JP4156216B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等に用いられる液晶表示装置に係わり、特に、バックライトユニットからの光漏れ防止に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
STN(Super Twisted Nematic)方式、あるいはTFT(Thin Film Transistor)の液晶表示モジュールは、ノート型パーソナルコンピュータ等の表示装置として広く使用されている。
これらの液晶表示モジュールは、周囲に駆動回路部が配置された液晶表示パネルと、当該液晶表示パネルを照射するバックライトユニットとで構成される。
例えば、TFT方式の液晶表示モジュールでは、カラーフィルタが形成されるフィルタ基板と、画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)が形成されるTFT基板とを、両基板の周縁部に形成されるシール材により、配向膜が形成される面が互いに対向するように重ね合わせ、両基板間に液晶を注入・封止して、液晶表示パネルが形成される。
なお、このような技術は、例えば、特公昭60−19474号公報、実開平4−22780号公報に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、液晶表示パネルは、表示窓を有する枠状のフレームにより覆われており、このフレームの表示窓の領域が、液晶表示モジュールの表示領域を構成し、フレームの表示窓の周囲の領域を、通常、額縁領域と呼んでいる。
また、液晶表示パネルの表示窓の領域には偏光板が配置される。
一方、バックライトユニットから照射される光を100%とすると、液晶表示パネルに画像を表示するための光(実際にユーザに観察される光)は、約10%に過ぎない。残りの約90%の光は、液晶表示モジュールの内部で減衰される。
前述した額縁領域は、バックライトユニットから照射される光で、液晶表示パネルに画像を表示するための光以外の光(前述した残りの約90%の光)の一部が、ユーザ側に漏れ出すのを防止する遮光板の役目も果たしている。
【0004】
近年、ノート型パーソナルコンピュータ等では、外形寸法を変えることなく、表示面の大画面化が顕著である。
これに伴い、液晶表示モジュールにおいても、外形寸法はそのままで、表示領域の大画面化が図られているが、液晶表示モジュールにおいて、外形寸法はそのままにして、表示領域を大きくするために、前述した額縁領域を、より狭く(所謂、狭額縁化)する必要がある。
しかしながら、この狭額縁化により、前述した液晶表示パネルに画像を表示するための光以外の光(前述した残りの約90%の光)の一部が、フレームと偏光板との間から、ユーザ側に漏れだし、液晶表示パネルの周囲部分(フレームとの境界部分)が明るく発光し、これにより、表示画面の表示品質が著しく損なわれるという問題点があった。
【0005】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置において、液晶表示素子の側面から入射され、上側ケースと偏光板との間から漏れ出す照明光の光漏れを防止し、表示画面の表示品質を向上させることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明の第1例は、一対の基板(例えば、互いの主面が重なり合うように配置された第1の基板並びに第2の基板)及びこれらに挟持される液晶層を有し且つこの一対の基板の一方の主面を表示面(ユーザに対して画像を見せる面)とする液晶表示素子(液晶表示パネルとも呼ばれる)と、前記液晶表示素子の前記一対の基板の他方の主面に設けられた照明装置(サイドエッジ型又は直下型のバックライト)とを備えた液晶表示装置において、前記一対の基板の前記表示面に対して交差する方向(所謂、液晶表示素子の厚さ方向)に沿う側面の少なくとも一つに遮光膜を設ける。
遮光膜は、その肉厚が液晶表示素子の厚さ方向に対して増えないような薄さとするとよい。
例えば、前記一対の基板側面に対し一様な厚みで前記一対の基板のいずれよりも光透過性の低い材料(遮光材料)を塗布し、又はこのような遮光材料のテープやシールをこの一対の基板側面を跨ぐように貼ることで、前記遮光膜を当該基板側面に設けられる。望ましき遮光膜の一例は、略均一な膜厚を有する。
また、本発明の第2例は、第1の基板並びに第2の基板とこれら第1並びに第2の基板の夫々の主面(互いに対向する第1の基板の第1の面と第2の基板の第1の面)の周縁部の間に設けられて液晶が封入される空間を形成するシール材(Sealing Material)とを備え、前記シール材は前記第1の基板並びに前記第2の基板の主面間に液晶を注入するための注入口(Injection Port)を有し、前記注入口は封止材(Closing Material)で塞がれた液晶表示装置において、少なくとも前記封止材が設けられた側の前記第1の基板並びに前記第2の基板の側面に遮光膜を設ける。
シール材は、第1の基板又は第2の基板のいずれかの主面からみて、前記注入口を除いてループを描くように形成される。
このシール材のループと第1並びに第2の基板の主面間に囲まれた空間に液晶層が形成される。
前記注入口を塞ぐ封止材は、このシール材のループの外側に突出するように形成されることが多く、またシール材に比べて高い光透過率を有することもある。なお、望ましき遮光膜の一例は、前記本発明の第1例の形態に準じる。
また、第1例同様、第2例も充分な光透過性を有する絶縁性材料(ガラスやプラスチック等の透明な絶縁性材料)からなる第1の基板及び第2の基板を用い、これらの基板の一方の側に照明装置を置き、他方の主面に表示画像を形成する所謂透過型の液晶表示装置に適用するとよい。
【0007】
