JP2009145584A

JP2009145584A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP2009145584A
Application number: JP2007322218A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Totsuka; 浩戸塚
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-07-02

Abstract

【課題】メインシールの液晶注入口の構造を最適化することにより、液晶注入口のエンドシールの表示領域内への浸透を阻止すると共にエンドシールの硬化時の体積収縮力によるセルギャップの変動を抑制し、表示領域全面に亘って良好な表示品位を得ることが可能な液晶表示素子を実現することにある。
【解決手段】メインシール４の開口部５で透明基板２、３の外周端部８の一部を内包させ、開口部５を覆うように、該開口部５から延びたメインシール４の中心線Ｘ_Ｍより内側で且つ外周端部８の一部に略平行な中心線Ｘ_Ｂを有する線状のバッファ部７を設け、バッファ部７と外周端部８の一部の間の開口部５内に、バッファ部７と略垂直に且つバッファ部７と離れた位置から外周端部８の一部の方向に延びる線状のギャップ保持部６を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示素子に関するものであり、詳しくは、液晶注入口の構造を最適化した液晶表示素子に関する。

液晶表示素子は、夫々の対向する側の面に透明電極および配向膜を形成した一対の透明基板を、該対向する透明基板間の外周端部に開口（液晶注入口）を有する環状のメインシールと呼ばれる接着剤を介して所定の間隔で貼り合わせ、一対の透明基板とメインシールで囲まれた領域内に液晶注入口から液晶を注入した後、液晶注入口をエンドシールと呼ばれる封止剤で封止したものである。

このとき、一般的にはメインシール用の接着剤として熱硬化型の接着剤が用いられ、エンドシール用の封止剤としてＵＶ硬化型の接着剤が用いられる。

ところで、一対の透明基板で挟持されてなる液晶の光学的な挙動は液晶層の層厚（セルギャップ）に影響され、その傾向は特にＴＮ型、ＳＴＮ型液晶表示素子において顕著である。

そのため、液晶表示素子の製造工程においてセルギャップの不均一が発生しないような手段を液晶表示素子に施す提案がなされている。

具体的には、図７に示すように、環状のメインシール５０の開口（液晶注入口）５１に、該メインシール５０の内周５２から所定寸法ｄ１内側に入った位置からメインシール５０の外周５３の位置まで延びた複数の補強材５４を設けた構造としたものである。

液晶注入口５１を上記構造とすることにより、メインシール５０の内側領域５５に液晶を注入した後に液晶注入口５１を封止するエンドシール材の硬化時の収縮力ｆ１が補強材５４の寸法ｄ１の部分の引張り力ｆ２と均衡し、エンドシール材の収縮力ｆ１のモーメントによる透明基板５６、５７の中央側の膨張が抑制されてセルギャップの均一性が確保されるというものである（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１４８６４０号公報

ところで、上記構造の液晶注入口は液晶表示素子の製造工程におけるセルギャップの均一性は保たれるが、エンドシール材による封止時にエンドシール材がメインシールの内側まで至る過剰な浸透が生じ、メインシール材による表示の不具合が発生する可能性がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたものであり、その目的とするところは、エンドシール材によるメインシールの液晶注入口の封止時に該エンドシール材が所定領域外に浸透することなく所定の液晶封入領域が確保され、且つエンドシール材の硬化時に該エンドシール材の収縮力の影響を受けることなく所定のセルギャップの均一性が確保され、よって液晶表示領域全面に亘って良好な表示品位を得ることが可能な液晶表示素子を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、所定の間隔で配置された一対の透明基板が前記透明基板間に位置する、液晶注入口となる開口部を備えた環状のメインシールで張り合わされ、前記一対の透明基板と前記メインシールで囲まれた領域内に液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、
前記開口部は前記透明基板の外周端部の一部を内包しており、
前記開口部を覆うように、前記開口部から延びたメインシールの中心線より内側で且つ前記外周端部の一部に略平行な中心線を有する線状のバッファ部が設けられており、
前記バッファと前記外周端部の一部の間の前記開口部内に、前記バッファ部と略垂直に且つ前記バッファ部と離れた位置から前記外周端部の一部の方向に延びる線状のギャップ保持部を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記ギャップ保持部が、前記外周端部の一部に達していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２のいずれか１項において、前記ギャップ保持部が、略０．５ｍｍの線幅であることを特徴とするものである。

