JPH063685A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温度雰囲気中においても液晶中に気泡が生
じないようにする。 【構成】 液晶を介して対向配置される第１電極基板お
よび第２電極基板からなり、前記第１電極基板および第
２電極基板との間に前記液晶を封じ込める第１スペーサ
と前記液晶内に配置される第２スペーサを備える液晶表
示装置において、前記第２スペーサの径が前記第１スペ
ーサの径よりも小さく構成し、前記第１電極基板と第２
電極基板のうちいずれか一方がその周辺部において延在
部を有し、この延在部に形成さている配線層にモールド
レジンを介して接続かつ固着されているコネクタピンを
具備する液晶表示装置において、前記モールドレジンは
他方の電極基板の周辺に付着されていないように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
たとえば、その電極基板に形成されている配線層にモー
ルドレジンを介して接続かつ固着されているコネクタピ
ンを具備する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、液晶を介して
対向配置される上電極基板および下電極基板からなり、
前記上電極基板および下電極基板との間に前記液晶を封
じ込めるスペーサを備えている。そして、近年では表示
面の大型化にともない上電極基板と下電極基板との離間
距離を一定に保持するため、封止された液晶内にも前記
スペーサと全く径の同一のスペーサを配置させるように
したものが知られるようになっている。

【０００３】また、たとえば下電極基板がその周辺部に
おいて延在部を有し、この延在部に形成されている配線
層にモールドレジンを介して接続かつ固着されているコ
ネクタピンを具備するものも知られている。そして、こ
のようなコネクタピンを具備する液晶表示装置は、その
表示面の大型化にともなって前記延在部の幅を小さくす
る傾向にあり、したがって前記モールドレジンが上電極
基板の周辺にまで及んで付着しかつそのまま固化された
状態となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成した液晶表示装置は、低温度雰囲気中におい
て、液晶中に気泡が発生することが見出された。

【０００５】液晶は温度１℃あたり約０．１％の割合で
体積が収縮するのに対して、この液晶を封止込む上電極
基板と下電極基板との間の体積がそれに追随できないこ
とが原因しているからである。

【０００６】低温度雰囲気中で上述のような気泡が生じ
ることは表示の劣化をもたらすことはいうまでもなく、
その解決が望まれていた。

【０００７】それ故、本発明はこのような事情に基づて
いなされたものであり、その目的とするところのもの
は、低温度雰囲気中においても液晶中に気泡が生じない
ように構成した液晶表示装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、液晶を介して対向配置される第１
電極基板および第２電極基板からなり、前記第１電極基
板および第２電極基板との間に前記液晶を封じ込める第
１スペーサと前記液晶内に配置される第２スペーサを備
える液晶表示装置において、前記第２スペーサの径が前
記第１スペーサの径よりも小さく構成し、前記第１電極
基板と第２電極基板のうちいずれか一方がその周辺部に
おいて延在部を有し、この延在部に形成さている配線層
にモールドレジンを介して接続かつ固着されているコネ
クタピンを具備する液晶表示装置において、前記モール
ドレジンは他方の電極基板の周辺に付着されていないよ
うに構成されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】このように構成された液晶表示装置は、まず、
請求項１記載のものにおいて、液晶内の第２スペーサの
径を該液晶を封じ込める第１スペーサの径よりも小さく
構成していることから、上電極基板あるいは下電極基板
がその液晶封止領域においてある程度凹状に歪み、この
結果、液晶を封入する容積を小さくすることができる。

【００１０】したがって、低温度雰囲気中で、たとえ液
晶の体積が収縮してもそれに追随して上電極基板と下電
極基板との間の体積が小さくなることから、液晶中に気
泡が生じるようなことはなくなる。

【００１１】また、請求項２記載のものにおいて、コネ
クタピンを一方の電極基板に固定するモールドレジンが
他方の電極基板の周辺に付着されないように構成されて
いることから、該他方の電極基板それ自体の撓み量を大
きくすることができるようになる。

【００１２】すなわち、該他方の電極基板がその周辺に
おいて液晶を封入するスペーサによって支持されたもの
として考えた場合、該支持部にての固着度合いに応じて
撓み量が小さくなるということに鑑みて、前記モールド
レジンの付着によって前記支持部にての固着を強化させ
ないようにしたものである。

【００１３】このことから、低温度雰囲気中で、たとえ
液晶の体積が収縮してもそれに追随して該他方の電極基
板の撓みにより前記一方の電極基板との間の体積が小さ
くなることから、液晶中に気泡が生じるようなことはな
くなる。

