JPH0473848B2 - - Google Patents

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JPH0473848B2
JPH0473848B2 JP59171529A JP17152984A JPH0473848B2 JP H0473848 B2 JPH0473848 B2 JP H0473848B2 JP 59171529 A JP59171529 A JP 59171529A JP 17152984 A JP17152984 A JP 17152984A JP H0473848 B2 JPH0473848 B2 JP H0473848B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電気光学効果や熱光学効果を利用し
て表示素子あるいは変調素子として用いられる液
晶セルの構成に関するものであり、より詳しく
は、薄く、且つ均一な液晶層、特に強誘電性液晶
層を与える。大面積化に適した液晶セルに関する
ものである。
Detailed Description of the Invention Technical Field The present invention relates to the structure of a liquid crystal cell that is used as a display element or a modulation element by utilizing electro-optic effect or thermo-optic effect. Provide a liquid crystal layer, in particular a ferroelectric liquid crystal layer. This invention relates to a liquid crystal cell suitable for large-area applications.

背景技術 従来、液晶セルの液晶層の厚さ(以下、便宜的
にセル厚と呼ぶことがある)を規制する方法とし
ては、対向基板を接着するための接着剤中にギヤ
ツプ材を混入させることにより、基板端部に於て
規制する方法や、液晶中に、ギヤツプ材を分散さ
せる方法が知られている。これらの方法によつ
て、6μ程度以上のセルを作ることは、小面積で
あれば可能であるが、大面積になると、基板のう
ねり等が、厚さムラとなつて出てしまうことが避
け難い。さらに、最近開発が盛んになつてきた強
誘電液晶を用いて液晶セルを作成しようとする場
合は、素子としての作動特性を考慮すると、最適
な液晶層厚は3μ以下となることが多く、上述の
ような方法で均一な液晶層厚を有するセルを形成
することは、全く不可能である。
BACKGROUND ART Conventionally, a method for regulating the thickness of the liquid crystal layer of a liquid crystal cell (hereinafter sometimes referred to as cell thickness for convenience) is to mix a gap material into an adhesive for bonding a counter substrate. Accordingly, there are known methods for regulating the gap at the edge of the substrate and for dispersing gap material in the liquid crystal. Using these methods, it is possible to create cells with a diameter of about 6μ or more if the area is small, but if the area is large, it is difficult to avoid undulations of the substrate, which will result in uneven thickness. hard. Furthermore, when attempting to create a liquid crystal cell using ferroelectric liquid crystal, which has recently been actively developed, the optimal liquid crystal layer thickness is often 3μ or less, considering the operating characteristics of the element. It is completely impossible to form a cell with a uniform liquid crystal layer thickness by such a method.

発明の目的 本発明の目的は、上述した基板のうねり等によ
るセルの厚さムラの発生を防止し、均一なセル厚
の液晶セルを与えることにある。
OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent the occurrence of cell thickness unevenness due to the above-mentioned substrate waviness, etc., and to provide a liquid crystal cell with a uniform cell thickness.

別の目的は、セル厚が、温度変化による影響を
全く受けない、環境安定性の優れた液晶セルを与
えることにある。
Another object is to provide a liquid crystal cell with excellent environmental stability, the cell thickness of which is completely unaffected by temperature changes.

別の目的は、従来技術によつては達成し得ない
超薄層の液晶セルを与えることにある。
Another objective is to provide liquid crystal cells with ultra-thin layers, which cannot be achieved with the prior art.

別の目的は、上記すべての目的を低コストでし
かも生産性良く達成しうる液晶セルを与えること
にある。
Another object is to provide a liquid crystal cell that can achieve all of the above objects at low cost and with good productivity.

