JP2005215335A

JP2005215335A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2005215335A
Application number: JP2004022005A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nakano; 淳中野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】湿気の侵入を防止して画質が劣化することを抑制することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】表面に複数の画素電極が形成された半導体基板３０と、表面に共通電極４０が形成された透明基板３４との間に、液晶３２を封入してなる反射型液晶表示セルを、前記反射型液晶表示セルを収容するための凹部状のセル収容部２４を有する保護パッケージ２６内に収容すると共に、前記セル収容部を覆うようにして設けた透明板よりなるアパーチャ５８の裏面側の周辺部と前記セル収容部の周辺部との間に接着剤６０を介在させて接合することにより前記セル収容部内を密閉するようにした液晶表示装置において、前記接着剤により密閉される前記セル収容部内に乾燥物質５６、或は樹脂を設けるように構成する。これにより、液晶層への湿気の侵入を防止して画質が劣化することを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクターやプロジェクションＴＶ等の投射型画像表示装置の基幹部品として用いられる反射型の液晶表示装置に関するものである。

一般に、プロジェクターやプロジェクションＴＶ等の投射型画像表示装置の基幹部品として、液晶表示装置が広く用いられている。特に近年、この種の液晶表示装置として、マトリクス状に配置された反射型の画素電極とそれに電圧を供給するためのＣＭＯＳトランジスタ駆動回路とを配置したシリコン基板と、透明な共通電極を形成した透明基板とが対向して貼り合わされ、その間に液晶層を封入させて挟持したＬＣＯＳ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＯｎＳｉｌｉｃｏｎ）素子と呼ばれる反射型の液晶表示装置が、その表示画像品質の高さで注目されてきている。

このような反射型の液晶表示装置は、液晶層を前記シリコン基板と透明基板とで挟持した液晶表示セルを、回路基板に固定して配線処理をするか又は金属製や樹脂製の保護パッケージにフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と共に収納されて構成されている。上記したような反射型の液晶表示装置は、プロジェクターやプロジェクターＴＶのセット内に搭載されるが、これが高温多湿な環境に放置されるなどしたときには、反射型の液晶表示装置の液晶層部分に湿気が侵入し、液晶の配向状態を変化させて表示不良を引き起こすことがある。

このような湿気による表示不良が生じないようにするために、液晶表示セルを構成するメインシール材は透湿率の小さい材料が使われているが、全く湿度の影響を受けないという材料はいまだ見い出されていない。そこで、反射型の液晶表示セルを固定するための保護パッケージを密閉構造とすることによって湿気の侵入を防止して信頼性を向上させた技術が、例えば特許文献１等に開示されている。

ここで従来の液晶表示装置について説明する。図５は従来の反射型の液晶表示装置を示す構成図である。図示するように、この液晶表示装置２は、枠状になされたパッケージ本体４を有する保護パッケージ６と、この保護パッケージ６内に気密に収容される反射型液晶表示セル８とにより主に構成される。この液晶表示セル８は、複数の画素電極をマトリクス状に配置してなるシリコン基板１０上に液晶層（図示せず）を介在させて密閉する透明基板１２等を設けて形成される。そして、この反射型液晶表示セル８の背面側に、金属製放熱板１４がその４辺を埋設した状態で設置され、上記反射型液晶表示セル８と上記金属製放熱板１４との間には比較的弾性を有する放熱シート１６を介在させている。

そして、上記パッケージ本体４は、その上面側にガラス板１８を接着剤により気密に設けており、これによりパッケージ本体４内は前記した反射型液晶表示セル８の背面側に設けられた金属製放熱板１４と前面のガラス板１８とで密閉するキャビティ構造になっている。
特開平１１−６４８６０号公報

