JP2000206536A

JP2000206536A - 液晶素子

Info

Publication number: JP2000206536A
Application number: JP11005805A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hachisu; 高弘蜂巣; Masayoshi Murata; 正義村田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】パネル面内における閾値ムラや配向ムラの発
生を防止する。【解決手段】液晶３を注入する工程において、液晶３
の一部は、スペーサー部材２に沿った経路Ａ₁₁を通って
Ｙ方向へ進行するが、その進行は離間部分Ｅにおいて一
時的に妨げられる。この間、残りの液晶３は、符号Ａ₁₂
に示す経路を通って進行し画素領域Ｄに充填される。こ
のため、液晶３は、図示Ｙの方向から画素領域Ｄに注入
されることとなり、その結果、パネル面内における閾値
ムラや配向ムラの発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、基板
間隙をスペーサー部材にて規定してなる液晶素子に係
り、詳しくは該スペーサー部材の形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の情報を表示する表示装
置としてはＣＲＴが知られているが、このＣＲＴはＴＶ
画像やＶＴＲ画像の動画表示やパソコンのモニター等の
様々な用途に用いられている。

【０００３】しかしながら、このＣＲＴは、以下のよう
な種々の問題点があった。すなわち、＊静止画像を表示する場合には、フリッカや解像度不
足に起因して走査縞などが視認されてしまい、画像品質
が悪くなる点、＊静止画像を表示する場合に焼きつきによる蛍光灯の
劣化が生じる点＊電磁波を発生させて人体に悪影響を及ぼす（例え
ば、ＶＤＴ作業者の健康を害する）おそれがある点＊画面の後方に広いスペースを必要とし、オフィスや
家庭の省スペース化を阻害する点このため、最近では、このような問題点を解決する表示
装置として液晶パネル（液晶素子）がＣＲＴの代わりに
用いられてきており、表示素子としてばかりでなく、光
のスイッチングを行う光シャッターとしても用いられて
いる。

【０００４】このような液晶パネルとしては種々のもの
がある。すなわち、＊ツイステッド・ネマチック（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅ
ｍａｔｉｃ；ＴＮ）液晶を用いたもの（エム・シャット
（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）ダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．
Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）著“ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃ
ｓＬｅｔｔｅｒｓ第１８巻、第４号（１９７１年２
月１５日発行）第１２７頁〜１２８頁”参照）がある。
この液晶パネルには、単純マトリックスタイプのものと
ＴＦＴタイプのもの（公知のように一つ一つの画素にト
ランジスタを配置したもの）とがあるが、いずれも欠点
がある。すなわち、前者は、安価に製造できてコスト面
で優位性を持つ反面、画素密度を高くした場合において
は時分割駆動の際にクロストークが発生するという欠点
（換言すれば、クロストークの発生を回避するには画素
密度をあまり高くできないという欠点）を有しており、
後者は、トランジスタによってクロストークの欠点が解
決されると共に応答速度の問題は解決される反面、不良
画素が発生し易いことから大面積の液晶パネルを量産す
ることが困難であり、量産しようとすれば製造歩留りの
低下等に基づき製造コストがアップしてしまうという欠
点がある。＊上述のようなＴＮ液晶パネルの欠点を有しないもの
として、強誘電性を示す液晶分子の屈折率異方性を利用
し、偏光素子と組み合わせることによって透過光線を制
御する型の液晶パネル（以下、“強誘電性液晶パネル”
とする）が、クラーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガーウォー
ル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開
昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２
４号明細書等）。

【０００５】この液晶（以下、“強誘電性液晶”とす
る）は、一般に特定の温度域においてカイラルスメクチ
ックＣ相（ＳｍＣ＊）又はＨ相（ＳｍＨ＊）を有し、こ
の状態において、加えられる電界に応答して第１の光学
的安定状態と第２の光学的安定状態のいずれかを取り、
かつ電界の印加のないときはその状態を維持する性質、
すなわち双安定性メモリー性を有し、また、自発分極に
よって反転スイッチングを行うことから非常に速い応答
速度を示し、さらに視野角特性も優れていることから、
高速、高精細、大画面の表示装置として適している。

【０００６】さらに、上述した強誘電性液晶パネルは、
初期配向段階では第１の安定状態に配向した液晶分子
と、第２の安定状態に配向した液晶分子とがドメイン中
に混在した状態になっている。即ち、双安定状態のカイ
ラルスメクチック液晶では、液晶分子を第１の安定状態
に配向させる配向規制力と、第２の安定状態に配向させ
る配向規制力とがほぼ均等のエネルギーレベルを持って
いるため、カイラルスメクチック液晶が双安定性を示す
のに十分に薄くした配向膜厚の状態下で配向するとき
に、ドメイン内に第１の安定状態と第２の安定状態に配
向した液晶分子が初期配向段階で混在していることにな
る。＊また、同様の液晶分子の屈折率異方性と自発分極を
利用して液晶パネルを構成する技術として、反強誘電性
を示す液晶（以下、“反強誘電性液晶”とする）を利用
したものが知られている。この反強誘電性液晶は、一般
に特定の温度領域においてカイラルスメクチックＣＡ相
（ＳｍＣＡ＊）を有し、この状態において無電界時には
平均的な光学安定状態はスメクチック層法線方向になる
が、電界印加によって平均的な光学安定状態が層法線方
向から傾く性質を有する。その上、反強誘電性液晶の場
合も自発分極と電界のカップリングによるスイッチング
を行うため、非常に速い応答速度を示し、高速の液晶パ
ネルへの利用が期待されている。

