JPH0980400A

JPH0980400A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0980400A
Application number: JP7237486A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsukawa; 秀樹松川; Satoru Shinsenji; 哲秦泉寺
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-28
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JP2978095B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示素子の両面を、液晶を覆うようにシ
ール樹脂まで、またはより広い面積の紫外線カット手段
を備えたことにより、製品化するにあたって様々な不良
現象を未然に防ぐことができ、作業性の容易なモジュー
ル構成を用いることで、製造工程の歩留りが高く、かつ
高信頼性の液晶表示装置を提供する。【解決手段】少なくとも１枚の透明基板１上に電極３
と液晶配向処理を施した配向膜４を有し、複数の前記透
明基板間にスペーサ５と液晶をシール樹脂２によって密
閉保持した液晶表示素子の両側を、密閉した液晶を覆う
ようにシール樹脂まで紫外線カットフィルター１０や偏
光板１９のベースフィルムや接着層に紫外線吸収機能を
持たせものを設置したり、偏光板等の端部を部材の金属
フレーム、支持板、緩衝材で覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字及び画像等を
表示する表示体において、特に信頼性の優れた液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示素子は図４に示すような
もので、透明電極３および配向膜４が形成された２枚の
ガラス板１を接着シール剤２を用いて貼り合わされ、ス
ペーサ５で規制された基板間隙に液晶６が充填された構
成のものである。

【０００３】前記素子を得るための工程を説明する。ま
ずガラス基板１上にインジウム−スズ酸化物合金（ＩＴ
Ｏ）等の透明電極３を所定のパターンに形成した後、そ
の表面に配向膜４を形成する。一般に透明電極にはＩＴ
Ｏ膜が用いられ、配向膜材料にはポリイミドの薄膜が用
いられる。次に、配向膜にラビング処理を施し、液晶へ
の配向規制力を付与した後、少なくとも１枚の基板上に
スペーサ５を空気噴霧などの手段によりできるだけ均一
に分散配置する。スペーサ５としてはプラスチック、シ
リカ（二酸化珪素）等の材質の微小ビーズが多く用いら
れる。次に、少なくとも１枚の基板上に対向する基板を
接着し、液晶を封入するためのシール剤２を印刷などの
手段により所定の形状に配設する。次に、２枚の基板を
貼り合わせ、シール剤２を硬化しスペーサ５で基板間隙
が規制された液晶表示素子７を得る。次に、液晶表示素
子７内に液晶６を充填した後、余分なガラス基板を切断
除去して、液晶表示素子７の両面或いは片面に偏光板８
や位相差板を貼り付けて、駆動回路９用の接続端子を形
成した液晶表示素子７を得る。

【０００４】液晶表示素子７に液晶６を充填する手段と
しては、シール剤２を一部開口部を設けた形状にしてお
き、液晶表示素子７内を真空に排気した後シール開口部
より大気圧との圧力差を利用して液晶６を液晶表示素子
７内に充填し、その後開口部を接着剤等で封口する方法
がある。また他の方法として、シール剤２に開口部を設
けずに、所定の液晶層厚より算出した量の液晶６を真空
中で片側の基板１上に滴下した後両基板１を貼合わせ、
シール剤２を硬化することにより液晶６が充填された液
晶表示素子７を得る方法がある。

【０００５】前記の構成の液晶表示素子７を用いて、図
５に示すように駆動回路基板（プリント基板）１４を実
装するため、それを支える支持台１１、金属フレーム１
２、金属フレームと液晶表示素子との間の緩衝材１３、
バックライト１５を組み立てることにより液晶表示装置
を形成することができる。ここで用いる金属フレーム１
２は液晶表示素子７の表示部を映し出せるように開口部
を設けており、図５で示すような断面図の構成が通常で
ある。また、偏光板８は金属フレーム１２と当たると表
面に傷が入りやすく、それらの部材でモジュールを組立
てるのに注意を必要とする。

