JPH03263014A

JPH03263014A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH03263014A
Application number: JP6102290A
Authority: JP
Inventors: Saburo Oikawa; 及川　三郎; Yasuhiro Mochizuki; 康弘望月
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1991-11-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液晶表示装置の二つの基板間に厚み間隔を精
度良く液晶を封するために構成される。

ギャップ制御スペーサの適用による液晶表示装置の構造
に関する。

〔従来の技術〕

互に画素電極を有する２枚の基板を対向配置して一対と
し、これら基板間を所定の間隔に保ち基板間に液晶を封
入した液晶表示装置において、この基板間隔が厚すぎた
り、不均一であるとこの液晶表示装置の表示に干渉線が
生じたり１表示応答特性、スイッチング電圧変動等によ
る色調ばらつきが生じ、液晶表示装置として好ましくな
い。従って、液晶表示装置の特性を良好とするために、
液晶表示基板間の間隔を薄く精度良く均一にする必要が
あった。

この目的のために、基板間にプラスチックやガラス等か
らなる直径５〜１０μｍ程度の球状粒子あるいは直径５
〜１０μｍ程度、長さ数１０〜数１００μｍ程のファイ
バー状のギャップ用スペーサが用いられている。

この種の装置として関連するものには、特開昭６２−１
２９８１９号、特開昭６２−１２９８２０号、特開昭６
４−９１１１７号等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術ではギャップ調整には十分対応されていた
が、スペーサの材質選択に配慮がなされておらず画素不
良誘発の問題があった。すなわち、従来技術のみで組立
てた液晶表示装置を実線に光を投光し画像を表示した場
合１画面にギャップ調整用スペーサの影が表映され画質
が見難く、またコントラストも低下する。特に投射型の
液晶表示装置では、スペーサが拡大投影され、非常に目
に付きやすく、好ましくない。

本発明は上述した問題点を解決し、ギャップ調整用スペ
ーサの影を目立たなくし、かつコントラストを向上させ
ることにより、優れた表示品質を得ることが８来る液晶
表示装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するためには、液晶゛表示用基板間隔を
精度良く均一に設定するためのギャップ調整用スペーサ
として、その屈折率が、対向配置した一対の液晶表示用
基板間に封入する液晶の屈折率とほぼ同等のスペーサを
用いることにある。

また、上記目的を達成′するための第２の方法として、
適切な光透過率を有するスペーサを用いることにある。

この発明の実施に当ってのスペーサの材質は、液晶に対
して化学的に安定な球状及びファイバ状の無機材料又は
有機材料及びこれらの複合材料を用いることができる。

〔作用〕

以上のような構成によれば、液晶表示のためのバックラ
イトの光は液晶内のギャップ調整用スペーサに投光され
ても屈折が極力押えられ表示面にはスペーサにより光の
屈折で誘発される影像が投影されなくなり、また外光の
反射が防止できてコントラストが向上し表示品質が向上
する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。尚、
これらの図はこの発明を理解されやすくするために概略
的に示してあり、各構成成分の形状及び寸法、配置等の
関係は図示例に限定されるものではない。

第１図は、本発明の液晶表示の構造を説明する断面図で
ある。

第１図において、１１は第一電極基板を示し。

１２は第一電極板１１と対向配置された第二電極基板を
示す。いずれもガラス板上に透明電極膜のパターンが形
成されたものである。１３はシール材で、こ二では紫外
線硬化型接着剤を用い、このシール材１３によって基板
１１及び基板１２を所定領域（以下シール部分と称す）
で貼り合せる。

１４は液晶材料、１５は両基板１１．１２の間隔を均一
に精度よくギャップ調整するための球状のギャップ調整
用スペーサである。このスペーサ１５の屈折率を封入す
る液晶１４の屈折率に合せた材料を使うことにより本発
明の特徴が実現する。

例えば両基板間内に封入する液晶の屈折率が、１．５９
〜１，６１であればこれに合せて、スペーサ材料の屈折
率も１．５８〜１．６２にすることで本発明の特徴が実
現する。

