JP3652607B2 - 液晶表示パネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置の要部をなす液晶表示パネルに関し、特に、透明な背景に所要形状のパターン（文字やマーク図形など）を白濁や黒色あるいは着色パターンで表示するのに適した液晶表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示（ＬＣＤ）パネルを用いた液晶表示装置は、薄型で軽く、しかも電力消費が極めて少ない利点を有するため、電卓や携帯電話、腕時計、カメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなど各種の携帯型電子機器をはじめ、広範な機器の表示器として使用されるようになっている。
その液晶表示パネルは、一対の透明な基板を表示領域の周囲に設けたシール部によって一定の間隔を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層を封入して液晶セルを構成している。そして、その２枚の基板の対向する内面に形成した信号電極と対向電極によって、液晶層に部分的に電圧を印加することにより、その光学特性（偏光軸のツイスト、複屈折性、透過／散乱など）を変化させることができる。
そのため、液晶セルの両側に配置した偏光板との組み合わせにより、あるいは液晶セル自体によって、液晶層に電圧を印加した部分と印加しない部分とで、光の透過／吸収あるいは散乱や色相などが異なり、各種の表示を行なうことができる。
【０００３】
したがって、このような液晶表示パネルにおいて、一方の基板に形成された信号電極と、他方の基板に形成された対向電極とが液晶層を挾んで対向する（ドットマトリクス型の場合は交差する）部分が表示部（画素）として機能する。
その各表示部（画素）を独立して駆動できるようにするためには、各表示部の周囲に電極を設けていない隙間が必要になる。
そのため、例えばツイストネマティック（ＴＮ）液晶を液晶層に用いた液晶表示パネルによって、全面均一な表示を行なうことは、液晶層に全く電圧を印加しない状態では可能であるが、電圧を印加した状態では、電極を設けていない隙間の部分には電圧を印加できないため、できなかった。
【０００４】
また、均一な背景内に孤立したパターンを選択的に表示する液晶表示パネルの場合、孤立した各パターン表示部を形成する電極へ電圧を印加するための配線電極を、背景部の電極を横切って且つその電極との間にギャップを設けて形成する必要がある。その配線電極は、信号電極および対向電極と同様に酸化インジュウム錫（ＩＴＯ）のような透明導電膜で形成する。
しかし、いずれかのパターン表示部を表示させるためにその信号電極と対向電極に電圧を印加しようとすると、その信号電極に接続した配線電極を通して電圧を印加するため、その配線電極と対向電極との間の液晶層にも電圧が印加され、パターン表示部とともにその配線電極の部分が表示状態になってしまうという問題がある。
そのため、配線電極の幅を極めて細くして目立たないようにしているが、あまり細くすると電気抵抗が大きくなり、表示の応答性が悪くなるという問題が生じる。
【０００５】
また、カメラのファインダ等に利用する液晶表示パネルの場合には、オートフォーカス用のターゲットパターンなどの必要なパターン以外は、全面均一で且つできるだけ高い透過率であることが、観察者の視認性を向上させるため重要である。
高い透過率を達成するためには、偏光板を利用せずに高いコントラスト比が得られる液晶層を用いた液晶表示パネルが有望である。
例えば、液晶中に有機ポリマーからなる透明固形物を分散させた散乱型液晶層を用いた液晶表示パネルは、液晶層に電圧を印加しない状態では入射光を散乱させる白濁（不透明）状態であり、電圧を印加すると透過率が高い透明状態になる。
したがって、この液晶表示パネルによって、透明な背景にターゲットパターンなどの必要な表示部だけを表示させるには、表示させる表示部の液晶層だけに電圧を印加せず、それ以外の液晶層全域に電圧をすればよいことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その表示部の電極に電圧を印加しない時には、それに接続されている配線電極にも電圧を印加しないので、その配線電極と対向電極との間の液晶層には電圧が印加されず、透明状態にはならないので、必要な表示部以外の領域を全面透明にすることができないことになる。
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、透明な背景内に孤立したパターンを表示させることができる液晶表示パネルにおいて、背景部の液晶層に電圧を印加した状態で、必要なパターン表示以外は全面均一な透明状態を簡単に達成できるようにすることを目的とする。
【０００７】
この発明による液晶表示パネルは、上記の目的を達成するために、次のように構成したものである。
それぞれ一方の面に信号電極を形成した第１の基板と対向電極を形成した第２の基板とを、信号電極と対向電極とを対向させて表示領域の外周部に介在させた外周シール部によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶と有機ポリマーからなる透明固形物とからなる散乱型液晶層を封入している。
その信号電極は、表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極と、その周囲電極内に孤立して形成されたパターン電極と、そのパターン電極に選択的に電圧を印加するために上記周囲電極を横切って、該周囲電極との間にギャップを設けて形成された配線電極とからなる。
上記対向電極は、上記表示領域の全域に亘って上記信号電極と対向するように設けられ、上記第１の基板および第２の基板と上記信号電極および対向電極は全て透明であり、上記液晶層は上記信号電極と対向電極による電圧印加の有無によって光学特性が変化し、その液晶層に電圧が印加された部分の透過率が高くなる液晶表示パネルである。
さらに、上記表示領域内で上記配線電極と対向電極との間に配線シール部を上記外周シール部から分離して設け、さらにその配線シール部は上記液晶層に電圧が印加された部分とほぼ同等の透過率を有するとともに、外周シール部より硬度が低く柔らかいシール材で形成される。
【０００８】
この発明によれば、上記配線電極と対向電極との間には、液晶層でなく透明なシール材による配線シール部を設け、その配線シール部の光学特性を液晶層に電圧を印加した部分と同等にすることにより、液晶層に電圧を印加した状態で配線シール部と透過率がほぼ同じになるため、擬似的に全面均一の表示を達成することができる。
