JP2007322766A - Liquid crystal display device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus.
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶表示装置は、例えば、図11(a)に示す液晶表示装置80のように、一対の基板70,71間の周縁部にシール材72が配設され、その中央部に液晶層73が封止されて構成されている。液晶層73を形成する液晶はシール材72の注入口74から注入されて、封止材75によってその注入口74が封止された構成となっている。そして、一対の基板70,71の対向面側には液晶層73に電圧を印加する電極が形成され、その電極の内側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜76(基板71側の配向膜)が形成されている(一方の基板70における配向膜については図示を省略する)。そして、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光が変調され、画像光が作製される構成となっている。
A liquid crystal display device used as a light modulation means of a projection display device such as a liquid crystal projector is, for example, a sealing material at a peripheral portion between a pair of
現在、上述した配向膜として、耐光性や耐熱性に優れた無機材料からなる配向膜の採用が検討されている。しかしながら、柱状構造体からなる無機配向膜は多孔質であるため、従来の封止方法では、封止材と無機配向膜との界面に大きな隙間が形成されるおそれがある。この隙間を通って、液晶表示装置の外部から液晶層に水分や不純物等が浸入した場合には、主に液晶表示装置における液晶分子の配向制御機能が阻害されるという問題がある。 Currently, as the above-described alignment film, the use of an alignment film made of an inorganic material having excellent light resistance and heat resistance is being studied. However, since the inorganic alignment film made of a columnar structure is porous, the conventional sealing method may cause a large gap to be formed at the interface between the sealing material and the inorganic alignment film. When moisture, impurities, or the like enter the liquid crystal layer from the outside of the liquid crystal display device through this gap, there is a problem that the liquid crystal molecule alignment control function in the liquid crystal display device is mainly hindered.
特許文献1には、液晶注入孔の近傍を除き、表示パネルの四周に、シール材の外縁から両基板の面取り部に至る谷溝部(液晶注入孔)が形成されており、シール材のパターンは、ラッパ状に外向きに拡がるこの谷溝部を満たすようにして配置されている。そして、シール材に接するようにして液晶注入孔を封止する注入孔封止材は、両基板の側辺と延在するように配されている。
この構成によれば、液晶注入口だけでなく、両基板の端面の一部を覆うようにして注入口封止材が設けられているので、配向膜と注入口封止材との間に隙間が生じる虞を低減することができ、耐水性の向上を図っている。また、液晶注入孔に谷部を形成することでシール材と注入孔封止材との密着性を向上させており、基板の配置方向に直交する方向からの水分の浸入経路が長くなることから、耐湿性の向上も図られている。
According to this configuration, since the injection port sealing material is provided so as to cover not only the liquid crystal injection port but also part of the end surfaces of both substrates, there is no gap between the alignment film and the injection port sealing material. The possibility of the occurrence of water is reduced, and the water resistance is improved. In addition, by forming a trough in the liquid crystal injection hole, the adhesion between the sealing material and the injection hole sealing material is improved, and the water infiltration path from the direction orthogonal to the substrate arrangement direction becomes longer. In addition, improvement of moisture resistance is also achieved.
しかしながら、上記構成では耐水性に関して充分とは言い切れず、両基板の端面と封止材との間に隙間が生じる虞があった。また、例えば図11(b)に示すように、基板71の側面と封止材75との間から水分が浸入してくると、液晶分子の配向制御機構が阻害されるという問題が出てきてしまう。表示パネルの耐水性は、より短い経路に依存することから、基板と封止材との境界からの水分の侵入経路についても考慮する必要がある。
However, the above configuration cannot be said to be sufficient with respect to water resistance, and there is a possibility that a gap may be formed between the end surfaces of both substrates and the sealing material. Further, for example, as shown in FIG. 11B, when moisture enters between the side surface of the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水分や不純物等の浸入を防止することが可能な封止構造を有し、より信頼性に優れた液晶表示装置および電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and an electronic device having a sealing structure capable of preventing intrusion of moisture, impurities, etc., and having higher reliability. The purpose is to provide equipment.
本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、所定間隔をおいて互いに対向配置される一対の基板と、該一対の基板間に形成される隙間に保持される液晶と、一対の基板間に配置され、液晶を注入する注入口を有したシール材と、注入口を封止する封止材と、を備え、一対の基板における一方の基板には、その周縁部における少なくともシール材の注入口に対応する箇所に、外方へ向かって傾斜する傾斜面が形成されており、該傾斜面を被覆するようにして封止材が塗布されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid crystal display device of the present invention includes a pair of substrates that are arranged to face each other at a predetermined interval, a liquid crystal that is held in a gap formed between the pair of substrates, and a pair of A sealing material disposed between the substrates and having an injection port for injecting liquid crystal; and a sealing material for sealing the injection port. One substrate of the pair of substrates includes at least a sealing material at a peripheral portion thereof An inclined surface that is inclined outward is formed at a location corresponding to the injection port of the above, and a sealing material is applied so as to cover the inclined surface.
