JPH08328021A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】両基板間のギャップを均一とした構成を有する
液晶表示装置を提供する。 【構成】有効領域に所定の配列で形成された複数種のカ
ラーフィルタ３の外側に形成したダミーカラーフィルタ
２と、複数種のカラーフィルタ間に形成されたブラック
マトリクス２ａと、カラーフィルタ３上に形成された平
滑層４上に形成した第１の透明電極群５とを少なくとも
備えた第１の基板と、第１の透明電極群５と交叉するご
とく形成された第２の透明電極群９を被覆した平滑層
（平坦化層）とを少なくとも備えた第２の基板７と、前
記第１の基板１と第２の基板７の各電極群側の対向間隙
に封入した液晶13と、前記間隙に分散したスペーサ10
と、第１の基板と第２の基板の外周で両基板を封着する
シール材12とからなり、シール材とダミーカラーフィル
タもしくは平滑層との間の間隔を０．１〜０．３ｍｍと
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置にかか
り、特に一方の基板にカラーフィルタを形成した２枚の
基板間に液晶を封入してなる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像表示デバイスとして液晶表示
装置が多くの分野において使用されるようになった。

【０００３】この種の液晶表示装置は、表示窓をもつ上
フレームと、駆動回路基板を一体化した液晶表示素子と
からなる液晶表示パネルと、光拡散板と導光板からなる
導光体組立と、少なくとも一辺に線状のバクライト光源
を搭載する中間フレームと、下フレームとを少なくとも
有し、これらを上記の順で積層し、上記上フレームと下
フレームとを連結固定してなるのが一般的である。

【０００４】そして、上記２枚の電極基板を対向させた
間隙には、シリカあるいはプラスチック等からなる略々
球形の微小スペーサ（一般的には、ポリマービーズ。以
下、単にビーズとも言う）を分散させて介在させること
により２枚の基板（電極基板）を所定の間隔に保持させ
る。

【０００５】一方、２枚の基板（以下、第１の基板、第
２の基板ともいう）の貼り合わせには、上記両基板の有
効領域（表示領域）の外側に周回させて基板の接着効果
を有するシール材、あるいはガラスファイバーをスペー
サとして基板の接着効果を有するシール材を介挿して、
両基板に所定の面方向の力を与えて接着している。

【０００６】カラー対応の液晶表示装置では、液晶パネ
ルを構成する上記２枚の基板の一方の基板の内面に複数
色のカラーフィルタを設けている。

【０００７】すなわち、カラー対応の液晶表示装置は、
透明ガラス板上の点灯領域に所定の配列で形成された複
数のカラーフィルタと、前記複数のカラーフィルタ間お
よび点灯領域外周に形成された遮光膜と前記点灯領域外
周に形成された遮光膜上に形成されたダミーカラーフィ
ルタと前記カラーフィルタ上に形成された第１の透明電
極群とを少なくとも備えた第１の基板と、透明ガラス板
上に前記第１の透明電極群と交叉するごとく形成された
第２の透明電極群を少なくとも備えた第２の基板と、前
記第１の基板と第２の基板の各電極群側の対向間隙に液
晶を封止すると共に、前記対向間隙にスペーサを分散し
てなる。

【０００８】図４は従来技術によるＳＴＮ方式の液晶表
示装置の一構成例を説明する要部断面図であって、１は
第１の基板、２はダミーカラーフィルタ、２ａはブラッ
クマトリクス（遮光パターン）、３はカラーフィルタ、
４は平滑層（平坦化層とも言う）、５は第１の透明電
極、６は配向膜、７は第２の基板、８はダミー電極、９
は第２の透明電極、１０はスペーサ、１１はガラスファ
イバー、１２はシール材、１３は液晶層である。

【０００９】同図において、この種の液晶表示装置は中
央領域と周辺領域ともギャップ、すなわち第１の基板１
と第２の基板７との間の間隔が同一であることが要求さ
れる。このギャップに差があると、液晶層の閾値にムラ
が生じて表示品質を低下させてしまう。

【００１０】この例ではガラスファイバー１１とシール
材１２を用い、シール材の内端をダミーカラーフィルタ
２から０．８ｍｍ以上離れた位置に設置してある。

【００１１】また、図５は従来技術によるＳＴＮ方式の
液晶表示装置の他の構成例を説明する要部断面図であっ
て、図４と同一部分には同一符号を付してある。

【００１２】この例では、ダミーカラーフィルタ２の上
にシール材を設けて両基板１、７を貼り合わせている。

【００１３】なお、この種の液晶表示装置に関する従来
技術を開示したものとしては、例えば実開平６−６０８
３５号公報を挙げることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、その組み立て工程で、シール材を介挿した後に両
基板の面に対して矢印Ｐで示す押圧力を与えて上記のギ
ャップを設定する。このとき、前記図４の構成では、シ
ール材１２の内端をダミーカラーフィルタ２からｄ＝
０．８ｍｍ以上離れた間隔を持って設置してあるため
に、この間隔の部分における基板の沈み込みでシール材
が押し出され、一般にダミーカラーフィルタの相互間の
間隔はカラーフィルタのそれよりも狭くなっていること
にも起因し、有効領域のカラーフィルタ３の部分にまで
シール材が押し出され、上記押圧力を取り去った後は図
示したようにカラーフィルタ３の部分にシール材が残留
することがある。