【０００９】
液晶層として液晶と透明固形物とからなる混合液晶による散乱型液晶層を用ており、電圧を印加することで透明になる散乱型液晶層では、配線電極およびその周囲電極とのギャップにも透明な配線シール部を設けることにより、液晶層に電圧を印加した状態では、液晶層の透明状態と配線シール部の透明性によって簡単に全面ほぼ均一な透過率を達成できる。さらに、パターン電極と周囲電極ととのギャップにも配線シール部と同じシール部を設ければ、一層均一な透過率を達成できる。
【００１０】
また、表示領域の周囲に設ける外周シール部と表示領域内に設ける配線シール部を分離して、配線シール部を孤立化することにより、液晶表示パネルの使用環境に急激な温度変化が発生した場合においても、基板周囲に発生する熱収縮や熱膨張をまず外周シール部が吸収するため、配線シール部に伝達される熱収縮や熱膨張が緩和される。
特に、液晶層に散乱型液晶を使用した場合には、透明固形物の組織が急激な温度変化を受けると破損するため、配線シール部の周囲に電圧を印加しても透明にならない領域が生じる恐れがある。しかし、上記のように配線シール部を孤立化して熱収縮や熱膨張を緩和させることにより、液晶層の表示の不均一性が発生するのを防止することができ、全面均一な透過表示を達成するのに有効である。
【００１１】
また、外周シール部は液晶表示パネルの使用環境から液晶層を保護するために、信頼性の良いシール材を採用するが、配線シール部は透明性がとくに重要であり、液晶表示パネルの温度変化に対して液晶層への応力をできるだけ小さくするため、外周シール部より硬度が低く柔らかい（弾性がある）材料、さらに応力を蓄積しない樹脂などを使用するとよい。
さらに、散乱型液晶層の場合には、紫外線の照射により液晶層内に透明固形物を形成する。その透明固形物が基板に接着して流動性が阻害される恐れがある。そうすると、液体状態に比較してシール部からの応力により組織が破壊されやすく、一度破壊されるとその状態を保持してしまう。
【００１２】
そこで、外周シール部と配線シール部に近接する領域に紫外線吸収層を設けることにより、透明固形物を形成する際に照射される紫外線を吸収し、シール部の周囲の液晶を液体状態に保持して流動性を維持することが可能になる。
上記信号電極のパターン電極を、カメラのファインダ内に設けるオートフォーカス用のターゲットパターンの形状をなすターゲット表示部にすることができる。
その場合、上記ターゲット電極と周囲電極との間隙を、３０〜７０μｍの範囲にすることにより、非表示状態のターゲット表示部もその輪郭が薄く見え、その位置を観察者が予め認識するのに便利である。
【００１３】
また、上記外周シール部の少なくとも一部を透明にし、その外周シール部の外側から上記透明な部分を通して液晶層に光を出射する光源を設けることもできる。その光源は、配線シール部の短辺に対向する外周シール部の外側から光を照射する位置に配置するのが望ましい。さらにその光源は、着色光を出射する光源であってもよい。
上記光源と外周シール部の透明な部分との間に、光源からの出射光を液晶層全体に照射するための凸レンズ又は拡散板を設けるとよい。
上記光源を設けた液晶表示パネルは、ターゲット電極と周囲電極に電圧を印加することにより、表示領域全面が透明状態になるため、光源から出射する光は液晶層を直進し、第１の基板あるいは第２の基板を透過する方向には出射されない。ターゲット電極に選択的に電圧を印加しなくすることにより、その部分の液晶層の散乱性により、光源からの光を第１の基板あるいは第２の基板を透過する方向に出射させることが可能になる。
【００１４】
そこで例えば、観察者が第２の基板の外側から見ると、光源からの光はその電圧を印加していないターゲット電極のある表示部のみから出射し、その周囲の背景部からは出射しないため、液晶表示パネルの第１の基板側の所定の情報を背景部を透かして観察し、ターゲット電極によるターゲットパターンを表示する場合に、視認性を低下することがないため非常に有効である。
その光源は、配線シール部の短辺に対向する外周シール部の外側から光を照射する位置に配置するのが望ましい。液晶表示パネルの外周部から液晶層に光源からの光を入射することにより、周囲電極による背景部とターゲット電極によるターゲット表示部とのコントラスト比を得ることができるが、液晶層の液晶あるいは有機ポリマーと配線シール部との屈折率の僅かな違いにより、液晶層と配線シール部との境界で反射が発生し、光源の光の一部が配線シール部を通して見えてしまう恐れがある。そのため、背景部の均一性を得るためには、光源を上記の位置に配置するのが好ましい。
【００１５】
また、ターゲット表示部の液晶層の散乱性を利用して観察者側に光源からの入射光を出射し、透明状態の背景部を透過して視認する情報とのコントラスト比が得られる。しかし、光源からの光が非常に強いと、観察者の瞳孔が開いてしまうため、背景部を透過して視認する情報の内容が暗い場合には、観察者は光源からの光を主に視認し、背景部を通して見る情報の認識度が低下してしまう。そのため、着色光を出射する光源を用いて、視感度を利用すれば、光源の明るさを抑ええても、観察者はターゲット表示部を充分に認識することが可能になる。
その場合、複数の着色光を選択可能にするように、複数の異なる発光色の光源とすることにより、液晶表示パネルの背景部を透過する情報の色彩により、着色光の色調を選択することができ、さらにターゲット表示部の視認性を向上することができる。
【００１６】
また、液晶層に液晶と有機ポリマーとが混合する散乱型液晶層を使用する場合には、大きな熱変化により、シール部の周囲に有機ポリマーの構造が他の部分と異なる領域が発生する。そのため、液晶表示パネルの第１の基板と第２の基板の外周部に断熱シールを設けるのが望ましい。それによって、液晶表示パネルの周囲からの急熱、急冷現象を防止することが可能になる。
さらに、断熱シールを着色することにより、上記光源から出射する光の液晶表示パネルの周囲からの反射も防止することができる。特に光源の発光色の光を吸収する光吸収層を兼ねるようにするのが好ましいが。可視光全波長範囲を吸収する黒色にしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明による液晶表示パネルの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