【０００６】一方、最近の液晶材料では液晶表示素子の
光学特性を大きく進歩させるものがあり、例えば応答速
度、コントラスト、透過率などでＳＴＮモードで著しい
特性を出すものがあるが、その反面信頼性にける問題が
存在することがある。例えば、紫外線に曝されると液晶
組成中の成分がトランス−シス異性化反応を起こし、そ
のため△ｎ値そのものが低下して表示不良を起こすこと
がある。このように紫外線で異常を起こす場合、今まで
液晶表示素子の生産を断念するか、または紫外線を完全
に遮蔽する方法を取らなければならい。従来使われてい
る液晶表示素子でも偏光板に３７０ｎｍ近傍の波長帯で
光線を遮断する機能を有しているが、最近の新規な液晶
材料では更なる波長領域までのカットが求められる。ま
た、ゲスト−ホスト型液晶でも二色性色素が扱われてお
り、コントラストの良いものほど耐光性に弱く色素の分
離が起こり、結果として気泡を発生したり、液晶表示素
子が変色したりした。このように紫外線に難点のある液
晶材料や色素は著しく優れた性能を有するが、反面紫外
線により様々な不良現象を発生する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記のような液晶表示
素子は、光学特性における飛躍的な改善を図るために、
特異な液晶材料や色素を添加することにより従来にない
性能を手にすることができ、応答速度、パネル透過率、
コントラストの良好な液晶表示素子を作り上げることが
できる。しかし、このような新規な液晶材料では紫外線
による変化としてシス−トランスの異性化反応を示すこ
とがある。このような現象が起こると消費者の立場で影
響を予測すると、初期の表示状態が良好でも時間が経つ
につれて表示状態や特性が徐々に変化していく。一般的
には同じ分野の表示体のブラウン管の寿命は約１０年
で、ブラウン管の周辺部分の輝度値の半減化現象が起こ
る。液晶表示装置では、色目が周辺局部または全体で他
の色にシフトしたり、駆動電圧が大きく変わったり、コ
ントラストや応答速度などの光学特性が著しく変化する
ことを考慮して寿命を定義される。このような液晶表示
素子の現象は、ある因子による影響で材料そのものが変
化し、それにより最適化された光学設計がずれて生じる
ものと、材料の変化により不均一をつくるものが考えら
れる。特に、影響を与える主因子として、紫外線の影響
は大きい。この紫外線はバックライトの三波長型蛍光灯
の４００ｎｍ以下の光エネルギーや、外光の蛍光灯や太
陽光から来るものである。これらを無くすことは不可能
である。

【０００８】このようにバックライトの蛍光灯や外光の
紫外線により液晶材料や色素が劣化現象を起こして、液
晶表示素子の初期特性を変化させて表示ムラなどの異常
を発生する。また、このようなままで使用した場合、液
晶表示装置の信頼性が低下するという問題があるため、
工業的に生産することは困難であった。

【０００９】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ため、製品化するにあたって様々な不良現象を未然に防
ぐものであり、作業性の容易なモジュール構成を用いる
ことで、製造工程の歩留りが高く、かつ高信頼性の液晶
表示装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の液晶表示装置は、少なくとも１枚の透明基板
上に電極と液晶配向処理を施した配向膜を有し、複数の
前記透明基板間にスペーサと液晶をシール樹脂によって
密閉保持した液晶表示素子において、前記液晶表示素子
の両面を、前記液晶を覆うようにシール樹脂まで、また
はより広い面積の紫外線カット手段を備えたことを特徴
とする。

【００１１】前記構成においては、紫外線カット手段
が、紫外線カットフィルターであることが好ましい。ま
た前記構成においては、紫外線カット手段が、偏光板、
位相差板、及びこれらを液晶表示素子に接着する接着材
層から選ばれる少なくとも一つの層に紫外線吸収材を混
合したものであることが好ましい。

【００１２】また前記構成においては、偏光板のベース
フィルムがＴＡＣ（トリアセチルセルロース）であるこ
とが好ましい。また前記構成においては、液晶表示の両
面を、液晶を覆うようにシール周辺部まで紫外線カット
フィルターまたは偏光板を設置し、前記紫外線カットフ
ィルターまたは偏光板の端部をモジュール周辺部材で覆
い遮光することが好ましい。