上記構成の液晶表示装置によれば、傾斜面を外方に向けるようにして配置してこの傾斜面上に封止材を塗布することにより、封止材と基板との界面距離が長くなる(封止材と基板との接触面積が増加する)ので、液晶に水分を到達させる可能性を低減することができるとともに、水分の浸入を遅延させることができる。したがって、液晶表示装置の耐水性・耐湿性を向上できる。また、傾斜面上に封止材を塗布することにより、封止材の垂れ下がりを防ぐことができるので、液晶表示装置の耐水性を長期的に維持することができる。このような構成の液晶表示装置によれば、液晶層への水分の混入による表示特性の低下を軽減することができ、安定した表示特性を有した信頼性の高いものとなる。 According to the liquid crystal display device having the above configuration, the interface distance between the sealing material and the substrate is increased by disposing the inclined surface outward and applying the sealing material on the inclined surface ( (The contact area between the sealing material and the substrate is increased), so that the possibility of water reaching the liquid crystal can be reduced and the intrusion of water can be delayed. Therefore, the water resistance and moisture resistance of the liquid crystal display device can be improved. Further, by applying the sealing material on the inclined surface, it is possible to prevent the sealing material from sagging, so that the water resistance of the liquid crystal display device can be maintained for a long time. According to the liquid crystal display device having such a configuration, it is possible to reduce the deterioration of display characteristics due to the mixing of moisture into the liquid crystal layer, and the display device has high reliability with stable display characteristics.
また、傾斜面が湾曲形状となっていても好ましい。
このような構成によれば、封止材の垂れ下がりを防ぐことができるので、液晶表示装置の耐水性を長期的に維持することができるとともに、封止材の塗布量を増加させることができるので、封止材を透過して水分が液晶へと混入する可能性を抑えることができ、液晶表示装置の耐湿性をより向上させることができる。
It is also preferable that the inclined surface has a curved shape.
According to such a configuration, since the sealing material can be prevented from sagging, the water resistance of the liquid crystal display device can be maintained for a long time, and the amount of the sealing material applied can be increased. In addition, it is possible to suppress the possibility of moisture being mixed into the liquid crystal through the sealing material, and the moisture resistance of the liquid crystal display device can be further improved.
また、一方の基板は、その外面と傾斜面との境界、或いは内面と傾斜面との境界が湾曲していることも好ましい。
このような構成によれば、封止材の垂れ下がりを防止できるとともに、基板間に歪みが生じた場合において、封止材にひび割れが入ることを防ぐことができる。よって、液晶表示装置の耐水性・耐湿性をより確実に得ることができる。
Moreover, it is also preferable that one board | substrate has the boundary of the outer surface and an inclined surface, or the boundary of an inner surface and an inclined surface curved.
According to such a configuration, it is possible to prevent the sealing material from sagging and to prevent the sealing material from cracking when distortion occurs between the substrates. Therefore, the water resistance and moisture resistance of the liquid crystal display device can be obtained more reliably.
また、一方の基板の外面に設けられた防塵ガラスが傾斜面を除く大きさで形成されることも好ましい。
このような構成によれば、防塵ガラスの大きさ(面積)を小さくすることができるので、小型化・軽量化が図れるとともにコスト削減が可能となる。
It is also preferable that the dust-proof glass provided on the outer surface of one substrate is formed in a size excluding the inclined surface.
According to such a configuration, since the size (area) of the dust-proof glass can be reduced, the size and weight can be reduced and the cost can be reduced.
本実実施形態の電子機器は、上記液晶表示装置を光変調手段として備えたことを特徴とする。
このような構成によれば、水分等が液晶に影響を与える可能性の少ない液晶表示装置を備えているので、液晶表示装置の各種機能を維持することが可能になり、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
The electronic apparatus according to the present embodiment includes the liquid crystal display device as a light modulation unit.
According to such a configuration, since the liquid crystal display device with a low possibility of moisture or the like having an influence on the liquid crystal is provided, various functions of the liquid crystal display device can be maintained, and an electronic device having excellent reliability. Equipment can be provided.
[第1実施形態]
最初に、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について、図1〜図8を用いて説明する。
なお本実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下TFTという)素子を用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置を例にして説明する。
[First embodiment]
First, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, an active matrix transmission type liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) element as a switching element will be described as an example.
