(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上基板と下基板との間に閉空間を形成し、該閉空間に液晶組成物を充填して形成される液晶素子において、前記上基板および下基板には可撓性を有するポリマーフィルム基板が用いられ、液晶素子の非表示部を加圧することによって該液晶素子の内部の圧力が外部より高くなっていることを特徴とする液晶素子。
【請求項２】
請求項１記載の液晶素子において、さらに、液晶素子の内部の圧力の程度を調節する加圧調節手段が設けられることを特徴とする液晶素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液晶素子において、上基板と下基板との間の間隙を一定に保つためのスペーサーが上基板と下基板との間に挾持されており、加圧によっても表示部分における上基板と下基板との間隔が広がらないように、前記スペーサーは、少なくとも表示部分においては上基板，下基板のいずれにも接着あるいは粘着されていることを特徴とする液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶素子は薄型，軽量でかつ省電力性に優れることから、数々の分野での利用が実現されている。現在では、特に表示素子としての用途が目立っており、携帯用電子機器の表示素子としてはまさにその特徴を充分に活かすものとして利用されている。表示素子または表示装置としての用途以外では、調光手段や大口径の光変調手段としての用途がある。
【０００３】
液晶素子は、一般的には２枚のガラス基板の間に液晶組成物を挾み込んだ構成となっているが、基板をポリマーフィルムにした場合には、軽量化や耐衝撃性が向上するために、携帯用途に更に向いたものとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶素子の基板としてポリマーフィルムを用いた場合、何らかの外部刺激がきっかけとなって、液晶素子内に気泡を発生することがある。この現象は、頻度においては少ないもののガラス基板を用いた液晶素子でも見られることがある。このように、液晶素子内に気泡が発生する場合、気泡が発生した部分には液晶が充填されていない状態になってしまうために、その部分は、液晶素子として機能しなくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、液晶素子において気泡発生を防止することの可能な液晶素子を提供することを目的としている。
【０００６】
また、本発明は、気泡が発生した場合でも、速やかに気泡を消滅させることの可能な液晶素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上基板と下基板との間に閉空間を形成し、該閉空間に液晶組成物を充填して形成される液晶素子において、前記上基板および下基板には可撓性を有するポリマーフィルム基板が用いられ、液晶素子の非表示部を加圧することによって該液晶素子の内部の圧力が外部より高くなっていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶素子において、さらに、液晶素子の内部の圧力の程度を調節する加圧調節手段が設けられることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の液晶素子において、上基板と下基板との間の間隙を一定に保つためのスペーサーが上基板と下基板との間に挾持されており、加圧によっても表示部分における上基板と下基板との間隔が広がらないように、前記スペーサーは、少なくとも表示部分においては上基板，下基板のいずれにも接着あるいは粘着されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１，図２は一般的な液晶素子の構成例を示す図である。なお、図１は概略平面図、図２は断面図である。図１および図２を参照すると、この液晶素子は、上基板４と下基板６とがシール剤１によって貼り合わされており、上基板４と下基板６との間隔(ギャップ)は、スペーサー５によって均一に保持されている。また、上基板４と下基板６との間には、封入口２から注入された液晶組成物７が充填されている。なお、液晶組成物７は、封入口２から外気が流入することや、液晶組成物７が流出することを防止するために、従来では、封入剤と呼ばれる接着剤の一種で封入口２を封じている。
【００１２】
本願の発明者は、このような液晶素子の構成において、液晶素子内部の圧力が外部より高く、液晶素子を開封したときに液晶組成物が自然に流出してくるような場合、気泡は発生しにくく、また発生した場合でも短時間内に消滅することを見出した。
【００１３】
このことに着目し、本発明は、上基板４と下基板６との間に閉空間を形成し、該閉空間に液晶組成物７を充填して形成される液晶素子において、該液晶素子の内部の圧力が外部より高くなっていることを特徴としている。このように、液晶素子の内部の圧力が外部より高くなっていることにより、気泡は発生しにくく、また発生した場合でも短時間内に消滅させることができる。
【００１４】
図３は本発明の液晶素子の具体例を示す図であり、図３の例では、液晶素子には、非表示部８と、表示部９とが設けられている。この場合、本発明では、液晶素子の非表示部８を液晶素子の外部から機械的な力により加圧し、液晶素子内部の圧力が外部より高い状態を作り出すことが可能となっている。これにより、気泡は発生しにくく、また発生した場合でも短時間内に消滅する状態を意図的に作り出すことができる。なお、図３において、非表示部８の位置は一例であり、図中の位置に限定されるものではない。すなわち、非表示部８を任意の位置に設けることができる。
【００１５】
ところで、上基板４あるいは下基板６がガラス基板のように剛性の高い基板である場合には、加圧した周辺部分でも上基板４と下基板６との間隙が変化し、それが表示部９にまで及ぶと、表示むらの問題が別に発生してしまう。この問題を回避するためには、基板の非表示部８を柔軟な材料で構成すれば良い。すなわち、上基板４，下基板６などのような、液晶素子を構成する部材の一部を柔軟な材料すなわち可撓性を有する材料で形成すれば良い。このときには、表示部９の上基板４と下基板６との間隙の変化を抑えることができ、表示性能に与える影響を低減できる。
【００１６】
図４は、液晶素子を構成する部材の一部を柔軟な材料で形成した液晶素子の構成例を示す図である。なお、図４において、配向膜や透明電極などは省略してある。図４の液晶素子では、上基板４の一部(符号２２で示す)が薄膜となっている。
【００１７】
