WO2006077838A1

WO2006077838A1 - 液晶表示素子

Info

Publication number: WO2006077838A1
Application number: PCT/JP2006/300556
Authority: WO
Inventors: Noriko Watanabe
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US20090046239A1; JPWO2006077838A1; JP4805172B2; JP2011076123A; US7652743B2

Abstract

　温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑える液晶表示素子を実現するために、本発明の液晶表示素子（１１）は、間に液晶（２６）が注入された二つの基板（２１・２３）があって、該基板が表示領域（ａ）と非表示領域（ｂ）とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第１の柱状スペーサ（２５）と、非表示領域の基板間に配され、両基板に接する柱状スペーサであって、上記第１の柱状スペーサ（２５）よりも、上記基板と接する面積が小さい第２の柱状スペーサ（２４）を備えている。したがって、表示領域において温度低下や基板変形により真空気泡が生じると、非表示領域の基板が凹み、非表示領域の凹んだ部位から表示領域の真空気泡のある部位へ液晶が移動する。その結果、表示領域の真空気泡をその液晶で満たすことができ、表示領域の真空気泡を解消することができる。

Description

明細書

ί夜晶表示素子

技術分野

[0001] 本発明は、基板間の液晶にて画像を表示する液晶表示素子に関するものである。

背景技術

[0002] 図 12 (a)及び図 12 (b)に示すように、従来のパネルを構成する液晶表示素子 101 は、二つの基板（下側の基板 121、上側の基板 123)があって、基板 121 · 123が表示領域 aと非表示領域 bとに区分され、表示領域 aおよび非表示領域 bの基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサ 125を備えている。両基板間には液晶 12 6が注入され、シール材 122で封止されている。

[0003] プラスチックのようなフレキシブル基板を用いた液晶パネルでは、所定のセルギヤップと均一性、耐圧性を得るために柱状スぺーサが不可欠である。フレキシブル基板には反り、うねりがある場合があるので、基板の貼り合わせ時には加圧により基板が十分フラットになった状態でシールを硬化する必要がある。このため、従来よく用いられている球状のビーズスぺーサではなぐ耐圧性の高い柱状スぺーサが使用される。図 12 (a)に示すように、所定のサイズの柱状スぺーサをパネル全面に設けることにより、パネル全面にわたって均一なセルギャップの液晶パネルが得られている。フレキシブル基板を用いた液晶パネルにペン入力などで外圧力 Sかかる場合、フレキシブル基板はガラス基板と異なり力が加わった部分が変形しやすいので、柱状スぺーサは外圧に耐える、剛性が高いものもしくは弾性率の高いものが好ましい。

[0004] 従来のものとしては、下記の特許文献 1ないし 6のようなものがある。

特許文献 1：特開平 1― 96626号公報 (公開日平成元年 1月 14日）

特許文献 2 :特開 2000— 338503号公報 (公開日平成 12年 12月 8日）

特許文献 3：特開 2004— 62038号公報 (公開日平成 16年 2月 26日）

特許文献 4 :特開 2003— 279998号公報 (公開日平成 15年 10月 2日）

特許文献 5 :特開 2004— 212741号公報 (公開日平成 16年 7月 29日）

特許文献 6：特開 2004— 212742号公報 (公開日平成 16年 7月 29日）し力ながら、このようなパネルには、信頼性上の別の課題が生じる。パネルを低温下で放置した場合、液晶の体積は減少する。しかし、柱状スぺーサでセルギャップを制御された基板は変形できないので、パネル容積は液晶の体積変化に追随できず、その結果、真空気泡と呼ばれる液晶の無い領域が発生してしまう。また、外部から大きな力が加わった場合にも同様のことが生じる。例えば、一方の基板を液晶と反対側 (外側）に引っ張る力が加わった場合、基板はある程度伸縮するのでパネル容積が大きくなるが、液晶の体積は追随できなレ、ため真空気泡が発生する。

[0005] 上記特許文献 1は、剛性の高い球状スぺーサと、剛性が低く弾性率が小さい球状スぺーサを使用する。剛性が低く弾性率が小さい球状スぺーサの径力 s、剛性の高い球状スぺーサより大きぐかつ容易に変形することにより、温度変化に伴う液晶体積変化に、パネル容積が追随できるとしている。

