JPH08194229A

JPH08194229A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08194229A
Application number: JP466195A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ozaki; 正明尾崎; Kunitomo Aoki; 邦友青木; Kaoru Mori; 森　　薫; Kazuto Fukazawa; 一登深澤
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】スメクチック相を有する液晶を用いた液晶表
示装置において、液晶注入口付近での表示ムラをなくす
とともに液晶注入時間を短縮する。【構成】上下ガラス基板１、２の一方に形成した外周
シール９のうち、一辺の全てを実質的に液晶注入口１１
とし、その辺において、注入口シール９ａ〜９ｅを互い
にオーバーラップさせて千鳥状に配置形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に液晶注入口付近での表示ムラを防止するようにした
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に液晶表示装置の断面図を示す。図
８において、２枚の上下ガラス基板（電極基板）１、２
の表面のそれぞれには、帯状の透明電極３、４および配
向膜５、６が形成されている。また、上下ガラス基板
１、２の間には、液晶層７を均一な厚さとするため、プ
ラスチックあるいは酸化珪素のスペーサ８が散布されて
いる。

【０００３】そして、上下ガラス基板１、２の一方の周
囲に外周シール９を形成した後、上下ガラス基板１、２
を貼り合わせ、セル内を脱気した後、液晶注入口よりセ
ル内に液晶を注入し、その後、液晶注入口を封止して液
晶表示装置が構成される。カラー液晶表示装置の場合に
は、上下ガラス基板１、２の一方にカラーフィルタが形
成される。

【０００４】なお、外周シール９には、ギャップを均一
化するため、グラスファイバーあるいは酸化珪素のスペ
ーサ１０が混入されており、その径は、通常、液晶層７
内のスペーサ８より、透明電極３および配向膜５、６
（カラー液晶表示装置にあってはさらにカラーフィル
タ）の厚さ分大きくなっている。図９に上記液晶表示装
置の平面図を示す。

【０００５】上下ガラス基板１、２の一方の４辺に形成
された外周シール９のうち、一辺には図に示すように、
液晶注入口１１が形成されている。この液晶注入口１１
より上述したように液晶が注入される。この注入後、封
止剤１２にて液晶注入口１１が封止される。また、この
封止剤１２が液晶層７における有効表示領域７ａに侵入
しないようにするため、外周シール９と同様にして形成
された封止剤侵入防止部１３が形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、液晶
として高速応答性を有する強誘電性液晶（ＦＬＣとい
う）あるいは反強誘電性液晶（ＡＦＬＣという）といっ
たスメクチック相を有する液晶が開発されている。この
液晶を用いた液晶表示装置においては、セルギャップ
（上下ガラス基板間のギャップ＝液晶層の厚さ）を２μ
ｍ以下にする必要があり、従来のＴＮ（ツイストネマチ
ック）液晶等を用いたもののセルギャップ（４μｍ以
上）と比べて、極めてセルギャップの狭いものが要求さ
れている。

【０００７】ここで、液晶の注入は、液晶セル内と外と
の圧力差および毛細管現象を利用して行われるため、上
記のようにセルギャップを小さくすると、液晶注入時間
が非常に長くなってしまうという問題を生じる。また、
上記したスメクチック相を有する液晶を用いて上記の液
晶表示装置を構成したところ、図９に示すような干渉縞
１４が発生し、これにより表示ムラが視認された。

