JPH0234820A - 液晶表示器 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ギャップ精度を向上させた液晶表示器に関
する。

（従来の技術） 近年、液晶表示器は腕時計、電卓、計測器など、各種の
表示装置として多用されており、また最近ではさらに表
示容量の増大化や表示面積の大型化などの要求に伴って
、ＳＢＥ型（スーパーツイステッドバイアフリンジェン
スエフェクト）などの複屈折制御型の液晶表示器（たと
えば特開昭６０−１０７０２０号公報参照）が注目され
ている。

これらの複屈折制御型液晶表示器は、少なくとも片面側
に透明電極が形成された透明基板２枚を４〜１２μｍ程
度の間隙が形成されるように対向させ、周囲を封着して
セルとし、このセル内にネマティック液晶が封入されて
いる。ネマティック液晶の中にはカイラル剤が添加され
ており、液晶分子の分子軸が１８０”から３６０＠、好
ましくは２７０’の角度に、上下の基板間で捩じられて
おり、また液晶分子は基板上の配向層の働きにより、分
子軸が基板平面に対し１’より大きい傾斜角（プレチル
ト角）を有するように構成されている。

そして、ＳＢＥ型液晶表示器では、基板外側の前面と後
面とに偏光板を配しており、前面偏光板の透過軸が前面
基板の配向方向に対して右回りに約３０°、背面偏光板
の透過軸が前面基板の配向方向に対して左回りに約３０
°あるいは右回りに約６０゜である場合が最もよい構成
とされている。このうち前者の構成は非選択状態で明る
い黄色の表示、選択状態で黒の表示が得られ（イエロー
モード）、後者の構成は非選択状態で深い青色の表示が
得られ、選択状態で透過状態となる（ブルーモード）。

このようなＳＢＲ型の複屈折型液晶表示器、あるいは他
の複屈折型液晶表示器の背景色は、次式で示されるリタ
デーションＲで表される。

Ｒ−△ｎ−ｄＣＯ８２＜θ〉　　　・・・・・・・・・
（Ｉ）（式中、△ｎは液晶の屈折率異方性を、ｄは液晶
層の厚み（液晶セルギャップ）を、くθ）は液晶分子の
平均プレチルト角を示す。） すなわち、液晶の物性に依らない背景色の変化は液晶層
の厚みに由来する。

また、ＳＢＥ型液晶表示器のしきい値電圧ｖｔｈは、次
式で表される。

ｖｔｈ− （式中、ｄは液晶層の厚みを、Ｋ、には弾性定数を、Ｐ
ａはピッチを、φ丁は液晶のねじれ角を、εｄは誘電率
を示す。） （ｎ）式で示されるように、液晶層の厚みの変化により
ｖｔｈが変化をする。

ＳＢＥ型液晶表示器は、その電気光学特性が急峻である
ため、わずかな液晶層の厚みの変化によってもｖｔｈが
変化し、このＶｔｈがわずかでも変化すると、印加電圧
が選択状態であっても点灯しなかったりまたその逆もあ
り、表示品位が著しく損われるという問題があった。

したがって、ＳＢＥ型液晶表示器などの複屈折型液晶表
示器では、高精度のセルギャップコントロールが必要と
なる。このため、第２図に示すように、２枚のガラス基
板１．２間の間隙の内部領域を保持するために、棒状ガ
ラススペーサや真球状樹脂系スペーサ３を配置し、かつ
基板１．２の外周部を棒状ガラススペーサ４で保持する
とともにその外周に樹脂系接着剤５を塗布してシールし
ている。また、このギャップ精度は、０．１μｍ以下で
あることが必要とされている。

そして、このようにセルギャップコントロールを行うた
めに、従来は、内部領域を保持する棒状ガラススペーサ
または真球状樹脂系スペーサ３の平均径Ｄ１と液晶シー
ル部に配置する棒状ガラススペーサ４の平均径Ｄ２とが り、　−０２≦０ を満足するようにそれぞれ選択して使用していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような構成においては、以下に
示すような問題が存在していた。

すなわち、２枚のガラス基板１．２を重ね合せて接着す
る際に、たとえば内部領域のギャップを保持するスペー
サ３が樹脂系スペーサで、この樹脂系スペーサ３とシー
ル部に配置される棒状ガラススペーサ４とか前述の関係
を満足する場合には、精度向上のために接着圧４００ｇ
／ｄ程度で接着すると、樹脂系スペーサ３が変形して液
晶セルの形状が第２図に示したように、ガラス基板１．
２がたわんだ形となってしまう。