発明の概要 本発明の液晶セルは、上述の目的を達成するた
めに開発されたものであり、一対の基板間の間隙
に、少なくとも一ケ所の液晶注入口から液晶を封
入してなる液晶セルであつて、上記間隙内におい
て、上記基板の少なくも一方の基板上に形成され
たスペーサ部材と、該スペーサ部材によつて厚さ
を規制された液晶層領域と、該液晶層領域と連通
し且つ該液晶層の体積の1/1000以上の体積を有す
る減圧空間を有することを特徴とするものであ
る。
Summary of the Invention The liquid crystal cell of the present invention was developed to achieve the above object, and is a liquid crystal cell in which liquid crystal is filled into the gap between a pair of substrates through at least one liquid crystal injection port. In the gap, a spacer member formed on at least one of the substrates, a liquid crystal layer region whose thickness is regulated by the spacer member, and a spacer member that communicates with the liquid crystal layer region and It is characterized by having a reduced pressure space having a volume of 1/1000 or more of the volume of the liquid crystal layer.

すなわち本発明の液晶セルにおいては、液晶を
充填すべき間隙内に、スペーサ部材を、好ましく
はほぼ均一な間隔で分布して設けてセル厚を規制
しつつ、液晶層と連通する減圧空間の存在により
一対の基板をスペーサ部材へと密着させるため、
大面積で且つ一対の基板の少なくとも一方が可撓
性である場合にもセル厚が一定となり、且つ温度
変化等によつても影響されずに一定に保たれる。
That is, in the liquid crystal cell of the present invention, the spacer members are preferably distributed at substantially uniform intervals in the gap to be filled with liquid crystal to regulate the cell thickness, and the existence of a reduced pressure space communicating with the liquid crystal layer. In order to bring the pair of substrates into close contact with the spacer member,
Even when the cell thickness is large and at least one of the pair of substrates is flexible, the cell thickness remains constant and remains constant without being affected by temperature changes or the like.

実施例 第1図は、本発明の液晶セルの第1の実施例
を、基板と平行に切断して内部を示す断面図であ
る。一方の基板11は、例えばガラス板、剛性あ
るいは可撓性のプラスチツク板等からなり、その
周縁部に沿つて、対向する他方の基板(図示され
ていない)と接着するための接着部12が形成さ
れている。また基板11の接着部12で囲まれた
中央部にはスペーサ部材13が形成されて、液晶
層の厚さを規制する機能を果たしている。このス
ペーサ部材13は、例えば基板11上に、ポリイ
ミドを所定の厚さにコーテイングした後、フオト
エツチングによりパターン状に形成される。或い
は、基板11そのものを、スペーサ部13を除い
てパターン状にエツチングしてもよい。また2つ
の基板の表面には、必要に応じて、液晶を配向さ
せるためのラビング処理が施こされている。また
スペーサ部材13で区画された状態で液晶層領域
14が形成され、これは、界面15を介して減圧
空間16と隣接ないし連通している。このような
液晶層14は、液晶注入口17から液晶を注入
し、封止剤18により注入口17を封止すること
により形成される。液晶材料としては、例えば強
誘電性液晶DOBAMBCが用いられ、その配向状
態は、等方相状態より、SmC状態へと徐冷する
ことにより得られる。尚、本液晶セルを、電気光
学素子として用いる場合には、基礎11上に電極
が形成されるが、これは図示されていない。
Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing the inside of a first embodiment of the liquid crystal cell of the present invention, cut parallel to the substrate. One substrate 11 is made of, for example, a glass plate, a rigid or flexible plastic plate, etc., and an adhesive part 12 is formed along its periphery for adhering to the other opposing substrate (not shown). has been done. A spacer member 13 is formed in the center of the substrate 11 surrounded by the adhesive portion 12, and serves to regulate the thickness of the liquid crystal layer. The spacer member 13 is formed into a pattern by, for example, coating the substrate 11 with polyimide to a predetermined thickness and then photo-etching. Alternatively, the substrate 11 itself may be etched into a pattern, excluding the spacer portions 13. Further, the surfaces of the two substrates are subjected to rubbing treatment to orient the liquid crystal, if necessary. Further, a liquid crystal layer region 14 is formed separated by the spacer member 13, and is adjacent to or in communication with the reduced pressure space 16 via an interface 15. Such a liquid crystal layer 14 is formed by injecting liquid crystal through a liquid crystal injection port 17 and sealing the injection port 17 with a sealant 18 . As the liquid crystal material, for example, ferroelectric liquid crystal DOBAMBC is used, and its orientation state is obtained by slowly cooling it from an isotropic phase state to an SmC state. Note that when this liquid crystal cell is used as an electro-optical element, an electrode is formed on the base 11, but this is not shown.

