(57)【要約】【課題】基板の振動を増幅させることなく、振動の減衰を早めることができ、ノイズを抑制することができる液晶表示素子を提供する。【解決手段】第１の基板１１と第２の基板１２とからなる１対の基板間に液晶材料１５を封入してなる液晶表示素子であって、１対の基板の間隙１３内には、間隙１３の全域に渡って液晶材料１５の流動を抑制するための流路３２を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁２１が設けられていることを特徴とする液晶表示素子である。【選択図】　　　　図１
2004101975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の基板間に液晶材料を封入してなる液晶表示素子であって、
前記基板間には、前記基板間の全域に渡って前記液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、前記１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記隔壁は、前記基板間に連続した１つの流路を形成するように設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記隔壁は、前記液晶材料の注入口を中心とした放射状に流路を形成するように設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記隔壁により前記１対の基板の間隔が維持されている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項５】
１対の基板間に液晶材料を封入してなる液晶表示素子であって、
前記基板間には、前記基板間の周縁部に沿って全周に前記液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、前記１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられている
ことを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子に関し、特には、携帯用情報端末装置に好適に用いられる液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型情報端末装置は、薄型・軽量で低消費電力であることが目標とされており、その表示手段としては、液晶表示素子が用いられている。
また、特に低消費電力を特徴としたマイクロプロセッサが開発されたことで、無線技術と組み合わせることが可能となり、携帯型電話と情報端末装置との融合が図られるようになってきている。
【０００３】
ここで、このような携帯型情報端末装置に用いられる液晶表示素子を図６に示す。
図６に示すように、液晶表示素子はフロントパネルとなる第１の基板１１と、リアパネルとなる第２の基板１２とが所定の間隔Ｔを有して対向配置されており、これらの基板の対向面側の周辺部はシール部１４により、貼り合わされている。また、このシール部１４の一部は液晶材料１５の注入口１６として開口されており、その注入口１６は封止剤１７により封止されている。
そして、第１の基板１１と第２の基板１２との間隙１３には、液晶材料１５が封入されているとともに、間隔Ｔを維持するための球状のスペーサー２２が配置されている。
【０００４】
携帯型情報端末装置には、上述したような液晶表示素子と、音声通話用、音声記録用、音声認識用等の為のマイクロホンが内蔵される場合があり、これとともにスピーカや信号伝達のためのトランス、液晶材料表示の補助光源となる蛍光灯やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ）の電源等が内蔵されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような携帯型情報端末装置では、限られた容積に各種部品が集積されるため、これらの部品間の機械的な結合は密になっており、僅かな振動でも容易に液晶表示素子に伝達される。
ここで、一般的に液晶表示素子を構成する基板（第１の基板１１、第２の基板１２）は、弾性係数が高く、粘性の低いガラス基板から構成されており、一度振動すると振動が減衰し難く、振動が継続し易い傾向がある。
【０００６】
したがって、液晶表示素子に電圧を印加すること等で振動が与えられると、シール部１４を支点として、間隙１３内の液晶材料１５やスペーサー２２とともに基板が振動し続けるといった問題があった。
特に、ガラス基板の共振周波数近傍では、共振により振幅が経時的に増大し、振動により発生するノイズも振幅にともない増大し、装置内に内蔵されるマイクロホンに雑音が入ってしまうといった問題が生じていた。
【０００７】
また、携帯型情報端末装置は携帯されて利用されることから、振動源は装置の内部に限られず、移動中の乗り物等から受ける振動に液晶表示素子の共振周波数成分が含まれていると、同様に大きなノイズを発生していた。
