JPH02130523A

JPH02130523A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH02130523A
Application number: JP63284164A
Authority: JP
Inventors: Fuyuhiko Matsumoto; 松本　冬彦; Sumio Kamoi; 澄男鴨井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1990-05-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、所謂ＳＴＮ　（スーパ・ツィステッド・ネマ
チック）型の液晶表示素子に関する。

従来の技術近年、この種の液晶表示素子にあっては、高表示容量化
、高デユーテイ化、高コントラスト化等を図るため、液
晶表示モードとして、従来のＴＮ（ツィステッド・ネマ
チック）型に代わり、ＳＴＮ型が用いられるようになっ
ている。

第４図にその構造を示す。まず、ドットマトリツクス表
示用の透明電極パターン１，２及び配向膜３，４が形成
された一対の上下電極基鈑としてのガラス基板５，６が
設けられている。これらのガラス基板５．６は透明電極
パターン１，２（配向膜３，４）が対向するようにし、
かつ、スペーサ７を介して重ね合わせられる。そして、
周囲をシール材８でシールし、ガラス基板５，６間の空
間内に液晶を封入して液晶層９を挾持させてなる。

更に、ガラス基板５，６の外側には一対の偏光子として
の偏光板１０．１１が設けられる。反射型構成の場合に
は、下側の偏光板１１は反射板付き偏光板とされる。

ここに、ＳＴＮ型構造として液晶層９中の液晶分子のね
じれ角は１８０’〜２７０’の範囲内に設定される。ま
た、ガラス基板５，６上の液晶分子の配向方向とこれら
のガラス基板５，６に近接した偏光板１０．１１の透過
軸又は吸収軸とのなす角は各々液晶分子のねじれ方向に
対して３０゜〜６０’の範囲内に設定されている。

発明が解決しようとする課題ＳＴＮ型では、表示に液晶の複屈折効果を利用している
ため、均一な表示を得るためには、±０１μｍ以下の高
いセルギャップ精度が要求される。このため、表示面積
を大型化させようとする場合、基板５，６の平面性が厳
しくなる。具体的にはガラス表面を研磨し所望の平面性
を得なければならず、高価となる。また、ガラス基板５
，６も厚めのものとしなければならず、視角特性が劣化
する等、表示性能が劣る原因ともなっている。

このような欠点を解決するため、例えば特公昭６２−６
１１２５号公報に示されるように、一対の電極基板の一
方をガラス基板製とするが、他方の電極基板を、外力に
より変形し物理的又は化学的処理により固化する材料又
は接着剤を基板と導電性フィルムで挾み込み上記の一方
のガラス基板と加圧密着させることによりこのガラス基
板のうねりに合せて形成し、基板間のセルギャップの精
度を高めたものがある。しかし、このような電極基板構
造を用いたものでは液晶セル構造が複雑となってしまう
。

また、特開昭６２−１８３４３２号公報に示されるよう
に、一方の電極基板をガラス基板製とし、他方の電極基
板をフィルム製とし、スペーサを介して対向配置させた
ものもある。即ち、第４図中のガラス基板６をフィルム
基板に代えたものに相当する。しかし、単にガラス基板
とフィルム基板とをスペーサを介して対向配置させただ
けの構成では、必ずしも、明るく広視角特性を有し高コ
ントラストなる液晶表示素子とし得るとは限らず、その
ための具体的な条件までは開示されていないものである
。特に、同公報中に示されるようなフィルム基板表面に
スペーサとしての突起部を均一に形成する方式の場合に
は、製造上の困難さを伴うものとなってしまう。

