JP2019132962A - Liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶シャッタ、液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)等の、液晶を有する液晶素子に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal element having a liquid crystal, such as a liquid crystal shutter and a liquid crystal display (LCD).
従来のアクティブマトリクス型のLCDの基本構成の1例を図8(a),(b)に示す。図8の(a)はLCDの平面図、(b)は(a)のA1−A2線における断面図である。LCDは、一対の基板30を構成する一方の基板としてのアレイ側基板31と、一対の基板30を構成する他方の基板としてのカラーフィルタ側基板36と、を有している。そして、LCDは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)32を含む画素部34が多数形成されたガラス基板等から成るアレイ側基板31と、カラーフィルタ37及びブラックマトリクスが形成されたガラス基板等から成るカラーフィルタ側基板36と、を互いに対向させて、それらの基板31,36を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板31,36間に液晶35を充填、封入させることによって作製される。 An example of the basic configuration of a conventional active matrix LCD is shown in FIGS. 8A is a plan view of the LCD, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line A1-A2 of FIG. The LCD includes an array side substrate 31 as one substrate constituting the pair of substrates 30 and a color filter side substrate 36 as the other substrate constituting the pair of substrates 30. The LCD includes an array-side substrate 31 formed of a glass substrate or the like on which a large number of pixel portions 34 including thin film transistors (TFTs) 32 are formed, a glass substrate on which a color filter 37 and a black matrix are formed, and the like. The color filter side substrate 36 is opposed to each other, the substrates 31 and 36 are bonded together at a predetermined interval, and the liquid crystal 35 is filled and sealed between the substrates 31 and 36.
また、一般的に、カラーフィルタ側基板36は、TFT32及び画素電極33に対向する側の主面の全面に、画素電極33との間で液晶35に印加する垂直電界を形成するための共通電極39が形成されている。この共通電極39は、IPS(In-Plane Switching)方式のLCDの場合、アレイ側基板31の画素部34に画素電極33と同じ面内に配置されることによって横電界を生じさせるものとなる。また共通電極39は、FFS(Fringe Field Switching)方式のLCDの場合、アレイ側基板31の画素部34に画素電極33の上方または下方に絶縁層を挟んで配置されることによって端部電界(Fringe Field)を生じさせるものとなる。また、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面には、それぞれの画素部34に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ37が形成されており、それぞれの画素部34を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタ37の外周を囲むように配置されている。カラーフィルタ37を覆ってオーバーコート層38が形成されており、オーバーコート層38上に共通電極39が形成されている。 In general, the color filter side substrate 36 is a common electrode for forming a vertical electric field to be applied to the liquid crystal 35 between the pixel electrode 33 and the main surface on the side facing the TFT 32 and the pixel electrode 33. 39 is formed. In the case of an IPS (In-Plane Switching) type LCD, the common electrode 39 generates a lateral electric field by being arranged in the same plane as the pixel electrode 33 in the pixel portion 34 of the array side substrate 31. Further, in the case of an FFS (Fringe Field Switching) type LCD, the common electrode 39 is arranged on the pixel portion 34 of the array side substrate 31 with an insulating layer sandwiched above or below the pixel electrode 33 to thereby provide an end electric field (Fringe field). Field). Further, red (R), green (G), and blue (B) color filters 37 corresponding to the respective pixel portions 34 are formed on the main surface of the color filter side substrate 36 on the liquid crystal 35 side, respectively. A black matrix for preventing the light passing through the pixel portion 34 from interfering with each other is arranged so as to surround the outer periphery of the color filter 37. An overcoat layer 38 is formed so as to cover the color filter 37, and a common electrode 39 is formed on the overcoat layer 38.
また、TFT32を含む画素部34が多数形成されたアレイ側基板31は、その上の第1の方向(例えば、行方向)に形成された複数本のゲート信号線12(GL1,GL2,GL3,GL4〜GLm−1,GLm)と、第1の方向と交差する第2の方向(例えば、列方向)にゲート信号線12と交差させて形成された複数本の画像信号線(ソース信号線)13(SL1,SL2,SL3,SL4〜SLn−1,SLn)と、ゲート信号線12と画像信号線13の各交差部に対応して配置されたTFT32と、TFT素子32に接続されている画素電極33及び共通電極と、それらを含む画素部34と、を有する。なお、図8において、41aはゲート信号線12に順次ゲート信号を入力するゲート信号線駆動回路、41bは画像信号線13に順次画像信号(ソース信号)を入力する画像信号線駆動回路、5は有効領域である表示領域である。 The array-side substrate 31 on which a large number of pixel portions 34 including the TFTs 32 are formed has a plurality of gate signal lines 12 (GL1, GL2, GL3, GL) formed in a first direction (for example, the row direction) thereon. GL4 to GLm-1, GLm) and a plurality of image signal lines (source signal lines) formed to intersect the gate signal line 12 in a second direction (for example, the column direction) intersecting the first direction. 13 (SL1, SL2, SL3, SL4 to SLn-1, SLn), a TFT 32 arranged corresponding to each intersection of the gate signal line 12 and the image signal line 13, and a pixel connected to the TFT element 32 It has the electrode 33 and a common electrode, and the pixel part 34 containing them. In FIG. 8, 41a is a gate signal line driving circuit for sequentially inputting gate signals to the gate signal line 12, 41b is an image signal line driving circuit for sequentially inputting image signals (source signals) to the image signal line 13, and 5 is This is a display area that is an effective area.
また、アレイ側基板31の液晶35側の主面の縁部と、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面の縁部とが、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、合成ゴム、アクリル樹脂、アリル樹脂、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の複合構造体等から成るシール部材40によって接着、封止されている。アレイ側基板31の液晶35側の主面における外部に延出した延出部Eには、ゲート信号線駆動回路41a、画像信号線駆動回路41bが配置されている。これらの回路は、低温ポリシリコン(Low-temperature Poly Silicon:LTPS)から成る半導体層を有する薄膜回路から成るものであるか、あるいはIC,LSI等の駆動素子から成るものであって、チップオングラス(Chip On Glass:COG)方式等の実装方法により搭載されているものである。さらに、ゲート信号線駆動回路41a及び画像信号線駆動回路41bに外部から駆動信号、制御信号等を入出力するフレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)44が、延出部Eの縁部に設置されている。なお、符号の42はLCDのゲート信号線12とゲート信号線駆動回路41aを接続するための引き回し配線及び画像信号線13と画像信号線駆動回路41bを接続するための引き回し配線を示し、43はゲート信号線駆動回路41a及び画像信号線駆動回路41bとFPC44の回路配線とを電気的に接続するための端子電極である。 Further, the edge of the main surface on the liquid crystal 35 side of the array side substrate 31 and the edge of the main surface on the liquid crystal 35 side of the color filter side substrate 36 are silicone resin, epoxy resin, synthetic rubber, acrylic resin, allyl resin. They are bonded and sealed by a sealing member 40 made of a composite structure of acrylic resin and epoxy resin. A gate signal line drive circuit 41a and an image signal line drive circuit 41b are arranged on the extended portion E extending to the outside on the main surface of the array side substrate 31 on the liquid crystal 35 side. These circuits consist of thin film circuits having a semiconductor layer made of low-temperature polysilicon (LTPS), or are composed of driving elements such as IC and LSI, and are chip-on-glass. It is mounted by a mounting method such as (Chip On Glass: COG) method. Further, a flexible printed circuit (FPC) 44 for inputting / outputting drive signals, control signals, and the like to / from the gate signal line drive circuit 41a and the image signal line drive circuit 41b from the outside is provided at the edge of the extension E. is set up. Reference numeral 42 denotes a routing wiring for connecting the gate signal line 12 and the gate signal line driving circuit 41a of the LCD, and a routing wiring for connecting the image signal line 13 and the image signal line driving circuit 41b. This is a terminal electrode for electrically connecting the gate signal line drive circuit 41 a and the image signal line drive circuit 41 b and the circuit wiring of the FPC 44.
