JP2002122868A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示エリアの液晶層厚を適正にして所期の表示
特性を得るとともに、外部から押し力が加わっても基板
がほとんど撓み変形しないようにして液晶の流動による
表示品質の低下を無くすことができ、しかも少ない工程
で低コストに製造することができる液晶表示素子を提供
する。 【解決手段】枠状のシール材１６中に、前記シール材に
よるシール部の基板間隔を表示エリア内スペーサ１５に
より規制される表示エリアの基板間隔よりも小さい間隔
に規制するためのシール部スペーサ１７を分散させて混
入し、一対の基板１，２をそれぞれ、その間に表示エリ
ア内スペーサ１５およびシール部スペーサ１７を挟持さ
せ、シール部に対応する領域が表示エリアに対応する領
域よりも基板間隔が小さくなる方向に撓み変形させた状
態でシール材１６により接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、基板間隔をスペ
ーサにより規制した液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、内面に電極が形成され
た一対の基板を、その間に表示エリアを囲む枠状のシー
ル材を介在させて対向配置し、これらの基板を前記シー
ル材により接合するとともに、前記一対の基板間の前記
表示エリアに対応する領域に液晶を充填した構成となっ
ている。

【０００３】なお、液晶表示素子には、白黒画像を表示
するものと、カラー画像を表示するものとがあり、カラ
ー画像を表示する液晶表示素子は、いずれか一方の基板
の表示エリアに対応する領域の内面に、前記一対の基板
に形成された電極が互いに対向する複数の画素領域にそ
れぞれ対応させて、複数の色、例えば赤、緑、青のカラ
ーフィルタを設けた構成となっている。

【０００４】前記液晶表示素子は、その表示特性が液晶
層厚により左右されるため、一対の基板の間隔を、所定
の液晶層厚が得られるように精度良く設定する必要があ
る。

【０００５】そのため、従来は、一対の基板間の表示エ
リアに対応する領域に、前記一対の基板の間隔を所定の
液晶層厚が得られる間隔に規制するための複数の表示エ
リア内スペーサを分散させて配置するとともに、前記シ
ール材中に、前記シール材によるシール部の基板間隔を
前記表示エリア内スペーサにより規制される基板間隔と
ほぼ同じ間隔に規制するための複数のシール部スペーサ
を分散させて混入し、前記一対の基板をその間に前記表
示エリア内スペーサおよびシール部スペーサを挟持させ
て前記シール材により接合することにより、前記一対の
基板の間隔を、前記表示エリアに対応する領域から前記
シール部に対応する領域にわたって一定の間隔になるよ
うにしている。

【０００６】前記液晶表示素子は、一方の基板の内面の
表示エリアに対応する領域に前記表示エリア内スペーサ
を分散させて配置するとともに、他方の基板の内面に前
記シール部スペーサが混入されたシール材を枠状に印刷
し、これらの基板を重ね合わせて加圧することにより、
一対の基板の間に前記表示エリア内スペーサおよびシー
ル部スペーサを挟持させて基板間隔を調整し、その状態
で前記シール材を硬化させることにより一対の基板を接
合した後、前記一対の基板間の表示エリアに対応する領
域に、前記シール材の印刷時にそのシール材を部分的に
欠落させて形成された液晶注入口から真空注入法により
液晶を充填し、その後に前記液晶注入口を封止する方法
で製造されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶表示素子は、一対の基板をシール材を介して接合した
時点では、前記一対の基板がそれぞれ、その間に前記表
示エリア内スペーサおよびシール部スペーサを挟持した
状態にあるが、前記一対の基板間の表示エリアに対応す
る領域に液晶を充填すると、基板の表示エリアに対応す
る領域が液晶の圧力により極く僅かではあるが外側に膨
らむように曲がり変形して前記表示エリアの基板間隔が
大きくなり、その分だけ液晶層厚が大きくなって所期の
表示特性が得られなくなる。これは、特に、液晶層厚を
シビアに設定する必要のある強誘電性液晶または反強誘
電性液晶を用いた液晶表示素子において顕著である。

