JPH06102494A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用環境温度にかかわりなく、表示品位を一
定化することができる液晶表示装置を提供することをそ
の目的とする。 【構成】 薄状空間を介して対向する二枚のガラス板2,
3 と、これらの二枚のガラス板の周部内面どうしを液晶
封入口を残して接着する封止部材４とによって規定され
る薄状液晶封入空間８内に、上記液晶封入口から液晶Ａ
を注入した後、上記液晶封入口を封止してなる液晶セル
を備える液晶表示装置であって、上記液晶封入空間にお
ける表示領域６外に、圧縮性流体Ｂ封入領域を設けたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種の液晶表示装置は、微小な隙間を介して対向配置され
た二枚のガラス板を備えている。これら二枚のガラス板
は、その内面周部を互いに封止部材によって接着するこ
とにより対向配置されている。上記封止部材は、液晶封
入口として機能しうる途切れ部を残して両ガラス板の内
面周部に帯状に介装されている。また、各ガラス板の内
面には、表示パターンと対応した透明電極が設けられて
いる。二枚のガラス板の間に形成される薄状の液晶封入
空間には、所定の液晶が封入される。上記両電極間に電
位を与えると、両電極間に存在する液晶の分子配向が変
化し、これにより、上記透明電極の表示パターンと対応
して、液晶が光を透過する状態から光を透過しない状態
へ、また光を透過しない状態から光を透過する状態へと
変化する。このようにして、この液晶表示装置の表示面
には、上記透明電極によって形成された表示パターンに
したがってポジティブあるいはネガティブに表示駆動さ
れる。

【０００３】ところで、上記二枚のガラス板の間の薄状
液晶封入空間への液晶の封入は、上記のようにして二枚
のガラス板を液晶封入口を残して内面どうしの周囲を封
止部材によって帯状に接着してなる液晶セルの封入口
を、真空状態において液晶に接触させ、そして、外部圧
力を上昇させることによって行う。液晶封入後、液晶封
入口を、たとえば紫外線硬化樹脂等の封止材によって封
止する。したがって、いったん両ガラス間の薄状液晶封
入空間内に封入された液晶は、決して外部に漏れでるこ
とはない。

【０００４】適正な表示状態を達成するために、両ガラ
ス板の間隔、すなわち、液晶封入空間のすきまは、液晶
セル全域において一定化する必要があり、そのため、上
記液晶封入空間内には、液晶とともに、スペーサと呼ば
れる硬質樹脂繊維あるいはビーズが分散混入される。上
記液晶封入空間の厚みは、一般的には、１〜１０μｍ程
度であり、したがって、上記スペーサは、これと同等の
粒径のビーズあるいは線径の硬質繊維である。このよう
にすることにより、両ガラス板を互いに近づけるような
外力が作用しても、液晶封入空間の厚みが不整に縮小し
たりすることがなく、また、一時的な外力によって弾性
的にガラス板に撓みが生じたとしても、スペーサの反発
作用により、元の状態にもどる。

【０００５】このように、上記スペーサは、薄状液晶封
入空間の厚みが小さくなることを阻止する役割をしてい
る。

【０００６】以上のような一般的構成を有する液晶表示
装置にあっては、従来、次のような問題がある。極寒冷
地あるいは極低温場所において使用されるとき、内部液
晶の体積収縮が起こるが、上記のように両ガラス板の間
隔の縮小がスペーサによって阻止されているため、液晶
封入空間内にきわめて大きな真空圧が発生し、これによ
って液晶内に含まれている揮発性物質が蒸発して、液晶
封入空間内において気泡となって現れる。いったん液晶
内に溶けている揮発性物質が上記のようにして気泡とな
ると、温度が常温に上昇したとしても、再び液晶内に溶
け込むことがない。

【０００７】上述のように、この種の液晶表示装置は、
両ガラス板の内面の透明電極間に液晶が存在してこそ初
めて適正な表示が行われるのであり、もしこの両ガラス
板の電極間に気泡が発生すると、この部位において適正
な表示駆動が行われえなくなってしまう。

