JP5578813B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＰＳ（In Plane Swiching）方式やＦＦＳ（Fringe Field Swiching）方式等、いわゆる横電界駆動型の液晶表示装置に関するものであり、特に、液晶表示パネルの固定構造、導通構造の改良に関する。

液晶表示装置における液晶層の配向制御方式としては、液晶分子を初期状態で垂直に配向させ、電圧印加により液晶分子を倒すことで透過状態（白）と非透過状態（黒）を表現するＶＡ（Vertical Alignment）方式や、基板の面方向に電界（横電界）を加え、液晶分子を基板と平行な面内で回転させることで光をスイッチングするＩＰＳ方式及びＦＦＳ方式等が代表的である。これらの中で、ＩＰＳ方式やＦＦＳ方式等の横電界駆動型の液晶表示装置は、視野角が広い等の利点を有し、各方面で改良が進められている。

ただし、横電界駆動型の液晶表示装置では、液晶表示パネルの帯電を防止するために、除電が必要である。例えば、液晶表示パネル（カラーフィルタ側の基板表面等）に電荷が蓄積され、液晶表示パネルの主面に対して垂直な方向に電界（縦電界）が発生すると、液晶分子の配向制御が乱され、表示ムラが生ずる原因となる。したがって、横電界駆動型の液晶表示装置では、蓄積する電荷を速やかに逃がし、前記縦電界の発生を抑えることが必要となる。

従来、除電のための構造としては、偏光板やセル（液晶表示パネル）に導電性を持たせ、これを金属製のベゼルと電気的に接続する、というのが一般的である。例えば、特許文献１に記載される液晶表示装置においても、このような構造が採用されている。

すなわち、特許文献１記載の液晶表示装置では、導電性偏光板を有する液晶パネルが、導電性偏光板が最上層となるようにバックライトを含む光学部材を内蔵した樹脂ケースの主面上に搭載され、樹脂ケースは有底無蓋の金属製のリアケースに主面が露出するように収納されている。そして、液晶パネルの４つの角部のうち少なくとも１つの角部に、導電性偏光板上から樹脂ケースの主面上、リアケースの側面にかけて粘着剤付き導電性シートが貼付られている。特許文献１記載の液晶表示装置では、前記構成を採用することにより、導電性偏光板の表面電荷を粘着剤付き導電性シートを通じてリアケースに流して除電し、導電性偏光板の表面に電荷が蓄積されるのを防止している。

特開２００６−３３０２３０号公報

しかしながら、金属製のリアケース（いわゆるベゼル）を使用する構成では、液晶モジュールの重量が重くなるという問題がある。近年、液晶モジュールが組み込まれる電子機器の分野においては、できるだけ薄型化、軽量化することが要求されており、前記重量増は大きな欠点となる。

