JP2801661B2 - 液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、周辺シールの内側に固定表示部を有するネ
ガ型の液晶表示素子に関するものである。

［従来の技術］ 液晶表示素子は、配向処理を施した基板をシール材に
よりシールし、この内部に液晶を注入して封止し、その
両面に漏れた偏光板を配置し、必要に応じて偏光板上に
またはセル上に外部印刷を行ったり、端子取り出し部に
ピンやフレキシブルコネクターを接続して製造されてい
る。

このような液晶表示素子の表示パターンは、通常所望
の電極に電圧を印加することにより形成されているが、
近年表示の多様性から、駆動信号により変化する表示パ
ターンに加えて、明るいもしくは暗い一定のパターンを
常時表示する固定パターンが要求されてきている。この
ような固定表示パターンは、液晶セル内または液晶セル
外で構成される。

固定表示パターンを液晶セル内で構成する場合には、
基本的に配向処理を変えて表示する方法、シール材で光
を透過させる方法、遮光膜で光を遮光する方法及びそれ
らを組み合わせた方法等がある。

固定表示パターンを液晶セル外で構成する場合には、
基板もしくは偏光板上に外部印刷する方法、外部に特定
表示パターンのフィルターを配置する方法、部分的に偏
光機能が異なる偏光板を用いる方法等がある。

これらの固定表示パターンの表示方式は、ネガ型表示
または時ポジ型表示の液晶表示素子に対応できる。この
内、最近美しい表示が可能な方式として特に注目されて
きているネガ型表示の液晶表示素子においては、光が透
過する状態の固定表示が必要となる。

［発明の解決しようとする課題］ このためには、遮光による固定表示方法は使用できな
いため、光が透過する固定表示方法が必要となる。この
代表的な方法としては、配向膜を一定方向にラビングに
より配向処理し、続いてその上に特定形状のマスクを配
置して前のラビング方向とは異なる方向にラビングによ
り配向処理する所謂マスクラビング法が多く採用されて
いる。

しかし、最近では、ネガ型表示で固定表示パターンの
大きいものや複雑なものが要求されるようになり、マス
クラビング法では限界にきていた。

マスクラビング法では、通常のラビングをかけた後
に、固定表示したい部分を開口したメタルマスクを使用
して、前とは異なる方向にラビングして固定表示を形成
している。

このメタルマスクの厚みが厚いと、ラビングがかかり
にくく、固定表示部とそれ以外の部分との境界の配向が
乱れ、視認性が悪いものとなる。このため、メタルマス
クはできる限り、その厚みを薄くする必要がある。しか
し、一方、メタルマスクを薄くしすぎると、ラビング工
程中にめくりがあったり、反ったりすることを生じやす
くなり、均一な配向処理が困難となってきている。

また、固定表示パターンが大きくなったり、複雑にな
ると、メタルマスクを薄くした場合と同様に、ラビング
中にめくりがあったり、反ったりして、配向不良部分を
生じやすくなるという問題点も有していた。このため、
メタルマスク開口部に支柱を入れて、改善を計ったりし
ている。しかし、これでも完全にはなりにくく、しかも
支柱は固定表示部のデザインを制限し、視認性を悪くす
るため、表示パターン設計上の大きな問題点となってい
た。このため、特に、大型で複雑な固定表示パターンを
マスクラビングで形成することは、その歩留まりを大き
く低下させ、生産性を悪くするものであった。

また、このマスクラビング法の代りに、固定表示パタ
ーンを形成したい部分を垂直配向処理して液晶の旋光性
を無くす方法も提案されているが、これも大面積や複雑
なパターンで均一な配向を得ることが困難であり、信頼
性上からも問題点を残していた。

また、固定表示パターンを周辺シールよりも内側の領
域に設けられた表示域内シール材で形成する方法も知ら
れている。

このシール材を使用して固定表示する方法では、時計
の時分の間のコロンのような円状や短い直線状のパター
ンは比較的に容易に可能であった。しかし、長い直線の
パターン等の大きな固定表示パターンはシールの直線性
が悪く、視認性が低下して見栄えが悪くなったり、液晶
の注入に時間がかかるというような問題点を有してい
た。

また、固定表示部分にも全て電極を設けて、電極に電
圧を印加して駆動することも考えられたが、固定表示パ
ターンのデザインに制限を生じ、かつ、複雑なファイン
パターニングや２層配線が必要となったりして、生産性
を低下させるという問題点を有していた。さらに、この
方式は消費電力も増えることとなり、低消費電力という
液晶表示素子の特長をなくすという欠点も有していた。