(液晶表示装置)
図1は、本発明の一実施の形態であるアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の平面構成図であり、図2は、図1におけるH−H’線矢視の側断面構成図であり、図1,2中符号90は液晶表示装置である。
図1,2に示すように、液晶表示装置90は、互いが対向して配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層40が挟持され、この液晶層40はTFTアレイ基板10及び対向基板20の周縁部内面側に沿って設けられた平面視略額縁状のシール材14によって、これらTFTアレイ基板10及び対向基板20間に保持されている。シール材14に、例えば、図示しないギャップ材を含有することにより、液晶表示装置90における所定の液晶層厚(セルギャップ)が実現されている。このようにして、TFTアレイ基板10と対向基板20との間に隙間27が形成され、シール材14は、この隙間27に液晶を注入することを可能とする注入口24を有したものとなっている。そして、液晶を隙間27内に留めるべく、注入口24を封止材19によって封止してある。
(Liquid crystal display device)
FIG. 1 is a plan configuration diagram of an active matrix liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional configuration diagram taken along line HH ′ in FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid
ここで、対向基板20としては、TFTアレイ基板10よりもやや小さく、TFTアレイ基板10上に設けられたシール材14と略同じ輪郭をなす基板が用いられており、シール材14によってTFTアレイ基板10と固着されたものとなっている。
Here, as the
さらに、詳細については後述するが、図2に示すように、対向基板20の内面側(TFTアレイ基板10との対向面側)には無機配向膜22が形成されている。なお、TFTアレイ基板10上に形成される無機配向膜の図示については省略する。
Further, as will be described in detail later, as shown in FIG. 2, an
また、図2に示すように、シール材14の外周側には、アクリルやエポキシ樹脂等からなるモールド材15(図1では図示を省略してある。)が形成されている。このモールド材15は、TFTアレイ基板10と対向基板20とを接着するためのもので、このモールド材15によって液晶表示装置90の機械的強度の向上が図られたものとなっている。
As shown in FIG. 2, a molding material 15 (not shown in FIG. 1) made of acrylic, epoxy resin, or the like is formed on the outer peripheral side of the
モールド材15は、側断面視においては、注入口24を除いた対向基板20の側周面20a’と、シール材14の外周側及びTFTアレイ基板10の上面10aの一部を外側から覆うように形成されており、これによってTFTアレイ基板10及び対向基板20内に設けられたものとなっている。TFTアレイ基板10及び対向基板20間の隙間27に保持される液晶層40は、シール材14及びモールド材15を熱乾燥させてTFTアレイ基板10及び対向基板20とを接着固定した後、上記シール材14の注入口24から、TFTアレイ基板10及び対向基板20間の隙間27に液晶を注入することにより形成される。
The
次に、TFTアレイ基板10上に形成された各構成要素について詳しく説明する。
図1において、TFTアレイ基板10の上には、シール材14が対向基板20の縁に沿って設けられており、その内側に並行して、第2遮光膜23が設けられている。この第2遮光膜23に囲まれた領域が液晶表示装置90の画像表示領域Cとなっている。また、シール材14の外側の領域には、データ線駆動回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路104が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。
Next, each component formed on the
In FIG. 1, a
更に、TFTアレイ基板10の残る一辺には、画像表示領域Cの両側に設けられた走査線駆動回路104間を接続するための複数の配線105が設けられており、ここで、第2遮光膜23の下に隠れてプリチャージ回路を設けてもよい。また、対向基板20の4つのコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための導通材106が設けられている。本実施形態では4箇所全てに設けられている。
Furthermore, a plurality of
(等価回路)
図3は、液晶表示装置の画像形成領域(画素部若しくは表示領域)を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。
図3において、本実施形態による液晶表示装置の画像表示領域(画素部若しくは表示領域)を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、マトリクス状に複数形成された画素電極9と、この画素電極9を制御するためのTFT素子30(トランジスタ素子)とからなり、画像信号が供給されるデータ線6aがTFT素子30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。
(Equivalent circuit)
FIG. 3 is an equivalent circuit of various elements, wirings, and the like in a plurality of pixels formed in a matrix that forms an image forming area (pixel portion or display area) of the liquid crystal display device.