【００１３】また前記構成においては、周辺部材が金属
フレーム、液晶表示素子の支持板、及び緩衝材から選ば
れる少なくとも一つであることが好ましい。前記した本
発明の構成によれば、少なくとも１枚の透明基板上に電
極と液晶配向処理を施した配向膜を有し、複数の前記透
明基板間にスペーサと液晶をシール樹脂によって密閉保
持した液晶表示素子において、前記液晶表示素子の両面
を、前記液晶を覆うようにシール樹脂まで、またはより
広い面積の紫外線カット手段を備えたことにより、製品
化するにあたって様々な不良現象を未然に防ぐことがで
き、かつ作業性の容易なモジュール構成を用いること
で、製造工程の歩留りが高く、かつ高信頼性の液晶表示
装置を提供することができる。

【００１４】また、液晶表示装置は液晶表示素子、バッ
クライト、金属フレーム、緩衝材などからなるが、紫外
線はバックライトや外光によるものであり、それらを未
然に防ぐように紫外線カットフィルターや偏光板を設置
し、周辺部分からくる光の回り込みを抑えるものであ
る。これにより容易に液晶表示素子の劣化現象を防ぐこ
とができ、初期表示の特性を維持し、かつ周辺局部や全
体に起こる表示不良を無くすことが可能となる。これに
より、液晶表示装置としてユーザーに提示することがで
き、一般消費者の手に渡っても信頼性において安心して
供給することができる。

【００１５】よって、周囲の紫外線を抑えることにより
液晶材料や色素に異性化反応や分離を起こすことを抑
え、耐光性において液晶表示素子内の材料を安定させて
表示ムラや特性上の変化を抑制することができる。

【００１６】このような本発明は、液晶表示装置におけ
るバックライトや外光からくる紫外線を抑制するもので
あり、製造工程の歩留りが高く、かつ高信頼性の液晶表
示装置を提供できるものである。

【００１７】

【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。

【００１８】

【実施例１】図１は一実施例の液晶表示素子の断面図で
ある。また、本実施例で説明する番号は従来例と同一番
号を付与する。本実施例の液晶表示素子７の製造工程を
追って説明する。まず、２枚の基板１表面に液状のポリ
イミドをパターン印刷して後に熱処理を行いポリイミド
膜を形成し、このポリイミド膜にラビング処理を施して
液晶配向膜４を得た。次に、片方の基板１上に径７μｍ
の球状のビーズ５を約１００〜２００個／ｍｍ²の密度
に空気噴霧法で分散配置した。他方の基板１上には熱硬
化型エポキシ樹脂からなるシール剤２を表示域を囲む形
状にスクリーン印刷法で形成し、かつ液晶充填用に一部
開口部を持つように形成した。そして、両基板１を貼り
合わせてシール剤２を硬化した後に、所定の形状に基板
１を切断して空の液晶表示素子７を得た。その空の液晶
表示素子７を真空槽中に設置して、槽内部の空気を排出
した後、前記シール剤２の開口部を液晶溜に浸漬し、槽
内部の圧力を大気圧にまで戻して空の液晶表示素子７と
の気圧差で液晶表示素子７内部に液晶６を充填した。そ
して、適切なセルギャップが出たところで、シール剤２
の開口部の液晶６を除去し、その後、エポキシ樹脂系の
接着剤を塗布してシール剤２開口部を封止した。

【００１９】そこで、出来上がった液晶表示素子７の周
辺部分は、スクリーン印刷でパターン形成されたシール
剤２まで液晶６が充填されていた。その後、位相差板１
８と偏光板１９と紫外線（ＵＶ）カットフィルター１０
を、この順番に粘着材により貼り付けた。位相差板１８
と偏光板１９と紫外線（ＵＶ）カットフィルター１０の
形状は、充填した液晶６を図１で示すように完全に覆う
ようにした。このようにすれば液晶表示装置にした際、
外光による照射光は基板１を通して直接当たることはな
い。また、バックライト１２に使われている三波長型蛍
光灯の紫外線も同様に直接当たることがない。

