JP2011027851A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本件は、液晶表示素子に関する。 This case relates to a liquid crystal display element.
近年、各企業・大学等では、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーは、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやICカードの表示部等、多用な応用方法が提案されている。電子ペーパーの表示方式の1つに、コレステリック相が形成される液晶組成物を用いるもの(コレステリック液晶)がある。このコレステリック液晶は、カイラルネマティック液晶とも呼ばれている。コレステリック液晶は、ネマティック液晶にキラル性の添加剤(カイラル材)を比較的多く(数十%)添加することにより、ネマティック液晶の分子が螺旋状のコレステリック相を形成する液晶である。また、コレステリック液晶は、半永久的に表示を保持する特性(メモリ性)、鮮やかなカラー表示特性、高コントラスト特性、及び高解像度特性等の優れた特徴を有する。 In recent years, development of electronic paper has been actively promoted in various companies and universities. As for electronic paper, various application methods such as a sub display of a mobile terminal device and a display unit of an IC card have been proposed, starting with an electronic book. One display method of electronic paper is one that uses a liquid crystal composition in which a cholesteric phase is formed (cholesteric liquid crystal). This cholesteric liquid crystal is also called chiral nematic liquid crystal. A cholesteric liquid crystal is a liquid crystal in which molecules of a nematic liquid crystal form a spiral cholesteric phase by adding a relatively large amount (several tens of percent) of a chiral additive (chiral material) to the nematic liquid crystal. Cholesteric liquid crystals have excellent characteristics such as a semipermanent display retention characteristic (memory property), vivid color display characteristics, high contrast characteristics, and high resolution characteristics.
上記コレステリック液晶を含むドットマトリクス構造を有する液晶表示素子は、従来、図9に示すような構造を有していた。図9(a)は、従来の液晶表示素子200の平面図であり、図9(b)は、従来の液晶表示素子200の断面図である。これら図9(a)、図9(b)に示すように、液晶表示素子200は、上側基板204Aと、下側電極204Bと、周辺シール材料208と、封止材料210と、ビーズスペーサ212と、液晶材料214と、を備える。上側基板204Aは、透明電極202Aを有し、下側基板204Bは、透明電極202Bを有している。透明電極202A、202Bと液晶材料214との間には、不図示ではあるが、配向膜材料等を材料とする膜が設けられている。周辺シール材料208及び封止材料210は、上下基板204A、204Bを接合するとともに、液晶材料214を上下基板204A、204B間のスペースへ封入する役割を有している。
A liquid crystal display element having a dot matrix structure including the cholesteric liquid crystal has a structure as shown in FIG. FIG. 9A is a plan view of a conventional liquid
ビーズスペーサ212は上下基板204A,204B間のギャップを一定間隔に保つ役割を有する。ビーズスペーサ212は、特許文献1に記載のように、粒状のガラス球又は樹脂球から成り、例えば、下側基板204B上への散布により下側基板204B上にランダムに配置される。
The
一方、最近では上記ビーズスペーサに代えて、柱状スペーサが用いられることもある。この柱状スペーサはフォトリソグラフィ工程などを経て基板上に形成されることが多い。このため、柱状スペーサには、意図した場所に意図した形状で配置できるという利点がある。 On the other hand, columnar spacers are sometimes used instead of the bead spacers recently. This columnar spacer is often formed on a substrate through a photolithography process or the like. For this reason, the columnar spacer has the advantage that it can be arranged in the intended shape at the intended location.
更に、最近では液晶表示素子を構成する上下基板として、ガラス基板に代えて、より薄くかつフレキシブルな樹脂基板が開発されてきている。しかるに、このような樹脂基板を用いる場合、スペーサとして、上述したビーズスペーサや柱状スペーサを用いた構造とすると、素子を湾曲させたときに上下基板間のギャップ(一定間隔)を維持できないおそれがある。この場合、液晶が大きく流動してしまい表示画像が乱れるおそれがあり、また、コレステリック液晶を用いた素子などにおいては、表示画像を維持できないなどの現象が生じるおそれがある。 Furthermore, recently, as the upper and lower substrates constituting the liquid crystal display element, a thinner and flexible resin substrate has been developed instead of the glass substrate. However, when such a resin substrate is used, if the above-described bead spacer or columnar spacer is used as the spacer, the gap between the upper and lower substrates may not be maintained when the element is bent. . In this case, the liquid crystal may flow greatly and the display image may be disturbed, and a phenomenon such as failure to maintain the display image may occur in an element using cholesteric liquid crystal.