また、図５は、液晶素子を構成する部材の一部を柔軟な材料で形成した液晶素子の他の構成例を示す図である。図５の液晶素子では、上基板４の端部に薄膜を貼り合わせて、薄膜部分２２が形成されている。なお、この場合、上基板４の一部に孔を開け、そこに蓋をするような形で薄膜を貼り合わせて薄膜部分２２を形成しても良い。
【００１８】
図４あるいは図５の構成例において、薄膜部分２２の厚さは、一般的なポリマーを用いた場合には、概ね５０ミクロン以下であり、この程度の厚さにすることで、十分な柔軟性が得られる。
【００１９】
なお、上記のような薄膜部分は、下基板６に形成することもでき、上基板４あるいは下基板６に形成されるこのような薄膜部分２２は、基板をエッチングしたり、上述のように薄膜を貼り合わせたりすることにより作製できる。
【００２０】
さらに、上基板４，下基板６ともポリマーフィルム基板を用いて作製した液晶素子は、携帯性，耐衝撃性にも優れており、特に好ましいものとなる。
【００２１】
具体的に、液晶素子の基板として使える可撓性材料には、ポリエチレンテレフタレート，ポリカーボネート，ポリエーテルサルフォン，ポリアリレート，ポリオレフィン，ポリエチレンナフタレートなどがある。
【００２２】
さらに、図６に示すように、加圧する部分１０の形状を、内部に入る液晶量が他の部分よりも多くなるようにすることで、加圧できる範囲を広げることができる。なお、加圧状態は、クランプ等の図示されていない保持手段により、維持することが可能である。
【００２３】
なお、図６のように加圧できる範囲を広げた場合、可撓性基板を用いて作成した液晶素子では基板が容易に変形するため、大気圧よりも極端に大きな加圧では、上基板４と下基板６との間隙(例えば、表示部分８における上基板４と下基板６との間隔)が広がってしまい、元の均一な間隙に戻すことが難しい。これを防止するには、上基板４，下基板６をしっかりと保持する必要がある。例えば、スペーサー５に接着剤や粘着剤をコートし、スペーサー５を上基板４，下基板６に接着または粘着し、上基板４と下基板６との間隔が所望の間隔以上に大きくならないようにすることができる。
【００２４】
さらにこの場合、スペーサー５の形状を、球形ではなく、上基板４，下基板６との接触面積が大きくなるような直方体などにするのが好ましい。
【００２５】
このように、スペーサー５を上基板４と下基板６との間に固定することにより、可撓性基板を用いた場合でも液晶層の厚さを一定とし、気泡の発生しにくい高品質の液晶素子を提供することができる。
【００２６】
また、上記のように加圧できる範囲を広げた場合、過度の加圧による表示むらが発生しないよう、上基板４と下基板６との間隙を確認しつつ加圧の程度を調節する必要が生じる場合がある。加圧の程度を調節する加圧調節手段としては、例えば、図７に示すようなねじ機構１１を用いることができる。あるいは、図８に示すようなラッチ付きのカム機構１２や、図９に示すようなくさび機構１３を用いることもできる。このような加圧調節手段を設けることによって、加圧の程度の微調整を行なうことができる。すなわち、液晶素子内の圧力を過度な加圧としないよう調節手段を設けることにより、表示むらを発生させずに気泡の発生を防止し、また、気泡が発生した場合でも、速やかに気泡を消滅させることができる。
【００２７】
さらに、図１０に示すように、非表示部８のスペーサー５を表示部９のスペーサー５よりも大きくかつ弾性を有するものとし、加圧部１４が可逆変形できる構成とすることによって加圧の程度をより調整しやすくすることができる。
【００２８】
本願の発明者は、上基板４，下基板６にポリマーフィルム基板を用いて作製した液晶素子と、上基板４，下基板６にガラス基板を用いた液晶素子とを比較した。この結果、ポリマーフィルム基板を用いて作製した液晶素子の方が気泡の発生が多い。このため、ポリマーフィルム基板を用いて作製した液晶素子において本発明は特に好ましいものとなる。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の発明によれば、上基板と下基板との間に閉空間を形成し、該閉空間に液晶組成物を充填して形成される液晶素子において、前記上基板および下基板には可撓性を有するポリマーフィルム基板が用いられ、液晶素子の非表示部を加圧することによって該液晶素子の内部の圧力が外部より高くなっているので、表示むらを発生させずに気泡の発生を防止し、また、気泡が発生した場合でも、速やかに気泡を消滅させることができる。
【００３１】
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の液晶素子において、さらに、液晶素子の内部の圧力の程度を調節する加圧調節手段が設けられることにより、表示むらを発生させずに気泡の発生を防止し、また、気泡が発生した場合でも、速やかに気泡を消滅させることができる。
【００３２】
また、請求項３記載の発明では、スペーサーを上基板と下基板との間に固定することにより、可撓性基板を用いた場合でも液晶層の厚さを一定とし、気泡の発生しにくい高品質の液晶素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な液晶素子の構成例を示す図である。
【図２】一般的な液晶素子の構成例を示す図である。
【図３】本発明の液晶素子の具体例を示す図である。
【図４】液晶素子を構成する部材の一部を柔軟な材料で形成した液晶素子の構成例を示す図である。
【図５】液晶素子を構成する部材の一部を柔軟な材料で形成した液晶素子の他の構成例を示す図である。
【図６】加圧範囲を広げることの可能な液晶素子の構成例を示す図である。
【図７】加圧調節手段の一例を示す図である。
【図８】加圧調節手段の一例を示す図である。
【図９】加圧調節手段の一例を示す図である。
【図１０】本発明の液晶素子の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１          シール剤
２          封入口
４          上基板
５          スペーサー
６          下基板
７          液晶組成物
８          非表示部
９          表示部
１０        加圧する部分
１１        ねじ機構
１２        カム機構
１３        くさび機構
１４        加圧部
２２        薄膜部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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