JP2011070017A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール材３と配向膜２の間隙から漏れる光を防ぐ。
【解決手段】
配向膜は、シール材３より内側で、かつ有効表示領域より大きい範囲に配向膜が設けられた透明基板で構成した液晶表示素子において、シール材３と配向膜２の間隙を透過した光が観察者に届かないように、下偏光板７に、該下偏光板の外周を覆うとともに配向膜２に届く範囲まで遮光印刷層１を設ける構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。詳細には、表示画面の周囲からの不要光を遮断し、見栄えを向上させた液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、薄型テレビジョン、携帯電話等の電子機器の表示画面に広く用いられている。液晶表示装置は、液晶層を有する液晶表示素子と、その液晶表示素子の表示画面に画像を表示させるための駆動信号を供給する駆動回路を備えている。液晶表示素子は、シール材で貼りあわされた一対の基板間に液晶が封入された構成である。基板の内面には電極と配向膜が設けられている。電極は表示画面を構成する画素電極と、画素電極に駆動信号を供給する配線電極に大別でき、配向膜は画素電極を覆うように設けられている。また、液晶層を挟むように一対の偏光板が配置されている。液晶表示素子には、液晶分子が一方の基板表面から他方の基板表面に向けて約９０°捩じれているＴＮ型、約１８０°以上捩れているＳＴＮ型や、液晶分子が基板表面に対して垂直方向に配向した垂直配向型が知られている。透過型の液晶表示素子の場合には、バックライトが液晶表示素子の背後に配置され、バックライトの照明光を用いて表示画面を観察する。

ＴＮ型の透過型液晶表示素子を観察する場合を以下に説明する。液晶層を挟む電極に電圧が印加されていないときは、下偏光板を通過した偏光光線が捩じれ配列した液晶分子に沿って約９０°回転して上偏光板に入射する。そのため、上偏光板に入射した光の偏光方向と下偏光板の透過軸が直交している場合には光を透過し、平行な場合には透過しない。一方、液晶層に電圧が印加されると正の誘電異方性を有する液晶分子は電界方向に向こうとして基板表面から垂直方向に立ち上がる。液晶分子が立ち上がると偏光特性が解消され、液晶層に入射した光の偏光軸は回転することなく上偏光板に出射される。上偏光板と下偏光板の透過軸が直交する配置の場合には光は遮断され、平行な配置の場合には透過する。

垂直配向型の透過型液晶表示素子を観察する場合を以下に説明する。液晶層を挟む電極に電圧が印加されていないときは、液晶層に入射した偏光光線はそのまま通過する。電極に電圧が印加されていると、負の誘電異方性を有する液晶分子は基板面に対して倒れる。すると、液晶層には光学的な異方性が生じて、入射した偏光光線の偏光軸が変化する。一対の偏光板の透過軸を平行にしておけば、電圧無印加時には光が透過し、電圧印加時には光が遮断される。

いずれの型の液晶表示素子でも、配向膜は表示画面より大きい領域に形成される。電子機器には表示素子の表示画面を観察するための開口が形成されている。この開口は一般に見切りと称されている。この見切りのサイズは表示画面の外側でシール部の内側に設定される。

ところで、上述の表示素子の配向膜はシール材との密着性が低いために、シール材の直下には配向膜を設けることができない。したがって、シール部の近傍には配向膜のない領域が存在することとなる。そのため、シール部近傍では液晶分子の配向乱れが生じ易い。液晶分子の配向乱れがあると、その領域で黒レベルの濃度が低下する。

特に、透過型の液晶表示素子で一対の偏光板の編光軸が平行の場合、バックライトの光が配向膜の存在しない領域に入ると液晶による偏光を受けずに通過してしまう。また、液晶表示装置が見切りを構成する枠などの部品を備えていない場合、配向乱れの領域を透過する光が観察者に届き、見映えが損なわれる虞がある。

そこで、従来の液晶表示素子では、シール部近傍における光漏れを抑制するために、シール部の下に保護膜を介して遮光膜を設けることが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。また、シール部の底面の一部に遮光膜の端部が重なるように構成された液晶表示素子が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。

特開平８−２１１３８３号公報 特開平８−２７８５０７号公報

特許文献１及び２に記載された液晶表示素子は、カラーフィルタを有しており、このカラーフィルタに必要なブラックマトリクスを遮光膜としてシール部の底面まで延在させることで、光漏れを防いでいる。しかしながら、カラーフィルタのない液晶表示素子では、ブラックマトリクスなどの遮光膜を形成する工程が必要となり、製造工数が増加する。また、特許文献２のように、ブラックマトリクスをシール部の底部まで延在させ、ブラックマトリクスにかかるようにシール部を形成すると、シールの密着力が低下して、液晶表示素子の信頼性が低下した。

