JP2008129379A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を悪化させたり加工コストを増加させることなく、画像品質の悪化を抑制可能とする液晶表示素子を提供する。
【解決手段】液晶表示素子において、画素電極２がマトリスク状に形成された画素電極形成領域Ａ５１を備えた第１基板１と、画素電極形成領域と所定の間隙Ｄ５１を有して対向して配置された共通電極１２を備えた第２基板１１と、画素電極形成領域を囲って第１基板と第２基板とを貼り合わせるシール部３４と、シール部内に封入された液晶３１と、画素電極形成領域とシール部との間に設けられた光学補償部３３とを有し、光学補償部をこの光学補償部に入射した光の角度成分を補正する光学補償材料を含む構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示素子に係り、特に反射型の液晶表示素子に関する。

画像を大画面で高精細に表示できるディスプレイとして、プロジェクタやプロジェクションテレビ等の投射型の液晶表示装置が普及している。
この投射型の液晶表示装置に用いられる液晶表示素子は、一般的に、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子を透過して他方に出射する透過型と、液晶表示素子の一方から入射した光をこの液晶表示素子で反射させて入射した側に出射する反射型とがある。
反射型の液晶表示素子は、透過型の液晶表示素子に比べて、開口率を低下させずに高い解像度を実現する上で有利である。

ここで、一般的な従来の反射型の液晶表示素子について図２を用いて説明する。
図２は、一般的な従来の反射型の液晶表示素子を説明するための模式的断面図である。

図２中の（ａ）に示すように、反射型の液晶表示素子６１は、主として、所定の間隙Ｄ６１を有して対向配置された２つの基板６２，６３と、この間隙Ｄ６１に充填された液晶層６４と、液晶層６４を囲うと共に２つの基板６２，６３を貼り合わせて固定するシール部６５とにより構成されている。間隙Ｄ６１をセルギャップＤ６１と称す。

一方の基板６２は半導体基板であり、その対向面側には、外部から入射した入射光Ｌを反射する画素電極６６がマトリクス状に複数配置されており、この画素電極６６が配置された領域が画像を表示するための表示領域Ａ６１となる。
他方の基板６３は光透過性を有する基板、例えばガラス基板であり、その対向面側には表示領域Ａ６１と対向する領域に光透過性を有する共通電極６７が設けられている。
そして、この共通電極６７と画素電極６６との間に外部から電圧を印加して液晶層６４中の液晶６４ａを駆動させ、入射光Ｌを所定の画素電極６６で反射させることによって、所望の画像を表示することができる。

また、入射光Ｌが、表示領域Ａ６１以外の領域、例えば、シール部６５が形成されているシール部形成領域Ｂ６１やこのシール部形成領域Ｂ６１よりもさらに外側の外周部領域Ｃ６１に照射されると、乱反射して画像品質を悪化させる原因となる。
そのため、通常、シール部形成領域Ｂ６１及び外周部領域Ｃ６１を覆って入射光Ｌを遮断する遮光マスク（アパーチャマスクまたはベゼルともいう）６８を配置する。

ところで、近年、画像の高解像度化や高速表示化に伴って、液晶表示素子の表示領域は拡大し、セルギャップは狭くなる傾向にあり、セルギャップのばらつきが大きくなってしまう傾向にある。
表示領域におけるセルギャップのばらつきが大きいと画像品質を悪化させる原因となるため、例えば特許文献１に記載されているように、表示領域Ａ６１とシール部６５（シール部形成領域Ｂ６１）との間、即ちシール部６５よりも表示領域Ａ６１側近傍に土手状の突起部６９を設ける場合がある｛図２中の（ｂ）参照｝。

また、液晶層６４中の液晶６４ａは、一般的に、電圧が印加されていないときには、この液晶６４ａを駆動させた際に各液晶６４ａが略同一方向に駆動するように、プレチルト角と称する角度でわずかに偏向した状態を保持している。
電圧が印加されていないときの液晶６４ａが偏向していると、表示した画像のコントラストが悪化する原因となるため、例えば特許文献２に記載されているように、この液晶６４ａの偏向を補正する光学補償板７０を用いる場合がある｛図２中の（ｂ）参照｝。
特開２００４−７００５８号公報 特開２００５−８４２３０号公報