〔第１の実施形態：図１から図１２〕
まず、この発明による液晶表示パネルの第１の実施形態とその一部変更例について、図１から図１２を参照して説明する。
図１はその液晶表示パネルの第１の実施形態の液晶セルを構成する部分の平面図である。図２および図３は、それぞれ図１における２−２線および３−３線に沿う断面図である。この実施形態は、液晶表示パネルをカメラのファインダに組み込むモジュールとした例を示す。
【００１８】
この液晶表示パネルは、図１から図３に示すように、それぞれ一方の面に信号電極２０を形成した第１の基板１と対向電極２１を形成した第２の基板２とを、信号電極２０と対向電極２１とを対向させて、表示領域の外周部に介在させた外周シール部３によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶層１８を封入している。
その信号電極２０は、表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極１１と、その周囲電極１１内に孤立して形成されたパターン電極であるターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃと、その各ターゲット電極に選択的に電圧を印加するために周囲電極１１を横切って、周囲電極１１との間にギャップを設けて形成された配線電極８ａ，８ｂ，８ｃとからなる。
対向電極２１は、表示領域の全域に亘って信号電極２０と対向するように設けられている。
【００１９】
図４から図６は、それぞれ図１における第１の基板、シール部、および第２の基板の構成をより明瞭に示す図でる。
第１の基板は透明なガラス基板であり、図４に示すように、その一方の面（図では上面）に、透明導電膜である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜からなる信号電極２０として、表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極１１と、その周囲電極１１中に孤立して形成されたオートフォーカス用のターゲットパターン形状をなす３個のターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃと、その各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃに接続する配線電極８ａ，８ｂ，８ｃとを設けている。
この第１の基板上の一辺の近傍に、ターゲット電極用の３個の接続電極１２，１３，１４と、周囲電極用の接続電極１５が列設されている。さらに、第２の基板の対向電極用の接続電極２４も設けられている。これらの接続電極も全て信号電極２０と同じＩＴＯ膜によって形成されている。
【００２０】
３個のターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃは、それぞれ周囲電極１１を横切る配線電極８ａ，８ｂ，８ｃによって各接続電極１２，１３，１４に接続され、周囲電極１１は周囲電極用配線電極１６によって周囲電極用の接続電極１５に接続されている。
各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃ及び配線電極８ａ，８ｂ，８ｃと周囲電極１１との間には、それぞれ図２及び図３に示すようにギャップＧ１，Ｇ２を設けている。これらのギャップは小さい方が目立たなくてよいが、充分な絶縁性を確保するために、１０マイクロメートル（μｍ）以上は必要であり、２０μｍ程度にするとよい。配線電極８ａ，８ｂ，８ｃの幅も、膜厚が薄くても電気抵抗が大きくなりすぎないように、１０μｍから２０μｍ程度にするとよい。
【００２１】
また、この第１の基板１と７〜１０マイクロメートル（μｍ）の間隔を設けて対向する第２の基板２も透明なガラス基板であり、図６に示すように、その一方の面（図では下面）に、表示領域の全面に亘ってＩＴＯ膜による対向電極２１を設けている。この対向電極にも配線電極２３を形成している。
この第１の基板１と第２の基板２とを一定の間隙を設けて対向させさせるために、その間隙に図示しないプラスチック製のスペーサを介在させると共に、図５に明示するように表示領域の外周部に設けた透明なシール材による外周シール部３によって、図２および図３に示すように貼り合わせる。
それによって、第１の基板１上の各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃおよび周囲電極１１と、第２の基板２上の対向電極２１とを所定の間隔で対向させる。
【００２２】
外周シール部３の一部には封孔部２５を設けており、この封孔部２５から液晶を注入して封止材２６で封止し、第１の基板１と第２の基板２の間隙に液晶層１８を封入する。
それによって、第１の基板１上の各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃおよび周囲電極１１と、第２の基板２上の対向電極２１とを、液晶層１８を挾んで対向させる。
【００２３】
この発明はシール部に特徴を有する。上述した外周シール部３は、従来の液晶表示パネルと同様に、液晶層１８を密閉する作用と、第１の基板１と第２の基板２との間隙を一定に保って接着する作用と、液晶層１８を外部環境から保護する作用を有する。
この発明による液晶表示パネルはさらに、各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃに所定の電圧を印加するために設けた各配線電極８ａ，８ｂ，８ｃと対向電極２１との間、およびその各配線電極８ａ，８ｂ，８ｃの両側の周囲電極１１とのギャップにも、透明なシール材による配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを設け、その部分には液晶層１８を介在させないようにしている。
この第１の実施形態では、その配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを図５に示すように、外周シール部３と同じシール材で連続して形成している。
【００２４】
液晶層１８は、液晶に有機モノマーを含む混合液晶の前駆体を、外周シール部３の封孔部２５から第１の基板１と第２の基板２の間隙に注入し、封止材２６で封止した後、外部から紫外線を照射して有機モノマーを有機ポリマーにして液晶内に透明固形物を分散させた散乱型の液晶層１８とする。
