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技術 液晶素子

出願人 京セラ株式会社
発明者 西出雅彦忠内諒村田充弘森川慎一郎
出願日 2018年2月28日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-035950
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-152705
状態 未査定
技術分野 液晶2(構造一般、スペーサ、注入口及びシール材)
主要キーワード 残存確率 表面エネルギー領域 表面エネルギー値 外側主面 低気圧 プログラマブル表示装置 直線状パターン ジグザグパターン
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

温度上昇等による液晶膨張によって一対の基板基板間ギャップが拡がることを効果的に抑え、その結果ギャップの拡大による性能劣化を抑えること。

解決手段

液晶素子は、多角形からなる一対の基板30と、一対の基板30を接合する枠状のシール材40と、一対の基板30の対向面側に配置する配向膜と、一対の基板とシール材とからなる空間に充填される液晶35と、を有する液晶素子であって、多角形の基板のうち一つの辺において、シール材40と配向膜との間に高表面エネルギー領域51を配置し、高表面エネルギー領域の表面エネルギーは配向膜の表面エネルギーよりも大きくすること。

概要

背景

従来のアクティブマトリクス型のLCDの基本構成の1例を図6(a),(b)に示す。図6の(a)はLCDの平面図、(b)は(a)のA1−A2線における断面図である。LCDは、一対の基板30を構成する一方の基板としてのアレイ側基板31と、一対の基板30を構成する他方の基板としてのカラーフィルタ側基板36と、を有している。そして、LCDは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)32を含む画素部34が多数形成されたガラス基板等から成るアレイ側基板31と、カラーフィルタ37及びブラックマトリクスが形成されたガラス基板等から成るカラーフィルタ側基板36と、を互いに対向させて、それらの基板31,36を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板31,36間に液晶35を充填封入させることによって作製される。

また、一般的に、カラーフィルタ側基板36は、TFT32及び画素電極33に対向する側の主面の全面に、画素電極33との間で液晶35に印加する垂直電界を形成するための共通電極39が形成されている。この共通電極39は、IPS(In-Plane Switching)方式のLCDの場合、アレイ側基板31の画素部34に画素電極33と同じ面内に配置されることによって横電界を生じさせるものとなる。また共通電極39は、FFS(Fringe Field Switching)方式のLCDの場合、アレイ側基板31の画素部34に画素電極33の上方または下方に絶縁層を挟んで配置されることによって端部電界(Fringe Field)を生じさせるものとなる。また、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面には、それぞれの画素部33に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ37が形成されており、それぞれの画素部34を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタ37の外周を囲むように配置されている。カラーフィルタ37を覆ってオーバーコート層38が形成されており、オーバーコート層38上に共通電極39が形成されている。

また、TFT32を含む画素部34が多数形成されたアレイ側基板31は、その上の第1の方向(例えば、行方向)に形成された複数本ゲート信号線12(GL1,GL2,GL3,GL4〜GLm−1,GLm)と、第1の方向と交差する第2の方向(例えば、列方向)にゲート信号線12と交差させて形成された複数本の画像信号線ソース信号線)13(SL1,SL2,SL3,SL4〜SLn−1,SLn)と、ゲート信号線12と画像信号線13の各交差部に対応して配置されたTFT32と、液晶35に印加する横電界(水平電界)を形成するための、TFT素子32に接続されている画素電極33及び共通電極と、それらを含む画素部34と、を有する。なお、図6において、41aはゲート信号線12に順次ゲート信号を入力するゲート信号線駆動回路、41bは画像信号線13に順次画像信号ソース信号)を入力する画像信号線駆動回路、5は画像の表示部である。