[0006] このような構造では、表示領域のセルギャップが外圧などにより容易に変化するので、表示不良を生じやすい。

[0007] 上記特許文献 2は、高さの異なる複数の柱状スぺーサからなるスぺーサ体を設け、スぺーサ体のうち高さの高い部分が容易に変形することにより耐圧に優れる液晶表示素子が得られるとしてレ、る。

[0008] このような構造では、貝占り合せ時にスぺーサ体の高さの高い部分がつぶれてセルギヤップが決まるため、その後の温度変化に伴う液晶体積変化にパネル容積が追随できない表示領域のセルギャップが外圧などにより容易に変化するので、表示不良を生じやすい。

[0009] 上記特許文献 3は、非表示領域にスぺーサを設けない。

[0010] この構造では、フレキシブル基板を用いる場合、液晶を注入するためパネル内を真空にした際、セルギャップがつぶれてしまい液晶が注入されないという不具合が生じる。

[0011] 上記特許文献 4は、柱状スぺーサの分布の密度を、表示領域内と非表示領域で異ならせる。

[0012] この構造では、スぺーサの大きさ、すなわちスぺーサ 1個あたりの基板との接触面積は同じで、領域によりスぺーサの分布密度が異なる。スぺーサ 1個あたりの剛性は変わらないので、外圧が加わった場合にもスぺーサ部分は変形しない。スぺーサに大きな圧力がかかるので、スぺーサが基板表面より硬い場合には基板表面が損傷し、基板表面がスぺーサより硬い場合には、スぺーサがつぶれてしまう。

[0013] 上記特許文献 5は、非表示領域の柱状スぺーサの高さを、表示領域内より 0〜0. 8 z m低くする。

[0014] 柱状スぺーサを形成した基板においては、非表示領域の保護層が厚いため、非表示領域の柱状スぺーサの上面の高さは、表示領域内の柱状スぺーサより高くなつている。したがって、表示領域と非表示領域の柱状スぺーサの高さが等しいと、貼り合わせ時に、基板が歪む。非表示領域の柱状スぺーサを低くするのは、この基板が歪むことを防止するためである。この構成では、以下の理由により、液晶の体積変化等に基板の変形が追随できない。

•非表示領域の柱状スぺーサ、表示領域の柱状スぺーサともに、貼り合わせた時点で両側の基板に接している。

•非表示領域の柱状スぺーサは、表示領域内の柱状スぺーサと同様の剛性を有する。

•非表示領域の構成が、表示領域内の構成より変形しやすいことは期待できない（ブラックマトリクスの保護層は通常剛性が高い）。

[0015] 上記特許文献 6は、非表示領域の柱状スぺーサの上面の面積を、表示領域内の柱状スぺーサより小さくする。柱状スぺーサを形成した基板においては、非表示領域の保護層が厚いため、非表示領域の柱状スぺーサの上面の高さは、表示領域内の柱状スぺーサより高くなつている。この基板にもう一方の基板を貼り合わせる際、非表示領域の柱状スぺーサが歪むことにより均一なセルギャップが得られるとしている。

[0016] 非表示領域の柱状スぺーサがそれ以上変形することはなぐ液晶の体積変化等があっても追随できない。

発明の開示

[0017] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑えることができる液晶表示素子を実現することにある。 [0018] 上記の課題を解決するため、本発明に係る液晶表示素子は、間に液晶が注入された二つの基板があって、該基板が表示領域と非表示領域とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサを備えた液晶表示素子において、非表示領域の基板間に配され、両基板に接する柱状スぺーサであって、上記第 1の柱状スぺーサよりも、上記基板と接する面積が小さい第 2の柱状スぺーサを備えたことを特徴としている。

[0019] 上記の構成により、非表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 2の柱状スぺーサのほうが、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサよりも、基板と接する面積が小さい。その結果、同一の環境下であっても、表示領域よりも非表示領域のほうが、外的な要因によって凹みやすレ、。したがって、表示領域において温度低下や基板変形が生じると、非表示領域の基板が凹み、非表示領域の凹んだ容積の分だけ、液晶が表示領域へ移動する。その結果、表示領域をその液晶で満たすことができ、表示領域の真空気泡発生を防止することができる。それゆえ、温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑えることができるとレ、う効果を奏する。

[0020] また、本発明に係る液晶表示素子は、間に液晶が注入された二つの基板があって、該基板が表示領域と非表示領域とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサを備えた液晶表示素子において、非表示領域の基板間に配され、一方の基板のみに接する第 2の柱状スぺーサを備えたことを特徴としている。