このように上記反射型の液晶表示装置２は、保護パッケージ６内を気密に保つことによって外界からの湿気の侵入を防ぐというものである。しかしながら、この場合には透湿度の低い接着剤を用いても、気密状態の保護パッケージ６内へは、長い時間をかけて湿気が侵入して行く、という問題があった。
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、湿気の侵入を防止して画質が劣化することを抑制することができる液晶表示装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、表面に複数の画素電極が形成された半導体基板と、表面に共通電極が形成された透明基板との間に、液晶を封入してなる反射型液晶表示セルを、前記反射型液晶表示セルを収容するための凹部状のセル収容部を有する保護パッケージ内に収容すると共に、前記セル収容部を覆うようにして設けた透明板よりなるアパーチャの裏面側の周辺部と前記セル収容部の周辺部との間に接着剤を介在させて接合することにより前記セル収容部内を密閉するようにした液晶表示装置において、前記接着剤により密閉される前記セル収容部内に乾燥物質、或は樹脂を設けるように構成したことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
反射型液晶表示セルが収容して密閉されるセル収容部内に、例えばドライ窒素やシリカゲル等の乾燥物質や樹脂を設けるようにしたので、液晶層内に湿気が侵入することを防止でき、この結果、画質が劣化することを阻止することができる。

以下に、本発明に係る液晶表示装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の液晶表示装置の一実施例を示す断面構成図、図２は本発明の液晶表示装置の分解図、図３は液晶表示装置に用いる反射型液晶表示セルを示す拡大断面図、図４は反射型液晶表示セルの分解図である。
まず図１及び図２に示すように、この液晶表示装置２０は、画像信号に応じて入射光を変調して反射させる反射型液晶表示セル２２と、この反射型液晶表示セル２２を収容するための凹部状のセル収容部２４を有する保護パッケージ２６とにより主に構成される。

上記反射型液晶表示セル２２は、図３及び図４に示すように、複数の画素電極２８をマトリクス状に配置してなるシリコン基板３０上に液晶層３２を介在させて貼り合わせた透明基板３４を設けて、密閉構造にされている。上記各画素電極２８の下部のシリコン基板３０内には、上記画素電極２８を駆動するＣＭＯＳトランジスタ等を含む駆動回路が半導体製造プロセスによって形成されている。具体的には、上記シリコン基板３０と透明基板３４とは、液晶層３２のセルギャップを決める球状のスペーサ３６を混入してなるシール接着剤３８によりその周辺部が接着固定されている。上記透明基板３４の、図中下面には透明な共通電極４０が形成され、光を入射する入射面（上面）側には反射防止膜４２が形成されている。

また、上記透明基板３４は、例えばこのいずれかの対向する１対の辺の側が上記シリコン基板３０よりも少し大きくなるように設定されている。また透明基板３４よりシリコン基板３０がはみ出した部分には、例えばボンディングパット（図示せず）が形成されているが、両者の大きさは特に制限されない。上記透明基板３４としては、例えばコーニング社製の＃１７３７ガラス基板を用い、共通電極４０としてはＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜が用いられる。また上記シリコン基板３０と透明基板３４の液晶層３２に接触する面には、それぞれ例えば酸化珪素膜よりなる配向膜（図示せず）が形成されている。尚、図４中の符号４４は、液晶を注入した後に封入するための封入口である。
また上記液晶層３２を構成する液晶としては、例えばｎ型のネマチック液晶が用いられる。シール接着剤３８としては、協立化学産業（株）製ＷＲシリーズメインシール剤に、ヤクシ化成（株）製ＳＷ−３．２Ｄ１よりなるボール状のスペーサを混入して紫外線照射及び加熱によって固着した。

図１及び図２に戻って、上述のようにして形成された反射型液晶表示セル２２は、上記保護パッケージ２６のセル収容部２４内に収容される。具体的には、この保護パッケージ２６は、上部が開放されて例えば３段の凹部状に形成されたセル収容部２４を有するパッケージ本体４６を備えており、このパッケージ本体４６の裏面側には、凹凸状になされた複数の放熱フィン４８が設けられている。このパッケージ本体４６は、例えばアルミニウム材により形成されている。
そして、上記セル収容部２４の中央段部の周辺部の適宜箇所、例えば４箇所程度に接着剤として例えば紫外線硬化樹脂５０を点在させ、この紫外線硬化樹脂５０により上記透明基板３４を、上記パッケージ本体４６に固定する。この際、上記セル収容部２４の底部には、ある程度の量の熱硬化型接着剤５２を設けておき、ここにシリコン基板３０の裏面側を接着固定する。