【０００８】一方、この種の液晶表示装置を高温雰囲気
下で使用すると、上記とは逆に、内部に封入されている
液晶が体積膨張を起こす。液晶内に分散購入されている
上記のスペーサは、両ガラス板の間隔が縮小することを
阻止するについては有効であっても、両ガラス板の間隔
が拡大することについてはなんらの阻止作用を行わな
い。したがって、高温雰囲気下において内部の液晶が体
積膨張を起こすと、両ガラス板の間隔すきまは、それだ
け拡大することになる。両ガラス板は、その内面どうし
の周囲においては封止部材によって互いに接着されてお
り、この周囲部の間隔が拡大することはないが、表示部
中央部においては両ガラス板がたわみを起こし、その結
果、薄状液晶封入空間がその中央部において太鼓状に膨
らむ変形を起こすことになる。

【０００９】そうすると、厚みが増した中央部と、厚み
がそれほど増さない周辺部とにおいて、表示の濃度差が
生じてしまい、このことは、表示品位が高温状態におい
て低下してしまうことを意味する。

【００１０】本願発明は、以上のような事情のもとで考
え出されたものであって、周囲温度の変化にかかわりな
く、一定した表示品位を保つことができる液晶表示装置
を提供することをその課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。すな
わち、本願の請求項１に記載した発明は、薄状空間を介
して対向する二枚のガラス板と、これら二枚のガラス板
の周部内面どうしを液晶封入口を残して接着する封止部
材とによって規定される薄状液晶封入空間内に、上記液
晶封入口から液晶を注入した後、上記液晶封入口を封止
してなる液晶セルを備える液晶表示装置であって、上記
液晶封入空間における表示領域外に、ガス密封領域を設
けたことを特徴としている。

【００１２】そして、本願の請求項２に記載した発明
は、請求項１の液晶表示装置において、上記圧縮性流体
封入領域は、上記液晶封入口に連通していて上記液晶封
入空間にいたる長状の通路を、上記両ガラス板の周部内
面どうしを接着する封止部材を内向き帯状に延出させる
ことにより設け、この通路の一部に気体を封入すること
により設けられていることを特徴としている。

【００１３】さらに、本願の請求項３に記載した発明
は、請求項１または２の液晶表示装置において、上記圧
縮性流体封入領域に封入される流体を、不活性ガスとし
たことを特徴としている。

【００１４】さらに、本願の請求項４に記載した発明
は、請求項１または２の液晶表示装置において、上記圧
縮性流体封入領域に封入される流体を、高分子材料から
なる圧縮性液体としたことを特徴としている。

【００１５】

【発明の作用および効果】本願発明の液晶表示装置にお
いては、基本的に、二枚のガラス板の間の液晶封入空間
内に、液晶とともに圧縮性流体を封入している。圧縮性
流体は、圧力の変動に伴ってその体積が比較的容易に変
化する。たとえば、本願発明の液晶表示装置を極低温雰
囲気下で使用する場合、封入空間内の液晶はその体積が
縮小する。しかしながら、その液晶の体積縮小分、圧縮
性流体が体積膨張するため、従来のように、液晶封入空
間内圧力が異常に低下して、液晶内に含まれている揮発
物質が気化するということは起こらない。

【００１６】また、液晶封入空間の厚みは、１〜１０μ
ｍ程度の薄状であり、しかも、この空間内の液晶には、
スペーサが分散混入されているため、液晶封入空間内に
おいて液晶が流動するということはない。これを換言す
ると、液晶封入空間内に封入された圧縮性流体が不用意
に上記空間内を表示面方向に移動することはない。

【００１７】したがって、上記のようにして液晶封入空
間内に配される圧縮性流体を、表示領域外に位置させて
おくことにより、温度変化に際しても圧縮性流体が占め
る領域がやや拡縮するだけであって、表示機能になんら
差し支えを生じることがない。

【００１８】上記とは逆に、本願発明の液晶表示装置
を、高温雰囲気下において使用する場合、封入空間内の
液晶が体積膨張を起こしても、その膨張分封入空間内に
あらかじめ配された圧縮性流体が圧縮させられてその体
積を減じるだけであって、液晶封入空間内圧力が異常に
高くなるということがない。したがって、高温雰囲気下
において使用しても、従来例のように、液晶封入空間内
空間がその中央部において太鼓状に膨らむといった事態
を有効に回避することができる。これにより、高温雰囲
気下において使用した場合に従来発生していた表示品位
の低下も回避される。