【０００８】この表示ムラの発生原因を調べるため、液
晶注入口部付近のセルギャップの状態について検討を行
った。図１０、図１１に図９中のＢ−Ｂ断面と、Ｃ−Ｃ
断面の構造を示す。Ｂ−Ｂ断面方向においては、図１０
に示すように、中央のギャップが最も小さく、外周シー
ル９、封止剤防止侵入部１３に近づくに従って大きく安
定する。また、Ｃ−Ｃ断面方向においては、図１１に示
すように、有効表示領域７ａに向かって大きくなり安定
する。このようなギャップ差が生じるのは、外周シール
９、封止剤防止侵入部１３に混入されているスペーサ１
０と、上下ガラス基板１、２間に散布されるスペーサ８
の径が異なるためである。このようなギャップ差により
上記した干渉縞が生じているものと考えられる。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みたもので、スメク
チック相を有する液晶を用いた液晶表示装置において、
上記液晶注入口付近での表示ムラをなくすことを第１の
目的とする。また、液晶注入時間を短縮することを第２
の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、透明電極（３、
４）を有する一対の電極基板（１、２）と、この一対の
電極基板（１、２）間の外周部に形成され液晶注入口
（１１）を有する外周シール（９）と、この外周シール
（９）で囲まれた領域内に注入された液晶（７）と、前
記一対の電極基板（１、２）間に散布形成され前記液晶
（７）の層の厚さを均一にするスペーサ（８）と、前記
液晶（７）の注入後に前記液晶注入口（１１）を封止す
る封止剤（１２）とを備えた液晶表示装置において、前
記液晶（７）はスメクチック相を有する液晶であって、
前記液晶注入口（１１）に、前記外周シール（９）と実
質的に同じ厚さの複数の注入口シール（９ａ〜９ｅ）
が、前記液晶（７）の注入方向に対して互いにオーバー
ラップして配置形成されていることを特徴としている。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記外周シール（９）および前記複
数の注入口シール（９ａ〜９ｅ）のそれぞれには、厚さ
を均一にするためのスペーサ（１０）が混入されている
ことを特徴としている。請求項３に記載の発明では、請
求項１又は２に記載の発明において、前記複数の注入口
シール（９ａ〜９ｅ）は、千鳥状に配置されていること
を特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１つに記載の発明において、前記複数の注
入口シール（９ａ〜９ｅ）により前記液晶注入口（１
１）より液晶が注入される開口距離の合計（Ｌ）が１５
ｍｍ以上であることを特徴としている。請求項５に記載
の発明では、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の発
明において、前記一対の透明電極（３、４）のそれぞれ
は四角形状のものであって、前記外周シール（９）が形
成される前記外周部の一辺全てが実質的に前記液晶注入
口（１１）として形成されていることを特徴としてい
る。

【００１３】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至
４のいずれか１つに記載の発明において、前記複数の注
入口シール（９ａ〜９ｅ）は、前記液晶注入口（１１）
に対し前記外周シール（９）で囲まれた領域内奥部に形
成されていることを特徴としている。請求項７に記載の
発明においては、透明電極（３、４）を有する一対の電
極基板（１、２）と、この一対の電極基板（１、２）間
の外周部に形成され液晶注入口（１１）を有する外周シ
ール（９）と、この外周シール（９）で囲まれた領域内
に注入された液晶（７）と、前記一対の電極基板（１、
２）間に散布形成され前記液晶（７）の層の厚さを均一
にするスペーサ（８）と、前記液晶（７）の注入後に前
記液晶注入口（１１）を封止する封止剤（１２）とを備
えた液晶表示装置において、前記液晶（７）はスメクチ
ック相を有する液晶であって、前記液晶注入口（１１）
に、前記外周シール（９）と実質的に同じ厚さで、前記
外周シール（９）が形成された端部とオーバーラップし
た注入口シール（９ａ〜９ｅ）が形成されていることを
特徴としている。

【００１４】請求項８に記載の発明においては、透明電
極（３、４）を有する一対の電極基板（１、２）と、こ
の一対の電極基板（１、２）間の外周部に形成され液晶
注入口（１１）を有する外周シール（９）と、この外周
シール（９）で囲まれた領域内に注入された液晶（７）
と、前記一対の電極基板（１、２）間に散布形成され前
記液晶（７）の層の厚さを均一にするスペーサ（８）
と、前記液晶（７）の注入後に前記液晶注入口（１１）
を封止する封止剤（１２）とを備えた液晶表示装置にお
いて、前記液晶（７）はスメクチック相を有する液晶で
あって、前記液晶注入口（１１）に、前記外周シール
（９）と実質的に同じ厚さの複数の注入口シール（９ａ
〜９ｅ）が形成され、さらに前記複数の注入口シール
（９ａ〜９ｅ）の間のギャップを均一化するギャップ均
一化膜（１６）が形成されていることを特徴としてい
る。

【００１５】請求項９に記載の発明では、請求項８に記
載の発明において、前記ギャップ均一化膜は、前記一対
の電極基板（１、２）に形成された、前記透明電極
（３、４）と同一材料の透明導電膜（１６）であること
を特徴としている。なお、上記各手段のカッコ内の符号
は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示
すものである。

