒径Ｄは４μｍ以
上１０μｍ以下とすることが好ましい。なお前記加圧部
材は、使用する接着材料や、採用することがある樹脂構
造物等に応じて発熱可能の加熱加圧部材とし、前記基板
貼り合わせ工程では、該加熱加圧部材による加熱加圧下
に前記両基板の順次貼り合わせを行ってもよい。基板支
持部材についても発熱可能なものを採用してもよい。
【００３８】以上説明した第１から第３の液晶表示素子
の製造方法におけるパラメータＦ、Ｘ、Ｓの各範囲は支
障が無いかぎり複数組み合わせて採用してもよい。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、本発実施の形態について添
付図面に基づいて説明する。先ず、本発明に係る液晶表
示素子の製造方法により得ようとする液晶表示素子例に
ついて説明する。図１はかかる液晶表示素子の概略断面
構造を示している。図１に示す液晶表示素子は、多数の
画素をオン／オフして画像を表示する液晶表示素子２０
である。
【００４０】図１に示す液晶表示素子は、一対の基板２
１ａ、２１ｂを有し、該両基板間に光変調層としての液
晶組成物（液晶材料）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問にはス
ペーサ粒子２５が配置され、基板間ギヤツプを定めてい
る。また、基板２１ａ、２１ｂの周辺部はスペーサ粒子
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。
【００４１】この液晶表示素子２０は、電極２２ａ、２
２ｂ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
われる領域が表示領域であり、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。基板２１ａ、２１
ｂ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。以下で透明という語は同様の意味で用い
る。また、反射型の液晶表示素子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。透光性の可撓性基板としてはポリカーボ
ネイト、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレ
ート、環状非晶質ポリオレフィンなどのフィルム基板を
用いることができる。
【００４２】透明電極２２ａ、２２ｂは例えばＩＴＯ
（インジウム錫酸化物）等の透明電極材料からそれ自体
既に知られた方法で形成すればよい。絶縁膜２３ａ、２
３ｂ、配向膜２４ａ、２４ｂは必要に応じて、両基板の
電極を含む面に順次形成する。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。
【００４３】スペーサ粒子２５は加熱、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。これらのスペーサ粒子
表面に樹脂を被覆したものを用いてもよい。スペーサ粒
子２５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。
【００４４】用いるスペーサ粒子２５の粒径はここでは
４μｍ〜１０μｍの範囲のものとする。また、両基板２
１ａ、２１ｂ間におけるスペーサ粒子配置密度は５０個
／ｍｍ2 〜４００個／ｍｍ2 とする。より好ましくは１
２０個／ｍｍ2 〜４００個／ｍｍ2 とする。シール樹脂
２６は液晶組成物２８を液晶表示素子内部に封入できる
ものであれば特に制限はないが、一般的には紫外線硬化
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は樹脂構造物２７と同じ高分子材
料で形成してもよい。
【００４５】シール樹脂２６は、例えば基板２１ａ又は
２１ｂ上の周縁部に、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。
【００４６】シール樹脂２６は、例えば基板２１ａ又は
２１ｂの周縁部に連続した環状に形成する。本発明に係
る素子の製造方法では、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枚の基板を貼り合わせ
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。
【００４７】シール樹脂２６に含まれるスペーサ粒子２
５’も前記スペーサ粒子２５と同様の材質のものでよ
い。その大きさは表示領域内に散布するスペーサ粒子２
５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、液晶組成物層の厚みなど
は液晶表示素子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粒子の大きさと