この液晶層１８は、信号電極２０と対向電極２１による電圧印加の有無によって光学特性が変化し、電圧が印加された部分の透過率が高くなる（透明になる）。そして、この液晶表示パネルの配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを設けた部分は常に、液晶層１８に電圧が印加された部分とほぼ同等の透過率を有するようにしている。
また、第２の基板２上の対向電極用配線電極２３と、第１の基板１上の対向電極用の接続電極２４とを、図２に明示するように、接着材に導電粒を混合した異方性導電性シール２２によって接続する。それによって、第２の基板２上の対向電極２１と第１の基板１上の接続電極２４とを電気的に接続することができる。
【００２５】
図７は、この第１の実施形態の液晶表示パネルに一つのターゲット表示をさせた状態の平面図であり、図８は図７の８−８線に沿う断面図である。
これらの図に示すように、この液晶表示パネルはパネル保持枠３１内に設置され、第１の基板１上の各接続電極１２，１３，１４，１５及び２４を、ゼブラゴム３２を介してフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）３６の各配線に電気的に接続している。ＦＰＣ３６の位置決めをするために、パネル保持枠３１上に位置決めピン３５を設けている。
さらに、ゼブラゴム３２とＦＰＣ３６との接続を確保するために、パネル固定枠３８を設ける。このパネル固定枠３８には、液晶表示パネルの表示領域に相当する部分に表示窓３７を設けている。
【００２６】
また、液晶表示パネルに対して環境変化による急激な温度変化を防止するために、パネル保持枠３１とパネル固定枠３８との間隙にシリコン樹脂からなる断熱シール３９を充填している。この断熱シール３９によってパネル保持枠３１とパネル固定枠３８との固定も行なっている。
液晶層１８は、３８０ナノメートル（ｎｍ）より短波長の光を照射すると黄味が増加し、散乱度が低下してしまう。そのため、第１の基板１と第２の基板２の外面には、それぞれ３８０ナノメートル（ｎｍ）より波長の短い光（紫外線）による液晶層１８の劣化を防止するために紫外線カットフィルム４１を設けている。
この紫外線カットフィルム４１は、基材となるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、紫外線吸収材を含む粘着材をコーティングし、第１の基板１と第２の基板２の表面に接着する。
【００２７】
さらに、この実施形態では図８に示すように、第１の基板１と第２の基板２の少なくとも一方（図示の例では両方）の、外周シール部３と配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃに重なる領域からそれらの周縁部近傍の液晶層１８に延びる領域に、紫外線吸収層４０を設けている。この紫外線吸収層４０は、第１の基板１と第２の基板２との間隙に注入した液晶層１８中の有機モノマーに紫外線を照射して、有機ポリマーに変換して透明固形物を形成する際に、照射される紫外線を吸収し、シール部の周囲の液晶を液体状態に保持して流動性を維持するために設けている。
【００２８】
この液晶表示パネルにおいて、信号電極を構成する各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃおよび周囲電極１１と対向電極２１とが対向する部分により表示画素部を構成しており、ＦＰＣ３６を介して各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃおよび周囲電極１１と対向電極２１との間に電圧を印加することにより、電圧を印加しないときには散乱状態の液晶層１８を透明状態することができる。
このとき、各配線電極８ａ，８ｂ，８ｃとその両側のギャップに設けられた配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃも、透明状態の液晶層１８とほぼ同等な透過率を有するので、表示領域全面がほぼ均一な透明状態になる。
各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃの周囲のギャップには、透明なシール材を設けていないので、電圧が印加されない液晶層１８が散乱状態にあるため、輪郭が薄く見えるが、観察者がターゲットパターンのある位置を予め認識できるので、カメラのファインダモジュールの場合には、かえって望ましい。
【００２９】
しかし、このような輪郭も見えないようにするには、各ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃの周囲のギャップにも透明なシール材によるシール部を設けるようにすればよい。
そして、ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃのいずれかへの電圧印加をＯＦＦにすることにより、液晶層１８のそのターゲット電極と対向電極２１との間の部分だけが散乱状態となり、表示される。図７では、中央のターゲット電極５ｂへの電圧印加をＯＦＦにし、そのターゲット表示９が見えている。
このとき、配線電極８ｂと対向電極２１との間、および周囲電極１１とのギャップ部に液晶層１８が存在するとその部分も散乱乱状態となって見えてしまう。
【００３０】
しかし、この液晶表示パネルは、その部分に透明な配線シール部６ｂが設けられているため、オートフォーカス用のターゲット表示９だけが見えて、それ以外の表示領域は全面透明になり、この液晶表示パネルを通してファインダ視野内の被写体を明瞭に視認することができる。
他のターゲット電極５ａ又は５ｃへの電圧印加のみをＯＦＦにすれば、その位置にのみターゲット表示９が視認できるようになる。
【００３１】
図１２は、この液晶表示パネルの各部における印加電圧に対する透過率の変化を示し、横軸は印加電圧（Ｖ）であり、縦軸は透過率（％）である。
図中の破線６１は配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの印加電圧に依存しない透過率Ｔ０（常時透明）である。実線６２は液晶層１８に電圧を印加した部分の透過率を示し、印加電圧の増加と共に透過率が高くなり、印加電圧Ｖ０で配線シール部の透過率と同じＴ０に達し飽和する。破線６３はターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃと周囲電極１１とのギャップ部の液晶層の透過率を示し、両側の印加電圧の影響でこの部分も印加電圧の増加に伴って次第に透過率が高くなり、印加電圧Ｖ１（Ｖ１＞Ｖ０）で配線シール部の透過率Ｔ０に達して飽和する。
