(57)【要約】【課題】液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することができる。【解決手段】液晶表示素子１０は、少なくとも一方が可撓性を有する一対の基板１１，１２と、一対の基板１１，１２間に封入された液晶層１３とを有し、一対の基板１１，１２のいずれかと液晶層１３とが接する領域が、表示領域６と、非表示領域５とに分割され、表示領域６には、一対の基板１１，１２間に配置され、この一対の基板１１，１２間の間隙を保持する複数のスペーサ１５を備え、非表示領域５には、スペーサを備えない領域を設け、非表示領域５の平均セルギャップは、表示領域６の平均セルギャップよりも小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が可撓性を有する一対の基板と、
前記一対の基板間に封入された液晶層とを有し、
前記一対の基板のいずれかと前記液晶層とが接する領域が、表示領域と、非表示領域とに分割され、
前記表示領域には、前記一対の基板間に配置され、この一対の基板間の間隙を保持する複数のスペーサを備え、
前記非表示領域には、スペーサを備えない領域を設け、
前記非表示領域の平均セルギャップは、前記表示領域の平均セルギャップよりも小さいことを特徴とする液晶表示素子。  
【請求項２】
前記非表示領域には、前記シール領域側にスペーサが配置され、前記表示領域側にスペーサを備えない領域を設けることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。  
【請求項３】
前記非表示領域のスペーサを備えない領域は、前記表示領域の前記一対の基板間の間隔より、前記シール領域の前記一対の基板間の間隔を広くしたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記非表示領域には、前記シール領域側にスペーサが配置され、前記表示領域側にスペーサを備えない領域を設け、前記非表示領域のスペーサを備えない領域は、前記表示領域の前記一対の基板間の間隔より、前記シール領域の前記一対の基板間の間隔を広くしたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記非表示領域の前記基板の撓み量は、前記表示領域の前記基板の撓み量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記非表示領域は、封入される液晶量に応じて前記平均セルギャップが変化し、かつ前記表示領域の平均セルギャップを超えないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可撓性を有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるフラットパネルディスプレイは種々の分野において表示素子として広く適用されている。その一例である液晶表示素子は、薄型・軽量・低消費電力の特徴を活かして、携帯電話やＰＤＡ等のモバイルディスプレイ分野において、幅広く使用され、一対のガラス基板が所定の間隔を空けて対向するように環状のシール材を用いて貼り合わせ、ガラス基板間に液晶層を狭持したものが一般に用いられているが（特許文献１）、さらなるディスプレイの薄型化及び軽量化や、ウェアラブルディスプレイへつながるフレキシブル化が望まれており、ガラスに代わってプラスチック等の可撓性基板を用いる開発が進んでいる。
【０００３】
このような一対の基板間に封入された液晶層を有する液晶表示素子では、一対の基板の間にスペーサを配置して液晶層を保持するが、例えば、特許文献２（ＷＯ  ２００９／０５４２９２号公報）の全文全図では、スペーサの配置密度に分布をつけることにより気泡発生原因を除去し、発生した場合でも問題の少ない領域に気泡を集めるため、周辺領域におけるスペーサの配置密度を表示領域におけるスペーサの配置密度よりも低くしている。
【０００４】
また、特許文献３（ＷＯ  ２００６／０７７８３８号公報）の段落００２７〜００２９、００５２、及び図１，２では、非表示領域の柱状スペーサの底面積を、表示領域のそれに比べて小さくすることで表示領域より非表示領域のほうが凹みやすくなり、温度低下や基板変形が生じた場合でも非表示領域の凹んだ容積分の液晶が表示領域に移動し、気泡による信頼性低下を抑えている。
【０００５】
また、特許文献４（特許２００４−１２６１９７号公報）の段落００３０〜００３４、及び図１では、スペーサ分布密度を、中央部分より周辺部分で小さくなるようにすることにより、液晶部材の体積減少が生じてもスペーサが疎となっている部分が変形するので、液晶部材内に気泡が発生することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１７２３４号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２００９／０５４２９２号公報