また、本発明の第3例は、一方の主面(第1の面)にスイッチング素子(例えば、薄膜トランジスタや薄膜ダイオード)及びこれに接続された画素電極を有する複数の画素がマトリクス状に配置された第1の基板と、一方の主面(第1の面)が前記第1の基板の一方の主面に対向する第2の基板と、前記第1の基板並びに前記第2の基板の各々の前記一方の主面(夫々の第1の面)の間に封入された液晶層と、前記第1の基板の主面の互いに交差する2辺に沿う夫々の周縁部に設けられた前記スイッチング素子に駆動電圧を供給する端子部とを有する液晶表示装置において、前記第1の基板の主面の前記端子部が形成された2辺に夫々対向する別の2辺の少なくとも一つに沿う第1の基板並びに前記第2の基板の側面に遮光膜を設ける。
本発明の第3例による構成は、前記第1の基板の主面の端子部が設けられた互いに隣接する2辺に対向する別の2辺(これらも互いに隣接する)に端子部を設けない液晶表示装置、所謂、基板主面の対向し合う一対の辺の片側のみからスイッチング素子への電圧印加や信号供給を行なうアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置に好適である。
遮光膜は、前記第1の基板の主面の前記端子部が形成された2辺に夫々対向する別の2辺の双方に設けてもよい。この例における第1の基板は、スイッチング素子に薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置において、TFT基板ともよばれる。薄膜トランジスタとしては、例えばアモルファス又は多結晶のシリコンからなるチャネルを有する電界効果型トランジスタを、薄膜ダイオードとしては、例えば金属又は合金膜−絶縁膜−金属又は合金膜を積層したMIM素子を用いる。
本発明の第3例の好ましい実施の形態の一つでは、前記第1の基板の端子部が設けられる2辺に沿う周縁部に前記画素電極の各々を駆動する半導体チップ(半導体集積回路,又はICとも呼ばれる)が実装される。
また、本発明の第3例では、前記第1の基板の第1の面(前記第2の基板に対向する主面)の表示領域に複数の画素(画素電極)をマトリクス状(二次元的)に配置し、この第1の基板及び第2の基板の周囲を覆い且つ前記表示領域を露出させる開口を有する遮光性の枠状部材(所謂上側ケース)を液晶表示装置の上側(ユーザが前記表示領域を観る側)から、これで第1の基板又は第2の基板の前記液晶層とは反対側の主面の周縁を覆うように被せる。
このような本発明の第3例に基づく本発明の第4例は、主面の一方に複数の画素電極がマトリクス状に配置された第1の透明な絶縁基板、主面の一方が第1の透明な絶縁基板の主面の一方に対向する第2の透明な絶縁基板、及び第1並びに第2の透明な絶縁基板の夫々の主面の一方の周縁の間に設けられて当該主面間に液晶が封止される空間を形成するシール材とを有する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前記第1並びに第2の透明な絶縁基板の側面を覆い且つこれら透明な絶縁基板の一方の前記主面の他方を表示領域として露出する開口を有する遮光性の枠状の上側ケースとを備え、前記液晶表示素子は前記透明な絶縁基板のいずれかの主面に沿って第1の辺とこれより長く且つこれと交差する第2の辺とを有する液晶表示装置において、前記第1の透明な絶縁基板及び前記第2の透明な絶縁基板の前記第1の辺(所謂、短辺)の一つに沿う側面と前記第2の辺(所謂、長辺)の一つに沿う側面との夫々に遮光膜を設ける。
なお、望ましき遮光膜の一例は、前記本発明の第1例の形態に準じる。また、第1例同様、第3例及び第4例も充分な光透過性を有する絶縁性材料(ガラスやプラスチック等の透明な絶縁性材料)からなる第1の基板及び第2の基板を用い、これらの基板の一方の側に照明装置を置き、他方の主面に表示画像を形成する所謂透過型の液晶表示装置に適用するとよい。
【0008】
また、本発明では、前記第1および第2基板は、第2の面にそれぞれ偏光板を有し、前記遮光膜は、前記側面と、前記第1基板の第2の面における前記偏光板が形成されていない領域、あるいは、前記側面と、前記第2基板の第2の面における前記偏光板が形成されていない領域とに連続して形成される。
また、本発明では、前記表示面と反対側の面に設けられる偏光板の、前記表示面に対して直交する方向に沿う側面の少なくとも1つの側面にも、前記遮光膜が形成される。
【0009】
本発明の好ましい実施の形態では、前記遮光膜は、粘着剤を介して前記側面上に接着される黒色テープで構成される。
本発明の好ましい実施の形態では、前記遮光膜は、黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂で構成されるとともに、粘着剤を介することなく前記側面上に形成される。
ここで、前記ポリエステル系樹脂は、エチレンテレフタレートと変成アルキレンエーテル・テレフタレートとの共重合体を含む。
また、前記黒色顔料は、カーボンブラック、および金属系黒色顔料の少なくとも一方を含む。
さらに、前記遮光膜は、膜厚が40〜120μmである。
【0010】
また、本発明の第5例では、液晶表示素子(例えば、前述のような構造を有する)の表示面と反対側の面に設けられる照明手段とを備え、前記照明手段は、前記液晶表示素子と対向する側の面に拡散板を有し、前記拡散板は、少なくとも1辺の周辺部に黒色の部分を有し、前記拡散板の前記黒色の部分は折り曲げられ、前記第1基板および第2基板の、前記液晶表示素子の表示面に対して直交する方向に沿う側面の少なくとも1つの側面を覆うように配置される。
前述の手段によれば、液晶表示装置において、液晶表示素子の側面から入射され、上側ケースと偏光板との間から漏れ出す照明光の光漏れを防止し、表示画面の表示品質を向上させることが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施の形態1]
〈本発明が適用されるTFT方式の液晶表示モジュールの基本構成〉
図1は、本発明が適用されるTFT方式の液晶表示モジュール(LCM)の概略構成を示す分解斜視図である。