In FIG. 3, a plurality of pixels formed in a matrix form that constitutes an image display area (pixel portion or display area) of the liquid crystal display device according to the present embodiment include a plurality of
また、TFT素子30のゲートに走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9は、TFT素子30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT素子30のスイッチを一定期間だけ閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
Further, the
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、対向基板20(図5参照)に形成された共通電極21(図5参照)との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリーホワイトモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過不可能とされ、ノーマリーブラックモードであれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶表示装置からは画像信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9と共通電極21との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量17を付加する。このように、液晶に電圧信号が付加されると、印加された電圧レベルにより液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶に入射にした光源光が変調されて、画像光が作成されるようになっている。
Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal through the
したがって、保持特性は更に改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置が実現できる。本実施形態では特に、このような蓄積容量17を形成するために、後述の如く走査線と同層、もしくは導電性の遮光膜を利用して低抵抗化された容量線3bを設けている。
Therefore, the holding characteristics are further improved, and a liquid crystal display device with a high contrast ratio can be realized. In this embodiment, in particular, in order to form such a
(平面構造)
次に、図4に基づいて、TFTアレイ基板の画素部(画像表示領域)内の平面構造について詳細に説明する。図4は、TFTアレイ基板側から見た平面図である。
図4に示すように、液晶表示装置のTFTアレイ基板上の画素部内には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9(点線部9aにより輪郭が示されている)が設けられており、画素電極9の縦横の境界に各々沿ってデータ線6a、走査線3a及び容量線3bが設けられている。
(Planar structure)
Next, the planar structure in the pixel portion (image display area) of the TFT array substrate will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view seen from the TFT array substrate side.
As shown in FIG. 4, a plurality of transparent pixel electrodes 9 (outlined by dotted
データ線6aは、コンタクトホール5を介して単結晶シリコン層の半導体層1aのうち後述のソース領域に電気的接続されており、画素電極9は、コンタクトホール8を介して半導体層1aのうち後述のドレイン領域に電気的接続されている。また、半導体層1aのうちチャネル領域1a’(図5参照)に対向するように走査線3aが配置されており、走査線3aはゲート電極として機能する。
The
容量線3bは、走査線3aに沿ってほぼ直線状に伸びる本線部(平面視において、走査線3aに沿って形成されている)と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って、図中、上向きに突出した突出部(平面視において、データ線6aに沿って延設されている)とを有する。
The
そして、図4中右上がりの斜線で示した領域には、第1遮光膜11aが設けられている。より具体的には、第1遮光膜11aは夫々、画素部において半導体層1aのチャネル領域1a’を含むTFT素子30をTFTアレイ基板10の側から見て覆う位置に設けられており、更に、容量線3bの本線部に対向して走査線3aに沿って直線状に伸びる本線部と、データ線6aと交差する箇所からデータ線6aに沿って図中下向きに突出した突出部とを有する。第1遮光膜11aの各段(画素行)における下向きの突出部の先端は、データ線6a下において次段における容量線3bの上向きの突出部の先端と重ねられている。この重なった箇所には、第1遮光膜11aと容量線3bとを相互に電気的接続するコンタクトホール13が設けられている。すなわち、本実施形態では、第1遮光膜11aは、コンタクトホール13より前段あるいは後段の容量線3bに電気的接続されている。
A first light-shielding
TFT素子30(図4に基づいて説明するが、適宜図5を参照しても良い。)は、ポリシリコン膜等からなる半導体層1aを中心として形成されている。半導体層1aのソース領域(後述)には、コンタクトホール5を介して、データ線6aが接続されている。また、半導体層1aのドレイン領域(後述)には、コンタクトホール8を介して、画素電極9が接続されている。一方、半導体層1aにおける走査線3aとの対向部分には、チャネル領域1a’が形成されている。
The TFT element 30 (which will be described with reference to FIG. 4 but may refer to FIG. 5 as appropriate) is formed around the
(断面構造)
図5は、液晶表示装置の断面構造の説明図であり、図4のA−A’線矢視の側断面に対応するものである。
図5に示すように、本実施形態の液晶表示装置90は、TFTアレイ基板10と、これに対向して配置された対向基板20と、これらの間に挟持された液晶層40とを主体として構成されている。ここで、TFTアレイ基板10は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体10A、およびその内側に形成されたTFT素子30や画素電極9、無機配向膜16などを主体として構成されている。一方の対向基板20は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体20A、およびその内側に形成された共通電極21や無機配向膜22などを主体として構成されている。
(Cross-section structure)
FIG. 5 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of the liquid crystal display device, and corresponds to a side cross section taken along line AA ′ in FIG.