【０００８】しかも、上記のように基板が外側に膨らむ
ように曲がり変形すると、前記基板が前記表示エリア内
スペーサから浮き上がった状態になるため、前記基板に
部分的に外部から押し力が加わったときに、その基板の
押し力が加わった部分が内側に凹むように撓み変形し、
その領域の液晶が周囲に押し出されるように流動する。

【０００９】この液晶の流動は、特に、アクティブマト
リックス型の液晶表示素子において問題とされている。

【００１０】すなわち、例えばＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）を能動素子とするアクティブマトリックス型液晶表
示素子は、内面に画素電極とＴＦＴおよび前記ＴＦＴに
ゲート信号およびデータ信号を供給するための配線が設
けられている一方の基板の近傍の液晶分子の配向状態
が、前記ＴＦＴや配線上の盛り上がり部において乱れて
おり、その部分に、液晶分子の配向の乱れによる表示不
良が生じており、それに加えて、表示駆動時に、配線と
画素電極との間に横方向の電界が生じるため、その横方
向電界の影響により、前記画素電極の前記配線と隣り合
う縁部付近にディスクリネーションが発生する。

【００１１】前記ＴＦＴや配線上の液晶分子の配向の乱
れと、表示駆動時に画素電極の縁部付近に発生するディ
スクリネーションは、表示の観察側である前側の基板に
複数の画素領域の間の領域に対応させて設けられている
遮光膜（ブラックマスク）により隠されているが、上記
のように基板が外部からの押し力により内側に凹むよう
に撓み変形し、その領域の液晶が周囲に押し出されるよ
うに流動すると、前記液晶分子の配向の乱れによる表示
不良やディスクリネーションの発生領域が画素領域内に
入り込み、表示欠陥として見えるようになる。

【００１２】そして、外部からの押し力が開放される
と、基板の復元にともなって液晶が元の状態に戻るよう
に流動するが、液晶は完全には元の状態に戻らないた
め、画素領域内に表示不良やディスクリネーションが残
り、表示品質が低下してしまう。

【００１３】そのため、従来は、シール材を介して接合
された一対の基板の間に液晶を充填した後、液晶表示素
子全体を均一にプレスして余剰の液晶を液晶注入口から
外部に押し出すことにより基板間隔を前記表示エリア内
スペーサにより規制される間隔に再調整し、その状態で
前記液晶注入口を封止することにより、液晶層厚を適正
にして所期の表示特性を得るとともに、外部から押し力
が加わっても基板がほとんど撓み変形しないようにして
液晶の流動による表示品質の低下を無くすようにしてい
る。

【００１４】しかしながら、このようにシール材を介し
て接合された一対の基板の間に液晶を充填した後に液晶
表示素子全体を均一にプレスして液晶注入口を封止する
のでは、液晶表示素子の製造工程が複雑化し、コストが
高くなる。

【００１５】この発明は、表示エリアの液晶層厚を適正
にして所期の表示特性を得るとともに、外部から押し力
が加わっても基板がほとんど撓み変形しないようにして
液晶の流動による表示品質の低下を無くすことができ、
しかも少ない工程で低コストに製造することができる液
晶表示素子を提供することを目的としたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶表示素子
は、内面に電極が形成された一対の基板が、その間に表
示エリアを囲む枠状のシール材を介在させて対向配置さ
れるとともに、前記一対の基板間の前記表示エリアに対
応する領域に、前記表示エリアの基板間隔を所定の液晶
層厚が得られる間隔に規制するための複数の表示エリア
内スペーサが配置され、前記シール材中に、前記シール
材によるシール部の基板間隔を前記表示エリア内スペー
サにより規制される表示エリアの基板間隔よりも小さい
間隔に規制するための複数のシール部スペーサが分散さ
せて混入されており、前記一対の基板がそれぞれ、その
間に前記表示エリア内スペーサおよびシール部スペーサ
を挟持し、前記シール部に対応する領域が前記表示エリ
アに対応する領域よりも基板間隔が小さくなる方向に撓
み変形した状態で前記シール材により接合され、前記一
対の基板間の前記表示エリアに対応する領域に液晶が充
填されていることを特徴とするものである。