【００２０】ＵＶカットフィルター１０を液晶表示素子
７に貼るほかに、ここで用いる偏光板１９や位相差板１
８に紫外線を吸収する効果を持たせる方法があり、偏光
板１９では構成するトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）
フィルムに特定波長の紫外線吸収材を混入したり、ま
た、ＴＡＣフィルムやポリビニルアルコール（ＰＶＡ）
フィルムなどを貼り合わせるための粘着材（たとえば、
５０ｍｍ程度の厚さのアクリル系樹脂粘着材）中に紫外
線吸収材を混入させて、ＵＶカットフィルターの作用を
持たせても良い。

【００２１】前記において紫外線吸収材としては、ベン
ゾフェノン、ベンゾトリアゾールなど、４００ｎｍ以下
の光線を吸収する材料を用いる。また位相差板１８とし
ては、ポリカーボネート、ポリスルフォン等の単一材料
からなり、フィルム状に形成した後、強制的に延伸して
位相差特性を発現させたものである。

【００２２】以上説明した本実施例の構成にすれば、紫
外線によってトランス−シス異性化反応により液晶材料
中の構造が変化することを防いだり、或いは二色性色素
を含んだゲスト−ホスト型液晶での色素の分離を抑制す
ることができ、液晶表示装置の寿命を大幅に伸ばすこと
ができる。また、従来のような偏光板や位相差板の裁断
寸法ではガラス基板を通して液晶材料にバックライト光
や外光による影響を受け、経時変化により液晶表示素子
のシール周辺で△ｎｄが小さくなったりして表示部の均
一性を著しく損ねる。

【００２３】

【実施例２】次に、本発明の別の実施例を説明する。本
実施例２は実施例１と液晶表示装置のモジュール構成が
異なるものである。

【００２４】液晶表示素子７の製造工程は前記実施例１
と同様である。ただし、偏光板１９、位相差板１８、或
いは紫外線カットフィルター１０の設置する領域はシー
ル周辺部分とし、シール剤２上またはその近傍とした。
図２はその一例を示すもので、偏光板１９、位相差板１
８、或いは紫外線カットフィルター１０は液晶表示素子
７の両側に貼り付ける。このような液晶表示素子７は図
２で示すように幾ら偏光板１９、位相差板１８、或いは
紫外線カットフィルター１０の裁断寸法を伸ばしても、
基板１の視差による光の回り込みや、基板１の厚み方向
からの光の回り込みがある場合、バックライトや外光か
らの光を抑え切るのが困難であるで、以下のような構成
を示す。また、基板１は一般的にはガラスやプラスチッ
クなどの透明な基板が使われる。

【００２５】図３は液晶モジュールの断面図である。液
晶表示素子７には液晶ドライバーがＴＡＢ(tape automa
ted bonding)圧着されており、それに駆動回路９となる
プリント基板が実装されている。実装された状態では、
他からの応力が加わると断線しやすために、支持台１１
を設けてその上に液晶表示素子７とプリント基板を設置
している。その支持台１１はポリカーボネートまたはＡ
ＢＳ等のプラスチックの材質が一般的であり、液晶表示
素子７の表示領域は開口部にしてバックライト１５から
多くの光量を照射し、液晶表示素子７の周辺部分と実装
されたプリント基板を保持するような構造を取ってい
る。液晶表示素子７の上面を保護するように金属フレー
ム１２を設置し、金属フレーム１２のエッジ部の引っか
けにより支持台１１と金属フレーム１２をかしめる。こ
れにより液晶表示素子７の周辺部分を金属フレーム１２
と支持台１１でサンドイッチ状態のように挟み込み、バ
ックライト１５を含めて液晶モジュールを形成する。ま
た、金属フレーム１２と駆動回路基板（プリント基板）
１４と液晶表示素子７、または支持第１１とプリント基
板１４と液晶表示素子７の隙間には緩衝材１３を設け
る。緩衝材１３には黒色系の方が適しており、材質には
ポリウレタン樹脂、シリコーンゴムなどの弾力性のある
ものが機能及び作業性に優れている。