また、アレイ側基板31の液晶35側の主面の縁部と、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面の縁部とが、シリコーン樹脂エポキシ樹脂合成ゴムアクリル樹脂アリル樹脂、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の複合構造体等から成るシール部材40によって接着封止されている。アレイ側基板31の液晶35側の主面における外部に延出した延出部Eには、ゲート信号線駆動回路41a、画像信号線駆動回路41bが配置されている。これらの回路は、低温ポリシリコン(Low-temperature Poly Silicon:LTPS)から成る半導体層を有する薄膜回路から成るものであるか、あるいはIC,LSI等の駆動素子から成るものであって、チップオングラス(Chip On Glass :COG)方式等の実装方法により搭載されているものである。さらに、ゲート信号線駆動回路41a及び画像信号線駆動回路41bに外部から駆動信号制御信号等を入出力するフレキシブルプリント回路基板(Flexible PrintedCircuit:FPC)44が、延出部Eの縁部に設置されている。なお、符号の42はLCDのゲート信号線12とゲート信号線駆動回路41aを接続するための引き回し配線及び画像信号線13と画像信号線駆動回路41bを接続するための引き回し配線を示し、43はゲート信号線駆動回路41a及び画像信号線駆動回路41bとFPC44の回路配線とを電気的に接続するための端子電極である。

概要

温度上昇等による液晶の膨張によって一対の基板の基板間ギャップが拡がることを効果的に抑え、その結果ギャップの拡大による性能劣化を抑えること。液晶素子は、多角形からなる一対の基板30と、一対の基板30を接合する枠状のシール材40と、一対の基板30の対向面側に配置する配向膜と、一対の基板とシール材とからなる空間に充填される液晶35と、を有する液晶素子であって、多角形の基板のうち一つの辺において、シール材40と配向膜との間に高表面エネルギー領域51を配置し、高表面エネルギー領域の表面エネルギーは配向膜の表面エネルギーよりも大きくすること。

目的

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、温度上昇等による液晶の膨張によって一対の基板の基板間のギャップが拡がることを効果的に抑え、その結果ギャップの拡大による性能劣化を抑えることができる液晶素子とすることである

効果

実績

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請求項1

多角形からなる一対の基板と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板の対向面側に配置する配向膜と、前記一対の基板とシール材とからなる空間に充填される液晶と、を有する液晶素子であって、多角形の基板のうち一つの辺において、前記シール材と前記配向膜との間に第1の非配向膜形成領域を配置し、前記第1の非配向膜形成領域の表面エネルギーは前記配向膜の表面エネルギーよりも大きいことを特徴とする液晶素子。

請求項2

前記多角形の基板のうちの他の辺において、前記シール材と前記配向膜との間に第2の非配向膜形成領域を配置し、前記第2の非配向膜形成領域の表面エネルギーは前記配向膜の表面エネルギーよりも低い請求項1に記載の液晶素子。

請求項3

前記第1の非配向膜形成領域は、チタンからなる下層形成膜液晶層露出している請求項1または2に記載の液晶素子。

請求項4

前記第1の非配向膜形成領域を有する辺は、複数の液晶素子をタイリングする場合、タイリング辺となる請求項1〜3のいずれかに記載の液晶素子。

技術分野

0001

本発明は、液晶シャッタ液晶表示装置(Liquid Crystal Display:LCD)等の、液晶を有する液晶素子に関するものである。

背景技術

0002

従来のアクティブマトリクス型のLCDの基本構成の1例を図6(a),(b)に示す。図6の(a)はLCDの平面図、(b)は(a)のA1−A2線における断面図である。LCDは、一対の基板30を構成する一方の基板としてのアレイ側基板31と、一対の基板30を構成する他方の基板としてのカラーフィルタ側基板36と、を有している。そして、LCDは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)32を含む画素部34が多数形成されたガラス基板等から成るアレイ側基板31と、カラーフィルタ37及びブラックマトリクスが形成されたガラス基板等から成るカラーフィルタ側基板36と、を互いに対向させて、それらの基板31,36を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板31,36間に液晶35を充填封入させることによって作製される。

0003

また、一般的に、カラーフィルタ側基板36は、TFT32及び画素電極33に対向する側の主面の全面に、画素電極33との間で液晶35に印加する垂直電界を形成するための共通電極39が形成されている。この共通電極39は、IPS(In-Plane Switching)方式のLCDの場合、アレイ側基板31の画素部34に画素電極33と同じ面内に配置されることによって横電界を生じさせるものとなる。また共通電極39は、FFS(Fringe Field Switching)方式のLCDの場合、アレイ側基板31の画素部34に画素電極33の上方または下方に絶縁層を挟んで配置されることによって端部電界(Fringe Field)を生じさせるものとなる。また、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面には、それぞれの画素部33に対応する赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ37が形成されており、それぞれの画素部34を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタ37の外周を囲むように配置されている。カラーフィルタ37を覆ってオーバーコート層38が形成されており、オーバーコート層38上に共通電極39が形成されている。

