JPH04301816A - 液晶表示素子 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セル間隙が均一で耐シ
ョック性の優れた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、時計、テレビ、パソコンディスプ
レイなどに使用されている液晶表示素子は、基本的に、
片面に少なくとも透明電極及び配向膜が設けられた透明
基板の二枚が、配向膜同士が対面するように配設され、
配向膜の間の空隙に液晶が封入された構造を有している
。そして、この液晶として種々の液晶が使用されている
が、最近では高速応答性を有する強誘電性液晶が期待さ
れている。

【０００３】高速応答性を発現するためには、液晶表示
素子のセル間隙が１〜４μｍという薄いものでなくては
ならない。更に、強誘電性液晶は従来のネマチック液晶
よりも結晶に近い性質を有しているので、液晶表示素子
の中央部に軽く触れる程度で液晶の配列が壊れ、元に戻
らない、即ち耐ショック性に劣るという問題点を有して
いる。

【０００４】このような問題点を解決するために、本特
許出願人は、配向膜の間に間隙を設けて、点状の接着部
位で接着した液晶表示素子用セルについて特許出願して
いる（例えば、特開昭６４−１８１２６号公報、特開昭
６４−１８１２７号公報、特開昭６４−２３２２６号公
報、特開平１−１４２６１７号公報参照）。これらのセ
ルを使用して製造した液晶表示素子は、落下衝撃を与え
ても液晶の配向が乱れず良好な耐ショック性を示すもの
であるが、場合によっては、セルに液晶を注入する際に
間隙内の空気のために液晶の流れが不均一になり、得ら
れた液晶表示素子の面内にエアーポケットが存在するこ
とがあった。

【０００５】本発明者らは、上記のようなセルに液晶を
注入する際の液晶の挙動について詳細に研究した結果、
上記液晶表示素子用セルの間隙に設けられた接着部によ
り液晶の流れが影響を受けて、セル中の液晶の先端が直
線状にならず、特に接着部が液晶の注入方向に平行に延
びる帯状透明電極の間に連なって存在する場合には、そ
の周囲の液晶が先に回り込みエアーポケットが形成され
易いことが分かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】液晶の注入が円滑にな
され、エアーポケットが存在せず、セル間隙が均一で耐
ショック性の優れた液晶表示素子を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、片面に複数個
の帯状電極及び配向膜が設けられた基板の二枚（但し、
該基板の少なくとも一方は、透明な帯状電極が設けられ
た透明な基板である）を、電極同士が交差し、配向膜同
士が対面するように配設し、配向膜の間の空隙に液晶を
封入してなるマトリクス型液晶表示素子であって、配向
膜同士が、接合剤により点状の接合部で接合されており
、該接合部が該基板の平面側から見て、実質的に、液晶
の注入方向に平行に延びる帯状電極の上にのみ存在する
（即ち、液晶の注入方向に平行に延びる相隣れる帯状透
明電極の間に実質的に存在しない）ことを特徴とする液
晶表示素子である。

【０００８】本発明の好適な態様は下記の通りである。 （１）上記点状の接合部が、基板の平面側から見て、直
径１０〜１５０μｍの大きさであることを特徴とする上
記の液晶表示素子。

【０００９】（２）上記点状の接合部が、液晶表示素子
の平面の１ｍｍ２　当たり０．３〜５０個の密度で存在
することを特徴とする上記の液晶表示素子。

【００１０】（３）上記接合剤が、接着剤単独又は（好
ましくは、球状、ロッド状などの）粉末スペーサーを含
有する接着剤であることを特徴とする上記の液晶表示素
子。

【００１１】（４）上記接合部が、上記接合剤を基板に
設けられた配向膜上に印刷し固化することによって形成
されたものであることを特徴とする上記の液晶表示素子
。

【００１２】（５）上記接合剤が、フォトレジストであ
り、基板に設けられた配向膜上にパターン露光、現像に
より形成されたものであることを特徴とする上記の液晶
表示素子。