上記液晶の封入の態様をより詳しく説明する
と、例えばスペーサ部材13を形成した基板11
と、例えばポリエステルフイルムのような可撓性
の対向基板をエポキシ系接着剤13等により接着
してセルを形成した後、セルを真空容器中に保持
し、セル中の空気を充分に排気した後、注入口1
7を液晶材料に浸漬する。その後、真空容器中に
N2ガス等を導入することによりセル外部の気圧
を高め、液晶材料にセル内に圧入する。液晶材料
が、所定の領域(例えば、画像領域)19を充分
に満たした時点で、注入作業を停止し、注入口1
7を封止する。このようにして形成された液晶セ
ルは、減圧空間16があることにより、大気圧中
では、充分な圧縮力を受けているため、対向基板
(図示せず)が、スペーサ部材13によく密着し、
厚さ3μ以下という、極めて薄いセルでも、大面
積にわたつて均一なセル厚さに形成することが可
能である。又、減圧空間16は、液晶セル使用時
の環境変化による、液晶材料の熱膨張、熱収縮に
よつて、セルの厚さが、部分的に変化してしまう
ことを防ぐ機能も有する。
To explain in more detail how the liquid crystal is sealed, for example, the substrate 11 on which the spacer member 13 is formed
After forming a cell by bonding a flexible opposing substrate such as a polyester film with an epoxy adhesive 13, etc., the cell is held in a vacuum container and the air in the cell is sufficiently exhausted. , inlet 1
7 is immersed in liquid crystal material. Then in a vacuum container
The air pressure outside the cell is increased by introducing N 2 gas, etc., and the liquid crystal material is pressurized into the cell. When the liquid crystal material sufficiently fills a predetermined area (for example, an image area) 19, the injection operation is stopped and the injection port 1 is closed.
Seal 7. The liquid crystal cell formed in this manner is subjected to sufficient compressive force at atmospheric pressure due to the presence of the decompressed space 16, so that the counter substrate (not shown) is in close contact with the spacer member 13. ,
Even extremely thin cells with a thickness of 3 μm or less can be formed to have a uniform cell thickness over a large area. The reduced pressure space 16 also has the function of preventing the thickness of the cell from partially changing due to thermal expansion and contraction of the liquid crystal material due to environmental changes during use of the liquid crystal cell.

上記目的を達成する減圧空間の体積としては、
液晶層領域の体積に比べ、通常1/1000以上、好ま
しくは1/100以上とする。また上限は、液晶セル
の有効表示面積が著しく減少しない程度に抑えら
れる。また減圧空間の圧力としては、1/10〜1/2
気圧程度が適当である。
The volume of the decompression space that achieves the above purpose is:
It is usually 1/1000 or more, preferably 1/100 or more of the volume of the liquid crystal layer region. Further, the upper limit is set to such an extent that the effective display area of the liquid crystal cell does not decrease significantly. Also, the pressure in the decompression space is 1/10 to 1/2
Atmospheric pressure is appropriate.

第2図には、本発明の液晶セルのさらに改良さ
れた第2の実施例を示す。第2図aは、第1図に
対応する断面図であり、第2図bは、第2図aの
B−B線矢視方向の断面図である。この例では、
一方の基板21は、その内側面にエツチングによ
り溝状の減圧空間26が形成されており、対向基
板20と接着されている。このような溝状の減圧
空間26は、小さな基板面積で大きな容積を得る
ことができる為、実施例1に比べ、液晶注入を行
ない、停止するときのタイミングに充分な余裕が
与えられ生産性を上げるに適している。
FIG. 2 shows a further improved second embodiment of the liquid crystal cell of the present invention. FIG. 2a is a sectional view corresponding to FIG. 1, and FIG. 2b is a sectional view taken along line B--B in FIG. 2a. In this example,
One substrate 21 has a groove-shaped depressurized space 26 formed by etching on its inner surface, and is bonded to the counter substrate 20. Since such a groove-shaped decompression space 26 can obtain a large volume with a small substrate area, compared to Embodiment 1, sufficient margin is given to the timing when liquid crystal injection is performed and when it is stopped, thereby increasing productivity. suitable for raising.