表示領域内に散布するスペーサ粒子とを同じ大きさにし
ても、液晶組成物層の厚みが異なるなどの問題は特に生
じない。
【００４８】樹脂構造物２７は例えば熱可塑性樹脂を用
いて形成される。かかる熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポ
リ酢酸ビニル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポ
リアクリル酸エステル樹脂、ポリステレン樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フ
ッ素系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリロニトリル
樹脂、ポリビニールエーテル樹脂、ポリビニールケトン
樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニールピロリドン樹
脂、飽和ポリエステル樹脂等が挙げられ、これら１種か
これらの混合物を少なくとも含むような材料から樹脂構
造物２７が形成される。また、加圧することで接着力を
有する感圧接着剤を用いてもよい。感圧接着剤とは、圧
力を加えることで接着能を生じるもので、例えば、アク
リル樹脂を水中でエマルジョンにしたものがある。その
一例として水性感圧接着材スリーボンド１５４６（スリ
ーボンド社製）がある。
【００４９】さらに、紫外線硬化性樹脂を用いる場合に
は、該樹脂をスクリーン印刷等により任意の位置に配置
した後、両基板２１ａ、２１ｂを貼り合わせる前に紫外
線を照射し、少なくとも表面を固化させる。これにはア
クリル系、エポキシ系樹脂などの紫外線硬化性樹脂であ
ればいずれも用いることができ、液晶パネルの製造に用
いられる紫外線硬化型のシール樹脂や封口材を好適に用
いることができる。
【００５０】樹脂構造物２７は、硬化後に液晶表示素子
の表示を妨げず２枚の基板を所定間隔で適切に支持でき
るような形状、大きさ、間隔、配置パターンとなるよう
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素子の開口率を高く保
持しつつ、両基板との接着性を高め、振動や曲げなどに
強い強固な表示素子を得ることができる。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、基板との接着
面積の増加により樹脂構造物と基板との接着性が増し、
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。
【００５１】ドット状樹脂構造物は、最大幅が２００μ
ｍ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、より好ましくは素
子製造の容易性を考慮して１０μｍ以上の最大幅のもの
が望ましい。両基板を支持し、且つ、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、液晶表示素子と
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墳の割合が４
０％以下であれば液晶表示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、上述の
ドット状樹脂構造物の場合と同様に数μｍ〜２００μ
ｍ、より好ましくは１０μｍ〜２００μｍとすることが
望ましい。
【００５２】なお、図１に示す素子２０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素子では、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素子にストライ
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。
【００５３】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、ツイステイツドネマテイツク（Ｔ
Ｎ）モード、スーパーツイステイツドネマテイツク（Ｓ
ＴＮ）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、ヴァーテイカル
アライン（ＶＡ）モード、電界誘超複屈折（ＥＣＢ）モ
ード、コレステリック・ネマテイツ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。
【００５４】このような液晶表示デバイス２０は、それ
には限定されないが例えば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２１
ａ、２１ｂ上に所定のパターンで透明電極２２ａ、２２
ｂ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のう
