JP4395773B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特にバックライトを備えた液晶表示装置及びその製造方法に関する。

最近、情報化社会への発達に伴い、薄膜化、軽量化、低消費電力化などの優れた特性を有する平板表示装置の必要性が要求されている。この中で、液晶表示装置は、解像度、カラー表示、画質などに優れ、ノートパソコンやデスクトップモニターに活発に適用されている。

現在は、解像度及び動映像の実現能力に優れたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置（Active Matrix LED：AM-LED）が最も注目を浴びている。
液晶表示装置は、共通電極及びカラーフィルターを有する上板と、画素電極が形成された下板と、上板と下板の間に形成される液晶とで構成されている。
しかし、液晶は自ら発光する能力を有していないため、液晶表示装置は別途の光源を設けなければならない。

液晶表示装置の光源は、パネルの後面に設けられるため、バックライトと言い、このようなバックライトは、直下方式とエッジ方式とに分けられる。
直下方式は、バックライトを液晶表示装置の下面に置き、基板の前面を直接照光する方式であり、エッジ方式は、バックライトを基板の一側面又は両側面に置き、導光板及び反射板などに光を反射して、拡散させる方式である。
一般に、両方式のうち、容積を減少させることのできるエッジ方式のバックライトが主に用いられている。

以下、従来技術に係る液晶表示装置について説明する。

図１は、エッジ方式のバックライトを含む液晶表示装置を概略的に示す断面図である。
図示したように、液晶表示装置は、大きく液晶表示パネル１００と、バックライト２００とからなっている。図示したバックライト２００は、エッジ方式のもので、導光板１６を中心に一側にランプ１４が設けられ、ランプ１４を包みながらランプ１４から照射された光が全て導光板１６に向かうようにするランプハウジング１２が形成されている。

この際、導光板１６は、ランプ１４から照射された光が液晶パネル（図示せず）の前面に入射するようにするために、線形光源を面光源に変える役割をするもので、導光板１６の下部面には多数のドット１８が設けられている。
そして、導光板１６の下部には、光の漏れを防止するために反射板２０がさらに配置される。

前記導光板１６の上部には視野角の確保のために、拡散板２２と２枚のプリズムシート２４ａ、２４ｂ、そして保護フィルム２６が順次に配置されている。ここで、プリズムシート２４ａ、２４ｂは、上部に三角形状の線形プリズムを多数個有しており、このような線形プリズムが互いに垂直となるように配置されている。

しかしながら、かかる従来の液晶表示装置のバックライトは、その構成部品が多いために複雑であり、厚さが厚いばかりでなく、コストも高いという短所がある。
また、従来の液晶表示装置のバックライトは、線形光源を面光源に変えて用いなければならないので、導光板が必ず必要であり、輝度差が大きいという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、構成が簡単で厚さを薄くでき、安価なバックライトを備える液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的としている。
他の目的として、輝度差が殆どないバックライトを有する液晶表示装置及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示装置は、第１基板、第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶を有する液晶表示パネルと、透明基板、この透明基板上に配置された第１電極、この第１電極上に配置された有機ＥＬ層、及びこの有機ＥＬ層上に配置された第２電極とを含む有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ層を保護するため、第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の前記透明基板にボンディングされている蓋部材とを含み、
前記有機ＥＬ素子は、前記液晶表示パネルに光を与えるために、前記液晶表示パネルの第２基板に背中合わせに配置した前記透明基板と共に、を前記液晶表示パネルの背面側に配置され、前記蓋部材は、第２接着剤によって前記液晶表示パネルの第２基板の背面にボンディングされていることを特徴とする。

前記有機ＥＬ素子の透明基板は、高分子フィルム、高分子フィルムの積層膜、無機物膜、無機物膜の積層膜、高分子フィルムと無機物膜との混合積層膜のうち、何れか一つからなることを特徴とする。

そして、前記第１電極は、透明伝導性物質のＩＴＯ、有機物、金属、無機物又はこれらの混合物のうち、何れか一つからなり、前記第２電極は、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ、導電性の金属膜、又はこれらの合金のうち、何れか一つからなることを特徴とする。
前記透明基板と前記液晶表示パネルの下板の間には接着層が形成され、互いにボンディングされることを特徴とする。

