JPH1096908A

JPH1096908A - 液晶素子及び電子機器

Info

Publication number: JPH1096908A
Application number: JP8252082A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Honda; 賢一本田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】表示の均一性を高めつつ、外的要因による変形
を防止した高画質の液晶素子を提供することを目的とす
る。【解決手段】可撓性を有する一対の基板間に透明電極を
設け所定の間隙を保持し液晶層を挟持させて液晶セルを
構成し前記液晶セルの外側には少なくとも一対の光学素
子が配置されてなる液晶素子において、前記液晶セルの
最表面は前記光学素子が粘着されず、かつ、所定の間隙
を保持するように液晶素子を構成する。また、間隙保持
部材を挿入する方法や電子機器の筐体を利用することで
より容易に前記所定の間隙を一定に保つことが可能とな
りより均一性の高い高画質の液晶素子を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマーフィルム
等の可撓性を有する基板を用いた液晶素子に関し、さら
に、この液晶素子を搭載した電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ポリマーフィルム等の可撓性を有
する基板を用いた液晶素子（以下ＰＦＰという）は軽量
で、薄く、割れないことからガラス基板を用いた液晶素
子より優れた物としてページャー、携帯電話等の携帯情
報端末用の表示素子として注目され需要が拡大しつつあ
る。図７にＰＦＰの断面図の一例を示す。１、２は厚さ
１００μｍ程度の可撓性を有する基板であり、一般にＰ
ＥＴ，ＰＣ，ＰＥＳ等をベースとしガスバリア層、表面
処理層等が積層された構造となっている。その対向面に
はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極３が形成
されている。透明電極３上には可溶性ポリイミド等から
なる配向膜４が形成され、その表面は液晶を整列させる
ための配向処理が施されている。これら上下基板１、２
は間隙保持部材５を介してエポキシ系接着剤等からなる
シール剤６で重合接着され、ネマチック液晶７を封入し
て液晶セル８が構成されている。液晶セルは１１、１２
の粘着層を介して接着されている偏光素子９，１０で挟
持された構造となっている。液晶素子には９，１０のい
ずれかの外側に反射体あるいは半透過反射体が粘着層を
介して接着された反射・半透過型とすることもできる。
また、液晶素子には９と１１の間、あるいは１０と１２
の間の少なくとも一方に光学補償体が粘着層を介して接
着されたＦＴＮ型としても良い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＦＰ
においては材料等の制約からガラスセルと同等の表示品
位を確保するには至っていない。

【０００４】本願発明では表示品位を低下させている要
因である表示むらと液晶素子の変形の問題について様々
な角度から解析を行い、以下に示すような事実を見いだ
した。

【０００５】すなわち、表示品位を低下させる要因であ
る表示むらは液晶セル厚むらに起因するものであり、液
晶セルに貼付される光学素子および反射体等の平坦性の
低さが原因として挙げられる。すなわちＰＦＰの場合に
はガラス基板を用いた液晶セルとは異なり可撓性を有し
ているが故に、貼付された物質の凹凸で液晶セルが不均
一に加圧され、基板の歪みとなって液晶セルに蓄積され
表示むらになる。この問題は前記構成品類等を液晶セル
に貼り付ける時点で最も問題となり、接着による不均一
な応力が液晶セルに加えられ基板の歪みとなって液晶セ
ルに蓄積される。

【０００６】また、可撓性を有する基板の剛性は光学素
子等の剛性より低いため、接着時に凹凸を持つもので加
圧された場合に著しく歪みをうけ、高剛性体に強固に固
定されることで歪みの開放ができないといったことも問
題である。

【０００７】また、接着に用いられている粘着層につい
ても同様の問題が考えられ高平滑性を有する偏光素子等
を使用しても粘着層の平坦性が低ければ液晶セルとの接
触面に凹凸が生じ、接着する時点で液晶セルを不均一に
加圧し高剛性の偏光素子等に固定することで歪みが蓄積
され液晶素子の表示むらとなる。

【０００８】一方変形は、液晶セルに貼付された光学素
子類等と液晶セルの変形率の差から起こるものであり、
とくに外的環境要因（温度、湿度等）等が変化した場合
に著しく問題となる。