図8に示す従来のLCDにおいては、以下の問題点があった。LCDは、環境温度が−40℃程度〜100℃程度の温度域で使用されたとしても、通常通りに動作することが要望されている。しかしながら、液晶35の温度が40℃程度以上の高温域になると、液晶35の体積膨張によって、一対の基板30の基板間の間隔(ギャップ)d(図8(b)に示す。dは1μm〜5μm程度である)が拡がり、その結果、コントラストの低下、視野角の変動等の表示性能等の性能劣化の問題点があった。そこで、温度上昇による液晶35の体積膨張によって一対の基板30の基板間のギャップdが拡がることを抑えるために、シール部材40の少なくとも一部をジグザグパターンとして形成する構成が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。ジグザグパターンのシール部材40は、単位面積当たりに存在するシール部材40の面積が、直線状のシール部材40よりも大きくなることから、直線状のシール部材40よりも単位面積当たりの基板31,36の固定力が向上する。 The conventional LCD shown in FIG. 8 has the following problems. The LCD is required to operate normally even when the environmental temperature is used in a temperature range of about −40 ° C. to about 100 ° C. However, when the temperature of the liquid crystal 35 reaches a high temperature range of about 40 ° C. or higher, the space (gap) d between the pair of substrates 30 (shown in FIG. 8B) is shown in FIG. As a result, there has been a problem of performance deterioration such as display performance such as a decrease in contrast and a change in viewing angle. Therefore, in order to prevent the gap d between the pair of substrates 30 from expanding due to the volume expansion of the liquid crystal 35 due to the temperature rise, a configuration in which at least a part of the seal member 40 is formed as a zigzag pattern has been proposed (for example, , See Patent Document 1). In the zigzag pattern sealing member 40, the area of the sealing member 40 existing per unit area is larger than that of the linear sealing member 40, so that the substrates 31 and 36 per unit area are larger than the linear sealing member 40. Improves the fixing force.
しかしながら、シール部材40の少なくとも一部をジグザグパターンとして形成したとしても、液晶35の温度が60℃程度以上のさらなる高温域になると、ギャップdが拡がるのを抑えることが難しくなるという問題点があった。 However, even if at least a part of the seal member 40 is formed as a zigzag pattern, there is a problem that it is difficult to suppress the gap d from expanding when the temperature of the liquid crystal 35 reaches a further high temperature range of about 60 ° C. or higher. It was.
本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、温度上昇等による液晶の膨張によって一対の基板の基板間のギャップが拡がることを効果的に抑え、その結果ギャップの拡大による性能劣化を抑えることができる液晶素子とすることである。 The present invention has been completed in view of the above problems, and its purpose is to effectively suppress the gap between the substrates of a pair of substrates from expanding due to the expansion of liquid crystal due to a temperature rise or the like. It is to make it a liquid crystal element that can suppress performance degradation due to the expansion of.
本発明の液晶素子は、枠状のシール部材により囲繞され、前記シール部材を介して貼り合わされた一対の基板からなり、前記シール部材と一対の基板にて形成される液晶領域に液晶が封入された液晶素子であって、前記液晶領域は、前記一対の基板のそれぞれに配置された電極で挟持された有効部を有する有効領域と、前記有効領域と前記シール部材との間に位置する非有効領域とからなり、前記有効領域に前記液晶が膨張したときに液晶が入り込む液晶収容部を配置している構成である。 The liquid crystal element of the present invention comprises a pair of substrates surrounded by a frame-shaped sealing member and bonded together via the sealing member, and the liquid crystal is sealed in a liquid crystal region formed by the sealing member and the pair of substrates. The liquid crystal region, wherein the liquid crystal region is an ineffective region located between the effective region having an effective portion sandwiched between electrodes disposed on each of the pair of substrates and the effective region and the sealing member. The liquid crystal accommodating portion is arranged in which the liquid crystal enters when the liquid crystal expands in the effective area.
本発明の液晶素子は、好ましくは、前記液晶収容部は、前記一対の基板のそれぞれに配置された電極で挟持された有効部以外の位置に配置されている。 In the liquid crystal element according to the aspect of the invention, it is preferable that the liquid crystal container is disposed at a position other than the effective portion sandwiched between electrodes disposed on the pair of substrates.
また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記液晶収容部は、前記液晶の非膨張時には前記液晶が存在しない空洞部である。 In the liquid crystal element of the present invention, it is preferable that the liquid crystal container is a cavity where the liquid crystal is not present when the liquid crystal is not expanded.
また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記一対の基板間に配置される壁部材を有し、前記液晶収容部は前記壁部材の配置密度を他より密にされ、隣接する壁部材間に前記空洞部が形成されている。 In addition, the liquid crystal element of the present invention preferably has a wall member disposed between the pair of substrates, and the liquid crystal container has a denser arrangement density of the wall member than between the other wall members. The cavity is formed.
また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記液晶収容部の基板間隙は前記有効部の基板間隙よりも大きくされ、その間隙差分に前記空洞部が配設される。 In the liquid crystal element of the present invention, it is preferable that the substrate gap of the liquid crystal accommodating portion is larger than the substrate gap of the effective portion, and the cavity portion is disposed in the gap difference.
また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記液晶収容部は前記一対の基板を構成する構成膜を一部除去して基板間隙が大きくされている。 In the liquid crystal element of the present invention, it is preferable that the liquid crystal container has a substrate gap widened by partially removing the constituent films constituting the pair of substrates.
また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記シール部材は、前記一対の基板の端側と前記一対の基板の内側とを交互に行き来するジグザグパターンとされており、前記液晶収容部は、前記ジグザグパターンによって形成されている。 In the liquid crystal element of the present invention, it is preferable that the sealing member has a zigzag pattern that alternately goes back and forth between the end sides of the pair of substrates and the inside of the pair of substrates, It is formed by a zigzag pattern.
本発明の液晶素子は、枠状のシール部材により囲繞され、前記シール部材を介して貼り合わされた一対の基板からなり、前記シール部材と一対の基板にて形成される液晶領域に液晶が封入された液晶素子であって、前記液晶領域は、前記一対の基板のそれぞれに配置された電極で挟持された有効部を有する有効領域と、前記有効領域と前記シール部材との間に位置する非有効領域とからなり、前記有効領域に前記液晶が膨張したときに液晶が入り込む液晶収容部を配置している構成であることから、液晶領域の容積が増大するとともに、液晶領域における液晶に対する一対の基板の面の表面積が増大する。その結果、温度上昇等によって液晶が膨張した際に、一対の基板の間隔(ギャップ)が拡がることを抑えることができる。また、温度上昇等によって液晶が膨張した際に、一対の基板の面に対する液晶の圧力を緩和することができる。従って、ギャップの拡大による性能劣化を抑えることができる。 The liquid crystal element of the present invention comprises a pair of substrates surrounded by a frame-shaped sealing member and bonded together via the sealing member, and the liquid crystal is sealed in a liquid crystal region formed by the sealing member and the pair of substrates. The liquid crystal region, wherein the liquid crystal region is an ineffective region located between the effective region having an effective portion sandwiched between electrodes disposed on each of the pair of substrates and the effective region and the sealing member. And a liquid crystal containing portion into which the liquid crystal enters when the liquid crystal expands in the effective area, so that the volume of the liquid crystal area increases and a pair of substrates for the liquid crystal in the liquid crystal area The surface area of the surface increases. As a result, when the liquid crystal expands due to a temperature rise or the like, it is possible to suppress an increase in the distance (gap) between the pair of substrates. Further, when the liquid crystal expands due to a temperature rise or the like, the pressure of the liquid crystal on the surface of the pair of substrates can be relieved. Accordingly, it is possible to suppress the performance deterioration due to the widening of the gap.