図1に示す液晶表示モジュール(LCM)は、金属板から成る枠状のフレーム(上側ケース)4、液晶表示パネル(LCD;本発明の液晶表示素子)5、バックライトユニットとから構成される。
【0012】
液晶表示パネル5は、画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されるTFT基板と、対向電極、カラーフィルタ等が形成されるフィルタ基板とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。
ここで、TFT基板のガラス基板上には、半導体集積回路装置(IC)で構成される複数のドレインドライバおよびゲートドライバが搭載されている。
このドレインドライバには、フレキシブルプリント配線基板1を介して、駆動電源、表示データおよび制御信号が供給され、ゲートドライバには、フレキシブルプリント配線基板2を介して、駆動電源および制御信号が供給される。
これらフレキシブルプリント配線基板(1,2)は、バックライトユニットの後ろ側に設けられる駆動回路基板3に接続される。
【0013】
また、複数のドレインドライバおよびゲートドライバが搭載されている液晶表示パネル5が、表示窓を有するフレーム4とバックライトユニットとの間に収納されて構成される。
そして、フレーム4の表示窓の領域が、液晶表示モジュール(LCM)の表示領域を構成し、この表示領域以外の領域、即ち、フレーム4の表示窓の周囲の領域を、通常額縁と称する。
本実施の形態の液晶表示モジュールのバックライトユニットは、冷陰極蛍光灯16、楔形(側面形状が台形)の導光体9、拡散シート(6,8)、レンズシート7、反射シート10とが、図1に示す順序で、側壁を有し、枠状に形成されたモールド14に嵌め込まれて構成される。
なお、図1において、11はゴムブッシュ、12はコネクタ、18,19はケーブルである。
【0014】
〈図1に示す液晶表示モジュールの画素部の構成〉
図2は、図1に示す液晶表示モジュールの1画素とその周辺を示す平面図である。
図3は、図2に示すD−D’切断線における断面を示す断面図である。
図2、図3において、101,102はガラス基板(SUB1,SUB2)、103はブラックマトリクス(BM)、104a,104b,104cはそれぞれR(赤色),G(緑色),B(青色)の3色のカラーフィルタ(FIL(R),FIL(G),FIL(B))、105,115は保護膜(PSV1,PSV2)、106,107は配向膜(ORI1,ORI2)、110は液晶層(LC)、111,112は偏光板(POL1,POL2)、113は画素電極(ITO1)、114はコモン電極(ITO2)、116はゲート電極(GT)、117はソース電極(SD1)、118はドレイン電極(SD2)、119はアモルファスシリコン(AS)、120a,120bは薄膜トランジスタ(TFT1,TFT2)、121はデータライン(DL)、122はゲートライン(GL)、123は保持容量(Cadd)、124は絶縁膜(GI)、125,126,127,128は酸化シリコン膜(SIO)である。
【0015】
図2、図3に示す液晶表示パネルにおいて、各画素は隣接する2本の走査信号線(ゲートライン(GL))と、隣接する2本の映像信号線はデータライン(DL))との交差領域(4本の信号線で囲まれた領域)内に配置され、各画素は、2個の薄膜トランジスタ(120a,120b)と、画素電極113および保持容量123を含んでいる。
ゲートライン122は図2では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置され、また、データライン121は図3では上下方向に延在し、左右方向に複数本配置される。
各薄膜トランジスタ(120a,120b)は、ゲート電極116と、ゲート絶縁膜として用いられる絶縁膜124と、アモルファスシリコン119と、ソース電極117と、ドレイン電極118とを有する。
【0016】
ゲート電極116は、ゲートライン122から垂直方向に突出する形で、ゲートライン122と連続して一体的に形成され、また、ゲート電極116とゲートライン122とは単層の第2導電膜(g2)で形成され、さらに、ゲート電極116とゲートライン122上には陽極酸化膜(AOF)が形成されている。
ソース電極117とドレイン電極118とは、N(+)型半導体層(d0)に接触する第2導電膜(d2)とその上に形成された第3導電膜(d3)とから構成され、また、ドレイン電極118はデータライン121に接続され、ソース電極117は画素電極113に接続される。
また、データライン121は、ドレイン電極118と同層の第2導電膜(d2)とその上に形成された第3導電膜(d3)とから構成され、画素電極113は透明な第1導電膜(d1)で形成される。
【0017】
図2、図3に示す液晶表示パネルにおいて、ガラス基板102の内側(液晶層側)には、カラーフィルタ(104a,104b,104c)およびブラックマトリクス103、保護膜115、透明導電膜からなるコモン電極114、配向膜107とが順次積層され、これらがフィルタ基板を構成する。
ガラス基板101の内側(液晶層側)には、ゲート電極116およびゲートライン122、絶縁膜124、アモルファスシリコン119、画素電極113、データライン121、ソース電極117、ドレイン電極118、保護膜105、配向膜106とが順次積層され、これらがTFT基板を構成する。
また、ガラス基板(101,102)の外側には、それぞれ偏光板(111,112)が形成され、さらに、各ガラス基板(101,102)の両面にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜(125〜128)が形成されている。
また、図3には図示していないが、液晶層110には、液晶層110の厚さを均一に保つためのスペーサが封入される。
【0018】