【００１４】

【実施例】次に、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１５】図３は本発明になる液晶表示装置６２を上
側から見た場合の液晶分子の配列方向（例えばラビング
方向）、液晶分子のねじれ方向、偏光板の偏光軸（ある
いは吸収軸）方向、および複屈折効果をもたらす部材の
光学軸方向を示し、図４は本発明になる液晶表示装置６
２の要部斜視図を示す。

【００１６】液晶分子のねじれ方向１０とねじれ角θ
は、上電極基板１１上の配向膜２１のラビング方向６と
下電極基板１２上の配向膜２２のラビング方向７及び上
電極基板１１と下電極基板１２の間に挟持されるネマチ
ック液晶層５０に添加される旋光性物質の種類と量によ
って規定される。

【００１７】図４において、液晶層５０を挟持する２枚
の上，下電極基板１１，１２間で液晶分子がねじれたら
せん状構造をなすように配向させるには、上，下電極基
板１１，１２上の、液晶に接する、例えばポリイミドか
らなる有機高分子樹脂からなる配向膜２１，２２の表面
を、例えば布などで一方向にこする方法、いわゆるラビ
ング法が採られている。このときのこする方向、すなわ
ちラビング方向、上電極基板１１においてはラビング方
向６，下電極基板１２においてはラビング方向７が液晶
分子の配列方向となる。このようにして配向処理された
２枚の上，下電極基板１１，１２をそれぞれのラビング
方向６，７が互いにほぼ１８０度から３６０度で交叉す
るように間隙ｄ₁をもたせて対向させ、２枚の電極基板
１１，１２を液晶を注入するための切欠け部５１を備え
た枠状のシール剤５２により接着し、その間隙に正の誘
電異方性をもち、旋光性物質を所定量添加されたネマチ
ック液晶を封入すると、液晶分子はその電極基板間で図
中のねじれ角θのらせん状構造の分子配列をする。なお
３１，３２はそれぞれ上，下電極である。このようにし
て構成された液晶セル６０の上電極基板１１の上側に複
屈折効果をもたらす部材（以下複屈折部材と称す）４０
が配設されており、さらにこの部材４０および液晶セル
６０を挟んで上，下偏光板１５，１６が設けられる。

【００１８】液晶５０における液晶分子のねじれ角θは
好ましくは２００度から３００度であるが、透過率−印
加電圧カーブのしきい値近傍の点灯状態が光を散乱する
配向となる現象を避け、優れた時分割特性を維持すると
いう実用的な観点からすれば、２３０度から２７０度の
範囲がより好ましい。この条件は基本的には電圧に対す
る液晶分子の応答をより敏感にし、優れた時分割特性を
実現するように作用する。また優れた表示品質を得るた
めには液晶層５０の屈折率異方性Δｎ₁とその厚さｄ₁の
積Δｎ₁・ｄ₁は好ましくは０.５μｍから１.０μｍ、よ
り好ましくは０.６μｍから０.９μｍの範囲に設定する
ことが望ましい。

【００１９】複屈折部材４０は液晶セル６０を透過する
光の偏光状態を変調するように作用し、液晶セル６０単
体では着色した表示しかできなかったものを白黒の表示
に変換するものである。このためには複屈折部材４０の
屈折率異方性Δｎ₂とその厚さｄ₂の積Δｎ₂・ｄ₂が極め
て重要で、好ましくは０.４μｍから０.８μｍ、より好
ましくは０.５μｍから０.７μｍの範囲に設定する。

【００２０】さらに、本発明になる液晶表示装置６２は
複屈折による楕円偏光を利用しているので偏光板１５，
１６の軸と、複屈折部材４０として一軸性の透明複屈折
板を用いる場合はその光学軸と、液晶セル６０の電極基
板１１，１２の液晶配列方向６，７との関係が極めて重
要である。

【００２１】図３で上記の関係の作用効果について説明
する。図３は、図４の構成の液晶表示装置を上から見た
場合の偏光板の軸，一軸性の透明複屈折部材の光学軸，
液晶セルの電極基板の液晶配列方向の関係を示したもの
である。

【００２２】図４において、５は一軸性の透明複屈折部
材４０の光学軸，６は複屈折部材４０とこれに隣接する
上電極基板１１の液晶配列方向，７は下電極基板１２の
液晶配列方向，８は上偏光板１５の吸収軸あるいは偏光
軸，９は下偏光板１６の吸収軸あるいは偏光軸であり、
角度αは上電極基板１１の液晶配列方向６と一軸性の複
屈折部材４０の光学軸５とのなす角度，角度βは上偏光
板１５の吸収軸あるいは偏光軸８と一軸性の透明複屈折
部材４０の光学軸５とのなす角度，角度γは下偏光板１
６の吸収軸あるいは偏光軸９と下電極基板１２の液晶配
列方向７とのなす角度である。