【０００７】ところで、上述したいずれの液晶パネル
も、図６に符号Ｐ₅ で示すように、ほぼ平行に配置され
た一対のガラス基板１ａ，１ｂを備えており、これら一
対のガラス基板１ａ，１ｂの間の間隙（以下、“基板間
隙”とする）には液晶３が挟持されている。また、液晶
３を挟み込むように一対の透明電極４ａ，４ｂが配置さ
れており、液晶３は、透明電極４ａ，４ｂ間に一定の閾
値以上の電圧を印加することによって駆動されるように
なっている。

【０００８】なお、符号６ａ，６ｂは、透明電極４ａ，
４ｂを覆うように形成された絶縁膜を示し、符号７ａ，
７ｂは無機酸化物絶縁膜層を示し、符号８ａ，８ｂは配
向膜を示す。また、符号１０はブラックマトリックスを
示し、符号１１は、ブラックマトリックス１０を覆うよ
うに形成された膜を示す。

【０００９】ところで、このような液晶パネルＰ₅ にお
いては、基板間隙が画面全面において均一でないと、液
晶３に印加される電界が均一でなくなってしまい、画像
ムラが発生して画像品質が悪くなってしまうという問題
があった。特に、強誘電性液晶（ＦＬＣ）や反強誘電性
液晶（Ａ−ＦＬＣ）を用いた液晶パネルの場合には、基
板間隙を狭く（１〜３μｍ程度）する必要があることか
ら、基板間隙の不均一の度合いが僅かであっても画像品
質に大きく影響することとなる。

【００１０】そこで、微粒子状のスペーサ−３２を基板
間隙に配置して該間隙を規定し、微粒子状の接着剤３３
によって両ガラス基板１ａ，１ｂを接着して前記基板間
隙を保持するように構成されていた。

【００１１】しかしながら、このようなスペーサー３２
や接着剤３３を用いる場合には、それらをガラス基板１
ａ又は１ｂに散布した後で２枚のガラス基板１ａ，１ｂ
を貼り合わせるという製造方法を採る必要があり、スペ
ーサー３２や接着剤３３を散布する箇所を選択すること
は不可能で画素領域Ｄ／非画素領域Ｃを問わずこれらが
配置されてしまうこととなる。そして、これらのスペー
サー３２や接着剤３３が配置された箇所の周辺において
は配向欠陥が発生してしまうことから、画素領域Ｄに発
生した配向欠陥は、コントラストが十分に得られない等
の画像欠陥を引き起こしてしまうという問題点があっ
た。

【００１２】ここで、画素領域Ｄとは、電極４ａ，４ｂ
を介して液晶３に電圧を印加することにより液晶３がス
イッチングされて画像の形成に寄与する領域をいい、非
画素領域Ｃとは、画素領域Ｄ以外の領域であって、液晶
３がスイッチングされないか、液晶３がスイッチングさ
れたとしても画像の形成に寄与しないような領域をいう
（以下、本明細書において同じ）。

【００１３】ところで、上述したような微粒子状のスペ
ーサー３２や接着剤３３に特有の問題（すなわち、配向
欠陥や画像欠陥の発生）を回避する液晶パネルとして
は、図７に符号Ｐ₆ で示すものがある。

【００１４】この液晶パネルＰ₆ は、ストライプ状のス
ペーサー４２を備えているが、このスペーサー４２は、
フレキソ印刷法とフォトリソグラフィー法とを用いた
り、ドライフィルム状のものを貼付することによって基
板間隙に配置することができるため、スペーサー４２が
非画素領域Ｃにのみ形成されるようにその配置箇所を選
択することが可能となり、画素領域Ｄにおける配向欠陥
の発生を防止し、画像欠陥の発生を抑えることができ
る。

【００１５】なお、この液晶パネルＰ₆ の基板間隙に
は、ガラス基板１ａ，１ｂの周縁に沿うようにシール剤
５が配置されており（図２参照）、シール剤５の一部５
ａは、後述のように液晶３を基板間隙に注入するまでは
塗布されずに液晶注入口として基板間隙を開口し、該注
入を終了した後に閉塞されるようになっている。また、
上述したスペーサー３２は、液晶注入口５ａの近傍から
離れる方向Ｙに延設されている。