上記現象に対する対策として、特許文献2に記載されているような、接着性の柱状スペーサを用いることも考えられる。特許文献2に記載の構造とすることで、液晶の流動と、湾曲時のギャップ変動を抑制した湾曲可能な表示素子が実現される。 As a countermeasure against the above phenomenon, it is conceivable to use an adhesive columnar spacer as described in Patent Document 2. By adopting the structure described in Patent Document 2, a bendable display element is realized in which the flow of liquid crystal and the gap variation during bending are suppressed.
しかしながら、上記のように樹脂基板を用い、かつ接着性の柱状スペーサを用いた構造の液晶表示素子では、周辺環境の温度変化が生じたときに以下の現象が生じる可能性がある。すなわち、液晶表示素子を構成する各部材(特に液晶、基板及び柱状スペーサ)の線膨張係数が大きく異なる場合、周辺環境の温度変化が生じたときに基板間のスペースの内容積と液晶材料の体積差が大きくなる。この場合、柱状スペーサの接着部が剥離する可能性がある。特に、この剥離部分が、画像を表示する表示領域内であった場合には、表示品位が低下することとなる。 However, in the liquid crystal display element having the structure using the resin substrate and the adhesive columnar spacer as described above, the following phenomenon may occur when a temperature change in the surrounding environment occurs. That is, when the linear expansion coefficients of the members constituting the liquid crystal display element (particularly the liquid crystal, the substrate, and the columnar spacer) are greatly different, the internal volume of the space between the substrates and the volume of the liquid crystal material when the temperature change in the surrounding environment occurs. The difference increases. In this case, the adhesion part of the columnar spacer may be peeled off. In particular, when the peeled portion is in the display area for displaying an image, the display quality is lowered.
これを解決するための一手段として、表示領域外の領域に、接着性の柱状スペーサとは異なる非接着性のスペーサを配置しておく方法も考えられる。しかるに、2種類のスペーサを設けるためには、上下基板のいずれか一方に接着性の柱状スペーサを形成し、他方に非接着性の柱状スペーサを形成して、両基板を貼り合わせる必要がある。この方法は、手間がかかるとともに、コスト高を招く。 As a means for solving this, a method of arranging a non-adhesive spacer different from the adhesive columnar spacer in an area outside the display area is also conceivable. However, in order to provide two types of spacers, it is necessary to form an adhesive columnar spacer on one of the upper and lower substrates and a non-adhesive columnar spacer on the other, and bond the two substrates together. This method takes time and costs.
そこで、本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、周辺の温度変化による表示品位の低下を抑制することが可能な液晶表示素子を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display element capable of suppressing a reduction in display quality due to a change in ambient temperature.
本明細書に記載の液晶表示素子は、第1の基板と、前記第1の基板と対向する第2の基板と、前記第1の基板の、前記第2の基板との対向面上に形成された第1の電極と、前記第2の基板の、前記第1の基板との対向面上に形成された第2の電極と、前記第1、第2の基板の少なくとも一方の、他方の基板との対向面上の外縁部近傍に形成され、前記第1、第2の電極よりも面積が小さく、かつ前記第1、第2の電極と同一材料の透明導電体と、前記第1の電極上及び前記第2の電極上のいずれか一方に形成されるとともに、いずれか他方の電極又は前記透明導電体に接着され、前記第1の基板と前記第2の基板との間にスペースを形成する複数のスペーサと、前記スペース内に充填された液晶層と、を備えている。 The liquid crystal display element described in this specification is formed on a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and a surface of the first substrate facing the second substrate. The second electrode formed on the surface of the second substrate facing the first substrate, and the other of at least one of the first and second substrates. A transparent conductor made of the same material as the first and second electrodes, formed in the vicinity of the outer edge on the surface facing the substrate, having a smaller area than the first and second electrodes, and the first It is formed on one of the electrode and the second electrode, and is adhered to the other electrode or the transparent conductor, and a space is provided between the first substrate and the second substrate. A plurality of spacers to be formed and a liquid crystal layer filled in the space are provided.
本明細書に記載の液晶表示素子は、周辺の温度変化による表示品位の低下を抑制することができるという効果を奏する。 The liquid crystal display element described in this specification has an effect of being able to suppress deterioration in display quality due to a change in ambient temperature.