[0021] 上記の構成により、非表示領域の基板間に配された第 2の柱状スぺーサが、一方の基板のみに接する。すなわち、表示領域においては第 1の柱状スぺーサによって基板間間隔が保たれているが、非表示領域においては、基板の一方は、第 2の柱状スぺーサと離れているため浮いているような状態である。その結果、同一の環境下であっても、表示領域よりも非表示領域のほうが、外的な要因によって凹みやすい。したがって、表示領域において温度低下や基板変形が生じると、非表示領域の基板が凹み、非表示領域の凹んだ容積の分だけ、液晶が表示領域へ移動する。その結果、表示領域をその液晶で満たすことができ、表示領域の真空気泡発生を防止することができる。それゆえ、温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑えることができるという効果を奏する。

[0022] また、本発明に係る液晶表示素子は、間に液晶が注入された二つの基板があって、該基板が表示領域と非表示領域とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサを備えた液晶表示素子において、非表示領域の基板間に配され、両基板に接する球状スぺーサを備えたことを特徴としている。

[0023] 上記の構成により、非表示領域の基板間に、両基板に接する球状スぺーサを備えている。一般に、球状スぺーサは、柱状スぺーサよりも凹みやすい。その結果、同一の環境下であっても、表示領域よりも非表示領域のほうが、外的な要因によって凹みやすい。したがって、表示領域において温度低下や基板変形が生じると、非表示領域の基板が凹み、非表示領域の凹んだ容積の分だけ、液晶が表示領域へ移動する。その結果、表示領域をその液晶で満たすことができ、表示領域の真空気泡発生を防止することができる。それゆえ、温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑えることができるという効果を奏する。

[0024] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1(a)]本発明に係る液晶表示素子の一構成例を示す平面図である。

[図 1(b)]図 1 (a)に示す液晶表示素子の A— A矢視断面図である。

[図 2]非表示領域が凹んだときの液晶表示素子の様子を示す断面図である。

[図 3(a)]本発明に係る液晶表示素子の一構成例を示す平面図である。

[図 3(b)]図 3 (a)に示す液晶表示素子の B_B矢視断面図である。

[図 4]非表示領域が凹んだときの液晶表示素子の様子を示す断面図である。

[図 5(a)]本発明に係る液晶表示素子の一構成例を示す平面図である。

[図 5(b)]図 5 (a)に示す液晶表示素子の C C矢視断面図である。

[図 6]非表示領域が凹んだときの液晶表示素子の様子を示す断面図である。

[図 7]本発明に係る液晶表示素子の一構成例を示す平面図である。

[図 8]本発明に係る液晶表示素子の一構成例を示す平面図である。 [図 9]非表示領域が凹んでいないときの液晶表示素子の様子を示す D— D矢視断面図である。

[図 10]非表示領域が凹んだときの液晶表示素子の様子を示す D— D矢視断面図である。

[図 11]非表示領域が凹んだときの液晶の移動の様子を示す断面図である。

[図 12(a)]従来の液晶表示素子の一構成例を示す平面図である。

[図 12(b)]図 12 (a)に示す従来の液晶表示素子の X—X矢視断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下のような構造とすることにより、表示領域外の領域である非表示領域の基板が容易に変形し、液晶の体積やパネル容積の変化に対応可能となる。

[0027] 図 1 (a)及び図 1 (b)に示すように、パネルを構成する液晶表示素子 11は、二つの基板（下側の基板 21、上側の基板 23)があって、基板 21 · 23が表示領域 aと非表示領域 bとに区分され、表示領域 aの基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサ 25を備えている。両基板間には液晶 26が注入され、シール材 22で封止されている。

[0028] さらに、非表示領域 bに第 2の柱状スぺーサ 24を設ける。第 2の柱状スぺーサ 24は、第 1の柱状スぺーサ 25より底面積が小さい。

[0029] 図 1 (a)及び図 1 (b)のように構成することにより、第 2の柱状スぺーサ 24が、一方の基板（図 1 (b)中、上側の基板 23)及び、他方の基板（図 1 (b)中、下側の基板 21)に接する接触面積は、第 1の柱状スぺーサ 25がこれらの基板に接する接触面積より小さい。そして、面積が小さいので、第 2の柱状スぺーサ 24が基板から受ける圧力が、第 1の柱状スぺーサ 25が基板から受ける圧力と比べて大きぐよって、第 1の柱状スぺーサ 25と比べて押されて縮みやすレ、。したがって、図 2に示すように、表示領域 a より非表示領域 bのほうが凹みやすい。