【００２６】このような構成を用いると、金属フレーム
で外光を遮断する領域と表面に表れる液晶表示素子の領
域で偏光板、位相差板、或いは紫外線カットフィルター
があり、金属フレームと液晶表示素子の隙間には緩衝材
で外光の光の回り込みを防止することができる。一方、
バックライトからの光の回り込みは金属フレームと同様
で、支持板の開口部には液晶表示素子の偏光板、位相差
板、或いは紫外線カットフィルターが表面に出て多くの
光量が照射され、液晶表示素子と支持板の隙間に緩衝材
を設けて回り込みを遮光することもできる。

【００２７】以上のように本発明は液晶表示装置とし
て、耐光性において高信頼性で、かつ容易に大量生産で
きる液晶デバイスの構成を提示するものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、少な
くとも１枚の透明基板上に電極と液晶配向処理を施した
配向膜を有し、複数の前記透明基板間にスペーサと液晶
をシール樹脂によって密閉保持した液晶表示素子におい
て、前記液晶表示素子の両面を、前記液晶を覆うように
シール樹脂まで、またはより広い面積の紫外線カット手
段を備えたことにより、製品化するにあたって様々な不
良現象を未然に防ぐことができ、かつ作業性の容易なモ
ジュール構成を用いることで、製造工程の歩留りが高
く、かつ高信頼性の液晶表示装置を提供することができ
る。

【００２９】また、本発明は液晶表示装置に用いる液晶
表示素子の液晶材料の耐光性寿命を持続させるもので、
かつ簡易的な構成により容易に工業化できるものであ
る。外光やバックライトのＵＶ光を遮断するのに偏光
板、位相差板、或いは紫外線カットフィルターを液晶表
示素子上に適切な領域まで拡大して液晶材料を保護する
ものである。また、他の方法では金属フレームや支持板
で液晶表示素子の必要な範囲手前まで覆うようにし、か
つ各々の隙間を緩衝材で遮光するような液晶表示装置を
作るものである。

【００３０】さらに、このような構成を用いれば液晶材
料の組成として今まで使われなかったものまで可能とな
り、表示において新たな高性能を求めることができる。
たとえば、ゲスト−ホストで高コントラストであった
り、ＳＴＮでは動画対応できるまでの応答速度を得た
り、高いパネル透過率を有することができる。以上のよ
うな簡易的な構成により、新しい液晶デバイスを作り出
すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示素子の断面図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例の液晶表示素子の断面図で
ある。

【図３】本発明の他の実施例の液晶表示装置の断面図で
ある。

【図４】従来の液晶表示素子の断面図である。

【図５】従来の液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１基板２シール剤３透明電極４液晶配向膜５スペーサ６液晶７液晶表示素子８偏光板９位相差板１０紫外線カットフィルター１１支持台１２金属フレーム１３緩衝材１４駆動回路基板（プリント基板）１５バックライト１８位相差板１９偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１枚の透明基板上に電極と液
晶配向処理を施した配向膜を有し、複数の前記透明基板
間にスペーサと液晶をシール樹脂によって密閉保持した
液晶表示素子において、前記液晶表示素子の両面を、前
記液晶を覆うようにシール樹脂まで、またはより広い面
積の紫外線カット手段を備えたことを特徴とする液晶表
示装置。
【請求項２】紫外線カット手段が、紫外線カットフィ
ルターである請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】紫外線カット手段が、偏光板、位相差
板、及びこれらを液晶表示素子に接着する接着材層から
選ばれる少なくとも一つの層に紫外線吸収材を混合した
ものである請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項４】偏光板のベースフィルムがＴＡＣ（トリ
アセチルセルロース）である請求項３に記載の液晶表示
素子。
【請求項５】液晶表示の両面を、液晶を覆うようにシ
ール周辺部まで紫外線カットフィルターまたは偏光板を
設置し、前記紫外線カットフィルターまたは偏光板の端
部をモジュール周辺部材で覆い遮光する請求項１に記載
の液晶表示素子。
【請求項６】周辺部材が金属フレーム、液晶表示素子
の支持板、及び緩衝材から選ばれる少なくとも一つであ
る請求項５に記載の液晶表示素子。