また、接着圧力が低いとシール部のギャップは、シール
内に配置された棒状ガラススペーサ４の径までつぶれず
、したがって得られる液晶セルは、シール近辺にひずみ
の残ったものとなってしまう。

これらどちらにおいても、ギヤツブ音度が著しく低下し
、表示の安定性が失われてしまうという問題があった。

この発明はこのような従来技術の課題に対処するために
なされたもので、液晶表示器、特に複屈折型液晶表示器
におけるシール部近傍のひずみを解消するとともに、高
精度なギャップを維持することを可能にした液晶表示器
を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、一方の面に導電電極が形成された
一対の基板を前記導電電極が対向するように所定の間隙
をもって配置し、この間隙に液晶を封入するとともに、
前記間隙の内部領域を樹脂系スペーサで保持し、かつ前
記一対の基板の外周部における間隙をガラス系スペーサ
で保持しつつ封止してなる液晶表示器において、前記間
隙に配置される前記樹脂系スペーサの平均径をＤ１、前
記ガラス系スペーサの平均径をＤ２とした場合、これら
　Ｄｌ　と　Ｄ２とが ０＜　　ＤＩ　　−０２≦　０．１μｌを満足すること
を特徴としている。

（作　用） 一般に、液晶表示器における一対の基板の接着に必要な
圧力は、約３００ｇ／ｃ４以上である。この圧力で一対
の基板を接着する場合について、上記０＜Ｄｌ−Ｄ２≦
　０．１μｍの関係を有するこの発明の構成と、従来の
り、　−Ｄ２の関係を有する構成とを比較すると、従来
の構成においては圧力が加わった分だけ、間隙の内部領
域を保持している樹脂系スペーサのギャップ方向の短径
が０．０５μｍ程度変形し、ンール部を保持しているガ
ラス系スペーサの平均径Ｄ２よりも小さくなり、接着後
圧力解除をした時にはシール部分にひずみが生じる。こ
れに対して、この発明においてＤＩ　　　Ｄ２−０．１
μｌとした場合について、このことを当てはめると、シ
ール部分のギャップと内部領域のギャップとが均一にな
り、シール部分にひずみを発生させることなく高精度な
ギャップが得られる。なお、セルギャップの精度は、シ
ール部近辺におけるナトリウムＤ線による干渉縞で約２
本捏度（０，６μｌ１１）の差が生じることによって確
認された。また、この発明におけるり、　−０２の値は
、０．１μｍを超えない範囲で樹脂系スペーサの材質や
接着圧によって適宜選択される。

（実施例） 以下、この発明をＳＢＥ型の複屈折型液晶表示器に適用
した実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の一実施例のＳＢＥ型液晶表示器の
構成を示す断面図であり、第１のガラス基板１１および
第２のガラス基板１２の一方の面、すなわち対向する面
１１ａ、１２ａ上には、それそ゛れたとえば１．Ｔ、Ｏ
，からなる透明導電電極１３．１４、およびこの透明導
電電極１３．１４を覆うように、たとえばポリイミドか
らなる配向層１５．１６が積層形成されている。

これら第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２と
の間には、所定の間隙が形成されている。

この間隙は、間隙内部領域に配置されたポリスチレン系
樹脂スペーサ１７と、ガラス基板１１．１２外周部に形
成された封着剤によるシール部１８内に配置されたガラ
ス繊維スペーサ１９とによって所定の間隔で保持されて
いる。

これらポリスチレン系樹脂スペーサ１７の平均径Ｄ１お
よびガラス繊維スペーサ１９の平均径Ｄ２は、Ｏ＜　　
ＤＩ　−Ｄ２≦　０．１μ■の関係を有しており、特に
ポリスチレン系樹脂スペーサ１７の平均径Ｄ１の標準偏
差σが０．５μｍ以下、ガラス繊維スペーサ１９の平均
径Ｄ２の標準偏差σが０．３μ国以下であるものの使用
が好ましい。

この第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２間に
は、カイラル剤が添加されたネマティック系の液晶２０
が挟持されている。なお、液晶２０の分子軸は、カイラ
ル剤の働きによりガラス基板１１．１２間で１８０’か
ら３８０’の範囲内で、たとえば２１０°の捩じれを有
するとともに、第１および第２のガラス基板１１．１２
の平面に対してピ以上、たとえば３°のプレチルト角が
設定されている。