本発明の液晶素子は、前記液晶が膨張したときに前記液晶が入り込む液晶収容部が、有効部である画素部近傍に存在することで、温度上昇等に起因する膨張により一対の基板の面方向に拡がろうとする液晶を、液晶収容部によって効率よく収容して、一対の基板の基板間のギャップの拡大をより抑えることができる。即ち、膨張する液晶を液晶収容部が効率よく収容することによって、液晶を一対の基板の面方向に優先的に膨張させ、液晶の厚み方向への膨張をより抑えることができる。 In the liquid crystal element according to the present invention, the liquid crystal accommodating portion into which the liquid crystal enters when the liquid crystal expands is present in the vicinity of the pixel portion which is an effective portion. The liquid crystal to be spread can be efficiently accommodated by the liquid crystal accommodating portion, and the expansion of the gap between the pair of substrates can be further suppressed. That is, when the liquid crystal container efficiently stores the expanding liquid crystal, the liquid crystal is preferentially expanded in the plane direction of the pair of substrates, and the expansion of the liquid crystal in the thickness direction can be further suppressed.
本発明の液晶素子は、前記液晶収容部は、前記液晶の非膨張時には前記液晶が存在しない空洞部(空気部あるいは真空部)である場合、温度上昇等に起因する膨張により一対の基板の面方向に拡がろうとする液晶を、液晶収容部によって効率良く収容して、一対の基板の基板間のギャップの拡大をより効果的に抑えることができる。即ち、膨張する液晶を液晶収容部が収容することによって、液晶を一対の基板の面方向に優先的に膨張させ、液晶の厚み方向への膨張をより効果的に抑えることができる。なお、前記有効部は、表示画素部であってもよいし、センサー部であってもよい。 In the liquid crystal element according to the present invention, when the liquid crystal container is a cavity (air part or vacuum part) where the liquid crystal is not present when the liquid crystal is not expanded, the surfaces of the pair of substrates are expanded by expansion due to temperature rise or the like. The liquid crystal to be expanded in the direction can be efficiently accommodated by the liquid crystal accommodating portion, and the expansion of the gap between the pair of substrates can be more effectively suppressed. That is, when the liquid crystal container accommodates the expanding liquid crystal, the liquid crystal can be preferentially expanded in the surface direction of the pair of substrates, and the expansion of the liquid crystal in the thickness direction can be more effectively suppressed. The effective portion may be a display pixel portion or a sensor portion.
また本発明の液晶素子は、前記液晶収容部が、液晶が存在する領域にある表示領域等の有効領域(アクティブエリア)であって、表示画素部等の有効部以外の位置にあることより、有効部のギャップ上昇を確実に抑制することができると共に、有効部では画像表示やセンサー感知を確実に行うことができる。 Further, in the liquid crystal element of the present invention, the liquid crystal container is an effective area (active area) such as a display area in the area where the liquid crystal exists, and is located at a position other than the effective part such as the display pixel part, An increase in the gap of the effective portion can be reliably suppressed, and image display and sensor sensing can be reliably performed in the effective portion.
また本発明の液晶素子は、前記一対の基板間に配置される壁部材を有し、前記液晶収容部は前記壁部材の配置密度を他より密に形成することで、空洞部を容易に形成することができる。空洞部を形成した後、壁部材が障壁となり空洞部の移動が抑えられ、画像表示、センサー感知能力を維持することができる。 In addition, the liquid crystal element of the present invention includes a wall member disposed between the pair of substrates, and the liquid crystal container easily forms a cavity portion by forming the arrangement density of the wall member more densely than others. can do. After the cavity is formed, the wall member becomes a barrier, and the movement of the cavity is suppressed, and the image display and sensor sensing ability can be maintained.
前記液晶収容部の基板間隙は前記有効部の基板間隙よりも大きくすることによって、空隙部の空気あるいは真空部の移動をその段差部で規制し、空洞部の移動を抑制することができる。 By making the substrate gap of the liquid crystal accommodating part larger than the substrate gap of the effective part, the movement of the air or the vacuum part in the gap part is restricted by the step part, and the movement of the cavity part can be suppressed.
また本発明の液晶素子は、前記シール部材は、前記一対の基板の端側と前記一対の基板の内側とを交互に行き来するジグザグパターンとされており、前記液晶収容部をジグザグパターン部位にも形成することができる。前記ジグザグパターンによって液晶収容部が形成されている場合、シール部材がジグザグパターンとされていることから、一対の基板を固定する固定力が向上する。その結果、上記の液晶収容部による効果と併せて、温度上昇等による液晶の膨張によって一対の基板の基板間のギャップが拡がることを極めて効果的に抑えることができる。 Further, in the liquid crystal element of the present invention, the sealing member has a zigzag pattern that alternately goes back and forth between the end sides of the pair of substrates and the inside of the pair of substrates, and the liquid crystal container is also disposed in the zigzag pattern portion. Can be formed. In the case where the liquid crystal container is formed by the zigzag pattern, since the sealing member is a zigzag pattern, the fixing force for fixing the pair of substrates is improved. As a result, it is possible to extremely effectively suppress the gap between the pair of substrates from being expanded due to the expansion of the liquid crystal due to a temperature rise or the like, in addition to the effect of the liquid crystal housing portion.
以下、本発明の液晶素子の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の液晶素子の実施の形態における構成部材のうち、本発明の液晶素子を説明するための主要部を示している。従って、本発明に係る液晶素子は、図に示されていないFPC等の回路基板、配線導体、制御IC,LSI等の周知の構成部材を備えていてもよい。なお、本発明の液晶素子を示す図1〜図7において、従来のLCDを示す図8と同様の部位、部材については同じ符号を付しており、それらの詳細な説明は省く。 Hereinafter, embodiments of the liquid crystal element of the present invention will be described with reference to the drawings. However, each drawing referred to below shows a main part for explaining the liquid crystal element of the present invention among the constituent members in the embodiment of the liquid crystal element of the present invention. Therefore, the liquid crystal element according to the present invention may include a well-known constituent member such as a circuit board such as an FPC, a wiring conductor, a control IC, and an LSI not shown in the drawing. 1 to 7 showing the liquid crystal element of the present invention, the same parts and members as those in FIG. 8 showing the conventional LCD are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図1〜図7は、本発明の液晶素子について実施の形態の種々の例を示すものである。図1に示すように、本発明の液晶素子は、互いに対向し、液晶35を挟持する一対の基板30と、一対の基板30の間において、液晶35を囲んで配置されるシール部材40と、を有する液晶素子であって、シール部材40によって囲まれている液晶領域に、有効領域5とシール部材40との間に配置される非有効領域6とを含んでいる。図1のB部を拡大した図1(b)に示すように、有効領域5に液晶収容部50を含んでいる。液晶収容部50は、液晶が環境温度の上昇によって膨張したときに液晶が入り込むことができる。この構成により、液晶の容積が増大するとともに、液晶領域における液晶35に対する一対の基板30の面の表面積が増大する。その結果、温度上昇等によって液晶35が膨張した際に、一対の基板30の間隔(ギャップ)が拡がることを抑えることができる。また、温度上昇等によって液晶35が膨張した際に、一対の基板30の面に対する液晶35の圧力を緩和することができる。従って、ギャップの拡大による性能劣化を抑えることができる。 1 to 7 show various examples of embodiments of the liquid crystal element of the present invention. As shown in FIG. 1, the liquid crystal element of the present invention includes a pair of substrates 30 that face each other and sandwich the liquid crystal 35, and a seal member 40 that is disposed between the pair of substrates 30 so as to surround the liquid crystal 35, In the liquid crystal element having the above, the liquid crystal region surrounded by the seal member 40 includes the effective region 5 and the ineffective region 6 disposed between the seal member 40. As shown in FIG. 1B in which the portion B of FIG. 1 is enlarged, the liquid crystal accommodating portion 50 is included in the effective area 5. The liquid crystal container 50 can receive liquid crystal when the liquid crystal expands due to an increase in environmental temperature. With this configuration, the volume of the liquid crystal increases and the surface area of the surface of the pair of substrates 30 with respect to the liquid crystal 35 in the liquid crystal region increases. As a result, when the liquid crystal 35 expands due to a temperature rise or the like, it is possible to suppress the interval (gap) between the pair of substrates 30 from expanding. In addition, when the liquid crystal 35 expands due to a temperature rise or the like, the pressure of the liquid crystal 35 on the surfaces of the pair of substrates 30 can be relaxed. Accordingly, it is possible to suppress the performance deterioration due to the widening of the gap.