また、角部に粘着剤付き導電性シートを貼り付けただけでは、偏光板と金属製のリアケースとの間の導通を十分に取ることが難しく、除電が不十分になるおそれもある。これを回避するために、角部に貼り付ける導電性シートの面積を大きくし、十分な電気的接続を実現しようとすると、額縁幅を広く取る必要が生じ、有効表示面積に比べて液晶モジュールのサイズを大きくせざるを得なくなるという問題が生ずる。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、ベゼルを使用しなくても確実に導電性偏光板の除電を行うことが可能で、偏光板の表面に電荷が蓄積されることにより生ずる表示ムラを解消することができ、軽量化や狭額縁化等も実現することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、共通電極と当該共通電極上に透明絶縁膜を介して形成される画素電極とを有する第１の基板と、当該第１の基板に対して所定の間隔をもって配置される第２の基板とを備え、これら第１の基板と第２の基板の間に液晶層が挟持され、前記共通電極と画素電極との間に発生する横電界により液晶層の配向方向が制御される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に設置されたバックライトユニットとから構成されているものであって、前記液晶表示パネルにおいては、前記第２の基板の液晶層とは反対側の面に導電性偏光板が設置され、金属製のリアケースを使用することなく、導電性テープを貼り付けることによって前記導電性偏光板と前記バックライトユニットの金属製フレームが電気的に接続されているとともに前記液晶表示パネルと前記バックライトユニットが固定されている構成とされ、前記バックライトユニットに固定された前記導電性テープが、前記第２の基板の上面を経由し前記導電性偏光板の側面を経由して前記導電性偏光板の上面まで延設されており、前記導電性テープが前記導電性偏光板と重なり合う端縁部分が、複数の切片が連続的に形成されているか、若しくは複数の切片が所定間隔で断続的に形成されており、これら前記切片の先端部分が前記導電性偏光板の上面に位置しているとともに、これら前記切片の根元部分が前記導電性偏光板の側面に位置していることを特徴とする。
本発明は、前記切片が、三角形、台形又は半円形状がその先端部分の幅が根元部分の幅よりも小さくなる向きで連続的に形成されていることを特徴とする。
本発明は、前記導電性テープとは異なる形状で導電性の帯状テープが前記導電性偏光板のコーナー部の二辺に係る斜め方向で前記導電性テープの上に重なって貼り付けられているとともに当該導電性の帯状テープの両端が前記バックライトユニットの金属製フレームまで延在して接続されていることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置では、金属製のベゼルを使用せず、導電性テープによって液晶表示パネルとバックライトユニットとを固定するとともに、導電性偏光板に蓄積した電荷をバックライトユニット側に逃がす構造としている。金属製のベゼルを使用していないので、重量増を招くことがなく、軽量化が実現される。また、導電性偏光板と導電性テープの間の導通も取りやすく、導電性偏光板の除電が確実に行われて表示ムラの発生が抑制され、導電性偏光板と導電性テープの重なりも必要最小限で済むので狭額縁化も実現される。

本発明の液晶表示装置においては、ベゼルを省略しながら確実に導電性偏光板の除電を行うことができるので、電荷の蓄積による表示ムラがなく軽量な液晶表示装置を提供することが可能である。また、狭額縁化も実現することができる。

ＦＦＳ方式の液晶表示装置における液晶分子の駆動の様子を模式的に示す図である。 本発明を適用した液晶表示装置の一例を示す概略断面図である。 導電性テープが偏光板の上に乗り上げる形とした例を示すものであり、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は要部概略断面図である。 端部を鋸歯状とした導電性テープの一例を示す概略平面図である。 導電性テープの端部を鋸歯状とした例を示すものであり、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印方向から見た側面図である。 導電性テープの端部を鋸歯状とした他の例を示すものであり、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印方向から見た側面図である。 導電性テープの端部の各切片を円弧状とした導電性テープの一例を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は円弧状の切片を断続的に形成した導電性テープの一例を示す概略平面図、（ｃ）は三角形の切片の傾斜角度を変えた導電性テープの一例を示す概略平面図、（ｄ）は台形の切片を形成した導電性テープの一例を示す概略平面図である。 コーナー部における導電性テープの設置例を示す概略平面図である。 コーナー部と各辺に対応する部分を一体形成した導電性テープの一例を示す概略平面図である。 ＩＰＳ方式の液晶表示装置における液晶分子の駆動の様子を模式的に示す図である。

以下、本発明を適用した液晶表示装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の液晶表示装置は、横電界駆動型の液晶表示装置である。そこで、先ず、横電界駆動型の液晶表示装置の１種であるＦＦＳ方式の液晶表示装置の基本構成について説明する。図１は、ＦＦＳ方式の液晶表示装置における液晶分子の駆動の様子を模式的に示すものである。

ＦＦＳ方式の液晶表示装置に用いられる液晶表示パネル１は、基本的には一対の基板（第１の基板であるアレイ基板２と第２の基板である対向基板３）の間に液晶層４を挟み込み、フリンジ電界Ｆによって液晶層４を構成する液晶分子ＬＣの向きを変え、スイッチングを行うものである。