【００１７】この液晶表示素子は、一対の基板間に介在
された枠状のシール材中に、前記シール材によるシール
部の基板間隔を表示エリア内スペーサにより規制される
表示エリアの基板間隔よりも小さい間隔に規制するため
の複数のシール部スペーサを分散させて混入することに
より、前記一対の基板をそれぞれ、その間に前記表示エ
リア内スペーサおよびシール部スペーサを挟持させ、前
記シール部に対応する領域が前記表示エリアに対応する
領域よりも基板間隔が小さくなる方向に撓み変形させた
状態で前記シール材により接合したものであるため、前
記一対の基板がいずれも、前記表示エリアに対応する領
域に充填された液晶の圧力に対して充分な耐変形性を有
している。

【００１８】そのため、この液晶表示素子は、充填され
た液晶の圧力により基板が外側に膨らむように曲がり変
形して前記表示エリア内スペーサから浮き上がった状態
になることはほとんどない。

【００１９】したがって、この液晶表示素子によれば、
従来の液晶表示素子のように液晶の充填後に素子全体を
均一にプレスして基板間隔を再調整しなくても、表示エ
リアの液晶層厚を適正にして所期の表示特性を得るとと
もに、外部から押し力が加わっても基板がほとんど撓み
変形しないようにして液晶の流動による表示品質の低下
を無くすことができる。

【００２０】そして、この液晶表示素子は、液晶充填後
の基板間隔の再調整が不要であるため、少ない工程で低
コストに製造することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の液晶表示素子は、上記
のように、一対の基板間に介在された枠状のシール材中
に、前記シール材によるシール部の基板間隔を表示エリ
ア内スペーサにより規制される表示エリアの基板間隔よ
りも小さい間隔に規制するための複数のシール部スペー
サを分散させて混入し、一対の基板をそれぞれ、その間
に前記表示エリア内スペーサおよびシール部スペーサを
挟持させ、前記シール部に対応する領域が前記表示エリ
アに対応する領域よりも基板間隔が小さくなる方向に撓
み変形させた状態で前記シール材により接合することに
より、表示エリアの液晶層厚を適正にして所期の表示特
性を得るとともに、外部から押し力が加わっても基板が
ほとんど撓み変形しないようにして液晶の流動を無くこ
とができるようにし、しかも、液晶充填後の基板間隔の
再調整を不要とし、少ない工程で低コストに製造するこ
とができるようにしたものである。

【００２２】この発明の液晶表示素子において、前記シ
ール部スペーサは、前記シール部の基板間隔を、前記表
示エリア内スペーサにより規制される表示エリアの基板
間隔の９０〜９３％に規制する径を有しているのが好ま
しい。

【００２３】

【実施例】図１〜図３はこの発明の一実施例を示してお
り、図１は液晶表示素子の一部分のハッチングを省略し
た断面図である。

【００２４】この液晶表示素子は、図１のように、ガラ
スからなる一対の透明基板１，２を、その間に表示エリ
アを囲む枠状のシール材１６を介在させて対向配置し、
これらの基板１，２を前記シール材１６により接合する
とともに、前記一対の基板１，２間の前記表示エリアに
対応する領域に液晶１８を充填したものであり、前記一
対の基板１，２の内面にはそれぞれ透明電極３，４が形
成され、その上に配向膜１３，１４が設けられている。

【００２５】なお、この実施例の液晶表示素子は、ＴＦ
Ｔ（薄膜トランジスタ）を能動素子とするアクティブマ
トリックス型のものであり、前記一対の基板１，２のう
ち、表示の観察側である後側（図１において上側）の基
板１の内面に設けられた電極３は、前記表示エリアの全
域にわたって形成された一枚膜状の対向電極、後側の基
板２の内面に設けられた電極４は、前記シール材１６で
囲まれた表示エリアに対応する領域に行方向および列方
向にマトリックス状に配列させて形成された複数の画素
電極であり、また、前記後側基板２の内面には、複数の
ＴＦＴ５が、前記複数の画素電極４にそれぞれ対応させ
て配設されている。