そして、前記蓋部材（以下、キャップともいう。）は前記有機ＥＬ素子と向き合う面上に形成され、酸素や水分を除去するゲッターをさらに含んでいる。また、前記蓋部材は前記有機ＥＬ素子と向き合う面が平らであることを特徴とする。
この際、前記蓋部材は第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の基板にボンディングされ、第２接着剤によって液晶表示パネルの下板の底部にボンディングされることを特徴とする。

前記第１、第２接着剤は同一の材料、又は異なる材料であり、前記第１、第２接着剤はＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、又はこれらの混合物のうち、何れか一つであることを特徴とする。
前記蓋部材は、前記有機ＥＬ素子と向き合う面の所定の領域に突出部を有し、前記突出部は、第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の基板にボンディングされて、第２接着剤によって液晶表示パネルの下板の底部にボンディングされることを特徴とする。

また、前記蓋部材は、前記有機ＥＬ素子と向き合う面の所定の領域に第１、第２突出部を有し、前記蓋部材の第１突出部は、第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の基板にボンディングされ、前記蓋部材の第２突出部は、第２接着剤によって液晶表示パネルの下板の底部にボンディングされることを特徴とする。

この際、前記蓋部材の第１突出部の高さは、前記蓋部材の第２突出部の高さと同一、或いは前記蓋部材の第２突出部の高さよりさらに低いことを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、第１基板、第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶を有する液晶表示パネルを用意し、さらに、透明基板上に配置された第１電極、この第１電極上に配置された有機ＥＬ層、及びこの有機ＥＬ層上に配置された第２電極とを含む有機ＥＬ素子を用意する段階と、蓋部材が前記有機ＥＬ素子を覆うように、前記蓋部材と前記有機ＥＬ素子の前記透明基板とを第１接着剤を用いてボンディングする段階と、前記蓋部材と前記液晶表示パネルの前記第２基板の背面とを第２接着剤を用いてボンディングする段階とを含み、
前記有機ＥＬ素子は、前記液晶表示パネルに光を与えるために、前記液晶表示パネルの第２基板に背中合わせに配置した前記透明基板と共に、前記液晶表示パネルの背面側に配置されていることを特徴とする。

有機ＥＬ素子で実現された光源を液晶表示装置のバックライトに用いることで、従来のような導光板、偏光板、プリズムシートなどの部品なしでもバックライトの提供が可能である。したがって、本発明は、輝度の差異が殆どなく、構成が簡単で低廉であり、薄い液晶表示装置の製造が可能となる。

また、二重に有機ＥＬ素子をボンディングして水分の浸透を遮断するので、無機物や高分子物質の基板を使用しても素子寿命が短縮する現象を防止できる。したがって、高効率で寿命の長い液晶表示装置の製造が可能となる。

以下、本発明に係る液晶表示装置およびその製造方法の好適な実施例の構成と作用を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施例による液晶表示装置を示す図面である。
図２に示したように、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネル３００と、液晶表示パネル３００の後面で液晶表示パネル３００を直下方式で照明する有機ＥＬ素子３１とで構成されたバックライト４００からなる。ここで、液晶表示パネル３００は上板（第１基板）と下板（第２基板）の間に液晶を含んでいる。そして、有機ＥＬ素子３１は、液晶表示パネル３００の下板の底部に配置され、液晶表示パネル３００に光を与える。

有機ＥＬ素子３１は、液晶表示パネル３００の下板の底部に配置される透明基板３１ａと、透明基板３１ａ上に形成される第１電極３１ｂと、第１電極３１ｂ上に形成される有機ＥＬ層３１ｃと、有機ＥＬ層３１ｃ上に形成される第２電極３１ｄとを含んでいる。

ここで、透明基板３１ａは、高分子フィルム、高分子フィルムの積層膜、無機物、無機物の積層膜、高分子フィルムと無機物との混合積層膜などからなる。

第１電極３１ｂはアノードとして、透明伝導性物質のＩＴＯ、有機物、金属、無機物又はこれらの混合物などからなる。
第２電極３１ｄはカソードとして、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ、導電性の金属膜、又はこれらの合金などからなる。
また、有機ＥＬ素子３１の透明基板３１ａと液晶表示パネル３００の下板は、接着層３５によって互いにボンディングすることができる。

