(57)【要約】【課題】注入口の狭隘化および閉塞を防止すると共に、気体、液晶および封止剤の流通が容易である注入口を有するフィルム基板を使用したフレキシブルな液晶表示素子の実現。【解決手段】可撓性の第１および第２基板11,12と、第１および第２基板を接着固定して所定の間隔に維持する基板間スペーサ構造物31と、第１基板と第２基板間の空間をシールしてセル空間19を形成するシール剤17と、セル空間に充填された液晶15と、液晶をセル空間に充填するための注入口18と、を有し、注入口は、基板間を所定の間隔に維持する注入口スペーサ構造物33を有し、注入口スペーサ構造物は、延伸方向が互いに平行になるように配置された複数の延伸構造物を複数列有し、各列において、所定間隔で配置され、隣接する列の複数の延伸構造物は、一方の列の複数の延伸構造物の延伸方向上に他方の列の複数の延伸構造物の延伸方向が重ならないように配置されている液晶表示素子。【選択図】図１１
2013054188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の第１基板および第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板を接着固定して前記第１基板と前記第２基板間を所定の間隔に維持する基板間スペーサ構造物と、
前記第１基板と前記第２基板の周辺部に設けられ、前記第１基板と前記第２基板間の空間をシールしてセル空間を形成するシール剤と、
前記セル空間に充填された液晶と、
前記第１基板と前記第２基板間に形成され、外部から前記液晶を前記セル空間に充填するための注入口と、を備え、
前記注入口は、前記第１基板と前記第２基板間を所定の間隔に維持する注入口スペーサ構造物を備え、
前記注入口スペーサ構造物は、前記第１および第２基板に垂直な方向から見た時に、延伸方向が互いに平行になるように配置された複数の延伸構造物を複数列有し、
各列において、前記複数の延伸構造物は、所定間隔で配置され、
隣接する列の前記複数の延伸構造物は、一方の列の前記複数の延伸構造物の延伸方向上に他方の列の前記複数の延伸構造物の延伸方向が重ならないよう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】
１つの列の前記延伸構造物の端部は、隣接する列の前記複数の延伸構造物の隣接する端部の中間に位置するように配置されている請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記複数列の延伸構造物は、同一の延伸方向を有し、前記所定間隔は同一であり、
隣接する列の延伸構造物は、前記所定間隔の１／２ずれて配置されている請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
隣接する列の延伸構造物は、延伸方向の長さが異なる請求項３記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記複数列の延伸構造物の延伸方向は、前記注入口が外部と接する面に垂直である請求項３または４記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記複数列の延伸構造物の延伸方向は、前記注入口が外部と接する面に垂直な方向から傾いており、傾き角は４５度以下である請求項３または４記載の液晶表示素子。
【請求項７】
隣接する列の延伸構造物は、異なる延伸方向を有する請求項２記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、透明電極が形成された２枚の基板を、透明電極が対向するように一定の間隔（ギャップ）で貼り合せ、２枚の基板間に密閉したセル空間を形成するように２枚の基板の周辺にシール剤を設け、セル空間に液晶を充填する。ギャップを一定に維持するために、２枚の基板間に、ビーズスペーサまたはフォトリソグラフィ等により形成される柱状スペーサを設ける。シール剤の一部は、液晶の注入口を形成し、液晶は、真空汲み上げ法により、注入口を通してセル空間に充填される。注入口は、液晶の充填が完了した後、封止剤により封止される。
【０００３】
近年、液晶表示素子では、ガラス製の基板の替わりに、可撓性の（フレキシブルな）樹脂基板（フィルム基板）を用いた湾曲可能な素子が開発されており、さらに素子を湾曲した時にもギャップを維持するように、接着性を有する柱状スペーサが使用される。
【０００４】