そして、上記パッケージ本体４６の上段段部に、その周辺部に沿って全周に渡って接着剤６０を形成し、この接着剤６０を介してガラス板等の透明板よりなるアパーチャ５８を接合固定する。これにより、上記反射型液晶表示セル２２が収容されるセル収容部２４が覆われて、この内部が密閉構造になされる。これにより、上記反射型液晶表示セル２２が収容される上記セル収容部２４内が完全密閉された構造になるが、本発明ではこのセル収容部２４内に、乾燥物質５６、或いは樹脂が設けられており、上記反射型液晶表示セル２２内に湿気が侵入しないようにしている。この乾燥物質５６としては、シリカゲルのような乾燥剤、またはドライ窒素のようなドライ（乾燥）不活性ガス、或いは乾燥剤とドライ不活性ガスとの混合物等を用いることができる。

図示例では上記透明基板３４の周辺部の下面側と上記セル収容部２４の底面との間に形成された僅かな容積の空間部５４に乾燥物質５６としてシリカゲルのような乾燥剤が充填されている場合を示している。また乾燥物質５６としてシリカゲルのような固形物質を用いる場合には、これがアパーチャ５８と透明基板３４との間隙には入らないようにして画質が劣化することを防止する。

以上のように構成された本発明の液晶表示装置について高温高湿度下の雰囲気中での耐久試験を行ったのでその評価結果について説明する。
試験環境として、６０℃９０％の高温高湿度の雰囲気中に、上記液晶表示装置を５００時間放置した。この結果、上記セル収容部２４に乾燥物質としてドライ窒素を充填封入した場合、上記空間部５４に乾燥物質としてシリカゲルを充填した場合、乾燥物質としてドライ窒素とシリカゲルとの混合物を充填した場合、及び上記空間部５４に樹脂を充填した場合の全てにおいて、表示画像のコントラストの低下は発生せず、しかも、この他の画質劣化は全く観察されず、良好な結果を示すことが確認できた。

これに対して、比較例として空間部５４に通常の室内雰囲気（空気）を封入した場合には、６０℃９０％の高温高湿度環境下に放置すると、例えば５００時間程度経過すると、表示画像のコントラストの低下が発生して画質の劣化が生じてきて、好ましくないことが確認できた。
このように、本発明の液晶表示装置２０は、反射型液晶表示セル２２を収容するセル収容部２４内を密閉構造とし、このセル収容部２４内にドライ窒素、シリカゲル、またはこれらの混合物、或いは樹脂を設けるようにしたため、従来の液晶表示装置の気密型パッケージだけでは不十分であった耐湿性を大幅に向上させることができ、画質劣化の無い良好な液晶表示装置を提供することができる。

本発明の液晶表示装置の一実施例を示す断面構成図である。本発明の液晶表示装置を示す分解図である。液晶表示装置に用いる反射型液晶表示セルを示す拡大断面図である。反射型液晶表示セルを示す分解図である。従来の反射型の液晶表示装置を示す構成図である。

符号の説明

２０…液晶表示装置、２２…反射型液晶表示セル、２４…セル収容部、２６…保護パッケージ、２８…画素電極、３０…シリコン基板（半導体基板）、３２…液晶層、３４…透明基板、４０…共通電極、４６…パッケージ本体、５０…紫外線硬化樹脂（接着剤）、５２…熱硬化型接着剤、５４…空間部、５６…乾燥物質、５６…アパーチャ、６０…接着剤。

Claims

表面に複数の画素電極が形成された半導体基板と、表面に共通電極が形成された透明基板との間に、液晶を封入してなる反射型液晶表示セルを、前記反射型液晶表示セルを収容するための凹部状のセル収容部を有する保護パッケージ内に収容すると共に、前記セル収容部を覆うようにして設けた透明板よりなるアパーチャの裏面側の周辺部と前記セル収容部の周辺部との間に接着剤を介在させて接合することにより前記セル収容部内を密閉するようにした液晶表示装置において、
前記接着剤により密閉される前記セル収容部内に乾燥物質、或は樹脂を設けるように構成したことを特徴とする液晶表示装置。