以下、液晶表示素子の一実施形態について、図1〜図8に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a liquid crystal display element will be described in detail with reference to FIGS.
図1には、無電力下で画像をメモリ表示可能なコレステリック液晶を用いた、液晶表示素子10の概略構成が示されている。なお、図1の液晶表示素子10は、一例として、モノクロ画像(ここでは、緑色(Green)とする)を表示する液晶表示素子である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a liquid
液晶表示素子10は、図1に示すように、第1、第2の基板としてのフィルム基板41、42と、第1、第2の電極としてのITO電極43,44と、液晶層としての液晶混合物45と、柱状スペーサ46と、周辺シール材料47と、光吸収層48と、を有する。
As shown in FIG. 1, the liquid
フィルム基板41,42は、いずれも透光性を有している。フィルム基板41,42の材料としては、例えば、PET(Polyethylene Terephthalate)やPC(Polycarbonate)などのフィルム基板が用いられる。
The film substrates 41 and 42 are both translucent. As a material of the
ITO電極43,44は、平行に配列された複数の帯状の電極から成る。ITO電極43は、図2(a)の平面図に示すように、図2(a)の紙面左右方向に延び、かつ紙面上下方向に配列されている。ITO電極43は、フィルム基板41の中央部に設定された液晶表示素子10の表示領域DPAの全域をカバーするようにフィルム基板41のほぼ全面にわたって配置されている。ITO電極44は、図2(b)の平面図に示すように、図2(b)の紙面上下方向に延び、かつ紙面左右方向に配列されている。ITO電極44は、表示領域DPA全域をカバーするようにフィルム基板42のほぼ全面にわたって配置されている。すなわち、ITO電極43とITO電極44とは、互いに90°の角度で交差するように配列されている。ここで、ITO電極43,44は、画素数分だけ設ける必要がある。例えば、液晶表示装置100が、320×240ドットのQVGA表示を可能とするものである場合には、ITO電極43,44の一方を320本、他方を240本用意する必要がある。このITO電極43,44の材料は、Indium Tin Oxide(ITO:インジウム錫酸化物)である。ただし、これに代えて、Indium Zic Oxide(IZO:インジウム亜鉛酸化物)等の透明導電膜などを用いた電極を採用することとしても良い。
The
図2(a)に示すように、フィルム基板42上には、ITO電極43のほかに、複数の透明導電体50が設けられている。この透明導電体50の材料は、ITO電極43,44と同一の材料である。なお、透明導電体50の詳細については後述する。
As shown in FIG. 2A, a plurality of
なお、ITO電極43,44(及び透明導電体50)上には絶縁性のある薄膜が形成されている(不図示)。この絶縁性薄膜が厚い場合、駆動電圧の上昇が生じてしまい、汎用STNドライバでの制御が困難となる。一方、絶縁性薄膜を設けないとリーク電流が流れてしまうため、消費電力が増大してしまう。この絶縁性薄膜は比誘電率が5前後であり、液晶よりも低いことから、絶縁性薄膜の厚みとしては概ね0.3μm以下が適している。なお、この絶縁性薄膜としては、SiO2の薄膜、あるいは配向安定化膜として公知なポリイミド樹脂やアクリル樹脂などの有機膜を用いることができる。
An insulative thin film is formed on the
図1に戻り、液晶混合物45は、室温でコレステリック相を示すコレステリック液晶組成物である。液晶混合物45は、ITO電極43,44を介して、外部の電源から印加される電圧により、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、これらが混在した中間的な状態を取りうる。プレーナ状態は、所定の高電圧を印加して液晶に強電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られる。フォーカルコニック状態は、例えば、上記所定の高電圧より低い電圧を印加して液晶に電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られる。また、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を印加して液晶に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。
Returning to FIG. 1, the
液晶混合物45は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を10〜40wt%添加したコレステリック液晶であるものとする。なお、カイラル材の添加量は、ネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を100wt%としたときの値である。ネマティック液晶としては従来から知られているものを用いることができるが、誘電率異方性(Δε)が15〜35の範囲であることが好ましい。誘電率異方性が15以上であれば、駆動電圧が比較的低くなるが、35を超えると、駆動電圧自体は低いが比抵抗が小さくなり、高温時の消費電力が特に増大する。また、屈折率異方性(Δn)は、0.18〜0.24程度であることが好ましい。この範囲より小さい場合、プレーナ状態の反射率が低くなり、この範囲より大きい場合、フォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるほか、これに起因して粘度も高くなり、応答速度が低下することとなる。
