JPH0996820A

JPH0996820A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0996820A
Application number: JP25346595A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Shobara; 原潔庄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】外部から加えられる各種のストレスに対する
耐性が高く、経時変化にともなう外部からのストレスに
強く、高コントラスト、高精細で、均一な大画面の維持
を実現できる、表示品位に優れた液晶表示装置を実現す
る。【解決手段】対向する一対のガラス基板１、１１の間
に挟持される液晶７と、基板間に分散配置され、基板間
の間隙を均一化するためのスペーサ４と、ガラス基板１
１において、１８０〜３６０°ツイスト配向処理され、
パターン電極部１２の配置された部分以外の、非表示領
域に形成された基板間隔の４〜４０％の高さの凸部６と
を備え、振動や衝撃などの外部からのストレスが加わっ
た場合、ストレスを凸部６部のスペーサ４（２）に集中
させ、これが異常スペーサとなっても、実際の表示領域
における他のスペーサ４に異常が発生するのを防止し、
スペーサ４の周辺の光抜けなどの表示不良を防止し、品
位の良好な表示を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にＳＴ型液晶表示素子の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型で軽量、低消費電力という大
きな特長を持つ液晶表示装置は、ワードプロセッサやノ
ートブックパーソナルコンピュータなどのパーソナルＯ
Ａ機器に、表示装置として積極的に用いられている。中
でも、スーパーツイスト型液晶表示装置に代表される、
単純マトリクス型の表示素子は、その表示情報量が大き
く、製造コストが廉価であることから、広く用いられる
ようになってきている。

【０００３】一般的に、液晶表示装置は、対向する一対
の基板の間隙に、液晶組成物を挟持し、この液晶組成物
を挟持する領域の周辺に、シールパターンによって、基
板間隙を固定し、液晶組成物を封入している。

【０００４】この場合、基板間隙および液晶層の厚みを
一定に保持するために、プラスチックやガラスででき
た、一般的にスペーサと呼ばれる間隙材を、各基板間の
セル面内に分布配置した構造となっている。

【０００５】近年、表示装置として、より一層の高性能
化が求められるようになってくると、液晶層厚の均一性
に関する要求が高くなってくる。特に、カラーフィルタ
を有するＳＴ形ＬＣＤにおいては、高コントラストで、
均一な表示を得るために、カラーフィルタを含めて、セ
ル内面の平坦化や均質化が重要な課題となってきてい
る。

【０００６】さて、図２は従来の液晶表示装置の断面図
である。

【０００７】図において示すように、ガラス基板１に
は、セル面の表示パターンに対応したパターン電極部２
が配置され、その上に配向膜３が形成される。

【０００８】一方、ガラス基板１１には、セル面の表示
パターンに対応して絶縁部１４を介してパターン電極部
１２が配置され、その上に配向膜１３が形成される。

【０００９】これらのガラス基板１、１１は、スペーサ
４をセル面に分散配置した状態で、パターン電極部２、
１２が向き合う形で対向配置され、シール部５により両
者の間に空間部を形成する。そして、この空間部に液晶
７を注入封止することにより、液晶表示装置が形成され
ている。

【００１０】以上のような構成において、液晶７の層厚
は、セル面内に分散配置されるスペーサ４により規定さ
れる。このため、スペーサ４の働きにより、セル内面の
平坦化や均質化を実現している。

【００１１】以上のような構成は、以下のようにして製
造される。

【００１２】ガラス基板１にパターンニングされたＩＴ
Ｏからなるパターン電極部２を形成し、その上から配向
膜３を形成する。しかる後に、配向膜３を形成ラビング
処理する。

【００１３】一方、ガラス基板１１においても、絶縁部
１４を介して、その上にパターンニングされたＩＴＯか
らなるパターン電極部１２を形成し、その上から配向膜
１３を形成する。しかる後に、配向膜１３を形成ラビン
グ処理する。

【００１４】次に、上記形成基板の一方の配向膜３また
は１３上に、直径５．０μｍのスペーサ４を、いわゆる
静電散布法により、均一に散布する。

【００１５】一方、他方の形成基板においては、配向膜
３または１３側の、基板周囲部に沿って、熱硬化型エポ
キシ系の接着剤にてシール部５を形成する。

【００１６】続いて、配向膜３、１３が対向し、上下に
て左回り２４０°となり、かつストライプ状パターンに
形成されたパターン電極部２、１２が直交するように、
シール部５にて両者を張り合せる。

【００１７】続いて、周知の真空法により、液晶材料と
してＺＬＩ−２２９３（Ｅ．メルク社製）に左回りカイ
ラル剤としてＳ−８１１（Ｅ．メルク社製）を１．０ｗ
ｔ％添加した液晶７を、注入し、封止して、最終的な液
晶表示装置を得る。