対向する一対の透明基板を、開口部を有する環状のメインシシールで貼り合わせ、両透明基板とメインシールで囲まれた領域内に液晶を挟持してなる液晶表示素子において、開口部を覆うように、該開口部から延びたメインシールの中心線より内側で且つ外周端部に略平行な中心線を有する線状のバッファ部を設け、バッファ部と外周端部の間の開口部内に、バッファ部と略垂直に且つバッファ部と離れた位置から前記外周端部の方向に延びる線状のギャップ保持部を設けた。

その結果、液晶注入後にエンドシール材で開口を封止したときに、エンドシール材の表示領域への浸透がバッファ部で阻止されるために液晶表示に悪影響を及ぼすことはない。

また、エンドシール材の硬化時の体積収縮力により透明基板のバッファ部の外側に加わるモーメントがギャップ保持部の引張り力で緩和され、バッファ部の反対側に該バッファ部を支点とするモーメントが加わることはない。

その結果、液晶層が挟持された全領域に亘って両透明基板間の間隔が均一に保持され、表示領域全面に亘って色むらのない表示品位の良好な表示素子を実現することができる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の液晶表示素子を一方の透明基板側から見た図であり、図２は図１の部分拡大図である。

図１より、液晶表示素子１は、夫々透明電極および配向膜（いずれも図示せず）が形成された一対の透明基板２および透明基板３が、互いの透明電極および配向膜同士を対向させた状態で所定の間隔を保って並行に配置され、両透明基板２、３間の外周端部に設けられた環状のメインシール４によって一対のガラス基板２、３が貼り合わされている。

環状のメインシール４は熱硬化型の接着剤からなり、その一部に開口部（液晶注入口）５が設けられており、開口部５には複数のギャップ保持部６とバッファ部７が形成されている。

図２より、ギャップ保持部６は、透明基板２、３の開口部５側の外周端部８から中央部に向かって略直線状に且つ略等間隔で延びる複数の接着剤塗布部からなっている。ギャップ保持部６の線幅ｄ１は略０．５ｍｍである。

ギャップ保持部６の線幅ｄ１を略０．５ｍｍの直線状としたのは、接着剤の塗布方法に基づくものである。具体的には、メッシュ状の金属版または樹脂版に金属または樹脂によるマスクを形成し、スキージによって接着剤をメッシュ孔から押し出して透明基板２または透明基板３のいずれかの上に転写する、所謂スクリーン印刷でおこなわれる。

このとき、所望の印刷形状が略円形の場合、印刷スクリーンがメッシュ状を呈しているために所望の印刷径が小さくなるにつれてマスクの大きさおよび形状通りに印刷することが困難になるという技術的制約を有している。

それに対し、印刷形状が略線状の場合、例えば直径Ａの円形状の印刷を安定して行うことが困難な場合であっても、幅Ａの線状の印刷であれば安定して行うことが可能となる場合がある。ギャップ保持部６の線幅ｄ１を略０．５ｍｍとしたのは線幅が上記理由に相当するためである。ここで指定する線幅は、液晶表示素子製造後における寸法であって、印刷時における版開口部の寸法ではない。一般にスクリーン印刷によるメインシール印刷は、液晶表示素子のギャップと比べ厚膜の印刷を行う。このため印刷されたメインシール材は液晶表示素子の一対の透明基板が所定間隔を保持するよう重ねる工程において所定の線幅まで広がるものであり、この広がった後の線幅が本願において呼称している線幅である。

同様に図２より、バッファ部７は、複数のギャップ保持部６の、透明基板２、３の中央部側に位置する端部９より更に中央部側に、ギャップ保持部６に略垂直な方向に直線状に延びる接着剤塗布部からなっている。

また、バッファ部７は、その長さｄ２がメインシール４の開口端部１０間の長さｄ３よりも長く、メインシール４の開口部５を覆うように位置している。更に、バッファ部７の詳細な方向および位置は、その方向が透明基板２、３の、メインシール４の開口部５側の外周端部８に略平行であり、その位置は開口部５側の環状のメインシール４の中央線Ｘ_Ｍよりもバッファ部７の中央線Ｘ_Ｂが透明基板２、３の中央部側に位置している。