したがって、ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃと周囲電極１１とのギャップ部に透明シール部を設けなくても、これらの電極と対向電極２１との間の印加電圧を高めていくと、その傾斜効果によってギャップ部の液晶層も透明になり、表示領域全体を均一な透明状態にすることもできる。
【００３２】
ところで、このような液晶表示パネルに急激な温度変化を与えると、図９に示すように外周シール部３と配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの周囲に、液晶層１８に印加する電圧を大きくしても透過率が大きくならない外周シール部欠陥４５と配線シール部欠陥４６とが発生する。
このような液晶層１８の欠陥４５，４６が発生した部分では、図１２において１点鎖線６４で示すように、印加電圧が増加しても透過率が充分高くならず、透明状態にすることができない。
この欠陥は、特に急冷処理で発生し、１℃／秒以上の温度勾配で急冷する場合に発生する。さらに急冷時の温度差が５０℃程度になると発生しやすくなる。
【００３３】
そのため、図７および図８に示す液晶表示パネルは、環境変化による急冷を防止するために、パネル保持枠３１とパネル固定枠３８との間隙にシリコン樹脂からなる断熱シール３９を充填している。この断熱シール３９はパネル保持枠３１とパネル固定枠３８との固定も行なっている。
このように、第１の基板１および第２の基板２の外周部に断熱シール３９を設けることにより、外部環境により温度変化が発生しても、液晶表示パネル内が急冷することを防止できるため、外周シール部３と配線シール部６の周囲に欠陥を発生することがなくなり、表示不良を発生しなくなる。
【００３４】
〔変更例１〕
前述のような液晶層１８に発生する欠陥による表示不良は、外周シール部３の内周縁の近傍で発生する場合には見切り板などで隠すことができる。しかし、配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの周囲で発生すると隠すことができない。
そこで、図１０に示すように、外周シール部３と各配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃとの間に所定の間隙を設け、各配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを島状に設けるようにするとよい。
例えば、外周シール部３と各配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃとの間に２ミリメートル（ｍｍ）の間隙Ｇ３を設ける。
その他の構成は、前述した第１の実施形態の液晶表示パネルと同じであるから説明を省略する。なお、図１０においても、説明の便宜上図１から図９と対応する部分には同一の符号を付している。
【００３５】
このようにすると、外部環境の温度低下によって液晶表示パネルの急冷が発生した場合に、外周シール部３の熱伝導と熱収縮により、その内周縁近傍の液晶層１８に欠陥４５が発生するが、配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃは外周シール部３から離れた島状に形成されているため、熱伝導が阻害され収縮は周囲に連動するため、その周囲には欠陥が発生しにくくなる。
外周シール部３と配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃとを接続して形成した場合と比較して、急冷時の温度差で１０℃から２０℃大きな温度差でも、配線シール部の周囲に欠陥が発生しない。そのため表示品質を良好に保つことができる。
【００３６】
〔変更例２〕
図１１は、配線シール部の周囲に欠陥を発生させないようにするための他の例を示す。この図１１においても、説明の便宜上図１から図９と対応する部分には同一の符号を付している。
この例では、外周シール部３と配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃとを異なるシール材によって形成する。すなわち、配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃは、外周シール部３よりも硬度が低く柔らかい（弾性が大きい）シール材で形成する。
外周シール部３は、前述した液晶層を密閉するためと、第１の基板と第２の基板との間隙を一定に保つ作用と、液晶層を外部環境から保護する作用を有するため、シール材として適度な硬度を有するエポキシ系接着剤を使用する。
【００３７】
各配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃには、透明なゴム系接着剤を使用する。ゴム系の接着剤を使用することにより、弾力性があり、液晶表示パネルの急激な温度変化に対しても液晶層の配向性が劣化することを防止できる。また、外周シール部３はエポキシ系接着剤を使用しているため、湿度等から液晶層１８の劣化を保護することができる。
図１１に示す例では、２種類のシール材が表示領域の外側で接触している。しかし、両シール部の間に隙間を設けて、各配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを島状に設けるようにしてもよい。
このようにすることにより、液晶表示パネルが急冷された場合でも、弾力性を有し且つ断熱性を有するゴム系接着剤からなる配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの周囲には欠陥が発生しにくくなる。そのため表示品質を良好に保つことができる。
【００３８】
〔第２の実施形態：図１３から図１５〕
次に、この発明による液晶表示パネルの第２の実施形態とその変形例について、図１３から図１５を参照して説明する。これらの図においても、図１から図１１に示した第１の実施形態と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略するか、簡単にする。
図１３は、この発明による液晶表示パネルの第２の実施形態を示す図１と同様な平面図、図１４はその１４−１４線に沿う異なる断面を同一面に示した断面図である。
この第２の実施形態の液晶表示パネルも、カメラのファインダに用いる液晶表示モジュールにこの発明を適用したものであるが、液晶表示パネルの側面から液晶層に光を入射させる光源を有する点が特徴である。