図4は、本実施の形態の液晶表示パネルにおける、シール材が形成される領域の断面構造を示す要部断面図であり、図1に示すA−A’切断線に沿った断面構造を示す図である。
図4において、17はランプ反射シート、130はシール材であり、このシール材130は、図5に示すように、フィルタ基板およびTFT基板の周縁部の、フィルタ基板とTFT基板間に、液晶注入口131を除いて枠状に形成される。
なお、図5において、130の符号が付された2つの線に挟まれた領域がシール材を示している。
本実施の形態では、ブラックマトリクス103は、例えば、カーボンブラックなどの黒色の顔料を添加したアクリル、エポキシ、ポリイミドなどの有機系樹脂膜で構成される。
【0019】
このブラックマトリクス103は、図5に示すように、画素部を越えてシール材130が形成される領域まで延長して形成され、液晶注入口を除き、一部シール材130とオーバーラップしている。
これにより、本実施の形態では、シール材130近傍領域から表示面側に漏れ出す、バックライトユニットからの光漏れを遮蔽することができる。
なお、図5において、103の符号が付された2つの線に挟まれた領域は、画素部を越えてシール材130が形成される領域まで延長して形成されるブラックマトリクス103で、画素部の周辺に額縁状に形成されるブラックマトリクスを示している。
【0020】
さらに、本実施の形態では、シール材130のほぼ全周にわたって、ガラス基板やシール材130に対して接着強度の低い有機系膜から成るブラックマトリクス103を一部除去し、ブラックマトリクス103とシール材130とがオーバーラップしない部分を設けたので、当該オーバーラップしない部分においては、例えば、ガラス基板102/保護膜115/シール材130の接着強度の高い組み合わせとなり、シール領域の接着強度を向上させることが可能となる。
また、ガラス基板101における、シール材130とブラックマトリクス103とが重ならない領域のバックライトユニット側の面に、遮光膜150が形成される。
これにより、シール領域において、シール材130とブラックマトリクス103とが重ならない領域から表示面側に漏れ出す、バックライトユニットからの光漏れを遮蔽する。
【0021】
〈本発明の実施の形態のTFT方式の液晶表示モジュールの特徴〉
図6は、本発明の実施の形態1の液晶表示モジュールの端部の断面構造を示す要部断面図であり、図1に示すB−B’切断線に沿った断面構造を示す図である。
図6に示すように、本実施の形態では、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面(液晶表示パネル5の表示面に対して直交する方向に沿う側面)に側面遮光膜200が形成される。
なお、図6においては、シール材130の図示は省略している。
以下、この側面遮光膜200の役割について説明する。
図7は、図6と同一部分の断面構造で、側面遮光膜200が形成されない場合の断面構造を示す図である。
前述したように、バックライトユニットから照射される光を100%とすると、液晶表示パネルに画像を表示するための光(実際にユーザに観察される光)は、約10%に過ぎない。残りの約90%の光は、液晶表示モジュールの内部で減衰される。
【0022】
そのため、図7に示すように、前述した残りの約90%の光の一部がモールド14を通過して、フレーム4とモールド14との間の空間(図7の210の空間)に漏れだし、この光の一部が、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面から、ガラス基板(101,102)およびシール材130に入射する。
そして、この中の一部は、図7の(イ)に示すように、偏光板112とフレーム4との間から、液晶表示パネル5の表示面側(ユーザ側)に漏れだし、図8に示すように、液晶表示パネル5のフレーム4に隣接する周囲部分が明るく発光することになる。
また、液晶表示パネル5の後方から液晶表示パネル5にバックライト光が入射した場合でも、入射角度の関係で、その中の一部は液晶表示パネル内を進行する光(図7の(ハ)に示す光)となり、この光が液晶表示パネル5の側面(具体的には、ガラス基板(101,102)の側面)で反射される。
【0023】
この反射された光の一部も、図7の(ロ)に示すように、偏光板112とフレーム4との間から、液晶表示パネル5の表示面側(ユーザ側)に漏れだし、液晶表示パネル5のフレーム4に隣接する周囲部分が明るく発光することになる。
それにより、従来の液晶表示モジュールでは、液晶表示パネル5に表示される表示画面の表示品質が著しく損なわれるという問題点があった。
しかしながら、本実施の形態では、前述したように、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面に側面遮光膜200が形成される。
そのため、モールド14を通過して、フレーム4とモールド14との間の空間(図7の210の空間)に漏れだした光の一部が、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面から、ガラス基板(101,102)およびシール材130に入射するのを防止することが可能である。
同様に、液晶表示パネル内を進行する光が、液晶表示パネル5の側面で反射するのを防止することが可能である。
【0024】
なお、前述した問題点は、狭額縁化によってより顕著となった問題点である。以下、この点について説明する。
図9は、図7と同一部分の断面構造で、液晶表示パネル5のフレーム4に覆われている領域が大きい場合の断面構造を示す図である。
図9に示す場合には、例え、モールド14を通過して、フレーム4とモールド14との間の空間(図7の210の空間)に漏れだした光の一部が、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面から、ガラス基板(101,102)およびシール材130に入射したとしても、ガラス基板(101,102)およびシール材130の側面から、偏光板112とフレーム4との間に向かう光は、図9(ニ)に示すように、ガラス基板102と空気との界面で全反射されるので、液晶表示パネル5の表示面側(ユーザ側)に漏れだすことはない。
