(57)【要約】【課題】  表示領域内に凹部を有するとともに、表示領域内に気泡が残らない液晶表示装置を実現する。【解決手段】  液晶表示装置は、表示領域６の最外周に位置する全ての透過部６１の外側に凹部７１が形成されている。それゆえ、表示領域の最外周に位置する透過部６１には、その周りから均一に液晶材料が流れ込み、気泡が残らない。【選択図】  図１
2006301451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶材料を挟持する２枚の基板を備え、
複数の絵素が配列された表示領域において、上記基板の少なくとも一方に複数の第１凹部が形成されている液晶表示装置であって、
前記第１凹部を有する基板には、表示領域の最外周に位置する全ての前記第１凹部の外側の非表示領域に、第２凹部が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２凹部は、表示領域から外側方向に複数個形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２凹部は、前記第１凹部と略同形状であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記絵素は、反射表示のための反射部と透過表示のための透過部とを有しており、
前記透過部が前記第１凹部であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する２枚の基板と、該基板間に挟持された液晶材料とを備え、複数の絵素が配列された表示領域において、上記基板の少なくとも一方の液晶材料との接触面が凹凸形状である液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対の電極基板に、ＩＴＯ等の透明電極からなる電極パターンを形成し、ポリイミド等からなる配向膜を透明電極上に形成した後、エポキシ系樹脂等からなるシール材にて枠を形成するようになっている。その後、注入口から液晶を注入し、２枚の電極基板の間に形成された空洞部を液晶で充填する。
【０００３】
液晶注入時に表示絵素内に気泡が残ると、表示品位が悪くなるという問題が生じる。この問題の対策のため、特許文献１には、注入口の反対側、つまり、液晶が最後に到達する部分に気泡が残ることに基づいて、液晶層を囲むシール材の一辺に設けた注入口の反対側のシール材付近に気泡だめを設ける技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１６５０３９号（１９９３年６月２９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絵素内にセルギャップの異なる透過部と反射部とを備えた透過反射両用型の液晶表示装置に代表されるような、液晶セルの表示領域内に凹部を有する液晶表示装置において、注入口の反対側のみならず、表示領域の最外周付近の絵素の凹部に気泡が残ることが本発明者らによってわかった。特に、液晶材料の粘度が高い場合、表示領域の最外周の凹部に気泡が顕著に残る。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示領域内に凹部を有するとともに、表示領域内に気泡が残らない液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、液晶材料を挟持する２枚の基板を備え、複数の絵素が配列された表示領域において、上記基板の少なくとも一方に複数の第１凹部が形成されている液晶表示装置であって、前記第１凹部を有する基板には、表示領域の最外周に位置する全ての前記第１凹部の外側の非表示領域に、第２凹部が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
なお、第２凹部は、基板の液晶材料との接触面が陥没した部分であり、その形状は特に限定されない。例えば、溝状や矩形状の陥没部分であってもよい。
【０００８】
基板の一方の表示領域内に凹部を有する液晶表示装置では、液晶材料を注入する際、まず最初に凹部以外の凸部（セルギャップの小さい部分）の上に液晶材料が充填される。その後、凸部の上に充填された液晶材料が隣接する凹部に流れ込むものと考えられる。