【特許文献３】ＷＯ  ２００６／０７７８３８号公報
【特許文献４】特許２００４−１２６１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、一対の基板間に封入された液晶層を有する液晶表示素子では、スペーサ密度の疎密でセルギャップを変化させ、気泡発生原因を除去し、発生した場合でも問題の少ない領域に気泡を集め、また柱状スペーサの底面積の大小で基板に撓み量を変化させ、温度低下や基板変形が生じた場合でも気泡による信頼性低下を抑え、またスペーサ密度の疎密で基板に撓み量を変化させ、気泡が発生することを防止しているが、ガラスに代わってプラスチック等の可撓性基板を用いると、例えば液晶量が設計パネル容積によって決定される適正領域より少ない場合は、非表示領域にスペーサが存在することによって気泡が発生することがある。このため、設計パネル容積よりも多い液晶量を封入しようとした場合、基板自体に可撓性があるので過剰の液晶量を包含しようとすることで基板が変形し、これにより表示斑が発生する問題があった。
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、かかる実情に鑑みてなされたもので、液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することが可能な液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、少なくとも一方が可撓性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶層とを有し、前記一対の基板のいずれかと前記液晶層とが接する領域が、表示領域と、非表示領域とに分割され、前記表示領域には、前記一対の基板間に配置され、この一対の基板間の間隙を保持する複数のスペーサを備え、前記非表示領域には、スペーサを備えない領域を設け、前記非表示領域の平均セルギャップは、前記表示領域の平均セルギャップよりも小さいことを特徴とする液晶表示素子である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記非表示領域には、前記シール領域側にスペーサが配置され、前記表示領域側にスペーサを備えない領域を設けることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子である。  
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記非表示領域のスペーサを備えない領域は、前記表示領域の前記一対の基板間の間隔より、前記シール領域の前記一対の基板間の間隔を広くしたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子である。
請求項４に記載の発明は、前記非表示領域には、前記シール領域側にスペーサが配置され、前記表示領域側にスペーサを備えない領域を設け、前記非表示領域のスペーサを備えない領域は、前記表示領域の前記一対の基板間の間隔より、前記シール領域の前記一対の基板間の間隔を広くしたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記非表示領域の前記基板の撓み量は、前記表示領域の前記基板の撓み量よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液晶表示素子である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記非表示領域は、封入される液晶量に応じて前記平均セルギャップが変化し、かつ前記表示領域の平均セルギャップを超えないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示素子である。
【発明の効果】
【００１５】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１６】
請求項１乃至請求項６に記載の発明では、一対の基板のいずれかと液晶層とが接する領域が、表示領域と、非表示領域とに分割され、表示領域には、一対の基板間に配置され、この一対の基板間の間隙を保持する複数のスペーサを備え、非表示領域には、スペーサを備えない領域を設け、非表示領域の平均セルギャップは、表示領域の平均セルギャップよりも小さいことで、液晶量によらずセルギャップが安定し、気泡の発生を抑えることができ、液晶量に対するマージンの拡大やセルギャップバラツキの改善により製品の性能が向上する。
【００１７】