【０００８】
このような問題を解決するために、外部の影響により基板が振動しないように、基板を厚くする、または補強用の部材を設けることで、基板の剛性を高めることが検討されているが、基板の振動を十分に防ぐことができなかった。
また、これらの措置は携帯型情報端末装置の小型化・軽量化とは相反するものであることから、他の方法により、液晶表示素子の基板の振動が、共振によって増幅することを防ぎ、ノイズを抑制することができる液晶表示素子が望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、本発明の第１の液晶表示素子は、１対の基板間に液晶材料を封入してなる液晶表示素子であって、基板間には、基板間の全域に渡って液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
このような液晶表示素子によれば、基板間には、基板間の全域に渡って液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられていることから、液晶表示素子に振動が与えられ、基板が振動して液晶材料が流動する場合であっても、液晶材料の流動が抑制されることで、基板の振動エネルギーが液晶材料の熱エネルギーに変換されて消費されるため、基板の振動を増幅させることなく、振動の減衰を早めることができる。
【００１１】
また、本発明の第２の液晶表示素子は、１対の基板間に液晶材料を封入してなる液晶表示素子であって、基板間には、基板間の周縁部に沿って全周に液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
このような液晶表示素子によれば、基板間には、基板間の周縁部に沿って全周に液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられていることから、液晶表示素子に振動が与えられ、基板が振動して液晶材料が流動する場合であっても、基板の振動を増幅させることなく、振動の減衰を早めることができる。
また、基板間の周縁部に沿って流路を形成するように、隔壁が設けられていることから、隔壁の液晶表示への影響を防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示素子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は実施形態の液晶表示素子の一例を示す概要構成図である。ここで、図６を用いて説明した従来の液晶表示素子と同様の構成には同一の番号を付して説明する。
【００１４】
この図に示す液晶表示素子は、所定の間隔を有して対向配置された１対の第１の基板１１、第２の基板１２と、これらの基板の対向面側の周辺部に設けられたシール部１４と、第１の基板１１および第２の基板１２の間隙１３内に封入された液晶材料１５と、間隙１３内に配置された隔壁２１とを備えている。
【００１５】
ここで、フロントパネルに相当する第１の基板１１と、リアパネルに相当する第２の基板１２は例えばガラス基板で構成されている。
また、ここでの図示は省略したが、第１の基板１１および第２の基板１２にはそれぞれ、透明電極からなる導電層がパターン形成されており、この導電層を覆うように配向膜が形成されている。
なお、請求項に記載された基板とは、第１の基板１１または第２の基板１２から配向膜までを示す。
【００１６】
この第１の基板１１および第２の基板１２の材質は、液晶表示素子の用途により異なり、プロジェクタ用途では耐熱性に優れた石英ガラス、小型のパッシブマトリクス液晶表示素子では、安価なソ−ダライムガラス、アクティブマトリクス液晶表示素子では、低アルカリのバリウム硼珪酸ガラス等が用いられている。
【００１７】
また、シール部１４は第１の基板１１と第２の基板１２の対向面側の周辺部に配置されており、例えば、エポキシ系熱硬化性接着剤等に球状の酸化シリコンからなるフィラーを添加したものが使用されている。
ここで、フィラーは貼り合わせ時の第１の基板１１と第２の基板１２の間隙を維持するために添加されている。
【００１８】
シール部１４はその一部分が開口された状態で形成されており、液晶材料１５を注入するための注入口１６となっている。
そして、第１の基板１１と第２の基板１２との間隙１３には、注入口１６から注入された液晶材料１５が封入され、注入口１６は封止剤１７により封止されている。
【００１９】
ここで、本発明に特徴的な隔壁２１は、間隙１３内における例えば第２の基板１２側に固定されており、間隙１３内の全域に渡って液晶材料の流動を抑制するための流路３２を形成するように設けられている。
ここで、隔壁２１は例えば感光性樹脂からフォトリソグラフィーにより形成されている。
なお、ここではフォトリソグラフィーにより形成されることとしたが、本発明はこれに限定されず、印刷あるいはディスペンサーにより塗付することで形成されていてもよい。
【００２０】
