JPS62192725A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は液晶表示素子、特にセル間隙を広温度範囲にわ
たって高精度に一定に保った液晶表示素子に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display element, and particularly to a liquid crystal display element in which the cell gap is kept constant with high precision over a wide temperature range.
[従来の技術]
液晶の複屈折性を利用する液晶表示素子においては、表
示特性はセル間隙の変化にきわめて敏感に反応し、セル
間隙の均一性は±1〜2%の精度が要求される。この精
度を達成するためには、セルに用いるガラス基板の平面
度もさることながら、スペーサー材の粒径精度等も重要
な要素である。[Prior art] In a liquid crystal display device that utilizes the birefringence of liquid crystal, the display characteristics respond extremely sensitively to changes in the cell gap, and the uniformity of the cell gap requires an accuracy of ±1 to 2%. . In order to achieve this accuracy, not only the flatness of the glass substrate used in the cell but also the particle size accuracy of the spacer material are important factors.
従来、この目的には、高精度グラスファイバーをスペー
サー材として用いさらにセル内を弱減圧状態にして来て
いたが、スペーサー材の弾力性がないことが災いして0
℃〜−30℃程度の低温にさらされると、液晶材ネコ1
の収縮がガラス基板の収縮より大きいためにセル内部が
強い減圧状態になり、ついには気泡が発生してしまう傾
向があった。この問題を避けるために、スペーサー材と
して弾力性のあるプラスチック球を用いセル内を弱減圧
状態にする方法が行われている。すなわち、液晶材料の
収縮により、セル内はグラスファイバーを用いた場合と
同様に減圧状態となるが、その圧力によりスペーサー材
が変形してセル間隙が小さくなりセル内の減圧度はグラ
スファイバーを用いた場合より小さくなるため、気泡の
発生が防止できる。Conventionally, for this purpose, high-precision glass fiber was used as a spacer material and the inside of the cell was kept in a weakly depressurized state, but the lack of elasticity of the spacer material led to zero
When exposed to low temperatures ranging from ℃ to -30℃, liquid crystal material cat 1
Because the shrinkage of the glass substrate was greater than that of the glass substrate, the interior of the cell was under a strong vacuum, which tended to eventually generate bubbles. In order to avoid this problem, a method has been used in which elastic plastic balls are used as spacer materials to create a slightly reduced pressure inside the cell. In other words, due to the contraction of the liquid crystal material, the inside of the cell becomes depressurized in the same way as when glass fiber is used, but the pressure deforms the spacer material and the cell gap becomes smaller, reducing the degree of depressurization inside the cell. Since the bubbles are smaller than they would be if they had been used, the generation of bubbles can be prevented.
しかしながら、弾力性のあるスペーサー材を使用するこ
とは、高精度セル間隙コントロールには適していない、
すなわち、セル内部に散布するスペーサー材密度に不均
一が生じた場合。However, using elastic spacer materials is not suitable for high-precision cell gap control.
In other words, if the density of the spacer material spread inside the cell is uneven.
スペーサー材の密度の低い部分ではスペーサー材の変形
が大きく低ギャップとなり、反対に密度の高い部分では
変形が小さく、高ギャップとなる傾向がある。また、ガ
ラス基板の不規則なたわみにより、セル内のスペーサー
材に印加される圧力に分布が生じるため、たとえスペー
サー材分布が均一であっても圧力の高い部分はスペーサ
ー材の変形が大きく、低間隙となり圧力の低い部分は変
形が少なく高間隙となってしまうという問題点があった
。一方、グラスファイバースペーサー、プラスチック球
スペーサーのいずれでも生じる問題として、セルが40
℃以上に加熱された場合の液晶材料の膨張によりセル間
隙が増大し、背景色の色変化および色ムラが目立つよう
によるという欠点があった。In areas where the density of the spacer material is low, deformation of the spacer material tends to be large, resulting in a low gap, and conversely, in areas with high density, the deformation is small, resulting in a high gap. In addition, irregular deflection of the glass substrate causes a distribution in the pressure applied to the spacer material in the cell, so even if the spacer material distribution is uniform, the spacer material deforms greatly in areas of high pressure, causing low pressure. There was a problem in that the areas where the pressure was low, which became gaps, were less deformed, resulting in high gaps. On the other hand, a problem that occurs with both glass fiber spacers and plastic ball spacers is that cells with 40
The cell gap increases due to expansion of the liquid crystal material when heated above .degree. C., resulting in noticeable color changes and color unevenness in the background color.