【００１３】本発明を添付する図面を参照して詳細に説
明する。図１は、本発明の液晶表示素子の一実施例の一
部を拡大して模式的に示した断面図である。図１におい
て、液晶表示素子１は、透明基板２（例えば、ガラス基
板）の上にブラックマスク３、カラーフィルタ４、透明
電極５（例えば、ＩＴＯ電極）、及び配向膜６がこの順
で設けられ、一方透明基板７の上に、透明電極８及び配
向膜９がこの順で設けられ、配向膜６と配向膜９との間
の空隙に液晶１０が充填されて構成されている。配向膜
６と配向膜９とは、点状の接合部１１によって接合され
ている。透明電極５及び透明電極８は帯状であって互い
に交差している。カラーフィルタ４は、カラーフィルタ
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ、４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ・・・の順で設け
られている。

【００１４】図２は、図１の円Ａ内を更に詳細に模式的
に示した図である。図２において、透明基板２の上にブ
ラックマスク３が設けられ、ブラックマスク３の上で相
隣れるブラックマスク３の間に位置してカラーフィルタ
４が設けられ、カラーフィルタ４の上に透明電極５が設
けられ、透明電極５の上に配向膜６が設けられている。 配向膜６の上面は、相隣れるカラーフィルタ４の間及び
透明電極５の間の凹部（紙面に垂直方向に溝を形成して
いる）で凹み、紙面に垂直方向に溝１２を形成している
。透明基板２に対面する透明基板の上に設けられた透明
電極８の上（図２においては下側）に設けられた配向膜
９と配向膜６とは、透明電極５の上の部分で、点状の接
合部１１によって接合されている。配向膜６と配向膜９
との間の空隙には液晶１０が充填されている。

【００１５】図３は、図１に示す液晶表示素子の一実施
例の一部を拡大して模式的に示した平面図である。図３
においては、本発明の特徴の理解を容易にするために、
図１における透明電極５、透明電極８及び接合部１１の
みを示している。図３において、帯状の透明電極５ａ〜
５ｎと帯状の透明電極８ａ〜８ｃとが交差して、電極交
差部において表示画素を形成している。接合部１１ａ及
び１１ｂは透明電極５ａの上に存在し、接合部１１ｃは
透明電極５ｈの上に存在し、接合部１１ｄは透明電極５
ｍの上に存在している。

【００１６】透明電極５ａと透明電極５ｂとの間に存在
する接合部１３のように、接合部が相隣れる透明電極の
間に存在すると、セルに液晶を矢印Ｂ方向から注入する
ときに、接合部１３の下方で液晶の流れが悪くなり、透
明電極５ａの部分を通る液晶及び透明電極５ｂの部分を
通る液晶が、接合部１３の上方に回わり込み、接合部１
３の近傍の空気が液晶内に取り込まれ、エアーポケット
が形成されることがある。従って、本発明の液晶表示素
子においては、図３における接合部１３のような位置、
即ち、透明基板の平面側から見て液晶の注入方向に平行
に延びる相隣れる帯状透明電極の間に実質的に存在しな
いことが必要である。ここで「実質的に存在しない」と
は、相隣れる透明電極の両方に跨がった接合部の個数が
全接合部の個数の５％以下、好ましくは３％以下、更に
好ましくは１％以下であることを意味する。