なお、一対の基板30を構成するアレイ側基板31とカラーフィルタ側基板36は、それぞれ第1の基板31と第2の基板36とすることができ、必ずしも第1の基板31に多数の画素部34がある必要はなく、必ずしも第2の基板36にカラーフィルタ等がある必要はない。例えば、液晶素子が液晶シャッタ等である場合、一対の基板30を構成する第1の基板31と第2の基板36のそれぞれの主面に、一つまたは複数の広面積の電極層が配置されている構成であっても良い。 Note that the array side substrate 31 and the color filter side substrate 36 constituting the pair of substrates 30 can be the first substrate 31 and the second substrate 36, respectively. 34 is not necessarily required, and the second substrate 36 is not necessarily provided with a color filter or the like. For example, when the liquid crystal element is a liquid crystal shutter or the like, one or a plurality of large-area electrode layers are disposed on the main surfaces of the first substrate 31 and the second substrate 36 constituting the pair of substrates 30. It may be a configuration.
シール部材40の厚みは、一対の基板30の基板間ギャップにほぼ相当し、1μm〜5μm程度である。またシール部材40の幅は、0.3mm〜2mm程度である。 The thickness of the seal member 40 substantially corresponds to the inter-substrate gap of the pair of substrates 30 and is about 1 μm to 5 μm. The width of the seal member 40 is about 0.3 mm to 2 mm.
液晶35の膨張は、温度上昇によって液晶35が体積膨張する場合、一対の基板30の外側主面が外部の器具、人の指等によって押圧された際に一対の基板30の主面の面方向に平行な方向に液晶35が膨張する場合、飛行機等の上空(気圧の低い所)を飛行あるいは上空に滞空する航空機の機内または機外において使用する場合等に生じるものである。 When the liquid crystal 35 expands in volume due to a temperature rise, the liquid crystal 35 expands when the outer main surfaces of the pair of substrates 30 are pressed by an external instrument, a person's finger, or the like. When the liquid crystal 35 expands in a direction parallel to the plane, it occurs when the airplane (such as a place where the atmospheric pressure is low) is used in flight or when it is used in or out of an aircraft that stays in the sky.
本発明の液晶素子は、液晶35が膨張したときに液晶35が入り込む液晶収容部50を有効領域5に配設させ、さらに有効部の近傍に存在させることができるため、温度上昇等に起因する膨張により一対の基板30の面方向に拡がろうとする液晶35を、液晶収容部50によって収容して、一対の基板30の基板間のギャップの拡大をより抑えることができる。特に、画像表示やセンシングに影響のある有効部のギャップ上昇を効果的に抑制することができる。言い換えると、膨張する液晶35を液晶収容部50が収容することによって、液晶35を一対の基板30の面方向に優先的に膨張させ、液晶35の厚み方向への膨張をより抑えることができる。 In the liquid crystal element of the present invention, the liquid crystal container 50 into which the liquid crystal 35 enters when the liquid crystal 35 expands can be disposed in the effective region 5 and can be present in the vicinity of the effective portion. The liquid crystal 35 that is to expand in the surface direction of the pair of substrates 30 due to the expansion can be accommodated by the liquid crystal accommodating unit 50, and the increase in the gap between the pair of substrates 30 can be further suppressed. In particular, it is possible to effectively suppress an increase in the gap of the effective portion that affects image display and sensing. In other words, when the liquid crystal container 50 accommodates the expanding liquid crystal 35, the liquid crystal 35 can be preferentially expanded in the surface direction of the pair of substrates 30, and the expansion of the liquid crystal 35 in the thickness direction can be further suppressed.
液晶収容部50は、表示領域である有効領域5に配置されているが、シール部材40の近傍にも配置することで更なる効果を得ることができる。液晶素子が複数の辺部を有している場合であれば、液晶収容部50は、有効領域に配置する他、複数の辺部のうちの1つの辺部に配置していても良く、複数の辺部のうち辺部の総数未満の数の辺部に配置していても良い。また液晶収容部50は、有効領域5に複数配置することが好ましい。配置位置としては、画素部等の有効部以外であれば、特に指定は無く、規則正しく配置しても良いし、ランダムに配置しても良い。 The liquid crystal container 50 is arranged in the effective area 5 that is a display area, but further effects can be obtained by arranging it in the vicinity of the seal member 40. If the liquid crystal element has a plurality of sides, the liquid crystal container 50 may be arranged on one side of the plurality of sides in addition to the arrangement in the effective area. You may arrange | position to the side part of the number less than the total number of side parts among these side parts. In addition, it is preferable that a plurality of liquid crystal accommodating portions 50 are arranged in the effective area 5. The arrangement position is not particularly specified as long as it is other than an effective part such as a pixel part, and may be arranged regularly or randomly.
液晶収容部をシール部材40の近傍に配置しても良いのは、以下の理由による。一対の基板30の固定力が、大きな幅の額縁部g1(図5(a)に示す)と比較して弱い、小さな幅の額縁部g2(図5(a)に示す)に対応する辺部に、液晶収容部を配置すると、液晶収容部に対する液晶35の出入りによる歪が大きくなり、却って液晶素子の性能劣化が大きくなるおそれがあるからである。従って、液晶収容部は、例えば、複数の辺部のうち、大きな幅の額縁部g1に対応する辺部に配置させることで更なる効果が得られる。 The liquid crystal container may be disposed in the vicinity of the seal member 40 for the following reason. The side portion corresponding to the frame portion g2 (shown in FIG. 5 (a)) having a small width, the fixing force of the pair of substrates 30 being weak compared to the frame portion g1 (shown in FIG. 5 (a)) having a large width. In addition, when the liquid crystal container is disposed, the distortion due to the liquid crystal 35 entering and exiting the liquid crystal container increases, and the performance of the liquid crystal element may be deteriorated. Accordingly, for example, the liquid crystal container can be further arranged by arranging it on the side corresponding to the frame portion g1 having a large width among the plurality of sides.
液晶収容部50は、液晶35の非膨張時には液晶35が存在しない空洞部であることが好ましい。この場合、温度上昇等に起因する膨張により一対の基板30の面方向に拡がろうとする液晶35を、効率良く収容して、一対の基板30の基板間のギャップの拡大をより効果的に抑えることができる。即ち、膨張する液晶35を液晶収容部50が収容することによって、液晶35を一対の基板30の面方向に優先的に膨張させ、液晶35の厚み方向への膨張をより効果的に抑えることができる。液晶収容部50は、空洞部に限らず、液晶35を収容可能な多数の空孔を有する多孔質体等から成るものであっても良い。多孔質体としては、ポリウレタンフォーム、シリカゲル、スポンジ等が採用できる。なお、液晶35の非膨張時とは、例えば、温度上昇による膨張である場合であれば、液晶35の温度が常温(15℃〜25℃程度)以下の温度であるときである。 The liquid crystal container 50 is preferably a cavity where the liquid crystal 35 does not exist when the liquid crystal 35 is not expanded. In this case, the liquid crystal 35 that is to expand in the surface direction of the pair of substrates 30 due to expansion due to temperature rise or the like is efficiently accommodated, and the expansion of the gap between the substrates of the pair of substrates 30 is more effectively suppressed. be able to. That is, when the liquid crystal container 50 accommodates the expanding liquid crystal 35, the liquid crystal 35 is preferentially expanded in the surface direction of the pair of substrates 30, and the expansion of the liquid crystal 35 in the thickness direction can be more effectively suppressed. it can. The liquid crystal container 50 is not limited to the hollow part, and may be formed of a porous body having a large number of holes that can accommodate the liquid crystal 35. As the porous body, polyurethane foam, silica gel, sponge and the like can be employed. In addition, the time of non-expansion of the liquid crystal 35 is a time when the temperature of the liquid crystal 35 is a temperature equal to or lower than normal temperature (about 15 ° C. to 25 ° C.), for example, in the case of expansion due to temperature rise.