課題を解決するための手段ドツトマトリックス表示用の透明電極パターンと配向膜
とを各々形成した上下一対の電極基板を、前記透明電極
パターン側を内側にしてスペーサを介して対向配置させ
、周囲をシール材でシールしたこれらの電極基板間に液
晶層を挾持させ、前記上下一対の電極基板の外側に一対
の偏光子を設け、前記液晶層中の液晶分子のねじれ角を
１８０°〜２７ｏ°の範囲内に設定し、前記一対の電極
基板上の液晶分子の配向方向とこれらの電極基板に近接
した偏光子の透過軸又は吸収軸とのなす角を各々液晶分
子のねじれ方向に対して３０°〜６０″′の範囲内に設
定した液晶表示素子において、前記上電極基板を１軸延
伸させたプラスチックフィルムにより形成し、その延伸
軸方向と隣接する偏光子の透過軸又は吸収軸とのなす角
度を±３°以内に形成し、前記下電極基板をガラスによ
り形成し、前記スペーサを粒径の標準偏差が０．３μｍ
以下、散布密度が５０個／ｍｍ１〜３００個／　ｍｍ　
”の範囲内とした球状粒子により形成する。

作用まず、上電極基板がプラスチックフィルム族であるため
、ガラス基板製の場合に比して視角方向による色変化が
小さくなり、広視角特性を持たせることができる。また
、スペーサの形状を球状粒子とし、その分布条件を粒径
の標準偏差が０．　３μｍ以下、散布密度を５０個／即
′〜３００個／ｍ”の範囲内としたので、液晶を注入し
た際には、プラスチックフィルム族の上電極基板がガラ
ス製の下電極基板の平面性にならうことになり、０゜１
μｍ以下の均一なセルギャップ精度を確保することがで
き、均一な表示が得られる。このため、ガラス製の下電
極基板としては通常のガラス基板を用いてもよく、表面
研磨処理等を特に必要としない。

実施例本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。まず、ドツトマトリックス表示用の透明電極パタ
ーン２］、、２２及び配向膜２３゜２４が形成された一
対の上・下電極基板２５，２６が設けられている。ここ
に、上電極基板２５はプラスチックフィルム基板、より
具体的には、例えば光学的に異方性を持つ１軸延伸され
たポリエチレンテレフタレートフィルムであり、下電極
基板２６はガラス基板である。これらの電極基板２５．
２６は透明電極パターン２１．２２側が対向するよう、
スペーサ２７を介して重ね合わせられる。そして、その
周囲をシール材２８により接着シールし、電極基板２５
．２６間の空間内に液晶を封入して液晶層２９を挾持さ
せる。ここに、ＳＴＮ型構造として液晶層２９中の液晶
分子のねじれ角は１８０°〜２７０°の範囲内に設定さ
れる。

また、スペーサ２７の形状、分布条件としては、球状粒
子、例えばプラスチックビーズによるものであり、その
粒径の標準偏差が０．３μｍ以下、散布密度が５０個／
　ｍｍ　”〜３００個／ｍｍ”の範囲内とされている。

電極基板２５．２６の外側には一対の偏光子としての偏
光板３０．３１が設けられる。ここに。

ガラス基板による下電極基板２６に対する下偏光板３１
は、液晶分子の配向方向と透過軸又は吸収軸とのなす角
が液晶分子のねじれ方向に対して３０°〜６０’の範囲
内に設定されたもので、下電極基板２６の下面に密着さ
せて貼り合わせである。

液晶セルが透過型構成の場合には偏光板３１のみとされ
るが、反射型構成の場合にはこの下偏光板３１は反射板
付き偏光板とされる。また、プラスチックフィルム基板
による上電極基板２５の上方には、この下電極基板２６
の延伸軸方向と透過軸又は吸収軸とのなす角度を±３°
以内に形成した上偏光板３０とされている。上偏光板３
０はこの条件を満たすものであれば、上電極基板２５に
密着貼り合せて設けても、他の図示しない基台、例えば
パッケージ裏面に貼り合わせて構成したものでも１表示
品質には何んら支障ない。

また、電極基板２５．２６の周囲を接着する前構造を有
し、分子中に−（ＣｎＨｔｎ　　ｏ）。−なる構造を少
なくとも１つ以上有するエポキシ化ポリエーテルグリコ
ールを主成分とするエポキシ樹脂と、硬化剤としてポリ
アミドアミン、フィシとして金属酸化物からなる微粉末
を充填した熱硬化型シール材料よりなる。