ち少なくとも一方の基板２１ｂは可撓性基板である。後
述する基板の貼り合わせ工程において、平面状に保たれ
た基板２１ａに対して貼り合わせを行う方の基板２１ｂ
を可撓性としている。なお、各基板２１ａ、２１ｂの端
部には、後述する基板貼り合わせ装置（図３〜図６参
照）の基板位置決めピン３１ａに基板を嵌めるためのピ
ン孔ｈａ、ｈｂを設けておく。
【００５５】そして図２（Ｂ）に示すように、必要に応
じて両基板２１ａ、２１ｂの電極を含む面に絶縁膜２３
ａ、２３ｂ、配向膜２４ａ、２４ｂを順次形成する。次
に、図２（Ｃ）に示すように、基板２１ａ上には、スペ
ーサ粒子２５を散布し、基板２１ａの周縁部ヘスペーサ
粒子２５’を含むシール樹脂２６を環状に塗布する。ま
た、基板２１ａのシール樹脂２６で囲まれた内側表示領
域に樹脂構造物２７を形成する。
【００５６】それには限定されないが、ここではスペー
サ粒子２５と２５’は同じ材質のものとし、その粒径Ｄ
は４×１０-3ｍｍ〜１０×１０-3ｍｍ、すなわち４μｍ
〜１０μｍの範囲の同じ一定の粒径とした。スペーサ粒
子２５の配置密度Ｎは５０個／ｍｍ2 〜４００個／ｍｍ
2 とした。また、基板２１ａの単位面積に占めるスペー
サ粒子２５の面積の割合Ｓ＝π（Ｄ／２）2 ・Ｎを０．
００３以上０．０５以下とした。
【００５７】また、シール樹脂２６と樹脂構造物は同じ
熱可塑性高分子材料から形成した。なお、シール樹脂２
６と樹脂構造物２７は異なる基板に形成してもよい。そ
うすることで、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できる。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、表示傾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。
【００５８】図示例のように、シール樹脂２６を樹脂構
造物２７とを同じ基板上に同じ高分子材料を用いて形成
すればそれだけ工程を簡略化できる。かかるシール樹脂
２６及び樹脂構造物２７のうち少なくともシール樹脂２
６は、予め基板２１ａ上で加熱して半硬化状態とする。
ここでいう半硬化状態とは、樹脂成分の一部が硬化して
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２６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。
【００５９】こうして貼り合わせ前の基板を作製した
後、図３〜図６に示す基板貼り合わせ装置を用いて両基
板２１ａ、２１ｂを、それらの間に液晶組成物２８を充
填しつつ順次貼り合わせて液晶表示素子２０を形成す
る。図７は基板貼り合わせ工程実施中の両基板等の概略
断面を示している。ここで図３〜図６に示す基板貼り合
わせ装置について説明する。
【００６０】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４０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。ホットプレート３０は図示のとおり、断熱プ
レート３３とその上に順次積層された吸着テーブル用ヒ
ータ３２及び吸着テーブル３１を備えている。断熱プレ
ート３３の下面には、基台１００上に設けられたレール
３８上をスライドするブロック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に螺合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
螺合するナットブロック３４’がホットプレート３０と
一体的にレール３８に沿って往復移動する。
【００６１】図５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とき、ピン３
１ａの背部に設けられたコイルスプリング３１ｂが押し
縮められてピン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。
【００６２】ホットプレート３０においては、図５に示
した各吸着孔３１ｃから電磁弁３９を介して真空ポンプ
１０でエアー吸引することで基板２１ａが固定支持され
る。従って上方から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なら
ば、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。
【００６３】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によってヒ一夕３２をオ
ン／オフ制御し、吸着テーブル３１の温度制御を行う。