【００１６】そして、このような液晶パネルＰ₆ は、次
のような順序で製造されていた。すなわち、＊一方のガラス基板１ａに透明電極４ａや絶縁膜６ａ
や無機酸化物絶縁膜層７ａや配向膜８ａを形成し、＊他方のガラス基板１ｂには、ブラックマトリックス
１０や膜１１や透明電極４ｂや絶縁膜６ｂや無機酸化物
絶縁膜層７ｂや配向膜８ｂと共にスペーサー４２を形成
し、＊いずれか一方のガラス基板１ａ又は１ｂにシール剤
５を塗布し（但し、一部にはシール剤５を塗布せずに液
晶注入口５ａを形成しておき）、＊これら２枚のガラス基板１ａ，１ｂを貼り合わせて
加圧し、さらに加熱や光照射を行ってシール剤５やスペ
ーサー４２を硬化させて液晶セルを作成し、＊液晶セルの基板間隙に液晶注入口５ａから液晶３を
注入し、＊上述した液晶注入口５ａを封止して、液晶パネルＰ
₆ を作成していた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した液
晶３を注入する工程においては、液晶３は図８に示す様
々な経路Ｂ₁ ，Ｂ₃ ，Ｂ₅ を通って画素領域Ｄに充填さ
れることが、本発明者の実験により明らかになってい
る。すなわち、液晶３は、図８に示す矢印Ｂ₁ の方向か
ら画素領域Ｄに充填されるが、一部は、スペーサー４２
の側面に沿った経路Ｂ₂ を通って比較的速い速度で進行
し、経路Ｂ₃ から画素領域Ｄに充填される。また、ガラ
ス基板１ａの側に符号１４ａで示すメタル電極がＸ方向
に形成されている場合には、その部分は基板間隙が画素
領域Ｄに比べて小さくなっているため、スペーサー４２
に沿ってさらにＹ方向に進行してきた液晶３は、メタル
電極１４ａに沿った経路Ｂ₄ 及びＢ₅ を通って画素領域
Ｄに充填される。

【００１８】そして、画素領域Ｄへの液晶３の充填がこ
のような様々な経路によって為されることから、パネル
面内において閾値ムラや配向ムラが発生し、表示品位が
低下してしまうという問題があった。

【００１９】そこで、本発明は、配向状態のムラや駆動
特性のムラを低減する液晶素子を提供することを目的と
するものである。

【００２０】また、本発明は、表示品位の低下を低減す
る液晶素子を提供することを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、ほぼ平行に配置された一対の
基板と、これら一対の基板の間に配置されてこれら一対
の基板の基板間隙を規定するスペーサー部材と、該基板
間隙に配置された液晶と、該液晶を挟み込むように配置
された一対の電極と、前記液晶を前記基板間隙に注入す
るときには開口されて該注入に用いられると共に該注入
を終了した後に閉塞される液晶注入口と、を備え、か
つ、前記電極を介して電圧を印加することにより前記液
晶を駆動する液晶素子において、前記スペーサー部材
が、前記液晶注入口の近傍から離れる方向に略ストライ
プ状に延設されると共に該方向にて互いに離間するよう
に複数配置された、ことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図５を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。

【００２３】本発明に係る液晶素子は、例えば図１に符
号Ｐ₁ で示すように、ほぼ平行に配置された一対の基板
１ａ，１ｂを備えており、これら一対の基板１ａ，１ｂ
の間にはスペーサー部材２が配置されて、これら一対の
基板１ａ，１ｂの基板間隙を規定するように構成されて
いる。また、該基板間隙には液晶３が配置されており、
該液晶３を挟み込むように一対の電極４ａ，４ｂが配置
されて複数の画素領域Ｄが形成されている。さらに、液
晶素子Ｐ₁ は、図２に示すように液晶注入口５ａを備え
ており、該注入口５ａは、前記液晶３を前記基板間隙に
注入するときには開口されて該注入に用いられると共に
該注入を終了した後に閉塞されるようになっている。そ
して、前記電極４ａ，４ｂを介して電圧を印加すること
により前記液晶３を駆動するようになっている。

【００２４】なお、前記一対の電極は、図２に符号４
ａ，４ｂで示すように、それぞれ略ストライプ状に形成
すると共に直交するように配置し、その交差部にて画素
領域Ｄを形成すると共に交差部以外の部分にて非画素領
域Ｃを形成（すなわち、画素領域Ｄと非画素領域Ｃとを
マトリクス状に構成）しても良いが、図３に符号１４
ａ，１４ｂで示すように、メタル電極をそれぞれ略スト
ライプ状に形成すると共に直交するように配置し、各メ
タル電極１４ａ，１４ｂに接続された透明電極１５ａ，
１５ｂをマトリックス状に配置し、透明電極１５ａ，１
５ｂを配置した部分を画素領域Ｄにし、透明電極１５
ａ，１５ｂを配置しない部分を非画素領域Ｃにしても良
い。この場合、液晶素子Ｐ₁ ，Ｐ₂ は、単純マトリクス
方式としても良く、各画素領域ＤにＴＦＴ等を配置して
アクティブマトリクス方式としても良い。この電極４
ａ，４ｂ，１５ａ，１５ｂにはＩＴＯ（インジウム・テ
ィン・オキサイド）等からなる透明電極を用いると良
く、ＩＴＯを用いる場合には、その厚みを４００〜２０
００Åにすれば良い。また、前記電極４ａ，４ｂ，１４
ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂは、前記基板１ａ，１ｂに
支持させれば良い。