As shown in FIG. 5, the liquid
TFTアレイ基板10の内面側には、後述する第1遮光膜11aおよび第1層間絶縁膜12が形成されている。そして、第1層間絶縁膜12の表面に半導体層1aが形成され、この半導体層1aを中心としてTFT素子30が形成されている。半導体層1aにおける走査線3aとの対向部分にはチャネル領域1a’が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。このTFT素子30はLDD(Lightly Doped Drain)構造を採用しているため、ソース領域およびドレイン領域に、それぞれ不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と、相対的に低い低濃度領域(LDD領域)とが形成されている。すなわち、ソース領域には低濃度ソース領域1bと高濃度ソース領域1dとが形成され、ドレイン領域には低濃度ドレイン領域1cと高濃度ドレイン領域1eとが形成されている。
On the inner surface side of the
半導体層1aの表面には、ゲート絶縁膜2が形成されている。そして、ゲート絶縁膜2の表面に走査線3aが形成されて、チャネル領域1a’との対向部分がゲート電極を構成している。また、ゲート絶縁膜2および走査線3aの表面には、第2層間絶縁膜4が形成されている。そして、第2層間絶縁膜4の表面にデータ線6aが形成され、第2層間絶縁膜4に形成されたコンタクトホール5を介して、そのデータ線6aが高濃度ソース領域1dに接続されている。さらに、第2層間絶縁膜4およびデータ線6aの表面には、第3層間絶縁膜7が形成されている。そして、第3層間絶縁膜7の表面に画素電極9が形成され、第2層間絶縁膜4および第3層間絶縁膜7に形成されたコンタクトホール8を介して、その画素電極9が高濃度ドレイン領域1eに接続されている。さらに、画素電極9を覆うように無機配向膜16が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向を規制しうるようになっている。
A
なお、本実施形態では、半導体層1aを延設して第1蓄積容量電極1fが形成されている。また、ゲート絶縁膜2を延設して誘電体膜が形成され、その表面に容量線3bが配置されて第2蓄積容量電極が形成されている。これらにより、上述した蓄積容量17が構成されている。
In the present embodiment, the first
また、TFT素子30の形成領域に対応する基板本体10Aの表面に、第1遮光膜11aが形成されている。第1遮光膜11aは、液晶表示装置90に入射した光が、半導体層1aのチャネル領域1a’、低濃度ソース領域1bおよび低濃度ドレイン領域1cに侵入することを防止するものである。
A first
一方、対向基板20における基板本体20Aの内面には、第2遮光膜23が形成されている。第2遮光膜23は、液晶表示装置90に入射した光が半導体層1aのチャネル領域1a’や低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1c等に侵入するのを防止するものであり、平面視において半導体層1aと重なる領域に設けられている(図4参照)。また、第2遮光膜23を含む対向基板20の内面には、略全面に亘ってITO等の導電体からなる共通電極21が形成されている。さらに、共通電極21の表面には無機配向膜22が形成され、非選択電圧印加時における液晶分子の配向を規制しうるようになっている。
On the other hand, a second
そして、TFTアレイ基板10と対向基板20との間には、ネマチック液晶等からなる液晶層40が挟持されている。このネマチック液晶分子は、正の誘電率異方性を有するものであり、非選択電圧印加時には基板に沿って水平配向し、選択電圧印加時には電界方向に沿って垂直配向する。またネマチック液晶分子は、正の屈折率異方性を有するものであり、その複屈折と液晶層厚との積(リタデーション)Δndは、例えば約0.40μm(60℃)となっている。なお、TFTアレイ基板10の無機配向膜16による配向規制方向と、対向基板20の無機配向膜22による配向規制方向とは、約90°ねじれた状態に設定されている。これにより、本実施形態の液晶表示装置90は、ツイステッドネマチックモードで動作するようになっている。
A
また両基板10,20の外側には、ポリビニルアルコール(PVA)にヨウ素をドープした材料等からなる偏光板18,28が配置されている。なお各偏光板18,28は、サファイヤガラスや水晶等の高熱伝導率材料からなる支持基板上に装着して、液晶表示装置90から離間配置することが望ましい。各偏光板18,28は、その吸収軸方向の直線偏光を吸収し、透過軸方向の直線偏光を透過する機能を有する。TFTアレイ基板10側の偏光板18は、その透過軸が無機配向膜16の配向規制方向と略一致するように配置され、対向基板20側の偏光板28は、その透過軸が無機配向膜22の配向規制方向と略一致するように配置されている。
Further,
液晶表示装置90は、対向基板20を光源側に向けて配置している。その光源光のうち偏光板28の透過軸と一致する直線偏光のみが偏光板28を透過して液晶表示装置90に入射されるようになっている。非選択電圧印加時の液晶表示装置90では、基板に対して水平配向した液晶分子が液晶層40の厚さ方向に約90°ねじれたらせん状に積層配置されている。そのため、液晶表示装置90に入射した直線偏光は、約90°旋光されて液晶表示装置90から出射する。この直線偏光は、偏光板18の透過軸と一致するため、偏光板18を透過する。したがって、非選択電圧印加時の液晶表示装置90では白表示が行われるようになっている(ノーマリーホワイトモード)。
The liquid
また、選択電圧印加時の液晶表示装置90では、液晶分子が基板に対して垂直配向している。そのため、液晶表示装置90に入射した直線偏光は、旋光されることなく液晶表示装置90から出射する。この直線偏光は、偏光板18の透過軸と直交するため、偏光板18を透過しない。したがって、選択電圧印加時の液晶表示装置90では黒表示が行われるようになっている。
Further, in the liquid
(無機配向膜)
上述したように、両基板10,20の内側には無機配向膜16,22が形成されている。無機配向膜16,22は、SiO2やSiO等のシリコン酸化物、またはAl2O3、ZnO、MgOやITO等の金属酸化物等により、厚さ0.02〜0.3μm(好ましくは、0.02〜0.08μm)程度に形成されている。無機配向膜16,22を製造するには、例えばイオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法等のスパッタ法、蒸着法、ゾルゲル法、自己組織化法などを利用することが可能である。
(Inorganic alignment film)