【0025】
また、図9(ホ)に示すように、ガラス基板(101,102)およびシール材130の側面から入射し、液晶表示パネル5の表示面側(ユーザ側)に漏れだす光は、フレーム4で遮光される。
したがって、本実施の形態は、液晶表示パネル5の周辺領域で、フレーム4で覆われる領域が、特に、1.5mm以下の場合に、特に効果が大きいと言える。
なお、図5に示すように、ガラス基板102の液晶層110側には、ブラックマトリクス103がシール材130の領域まで延伸して形成される。
そのため、前述した光漏れは、シール材130が形成されている領域では、それほど大きな問題ではないが、液晶注入口131が形成される領域には、ブラックマトリクス103が形成されないので、この部分での光漏れが顕著となる。
したがって、この側面遮光膜200は、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面の全ての側面に形成してもよいが、この側面遮光膜200は、前述した理由および以下に記載する理由で、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面の中で、液晶注入口131側の面を含み、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される辺と連続する側面以外の2側面側の側面に形成するのが望ましい。
【0026】
即ち、ガラス基板101の液晶層110側には、半導体集積回路装置(IC)が搭載され、さらに、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される辺の周辺部には端子部が形成される。
そのため、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面の中で、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される辺と連続する側面側の側面に、遮光膜200を形成することは製造工程が複雑化する要因となる。
また、後述するように、側面遮光膜200は、例えば、導電性のカーボンなどを含むので、これにより、半導体集積回路(IC)の短絡が生じる可能性が大きい。
【0027】
この側面遮光膜200は、例えば、接着剤で接着される黒色の遮光テープ、あるいは、黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂(例えば、エチレンテレフタレートと変成アルキレンエーテル・テレフタレートとの共重合体)で構成される。
側面遮光膜200を、後者の黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂(例えば、エチレンテレフタレートと変成アルキレンエーテル・テレフタレートとの共重合体)で構成した場合には、膜材料が粉状にぼろぼろになることがなく、かつ、テープ状に繋がった状態となるので、剥離する場合には連続的に剥がすことが可能であるという特徴を有している。
この場合に、側面遮光膜200は、前述した黒色の遮光テープとは異なり、粘着剤を介さず、TFT基板のガラス基板101の側面上に形成される。
さらに、この場合には、塗布乾燥した後の厚み(膜厚)が、40〜120μm(さらに望ましくは、50〜100μm)と、偏光板111より薄く形成することができる。
【0028】
液晶表示パネルの側面に遮光性を有する樹脂膜を形成する技術は、特開平11−133404号公報(以下、文献(A)という。)にも記載されている。
この文献(A)は、一対の基板間に液晶層を挟んだ液晶表示素子が、ホルダー等に接着保持されている液晶表示装置において、基板の外周端面(側面)を遮光部材(例えば、遮光効果を持つ樹脂)で覆う技術を開示している。
しかしながら、文献(A)に記載された技術は、液晶表示素子の表示面側(但し、投射型液晶表示装置のため、この表示面に照明装置からの光が照射される)により生じるキャリアにより、基板(シリコン基板)の周縁に設けられた液晶表示素子の駆動回路での誤動作を防止することを目的とするものであり、本願発明者が意識した液晶表示素子の表示面の反対側に照射されるバックライト光の漏れの問題が潜在することを文献(A)は示唆しない。換言すれば、文献(A)はフレーム4で液晶表示パネル5の表示面の周縁さえ覆えば、ここに入射する光が引き起こす技術的な問題は解決されることを教示する。
さらに、この文献(A)に記載されている遮光部材は、膜厚が均一な遮光膜(所謂、薄膜状の遮光膜)ではなく、その上、前述の外部遮光膜を構成する材料の詳細に関しては言及していない。
特に、文献(A)には、遮光膜を、黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂で構成することについては何ら記載されていない。
【0029】
本実施の形態で述べた側面遮光膜200が、前述したように、ガラス基板101の側面に適度な強度で貼り付き、粉状に劣化せず、テープ状の形態を保つ性質を示すか否かは、その材料の物理的な性質に依存する。
即ち、側面遮光膜200の材料には、ガラス基板101に粘着し得る粘性と、このガラス基板に塗布されたときの形状を外力(特に、側面遮光膜200をガラス基板から剥離する力)に対して維持し得る弾性とを併せ持つことが要請される。
本発明の液晶表示装置において、前述した側面遮光膜200を粘弾性体として捉えた場合、この液晶表示装置が利用され得る環境温度(例えば、−40〜+60°C)の範囲において、側面遮光膜200はゴム状の物性を示すことが要請される。
【0030】
