JPH05100232A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の熱膨張による表示画面の歪みを防ぐ。 【構成】 そこで、電極基板11,12 に、複数本の電極部
25をそれぞれ平行に配置したすだれ状の電極24を形成す
る。第１の電極基板11の複数の電極部間のスペース部26
に、樹脂を硬化させて第１のスペーサ13を複数個形成し
た後、これら第１のスペーサ13間または第２の電極基板
12のスペース部26に第２のスペーサ14を形成する。組み
立て時、これら電極基板11,12 を所定の関係に対向させ
てからこの第２のスペーサ14を硬化させて両電極基板1
1,12 を接着する。第１の電極基板11上に第１のスペー
サ13を設け、完全に硬化させて利用することにより、ス
ペーサの移動等による非可逆表示むらの発生を防止でき
る。第２のスペーサ14を硬化させるときに電極基板11,1
2 を接着することにより、膨脹による撓みが分散され、
局部的な表示性能の劣化、不良の原因を解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、透光性基板にフレキシ
ブルな耐熱性フィルムを用いた液晶表示装置に係り、特
に液晶用スペースを確保するスペーサ構造に関する。

【０００３】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄形、軽量、低消費電
力等の特徴を持っており、各種分野で利用されるように
なってきている。そして、最近では、液晶装置として、
光透過性基板にプラスチック製のフレキシブルな耐熱性
フィルム（以下プラスチックフィルム）を使用して一層
の軽量化および薄形化したものが望まれるようになって
きている。また、このような薄形の液晶表示装置の用途
は、従来のセグメントタイプのものからオフィスオート
メーション用に要望が拡大している。

【０００４】ここで、プラスチックフィルムを基板に用
いた液晶表示装置は、従来の基板にガラスを用いたもの
に比べるとかなり軽量になり、また、基板をロールから
ロールで処理できるため、生産性も良好になるという利
点を有する。なお、基板として用いられるプラスチック
フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（以
下、ＰＥＴ）やポリエーテルサルフォン（以下、ＰＥ
Ｓ）等があり、これらを使用した液晶表示装置は、例え
ば、特開昭５９−３７５２７号公報で知られている。

【０００５】ところで、このような基板に用いられる前
記ＰＥＴやＰＥＳは、従来使用されていたガラスに比べ
て線膨脹率が大きく、ＰＥＴの場合、線膨脹率はガラス
に比べて１．５〜２．０倍大きく、しかも湿度が高くな
ると膨脹する性質も併せて持つ。

【０００６】このような性質は表示画面が小さい場合は
ほとんど問題にならないが、オフィスオートメーション
用等の大型の表示装置では、上記性質によりプラスチッ
クフィルムによる電極基板が膨脹し、表示画面の歪みと
なって現れ、表示性能を著しく低下させる場合がある。
このような不具合は、一方の基板がガラス製で他方の基
板がプラスチックフィルム製の組み合わせの場合に顕著
である。

【０００７】このような現象は、前記理由により基板に
歪みが生じると、液晶スペース確保用の球状スペーサが
移動してしまい、局部的にスペーサのむらが生じ、非可
逆の表示むらとなって現れるためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、一方の回
路基板にプラスチックフィルムを用いた液晶表示装置で
は、使用時にバックライト等の熱が加わると、プラスチ
ックフィルムの基板が膨脹し、表示画面が歪んでしまう
という問題を有している。

【０００９】本発明の目的は、使用状態において表示画
面の歪みが生じることのない液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００１０】 〔発明の構成〕

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、それぞれ透光性の基板の一表面に、複数本の電極
部を平行に配置したすだれ状の電極を有する第１および
第２の電極基板を有し、これらの少なくとも一方の基板
材料に耐熱性フィルムを用い、かつこれら第１および第
２の電極基板を、所定の位置関係で対向させ、これら電
極基板間に液晶を封入するとともにこれら電極基板間を
封止した液晶表示装置において、前記いずれか一方の電
極基板に設けられた前記複数本の電極部間の各スペース
部に固着され、かつこの電極部に沿って所定長さに形成
された複数の第１のスペーサと、これら第１のスペーサ
とは別の位置でしかも電極基板面に対してほぼ均等に分
散配置され、前記第１および第２の電極基板の双方に固
着された第２のスペーサとを備えたものである。