As described above, the
ここで、例えばイオンビームスパッタ装置を用いて無機配向膜16,22を形成する場合、イオン源から照射されたイオンビームによってターゲットから無機配向膜16,22の形成材料となるスパッタ粒子を放射してTFTアレイ基板10或いは対向基板20上に堆積することにより、これら基板10,20上に無機材料からなる柱状構造体が無数に形成され、無機配向膜16,22が構成される。
Here, when the
そして液晶表示装置90では、柱状構造体に沿って液晶分子が配向するので、この無機配向膜22により非選択電圧印加時の液晶分子を所定方向に配向規制することが可能となっている。また、液晶分子にプレティルトを付与することができる。
In the liquid
(封止構造)
次に、本実施形態における液晶表示装置の特徴部分について以下に述べる。
ここで、シール材14に設けられた注入口24を封止材19によって封止する構造を封止構造とし、この封止構造の一例について図6及び図7に基づいて詳しく説明する。なお、図7は図6のN−N’線矢視の断面図であって、特に封止構造部分を拡大した図である。また、TFTアレイ基板10及び対向基板20におけるそれぞれの内面とは、互いの対向面側、つまり、液晶が配置された面のことである。一方、TFTアレイ基板10及び対向基板20におけるそれぞれの外面とは、液晶が配置されない、内面とは反対側の面のことである。
(Sealing structure)
Next, the characteristic part of the liquid crystal display device in this embodiment will be described below.
Here, a structure in which the
シール材14は、上述したように液晶を注入するための注入口24を有したものとなっており、図6にその形状例を示す。シール材14は、対向基板20の周縁部に沿って設けられ、TFTアレイ基板10上に設けられた外部回路接続端子102側の辺の略中央部に所定の大きさの開口を形成すべく、その両端が離間したものとなっている。このシール材14の一部に形成された開口が、TFTアレイ基板10及び対向基板20間に液晶を注入するための注入口24として機能する。
The sealing
一方、図6,7に示すように、本実施形態の対向基板20には、その周縁部において、少なくともシール材14の注入口24に対応する箇所に、外方(上面20a側)へ向かって傾斜する傾斜面25が形成されている。傾斜面25は、対向基板20の内外面(上面20a及び下面20b)を繋ぐように所定の角度θで傾斜し、好ましくは注入口24の開口領域以上の大きさで形成される。さらに、図6に示したモールド材15は、シール材14の注入口24に対応する箇所に、注入口24の開口を確保するための開口部26を有して構成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, the
そして、図6,7に示すように、この傾斜面25上及びTFTアレイ基板10の上面10aの一部を外側から覆うようにして封止材19を設けることにより、モールド材15の開口部26を含むようにしてシール材14の注入口24が封止される。詳しくは、対向基板20の周縁部の一部に設けられる傾斜面25は、対向基板20の上面20a(外面)及び下面20b(内面)を繋ぐべく、この下面20bに対して所定の傾斜角度θで傾斜するよう形成されている。そして、この傾斜面25上及びTFTアレイ基板10の上面10aの一部を外側から覆うとともに、平面視における注入口24の両側を越えてモールド材15の側面に至るまで設けられる封止材19によって、注入口24が封止されている。封止材19は、液晶層40との間に空隙を生じさせることなく、液晶層40へ接触するようにして注入口24の内部を略満たしたものとなっている。ここで、上述したように、対向基板20の対向面側には、TFTアレイ基板10の内面(上面10a)に沿って略一定の厚さで形成される無機配向膜22が設けられている。なお、TFTアレイ基板10上にも無機配向膜が形成されているが、図7では図示を省略する。
6 and 7, the sealing
液晶表示装置90は、TFTアレイ基板10及び対向基板20によって挟持されている液晶層40に水分や不純物等が浸入すると、液晶表示装置90の各種機能が阻害されることになり、特に分極構造を持つ液晶中に分極性分子である水が浸入すると、液晶の配向不良が発生することになって表示特性を低下させる虞がある。そのため、安定した表示特性を備えた信頼性の高い液晶表示装置90を得るには、外部からの水分に対しての高い防湿性を備えたことが望ましい。
In the liquid
本実施形態の封止構造では、上述したように、シール材14の注入口24に対応するようにして、対向基板20における周縁部の一部に傾斜面25を形成し、TFTアレイ基板10の上面10aの一部及びこの傾斜面25上を覆うようにして封止材19を塗布して注入口24を封止する構成とした。
In the sealing structure of this embodiment, as described above, the
このような封止構造によれば、封止材19と対向基板20との接触面積が増加する。つまり、封止材19と対向基板20間との界面距離が長くなるということになる。よって、液晶層40に水分を到達させる可能性を低減することができるとともに、水分の浸入を遅延させることができる。したがって、上記したような、液晶層40への水分の混入による表示特性の低下を軽減でき、安定した表示特性を有した信頼性の高い液晶表示装置90を得ることができる。また、傾斜面25の角度θが小さい程、封止材19と無機配向膜16との界面距離を長くすることができるとともに、重力による封止材19の垂れ下がりを防止することができる。傾斜面25の角度θは、画像表示領域との係わり合いからも適宜決定される。加えて、封止材19の塗布量を増やしてその厚みを増加させることも可能となり、水分透過性を低減させることができる。
According to such a sealing structure, the contact area between the sealing
なお、傾斜面25の他の形状としては、図8に示すように、対向基板20の上面20aと傾斜面25との境界部分、及び下面20bと傾斜面25との境界部分を曲面化しても良い。対向基板20の上面20aと傾斜面25との境界に曲部47を形成することにより、封止材19の垂れ下がりを防止することができ、対向基板20の下面20bと傾斜面25との境界(角部)に曲部48を形成することにより、封止材19に何らかの負荷が掛かった場合(例えば、基板10,20間に歪みが生じた場合)にも、封止材19にひび割れが生じることを防ぐことができる。したがって、より安定した耐水性及び耐湿性を確保することができる。
