JPS62226123A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPS62226123A JPS62226123A JP6830586A JP6830586A JPS62226123A JP S62226123 A JPS62226123 A JP S62226123A JP 6830586 A JP6830586 A JP 6830586A JP 6830586 A JP6830586 A JP 6830586A JP S62226123 A JPS62226123 A JP S62226123A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/133382—Heating or cooling of liquid crystal cells other than for activation, e.g. circuits or arrangements for temperature control, stabilisation or uniform distribution over the cell
-
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- G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
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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。
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〕
本発明は液晶表示素子に係り、特に表示７景の大きな大
形液晶表示装置に好適な液晶表示素子に関する。
形液晶表示装置に好適な液晶表示素子に関する。
特開昭６０−５０５１１号公報及び特開昭６０−１０７
０２０号公報等で提案された新しい方式の液晶表示素子
は、従来のＴＮ形液晶表示素子と比較して極めて急峻な
電圧−透過特性を有するので、１／１００デユーテイ以
下の高時分割で駆動しても高いコントラストが得られる
。しかし、複屈折モードで動作する方式であるため特有
の背景色を呈し、この背景色も屈折率異方性Δｎと液晶
層厚ｄ（μｍ）の積、Δｎ−ｄの値によって微妙に変化
する。従って、表示画面全体にわたり背景色を一様にす
るためには、液晶層厚ｄを±０．１μｍ以内で均一化す
る必要がある。
０２０号公報等で提案された新しい方式の液晶表示素子
は、従来のＴＮ形液晶表示素子と比較して極めて急峻な
電圧−透過特性を有するので、１／１００デユーテイ以
下の高時分割で駆動しても高いコントラストが得られる
。しかし、複屈折モードで動作する方式であるため特有
の背景色を呈し、この背景色も屈折率異方性Δｎと液晶
層厚ｄ（μｍ）の積、Δｎ−ｄの値によって微妙に変化
する。従って、表示画面全体にわたり背景色を一様にす
るためには、液晶層厚ｄを±０．１μｍ以内で均一化す
る必要がある。
この様な高精度のギャップ制御は次のようにして実現さ
れる。第２図は液晶封入工程におけるセルのギャップ変
化の様子を模式的に示したものである。液晶の封入は次
のように行う。（ａ）空のセル１と液晶４の入った液晶
皿５を真空容器（図示せず）内に保持し、真空排気する
、（ｂ）充分排気した後、空のセル１を下げるか、又は
液晶皿５を上げて封入口３を液晶皿５に浸ける。（ｃ）
〜（ｄ）真空容器内を大気圧にリークするとセル１内外
の圧力差により液晶４が注入される。
れる。第２図は液晶封入工程におけるセルのギャップ変
化の様子を模式的に示したものである。液晶の封入は次
のように行う。（ａ）空のセル１と液晶４の入った液晶
皿５を真空容器（図示せず）内に保持し、真空排気する
、（ｂ）充分排気した後、空のセル１を下げるか、又は
液晶皿５を上げて封入口３を液晶皿５に浸ける。（ｃ）
〜（ｄ）真空容器内を大気圧にリークするとセル１内外
の圧力差により液晶４が注入される。
（ａ）および（ｂ）の状態ではセル１の基板固有のうね