以下、この発明の組立工程を決めるため投射型の液晶表
示装置の製造方法の一例につき詳細に説明する。

まず第一電極基板１１は次の工程により製作する。厚さ
１．１ｍのガラス基板上に、染色材料を塗布し、ホトリ
ソプロセス工程をへて色別にパタニングする。次いで、
保護膜形成後、画素電極を成膜し、さらにホトリソによ
りパターニングする。

画素電極としてはＩＴＯ（酸化インジュム瞑の透明電極
）を用いた。次いで、このガラス基板上にスピンコード
によって配向膜（ポリイミドワニス系）を厚さ約１ｏＯ
ｎｍになるように塗布し、乾燥後ラビングにより配向性
をもたせた。

一方第二電極基板１２の製作は、通常の半導体製造プロ
セス特に薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）の製作プロセスを
へて製作した。第二電極基板１２は第−電極基板同様厚
さ１．１閣のガラス基板上に薄膜トランジスタが基板面
内にマトリックス状に形成されている。さらに、第一電
極板１１の配向膜形成と同じプロセスで第二電極基板表
面も処理し最終的に第二電極基板１２を製作した。

第−及び第二の電極基板を一対とし、一体とする液晶表
示装置の作製は以下の工程による。

まず、第一電極基板１１（一部間口部として残す）の配
向膜を形成した面の基板周辺部（シール部）に紫外線硬
化接着剤を主成分としたシール材１３を印刷法で形成す
る。一方第二電極基板側にも第一電極基板側に形成した
シール材１３を対向するように同様にシール材を形成す
る。さて、本発明の特徴の構成は以下のプロセスで実現
する。

すなわち、シール材１３を形成した第二電極基板のシー
ル材を形成していない内側領域の表面に、ギャップ調整
用スペーサ１５としてのビーズを散布する。この散布方
法はビーズを純水に分散させスプレー法により散布する
。この時のビーズの選択が本発明の特徴のポイントであ
るが、あらかじめ測定しである封入用液晶の屈折率と同
等の屈折率を有するビーズを散布することにある。本実
施例では液晶の屈折率１．６０　に対して、ビーズの屈
折率１．５８　を散布した。ビーズの組成は、５ｉＯｚ
を主成分としたＡ　４２　ｚ○３．ｚＨＯ，Ｍｇ０ｔＣ
ａｂ、Ｂｅｄ、ＺｎＯ及び５ｉｓＮａを添加物としたも
ので、無アルカリのガラスピーズである。

添加物の量を調節することで屈折率は１．４４〜２．２
５　まで、光透過率は２．１〜７８％制御できる。ビー
ズの球径は５．５μｍで散布量は約２００ケ／程度とし
た。

このように構成した第一電極基板１１及び第二電極基板
１２を互いに配向膜及びシール剤１３側が対向するよう
に配置する。この様な状態で加熱圧着しシール材１３の
仮接着を行ない一体とする。

その後、封入する（ボート状のカップに入れた）液晶と
一所にこの一体形成した液晶表示用基体を真空装置内に
入れ同時に減圧する。減圧は約１Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度と
した。この時、基板間は真空に引かれ基板同志が密着し
ようとする。しかし、基板間には散布したビーズ１５が
あるので密着はさまたげられすなわち、第一電極基板１
１と第二電極基板１２のギャップはビーズの直径５．５
μｍ程度に調整される。さらに、液晶封入は、真空でギ
ャップ調整した基体のシールを形成していない開口部を
、同時に真空装置内に設置しである液晶に潰す。

その直後に真空装置内真空度を徐々にリークすることに
より、基体のシール剤開口部より基板間に流入する。基
板間に液晶が充填したら直ちに開口部にシール材１３と
同じ材質の接着剤を塗布し基体全体を紫外線照射装置に
よりシール部全体を照射し最終接着と同じに、基板間に
液晶を封入して本発明の液晶表示装置を得る。