フレキシブルなフィルム基板を使用する場合、素子の製造工程で、注入口部分においてフィルム基板同士の接触などにより注入口が狭くなるか閉塞して、液晶の充填工程で、２枚のフィルム基板が剥がれるなどの問題が発生する場合がある。このような問題を防止するため、注入口の部分にも柱状スペーサを設けることが行なわれる。柱状スペーサの形状および配置間隔は、注入口の狭隘化および閉塞を防止すると共に、セル空間と外部との間の気体、液晶および封止剤の流通が容易であるように決定される。言い換えれば、柱状スペーサの間隔を狭くすると、フィルム基板が撓んだ場合でも注入口の狭隘化および閉塞は発生しにくいが、注入口での気体、液晶および封止剤の流通が阻害されるという問題を生じる。そのため、柱状スペーサの形状および配置間隔は、注入口での狭隘化および閉塞と、気体、液晶および封止剤の流通という２つの条件を考慮して決定する必要がある。
【０００５】
注入口部分に使用する柱状スペーサの形状および配置の例が各種提案されているが、上記の２つの条件を十分に満たすものはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４２１５０号公報
【特許文献２】特開昭５９−１９１０１４号公報
【特許文献３】特開２００８−２２５００２号公報
【特許文献４】特開２００６−２４３６５８号公報
【特許文献４】ＷＯ２００７／００７３９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実施形態は、注入口の狭隘化および閉塞を防止すると共に、セル空間と外部との間の気体、液晶および封止剤の流通が容易である注入口を有するフィルム基板を使用したフレキシブルな液晶表示素子を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、可撓性の第１基板および第２基板と、第１基板と第２基板を接着固定して第１基板と第２基板間を所定の間隔に維持する基板間スペーサ構造物と、第１基板と第２基板の周辺部に設けられ、第１基板と第２基板間の空間をシールしてセル空間を形成するシール剤と、セル空間に充填された液晶と、第１基板と第２基板間に形成され、外部から液晶をセル空間に充填するための注入口と、を有し、注入口は、第１基板と第２基板間を所定の間隔に維持する注入口スペーサ構造物を有し、注入口スペーサ構造物は、第１および第２基板に垂直な方向から見た時に、延伸方向が互いに平行になるように配置された複数の延伸構造物を複数列有し、各列において、複数の延伸構造物は、所定間隔で配置され、隣接する列の複数の延伸構造物は、一方の列の複数の延伸構造物の延伸方向上に他方の列の複数の延伸構造物の延伸方向が重ならないように配置されている液晶表示素子が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態によれば、製造工程で、真空汲み上げ法による液晶の充填時の２枚の基板の剥離が防止でき、封止剤により注入口を確実に封止して液晶の漏れが起きない液晶表示素子が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一般的な液晶表示素子の構造を示す図である。
【図２】図２は、図１の液晶表示素子の製造方法を示す図である。
【図３】図３は、上側基板および下側基板をフレキシブルなフィルム基板で形成し、湾曲可能にした液晶表示素子の断面を示す図であり、（Ａ）が通常状態を、（Ｂ）が湾曲状態を示す。
【図４】図４は、柱状スペーサ（スペーサ構造物）の例を示す図である。
【図５】図５は、柱状スペーサと、上下基板の帯状電極との関係を詳細に示す図である。
【図６】図６は、真空汲み上げ法を説明する図であり、液晶パネルに、真空汲み上げ法により液晶を注入する場合の例を示す。
【図７】図７は、注入口１８の封止方法を説明する図である。
【図８】図８は、注入口が狭すぎる場合に、真空汲み上げ法による液晶の充填工程において発生する問題を説明する図である。
【図９】図９は、注入口の部分に、円柱状スペーサを規則的に配置した場合の問題を説明する図である。
【図１０】図１０は、フィルム基板の撓みによる注入口の閉塞を緩和するために提案されている、外部とセル空間を結ぶ方向に伸び、互いに平行に配置された複数の柱状スペーサの例およびその問題点を説明する図である。
【図１１】図１１は、実施形態の液晶表示素子の注入口の部分の柱状スペーサの形状および配置を示す図である。