【０００９】すなわち、外的環境要因が変化した場合に
液晶セルと液晶セルに貼付した物質の間で伸縮率に差が
あるため歪みの原因となり液晶素子の変形を引き起こ
す。

【００１０】また、可撓性を有する基板の剛性は偏光素
子等の構成品類の剛性より低いため、偏光素子等が変形
した場合には強い応力により液晶セルが変形させられて
しまう。これらの現象は反射体等の伸縮率の著しく異
なった物質を使用する場合に顕著となる。このほか、粘
着層は外的環境要因（温度、湿度等）の変化により著し
い伸縮が起こるため液晶セルと接着された物質の間に歪
みを生じさせ液晶素子の変形を引き起こすと考えられ
る。この液晶素子における変形は表示品位の著しい劣化
を招くとともに、変形量が大きい場合には液晶素子の破
壊を引き起こす原因となる。したがって液晶表示素子の
表示品位の向上のために外的環境要因（温度、湿度等）
等の変化によらず常に変形を生じさせないことが重要で
ある。

【００１１】そこで、本発明は表示の均一性を確保しつ
つ信頼性に優れた液晶素子を提供することを目的とす
る。

【００１２】また、本発明は前記液晶素子を搭載するこ
とにより、信頼性を向上させた電子機器を提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
可撓性を有する一対の基板間に透明電極を設け所定の間
隙を保持し液晶層を挟持させて液晶セルを構成し前記液
晶セルの外側には少なくとも一対の光学素子が配置され
てなる液晶素子において、前記液晶セルの最表面は前記
光学素子が粘着されず、かつ、所定の間隙を有して配設
してなることを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記所定の間隙を
間隙保持部材で一定に保ってなることを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記所定の間隙を
流動性液体あるいはゲル状物質からなる充填剤で一定に
保ってなることを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明は、前記光学素子が少
なくとも液晶セルとは反対面の物質に固定され、かつ、
液晶セルとは所定の間隙を有することを特徴とする。

【００１７】請求項５記載の発明は、前記光学素子が液
晶素子の下方に配置された高剛性基板に粘着され、か
つ、液晶セルとは所定の間隙を有することを特徴とす
る。

【００１８】請求項６の発明は、前記光学素子が液晶素
子の上方に配置された透明基板上に粘着され、かつ、液
晶セルとは所定の間隙を有することを特徴とする。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１から６いずれ
か記載の液晶素子と、少なくとも当該液晶素子に表示す
る表示情報を創出する手段とを搭載したことを特徴とす
る。

【００２０】

【作用】請求項１から３記載の発明では、光学素子およ
び反射体等の液晶素子構成品の凹凸を液晶セルに伝える
ことのない構造としたことにより表示品位の著しく向上
した液晶素子が得られた。かつ外的環境要因（温度、湿
度等）等が変化した場合にも構成品等により生じた歪み
応力を液晶セルに伝えることがないため液晶素子の変形
が起こらず高画質、高品質、高耐久とすることができ
た。

【００２１】請求項４から６記載の発明では、液晶素子
を保護するための保護体や液晶装置の匡体に光学素子を
接着した事により光学素子へのごみ等の付着や表示面等
における傷の発生を押さえることができた。

【００２２】請求項７記載の発明では、前記液晶素子を
電子機器に搭載することにより大幅に表示品位の向上し
た電子機器が得られた。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２４】［実施例１］図１は液晶素子の構成を示す
断面図であり、１、２は厚さ１００μｍ程度のＰＣ等の
可撓性を有する基板からなり、ガスバリア層、表面処理
層等が積層された構造となっている。その対向面にはイ
ンジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極３が形成され
ている。そして透明電極３上には可溶性ポリイミド等か
らなる配向膜４が形成され、その表面は液晶を整列させ
るための配向処理が施されている。上下基板１、２は間
隙保持部材５を介してエポキシ系接着剤等からなるシー
ル剤６で重合接着され、ネマチック液晶７を封入し、封
止材にて封口して液晶セル８を構成した。この液晶素子
の条件の一例を示すとツイスト角１８０度〜２７０度、
Δｎ・ｄの値は０．７〜２．０のＳＴＮ型とした。な
お、本実施例では表示モードをＳＴＮ型としたが、ＳＴ
Ｎ型に限定されるわけではなく、例えばＴＮ型液晶素子
にも本発明を適用できるものである。こうして得られた
液晶セル８の外側の外周部分にエポキシ系接着剤等から
なるシール剤１３を印刷し９，１０の偏光素子を６μｍ
の間隙を保持するように固定した。なお、本実施例では
液晶セルを構成する際に用いたエポキシ系接着剤等から
なるシール剤を用いたが、エポキシ系接着剤等に限定さ
れるわけではなく、例えばフェノール系、ビニル系、合
成ゴム系といった接着剤の他、アクリル系、ポリエステ
ル系、ポリチオール系、エポキシ系の光硬化性接着剤等
の使用も可能である。また、本実施例ではエポキシ系接
着剤等からなるシール剤を印刷する事で接着層の形成を
行ったが、接着層の形成方法は印刷に限定されるわけで
はなくディスペンサーや両面接着テープといった方法を
選択する事が可能である。シールを形成する場所も液晶
セル８上に限定されるわけではなく、偏光素子９，１０
の方に形成することができる。また、本実施例では６μ
ｍの間隙を保持するように設計を行ったが、この間隙は
１μｍから１ｍｍの任意の値で実施が可能であり、特に
１から１０μｍの間隙を保持することが好ましい。