【００２６】前記ＴＦＴ５は、基板２上に形成されたゲ
ート電極６と、前記ゲート電極６を覆うゲート絶縁膜７
と、前記ゲート絶縁膜７の上に前記ゲート電極６と対向
させて設けられたｉ型半導体膜８と、前記ｉ型半導体膜
８の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して設け
られたソース電極９およびドレイン電極とからなってお
り、このＴＦＴ５は、図示しない保護絶縁膜により覆わ
れている。なお、前記ゲート絶縁膜７は、窒化シリコン
等からなる透明膜であり、後側基板２のほぼ全面にわた
って形成されている。

【００２７】また、図１では省略しているが、前記後側
基板２の内面には、各行のＴＦＴ５にゲート信号を供給
する複数本のゲート配線が各画素電極行の一側にそれぞ
れ沿わせて設けられるとともに、各列のＴＦＴ５にデー
タ信号を供給する複数本のデータ配線が各画素電極列の
一側にそれぞれ沿わせて設けられており、前記ゲート配
線は、基板２上に前記ゲート電極６と一体に形成され、
前記データ配線は、前記ゲート絶縁膜７の上に前記ドレ
イン電極１０と一体に形成されている。

【００２８】なお、前記データ配線は、前記ゲート絶縁
膜７の上に層間絶縁膜を設けて、その上に形成し、前記
層間絶縁膜に設けられたコンタクト孔を介して前記ドレ
イン電極１０に接続してもよい。

【００２９】そして、前記画素電極４は、前記ゲート絶
縁膜７の上に形成されており、その一側の一端部付近
に、この画素電極４に対応するＴＦＴ５のソース電極９
が接続されている。

【００３０】また、この実施例の液晶表示素子は、フル
カラー画像等の多色カラー画像を表示するものであり、
その前側基板１の内面に、前記複数の画素電極４と対向
電極とが互いに対向する複数の画素領域にそれぞれ対応
させて、複数の色、例えば赤、緑、青の３色のカラーフ
ィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを設けている。

【００３１】さらに、この実施例の液晶表示素子は、前
側基板１の内面に、前記複数の画素領域の間の領域およ
び複数の画素領域が配列する画像表示領域の外側の余白
領域に対応させて遮光膜（ブラックマスク）１２を設け
ている。この遮光膜１２は、例えば酸化クロムとクロム
との積層膜であり、前側基板１のほぼ全面に、前記複数
の画素領域に対応する部分がそれぞれ開口するパターン
に形成されている。

【００３２】なお、前記遮光膜１２は前側基板１上に形
成され、前記カラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは
その側縁部を前記遮光膜１２の上に重ねて前記基板１上
に形成されており、このカラーフィルタ１１Ｒ，１１
Ｇ，１１Ｂの上に前記対向電極３が形成され、その上に
配向膜１３が設けられている。

【００３３】また、前記一対の基板１，２間の前記シー
ル材１６により囲まれた表示エリアに対応する領域に
は、前記一対の基板１，２の間隔を所定の液晶層厚が得
られる間隔に規制するための複数の表示エリア内スペー
サ１５が配列されており、前記シール材１６中には、前
記シール材１６によるシール部の基板間隔を前記表示エ
リア内スペーサ１５により規制される表示エリアの基板
間隔よりも小さい間隔に規制するための複数のシール部
スペーサ１７が分散させて混入されている。

【００３４】この実施例では、前記表示エリア内スペー
サ１５を、いずれか一方の基板の内面、例えば後側基板
２の内面に、圧縮強度の高い樹脂により、一対の基板
１，２の間隔を所定の液晶層厚が得られる間隔に規制で
きる高さの柱状に形成している。

【００３５】この表示エリア内スペーサ１５は、各画素
領域に１つの割合で配列されており、前記後側基板２の
内面の配向膜１４は、前記表示エリア内スペーサ１５の
配置部を除いて形成されている。

【００３６】なお、図１では、便宜上、ＴＦＴ５の上に
表示エリア内スペーサ１５を示しているが、前記表示エ
リア内スペーサ１５は、前記ＴＦＴ５の近傍、例えば図
示しないゲート配線上の領域に、前記ゲート配線とゲー
ト絶縁膜７と前記図示しない保護絶縁膜とを下地層にし
て形成されている。