【００１９】請求項２に記載した発明のように、圧縮性
流体を封入するべき領域を、両ガラスを接着するための
封止部材を延出することによって限定すると、圧縮性流
体の封入領域をより確実に画一化することができ、液晶
封入空間内に液晶とともに封入された圧縮性流体が、た
とえば、表示領域に位置してしまうという事態を有効に
回避することができる。

【００２０】上記圧縮性流体として、窒素あるいはアル
ゴン等の不活性ガスを採用することにより、セル内での
液晶の劣化を防止し、装置の寿命を確保することができ
る。

【００２１】このように、本願発明の液晶表示装置によ
れば、使用雰囲気の温度にかかわらず、表示品位を一定
化することができるという優れた効果を発揮する。しか
も、構成的には、基本的に従前の液晶表示装置の薄状液
晶封入空間内に、液晶とともに圧縮性流体を一定量封入
するというきわめて簡単なものであるから、本願発明の
実施にあたってほとんどコスト上昇要因を含まない。

【００２２】

【実施例の説明】以下、本願発明の実施例を、図面を参
照しつつ、具体的に説明する。図１および図２は、本願
発明の液晶表示装置１の第一の実施例を示している。

【００２３】所定厚みの二枚のガラス板２，３は、封止
部材４を介して対向状に接着される。上記封止部材４
は、両ガラス板の周部内面どうしを帯状に接着してお
り、一部を封止部材非存在部とした液晶封入口５を形成
している。この封止部材４は、たとえば、樹脂性接着材
を用いることができ、この樹脂性接着材に、後述するス
ペーサと同様の間隔保持部材を混入しておくことによ
り、上記のように封止部材を介装しならが両ガラス板を
所定の力で互いに押しつけるようにすることにより、両
ガラス板２，３間の間隔を一定にすることができる。

【００２４】各ガラス板２，３の厚みは、たとえば、
１．１ｍｍとすることができ、また、両ガラス板２，３
間のすきまは、たとえば、１〜１０μｍとすることがで
きる。すなわち、上記封止部材４のなかには、１〜１０
μｍの粒径あるいは線径をもつビーズあるいは硬質樹脂
繊維からなる間隔保持部材が混入されていることにな
る。

【００２５】両ガラス板２，３の内面には、表示装置と
しての機能を達成するための従前と同様の構成が付加さ
れている。すなわち、各ガラス板２，３の内面には、協
働して表示パターンを達成するための透明電極（図示
略）が配されている。また、いわゆるねじれネマテック
によって表示作用を行わせる場合には、両ガラス板２，
３の内面至近での液晶の分子配向をたとえば互いに９０
°交差するように、微小な溝（スリット）が形成されて
いる。

【００２６】そうして、上記各ガラス板２，３の内面の
透明電極間に電位を与えると、この電極間に位置する液
晶の分子配向を変えることができるようになっている。
また、図示はあえてしないが、ガラス板２，３の外面に
は、偏向板あるいは反射板を適宜配してある。

【００２７】図１において一点斜線で囲まれた領域が表
示領域６であり、したがって、この表示領域６内に、透
明電極をパターンづけすることによって表示すべきパタ
ーンが形成されることになる。

【００２８】さて、本実施例において、液晶封入口５か
ら表示領域６にいたる帯状の通路７を形成している。こ
の通路７は、両ガラス板２，３を互いに接着するべき封
止部材４を、内向きに延出することによって形成するこ
とができる。本実施例においては、上辺側の封止部材
と、下辺側の封止部材から、交互に延長部４ａ，４ｂを
帯状に延出させることにより、上記封入口５から表示領
域にジグザク状に連通する帯状の通路７が形成されてい
る。