【００２５】その結果、従来の液晶素子においては光学
素子の厚みむら等による歪み応力によりセル厚の不均一
が生じ色ムラ不良が発生したが、本実施例の液晶セルに
おいては著しい色ムラによる不良の発生は認められなか
った。また、高温放置の耐候試験を行ったところ、従来
の液晶素子においては変形が起こり素子の劣化が認めら
れたが、本実施例の液晶素子では変形がなく劣化も認め
られなかった。

【００２６】［実施例２］図２は液晶素子の構成を示す
断面図であり、実施例１と同様の方法により液晶セル８
並びにシール剤１３が形成されている。そして間隙保持
部材１４として粒径６μｍの積水ファインケミカル社製
ミクロパールの散布を行った後９，１０の偏光素子を所
定の間隙を保持するように固定した。本実施例では間隙
保持部材として積水ファインケミカル社製ミクロパール
を使用したがこれに限定されるものではなく、無機化合
物や有機化合物あるいはその混合物等による粒状物質全
般に適用可能であり、特に接着層を有し液晶セルあるい
は光学素子上に固定できるものが好ましい。また、その
粒径も本実施例で用いた６μｍに限定されるものではな
く、１μｍから１ｍｍの任意の値で実施が可能である
が、特に１μｍから１０μｍの間隙を保持できるものが
好ましい。また、間隙保持部材の配置方法も散布法に限
定されるものではなく、印刷法、転写法といった方法を
選択する事ができ、その配置場所も液晶セル上のみなら
ず光学素子上へ配置することができる。

【００２７】その結果、従来の液晶素子においては光学
素子の厚みむら等による歪み応力によりセル厚の不均一
が生じ色ムラ不良が発生したが、本実施例の液晶セルに
おいては著しい色ムラ不良の発生はほとんど認められな
かった。また、高温放置の耐候試験を行ったところ、従
来の液晶素子においては変形が起こり素子の劣化が認め
られたが、本実施例の液晶素子では変形がなく劣化も認
められなかった。

【００２８】［実施例３］図３は液晶素子の構成を示す
断面図であり、実施例１と同様の方法により液晶セル８
が並びにシール剤１３が形成されている。そして９，１
０の偏光素子上にエポキシ系接着剤を５ｍｍ間隔の点状
に印刷し焼成を行って、高さ６μｍの間隙保持部材１５
が形成されている。この液晶セルと９，１０の偏光素子
を所定の間隙を保持するように固定し液晶素子とした。
本実施例では間隙保持部材としてエポキシ系接着剤等を
使用したがエポキシ系接着剤等に限定されるものではな
く、例えばフェノール系、ビニル系、合成ゴム系といっ
た接着剤の他、アクリル系、ポリエステル系、ポリチオ
ール系、エポキシ系の光硬化性接着剤等の使用も可能で
あり、さらにはＳｉＯｘといった物質に代表される無機
系物質の使用も可能である。また柱状間隙保持部材の形
成方法は印刷に限定されるわけではなくディスペンサー
や転写法、スプレー法、スパッタ法といった手段が選択
でき、その高さも本実施例で用いた６μｍに限定される
ものではなく、１μｍから１ｍｍの任意の値で実施が可
能であるが、特に１μｍから１０μｍの間隙を保持する
ことが好ましい。本実施例では光学素子側に間隙保持部
材の形成を行ったが、その配置場所も光学素子上のみな
らず液晶セル上へ配置することができるその結果、従来の液晶素子においては光学素子の厚みむ
ら等による歪み応力によりセル厚の不均一が生じ色ムラ
不良が発生したが、本実施例の液晶セルにおいては著し
い色ムラ不良の発生はほとんど認められなかった。ま
た、高温放置の耐候試験を行ったところ、従来の液晶素
子においては変形が起こり素子の劣化が認められたが、
本実施例の液晶素子では変形がなく劣化も認められなか
った。