発明の解決しようとする問題点]
前述のように従来の技術は高精度のセル間隙を達成し、
かつ低温において気泡が発生することがなく、また高温
において、液晶の膨張によるセル間隙の増大を防止する
方法はなかった。Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, the conventional technology achieves a highly accurate cell gap,
Moreover, no bubbles are generated at low temperatures, and there is no method for preventing the cell gap from increasing due to expansion of the liquid crystal at high temperatures.
または低温における気泡の発生を防止するためには常温
におけるセル間隙精度を犠牲にせざるを得ない状況であ
った。Alternatively, in order to prevent the generation of bubbles at low temperatures, it was necessary to sacrifice the cell gap accuracy at room temperature.
本発明は、平面度の悪い基板(ガラス基板の不規則なた
わみを持った基板)を用いた場合でも、セル内を減圧状
態にして封じることによりたわみが矯正されて表示部に
於て均一なセル間隙が達成され、さらには、広温度範囲
にわたってセル間隙を一定に保ち、低温における発泡問
題も解決する方法を新規に提供することを目的にするも
のである。In the present invention, even when using a substrate with poor flatness (a glass substrate with irregular flexure), the flexure is corrected by sealing the inside of the cell under reduced pressure, resulting in a uniform display area. The object is to provide a new method in which cell spacing is achieved, and furthermore, the cell spacing is kept constant over a wide temperature range and the problem of foaming at low temperatures is also solved.
[問題点を解決するための手段]
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、電極を設けた一対の基板を基板間にスペーサー材を
配置し、電極面を相対向せしめて周辺をシール材でシー
ルし、内部に液晶を封入してなる液晶表示素子において
、シール材で囲まれる面内で表示に用いる部分以外の部
分にスペーサー材の存在しない領域を形成するとともに
、内部を減圧状態で液晶を封入して前記一対の基板間の
間隙が前記スペーサー材が存在していない領域でスペー
サー材の存在している領域よりも狭くなるようにされて
いることを特徴とする液晶表示素子である。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and consists of a pair of substrates provided with electrodes, a spacer material placed between the substrates, and electrode surfaces facing each other. In a liquid crystal display element whose periphery is at least sealed with a sealant and a liquid crystal is sealed inside, an area where no spacer material is present is formed in a surface surrounded by the sealant other than the area used for display, and A liquid crystal is sealed inside under reduced pressure so that the gap between the pair of substrates is narrower in the region where the spacer material is not present than in the region where the spacer material is present. It is a liquid crystal display element.
第1図は、本発明の液晶表示素子の基本的な′例の平面
図であり、わかりやすくするため上側の基板と封止材を
除いた状態で示しである。FIG. 1 is a plan view of a basic example of the liquid crystal display element of the present invention, with the upper substrate and sealant removed for clarity.
又、第2図は第1図の液晶表示素子の断面図である。Further, FIG. 2 is a sectional view of the liquid crystal display element of FIG. 1.
この液晶表示素子は1図示されていない電極を設けた一
対の基板IA、 IBをスペーサー材2を配置して、電
極面が相対向するようにし1周辺をシール材3でシール
してセルを形成し、注入口4から液晶5を注入して注入
口を図示されていない封止材で封止した液晶表示素子で
あり、図の左側のAの領域にはスペーサー材が配置され
ていなく、かつこの液晶表示素子の使用温度範囲のほぼ
中間の温度でこのAの領域のセル間隙t^がスペーサー
材の存在している領域Bのセル間隙t8よりも狭くなる
ようにされている。This liquid crystal display element is made by arranging a pair of substrates IA and IB with electrodes (not shown) and a spacer material 2 so that the electrode surfaces face each other, and sealing the periphery with a sealing material 3 to form a cell. This is a liquid crystal display element in which liquid crystal 5 is injected through an injection port 4 and the injection port is sealed with a sealing material (not shown), and no spacer material is disposed in the area A on the left side of the figure. At a temperature approximately in the middle of the operating temperature range of this liquid crystal display element, the cell gap t^ in the region A is made narrower than the cell gap t8 in the region B where the spacer material is present.
本発明に使用される基板は電極が形成されたガラス、プ
ラスチック等の基板であればよく。The substrate used in the present invention may be any substrate made of glass, plastic, etc. on which electrodes are formed.
少なくとも一方は透明とされる。又、この基板と電極の
間には5i02、Al2O3、ポリイミド、ポリアミド
等のアンダーコート層、カラーフィルタ一層、偏光層等
を設けてもよく、又、電極上にもSiO2、Al2O3
、ポリイミド、ポリアミド等の配向膜、カラーフィルタ
一層等を設けてもよく、電極を2層としたり、全屈配線
を併用したり、トランジスタ、ダイオード、非線形抵抗
素子を設けてもよい。At least one of them is transparent. Further, an undercoat layer made of 5i02, Al2O3, polyimide, polyamide, etc., a color filter layer, a polarizing layer, etc. may be provided between this substrate and the electrode, and SiO2, Al2O3, etc. may be provided on the electrode.