【００２５】一方、上述したスペーサー部材２は、前記
液晶注入口５ａの近傍から離れる方向（図２及び図３に
符号Ｙで示す方向）に略ストライプ状に延設されると共
に該Ｙ方向にて互いに離間するように複数配置されてい
る。ここで、前記各スペーサー部材２におけるＹ方向
（前記液晶注入口の近傍から離れる方向）の下流側に
は、画素領域Ｄと同等か同等以上の間隙寸法を有する領
域Ｅを隣接すると良い。また、前記スペーサー部材２
は、Ｙ方向と直交する方向（図３に符号Ｘで示す方向）
に複数併設すると良い。さらに、前記スペーサー部材２
のほとんどの部分又は全ての部分を前記非画素領域Ｃに
配置すると良い。またさらに、前記複数のスペーサー部
材２は、Ｙ方向に配置された各画素領域Ｄに対応するよ
うに（すなわち、非画素領域Ｃの交差部にて離間される
ように）設けると良い。

【００２６】また、図４に示すように、前記スペーサー
部材１２の側面１２１（すなわち、前記基板１ａ，１ｂ
の板厚方向Ｚ及び前記液晶注入口の近傍から離れる方向
Ｙに延設されてなる面）の一部１２１ａを、前記画素領
域Ｄの方に突出させて出っ張り部を形成しても良い。こ
の場合、出っ張り部１２１ａは、前記基板１ａ，１ｂの
面（図示ＸＹ面）の断面形状を、同図に示すように略三
角形としても良く、台形等の略四角形としても良い。ま
た、該出っ張り部１２１ａにおける前記液晶注入口の近
傍から離れる方向Ｙの上流側の面１２１ｂと、該出っ張
り部以外の部分における前記スペーサー部材の側面１２
１とが、鈍角を形成するようにすれば良い。

【００２７】さらに、図５に示すように、前記スペーサ
ー部材２２の側面２２１（すなわち、前記基板１ａ，１
ｂの板厚方向Ｚ及び前記液晶注入口の近傍から離れる方
向Ｙに延設されてなる面）を、該Ｙ方向の上流側ほど前
記画素領域Ｄに近づくように傾けて形成しても良い。そ
の場合、該側面と方向Ｄとの為す角度（図に符号θで示
す角度）は、０°より大きく１０°以下の範囲にすると
良い。

【００２８】またさらに、１つのスペーサー部材２は、
図１では、断面形状が略長方形で側面（液晶３に接する
面）２ａは基板１ａ，１ｂに対して垂直となるように形
成されているが、もちろんこれに限る必要はなく、正方
形や台形等であっても良く、側面は、傾斜した平面であ
っても曲面であっても良い。このことは、他のスペーサ
ー部材１２，２２についても同様である。

【００２９】また、各スペーサー部材２は、基板間隙を
規定するために、その上下両面がいずれも各基板１ａ，
１ｂの側（基板１ａ，１ｂの表面に後述のように配向膜
８ａ，８ｂを形成した場合にはそれら配向膜８ａ，８ｂ
の表面）に接するように形成されている必要があるが、
一方の基板１ａ又は１ｂの側にのみ接着されていて他方
の基板１ｂ又は１ａの側には接着されていなくても、或
は、両方の基板１ａ，１ｂの側に接着されていても良
い。このことは、他のスペーサー部材１２，２２につい
ても同様である。

【００３０】さらに、スペーサー部材２，１２，２２に
は、光や熱を加えることによって硬化する材料（例え
ば、アクリル系感光性樹脂やその他のポジ型やネガ型の
感光性材料等）を用いれば良い。

【００３１】一方、上述した一対の電極４ａ，４ｂの間
に絶縁膜６ａ，６ｂや無機酸化物絶縁膜層７ａ，７ｂを
配置してこれらの電極４ａ，４ｂの間の絶縁性を確保す
るようにしても良い。また、前記一対の基板１ａ，１ｂ
のそれぞれには配向膜８ａ，８ｂを形成しても良く、そ
の場合には、これらの配向膜８ａ，８ｂには、前記液晶
注入口の近傍から離れる方向Ｙにラビング処理を施すと
良い。なお、絶縁膜６ａ，６ｂは、塗布・焼成タイプの
絶縁膜材料をオングストローマーなどにより印刷・塗布
し、２００〜３００℃の温度で焼成して形成すれば良
く、その厚みは４００〜２５００Åにすると良い。ま
た、無機酸化物絶縁膜層７ａ，７ｂは１００〜１５００
Åの厚さにすると良い。さらに、配向膜８ａ，８ｂは、
ポリイミド等によって形成すれば良い。