【００１６】

【発明の作用効果】請求項１乃至６に記載の発明によれ
ば、液晶注入口に、外周シールと実質的に同じ厚さの複
数の注入口シールが、液晶の注入方向に対して互いにオ
ーバーラップして配置形成されている。従って、互いに
オーバーラップして配置された複数の注入口シールによ
り、液晶注入口でのギャップ差を少なくすることがで
き、その結果表示ムラの発生を防止することができる。

【００１７】また、請求項４に記載のように、複数の注
入口シールにより液晶注入口より液晶が注入される開口
距離の合計が１５ｍｍ以上とすることにより、図３の実
験結果に示すように、一対の電極基板による液晶表示パ
ネルの大きさに係わらず液晶注入時間を大幅に短縮する
ことができる。さらに、請求項５に記載のように、外周
シールが形成される外周部の一辺全てを液晶注入口とす
ることにより、液晶を注入する面積が大きくなるため、
液晶注入時間を大幅に短縮することができる。

【００１８】請求項７に記載の発明によれば、液晶注入
口に外周シールが形成された端部とオーバーラップした
注入口シールを形成するようにしているから、外周シー
ルが形成された端部での表示ムラの発生を防止すること
ができる。請求項８、９に記載の発明によれば、液晶注
入口に複数の注入口シールを形成するとともに、複数の
注入口シールの間のギャップを均一化するギャップ均一
化膜を形成しているから、請求項１に記載の発明のよう
に複数の注入口シールをオーバーラップさせなくても、
請求項１と同様、液晶注入口でのギャップ差を少なくし
て表示ムラの発生を防止することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１は、液晶表示装置の平面図である。なお、そ
の断面構造は図８に示すものと同様である。なお、液晶
としては反強誘電性液晶を用いている。本実施例では、
図１に示すように、上下ガラス基板１、２の一方に形成
した外周シール９のうち、一辺の全てを実質的に液晶注
入口１１とするため、その辺の外周シールを島状に分断
し千鳥状に配列した注入口シール９ａ〜９ｅとしてい
る。なお、これら注入口シール９ａ〜９ｅは、外周シー
ル９と同じ構造であり、外周シール９に設けられたスペ
ーサ１０と同じスペーサを有して、外周シール９と実質
的に同じ厚さとなっている。

【００２０】また、これらの注入口シール９ａ〜９ｅ
は、それぞれの端部が互いにオーバラップするように配
置されている。また、注入口シール９ａ、９ｅの端部は
外周シール９が形成された端部とそれぞれオーバーラッ
プしている。図２（ａ）、（ｂ）に、図１に示すものと
図９に示すものの液晶注入口付近の拡大図を示す。

【００２１】図２（ａ）において、注入口シール９ａ〜
９ｅによる開口距離はそれぞれｙ₁〜ｙ₆で表され、そ
の合計である注入口開口距離Ｌは（ｙ₁＋ｙ₂＋ｙ₃＋
ｙ₄＋ｙ₅＋ｙ₆）となる。また、図２（ｂ）に示す従
来のものにおいては、注入口開口距離Ｌは（Ａ₁＋
Ａ₂）となる。そして、液晶層７の厚さを１．７μｍ、
液晶パネルの外形を１３５ｍｍ×１１０ｍｍとした場合
の液晶注入時間について検討した。図２（ｂ）の構成に
おいて（Ａ₁＋Ａ₂）を約１０ｍｍとすると１２時間以
上の液晶注入時間が必要であったのに対し、図２（ａ）
に示す構成において注入口開口距離Ｌを２０ｍｍとした
場合、約６時間で液晶を注入することができ、液晶注入
時間を大幅に短縮させることができた。

【００２２】すなわち、液晶注入口１１に複数に分断し
た注入口シール９ａ〜９ｅを設けることにより、複数の
液晶注入経路が形成される。このため、それらの開口距
離の合計である注入口開口距離Ｌを従来のものより大き
くすることができ、液晶注入時間を短縮させることがで
きたのである。ここで、注入口開口距離Ｌと注入時間と
の関係を実験により確認した。

【００２３】図３にその結果を示す。図に示すように、
Ｌが１０ｍｍ〜２０ｍｍの間で急激な変化をしており、
２０ｍｍ〜５０ｍｍの間においてはほとんど変化しな
い。従って、液晶注入時間を短縮させるためには、Ｌを
１５ｍｍ以上とするのがよい。但し、Ｌを大きくし過ぎ
ると、ｙ₁〜ｙ₆が大きくなり表示領域外の無駄な領域
が大きくなるため、望ましくは２０〜３０ｍｍがよい。