0004

また、TFT32を含む画素部34が多数形成されたアレイ側基板31は、その上の第1の方向(例えば、行方向)に形成された複数本ゲート信号線12(GL1,GL2,GL3,GL4〜GLm−1,GLm)と、第1の方向と交差する第2の方向(例えば、列方向)にゲート信号線12と交差させて形成された複数本の画像信号線ソース信号線)13(SL1,SL2,SL3,SL4〜SLn−1,SLn)と、ゲート信号線12と画像信号線13の各交差部に対応して配置されたTFT32と、液晶35に印加する横電界(水平電界)を形成するための、TFT素子32に接続されている画素電極33及び共通電極と、それらを含む画素部34と、を有する。なお、図6において、41aはゲート信号線12に順次ゲート信号を入力するゲート信号線駆動回路、41bは画像信号線13に順次画像信号ソース信号)を入力する画像信号線駆動回路、5は画像の表示部である。

0005

また、アレイ側基板31の液晶35側の主面の縁部と、カラーフィルタ側基板36の液晶35側の主面の縁部とが、シリコーン樹脂エポキシ樹脂合成ゴムアクリル樹脂アリル樹脂、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の複合構造体等から成るシール部材40によって接着封止されている。アレイ側基板31の液晶35側の主面における外部に延出した延出部Eには、ゲート信号線駆動回路41a、画像信号線駆動回路41bが配置されている。これらの回路は、低温ポリシリコン(Low-temperature Poly Silicon:LTPS)から成る半導体層を有する薄膜回路から成るものであるか、あるいはIC,LSI等の駆動素子から成るものであって、チップオングラス(Chip On Glass :COG)方式等の実装方法により搭載されているものである。さらに、ゲート信号線駆動回路41a及び画像信号線駆動回路41bに外部から駆動信号制御信号等を入出力するフレキシブルプリント回路基板(Flexible PrintedCircuit:FPC)44が、延出部Eの縁部に設置されている。なお、符号の42はLCDのゲート信号線12とゲート信号線駆動回路41aを接続するための引き回し配線及び画像信号線13と画像信号線駆動回路41bを接続するための引き回し配線を示し、43はゲート信号線駆動回路41a及び画像信号線駆動回路41bとFPC44の回路配線とを電気的に接続するための端子電極である。

先行技術

0006

特開2015−210414号公報

発明が解決しようとする課題

0007

図6に示す従来のLCDにおいては、以下の問題点があった。LCDは、環境温度が−40℃程度〜100℃程度の温度域で使用されたとしても、通常通りに動作することが要望されている。しかしながら、液晶35の温度が40℃程度以上の高温域になると、液晶35の体積膨張によって、一対の基板30の基板間の間隔(ギャップ)d(図6(b)に示す。dは1μm〜5μm程度である)が拡がり、その結果、コントラストの低下、視野角の変動等の表示性能等の性能劣化の問題点があった。そこで、温度上昇による液晶35の体積膨張によって一対の基板30の基板間のギャップdが拡がることを抑えるために、シール部材40の少なくとも一部をジグザグパターンとして形成する構成が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。ジグザグパターンのシール部材40は、単位面積当たりに存在するシール部材40の面積が、直線状のシール部材40よりも大きくなることから、直線状のシール部材40よりも単位面積当たりの基板31,36の固定力が向上する。

0008

しかしながら、シール部材40の少なくとも一部をジグザグパターンとして形成したとしても、液晶35の温度が60℃程度以上のさらなる高温域になると、ギャップdが拡がるのを抑えることが難しくなるという問題点があった。

0009

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、温度上昇等による液晶の膨張によって一対の基板の基板間のギャップが拡がることを効果的に抑え、その結果ギャップの拡大による性能劣化を抑えることができる液晶素子とすることである。