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４参照）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。
【００６４】定量吐出ユニット４０は、図３、図４に示
すように、液晶組成物を内部に収容して吐出ロから液晶
組成物を吐出するシリンダ４１と、該シリンダ４１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４１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。
【００６５】加圧加熱ユニット５０は、図３、図４に示
されているように、加圧ローラ５１と加圧加熱ローラ５
２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
の対向部に到来したときにロ−ラ５１、５２によって基
板２１ａ，２１ｂをホットプレート３０へ向けて加圧
し、加熱する。
【００６６】加圧ローラ５１の両端部は、図６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に支持されている。基台１００上には支持板５６
が立設されており、各ベアリングホルダ５５はこの支持
板５６に取り付けられたレール５７上をスライドするブ
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
の直上で上下方向にスライド可能に支持される。
【００６７】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に設けられたねじ孔
に螺合され、下端部に設けられたストッパ６２でばね６
０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の加圧力を調整できる。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。
【００６８】加圧加熱ローラ５２及びその周囲の支持機
構も前記加圧ローラ５１の支持機構と同様である。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。
【００６９】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。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７
３の巻き取りと送り出しとを行うためのモータ駆動ウイ
ンチ７２とを備えている。ウインチ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７
１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。
【００７０】かかる貼り合わせ装置を用い、前記準備し
た基板２１ａであって既にスペーサ粒子２５、シール樹
脂２６、樹脂構造物２７を設けた基板２１ａをホットプ
レート３０の吸着テーブル３１上に載置し、その一端部
のピン孔ｈａを位置決めピン３１ａに嵌めて位置決め
し、該テーブル３１に吸着保持させる。そして温度調節
装置３９による制御のもとに所定温度に加熱する。さら
に、可撓性の基板２１ｂについてもその一端を基板２１
ａの一端に重ねてピン孔ｈｂを位置決めピン３１ａに嵌
めて位置決めし、他端（後端）を上昇位置にある保持ロ
ーラ対７１に挟着させ、基板２１ｂの上方へ離してお
く。
【００７１】なお、基板２１ｂへのスペーサ粒子２５の
配設、シール樹脂２６の配設、樹脂構造物２７の配設の
うち１又は２以上の工程をこのプレート３０の上で実施
してもよい。次に、液晶組成物の定量吐出ユニット４０
においてシリンダ４１にプレート３０上に載置された基
板２１ａに対向する面内を順次走査させ、この基板２１
ａ上に液晶材料を供給する。このとき、気泡を取り込ま
ないように隙間なく液晶材料を供給することが好まし
い。そして、基板支持部材であるホットプレート３０を
所定の速度で移動させ、液晶材料の供給された部分から
順次加圧ローラ５１及び加圧加熱ローラ５２の対向部に
進入させる。
【００７２】このときホットプレート３０の移動によ
り、可撓性基板２１ｂが下側基板２１ａとともに加圧ロ
ーラ５１及び加圧加熱ローラ５２の対向部に進入するの
に合わせて、基板保持ユニット７０のウインチ７２がワ
イヤ７３を繰り出し、これにより基板後端保持ローラ対
７１に支持された基板２１ｂの後端がホットプレート３
０へ下降せしめられる。かくして基板の貼り合わせを行
う間、基板２１ｂの後端が基板２１ａから離れた位置に
保たれ、且つ、基板２１ａに対して所定の角度を有する
ように保持される。これによって、貼り合わせ時に基板
間に気泡が入ることが防止される。
【００７３】こうして、加圧ローラ５１及び加圧加熱ロ
ーラ５２を用いて基板間ギャップ調整を行いながら同時