りのためセルギャップは不均一であるが、（Ｃ）の状態
ではセル１の内と外の圧力差により基板のうねりが矯正
され、セルギャップはスペーサ２の径で規定される値に
均一化される。セル１内を上昇していく液晶４の先端が
丁度セル１の上端部に到達した（ｄ）の状態でもセルギ
ャップは均一に保持されているが、このままの状態でさ
らに放置すると基板の弾性復元力により更に液晶４が吸
入され、（ｅ）のように再びセルギャップは不均一とな
っていく。径の均一なスペーサを使用し、第２図（ｄ）
の状態で封入［１３り封止することにより、±０．１μ
ｍ以内の高精度のギャップ制御が可能である。スペーサ
２としては、径の均一な粉砕したガラスファイバー片が
一般に用いられる。
りのためセルギャップは不均一であるが、（Ｃ）の状態
ではセル１の内と外の圧力差により基板のうねりが矯正
され、セルギャップはスペーサ２の径で規定される値に
均一化される。セル１内を上昇していく液晶４の先端が
丁度セル１の上端部に到達した（ｄ）の状態でもセルギ
ャップは均一に保持されているが、このままの状態でさ
らに放置すると基板の弾性復元力により更に液晶４が吸
入され、（ｅ）のように再びセルギャップは不均一とな
っていく。径の均一なスペーサを使用し、第２図（ｄ）
の状態で封入［１３り封止することにより、±０．１μ
ｍ以内の高精度のギャップ制御が可能である。スペーサ
２としては、径の均一な粉砕したガラスファイバー片が
一般に用いられる。
しかし、上記の方法でギャップを均一に制御した液晶表
示素子は、低温に放置した場合、素子内部に気泡（液晶
の存在しない空隙）が発生するという問題がある。表１
に示すように、液晶表示素子を構成する容器材質の膨張
率に比べ液晶材料の膨張率の方が数十倍大きい。このた
めセル１を封止した温度より周囲温度が低くなると素子
の内容積に比べ液晶材料の体積が不足することになる。
示素子は、低温に放置した場合、素子内部に気泡（液晶
の存在しない空隙）が発生するという問題がある。表１
に示すように、液晶表示素子を構成する容器材質の膨張
率に比べ液晶材料の膨張率の方が数十倍大きい。このた
めセル１を封止した温度より周囲温度が低くなると素子
の内容積に比べ液晶材料の体積が不足することになる。
体積不足分は最初、基板の弾性変形で吸収されるが、第
２図（ｄ）のようにスペーサ２と基板が密着した状態で
封止されているため、もともと弾性変形の余地が少ない
。このため封止温度との温度差が大きくなり、体積不足
分がある限界を越えると気泡（空隙）の発生に到る。発
生した気泡は室温に戻しても直ぐに消えない場合があり
、１週間以上経っても消えないこともある。このような
気泡が表示部に存在するとその部分は表示不可能となる
。
２図（ｄ）のようにスペーサ２と基板が密着した状態で
封止されているため、もともと弾性変形の余地が少ない
。このため封止温度との温度差が大きくなり、体積不足
分がある限界を越えると気泡（空隙）の発生に到る。発
生した気泡は室温に戻しても直ぐに消えない場合があり
、１週間以上経っても消えないこともある。このような
気泡が表示部に存在するとその部分は表示不可能となる
。
このような低温での気泡の発生を防止する手段として、
従来、特願昭５９−１５１０９号に記載された方法が提
案されている。通常は第３図（ａ）のように、上電極基
板６と下電極基板７とを封止するシール材５の内側全面
８にスペーサ２を均一に分散させ、封止材１１で封止し
ている。この方法では、第３図（ｂ）のように有効表示
画面部９のみにスペーサを分散させ、残りの周辺部にス
ペーサを配設しない部分１０を設け、低温における液晶
の体積不足分をこのスペーサのない部分１ｏの基板の弾
性変形で吸収させようとするものである。
従来、特願昭５９−１５１０９号に記載された方法が提
案されている。通常は第３図（ａ）のように、上電極基
板６と下電極基板７とを封止するシール材５の内側全面
８にスペーサ２を均一に分散させ、封止材１１で封止し
ている。この方法では、第３図（ｂ）のように有効表示
画面部９のみにスペーサを分散させ、残りの周辺部にス
ペーサを配設しない部分１０を設け、低温における液晶
の体積不足分をこのスペーサのない部分１ｏの基板の弾
性変形で吸収させようとするものである。