また、隔壁２１は、第１の基板１１側に固定されていてもよく、第１の基板１１および第２の基板１２の両方に固定されていてもよい。
ここでは、隔壁２１が第１の基板１１と第２の基板１２の間隔Ｔと同等の高さを有しており、この間隔Ｔを維持するためのスペーサーとしても機能するように構成されていることとする。
【００２１】
ここでの隔壁２１は間隙１３内において、基板の幅方向に長尺状に形成されており、間隙１３内に複数並列されている。この隔壁２１の一方の端部は、シール部１４または封止剤１７で構成される間隙１３の内壁３１に当接されており、もう一方の端部は対向する内壁３１に対して、所定の間隔を有して配置されている。
そして、複数の隔壁２１は、内壁３１の対向面に、交互に一方の端部が当接するように配置されており、それぞれの隔壁２１のもう一方の端部は内壁３１に対して所定の間隔を有して形成されることとする。
【００２２】
このように隔壁２１を配置することで、間隙１３内の全域に渡って、Ｓ字状に曲行する連続した１つの流路３２が形成される。
流路３２は隔壁２１間、または内壁３１と隔壁２１との間に設けられ、本実施形態におけるＳ字状に曲行する連続した１つの流路３２は、隔壁２１間、または内壁３１と隔壁２１との間の直行する流路３２が直列に接続されて形成されている。
【００２３】
そして、液晶材料１５がこの流路３２を流動する場合には、内壁３１または隔壁２１の側壁に沿って流動することから、抵抗が高くなり液晶材料１５の流動が抑制される。
ここで、この流路３２が長くなるように隔壁２１が設けられていれば、抵抗が高くなり易いことから、隔壁２１がその端部と内壁３１との間隔よりも十分に長尺状に形成されており、隣接する隔壁２１との重なり部分が多くなるように形成されている方が流路３２を長く形成できるため好ましい。
【００２４】
また、隔壁２１は、間隙１３内に隔壁２１による閉鎖領域を形成しないように配置されることが好ましい。閉鎖領域が形成されてしまうと、閉鎖領域内では液晶材料１５の流動が抑制されないため、基板の振動を減衰させることができない。
【００２５】
また、間隙１３内に配置される隔壁２１の数も多い方が流路３２を長く形成できるため好ましいが、隔壁２１が液晶材料表示に影響しないように、その配置位置を調整する必要がある。
例えば、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型の画素をマトリクス状に設けた液晶表示素子では画素間の非表示領域に隔壁２１が配置されることが好ましい。
【００２６】
このような液晶表示素子によれば、基板間には、基板間の全域に渡って液晶材料１５の流動を抑制するための流路３２を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁２１が設けられていることから、液晶表示素子に振動が与えられ、基板が振動して液晶材料１５が流動する場合であっても、液晶材料１５の流動が抑制されることで、基板の振動エネルギーが液晶材料の熱エネルギーに変換されて消費されるため、基板の振動を増幅させることなく、振動の減衰を早めることができる。
したがって、基板の振動により発生するノイズを抑制することができる。
【００２７】
さらに、本実施形態では、隔壁２１が間隙１３内の全域に渡ってＳ字状に曲行する連続した１つの流路３２を形成するように配置されていることから、液晶材料１５が流動する際の抵抗がより大きくなるため、基板の振動の減衰をより早めることができる。
【００２８】
なお、第１実施形態では隔壁２１が間隔Ｔと同等の高さを有し、第１の基板１１と第２の基板１２の間隔を維持するスペーサーとしても機能することとしたが、本発明はこれに限定されず、隔壁２１が間隔Ｔよりも低く構成されていてもよい。
このような場合には、液晶材料１５はＳ字状の流路３２だけでなく、隔壁２１の上部と第１の基板１１との間を流動するため、流動する際の抵抗が大きくなり、流動を抑制することができる。ただし、この場合の隔壁２１はスペーサーとしての機能は果たさないことから、従来の技術で説明したような球状のスペーサー２２（図６参照）を基板間に配置する必要がある。
【００２９】
また、第１実施形態では、長尺状の複数の隔壁２１が内壁３１の対向面にその一方の端部を交互に当接させて配置されることとしたが、本発明はこれに限定されず、図２に示すように、隔壁２１が、内壁３１から間隙１３の中央部に向けて渦状に設けられてもよい。
このように隔壁２１を配置することで、間隙１３内の全域に渡って渦状に曲行する連続した１つの流路３２が形成される。
【００３０】
このような液晶表示素子によれば、隔壁２１が間隙１３内の全域に渡って渦状に曲行する１つの流路３２を形成するように配置されていることから、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第１実施形態では間隙１３内の例えば図１に示すＸ方向にのみ流動していた液晶材料１５を、図２に示すＸＹ方向に流動させることができるため、ＸＹの両方向から受ける基板の振動を減衰することができる。