そして、水分透過によって有機ＥＬ素子３１の寿命短縮を防止するために、液晶表示パネル３００の下板の底部又は有機ＥＬ素子３１の透明基板のうち、少なくとも何れか一方にボンディングされるキャップ（蓋部材）３２が形成される。
また、前記キャップ３２は、有機ＥＬ素子３１と向き合う面上に酸素や水分を除去するゲッター（ゲッター材）３４を形成することもできる。本発明のキャップ３２はその形態によって多様な方法で液晶表示パネル３００と有機ＥＬ素子３１にボンディングされる。

図３Ａ乃至図３Ｅは、本発明に係る液晶表示装置のキャップと有機ＥＬ素子のボンディング形態を示す図面である。
図３Ａのキャップ３２は、有機ＥＬ素子３１と向き合う面が平らなもので、図３Ａのキャップ３２は、第１接着剤３３ａによって有機ＥＬ素子３１にボンディングされ、第２接着剤３３ｂによって液晶表示パネル３００にボンディングされる。

この際、第１、第２接着剤３３ａ、３３ｂは同一の材料、又は異なる材料であり、第１、第２接着材３３ａ、３３ｂは、ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、又はこれらの混合物などを使用できる。

また、図３Ｂのキャップ３２は、有機ＥＬ素子３１と向き合う面の所定の領域に突出部４０を有するもので、図３Ｂのキャップ３２の突出部は、第１接着材３３ａによって有機ＥＬ素子３１にボンディングされ、第２接着剤３３ｂによって液晶表示パネル３００にボンディングされる。

そして、図３Ｃのキャップ３２は、有機ＥＬ素子３１と向き合う面のエッジ領域に突出部４０を有するもので、突出部のないキャップ３２の表面は、第１接着剤３３ａによって有機ＥＬ素子３１にボンディングされ、突出部４０は第２接着剤３３ｂによって液晶表示パネル３００にボンディングされる。

次に、図３Ｄと図３Ｅのキャップ３２は、有機ＥＬ素子３１と向き合う面の所定の領域に第１、第２突出部５０、６０を有するもので、キャップ３２の第１突出部５０は、第１接着剤３３ａによって有機ＥＬ素子３１にボンディングされ、キャップ３２の第２突出部６０は、第２接着剤３３ｂによって液晶表示パネル３００にボンディングされる。
ここで、図３Ｄのキャップ３２の第１、第２突出部５０、６０の高さは同一で、図３Ｅのキャップ３２の第１突出部５０は第２突出部６０の高さよりさらに低く形成される。

図４は、本発明に係る第１、第２突出部５０、６０を有するキャップ３２を示す断面図であって、図４に示したように、第１突出部５０はa≧bで、ｃ、ｄ、ｅ≧０の関係式を有する。

このような液晶表示装置の製作過程は、次の通りである。

図５Ａ乃至図５Ｃは本発明の実施例に係る液晶表示装置の制作過程を示す図面である。
まず、上板と下板の間に液晶を含む液晶表示パネルを用意し、図５Ａに示したように、透明基板３１ａ上にアノードの第１電極３１ｂ、有機ＥＬ層３１ｃ、カソードの第２電極３１ｄを含む有機ＥＬ素子３１を用意する。

次に、図５Ｂに示したように、有機ＥＬ素子３１の上部にキャップ３２が覆われるように、有機ＥＬ素子３１とキャップ３２を第１接着剤によって１次ボンディングする。

次いで、図５Ｃに示したように、有機ＥＬ素子３１と１次ボンディングされたキャップ３２が、第２接着剤３３ｂによって液晶表示パネル３００に２次ボンディングされる。

場合によっては、２次ボンディング工程前に、有機ＥＬ素子３１と液晶表示パネル３００の下板をさらにボンディングすることもできる。

以上で説明した内容を通じて当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能なことが分かる。したがって、本発明の技術的な範囲は実施例に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定められなければならない。