アレイ基板２には、共通電極５が面状電極として形成されるとともに、各画素に対応して画素電極６が透明絶縁膜７を介して共通電極５上に形成されている。一方、対向基板３には、カラーフィルター層やブラックマトリクス層が形成されているが、液晶層４の液晶分子ＬＣを制御するための電極は形成されていない。また、アレイ基板２と対向基板３の液晶層４とは反対側の面には、偏光軸が互いに直交するように、それぞれ偏光板８，９が設置されている。

前記構成を有するＦＦＳ方式の液晶表示装置では、図１の左側に示すように、画素電極６がオフ状態では、フリンジ電界Ｆが発生せず、液晶分子ＬＣは一定の方向（ここでは紙面に垂直な方向）に揃っており、アレイ基板２の背面側から照射される光は、偏光方向が変わらず、対向基板３側の偏光板９によって遮断される。すわなち、オフ状態では光は非透過（黒）である。

一方、図１の右側に示すように、画素電極６がオン状態では、概ね横方向のフリンジ電界Ｆが発生し、液晶層４の液晶分子ＬＣがこれに倣って配向する。これによって、アレイ基板２の背面側から照射される光は対向基板３側の偏光板９を透過する。すなわち、オン状態では光は透過（白）である。

前述の液晶表示パネル１では、対向基板３側には電極が形成されていないので、対向基板３自体が帯電した場合、あるいは偏光板９が帯電した場合、蓄積した電荷によって液晶層４に不用意に電界が加わり、画像品質に影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施形態の液晶表示装置では、偏光板９に導電性の偏光板を用い、導電性テープで前記偏光板９の導通を図るとともに、バックライトユニットへの固定も行うことで、偏光板９の帯電を防止する構成としている。以下、本実施形態の液晶表示装置の構成について説明する。

図２は、本実施形態の液晶表示装置の概略構成を示すものである。先にも述べたように、本実施形態の液晶表示装置は、ＦＦＳ方式の液晶表示パネル１を備えた液晶表示装置であり、前記液晶表示パネル１では、アレイ基板２と対向基板３の間に液晶層が挟み込まれ、アレイ基板２に形成された共通電極と画素電極との間に発生するフリンジ電界Ｆによって液晶層の液晶分子の配向が制御される。

前記液晶表示パネル１の背面には、いわゆるバックライトユニット１０が設置され、面状光を照射することで前記液晶表示パネル１の画像が表示される。ここで、前記液晶表示パネル１とバックライトユニット１０とを固定する必要があるが、本実施形態の液晶表示装置では、金属製のベゼルを使用せず、導電性テープ１１を用い、液晶表示パネル１とバックライトユニット１０とを固定するとともに、導電性の偏光板９に蓄積した電荷をバックライトユニット１０側に逃がす構造としている。

すなわち、本実施形態の液晶表示装置では、導電性テープ１１を液晶表示パネル１の上面外周部分からバックライトユニット１０を構成する、例えば金属製フレームの側面、さらには底面へと引き回し、液晶表示パネル１をバックライトユニット１０に対して固定している。そして、前記導電性テープ１１の先端縁を液晶表示パネル１の表面側に貼り付けられた導電性の偏光板９に突き当て、電気的導通を図るようにしている。これにより、偏光板９に蓄積した電荷は、導電性テープ１１を介してバックライトユニット１０へと導かれ、例えばバックライトユニット１０を接地することで、速やかに除電される。

ただし、導電性テープ１１の先端縁を偏光板９の外周端面に突き当てる構造を採用した場合、十分な導通を取ることが難しいという問題がある。導電性テープ１１と偏光板９間の導通が不十分であると、偏光板９に蓄積する電荷を確実に除電することが難しくなるおそれがある。

これを解消するためには、例えば図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、導電性テープ１１の一部が偏光板９上に乗り上げる形とすればよい。導電性テープ１１が偏光板９上に乗り上げ、導電性テープ１１と偏光板９とが重なり合う重なり部分ｋが形成されることで、確実に導電性テープ１１と偏光板９の導通を図ることが可能である。

