JPH04340927A - 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、ランダムに分布し
て存在する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
に直交している。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
／又は透明電極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、複数個の帯状の透明電
極５と複数個の帯状の透明電極８とが直角に交差して、
電極交差部において表示画素を形成している。

【００１６】接合部１１は、液晶表示素子の全面におい
てランダムに分布して存在している。

【００１７】接合部１１ｘのように、接合部が相隣れる
透明電極５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１１ｘの下方で液晶の流れ
が悪くなり、その両側の透明電極５の部分を通る液晶が
、接合部１１ｘの上方に回わり込み、接合部１１ｘ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１１ｘのような位置、即ち
、透明基板の平面側から見て相隣れる帯状透明電極の間
に極力存在しないことが好ましい。

【００１８】更に、１１ｘと１１ｚとのように、二個の
接合部が近接して同じ電極間隙ライン上に存在すると、
エアーポケットの生じる確率が極度に高くなる。これを
避けるためには、接合物を決して電極間隙に位置しない
ように、電極パターンと接合部パターンとを調整し、か
つ精確に位置合せをして接合剤を印刷する方法が考えら
れるが、そうすることは生産性の点で極めて不利である
。何故ならば、このような接合剤パターンはどうしても
周期的なパターンになるために、位置合せが少しでもず
れると周期的に電極間隙に位置する接合部が多数発生し
、かえってエアーポケット発生の確率を高めるからであ
る。

【００１９】本発明におけるように、ランダムに接合剤
を印刷しておくと、貼合せの位置精度を特に考慮しなく
ても、電極間隙に位置する接合部の数はある確率の範囲
内に留まり、更に近接して接合部が同じ電極間隙に位置
する確率は、遥かに小さくなる。接合パターンのランダ
ム化方法としては、乱数表を用いた厳密な分布決めをし
てもよいが、作為的規則性がないように配置するだけで
も十分な効果を奏することができる。

【００２０】なお、接合部１１ｙのように、相隣れる透
明電極８の間に存在するが相隣れる透明電極５の間には
存在しない場合には、液晶を矢印Ｂ方向から注入するに
際して、液晶の流れの障害にはならない。

【００２１】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１００μｍ以下であることが、画面のち
らつきが多くならないので好ましい。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、その場合でも視感上の支障は全くな
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
。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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
てもよく、また、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であってもよい。

【００２５】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。

【００２６】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
、乾燥することにより、接合部１１を形成させることも
できる。

【００２７】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。

【００２８】

【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。

【００２９】［実施例１］ガラス基板（１０ｃｍ×１０
ｃｍ×１ｍｍ）の上に、インジウム−スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）からなる帯状の透明電極（幅１２０μｍ、長さ１０
ｃｍ、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、Ｐ
ＩＸ５４００）を塗布し乾燥して配向膜（厚さ０．１μ
ｍ）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
。

【００３０】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。接合部の形状が、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、
接合部の位置が液晶表示素子の平面側から見てランダム
に分布しており、その平均密度が１．９８個／ｍｍ２　
であるように（図３に示すように）印刷した。

【００３１】一方、第二のセル用基板の周辺部の配向膜
の上に、二枚のセル用基板を貼り合せた後、幅２ｍｍの
周辺シール部が形成され、対向する二辺の周辺シール部
に各辺１０個ずつの５ｍｍ長さの液晶注入用開口部が形
成されるように、上記の接合剤を凸版印刷により印刷し
た。

【００３２】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。

【００３３】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。こ
のようにして３個の液晶表示素子を作製した。

【００３４】得られた液晶表示素子のエアーポケットの
数は、それぞれの液晶表示素子について３個、７個、及
び１個であり、これらのエアーポケットは部分加熱する
ことにより修復することができた。液晶表示素子は均一
な配向状態を示した。この液晶表示素子の中央に８．７
ｇ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。

【００３５】［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、接合部の位置を透明電極長
手方向、幅方向共、その中心間隔が７１０μｍ（１．９
８個／ｍｍ２　）になるようにし、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、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。

【００３６】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
が注入方向に沿った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。

【００３７】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、接合部が基板
の平面側から見てランダムに分布して存在しているので
、接合剤の印刷及びセル用基板の貼り合せの際の精度を
特に高くしなくても、接合部が電極の間に連続して存在
することがなく、セル内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おり、表示画面にモアレが
発生し難い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、ランダムに分布して存在することを特徴と
   する液晶表示素子。