ところで、特許文献１に記載されているような突起部６９を設けた構成にすると、この突起部６９が形成されている突起部形成領域Ｅ６１に入射光Ｌが照射されると乱反射したり反射光が光学補償板７０で過剰に補正されるため、画像品質を悪化させる原因となる。

そのため、この突起部６９（突起部形成領域Ｅ６１）を覆って入射光Ｌを遮断するように遮光マスク６８を配置することが必要となるが、突起部６９はシール部６５よりもさらに表示領域Ａ６１側近傍に設けられているので、表示領域Ａ６１を遮光せずに突起部６９を遮光するためには、遮光マスク６８の位置合わせを高い精度で行わなければならないため、生産性を悪化させたり遮光マスクの加工コストを増加させる原因となる。

また、突起部６９を遮光マスク６８で覆わずに、突起部６９に光吸収性をもたせて照射された入射光Ｌを吸収して乱反射させない手段も考えられるが、入射光Ｌを吸収した突起部６９の温度が上昇して熱ストレスが発生し、この熱ストレスにより複屈折が発生する場合がある。複屈折は、画像品質、例えば画像の輝度分布特性を悪化させる原因となる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、液晶表示素子、例えば土手状の突起部が設けられた反射型の液晶表示素子において、生産性を悪化させたり加工コストを増加させることなく、画像品質の悪化を抑制することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明は次の手段を有する。
画素電極（２）がマトリスク状に形成された画素電極形成領域（Ａ５１）を備えた第１の基板（１）と、前記画素電極形成領域と所定の間隙（Ｄ５１）を有して対向して配置された共通電極（１２）を備えた第２の基板（１１）と、前記画素電極形成領域を囲って前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるシール部（３４）と、前記シール部内に封入された液晶（３１）と、前記画素電極形成領域と前記シール部との間に設けられた光学補償部（３３）と、を有し、前記光学補償部は、該光学補償部に入射した光の角度成分を補正する光学補償材料を含むことを特徴とする液晶表示素子（５０）である。

本発明によれば、生産性を悪化させたり加工コストを増加させることなく、画像品質の悪化を抑制することが可能となるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１を用いて説明する。
図１は、本発明の液晶表示素子の実施例を説明するための模式的断面図である。

＜実施例＞
図１に示すように、反射型の液晶表示素子５０は、主として、半導体基板である第１の基板１と、第１の基板１と所定の間隙Ｄ５１を有して対向配置され光透過性を有する第２の基板１１と、この間隙Ｄ５１に充填された液晶層３１と、液晶層３１を囲うように環状に設けられた土手状の突起部３３と、突起部３３を囲うように環状に設けられて第１の基板１と第２の基板１１とを貼り合わせて固定するシール部３４とにより構成されている。ここで、間隙Ｄ５１をセルギャップＤ５１と称す。

第１の基板１は、第２の基板１１と対向する面１ａ側に、マトリクス状に複数配置され光反射性を有する画素電極２、及び、画素電極２と後述する共通電極１２との間に電圧を印加して画素電極２と共通電極１２との間に配置された液晶３１ａを駆動させるための液晶駆動素子（スイッチング素子ともいう）３が形成されている。各液晶駆動素子３は各画素電極２にそれぞれ対応して形成されている。
この画素電極２が配置された領域は、画像を表示するための画像表示領域Ａ５１であり、この画像表示領域Ａ５１上には光透過性を有する第１の配向膜４が形成されている。
上述した画素電極２、液晶駆動素子３、及び第１の配向膜４は、公知の液晶表示素子の製造方法を用いて形成することができる。

第２の基板１１は、第１の基板１と対向する対向面１１ａ側の画素電極２が形成されている範囲に対応する範囲に、導電性及び光透過性を有する共通電極１２と光透過性を有する第２の配向膜１３とが順次積層(図１における積層方向は図面下方向である)形成されており、また、対向面１１ａとは反対側の面である入射面１１ｂ側には反射防止膜１４が形成されている。
上述した共通電極１２、第２の配向膜１３、及び反射防止膜１４は、公知の液晶表示素子の製造方法を用いて形成することができる。