第１表 素子構成材の膨張率
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の方法によれば、低温における液晶の体積不足分は
スペーサ２の分散されていない領域１０の基板の弾性変
形で吸収されるので、低温での気泡の発生を効果的に防
止することができる。
スペーサ２の分散されていない領域１０の基板の弾性変
形で吸収されるので、低温での気泡の発生を効果的に防
止することができる。
しかし、上記方法でも、なお次のような問題の存在する
ことが明らかとなった。
ことが明らかとなった。
第１は低温側において、スペーサ２を分散しない領域１
０の背景色がスペーサを分散した領域の背景色と異って
くるという問題である。低温側で、スペーサのない部分
のギャップのみが小さくなり、分散領域と非分散領域の
Δｎ−ｄの値が異ってくるためである。画面の背景色が
場所によって異るので表示品位を著しく損う。
０の背景色がスペーサを分散した領域の背景色と異って
くるという問題である。低温側で、スペーサのない部分
のギャップのみが小さくなり、分散領域と非分散領域の
Δｎ−ｄの値が異ってくるためである。画面の背景色が
場所によって異るので表示品位を著しく損う。
第２は高温側（周囲温度が封止温度より高い温度域）゛
において、ギャップが不均一になるという問題である。
において、ギャップが不均一になるという問題である。
周囲温度が封止温度より高くなった場合、低温側と反対
に今度は液晶の体積が過剰となる。ギャップが均一に制
御された第２図（ｄ）の状態は、基板の有するうねりが
内圧と外圧の圧力差により弾性変形して矯正された状態
であり。
に今度は液晶の体積が過剰となる。ギャップが均一に制
御された第２図（ｄ）の状態は、基板の有するうねりが
内圧と外圧の圧力差により弾性変形して矯正された状態
であり。
変形量は場所により異っている。従って、内圧と外圧の
圧力差が小さくなってくると、変形量の多い部分から優
先的にギャップがふくらんでくるのである。
圧力差が小さくなってくると、変形量の多い部分から優
先的にギャップがふくらんでくるのである。
この様な高温側でのギャップ不良の発生は、封止温度を
液晶表示素子の動作温度範囲の上限温度に設定すれば、
防止することができる。しかし、今度は、低温での気泡
発生を防止しきれなくなる。
液晶表示素子の動作温度範囲の上限温度に設定すれば、
防止することができる。しかし、今度は、低温での気泡
発生を防止しきれなくなる。
液晶表示素子の動作温度範囲を０〜５０℃、保存温度範
囲を一２０〜＋７０℃として、５０℃で封止すると、封
止温度と保存温度下限の温度差は７０℃にもなる。この
ような温度差で生ずる液晶の体積不足分を有効表示域外
の基板の弾性変形のみで吸収するには、有効表示域外の
非分散領域の面積をかなり広くとらなければならず、素
子が必要以上に大形化してしまう。
囲を一２０〜＋７０℃として、５０℃で封止すると、封
止温度と保存温度下限の温度差は７０℃にもなる。この
ような温度差で生ずる液晶の体積不足分を有効表示域外
の基板の弾性変形のみで吸収するには、有効表示域外の
非分散領域の面積をかなり広くとらなければならず、素
子が必要以上に大形化してしまう。
本発明の目的は上記のような従来の問題点を解決し、低
温での気泡発生及び高温でのギャップ不均一化の起らな
い、高精度にギャップ制御された液晶表示素子を提供す
ることにある。
温での気泡発生及び高温でのギャップ不均一化の起らな
い、高精度にギャップ制御された液晶表示素子を提供す
ることにある。
上記問題点は表示面全体にスペーサを均一に分散し、有
効表示域の外側に、セルの基板材質より弾性変形しやす
い材質で構成した体積変化を吸収する緩衝室を設け、動
作温度範囲の上限温度で液晶層の内圧が大気圧より小さ
くなる様に封止することにより達成される。
効表示域の外側に、セルの基板材質より弾性変形しやす
い材質で構成した体積変化を吸収する緩衝室を設け、動
作温度範囲の上限温度で液晶層の内圧が大気圧より小さ
くなる様に封止することにより達成される。
本発明では表示面全体にスペーサを分散するため、低温
で背景色が場所によって異るという問題がなくなる。ま
