JPH1078575A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】紫外線照射による液晶材料の劣化を抑制する。 【解決手段】透明ガラス基板６５の表面のほぼ全面に、
誘電体多層膜からなる紫外線遮断膜１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に表示品質向上の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示素子のツイステッドネマ
チックタイプと言われるものは、２枚の電極基板間に正
の誘電異方性を有するネマチック液晶による９０°ねじ
れたらせん構造を有し、かつ両電極基板の外側には一対
の偏光板をその偏光軸（あるいは吸収軸）が、電極基板
に隣接する液晶分子の軸に対し直交あるいは平行になる
ように配置するものであった（特公昭５１−１３６６６
号公報）。

【０００３】このようなねじれ角９０°の液晶表示素子
では、液晶層に印加される電圧対液晶層の透過率の変化
の急峻性γ、視角特性の点で問題があり、時分割数（走
査電極の数に相当）は６４が実用的限界であった。しか
し、近年の液晶表示素子に対する画質改善と表示情報量
増大要求に対処するため、一対の偏光板間に挟持された
液晶分子のねじれ角αを１８０°より大にし、この液晶
層への印加電圧による液晶層の複屈折効果の変化を検出
する構成とすることにより時分割駆動特性を改善して時
分割数を増大することがアプライド フィジクス レタ
ー 45，No．10，1021，1984（Applied Physics Lette
r，T．J．Scheffer，J．Nehring：“A new，highly mul
tiplexable liquid crystal display”)に論じられ、ス
ーパーツイステッド複屈折効果型（ＳＢＥ）液晶表示装
置が提案されている。

【０００４】また、液晶表示装置は例えば、透明導電膜
からなる電極と配向膜等を積層した面がそれぞれ対向す
るように所定の間隔を隔てて２枚のガラス等からなる電
極基板を重ね合わせ、該両基板間の縁周囲に枠状（ほぼ
「ロ」の字状）に設けた設けたシール材により、両基板
を貼り合わせると共にシール材の一部に設けた封入口か
ら両基板間に液晶を注入し、該封入口を紫外線硬化樹脂
等から成る封止材を用いて封止し、さらに両基板の外側
に偏光板を設けて成る液晶表示素子（すなわち、ＬＣＤ
(リキッド クリスタル ディスプレイ)）と、この液晶表
示素子の下に配置され、液晶表示素子に光を供給するバ
ックライトと、液晶表示素子の外周部の外側に配置した
液晶駆動用回路基板と、これらの各部材を保持するプラ
スチックモールド成型品からなる下側ケースと、これら
の各部材を収納し、表示窓があけられた金属製シールド
ケース（フレーム）等を含んで構成されている。

【０００５】なお、単純マトリクス方式の液晶表示装置
においては、透明電極は、各基板に帯状にそれぞれ平行
に複数本形成され、基板面と垂直な方向から見た場合、
直角に交差するように両基板が重ね合わせられ組み立て
られる。上下の透明電極が重なり合った部分が画素とな
り、両基板の透明電極間につぎつぎにパルス電圧を加え
ることにより、その電圧によって液晶の形状が変位し、
液晶分子が駆動され、所定の表示が行なわれる。

【０００６】図２０（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ従来の
単純マトリクス方式液晶表示素子作成用電極基板の構造
例を示す部分概略断面図である。（ａ）、（ｂ）はそれ
ぞれ上電極基板の例を示し、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ
光遮光膜およびカラーフィルタを設けた下電極基板の例
を示す。

【０００７】図２０（ａ）、（ｂ）において、１２は下
電極基板、６５は透明ガラス基板、６６はＳｉＯ₂膜か
らなるアルカリ成分溶出防止膜、３２は透明導電膜から
なる下電極、（ｃ）、（ｄ）において、１１は上電極基
板、３３Ｄは光遮光膜（ブラックマトリクス）、３３Ｒ
は赤色カラーフィルタ、３３Ｇは緑色カラーフィルタ、
３３Ｂは青色カラーフィルタ、２３は平坦化膜、３１は
透明導電膜からなる上電極である。