粘弾性体は、例えば、福沢敬司著「粘着技術」((株)高分子刊行会,第7版1987年刊行)の14−20頁(セクション2.2.1「粘弾性体としての粘着剤」)に記載されているように、ガラス転移温度(Tg)以下でガラス域、このガラス転移温度以上でゴム域(ガラス域で凍結された分子鎖が運動を開始する領域)、このガラス転移温度よりも更に高い以上で流動域(弾性を実質的に失う領域)となる。
側面遮光膜200を、ゴム域にある粘弾性体として捉えた場合、適度な粘性でガラス基板101に粘着しながらも、分子鎖の運動の自由度に拠る弾性が外力に拮抗できるため、ガラス基板に塗布されたときの形状を乾燥や剥離に対して維持することができる。
【0031】
本発明の液晶表示装置において、前述の側面遮光膜200として、少なくともこの液晶表示装置が組立てられる雰囲気の温度範囲(例えば、0〜+30°C)において、前述のゴム域の物性を示す樹脂材料(粘着剤)を用いれば、本実施の形態のポリエステル系樹脂に限られることなく、その利点を再現できる。
前述の刊行物によれば、粘着剤(固着剤)には、通常、エラストマー(ゴム状弾性体)、粘着付与剤樹脂、及び軟化剤(場合により、微量の老化防止剤)が含まれる。
本発明による液晶表示装置の側面遮光膜200を構成する樹脂材料(粘着剤)には、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、キシレン等の所謂溶媒材料が含有され、当該樹脂材料において、前述の粘着付与剤又は軟化剤の如く振る舞う。
即ち、側面遮光膜200の原料をガラス基板上に塗布し、且つ、固化した後においても、この溶剤材料が側面遮光膜200中に適度に残ることにより、本発明による液晶表示装置の側面遮光膜200のガラス基板主面への適度な接着性と塗布時の(テープ形状)形態の維持という効果が確実に得られる。
【0032】
例えば、前述の実施の形態において、ガラス基板101に粘着した側面遮光膜200の材料の組成をガスクロマトグラフにより分析したとき、これに含まれる軟化剤の検出ピークの高さが、これに含まれるエチレンテレフタレートや変成アルキレンエーテル・テレフタレート等の樹脂材料の検出ピークの半分以上に至るとき、側面遮光膜200は前述の利点のみならず、ガラス基板からきれいに剥離できる(剥離後に側面遮光膜200がガラス基板上に殆ど残らない)という利点ももたらす。
この利点は、ガラス基板101に歪(いびつ)に形成された側面遮光膜200を一旦剥がして、改めて側面遮光膜200を塗布しなおすという、液晶表示パネルのリペアを可能にするため、液晶表示装置の完成の歩留まりを著しく改善する。
また、このような更なる利点も本実施の形態において例示した材料のみならず、側面遮光膜200を構成する樹脂材料の物理的性質を前述のように設定することにより、特定の組成に限定されることなく達成できるものと考えられる。
【0033】
また、側面遮光膜200となる樹脂は、ポリエステル系樹脂と、黒色顔料と、分散剤と、溶剤とで構成される。
ここで、ポリエステル系樹脂は、エチレンテレフタレートと変成アルキレンエーテル・テレフタレートとの共重合体を含み、また、黒色顔料は、カーボンブラックで構成される。
また、分散剤は、有機系分散剤(例えば、酢酸n−ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、イソブチルアルコール等)で構成され、溶剤はメトキシブチルアセテートで構成される。
本実施の形態では、この溶剤の含有量を、30〜60重量%(より、好ましくは、45重量%)とした。
なお、前述の実施の形態では、ポリエステル系樹脂に添加される黒色の顔料として、カーボンブラックを使用する場合について説明したが、カーボンブラック以外に、酸化コバルト粒子、酸化クロム粒子、酸化チタン粒子、酸窒化チタン粒子などの金属系の黒色顔料を使用することも可能である。
【0034】
本実施の形態の側面遮光膜200を使用することにより、以下のような効果を得ることが可能となる。
(1)本実施の形態の側面遮光膜200は、膜が粉状にポロポロと、あるいは部分的に剥がれることがないので、液晶表示モジュール内に異物が混入するのを防止することが可能となる。
(2)本実施の形態の側面遮光膜200は、塗布・硬化させた後の膜は、テープ状に繋がった状態となり、この側面遮光膜200を剥離する場合には連続的に剥がすことが可能である。
【0035】
[実施の形態2]
〈本発明の実施の形態のTFT方式の液晶表示モジュールの特徴〉
図10は、本発明の実施の形態2の液晶表示モジュールの端部の断面構造を示す要部断面図であり、図1に示すB−B’切断線に沿った断面構造を示す図である。
なお、図10においても、シール材130の図示は省略している。
図10に示すように、本実施の形態では、側面遮光膜200が、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面以外に、ガラス基板(101,102)の偏光板(111,112)が形成される面側まで延長して形成される点で、前述の実施の形態と相違する。
本実施の形態においても、この側面遮光膜200としては、例えば、接着剤で接着される黒色の遮光テープ、あるいは、黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂(例えば、エチレンテレフタレートと変成アルキレンエーテル・テレフタレートとの共重合体)で構成される。
さらに、この側面遮光膜200は、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面の中で、液晶注入口131側の面を含み、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される辺と連続する側面以外の2側面側の側面と、その側面に連続する、ガラス基板(101,102)の偏光板(111,112)が形成される面の周辺部に形成するのが望ましい。
本実施の形態においても、前述した光漏れを防止することが可能である。
【0036】