た、動作温度範囲の上限温度で内圧が大気圧より小さく
なるように封止されるため、それより低い温度域では常
に内圧く外圧となり、動作温度範囲内において１部分的
にギャップが大きくなるという問題も発生しない。さら
に、本発明では、低減側で生ずる体積不足分は、有効表
示域の外側に設けた緩衝室の弾性変形によって吸収させ
るのであるが、緩衝室を弾性変形しやすい材質で構成す
るため、大きな温度差で生ずる体積変化も小さな面積の
緩衝室で吸収させることができる。
で背景色が場所によって異るという問題がなくなる。ま
た、動作温度範囲の上限温度で内圧が大気圧より小さく
なるように封止されるため、それより低い温度域では常
に内圧く外圧となり、動作温度範囲内において１部分的
にギャップが大きくなるという問題も発生しない。さら
に、本発明では、低減側で生ずる体積不足分は、有効表
示域の外側に設けた緩衝室の弾性変形によって吸収させ
るのであるが、緩衝室を弾性変形しやすい材質で構成す
るため、大きな温度差で生ずる体積変化も小さな面積の
緩衝室で吸収させることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図（ａ）は本発明による液晶表示素子の平面図、（
ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面拡大図である。
ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面拡大図である。
一方の電極基板（第１図では下側電極基板７）の有効表
示域１２の外側に小さな穴１３を開けておく。電極及び
配向膜を形成した上下一対の電極基板６，７の一方にシ
ール材５を印刷し、他方にスプレー法によりガラスファ
イバー片のスペーサ２を均一に分散した後、組立て硬化
する。穴１３の部分を（ｂ）のように形成した隣青銅製
のカバー１４でふさぐ。下電極基板７（ガラス）とカバ
ー１４の接続は半田付けで行う。この素子内に第２図に
示した方法で液晶４を封入し、第２図（ｄ）の状態で封
入口３を封止した。封止温度は５０℃である。
示域１２の外側に小さな穴１３を開けておく。電極及び
配向膜を形成した上下一対の電極基板６，７の一方にシ
ール材５を印刷し、他方にスプレー法によりガラスファ
イバー片のスペーサ２を均一に分散した後、組立て硬化
する。穴１３の部分を（ｂ）のように形成した隣青銅製
のカバー１４でふさぐ。下電極基板７（ガラス）とカバ
ー１４の接続は半田付けで行う。この素子内に第２図に
示した方法で液晶４を封入し、第２図（ｄ）の状態で封
入口３を封止した。封止温度は５０℃である。
この素子を一３０℃に放置したが、−週間以上経っても
、気泡は全く発生しなかった。また５０℃以下の温度で
は、液晶のΔｎの温度変化に伴う表示面全体の一様な色
変化はみられたが、表示面内での場所による色の不均一
は全く観察されながった。
、気泡は全く発生しなかった。また５０℃以下の温度で
は、液晶のΔｎの温度変化に伴う表示面全体の一様な色
変化はみられたが、表示面内での場所による色の不均一
は全く観察されながった。
液晶の膨張率は約７Ｘ１０−４、これに対し、ガラスの
膨張率は２．４ Ｘ １０−５（線膨張率の約３倍）で
あり、液晶の１／２ｏ以下である。表示面の面７１３７
０ａ＃、セルギャップ７μｍの液晶表示素子の場合、素
子の内容積は２５９ｍｍ３である。封止温度５０”Ｃの
とき、素子容器の体積変化を無視すると、−３０℃にお
ける液晶の体積不足量は２８０Ｘ８０Ｘ７Ｘ１０−’＝
１４．５ｍ＋３となる。
膨張率は２．４ Ｘ １０−５（線膨張率の約３倍）で
あり、液晶の１／２ｏ以下である。表示面の面７１３７
０ａ＃、セルギャップ７μｍの液晶表示素子の場合、素
子の内容積は２５９ｍｍ３である。封止温度５０”Ｃの
とき、素子容器の体積変化を無視すると、−３０℃にお
ける液晶の体積不足量は２８０Ｘ８０Ｘ７Ｘ１０−’＝
１４．５ｍ＋３となる。
カバー１４で囲まれた緩衝室１５の面積を２ｄとすると
、この体積不足量は緩衝室１５が厚さ方向に約７０μｍ
変形するだけで吸収することができる。
、この体積不足量は緩衝室１５が厚さ方向に約７０μｍ
変形するだけで吸収することができる。