そこで、メインシール４の開口部（液晶注入口）５を上記構造としたことにより、図３のようにメインシール４で囲まれた領域内に液晶１１を注入後、エンドシール１２で開口部５を封止したときに、エンドシール１２の浸透がバッファ部７で阻止されるために透明基板２、３の、バッファ部７よりも中央部側に位置する表示領域１３までエンドシール１２が浸入することがなく、液晶表示に悪影響を及ぼすことはない。

更に、エンドシール１２は硬化（一般的にはＵＶ硬化）するときに体積収縮を伴う。そこで、図４（比較例）に示すようにメインシール４の開口部（液晶注入口）５にギャップ保持部を設けることなくバッファ部７のみとすると、エンドシール１２の浸透がバッファ７で阻止されるために透明基板２、３の、バッファ部７よりも中央部側に位置する表示領域１３までエンドシール１２が浸入することがなく、液晶表示に悪影響を及ぼすことはない。但し、図５（比較例）のようにエンドシール１２の硬化時の体積収縮力によってバッファ部７の、透明基板２、３の外周端部８側に位置する透明基板２ａ、３ａの夫々に互いに対向する方向に向かうモーメントＭ１が加わり、透明基板２ａ、３ａの間の間隔が狭まる。すると透明基板２、３の、バッファ部７の外周端部８側と反対側の透明基板２ｂ、３ｂに該バッファ部７を支点とするモーメントＭ２が加わり、透明基板２、３の中央部側に位置する透明基板２ｂ、３ｂ間の間隔が広がる。

すると、この透明基板２ｂ、３ｂ間の間隔が広がった領域に位置する液晶層の厚みが他の領域の液晶層の厚みよりも厚くなり、その表示領域１３においては液晶層の光学特性が変わって色調の異なる領域（色むら）となり、表示品位の良くない液晶表示素子となってしまう。

それに対し、本発明は図６示すようにメインシール４の開口部（液晶注入口）５にバッファ部７と共にギャップ保持部６を設けた。そのため、エンドシール１２の硬化時の体積収縮力によってバッファ部７の、透明基板２、３の外周端部８側に位置する透明基板２ａ、３ａの夫々に互いに対向する方向に向かうモーメントＭ１が加わったとしても、ギャップ保持部６の反発力ｆによってそのモーメントＭ１が緩和され、透明基板２ａ、３ａの間の間隔に変化は生じない。そのため、透明基板２、３の、バッファ部７を支点とする反対側に位置する透明基板２ｂ、３ｂの夫々にはモーメントが加わることはなく、透明基板２、３の中央部側に位置する透明基板２、３間の間隔も変化することはない。

従って、液晶層が挟持された全領域に亘って透明基板２、３の間隔が均一に保持され、表示領域１３の全面に亘って色むらのない表示品位の良好な表示素子を実現することができる。

なお、バッファ部７の線幅もギャップ保持部６の線幅と同様の理由により略０．５ｍｍに設定されている。

本発明の実施形態の平面図である。図１の部分拡大図である。同様に図１の部分拡大図である。比較例の部分拡大図である。比較例の部分断面図である。本発明の実施形態の部分断面図である。従来例の平面図である。

符号の説明

１液晶表示素子
２透明基板
２ａ、２ｂ透明基板
３透明基板
３ａ、３ｂ透明基板
４メインシール
５開口部
６ギャップ保持部
７バッファ部
８外周端部
９端部
１０開口端部
１１液晶
１２エンドシール
１３表示領域

Claims

所定の間隔で配置された一対の透明基板が前記透明基板間に位置する、液晶注入口となる開口部を備えた環状のメインシールで張り合わされ、前記一対の透明基板と前記メインシールで囲まれた領域内に液晶を挟持してなる液晶表示素子であって、
前記開口部は前記透明基板の外周端部の一部を内包しており、
前記開口部を覆うように、前記開口部から延びたメインシールの中心線より内側で且つ前記外周端部の一部に略平行な中心線を有する線状のバッファ部が設けられており、
前記バッファと前記外周端部の一部の間の前記開口部内に、前記バッファ部と略垂直に且つ前記バッファ部と離れた位置から前記外周端部の一部の方向に延びる線状のギャップ保持部を設けたことを特徴とする液晶表示素子。
前記ギャップ保持部が、前記外周端部の一部に達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。
前記ギャップ保持部が、略０．５ｍｍの線幅であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の液晶表示素子。