【００３９】
この液晶表示パネルにおいても、第１の基板１上には、透明導電膜であるＩＴＯ膜からなる信号電極として機能する３個のターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃとその各ターゲット電極５に５ａ，５ｂ，５ｃに接続して表示領域内に設ける配線電極８ａ，８ｂ，８ｃと、それらに周囲に表示領域のほぼ全面に亘る周囲電極１１とを設けている。
また、この第１の基板１と所定の間隙を設けて対向する第２の基板２上には、表示領域の全面に亘る対向電極２１を設けている。
そして、この第１の基板１と第２の基板２とを一定の間隙を設けて対向させ、図示しないプラスチック製のスペーサと一部に封孔部２５を有する外周シール部３により接着する。
【００４０】
さらに、各配線電極８ａ，８ｂ，８ｃと対向電極２１との間隙と、各配線電極８ａ，８ｂ，８ｃと周囲電極１１との間のギャップ部に、それぞれ透明なシール材による配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを、図１０に示した例と同様に、外周シール部３から僅かに間隔を置いて島状に設けている。この場合の配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃのシール材は、外周シール部３と同じものでもよいし、異なる材質のものでもよいが、外周シール部３のシール材より硬度が低く柔らかいものを使用すると、急冷時に配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの周囲に液晶層１８の欠陥を発生させないようにする上で、より有効である。
【００４１】
液晶層１８は、第１の実施形態と同様に液晶とそれに混入した有機モノマーを紫外線の照射によって有機ポリマーに変えた透明固形物とからなる散乱型液晶層を用いる。この液晶層は、電圧を印加しなときには配向性を持たないため、有機ポリマーとの間で微少かつ多くの反射を繰り返すことにより散乱性を示す。
電圧を印加すると配向性が向上し、さらに液晶と有機ポリマーの屈折率との差がほとんどなくなるため、散乱が発生せず透明状態となる。
そして、各配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃは、電圧印加の有無に関わらず、常に液晶層１８の電圧が印加された部分とほぼ同等の透過率を有する。
この構成により、透明な背景内にターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃのいずれかによるターゲットパターンのみを表示することがことが可能になる。
【００４２】
図１４に示すように、第１の基板１の下側（カメラのレンズ側）の被写体からの液晶層１８に電圧が印加されている領域への入射光Ｌ３は、液晶層１８が透明なため明るく認識される。しかし、ターゲット電極５ｂに電圧を印加しないとき、その部分の液晶層１８ｂは散乱状態になっているため、そこに被写体からの入射光があっても殆ど透過せず、観察者には暗く認識される。
したがって、観察者には、ほぼ全域が明るい被写体の画面の中に、ターゲット電極５ｂによるターゲットパターンだけが暗く表示されることになる。
しかし、被写体からの入射光が暗い場合には、観察者がターゲットパターンを認識することが難しくなる。
【００４３】
そのため、この実施形態では、液晶表示パネルの周囲に赤色光を発光するライトエミッテドダイオード（ＬＥＤ）素子からなる光源２７を設けている。その光源２７には、所定の発光信号を印加するための配線２８を接続している。
この光源２７は、図１４に示すように光源保持部材３４に嵌入保持され、パネル保持枠３１に固定される。
外周シール部３および断熱シール３９の少なくともこの光源２７と対向する部分は透明であり、光源２７から出射する光は、その透明な部分を透過して、第１の基板１と第２の基板２との間に挟持される液晶層１８内に入射する。
【００４４】
図１３では省略しているが、図１４に示すように、光源２７と断熱シール３９との間に、光源２７の光を液晶層１８の全体に照射するために凸レンズ４２を配置し、その凸レンズ４２をレンズ保持部材４３によってパネル保持枠３１に保持している。なお、この凸レンズ４２の代わりに拡散板を配置しても、同様な効果が得られる。
また、この実施形態では、光源２７は、配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの短辺に対向する外周シール部３の辺の外側に配置している。これにより、液晶層１８と配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの僅かな屈折率差が生じても、液晶層１８と配線シール部との界面での反射を最小にすることが可能になる。しかし、液晶層１８の選定と配線シール部を構成するシール材の選定により、他の方向に光源２７を配置することも可能である。
【００４５】
図１４に示すように、光源２７からの出射光は、凸レンズ４２により所定の角度の光となり、液晶表示パネルを構成する第１の基板１と第２の基板２と液晶層１８の側面に入射する。その入射光は第１の基板１あるいは第２の基板２と空気層との屈折率の差による内面反射を繰り返すことにより、液晶層１８の全体に光を入射することが可能になる。
図１４の入射光Ｌ１は直接液晶層１８に入射する成分を代表として図示している。散乱光Ｌ２は、光源２７から液晶層１８の散乱部１８ｂ（電圧が印加されないターゲット電極５ｂの部分）に入射した光が、散乱して観察者側に出射した光を示している。液晶層１８の透明部では入射光Ｌ１は僅しか散乱しないため殆ど観察者側には出射しない。しかし、散乱部１８ｂに入射した光は散乱して観察者側に出射するため、被写体側が暗い場合でもターゲットパターンが明るく見える。
【００４６】
また、液晶表示パネルの表示領域の液晶層１８に所定の電圧を印加できない配線電極８ａ，８ｂ，８ｃとその両側のギャップ部に、透明な配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃを設け、その配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃと電圧を印加したときの液晶層１８との透過率をほぼ同一で且つ大きな透過率にすることにより、液晶層１８の横方向に配置した光源２７からの光を減衰することなく液晶層１８の全域に照射することが可能になる。