さらに、本実施の形態において、図11に示すように、側面遮光膜200をさらに延長して、ガラス基板101の偏光板111が形成される側の面に形成される遮光膜150を兼用するようにしてもよい。
この場合には、図12に示すように、遮光膜150を、ガラス基板(101,102)の偏光板(111,112)が形成される面側で、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される領域にのみ形成することが可能となる。
図12は、本実施の形態の液晶表示パネルの変形例における、遮光膜150の形成領域を説明するための図である。
なお、この図は、液晶表示パネルをバックライトユニット側から見た図である。
図12に示す例では、遮光膜150は、TFT基板側のガラス基板101の長辺側の一辺と、短辺側の一辺とに設けられ、この遮光膜150が形成される領域の裏側(表示面側)には、図4に示すように、ドレインドライバおよびゲートドライバを構成する半導体チップ(IC)が搭載される。
【0037】
ここで、長辺側の一辺に搭載される半導体チップ(IC)はドレインドライバを、短辺側の一辺に搭載される半導体チップ(IC)はゲートドライバを構成する。
TFT基板側のガラス基板101のバックライトユニット側の面には、偏光板111が形成されるが、図11に示す例では、遮光膜150は、偏光板111が形成される領域以外の領域に形成される。
そして、側面遮光膜200は、図12に示す(R1,R2)の部分に形成される。この場合、側面遮光膜200は、偏光板(111,112)の厚さよりも薄く形成することができるので、液晶表示パネル5の厚みのバラツキを少なくすることが可能である。
【0038】
なお、図12では、遮光膜150を、TFT基板側のガラス基板101のバックライトユニット側の面で、偏光板111が形成されていない全ての領域に設けた場合を図示している。
したがって、図4に示すように、本実施の形態では、遮光膜150は、枠状のフレーム4で覆われていない領域を含むように設けられる。
従来、図12に示すような領域にのみ、遮光膜150を形成する場合は、図13に示すように、上拡散板6を幅広に形成し、その周辺部6aに黒色の印刷を施し、この黒色の周辺部6aでバックライト光の遮光を行うようにしている。
図11に示す液晶表示装置では、上拡散板6に、前述した黒色の印刷を施すことがなくなり、さらに、上拡散板6の面積も小さくできるので、図11に示す液晶表示装置では製造コストを低減することが可能となる。
【0039】
[実施の形態3]
〈本発明の実施の形態のTFT方式の液晶表示モジュールの特徴〉
図14は、本発明の実施の形態3の液晶表示モジュールの端部の断面構造を示す要部断面図であり、図1に示すB−B’切断線に沿った断面構造を示す図である。
なお、図14においても、シール材130の図示は省略している。
図14に示すように、本実施の形態では、上拡散板6を延長し、側面遮光膜200を兼用するようにした実施の形態である。
本実施の形態では、上拡散板6の周辺部6aは、黒色の印刷を施され、この部分6aが折り曲げられ、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面を覆うようにされる。
【0040】
なお、図14では、この周辺部6aは、ガラス基板102の偏光板112側の面の周辺部も覆うようにされているが、図6に示すように、液晶表示パネル5の側面のみを覆うようにしてもよい。
これにより、本実施の形態においても、前述した光漏れを防止することが可能である。
なお、本実施の形態においても、この部分6aは、液晶表示パネル5を構成するガラス基板(101,102)およびシール材130の側面の中で、液晶注入口131側の面を含み、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される辺と連続する側面以外の2側面を覆うように形成するのが望ましい。
【0041】
なお、前述の各実施の形態において、図15に示すように、偏光板111の側面にも、側面遮光膜250を設けるようにしてもよい。
図15に示す液晶表示パネル5では、偏光板111の側面から入射されるバックライト光による光もれも防止することが可能である。
この場合にも、偏光板111の側面の中で、液晶注入口131側の側面で、ガラス基板101の半導体集積回路装置(IC)が搭載される辺と連続する側面以外の2側面を覆うように形成するのが望ましい。
さらに、前記実施の形態では、本発明をTFT方式の液晶表示モジュールに適用した実施の形態について主に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明は、STN方式の液晶表示モジュールにも適用可能であることはいうまでもない。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0042】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)本発明の液晶表示装置によれば、液晶表示素子の側面から入射され、フレームと偏光板との間から漏れ出すバックライト光の光漏れを防止することが可能となる。
これにより、液晶表示素子に表示される表示画面の表示品質を向上させることが可能となる。
(2)本発明の液晶表示装置によれば、側面遮光膜として、黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂で構成することにより、側面遮光膜が粉状にポロポロと、あるいは部分的に剥がれることがないので、液晶表示モジュール内に異物が混入するのを防止することが可能となる。
また、遮光膜が、テープ状に繋がった状態となり、剥離する場合に連続的に剥がすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明が適用されるTFT方式の液晶表示モジュール(LCM)の概略構成を示す分解斜視図である。