【００３７】一方、前記シール材１６中に混入されたシ
ール部スペーサ１７は、圧縮強度の高い樹脂からなる球
状スペーサであり、このシール部スペーサ１７は、前記
シール材１６によるシール部の基板間隔を、前記表示エ
リア内スペーサ１５により規制される表示エリアの基板
間隔よりも小さい間隔に規制する径を有している。

【００３８】そして、前記一対の基板１，２はそれぞ
れ、前記シール材１６によるシール部に対応する領域が
前記表示エリアに対応する領域よりも基板間隔が小さく
なる方向に撓み変形した状態で、前記表示エリア内スペ
ーサ１５およびシール部スペーサ１７を挟持して対向し
ている。

【００３９】なお、前記表示エリアおよびシール部の基
板間隔は、一対の基板１，２の内面に設けられた電極
３，４やカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂおよび
配向膜１３，１４等の基板内面形成層を含まない、基板
１，２自体の間隔である。

【００４０】また、前記液晶層厚は、画素領域に対応す
る領域の液晶層の厚さであり、前記表示エリアの基板間
隔から、前記画素電極４および対向電極３とＴＦＴ４の
ゲート絶縁膜７とカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１
Ｂと配向膜１３，１４の厚さを差し引いた値に相当す
る。

【００４１】この液晶層厚は、前記一対の基板１，２間
の表示エリアに対応する領域に配列され、これらの基板
１，２間に挟持された前記表示エリア内スペーサ１５の
高さによって決まる。

【００４２】この実施例では、上述したように、表示エ
リア内スペーサ１５を、後側基板２の内面に設けられた
ＴＦＴ５の近傍に、図示しないゲート配線とゲート絶縁
膜７と図示しない保護絶縁膜とを下地層にして形成して
おり、また前記ゲート配線は前記ＴＦＴ４のゲート電極
５と同じ厚さに一体に形成されているため、前記後側基
板２の内面のうち、表示エリア内スペーサ１５を形成す
る面は、画素領域に対応する面（配向膜１４の膜面）よ
りも、前記ＴＦＴ４のゲート絶縁膜７とゲート電極５と
前記保護絶縁膜とを除いた厚さ（ｉ型半導体膜８と図示
しないｎ型半導体膜およびソース，ドレイン電極９，１
０との総厚）から前記画素電極４と配向膜１４の厚さを
差し引いた値だけ高くなっている。なお、前側基板１の
内面（配向膜１３の膜面）は、図１に示したように、前
記表示エリア内スペーサ１５に対応する部分から画素領
域に対応する領域にわたってほぼ面一になっている。

【００４３】したがって、前記表示エリア内スペーサ１
５は、所定の液晶層厚から、前記後側基板２の内面の表
示エリア内スペーサ１５を形成する面と画素領域に対応
する面との高さの差に相当する値を差し引いた高さに形
成すればよく、前記表示エリア内スペーサ１５をこのよ
うな高さに形成することにより、表示エリアの基板間隔
を所定の液晶層厚が得られる間隔に規制することができ
る。

【００４４】次に、前記シール部スペーサ１７により規
制されるシール部の基板間隔について説明すると、この
実施例では、後側基板１の内面に設けられたＴＦＴ４の
ゲート絶縁膜７と、前側基板１の内面に設けられた前記
遮光膜１２とがそれぞれシール材１６によるシール部に
も対向しているため、前記シール部スペーサ１７は、前
記一対の基板１，２間に、前記ゲート絶縁膜７と遮光膜
１２とを介して挟持されている。

【００４５】したがって、前記シール部スペーサ１７
は、前記表示エリア内スペーサ１５の高さに、この表示
エリア内スペーサ１５の下地膜のうちのゲート配線と保
護絶縁膜の厚さと、前側基板１の内面に設けられたカラ
ーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの遮光膜１２上の厚
さと、前記前側基板１の内面に設けられた対向電極３お
よび配向膜１３の厚さとを加えた値よりも小さい直径を
有していればよく、前記シール部スペーサ１７の直径を
このような値にすることにより、前記シール部の基板間
隔を、前記表示エリア内スペーサ１５により規制される
表示エリアの基板間隔よりも小さい間隔に規制すること
ができる。