[0030] 別の構成例を示す。図 3 (a)及び図 3 (b)に示すように、パネルを構成する液晶表示素子 12は、図 1 (a)及び図 1 (b)同様、二つの基板（下側の基板 21、上側の基板 2 3)があって、基板 21 · 23が表示領域 aと非表示領域 bとに区分され、表示領域 aの基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサ 25を備えている。両基板間には液晶 26が注入され、シール材 22で封止されている。

[0031] さらに、非表示領域 bに第 2の柱状スぺーサ 32を設ける。第 2の柱状スぺーサ 32においては、上面である先端部 32aの断面積が本体部 32bの断面積より小さい。

[0032] 図 3 (a)及び図 3 (b)のように構成することにより、一方の基板（図 3 (b)中、上側の基板 23)に対する接触面積が、他方の基板（図 3 (b)中、下側の基板 21)に対する接触面積より小さい。そして、面積が小さいので、第 2の柱状スぺーサ 24の先端部 32aが基板から受ける圧力が、第 1の柱状スぺーサ 25が基板から受ける圧力と比べて大きく、よって、第 1の柱状スぺーサ 25と比べて押されて縮みやすレ、。したがって、図 4に示すように、表示領域 aより非表示領域 bのほうが凹みやすい。

[0033] 図 3 (a)及び図 3 (b)のように、第 1の柱状スぺーサ 25と同様の底面積で、ドーム型、角錐型など、形状が異なることにより上面積が小さい形状の第 2の柱状スぺーサ 32 の形成は、公知の方法を適宜行えば可能である。

[0034] 例えば、スぺーサ材料として、ネガ型（光が当たったところが残る）の感光性材料がよく使われる力フォトマスクを介して露光することによりスぺーサのパターンを形成する場合に、第 1の柱状スぺーサ 25は平行光を用いて角柱や円柱を形成し、第 2の柱状スぺーサ 32は拡散光を用いることにより、光の回り込みを利用して、角錐や円錐のような形状を作ることが可能である。

[0035] ドーム型、角錐型は、いずれも上面に比べ底面が広がった形状であり、底面の形が丸か四角かという違いがあるだけである。もちろん、底面の形はその他の形状でもかまわない。

[0036] 図 3 (a)及び図 3 (b)で、第 2の柱状スぺーサ 32は、上側の底面のみがすぼんでいるが、両方の底面がすぼんだ構成（両端がすぼみ、中心部が太い構成）を採用することもできる。スぺーサ材料としてポジ型（光が当たらないところが残る）の感光性材料を使い、基板の表面、裏面両方から、光が回り込むように露光することにより、そのような構造も可能である。

[0037] 図 1 (a) ·図 1 (b)や図 3 (a) ·図 3 (b)の構成にぉレ、ては、非表示領域の底の高さが表示領域の底の高さより高い場合であっても、基板を貼り合わせるときに非表示領域のスぺーサである第 2の柱状スぺーサ 24 · 32の上面（面積の小さい部分）がつぶれていない。

[0038] つまり、

非表示領域 bのセルギャップ≥第 2の柱状スぺーサ 24 · 32の高さ

である。セルギャップとは、基板間間隔である。

[0039] すなわち、第 2の柱状スぺーサ 24 · 32の高さは、非表示領域 bのセルギャップより小さくてもよレ、。その場合は、後述の図 5 (a)及び図 5 (b)の場合 (第 2の柱状スぺーサの高さが低い）と同じことになる。

[0040] なお、図 1 (a) '図 1 (b)や図 3 (a) '図 3 (b)の構成において、スぺーサの分布密度は、同等か、非表示領域のほうが小さいことが好ましい。また、ここでは、第 2の柱状スぺーサ 24 ·第 1の柱状スぺーサ 25同士では剛性が等しいものとしている。両者で剛性を同じにすると、材料が同じでよい。材料が同じであれば、第 2の柱状スぺーサ 24 •第 1の柱状スぺーサ 25を同時に形成することができ、その分製造が簡単になる。形状は、マスクのパターンや、露光条件の変更で対応が可能である。もちろん、第 2の柱状スぺーサ 24 ·第 1の柱状スぺーサ 25の材料を変えることもできる。