【００１２】

【作用】ここで、大型液晶表示装置で発生する表示むら
の原因の一つは、使用状態において生じるバックライト
等の熱により、表示装置の温度上昇するためである。こ
の種の基板材料として用いられる耐熱性フィルムは、従
来から基板材料として広く用いられていたガラスに比
べ、線膨脹率が１．５〜２．０倍と大きい。また湿度が
高くなると膨脹する特性を持っており、湿度膨脹率はガ
ラスの温度膨脹率に近い値を示す。このように熱膨張係
数が大きく異なるため、前記発生熱によって電極基板に
撓みが生じることになる。

【００１３】このような基板材料の膨脹率の違いは、２
枚の電極基板を固定している部分から離れたたとえば中
央部に撓みを発生させやすい。この撓みは基板サイズに
比例する。このような撓みが生じた場合、スペーサが移
動してしまうので、局部的なスペーサのむらが生じ、非
可逆の表示むらとなって現れる。基板が耐熱性フィルム
の場合、この撓みは、正常な基板間スペースの維持を困
難にする。

【００１４】そこで、電極基板には複数本の電極部をそ
れぞれ平行に配置したすだれ状の電極が予め形成されて
いるが、一方の電極基板の複数の電極部間（電極部が形
成されていない部分）のスペースの部分に、樹脂を硬化
させて第１のスペーサを複数個形成した後、これら第１
のスペーサ間または他方の電極基板のスペース部分に第
２のスペーサを形成し、組み立て時、これら電極基板を
所定の関係に対向させてからこの第２のスペーサを硬化
させて両電極基板を接着するようにしている。このよう
に、電極基板上に直接スペーサを設け、これを完全に硬
化させてスペーサとして利用するので、スペーサの移動
等による非可逆表示むらの発生を防止できる。また、第
２のスペーサを硬化させるときに対向電極基板を接着す
るので、膨脹による撓みが分散される。このため、局部
的な表示性能の劣化、不良の原因を解消することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１６】図１において、11は第１の電極基板、12は
第２の電極基板で、これら第１および第２の電極基板1
1，12は後述する第１のスペーサ13および第２のスペー
サ14を介して所定間隔を保ち、かつ後述する所定の配置
関係で対向しており、その周囲はシール材15によりシー
ルされている。そして、これら各第１および第２の電極
基板11,12 間に形成された間隙に液晶16が封入されてい
る。また、各第１および第２の電極基板11,12 の外面に
はそれぞれ偏光板17,18 が一体に設けられている。

【００１７】上記各第１および第２の電極基板11,12 は
透光性の基板21,22 を主体として構成されるが、上記基
板21,22 の材質として、第２の電極基板12用の基板22に
はガラスを用いているが、第１の電極基板11用の基板21
には前述したＰＥＴ、ＰＥＳまたはポリイミド等による
プラスチックフィルムを用いる。

【００１８】次に電極基板11の詳細構造およびその製造
方法を説明する。前記基板21の表面（図示下面）には、
膜状の電極24が形成されている。この電極24は第２図で
示すように複数の電極部25がスペース部26を介して互い
に平行に配置されたいわゆるすだれ状を成すものであ
る。

【００１９】前記基板21には、前述のようにプラスチッ
クフィルムを用いているので、上記電極の形成に当たっ
ては、先ず、ロール状のプラスチックフィルム上にスパ
ッタリングでＩＴＯ膜を０．１〜０．２ミクロンの厚さ
で堆積させ、透明導電膜を形成する。次に、このＩＴＯ
膜に対し、フォトリソグラフィ法を適用し、プラスチッ
クフィルムの巻取方向に平行なすだれ状の電極24を連続
的に形成する。

【００２０】前記第１のスペーサ13は、基板21上の前記
スペース部26（平行な電極部25間）に、印刷法またはフ
ォトリソグラフィを使用して、アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、感光性ポリイミド樹脂等の耐熱性材料で形成され
る。