【００２９】さて、上記のように形成される液晶表示装
置の両ガラス板２，３で挟まれる薄状液晶封入空間内に
は、上記封入口５から液晶が封入される。かかる液晶の
封入は、真空容器内に装填して真空引きし、その状態に
おいて上記の封入口に液晶を接触させた上、真空容器内
の圧力を大気圧へ戻す。そうすると、外部の圧力に押さ
れるようにして、液晶が、上記封入口５から液晶封入空
間内に充填される。液晶封入空間内は、そもそも、真空
容器を真空引きした状態において真空となっているか
ら、その状態において封入口５に接触させられた液晶
は、表示領域を満たすようにして順次上記通路７を通し
て充填される。このようにする限りにおいて、表示領域
内に不要な気泡が入り込むことはない。

【００３０】そうして、本願発明では、液晶セル内のす
べての空間内に液晶を充填するのではなく、上記の液晶
充填作業の最終の段階において封入口５から注入するべ
き液晶を放し、その代わりに、この封入口に圧縮性流
体、たとえば、窒素あるいはアルゴン等の不活性ガスを
接触させる。そうすると、図１に表れているように、上
記の通路７内において、液晶Ａにつづいて不活性ガスＢ
が封入されることになる。

【００３１】最後に、上記の液晶封入口５は、紫外線硬
化樹脂等によって封止される。

【００３２】以上の構成において、液晶セル内には、表
示領域６を満たすととともに上記通路７の半分程度を液
晶Ａが満たし、上記通路７の封口側半分を不活性ガスＢ
が満たすことになる。

【００３３】なお、上記のようにセル内に液晶を封入す
るにあたり、この液晶には、従来と同様、スペーサと呼
ばれる両ガラス板間間隔保持部材が分散配置される。こ
のスペーサは、あらかじめ一方または双方のガラス板の
内面にスプレー式に噴霧しておいたり、液晶に混入させ
ておいたりすることによって上記のように分散混合配置
させることができる。

【００３４】以上の構成をもつ液晶表示装置を、たとえ
ば極低温雰囲気下において使用する場合には、液晶が体
積収縮するが、この場合、本願発明では、セル内に圧縮
性の流体が封止されているため、液晶の収縮分この圧縮
性流体が膨張し、したがって、セル内液晶の圧力が異常
に低下することを有効に回避することができる。

【００３５】図１の実施例においては、上記のような極
低温雰囲気下の使用時、上記通路７内での液晶Ａと圧縮
性流体Ｂとの境界線Ｃが、図１の左方向すなわち、通路
７の奥方向へ移動するだけであり、セル内圧力が異常に
低下することを効果的に回避することができるのであ
る。

【００３６】したがって、従来のように、極低温雰囲気
下での使用等において液晶セル内の液晶が体積収縮する
とき、液晶封入空間の容積が上記スペーサによって規定
されているがために封入空間内の圧力が異常に低下し、
それゆえに液晶内に混入している揮発性物質が蒸発して
気泡を形成し、これが表示機能を阻害するといった問題
を効果的に解消することができる。

【００３７】本実施例のように、圧縮性流体Ｂを封入す
るべき領域を、封入口５からのびる長状の通路７内に規
定すると、圧縮性流体が占める領域を画一化することが
でき、不用意にこの圧縮性流体が表示領域６に侵入して
表示機能を阻害するといった事態を有効に回避すること
ができる。

【００３８】図３は、本願発明の第二の実施例を示して
いる。この実施例では、圧縮性流体封入用通路７を、液
晶封入口５と反対側に配置している。この例の圧縮性流
体封入用通路７も、両ガラスを接着するための封止部材
４を内向きに延長することによって帯状に形成されてい
る。この圧縮性流体封入用通路には、上記の実施例と同
様、たとえば、窒素あるいはアルゴン等の不活性ガスを
封入すると好適である。

【００３９】本実施例の場合、セル内への不活性ガスお
よび液晶の封入は、たとえば次のようにして行うとよ
い。

【００４０】まず、真空容器に不活性ガスを充填した
上、この容器の真空引きを行う。この場合、絶対真空ま
で真空引きをするのではなく、真空容器内に一定の希釈
不活性ガスが存在する程度にする。

【００４１】このとき、液晶セル内にも、真空に近い低
圧の不活性ガスが入り込んでいる。そうして次に、液晶
封入口５に液晶を接触させながら、真空容器の圧力を上
昇させる。そうすると、液晶は、封入口５から順次液晶
封入空間内に外部圧力に押されるようにして入り込んで
ゆく。その結果として、図３に表れているように、不活
性ガスＢが上記通路７内に押しやられ、そうして、この
通路の残りの部分ないし表示領域に、液晶Ａが充満す
る。