[0041] 別の構成例を示す。図 5 (a)及び図 5 (b)に示すように、パネルを構成する液晶表示素子 13は、図 1 (a)及び図 1 (b)同様、二つの基板（下側の基板 21、上側の基板 2 3)があって、基板 21 · 23が表示領域 aと非表示領域 bとに区分され、表示領域 aの基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサ 25を備えている。両基板間には液晶 26が注入され、シール材 22で封止されている。

[0042] さらに、非表示領域 bに第 2の柱状スぺーサ 33を設ける。第 2の柱状スぺーサ 33は、一対の基板 21 · 23を貼り合わせたときに、第 2の柱状スぺーサ 33がー方の基板（図中、上側の基板 23)に接しない高さとする。したがって、図 6に示すように、表示領域 aより非表示領域 bのほうが凹みやすい。

[0043] 図 5 (a)及び図 5 (b)の構成においては、非表示領域の底の高さが表示領域の底の高さより高い場合であっても、上面がもう一方の基板に接しない。

[0044] つまり、

非表示領域 bのセルギャップ >第 2の柱状スぺーサ 33の高さ

である。 [0045] なお、この場合も、図 1 (a) ·図 1 (b)や図 3 (a) ·図 3 (b)の構成同様、スぺーサの分布密度は、同等か、非表示領域のほうが小さいことが好ましい。また、第 2の柱状スぺーサ 33 ·第 1の柱状スぺーサ 25同士では剛性が等しいものとしている。両者で剛性を同じにすると、材料が同じでよい。材料が同じであれば、第 2の柱状スぺーサ 33 · 第 1の柱状スぺーサ 25を同時に形成することができ、その分製造が簡単になる。形状は、マスクのパターンや、露光条件の変更で対応が可能である。もちろん、第 2の柱状スぺーサ 33 ·第 1の柱状スぺーサ 25の材料を変えることもできる。

[0046] 別の構成例を示す。図 7に示すように、パネルを構成する液晶表示素子 14は、図 1

(a)及び図 1 (b)同様、二つの基板（下側の基板 21、上側の基板 23)があって、基板 21 · 23が表示領域 aと非表示領域 bとに区分され、表示領域 aの基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサ 25を備えている。両基板間には液晶 26が注入され、シール材 22で封止されている。

[0047] さらに、パネルの基板全面に球状スぺーサ 34を有する。あるいは、図 8に示すように、表示領域 a内に第 1の柱状スぺーサ 25を有し、非表示領域 bのみに球状スぺーサ 34を有する。

[0048] したがって、いずれも、図 10に示すように、表示領域 aより非表示領域 bのほうが凹みやすい。

[0049] なお、上記各構成において、実際には、スぺーサはかなり密な状態で配置されているため、スぺーサが変形せずにスぺーサの間が凹むことはないと考えてよレ、。スぺーサの間の高さは、スぺーサの高さとほぼ等しくなる。各図は、（スぺーサの高さが低いなどの理由で)変形しやすい非表示領域が凹んでいることを表現したもので、第 2の柱状スぺーサ間が凹まず第 2の柱状スぺーサの部位が凹んでいることを意図したものではない。

[0050] 以下に、上記各構成の持つ性質について述べる。なお、特に断りのない限り、上記各構成例に共通である。表示領域において温度低下や基板変形が生じると、非表示領域の基板が凹み、非表示領域の凹んだ容積の分だけ、液晶が表示領域へ移動する。その結果、表示領域をその液晶で満たすことができ、液晶の体積とパネル容積が等しくなることにより、表示領域の真空気泡発生を防止することができる。それゆえ、温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑えることができる。その結果、表示領域のセルギャップを変化させないようにすることができ、表示品位の低下を抑えることができる。

[0051] 一方の基板を外側から引っ張った場合など、より大きな基板変形が必要とされる場合にも対応可能である。例えば、図 11に示すように、表示領域 aの基板 23が外側方向に引っ張られる変形が起きた場合は、その部位の基板 23すなわち領域 23aが、出つ張る方向に変形する力そこへ、非表示領域 b内の液晶 26bが表示領域 a内の 26a の領域へと移動し、基板 23が引っ張られて空いた空間を満たす。またそれに従い、非表示領域 bすなわち領域 23bが凹むことで、非表示領域 b内の気泡も発生しなレ、。このようにして、「液晶の体積が追随 (増カロ）できないゆえの気泡発生」をも防ぐことができる。