また、液晶滴下注入工程（ＯＤＦ：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）において、一対の基板のいずれかと液晶層とが接する領域が、表示領域と、非表示領域とに分割され、非表示領域にスペーサを備えない領域を設けることで、液晶の移動が一対の基板間で基板が撓み間隔が狭くなるために規制され、硬化前シールと液晶が接触しにくいことから硬化前シールによって液晶の性能が損なわれることがなく製品の品質、信頼性が向上する。また、非表示領域にスペーサを備えない領域を設けることで、非表示領域の基板の撓み量は、表示領域の基板の撓み量よりも大きく、非表示領域は、封入される液晶量に応じて、平均セルギャップが変化し、かつ表示領域の平均セルギャップを越えないことで、液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態の液晶表示素子の平面図である。
【図２】非表示領域と表示領域部分の断面図である。
【図３】液晶量の変化によって平均セルギャップが変化することを説明する図である。
【図４】セルギャップの液晶量依存性を説明する図である。
【図５】セルギャップのバラツキの液晶量依存性を説明する図である。
【図６】第２の実施の形態の液晶表示素子の平面図である。
【図７】別の非表示領域と表示領域部分の断面図である。
【図８】さらに別の非表示領域と表示領域部分の断面図である。
【図９】弾性率の異なるプラスチック基板を用いた時のセルギャップの液晶量依存性を説明する図である。
【図１０】弾性率の異なるプラスチック基板を用いた時のセルギャップのバラツキの液晶量依存性を説明する図である。
【図１１】非表示領域のスペーサを備えない領域の大きさを変えた時のセルギャップの液晶量依存性を説明する図である。
【図１２】非表示領域のスペーサを備えない領域の大きさを変えた時のセルギャップのバラツキの液晶量依存性を説明する図である。
【図１３】弾性率の異なるプラスチック基板における非表示領域のスペーサを備えない領域の大きさを変えた時のセルギャップの液晶量依存性を説明する図である。
【図１４】弾性率の異なるプラスチック基板における非表示領域のスペーサを備えない領域の大きさを変えた時のセルギャップのバラツキの液晶量依存性を説明する図である。
【図１５】実施例に対して比較例において気泡や表示斑の発生を示す表の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の液晶表示素子の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２０】
［液晶表示素子の第１の実施の形態］
図１は液晶表示素子の平面図、図２は非表示領域と表示領域部分の断面図、図３は液晶量の変化によって平均セルギャップが変化することを説明する図である。
【００２１】
この実施の形態の液晶表示素子１０は、可撓性を有する第１の基板１１と、第１の基板１１に対向配置されて可撓性を有する第２の基板１２と、第１の基板１１と第２の基板１２との間に設けられたシール領域内側に封入された液晶層１３とを備え、全体が湾曲して変形することができるように構成されている。シール領域は、略矩形枠状のシール材１４によって形成される。
【００２２】
第１の基板１１は、例えばポリカーボネート等の透明な可撓性基板である矩形状のプラスチック基板と、プラスチック基板の液晶層側の表面に積層された防湿膜と、防湿膜の表面に積層された複数の画素電極と、画素電極に接続された複数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する）と、画素電極及びＴＦＴ等を覆う配向膜とが形成されている。
【００２３】
第２の基板１２は、第１の基板１１と同様のプラスチック基板と、プラスチック基板の液晶層側の表面に積層された防湿膜と、防湿膜の表面に積層されてＩＴＯ等により形成された透明電極と、透明電極を覆う配向膜とが形成されている。また、第２の基板１２には、カラーフィルタが形成されている。
【００２４】
液晶層１３は、第２の基板１２に、略矩形枠状のシール材１４によって囲まれた状態で、第１の基板１１と第２の基板１２との間に封入されている。シール材１４の内側に表示に寄与しない非表示領域５が形成され、この非表示領域５の内側に表示に寄与する表示領域６が形成されている。
【００２５】
シール材１４には、例えばエポキシ樹脂等の強接着性を有する非導電性樹脂を適用することが可能である。また、シール材１４には、例えば、シリコン樹脂や熱可塑エラストマー等の弾性が高い熱可塑性樹脂を適用することがより好ましい。シール材１４は、第１の基板１１及び第２の基板１２の四辺に沿って形成され、これら第１の基板１１と第２の基板１２とを互いに密接させた状態で保持している。液晶層１３の液晶材料としては、例えばネマティック液晶が用いられるが、その他にコレステリック液晶やスメクティック液晶等を用いてもよい。
【００２６】