また液晶収容部50は、大気圧よりも低気圧の空気等の気体を含むことが良い。一般に、一対の基板30の基板間に液晶35を封入する工程は、真空装置内で実施されることから、液晶収容部50には大気圧よりも低気圧の空気等の気体が含まれることとなる。この場合、液晶35が膨張したときに、内部空間が大気圧よりも低気圧とされた液晶収容部50に液晶35が収容されやすくなる。また、液晶収容部50に含まれる気体は、空気に限らず、ヘリウム、窒素、アルゴン等の不活性ガスであっても良い。 The liquid crystal container 50 preferably includes a gas such as air having a pressure lower than the atmospheric pressure. In general, since the step of enclosing the liquid crystal 35 between the pair of substrates 30 is performed in a vacuum apparatus, the liquid crystal container 50 contains a gas such as air having a pressure lower than the atmospheric pressure. Become. In this case, when the liquid crystal 35 expands, the liquid crystal 35 is easily accommodated in the liquid crystal accommodating portion 50 in which the internal space is set to a pressure lower than the atmospheric pressure. Further, the gas contained in the liquid crystal container 50 is not limited to air but may be an inert gas such as helium, nitrogen, or argon.
また液晶収容部50は、一対の基板30の基板間に液晶35を封入する工程において液晶35の量を調整する手段等によって、形成することができる。 The liquid crystal container 50 can be formed by means for adjusting the amount of the liquid crystal 35 in the step of sealing the liquid crystal 35 between the pair of substrates 30.
また液晶収容部50は、図1に示すように、有効領域5であって、画素部である有効部の近傍に配置することが好ましい。この場合、液晶収容部50が、実質的にギャップ変動を起こしてもらいたくない有効部の液晶35を効率的に収容してくれる。その結果、表示性能等の性能の劣化をより抑えることができる。また図1には液晶収容部50が一つしか記載されていないが、複数形成されている。 Further, as shown in FIG. 1, the liquid crystal container 50 is preferably arranged in the effective region 5 and in the vicinity of the effective portion which is a pixel portion. In this case, the liquid crystal storage unit 50 efficiently stores the effective portion of the liquid crystal 35 that is not desired to cause a gap fluctuation. As a result, deterioration in performance such as display performance can be further suppressed. Further, FIG. 1 shows only one liquid crystal container 50, but a plurality of liquid crystal containers 50 are formed.
液晶素子の形状は、矩形状に限らず、三角形、菱形、平行四辺形、台形、五角形以上の多角形、これらの形状において曲線状の辺部を含む形状、円形、楕円形、長円形(トラック状の形状)等の種々の形状とし得る。液晶素子が円形、楕円形等の曲線のみから成る形状である場合、中央部が有効領域に当たり、有効領域に効果的に液晶収容部50を分散配置すれば良い。 The shape of the liquid crystal element is not limited to a rectangular shape, but a triangle, a rhombus, a parallelogram, a trapezoid, a polygon more than a pentagon, a shape including a curved side in these shapes, a circle, an ellipse, an oval (track) Various shapes, such as a shape). When the liquid crystal element has a shape composed of only a curve such as a circle or an ellipse, the central portion corresponds to the effective region, and the liquid crystal accommodating portions 50 may be effectively dispersedly arranged in the effective region.
また本発明の液晶素子は、図1に示すように、一対の基板30のうち少なくとも一方の基板の構成が一部除去された間隔拡大部位を有するようにされ、液晶収容部50の基板間隙(ギャップ)は、画素部の基板間隙よりも大きく形成されていることが好ましい。この場合、間隔拡大部位で空気あるいは真空部が容易に形成される。また、段差部を障壁として空気あるいは真空部が移動しにくくなり、有効部近傍に液晶収容部を効果的に配置することができる。即ち、間隔拡大部位は、空気あるいは真空部を捕捉する捕捉部位(トラップ部位)として機能する。また、図1(c)に示すように、液晶収容部50は間隔拡大部位を少なくとも一部含む構成とし、間隔拡大部位は有効部である画素部の近傍に配置される。 Further, as shown in FIG. 1, the liquid crystal element of the present invention is configured to have a space enlargement portion in which at least one of the pair of substrates 30 is partially removed, and the substrate gap ( The gap is preferably formed larger than the substrate gap of the pixel portion. In this case, air or a vacuum part is easily formed at the interval widening portion. In addition, the air or the vacuum part becomes difficult to move using the step part as a barrier, and the liquid crystal container can be effectively arranged in the vicinity of the effective part. That is, the interval widening portion functions as a trapping portion (trap portion) that traps air or a vacuum part. Further, as shown in FIG. 1C, the liquid crystal container 50 is configured to include at least a part of the interval enlargement portion, and the interval enlargement portion is disposed in the vicinity of the pixel portion which is an effective portion.
一対の基板30のうち少なくとも一方の基板は、可撓性を有する基板であっても良い。厚みが0.5mm程度と薄いガラス基板、あるいはプラスチック基板等が採用し得る。基板に可撓性を持たせることで、間隔拡大部位がさらに形成しやすくなる。また、間隔拡大部位を有する液晶収容部50は、有効部である電極部34の基板間隙と液晶収容部50の基板間隙との差は20nm〜2μmとすることが好ましい。より好ましくは0.5μm以上の間隙差とされる。間隙差が大きいほど液晶収容部50の空気あるいは真空部を容易に形成することができる。また、間隙差部位(以下、段差部ともいう)において、空気あるいは真空部を捕捉することが容易となる。 At least one of the pair of substrates 30 may be a flexible substrate. A thin glass substrate or a plastic substrate having a thickness of about 0.5 mm can be employed. By providing flexibility to the substrate, it becomes easier to form a region where the interval is enlarged. Further, in the liquid crystal accommodating part 50 having the interval increasing portion, the difference between the substrate gap of the electrode part 34 which is an effective part and the substrate gap of the liquid crystal accommodating part 50 is preferably 20 nm to 2 μm. More preferably, the gap difference is 0.5 μm or more. The larger the gap difference is, the easier it is to form the air or vacuum part of the liquid crystal container 50. In addition, air or a vacuum part can be easily captured at a gap difference part (hereinafter also referred to as a step part).
また本発明の液晶素子は、図3に示すように、間隔拡大部位は、液晶収容部50において、一対の基板30の少なくとも一方の基板の液晶35側に形成することが好ましい。この場合、間隔拡大部位はアレイ側基板31に形成しても良いし、カラーフィルタ側基板36に形成しても良い。2つの基板両方に形成しても良い。両方の基板に形成することで、基板間隙差を大きくすることが容易となり、空気あるいは真空部を捕捉する捕捉部位(トラップ部位)として機能し易くなる。 Further, in the liquid crystal element of the present invention, as shown in FIG. 3, it is preferable to form the interval enlarged portion on the liquid crystal 35 side of at least one of the pair of substrates 30 in the liquid crystal container 50. In this case, the interval enlarged portion may be formed on the array side substrate 31 or the color filter side substrate 36. It may be formed on both of the two substrates. By forming on both the substrates, it becomes easy to increase the substrate gap difference, and it becomes easy to function as a trapping part (trap part) for trapping air or a vacuum part.
