(57)【要約】表示装置は、周辺シール（３）によって互いに結合された１対のプラスチック基板（２１，２２）と、アクティブ領域でプラスチック基板を離間するセルスペーサ（２８，２９）とを具える。基板の少なくとも一方に、機能層（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）を設け、基板間に電気光学材料が存在する。スペーサ（２８，２９）は、リブ又はコラムの形態であり、ほぼ平坦なコンタクト表面を有し、シールラインは、スペーサの高さ（ｄ１）の１／４の高さ（ｄ２）を有する（ｄ２≦０．２５ｄ１）。好適には、シールラインはスペーサを具えない。
2004527010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺シールによって互いに結合された１対のプラスチック基板と、そのプラスチック基板をアクティブ領域で離間するためにセルスペーサとを具え、前記基板のうちの少なくとも一方に機能層を設け、前記基板間に電気光学材料が存在する表示装置において、前記スペーサを、リブ又はコラムの形態とし、前記周辺シールが、前記スペーサの高さの１／４未満の高さを有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記周辺シールがスペーサを具えないことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記周辺シール及びアクティブ領域が、３ｍｍ未満の最小幅を有するインアクティブ区域によって離間されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
前記インアクティブ区域が、０．５ｍｍより大きな最大幅を有することを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記周辺シール及びアクティブ領域がインアクティブ領域によって分離され、そのインアクティブ区域が、前記アクティブ領域におけるスペーサの平均高さより小さく、かつ、シール高さより大きい高さを有するスペーサを具えることを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項６】
前記インアクティブ区域のスペーサが、前記アクティブ領域から前記シールまで小さくする高さを有することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記周辺シールを、少なくとも部分的に金属で構成したことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記周辺シールを、圧着、半田付け、レーザ溶接又は超音波溶接によって形成することを特徴とする請求項７記載の表示装置を設ける方法。
【請求項９】
前記表示装置を液晶表示装置としたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周辺シールによって互いに結合された１対のプラスチック基板と、そのプラスチック基板をアクティブ領域で離間するためにセルスペーサとを具え、前記基板のうちの少なくとも一方に機能層を設け、前記基板間に電気光学材料が存在する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＥＤ）のようなこの種の表示装置は、従来既知である。電気光学材料、例えば液晶材料が１対の基板間に設けられる。基板の少なくとも一方には、複数の電極が設けられる。電極に印加される電圧は、材料の光学的な特性を支配する。素子のアレイに正確に電圧を印加するとともに、液晶装置の場合には（入射光を含む内的又は外的な）照明を用いることによって、画像が生成される。基板の少なくとも一方に、例えばＩＴＯの導電パターン、ポリシリコン又は非結晶シリコンのような電気的な切替装置及び／又は浸透層を設ける。
【０００３】
画像表現、特に表示装置のカラー表現は、特に基板間の距離に依存する。基板間に正確な間隔を設けるために、スペーサを基板間に使用する。
【０００４】
典型的には、スペーサは、液晶材料を混合した球である。これまで、そのような装置、例えば液晶表示装置に対する基板として、ガラス基板が最も頻繁に用いられている。
【０００５】
プラスチック基板を用いると、基板の可撓性によって、例えば表示装置を湾曲面に適用し又は折り曲げ自在にする必要があるときのようにガラス基板には適切とはいえない状況において液晶表示装置への適用が可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板の可撓性それ自体によって、複数の問題が生じ、例えば、画像表現が劣化し、機能層が、折り曲げ又は他の理由によって損傷を受けやすくなる。そのような損傷によって、装置が不調になり又は故障するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このために、表示装置は、前記スペーサを、リブ又はコラムの形態とし、前記周辺シールが、前記スペーサの高さの１／４未満の高さを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