【０００９】
ここで、二つの凹部間に挟まれた凸部の上に充填された液晶材料は、両側の凹部に流れ込む。そして、該凸部の上には、新たに注入された液晶材料で充填される。この繰り返しにより両側の凹部に液晶材料が順次流れ込んでいく。一方、片側にのみ凹部が存在する凸部（つまり、他方の片側にはシール部が存在する凸部）の上に充填された液晶材料は凹部への流れ込みが少なく、該凸部の上の液晶材料は流動しづらい。
【００１０】
上記の構成によれば、第１凹部を有する基板には、表示領域の最外周に位置する全ての第１凹部の外側の非表示領域に、第２凹部が設けられている。すなわち、表示領域の最外周の外側の全周に第２凹部が設けられている。これにより、表示領域の最外周に位置する第１凹部（以下、最外周第１凹部という）は、その周囲が表示領域内の他の第１凹部および非表示領域の第２凹部によって囲まれることとなる。そのため、最外周第１凹部の周りの凸部は、表示領域内の他の第１凹部との間の凸部、および、非表示領域の第２凹部との間の凸部となる。すなわち、最外周第１凹部の周りの凸部の全ては、二つの凹部に挟まれている。これにより、最外周第１凹部の周りの凸部の上に充填された液晶材料は、その流動性が均一である。その結果、最外周第１凹部には、その周りから均一に液晶材料が流れ込み、気泡が残らない。
【００１１】
なお、表示領域の中央付近の第１凹部は、その周りが表示領域内の他の第１凹部に囲まれているため、最外周第１凹部と同様に気泡が残らないことはいうまでもない。
【００１２】
以上により、表示領域内に第１凹部を有するとともに、表示領域内に気泡が残らない液晶表示装置を実現することができる。
【００１３】
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記第２凹部は、表示領域から外側方向に複数個形成されていることが好ましい。
【００１４】
上記の構成によれば、最外周第１凹部の外側に複数の第２凹部が存在する。すなわち、最外周第１凹部の外側に複数の凸部が存在することとなり、最外周第１凹部の外側の非表示領域の凸部の上に充填された液晶材料の流動性が一層向上する。これにより、外側の非表示領域から最外周第１凹部に流れ込む液晶材料の量と、表示領域内から最外周第１凹部に流れ込む液晶材料の量とが一層均一化される。その結果、最外周第１凹部に一層気泡が残りづらくなる。
【００１５】
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記第２凹部は、前記第１凹部と略同形状であることが好ましい。
【００１６】
上述したように、最外周第１凹部は、表示領域内の他の第１凹部および非表示領域の第２凹部によって囲まれている。上記の構成によれば、第２凹部が第１凹部と略同形状であるため、最外周第１凹部の周囲の構造は、その方向によらず略同一となる。これにより、各方向から最外周第１凹部に流れ込む液晶材料の量を均一化でき、最外周第１凹部に気泡が一層残りづらくなる。
【００１７】
また、最外周第１凹部の周囲の構造を、表示領域の中央付近の第１凹部の周囲の構造とほぼ同じにすることができる。これにより、最外周第１凹部においても、表示領域の中央付近に位置する第１凹部と同じように気泡が残らないようにすることができる。
【００１８】
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記絵素は、反射表示のための反射部と透過表示のための透過部とを有しており、前記透過部が前記第１凹部である。
【００１９】
上記の構成によれば、透過反射両用型の液晶表示装置において、表示領域内に気泡が残らず、表示品位を高く保つことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶表示装置は、液晶材料を挟持する２枚の基板を備え、複数の絵素が配列された表示領域において、上記基板の一方に複数の第１凹部が形成されている液晶表示装置であって、前記第１凹部を有する基板には、表示領域の最外周に位置する全ての前記第１凹部の外側の非表示領域に、第２凹部が設けられている。
【００２１】