課題を解決するための手段

0010

本発明の液晶素子は、多角形からなる一対の基板と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板の対向面側に配置する配向膜と、前記一対の基板とシール材とからなる空間に充填される液晶と、を有する液晶素子であって、多角形の基板のうち一つの辺において、前記シール材と前記配向膜との間に第1の非配向膜形成領域を配置し、前記第1の非配向膜形成領域の表面エネルギーは前記配向膜の表面エネルギーよりも大きい構成である。

0011

本発明の液晶素子は、好ましくは、前記多角形の基板のうちの他の辺において、前記シール材と前記配向膜との間に第2の非配向膜形成領域を配置し、前記第2の非配向膜形成領域の表面エネルギーは前記配向膜の表面エネルギーよりも低い。

0012

また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記第1の非配向膜形成領域は、チタンからなる下層形成膜液晶層露出している。

0013

また本発明の液晶素子は、好ましくは、前記第1の非配向膜形成領域を有する辺は、複数の液晶素子をタイリングする場合、タイリング辺となる。

発明の効果

0014

本発明の液晶素子は、多角形からなる一対の基板と、前記一対の基板を接合する枠状のシール材と、前記一対の基板の対向面側に配置する配向膜と、前記一対の基板とシール材とからなる空間に充填される液晶と、を有する液晶素子であって、多角形の基板のうち一つの辺において、前記シール材と前記配向膜との間に第1の非配向膜形成領域を配置し、前記第1の非配向膜形成領域の表面エネルギーは前記配向膜の表面エネルギーよりも大きい構成であることから、第1の非配向膜形成領域における液晶との親和性がよくなり、液晶とのなじみが良くなり、液晶注入、充填時にぬれ易くなり、液晶の充填率が向上する。

0015

本発明の液晶素子は、前記多角形の基板のうちの他の辺において、前記シール材と前記配向膜との間に第2の非配向膜形成領域を配置し、前記第2の非配向膜形成領域の表面エネルギーは前記配向膜の表面エネルギーよりも低い構成であることより、第2の非配向膜形成領域における液晶親和性は悪くなり、空気の残存確率が高くなる。このように、前記液晶が存在しない空洞部(空気部あるいは真空部)を特定の辺に形成することができるようになり、デザインの自由度が上がる。また、温度上昇等に起因する膨張により一対の基板の面方向に拡がろうとする液晶を空洞部で効率良く緩和し、一対の基板の基板間のギャップの拡大をより効果的に抑えることができる。

0016

また本発明の液晶素子は、前記第1の非配向膜形成領域は、チタンからなる下層形成膜が液晶層に露出している構成としていることで、所望の値まで表面エネルギー値を上げることができる。

0017

また本発明の液晶素子は、前記第1の非配向膜形成領域を有する辺は、複数の液晶素子をタイリングする場合、タイリング辺とする構成としていることで、液晶素子間に液晶層を充填することを容易とし、タイリングした液晶素子の美粧性を確保することができる。

図面の簡単な説明

0018

図1は、本発明の液晶素子について実施の形態の例を示す平面図である。
図2は、図1のB部拡大平面図である。
図3は、本発明の液晶素子について実施の形態の他例を示す平面図である。
図4(a),(b)は、本発明の液晶素子について実施の形態の他例を示す図であり、(a)は液晶素子の平面図、(b)は(a)のC部を拡大して示す部分拡大平面図である。
図5は、本発明の液晶素子について実施の形態の他例を示す平面図である。
図6(a),(b)は従来の液晶表示装置を示す図であり、(a)は液晶表示装置の平面図、(b)は(a)のA1−A2線における断面図である。

実施例

0019

以下、本発明の液晶素子の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の液晶素子の実施の形態における構成部材のうち、本発明の液晶素子を説明するための主要部を示している。従って、本発明に係る液晶素子は、図に示されていないFPC等の回路基板配線導体、制御IC,LSI等の周知の構成部材を備えていてもよい。なお、本発明の液晶素子を示す図1図5において、従来のLCDを示す図6と同様の部位、部材については同じ符号を付しており、それらの詳細な説明は省く。