【００２９】［実施例４］図４は液晶素子の構成を示す
断面図であり、実施例１と同様の方法により液晶セル８
並びにシール剤１３が形成されている。そのシール剤１
３の内側に充填剤１６としてシリコンオイルを気泡が残
らないように注意しながら偏光素子９，１０で封入を行
い、液晶セルと偏光素子の間隙を６μｍとした。本実施
例で流動性液体あるいはゲル状物質の例としてシリコン
オイルを使用したが、シリコンオイルに限定されるもの
ではなく、例えば蒸留水やパラフィンオイルといった無
機、有機全般の難燃性液体に適用が可能なものである。
また、グリセリンやワセリンのような常温でゲル状を呈
する物質の使用も可能であり、封入時の取り扱いが液体
より容易である。また本実施例では液晶セルと光学素子
の間隙が６μｍとなるように充填材の封入を行ったが、
間隙は６μｍに限定されるものではなく、１μｍから１
ｍｍの任意の値で実施が可能であり、特に１μｍから１
０μｍの間隙を保持することが好ましい。、その結果、
従来の液晶素子においては光学素子の厚みむら等による
歪み応力によりセル厚の不均一が生じ色ムラ不良が発生
したが、本実施例の液晶セルにおいては著しい色ムラ不
良の発生はほとんど認められなかった。また、高温放置
の耐候試験を行ったところ、従来の液晶素子においては
変形が起こり素子の劣化が認められたが、本実施例の液
晶素子では変形がなく劣化も認められなかった。

【００３０】［実施例５］図５は液晶素子の構成を示す
断面図であり、実施例１と同様の方法により液晶セル８
およびシール剤１３が形成されている。この液晶セルの
下方にガラス板１７を配置して偏光素子９，１０を粘着
層を介して接着し液晶セルとは６μｍの間隙を保持する
ようにして液晶素子を構成した。本実施例ではガラス板
を使用したがガラスに限定されるものではなく、液晶セ
ルより剛性の高い基板一般の使用が可能であり、液晶素
子駆動回路基板や導光板あるいは液晶装置の匡体等にも
適用できるものである。また、液晶装置の匡体を使用す
る場合等において所定の間隙が保持される場合において
はシール剤１３の省略が可能となる。また、本実施例で
は液晶セルと光学素子の間隙が６μｍとなるように設計
を行ったが、間隙は６μｍに限定されるものではなく、
１μｍから１ｍｍの任意の値で実施が可能であり、特に
１μｍから１０μｍの間隙を保持することが好ましい。

【００３１】その結果、従来の液晶素子においては光学
素子の厚みむら等による歪み応力によりセル厚の不均一
が生じ色ムラ不良が発生したが、本実施例の液晶セルに
おいては著しい色ムラ不良の発生はほとんど認められな
かった。また、高温放置の耐候試験を行ったところ、従
来の液晶素子においては変形が起こり素子の劣化が認め
られたが、本実施例の液晶素子では変形がなく劣化も認
められなかった。

【００３２】［実施例６］図６は液晶素子の構成を示す
断面図であり、実施例１と同様の方法により液晶セル８
およびシール剤１３が形成されている。この液晶セルの
上方にガラス板１７を配置して偏光素子９，１０を粘着
層を介して接着し液晶セルとは６μｍの間隙を保持する
ようにして液晶素子を構成した。本実施例ではガラス板
を使用したがガラスに限定されるものではなく、ガラス
等に代表される無機物質やアクリル等に代表される有機
物質の透明基板一般の使用が可能であり、液晶素子保護
板あるいは液晶装置の匡体等にも適用できるものであ
る。また必要に応じて視認性を損なわない程度に透明基
板を着色する事で、容易に外観色を変える事が可能とな
る。また、液晶装置の匡体を使用する場合等において所
定の間隙が保持される場合においてはシール剤１３の省
略が可能となる。また、本実施例では液晶セルと光学素
子の間隙が６μｍとなるように設計を行ったが、間隙は
６μｍに限定されるものではなく、１μｍから１ｍｍの
任意の値で実施が可能であり、特に１μｍから１０μｍ
の間隙を保持することが好ましい。