The
柱状スペーサ46は、一対のフィルム基板41,42間のギャップを均一に保持するためのものであり、フィルム基板42上(ITO基板44上)に、等間隔で多数設けられている。この柱状スペーサ46は、例えば、ITO電極44上にフォトリソグラフィ工程を経てパターニングされ、かつ150℃で120分程度焼成されたフォトレジストである。この柱状スペーサ46によって形成されるギャップは、例えば、3〜6μmの範囲であることが好ましい。ギャップがこの範囲よりも小さい場合には、反射率が低下して暗い表示となり、大きい場合には、駆動電圧が上昇して汎用部品による駆動が困難になるからである。柱状スペーサ46としては、ネガ型の柱状スペーサ(材料は、アクリル系レジストである、NCS−106やNCS−506)が用いられる。柱状スペーサ46は、高分子の架橋密度を落とすことにより接着力が発揮される。
The
周辺シール材料47は、液晶混合物45をフィルム基板41、42間に封入するためのものである。周辺シール材料47としては、エポキシ系のシール剤を用いることができる。周辺シール材料47は、フィルム基板41,42の外縁部に沿って連続的に設けられているが、そのうちの一部には、液晶混合物45をフィルム基板41,42間のスペースに封入するための開口が設けられている。この開口は、液晶混合物45が封入された後に封止材料により封止される。
The
光吸収層48は、液晶表示素子10の、光が入射する側(図1の紙面上側)とは反対側(図1の紙面下側)に位置するフィルム基板42の、裏面(図1の紙面下側の面)側に設けられている。
The
次に、コレステリック液晶の表示原理を、図3(a)、図3(b)に基づいて説明する。図3(a)は、液晶表示素子10の液晶混合物45がプレーナ状態にある場合の液晶分子36の配向状態を示す。また、図3(b)は、液晶表示素子10の液晶混合物45がフォーカルコニック状態にある場合の液晶分子36の配向状態を示す。
Next, the display principle of the cholesteric liquid crystal will be described based on FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 3A shows the alignment state of the
図3(a)に示すように、プレーナ状態での液晶分子36は、厚さ方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の入射光Lが選択的に液晶層で反射される。
As shown in FIG. 3A, the
この場合に、液晶層の平均屈折率をnとし、螺旋ピッチをpとすると、反射が最大となる波長λは、nとpの積で表すことができる。従って、液晶混合物45でプレーナ状態時に光(例えば、中心波長が550nmの所定の波長帯域の光)を選択的に反射させるには、λが波長550nmとなるように平均屈折率n及び螺旋ピッチpを決める必要がある。平均屈折率nは液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチpは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。
In this case, if the average refractive index of the liquid crystal layer is n and the helical pitch is p, the wavelength λ at which reflection is maximum can be expressed by the product of n and p. Therefore, in order to selectively reflect light (for example, light in a predetermined wavelength band with a center wavelength of 550 nm) in the planar state by the
一方、図3(b)に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子36は、基板面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、その螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。この場合、液晶表示素子10は、反射波長の選択性を失い、入射光Lの殆どを透過させる。この液晶混合物45を透過した光は、図1に示す光吸収層48にて吸収されるため、暗表示が実現できる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the
次に、フィルム基板42上に設けられている、前述した透明導電体50について、詳細に説明する。
Next, the above-described
図4(a)には、透明導電体50と、ITO電極44及びITO電極44上に形成された柱状スペーサ46の配置関係が示されている。この図4(a)に示すように、透明導電体50は、略正方形板状の形状を有しており、二次元方向に所定間隔をあけて複数配置されている。透明導電体50は、ITO電極44に対向した状態となっている。これら透明導電体50は、それぞれの角部近傍において、柱状スペーサ46の上面に接触している。すなわち、図4(a)に示すように、1つの柱状スペーサ46に対して、4つの透明導電体50が接触するようになっている。
FIG. 4A shows the positional relationship between the