実験の結果、ギャップを均一に保持するためには素子内
圧を約０．９ 気圧以下に、また気泡の発生を防止する
ためには素子内圧を約０．５気圧以上に保つ必要のある
ことが判った。つまり、本発明に用いる緩衝室１５は、
０．１〜０．５気圧の圧力差で液晶の体積不足量と同等
の体積変化を起し得るものであればよい。
圧を約０．９ 気圧以下に、また気泡の発生を防止する
ためには素子内圧を約０．５気圧以上に保つ必要のある
ことが判った。つまり、本発明に用いる緩衝室１５は、
０．１〜０．５気圧の圧力差で液晶の体積不足量と同等
の体積変化を起し得るものであればよい。
本発明によれば、広い温度範囲にわたり、表示面全体の
ギャップを均一に保持し、かつ低温での気泡発生を防止
できるので、高精度のギャップ制御を必要とする液晶表
示素子の製品化する上で極めて有効である。
ギャップを均一に保持し、かつ低温での気泡発生を防止
できるので、高精度のギャップ制御を必要とする液晶表
示素子の製品化する上で極めて有効である。
第１図（ａ）は本発明の一実１例を示す平面図。
第１図（ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図、第２図（ａ）〜（
ｅ）は液晶の封入工程における素子のギャップ変化の様
子を示す模式図、第３図（ａ）、（ｂ）はスペーサの分
散領域を説明するための図である。 ２・・・スペーサ、４・・・液晶、５・・・シール材、
６・・・上電極基板、７・・・下電極基板、１２・・・
有効表示領域、１３・・・穴、１４・・・カバー、１５
・・・緩衝室。 憲／図 １斗・・ 力ｌＳニー １５・ 復衝！
ｅ）は液晶の封入工程における素子のギャップ変化の様
子を示す模式図、第３図（ａ）、（ｂ）はスペーサの分
散領域を説明するための図である。 ２・・・スペーサ、４・・・液晶、５・・・シール材、
６・・・上電極基板、７・・・下電極基板、１２・・・
有効表示領域、１３・・・穴、１４・・・カバー、１５
・・・緩衝室。 憲／図 １斗・・ 力ｌＳニー １５・ 復衝！
Claims (1)
- １、表示面に均一に分散されたスペーサと、スペーサを
介して対向保持された一対の透明電極基板と、基板間に
挟持された液晶層と、その周囲を気密封止するためのシ
ール材を有する大形の液晶表示素子において、有効表示
域の外側に透明電極基板の材質より弾性変形しやすい材
質で構成した緩衝室を設け、動作温度範囲の上限温度で
液晶層の内圧が大気圧より小さくなる様にしたことを特
徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6830586A JPS62226123A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6830586A JPS62226123A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62226123A true JPS62226123A (ja) | 1987-10-05 |
Family
ID=13369949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6830586A Pending JPS62226123A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62226123A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424724U (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-27 |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP6830586A patent/JPS62226123A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424724U (ja) * | 1990-06-21 | 1992-02-27 |
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