【００４６】このシール部スペーサ１７は、前記シール
部の基板間隔を、前記表示エリア内スペーサ１５により
規制される表示エリアの基板間隔の９０〜９３％に規制
する径を有しているのが好ましい。

【００４７】図２は前記液晶表示素子の製造方法を示す
模式図であり、（ａ）は一対の基板１，２を接合する前
の状態を示し、（ｂ）は前記一対の基板１，２を接合し
た状態を示している。

【００４８】前記液晶表示素子の製造方法を説明する
と、まず、図２の（ａ）に示したように、一対の基板
１，２のうちの前側基板１の内面に前記シール部スペー
サ１７が混入されたシール材１６を枠状に印刷し、この
前側基板１と、表示エリアに対応する領域の内面に前記
表示エリア内スペーサ１５が設けられた後側基板２とを
対向させ、これらの基板１，２を重ね合わせて加圧する
ことにより、一対の基板１，２の間に前記表示エリア内
スペーサ１５およびシール部スペーサ１７を挟持させ、
前記表示エリアおよびシール部の基板間隔を調整し、そ
の状態でシール材１６を硬化させることにより、一対の
基板１，２を図２の（ｂ）に示したように前記シール材
１６により接合する。

【００４９】このとき、前記シール部スペーサ１７は、
前記表示エリア内スペーサ１５の高さに対して上述した
ような直径を有しているため、一対の基板１，２の前記
シール部に対応する領域がそれぞれ、前記表示エリアに
対応する領域よりも基板間隔が小さくなる方向に撓み変
形する。

【００５０】そのため、前記一対の基板１，２はそれぞ
れ、その間に前記表示エリア内スペーサ１５およびシー
ル部スペーサ１７を挟持し、前記シール部に対応する領
域が前記表示エリアに対応する領域よりも基板間隔が小
さくなる方向に撓み変形した状態で前記シール材１６に
より接合される。

【００５１】このようにして、一対の基板１，２をシー
ル材１６により接合した後は、前記一対の基板１，２間
の表示エリアに対応する領域に、前記シール材１６の印
刷時にそのシール材１６を部分的に欠落させて形成され
た図示しない液晶注入口から真空注入法により液晶１８
を充填し、その後、直ちに前記液晶注入口を封止する。

【００５２】なお、この実施例の液晶表示素子は、ＴＮ
（ツイステッドネマティック）型またはＳＴＮ（スーパ
ーツイステッドネマティック）型のものであり、一対の
基板１，２間の表示エリアに対応する領域に充填された
液晶１８の分子は、前記基板１，２の内面に設けられた
配向膜１３，１４によりそれぞれの基板１，２の近傍に
おける配向方向を規制されて両基板１，２間において所
定のツイスト角でツイスト配向する。また、一対の基板
１，２の外面にはそれぞれ図示しない偏光板がその透過
軸を所定の方向に向けて配置される。

【００５３】上記液晶表示素子は、一対の基板１，２間
に介在された枠状のシール材１６中に、前記シール材１
６によるシール部の基板間隔を表示エリア内スペーサ１
５により規制される表示エリアの基板間隔よりも小さい
間隔に規制するための複数のシール部スペーサ１７を分
散させて混入することにより、前記一対の基板１，２を
それぞれ、その間に前記表示エリア内スペーサ１５およ
びシール部スペーサ１７を挟持させ、前記シール部に対
応する領域が前記表示エリアに対応する領域よりも基板
間隔が小さくなる方向に撓み変形させた状態で前記シー
ル材１６により接合したものであるため、前記一対の基
板１，２がいずれも、前記表示エリアに対応する領域に
充填された液晶１８の圧力に対して充分な耐変形性を有
している。

【００５４】すなわち、前記基板１，２は、曲げ応力が
生じていない平坦な状態では、液晶１８の圧力で容易に
曲がり変形するが、その変形により曲げ応力が生じるた
め、液晶１８の圧力が一定であれば、ある程度まで曲が
り変形し、それ以上にはほとんど変形しない。