0020

図1図5は、本発明の液晶素子について実施の形態の種々の例を示すものである。図1に示すように、本発明の液晶素子は、互いに対向し、液晶35を挟持している一対の基板30と、一対の基板30の間において、液晶35を囲んで配置されているシール部材40と、を有する液晶素子である。シール部材40によって囲まれている液晶領域に、液晶35が膨張したときに液晶35が緩衝して、ギャップ変動が生じない空洞部を形成することが好ましい。但し、この空洞部の形成位置を規定する必要がある。換言すれば、空洞部が作られない位置を規定する必要がある。

0021

本発明の液晶素子は、シール部材40と配向膜領域50との間に配向膜よりも高い表面エネルギー領域51を多角形の少なくとも1辺に形成する。図1を参照すると、30a、30bおよび30cが高表面エネルギー領域51である。配向膜よりも表面エネルギーが高いことより、液晶35とのぬれが良く、液晶を配置する場合、液晶の侵攻性が他の場所よりも良くなる。したがって、空洞部はこの高表面エネルギー領域51には形成されにくくなっている。

0022

なお、空洞部の設置は必須ではないが、空洞部を好適に形成するために、配向膜よりも低表面エネルギー領域52を形成することが好ましい。図1の場合、延出部Eを形成している30dの辺に形成することが好ましい。表面エネルギーが配向膜よりも低いため、液晶35とのぬれが悪く、液晶の侵攻が進みにくく、空洞部が発生しやすくなる。

0023

シール部材40の厚みは、一対の基板30の基板間ギャップにほぼ相当し、1μm〜5μm程度である。またシール部材40の幅は、0.3mm〜2mm程度である。

0024

液晶35の膨張は、温度上昇によって液晶35が体積膨張する場合、一対の基板30の外側主面が外部の器具、人の指等によって押圧された際に一対の基板30の主面の面方向に平行な方向に液晶35が膨張する場合、飛行機等の上空気圧の低い所)を飛行あるいは上空に滞空する航空機の機内または機外において使用する場合等に生じるものである。

0025

空洞部を形成することで、温度上昇等に起因する膨張により一対の基板30の面方向に拡がろうとする液晶35を、効率良く収容して、一対の基板30の基板間のギャップの拡大をより効果的に抑えることができる。即ち、膨張する液晶35を空洞部が収容することによって、液晶35を一対の基板30の面方向に優先的に膨張させ、液晶35の厚み方向への膨張をより効果的に抑えることができる。なお、液晶35の非膨張時とは、例えば、温度上昇による膨張である場合であれば、液晶35の温度が常温(15℃〜25℃程度)以下の温度であるときである。

0026

また空洞部は、大気圧よりも低気圧の空気等の気体を含むことが良い。一般に、一対の基板30の基板間に液晶35を封入する工程は、真空装置内で実施されることから、液晶収容部50には大気圧よりも低気圧の空気等の気体が含まれることとなる。この場合、液晶35が膨張したときに、内部空間が大気圧よりも低気圧とされた空洞部に液晶35が収容さやすくなる。また、空洞部に含まれる気体は、空気に限らず、ヘリウム窒素アルゴン等の不活性ガスであっても良い。

0027

また空洞部は、一対の基板30の基板間に液晶35を封入する工程において液晶35の量を調整する手段等によって、形成することができる。たとえば、一対のガラス基板30とシール部材40とかなる容積に対し、液晶供給量を少なくして、満杯充填にならないように調整することで、空洞部を形成することができる。

0028

また空洞部はシール部材40に接していることが好ましい。この場合、空洞部が、液晶35が存在する領域にある表示領域等の有効領域に入り込むことを抑えることができる。その結果、表示性能等の性能の劣化をより抑えることができる。図1は、一対の基板30の形状が矩形状であり、一つの辺30dに空洞部を形成するように、液晶35がぬれにくい領域を形成する。液晶35の封入は、ディップ方式滴下方式等種々あるが、液晶がガラス基板の表面を伝播して進行していく。この伝播を妨げるようにすることで、液晶の侵攻が妨げられ、空洞部が形成される。この構成により、温度上昇等による液晶35の膨張によって一対の基板30の基板(例えば、アレイ側基板31とカラーフィルタ側基板36)間のギャップが拡がることを効果的に抑え、その結果ギャップの拡大による性能劣化を抑えることができる。なお、一対の基板30を構成するアレイ側基板31とカラーフィルタ側基板36は、それぞれ第1の基板31と第2の基板36とすることができ、必ずしも第1の基板31に多数の画素部34がある必要はなく、必ずしも第2の基板36にカラーフィルタ等がある必要はない。例えば、液晶素子が液晶シャッタ等である場合、一対の基板30を構成する第1の基板31と第2の基板36のそれぞれの主面に、一つまたは複数の広面積の電極層が配置されている構成であっても良い。