ここで、本実施形態では、上述のように柱状スペーサ46としてネガ型かつ接着性の柱状スペーサを用いている。したがって、柱状スペーサ46の接着面(図4(a)の上面)の軟化部分は、従来用いられていたスペーサに比べて小さい。このため、上記のように、柱状スペーサ46の上面と4つの透明導電体50とが接触するような場合、透明導電体50間の隙間にその厚み分の段差が形成されているので、その段差部分は、柱状スペーサ46と接触しないようになっている。すなわち、柱状スペーサ46の透明導電体50との接触部分は、透明導電体50と重なる部分のみ、具体的には、図4(b)にハッチングを付して示す部分のみとなる。
Here, in the present embodiment, as described above, a negative and adhesive columnar spacer is used as the
図5(a)には、表示領域DPA内における、ITO電極43、ITO電極44、及びITO電極44上に形成された柱状スペーサ46の配置関係が示されている。この図5(a)に示すように、表示領域DPA内では、柱状スペーサ46は、1つのITO電極43と、1つのITO電極44とにより挟持される。したがって、柱状スペーサ46の上面(接着面)と、ITO電極43との接着部分は、柱状スペーサ46の上面全て、すなわち、図5(b)にハッチングを付して示す部分となる。
FIG. 5A shows an arrangement relationship of the
このように、本実施形態では、柱状スペーサ46の上面に接触する部材(透明導電体50)の隙間の有無をコントロールすることによって、接着部分の面積をコントロールすることとしている(図4(b)、図5(b)参照)。これにより、液晶表示素子10で用いる柱状スペーサ46を全て同一形状としても、柱状スペーサ46の配置位置に応じて単位面積当たりの接着強度をコントロールすることができる。本実施形態では、上述したように透明導電体50を表示領域DPAの外側に配置しているので、表示領域DPA以外の一部分の接着力のみを低下させることができる。
As described above, in the present embodiment, the area of the bonded portion is controlled by controlling the presence or absence of a gap between the members (transparent conductor 50) in contact with the upper surface of the columnar spacer 46 (FIG. 4B). FIG. 5B). Thereby, even if all the
例えば、周辺環境の温度が変化すると、フィルム基板41,42間のスペースの容積に対して、液晶混合物45の体積が増加する場合がある。このような場合でも、本実施形態では、図6(a)、図6(b)に模式的に示すように、表示領域DPA以外の部分の柱状スペーサ46の接着のみを解除することができる。すなわち、表示領域DPA以外の部分に剥離発生部52(図6(b)においてハッチングを付して示す部分)を設定することができる。これにより、周辺環境の温度が変化した場合でも、表示領域DPAの表示品位の低下を抑制することが可能となる。
For example, when the temperature of the surrounding environment changes, the volume of the
次に、柱状スペーサ46の寸法及び配置、並びに透明導電体50の寸法及び配置について詳細に説明する。
Next, the dimension and arrangement of the
まず、柱状スペーサ46の材料として、アクリル系レジストNCS-106、NCS-506を用いている観点から、柱状スペーサ46の大きさ(精細度)の限界について説明する。柱状スペーサ46の精細度に影響を与える要因としては、現在用いられているフォトマスクの限界精細度、レジストとフォトマスクとの接近度合を示す露光ギャップ、現像時の膜減り率などが挙げられる。特に、上記材料を用いた場合、柱状スペーサの材料となるレジストとの接着を回避するため、レジストとフォトマスクとの接近度合が低下するおそれがある。柱状スペーサ46として、例えば厚さ5μm前後の円柱形状のパターンを形成する場合、上記精細度に影響を与える要素を考慮すると、実際にパターン形成できる精細度の限界は、円柱形状の直径がおよそ10μm程度の精細度となる。
First, the limit of the size (definition) of the
次に、フィルム基板41,42が接触しないようにするための柱状スペーサ46の配置密度について説明する。液晶表示素子10に対して加わる可能性のある最も大きな力は大気圧である。この大気圧による力がフィルム基板41,42に対して等分布荷重となって加わった場合に、フィルム基板41、42間(又はITO電極43,44間)が接触しないだけの柱状スペーサ46の配置密度を計算する。そして、そのうちの最小の配置密度を最小配置密度とする。
Next, the arrangement density of the
ここで、柱状スペーサ46の円柱の直径を、上述したように、精細度の限界である10μmとした場合、隣り合う柱状スペーサ46の間の距離をL、大気圧をwとすると、最大曲げモーメントMmaxは、
Mmax=wL2/8 …(1)
となる。
Here, when the diameter of the columnar
M max = wL 2/8 ... (1)
It becomes.
このときの最大たわみYmaxは、ヤング率をE、断面二次モーメントをIzとすると、
Ymax=5/384×wL4/EIZ …(2)
となる。
The maximum deflection Y max at this time is expressed as follows, where E is the Young's modulus and I z is the second moment of section.