[0052] 〔比較例〕

本例では、 PES、 PET、ポリイミドなどを始めとするプラスチック、またはプラスチック材料と、カーボン、ガラスなどの繊維ゃフイラ一を複合化した複合型プラスチック、もしくはステンレスなどの金属からなる基板を、少なくとも 1枚使用して液晶表示素子を作成する。一方の基板には、その片側表面に、 TFT素子、カラーフィルター、画素電極、並びに柱状スぺーサが形成されている。もう一方の基板には、対向電極が形成されている。

[0053] 各基板の構造はこれに限らず、カラーフィルター、柱状スぺーサ等が対向基板側に形成されていてもよい。

[0054] 図 12 (a)及び図 12 (b)に示すように、柱状スぺーサは、パネル全面にわたって、各絵素のブラックマトリクスの部分に、高さ 4. 5 x m、底面積 10 X 20 x mの角柱状に形成されている。柱状スぺーサの高さは、必要とされるセルギャップで決定され、面積と密度は、基板硬さ、スぺーサの弾性に応じて、必要とされるパネル強度（必要な耐圧の程度）が得られるように決定される。このようにして決められるスぺーサの総面積は、通常、単位面積あたり 0. 5%以上となる。局所的な外圧による基板変形を考慮する必要がなければ、スぺーサの総面積は、 0. 1%以上あれば均一なセルギャップが実現できるが、ペン入力など様々な外圧に十分耐える強度を持たせるためには、 0. 8 %以上必要となる場合もある。

[0055] 一対の基板は、各々その表面に配向膜が形成され、ラビングによる配向処理が施され (液晶モードによっては不要）、洗浄した後（ラビングしなければ不要の場合もある）、対向して貼り合わせ、真空中で液晶を注入する。注入後、基板の変形 (セルの膨らみ）を修正して均一な表示を得るために、加圧封止することが好ましい。

[0056] また、液晶滴下貼り合わせにより液晶を充填してもよい。その場合、液晶の滴下量は、柱状スぺーサの高さとセル内部の面積より計算された体積により決定される。プラスチック基板は通常ある程度の反り、うねりを有しているので、加圧して基板を押しつけ、第 1の柱状スぺーサと、シール内に混入したスぺーサの高さで、基板が十分平坦になった状態でシールを硬化する。

[0057] シールは、 UV (紫外線）シール材が用いられ、 2j/cm²照射して硬化させる。

[0058] このように作成された液晶パネルを、一 30°Cの低温槽内に放置すると、温度低下により液晶の体積は減少する力 S、柱状スぺーサがパネル全面にわたって基板の変形を妨げるので、パネル容積が液晶の体積減少に追随できず、真空気泡が発生した。

[0059] 〔実施例 1〕

本実施例では、第 1の柱状スぺーサは、表示領域内の各絵素のブラックマトリクスの部分に、高さ 4. 5 μ ΐη、底面積 10 X 20 μ ΐηの角柱状に形成されている。第 1の柱状スぺーサの高さは、必要とされるセルギャップで決定され、面積と密度は、基板硬さ、スぺーサの弹性に応じて、必要とされるパネル強度（必要な耐圧の程度）が得られるように決定される。このようにして決められるスぺーサの総面積は、通常、単位面積あたり 0. 5%以上となる。局所的な外圧による基板変形を考慮する必要がなければ、スぺーサの総面積は、 0. 1 %以上あれば均一なセルギャップが実現できる力ペン入力など様々な外圧に十分耐える強度を持たせるためには、 0. 8%以上必要となる場合もある。

[0060] 図 1 (a) '図 1 (b)または図 3 (a) ·図 3 (b)に示すように、本実施例では、さらに、第 2 の柱状スぺーサが、非表示領域に設けられている。非表示領域における個々のスぺーサと基板との接触面積が、表示領域内に比べ小さいことにより、基板が変形しやすレ、（基板間のギャップが小さくなりやすい)構造を有する。第 2スぺーサは、第 1のスぺーサと同様の角柱で、底面積が小さい形状（図 1 (a) '図 1 (b) )、もしくは、第 1のスぺーサと同様の底面積で、ドーム型、角錐型など、形状が異なることにより上面積が小さレ、形状（図 3 (a) ·図 3 (b) )を有する。ドーム型、角錐型のような形状は、柱状スぺーサを形成する際に、ネガ型レジストを用いて非表示領域の露光を拡散光で行うなど様々な方法で形成できる。