ここで、突起部３３について説明する。
突起部３３は、光学補償材料で構成されている。
光学補償材料とは、この突起部３３に入射する光の角度成分や光の漏れを補正する材料であり、例えば、このような光学補償材料として、大日本インキ化学工業社製のＵＶ重合性液晶材料（ＵＣＬシリーズ等）を用いることができる。
また、突起部３３は、液状の光学補償材料を塗布した後、例えば偏向方向が略均一な光をこの塗布された液状の光学補償材料に照射することによって、偏向方向に対応する部分が硬化し、周囲もこれに倣って硬化するため、一定の偏光方向を有する構造となる。
所望の偏光方向を得るための硬化条件は、用いる光学補償材料によって異なるため、適宜設定を行う。

シール部３４は、所定の直径Ｒ３４ａを有する略球状のスペーサ３４ａを含有する樹脂３４ｂを硬化することによって形成することができる。
第１の基板１と第２の基板１１とを互いに接近する方向に所定の圧力を印加した状態で上記樹脂３４ｂを硬化させることによって、セルギャップＤ５１の寸法をスペーサ３４ａの直径Ｒ３４ａに応じて設定することができる。

そして、入射光Ｌが照射される側に、光学補償板４０及び遮光マスク（アパーチャマスクまたはベゼルともいう）４１を配置した後、反射防止膜１４が形成されている入射面１１ｂ側から入射光Ｌを液晶表示素子５０に照射すると共に、所定の画素電極２と共通電極１２との間に外部から電圧を印加して液晶層３１中の液晶３１ａを駆動させ、入射光Ｌを上記所定の画素電極２で反射させることによって、所望の画像を表示することができる。

本発明の液晶表示素子によれば、入射光Ｌが突起部３３に照射された場合においても、突起部３３が光学補償材料により構成されているので、この突起部３３で反射する光の量や偏向方向を調整することができるため、この反射された光が光学補償板４０で過剰に補正されることを防止できる。
従って、表示された画像品質の悪化を抑制することができる。

また、本発明の液晶表示素子によれば、上述した理由により、画像表示領域Ａ５１近傍に設けられた突起部３３を遮光マスク４１で覆って遮光しなくてもよいので、遮光マスク４１を配置するための高い位置合わせ精度が必要でなくなるため、生産性が悪化したり加工コストが増加することを抑制できる。

また、本発明の液晶表示素子によれば、上述した理由により、突起部３３に光吸収性をもたせなくてもよいので、入射光Ｌが突起部３３に入射されても突起部３３の温度上昇を低減させることができるため、熱ストレスによる複屈折の発生を抑制することができる。
従って、表示された画像の画像品質、例えば画像の輝度分布特性を改善することができる。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。

例えば、実施例では、土手状の突起部３３を環状に形成したが、これに限定するものではなく、柱状の突起部を画像表示領域Ａ５１とシール部３４との間、即ちシール部３４よりも表示領域Ａ５１側近傍の各所定位置にそれぞれ形成するようにしてもよい。
また、土手状の突起部や柱状の突起部を、各画素電極それぞれを囲うように形成してもよい。

本発明の液晶表示素子の実施例を説明するための模式的断面図である。 従来の反射型の液晶表示素子を説明するための模式的断面図である。

符号の説明

１ 第１の基板、 １ａ，１１ａ，１１ｂ 面、 ２ 画素電極、 ３ 液晶駆動素子（スイッチング素子）、 ４，１３ 配向膜、 １１ 第２の基板、 １２ 共通電極、 １４ 反射防止膜、 ３１ 液晶層、 ３１ａ 液晶、 ３３ 突起部、 ３４ シール部、 ３４ａ スペーサ、 ３４ｂ 樹脂、 ４０ 光学補償板、 ４１ 遮光マスク、 ５０ 液晶表示素子、 Ａ５１ 画像表示領域、 Ｄ５１ 間隙（セルギャップ）、 Ｒ３４ａ 直径、 Ｌ 入射光

Claims (1)

1. 画素電極がマトリスク状に形成された画素電極形成領域を備えた第１の基板と、
   前記画素電極形成領域と所定の間隙を有して対向して配置された共通電極を備えた第２の基板と、
   前記画素電極形成領域を囲って前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるシール部と、
   前記シール部内に封入された液晶と、
   前記画素電極形成領域と前記シール部との間に設けられた光学補償部と、
   を有し、
   前記光学補償部は、該光学補償部に入射した光の角度成分を補正する光学補償材料を含むことを特徴とする液晶表示素子。

Images