Y max = 5/384 × wL 4 / EI Z (2)
It becomes.
フィルム基板41,42間の距離が、柱状スペーサ46の厚さ5μmと同一であるとすると、Ymaxが5μm以上となった場合にフィルム基板41,42が接触することになる。このため、計算上は、Ymaxが5μmとなるような、隣り合う柱状スペーサ46間の距離Lの値が、柱状スペーサ46の最大間隔となる。具体的には、フィルム基板41,42として、樹脂系の材料を用いた場合、式(2)より、直径10μmの柱状スペーサ46の間隔をおよそ200μm以上にするとフィルム基板41,42が接触することになる。
If the distance between the
したがって、本実施形態では、最小配置密度を達成する、柱状スペーサ46の配置は、図7に示す配置となる。このような配置とすることで、真空汲み上げ方式による液晶混合物注入時に液晶が入らない部分ができるのを抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the arrangement of the
ここで、実際にフィルム基板41,42を貼り合わせる作業を行うときには,貼り合わせの位置ずれが、最小値で±5μm程度発生するおそれがある。このため、確実に直径10μmの柱状スペーサ46の上面に、図4(a)に示すように4つの透明導電体50を接触させるためには、透明導電体50は、表示領域DPAの外側の全面に連続的に配置することが望ましい。すなわち、透明導電体50の間隔は、透明導電体50間の隙間が柱状スペーサ46の配置位置にかかるように、柱状スペーサ46の直径の半分の間隔である5μmが適切であると考えられる。
Here, when the work of actually bonding the
以上の観点から、本実施形態では、図8に示すように、表示領域DPAの外側に配置される透明導電体50を5μm角とし、各透明導電体50の間隔を5μmに設定している。
From the above viewpoint, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、対向する2枚のフィルム基板41,42の対向面それぞれにはITO電極43,44が形成され、フィルム基板42の外縁部近傍に、ITO電極43,44よりも面積が小さく、かつITO電極と同一材料である透明導電体50が形成されている。そして、複数の柱状スペーサ46が、ITO電極44上に形成されるとともに、ITO電極43又は透明導電体50に接着されることで、液晶混合物45が充填されるスペースをフィルム基板41,42間に形成する。したがって、ITO電極44と透明導電体50との間に配置される柱状スペーサ46の、透明導電体50との接着面積を、ITO電極43,44間に配置される柱状スペーサ46の、ITO電極44との接着面積よりも小さくコントロールすることができる。これにより、周辺環境の温度が変化して、フィルム基板41,42間のスペースの容積に対して、液晶混合物45の体積が増加しても、柱状スペーサ46と透明導電体50とが接着している部分のみをはがしやすくすることができる。これにより、柱状スペーサ46の接着部分がはがれる部分(剥離発生部52)を一部に集中させることができる。したがって、当該剥離発生部52を表示品位に対する影響が少ない位置に設定することで、温度による液晶表示素子10の表示品位の低下を抑制することができる。また、透明導電体50の材料をITO電極と同一の材料としているので、透明導電体50とITO電極とを同時にパターニングすることができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the
ここで、従来のように、熱により硬化する接着材料を用いた場合には、接着する直前に軟化する温度域が存在することが多い。このため、本実施形態のように透明導電体50を用いても、柱状スペーサ46が段差に沿って変形し、接着面積をコントロールできないおそれがある。しかるに、本実施形態のように、柱状スペーサ46の材料として、アクリル系レジストを用いることで、柱状スペーサ46の接着部分が、段差に沿って変形するのを防止することができる。これにより、接着面積の適切なコントロールが可能となる。
Here, as in the conventional case, when an adhesive material that is cured by heat is used, there is often a temperature range that softens immediately before bonding. For this reason, even if the
また、フィルム基板41,42の単位面積あたりの接着力を部分的にコントロールする方法としては、配置する柱状スペーサの円柱の直径自体を小さくする方法や、配置密度を小さくする方法なども考えられる。しかるに、円柱の直径を小さくするのは、精度上問題があり、また、配置密度を小さくしすぎるとスペーサとしての密度が足りずフィルム基板41,42間が接触してしまう可能性がある。したがって、本実施形態のように、柱状スペーサ46に接触する部材、すなわち、ITO電極43や透明導電体50の面積や配置ピッチを変更することで、柱状スペーサ46の設計及び製造を簡易に行うことができる。
Moreover, as a method for partially controlling the adhesive force per unit area of the
また、本実施形態によると、透明導電体50が形成される領域が、表示領域DPA以外の領域であるので、周辺温度の影響による表示品位の低下を効果的に抑制することができる。
In addition, according to the present embodiment, since the region where the
また、本実施形態によると、複数の柱状スペーサ46を同一形状としても、接着面積をコントロールすることができるので、柱状スペーサ46の製造を簡易にすることができる。
In addition, according to the present embodiment, even if the plurality of
なお、上記実施形態では、ITO電極44上に柱状スペーサ46を形成した場合について説明したが、これに限らず、ITO電極43側に柱状スペーサ46を形成しても良い。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、透明導電体50を、フィルム基板41上に形成した場合について説明したが、これに限らず、フィルム基板42側に形成しても良い。また、フィルム基板41、42の両方に形成しても良い。また、透明導電体50は2箇所以上に設けても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the