[0061] 本実施例では、第 2の柱状スぺーサの底面積が小さぐ 5 Χ 5 μ mの角柱状に形成されている。第 1の柱状スぺーサは、表示領域内の面積の 0. 8 %を占めるよう配置され、第 2の柱状スぺーサは、非表示領域の面積の 0. 3 %以下が好ましぐ本実施例では 0. 1 %となるよう配置した。

[0062] このようにして作成された液晶パネルを、 _ 30°Cの低温槽内に放置すると、温度低下により液晶の体積は減少するが、底面積の小さい柱状スぺーサを有する非表示領域の部分で基板が変形し、気泡の発生を防ぐことができる。

[0063] 〔実施例 2〕

本実施例では、第 1の柱状スぺーサは、表示領域内の各絵素のブラックマトリクスの部分に、高さ 4. 5 μ ΐη、底面積 10 X 20 μ ΐηの角柱状に形成されている。第 1の柱状スぺーサの高さは、必要とされるセルギャップで決定され、面積と密度は、基板硬さ、スぺーサの弹性に応じて、必要とされるパネル強度（必要な耐圧の程度）が得られるように決定される。このようにして決められるスぺーサの総面積は、通常、単位面積あたり 0. 5 %以上となる。局所的な外圧による基板変形を考慮する必要がなければ、スぺーサの総面積は、 0. 1 %以上あれば均一なセルギャップが実現できる力ペン入力など様々な外圧に十分耐える強度を持たせるためには、 0. 8%以上必要となる場合もある。

[0064] 図 5 (a)及び図 5 (b)に示すように、本実施例では、さらに、第 2の柱状スぺーサが、非表示領域に設けられている。第 2の柱状スぺーサの高さが低ぐ一対の基板を貼り合わせた場合に、第 2の柱状スぺーサの上面が一方の基板と接しない構造となっていることで、非表示領域は、表示領域内に比べ基板が変形しやすい（基板間のギヤップが小さくなりやすレ、）構造を有してレ、る。

[0065] 第 1の柱状スぺーサの高さは、所定のセルギャップの値である。第 2の柱状スぺーサの高さは、 1. 5 mより高いことが好ましい。これは、第 2の柱状スぺーサの高さが 1. 5 / mより低いと、真空注入において排気、注入スピードが遅くなる可能性がある力である。また、第 2の柱状スぺーサの高さは、第 1の柱状スぺーサとシール内スぺーサによりパネル全体のセルギャップが所定の値となった状態で、一方の基板との間に 0. 3 x m以上の間隙を持つことが好ましい。低温下で発生する気泡に対しては、わずかでも間隙があれば効果があるが、一方の基板を外側から引っ張った場合など、より大きな基板変形が必要とされる場合には、対応できなくなるからである。

[0066] このようにして作成された液晶パネルを、 _ 30°Cの低温槽内に放置すると、温度低下により液晶の体積は減少するが、柱状スぺーサのない非表示領域の部分で基板が変形し、気泡の発生を防ぐことができる。

[0067] 〔実施例 3〕

[0068] 図 7または図 8に示すように、本実施例では、さらに、球状スぺーサが、非表示領域に設けられている。球状スぺーサは、第 1の柱状スぺーサより変形しやすいという特徴を有する。

[0069] 球状スぺーサは、非表示領域のみに設けられていてもよいし、表示領域内および非表示領域の両方に設けられてレ、てもよレ、。

[0070] このようにして作成された液晶パネルを、 _ 30°Cの低温槽内に放置すると、温度低下により液晶の体積は減少するが、球状スぺーサの設けられた非表示領域の部分で基板が変形し、気泡の発生を防ぐことができる。 [0071] 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