また、第１のガラス基板１１および第２のガラス基板１
２の他方の面、すなわち外側の而１１ｂ、１２ｂ上には
、それぞれ偏光板２１．２２が貼着されており、さらに
第２のガラス基板１２側の偏光板２２上には反射板２３
が貼着されている。ここで、偏光板２１．２２の配置角
度は、偏光板２１．２２の透過軸が第１のガラス基板１
１の配向方向に対して、それぞれ右回りに約５０″、右
回りに約２０″となるように設定されている。

上記構成の液晶表示器は、選択時において黒色、非選択
時において黄色を呈する。

上記構成の液晶表示器は、たとえば以下のようにして製
造される。

まず、透明導電電極１３．１４および配向層１５．１６
が形成された第１および第２のガラス基板１１．１２の
一方の而（１１ａ、１２ａ）上に、封着剤として高精度
ガラススペーサ・ＰＦ−６７（商品名、平均径６．７μ
ｔａ−Ｄ２　、標準偏差σ−０，１５μｍ、日本電気ガ
ラス社製）１９を含有する一液型熱硬化性エポキシ系接
着剤・ＥＳ−５５００（商品名、三井東圧株式会社製）
をスクリーン印刷あるいはデスペンサーなどによって液
晶注入口となる部分を除いたシールパターン状に塗布す
る。

次に、第１および第２のガラス基板１１．１２の一方の
面１１ａ、１２ａ上全面に、均一にポリスチレン系樹脂
スペーサ・ミクロバール５Ｐ−２０１１ｉ７５（商品名
、平均径６．７５μ５−０２、標準偏差σ−０，３μ麿
、積水ファインケミカル社！２）１７を配置する。

次いで、ポリスチレン系樹脂スペーサ１７を配置した側
が対向するように重ね合わせた後、たとえば３８０ｇ／
　ｃシの接着圧で加圧しながら封着剤を硬化させてシー
ル部１８を形成する。そして、第１および第２のガラス
基板１１，１２間のシール部１８で囲まれた間隙の液晶
注入口より、カイラル剤が添加されたネマティック系の
液晶２０を注入した後、液晶注入口を紫外線硬化型接着
剤などにより封止する。

このようにして作製した液晶表示器のセルギャップは、
６．７±　０．ｌｌ１ｏｌで標準偏差σが０．０７μｍ
であり、非常にバラツキが少なくかつ高精度なものであ
った。

なお、上記実施例においては、ＳＢＲ型の液晶表示器に
ついて説明したが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、他の複屈折型やＴＮ型の液晶表示器においても
同様な効果が得られる。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明の液晶表示器は、間隙の内
部領域に配置する樹脂系スペーサの平均径Ｄ１とシール
部に配置するガラス繊維系スペーサの平均径Ｄ２との関
係を、 ０＜　　Ｄ、−Ｄ２　　≦　０．１μｌとしているので
、基板のシール部近辺にひずみを発生させることなく、
高精度なセルギャップが得られ、表示品位の良好な液晶
表示器を安定して提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のＳＢＥ型液晶表示器の構
成を示す断面図、第２図は従来の液晶表示器における封
着時の形状変化を模式的に示す断面図である。 １１・・・・・・・・・第１のガラス基板１２・・・・
・・・・・第２のガラス基板１３．１４・・・透明導電
電極 １７・・・・・・・・・樹脂系スペーサ１８・・・・・
・・・・シール部 １９・・・・・・・・・ガラス系スペーサ２０・・・・
・・・・・液晶 出願人　　　　　　株式会社　東芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の面に導電電極が形成された一対の基板を前
   記導電電極が対向するように所定の間隙をもって配置し
   、この間隙に液晶を封入するとともに、前記間隙の内部
   領域を樹脂系スペーサで保持し、かつ前記一対の基板の
   外周部における間隙をガラス系スペーサで保持しつつ封
   止してなる液晶表示器において、 前記間隙に配置される前記樹脂系スペーサの平均径をＤ
   ＿１、前記ガラス系スペーサの平均径をＤ＿２とした場
   合、これらＤ＿１とＤ＿２とが０＜Ｄ＿１−Ｄ＿２≦０
   ．１μｍ を満足することを特徴とする液晶表示器。