に液晶組成物２８を上下基板間に充填し、順次上下基板
を貼り合わせる。このとき、シール樹脂２６及び樹脂構
造物２７はスペーサ粒子２５に制御される基板間隔まで
押し潰され、両基板に接着する。なお、液晶材料供給の
初期段階で比較的多量の液晶材料２８を供給し、これを
加圧ローラ５１で基板の残りの領域に押し出すようにし
て貼り合わせを行ってもよい。
【００７４】基板の貼り合わせが進み、保持ローラ対７
１がホットプレート３０の近傍まで降下するとウインチ
７２が停止し、最後はピン３１ａの抵抗によリ基板２１
ｂの後瑞が保持ローラ対７１から外れる。そして、基板
２１ｂ後端が加圧及び加圧加熱ローラユニット５０を通
過して基板の貼り合わせが終了し、同時に液晶表示素子
の作製が終了する。その後各基板のピン孔ｈａ、ｈｂの
ある部分を切断除去する。
【００７５】かかる基板貼り合わせにおいては、加熱加
圧ローラ５２による加圧力Ｐを２０ｇｆ／ｍｍ2 以上１
００ｇｆ／ｍｍ 2 以下とし、加圧ローラ５１による加圧
力は加熱加圧ローラ５２による加圧力Ｐより若干低く設
定し、加圧ローラ５１、加熱加圧ローラ５２のホットプ
レート３０に対する相対的移動速度Ｖは１０ｍｍ／秒以
上５０ｍｍ／秒以下とし、加熱加圧ローラ５２の温度Ｔ
を１２０℃以上１６０℃以下に設定し、スペーサ粒子２
５の１個あたりにかかる力積Ｆ＝Ｐ／（Ｖ・Ｎ）［ｇｆ
・秒］を０．００１ｇｆ・秒≦Ｆ≦０．１ｇｆ・秒の範
囲とし（Ｎは前記の５０個／ｍｍ2 〜４００個／ｍ
ｍ2 ）、加熱加圧ローラ５２による加熱に関するパラメ
ーターＸ＝（Ｔ−２０）／（Ｖ・Ｄ）を２００≦Ｘ≦３
０００の範囲とした。
【００７６】なお基板２１ａと２１ｂとを貼り合わせる
際、基板がフィルム基板であるようなときは、熱膨張係
数がガラス基板に比べて大きいので、ホットプレート３
０と加圧加熱ローラ５２とで温度差が大きいと上下基板
２１ａ、２１ｂの大きさが異なってしまい、貼り合わせ
時の位置ずれや貼り合わせ後の液晶表示素子の歪みなど
の問題が生じる恐れがある。従って、ホットプレート３
０により基板を適当な温度に加熱することが望ましい。
また両基板の加熱接着に要する時間も短縮され、接着力
も向上する．かかる液晶表示素子２０の製造方法におい
ては、液晶表示素子を簡単に、短時間で、生産性よく製
造できる。また両基板間の間隔（ギャップ）を均一にで
き、該両基板間の気泡発生を充分抑制でき、それだけ表
示性能の良好な液晶表示素子を得ることができる。
【００７７】次に図３から図６に示す貼り合わせ装置を
用いて基板貼り合わせ工程を実施し、液晶表示素子を作
る場合の具体的実施例について説明する。以下に説明す
る実施例においては次の点は共通している。 ・基板２１ａ、２１ｂ及び電極２２ａ、２２ｂ ＩＴＯ薄膜付きＰＥＳ基板（住友ベークライト社製スミ
ライトＦＳＴ−５３５２） ・絶縁膜２３ａ、２３ｂ 酸化シリコン薄膜（膜厚１０００Å） ・配向膜２４ａ、２４ｂ ポリイミド薄膜（日産化学工業社製ＳＥ−６１０。膜厚
５００Å） ・液晶組成物 ネマチック液晶（メルク社製ＭＬＣ−６０８０−００
０）にカイラル材（メルク社製Ｓ８１１）を２．３ｗｔ
％添加したもの ・スペーサ２５ ポリスチレン系架橋重合体スペーサ（積水ファインケミ
カル社製ミクロパールＳＰ−２０６５。粒径約６．５μ
ｍ） ・シール樹脂２６ 材質：熱可塑性ポリエステル樹脂（スリーボンド社製ア
ロンメルトＰＥＳ３６０ＳＡ４０）、 基板貼り合わせ前の形状：幅０．５ｍｍ、高さ２０μｍ ・樹脂構造物２７ 材質：シール樹脂と同材質 基板貼り合わせ前の形状及び配置：直径４０μｍ、高さ
８μｍの円柱状で、ピッチ３００μｍの格子状配置 また、各実施例において、Ｐは加熱加圧ローラ５２によ
る加圧力、Ｐ’は加圧ローラ５１による加圧力、Ｖは加
熱加圧ローラ５２のホットプレート３０に対する相対的
移動速度、Ｎはスペーサ粒子配置密度、Ｄはスペーサ粒
子の粒径〔μｍ〕、Ｔは加熱加圧ローラ５２による加熱
温度、ＦはＰ／（Ｖ・Ｎ）で表される力積（基板貼り合
わせ時にスペーサ１個に加えられる力）、Ｘは（Ｔ−２
０）／（Ｖ・Ｄ）で表される加熱加圧ローラ５２による
加熱に関するパラメーター、Ｓはπ（Ｄ／２）2 ・Ｎで
表される基板単位面積に占めるスペーサ粒子の面積の割
合である。
【００７８】 Ｐ Ｐ’ Ｖ Ｎ Ｄ Ｔ Ｆ Ｘ Ｓ gf/mm2 gf/mm2 mm/秒 個/mm2 μm ℃ gf・秒 実施例1 30.0 10.0 20.0 200 9 130 0.0075 611 0.0127 実施例2 80.0 10.0 50.0 200 9 130 0.008 244 0.0127 実施例3 30.0 10.0 20.0 200 9 150 0.0075 722 0.0127 実施例4 30.0 10.0 20.0 400 5 130 0.00375 1100 0.00785 比較例1 8.0 10.0 50.0 200 9 130 0.0008 244 0.0127 比較例2 30.0 10.0 10.0 400 5 180 0.0075 3200 0.00785 比較例3 30.0 10.0 20.0 100 5 130 0.015 1100 0.00196 実施例１〜実施例４の各液晶表示素子は、基板間ギャッ