【００１７】接合部１１の厚さ（図２に示す接合部１１
の高さ）は、従来公知の液晶表示素子のセル間隙と同じ
であり、接合部１１の透明基板の平面側から見た大きさ
（図３に示す接合部１１の直径）は、液晶表示素子の大
きさ、表示画素の大きさなどによって変わるが、例えば
、対角寸法が１０〜１４インチである液晶表示素子の場
合には、直径が１５０μｍ以下であることが、画質を損
なわないので好ましい。液晶表示素子の大きさが更に大
きい場合には、接合部の大きさを更に大きくすることが
でき、その場合でも画面を遠方から見ることになるので
、視感上の支障はほとんどない。また、接合部１１の大
きさの下限は特に限定されないが、接合部１１があまり
に小さ過ぎると、液晶表示素子の耐ショック性を低下さ
せないためには接合部１１の数を増加させる必要があり
、接合部１１の数を適度に少なくしても、接合部１１が
必要な強度を有するような大きさにすることが好ましい
。接合部１１の大きさの下限は使用する接合剤の種類に
よっても変わるが、一般的に１０μｍ以上の直径である
ことが好ましい。なお、図２に示す接合部１１は、理解
を容易にするためのもので、その形状は上記説明した寸
法に対応させたものではない。

【００１８】接合部１１の密度は、本発明の条件を満足
する限り特に限定されず、接合部１１の大きさ、接合剤
の種類、液晶表示素子の大きさなどにより変えることが
できるが、一般的に液晶表示素子の平面の１ｍｍ２　当
たり０．３〜５０個の密度であることが好ましい。

【００１９】接合部１１を設ける位置は、図３において
、透明電極５と透明電極５との間に実質的に存在しない
限り特に限定されず、透明電極５の長手方向において、
規則的間隔で又はランダム間隔であってよい。また、規
則的間隔で位置する接合部の一群がランダム間隔で存在
したり、ランダム間隔で位置する接合部の一群が規則的
間隔で存在したりするように、接合部を設けてもよい。

【００２０】接合部１１を形成するための接合剤、及び
接合部１１を形成する方法としては、本特許出願人の出
願に係る前記の特許公開公報に記載されているものを採
用することができる。

【００２１】例えば、接合剤は、接着剤（好ましくは、
熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤など）単独であっ
てもよいが、この接着剤に無機物質若しくは有機物質の
粉末状（球状、ロッド状であることが好ましい）のスペ
ーサーを含有させた接合剤の方が、セルギャップを制御
し易く好適である。

【００２２】このような接合剤を、配向膜６又は配向膜
９の上に、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷な
どの方式により印刷し、固化させることによって、接合
部１１を形成させることができる。

【００２３】また、接合剤としてフォトレジストを使用
し、配向膜６又は配向膜９の上に、パターン露光、現像
、乾燥、貼合せ、後加熱することにより、接合部１１を
形成させることもできる。

【００２４】本発明の液晶表示素子において、対面する
配向膜同士が特定された位置に存在する接合部によって
接合されている他は、従来の液晶表示素子に使用されて
いる基板、電極、配向膜、液晶その他の構成部品、液晶
表示素子のその他の構造、それらの製造方法、液晶表示
素子の駆動方式などを使用することができる。例えば、
本発明の液晶表示素子の二枚の基板のうち少なくとも一
方は、透明な帯状電極が設けられた透明な基板であり、
上記例示した液晶表示素子の構成以外に、絶縁膜、平滑
膜などを設けてもよく、カラーフィルタ又はブラックマ
スクを除くこともできる。

【００２５】

【実施例】次に、実施例及び比較例により本発明を更に
詳細に説明する。

【００２６】［実施例１］ガラス基板（１０ｃｍ×１０
ｃｍ×１．０ｍｍ）の上に、インジウム−スズ酸化物（
ＩＴＯ）からなる帯状の透明電極（幅１２０μｍ、長さ
１０ｃｍ、厚さ０．１μｍ）を２０μｍの間隙で多数設
け、その上にポリイミド樹脂（日立化成工業株式会社製
、ＰＩＸ５４００）を塗布し乾燥して配向膜（厚さ０．
１μｍ）を形成し、配向膜にラビング処理を施してセル
用基板を作製した。同様にして二枚のセル用基板を作製
した。