, an alignment film made of polyimide, polyamide, etc., a single layer of color filter, etc., two layers of electrodes, a combination of fully bent wiring, a transistor, a diode, a nonlinear resistance element, etc. may be provided.
この基板間に配置するスペーサー材はガラス繊維、アル
ミナ粒子、プラスチック粒子等公知のスペーサー材が使
用できるが、硬い無機のスペーサー材と弾力性のある有
機のスペーサー材を併用することにより、より低温にお
ける発泡が少なくなるので好ましい。Known spacer materials such as glass fiber, alumina particles, and plastic particles can be used as the spacer material placed between the substrates, but by using a combination of hard inorganic spacer materials and elastic organic spacer materials, it is possible to This is preferable because it reduces foaming.
又、このスペーサー材は、単に散布するのみでもよいが
、散布後に配向膜材料・を付与したり、配向膜材料に混
合して同時に印刷したり、配向膜材料の硬化前にスペー
サー材を散布したりして一方の基板にスペーサー材を接
着せしめてもよく、このようにすることによりスペーサ
ー材の移動を生じなくすることができるため、スペーサ
ー材の存在しない領域内にスペーサー材が入りこんだり
、逆にスペーサー材の必要な領域のスペーサー材が流出
により失われることがなく好ましい。In addition, this spacer material may be simply sprinkled, but it is also possible to apply an alignment film material after spraying, to mix it with the alignment film material and print at the same time, or to spray the spacer material before the alignment film material hardens. Alternatively, the spacer material may be bonded to one of the substrates by bonding the spacer material to one of the substrates. By doing this, it is possible to prevent the spacer material from moving. It is preferable that the spacer material in the area where the spacer material is needed is not lost due to outflow.
この液晶表示素子を減圧状態で封止するには、液晶注入
後に注入口から減圧して液晶を吸い出してもよいし、ス
ペーサー材の存在しない領域を加圧して液晶を流出させ
てもよく、スペーサー材の存在しない領域Aのセル間隙
tAがスペーサー材の存在する領域Bのセル間隙t8よ
りも狭くなるようにされればよい。To seal this liquid crystal display element under reduced pressure, the liquid crystal may be sucked out by reducing the pressure from the injection port after the liquid crystal is injected, or the liquid crystal may flow out by applying pressure to the area where no spacer material is present. The cell gap tA in the region A where no spacer material is present may be made narrower than the cell gap t8 in the region B where the spacer material is present.
本発明は液晶表示素子の一部にスペーサー材を散布しな
い領域を設け、かつ減圧状態で液晶を封入することによ
り、この領域のセル間隙を表示部のセル間隙より小さく
することにより温度変化により膨張、収縮した液晶の体
積変化をこの領域で吸収し、表示部でのセル間隙変化を
緩和しようとするものである。The present invention provides an area in which no spacer material is sprayed in a part of the liquid crystal display element, and fills the liquid crystal in a reduced pressure state, thereby making the cell gap in this area smaller than the cell gap in the display area, allowing it to expand due to temperature changes. The purpose is to absorb the volume change of the shrunken liquid crystal in this region and to alleviate the change in the cell gap in the display section.
このスペーサー材の存在しない領域Aは、表示面積の5
〜20%の範囲の面積をもつことが適当であるが、面積
が小さすぎると効果が少なく、大きすぎると表示に必要
な面積に対してセル全体が大きくなり、デザインおよび
コストの点で好まくない、従って一般的には10%前後
の面積とすることが望ましい、この領域は液晶表示素子
のどの部分に設けてもかまわないが、真空注入方式によ
る液晶注入時の減圧によりセル間隙が小さくなる部分で
あるので、液晶の注入速度の低下を招かないという点で
は注入口側は避けることが望ましい。Area A where this spacer material does not exist is 5 of the display area.
It is appropriate to have an area in the range of ~20%, but if the area is too small, there will be little effect, and if it is too large, the entire cell will become large compared to the area required for display, which is preferable from the point of view of design and cost. Therefore, it is generally desirable to set the area to around 10%. Although this area can be provided anywhere on the liquid crystal display element, the cell gap becomes smaller due to the reduced pressure during liquid crystal injection using the vacuum injection method. Therefore, it is desirable to avoid the injection port side from the viewpoint of not causing a decrease in the liquid crystal injection speed.
このスペーサー材の存在しない領域として第3図のよう
な配置が考えられる。As an area where this spacer material does not exist, an arrangement as shown in FIG. 3 can be considered.