0029

液晶素子の形状は、矩形状に限らず、三角形菱形平行四辺形台形五角形以上の多角形、これらの形状において一部曲線状の辺部を含む形状であっても良い。

0030

図1のB部を拡大したものが図2である。図2に示すように、シール部材40と配向膜領域50との間に、高表面エネルギー領域51が形成されている。図2の例では、矩形の一辺30aと30bの辺に配置されている。高表面エネルギー領域の表面には配向膜は存在しておらず、配向膜よりも表面エネルギーの高い物質を配置している。本実施の形態においては、チタン(Ti)からなる下地膜が露出している。なお、本実施の形態では表面エネルギーでぬれ性表現しているが、ぬれ性を接触角数値言い換えても良い。すなわち、高表面エネルギー領域と配向膜領域と低表面エネルギー領域の接触角の関係は、高表面エネルギー領域<配向膜領域<低表面エネルギー領域となる。

0031

なお、下地膜を露出させないで、チタン層を配向膜の上からスパッタ等で成膜しても良い。液晶35と接する面を表面エネルギーの高い層とすることが重要である。表面エネルギーの高い膜としては、チタンの他にニッケル(Ni)、銅(Cu)を列挙することができる。また、表面エネルギーの高い膜は一対の基板の双方に設けることが好ましいが、一方の基板に配置しても良い。一方の基板に表面エネルギーの低い膜を配置する場合、表面エネルギーの高い膜も同じ一方の基板に配置することが好ましい。このとき、一方の基板としてはアレイ側基板31とすることが好ましい。

0032

また、低表面エネルギー領域52の表面には配向膜よりも表面エネルギーの低い層を形成することが好ましい。表面エネルギーの低い膜としては、フッ素系の樹脂、例えばPFA(4フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体)などがある。フッ素系の樹脂を配置する場合、配向膜の上に形成するようにしても良い。また、好ましくは、液晶素子のTFTを構成する下地材を露出しても良い。下地材を利用することで、新たな工程を付加することなく好ましい態様とすることができる。好ましい下地材としては窒化珪素等の膜で良い。表面エネルギーの低い膜は一対の基板の双方に設けることが好ましいが、一方の基板に配置してもよい。

0033

窒化珪素(SiNx)はTFT形成時の層間絶縁膜に採用されることが多く、この層間絶縁膜を露出するように、配向膜の形成領域を小さくする。配向膜は転写方式にて膜が形成されることが多く、転写版の形状を調整することで容易に作成することができる。なお、高表面エネルギー領域位置を形成する場合も、転写版の形状で、配向膜の形成領域を調整することができる。

0034

図3に示す構成は、液晶素子が矩形状であり、4つの辺部30a,30b,30c,30dのうち2つの辺部30b、30cに、高表面エネルギー領域51を形成し、残りの2つの辺部30a、30dに低表面エネルギー領域52を形成した。本実施の形態では、空洞部の移動防止のために、低表面エネルギー領域52に、2列の壁部材56がある構成である。2列の壁部材56は、液晶35側の壁部材56aと、液晶収容部55側の壁部材56bと、を有する。この構成によると、空洞部を効率よく収容することによって液晶素子の有効領域に侵入する空洞部を遮ることができる。特に、内側の壁部材56aと外側の壁部材56bの切れ目部を相互に異ならせることでより効果的に空洞部の有効領域への侵入を防ぐことができる。