そこで、本発明はシール材と配向膜の間隙からの光漏れを、安価でしかも信頼性を損なわずに防止することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、それぞれの表面に透明電極と配向膜が形成された上透明基板と下透明基板を所定の間隙でシール材により貼り合せ、この間隙に液晶を封入した液晶パネルと、液晶パネルを挟むように設けられた上偏光板及び下偏光素子と、液晶パネルを照明するために下偏光板の背後側に設けられたバックライトを備えている。そして、配向膜を、シール材より内側で、かつ液晶パネルの有効表示領域より大きい範囲に設けるとともに、下偏光板には、該下偏光板の外周を覆うとともに配向膜に届く範囲まで遮光印刷層を形成することとした。

さらに、バックライトを収納するフレームに、液晶パネルの側面と対向する壁を設け、液晶パネルと壁の間に遮光性粘着剤を充填することとした。

さらに、この遮光性粘着剤が液晶パネルの有効表示領域とバックライトの間に流れ込まないように、下偏光板の下側にストッパーを設けることとした。

本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示素子の光漏れを、安価な構成で、信頼性を損なわずに防止することができる。

本発明の液晶表示装置の断面構成を示す模式図である。 本発明の液晶表示装置の断面構成を示す模式図である。

本発明の液晶表示装置は、上透明基板と下透明基板を所定の間隙を持ってシール材で貼り合せ、間隙に液晶を封入した液晶パネルと、液晶パネルを挟むように設けられた上偏光板及び下偏光板と、液晶パネルを照明するために下偏光板の背後側に設けられたバックライトを備えている。それぞれの透明基板の一方の表面には、透明電極と配向膜が形成されており、配向膜はシール材より内側で、かつ液晶パネルの有効表示領域より大きい範囲に設けられている。さらに、下偏光板には、該下偏光板の外周を覆うとともに配向膜に届く範囲まで遮光印刷層が設けられている。遮光印刷層を設けることにより、シール材と配向膜の間の液晶分子が正しく配向されていない領域を通過する光が観察者に届かないようにできる。特に、上偏光板と下偏光板の透過軸が平行である場合に、本願発明の構成が有効となる。さらに、配向膜が垂直配向型の配向膜であり、液晶パネルがカラーフィルタを持たず、電圧無印加の領域でバックライトの光が透過する構成の場合、シール材と配向膜の間から観測者に漏れる光を遮断することが困難であり、本願発明のような構成による効果は大きい。

また、バックライトを収納するフレームに、液晶表示素子の側面と対向する壁を設け、液晶表示素子と壁の間に遮光性粘着剤を充填することとした。このとき、遮光性粘着剤が下偏光板の遮光印刷層に接するように充填する。また、壁の高さを液晶表示素子（実質的に上偏光板）より高くなるように形成することが望ましい。そして、遮光性粘着剤が上偏光板に接するように充填するとよい。

さらに、遮光性粘着剤が液晶パネルの有効表示領域とバックライトの間に流れ込まないように、下偏光板の下側にストッパーを設けてもよい。

本実施例の液晶表示装置の構成を図１に基づいて詳細に説明する。液晶パネルは上透明基板４と下透明基板６が外周に設けられたシール材３により貼り付けられた構成であり、これらの基板間に液晶８が封入されている。この液晶パネルを挟むように上偏光板５と下偏光板７が設けられており、これにより液晶表示素子が構成されている。ここで、２つの透明基板の一方の表面には、透明電極１２と配向膜２が順に形成されている。上下各基板に形成された透明電極はマトリクス状に配置され、これらの透明電極の交差する部分が個々の表示画素を構成し、全体として表示領域を構成することとなる。液晶表示素子の背後にはバックライトが設けられている。本実施例では、バックライトは光源と導光板１１を備えている。導光板１１はフレーム１０に保持されており、導光板と液晶表示素子の間には輝度向上フィルム等の機能性フィルム１３が配置されている。

ここで、配向膜２はシール材３より内側で、かつ液晶パネルの有効表示領域より大きい範囲に設けられている。さらに、下偏光板７には、該下偏光板７の外周を覆うとともに配向膜２に届く範囲まで遮光印刷層１が設けられている。具体的にどの範囲まで内側に遮光印刷層を設けるかは、液晶表示素子の視野角や視角範囲を考慮して適宜設定すればよい。外側には、透明基板の外形に達するまで遮光印刷層１を設けることもできる
ここで、本実施例では、垂直配向型の配向膜を持つモノクロ型の液晶パネルを用い、上偏光板と下偏光板の透過軸を平行に設定した構成の液晶表示装置について説明する。すなわち、本実施例の液晶表示装置は、液晶に電圧が印加された領域で暗表示となり、電圧無印加領域では明表示となるノーマリーホワイト型の液晶表示装置である。したがって、遮光印刷層１が存在しなければ、バックライトの光が配向膜２とシール材３の間を透過してしまうため、観察者には不要な漏れ光が届くことになる。