【図１２】図１２は、柱状スペーサの形状および配置には各種の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態を説明する前に、一般的な液晶表示素子の構造と、製造方法を説明する。
図１は、一般的な液晶表示素子の構造を示す図である。図１に示すように、液晶表示素子１０は、第１基板（上側基板）１１と、第２基板（下側基板）１２と、上側基板１１と下側基板１２の間隔（ギャップ）を規定するビーズスペーサ１６と、上側基板１１と下側基板１２の間の周辺部分に設けられたシール剤１７と、を有する。上側基板１１および下側基板１２の対向する表面には、透明電極および配向膜等を含む層１３および１４が形成されている。シール剤１７は、上側基板１１および下側基板１２の間のセル空間を外部から密閉する。ビーズスペーサ１６は、セル空間内に位置する。シール剤１７は、開口部である注入口１８を有する。液晶１５は、貼り合せた上側基板１１と下側基板１２の間のセル空間に、例えば「真空汲み上げ法」により、注入口１８を通して充填される。ビーズスペーサ１６は、例えば直径５μｍの球体で、下側基板１２の上に散布される。その後、下側基板１２の上に上側基板１１を載置して、２枚の基板が貼り合される。これにより、ギャップが基板全面で５μｍに維持される。注入口１８は、液晶１５の充填が完了した後、封止剤により封止される。
【００１２】
図２は、図１の液晶表示素子の製造方法を示す図である。上側基板１１の表面に透明電極および配向膜等を含む層１３を形成した後、層１３の上にシール剤１７を塗布する。シール剤１７は、上側基板１１の周辺部に一部を除いて内側を囲むように塗布される。シール剤を塗布しない部分が注入口１８になる。
【００１３】
下側基板１２の表面に透明電極および配向膜等を含む層１４を形成した後、層１４の上にビーズスペーサ１６を所定の密度で散布する。
【００１４】
上側基板１１と下側基板１２を、層１３および１４が対向するように貼り合せる。
その後、貼り合せた素子を真空チャンバ内に保持し、真空チャンバ内を真空にする。これにより、素子のセル空間１９も真空になる。この状態で、液晶皿１１０に溜められた液晶１５に注入口１８を浸漬し、真空チャンバ内の真空状態を解除すると、液晶１５が注入口１５を通してセル空間１９内に充填される。
【００１５】
なお、ビーズスペーサ１６の替わりに、フォトリソグラフィにより基板上に柱状の構造物（柱状スペーサ）を形成した後、２枚の基板を貼り合せる場合もある。
【００１６】
これまで、液晶表示素子を構成する２枚の基板は、ガラス製の基板が使用されてきたが、近年ガラス基板の替わりに、可撓性の（フレキシブルな）樹脂基板（フィルム基板）を用いた素子が開発されている。このようなフィルム基板を使用した素子は、湾曲可能であることを特徴としている。
【００１７】
図３は、上側基板１１および下側基板１２をフレキシブルなフィルム基板で形成し、湾曲可能にした液晶表示素子１０の断面を示す図であり、（Ａ）が通常状態を、（Ｂ）が湾曲状態を示す。
【００１８】
液晶表示素子１０は、通常状態では、図３の（Ａ）のように、ギャップが一定であるが、湾曲させた場合には、図３の（Ｂ）のように、素子の中央部分でギャップが大きくなる。このように、ビーズスペーサ１６または柱状スペーサを用いた構造を有する素子で、フィルム基板を使用した場合、素子１０湾曲した時に２枚の基板のギャップが維持できない。そのため、表示素子１０の湾曲時に液晶が大きく流動して表示画像が乱れる。さらに、電子ペーパーなどに用いられる無電圧印加時も双安定状態を保つコレステリック液晶を含む液晶表示素子の場合には、表示画像を維持できないなどの問題が発生する。
【００１９】
そこで、スペーサとして、接着性を有する柱状スペーサが使用される。接着性を有する柱状スペーサを使用することにより、素子１０を湾曲した時にも、２枚の基板１１および１２が離れることがなくなり、ギャップが維持される。
【００２０】
図４は、柱状スペーサ（スペーサ構造物）の例を示す図であり、（Ａ）が斜視図であり、（Ｂ）が平面図であり、（Ｃ）が柱状スペーサ３１の拡大図である。接着性を有さない場合も、図４の柱状スペーサ３１を使用することができるが、ここでは接着性を有するものとして説明する。
【００２１】