プムラのない均一な厚みを有したものであり、素子内に
気泡は観察されなかった。
【００７９】比較例１の素子では、気泡は観察されなか
ったものの、基板間ギャップムラが見られた。比較例２
及び比較例３の各素子では気泡が見られた。以上説明し
た液晶表示素子の製造では、一方の基板２１ａを平板タ
イプのホットプレート３０に支持させたが、図２に示す
ように準備した基板２１ａ、２１ｂを図８に示すように
ピンチローラ対８、９で挟着しつつ移動させ、ピンチロ
ーラ対８、９の片側で両基板間に液晶材料２８を付与す
るようにして基板貼り合わせを行ってもよい。ここで
は、ローラ８は支持部材に相当し、ローラ９は加圧部材
に相当する。ローラ８、９共に加熱加圧ローラである。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、少
なくとも一方が可撓性の一対の基板間にスペーサ粒子が
配置されているとともに液晶材料が配置されている液晶
表示素子の製造方法であって、製造工程が簡単で、短時
間で製造でき、生産性が高く、さらに両基板間の間隔
（ギャップ）を均一にできる液晶表示素子の製造方法を
提供することができる。
【００８１】また本発明によると、少なくとも一方が可
撓性の一対の基板間にスペーサ粒子が配置されていると
ともに液晶材料が配置されている液晶表示素子の製造方
法であって、製造工程が簡単で、短時間で製造でき、生
産性が高く、さらに両基板間の気泡発生を充分抑制でき
る液晶表示素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法により得ようとする液晶表示素子の
１例の概略構造を示す断面図である。
【図２】図（Ａ）から図（Ｃ）は液晶材料付与工程及び
基板貼り合わせ工程前の基板の準備工程を示す図であ
る。
【図３】本発明方法の実施に用いる基板貼り合わせ装置
の１例の斜視図である。
【図４】図３に示す装置の概略側面図である。
【図５】図３に示す装置の一部を省略して示す概略正面
図である。
【図６】図３に示す装置のホットプレート部分の断面図
である。
【図７】液晶組成物を間にして基板を貼り合わせている
様子を示す断面図である。
【図８】基板貼り合わせの他の例を示す図である。
【符号の説明】
２０ 液晶表示素子 ２１ａ 基板 ２１ｂ 可撓性基板 ２２ａ、２２ｂ 電極 ２３ａ、２３ｂ 絶縁膜 ２４ａ、２４ｂ 配向膜 ２５、２５’ スペーサ粒子 ２６ シール樹脂 ２７ 樹脂構造物 ２８ 液晶組成物 １００ 基台 ３０ ホットプレート ３１ 吸着テーブル ３１ａ 基板位置決めピン ３１ｂ コイルスプリング ３１ｃ 吸着孔 ３２ ヒータ ３２ａ 温度調節器 ３２ｂ 温度センサ ３３ 断熱プレート ３４ スライドブロック ３４’ ナットブロック ３５ ボールねじ ３６ 駆動源 ３８ レール ３７ 位置検出器 ３９ 電磁弁 １０ 真空ポンプ ４０ 液晶組成物を定量吐出する定量吐出ユニット ４１ シリンダ ４３ 空圧源 ４３ 制御装置 ４５ Ｘ−Ｙロボット機構 ５０ 加圧加熱ユニット ５１ 加圧ローラ ５２ 加熱加圧ローラ ５４ ベアリング ５５ ベアリングホルダ ５６ 支持板 ５７ レール ５８ スライドブロック ５９ 接続ブロック ６０ ばね ６１ 調整ボルト ６２ ばねストッパ ６３ ストッパ ５３ 棒状ヒータ ６４ 温度センサ ６５ 温度調節器 ７０ 基板後端保持ユニット ７１ 基板後端保持ローラ対 ７２ ウインチ ７３ ワイヤ ８、９ ピンチローラ対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 辰雄 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H089 HA04 LA07 LA09 LA20 MA04Y MA07Y NA15 NA22 NA60 PA05 QA12 QA16 RA05 RA06 RA07 RA10 RA13 5C094 AA42 AA43 AA55 BA43 CA19 EB10 EC03 EC04 GB01 JA20 5G435 AA17 BB12 CC09 KK05

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一方が可撓性の一対の基板間
    にスペーサ粒子が配置されているとともに液晶材料が配
    置されている液晶表示素子の製造方法であり、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の所定部位に接着
    材料を配設する接着材料配設工程と、 前記一対の基板のうち少なくとも一方に前記スペーサ粒