このように、第１の基板１１と第２の基板１２と、液晶層１３とが接する領域が、表示領域６と、この表示領域６を取り囲む非表示領域５とに分割され、表示領域６には、第１の基板１１と第２の基板１２の基板間に配置され、この基板間の間隙を保持する複数のスペーサ１５を備え、非表示領域５には、スペーサを備えない領域を設ける。このため、第１の基板１１と第２の基板１２が接触することもあるので、第１の基板１１と第２の基板１２の液晶層１３とが接する面に電極等が露出しないように保護膜を被覆したり、部分的にスペーサを配置したりするなどの手段を用いて、不要に両基板が電気的に短絡することを防ぐ構成とすることは自明である。
【００２７】
スペーサ１５は、例えば略円柱等の柱状に形成されたフォトスペーサにより構成され、表示領域６の全体に亘って配置されている。なお、スペーサ１５は、例えば樹脂等の粒子状のスペーサを適用することも可能である。
【００２８】
表示領域６は、矩形状に形成され、スペーサ１５が形成されることにより、第１の基板１１と第２の基板１２との間隔である液晶層１３の厚みが一定に維持され、非表示領域５にはスペーサを備えない領域を設けることで、非表示領域５の平均セルギャップは、表示領域６の平均セルギャップよりも小さい。
【００２９】
このように、液晶表示素子１０は、第１の基板１１と第２の基板１２との間に封入されて第１の基板１１と第２の基板１２と液晶層１３とが接する領域が、表示領域６と、この表示領域６を取り囲む非表示領域５とに分割され、非表示領域５の平均セルギャップ（液晶層１３の厚み）は、表示領域６の平均セルギャップ（液晶層１３の厚み）よりも小さく構成されている。
【００３０】
すなわち、液晶表示素子１０に、スペーサを備えない非表示領域５と、スペーサを備える表示領域６を設けると、図２に示すように、液晶層１３の液晶量が設計容積（パネル面積×スペーサ高さ）より少ない場合は、「設計容積−液晶量」の差圧分の圧力を、第１の基板１１と第２の基板１２は大気圧により受けるため第１の基板１１と第２の基板１２は撓むが、非表示領域５の方が基板の撓み量が表示領域６の基板の撓み量より大きくなり、その結果スペーサを備える表示領域６に比べ、平均セルギャップは小さくなる。
【００３１】
封入される液晶量に応じて、図３に示すように、非表示領域５及び表示領域６の平均セルギャップが変化し、かつ表示領域６の平均セルギャップを越えない。非表示領域５の平均セルギャップは、表示領域６の平均セルギャップよりも小さく、第１の基板１１と第２の基板１２は撓みが大きく、平均セルギャップの変化が大きい。一方、表示領域６の平均セルギャップは、スペーサを備えているため非表示領域５の平均セルギャップよりも大きく、第１の基板１１と第２の基板１２は撓みが小さく、平均セルギャップの変化が小さい。
【００３２】
この液晶量を変えたときのセルギャップ変化とセルギャップバラツキ変化の試験を行った。この試験では、基板として、ガラス繊維と硬化性樹脂との複合材を用い、基板の厚みは１００μｍであり、弾性係数は、２５ＧＰａである。また、用いたスペーサの高さは５μｍである。
【００３３】
セルギャップ変化の試験は、３．５型液晶パネルにおいて、非表示領域を設けない通常のパネルと、非表示領域を設けたこの発明のパネルの２種類について、セルギャップの液晶充填率依存性を求めた。具体的には、液晶量を変えて作製した各パネルの表示領域のセルギャップ平均値を測定し、液晶充填率に対する変化の度合いを調べた。対象となるパネルは前述のように可撓性基板を使用しているため、表示領域全域のセルギャップを測定し、その平均値を求めた。測定は、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを５００μｍφに絞ったプローブ光を縦横１ｍｍピッチ動かし測定した。測定したデータ数はおおよそ４０００点である。
【００３４】
セルギャップバラツキ変化の試験は、測定で得られたセルギャップデータ４０００点より、セルギャップの平均値（図４）と、セルギャップのバラツキとなる標準偏差（σ）（図５）を求めた。
【００３５】
セルギャップ変化の試験結果を、図４に基づいて説明する。図４はセルギャップの液晶量依存性を説明する図である。横軸が液晶充填率（％）を示し、縦軸が平均セルギャップ（μｍ）を示し、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合を○で示し、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合を×で示した。
【００３６】