図４の（Ｃ）に示すように、柱状スペーサ３１は、基板との接着の安定性を増加させるために、壁の一部が太くなっている。単純マトリクス構造を有する液晶表示素子では、対向する２枚の基板に、９０度異なる２方向に伸びる複数の帯状電極がそれぞれ形成され、帯状電極の交差部分に画素が形成される。図４の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、柱状スペーサ３１は、一方の直線部分が下側基板１２の下側帯状電極２２の間に位置し、他方の直線部分が図示していない上側基板１１の上側帯状電極の間に位置するように配置される。従って、各画素２３は、４個の柱状スペーサ３１で囲まれ、隣接する柱状スペーサ３１の間に４個の開口が形成される。これにより液晶の流動が制限されるため、表示の変化を低減することが可能である。また、各画素１６は、隣接する柱状スペーサ３１の間Ａを介して隣接する画素と接続され、最終的に注入口に接続される。
【００２２】
図５は、柱状スペーサ３１と、上下基板１１、１２の帯状電極２１、２２との関係を詳細に示す図である。柱状スペーサ３１は、帯状電極２１、２２に対して、図５に示すように配置される。
【００２３】
図６は、真空汲み上げ法を説明する図であり、液晶パネルに、真空汲み上げ法により液晶を注入する場合の例を示す。
液晶表示素子１０は、貼り合せた後、注入口１８が設けられた辺を切断する処理を行う。次に、図６の（Ａ）に示すように、真空チャンバ１００内に、液晶表示素子１０と、液晶１５を入れた液晶皿１１０を、配置する。液晶表示素子１０および液晶皿１１０は、真空チャンバ１００内で相対的に移動可能に構成されている。ここでは、液晶皿１１０が移動可能であるとして説明する。
【００２４】
この状態で、真空チャンバ１００内を、例えば、０．１３×１０−２Ｐａ（１×１０−５Ｔｏｒｒ）程度の真空状態にする。これに応じて、液晶表示素子１０のセル空間内の空気も外部に吸引され、セル空間内も真空状態になる。
【００２５】
次に、図２の（Ｂ）に示すように、液晶皿１１０を注入口１８に移動し、注入口１８を液晶皿１１０内の液晶１５に浸漬する。その後、真空チャンバ１００内を常圧に戻す。これにより、毛細管現象により、セル空間１９内に液晶１５が広がる。液晶１５がセル空間１９の全空間に広がると、注入口１８を液晶皿１１０から離し、注入口１８を封止する。
【００２６】
図７は、注入口１８の封止方法を説明する図である。
図７の（Ａ）に示すように、真空汲み上げ法により液晶が充填された液晶表示素子１０の注入口１８の端面を含む液晶表示素子１８の断面では、上側基板１１と下側基板１２の間に液晶１５が満たされている。図７の（Ｂ）に示すように、上側基板１１と下側基板１２に圧力をかけると、液晶１５が注入口１８から少量押し出されるので、押し出された液晶１５を拭き取ると、図７の（Ｃ）に示す状態になる。この状態で、図７の（Ｄ）に示すように、注入口１８を、封止剤１２１を入れた容器１２０に浸漬し、上側基板１１と下側基板１２にかけていた圧力を解除すると、少量の封止剤１２１が注入口１８に入り、図７の（Ｅ）に示す状態になる。封止剤１２１は、例えば熱硬化樹脂であり、図７の（Ｅ）の状態で熱を加えることにより封止剤１２１が硬化して注入口１８が塞がれる。
【００２７】
図８は、注入口１８が狭すぎる場合に、真空汲み上げ法による液晶の充填工程において発生する問題を説明する図である。
【００２８】
図８の（Ａ）に示すように、２枚の基板１１、１２は、柱状スペーサ３１により接着されており、２枚の基板１１、１２の間の周辺部のシール剤１７により、注入口１８を除いて密閉されたセル空間１９が形成されている。
【００２９】
前述のように、液晶表示素子１０を真空チャンバ１００内に入れて、真空チャンバ１００内を真空状態に変化させると、セル空間１９内の空気も注入口１８を通して排気される。この時、注入口１８が狭すぎて、セル空間１９の空気が注入口１８を通して抜ける速度が、真空チャンバ１００内の空気が抜ける速度よりも遅くなると、セル空間１９内の圧力の方が、真空チャンバ１００内の圧力より大きくなる状態が生じる。この状態では、セル空間１９と真空チャンバ１００内の圧力差により、フィルム基板１１、１２を外側に押す力が働く。圧力差が大きい場合には、図８の（Ｂ）に示すように、フィルム基板１１、１２が柱状スペーサ３１から剥がれて、２枚のフィルム基板１１、１２が袋状になる場合がある。このような状態になると、表示素子は修復不能であり、不良品となる。
【００３０】
注入口１８の幅は、例えば７ｍｍ前後で、高さは２枚の基板フィルム１１、１２のギャップに対応し、例えば５μｍ前後であり、横幅に比べて高さが非常に小さい。そのため、２枚のフィルム基板を貼り合せる工程などにおいて、注入口１８の部分で、２枚のフィルム基板１１、１２が直接貼り付き、注入口１８の開口部が狭くなり、さらには閉塞するなどの問題が発生する。