【００３２】また一方、前記一対の基板１ａ，１ｂの基
板間隙にＳｉＯ₂ 等のスペーサー微粒子９を配置し、該
間隙のより一層の均一化を図るようにしても良い。

【００３３】一方、図２に示すように、基板１ａ，１ｂ
の周縁に沿うと共に基板間隙を封止するようにシール剤
５を配置しても良い。この場合、一部５ａは、液晶３を
注入するまでは塗布せず、液晶注入口として開口してお
くと良い。

【００３４】また一方、ガラス基板１ｂの非画素領域Ｃ
に、遮光層となるブラックマトリックス１０を配置して
も良く、該ブラックマトリックス１０を覆うように膜１
１を形成しても良い。

【００３５】なお、前記液晶３としては、強誘電性又は
反強誘電性を示すカイラルスメクチック液晶や、その他
の液晶を挙げることができる。

【００３６】次に、本発明に係る液晶素子の製造方法に
ついて説明する。

【００３７】一対の電極４ａ，４ｂを形成すると共に、
少なくとも一方の基板１ａ又は１ｂにスペーサー部材２
を形成する。ここで、スペーサー部材２を形成する方法
としては、硬化する前の材料を基板１ａ又は１ｂに印刷
法等によって塗布し、フォトリソグラフィー法によって
パターニングする方法を挙げることができる。また、ス
ペーサー部材２は、一方の基板１ａ又は１ｂに形成して
も、両方の基板１ａ，１ｂに形成して基板１ａ，１ｂを
貼り合わせることによって一体化させても良い。

【００３８】なお、前記電極４ａ，４ｂは、それぞれの
基板１ａ，１ｂに形成しても良く、また、前記電極４
ａ，４ｂを覆うように絶縁膜６ａ，６ｂや配向膜８ａ，
８ｂを形成しても良い。ここで、配向膜８ａ，８ｂを形
成した場合には配向処理を施すと良く、該配向処理を施
すタイミングはスペーサー部材２を形成する前であって
も後であっても良く、両基板側の配向処理条件は同一で
あっても異なっていても良い。また、配向処理として
は、ラビング布を用いたラビング処理を挙げることがで
き、ラビング布としては、コットン布や、ナイロンパイ
ルを有する布や、その他の布を挙げることができる。さ
らに、カラー表示用の液晶素子を作成する場合にはカラ
ーフィルターを形成しても良い。

【００３９】次に、このスペーサー部材２を挟み込むよ
うに２枚の基板１ａ，１ｂを貼り合わせる。これによ
り、これら２枚の基板１ａ，１ｂは、ほぼ平行に配置さ
れることとなり、その基板間隙はスペーサー部材２によ
って規定されることとなる。また、一対の電極４ａ，４
ｂは、前記液晶３を挟み込むように配置される。このと
き、基板間隙を開口する液晶注入口５ａを形成してお
く。

【００４０】次に、液晶注入口５ａから基板間隙に液晶
３を注入する。ここで、前記スペーサー部材２は前記液
晶注入口５ａの近傍から離れる方向Ｙに延設されている
ため、液晶３の一部は、図３に示す経路Ａ₁₁を通って前
記スペーサー部材２に沿って該Ｙ方向へ進行する。しか
し、このスペーサー部材２は、該Ｙ方向にて分断されて
互いに離間するように配置されているため、液晶３は、
その離間部分において該Ｙ方向への進行が一時的に妨げ
られる。その間、残りの液晶３は、符号Ａ₁₂に示す経路
を通って進行し、Ｘ方向に隣接されたスペーサー部材２
の間（すなわち、画素領域Ｄ）には液晶３が充填され
る。このような充填が終了すると、液晶３は、経路Ａ₂₁
及びＡ₂₂を通って再びＹ方向に進行する。

【００４１】そして、液晶３の注入を終了した後に液晶
注入口５ａを閉塞する。

【００４２】なお、液晶素子の製造方法は、電極４ａ，
４ｂの代わりに電極１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを
形成する場合も同様である。

【００４３】次に、本実施の形態の効果について説明す
る。

【００４４】本実施の形態によれば、スペーサー部材２
を上述のように配置することにより、前記一対の基板１
ａ，１ｂの基板間隙をその全面に亘って均一にでき、そ
の結果、液晶３の配向状態が均一となって駆動特性のム
ラを低減でき、画像品質の悪化を低減できる。