また、本実施例では、図示するように、機能性フィルム１３と液晶表示素子の間に遮光テープ９が設けられている。遮光テープ９は、フレーム１０の液晶表示素子が載置される面に貼り付けられている。遮光テープ９は、液晶表示素子の外形よりも外側の部分から、下偏光板７の上の遮光印刷層１がある位置まで設けられている。これにより、フレーム１０と液晶表示素子（遮光印刷層１）に隙間ができた場合でも、光漏れを防ぐことが可能になる。

本実施例の液晶表示装置の構成を図２に基づいて詳細に説明する。なお、液晶パネルや液晶表示素子の基本的な構成は実施例１と同様なので詳細な説明を適宜省略する。実施例１と同様に、配向膜２はシール材３より内側で、かつ液晶パネルの有効表示領域より大きい範囲に設けられている。さらに、下偏光板７には、該下偏光板７の外周を覆うとともに配向膜２に届く範囲まで遮光印刷層１が設けられている。

図示するように、バックライトを収納するフレーム１０には、液晶パネルの側面と対向する壁２０が形成されている。このフレームの壁２０の高さは、液晶表示素子（実質的に上偏光板５）より高くなるように形成されている。そして、この壁２０と液晶パネルの側面の間に遮光性粘着剤１５が充填されている。このとき、遮光性粘着剤１５を下偏光板の遮光印刷層１に接するように充填する。この壁２０は液晶表示素子の４辺に対して形成してもよいし、光漏れの虞のある辺だけに形成してもよい。また、遮光性粘着剤１５が上偏光板５まで接するように充填させることが望ましい。

このような構成により、シール材３と配向膜２との間隙から透過する光を遮断するだけでなく、液晶表示素子の側面、偏光板貼りズレにより透明基板の表面が露出した部分（すなわち、上透明基板４および下透明基板６の上偏光板５や下偏光板７に覆われていない部分）から透過する光も遮断できる。したがって、有効表示領域に開口を持つ筐体を液晶表示素子とフレームを覆うように配置しなくても、観察者に対して光漏れが起こりえない構成となる。すなわち、筐体（例えば、金属フレーム）がなくても光漏れを防止でき、また、部品単体の寸法精度や組立精度を厳しくしなくとも光漏れが生じることがない。

さらに、図示するように、遮光性粘着剤１５が液晶パネルの有効表示領域とバックライトの間に流れ込まないように、下偏光板７の下側にストッパー１４を設けてもよい。あるいは、粘性の高い粘着剤を用いることで不要部分への流れ込みを防止できる。

また、図示するように、本実施例では、上偏光板５の表面には保護フィルム１６が残っている。一般に偏光板には保護フィルムが貼られており、特に上偏光板はこの保護フィルムを剥離せずに組立工程に流動される。そして、組み立て後、最終的に保護フィルムは剥がされる。このときに、剥がす際の取っ掛かりとするために、保護フィルム１６上にグリッパー１７が設置されている。すなわち、グリッパーをつまんで剥がし始めることで、保護フィルムを上偏光板から容易に剥がすことが可能になる。遮光性粘着剤１５が速乾性のある接着剤の場合には、充填時にこのグリッパーと接着剤が接触して硬化してしまい、グリッパーとしての機能が果たせなくなる。そのため、遮光性粘着剤には、速乾性のない接着剤が適している。

また、実施例１で説明した遮光テープを機能性フィルム１３とストッパー１４の間に設けてもよい。

１ 遮光印刷層
２ 配向膜
３ シール材
４ 上透明基板
５ 上偏光板
６ 下透明基板
７ 下偏光板
８ 液晶
９ 遮光テープ
１０ フレーム
１１ 導光板
１２ 透明電極
１３ 機能性フィルム
１４ ストッパー
１５ 遮光性粘着剤
１６ 保護フィルム
１７ グリッパー

Claims (3)

1. それぞれの表面に透明電極と配向膜が形成された上透明基板と下透明基板を所定の間隙でシール材により貼り合せ、前記間隙に液晶を封入した液晶パネルと、
   前記液晶パネルを挟むように設けられた上偏光板及び下偏光素子と、
   前記液晶パネルを照明するために前記下偏光板の背後側に設けられたバックライトを備え、
   前記配向膜は、前記シール材より内側で、かつ前記液晶パネルの有効表示領域より大きい範囲に設けられており、
   前記下偏光板には、該下偏光板の外周を覆うとともに前記配向膜に届く範囲まで遮光印刷層が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライトを収納するフレームを備え、
   前記フレームには前記液晶パネルの側面と対向する壁が形成されており、前記液晶パネルと前記壁の間に遮光性粘着剤が充填されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置
3. 前記遮光性粘着剤が前記液晶パネルの有効表示領域と前記バックライトの間に流れ込まないように、前記下偏光板の下側にストッパーが設けられたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。

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