さらに1表示領域を明確に区別することと、スペーサー
材を用いる表示部と用いない領域の境界付近に圧力が集
中することによるスペーサー材の破壊を防止する意味で
、その両方の領域の境界にシール材による支柱を周辺部
以外に点状、線状等に設けることが望ましい、これは温
度変化によるセル内での液晶の流動を妨げない形状であ
ることが必要である。また、温度変化等により発生する
液晶のセル内での流動により、スペーサー材を用いない
領域へのスペーサー材の流入をも防止できる。Furthermore, in order to clearly distinguish one display area and to prevent destruction of the spacer material due to concentration of pressure near the boundary between the display area where spacer material is used and the area where spacer material is not used, a seal is placed at the boundary between both areas. It is desirable to provide pillars made of material in the form of dots, lines, etc. outside the periphery, and these must have a shape that does not impede the flow of liquid crystal within the cell due to temperature changes. Furthermore, it is also possible to prevent the spacer material from flowing into areas where no spacer material is used due to the flow of liquid crystal within the cell caused by temperature changes or the like.
第3図では単に液晶表示素子の平面を示しており、シー
ル材、スペーサー材ともに省略してあり5図の右側に注
入口を設けたとして説明する。(1)は注入口の反対側
にスペーサー材の存在しない領域11を設けた例であり
、(2)は注入口の隣接辺の一方にスペーサー材の存在
しない領域12を設けた例であり、(3)は注入口の隣
接辺の両方にスペーサー材の存在しない領域13を設け
た例であり、(4)は注入口以外の全ての辺にスペーサ
ー材の存在しない領域14を設けた例である。FIG. 3 simply shows the plane of the liquid crystal display element, the sealing material and the spacer material are both omitted, and the explanation will be made assuming that the injection port is provided on the right side of FIG. 5. (1) is an example in which a spacer material-free region 11 is provided on the opposite side of the injection port, and (2) is an example in which a spacer material-free region 12 is provided on one side adjacent to the injection port. (3) is an example in which a spacer material-free region 13 is provided on both sides adjacent to the injection port, and (4) is an example in which a spacer material-free region 14 is provided on all sides other than the injection port. be.
このスペーサー材の存在しない領域は、液晶表示素子の
セル間隙が大きく変化する領域であるため表示パターン
の無い部分に形成されるため1通常のドツトマトリクス
表示やLCTVのように長方形の表示エリアを有するも
のは上記のような第3図(1)〜(4)の配置がなされ
る。This area where there is no spacer material is an area where the cell gap of the liquid crystal display element changes greatly, so it is formed in an area where there is no display pattern. 1. It has a rectangular display area like a normal dot matrix display or LCTV. The objects are arranged as shown in FIGS. 3 (1) to (4) as described above.
もっとも、表示パターンによっては必ずしもこの4通り
の配置に限られなく1例えば時計。However, depending on the display pattern, the arrangement is not necessarily limited to these four ways; for example, a clock.
レーダー像の表示用等では(5)に示すように注入口以
外の3隅をスペーサー材の存在しない領域15としたり
、複合表示でセルの中央部付近に右表示パターンがない
場合には(6)に示すように周辺部18A以外に中央部
付近に島111iBにスペーサー材の存在しない領域を
設けることもできる。For displaying radar images, etc., as shown in (5), the three corners other than the injection port are used as the area 15 where no spacer material exists, or when there is no right display pattern near the center of the cell in composite display, (6) ), it is also possible to provide an area in which no spacer material exists in the island 111iB near the center in addition to the peripheral area 18A.
この第3図(1)の例は、前述第1図、第2図の例と同
じ構造であり、以下にこの例をもとにさらに詳しく説明
する。The example shown in FIG. 3(1) has the same structure as the examples shown in FIGS. 1 and 2, and will be explained in more detail below based on this example.
本発明では、このスペーサー材の存在しない領域Aは、
セル内部が減圧状態とされることから表示部であるスペ
ーサー材の存在にする領域Bのセル間隙tBよりも狭い
間隙tAとされている。この間隙(ta−ta)は、液
晶表示素子の使用温度範囲、スペーサー材の存在しない
領域の広さ、基板の材質と厚み等により適宜設定されれ
ばよいが1通常使用部度範囲の中間の温度でt^/lo
= 0.3〜0.8程度とされればよい、より好まし
くは0.4〜0.7程度とされる。In the present invention, the area A where this spacer material does not exist is
Since the inside of the cell is in a reduced pressure state, the gap tA is narrower than the cell gap tB in the region B where the spacer material, which is the display portion, exists. This gap (ta-ta) may be set appropriately depending on the operating temperature range of the liquid crystal display element, the size of the area where no spacer material is present, the material and thickness of the substrate, etc. Temperature t^/lo
= about 0.3 to 0.8, more preferably about 0.4 to 0.7.