In addition, as another shape of the
また、傾斜面25全体を曲面化してもよく、外方へ向かって突出するように全体的に湾曲形状とすることで、上記同様の効果を奏することができる。また、このように傾斜面25を湾曲化させることで封止材19の塗布量を増加させることができる。そのため、水分が封止材19を透過して液晶へと混入する可能性を低減させることができ、液晶表示装置90の耐湿性をより向上させることができる。
このように、上記したいずれの形状を成す傾斜面25による封止構造においても、封止材19と各基板10,20との界面距離を長くとった構造となっている。
Further, the entire
Thus, even in the sealing structure by the
さらに、傾斜面25の表面に凹凸を形成してもよい。このような形状によれば、平滑な面に比べて、封止材19と対向基板20との密着面積を凹凸形状に沿った分だけ増加させることができる。よって、水分の浸入の可能性をより低減させることができる。また、封止材19と対向基板20との接触面積が増えることで、封止材19と対向基板20との密着性が向上する。このようなアンカー効果によって封止材19の垂れ下がりがさらに防止される。
Further, irregularities may be formed on the surface of the
また、上記実施形態においては、傾斜面を湾曲化させる際、外方へ向かって突出するようにしたが、内側へ窪むようにして湾曲させることも可能である。 Moreover, in the said embodiment, when curving an inclined surface, it protruded outward, but it is also possible to curve so that it may become depressed inside.
なお、対向基板20の周縁部全体に亘って傾斜面を形成してもよい。このような構成によれば、モールド材15と対向基板20との境界距離が長くなる。これにより、モールド材15側においても、各基板10,20との境界に隙間が生じることを防止することができ、水分等が液晶層40に浸入する可能性を少なくすることができる。
An inclined surface may be formed over the entire periphery of the
ここで、本実施形態における液晶表示装置90は、封止材19が設けられるTFTアレイ基板10の上面10aに無機配向膜16が形成された構造としたが、無機配向膜16は、柱状構造体で構成された多孔質からなるものであるため、封止材19とTFTアレイ基板10との間においても隙間が生じる虞がある。よって、封止材19と無機配向膜16との界面には大きな隙間が形成される虞があり、これらの隙間(境界)を通って、液晶表示装置90の外部から水分や不純物等が液晶層に浸入し、上述したような不具合を発生させる心配がある。そのため、液晶層40を挟持する領域にのみ無機配向膜16を設けることで、多孔質と封止材19との間に大きな隙間が形成されるのを防止するようにしてもよい。勿論、無機配向膜22においても同様の構成を適用することができる。
Here, the liquid
また、図11に示すように、通常、基板70,71には、これら基板70,71の表面に塵が付着したり傷が付くことを防止するための防塵ガラス77,78がそれぞれ設けられる。本実施形態の構成によれば、図2に示すように、対向基板20の傾斜面25を除いた上面20aに防塵ガラス33を設ければ良いことから、従来に比べて、対向基板20側の防塵ガラスの大きさが小さくてすむ。
As shown in FIG. 11, the
(電子機器)
次に、本発明の液晶表示装置をプロジェクタに適用した例について図9を用いて説明する。図9は、プロジェクタ50(電子機器)の要部を示す概略構成図である。このプロジェクタ50は、上述した各実施形態に係る液晶表示装置を光変調手段として備えたものである。
(Electronics)
Next, an example in which the liquid crystal display device of the present invention is applied to a projector will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the projector 50 (electronic device). The
図9において、51は光源、52,53はダイクロイックミラー、54,55,56は反射ミラー、57は入射レンズ、58はリレーレンズ、59は出射レンズ、60,61,62は本発明の液晶表示装置からなる光変調手段、63はクロスダイクロイックプリズム、64は投射レンズである。光源51は、メタルハライド等のランプ65とランプの光を反射するリフレクタ66とからなる。
In FIG. 9, 51 is a light source, 52 and 53 are dichroic mirrors, 54, 55 and 56 are reflection mirrors, 57 is an entrance lens, 58 is a relay lens, 59 is an exit lens, and 60, 61 and 62 are liquid crystal displays of the present invention. An optical modulation means comprising the device, 63 is a cross dichroic prism, and 64 is a projection lens. The
ダイクロイックミラー52は、光源51からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー54で反射されて、赤色光用光変調手段60に入射される。また、ダイクロイックミラー52で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー53によって反射され、緑色光用光変調手段61に入射される。さらに、ダイクロイックミラー52で反射された青色光は、ダイクロイックミラー53を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ57、リレーレンズ58および出射レンズ59を含むリレーレンズ系からなる導光手段67が設けられている。この導光手段67を介して、青色光が青色光用光変調手段62に入射される。
The
各光変調手段60,61,62により変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム63に入射する。このクロスダイクロイックプリズム63は4つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがX字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ64によってスクリーン68上に投影され、画像が拡大されて表示される。