【００２１】この第１のスペーサ13の高さは２〜７ミク
ロンで液晶セルとしてのセルギャップの設定値によって
選ぶことができる。また、この第１のスペーサ13はすだ
れ状の複数の電極部25に沿って図示横方向に配置されて
おり、液晶組成物の流路を確保するため、表示装置の数
画素分の長さ寸法になるように切欠される。さらに、こ
の第１のスペーサ13の横断面形状は、基板21のスペース
26を底辺とする台形に近い形状であり、また、前記液晶
組成物の流路を確保すべく切欠した端面の形状は多角形
かまたは図示のような半円状とする。

【００２２】この第１のスペーサ13は各スペース部26
に、前述した液体組成物の流路となる所定の間隔を保つ
ように、所定のピッチで設けられるが、後述する第２の
スペーサ14の設置場所となるを部分は予め空けておく。
この第２のスペーサ14の設置場所は、基板面に対して均
等となるように分散して設定する。

【００２３】このようにして、第１のスペーサ13を形成
し、完全に硬化させた後、配向膜28を塗布し、配向処理
を行う。なお、前記スペース26上の、第２のスペーサ用
設置場所には、前記第１のスペーサ13と同じ形状の第２
のスペーサ14を同様の手法により形成しておく。

【００２４】次に、第２の電極基板12の詳細構造および
その製造方法を説明する。この第２の電極基板12の透光
性の基板22には、例えばガラスを用いているものとす
る。この基板22上にも、前記第１の電極基板13と同様
に、図２で示す如く、複数の電極部25をスペース部26を
介して平行に配置したすだれ状の電極24を、スパッタ法
およびフォトリソグラフィ法により形成している。ま
た、このすだれ状電極24上には配向膜28を塗布し、配向
処理を施している。

【００２５】この第２の電極基板12は、前記第１の電極
基板11に対して、それぞれのすだれ状電極24の電極部25
が互いに直交する所定の位置関係で対向配置される。そ
して、前記第１のスペーサ13および第２のスペーサ14に
より所定の間隔を保った状態で、その周囲にシール材15
を塗り、これら両第１および第２の電極基板11,12 を前
記所定の位置関係で一体に接合する。この接合に当たっ
ては、接合部を圧接すると共に背面から紫外線を照射し
て、シール材15を塗布したシール部と前記第２のスペー
サ14とを同時に硬化させ、第１の電極基板11と第２の電
極基板12とを前記間隔を保った状態で一体に接合する。
すなわち、第２のスペーサ14は、上記接合時に硬化され
るもので、両電極基板11,12 とそれぞれ接着する。

【００２６】このように第１の電極基板11と第２の電極
基板12とを接合した後、前記間隔内に液晶16を注入し、
液晶セルを構成する。そして、この液晶セルの電極24を
それぞれ図示しない制御手段に接続することにより、液
晶表示装置が構成される。

【００２７】ここで、前記第１のスペーサ13および第２
のスペーサ14が占める面積は、開口部に対して１０％程
度が好ましい。また、第２のスペーサ14が占める割合
は、５％以下であることが好ましい。

【００２８】上記構成において、液晶表示装置として使
用した場合、バックライト等により熱が発生し、これが
第１の電極基板11と第２の電極基板12とを接合してなる
液晶セルに加わる。この液晶セルの第１の電極基板11の
透光性の基板21にはプラスチックフィルムが用いられて
おり、第２の電極基板12の透光性の基板22にはガラスが
用いられているので、前記熱が加わると、両者の線膨脹
率の差により第１の電極基板11に撓みが発生する。しか
し、上記構成では、電極基板11上に直接スペーサを設
け、これを完全に硬化させてスペーサとして利用するの
で、従来のようにスペーサの移動等によりる非可逆表示
むらが発生することはない、また、第２のスペーサ14を
硬化させるときに対向電極基板、すなわち、第２の電極
基板22を接着するので、膨脹による撓みが分散される。
このため、局部的な表示性能の劣化、不良の原因を解消
することができる。

【００２９】次に図３で示す他の実施例を説明する。

【００３０】この実施例も第１の電極基板11と第２の電
極基板12とを有し、これらを第１のスペーサ13および第
２のスペーサ14とシール材15とにより所定の間隔を保っ
て接合し、この間隔内に液晶16を封入してなるものであ
る。