【００１８】以上のようにして形成された液晶表示装置
の液晶厚を調べたところ、基板間の間隔は表示面内にわ
たって均一であり、表示駆動させたところ、全面にわた
って均一で良好な表示を得られた。また、コントラスト
比を調べたところ、１／２００デューティ駆動で、３
０：１と、極めた高い数値を得ることができた。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置
は、以上のように、一対の基板間の間隙をスペーサ４で
保持し、液晶７の層厚を規定するように構成されていた
ので、初期状態では、問題なく所期の特性を得ることが
可能である。

【００２０】しかるに、セル外部から振動や衝撃などの
機械的なストレスや、電気的な衝撃、例えば突発的な高
電圧の印加による帯電現象によるストレスなどが加わる
と、セル内部に歪みを生じ、基板間に固定されるスペー
サ４の周辺に異常配向が発生してしまう。その結果、例
えば、図２の、スペーサ４の中で、異常スペーサ４
（１）が発生し、電圧印加時の点灯状態の時に、その周
辺に光抜けによる表示むらを発生してしまう。

【００２１】本発明者が、この部分的な不均一表示部に
ついて顕微鏡で観察したところ、点灯表示画素部のスペ
ーサ４の周辺に配向異常が発生しており、これに起因し
て光抜けむらが発生していることが判った。

【００２２】つまり、セル内に存在するスペーサ４は、
セル外部からの振動衝撃に対して、液晶７が部分的に流
動した場合、スペーサ４近傍の配向が乱れ、配向異常を
起こす場合がある。特に、１８０°〜３６０°捩れ配向
処理された液晶表示装置において、このような不良は顕
著に発生し易く、目立ち易い。

【００２３】セル内に存在するスペーサ４は、セルギャ
ップを均一に制御するために、ガラス基板１、１１側よ
り少なからず圧力を受けながら固定されており、特に基
板の配向膜３、１３側の面が平坦である場合、ほぼ均一
に加圧された状態になっている。

【００２４】このような状況下で、外部から機械的なス
トレスが加わると、広範囲にわたってスペーサ４が圧力
変化を受け、多数のスペーサ４表面の配向異常が発生す
る。その結果、点灯時に異常スペーサ４（１）周辺の光
抜けむらが発生することになる。つまり、振動や衝撃を
印加した後には、機械的なストレスを受けた異常スペー
サ４（１）の部分が表示不良となり、もはや均一な表示
を期待できなくなる。

【００２５】このため、初期状態はともかく、振動や衝
撃などのストレスを伴う経時変化に強く、大画面で高精
細、高コントラスト、高均一な液晶表示装置を実現する
のは非常に困難とされてきた。

【００２６】これらの問題点に対する対策として、スペ
ーサの固定、スペーサの非画素部への選択的な配置、ス
ペーサ材料の変更、スペーサ表面の科学的処理などの、
各種の対応策が検討され、実施されてきたが、未だに十
分な効果を得るに至っておらず、この点に関する解決策
が大きな課題とされてきた。

【００２７】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解消し、外部から加えられる各種のストレスに対する
耐性が高く、高コントラスト、高精細で、均一な大画面
を実現できる、表示品位に優れた液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、対向して配置される、それぞれ所定パタ
ーンの透明電極が形成された、一対の基板と、上下基板
間で１８０〜３６０°ねじれ配向処理され、それらの基
板の間に封入される液晶組成物と、それらの基板の間に
分散配置状態に挟持され、間隔を制御するためのスペー
サと、前記一対の基板の少なくとも一方の内側面に、他
方の基板に向けて、分散状態に突出させた前記一対の基
板間の間隔の４〜４０％の高さの複数の凸部と、を備え
ることを特徴とする液晶表示装置を提供するものであ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００３０】図１は、本発明の実施例の液晶表示装置の
断面図である。

【００３１】ガラス基板１にパターンニングされたＩＴ
Ｏからなるパターン電極部２を形成し、その上から配向
膜３を形成する。しかる後に、配向膜３をラビング処理
によって形成する。次に、配向膜３側の基板周囲部に沿
って、熱硬化型エポキシ系の接着剤によってシール部５
を形成する。

【００３２】一方、ガラス基板１１においては、絶縁部
１４を介して、その上にパターンニングされたＩＴＯか
らなるパターン電極部１２を膜厚０．２０μｍに形成す
る。次に、その上から感光性樹脂を１．５μｍ厚に形成
した後、露光ＰＥＰして、ＩＴＯパターンニングされて
いない部分に１．５μｍ厚の樹脂パターンを凸部６とし
て形成する。更に、その上から配向膜１３を形成する。

【００３３】次に、ガラス基板１１側の配向膜１３の上
に、直径５．０μｍのスペーサ４を静電散布法により、
均一に散布する。スペーサは、１００〜３００個／ｍｍ
²の密度で配置される。

【００３４】続いて、配向膜３、１３が対向し、上下に
て左回り２４０°となり、かつストライプ状パターンに
形成されたパターン電極部２、１２が直交するように、
シール部５にて両者を張り合せる。