この試験結果によると、液晶量を変えたときのセルギャップ変化は、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合は、約５．１（μｍ）から５．２（μｍ）の範囲で変化し、変化が小さいが、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合は、約４．９（μｍ）から５．３（μｍ）の範囲で変化し、変化が大きかった。また、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合は、液晶充填率（％）が、約８５％から約９５％の範囲では、液晶量が足りず気泡が発生した。このように、非表示領域５にスペーサを配置しないで緩衝領域を設けることにより、液晶量に対するセルギャップ変化が緩やかであり、セルギャップの安定性が向上し、気泡は生じにくい。この試験結果では、気泡は生じなかった。
【００３７】
セルギャップは、用いるスペーサにより規定されるが、本試験での緩衝領域を設けた場合では、スペーサ高さより大きいセルギャップで安定になるという結果が得られた。これは、スペーサの無い緩衝領域に液晶が移動するとき、大気により押さえつけられている基板間の圧力に抗して液晶は侵入しなければならず、表示領域から押し出される力と緩衝領域を押さえつける大気圧とが釣り合いによりセルギャップは規定されると考えられる。このように、スペーサを配置しない緩衝領域は、表示領域から緩衝領域に液晶が移動するにあたり、障壁のような機能を果たすため表示領域のセルギャップを一定に保つと考えられる。
【００３８】
セルギャップバラツキ変化の試験結果を、図５に基づいて説明する。図５はセルギャップのバラツキの液晶量依存性を説明する図である。横軸が液晶充填率（％）を示し、縦軸がセルギャップバラツキ（３σ）（μｍ）を示し、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合を○で示し、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合を×で示した。
【００３９】
この試験結果によると、液晶量を変えたときのセルギャップバラツキ変化は、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合は、約０．１５（μｍ）程度で変化が小さいが、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合は、約０．１５（μｍ）から０．３（μｍ）の範囲で変化し、変化が大きかった。このように、非表示領域５にスペーサを配置しないで緩衝領域を設けることにより、液晶量に対するセルギャップバラツキが一定であり、セルギャップの均一性が向上し、セルギャップの安定性が向上し、気泡は生じにくいことから製品の性能が向上する。また、液晶滴下工程において、非表示領域にスペーサを備えないことで、液晶の移動が一対の基板間で基板が撓み間隔が狭くなるために規制され、硬化前シールと液晶が接触しにくいことから硬化前シールによって液晶の性能が損なわれることがなく製品の品質、信頼性が向上する。
【００４０】
また、封入される液晶量に応じて、非表示領域５及び表示領域６の平均セルギャップが変化し、この時、液晶層の厚み（セルギャップ）は基板の撓み具合により決まるため、厳密にはセルギャップはスペーサ間での撓み量に応じた値を示すが、スペーサ間隔より広い領域でのセルギャップの平均値を平均セルギャップと定義（あるいは、表示領域６、非表示領域５でのそれぞれのセルギャップの平均値）すれば、平均セルギャップは基板の撓み量と相関をもった指標として扱うことができる。
【００４１】
したがって、液晶層１３が接する領域を、表示領域６と、この表示領域６を取り囲む非表示領域５とに分割され、非表示領域５の平均セルギャップは、表示領域６の平均セルギャップよりも小さくすることで、非表示領域５は、封入される液晶量に応じて、平均セルギャップが変化し、かつ表示領域の平均セルギャップを越えないことで、液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することが可能である。
【００４２】
［液晶表示素子の第２の実施の形態］
第２の実施の形態を、図６に基づいて説明する。図６は液晶表示素子の平面図である。この実施の形態では、シール材１４の１辺の内側にのみ表示に寄与しない非表示領域５が形成され、他の３辺の内側に表示に寄与する表示領域６が形成されている。
【００４３】
この実施の形態でも第１の実施の形態と同様に、表示領域６と、非表示領域５とに分割され、表示領域６には、一対の基板間の間隙を保持する複数のスペーサを備え、非表示領域５には、スペーサを備えない領域を設け、非表示領域５の平均セルギャップは、表示領域６の平均セルギャップよりも小さいく構成される。  
【００４４】
（非表示領域の構成）
第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、非表示領域には、図２及び図３に示すように、スペーサを備えない領域を設けているが、図７及び８のように構成することができる。
【００４５】