また、前記のように導電性テープ１１が偏光板９上に重なり合うように貼り合わせる場合、導電性テープ１１の端縁が直線形状であると、偏光板９との導通は確保できるものの、前記重なり部分ｋに空気が残り易く、作業性が悪いという問題が生ずることがある。このような場合には、図４に示すように、導電性テープ１１の偏光板９と重なり合う部分の形状を、三角形の切片１１ａが連続する鋸歯状とすることが好ましい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図４に示す端縁が鋸歯状の導電性テープ１１の貼り合わせ状態の一例を示すものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）を矢印方向から見た側面図である。本例の場合、三角形の切片１１ａ全体が導電性の偏光板９上に重なり合うように導電性テープ１１が貼り合わされている。導電性テープ１１の端部に前記鋸歯状の凹凸を付与することで、三角形の切片１１ａ間の凹端部分において空気が抜け易くなり、作業性が向上する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図４に示す端縁が鋸歯状の導電性テープ１１の貼り合わせ状態の他の例を示すものである。図６（ｂ）は図６（ａ）を矢印方向から見た側面図である。本例の場合、貼り合わせの位置を変え、三角形の切片１１ａの先端部分のみが導電性の偏光板９上に重なり合うように導電性テープ１１が貼り合わされている。このように三角形の切片１１ａの先端部分のみが導電性の偏光板９上に重なり合うようにした場合、さらに空気が抜け易くなり、作業性の改善を図ることが可能であるとともに、重なり部分の幅を狭くすることができるので、偏光板９の透過領域を拡大させることも可能となる。

なお、前述の各例では導電性テープ１１の端面を三角形の切片１１ａが連続する鋸歯状としたが、例えば図７（ａ）に示すように円弧状の切片１１ｂが連続するような形状とすることも可能であり、接着面での気泡の発生を抑制しつつ鋸歯状の形態に比較して接着面積を拡大することが可能となる。この場合、図７（ｂ）に示すように、円弧状の切片１１ｂを断続的に形成してもよい。あるいは、図７（ｃ）に示すように、三角形の切片１１ａの傾斜角度を変えて断続的に形成したり、図７（ｄ）に示すように、台形の切片１１ｃを形成することも可能である。

図８はコーナー部における導電性テープ１１の設置例を示すものである。例えば、図２に示すように導電性テープ１１の端面を偏光板９の端面に突き当てるように設置した場合、特に表示領域Ｈの角部では偏光板９との導通が取り難い。このような場合、図８に示すように、コーナー部について、帯状導電性テープ１２を斜めに貼り付け、偏光板９との導通を取ることが好ましい。この場合、コーナー部を横切るように導電性テープ１２を貼着しているので、導電性テープ１２の固定がより確実になされるとともに、導電性テープ１２の両端をバックライトユニットまで延在させれば２点接続形態となるので、放電もより確実になされる効果がある。

あるいは、図９に示すような、コーナー部１３ａと各辺に対応する部分１３ｂ，１３ｃが一体となった一体型導電性テープ１３を貼り付けるようにしてもよい。この場合には、線ｘを山折り、線ｙを谷折りとすることで、コーナー部を含めて偏光板９に一部重なり合うように貼り合わせることが可能であり、図８に示す構成に比較して大きな面積での導通接続を採ることができる。この場合でも、導電性テープ１３の偏光板９と対応する各辺部分１３ｂ、１３ｃは、バックライトユニットに到達するように延在形成することが必要であるが、いずれか一方の辺部分１３ｂまたは１３ｃのみをバックライトユニットまで延在させる構成でも、同等の効果を発揮させることが可能である。

前述の構成を有する本実施形態の液晶表示装置では、液晶表示パネル１とバックライトユニット１０の固定を導電性テープ１１で行うとともに、導電性テープ１１を液晶表示パネル１の偏光板９と電気的に接触させているので、偏光板９に蓄積される電荷を速やかに逃がすことが可能である。また、液晶表示パネル１とバックライトユニット１０の固定や偏光板９の除電のために金属製のベゼルを使用する必要がないので、液晶表示装置を軽量化することができ、さらには狭額縁化を実現することも可能である。

なお、本発明が前述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、先の実施形態では、ＦＦＳ方式の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルを備えた液晶表示装置にも適用可能である。