【００５５】そして、上記液晶表示素子では、一対の基
板１，２を予め、前記シール部に対応する領域が前記表
示エリアに対応する領域よりも基板間隔が小さくなる方
向、つまり液晶１８の圧力により曲がり変形する方向に
撓み変形させた状態でシール材１６により接合している
ため、前記一対の基板１，２がいずれも、液晶１８の圧
力に対して充分な耐変形性を有している。

【００５６】そのため、この液晶表示素子は、充填され
た液晶１８の圧力により基板１，２が外側に膨らむよう
に曲がり変形して前記表示エリア内スペーサ１５から浮
き上がった状態になることはほとんどない。

【００５７】したがって、この液晶表示素子によれば、
従来の液晶表示素子のように液晶の充填後に素子全体を
均一にプレスして基板間隔を再調整しなくても、表示エ
リアの液晶層厚を適正にして所期の表示特性を得るとと
もに、外部から押し力が加わっても基板１，２がほとん
ど撓み変形しないようにして液晶１８の流動による表示
品質の低下を無くすことができる。

【００５８】図３は、電極３，４やカラーフィルタ１１
Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂおよび配向膜１３，１４等の基板内
面形成層を一切形成しない基板１，２を用いて製造し
た、表示エリアの基板間隔が表示エリア内スペーサ１５
の高さと同じである試験素子のシール部スペーサ１７の
径による耐圧特性（基板の中心部に外部から加重を加え
たときの基板間隔の変化）を示している。

【００５９】前記試験素子は、表示エリア内スペーサ１
５の高さ（表示エリアの基板間隔）を５．５μｍとした
ものであり、図３において、太線は、直径が５．１μｍ
のシール部スペーサを用いた試験素子の耐圧特性、一点
鎖線は、直径が５．５μｍのシール部スペーサを用いた
試験素子の耐圧特性、破線は、直径が５．７μｍのシー
ル部スペーサを用いた試験素子の耐圧特性、細線は、直
径が５．９μｍのシール部スペーサを用いた試験素子の
耐圧特性を示している。

【００６０】図３に示した各試験素子の耐圧特性を比較
してみれば分かるように、直径が５．１μｍのシール部
スペーサを用いてシール部の基板間隔を表示エリアの基
板間隔よりも小さくした試験素子は、直径が５．５μｍ
のシール部スペーサを用いてシール部の基板間隔を表示
エリアの基板間隔と同じにした試験素子や、直径が５．
７μｍまたは５．９μｍのシール部スペーサを用いてシ
ール部の基板間隔を表示エリアの基板間隔よりも大きく
した試験素子に比べて、加重に対する基板間隔変化率が
小さく、また、前記加重の変化による基板間隔率の変化
もほぼ直線的である。

【００６１】なお、図３に太線で示した耐圧特性は、直
径が５．１μｍのシール部スペーサを用いてシール部の
基板間隔を表示エリアの基板間隔の約９２．７％にした
ものであるが、前記シール部スペーサ１７の径が、シー
ル部の基板間隔を表示エリアの基板間隔の９０〜９３％
に規制する範囲であれば、前記太線で示した耐圧特性と
同等の耐圧特性を得ることができる。

【００６２】すなわち、前記シール部スペーサ１７は、
前記シール部の基板間隔を、前記表示エリア内スペーサ
１５により規制される表示エリアの基板間隔の９０〜９
３％に規制する径を有しているのが好ましく、このよう
な径のシール部スペーサ１７をシール材１６中に混入す
ることにより、表示エリアの液晶層厚をより適正にする
とともに、外部から押し力に対する耐圧特性をより高く
することができる。

【００６３】なお、前記一対の基板１，２のシール部に
対応する領域は、図１に示したように、表示エリアに対
応する領域の最も外側に配置された表示エリア内スペー
サ１５の位置から基板間隔が小さくなる方向に撓み変形
しており、したがって、その領域の液晶層厚は適正では
ないが、この領域は、画像表示領域の外側の余白領域で
あり、この余白領域は遮光膜１２により隠されているた
め、表示品質に影響することは無い。