このような構成において、液晶のねじれ角ωをω＝２ｏ
Ｏ°とした場合の、各構成要素間の関係を、前述した条
件に従い図示すると、第２図のようになる。図中、Ｒｔ
＋は上電極基板２５のラビング方向、ＲＬは下電極基板
２６のラビング方向、Ｔｕ（Ｐｕ）は１軸延伸されたポ
リエチレンテレフタレートフィルムによる上電極基板２
５の延伸軸（ＴＤ）方向及び上偏光板３０の透過軸方向
ＰＵ、ＰＬは下偏光板３１の透過軸方向、Ｌは視角方向
を示す。

しかして、この第２図に例示した条件に従い、第１図構
造の液晶セルを作製する工程を説明する。

まず、表面抵抗が７０〜７５Ω／　ｎｕｎ　”のＩＴＯ
電極がスパッタ法により表面に形成された、厚さ１００
μｍの１軸延伸のポリエチレンテレフタレートフィルム
（上電極基板２５）を、延伸軸ＴＤ力方向ら３５°方向
に切り出し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターン
加工し、透明電極パターン２１（コモン電極）を形成す
る。同様に、ＩＴＯ電極が表面に形成された厚さＩＭの
フロートガラス（下電極基板２６）を用いてフォトリソ
グラフィ技術によりパターン加工し、透明電極パターン
２２（セグメント電極）を形成する。このような画電極
基板２５．２６の表面に配向膜２３，２４（日立化成製
ＨＬ−１１１０）を厚さ１２００人に形成する。これら
の配向膜２３，２４は画電極基板２５．２６を貼り合わ
せた時に液晶のツイスト角ωがω＝２００’　となるよ
うに水平方向から各々１０°の方向に、通常のラビング
方式により、ラビングされる。

次に、上電極基板２５上に粒径が７μｍ（粒径の標準偏
差は０．３μｍ以下）のプラスチックビーズ（スペーサ
２７）を、５０個／ｍ１Ｔ１２〜３０゜個／ｎｕｎ”の
範囲内、より好ましくは１００個／Ｍ〜２００個／ｍｍ
”の範囲内なる密度となるように散布した。一方、下電
極基板２６上の周囲には、液晶注入口を残した形状にて
、前述した熱硬化型シール材料よりなる可撓性のエポキ
シシール材２８をスクリーン印刷する。そして、このシ
ール材２８を用いて画電極基板２５．２６を貼り合わせ
、このシール材２８の硬化条件を変化させて加圧加熱し
複数のセルを形成し、その後、カイラルネマチック液晶
を添加したネマチック液晶をこれらのセル内に減圧法を
用いて注入し、液晶注入口を封止して第１図のような構
造の液晶セルを形成した。

このようにして得られた硬化条件の異なる液晶セルにつ
き、その目視及びり、ｕ、ｖ　　色空間表示における色
差ΔＥ　を用いて背景色の均一化を評価したところ、プ
ラスチックフィルム製の上電極基板２５の歪みによるギ
ャップムラの生じない貼り合わせ後のシール硬化温度と
しては１００℃以下、より好ましくは８０℃以下で硬化
させたものが良好なる結果が得られたものである。

第３図は、８ｏ℃、８０分の硬化条件でシール材２８を
硬化させた液晶セルについてのΔＥ　測定結果を示すも
のである。図中の横軸は液晶セルの長手方向の中心線上
に沿った測定距離を示し、測定間隔は１ｍｍである。こ
の測定結果によれば、第４図に示したような、実際に市
販されている上下電極基板がガラス基板製の２種類のＳ
ＴＮ型液晶セル（第４図のようなもの）についての色差
ΔＥ＊測定結果を示す第５図及び第６図（これらの第５
図及び第６図中の横軸は液晶セルの長手方向の中心線上
に沿った測定距離を示し、第５図は測定間隔が０．３５
ｍｍ、第６図は測定間隔が０．４７Ｍ）と比較しても、
遜色ないことが判る。