図７の実施の形態では、非表示領域５には、シール領域側にスペーサ５０が配置され、表示領域側にスペーサを備えない領域を設けている。この実施の形態では、シール領域側にスペーサ５０を配置することで、スペーサ５０によって積極的に液晶１３を非表示領域５に溜めることができる。
【００４６】
図８の実施の形態では、非表示領域５のスペーサを備えない領域は、シール材１４の長さＬ１を、スペーサ５０の長さＬ２より長くし、表示領域６の第１の基板１１と第２の基板１２間の間隔より、シール領域の第１の基板１１と第２の基板１２間の間隔を広くしており、この広くなった部分により積極的に液晶１３を非表示領域５に溜めることができる。
【００４７】
このように、非表示領域５には、スペーサを備えない領域を設けることで、非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量よりも大きく、非表示領域５は、封入される液晶量に応じて、平均セルギャップが変化し、かつ表示領域６の平均セルギャップを越えないことで、液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することが可能である。
【００４８】
（基板）
透明な可撓性基板としては、ガラス繊維と硬化性樹脂との複合材を用いたが、特に限定されず、従来公知のものを全て使用できる。プラスチック基板を形成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミド等の熱可塑性樹脂や、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル、ポリジアリルフタレート、ポリイソボニルメタクリレート等の熱硬化性樹脂などを挙げることができる。かかる樹脂は、１種又は２種以上を用いることができ、他成分との共重合体や混合物として用いることもできる。このような透明可撓性基板の厚み、弾性率は、封入される液晶量に応じて可撓性基板が追従して撓むことができるよう液晶表示素子の仕様に合わせて決定すればよい。
【００４９】
図４、５では、弾性率２５ＧＰａのプラスチック基板での試験結果を示したが、弾性率が２ＧＰａであるプラスチック基板においても、同様の試験を行った。このときの基板の厚みは１００μｍである。
【００５０】
セルギャップバラツキ変化の試験は、同様に測定で得られたセルギャップデータ４０００点より、セルギャップの平均値（図９）と、セルギャップのバラツキとなる標準偏差（σ）（図１０）を求めた。
【００５１】
セルギャップ変化の試験結果を、図９に基づいて説明する。図９はセルギャップの液晶量依存性を説明する図である。横軸が液晶充填率（％）を示し、縦軸が平均セルギャップ（μｍ）を示し、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合を○で示し、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合を×で示した。
【００５２】
この試験結果によると、液晶量を変えたときのセルギャップ変化は、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合は、約５．０５（μｍ）から５．２（μｍ）の範囲で変化し、特に液晶充填率が９０（％）を越える範囲ではセルギャップはほぼ一定の値となっている。
【００５３】
非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合は、約４．９（μｍ）から５．１（μｍ）の範囲で変化し、変化が大きかった。また、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合は、液晶充填率（％）が、９６（％）では、液晶量が足りず気泡が発生した。このように、非表示領域５にスペーサを配置しないで緩衝領域を設けることにより、液晶量に対するセルギャップ変化が緩やかであり、セルギャップの安定性が向上し、気泡は生じにくい。この試験結果では、気泡は生じなかった。
【００５４】
セルギャップバラツキ変化の試験結果を、図１０に基づいて説明する。図１０はセルギャップのバラツキの液晶量依存性を説明する図である。横軸が液晶充填率（％）を示し、縦軸がセルギャップバラツキ（３σ）（μｍ）を示し、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合を○で示し、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合を×で示した。
【００５５】
この試験結果によると、液晶量を変えたときのセルギャップバラツキ変化は、非表示領域５にスペーサがなく緩衝領域がある場合は、試験範囲内では全て０．２０（μｍ）以下であり、液晶充填率１００（％）前後では０．１５（μｍ）程度と小さいが、非表示領域５にスペーサを配置し緩衝領域がない場合は、液晶充填率に対する変化が大きく安定せず、液晶充填率１００（％）以上では０．２（μｍ）を越えてしまう。