【００１５】また、図５に示した構成においても同様
に、カラーフィルタ３の部分にシール材が入り込んでし
まい、表示不良をもたらすという問題があった。

【００１６】特に、図４に示した構成においては、ダミ
ーカラーフィルタ２とシール材１２の内端との間隔が広
いために前記したような不具合が発生することが分かっ
た。本発明の目的は、上記従来技術の問題を解消し、両
基板間のギャップを均一とした構成を有する液晶表示装
置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した第１の発明は、透明ガラス板等
の基板上の有効領域（点灯領域）に所定の配列で形成さ
れた複数種のカラーフィルタと、前記カラーフィルタの
外側に形成したダミーカラーフィルタと、前記複数種の
カラーフィルタ間に形成されたブラックマトリクス（遮
光膜）と、前記カラーフィルタ上に形成された平滑層
と、前記平滑層の上に形成された第１の透明電極群と、
前記第１の透明電極群を被覆した配向膜とを少なくとも
備えた第１の基板と、透明ガラス板上に前記第１の透明
電極群と交叉するごとく形成された第２の透明電極群
と、前記第２の透明電極群を被覆した配向膜とを少なく
とも備えた第２の基板と、前記第１の基板と第２の基板
の各電極群側の対向間隙に封入した液晶と、前記間隙に
分散したスペーサと、前記第１の基板と第２の基板の外
周で両基板を封着するシール材とからなり、前記シール
材と前記ダミーカラーフィルタもしくは前記平滑層の間
隔を０．１〜０．３ｍｍとしたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記本発明の構成において、第１の基板と第２
の基板の間の間隙（セルギャップ）には略ゝ一定径のス
ペーサが基板上にほぼ一定の密度となるように分散さ
れ、このスペーサによって当該有効領域のギャップが一
定に維持される。

【００１９】また、周辺領域では、前記シール材と前記
ダミーカラーフィルタもしくは前記平滑層の間隔を０．
１〜０．３ｍｍとしたことにより、組み立て時の押圧に
よる基板の沈み込みが無くなり、シール材がカラーフィ
ルタ側に押し出されることが防止され、表示不良の発生
が防止される。

【００２０】また、本発明の構成によれば、有効領域側
へのシール材の入り込みがないので、ダミーカラーフィ
ルタの領域幅を狭くすることができ、所謂額縁を低減し
て同一外形寸法で有効領域の広い液晶表示装置が得られ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明による液晶表示装置の１実施
例を説明するＳＴＮ方式の液晶表示装置の要部断面図で
あって、１は第１の基板、２はダミーカラーフィルタ、
２ａはブラックマトリクス（遮光パターン）、３はカラ
ーフィルタ、４は平滑層（平坦化層とも言う）、５は第
１の透明電極、６は配向膜、７は第２の基板、８はダミ
ー電極、９は第２の透明電極、１０はスペーサ、１１は
ガラスファイバー、１２はシール材、１３は液晶層であ
る。

【００２３】同図において、点灯領域はダミーカラーフ
ィルタ２で囲まれて第２の基板１の下部に設置した図示
しないバックライトからの光を遮光している。

【００２４】第１の基板（コモンガラス基板）にはダミ
ーカラーフィルタ２と３色（例えば、赤、緑、青）のカ
ラーフィルタ３がブラックマトリクス２ａで区画されて
形成されており、その上に平滑層４および第１の透明電
極（コモン電極）５が形成されている。

【００２５】第１の透明電極５の上には液晶の分子を所
定の方向に配向させるための配向膜６が被覆されてい
る。

【００２６】また、第２の基板（セグントガラス基板）
７には周辺をダミー電極８で囲まれた第２の透明電極
（セグメント電極）９が形成され、その上に配向膜６が
被覆されている。

【００２７】ダミーカラーフィルタ２およびダミー電極
８は両基板間のギャップを均一にするために設けてあ
り、液晶層１３をスペーサ１０と共に封入したときに液
晶層１３の厚さが均一になるようにしている。

【００２８】セグント側の第２の透明電極９はコモン側
のカラーフィルタ３と垂直方向に一致させて形成されて
いる。

【００２９】このような構成の第１の基板１と第２の基
板７とを、それらの配向膜６同志が対向するように重ね
合わせ、両者の間隙に液晶層１３を封入し、基板周辺に
ガラスファイバー１１とシール材１２とを介挿して貼り
合わせる。