【００３１】この内、第１の電極基板11は、図１で説明
したものと基本的に同じ構成であり、プラスチックフィ
ルムによる基板21上に、複数の電極部25がそれぞれスペ
ース部26を介して平行に配列されたすだれ状の電極24が
形成されており、そのスペース部26上には第１のスペー
サ13が設置され、また、このスペース部26上で、図２で
示したように第１のスペーサ13に挟まれた位置に第２の
スペーサ14が形成され、さらに配向膜28が設置されてい
る。

【００３２】第２の電極基板12は、透光性基板22として
ガラス製のものを用いており、その上面には、複数本の
信号電極30と表示用画素分の画像電極31とが形成されて
いる。上記各信号電極30上にはＭＩＭ（Metal Insulsto
r Metal)素子32が接続設置されており、信号電極30はこ
のＭＩＭ素子32を介して画像電極31と接続される。そし
て、このＭＩＭ素子32および各画像電極31上には配向膜
33が設けられている。このように構成した第１の電極基
板11と第２の電極基板12とを所定の位置関係および間隔
を保った状態で接合させる。すなわち、第１の電極基板
11の周囲にシール材15を塗った後、両電極基板11,12 の
位置合わせを行ってから、これら両者間を圧接し、かつ
背面から紫外線を照射してシール部を接着硬化させ、つ
いでレーザ光を第２の電極基板12側から第１の電極基板
11上の第２のスペーサ14に照射して、第１の電極基板11
と第２の電極基板12とを局部的に溶着する。この後、上
記間隔内に液晶16を注入し液晶セルを構成する。

【００３３】このような構成によっても、図１の実施例
と同様に、液晶表示装置としての使用中に熱が加わるこ
とにより、従来のようにスペーサが移動したり、基板材
料の膨脹率の差で生じる撓み等を原因とする表示むらが
生じることはなく、表示品位を向上させることができ
る。また、異物を嫌う液晶セルの組み立て工程から、発
塵源であるスペーサの散布工程を省略できるという福次
的な効果も得ることができる。

【００３４】なお前記第１のスペーサ13と第２のスペー
サ14とは同一樹脂で構成しても良く、或は硬化方法の異
なる２種以上の樹脂で構成しても良い。

【００３５】また、第２のスペーサ14は、第１のスペー
サ13と共に、第１の電極基板11のスペース部分26上に形
成され、第２の電極基板12との接合時に両電極基板11,1
2 の双方と接着するように説明したが、第２のスペーサ
14を第２の電極基板12上に形成しておき、第１の電極基
板11との接合時に両電極基板11,12 の双方と接着するよ
うにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電極基板
上に直接スペーサを設け、これを完全に硬化させてスペ
ーサとして利用することにより、スペーサの移動が生じ
ないので、使用状態において表示画面の歪みが生じるこ
とがなく、表示品位の優れた液晶表示装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断
面図である。

【図２】図１で示した電極とスペーサとの関係を示す平
面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

11 第１の電極基板 12 第２の電極基板 13 第１のスペーサ 14 第２のスペーサ 16 液晶 21,22 透光性の基板 24 すだれ状の電極 25 電極部 26 スペース部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ透光性の基板の一表面に、複数
   本の電極部を平行に配置したすだれ状の電極を有する第
   １および第２の電極基板を有し、これらの少なくとも一
   方の基板材料に耐熱性フィルムを用い、かつこれら第１
   および第２の電極基板を、所定の位置関係で対向させ、
   これら電極基板間に液晶を封入するとともにこれら電極
   基板間を封止した液晶表示装置において、 前記いずれか一方の電極基板に設けられた前記複数本の
   電極部間の各スペース部に固着され、かつこの電極部に
   沿って所定長さに形成された複数の第１のスペーサと、 これら第１のスペーサとは別の位置でしかも電極基板面
   に対してほぼ均等に分散配置され、前記第１および第２
   の電極基板の双方に固着された第２のスペーサと、 を備えたことを特徴とする液晶表示装置。