それゆえ、表示領域の最外周に位置する第１凹部には、その周りから均一に液晶材料が流れ込み、気泡が残らない。これにより、表示領域内に第１凹部を有するとともに、表示領域内に気泡が残らない液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る液晶表示装置の一実施形態について、図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。図２は、本実施形態に係る液晶表示装置１を示す平面図である。図２に示されるように、液晶表示装置１は、液晶セル３と、端子部２とを有している。
【００２３】
液晶セル３は、対向する２枚の透明基板と、これら２枚の透明基板に挟持された液晶材料と、透明基板の外周部に配置されたシール部４及び封止部５とを備えている。液晶セル３は、２枚の透明基板とシール部４と封止部５とで密封された構造を有してる。
【００２４】
上記透明基板の一方は、例えば、走査信号を供給するゲート電極（走査線電極）、データ信号を供給するソース電極（信号線電極）、補助容量電極、絶縁膜等が積層されており、該ゲート電極やソース電極、絶縁膜等でスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子が構成されたＴＦＴ基板である。上記ゲート電極ならびにソース電極は、ＴＦＴ基板上に格子状に形成されている。また、他方の透明基板は、例えば、透明電極およびカラーフィルター（ＣＦ）を備えたＣＦ基板である。なお、利用者は、ＣＦ基板側から表示された画像を見る。
【００２５】
なお、液晶セル３には、画像を表示する表示領域６と、該表示領域６の全ての外周に、表示領域６内において液晶材料に気泡が残らないようにするための気泡溜め領域７が形成されている。表示領域６および気泡溜め領域７の構造については後述する。
【００２６】
シール部４は、液晶材料を液晶セル３内に注入するための注入口４１を除いて、表示領域の外周を囲むように形成されている。また、封止部５は、液晶セル３内に液晶材料を注入した後、注入口４１を封止するためのものである。
【００２７】
シール部４および封止部５の材料としては、熱硬化型、紫外線硬化型または紫外線と熱硬化型との併用タイプなどの樹脂を用いることができる。
【００２８】
端子部２は、上記ゲート電極に走査信号を入力するための端子群、および、上記ソース電極にデータ信号を入力するための端子群からなる。
【００２９】
次に、本実施形態の液晶表示装置１における表示領域６と気泡溜め領域７との構造について説明する。図１は、図２のＡ−Ａ’線における断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ’線を含む領域を拡大した平面図である。
【００３０】
図３に示されるように、表示領域６は、複数の絵素６３がマトリクス状に配列した領域である。絵素６３は、上記ゲート電極およびソース電極で囲まれた領域に対応しており、画像を表示する１単位である。
【００３１】
また、図１に示されるように、液晶セル３は、上方の透明基板であるＣＦ基板３１と、下方の透明基板であるＴＦＴ基板３２と、両基板に挟持されている液晶材料３３とからなる。
【００３２】
さらに、図１および図３に示されるように、表示領域６内の各絵素６３には、ＴＦＴ基板３２の下方に位置する図示しないバックライトからの光をＴＦＴ基板３２およびＣＦ基板３１を透過させ、外部に放射させる透過部（第１凹部）６１と、外部から液晶表示装置１に入射した光を反射させ、ＣＦ基板３２から再度外部に放射する反射部６２とを備えている。これにより、液晶表示装置１は、周囲が暗い場合は透過型液晶表示装置として用いることで明るく高コントラストな表示を行うことができ、周囲が明るい場合は反射型液晶表示装置として用いることで消費電力の低減を行うことができる。
【００３３】
透過反射両用型の液晶表示装置１において、反射部６２のセルギャップは、透過部６１に比較して約半分の厚さに保たなければならない。そのため、図１に示されるように、表示領域６において、ＴＦＴ基板３２は凹凸形状である。上記透過部６１は表示領域６内の凹部（第１凹部）に対応し、上記反射部６２は表示領域６内の凸部に対応している。
【００３４】
また、図１および図３に示されるように、表示領域６の最外周に位置する全ての透過部６１の外側の非表示領域には、凹部（第２凹部）７１が形成されている。この凹部７１が形成されている領域が気泡溜め領域７である。また、本実施形態では、凹部７１は、表示領域の最外周に位置する全ての透過部６１の外側方向に２個づつ形成されている。さらに、凹部７１は、表示領域内の透過部６１と同形状である。また、気泡溜め領域７を含む非表示領域において、凹部７１が形成されていない領域は凸部７２である。