【００２３】ここで本明細書における角α，β，γの測
り方を定義する。図８において、複屈折部材４０の光学
軸５と上電極基板の液晶配列方向６との交角を例にとっ
て説明する。光学軸５と液晶配列方向６との交角は図８
に示す如く、φ₁およびφ₂で表わすことが出来るが、本
明細書においてはφ₁，φ₂のうち小さい方の角を採用す
る。すなわち、図８（ａ）においてはφ₁＜φ₂であるか
ら、φ₁を光学軸５と液晶配列方向６との交角αとし、
図８（ｂ）においてはφ₁＞φ₂だからφ₂を光学軸５と
液晶配列方向６との交角αとする。勿論φ₁＝φ₂の場合
はどちらを採っても良い。

【００２４】本発明になる液晶表示装置においては角度
α，β，γが極めて重要である。

【００２５】角度αは好ましくは５０度から９０度，よ
り好ましくは７０度から９０度に、角度βは好ましくは
２０度から７０度，より好ましくは３０度から６０度
に、角度γは好ましくは０度から７０度，より好ましく
は０度から５０度に、それぞれ設定することが望まし
い。

【００２６】なお、液晶セル６０の液晶層５０のねじれ
角θが１８０度から３６０度の範囲内にあれば、ねじれ
方向１０が時計回り方向，反時計回り方向のいずれであ
っても、上記角α，β，γは上記範囲内にあればよい。

【００２７】なお、図４においては、複屈折部材４０が
上偏光板１５と上電極基板１１の間に配設されている
が、この位置の代りに、下電極基板１２と下偏光板１６
との間に配設しても良い。この場合は図４の構成全体を
倒立させた場合に相当する。

【００２８】実施例１ 基本構造は図３及び図４に示したものと同様である。図
５において、液晶分子のねじれ角θは２４０度であり、
一軸性の透明複屈折部材４０としては平行配向（ホモジ
ェニアス配向）した、すなわちねじれ角が０度の液晶セ
ルを使用した。ここで液晶層の厚みｄ(μｍ)と旋光性物
質が添加された液晶材料のらせんピッチｐ(μｍ)の比ｄ
／ｐは０．５３とした。配向膜２１，２２は、ポリイミ
ド樹脂膜で形成しこれをラビング処理したものを使用し
た。このラビング処理を施した配向膜がこれに接する液
晶分子を基板面に対して傾斜配向させるチルト角(preti
lt角）は３．０〜４．０度である。上記一軸性透明複屈
折部材４０のΔｎ₂・ｄ₂は約０.６μｍである。一方液
晶分子が２４０度ねじれた構造の液晶層５０のΔｎ₁・
ｄ₁は約０.８μｍである。

【００２９】このとき、角度αを約９０度，角度βを約
３０度，角度γを約３０度とすることにより、上，下電
極３１，３２を介して液晶層５０に印加される電圧がし
きい値以下のときには光不透過すなわち黒、電圧がある
しきい値以上になると光透過すなわち白の白黒表示が実
現できた。また、下偏光板１６の軸を上記位置より５０
度から９０度回転した場合は、液晶層５０への印加電圧
がしきい値以下のときには白，電圧がしきい値以上にな
ると黒の，前記と逆の白黒表示が実現できた。

【００３０】図６は図５の構成で角度αを変化させたと
きの１／２００デューティで時分割駆動時のコントラス
ト変化を示したものである。角度αが９０度近傍では極
めて高いコントラストを示していたものが、この角度か
らずれるにつれて低下する。しかも角度αが小さくなる
と点灯部，非点灯部ともに青味がかり、角度αが大きく
なると非点灯部は紫、点灯部は黄色になり、いずれにし
ても白黒表示は不可能となる。角度β及び角度γについ
てもほぼ同様の結果となるが、角度γの場合は前記した
ように５０度から９０度近く回転すると逆転の白黒表示
となる。

【００３１】実施例２ 基本構造は実施例１と同様である。ただし、液晶層５０
の液晶分子のねじれ角は２６０度，Δｎ₁・ｄ₁は約０.
６５μｍ〜０.７５μｍである点が異なる。一軸性透明
複屈折部材４０として使用している平行配向液晶層のΔ
ｎ₂・ｄ₂は実施例１と同じ約０．５８μｍである。液晶
層の厚みｄ₁(μｍ)と旋光性物質が添加されたネマチッ
ク液晶材料のらせんピッチｐ(μｍ)との比はｄ／ｐ＝
０．５７とした。