第3図に、第3の実施例を示す。 FIG. 3 shows a third embodiment.

この例では、液晶層領域34と、減圧空間36
との間に狭隘な連結部35が設けられ、該連結部
35と、注入口37との間の経路長が、液晶層領
域34と注入口との間の最も長い経路長と同じに
なるようにに設定されている。このため、液晶注
入時、必要領域が注入される間に、減圧空間にも
液晶が進入してしまうというトラブルを避けるこ
とが可能である。
In this example, the liquid crystal layer region 34 and the decompression space 36 are
A narrow connecting portion 35 is provided between the connecting portion 35 and the inlet 37 such that the path length between the connecting portion 35 and the inlet 37 is the same as the longest path length between the liquid crystal layer region 34 and the inlet. is set to . Therefore, when liquid crystal is injected, it is possible to avoid the problem that the liquid crystal enters into the depressurized space while the necessary area is being injected.

また連結部35には、更に、減圧空間36に多
少なりとも残つている空気がセル使用時に液晶層
領域にまわりこむことを防ぐための通路を狭くす
る部材40が、スペーサ部材33と同一部材によ
り、スペーサ部材33と同時に形成されている。
Further, in the connecting part 35, a member 40 made of the same material as the spacer member 33 is provided to narrow the passage to prevent any amount of air remaining in the decompression space 36 from entering the liquid crystal layer area when the cell is in use. , are formed simultaneously with the spacer member 33.

尚、上記した減圧空間16,26,36には、
空気のかわりに他の適当なガス、例えば不活性ガ
ス(N2、CO2、Ar、Ne、など)を封入すると、
液晶の変質を防止できて好ましい。これには、セ
ル内空間を一旦真空にした後、所定の気圧(好ま
しくは1/1000〜1/10気圧)まで所定ガスを送り込
み、しかる後液晶を圧入して、1気圧以下の所定
圧力(1/10〜1/2気圧)までセル内圧を上昇させ、
封入後、セル周囲圧力を常圧まであげる方法をと
ればよい。
In addition, the above-mentioned decompression spaces 16, 26, and 36 include
If you fill in other suitable gases instead of air, such as inert gases (N 2 , CO 2 , Ar, Ne, etc.),
This is preferable because deterioration of the liquid crystal can be prevented. To do this, once the space inside the cell is evacuated, a predetermined gas is fed to a predetermined atmospheric pressure (preferably 1/1000 to 1/10 atm), and then the liquid crystal is press-fitted to a predetermined pressure of 1 atm or less (preferably 1/1000 to 1/10 atm). Increase the cell internal pressure to 1/10 to 1/2 atm),
After encapsulation, a method may be used to increase the cell surrounding pressure to normal pressure.