図１０は、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおける液晶分子の駆動の様子を模式的に示すものである。

ＩＰＳ方式の液晶表示パネルは、一対の基板（第１の基板であるアレイ基板２１と第２の基板である対向基板２２）の間に液晶層２３を挟み込み、横電界Ｓによって液晶層２３を構成する液晶分子ＬＣを基板２１と平行な面内で回転させ、スイッチングを行うものである。

ＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおいては、アレイ基板２１には、共通電極２４と画素電極２５が透明絶縁膜２６を介して所定の間隔をもって形成されている。対向基板２２には、液晶層２３の液晶分子ＬＣを制御するための電極は形成されていない。また、アレイ基板２１と対向基板２２の液晶層２３とは反対側の面には、偏光軸が互いに直交するように、それぞれ偏光板２７，２８が設置されている。

前記構成を有するＩＰＳ方式の液晶表示パネルでは、図１０の左側に示すように、画素電極２５がオフ状態では、横電界Ｓが発生せず、液晶分子ＬＣは一定の方向（ここでは紙面に垂直な方向）に揃っており、アレイ基板２１の背面側から照射される光は、偏光方向が変わらず、対向基板２２側の偏光板２８によって遮断される。すなわち、オフ状態では光は非透過（黒）である。

一方、図１０の右側に示すように、画素電極２５がオン状態では、離間した共通電極２４と画素電極２５の間に基板面に平行な横電界Ｓが発生し、液晶層２３の液晶分子ＬＣが基板面と平行な面内で回転する。これによって、アレイ基板２１の背面側から照射される光は対向基板２２側の偏光板２８を透過する。すなわち、オン状態では光は透過（白）である。

以上の構成を有するＩＰＳ方式の液晶表示パネルを備えた液晶表示装置においても、液晶表示パネルとバックライトユニットを導電性テープで固定し、導電性テープを導電性を有する偏光板２８に接触させることで、偏光板２８に蓄積した電荷を速やかに除電することができる。また、金属製のベゼルは不要であるので、液晶表示装置を軽量化することも可能である。

２，２１ アレイ基板（第１の基板）、３，２２ 対向基板、４，２３ 液晶層、８，９，２７，２８ 偏光板、１０ バックライトユニット、１１ 導電性テープ、１２ 帯状導電性テープ、１３ 一体型導電性テープ

Claims (3)

1. 共通電極と当該共通電極上に透明絶縁膜を介して形成される画素電極とを有する第１の基板と、当該第１の基板に対して所定の間隔をもって配置される第２の基板とを備え、これら第１の基板と第２の基板の間に液晶層が挟持され、前記共通電極と画素電極との間に発生する横電界により液晶層の配向方向が制御される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面側に設置されたバックライトユニットとから構成されているものであって、前記液晶表示パネルにおいては、前記第２の基板の液晶層とは反対側の面に導電性偏光板が設置され、金属製のリアケースを使用することなく、導電性テープを貼り付けることによって前記導電性偏光板と前記バックライトユニットの金属製フレームが電気的に接続されているとともに前記液晶表示パネルと前記バックライトユニットが固定されている構成とされ、前記バックライトユニットに固定された前記導電性テープが、前記第２の基板の上面を経由し前記導電性偏光板の側面を経由して前記導電性偏光板の上面まで延設されており、前記導電性テープが前記導電性偏光板と重なり合う端縁部分が、複数の切片が連続的に形成されているか、若しくは複数の切片が所定間隔で断続的に形成されており、これら前記切片の先端部分が前記導電性偏光板の上面に位置しているとともに、これら前記切片の根元部分が前記導電性偏光板の側面に位置していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記切片が、三角形、台形又は半円形状がその先端部分の幅が根元部分の幅よりも小さくなる向きで連続的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記導電性テープとは異なる形状で導電性の帯状テープが前記導電性偏光板のコーナー部の二辺に係る斜め方向で前記導電性テープの上に重なって貼り付けられているとともに当該導電性の帯状テープの両端が前記バックライトユニットの金属製フレームまで延在して接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。

Images