【００３２】このとき、角度αを約１００度，角度βを
約３５度，角度γを約１５度とすることにより、実施例
１と同様の白黒表示が実現できた。また下偏光板の軸の
位置を上記値より５０度から９０度回転することにより
逆転の白黒表示が可能である点もほぼ実施例１同様であ
る。角度α，β，γのずれに対する傾向も実施例１とほ
ぼ同様である。

【００３３】上記いずれの実施例においても一軸性透明
複屈折部材４０として、液晶分子のねじれのない平行配
向液晶セルを用いたが、むしろ２０度から６０度程度液
晶分子がねじれた液晶層を用いた方が角度による色変化
が少ない。このねじれた液晶層は、前述の液晶層５０同
様、配向処理が施された一対の透明基板の配向処理方向
を所定のねじれ角に交差するようにした基板間に液晶を
挟持することによって形成される。この場合、液晶分子
のねじれ構造を挟む２つの配向処理方向の挟角の２等分
角の方向を複屈折部材の光軸として取扱えばよい。ま
た、複屈折部材４０として、透明な高分子フィルムを用
いても良い（この際一軸延伸のものが好ましい）。この
場合高分子フィルムとしてはＰＥＴ（ポリエチレン テ
レフタレート），アクリル樹脂フィルム，ポリカーボネ
イトが有効である。

【００３４】さらに以上の実施例においては複屈折部材
は単一であったが、図４において複屈折部材４０に加え
て、下電極基板１２と下偏光板１６との間にもう一枚の
複屈折部材を挿入することもできる。この場合はこれら
複屈折部材のΔｎ₂・ｄ₂を再調整すればよい。

【００３５】実施例３ 基本構造は実施例１と同様である。ただし図９に示す如
く、上電極基板１１上に赤，緑，青のカラーフィルタ３
３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ、各フィルター同志の間に光遮光
膜３３Ｄを設けることにより、多色表示が可能になる。

【００３６】なお、図９においては、各フィルタ３３
Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，光遮光膜３３Ｄの上に、これらの
凹凸の影響を軽減するため絶縁物からなる平滑層２３が
形成された上に上電極３１，配向膜２１が形成されてい
る。

【００３７】実施例４ 図１は、上述した液晶表示装置６２を図示しないコネク
タに装着できるように下電極基板１２にコネクタピンが
備えられたものとなっている。

【００３８】すなわち、前記下電極基板１２をその表裏
面から充分に弾力的に押圧できるクリップ部４０Ａとこ
のクリップ部４０Ａに接続されたピン部４０Ｂとから構
成されるコネクタピン４０が備えられている。

【００３９】このコネクタピン４０は下電極３２毎に備
えられ、それぞれのクリップ部４０Ａが各下電極３２が
形成されている個所において下電極基板１２を挟持する
ことによって、前記下電極３２と電気的導通が図れるよ
うになっている。

【００４０】また、このような各コネクタピン４０は、
エポキシ樹脂材４１によって下電極基板１２に固着され
たものとなっている。また、この実施例では、特に、エ
ポキシ樹脂材４１が上電極基板１１の周辺部に付着しな
いように、下電極３２の形成領域の幅Ｌを充分にとって
いるものとなっている。前記幅Ｌとしてはたとえば３ｍ
ｍ〜５ｍｍとなっている。

【００４１】そして、前記エポキシ樹脂剤４１は、たと
えば紫外線硬化型接着剤と称されるものが用いられ、そ
の粘度は約８．５〔Ｐａ・Ｓ〕〜１８．５〔Ｐａ・Ｓ〕
となっている。

【００４２】図２は、上述の図１におけるII−II線の断
面図である。

【００４３】この図２に示す実施例では、特に、液晶層
５０にはスペーサ５２Ａが混在されている。表示面の大
型化にともなって上電極基板１１と下電極基板１２との
離間距離を一定に保持するためである。