    子を配設するスペーサ粒子配設工程と、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の所定部位
    に前記液晶材料を付与する液晶材料付与工程と、 一方の前記可撓性基板を前記液晶材料を間にして他方の
    前記基板に前記接着材料により加圧下で貼り合わせて該
    両基板間に液晶材料及びスペーサ粒子を保持する基板貼
    り合わせ工程とを含み、 前記基板貼り合わせ工程では、前記他方の基板を支持部
    材で支持しつつ該他方の基板に対し相対的に移動する加
    圧部材により前記一方の可撓性基板各部をスペーサ粒子
    １個あたりにかかる力積Ｆが０．００１ｇｆ・秒≦Ｆ≦
    ０．１ｇｆ・秒の範囲となるように順次他方の基板へ加
    圧下に貼り合わせていくことを特徴とする液晶表示素子
    の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記基板貼り合わせ工程における前記加
    圧部材の前記基板に対する加圧力Ｐが２０ｇｆ／ｍｍ2
    以上１００ｇｆ／ｍｍ2 以下である請求項１記載の液晶
    表示素子の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記基板貼り合わせ工程における前記両
    基板の貼り合わせ速度Ｖが１０ｍｍ／秒以上５０ｍｍ／
    秒以下である請求項１又は２記載の液晶表示素子の製造
    方法。
  4. 【請求項４】 前記スペーサ粒子配設工程では、前記基
    板貼り合わせ工程において前記両基板間に保持される前
    記スペーサ粒子の配置密度Ｎが５０個／ｍｍ2以上４０
    ０個／ｍｍ2 以下なるようにスペーサ粒子を配設する請
    求項１、２又は３記載の液晶表示素子の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記基板貼り合わせ工程の前に前記一対
    の基板のうち少なくとも一方に前記両基板間に配設され
    るべき樹脂構造物を設ける工程をさらに含んでいる請求
    項１から４のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 前記加圧部材を発熱可能の加熱加圧部材
    とし、前記基板貼り合わせ工程では、該加熱加圧部材に
    よる加熱加圧下に前記両基板の順次貼り合わせを行う請
    求項１から５のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方
    法。
  7. 【請求項７】 少なくとも一方が可撓性の一対の基板間
    にスペーサ粒子が配置されているとともに液晶材料が配
    置されている液晶表示素子の製造方法であり、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の所定部位に接着
    材料を配設する接着材料配設工程と、 前記一対の基板のうち少なくとも一方に前記スペーサ粒
    子を配設するスペーサ粒子配設工程と、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の所定部位
    に前記液晶材料を付与する液晶材料付与工程と、 一方の前記可撓性基板を前記液晶材料を間にして他方の
    前記基板に前記接着材料により加圧下で貼り合わせて該
    両基板間に液晶材料及びスペーサ粒子を保持する基板貼
    り合わせ工程とを含み、 前記基板貼り合わせ工程では、前記他方の基板を支持部
    材で支持しつつ該他方の基板に対し相対的に移動する加
    熱加圧部材により前記一方の可撓性基板各部を順次他方
    の基板へ加熱加圧下に貼り合わせていくようにし、且
    つ、該加熱加圧部材による加熱に関するパラメーターＸ
    を、２００≦Ｘ≦３０００〔Ｘ＝（Ｔ−２０）／（Ｖ・
    Ｄ）であり、Ｔは加熱加圧部材の発熱温度（℃）、Ｖは
    加熱加圧部材の支持部材に支持された基板に対する相対
    的移動速度（ｍｍ／秒）、Ｄはスペーサ粒子径（ｍｍ）
    を表す〕の範囲としたことを特徴とする液晶表示素子の
    製造方法。
  8. 【請求項８】 前記基板貼り合わせ工程おける前記加熱
    加圧部材の前記支持部材に支持された基板に対する相対
    的移動速度Ｖが１０ｍｍ／秒以上５０ｍｍ／秒以下であ
    る請求項７に記載の液晶表示素子の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記基板貼り合わせ工程おける前記加熱
    加圧部材の発熱温度Ｔが１２０℃以上１６０℃以下であ
    る請求項７又は８記載の液晶表示素子の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記スペーサ粒子の粒径Ｄが４×１０