【００３１】
例えば、２枚のフィルム基板１１、１２を貼り合せる工程では、液晶表示素子１０を真空パックし、大気圧により基板に均一に荷重をかけるが、注入口１８の部分で基板が撓み、２枚のフィルム基板１１、１２が接触して、そのまま貼り付いてしまう場合がある。
【００３２】
そこで、注入口１８の部分にも、ビーズスペーサまたは柱状スペーサを配置することが提案されている。スペーサの間隔は、２枚のフィルム基板の貼り合せ工程で大気圧がかかることによりフィルム基板が撓む場合でも、２枚の基板が接触しないように決定される。そのため、規則的なスペーサの配置が可能なフォトリソグラフィにより形成する柱状スペーサを使用することが望ましい。注入口１８の部分に使用する柱状スペーサとして、基板に対して垂直な方向から見た時に円形または正方形の形状を有するものや、２個の正方形をつないだ形状や、細長い長方形の延伸形状が提案されている。
【００３３】
図９は、注入口１８の部分に、基板に対して垂直な方向から見た時に円形の形状、すなわち、円柱状スペーサ３１を規則的に配置した場合の問題を説明する図である。
【００３４】
図９の（Ａ）は、液晶表示素子１０における注入口１８の配置を示す図であり、Ｐで示す部分に注入口１８が形成される。
【００３５】
図９の（Ｂ）は、注入口１８の部分を拡大した図であり、シール剤１７の間に注入口１８が形成され、注入口１８の部分には、円柱状スペーサ３１が規則的に配置される。一定間隔（ピッチ）で円柱状スペーサ３１が配置された複数の列（ここでは４列）があり、隣接する列は１／２ピッチずれて配置されている。
【００３６】
前述のように、液晶表示素子１０は、２枚のフィルム基盤１１、１２を貼り合せた後、注入口１８が設けられた辺を切断する処理を行い、注入口１８の部分の端面を整える。図９の（Ｃ）において、Ｑで示す切断位置で切断すると、図９の（Ｄ）で示すように、端面の付近に円柱状スペーサ３１の列が残るので、注入口１８は塞がらない。これに対して、図９の（Ｅ）のように、Ｒで示す切断位置で切断すると、図９の（Ｆ）で示すように、端面の付近に円柱状スペーサ３１の列が存在しない。そのため、注入口１８の端面の部分で、２枚のフィルム基板１１、１２は撓みやすく、注入口１８が狭くなり、塞がりやすくなる。
【００３７】
図１０は、このようなフィルム基板の撓みによる注入口の閉塞を緩和するために提案されている、外部とセル空間を結ぶ方向に伸び、互いに平行に配置された複数の柱状スペーサの例およびその問題点を説明する図である。
【００３８】
図１０に示すように、シール剤１７の間に形成された注入口１８には、外部とセル空間を結ぶ方向、すなわち注入口１８のシール剤１７の端面に平行な方向に伸びる複数の柱状スペーサ３２が、所定間隔で配置されている。この間隔は、２枚のフィルム基板の貼り合せ工程で大気圧がかかることによりフィルム基板が撓む場合でも、２枚の基板が接触しないように決定される。
【００３９】
図１０の柱状スペーサ３２を設けた注入口１８であれば、どの位置で切断しても、柱状スペーサ３２が切断面まで伸びているため、液晶の充填工程で、注入口１８が閉塞することはない。また、複数の柱状スペーサ３２により分離された注入口１８の複数の経路は、セル空間内ではつながるため、液晶の充填工程では特に問題を生じない。
【００４０】
前述のように注入口１８の封止工程では、注入口１８を封止剤１２１に浸漬して封止する。図１０に示すように、封止剤１２１が、複数の柱状スペーサ３２により分離された注入口１８の複数の経路に入る。複数の柱状スペーサ３２は、位置や幅に誤差がある上、表面状態にも差がある。そのため、これらの複数の経路は、均等ではなく、経路ごとに封止剤１２１が入る状態が異なる。言い換えれば、図１０に示すように複数の柱状スペーサ３２を設けた場合、封止剤１２１が注入口１８に均等に引き込まれないことになる。
【００４１】
封止剤１２１は、注入口１８に留まり、セル空間１９内には入らないことが望ましい。そのため、複数の柱状スペーサ３２により分離された注入口１８の複数の経路のうち、封止剤１２１がもっとも引き込まれやすい経路でも、封止剤１２１がセル空間１９内には入らないような時間、注入口１８を封止剤１２１に浸漬する。この場合、図１０のように、引き込まれる封止剤１２１が少量である経路が存在する。この状態で封止剤１２１を硬化すると、その経路を介して液晶１５の漏れ（リーク）が発生しやすくなり、液晶表示素子が故障する。
【００４２】