このようにして作製した液晶表示装置の第−電極基体及
び第二電極基体間のギャップ寸法は封止面内６１ｍｍＸ
４６ｍｍの範囲で５　、３−０．０１５μｍであった。

以上のように本発明の方法で製作した液晶表示装置効果
を以下のようにして評価した。

第２図は本発明の効果を評価するための投射型投映シス
テムの概略を示している。図中左より順次光源２．光学
系３２本実施例で製作した投射型液晶表示基体１．投射
レンズ４．映像スクリーン５で構成されている。これに
より、投射型液晶表示基体１の表示面積６１ｍＸ４６■
は、スクリーン５上で約１１０ｃｓＸ８３ａ＋＋に引き
伸されて投映される。従来の基体では、引き伸されて投
映されたスクリーン上の映像に、画素では表示しない影
が無数に映し出され画質不良の一つとなっている。

これはすでに述べてきたように、ギャップ調整用のスペ
ーサの影である。これに対して１本発明の実施ダで述べ
た構造の投射型液晶表示基体ではこの影像がほとんど見
られなく、スクリーン上での映像画質が極めて良好にで
きた。

第３図はスペーサと液晶の屈折率の比とスクリーン上に
おけるスペーサ、特にスペーサの輪郭部分を透過してき
た光強度ロクとスペーサがなく液を示す。光強度比は、
赤、緑、青のそれぞれの色毎に測定したものである。そ
の結果、スペーサの屈折率が液晶のそれの０．９７〜１
．１２の範囲の場合に光強度比が太きく　（Ｉ’　／Ｉ
ｏ＞７０％）かつそのバラツキが小さく、即ちむらが少
ないことが判った。

第４図はスペーサの光透過率とスクリーン上におけるス
ペーサ部分とスペーサがなく液晶のみの部分の光強度比
を示す。バックライト照射１０５１ｕｘを用い、液晶を
１００％ＯＮにした状態及び中間調表示のため一〇Ｎに
した状態の光強度比を示す。この結果、１００％ＯＮの
状態即ち投射光強度が強い場合は、スペーサの光透過率
４％以上でバラツキが少なくなり、−力投射光強度が弱
い場合は、スペーサの光透過率が４１％以下でバラツキ
が少なく、スペーサの影が目立たなくなる。

また、外光の反射が小さくなりコントラストが大きくな
る。スペーサの光透過率の制御はガラスピーズの表面を
コーテイング材で被覆してもよい。

この場合、減圧ＣＶＤ法でガラスピーズを撹拌しながら
アモルファスＳｉ膜を７５〜２２０人の厚さに堆積させ
たものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スペーサによる影を目立たなくできる
ので、画質のよい表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液晶表示装置の概略断面図、第２図
は本発明の液晶表示装置を評価するための投映システム
の構成図、第３図及び第４図は本発明のスペーサの屈折
率及び光透過率と投射像のバラツキを示す線図である。１・・・液晶表示基体、２・・・光源、３・・・光学系
、４・・・投射レンズ、訃・・映像スクリーン、１１・
・・第一電極基板、１２・・・第二電極基板、１３・・
・シール材、１４・・・液晶材料、１５・・・ギャップ
調整用スペーサ。

Claims

【特許請求の範囲】１、対向配置する一対の基板のギャップを調整するスペ
ーサを介し、該基板間に液晶を封入し、シール材で貼り
合せてなる液晶表示装置において、該ギャップ調整用ス
ペーサ材料としてその屈折率が該液晶の屈折率と同等の
材質を用いたことを特徴とする液晶表示装置。２、ギャップ調整スペーサの屈折率が液晶の屈折率の０
．９７〜１．１２倍の範囲である無機材料及び有機材料
からなることを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示
装置。３、対向配置する一対の基板のギャップを調整するスペ
ーサを介し、該基板間に液晶を封入し、シール材で貼合
せて成る液晶表示装置において、該ギャップ調整用スペ
ーサの光透過率は４〜４１％とすることを特徴とする液
晶表示装置。４、請求項第１項又は第３項記載の液晶表示装置におい
て、基材の表面に適当な屈折率及び／又は光透過率を有
する膜をコーティングして成るスペーサを用いたことを
特徴とする液晶表示装置。５、請求項第１項又は第３項記載の液晶表示装置におい
て、光透過方式又は光反射方式の投射型として拡大され
た映像を用いることを特徴とする液晶表示装置。