【００３３】その結果、従来の液晶素子においては光学
素子の厚みむら等による歪み応力によりセル厚の不均一
が生じ色ムラ不良が発生したが、本実施例の液晶セルに
おいては著しい色ムラ不良の発生はほとんど認められな
かった。また、高温放置の耐候試験を行ったところ、従
来の液晶素子においては変形が起こり素子の劣化が認め
られたが、本実施例の液晶素子では変形がなく劣化も認
められなかった。

【００３４】［実施例７］前記液晶素子をページャーの
表示用デバイスとして搭載したところ、ガラス基板で形
成された液晶素子よりも薄型・軽量で、かつ、耐衝撃性
にも優れたページャーが得られた。すなわち、仮に誤っ
て落下させるようなことがあってもガラスセルのように
割れることはない。そのため、従来、問題となっていた
破損による表示不良が皆無になる。また、高温環境下で
の使用でもＰＦＰ特有の問題である液晶素子の変形につ
いても従来品と比較してマージンが拡大され、信頼性、
表示品位共に優れたページャーが提供できる。

【００３５】本実施例ではページャーを例にとって説明
したが、本実施例に限らず、携帯情報端末（ＰＤＡ）、
パーソナルコンピュータ等の表示用デバイスとして電子
機器に搭載することにより、優れた電子機器を提供でき
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明の液晶素子は、偏光素子、光学補
償体、反射体、半透過反射体等の液晶素子構成品等の凹
凸を液晶セルに伝えることのない構造としたことにより
表示品位を著しく向上させつつ、外的環境要因（温度、
湿度等）等が変化した場合にも液晶素子構成品等により
生じた歪み応力を液晶セルに伝えることがないため液晶
素子の変形が起こらず高画質、高品質、高耐久とした液
晶素子を提供できる。また接着層を使用しないため接着
層の変形、変質がなくなり高耐久化できるといった効果
も有する。さらに、液晶素子を保護するための保護体を
用いた本発明の液晶素子は、液晶素子へのごみ等の付着
や表示面等における傷の発生を押さえることができるた
めより高画質、高品質、高耐久の液晶素子を提供でき
る。

【００３７】本発明の電子機器は、前記液晶素子を搭載
したことで、信頼性および表示特性に優れ、しかも薄型
・軽量化が可能であるという優れた特性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の断面を示す図。

【図２】実施例２の液晶素子の断面を示す図。

【図３】実施例３の液晶素子の断面を示す図。

【図４】実施例４の液晶素子の断面を示す図。

【図５】実施例５の液晶素子の断面を示す図。

【図６】実施例６の液晶素子の断面を示す図。

【図７】従来の液晶素子の断面を示す図。

【符号の説明】

１．基板２．基板３．透明電極４．配向膜５．間隙保持部材６．シール材７．液晶８．液晶セル９．偏光素子１０．偏光素子１１．粘着層１２．粘着層１３．シール剤１４．粒状間隙保持部材１５．柱状間隙保持部材１６．充填剤１７．ガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性を有する一対の基板間に透明電極を
設け所定の間隙を保持し液晶層を挟持させて液晶セルを
構成し前記液晶セルの外側には少なくとも一対の光学素
子が配置されてなる液晶素子において、前記液晶セルの
最表面は前記光学素子が粘着されず、かつ、所定の間隙
を有して配設されてなることを特徴とする液晶素子。
【請求項２】前記所定の間隙を間隙保持部材で一定に保
ってなることを特徴とする請求項１記載の液晶素子。
【請求項３】前記所定の間隙を流動性液体あるいはゲル
状物質からなる充填剤で一定に保ってなることを特徴と
する請求項１から２記載の液晶素子。
【請求項４】前記光学素子が少なくとも液晶セルとは反
対面の物質に固定され、かつ、液晶セルとは所定の間隙
を有することを特徴とする請求項１から３記載の液晶素
子。
【請求項５】前記光学素子が液晶素子の下方に配設され
た高剛性基板に粘着され、かつ液晶セルとは所定の間隙
を有することを特徴とする請求項１から４記載の液晶素
子。
【請求項６】前記光学素子が液晶素子の上方に配設され
た透明基板に粘着され、かつ液晶セルとは所定の間隙を
有することを特徴とする請求項１から５記載の液晶素
子。
【請求項７】請求項１から６いずれか記載の液晶素子
と、少なくとも当該液晶素子に表示する表示情報を創出する
手段とを搭載したことを特徴とする電子機器。