これにより、低温時においてもこのスペーサー材のない
領域のセル間隙がさらに減少すること及びりγ力性のあ
る有機スペーサー材を併用している時には、表示部分で
あるスペーサー材の存在している領域でもわずかにセル
間隙が低下して発泡を防止する。この表示部でのセル間
隙の減少は通常は色ムラ等の欠点を生じやすいが、スペ
ーサー材、密度が均一であれば、色ムラはほとんど目立
たず、セル全体の背景色が均一に変化するため、必ずし
も表示外観が悪くなるとは限らないこと及び発泡による
表示不能よりは欠点となりにくいものである。この低温
による発泡防止は従来の単にスペーサー材の存在しない
領域を設けた液晶表示素子においても同様な効果を生じ
るものであるが、次に説明する高温時におけるセルのシ
ール部の損傷、基板の損傷や色ムラの防止の効果は生じ
ないものである。As a result, even at low temperatures, the cell gap in the area without this spacer material is further reduced, and when an organic spacer material with gamma strength is also used, the area where the spacer material is present, which is the indicated part. However, the cell gap is slightly reduced to prevent foaming. This reduction in the cell gap in the display area usually tends to cause defects such as color unevenness, but if the spacer material and density are uniform, the color unevenness is hardly noticeable and the background color of the entire cell changes uniformly. However, the appearance of the display does not necessarily deteriorate, and it is less likely to be a disadvantage than the inability to display due to foaming. This prevention of foaming caused by low temperatures produces a similar effect in conventional liquid crystal display elements that simply provide an area where no spacer material exists, but damage to the cell seal and substrate damage occurs at high temperatures, which will be explained next. However, the effect of preventing color unevenness does not occur.
本発明の液晶表示素子は前述したような低温時の発泡不
良のみならず、高温時の液晶の膨張によるセル間隙の制
御不能やシール剥離、封+1―材剥離、基板割れ等の欠
点も生じにくいものである。これは使用温度範囲の中間
の温度、一般的にはほぼ常温でセル内が減圧状態とされ
、スペーサー材の存在しない領域でそのセル間隙t^が
スペーサー材の存在する領域のセル間隙間上〇よりも狭
くされていたものが、高温になることにより液晶が膨張
した際に、この膨張分を狭くされていたセル間隙が広が
ることによりシール材、封止材に強い圧力がかかったり
、セル間隙が広がりスペーサー材の効果がなくなること
による色ムラを生じたりしにくい。The liquid crystal display element of the present invention does not only suffer from poor foaming at low temperatures as described above, but also is less prone to defects such as uncontrollable cell gaps, peeling of seals, peeling of sealing material, and cracking of substrates due to expansion of liquid crystals at high temperatures. It is something. This is a temperature in the middle of the operating temperature range, generally about room temperature, and the inside of the cell is in a reduced pressure state, and the cell gap t^ in the area where no spacer material is present is above the intercell gap in the area where the spacer material is present. However, when the liquid crystal expands due to high temperatures, the cell gap that had been narrowed expands to compensate for this expansion, causing strong pressure to be applied to the sealing material and the sealing material, and causing the cell gap to expand. It is less likely to cause color unevenness due to spreading and loss of the effect of the spacer material.
この高温時の色ムラは、低温時の背景色の均一な色変化
とはその性質が異なり、かなり見栄の悪いものとなる。This color unevenness at high temperatures is different in nature from the uniform color change of the background color at low temperatures, and is quite unsightly.
これは低温時にはスペーサー材でセル間隙の収縮が一様
におさえられるためセル間隙が狭くなっても表示部全体
がほぼ均一に狭くなり、本来の設定セル間隙から均一に
ずれることによる表示性能低下であるため、その程度が
軽いのに対し、高温時にセルがふくれた際にはセルの間
隙が一様に広がるのではなく、セルの基板が波うち、狭
いところではスペーサー材の間隙となり、広いところで
はこれよりもはるかに広い間隙となり、均一にセル間隙
が広がるのでないので低温時に比してはるかに色ムラ等
が目立つようになり、表示外観が著しく低下する。This is because the shrinkage of the cell gap is uniformly suppressed by the spacer material at low temperatures, so even if the cell gap narrows, the entire display area narrows almost uniformly, and the display performance deteriorates due to a uniform deviation from the original set cell gap. However, when the cell swells at high temperatures, the gap between the cells does not spread uniformly, and the cell substrate wavers, forming gaps in the spacer material in narrow areas, and bulging in wide areas. The gap becomes much wider than this, and since the cell gap does not spread uniformly, color unevenness becomes much more noticeable than when the temperature is low, and the display appearance deteriorates significantly.