    -3ｍｍ以上１０×１０ -3ｍｍ以下である請求項７から９
    のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記基板貼り合わせ工程より前に前記
    一対の基板のうち少なくとも一方に前記両基板間に配設
    されるべき樹脂構造物を設ける工程をさらに含んでいる
    請求項７から１０のいずれかに記載の液晶表示素子の製
    造方法。
  12. 【請求項１２】 少なくとも一方が可撓性の一対の基板
    間にスペーサ粒子が配置されているとともに液晶材料が
    配置されている液晶表示素子の製造方法であり、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の所定部位に接着
    材料を配設する接着材料配設工程と、 前記一対の基板のうち少なくとも一方に前記スペーサ粒
    子を配設するスペーサ粒子配設工程と、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の所定部位
    に前記液晶材料を付与する液晶材料付与工程と、 一方の前記可撓性基板を前記液晶材料を間にして他方の
    前記基板に前記接着材料により加圧下で貼り合わせて該
    両基板間に液晶材料及びスペーサ粒子を保持する基板貼
    り合わせ工程とを含み、 前記基板貼り合わせ工程では、前記他方の基板を支持部
    材で支持しつつ該他方の基板に対し相対的に移動する加
    圧部材により前記一方の可撓性基板各部を順次他方の基
    板へ加圧下に貼り合わせていくようにし、 前記スペーサ粒子配設工程では、前記基板貼り合わせ工
    程において前記両基板間に保持される前記スペーサ粒子
    の基板単位面積あたりに占める面積割合Ｓが０．００３
    以上となるようにスペーサ粒子を配設することを特徴と
    する液晶表示素子の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記スペーサ粒子配設工程では、前記
    基板貼り合わせ工程において前記両基板間に保持される
    前記スペーサ粒子の配置密度Ｎが５０個／ｍｍ 2 以上４
    ００個／ｍｍ2 以下なるようにスペーサ粒子を配設する
    請求項１２記載の液晶表示素子の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記スペーサ粒子の粒径が４μｍ以上
    １０μｍ以下である請求項１２又は１３記載の液晶表示
    素子の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記基板貼り合わせ工程より前に前記
    一対の基板のうち少なくとも一方に前記両基板間に配設
    されるべき樹脂構造物を設ける工程をさらに含んでいる
    請求項１２から１４のいずれかに記載の液晶表示素子の
    製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記加圧部材を発熱可能の加熱加圧部
    材とし、前記基板貼り合わせ工程では、該加熱加圧部材
    による加熱加圧下に前記両基板の順次貼り合わせを行う
    請求項１２から１５のいずれかに記載の液晶表示素子の
    製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記基板貼り合わせ工程では、前記他
    方の基板を支持する支持部材として該他方の基板を平坦
    状に支持する支持部材を用い、該支持部材と前記加圧部
    材を相対的に移動させて前記一方の可撓性基板を順次他
    方の基板に貼り合わせていく請求項１から１６のいずれ
    かに記載の液晶表示素子の製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記基板貼り合わせ工程では、前記他
    方の基板を支持する支持部材として前記加圧部材に対向
    して前記両基板を挟着する支持部材を用い、該加圧部材
    及び支持部材を基板に対し相対的に移動させて前記一方
    の可撓性基板を順次他方の基板に貼り合わせていく請求
    項１から１６のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方
    法。
  19. 【請求項１９】 前記基板貼り合わせ工程では可撓性基
    板を撓ませつつ他方の基板へ順次貼り合わせていく請求
    項１から１８のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方
    法。
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