【００３５】
次に、液晶表示装置１の製造方法の一例を以下に説明する。先ず、上記のスイッチング素子を設けたＴＦＴ基板３２と、対向するＣＦ基板３１との位置を合わせる。その後、貼り合わせを行うために、一方の基板にシール部４の印刷を行い、他方の基板にはスペーサの散布を行う、もしくはあらかじめフォトスペーサ等を基板に形成しておく。
【００３６】
その後、上記ＴＦＴ基板３２と、対向するＣＦ基板３１とを、圧力をかけながら貼り合わせる。シール部４の材料として、例えば、熱硬化型のシール材を用いているのであれば、貼り合わせを行った後、熱を加えることで、シール部４は硬化される。これにより液晶セル３が製造される。
【００３７】
この液晶セル３内部に液晶材料３３の注入を行う。液晶セル３内部の空気を排気することができる真空注入機を用いて、液晶セル３内部の空気を排気した後、注入口４１を液晶材料３３に浸漬する。その後、真空注入機内の気圧を常圧に戻すことで、液晶セル３内部に液晶材料３３が注入される。このとき、本実施形態の液晶表示装置１では、表示領域６の外周に凹部７１を有する気泡溜め領域７があるため、表示領域６に気泡が残らない。この原理については後述する。
【００３８】
所定の時間が経過した後、液晶セル３内部に液晶材料３３が充填されたことを確認し、注入口４１の封止を行う。封止部５の材料として、例えば、紫外線硬化型の樹脂を用いているのであれば、液晶セル３の注入口４１の封止を行う際、液晶材料が充填された液晶セル３の注入口４１に封止材５を塗布し、紫外線を照射することにより、封止材５の硬化を行えばよい。
【００３９】
次に、本実施形態の液晶表示装置１において、表示領域に気泡が残らない原理について説明する。
【００４０】
本実施形態のような透過反射両用型の凹凸形状を有している液晶表示装置１では、該凹凸形状の凹部である透過部６１と凸部である反射部６３に対する液晶材料３３の充填タイミングが異なるものと考えられる。
【００４１】
図４は、本実施形態の液晶表示装置１に対する液晶材料の充填タイミングを示す図である。図４の上段の斜線部に示されるように、液晶セル３に注入された液晶材料３３は、まず最初に、セルギャップの小さい領域、つまり、表示領域６の凸部である反射部６２および非表示領域の凸部７２と、ＣＦ基板３１との間に充填される。
【００４２】
そして、注入口４１と反対側の辺付近まで、反射部６２および凸部７２の上に液晶材料が充填された後、遅れて表示領域６の凹部である透過部６１、および、気泡溜め領域７内の凹部７１にも液晶材料が充填され始める。このとき、透過部６１には、該透過部６１の周囲に存在する反射部６２および凸部７２の上に充填された液晶材料が流れ込むものと考えられる。
【００４３】
ここで、二つの凹部間に挟まれた凸部の上に充填されている液晶材料は、両側の凹部に流れ込む。そして、該凸部とＣＦ基板との間には、新たに注入された液晶材料で充填される。この繰り返しにより両側の凹部に液晶材料が順次流れ込んでいく。一方、片側にのみ凹部が存在する凸部（つまり、他方の片側にはシール部が存在する凸部）の上に充填された液晶材料は凹部への流れ込みが少なく、該凸部の上の液晶材料は流動しづらい。
【００４４】
図５は、従来の液晶表示装置における、表示領域の最外周の透過部を含む平面図である。図示されるように、表示領域の最外周の透過部の外側の非表示領域には、本実施形態のように凹部７１が形成されていない。すなわち、表示領域の最外周の透過部の外側は、両基板とシール部で囲まれている。そのため、表示領域の最外周の透過部に流れ込む液晶材料の量は、他の透過部が位置する方向と、シール部が存在する方向とで異なる。つまり、各方向から流れ込む液晶材料量が不均一となる。この不均一な液晶材料の流れ込みにより、表示領域の最外周の透過部である凹部内に気泡が残存する。
【００４５】