なお、上記実施形態では、図4(a)、図5(a)に示すように、一枚のITO電極44上に柱状スペーサ46が一列のみ配列されている場合について説明したが、これに限られるものではない。柱状スペーサ46は、一枚の電極上に複数列配列されても勿論良い。また、上記実施形態では、同一形状の透明導電体50を等間隔で多数配置したが、これに限られるものではない。透明導電体50は、ITO電極よりも面積が小さければ、必ずしも全てが同一形状である必要はなく、また、透明導電体50は、等間隔で配置しなくても良い。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 4A and 5A, the case where the
なお、上記実施形態では、本発明をコレステリック液晶に適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。上記実施形態は、無電力下で表示を維持することが可能な表示装置、例えば、電気泳動方式や電子粉流体など、種々の表示装置に適用することが可能である。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a cholesteric liquid crystal has been described. However, the present invention is not limited to this. The above-described embodiment can be applied to various display devices such as an electrophoretic method and an electronic powder fluid that can maintain display under no power.
また、上記実施形態では、液晶表示素子10がモノクロ表示のみ可能である場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、緑、青、赤色の表示が可能な液晶表示素子10を重ねることにより、カラー表示を実現することとしても良い。また、モノクロ表示は、緑(Green)以外の色であっても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the liquid
また、上記実施形態では、液晶表示素子10が反射型の液晶表示素子である場合について説明したが、これに限られるものではない。上記実施形態の液晶表示素子10の、光吸収層48を光源に変更することで、透過型の液晶表示素子を実現することとしても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the liquid
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 液晶表示素子
41 フィルム基板(第1の基板)
42 フィルム基板(第2の基板)
43 ITO電極(第1の電極)
44 ITO電極(第2の電極)
45 液晶混合物(液晶層)
46 柱状スペーサ(スペーサ)
50 透明導電体
10 Liquid
42 Film substrate (second substrate)
43 ITO electrode (first electrode)
44 ITO electrode (second electrode)
45 Liquid crystal mixture (liquid crystal layer)
46 Columnar spacer (spacer)
50 Transparent conductor
Claims (6)
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板の、前記第2の基板との対向面上に形成された第1の電極と、
前記第2の基板の、前記第1の基板との対向面上に形成された第2の電極と、
前記第1、第2の基板の少なくとも一方の、他方の基板との対向面上の外縁部近傍に形成され、前記第1、第2の電極よりも面積が小さく、かつ前記第1、第2の電極と同一材料の透明導電体と、
前記第1の電極上及び前記第2の電極上のいずれか一方に形成されるとともに、いずれか他方の電極又は前記透明導電体に接着され、前記第1の基板と前記第2の基板との間にスペースを形成する複数のスペーサと、
前記スペース内に充填された液晶層と、を備える液晶表示素子。 A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first electrode formed on a surface of the first substrate facing the second substrate;
A second electrode formed on a surface of the second substrate facing the first substrate;
At least one of the first and second substrates is formed in the vicinity of the outer edge portion on the surface facing the other substrate, and has a smaller area than the first and second electrodes, and the first and second substrates. A transparent conductor of the same material as the electrode of
It is formed on one of the first electrode and the second electrode, and is adhered to either the other electrode or the transparent conductor, and the first substrate and the second substrate A plurality of spacers forming a space therebetween;
And a liquid crystal layer filled in the space.
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2009
- 2009-07-22 JP JP2009171455A patent/JP2011027851A/en active Pending
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