このように、本実施例構造のＳＴＮ型液晶セルによれば
、まず、上電極基板２５がプラスチックフィルム基板に
よるため（実施例では、光学的に異方性を持つものとし
たが、光学的に等方性を持つものでもよい）、ガラス基
板によるものに比べ、明るく、かつ、視角方向による色
変化が小さくなり、広視角化が達成される。また、球状
粒子形状のスペーサ２７を所定の分布条件で一方の基板
、例えば上電極基板２５上に散布し、所定の特性の熱硬
化型シール材料によるシール材２８により画電極基板２
５．２６を貼り合わせるので、貼り合わせ時のガラスと
プラスチックフィルムとの熱収縮率の差による歪みの影
響によるセルギャップの不均一性を防止できる。即ち、
本実施例で用いた熱硬化型シール材料によるシール材２
８の貼り合わせ条件は、ガラス基板に比べ特に熱収縮性
の大きいプラスチックフィルム基板の伸縮を抑えること
を主目的としており、このようにシール材２８により低
温にしてガラスとプラスチックフィルムとの異種基板に
対しても十分な接着強度を確保できる。そして、貼り合
わせ後、基板間に通常の減圧法により液晶を注入すると
、この液晶と電極基板との間に働く吸引力にまり、上電
極基板２５がガラス基板製の下電極基板２６の平面性に
ならって均一なセルギャップを形成することになる。こ
の時、本実施例のスペーサ２７の形状及び分布条件によ
れば、±Ｏ，１μｍ以下のセルギャップ精度を確保でき
る。この結果、ガラス基板製の下電極基板２６として、
特別なセル製造工程の不要な通常のガラス基板を用いて
も広面積にわたって高精度なセルギャップを持つ液晶セ
ルとすることができる。

発明の効果本発明は、上述したようにガラス製造の下電極基板に対
し上電極基板を１軸延伸させたプラスチックフィルムに
より形成し、その延伸軸方向と隣接する偏光子の透過軸
又は吸収軸とのなす角度を±３°以内に形成したので、
上電極基板がガラス基板製の場合に比して、明るく、か
つ、視角方向による色変化を小さくし、広視角特性を持
たせることができ、また、スペーサの形状を球状粒子と
し、その分布条件を粒径の標準偏差が０．３μｍ以下、
散布密度を５０個／−〜３００個／鵬２の範囲内とした
ので、液晶を注入した際には、プラスチックフィルム類
の上電極基板がガラス製の下電極基板の平面性にならう
ことになり、０．１μｍ以下の均一なセルギャップ精度
を広面積にわたつて確保することができ、均一な表示を
得ることができ、この結果、ガラス製の下電極基板とし
ては表面研磨処理等の特別なセル製造工程を必要としな
い通常のガラス基板を用いることができる９

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面構造図、第２図は
角度関係を示す説明図、第３図は液晶セルの色差測定図
、第４図は従来例を示す断面構造図、第５図及び第６図
は液晶セルの色差測定図である。２１、．２２・・・透明電極パターン、２３．２４・・
・配向膜、２５・・・上電極基板、２６・・・下電極基
板、２７・・・スペーサ、２８・・・シール材ＴＬＩ

Claims

【特許請求の範囲】

ドットマトリックス表示用の透明電極パターンと配向膜
とを各々形成した上下一対の電極基板を、前記透明電極
パターン側を内側にしてスペーサを介して対向配置させ
、周囲をシール材でシールしたこれらの電極基板間に液
晶層を挾持させ、前記上下一対の電極基板の外側に一対
の偏光子を設け、前記液晶層中の液晶分子のねじれ角を
１８０°〜２７０°の範囲内に設定し、前記一対の電極
基板上の液晶分子の配向方向とこれらの電極基板に近接
した偏光子の透過軸又は吸収軸とのなす角を各々液晶分
子のねじれ方向に対して３０°〜６０°の範囲内に設定
した液晶表示素子において、前記上電極基板を１軸延伸
させたプラスチックフィルムにより形成し、その延伸軸
方向と隣接する偏光子の透過軸又は吸収軸とのなす角度
を±３°以内に形成し、前記下電極基板をガラスにより
形成し、前記スペーサを粒径の標準偏差が０．３μｍ以
下、散布密度が５０個／ｍｍ＾２〜３００個／ｍｍ＾２
の範囲内とした球状粒子により形成したことを特徴とす
る液晶表示素子。