(57)【要約】【課題】小型の液晶表示素子において、破壊強度を高めた液晶表示素子を提供する。【解決手段】一対の長方形状の基板２，２をシール材３で貼り合わせ、一対の基板の間に液晶を封入した構成であって、一対の基板の間に液晶を注入するために設けられた注入口４が基板２，２の長辺の全長を１とした時に、端から１／３までの間の長辺に配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の長方形状の基板をシール材で貼り合わせ、前記一対の基板の間に液晶を封入した液晶表示素子において、前記一対の基板の間に液晶を注入するために設けられた注入口が前記基板の長辺の全長を１とした時に、端から１／３までの間の長辺に配置されていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記基板の厚さは、０．５ｍｍ以下である請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶表示素子の表示部の対角は２．２インチ以下である請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚の基板の間に液晶を封入した構成の液晶表示素子に係り、特に小型で薄型の液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、液晶表示素子は、様々な用途において使用されていたが、近年、携帯電話、携帯情報端末、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの携帯機器用の表示装置として広く採用されている。携帯機器用の液晶表示素子には、携帯性を高めるために、小型化、薄型化および軽量化が要求される。
【０００３】
図２（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ従来の液晶表示素子の概略断面図および概略平面図である。従来の液晶表示素子１０は、一対の基板１１Ａ，１１Ｂをそれぞれ対向して配置しており、これら各基板１１Ａ，１１Ｂの互いに対向する面には液晶を駆動するための電圧を印加する電極１２および液晶分子を一定の形態に配列させるため表面にラビング処理が施された配向膜（図示せず）が積層形成されている。一対の基板の一方の基板１１Ａは、平面形状において他方の基板１１１Ｂよりも大きく形成した突出部１９が設けられており、この突出部１９には電極１２を外部回路と接続するための端子が設けられている。
【０００４】
そして、このような配向処理が施された２枚の基板１１Ａ，１１Ｂの一方の基板１１Ａの周辺部にシール材１３を塗布するとともに、このシール材１３により囲まれた面内に両基板の間隔（セルギャップ）を調整するためのスペーサ１４を均一に散布した状態で、両基板１１Ａ，１１Ｂを貼り合わせて一体に形成するようになっている。シール材１３は、一方の基板１１Ａの周辺部を完全に囲うのではなく、基板１１Ａ，１１Ｂ間に液晶を注入するための注入口１５が設けられている。
【０００５】
両基板１１Ａ，１１Ｂおよびシール材１３で囲まれた領域を真空状態とした後に、注入口１５を液晶材料中に浸すことで、注入口１５から両基板１１Ａ，１１Ｂ間の領域に液晶を注入することができ、その後、注入口１５を封止材１６で封止することにより、２枚の基板１１Ａ，１１Ｂの間に液晶１７を密封している。
【０００６】
そして、表示部１８（図２においては点線で示す）において画素を構成する電極１２の電圧を変化させることで、液晶１７の配向を変化させて情報の表示を行う。
【０００７】
このような従来の液晶表示素子１０において、注入口１５は、液晶が左右対称に注入できるように液晶表示素子１０の短辺または長辺の中央付近に配置されていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３５７８４０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示素子１０は、携帯機器等に組み込まれた場合、携帯機器本体の筐体内に収容されているが、その表示部１８は外部から観察できるように露出しているか、透明な樹脂カバーで覆われているだけであった。
【００１０】
このため、液晶表示素子１０の周辺部は機器本体の筐体によって保護されているが、表示部１８は、外部から圧力が直接加わるため、その耐圧性、すなわち破壊強度を高める必要があった。特に、携帯機器用の液晶表示素子においては、薄型化および軽量化のため、基板１１Ａ，１１Ｂの厚さを薄くしていたため、基板１１Ａ，１１Ｂの強度自体が低かったので、破壊強度を高めることは重要であった。
【００１１】