以上、一般的な液晶表示素子の構造、製造方法および問題点について説明した。以下に説明する実施形態の液晶表示素子は、上記の一般的な液晶表示素子と類似の構造を有し、類似の製造方法で製造されるが、注入口１８の部分の柱状スペーサの形状および配置が異なる。例えば、実施形態の液晶表示素子は、長辺が１７５ｍｍ、短辺が１３２ｍｍの長方形で、短辺に幅７ｍｍの注入口を有する。上下基板１１、１２は、厚さ１２５μｍのポリカーボネート製で、液晶層の厚さ、すなわち上下基板１１、１２の間隔（ギャップ）は５μｍである。また、液晶１５は、電子ペーパーに使用される無電圧状態でも双安定状態を維持するコレステリック液晶である。
【００４３】
図１１は、実施形態の液晶表示素子の注入口１８の部分の柱状スペーサの形状および配置を示す図である。
【００４４】
図１１の（Ａ）に示すように、シール剤１７の間に形成された注入口１８には、複数の柱状スペーサ３３が配置される。複数の柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向（注入口１８の外部との端面に垂直な方向）、すなわち注入口１８のシール剤１７の端面に平行な方向に伸びる延伸形状を有する。複数の柱状スペーサ３２は、延伸方向の位置に応じて、複数のグループ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、および３３Ｄに分けられ、各グループの複数の柱状スペーサ３２は、同じ長さを有し、所定ピッチで平行に配置される。グループ３３Ａおよび３３Ｃの複数の柱状スペーサ３３は、グループ３３Ｂおよび３３Ｄの複数の柱状スペーサ３３に対して、延伸方向に垂直な方向に１／２ピッチずれて配置される。柱状スペーサ３２の長さは、例えば、１００〜２００μｍで、幅は、例えば、１０μｍ前後である。
【００４５】
柱状スペーサ３２を配置する所定ピッチは、２枚のフィルム基板１１、１２に大気圧が印加されて撓む場合でも、２枚の基板が接触しないように決定される。具体的には、短辺の長さａ、長辺の長さｂの枠に、ヤング率Ｅの厚さｔ（例えば１２５μｍ）のフィルム基板（例えばポリカーボネート製）を固定し、荷重ｑを印加した場合の撓み量Ｗｍａｘは、次の式で表される。
【００４６】
Ｗｍａｘ＝αｑｂ４／Ｅｔ３
ここで、αは係数である。
【００４７】
２枚の基板１１と１２の間隔（ギャップ）は、５μｍであるから、２枚の基板が２．５μｍ撓むと接触する。そこで、Ｗｍａｘ＝２．５μｍとし、ｑを大気圧とし、材料に応じててα、Ｅおよびｔを決定すると、ｂが算出でき、算出したｂが最大ピッチに対応する。柱状スペーサ３３の配列ピッチは、最大ピッチ以下になるように設定するが、配列ピッチを小さくしすぎると、セル空間の空気が抜けにくくなり、図８の（Ｂ）に示したような素子の破裂が発生する。このため、柱状スペーサ３３の配列ピッチは、液晶の充填工程における真空チャンバの減圧速度も考慮して適宜設定する必要がある。
【００４８】
なお、図１１の（Ａ）では、グループ３３Ａが６個の柱状スペーサ３２を有するように示したが、注入口１８の幅は７ｍｍ前後であり、決定した柱状スペーサ３３の配列ピッチに応じて個数が設定される。また、図１１の（Ａ）では、長さが１００〜２００μｍの柱状スペーサを４グループ設けたが、注入口１８の長さに応じてグループ数を適宜設定することが望ましく、注入口１８の外部との端面から延伸方向に少なくとも０．７ｍｍ以上の範囲で柱状スペーサ３３を設けることが望ましい。
【００４９】
前述のように、液晶表示素子１０は、２枚のフィルム基盤１１、１２を貼り合せた後、注入口１８が設けられた辺を切断する処理を行い、注入口１８の部分の端面を整える。切断装置の切断位置の制度は、通常±１００μｍ前後であるため、図１１に示した柱状スペーサ３３の形状および配置であれば、切断位置が多少ずれても、注入口１８が閉塞することはない。
【００５０】
さらに、柱状スペーサ３３は、延伸方向の位置に応じて複数のグループに別れ、隣接するグループの柱状スペーサ３３は、配列ピッチの１／２だけずれている。柱状スペーサ３３により分けられた経路は、次のグループでは異なる２つの経路のつながるため、たとえ個々の経路で封止剤１２１の引き込み量に差があっても、引き込み量の差は平均化される。そのため、封止剤１２１は、注入口１８の全面に亘って均等に引き込まれることになる。これにより、液晶のリーク等が発生しにくくなる。
【００５１】
前述のように、柱状スペーサ３３の長さや配列ピッチは適宜設定されるが、柱状スペーサの形状および配置には各種の変形例があり得る。以下、そのうちのいくつかを説明する。