図3(a)は、液晶収容部50におけるアレイ側基板31の液晶35側の主面に、間隔拡大部位を設けた構成である。この間隔拡大部位は、層間絶縁膜20の一部を除去して形成されている。図3(b)は、液晶収容部50におけるカラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面に、間隔拡大部位を設けた構成である。この間隔拡大部位は、共通電極39の上層にある有機配向膜の一部を除去して形成されている。図3(c)は、液晶収容部50におけるアレイ側基板31の液晶35側の主面に間隔拡大部位が配置されているとともに、液晶収容部50におけるカラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面に間隔拡大部位が配置されている構成である。この構成の場合、間隔拡大部位の容積が大きくなるために、間隔拡大部位によって空気あるいは真空部を捕捉する捕捉効果(トラップ効果)が向上する。なお、本実施の形態では、アレイ側基板の層間絶縁膜、カラーフィルタ側基板の有機配向膜を一部除去して間隔拡大部位を作ったが、これに限らず、平坦化層、絶縁膜、カラーフィルタ層を一部除去して形成しても良い。 FIG. 3A shows a configuration in which an interval increasing portion is provided on the main surface of the array side substrate 31 on the liquid crystal 35 side in the liquid crystal container 50. The space enlargement portion is formed by removing a part of the interlayer insulating film 20. FIG. 3B shows a configuration in which an interval increasing portion is provided on the main surface of the color filter side substrate 36 on the liquid crystal 35 side in the liquid crystal container 50. This space expansion portion is formed by removing a part of the organic alignment film on the upper layer of the common electrode 39. FIG. 3C shows an enlarged space portion disposed on the main surface of the liquid crystal container 50 on the liquid crystal 35 side of the array side substrate 31 and the main part on the liquid crystal 35 side of the color filter side substrate 36 in the liquid crystal container 50. It is the structure by which the space | interval expansion part is arrange | positioned on the surface. In the case of this configuration, since the volume of the interval enlargement portion is increased, the trapping effect (trap effect) for trapping air or the vacuum portion by the interval enlargement portion is improved. In this embodiment, the interlayer insulating film on the array side substrate and the organic alignment film on the color filter side substrate are partly removed to create a space enlargement portion, but not limited to this, a planarization layer, an insulating film, A part of the color filter layer may be removed.
図4(a)は、液晶収容部50におけるアレイ側基板31の液晶35側の主面に間隔拡大部位を設けると共に、壁部材10の密集部位を設けている構成である。この場合、液晶収容部50にある空気あるいは真空部が液晶35側へ移動することを壁部材10によって抑えることができ、間隔拡大部位によって空気あるいは真空部を捕捉する捕捉効果がより向上する。 FIG. 4A shows a configuration in which an interval increasing portion is provided on the main surface of the array side substrate 31 on the liquid crystal 35 side in the liquid crystal accommodating portion 50 and a dense portion of the wall member 10 is provided. In this case, the wall member 10 can prevent the air or the vacuum part in the liquid crystal container 50 from moving to the liquid crystal 35 side, and the trapping effect of capturing the air or the vacuum part by the space expansion portion is further improved.
図4(b)は、液晶収容部50におけるアレイ側基板31の液晶35側の主面に間隔拡大部位が層間絶縁膜によって形成されているとともに、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面に間隔拡大部位が有機配向膜21によって形成されている。さらに、壁部材の10の密集部位も液晶収容部50に形成されているため、液晶収容部50にある空気あるいは真空部が液晶35側へ移動することを密集部位の壁部材51によってさらに抑えることができ、間隔拡大部位によって空気あるいは真空部を捕捉する捕捉効果がさらに向上する。 FIG. 4B shows a main surface on the liquid crystal 35 side of the color filter side substrate 36, in which an enlarged portion of the interval is formed on the main surface on the liquid crystal 35 side of the array side substrate 31 in the liquid crystal container 50. In addition, the interval enlargement portion is formed by the organic alignment film 21. Further, since the ten dense portions of the wall member are also formed in the liquid crystal accommodating portion 50, the wall member 51 of the dense portion further suppresses the movement of the air or vacuum portion in the liquid crystal accommodating portion 50 toward the liquid crystal 35 side. The trapping effect of trapping air or a vacuum part can be further improved by the interval widening portion.
また本発明の液晶素子は、図2に示すように、非膨張時の液晶35における液晶収容部50として、壁部材10を密集させ、その密集部位に空気あるいは真空部を配置させている。壁部材10は液晶素子の全域に形成されているが、本実施の形態では、液晶収容部50における壁部材10の配置密度がその他の部位よりも密に配置されている。このように壁部材10の密集部位を形成することで、空気あるいは真空部を発生させやすくしていると共に、発生した空気あるいは真空部を移動させにくくしている。そのため、画素部34に発生しようとする液晶の膨張、ギャップ変動を液晶収容部で収容しやすくしている。また、表示性能等の性能の劣化をより抑えることができる。 In the liquid crystal element of the present invention, as shown in FIG. 2, the wall member 10 is densely arranged as the liquid crystal accommodating part 50 in the liquid crystal 35 when not expanded, and air or a vacuum part is arranged at the dense part. The wall member 10 is formed over the entire area of the liquid crystal element, but in the present embodiment, the arrangement density of the wall members 10 in the liquid crystal container 50 is arranged more densely than the other parts. By forming the dense portion of the wall member 10 in this way, it is easy to generate air or a vacuum part, and it is difficult to move the generated air or vacuum part. For this reason, the liquid crystal accommodating portion easily accommodates the expansion and gap fluctuation of the liquid crystal to be generated in the pixel portion 34. In addition, deterioration in performance such as display performance can be further suppressed.
複数の壁部材10は、2列以上あっても良い、列数が多くなると液晶35の移動を阻害しやすくなり、トラップ効果が高くなる。また複数の壁部材は、ランダムに配置されても良いし、整列されて配置されても良い。また、液晶収容部50は電極部である有効部34の近傍に配置されることが好ましいが、有効部34と液晶収容部50とが一対一の関係に配置されなくても良い。有効部34の数を10とした場合、液晶収容部50の数は1とする関係であっても良い。液晶収容部50の数が有効部34の数よりも少ない場合、液晶収容部50は有効領域5の全域に均等に配置されることが好ましい。 The plurality of wall members 10 may have two or more rows. When the number of rows increases, the movement of the liquid crystal 35 is easily inhibited, and the trapping effect is enhanced. Further, the plurality of wall members may be arranged randomly or arranged in an aligned manner. The liquid crystal container 50 is preferably arranged in the vicinity of the effective part 34 that is an electrode part, but the effective part 34 and the liquid crystal container 50 may not be arranged in a one-to-one relationship. When the number of effective portions 34 is 10, the number of liquid crystal accommodating portions 50 may be 1. When the number of the liquid crystal accommodating parts 50 is smaller than the number of the effective parts 34, it is preferable that the liquid crystal accommodating parts 50 are arranged uniformly over the entire effective area 5.
図2(c)に示すように、壁部材10は、有効部34には配置していない。有効部34を避けて壁部材10を配置することによって、液晶表示、センサーの検知に影響を与えにくい。そして、壁部材10の密集部を形成する。この密集部位が液晶収容部50の機能を有するようになる。なお、壁部材10はアクリル樹脂、エポキシ樹脂とすることが好ましく、感光性樹脂であることが好ましい。 As shown in FIG. 2C, the wall member 10 is not disposed on the effective portion 34. By disposing the wall member 10 while avoiding the effective portion 34, it is difficult to affect the liquid crystal display and sensor detection. And the dense part of the wall member 10 is formed. This dense part comes to have the function of the liquid crystal container 50. The wall member 10 is preferably an acrylic resin or an epoxy resin, and is preferably a photosensitive resin.