【００３１】
また、図３に示すように、複数の隔壁２１がその両端を内壁３１に当接して配置されており、各隔壁２１には、例えば第１の基板１１側に２〜３個の開口部２３が形成されていてもよい。
このように隔壁２１が配置されることで、間隙１３内に連続した流路３２が形成される。
【００３２】
なお、ここでは、各隔壁２１の第１の基板１１側に２〜３個の開口部２３が形成されていることとしたが、その数はこれに限定されるものではない。また、開口部２２は第２の基板１２側に形成されていてもよく、第１の基板１１および第２の基板１２に接して形成されていてもよい。
このような液晶表示素子は、感光性樹脂を用いてパターニングし、その両端が内壁３１に当接された隔壁２１を形成した後、さらにパターニングを行なうことにより開口部２３を形成する。ただし、開口部２３が第１の基板１１および第２の基板１２に接して形成される場合には、隔壁２１を形成する際のパターニングで開口部２３を形成すればよい。
【００３３】
このような液晶表示素子によっても、開口部２３および隔壁２１間を液晶材料１５が流動することで、液晶材料１５が流動する際の抵抗を高くすることができるため、液晶材料１５の流動を抑制し、基板の振動の減衰を早めることが可能である。
【００３４】
また、図４に示すように、複数の隔壁２１が液晶材料１５の注入口１６を中心とした放射状に流路３２を形成するように設けられていてもよい。
ここでの隔壁２１は内壁３１から離反して形成されているものと、内壁３１にその一端を接して形成されているものから構成されていることとする。
【００３５】
このような液晶表示素子によれば、液晶材料１５は離反して形成された隔壁２１の周囲を流動するとともに、内壁３１に当接された隔壁２１に沿って流動することから、液晶材料１５が流動する際の抵抗を高くすることができるため、液晶材料１５の流動を抑制し、基板の振動の減衰を早めることが可能である。
さらに、放射状に流路３２が形成されていることから液晶材料１５の注入が容易であり、生産性の向上を図ることができる。
【００３６】
また、図５に示すように、間隙１３内の周縁部に沿って全周に流路３２を形成するように、各辺ごとに４つの隔壁２１が設けられ、その内部に従来の技術で説明したような球状のスペーサー２２が配置されるような構造であってもよい。
ただし、ここでの隔壁２１は、各隔壁２１間を液晶材料１５が流動できるように、それぞれ間隔を有して配置されていることとする。
また、隔壁２１は例えば矩形状の表示領域Ｄの外側に設けられていることとする。
【００３７】
このような構成の液晶表示素子によれば、液晶材料１５が間隙１３内の周縁部に沿って流動することで、液晶材料１５が流動する際の抵抗を高くすることができるため、液晶材料１５の流動を抑制し、基板の振動の減衰を早めることが可能である。また、隔壁２１が表示領域Ｄの外側に配置されていることから、隔壁２１の液晶表示への影響を防ぐことが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の液晶表示素子によれば、基板間の全域に渡って液晶材料の流動を抑制するための流路を形成するように、１対の基板の少なくとも一方に固定された隔壁が設けられていることから、液晶表示素子に振動が与えられた場合の、基板の振動を増幅させることなく、振動の減衰を早めることが可能である。
これにより、ノイズが抑制されるため、このような液晶表示素子を携帯型情報端末装置に搭載することで、マイクロホンへの振動による雑音を抑制することができる。
【００３９】
また、本発明の第２の液晶表示素子によれば、第１の液晶表示素子と同様の効果を奏することができ、さらに、基板間の周縁部に沿って流路を形成するように隔壁が設けられていることから、隔壁の液晶表示への影響を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子の一例の平面図およびＡ−Ａ’断面図である（その１）。
【図２】本発明の液晶表示素子の一例の平面図およびＡ−Ａ’断面図である（その２）。
【図３】本発明の液晶表示素子の一例の平面図およびＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’断面図である（その３）。
【図４】本発明の液晶表示素子の一例の平面図およびＡ−Ａ’断面図である（その４）。
【図５】本発明の液晶表示素子の一例の平面図およびＡ−Ａ’断面図である（その５）。
【図６】従来の技術における液晶表示素子の平面図およびＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
１１…第１の基板、１２…第２の基板、１３…間隙、１４…シール部、１５…液晶材料、２１…隔壁、３２…流路、Ｔ…間隔
【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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