また、ターゲット電極５ａ，５ｂ，５ｃの周囲に周囲電極１１を設け、表示領域のほぼ全面を透明状態することにより、液晶層１８の全域の照明が可能となるのであり、周囲電極１１を設けず、液晶層１８が散乱状態の時に液晶層１８の横方向から光源２７の出射光を照射しても、液晶層１８の散乱によって光が減衰してしまい、表示領域内で照度むらが発生する。
【００４７】
また、図１４に示すように、液晶表示パネルに対して環境変化による急冷を防止するために液晶表示パネルの周囲に断熱シール３９を設け、第１の基板１の上面には、表示領域を決める見切り板３０を配置している。
さらに、第１の基板１および第２の基板２の光源２７が設けられていない辺の外周面に反射防止層６７を設けている。この反射防止層６７により、光源２７からの光に対するパネル保持枠３１から表示領域内への不必要な反射光、特に、観察者側への出射光を防止することができる。そのため、ターゲットパターンと背景表示とのコントラスト比を大きくでき、視認性を向上することができる。
【００４８】
〔変更例〕
次に、この第２の実施形態の液晶表示パネルを若干変更した例を図１５によって説明する。図１５はその変更例の図１４と同様な断面図である。
この液晶表示パネルは、液晶表示パネルを構成する第１の基板１と第２の基板２のそれぞれ外面に紫外線カットフィルム４１を設けた点だけが、図１３および図１４に示した液晶表示パネルと相違する。
これらの液晶表示パネルにおいて、図１５に示すターゲット電極５ｂ（５ａ，５ｃも同じ）と周囲電極１１とのギャップＧ３の幅は、小さいほど表示領域全面を透過状態とすることが可能になるが、オートフォーカス用ターゲットパターンの位置を観察者が予め認識できるようにするためには、薄くターゲットパターンが見えるほうが好ましいので、このギャップＧ３の幅は、３０から７０μｍが良好であった。
【００４９】
また、ターゲット電極５ｂに接続する配線電極８ｂ（８ａ，８ｃも同じ）の周囲にも周囲電極１１を設けており、配線電極８ｂと周囲電極１１とはギャップＧ２により電気的に絶縁している。このギャップＧ２の幅は５μｍにしている。また、配線電極８ｂ（８ａ，８ｃも同じ）の幅Ｗ１は５μｍである。ギャップＧ２の幅と配線電極８ｂの幅Ｗ１は、２μｍ以上で問題なく機能する。しかし、２μｍ以下であると静電気に対して弱くなる。
また、配線電極８ｂとその両側のギャップＧ２上を覆い、周囲電極１１と一部で重なり合う配線シール部６ｂの幅の制御と位置精度からも、配線電極８ｂとその両側のギャップＧ２の幅が２μｍ以上であることが望ましい。配線シール部６ｂと液晶層１８の均一性を多少あまくすることにより、１０μｍでも十分に使用可能であった。配線電極８ｂの幅Ｗ１とその両側のギャップＧ２の２倍の合計がターゲット引き回し幅Ｗ２であり、その幅Ｗ２は６μｍ以上であるのが好ましかった。
【００５０】
この配線電極８ａ，８ｂ，８ｃの幅Ｗ１とその両側のギャップＧ２の幅をそれぞれ１０μｍ以下、ターゲット引き回し幅Ｗ２あるいは配線シール部６ａ，６ｂ，６ｃの幅を３０μｍ以下とすることにより、観察者の視認性を十分に低下することができる。さらに、ターゲット引き回し幅Ｗ２あるいは配線シール部の幅を６μｍ以下とすることにより視認性を低下することが可能になるが、配線シール部とターゲット引き回し部との位置合わせ、あるいは配線電極の抵抗の増加および断線の発生を考慮すると、６μｍから３０μｍが適切である。
また、この図１５に示す液晶表示パネルには、液晶層１８への紫外線の照射を防止するために紫外線カットフィルム４１を第１の基板１と第２の基板２の液晶層１８と反対の面に接着している。一般の用途には、紫外線カットフィルム４１がなくとも信頼性には問題はないが、長時間紫外線を発光する被写体からの光が液晶表示パネルに到達する場合には、紫外線カットフィルム４１が有効に機能する。また、紫外線カットフィルム４１上には、無反射コート層（図示せず）を設けている。無反射コート層を設けることにより、液晶表示パネルからの反射光が他の構成部材に反射する影等の発生を防止できる。
【００５１】
光源２７を着色光を発光する光源にして視感度を利用することにより、光源２７の明るさを押さえても、観察者はターゲット表示を十分に認識することが可能になる。また、光源として複数の着色光を選択可能にするため、複数の異なる着色光（例えば、赤，青，緑）を発光する光源（複数の光源でもよい）とすることにより、液晶表示パネルの周囲表示部を透過する背景の色彩により、着色光の色調を選択することにより、さらにターゲットパターンの視認性を向上することが可能になる。
また、外部環境の急激な温度変化により、シール部の周囲の液晶層に有機ポリマーの構造が他の部分と異なる欠陥領域が発生するのを防止するため、第１の基板１と第２の基板２の外周部に断熱シール３９を設けている。
【００５２】
この断熱シール３９の、光源２７が配置されている側の一辺以外の部分を着色して、光吸収層を兼ねるようにすることにより、光源２７から液晶表示パネル内に入射する光が、その外側のパネル保持枠３１等によって反射されるのを防止することが可能になる。特に、光源２７の発光色の光を吸収する着色をするのが好ましく、可視光全波長範囲を吸収する黒色にしてもよい。
液晶表示パネルの第１の基板１あるいは第２の基板２の少なくとも一方の基板表面に反射防止膜を設けることにより、液晶表示パネルと液晶表示パネルの上下に設ける部材との多重反射を防止することができる。その反射防止膜はフィルム状でもよく、紫外線カットフィルム４１とを兼用することにより、液晶層の紫外線の照射による着色、あるいは印加電圧による透過率依存性が劣化するのを防止することができる。
【００５３】
以上、この発明をカメラのファインダに設ける液晶表示モジュールに適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限るものではなく、種々の用途の液晶表示パネルに適用できる。その場合の表示パターンも、種々の文字や記号、図形等にすることができ、ターゲットパターンはその一例にすぎない。
信号電極として機能するパターン電極は、その表示パターンに合わせた形状に形成すればよい。