図4(a)に示す構成は、密集した壁部材10を有効部34の近傍に配置し、さらにアレイ側基板31の構成材料である層間絶縁膜20の一部を除去して液晶収容部50とした液晶素子である。この実施の形態の液晶収容部50では、有効部34の基板間間隙よりも大きくされているとともに、壁部材10が他の部位よりも密に配置されているので、空気あるいは真空部がより発生しやすくなっている。また、発生した空気あるいは真空部が壁部材10の障壁によって、有効部34に移動することも難しくなっている。液晶収容部50はなるべく有効部34の近傍に配置することが好ましい。本実施の形態であれば、移動しにくい空気あるいは真空部を有効部34の近傍に配置できるので、有効部34の液晶が縦方向に膨張しようとする力を近傍にある液晶収容部50で吸収することができる。言い換えると、膨張する液晶35を液晶収容部50が効率よく収容することによって、液晶35を一対の基板30の面方向に優先的に膨張させ、液晶35の厚み方向への膨張を抑える効果が向上する。 In the configuration shown in FIG. 4A, the dense wall members 10 are arranged in the vicinity of the effective portion 34, and a part of the interlayer insulating film 20 that is a constituent material of the array side substrate 31 is further removed to remove the liquid crystal containing portion 50. This is a liquid crystal element. In the liquid crystal container 50 according to this embodiment, the gap between the effective portions 34 is larger than that between the substrates, and the wall member 10 is arranged more densely than other portions, so that more air or vacuum is generated. It is easy to do. Further, it is difficult for the generated air or vacuum part to move to the effective part 34 due to the barrier of the wall member 10. The liquid crystal container 50 is preferably arranged as close to the effective part 34 as possible. In the present embodiment, air or a vacuum portion that is difficult to move can be disposed in the vicinity of the effective portion 34, and therefore the liquid crystal accommodating portion 50 in the vicinity absorbs the force that the liquid crystal in the effective portion 34 tends to expand in the vertical direction. can do. In other words, when the liquid crystal container 50 efficiently accommodates the expanding liquid crystal 35, the liquid crystal 35 is preferentially expanded in the surface direction of the pair of substrates 30, and the effect of suppressing the expansion of the liquid crystal 35 in the thickness direction is improved. To do.
また図4(b)に示すように、液晶収容部50は、アレイ側基板31の層間絶縁膜20を一部除去し、カラーフィルタ側基板36の有機配向膜21を一部除去して形成される間隔拡大部位を形成し、そこに密集した壁部材10を配置している。この場合、図4(a)に示す液晶収容部50と比較して、液晶収容部の体積がより大きくなる。その結果、膨張する液晶35を液晶収容部50が収容することによって、液晶35を一対の基板30の面方向に優先的に膨張させ、液晶35の厚み方向への膨張を抑える効果がより向上する。 4B, the liquid crystal container 50 is formed by partially removing the interlayer insulating film 20 of the array side substrate 31 and partially removing the organic alignment film 21 of the color filter side substrate 36. The space | interval enlargement site | part which forms and the dense wall member 10 is arrange | positioned there. In this case, the volume of the liquid crystal container is larger than that of the liquid crystal container 50 shown in FIG. As a result, the liquid crystal container 50 accommodates the expanding liquid crystal 35, whereby the liquid crystal 35 is preferentially expanded in the plane direction of the pair of substrates 30, and the effect of suppressing the expansion of the liquid crystal 35 in the thickness direction is further improved. .
また本発明の液晶素子は、図5に示すように、シール部材40は、一対の基板30の端30a側と一対の基板30の内側とを交互に行き来するジグザグパターン40gとされており、液晶収容可能部65は、ジグザグパターン40gによって形成されていることが好ましい。即ち、液晶収容可能部65は、液晶35の側から基板36の端30atの側に向かって突出する凸状パターン部40gtの内側に存在する。この場合、シール部材40がジグザグパターン40gとされていることから、一対の基板30を固定する固定力が向上する。その結果、上記の液晶収容可能部65による、液晶35の厚み方向への膨張を抑える効果と併せて、温度上昇等による液晶35の膨張によって一対の基板30の基板間のギャップが拡がることを極めて効果的に抑えることができる。 Further, in the liquid crystal element of the present invention, as shown in FIG. 5, the sealing member 40 has a zigzag pattern 40 g that alternately moves between the end 30 a side of the pair of substrates 30 and the inside of the pair of substrates 30. The accommodable portion 65 is preferably formed by a zigzag pattern 40g. That is, the liquid crystal accommodating portion 65 exists inside the convex pattern portion 40gt that protrudes from the liquid crystal 35 side toward the end 30at side of the substrate 36. In this case, since the sealing member 40 is the zigzag pattern 40g, the fixing force for fixing the pair of substrates 30 is improved. As a result, in addition to the effect of suppressing the expansion of the liquid crystal 35 in the thickness direction by the liquid crystal accommodating portion 65, the expansion of the liquid crystal 35 due to a temperature rise or the like greatly increases the gap between the pair of substrates 30. It can be effectively suppressed.
図5(a)に示すように、液晶素子は矩形状であり、4つの辺部ののうち一つの辺部にジグザグパターン40gのシール部材40が形成されている。また、ジグザグパターン40gは小さな幅の額縁部g2ではなく大きな幅の額縁部g1に配置されていることが良い。この場合、ジグザグパターン40gのシール部材40の配置が容易であるとともに、一対の基板30を固定するための大きな固定力を得ることが容易である。なお、小さな幅の額縁部g2には、直線状パターン40sのシール部材40が配置されている。直線状パターン40sのシール部材40は、例えば、狭額縁化のために小さな幅の額縁部g2を設ける場合に配置することができる。ジグザグパターン40gのシール部材40の内側に、空気あるいは真空部が生じやすくなり、液晶収容部としても機能することができる。 As shown in FIG. 5A, the liquid crystal element has a rectangular shape, and a seal member 40 having a zigzag pattern 40g is formed on one of the four sides. Further, the zigzag pattern 40g is preferably arranged not on the frame portion g2 having a small width but on the frame portion g1 having a large width. In this case, it is easy to dispose the sealing member 40 of the zigzag pattern 40g, and it is easy to obtain a large fixing force for fixing the pair of substrates 30. In addition, the seal member 40 of the linear pattern 40s is arrange | positioned at the frame part g2 of a small width. The sealing member 40 of the linear pattern 40s can be disposed, for example, when a frame portion g2 having a small width is provided for narrowing the frame. Air or a vacuum part is easily generated inside the seal member 40 of the zigzag pattern 40g, and can also function as a liquid crystal container.
図5(b)に示すように、ジグザグパターン40gの凸状パターン部40gtは、平面視したときの一対の基板30の辺部30aに直交する方向の長さL1が、辺部30aに平行な方向の長さL2よりも長いことが好ましい。この場合、液晶収容部として機能する体積がより大きいものとなり、また一対の基板30を固定する固定力がより向上する。その結果、温度上昇等による液晶35の膨張によって一対の基板30の基板間のギャップが拡がることをより効果的に抑えることができる。L1とL2との比L1/L2は、1.5倍〜10倍程度が良く、より好ましくは2倍〜5倍程度が良い。例えば、L1は3mm〜30mm程度であり、L2は2mm〜6mm程度である。なお、凸状パターン部40gtの液晶35側の基部にはベースライン部40gbがあり、凸状パターン部40gtはベースライン部40gbから一対の基板30の端30at側へ突出する形状である。 As shown in FIG. 5B, the convex pattern portion 40gt of the zigzag pattern 40g has a length L1 in a direction perpendicular to the side portions 30a of the pair of substrates 30 when viewed in plan, and is parallel to the side portions 30a. It is preferably longer than the length L2 in the direction. In this case, the volume functioning as the liquid crystal container is larger, and the fixing force for fixing the pair of substrates 30 is further improved. As a result, expansion of the gap between the pair of substrates 30 due to expansion of the liquid crystal 35 due to temperature rise or the like can be more effectively suppressed. The ratio L1 / L2 between L1 and L2 is preferably about 1.5 to 10 times, more preferably about 2 to 5 times. For example, L1 is about 3 mm to 30 mm, and L2 is about 2 mm to 6 mm. The base part on the liquid crystal 35 side of the convex pattern part 40gt has a base line part 40gb, and the convex pattern part 40gt has a shape protruding from the base line part 40gb to the end 30at side of the pair of substrates 30.