【００６４】そして、この液晶表示素子は、液晶注入後
の基板間隔の再調整が不要であるため、上述したよう
に、一対の基板１，２間の表示エリアに対応する領域に
液晶１８を充填した後、直ちに前記液晶注入口を封止す
ることができ、したがって、少ない工程で低コストに製
造することができる。

【００６５】なお、上記実施例では、表示エリア内スペ
ーサ１５を、後側基板２の内面に柱状に形成している
が、表示エリア内スペーサは、いずれか一方の基板の表
示エリアに対応する領域の内面上に散布され、一対の基
板間に挟持される球状スペーサでもよい。

【００６６】また、この発明は、ＴＮ型またはＳＴＮ型
に限らず、液晶分子を一方向にホモジニアス配向させた
液晶表示素子や、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を
用いた液晶表示素子等にも適用することができ、さら
に、アクティブマトリックス型に限らず、単純マトリッ
クス型の液晶表示素子にも適用することができる。

【００６７】

【発明の効果】この発明の液晶表示素子は、一対の基板
間に介在された枠状のシール材中に、前記シール材によ
るシール部の基板間隔を表示エリア内スペーサにより規
制される表示エリアの基板間隔よりも小さい間隔に規制
するための複数のシール部スペーサを分散させて混入
し、前記一対の基板をそれぞれ、その間に前記表示エリ
ア内スペーサおよびシール部スペーサを挟持させ、前記
シール部に対応する領域が前記表示エリアに対応する領
域よりも基板間隔が小さくなる方向に撓み変形させた状
態で前記シール材により接合したものであるため、表示
エリアの液晶層厚を適正にして所期の表示特性を得ると
ともに、外部から押し力が加わっても基板がほとんど撓
み変形しないようにして液晶の流動を無くことができる
ようにし、しかも、液晶充填後の基板間隔の再調整を不
要とし、少ない工程で低コストに製造することができ
る。

【００６８】この発明の液晶表示素子において、前記シ
ール部スペーサは、前記シール部の基板間隔を、前記表
示エリア内スペーサにより規制される表示エリアの基板
間隔の９０〜９３％に規制する径を有しているのが好ま
しく、このような径のシール部スペーサをシール材中に
混入することにより、表示エリアの液晶層厚をより適正
にするとともに、外部から押し力に対する耐圧特性をよ
り高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す液晶表示素子の一部
分のハッチングを省略した断面図。

【図２】前記液晶表示素子の製造方法を示す、一対の基
板を接合する前の状態と、一対の基板を接合した状態の
模式図。

【図３】基板内面形成層を形成しない基板を用いて製造
した試験素子のシール部スペーサの径による耐圧特性を
示す図。

【符号の説明】

１，２…基板 ３…対向電極 ４…画素電極 ５…ＴＦＴ １１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…カラーフィルタ １２…遮光膜 １３，１４…配向膜 １５…表示エリア内スペーサ １６…シール材 １７…シール部スペーサ １８…液晶

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に電極が形成された一対の基板が、そ
   の間に表示エリアを囲む枠状のシール材を介在させて対
   向配置されるとともに、前記一対の基板間の前記表示エ
   リアに対応する領域に、前記表示エリアの基板間隔を所
   定の液晶層厚が得られる間隔に規制するための複数の表
   示エリア内スペーサが配置され、前記シール材中に、前
   記シール材によるシール部の基板間隔を前記表示エリア
   内スペーサにより規制される表示エリアの基板間隔より
   も小さい間隔に規制するための複数のシール部スペーサ
   が分散させて混入されており、前記一対の基板がそれぞ
   れ、その間に前記表示エリア内スペーサおよびシール部
   スペーサを挟持し、前記シール部に対応する領域が前記
   表示エリアに対応する領域よりも基板間隔が小さくなる
   方向に撓み変形した状態で前記シール材により接合さ
   れ、前記一対の基板間の前記表示エリアに対応する領域
   に液晶が充填されていることを特徴とする液晶表示素
   子。
2. 【請求項２】シール部スペーサは、シール部の基板間隔
   を、表示エリア内スペーサにより規制される表示エリア
   の基板間隔の９０〜９３％に規制する径を有しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。