【００２７】接合部を形成するために、接着剤（三井東
圧化学株式会社製、ストラクトボンドＸ７４９０）に粉
末スペーサー（日本触媒化学工業株式会社製、エポスタ
ーＧＰ２０）を練り込んで調製した接合剤を、第一のセ
ル用基板の配向膜の上に、凸版印刷により点状に印刷し
た。接合部が、二枚のセル用基板を貼り合せた後基板の
平面側から見て直径約７０μｍの略円形になり、接合部
の中心間隔が帯状電極の長手方向及び幅方向共、７００
μｍになり、且つ接合部の中心が各透明電極の幅方向の
中央に位置するように（図３に示すように）、アライニ
ングして印刷した。

【００２８】一方、第二のセル用基板の周辺部の配向膜
の上に、幅２ｍｍの帯状の周辺シール剤を上記と同じ接
合剤を用いて凸版印刷により印刷した。但し、対向する
２辺のシール部には、各辺１０個ずつの５ｍｍ長さの液
晶注入用及びエアー排出用開口部を形成させておいた。

【００２９】このようにして接合剤を印刷した第一のセ
ル用基板と第二のセル用基板とを、配向膜同士が対面し
、それぞれの基板に設けられた透明電極が直交するよう
に合わせた後、両基板を加熱圧着し、セル間隙が２．１
８±０．０２μｍのセルを作製した。

【００３０】このセルの液晶注入用開口部に、強誘電性
液晶組成物（チッソ株式会社製、ＣＳ−１０１５）を１
００℃で接触させて、セル内に液晶を注入し、０．５℃
／分の降温速度で冷却して液晶表示素子を作製した。得
られた液晶表示素子にはエアーポケットが全く存在して
おらず、均一な配向状態を示した。この液晶表示素子の
中央に８．７ｇのボールを５５ｃｍの高さから落下させ
たが、配向の乱れは生じず良好な耐ショック性を示した
。

【００３１】［比較例１］第一のセル用基板の配向膜の
上に接合剤を印刷する際に、接合部の中心間隔を帯状電
極の長手方向及び幅方向共７１０μｍに変え、点状の接
合部と透明電極との位置関係について考慮することなく
印刷して第一のセル用基板を作製した他は、実施例１に
おけると同様にして液晶表示素子を作製した。

【００３２】得られた液晶表示素子には多数のエアーポ
ケットが残留しており、表示品位の悪いものであった。 エアーポケット部分を顕微鏡で観察したところ、接合部
が液晶の注入方向に平行に延びる透明電極同士の間の間
隙を埋める形で存在していた。なお、この液晶表示素子
について実施例１におけると同様にして耐ショック性を
試験したところ、良好な耐ショック性を示した。

【００３３】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、セルに液晶を
円滑に注入することができ、液晶層にエアーポケットが
存在せず、セル間隔が均一で耐ショック性が優れている
という顕著な効果を奏する液晶表示素子である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施例の一部を拡大
して模式的に示した断面図である。

【図２】図１の円Ａ内を更に詳細に模式的に示した図で
ある。

【図３】図１に示す液晶表示素子の一実施例の一部を拡
大して模式的に示した平面図である。

【符号の説明】

１　　液晶表示素子 ２　　透明基板 ３　　ブラックマスク ４　　カラーフィルタ ５　　透明電極 ６　　配向膜 ７　　透明基板 ８　　透明電極、 ９　　配向膜 １０　　液晶、 １１　　接合部 １２　　溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　片面に複数個の帯状電極及び配向膜が
   設けられた基板の二枚（但し、該基板の少なくとも一方
   は、透明な帯状電極が設けられた透明な基板である）を
   、電極同士が交差し、配向膜同士が対面するように配設
   し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなるマトリクス
   型液晶表示素子であって、配向膜同士が、接合剤により
   点状の接合部で接合されており、該接合部が該基板の平
   面側から見て、実質的に、液晶の注入方向に平行に延び
   る帯状電極の上にのみ存在することを特徴とする液晶表
   示素子。