【００４５】また、前記スペーサー部材２は非画素領域
Ｃに配置されているため、画素領域Ｄにおける配向欠陥
の発生、並びに画像欠陥の発生を抑えることができる。

【００４６】さらに、ほとんどの液晶３は経路Ａ₁₂，Ａ
₂₂を通って注入されるため、全ての画素領域Ｄにおいて
液晶３の注入方向や注入速度がほぼ等しくなり、閾値ム
ラや配向ムラの発生及び表示品位の低下を低減できる。
なお、前記画素領域Ｄと同等か同等以上の間隙寸法を有
する領域Ｅを、前記各スペーサー部材２における前記液
晶注入口の近傍から離れる方向Ｙの下流側に隣接させた
場合には、このような効果は顕著である。

【００４７】またさらに、前記一対の基板１ａ，１ｂの
それぞれに配向膜８ａ，８ｂを形成すると共に、これら
の配向膜８ａ，８ｂにＹ方向にラビング処理を施した場
合には、該ラビング方向と液晶注入方向とがほぼ等しく
なり、閾値ムラを低減して、配向特性を均一にできる。

【００４８】また、スペーサー部材１２に上述のような
出っ張り部１２１ａを形成した場合には、液晶注入時
に、スペーサー部材１２に沿って進行してきた液晶３
は、出っ張り部１２１ａに沿って各画素領域Ｄに円滑に
充填される（図４の矢印Ａ₃ 参照）。

【００４９】さらに、各スペーサー部材２の上下両面を
両方の基板１ａ，１ｂの側に接着した場合には、２枚の
基板１ａ，１ｂの接着強度が向上され、例えば液晶３を
基板間隙に注入する場合や液晶素子を床に落としてしま
った場合においても、均一な基板間隙を維持することが
でき、画像品質の悪化を防止できる。

【００５０】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説
明する。

【００５１】（実施例１）本実施例においては、図３に
示す液晶パネル（液晶素子）Ｐ₂ を作成した。

【００５２】すなわち、一方の基板１ｂの非画素領域Ｃ
には、図１に示すと同様に、ブラックマトリックス１０
を形成し、このブラックマトリックス１０を覆うように
膜１１を形成した。

【００５３】また、他方の基板１ａの表面及び膜１１の
表面には、図３に示すように、ストライプ状のメタル電
極１４ａ，１４ｂを互いに直交するように形成し、画素
領域Ｄの部分には、各メタル電極１４ａ，１４ｂに接続
された透明電極１５ａ，１５ｂを配置した。そして、こ
れらの電極１４ａ，１５ａ及び１４ｂ，１５ｂを覆うよ
うに、絶縁膜６ａ，６ｂや無機酸化物絶縁膜層７ａ，７
ｂや配向膜８ａ，８ｂを形成した（図１参照）。

【００５４】さらに、基板１ａ，１ｂの周縁部であって
基板間隙には、エポキシ樹脂の接着剤であるシール剤５
を、図２に示すような形状に配置し、該シール剤５によ
って基板間隙を封止すると共に一部に液晶注入口５ａを
形成した。

【００５５】また、スペーサー２は、ストライプ状に形
成し、配向膜８ａ，８ｂの間であってメタル電極１４ｂ
に沿うようにＹ方向に多数併設した。なお、スペーサー
２は、その形成幅を２５μｍとし、ピッチを２３０μｍ
とし、厚さを１．３μｍとした。また、スペーサー２
は、その上下両面を配向膜８ａ，８ｂに接着することと
し、メタル電極４ａと接しないようにＹ方向にて互いに
離間するようにした。さらに、各スペーサー２は、その
断面形状を長方形として側面が基板１ａ，１ｂに対して
垂直になるようにし、全ての部分を非画素領域Ｃに配置
した。またさらに、各スペーサー２におけるＹ方向の下
流側には、画素領域Ｄと同等以上の間隙寸法を有する領
域Ｅを形成した。また、スペーサー２は、アクリル系感
光性樹脂（製品名；ＪＮＰＣ−４３、日本合成ゴム社
製）にて形成した。

【００５６】なお、基板１ａ，１ｂにはガラス基板を用
いた。また、電極４ａ，４ｂには、ＩＴＯ（インジウム
・ティン・オキサイド）等からなる透明電極を用いた。
さらに、配向膜８ａ，８ｂは、２００Åの厚みとし、ポ
リイミド膜（日立化成（株）製、商品名；ＬＱ−１８０
０）にて形成した。またさらに、液晶３には強誘電性液
晶を用いた。

【００５７】ついで、液晶パネルＰ₂ の製造方法につい
て説明する。

【００５８】まず、一方のガラス基板１ｂの表面に、ブ
ラックマトリックス１０や膜１１を形成した。そして、
スパッタ法やフォトリソグラフィー法を用い、膜１１の
表面にメタル電極１４ｂや透明電極１５ｂを形成した。
次に、これらの電極１４ｂ，１５ｂを覆うように、絶縁
膜６ｂや無機酸化物絶縁膜層７ｂや配向膜８ｂを形成し
た。なお、配向膜８ｂの形成に際しては、上述したポリ
イミド膜をスピナーで塗布し、加熱焼成処理を施した。