［課題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間に液晶層を挟持すると
ともに周辺をシール材でシールしてなり、周辺シールの
内側に固定表示部を有するネガ型の液晶表示素子におい
て、周辺シールの内側に設けられた表示域内シールによ
り、前記固定表示部を形成するとともに、固定表示部の
輪郭を少なくとも一方の基板上に設けられた着色膜によ
って形成してなることを特徴とする液晶表示素子を提供
するものである。さらに、周辺シールの内側に固定表示
部を有するネガ型の液晶表示素子を製造する方法であっ
て、一対の基板に電極を形成するとともに、少なくとも
一方の基板上であって固定表示部以外の部分には、固定
表示部の輪郭をその輪郭の少なくとも一部で形成するよ
うに着色膜層を形成し、少なくとも一方の基板上の電極
周辺及び固定表示部にシール材を設け、該シール材を介
して両基板を積層、圧着するとともにその内部に液晶を
封入して液晶セルとし、次いで該液晶セルをネガ型駆動
する駆動手段を設けることを特徴とする液晶表示素子の
製造方法を提供するものである。

本発明では、周辺シールの内側に固定表示部を有する
ものにおいて、少なくとも一方の基板表面には上記固定
表示部の輪郭を形成するカラーフィルター層や遮光膜層
等の着色層が設けられており、上記固定表示の部分に
は、シール材が上記一対の基板間で圧着されて形成され
るものである。

これにより、ネガ型で輪郭が鮮明で複雑な固定表示パ
ターンを有する液晶表示素子を生産性良く製造すること
が可能となる。

本発明を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、本発明の液晶表示素子のセルの例を示す断
面図である。第１図において、1A,1Bは基板であり、２
はその周辺をシールする周辺シール材であり、３は表示
域内シール材による固定表示部分であり、４は固定表示
部となるシール材のパターン形成を行なうための輪郭を
形成する着色膜であり、5A,5Bは電極であり、６は配向
膜であり、７は液晶層であり、8A,8Bは偏光板である。

即ち、この例においては、着色膜４で固定表示部の輪
郭を鮮明に形成し、着色膜４と表示域内シール材３をオ
ーバーラップさせることにより９の部分が輪郭の鮮明な
固定表示パターンとなる。着色膜４は表示域内シール材
３が圧着により広がっていく過程でダムの役割も行うの
で厚みとしては２μｍ以上とすることが好ましく、液晶
層７の厚み制御を阻害しない範囲で厚くても良い。

本発明のような固定表示は、ネガ型の液晶表示素子に
好適であるので、着色膜としては黒色が好ましいが、も
っとも背景色としては、青，赤，緑等にしても良い。

本発明で使用する電極を設けた一対の基板としては、
酸化インジウム錫（ITO）、SnO₂等の透明導電膜を設け
たガラス・プラスチック等の基板が使用できる。この透
明導電膜には低抵抗のクロム，チタン，アルミ等のリー
ドを併用してもよい。この電極表面を一方には、固定表
示部の輪郭となる着色膜（遮光膜を含む）が印刷等によ
り帯状に形成されるが、その印刷幅は固定表示部となる
シール材のはみ出しを防ぐために0.5mm以上が望まし
い。特に、ネガ表示の背景色と違和感がないことが表示
品位を高めることになるので、着色膜は一般的には黒色
の遮光膜で良いが、背景色と違和感のない色の着色膜を
選択することによりその印刷幅は基板のギャップムラを
生じさせない範囲でさらに大きくすることが可能であ
る。この基板の表面には、ポリイミド，ポリアミド等の
樹脂やSiO₂,Al₂O₃等の無機物の配向膜が形成され、ラビ
ング等による配向処理がなされる。

このような基板の周辺及び表示域内にシール材を印刷
し、配向膜面を相対向させて圧着し、シールを硬化させ
る。この表示域内のシール材は固定表示部分を越えて着
色膜とオーバーラップさせる必要があり、もし一部オー
バーラップしない部分が発生すると、その部分に液晶が
入り込み固定表示とはならない。したがってこのシール
材形状は、着色膜の輪郭部とほぼ同じ形状でシール材の
圧着後の伸び率も考慮して設計することが望ましい。ま
た、固定表示部が光透過状態となるので圧着後透過率の
できるだけ高いシール材が良く、エポキシ材が良く、エ
ポキシ系、シリコン系の無色系シール材が望ましい。も
ちろん、背景色と異なる色調とすることもできる。

次いで注入孔から液晶を注入して、注入孔を封止して
セルを完成させる。この液晶セルの両面には、通常一対
の偏光板が配置され、その偏光軸はネガ型表示の場合に
はほぼ平行にされる。