一方、本実施形態の液晶表示装置１では、表示領域６の外側に凹部７１が形成されている。図３に示されるように、表示領域６の最外周の透過部６１である凹部には、その上下左右の４方向において、他の凹部（表示領域内の透過部６１および非表示領域の凹部７１）によって囲まれている。つまり、従来の構成と異なって、表示領域６の最外周の透過部６１とシール部４との間に、凹部７１が形成されている。そのため、表示領域６の最外周の透過部６１の周りの凸部（凸部６２および凸部７２）の上に充填された液晶材料は、その流動性が均一である。その結果、表示領域６の最外周に位置する透過部６１には、４方向から均等に液晶材料が流れ込み、気泡が残らない。
【００４６】
また、上述したように、液晶表示装置１は、表示領域６の最外周に位置する全ての透過部６１の外側方向に凹部７２が複数個（本実施形態では２個）づつ形成されている。そのため、図３に示されるように、表示領域６の最外周の透過部６１は、５行×５列に配列された凹部（透過部６１および凹部７１）の中心となり、周りの凸部（凸部６２および凹部７１との間の凸部７２）から流れ込む液晶材料量が一層均一化され、気泡が発生しづらくなる。
【００４７】
以上のように本実施形態の液晶表示装置では、表示領域の最外周に位置する全ての透過部６１の外側に凹部７１が形成されていることにより、液晶材料の粘度が高く（例えば、粘度180ｍＰa・ｓ程度）、液晶材料の流動性が低くても、表示領域６内に気泡が残らない。
【００４８】
なお、上述の説明では、凹部７１が透過部６１と同形状である場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、表示領域６の外周と平行に形成された溝状に形成された凹部７１であってもよい。表示領域６の最外周に位置する透過部６１の外側に溝状の凹部７１があっても、該透過部６１と凹部７１との間の凸部７２の液晶材料の流動性が向上し、表示領域６の最外周に位置する透過部６１には、その周囲から均一に液晶材料が流れ込み、気泡が残らないからである。
【００４９】
ただし、本実施形態のように、凹部７１が透過部６１と同形状である場合、表示領域６の最外周に位置する透過部６１の周囲の構造は、その方向によらず略同一となる。これにより、各方向から表示領域６の最外周に位置する透過部６１に流れ込む液晶材料の量を一層均一化できる。
【００５０】
また、表示領域６の最外周に位置する透過部６１と、従来でも気泡が残らない表示領域６の中央付近に位置する透過部６１との周囲の環境をほぼ同じにすることができる。これにより、表示領域６の最外周に位置する透過部６１においても、中央付近の透過部６１と同程度に、気泡が残らないようにすることができる。
【００５１】
さらに、凹部７１を透過部６１と同様に形成することができ、製造工程の複雑化を防止できる。
【００５２】
なお、上記説明では一方の基板が表示領域において透過部６１および反射部６２のような凹凸形状を有するものとしたが、両方の基板が表示領域において凹凸形状を有していてもよい。この場合、両方の基板の非表示領域に凹部７１を設けることが好ましい。
【００５３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
凹凸形状を有する液晶表示装置の表示領域に気泡が残らないため、例えば、透過反射両用型などの凹凸形状を有する液晶表示装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の概略を示す平面図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置の表示領域の端部を示す平面図である。
【図４】液晶材料の進行状況を示す図である。
【図５】従来の液晶表示装置の表示領域の端部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    液晶表示装置
２    端子部
３    液晶セル
４    シール部
５    封止材
６    表示領域
７    気泡溜め領域
３１    ＣＦ基板
３２    ＴＦＴ基板
３３    液晶材料
４１    注入口
６１    透過部（第１凹部）
６２    反射部
６３    絵素
７１    凹部（第２凹部）
７２    凸部
【図１】
2006301451.tif 000003
【図２】
2006301451.tif 000004
【図３】
2006301451.tif 000005
【図４】
2006301451.tif 000006
【図５】
2006301451.tif 000007