本発明者は、小型の液晶表示素子においては、注入口１５が破壊強度に影響を与えることを見いだした。その理由は、次のように推察される。注入口１５以外の周辺部は、シール材で接着されておりギャップや接着力が均一であるのに対し、注入口１５は、シール材１３ではなく封止材１６で封止されているので他の周辺部とギャップや接着力が異なっており、表示部１８に圧力が加えられた時、注入口１５に応力が集中する虞があるからである。
【００１２】
大型の液晶表示素子であれば、周辺部における注入口１５の割合は僅かであり、また、表示部１８、特に圧力が加えられ易い中央付近から注入口１５までの距離が離れているので、応力の集中自体が起きにくく、注入口１５に応力が集中しても液晶表示素子の破壊強度に与える影響は小さかった。しかし、小型の液晶表示素子においては、周辺部における注入口１５の割合は大きくなり、表示部１８の中央付近から注入口１５までの距離も短いので、注入口１５に応力が集中しやすく、それによる破壊強度の低下は無視できないものであった。
【００１３】
本発明は、携帯機器用の小型の液晶表示素子において、破壊強度を高めた液晶表示素子を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために本発明の液晶表示素子は、一対の長方形状の基板をシール材で貼り合わせ、前記一対の基板の間に液晶を封入した液晶表示素子において、前記一対の基板の間に液晶を注入するために設けられた注入口が前記基板の長辺の全長を１とした時に、端から１／３までの間の長辺に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成を採用したことにより、小型の液晶表示素子において、中央付近に注入口を設けた場合に比べて、外部からの圧力に対する耐圧性を高めることができる。なお、本明細書において、注入口の位置は注入口の幅の中心を基準とする。
【００１６】
更に、本発明の液晶表示素子は、前記基板の厚さが、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
厚さ０．５ｍｍ以下の基板を使用すると、耐圧性が低下するので、本発明を採用することが好適である。
【００１８】
更に、本発明の液晶表示素子は、前記液晶表示素子の表示部の対角が２．２インチ以下であることを特徴とする。
【００１９】
表示部の対角が２．２インチ以下の小型の液晶表示素子は、特に、周辺部におけ注入口の割合が大きく、表示部の中央付近から注入口までの距離も短いので、注入口に応力が集中しやすく、それによる耐圧性の低下が無視できないものであったため、本発明を採用することが好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の液晶表示素子の概略平面図である。本発明における液晶表示素子７は、注入口４の配置を工夫したものであり、その積層構造は従来の液晶表示素子と同じである。
【００２２】
液晶表示素子７は、携帯機器に用いられるような小型のものであり、特に表示部６（図１においては点線で示す）の対角の長さ（図１におけるＬ）が２．２インチ（約５６ｍｍ）以下のものが好ましい。液晶表示素子７は、一対の長方形状の基板２Ａ，２Ｂの周辺部を注入口４を除いてシール材３で貼り合わせ、注入口４を封止材５で封止して一対の基板２Ａ，２Ｂの間に液晶を封入した構造である。
【００２３】
一対の基板２Ａ，２Ｂは、互いに対向する面に液晶を駆動するための電圧を印加する電極および液晶分子を一定の形態に配列させるため表面にラビング処理が施された配向膜等が積層形成されている。一対の基板の一方の基板２Ａは、平面形状において他方の基板２Ｂよりも大きく形成した突出部８が設けられており、突出部８には電極を外部回路と接続するための端子が設けられている。液晶表示素子７として、アクティブマトリクス型の液晶表示素子とする場合は、一方の基板２Ａの表面には各画素を駆動するためのスイッチング素子、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタの略）等も形成されている。
【００２４】
基板２Ａ，２Ｂとしては、ガラス基板、合成樹脂性の基板、半導体基板等を使用することができ、画像が表示される表示側の基板には透明な基板を使用する。基板２Ａ，２Ｂは、薄型化および軽量化のため厚さが０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
シール材３は、基板２Ａ，２Ｂの周辺部を囲うように塗布されており、両基板２Ａ，２Ｂ間を接着している。シール材３は、基板２Ａ，２Ｂの周辺部を完全に囲うのではなく、一カ所に切れ目を設けておくことで、基板２Ａ，２Ｂを貼り合わせた後に液晶を注入するための注入口４を形成することができる。よって、シール材３の塗布パターンで注入口４の配置を決定できる。注入口４は、両基板２Ａ，２Ｂ間に液晶を注入した後に紫外線硬化樹脂等からなる封止材５で封止されており、一対の基板２Ａ，２Ｂの間には液晶が封入されている。