【００４４】そして、前記スペーサ５２Ａは、液晶層５
０を封止しかつスペーサの機能を有するシール剤（スペ
ーサ）５２と較べて、その径が小さく構成されている。

【００４５】なお、ここで、シール剤５２、およびスペ
ーサ５２Ａは、たとえばグラスファイバ等で構成され、
その径差はたとえば１．５μｍ〜２．５μｍとなってい
る。

【００４６】このように、図２に示したように、液晶層
５０内のスペーサ５２Ａの径を該液晶層５０を封じ込め
るシール剤５２の径よりも小さく構成していることか
ら、上電極基板１１あるいは下電極基板１２がその液晶
封止領域においてある程度凹状に歪み、この結果、液晶
層５０を封入する容積を小さくすることができる。

【００４７】したがって、低温度雰囲気中で、たとえ液
晶層５０の体積が収縮してもそれに追随して上電極基板
１１と下電極基板１２との間の体積が小さくなることか
ら、液晶層５０中に多量の気泡が生じるようなことはな
くなる。

【００４８】また、図１に示したように、コネクタピン
４０を下電極基板１２に固定するエポキシ樹脂材４１が
上電極基板１１の周辺に付着されないように構成されて
いることから、該上電極基板１１それ自体の撓み量を大
きくすることができるようになる。

【００４９】すなわち、該上電極基板１１がその周辺に
おいて液晶層５０を封入するシール剤５２によって支持
されたものとして考えた場合、該支持部にての固着度合
いに応じて撓み量が小さくなるということに鑑みて、前
記エポキシ樹脂材４１の付着によって前記支持部にての
固着を強化させないようにしたものである。

【００５０】このことから、低温度雰囲気中で、たとえ
液晶層５０の体積が収縮してもそれに追随して該上電極
基板１１の撓みにより下電極基板１２との間の体積が小
さくなることから、液晶層５０中に多量の気泡が生じる
ようなことはなくなる。

【００５１】上述した実施例によれば、液晶層５０内の
スペーサ５２Ａが該液晶層５０を封止するシール剤５２
と比較してその径を小さくし、しかも、コネクタ４０を
固着するエポキシ樹材４１を上電極基板１１に付着しな
いように構成したものとなっている。しかし、それらは
共に構成される必要はなく、いずれか一方の構成をとる
ようにしてもよいことはいうまでもない、

【００５２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示基板によれば、低温度雰囲気中に
おいても液晶中に気泡が生じないように構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
斜視構成図である。

【図２】 図１のII−II線における断面図である。

【図３】 本発明になる液晶表示装置の第一の実施例に
おける液晶分子の配列方向，液晶分子のねじれ方向，偏
光板の軸の方向および複屈折部材の光学軸の関係を示し
た説明図である。

【図４】 本発明になる液晶表示装置の第一の実施例の
要部分解斜視図である。

【図５】 本発明になる液晶表示装置の第２の実施例に
おける液晶分子のねじれ方向，偏向板の軸の方向および
複屈折部材の光学軸の関係を示した説明図である。

【図６】 本発明になる液晶表示装置の第一の実施例に
ついてのコントラスト，透過光色−交角α特性を示すグ
ラフである。

【図７】 本発明になる液晶表示装置の第３の実施例に
おける液晶分子の配列方向，液晶分子のねじれ方向，偏
向板の軸の方向および複屈折部材の光学軸の関係を示し
た説明図である。

【図８】 交角α，β，γの測り方を説明するための図
である。

【図９】 本発明になる液晶表示装置の一実施例の上電
極基板部の一部切欠斜視図である。

【符号の説明】

５…一軸性透明複屈折部材の光学軸、６…上電極基板の
液晶配列方向、７…下電極基板の液晶配列方向、８…上
偏光板の偏光軸又は吸収軸、９…下偏光板の偏光軸又は
吸収軸、１１…上電極基板、１２…下電極基板、１５…
上偏光板、１６…下偏光板、２３…平滑層、３３Ｒ…赤
フィルタ、３３Ｇ…緑フィルタ、３３Ｂ…青フィルタ、
４０…コネクタ、５２…シール剤、５２Ａ…スペーサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を介して対向配置される第１電極基
   板および第２電極基板からなり、前記第１電極基板およ
   び第２電極基板との間に前記液晶を封じ込める第１スペ
   ーサと前記液晶内に配置される第２スペーサを備える液
   晶表示装置において、前記第２スペーサの径が前記第１
   スペーサの径よりも小さく構成し、前記第１電極基板と
   第２電極基板のうちいずれか一方がその周辺部において
   延在部を有し、この延在部に形成さている配線層にモー
   ルドレジンを介して接続かつ固着されているコネクタピ
   ンを具備する液晶表示装置において、前記モールドレジ
   ンは他方の電極基板の周辺に付着されていないように構
   成されていることを特徴とする液晶表示装置。