【００５６】
このように、非表示領域５にスペーサを配置しないで緩衝領域を設けることにより、液晶量に対するセルギャップバラツキが一定であり、セルギャップの均一性が向上し、セルギャップの安定性が向上し、気泡は生じにくいことから製品の性能が向上する。また、液晶滴下工程において、非表示領域にスペーサを備えないことで、液晶の移動が一対の基板間で基板が撓み間隔が狭くなるために規制され、硬化前シールと液晶が接触しにくいことから硬化前シールによって液晶の性能が損なわれることがなく製品の品質、信頼性が向上する。
【００５７】
（スペーサ）
スペーサは、感光性の樹脂膜を塗布後、露光現像をすることにより形成されるがこれに限定されない。また、スペーサ形状、スペーサの高さ、スペーサの配置密度は、液晶表示素子の基板間隔設計に応じて決定すればよい。また、液晶材料の供給を真空注入法で行う場合は、注入経路となる領域にスペーサを形成すればよい。
【００５８】
この発明では、非表示領域５の平均セルギャップは、表示領域６の平均セルギャップよりも小さく構成され、非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量よりも大きい。しかも非表示領域５は、封入される液晶量に応じて平均セルギャップが変化し、かつ表示領域６の平均セルギャップを超えないことを特徴とする。
【００５９】
（緩衝領域の大きさ）
本発明での緩衝領域は余剰となった液晶を蓄える機能を有することを特長としている。その効果の程度を確認するために緩衝領域の大きさを変えて、前述の液晶量を変えたときのセルギャップ変化とセルギャップバラツキ変化の試験を行った。この試験で用いた基板は、弾性係数２５ＧＰａと２ＧＰａの２種類である。また、用いたスペーサの高さは５μｍである。
【００６０】
セルギャップ変化の試験は、３．５型液晶パネルにおいて、非表示領域を設けない通常のパネルと、非表示領域を設けたこの発明のパネルの２種類について、セルギャップの液晶充填率依存性を求めた。具体的には、液晶量を変えて作製した各パネルの表示領域のセルギャップ平均値を測定し、液晶充填率に対する変化の度合いを調べた。対象となるパネルは前述のように可撓性基板を使用しているため、表示領域全域のセルギャップを測定し、その平均値を求めた。測定は、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを５００μｍφに絞ったプローブ光を縦横１ｍｍピッチ動かし測定した。測定したデータ数はおおよそ４０００点である。
【００６１】
セルギャップバラツキ変化の試験は、測定で得られたセルギャップデータ４０００点より、セルギャップの平均値と、セルギャップのバラツキとなる標準偏差（σ）を求めた。
【００６２】
基板弾性係数２５ＧＰａの試験結果を、図１１（セルギャップの平均値）、図１２（セルギャップのバラツキとなる標準偏差）に、基板弾性係数２ＧＰａの試験結果を、図１３（セルギャップの平均値）、図１４（セルギャップのバラツキとなる標準偏差）に示す。このときの緩衝領域の大きさは、表示領域に対する比率として図中に表しており、０（％）は緩衝領域の大きさが０％、すなわち緩衝領域の無い従来のパネルを表す。
【００６３】
基板弾性係数２５ＧＰａ、２ＧＰａの両者ともに、緩衝領域が大きいほど平均セルギャップ、及びそのバラツキ（３σ）は液晶充填率に対して安定に推移しており、より大きな効果が得られることが判ったが、５％程度の緩衝領域を設けることもで、液晶量に対する平均セルギャップの変化量は小さくなり、その効果を得ることができる。気泡発生は、緩衝領域を設けた全てのパネルにおいて見られなかった。
【００６４】
この発明の構成では、非表示領域５にスペーサを形成しないことにより、非表示領域５の基板の撓み量を、表示領域６の基板の撓み量よりも大きくしているが、例えば基板の厚みと弾性係数、そのときのスペーサの大きさや非表示領域５の大きさ、あるいは基板とスペーサの弾性係数の大小などを適正な範囲設定することで、非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量よりも大きくする構成にすることができる。
【００６５】
［実施例１］
次に、液晶表示素子の実施例について説明する。基板１１，１２として、ガラス繊維と硬化性樹脂との複合材を用い、厚みは１００μｍであり、弾性係数は、２５ＧＰａである。この基板１１，１２の少なくとも一方の表面に対し、ＳｉＯ膜をスパッタリングにより約１０００Åの厚さに形成し、これを防湿膜とする。続いて、各基板１１，１２に対し、防湿膜の表面にＩＴＯをスパッタリングして電極をそれぞれ形成した。また、公知の方法により、基板１１にはＴＦＴ等を形成する一方、基板１２にはカラーフィルタ等を形成した。