【００３０】その後、両基板１、７の平面に対して押圧
力を加えて液晶層１３のギャップが所定値となるように
保持し、接着する。

【００３１】このとき、シール材１２の内端と前記ダミ
ーカラーフィルタ２の外端、もしくは前記平滑層４の外
端との間隔を０．１〜０．３ｍｍとしたことで上記押圧
による基板の沈み込みは生ぜず、したがってシール材１
２が有効領域に入り込むのが防止される。なお、この実
施例では、平滑層４の外端とシール材１２の内端の間隔
を０．１ｍｍとした（透明電極５の厚みは無視した）。

【００３２】ダミーカラーフィルタ２、カラーフィルタ
３および平滑層４を含めた厚さは４．２μｍ、スペーサ
１０はプラスチックビーズからなり、その径は６．２５
μｍである。

【００３３】また、シール材１２と共に使用するガラス
ファイバー１１は、径が１１．２μｍのものを使用す
る。

【００３４】図２は本実施例の液晶表示装置と従来技術
による液晶表示装置の画面周辺部でのギャップの様子を
比較した説明図であって、液晶表示装置のシール内端か
ら中央部方向への距離に対する両基板のギャップの変化
を示す。

【００３５】同図ａは前記図４あるいは図５に示した従
来の液晶表示装置におけるギャップの変化を、またｂは
本実施例の液晶表示装置におけるギャップの変化を示
す。

【００３６】上記ａ，ｂを比較して分かるように、従来
では有効領域のギャップまで不安定であるのに対し、本
実施例では画面周辺部から安定したギャップが維持され
ていり。

【００３７】図３は本発明による液晶表示装置を用いた
モジュールの構成を詳細に示す展開斜視図であって、６
１は上フレーム、６２は下フレーム、６３は表示領域で
形成される液晶表示窓、６４は前記実施例で説明した液
晶表示素子に偏向フィルム等の光学材を組み合わせてな
る液晶表示パネル、６５は駆動回路基板、６８はスペー
サ、６９は光拡散板と導光板および反射板からなる導光
体組立、７０は線状のバックライト光源を搭載する中間
フレーム、７６は冷陰極管からなる線形上のバックライ
ト光源（ランプ）、７７はランプカバー、である。

【００３８】また、７２は駆動回路基板６５に形成され
たグランドパット７１に接触される切り起こし片、７３
は下フレームに形成した爪受け７４に固定する爪、７５
は上フレーム６１と液晶表示パネル６４を固定する粘着
テープ、８０，８１はバックライトの中央部に直交する
線に対称な位置に設けた切り抜き部、８２，８３はバッ
クライト光源７６の長手方向に設けた切り抜き部、７
８，７９はバックライト光源７５の両端部の下方部分に
設けた切欠きである。また、上フレーム６１は例えば
０．８ｍｍ厚の鋼板で、下フレーム６２は鋼板あるいは
相当厚例えば０．５ｍｍ厚のアルミニウムで構成され
る。

【００３９】同図において、液晶表示パネルは前記した
本発明の構成を有し、図に示される順序で上フレーム６
１と下フレーム６２とで挟持固定される。中間フレーム
７０の一端側には冷陰極管からなる線状光源（バックラ
イト光源）７６が設置され、ランプカバー７７で液晶表
示パネル６４方向への直接光を遮断し、その発光光を光
拡散板と導光板からなる導光体組立３７側に指向させ
る。

【００４０】スペーサ６８は中間フレーム７０に形成さ
れた凹部に設置される導光体組立６９と液晶表示パネル
６４との間に介在して表示領域を確定する。

【００４１】下フレーム６２の前記バックライト光源７
６と直交する方向に少なくとも前記液晶表示パネル６４
の領域にわたって上記バックライト光源の中央部に直交
する線に対称な位置に少なくとも一対の切り抜き部８
０，８１が設けられ、前記バックライト光源７６の直下
に当該バックライト光源７６の長手方向に設けた少なく
とも２つの切り抜き部８２，８３と、前記バックライト
光源７６の両端部の下方部分に設けた切欠き７８，７９
とが形成されている。

【００４２】上フレーム６１をステンレス薄板で、下フ
レーム６２をアルミニウム薄板で構成することで液晶表
示装置の剛性を低下させることなく薄型，軽量化を達成
すると共に、バックライト光源７６と直交する方向に少
なくとも液晶表示パネル６４の領域にわたって上記バッ
クライト光源の中央部に直交する線に対称な位置に設け
た切り抜き部８０，８１、バックライト光源７６の直下
に当該バックライト光源の長手方向に設けた切り抜き部
８２，８３、前記バックライト光源７６の両端部の下方
部分に設けた切欠き７８，７９とで放熱効果が向上し、
液晶表示パネル６４の全面に均一な温度分布を形成し、
表示むらの発生が防止される。