一般的な液晶表示装置を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置のキャップと有機ＥＬ素子の第１のボンディング形態を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置のキャップと有機ＥＬ素子の第２のボンディング形態を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置のキャップと有機ＥＬ素子の第３のボンディング形態を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置のキャップと有機ＥＬ素子の第４のボンディング形態を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置のキャップと有機ＥＬ素子の第５のボンディング形態を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置のキャップを示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の第１の制作過程を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の第２の制作過程を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の第３の制作過程を示す図である。

符号の説明

３００ 液晶表示パネル
４００ バックライト
３１ 有機ＥＬ素子
３１ａ 透明基板
３１ｂ 第１電極
３１ｃ 有機ＥＬ層
３１ｄ 第２電極
３２ キャップ
３３ａ、３３ｂ 第１、第２接着剤
３４ ゲッター
３５ 接着層
５０、６０ 第１、第２突出部

Claims (16)

1. 第１基板、第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶を有する液晶表示パネルと、
   透明基板、この透明基板上に配置された第１電極、この第１電極上に配置された有機ＥＬ層、及びこの有機ＥＬ層上に配置された第２電極とを含む有機ＥＬ素子と、
   前記有機ＥＬ層を保護するため、第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の前記透明基板にボンディングされている蓋部材とを含み、
   前記有機ＥＬ素子は、前記液晶表示パネルに光を与えるために、前記液晶表示パネルの第２基板に背中合わせに配置した前記透明基板と共に、を前記液晶表示パネルの背面側に配置され、
   前記蓋部材は、第２接着剤によって前記液晶表示パネルの第２基板の背面にボンディングされていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記透明基板は、高分子フィルム、高分子フィルムの積層膜、無機物膜、無機物膜の積層膜の群から選択される何れか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１電極は、透明導電材料のＩＴＯ、有機物、金属、無機物又はこれらの混合物のうち、何れか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２電極は、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ、導電性金属、又はこれらの合金のうち、何れか一つからなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記透明基板と前記液晶表示パネルの第２基板の間には接着層が形成され、互いにボンディングされることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 前記蓋部材は、前記有機ＥＬ素子と向き合う面上に形成され、酸素や水分を除去するゲッター材をさらに含んでいることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記蓋部材は、前記有機ＥＬ素子と向き合う面が平らであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記第１、第２接着剤は、同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１、第２接着剤は、それぞれ異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１、第２接着剤は、ＵＶ硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、又はこれらの混合物のうち、何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
11. 前記蓋部材は、前記有機ＥＬ素子と向き合う面の所定の領域に突出部を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 前記蓋部材の突出部は、第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の基板にボンディングされ、第２接着剤によって液晶表示パネルの第２基板の底部にボンディングされることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記蓋部材は、前記有機ＥＬ素子と向き合う面の所定の領域に第１、第２突出部を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
14. 前記蓋部材の第１突出部は、第１接着剤によって前記有機ＥＬ素子の基板にボンディングされ、前記蓋部材の第２突出部は、第２接着剤によって液晶表示パネルの第２基板の底部にボンディングされることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 前記蓋部材の第１突出部の高さは、前記蓋部材の第２突出部の高さと同一、或いは前記蓋部材の第２突出部の高さよりさらに低いことを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
16. 第１基板、第２基板、及び前記第１基板と前記第２基板との間に配置される液晶を有する液晶表示パネルを用意し、さらに、透明基板上に配置された第１電極、この第１電極上に配置された有機ＥＬ層、及びこの有機ＥＬ層上に配置された第２電極とを含む有機ＥＬ素子を用意する段階と、
    蓋部材が前記有機ＥＬ素子を覆うように、前記蓋部材と前記有機ＥＬ素子の前記透明基板とを第１接着剤を用いてボンディングする段階と、
    前記蓋部材と前記液晶表示パネルの前記第２基板の背面とを第２接着剤を用いてボンディングする段階とを含み、
    前記有機ＥＬ素子は、前記液晶表示パネルに光を与えるために、前記液晶表示パネルの第２基板に背中合わせに配置した前記透明基板と共に、前記液晶表示パネルの背面側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

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