発明の効果 上述したように、本発明によれば、液晶を充填
すべき間隙内に、スペーサ部材を設けてセル厚を
規制しつつ、液晶層と連通して減圧空間を設ける
ことにより、一対の基板をスペーサ部材へと密着
保持し、大面積で且つ一対の基板の少なくとも一
方が可撓性である場合にもセル厚が一定となり、
且つ温度変化等によつても影響されない、等の優
れた特性を有する液晶セルが提供される。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a spacer member is provided in the gap to be filled with liquid crystal to regulate the cell thickness, and a depressurized space is provided in communication with the liquid crystal layer. The substrate is held in close contact with the spacer member, and the cell thickness is constant even when the substrate is large and at least one of the pair of substrates is flexible,
Furthermore, a liquid crystal cell having excellent characteristics such as being unaffected by temperature changes and the like is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図aおよび第3図は、それぞれ本
発明の実施例にかかる液晶セルの、基板と平行な
断面図、第2図bは第2図aのB−B線矢視方向
断面図である。 11,21……スペーサ形成基板、20……対
向基板、12……接着部、13,33……スペー
サ、14,34……液晶層、16,26,36…
…減圧空間、35……液晶層−減圧空間連結部、
代表面図:第1図。
1, 2a, and 3 are sectional views parallel to the substrate of a liquid crystal cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2b is a sectional view taken along line B-B in FIG. 2a. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 21... Spacer formation board|substrate, 20... Counter substrate, 12... Adhesive part, 13, 33... Spacer, 14, 34... Liquid crystal layer, 16, 26, 36...
...Decompression space, 35...Liquid crystal layer-decompression space connection part,
Typical surface diagram: Figure 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一対の基板間の周囲に接着剤を配置すること
によつて該一対の基板を貼合わせ、該一対の基板
間に液晶注入口となる開口部に連通させた空隙を
形成し、該空隙に前記液晶注入口から液晶を封入
してなる液晶セルであつて、上記空隙内におい
て、 上記一対の基板にそれぞれ密着させて配置した
スペーサ部材と、 上記封入された液晶を有し、該液晶の厚さが上
記スペーサ部材によつて規制された液晶層領域
と、 上記液晶層領域と連通し、且つ該液晶層の体積
に対し1/1000以上の体積を有する減圧空間と、 を有することを特徴とする液晶セル。 2 上記液晶層領域と上記減圧空間との間に減圧
空間から液晶層領域への気体のまわり込みを防止
するように狭められた気相通路からなる連結部が
設けられ、該連結部と上記液晶注入口との間の経
路長が、上記液晶層領域と上記液晶注入口との間
の最も長い経路長と同じか又はより大きいことを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の液晶セ
ル。 3 上記一対の基板の少なくとも一方が可撓性を
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の液晶セル。 4 上記減圧空間が、上記基板のうちの少なくと
も一方の基板に形成された溝により与えられるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の液
晶セル。 5 上記減圧空間が、少なくとも一方の基板上に
配向膜を形成し、これをパターンエツチングする
ことによつて形成されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第4項に記載の液晶セル。
[Claims] 1. A pair of substrates are bonded together by placing an adhesive around the space between the substrates, and a gap is formed between the pair of substrates, which communicates with an opening that becomes a liquid crystal injection port. A liquid crystal cell comprising: a spacer member disposed in close contact with each of the pair of substrates in the gap; a liquid crystal layer region in which the thickness of the liquid crystal is regulated by the spacer member; a reduced pressure space communicating with the liquid crystal layer region and having a volume of 1/1000 or more of the volume of the liquid crystal layer; A liquid crystal cell characterized by having. 2. A connecting portion consisting of a narrowed gas phase passage is provided between the liquid crystal layer region and the reduced pressure space to prevent gas from flowing from the reduced pressure space to the liquid crystal layer region, and the connecting portion and the liquid crystal layer are connected to each other. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein the path length between the liquid crystal layer region and the liquid crystal injection port is equal to or larger than the longest path length between the liquid crystal layer region and the liquid crystal injection port. . 3. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein at least one of the pair of substrates has flexibility. 4. The liquid crystal cell according to claim 1, wherein the depressurized space is provided by a groove formed in at least one of the substrates. 5. The liquid crystal cell according to claim 4, wherein the depressurized space is formed by forming an alignment film on at least one substrate and pattern-etching the alignment film. .
JP17152984A 1984-08-20 1984-08-20 Liquid crystal cell Granted JPS6150117A (en)

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DE19853529581 DE3529581A1 (en) 1984-08-20 1985-08-19 LIQUID CRYSTAL DEVICE
FR8512499A FR2569280B1 (en) 1984-08-20 1985-08-19 LIQUID CRYSTAL CELL
DE3546676A DE3546676C2 (en) 1984-08-20 1985-08-19
GB8520876A GB2164758B (en) 1984-08-20 1985-08-20 Liquid crystal device
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JPS6150117A JPS6150117A (en) 1986-03-12
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