【００４３】また、バックライト光源７６が高周波で駆
動されるために、下フレーム６２とバックライト光源７
６との間の浮遊容量を介して、バックライト光源７６か
ら下フレーム６２に電流が流れる。この電流は、「もれ
電流」と呼ばれるが、この「もれ電流」分だけ、バック
ライト光源７６の点灯に寄与する電流が少なくなるた
め、輝度が低下することになる。また、バックライト光
源７６は長時間点灯させることにより発熱し、バックラ
イト光源７６の近傍は外気に対して温度が上昇するた
め、何の対策を施さなければ、そのバックライト光源７
６の近傍の熱が液晶表示パネル６４に直接影響を与え、
液晶表示パネルの温度分布を均一にできない。そこで、
上記実施例では切り抜き部８２，８３を設け、「もれ電
流」による輝度の低下を防止し、液晶表示パネルの温度
分布の均一化を図ることにより、表示むらの発生を防止
する。更に、切り抜き部８２，８３はバックライト光源
の熱拡散による輝度の低下を防止することができる。

【００４４】バックライト光源７６の両端部は、特に、
温度低下を起因とする輝度の低下を招く部分であり、液
晶表示パネルの温度分布の均一化を維持できる範囲で、
温度を高くしておく必要がある。そこで、切欠き７８，
７９を設け、液晶表示パネルの温度分布の均一化を図り
つつ、輝度の低下を防止している。機能的には上記切り
抜き部８２，８３と同様の効果を生じる。

【００４５】そして、液晶表示パネル６４の領域にわた
って上記バックライト光源の中央部に直交する線に対称
な位置に設けた切り抜き部８０，８１は、下フレーム６
２の重量を軽くするとともに、液晶表示パネルの温度分
布の均一化を図ることができる。

【００４６】上記した本発明の実施例により、有効領域
（点灯領域）と周辺部（非点灯領域）の間のギャップに
差がなく、全体として均一なギャップの液晶表示装置が
構成できるため、閾値に変化による表示ムラの発生が防
止され、高品質の画像表示を行うことができる。

【００４７】なお、上記実施例は、ＳＴＮ方式の液晶表
示装置に本発明を適用したものとして説明したが、本発
明はこれに限るものではなく、ＴＦＴ方式、その他の方
式の液晶表示装置にも同様に適用できるものである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
有効領域とその周辺部でのギャップが均一となるので、
高品質の画像表示が可能となり、また、シール材が有効
領域に入り込むことがないため、ダミーカラーフィルタ
の広さを低減でき、同サイズで広い有効領域を有する液
晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の１実施例を説明す
るＳＴＮ方式の液晶表示装置の要部断面図である。

【図２】本発明による液晶表示装置の１実施例と従来技
術による液晶表示装置の画面周辺部でのギャップの様子
を比較した説明図である。

【図３】本発明による液晶表示装置を用いたモジュール
の構成を詳細に示す展開斜視図である。

【図４】従来技術によるＳＴＮ方式の液晶表示装置の一
構成例を説明する要部断面図である。

【図５】従来技術によるＳＴＮ方式の液晶表示装置の他
の構成例を説明する要部断面図である。

【符号の説明】

１ 第１の基板 ２ ダミーカラーフィルタ ２ａ ブラックマトリクス（遮光パターン） ３ カラーフィルタ ４ 平滑層（平坦化層） ５ 第１の透明電極 ６ 配向膜 ７ 第２の基板 ８ ダミー電極 ９ 第２の透明電極 １０ スペーサ １１ ガラスファイバー １２ シール材 １３ 液晶層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有効領域に所定の配列で形成された複数種
   のカラーフィルタと、前記カラーフィルタの外周に形成
   したダミーカラーフィルタと、前記複数種のカラーフィ
   ルタ間に形成されたブラックマトリクスと、前記カラー
   フィルタ上に形成された平滑層と、前記平滑層の上に形
   成した第１の透明電極群と、前記第１の透明電極群に被
   覆した配向膜とを少なくとも備えた第１の基板と、 前記第１の透明電極群と交叉するごとく形成された第２
   の透明電極群と、前記第２の透明電極群を被覆した配向
   膜とを少なくとも備えた第２の基板と、 前記第１の基板と第２の基板の各電極群側の対向間隙に
   封入した液晶と、前記間隙に分散したスペーサ、および
   前記第１の基板と第２の基板の外周で両基板を封着する
   シール材とからなり、 前記シール材と前記ダミーカラーフィルタもしくは前記
   平滑層の間隔を０．１〜０．３ｍｍとしたことを特徴と
   する液晶表示装置。