適切な画像表現のために、高さの変動、すなわち、アクティブ領域における基板間の距離の変動を最小にすることができる。高さの変動は、特に、スペーサ密度すなわち単位領域ごとのスペーサの個数に依存する。可撓性基板に対して、複数の問題が生じる。一方では、小さい高さ変動に対して比較的大きな密度のスペーサが要求され、他方では、球形スペーサを用いる際には、要求される密度が非常に高いためにスペーサが密集するリスクが高くなり、高さの変動及び画像密度の変動が生じることを、本発明者が見出した。コラム又はリブスペーサを用いる際には、要求される密度が十分小さく、密集が生じず、高さ及び画像密度の変動が著しく減少し、これによって画像密度が上昇することが、計算によって示される。装置に機械的な負荷例えば（装置が折り曲げられ、触られ、又は温度差を被ったときに生じるおそれがある）圧力が課されると、基板上の球形スペーサによって及ぼされる最大応力は、リブ又はコラムスペーサに対する場合に比べて著しく大きくなる。そのように大きな応力によって、機能層が損傷するおそれがある。したがって、リブ又はコラムスペーサを適用することによって、上記問題が軽減する。本発明の範囲内で、リブ又はコラムスペーサを、リブ又はコラムの形態のスペーサとし、かかるスペーサは、コンタクトエリアでほぼ平坦であり、すなわち、基板へのコンタクト領域において高さに対して大きなすなわち高さの少なくとも５倍の曲率半径を有する。
【００１０】
ほぼ同一の高さのシールを使用するとともに、アクティブ領域で用いられるスペーサと同一又は類似のスペーサをシールで使用するのが理にかなっている。しかしながら、アクティブ領域の高さの１／４未満の十分小さい高さまで減少することが（水分や酸素のような）気体又は気体状の材料のシールへの侵入を減少させるために非常に有利であることが、本発明者によって見出された。これら材料は、機能層及び／又はＬＣ材料それ自体に衝突し、これによって装置の寿命が著しく短縮する。このように侵入が減少すると、装置の寿命が延びる。ＬＥＤでは、問題が非常に厳しいために、通常、任意の侵入気体を除去するためにゲッター材料が設けられる。液晶表示装置において、侵入した気体によって、ＬＣ材料に泡が発生し、このことは、折り曲げ自在の表示装置において特に問題となり、この場合、泡が頻繁に生じ、泡を収容するおそれが非常に高くなる。
【００１１】
本発明者は、そのようなシールの厚さでシールにスペーサを使用するのが適切でないことを見出した。その理由は、装置を折り曲げるときに特に基板に及ぼされる応力が非常に高いレベルまで到達するからであり、これによって、機能層及び／又はシール製造中のシール材料の流動特性の悪化が生じる。スペーサの存在は悪影響を及ぼし、これによって、シール中に穴及びクラックが生じるおそれがある。したがって、好適には、シールラインがスペーサを具えない。
【００１２】
好適には、シールライン（本明細書中、「シール」とも称する。）及びアクティブ領域を、３ｍｍ未満の最小幅を有するインアクティブ区域によって分離する。基板の可撓性によって、３ｍｍ未満の比較的小さなインアクティブ区域を許容する。ガラス基板に対して、非常に大きなインアクティブ区域が一般的である。小さいインアクティブ区域によって、装置の全体に亘るサイズに関するアクティブ領域の割合が増大する。好適には、最小幅を０．５ｍｍより大きくする。インアクティブ区域は、材料を緩衝することができるバッファ区域としても機能する。そのようなバッファ区域は、温度変化を補償するようにＬＣ材料の伸展を許容することができる。
【００１３】
好適には、インアクティブ領域は、アクティブ領域でスペーサの平均高さより小さく、かつ、シール高さより大きい高さを有するスペーサを具える。
これによって、機能層にクラックが発生するおそれが減少する。
【００１４】
そのような例において、好適には、インアクティブ区域のスペーサの高さがアクティブ領域からシールまで減少する。
【００１５】
アクティブ領域からシールまで小さくなると、基板の折り曲げを制約し、したがって、機能層にクラックが発生するおそれが減少する。
【００１６】
好適には、シールの少なくとも一部を金属によって構成する。金属は、水及び酸素に対して非常に低い透過性を有する。
【００１７】
肉薄の金属層を、電気的なコンタクトの領域の外側で、両方の基板上のシールの位置に設けることができる。例えば圧着、半田付け、レーザ溶接又は超音波溶接によって（気密）シールを形成するために、かかる層を設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面は寸法通りではない。一般に、同様な参照番号は同様なパーツを示す。
図１及び２を参照すると、通常の既知の表示装置、本例における液晶表示装置は、アクティブ領域１と、インアクティブ区域２と、シール３とを具える。この装置は、液晶材料を収容するギャップを規定するために互いに平行に配置した２個の一般に矩形の基板２１及び２２を具えるパネルの形態をとる。ディスプレイはアクティブ領域を示す。基板は、液晶材料を閉じ込めるシール３によって周辺で互いに接着される。アクティブ領域における基板間のギャップと呼ばれる所望のスペースを維持するために、アクティブ領域における基板２１及び２２間にスペーシング要素２５が設けられる。
【００１９】
基板の内面に、所望の効果が生じるよう駆動電圧が印加される電極を設ける。装置は、アクティブマトリックス装置を具えてもよい。基板２２は、画素電極の行列マトリックスを支持し、かかる電極は、表示を透明モードと反射モードのいずれで行うかに応じてＩＴＯ又は反射性の金属によって形成され、シール領域の内側で基板２２の上にも存在する導電ライン又はトラックの形態の行列アドレス電極のセットに接続した薄膜トランジスタによって表示領域を規定する。本例では、他の基板の内面に、全ての画素に共通であるとともに基準電位に保持される連続的な電極を設ける。各表示画素は、画素電極と、この共通電極の重畳部と、その間のＬＣ材料とから構成される。画素電極に供給される電圧は、グレースケール出力を決定する。ＬＣ配向層は、既知の方法で両基板の電極構造上に設けられ、偏光層をその外面に設けることができる。