【００５２】
図１２は、柱状スペーサの形状および配置には各種の変形例を示す図である。
図１２の（Ａ）は、柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向に伸びる延伸形状を有し、延伸方向の位置に応じて複数のグループ３３Ａ−３３Ｅに分けられ、グループにより延伸方向の長さが異なる。具体的には、グループ３３Ａ、３３Ｃおよび３３Ｅの柱状スペーサ３３は短く、グループ３３Ｂおよび３３Ｄの柱状スペーサ３３は長い。各グループで、柱状スペーサ３３は、延伸方向と垂直な方向に所定ピッチで配列され、隣接するグループで、１／２ピッチずれて配置されている。
【００５３】
図１２の（Ｂ）は、柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向から４５度傾いた方向に伸びる延伸形状を有し、外部とセル空間を結ぶ方向の位置に応じて複数のグループ３３Ａ−３３Ｅに分けられる。端のグループを除いて、グループにかかわらず、柱状スペーサ３３の延伸方向の長さは同じである。各グループで、柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向と垂直な方向に所定ピッチで配列され、隣接するグループで、１／２ピッチずれて配置されている。
【００５４】
図１２の（Ｃ）は、図１２の（Ｂ）の柱状スペーサの形状および配置で、隣接するグループで柱状スペーサ３３の延伸方向を変えたものである。グループ３３Ａおよび３３Ｃの柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向から＋４５度傾いた方向に伸びる延伸形状を有する。これに対して、グループ３３Ｂおよび３３Ｄの柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向から−４５度傾いた方向に伸びる延伸形状を有する。言い換えれば、グループ３３Ａおよび３３Ｃの柱状スペーサ３３とグループ３３Ｂおよび３３Ｄの柱状スペーサ３３は、延伸方向が９０度異なる。端のグループを除いて、グループにかかわらず、柱状スペーサ３３の延伸方向の長さは同じである。各グループで、柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向と垂直な方向に所定ピッチで配列され、隣接するグループの柱状スペーサ３３とは、端部で１／２ピッチずれて配置されている。
【００５５】
図１２の（Ｄ）は、図１２の（Ｂ）の柱状スペーサの形状および配置で、隣接するグループで柱状スペーサ３３の延伸方向を変えたものである。グループ３３Ａおよび３３Ｃの柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向から＋４５度傾いた方向に伸びる延伸形状を有する。これに対して、グループ３３Ｂおよび３３Ｄの柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向に伸びる延伸形状を有する。言い換えれば、グループ３３Ａおよび３３Ｃの柱状スペーサ３３とグループ３３Ｂおよび３３Ｄの柱状スペーサ３３は、延伸方向が４５度異なる。端のグループを除いて、グループにかかわらず、柱状スペーサ３３の延伸方向の長さは同じである。各グループで、柱状スペーサ３３は、外部とセル空間を結ぶ方向と垂直な方向に所定ピッチで配列され、隣接するグループの柱状スペーサ３３とは、端部で１／２ピッチずれて配置されている。
【００５６】
図１２の（Ａ）から（Ｄ）の柱状スペーサの形状および配置では、図１１のものと同様の効果が得られる。
【００５７】
以上、変形例を説明したが、他にも各種の変形例があり得ることは、当業者であれば用意に理解できる。
【００５８】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１０    液晶表示素子
１１    第１基板（上側基板）
１２    第２基板（下側基板）
１５    液晶
１６    ビーズスペーサ
１７    シール剤
１８    注入口
３３    柱状スペーサ
１２１    封止剤
【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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