[0072] なお、本発明に係る液晶表示素子は、

表示領域内に第 1の柱状スぺーサを有し、

非表示領域に第 2の柱状スぺーサを有し、

ひとつの第 2の柱状スぺーサがー方の基板と接する面積力 S、ひとつの第 1の柱状スぺーサがその基板と接する面積より小さいように構成してもよい。

[0073] また、本発明に係る液晶表示装置は、

表示領域内に第 1の柱状スぺーサを有し、

非表示領域に第 2の柱状スぺーサを有し、

一対の基板を貼り合わせた状態において、第 1の柱状スぺーサは両側の基板と接し、第 2の柱状スぺーサは一方の基板とのみ接するように構成してもよい。

[0074] また、本発明に係る液晶表示装置は、

表示領域内に第 1の柱状スぺーサを有し、

少なくとも非表示領域に、球状スぺーサを有するように構成してもよい。

[0075] このように、本発明の液晶表示素子は、フレキシブル基板を用いた液晶パネルにおいて、表示領域内に第 1の柱状スぺーサを設け、所定のセルギャップを有する均一な表示を実現すると共に、表示領域外である非表示領域に、スぺーサを設けない、または第 2の柱状スぺーサを設ける、または球状スぺーサを設ける。これにより、表示領域外の基板が変形しやすくなり、液晶の体積変化や外圧によるセル容量の変化に対応して真空気泡の発生を防止することができる。

[0076] 以上のように、本発明に係る液晶表示素子は、非表示領域の基板間に配され、両基板に接する柱状スぺーサであって、上記第 1の柱状スぺーサよりも、上記基板と接する面積が小さい第 2の柱状スぺーサを備えた構成である。

[0077] また、本発明に係る液晶表示素子は、上記の構成に加えて、上記第 2の柱状スぺーサは、一方の基板に対する接触面積が他方の基板に対する接触面積よりも小さくなるように、非表示領域の基板間に配されてレ、る構成であってもよレ、。 [0078] また、本発明に係る液晶表示素子は、非表示領域の基板間に配され、一方の基板のみに接する第 2の柱状スぺーサを備えた構成である。

[0079] また、本発明に係る液晶表示素子は、非表示領域の基板間に配され、両基板に接する球状スぺーサを備えた構成である。

[0080] これにより、表示領域において温度低下や基板変形が生じると、非表示領域の基板が凹み、非表示領域の凹んだ容積の分だけ、液晶が表示領域へ移動する。その結果、表示領域をその液晶で満たすことができ、表示領域の真空気泡発生を防止すること力 Sできる。それゆえ、温度低下や基板変形があっても真空気泡によるパネルの信頼性低下を抑えることができるという効果を奏する。

[0081] また、本発明に係る液晶表示素子は、上記の構成に加えて、上記第 1の柱状スぺーサ ·第 2の柱状スぺーサ同士で剛性が等しレ、ことを特徴としてレ、る。

[0082] 上記の構成により、上記第 1の柱状スぺーサ'第 2の柱状スぺーサ同士で剛性が等しレ、。したがって、第 1の柱状スぺーサ.第 2の柱状スぺーサの材料が同じでよいので、第 1の柱状スぺーサ '第 2の柱状スぺーサを同時に形成することができる。それゆえ、より容易に製造することができるという効果を奏する。

[0083] 尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。産業上の利用の可能性

[0084] 液晶にて画像を表示する画像表示装置などの用途にも適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 間に液晶が注入された二つの基板があって、該基板が表示領域と非表示領域とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサを備えた液晶表示素子において、

非表示領域の基板間に配され、両基板に接する柱状スぺーサであって、上記第 1 の柱状スぺーサよりも、上記基板と接する面積が小さい第 2の柱状スぺーサを備えたことを特徴とする液晶表示素子。

[2] 上記第 2の柱状スぺーサは、一方の基板に対する接触面積が他方の基板に対する接触面積よりも小さくなるように、非表示領域の基板間に配されていることを特徴とする請求の範囲 1に記載の液晶表示素子。

[3] 間に液晶が注入された二つの基板があって、該基板が表示領域と非表示領域とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサを備えた液晶表示素子にぉレ、て、

非表示領域の基板間に配され、一方の基板のみに接する第 2の柱状スぺーサを備えたことを特徴とする液晶表示素子。

[4] 上記第 1の柱状スぺーサ'第 2の柱状スぺーサ同士で剛性が等しいことを特徴とする請求の範囲 1から 3の何れ力、 1項に記載の液晶表示素子。

[5] 間に液晶が注入された二つの基板があって、該基板が表示領域と非表示領域とに区分され、表示領域の基板間に配され、両基板に接する第 1の柱状スぺーサを備えた液晶表示素子において、

非表示領域の基板間に配され、両基板に接する球状スぺーサを備えたことを特徴とする液晶表示素子。