【００５９】次に、スペーサー２を以下の方法で作成し
た。すなわち、＊上述したアクリル系感光性材料の、配向膜８ｂの表
面へのスピンコート、＊８０〜９０℃の温度での１８０ｓｅｃのプリベー
ク、＊室温への冷却、＊超高圧水銀ランプと露光マスクとを使用した紫外線
の照射（但し、照射エネルギーは２５０ｍＪ／ｃｍ²
（＠３６５ｎｍ））＊専用アルカリ現像液（ＣＤ−９０２／Ｎ−メチルピ
ロペリジン１％水溶液）による３０ｓｅｃ間の現像、＊純水を用いたリンス、＊クリーンオーブンを用いたポストベーク（２００
℃、１０ｍｉｎ）次に、コットン布からなるラビング布を用いて、配向膜
８ｂの表面にラビング処理を施した。なお、このラビン
グ処理の方向はＹ方向とした。

【００６０】なお、他方のガラス基板１ａには、メタル
電極１４ａや透明電極１５ａや絶縁膜６ａや配向膜８ａ
を上述と同様の方法により形成した。

【００６１】次に、スペーサー２を形成した側のガラス
基板１ｂには、ＳｉＯ₂ 超微粒子（粒径約１．０μｍ）
９を分散したシリカ溶液をスピンナーで塗布し、他方の
ガラス基板１ａにはシール剤５を塗布し、２枚のガラス
基板１ａ，１ｂを、ラビング方向が平行になると共にメ
タル電極１４ａ，１４ｂが互いに直交するように貼り合
わせた。なお、この貼り合わせに際しては、１５０℃で
１．５時間の加熱を行い、シール剤５等を硬化させた。
このとき、一部にはシール剤５を形成せず、液晶注入口
５ａを形成しておく。

【００６２】なお、このようにガラス基板１ａ，１ｂを
貼り合わせる場合、ＳｉＯ₂ 超微粒子９はスペーサー２
とガラス基板１ａ（正確には、配向膜８ａ）との間に挟
み込まれるが、該微粒子９はスペーサー２の内部にめり
込み、スペーサー２と配向膜８ａとは密着されることと
なる。

【００６３】そして、液晶セルを真空排気すると共に液
晶注入口５ａに液晶３を塗布して液晶３を注入し、該注
入を終了した後に液晶注入口５ａを閉塞した。

【００６４】次に、本実施例の効果について説明する。

【００６５】本実施例にて作成した液晶パネルＰ₂ は、
液晶３の配向状態が均一であって駆動特性のムラはほと
んどなく、画像品質は良好であった。

【００６６】また、画素領域Ｄにおける配向欠陥や画像
欠陥も発見されなかった。

【００６７】（実施例２）本実施例では、図４に示す液
晶パネル（液晶素子）Ｐ₃ を作成した。

【００６８】すなわち、スペーサー１２の側面１２１に
は、基板の面方向の断面形状が三角形の出っ張り部１２
１ａを、画素領域Ｄの方に突出するように形成した。そ
れ以外の構成及び製造方法は実施例１と同じにした。

【００６９】本実施例によれば、実施例１と同様の効果
が得られた。また、液晶３は、全ての画素領域Ｄに充填
され、良好な画像が得られた。

【００７０】（実施例３）本実施例では、図５に示す液
晶パネル（液晶素子）Ｐ₄ を作成した。

【００７１】すなわち、スペーサー２２は、Ｙ方向の上
流側ほど画素領域Ｄに近づくように傾けて形成し、その
傾き角θを１０℃とした。

【００７２】本実施例によれば、実施例２と同様の効果
が得られた。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
スペーサー部材を上述のように配置することにより、前
記一対の基板の基板間隙をその全面に亘って均一にで
き、その結果、液晶の配向状態が均一となって駆動特性
のムラを低減でき、画像品質の悪化を低減できる。

【００７４】また、前記スペーサー部材は非画素領域に
配置されているため、画素領域における配向欠陥の発
生、並びに画像欠陥の発生を抑えることができる。

【００７５】さらに、全ての画素領域において液晶の注
入方向や注入速度がほぼ等しくなり、閾値ムラや配向ム
ラの発生及び表示品位の低下を低減できる。なお、前記
画素領域と同等か同等以上の間隙寸法を有する領域を、
前記各スペーサー部材における前記液晶注入口の近傍か
ら離れる方向の下流側に隣接させた場合には、このよう
な効果は顕著である。

【００７６】またさらに、前記一対の基板のそれぞれに
配向膜を形成すると共に、これらの配向膜に、前記液晶
注入口の近傍から離れる方向にラビング処理を施した場
合には、該ラビング方向と液晶注入方向とがほぼ等しく
なり、閾値ムラを低減して、配向特性を均一にできる。