【００４２】そうして、最後に、液晶封入口を紫外線硬
化樹脂等によって封止する。

【００４３】この構成における液晶表示装置において
も、上記第一の実施例と同様の作用効果を奏することは
明らかであろう。

【００４４】さらに、図４は、本願発明の第三の実施例
を示している。この実施例では、上記第一および第二の
実施例に見られたような、圧縮性流体封入領域を明確に
規定するための通路をあえて設けてはいない。しかしな
がら、液晶封入口５を矩形をしたガラス板２，３の辺の
端部に設定しており、これにより、この液晶封入口５
が、液晶封入空間８の隅部に設定されることになる。

【００４５】かかる構成をもつセルに対して液晶および
不活性ガスを封入する操作は、上記第一の実施例におい
て述べたと同様にするとよい。

【００４６】その結果として、液晶封入口５近くの領域
に不活性ガスＢが封入され、その他の全ての領域に液晶
Ａが充填されたものができあがる。

【００４７】このようにしたとしても、液晶封入空間８
はそもそも１〜１０μｍ程度の薄状であり、かつ、液晶
にはスペーサが分散混入されているため、この液晶Ａが
液晶封入空間８内で流動することはない。すなわち、い
ったん上記のように液晶封入口近くに封入された不活性
ガスが、不用意に液晶封入空間内を移動することはほと
んどない。

【００４８】したがって、温度変化によって予定される
不活性ガス封入領域の大きさの変化を見越して、極低温
状態において最もこの不活性ガス封入領域が拡大して
も、なお、この拡大した不活性ガス封入領域が表示領域
６を侵すことがないように、あらかじめ封入するべき不
活性ガスの量あるいは表示領域６の位置を設定しておけ
ばよいのである。

【００４９】以上のように、本願発明の液晶表示装置
は、その液晶封入空間内に、液晶とともに、実質的に位
置が限定されながら圧縮性流体を封入しているので、極
低温あるいは高温雰囲気下においても、液晶封入空間の
圧力が異常に低下したり、液晶封入空間の厚みが不整に
膨張したりして表示品位を悪化させることがなく、どの
ような温度環境のもとにあっても、一定の表示品位を達
成することができる。

【００５０】もちろん、この発明の範囲は上述の実施例
に限定されることはない。とりわけ、圧縮性ガス封入領
域の設定の仕方は、上記の実施例の他にも種々考えられ
る。

【００５１】また、圧縮性流体としては、気体の他、高
分子材料等を採用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例の平面図である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】本願発明の第二の実施例の平面図である。

【図４】本願発明の第三の実施例の平面図である。

【符号の説明】

１ 表示装置 ２，３ ガラス板 ４ 封止部材 ５ 液晶封入口 ６ 表示領域 ７ 通路 ８ 液晶封入空間 Ａ 液晶 Ｂ 圧縮性流体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄状空間を介して対向する二枚のガラス
   板と、これら二枚のガラス板の周部内面どうしを液晶封
   入口を残して接着する封止部材とによって規定される薄
   状液晶封入空間内に、上記液晶封入口から液晶を注入し
   た後、上記液晶封入口を封止してなる液晶セルを備える
   液晶表示装置であって、 上記液晶封入空間における表示領域外に、圧縮性流体封
   入領域を設けたことを特徴とする、液晶表示装置。
2. 【請求項２】 上記圧縮性流体封入領域は、上記液晶封
   入口に連通していて上記液晶封入空間にいたる長状の通
   路を、上記両ガラス板の周部内面どうしを接着する封止
   部材を内向き帯状に延出させることにより設け、この通
   路の一部に圧縮性流体を封入することにより設けられて
   いることを特徴とする、請求項１の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 上記圧縮性流体封入領域に封入されてい
   る圧縮性流体は、不活性ガスである、請求項１または２
   の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 上記圧縮性流体封入領域に封入されてい
   る圧縮性流体は、高分子材料からなる圧縮性液体であ
   る、請求項１または２の液晶表示装置。