また、液晶層として、散乱型液晶層を使用した例について説明したが、他の種類の液晶層を使用してもよく、例えばツイストネマチック液晶やスーパ・ツイストネマチック液晶を用いた液晶層と偏光板との組み合わせによる液晶表示パネルにも、この発明を適用するができる。但し、その場合も液晶層に電圧を印加したときに透明状態になるように偏光板を配置する必要がある。また、この場合には、透明状態での透過率が低下するので、その用途が限定される。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、透明な背景内に孤立したパターンを表示させることができる液晶表示パネルにおいて、背景部の液晶層に電圧を印加した状態で、必要なパータン表示以外は全面均一な透明状態にすることができる。
したがって、背景表示部を通して裏面側の情報と、必要なパターン表示とを重ねて視認するのに適した液晶表示パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による液晶表示パネルの第１の実施形態の液晶セルを構成する部分の平面図である。
【図２】 図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】 図１の３−３線に沿う断面図である。
【図４】 図１における上面に信号電極を形成した第１の基板の平面図である。
【図５】 図１における第１の基板と第２の基板の間に設ける外周シール部と配線シール部の平面図である。
【図６】 図１における下面に対向電極を形成した第２の基板の平面図である。
【図７】 この第１の実施形態の液晶表示パネルに一つのターゲット表示をさせた状態の平面図である。
【図８】 図７の８−８線に沿う断面図である。
【図９】 その液晶表示パネルの外周シール部と配線シール部の周囲に発生する欠陥の状況を示す平面図である。
【図１０】 配線シール部の周囲に欠陥が発生するのを防ぐための配線シール部の変更例を示す図９と同様な平面図である。
【図１１】 同じく他の変更例を示す外周シール部と配線シール部のみの平面図である。
【図１２】 この発明による液晶表示パネルの各部における印加電圧に対する透過率を示す線図である。
【図１３】 この発明による液晶表示パネルの第２の実施形態の平面図である。
【図１４】 図１３の１４−１４線に沿う断面図である。
【図１５】 紫外線カットフイルムを追加した例を示す図１４と同様な断面図である。

Claims (14)

1. それぞれ一方の面に信号電極を形成した第１の基板と対向電極を形成した第２の基板とを、前記信号電極と対向電極とを対向させて表示領域の外周部に介在させた外周シール部によって一定の間隙を設けて貼り合わせ、その間隙に液晶と有機ポリマーからなる透明固形物とからなる散乱型液晶層を設け、
   前記表示領域内で、前記信号電極は、前記表示領域のほぼ全域に亘って形成された周囲電極と、その周囲電極内に孤立して形成されたパターン電極と、そのパターン電極に選択的に電圧を印加するために前記周囲電極を横切って、該周囲電極との間にギャップを設けて形成された配線電極とからなり、
   前記対向電極は、前記表示領域の全域に亘って前記信号電極と対向するように設けられ、
   前記第１の基板および第２の基板と前記信号電極および対向電極は全て透明であり、前記液晶層は前記信号電極と対向電極による電圧印加の有無によって光学特性が変化し、該液晶層に電圧が印加された部分の透過率が高くなる液晶表示パネルであって、
   前記表示領域内で前記配線電極と前記対向電極との間に配線シール部を前記外周シール部から分離して設け、さらに前記配線シール部は前記液晶層に電圧が印加された部分とほぼ同等の透過率を有するとともに、前記外周シール部より硬度が低く柔らかいシール材で形成されたことを特徴とする液晶表示パネル。
2. 請求項１に記載の液晶表示パネルにおいて、前記第１の基板と第２の基板の少なくとも一方には、前記外周シール部の周縁部近傍の前記散乱型液晶層に延びる領域に紫外線吸収層を設け、前記第１の基板および第２の基板の外周部に断熱シールを設けた液晶表示パネル。
3. 請求項１に記載の液晶表示パネルにおいて、前記第１の基板と第２の基板の少なくとも一方には、前記外周シール部と前記配線シール部からそれらの周縁部近傍の前記散乱型液晶層に延びる領域に紫外線吸収層を設けたことを特徴とする液晶表示パネル。
4. 請求項１に記載の液晶表示パネルにおいて、
   前記外周シール部の少なくとも一部が透明であり、その外周シール部の外側から前記透明な部分を通して前記散乱型液晶層に光を出射する光源を設けたことを特徴とする液晶表示パネル。
5. 請求項４に記載の液晶表示パネルにおいて、前記パターン電極が、カメラのファインダ内に設けるオートフォーカス用のターゲットパターンの形状をなすターゲット電極であり、
   前記信号電極の前記周囲電極およびターゲット電極と前記対向電極との間に電圧を印加したとき、前記配線シール部を含む前記表示領域全体が同等の透過率の透明状態になり、前記ターゲット電極のうち選択的に電圧を印加しないか印加電圧を小さくしたターゲット電極の領域のみが、前記液晶層の散乱により不透明状態になるようにした液晶表示パネル。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示パネルにおいて、前記配線シール部を前記信号電極の前記配線電極と前記周囲電極との間のギャップにも設けた液晶表示パネル。
7. 請求項４に記載の液晶表示パネルにおいて、
   前記表示領域内で、前記配線電極と前記対向電極との間に配線シール部を設け、
   前記光源を、前記配線シール部の短辺に対向する前記外周シール部の外側から光を照射する位置に配置した液晶表示パネル。
8. 請求項４又は７に記載の液晶表示パネルにおいて、前記光源は、着色光を出射する光源である液晶表示パネル。
9. 請求項５に記載の液晶表示パネルにおいて、前記ターゲット電極と周囲電極との間隙が３０〜７０μｍである液晶表示パネル。
10. 請求項４又は７に記載の液晶表示パネルにおいて、前記第１の基板および第２の基板の外周部に断熱シールを設けた液晶表示パネル。
11. 請求項１０に記載の液晶表示パネルにおいて、前記断熱シールの前記光源が配置されている側の一辺部以外の部分は、該光源の発光色の光を吸収する光吸収層を兼ねている液晶表示パネル。
12. 請求項４又は７に記載の液晶表示パネルにおいて、前記光源と前記外周シール部の透明な部分との間に、該光源からの出射光を前記液晶層全体に照射するための凸レンズ又は拡散板を設けた液晶表示パネル。
13. 前記着色光は赤色光である請求項８に記載の液晶表示パネル。
14. 前記光源は、複数の着色光を出射する光源である４又は７に記載の液晶表示パネル。

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