【００７７】また、スペーサー部材に上述のような出っ
張り部を形成した場合には、液晶注入時に、スペーサー
部材に沿って進行してきた液晶は、出っ張り部に沿って
各画素領域に円滑に充填される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶パネルの構造の一例を示す断
面図。

【図２】図１に示す液晶パネルの構造を示す平面図。

【図３】本発明に係る液晶パネルの構造の他の例を示す
平面図。

【図４】本発明に係る液晶パネルの構造のさらに他の例
を示す平面図。

【図５】本発明に係る液晶パネルの構造のさらに他の例
を示す平面図。

【図６】従来の液晶パネルの構造の一例を示す断面図。

【図７】従来の液晶パネルの構造の他の例を示す断面
図。

【図８】従来の液晶パネルにおける問題点を説明するた
めの図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂガラス基板（基板）２スペーサー（スペーサー部材）３液晶４ａ，４ｂ透明電極（電極）５ａ液晶注入口８ａ，８ｂ配向膜１２スペーサー（スペーサー部材）１４ａ，１４ｂメタル電極（電極）１５ａ，１５ｂ透明電極（電極）２２スペーサー（スペーサー部材）１２１ａ出っ張り部Ｃ非画素領域Ｄ画素領域Ｐ₁ 液晶パネル（液晶素子）Ｐ₂ 液晶パネル（液晶素子）Ｐ₃ 液晶パネル（液晶素子）Ｐ₄ 液晶パネル（液晶素子）Ｘ液晶注入口の近傍から離れる方向と直交す
る方向Ｙ液晶注入口の近傍から離れる方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ平行に配置された一対の基板と、こ
れら一対の基板の間に配置されてこれら一対の基板の基
板間隙を規定するスペーサー部材と、該基板間隙に配置
された液晶と、該液晶を挟み込むように配置された一対
の電極と、前記液晶を前記基板間隙に注入するときには
開口されて該注入に用いられると共に該注入を終了した
後に閉塞される液晶注入口と、を備え、かつ、前記電極
を介して電圧を印加することにより前記液晶を駆動する
液晶素子において、前記スペーサー部材が、前記液晶注入口の近傍から離れ
る方向に略ストライプ状に延設されると共に該方向にて
互いに離間するように複数配置された、ことを特徴とする液晶素子。
【請求項２】前記スペーサ部材が、前記液晶注入口の
近傍から離れる方向と直交する方向に複数併設されてな
る、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
【請求項３】前記一対の電極は、それぞれ略ストライ
プ状に形成されると共に直交するように配置されて複数
の画素領域と非画素領域とをマトリクス状に構成し、か
つ、前記スペーサー部材は、ほとんどの部分が前記非画素領
域に配置されてなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶素子。
【請求項４】前記複数のスペーサー部材は、前記液晶
注入口の近傍から離れる方向に配置された各画素領域に
対応するように設けられた、ことを特徴とする請求項３に記載の液晶素子。
【請求項５】前記各スペーサー部材における前記液晶
注入口の近傍から離れる方向の下流側には、前記画素領
域と同等か同等以上の間隙寸法を有する領域が隣接され
てなる、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶素子。
【請求項６】前記一対の基板のそれぞれに配向膜が形
成され、かつ、これらの配向膜には、前記液晶注入口の近傍から離れる
方向にラビング処理が施されてなる、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載
の液晶素子。
【請求項７】前記スペーサー部材が、前記基板の板厚
方向及び前記液晶注入口の近傍から離れる方向に延設さ
れてなる前記スペーサー部材の側面の一部が前記画素領
域の方に突出されてなる出っ張り部を有する、ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載
の液晶素子。
【請求項８】前記出っ張り部は、前記基板の面方向の
断面形状が略三角形である、ことを特徴とする請求項７に記載の液晶素子。
【請求項９】前記出っ張り部は、前記基板の面方向の
断面形状が略四角形である、ことを特徴とする請求項７に記載の液晶素子。
【請求項１０】前記出っ張り部における前記液晶注入
口の近傍から離れる方向の上流側の面と、該出っ張り部
以外の部分における前記スペーサー部材の側面とが、鈍
角を形成する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の液晶素子。
【請求項１１】前記基板の板厚方向及び前記液晶注入
口の近傍から離れる方向に延設されてなる前記スペーサ
ー部材の側面が、該方向の上流側ほど前記画素領域に近
づくように傾けて形成されてなる、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載
の液晶素子。
【請求項１２】前記スペーサー部材の側面が、該方向
に対して０°より大きく１０°以下の範囲で傾けて形成
されてなる、ことを特徴とする請求項１１に記載の液晶素子。
【請求項１３】前記スペーサー部材は、全ての部分が
前記非画素領域に形成されてなる、ことを特徴とする請求項３乃至１２のいずれか１項に記
載の液晶素子。
【請求項１４】前記スペーサー部材は、アクリル系感
光性樹脂にて形成された、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記
載の液晶素子。
【請求項１５】前記液晶がカイラルスメクチック液晶
である、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記
載の液晶素子。