このスペーサー材の存在しない領域Aの幅の最適値は、
基板の材質、厚みにより異なり、それにより定まるが、
一般にガラスのような硬い材質の場合にはたわみにくい
ためプラスチックのような材質よりも広くする必要があ
り、又、同一材質の場合には厚みが薄いほどたわみやす
いため狭くする必要がある。もっともあまりこの幅を広
くしすぎると表示面積の減少や両基板の接触という欠点
を生じやすいので、適宜実験又は計算により定めればよ
い。The optimal value of the width of area A where this spacer material does not exist is:
It varies depending on the material and thickness of the board, and is determined accordingly.
Generally, in the case of a hard material such as glass, it is difficult to bend, so it needs to be wider than a material such as plastic, and in the case of the same material, the thinner it is, the easier it is to bend, so it needs to be narrower. However, if this width is made too wide, disadvantages such as a reduction in the display area and contact between the two substrates are likely to occur, so it may be determined by experiments or calculations as appropriate.
例えば1.l+III厚のガラス基板ではほぼ十数ff
1ll程度の幅とすることが適しており、表示面積に応
じてスペーサー材の存在しない領域の範囲を第3図の(
1)から(2)、 (3)、 (4)へ変更する等して
スペーサー材の存在しない領域の面積が、スペーサー材
の存在する領域の面積の5〜20%程度とするようにさ
れればよい。For example 1. Approximately a dozen ff for a glass substrate with a thickness of l+III
It is suitable to have a width of about 1 liter, and depending on the display area, the range of the area where no spacer material exists is shown in Fig. 3 (
By changing from 1) to (2), (3), and (4), the area of the area where the spacer material does not exist is made to be about 5 to 20% of the area of the area where the spacer material exists. Bye.
[作用] 第2図を用いて本発明の作用について説明を行う。[Effect] The operation of the present invention will be explained using FIG. 2.
液晶材料は通常温度10℃の変化に対して体積が約1%
変化する。従って通常温度上昇による液晶の膨張はセル
間隙を増大させかつスペーサー材が遊離するためにセル
間隙の均一性が損われることになる0本発明のセルでは
あらかじめセル内を減圧状態で封止しであるので、液晶
体積の増大はスペーサー材の存在しない領域である調節
領域でのガラス基板のもどりにより、セルの内容積が増
加するが、たわみの作用によりセル内全体では、減圧状
態に保持されているので表示部でのセル間隙の均一性は
損われない。Liquid crystal materials usually change in volume by about 1% for a 10°C change in temperature.
Change. Therefore, expansion of the liquid crystal due to temperature rise usually increases the cell gap, and the spacer material becomes loose, which impairs the uniformity of the cell gap. Therefore, the increase in the liquid crystal volume is due to the return of the glass substrate in the adjustment area where no spacer material is present, and the internal volume of the cell increases. Therefore, the uniformity of the cell gap in the display section is not impaired.
反対に温度降下による液晶の収縮が生じると、調節領域
のガラス基板がさらにたわむことによりセルの内容積を
減らしてセル内の減圧度を緩和し、気泡の発生を防止す
る。このスペーサー材のない領域である調節領域を持た
ないセルでなおかつ弾力性のないスペーサー材を用いた
場合スペーサー材によりセル間隙が保持され、セルの内
容積は殆んど変化しない、すなわち、液晶材料の収縮に
より、真空泡が発生することになる。また、弾力性のあ
るスペーサー材を用いた場合、液晶材料の収縮によりス
ペーサー材が変形してセル間隙が小さくなり、セル内の
減圧度を緩和するため真空泡の発生は防止できるが、セ
ル間隙の均一性は悪くなる。On the other hand, when the liquid crystal shrinks due to a drop in temperature, the glass substrate in the adjustment region further flexes, thereby reducing the internal volume of the cell and reducing the degree of reduced pressure within the cell, thereby preventing the generation of bubbles. If a cell does not have an adjustment region, which is a region without spacer material, and a spacer material with no elasticity is used, the spacer material will maintain the cell gap, and the internal volume of the cell will hardly change.In other words, the liquid crystal material The contraction of the will result in the generation of vacuum bubbles. In addition, when an elastic spacer material is used, the spacer material deforms due to contraction of the liquid crystal material and the cell gap becomes smaller, which alleviates the degree of vacuum pressure inside the cell and prevents the generation of vacuum bubbles. uniformity becomes worse.