The three color lights modulated by the respective light modulation means 60, 61 and 62 are incident on the cross
上記実施形態の液晶表示装置は、外部から水分等が液晶層に浸入する可能性を低減するため防湿性が高く、安定した表示特性を備えた信頼性の高いものである。よって、本発明のプロジェクタ50は、上記液晶表示装置を光変調手段として備えているので、液晶表示装置における液晶分子の配向制御機能を維持することが可能になり、信頼性が高く優れた表示特性を備えたものとなる。
The liquid crystal display device of the above embodiment is highly reliable with high moisture resistance and stable display characteristics in order to reduce the possibility of moisture or the like entering the liquid crystal layer from the outside. Therefore, since the
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、実施形態では透過型液晶表示装置を例にして説明したが、反射型液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the embodiments, the transmissive liquid crystal display device has been described as an example, but the present invention can also be applied to a reflective liquid crystal display device.
例えば、本発明の液晶表示装置を、プロジェクタ以外の電子機器に適用することも可能である。その具体例として、携帯電話を挙げることができる。
図10は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図10において、符号500は携帯電話本体を示し、符号501は上記液晶表示装置を用いた表示部を示している。このような電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置を用いた表示部を備えているので、信頼性の高い表示部を備えた高品質の電子機器として提供することができる。
For example, the liquid crystal display device of the present invention can be applied to electronic devices other than projectors. A specific example is a mobile phone.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 10,
また、その他の電子機器としては、例えばICカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型TV、DSP装置、PDA、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。 Other electronic devices include, for example, IC cards, video cameras, personal computers, head-mounted displays, fax machines with display functions, digital camera finders, portable TVs, DSP devices, PDAs, electronic notebooks, and electronic bulletin boards. And advertising announcement displays.
90…液晶表示装置、10…TFTアレイ基板、14…シール材、15…モールド材、16,22…無機配向膜、19…封止材、20…対向基板、24…注入口、25…傾斜面、33…防塵ガラス、40…液晶層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該一対の基板間に形成される隙間に保持される液晶と、
前記一対の基板間に配置され、前記液晶を注入する注入口を有したシール材と、
前記注入口を封止する封止材と、を備え、
前記一対の基板における一方の前記基板には、その周縁部における少なくとも前記シール材の注入口に対応する箇所に、外方へ向かって傾斜する傾斜面が形成されており、該傾斜面を被覆するようにして前記封止材が塗布されることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other at a predetermined interval;
Liquid crystal held in a gap formed between the pair of substrates;
A sealing material disposed between the pair of substrates and having an inlet for injecting the liquid crystal;
A sealing material for sealing the inlet,
One of the pair of substrates is formed with an inclined surface that is inclined outwardly at least at a position corresponding to the inlet of the sealing material at a peripheral edge thereof, and covers the inclined surface. Thus, the sealing material is applied.
An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to claim 1 as light modulation means.
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