【００２４】なお、液晶の注入は、液晶セル内と外の圧
力差および毛細管現象を利用して行われるため、注入速
度は、それら圧力差および毛細管現象と、注入口開口距
離Ｌで決定される。従って、これらの条件が同じで液晶
セルサイズが異なっている場合には、液晶注入時間は液
晶パネルサイズの大きさに比例する。図３に、液晶パネ
ルサイズとして４インチと６インチのものを用いた場合
の結果を示す。この図から分かるようにそれぞれの液晶
パネルサイズに応じて液晶注入時間は変化しているが、
その変化傾向は同じである。従って、注入口開口距離Ｌ
を１５ｍｍ以上とすることにより液晶パネルサイズに関
係なく液晶注入時間を大きく短縮させることができる。

【００２５】また、図９に示す構成によれば、外周シー
ル９と封止剤侵入防止部１３の端部がオーバーラップし
ていないため、図１０、図１１に示すように、液晶注入
口１１付近において大きなギャップ差が生じ、これによ
り干渉縞が発生したのであるが、図２に示すように、注
入口シール９ａ〜９ｅのそれぞれの端部（図中のＡ、Ｂ
で示す）および外周シール９との間が必ずオーバラップ
するように配置することによって、液晶注入口１１付近
でのギャップ差が少なくなり、干渉縞が発生せず、安定
した表示を得ることができた。

【００２６】なお、従来のＴＮ液晶を使ったＴＦＴ−Ｌ
ＣＤ、ＳＴＮ−ＬＣＤについては、セルギャップがＦＬ
Ｃ、ＡＦＬＣの約３倍もあり、ギャップムラに対する許
容範囲が２倍から１０倍もある（すなわち多少セルギャ
ップがばらついても問題はない）ため、上記した千鳥配
置構造による液晶注入時間の短縮およびギャップムラ対
策についてはあまり有効ではない。逆に封止剤１２の塗
布領域が大きくなるため封止剤１２による配向不良や表
示ムラをひき起こす可能性がある。

【００２７】従って、図１のように千鳥配置構造にして
得られる、液晶注入時間の短縮および表示ムラの抑制効
果は、ＦＬＣ、ＡＦＬＣといったスメクチック層を有す
る液晶に適用した場合に生じるものである。図４は本発
明の他の実施例を示す液晶表示装置の平面図である。こ
の実施例においては、有効表示領域７ａに不純物が侵入
するのを防止するため、液晶注入口１１に対し奥の方に
注入口シール９ａ〜９ｅを設けるようにしている。この
場合、液晶注入口１１の大きさＲにより液晶の注入時間
が変化するため、注入時間を長くしないようにするため
には、Ｒ≧Ｌという関係が成り立つようにする必要があ
る。

【００２８】図５乃至図７は、さらに本発明の他の実施
例を示す液晶表示装置の平面図である。図１に示すもの
では注入口シール９ａ〜９ｅをオーバーラップ配置させ
ることにより液晶注入口１１近傍でのギャップ差を少な
くして表示ムラの発生を防止するようにしたのである
が、図５乃至図７に示す実施例においては、注入口シー
ル９ａ〜９ｅをオーバーラップさせなくても表示ムラが
発生しないよう、透明導電膜１６（透明電極３、４と同
一材料で、同一工程にて形成されるもの）を液晶注入口
１１における上下ガラス基板１、２に設けてギャップの
均一化を図るようにしている。

【００２９】具体的には、図５に示すように、注入口シ
ール９ａ、９ｃ、９ｅのそれぞれの間に透明導電膜１６
が形成されている。図６においては、外周シール９、注
入口シール９ａ〜９ｅのそれぞれの間に透明導電膜１６
が形成されている。さらに、図７においては、注入口シ
ール９ａ、９ｃ、９ｅと注入口シール９ｂ、９ｄ間に透
明導電膜１６が形成されている。

【００３０】このように透明導電膜１６を液晶注入口１
１に設けることにより、外周シール９に混入されている
スペーサ１０と、上下ガラス基板１、２間に散布される
スペーサ８の差による液晶注入口１１近傍でのギャップ
差を少なくすることができ、その結果表示ムラが生じな
いようにすることができる。なお、透明導電膜１６は、
ギャップ差を少なくするためのものであるため、透明導
電膜１６以外に、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂等の酸化膜ある
いはアクリル等の樹脂を用いることができる。