本発明では、このスペーサー材のない領域である調節領
域のセル間隙の減少増大により液晶の収縮膨張を吸収す
るため、スペーサー材の存在する領域でのセル間隙は広
温度範囲にわたって、均一性を損わず、また低温時の気
泡の発生もないという従来にない優れた特性を示す。In the present invention, the shrinkage and expansion of the liquid crystal is absorbed by reducing and increasing the cell gap in the adjustment area, which is the area without spacer material, so that the cell gap in the area where the spacer material is present deteriorates uniformity over a wide temperature range. It also exhibits excellent properties never seen before in that it does not generate bubbles at low temperatures.
[実施例]
実施例1
内寸がll0X 905mの180°ツイストした複屈
折モードの液晶表示セルにおいて、注入口の反対側に幅
17mmのスペーサー材の存在しない調節領域を設けた
。スペーサーの散布はマスクを用いて、表示部にだけ実
施した。スペーサー材は高精度グラスファイバー(平均
粒径7鉢■)を用いた。ガラス板は両基板とも厚みが1
.1mmのガラス基板とした。このセルに減圧法にて液
晶注入を実施した0表示部の平均セルギャップは8.9
pm 、調節領域の中心部におけるギャップは約3ル■
となるように加圧してセル刃出を実施した。常温におい
てこの液晶セルは均一な背景色と良好な表示特性を示し
た。[Examples] Example 1 In a 180° twisted birefringence mode liquid crystal display cell with internal dimensions of 110×905 m, a spacer-free adjustment region with a width of 17 mm was provided on the opposite side of the inlet. Spacers were sprayed only on the display area using a mask. High-precision glass fiber (average particle size: 7 cm) was used as the spacer material. The thickness of both glass plates is 1
.. A 1 mm glass substrate was used. When liquid crystal was injected into this cell using the vacuum method, the average cell gap at the 0 display area was 8.9.
pm, the gap in the center of the regulatory region is approximately 3 l ■
Cell cutting was carried out by applying pressure so that At room temperature, this liquid crystal cell showed a uniform background color and good display characteristics.
この液晶セルを0°Cに冷却しても、気泡の発生はなく
、複屈折モードのセルであるのに背景色も均一であり、
セル間隙が正確に均一に保たれているものであった。さ
らに−20℃吉で冷却しても気泡の発生はみられなかっ
た。Even when this liquid crystal cell was cooled to 0°C, no bubbles were generated and the background color was uniform even though it was a birefringent mode cell.
The cell gap was maintained accurately and uniformly. Even when the sample was further cooled to -20°C, no bubbles were observed.
これに対し、比較例として全面にスペーサーを配置し、
セル面を加圧しながらセル間隙が均一となるように封止
してセルを製造した。この比較例のセルを冷却したとこ
ろ0℃で表示部に気泡が発生し、常温にもどした後もし
ばらくは気泡が残存した。On the other hand, as a comparative example, spacers were placed on the entire surface,
A cell was manufactured by sealing the cell while pressurizing the cell surface so that the cell gaps were uniform. When the cell of this comparative example was cooled, bubbles were generated in the display area at 0° C., and the bubbles remained for a while even after the cell was returned to room temperature.
本発明のセルを50℃の雰囲気に放置し、動作させたと
ころ、背景色ムラが発生せず、表示部では、常温時のセ
ルギャップが保たれていることがわかった。一方、比較
例のセルを同様に50℃で動作させたところ、複屈折モ
ードで使用しているため、セルギャップの増大、バラつ
きによると思われる背景色ムラが発生し、見栄えが低下
した。When the cell of the present invention was left in an atmosphere of 50° C. and operated, it was found that no background color unevenness occurred and the cell gap at room temperature was maintained in the display section. On the other hand, when the cell of the comparative example was similarly operated at 50° C., since it was used in birefringence mode, an increase in the cell gap and uneven background color appeared due to variations, and the appearance deteriorated.
実施例2
実施例1と同様にし、スペーサー材として高精度グラス
ファイバー(平均粒径7ALm)と弾力性のある有機粒
子状スペーサー(平均11径7.5pm)をl:9で混
合したものを使用してセルを形成した。Example 2 Same as Example 1, but a mixture of high-precision glass fiber (average particle size 7 ALm) and elastic organic particulate spacer (average 11 diameter 7.5 pm) in l:9 ratio was used as the spacer material. to form cells.
この液晶セルは、−30℃まで気泡の発生がみられなく
、常温、高温側で実施例1と同様に背景色のムラのない
ものであった。In this liquid crystal cell, no bubbles were observed up to -30°C, and the background color was uniform at room temperature and high temperature as in Example 1.