また本発明の液晶素子は、図6に示すように、ジグザグパターン40gは、複数種類の凸状パターン部を有しており、複数種類の凸状パターン部は、種類によって一対の基板30の辺に平行な方向の長さが異なっていることが好ましい。この場合、液晶収容部として機能する体積をさらに大きいものとすることができる。図6は、図5の構成において、ジグザグパターン40gの中央部に、辺部30aに平行な方向の長さが他の部位よりも長い凸状パターン部40g1がある構成を示す。ジグザグパターン40gの中央部は、正方形状、長方形状の一対の基板30の中心に最も近い部位となり得る部位であり、膨張する液晶35が面方向において最も早く拡がりやすい部位である。従って、上記の構成とすることによって、体積のより大きい液晶収容部により効率的に液晶35を収容することができる。ジグザグパターン40gの中央部の、辺部30aに平行な方向の長さは、ジグザグパターン40gの辺部30aに平行な方向の長さの10%〜60%程度とすることができる。 In the liquid crystal element of the present invention, as shown in FIG. 6, the zigzag pattern 40 g has a plurality of types of convex pattern portions, and the plurality of types of convex pattern portions are the sides of the pair of substrates 30 depending on the type. It is preferable that the lengths in the direction parallel to are different. In this case, the volume functioning as the liquid crystal container can be further increased. FIG. 6 shows a configuration in the configuration of FIG. 5 in which a convex pattern portion 40g1 having a length in the direction parallel to the side portion 30a is longer than that of the other portion at the center portion of the zigzag pattern 40g. The center part of the zigzag pattern 40g is a part that can be the part closest to the center of the pair of square and rectangular substrates 30, and the liquid crystal 35 that expands is the part that is most likely to spread in the surface direction. Therefore, with the above configuration, the liquid crystal 35 can be efficiently accommodated by the liquid crystal accommodating portion having a larger volume. The length of the central portion of the zigzag pattern 40g in the direction parallel to the side portion 30a can be about 10% to 60% of the length of the zigzag pattern 40g in the direction parallel to the side portion 30a.
図7は、3つの隣接する角部の角度が直角であり、それら以外の隣接する2つの角部の角度が90°超である、五角形状の一対の基板30において、斜辺部30eとその両隣の辺部30a,30bにそれぞれジグザグパターン40gのシール部材40が配置されており、斜辺部30eのジグザグパターン40gのシール部材40の中央部に、斜辺部30eに平行な方向の長さが最も長い凸状パターン部40g1があるとともに、斜辺部30eのジグザグパターン40gのシール部材40の両端部に、斜辺部30eに平行な方向の長さが次に長い凸状パターン部40g2,40g2がある構成である。この場合、体積のより大きい液晶収容部65a,65b,65bによって、より効率的に液晶35を収容することができる。 FIG. 7 shows a pair of pentagonal substrates 30 in which the angle between three adjacent corners is a right angle and the angle between two other adjacent corners is more than 90 °, and the hypotenuse 30e and its adjacent sides. The zigzag pattern 40g sealing member 40 is disposed on each of the side portions 30a and 30b, and the length in the direction parallel to the oblique side portion 30e is the longest at the center portion of the zigzag pattern 40g of the oblique side portion 30e. In addition to the convex pattern portion 40g1, both end portions of the zigzag pattern 40g of the oblique side portion 30e have the convex pattern portions 40g2 and 40g2 having the next longest length in the direction parallel to the oblique side portion 30e. is there. In this case, the liquid crystal 35 can be stored more efficiently by the liquid crystal storage portions 65a, 65b, and 65b having a larger volume.
なお、本発明の液晶素子は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更、改良を含んでいてもよい。例えば、液晶素子は、図8に示すような画像表示のための多数の画素部34を有していなくても良く、例えば液晶シャッタ等のように一対の基板30を構成する2つの基板のそれぞれの主面に、一つまたは複数の広面積の電極層が配置されている構成であっても良い。その場合、電極層がない部位に液晶収容部を設けることができ、液晶35の駆動による液晶35の分子運動に伴って、液晶収容部に含まれる空気等の気体が有効部34に入り込むことを抑えることができる。 The liquid crystal element of the present invention is not limited to the above embodiment, and may include appropriate changes and improvements. For example, the liquid crystal element may not have a large number of pixel portions 34 for image display as shown in FIG. 8, and each of the two substrates constituting the pair of substrates 30 such as a liquid crystal shutter, for example. Alternatively, one or a plurality of large-area electrode layers may be arranged on the main surface. In that case, the liquid crystal container can be provided in a portion where there is no electrode layer, and gas such as air contained in the liquid crystal container enters the effective part 34 with the molecular motion of the liquid crystal 35 by driving the liquid crystal 35. Can be suppressed.
本発明の液晶素子は、LCDとして各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、自動車経路誘導システム(カーナビゲーションシステム)、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機、医療用モニター装置、デジタル表示式腕時計、スマートウォッチ、頭部装着型画像表示装置(Head Mounted Display Device:HMD)などがある。また、液晶の容量変化モニターするセンサーであっても良い。 The liquid crystal element of the present invention can be applied to various electronic devices as an LCD. The electronic devices include automobile route guidance system (car navigation system), ship route guidance system, aircraft route guidance system, smartphone terminal, mobile phone, tablet terminal, personal digital assistant (PDA), video camera, digital still camera, electronic Notebook, electronic book, electronic dictionary, personal computer, copier, game device terminal, television, product display tag, price display tag, industrial programmable display, car audio, digital audio player, facsimile, printer, cash There are automatic teller machines (ATMs), vending machines, medical monitoring devices, digital display wristwatches, smart watches, head mounted display devices (HMD), and the like. Further, it may be a sensor for monitoring the change in capacitance of the liquid crystal.
5 有効領域
10 壁部材
20 層間絶縁膜
21 有機配向膜
30 一対の基板
31 アレイ側基板
34 画素部(有効部)
36 カラーフィルタ側基板
40 シール部材
40g ジグザグパターン
50 液晶収容部
5 Effective area 10 Wall member 20 Interlayer insulating film 21 Organic alignment film 30 A pair of substrates 31 Array side substrate 34 Pixel portion (effective portion)
36 Color filter side substrate 40 Seal member 40g Zigzag pattern 50 Liquid crystal container
Claims (5)
前記液晶領域は、前記一対の基板のそれぞれに配置された電極で挟持された有効部を有する有効領域と、前記有効領域と前記シール部材との間に位置する非有効領域とからなり、
前記有効領域に前記液晶が膨張したときに液晶が入り込む液晶収容部を配置していることを特徴としている液晶素子。 A liquid crystal element comprising a pair of substrates surrounded by a frame-shaped sealing member and bonded via the sealing member, wherein liquid crystal is sealed in a liquid crystal region formed by the sealing member and the pair of substrates,
The liquid crystal region comprises an effective region having an effective portion sandwiched between electrodes disposed on each of the pair of substrates, and an ineffective region positioned between the effective region and the seal member,
A liquid crystal element, wherein a liquid crystal accommodating portion into which liquid crystal enters when the liquid crystal expands is disposed in the effective area.
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