【００３１】また、液晶注入口１１における表示ムラ防
止ということであれば、注入口シールを複数とせずに単
一としてもよいが、その場合、外周シール９の端部との
間で注入口シールがオーバーラップするように配置する
必要がある。さらに、上記した実施例においては、液晶
として反強誘電性液晶を用いるものを示したが、強誘電
性液晶を用いて同様に構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液晶表示装置の平面図
である。

【図２】図１に示すものと従来のものの液晶注入口付近
の拡大図である。

【図３】注入開口距離と注入時間の関係を示すグラフで
ある。

【図４】本発明の他の実施例を示す液晶表示装置の平面
図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例を示す液晶表示装置
の平面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す液晶表示装置
の平面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例を示す液晶表示装置
の平面図である。

【図８】液晶表示装置の断面図である。

【図９】従来の液晶表示装置の平面図である。

【図１０】図９に示すもののＢ−Ｂ断面図である。

【図１１】図９に示すもののＣ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１、２…ガラス基板、３、４…透明電極、５、６…配向
膜、７…液晶層、８…スペーサ、９…外周シール、９ａ
〜９ｄ…注入口シール、１０…スペーサ、１１…液晶注
入口、１２…封止剤、１６…透明導電膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深澤一登愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明電極を有する一対の電極基板と、こ
の一対の電極基板間の外周部に形成され液晶注入口を有
する外周シールと、この外周シールで囲まれた領域内に
注入された液晶と、前記一対の電極基板間に散布形成さ
れ前記液晶の層の厚さを均一にするスペーサと、前記液
晶の注入後に前記液晶注入口を封止する封止剤とを備え
た液晶表示装置において、前記液晶はスメクチック相を有する液晶であって、前記液晶注入口に、前記外周シールと実質的に同じ厚さ
の複数の注入口シールが、前記液晶の注入方向に対して
互いにオーバーラップして配置形成されていることを特
徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記外周シールおよび前記複数の注入口
シールのそれぞれには、厚さを均一にするためのスペー
サが混入されていることを特徴とする請求項１に記載の
液晶表示装置。
【請求項３】前記複数の注入口シールは、千鳥状に配
置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
液晶表示装置。
【請求項４】前記複数の注入口シールにより前記液晶
注入口より液晶が注入される開口距離の合計が１５ｍｍ
以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１つに記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記一対の透明電極のそれぞれは四角形
状のものであって、前記外周シールが形成される前記外
周部の一辺全てが実質的に前記液晶注入口として形成さ
れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１
つに記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記複数の注入口シールは、前記液晶注
入口に対し前記外周シールで囲まれた領域内奥部に形成
されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
１つに記載の液晶表示装置。
【請求項７】透明電極を有する一対の電極基板と、こ
の一対の電極基板間の外周部に形成され液晶注入口を有
する外周シールと、この外周シールで囲まれた領域内に
注入された液晶と、前記一対の電極基板間に散布形成さ
れ前記液晶の層の厚さを均一にするスペーサと、前記液
晶の注入後に前記液晶注入口を封止する封止剤とを備え
た液晶表示装置において、前記液晶はスメクチック相を有する液晶であって、前記液晶注入口に、前記外周シールと実質的に同じ厚さ
で、前記外周シールが形成された端部とオーバーラップ
した注入口シールが形成されていることを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項８】透明電極を有する一対の電極基板と、こ
の一対の電極基板間の外周部に形成され液晶注入口を有
する外周シールと、この外周シールで囲まれた領域内に
注入された液晶と、前記一対の電極基板間に散布形成さ
れ前記液晶の層の厚さを均一にするスペーサと、前記液
晶の注入後に前記液晶注入口を封止する封止剤とを備え
た液晶表示装置において、前記液晶はスメクチック相を有する液晶であって、前記液晶注入口に、前記外周シールと実質的に同じ厚さ
の複数の注入口シールが形成され、さらに前記複数の注入口シールの間のギャップを均一化
するギャップ均一化膜が形成されていることを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項９】前記ギャップ均一化膜は、前記一対の電
極基板に形成された、前記透明電極と同一材料の透明導
電膜であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示
装置。