【００６６】
次に、基板１１にネガ型の感光性樹脂（例えば、ＪＳＲ株式会社製のＪＮＰＣ８０）を塗布し、フォトリソグラフィによって複数のフォトスペーサを所定の間隔で形成した。フォトスペーサは、高さが５μｍで直径が２０μｍである略円柱状に形成した。
【００６７】
フォトスペーサは、非表示領域５ではスペーサを配置しないで、表示領域６でスペーサの配置密度を、１００（個／平方ｍｍ）とした。
【００６８】
その後、基板１２に対して透明電極を覆うように配向膜をスピンコートで塗布した後に焼成して形成し、ラビングによって配向処理を施した。
【００６９】
続いて、滴下注入法により液晶材料を基板１１と基板１２との間に注入する。すなわち、まず、基板１２の非表示領域５に硬化前のシール材１４をディスペンサ等により供給する。
【００７０】
次に、基板１２におけるシール材１４の内側であり、且つシール隔壁部の内側の領域に液晶材料を供給し、真空中において、基板１１と基板１２とを互いに貼合せ、加熱すると共に加圧してシール材１４を硬化させた。液晶材料は液晶充填率９０〜１００％の範囲で供給し、気泡発生の有無、表示斑発生の有無について評価した。
【００７１】
封入される液晶量に応じて非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量よりも大きく変化し、かつ表示領域６の平均セルギャップを越えないことで、液晶量を適正領域に制御できた。
【００７２】
したがって、ガラスに代わってプラスチック等の可撓性基板を用いた場合、例えば設計パネル容積よりも多い液晶量を封入することがあっても、封入される液晶量に応じて非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量よりも大きく変化し、液晶量を適正領域に制御できるので、気泡や表示斑の発生を防止することが可能であった。その結果を図１５の表に示す。
【００７３】
［実施例２］
実施例１と同様であるが、ポリカーボネートで形成した基板１１，１２を用いた。この基板の厚みは５０μｍであり、弾性係数は、２ＧＰａである。フォトスペーサは、高さが５μｍで直径が２０μｍである略円柱状に形成したものを用い、フォトスペーサは、非表示領域５ではスペーサを配置しないで、表示領域６でスペーサの配置密度を、４００（個／平方ｍｍ）の密とした。
【００７４】
なお、実施例２では、実施例１に比べ基板１１，１２のフィルムが薄くかつ軟らかい材料なので、表示領域のスペーサの配置密度はピッチ換算で５０μｍピッチ程度とし、実施例１よりも撓みやすい分密度を大きくすることが好ましい。
【００７５】
封入される液晶量に応じて非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量よりも大きく変化し、かつ表示領域６の平均セルギャップを越えないことで、液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することが可能であった。その結果を図１５の表に示す。
【００７６】
［比較例１］
実施例１と同様であるが、フォトスペーサは、非表示領域５でスペーサの配置密度を、１００（個／平方ｍｍ）とし、表示領域６でスペーサの配置密度を、１００（個／平方ｍｍ）とした。
【００７７】
封入される液晶量に応じて非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量と同様に変化し、液晶量を適正領域に制御できず、気泡の発生を防止することができなかった。その結果を図１５の表に示す。
【００７８】
［比較例２］
比較例１と同様であるが、フォトスペーサは、非表示領域５でスペーサの配置密度を、２５（個／平方ｍｍ）の密とし、表示領域６でスペーサの配置密度を、２０（個／平方ｍｍ）の疎とした。
【００７９】
封入される液晶量に応じて非表示領域５の基板の撓み量は、表示領域６の基板の撓み量より小さく変化し、液晶量を適正領域に制御できず、表示斑の発生を防止することができなかった。その結果を図１５の表に示す。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明は、可撓性を有する液晶表示素子に適用可能であり、液晶量を適正領域に制御でき、気泡や表示斑の発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００８１】
５  非表示領域
６  表示領域
１０  液晶表示素子
１１  第１の基板
１２  第２の基板
１３  液晶層
１４  略矩形枠状のシール材
１５  スペーサ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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