【００３５】続いて、周知の真空法により、液晶材料と
してＺＬＩ−２２９３（Ｅ．メルク社製）に左回りカイ
ラル剤としてＳ−８１１（Ｅ．メルク社製）を１．０ｗ
ｔ％添加した液晶７を、注入し、封止して、最終的な液
晶表示装置を得る。

【００３６】以上のようにして形成された液晶表示装置
の液晶厚を調べたところ、対向する電極間隔はセル表示
面内にわたって均一であり、表示駆動させたところ、全
面にわたって均一で良好な表示を得られた。また、コン
トラスト比を調べたところ、１／２００デューティ駆動
で、３０：１と、極めた高い数値を得ることができた。

【００３７】以上のように、本実施例の液晶表示装置
は、初期状態においては、従来と同様に、問題なく所期
の特性を得ることが可能である。

【００３８】つまり、通常の状態において、セル内のパ
ターン電極部１２を避けて配置された凸部６の存在する
部分では、ガラス基板１、１１による圧力は、他の部分
よりも強く、したがって、スペーサ４のうちのこの部分
に配置されたスペーサ４（２）は、その他の部分に配置
されたスペーサ４よりも強い圧力を受けている。

【００３９】そして、セル外部から振動や衝撃などの機
械的なストレスや、電気的な衝撃、例えば突発的な高電
圧の印加による帯電現象によるストレスなどが加わった
場合、これらのストレスは、パターン電極部１２から外
れた部分に形成された凸部６の部分に集中的に印加され
てスペーサ４（２）に加わり、実際の表示領域において
は、ストレスは分散され、その他のスペーサ４にかかる
機械的なストレスは軽減される。その結果、凸部６に配
置されたスペーサ４（２）は、異常スペーサとなってし
まうが、反面、その他の領域に配置されたスペーサ４
は、ほとんど圧力を受けない。

【００４０】このため、点灯時には、実際の点灯領域に
配置されたスペーサ４の周辺では、光抜けやむらの発生
は抑制できる。一方、異常スペーサ４（２）の周辺の配
向異常は、表示と無関係な非点灯領域であるので、目立
たない。つまり、液晶表示装置全体としては、振動や衝
撃などのストレスがかかった後でも、表示品位をほとん
ど低下させずに、良好な表示状態を保つことができる。

【００４１】ちなみに、凸部６の領域の高さが隙間の４
％未満であると、これらの効果はほとんど期待できず、
逆に、凸部６の領域が４０％より大きいと、リバースな
どの配向不良や、セル面内のギャップ不均一不良を発生
させてしまうため、凸部６の領域の高さの設定は適切に
選択されるべきである。

【００４２】なお、以上述べたように構成された液晶表
示装置に、実際に外部より振動や衝撃などのストレスを
与えた後に、しばらく放置して、点灯表示させたとこ
ろ、初期状態と変わらず、均一な表示を得られ、顕微鏡
で観察したところ、点灯表示画素部のスペーサ４の周辺
は配向異常もなく、良好であった。つまり、パターン電
極部１２に関わる表示領域では、スペーサ４の周辺部で
の機械的なストレスに起因する異常が発生しにくく、経
時変化の少ない液晶表示装置を実現することができる。

【００４３】なお、上記実施例では、凸部６をガラス基
板１１側に設けた場合を例示したが、凸部６はガラス基
板１側に設けても、ガラス基板１、１１の両側に設けて
もよく、同様の効果を得ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の液晶表示装
置は、表示領域に対して、非表示領域の基板間の間隔が
少なくなるように、凸部を設け、基板間に均一に分散配
置したスペーサに対する機械的なストレスが、この凸部
に集中するように構成したので、振動や衝撃などのスト
レスが加わっても、表示領域では、スペーサの周辺に配
向異常が発生しにくく、光抜けによる表示むらが発生せ
ず、表示品位の良好な大画面で高コントラストな液晶表
示装置を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の液晶表示装置の断面図であ
る。

【図２】従来の液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１、１１ガラス基板２、１２パターン電極部３、１３配向膜４スペーサ５シール部６凸部７液晶８異常スペーサ１４絶縁部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置される、それぞれ所定パター
ンの透明電極が形成された、一対の基板と、上下基板間で１８０〜３６０°ねじれ配向処理され、そ
れらの基板の間に封入される液晶組成物と、それらの基板の間に分散配置状態に挟持され、間隔を制
御するためのスペーサと、前記一対の基板の少なくとも一方の内側面に分散状態に
設けられており、他方の基板に向けて突出させた、前記
一対の基板間の間隔の４〜４０％の高さの複数の凸部
と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記各凸部の先端面と、これと対向する基
板の内側面との隙間は、前記スペーサの径よりも小さ
い、請求項１の液晶表示装置。
【請求項３】前記隙間に、前記スペーサが他の部分にお
けるよりも、圧縮量の大きい状態に挟持されている、請
求項１又は２の液晶表示装置。
【請求項４】前記各凸部は、前記一方の基板の前記透明
電極のパターン以外の部分に形成されている、請求項１
〜３の１つの液晶表示装置。