【００２６】
小型の液晶表示素子７において、注入口４の幅は数ｍｍであり、本発明の液晶表示素子７では、基板２Ａ，２Ｂの長辺の全長を１とした時に、端から１／３までの間の長辺に注入口４の中心が位置するように配置する。なお、一方の基板の長辺側にも突出部が設けられており、両基板２Ａ，２Ｂの長辺の長さが異なる場合は、両基板２Ａ，２Ｂが重畳している部分の長辺の長さ（即ち突出部を除いた領域）を基準の１とする。図１においては、長辺の上端から１／３の位置に注入口４を配置しているが、下端からであってもよい。
【００２７】
また、注入口４の位置は端に近い方がよく、好ましくは端から１／４までの位置、さらに好ましくは端から１／５までの位置に配置する。さらに、注入口４の幅寸法は小さい方がよく、好ましくは注入口４の幅寸法を５ｍｍ以下とする。
【００２８】
長辺２８．７ｍｍ、短辺１０．６ｍｍの長方形状の領域で重畳している一対の基板２Ａ，２Ｂを使用して、表示部６の対角の長さ（図１におけるＬ）が１．１５インチ（約２９ｍｍ）の液晶表示素子７において、幅２ｍｍの注入口４の中心が基板２Ａ，２Ｂの長辺の端から９．４ｍｍとなるように配置した液晶表示素子７を実施例として用意した。また、比較例として、注入口を基板の長辺の中央に配置した液晶表示素子を用意した。
【００２９】
これらの液晶表示素子の破壊強度を測定するために、長辺の両端を支持した状態で中央に圧力を印加し、液晶表示素子が破壊された時の荷重を測定した。表１にその結果を示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１において、単位のＮはニュートンを意味し、許容荷重は、平均値−３×標準偏差で求めている。表１から、注入口を長辺の中央に配置した比較例に対して、注入口を長辺の端から約１／３の位置に配置した実施例では、液晶表示素子の破壊時荷重の平均値が約１０％増加し、許容荷重においては約２０％増加しており、液晶表示素子の破壊強度が高まっていることが判る。
【００３２】
なお、図示していないが、２枚の基板２Ａ，２Ｂの間には、スペーサが散布されており、基板２Ａ，２Ｂの間隔（セルギャップ）を調整している。また、基板２Ａ，２Ｂの外側表面には、位相差板、偏光板等の光学フィルムが貼付されていてもよい。
【００３３】
本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、注入口は一個に限らず、一つの長辺に複数個形成することができる。複数形成する場合、一方の端側の１／３までの間にのみ形成してもよいが、液晶の注入時間の短縮、液晶の這い上がり跡等の配向不良の発生し難さの面から、なるべく離間するように、両端の１／３までの間に分散して配設した方がよい。さらに、複数個の注入口を両端の１／３までの間に分散して配設する場合は、長辺の中央に対して左右対称となるように配置すると液晶の配向不良に対して有効である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の液晶表示素子は、一対の基板の間に液晶を注入するために設けられた注入口が基板の長辺の全長を１とした時に、端から１／３までの間の長辺に配置することにより、小型の液晶表示素子において、中央付近に注入口を設けた場合に比べて、外部からの圧力に対する耐圧性を高めることができる。
【００３６】
更に、厚さが０．５ｍｍ以下の基板を使用すると、耐圧性が低下するので、本発明を採用することが好適である。
【００３７】
更に、表示部の対角が２．２インチ以下の小型の液晶表示素子は、特に、周辺部におけ注入口の割合が大きく、表示部の中央付近から注入口までの距離も短いので、注入口に応力が集中しやすく、それによる耐圧性の低下が無視できないものであったため、本発明を採用することが好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子の概略平面図
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ従来の液晶表示素子の概略断面図および概略平面図
【符号の説明】
２                          基板
３                        シール材
４                        注入口
５                        封止材
６                        表示部
７                        液晶表示素子
【図１】
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【図２】
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