［実施例］ 実施例１ ITO付きのガラス基板のITOをフォトエッチング法でパ
ターニングし、裏電極基板の上に黒色の着色膜として厚
さ３μｍ、巾0.5mmのブラックマスク（遮光膜）10を第
２図のような輪郭パターンに印刷して固定表示用輪郭部
を形成し、さらに表・裏電極基板の上に50nmのポリイミ
ド配向膜用のオーバーコート層を形成し、全体を斜め45
゜の方向にラビングし、次いで周辺と表示域内の固定表
示用輪郭部に一致する第３図のシール材印刷パターンで
表電極基板にエポキシ樹脂によるシール材11を印刷し、
10μｍのスペーサーを散布して２枚の電極基板を配向膜
面が相対向する様に配置して圧着し、空セルを形成し
た。

第２図の輪郭パターンは0.5mm幅で1mmの中抜きとし、
この輪郭に入る第３図のシール材は0.8mmの印刷幅で圧
着後２倍に延びるようにしたので、シール材とブラック
マスクのオーバーラップは0.3mm程度となり、ブラック
マスクからはみだすこともなく輪郭内にシール材が均一
にうまり、輪郭の鮮明な固定表示パターンが得られた。

次いで、注入孔からネマチック液晶を注入して、注入
孔を封止して液晶セルを製造した。この液晶セルの両面
に一対の偏光板を、一方の基板ではその偏光軸が近接す
る液晶分子の配向方向と直交するように、他方の基板で
はその偏光軸が近接する液晶分子の配向方向と平行にな
るように）偏光軸が互いに平行状態となるように）配置
した。

この液晶表示素子は第４図に示すような、ネガ型の表
示であり、黒い背景に白い固定表示部分と、駆動により
表示が変わる白い表示部分とを有するものであり、第４
図のような固定表示の外観を有するものであった。

この結果、固定表示部分は、ブラックマスクにより輪
郭が形成された表示域内シール材により固定表示部分が
鮮明に形成でき、ネガ型の場合目立ちやすい色ムラも目
立たなく、違和感のない視認性のよいものであった。ブ
ラックマスク部は多少浮き出て見えるものの、ネガ表示
部との色調が同じため、光透過部とのコントラストをあ
げる効果があった。また、液晶の注入時間が長くなると
いうような生産性の低下もほとんどなかった。

実施例２ 実施例１の着色膜を青色の着色膜に変更し、一方の偏
光膜を青色偏光膜としたほかは実施例１と同様にして液
晶表示素子を作成した。

この液晶表示素子は青色の背景に白色の表示及び固定
表示を有し、きわめて見栄えの良いものであった。

実施例３ 実施例１の表示域内シール材を黄色のものとし、一方
の偏光膜を緑色偏光膜としたほかは実施例１と同様にし
て液晶表示素子を作成した。

この液晶表示素子は緑色の背景に黒色の輪郭を有する
黄色の固定表示を有し、きわめて見栄えの良いものであ
った。

［発明の効果］ 本発明にかかる液晶表示素子及びその製造方法によれ
ば、マスクラビング法を用いずに固定表示部を形成して
いるので、マスクラビング法では難しかった。複雑なパ
ターンの固定表示部がネガ型で形成できるようになり、
しかもマスクラビング法につきもののラビング工程に起
因する配向不良がなくなり歩留の向上及び生産性の向上
が可能である。また、単にシール材のみによる固定表示
とは異なり、鮮明度の高い輪郭のものが得られるため、
きわめて美しいものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液晶表示素子の断面図である。第
２図は本発明の一実施例におけるブラックマスクパター
ンの正面図、第３図はシール材印刷パターンの正面図、
第４図は本発明の一実施例におけるセル化後の正面図で
ある。 1A,1Bは基板、２は周辺シール材、 ３は固定表示部となる表示域内シール材、 ４は着色膜、5A,5Bは電極、 ６は配向膜、７は液晶層、 8A,8Bは偏光板、９は固定表示部、 10はブラックマスク、11はシール材である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を設けた一対の基板間に液晶層を挟持
   するとともに周辺をシール材でシールしてなり、周辺シ
   ールの内側に固定表示部を有するネガ型の液晶表示素子
   において、周辺シールの内側に設けられた表示域内シー
   ルにより、前記固定表示部を形成するとともに、固定表
   示部を輪郭を少なくとも一方の基板上に設けられた着色
   膜によって形成してなることを特徴とする液晶表示素
   子。
2. 【請求項２】周辺シールの内側に固定表示部を有するネ
   ガ型の液晶表示素子を製造する方法であって、一対の基
   板に電極を形成するとともに、少なくとも一方の基板上
   であって固定表示部以外の部分には、固定表示部の輪郭
   をその輪郭の少なくとも一部で形成するように着色膜層
   を形成し、少なくとも一方の基板上の電極周辺及び固定
   表示部にシール材を設け、該シール材を介して両基板を
   積層、圧着するとともにその内部に液晶を封入して液晶
   セルとし、次いで該液晶セルをネガ型駆動する駆動手段
   を設けることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。