実施例3
実施例2と同様にし、注入口の反対側の幅17ti+の
スペーサー材の存在しない調節領域とスペーサー材の存
在する表示領域の境界に、周辺シール材と同じ材料で周
辺シール材の印刷と同時にに幅1mm 、長さ5■腸の
破線状の支柱を8個形成してセルを製造した。このセル
は、実施例1に比して、スペーサー材が調節領域側に流
れて行きにくく、冷却時にもこの調節領域に接する表示
領域でのセル間隙の減少による色ムラを生じなく、より
見栄えのよいものであった。Example 3 In the same manner as in Example 2, a peripheral sealing material was printed using the same material as the peripheral sealing material on the boundary between the adjustment area where no spacer material was present and the display area where the spacer material was present and had a width of 17ti+ on the opposite side of the injection port. At the same time, eight broken-line struts each having a width of 1 mm and a length of 5 mm were formed to produce a cell. Compared to Example 1, in this cell, the spacer material is less likely to flow toward the adjustment area, and even during cooling, color unevenness does not occur due to a reduction in the cell gap in the display area that is in contact with the adjustment area, resulting in a better appearance. It was good.
[発明の効果]
セル内を減圧状態にして封じることにより、常温で使用
ガラス基板の平面性の悪さを矯正することができ、さら
にスペーサー材の存在しない領域を設けた上で、この領
域のセル間隙を表示部のセル間隙よりも狭くする。具体
的には。[Effects of the invention] By sealing the inside of the cell under reduced pressure, it is possible to correct the poor flatness of the glass substrate used at room temperature, and furthermore, by providing an area where no spacer material exists, the cell in this area can be Make the gap narrower than the cell gap of the display section. in particular.
セル内が減圧で封止をより積極的に行うことにより、高
温でも、矯正した平面性を維持することができる。By more actively sealing the cell under reduced pressure, the corrected flatness can be maintained even at high temperatures.
また、低温側でも、緩和領域には、収縮した液晶材料の
体積変化を吸収する能力が残されているため、セル内が
1強い減圧状態になることを防止することができ、発泡
を防止することができる。In addition, even on the low temperature side, the relaxation region still has the ability to absorb the volume change of the shrunken liquid crystal material, so it is possible to prevent the inside of the cell from entering a strongly reduced pressure state, thereby preventing foaming. be able to.
第1図は1本発明の液晶表示素子の代表例の平面説明図
。
第2図は、第1図の断面図。
第3図は、スペーサー材の存在しない領域を表わす平面
説明図。
IA、 IB:基板
2 ニスペーサ−材
3 :シール材
乍1図
t+A常−B−一一一一一一側
影2 口FIG. 1 is an explanatory plan view of a typical example of a liquid crystal display element according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1. FIG. 3 is an explanatory plan view showing a region where no spacer material exists. IA, IB: Substrate 2 Varnish spacer material 3: Sealing material
Claims (3)
を配置し、電極面を相対向せしめて周辺をシール材でシ
ールし、内部に液晶を封入してなる液晶表示素子におい
て、シール材で囲まれる面内で表示に用いる部分以外の
部分にスペーサー材の存在しない領域を形成するととも
に、内部を減圧状態で液晶を封入して前記一対の基板間
の間隙が前記スペーサー材が存在していない領域でスペ
ーサー材の存在している領域よりも狭くなるようにされ
ていることを特徴とする液晶表示素子。(1) In a liquid crystal display element in which a spacer material is placed between a pair of substrates provided with electrodes, the electrode surfaces are made to face each other, the periphery is sealed with a sealant, and a liquid crystal is sealed inside. A region in which no spacer material is present is formed in a portion other than the region used for display within the plane surrounded by the region, and a liquid crystal is sealed inside under a reduced pressure state so that the gap between the pair of substrates is filled with the spacer material. A liquid crystal display element characterized in that a region without spacer material is narrower than a region where spacer material is present.
性のあるスペーサー材とを併用したものである特許請求
の範囲第1項記載の液晶表示素子。(2) The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the spacer material is a combination of an inorganic spacer material and an organic elastic spacer material.
求の範囲第1項記載の液晶表示素子。(3) The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the spacer material is an inorganic spacer material.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3379986A JPH0731327B2 (en) | 1986-02-20 | 1986-02-20 | Liquid crystal display element |
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JPS62192725A true JPS62192725A (en) | 1987-08-24 |
JPH0731327B2 JPH0731327B2 (en) | 1995-04-10 |
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1986
- 1986-02-20 JP JP3379986A patent/JPH0731327B2/en not_active Expired - Fee Related
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