0035

また本発明の液晶素子は、図4に示すように、シール部材40は、一対の基板30の端30at側と一対の基板30の内側とを交互に行き来するジグザグパターン40gとされており、空洞部は、ジグザグパターン40gによって発生しやすくなっている。即ち、空洞部は、液晶35の側から基板36の端30atの側に向かって突出する凸状パターン部40gtの内側に存在する。この場合、シール部材40がジグザグパターン40gとされていることから、一対の基板30を固定する固定力が向上する。その結果、上記の空洞部による、液晶35の厚み方向への膨張を抑える効果と併せて、温度上昇等による液晶35の膨張によって一対の基板30の基板間のギャップが拡がることを極めて効果的に抑えることができる。

0036

図4(a)に示すように、ジグザグパターン40gのシール部材40は、小さな幅の額縁部g2ではなく大きな幅の額縁部g1に配置されていることが良い。この場合、ジグザグパターン40gのシール部材40の配置が容易であるとともに、一対の基板30を固定するための大きな固定力を得ることが容易である。なお、小さな幅の額縁部g2には、直線状パターン40sのシール部材40が配置されている。直線状パターン40sのシール部材40は、例えば、狭額縁化のために小さな幅の額縁部g2を設ける場合に配置することができる。ジグザグパターン40gのシール部材40よりも内側に、2列の壁部材66があり、2列の壁部材66は、液晶35側の壁部材66aと、外側の壁部材66bと、を有する。

0037

なお、この例においても、矩形の2つの辺部30a、30dには低表面エネルギー領域が形成されている。また、残りの2つの辺部30b、30cには高表面エネルギー領域が形成されている。特に、ジグザグパターン40gに低表面エネルギー領域が配置されていることより、空洞部の形成がより簡便になり、空洞部をトラップしやすくなっている。

0038

また、図4(b)に示すように、ジグザグパターン40gの凸状パターン部40gtは、平面視したときの一対の基板30の辺部30aに直交する方向の長さL1が、辺部30aに平行な方向の長さL2よりも長いことが好ましい。この場合、空洞部の体積がより大きいものとなり、また一対の基板30を固定する固定力がより向上する。その結果、温度上昇等による液晶35の膨張によって一対の基板30の基板間のギャップが拡がることをより効果的に抑えることができる。L1とL2との比L1/L2は、1.5倍〜10倍程度が良く、より好ましくは2倍〜5倍程度が良い。例えば、L1は3mm〜30mm程度であり、L2は2mm〜6mm程度である。なお、凸状パターン部40gtの液晶35側の基部にはベースライン部40gbがあり、凸状パターン部40gtはベースライン部40gbから一対の基板30の端30at側へ突出する形状である。

0039

また図5に示すように、4つの液晶素子を整列させて大きな複合素子を作る場合、言い換えると4つの液晶素子をタイリングする場合、それぞれの液晶素子の隣接する辺をタイリング辺と称するが、タイリング辺に高表面エネルギー領域を形成する。タイリング辺は、複数の液晶素子を最小の間隔で接合させる必要があるため、空洞部を作りたくない辺である。空洞部が形成できないように液晶のぬれを良くする必要があり、高表面エネルギー領域の辺としている。なお、タイリングの数、形状は四角形や4つの数に限定されない。タイリングによって8角形や16角形とすることもできる。

0040

また、タイリング辺ではない辺は低表面エネルギー領域とすることが好ましい。低表面エネルギー領域側のシール部位形状はジグザグ形状としても良いし、壁部材を形成しても良い。

0041

なお、本発明の液晶素子は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更、改良を含んでいてもよい。例えば、液晶素子は、図6に示すような画像表示のための多数の画素部34を有するものでなくても良く、例えば液晶シャッタ等のように一対の基板30を構成する2つの基板のそれぞれの主面に、一つまたは複数の広面積の電極層が配置されている構成であっても良い。その場合、電極層がない部位に液晶収容部を設けることができ、液晶35の駆動による液晶35の分子運動に伴って、液晶収容部に含まれる空気等の気体が有効領域に入り込むことを抑えることができる。

0043

30 一対の基板
30a,30b,30c,30d 辺部
31アレイ側基板
36カラーフィルタ側基板
40シール部材
40gジグザグパターン
50配向膜領域
51高表面エネルギー領域
52 低表面エネルギー領域

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