【図2】図1に示す液晶表示モジュールの1画素とその周辺を示す平面図である。
【図3】図2に示すD−D’切断線における断面を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態の液晶表示パネルにおける、シール材が形成される領域の断面構造を示す要部断面図であり、図1に示すA−A’切断線に沿った断面構造を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態の液晶表示パネルにおける、シール材が形成される領域と、ブラックマトリクスが形成される領域を説明するための図である。
【図6】本発明の実施の形態1の液晶表示モジュールの断面構造を示す要部断面図である。
【図7】図6と同一部分の断面構造で、側面遮光膜が形成されない場合の断面構造を示す図である。
【図8】従来の液晶表示パネルにおける、偏光板とフレームとの間から、液晶表示パネルの表示面側(ユーザ側)に漏れ出す光漏れを説明するための図である。
【図9】図7と同一部分の断面構造で、液晶表示パネルのフレームに覆われている領域が大きい場合の断面構造を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態2の液晶表示モジュールの断面構造を示す要部断面図である。
【図11】本発明の実施の形態2の液晶表示モジュールの変形例の断面構造を示す要部断面図である。
【図12】本発明の実施の形態2の液晶表示パネルにおいて、遮光膜の形成領域を説明するための図である。
【図13】従来の液晶表示装置の上拡散板の一例を説明するための図である。
【図14】本発明の実施の形態3の液晶表示モジュールの変形例の断面構造を示す要部断面図である。
【図15】本発明の実施の形態の液晶表示モジュールの変形例の断面構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1,2…フレキシブルプリント配線基板、3…駆動回路基板、4…フレーム、5…液晶表示パネル、6,8…拡散シート、6a…周辺部、7…レンズシート、9…導光体、10…反射シート、11…ゴムブッシュ、12…コネクタ、13…インサータ、14…モールド、16…冷陰極蛍光灯、18,19…ケーブル、101,102…ガラス基板(SUB1、SUB2)、103…ブラックマトリクス(BM)、104a,104b,104c…R(赤色),G(緑色),B(青色)の3色のカラーフィルタ(FIL(R),FIL(G),FIL(B))、105,115…保護膜(PSV1,PSV2)、106,107…配向膜(ORI1,ORI2)、110…液晶層(LC)、111,112…偏光板(POL1,POL2)、113…画素電極(ITO1)、114…コモン電極(ITO2)、116…ゲート電極(GT)、117…ソース電極(SD1)、118…ドレイン電極(SD2)、119…アモルファスシリコン(AS)、120a,120b…薄膜トランジスタ(TFT1,TFT2)、121…データライン(DL)、122…ゲートライン(GL)、123…保持容量(Cadd)、124…絶縁膜(GI)、125,126,127,128…酸化シリコン膜(SIO)、130…シール材、131…液晶注入口、150…遮光膜、200,250…側面遮光膜。
Claims (7)
- 第1の絶縁基板と、
第2の絶縁基板と、
前記第1の絶縁基板並びに前記第2の絶縁基板の一方の主面間に挟持される液晶層を有し、前記第2の絶縁基板の他方の主面を表示面とする液晶表示素子と、
前記第1の絶縁基板の他方の主面に設けられた照明装置とを備え、
前記液晶表示素子の前記表示面に対して交差する方向に沿う側面の少なくとも一つに遮光膜を設け、
前記第1の絶縁基板は、他方の主面に偏光板を有し、
前記遮光膜は、前記側面と、前記第1の絶縁基板の他方の主面における前記偏光板が形成されていない領域とに連続して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 第1の絶縁基板と、
第2の絶縁基板と、
前記第1の絶縁基板並びに前記第2の絶縁基板の夫々の一方の主面の周縁部の間に設けられ、液晶が封入される空間を形成するシール材とを備え、
前記シール材は、前記第1の絶縁基板並びに前記第2の絶縁基板の一方の主面間に液晶を注入するための注入口を有し、
前記注入口は、封止材で塞がれ、且つ、少なくとも前記封止材が設けられた側の前記第1の絶縁基板並びに前記第2の絶縁基板の側面には遮光膜が設けられ、
前記第1の絶縁基板の他方の主面に偏光板を有し、
前記遮光膜は、前記側面と、前記第1の絶縁基板の他方の主面における前記偏光板が形成されていない領域とに連続して形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記遮光膜は、粘着剤を介して前記側面上に接着される黒色テープであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記遮光膜は、黒色顔料を添加したポリエステル系樹脂で構成されるとともに、粘着剤を介することなく前記側面上に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記ポリエステル系樹脂は、エチレンテレフタレートと変成アルキレンエーテル・テレフタレートとの共重合体を含むことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記黒色顔料は、カーボンブラック、および金属系黒色顔料の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記遮光膜は、膜厚が40〜120μmであることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
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