【００２０】
図２の断面図において、行アドレス電極を２３Ａで示し、他の基板上の共通電極２３Ｂも示す。例えばポリイミドの配向層を２４で示し、簡単のために偏光層を省略する。カラー表示に際し、カラーフィルタ素子のアレイを、通常は基板２１に設けるが、基板２２に設けてもよい。これらの機能の層の少なくとも一部は、通常シール３まで延在するが、図２ではこれを示さない。シール３は、アクティブ領域において基板間のスペースとほぼ同一の高さを有する。このために、シールはスペーサ２６を具える。光学的な理由のために機能層２３，２４の厚さを考慮する、すなわち、インアクティブ領域の可視性を減少するために、（典型的には６μｍのギャップに対するμｍのほぼ数十倍までの）僅かな差が、ギャップに対するシールの高さ及び／又はスペーサ２５，２６の径の差において既知である。このようなセットアップがガラス基板に対して十分に行われるとしても、本発明者は、可撓性基板を用いる際に問題が生じることを見出した。スペーサ２５と基板２１，２２との間のコンタクト領域の形状によって、複数の問題が生じる。可撓性基板は、スペーサの周りで比較的容易に折り畳まれて、比較的大きなギャップの変動が生じ、基板の形状に従う必要がある機能層に比較的大きな応力も生じる。このことは、十分に一定のギャップを規定するために大きなスペーサ密度を必要とする。本発明者は、スペーサがそのような密度で塊になり、ギャップの変動が増大することを見出した。
【００２１】
図３は、通常のスペーサの代わりにリブ又はコラムスペーサ２８，２９を用いた本発明を示し、すなわち、スペーサは、十分に平坦な上側及び下側を有する。そのようなスペーサの支持効果が非常に大きいので、（大体１桁下の）非常に小さなスペーサ密度しか必要としない。この形態のために、塊の問題が生じにくくなる。好適には、コラム又はリブスペーサを、基板の一方のうちの片側に取り付ける。この場合、塊が生じない。コラムスペーサを、基本的には、（ほぼ円形、角が取れた又はほぼ矩形の断面を有する）コラムとして実質的に形成されたスペーサとする。リブスペーサを、リブを形成するスペーサとし、すなわち、それは、ほぼ矩形であるが、幅より十分大きい基板の平面に沿った軸方向の寸法（長さ）を有する。機能層に加えられる応力によって、機能層にクラックが生じるリスクが減少しなくなる。シール高さｄ２をギャップｄ１の２５％未満にする。これによって、シールを通じた水分や酸素のような気体の侵入を大幅が大幅に減少し、装置の寿命が延びる。この好適な実施の形態において、スペーサはシールを通じて延在しない。その理由は、シーリング材料の流動特性が厚さが小さいときに非常に大きな悪影響を及ぼされるからである。リブ又はコラムスペーサは、シーリング材料を全ての方向ではなく好ましい方向に流すようにする。そのような好ましい流出パターンによって、シール上のスポットを弱くする。シーリング材料それ自体は、同一理由のスペーサを有しない。インアクティブ区域２は、好適には０．５ｍｍより大きく、かつ、３ｍｍ未満の幅ｌを有する。
【００２２】
図４は、互いに異なる高さを有するスペーサ３１及び３１をインアクティブ領域に設けた好適な実施の形態を示し、すなわち、アクティブ領域とシールとの間に少なくとも２個のスペーサを設け、スペーサの高さが、アクティブ領域の高さとシールの高さとの間にあり、アクティブ領域に最も近いスペーサが、シールに最も近いスペーサより大きい高さを有する（換言すれば、ｄ１＜ｄ３０＜ｄ３１＜ｄ２）。そのようなスペーサは、インアクティブ区域、すなわち、ギャップが減少する領域の機能層を支持し、これによって、機能層にクラックが生じるおそれが減少する。
【００２３】
低い透過性を有するシール材料を用いることによって、本発明による装置が更に改善される。金属は低い透過性を有する。これらの層は、圧着や半田付けのような気密シールを形成するために用いられる。導電層は、機能的なＬＣＤセルのシールを通過する。導電コンタクトがシールの下を通過する場合、絶縁シールが用いられる。しかしながら、この絶縁材料の全長は、全シールの全長より著しく短い。
【００２４】
本発明の範囲内において幾多の変形が可能であることは明らかである。
本発明を要約すると、以下の通りである。
表示装置は、周辺シール（３）によって互いに結合された１対のプラスチック基板（２１，２２）と、アクティブ領域でプラスチック基板を離間するセルスペーサ（２８，２９）とを具える。基板の少なくとも一方に、機能層（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）を設け、基板間に電気光学材料が存在する。スペーサ（２８，２９）は、リブ又はコラムの形態であり、ほぼ平坦なコンタクト表面を有し、シールラインは、スペーサの高さ（ｄ１）の１／４の高さ（ｄ２）を有する（ｄ２≦０．２５ｄ１）。好適には、シールラインはスペーサを具えない。
表示装置を、例えば、ＬＥＤすなわち液晶表示装置とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のＬＣＤを示す。
【図２】従来のＬＣＤを示す。
【図３】本発明による装置を示す。
【図４】本発明による装置の好適な実施の形態を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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