【０００８】（ａ）に示す下電極基板１２では、ソーダ
ガラスからなる透明ガラス基板６５を、液晶表示素子の
製造ラインに流すように決められた規定の寸法に切断し
た後、透明ガラス基板６５の内側表面（すなわち、電極
等を積層し、上電極基板１１と対向する側の面）および
外側表面の表面研磨を行ない、両表面（または電極積層
面）にＳｉＯ₂膜からなるアルカリ成分溶出防止膜６６
をＣＶＤ法、スパッタ法あるいはディップ法により形成
する。その後、透明ガラス基板６５の内側表面のアルカ
リ成分溶出防止膜６６上に、透明導電膜からなる下電極
３２をスパッタ法あるいは真空蒸着法により形成する。
なお、透明ガラス基板６５として、低アルカリガラスか
らなるものを使用する場合は、アルカリ成分溶出を防止
する必要がないので、アルカリ成分溶出防止膜６６を形
成しない。ただし、研磨による傷に起因して発生する透
明導電膜の断線を防止するため、アルカリ成分溶出防止
膜６６を設ける場合がある。なお、下電極３２の上に
は、配向膜を形成し、該配向膜にラビング処理を施す
が、ここでは図示省略し、後で詳しく述べる。

【０００９】また、カラーフィルタを設ける上電極基板
１１では、（ｃ）に示すように、下電極基板１２と同様
に、ソーダガラスからなる透明ガラス基板６５を、液晶
表示素子の製造ラインに流す規定の寸法に切断した後、
透明ガラス基板６５の両面の表面研磨を行ない、両面に
ＳｉＯ₂膜からなるアルカリ成分溶出防止膜６６をＣＶ
Ｄ法、スパッタ法あるいはディップ法により形成する。
その後、内側表面に光遮光膜（ブラックマトリクス）３
３Ｄ、赤色、緑色、青色の３原色のカラーフィルタ３３
Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ、平坦化膜２３、透明導電膜からな
る上電極３１を順次積層して形成する。なお、透明ガラ
ス基板６５として、低アルカリガラスからなるものを使
用する場合は、（ｄ）に示すように、透明ガラス基板６
５の外側表面には、アルカリ成分溶出防止膜６６を形成
しない。なお、上電極３１の上には、配向膜を形成し、
該配向膜にラビング処理を施すが、ここでは図示省略す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示素子を
構成する２枚の電極基板は、波長４００ｎｍ以下の紫外
線を透過する。また、シール材の一部に設けた液晶の封
入口を封止するには、一般に、紫外線硬化型樹脂からな
る封止材を使用し、封入口に該樹脂を塗布し、硬化させ
て封止する。この場合、封止材塗布後、該封止材を硬化
させるために、紫外線を照射する。このとき、横に漏れ
た紫外線により、両基板間にシール材により封入された
液晶が紫外線に照射され、波長４００ｎｍ以下の紫外線
に対して弱い液晶材料が劣化するという問題があった。
また、当該液晶表示装置の使用中においても、液晶表示
素子への紫外線の照射により、液晶材料の劣化が起き
る。液晶材料が劣化すると、表示むらが生じ、表示品質
が低下する。

【００１１】本発明の目的は、封止材への紫外線照射時
あるいは当該液晶表示装置使用時に、紫外線照射による
液晶材料の劣化を抑制できる液晶表示装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、２枚の透明基板をそれぞれ透明電極を設
けた内側表面が互いに対向するように所定の間隙を隔て
て重ね合わせ、前記両基板間の縁周囲に枠状に設けたシ
ール材により前記両基板を接着すると共に、前記シール
材の内側の前記両基板間に液晶を封止してなる液晶表示
素子を有する液晶表示装置において、前記両基板または
いずれか一方の前記基板の、外側表面、内側表面の少な
くとも一方に、紫外線を遮断する膜を設けたことを特徴
とする。

【００１３】また、前記紫外線を遮断する膜が、誘電体
からなる多層膜であることを特徴とする。

【００１４】さらに、前記紫外線を遮断する膜が、前記
外側表面または内側表面のほぼ全面に設けられているこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明では、液晶表示素子を構成する基板
の、外側表面または内側表面に、誘電体からなる多層膜
等の紫外線を遮断する膜を設けたことにより、封止材へ
の紫外線照射時あるいは当該液晶表示装置使用時に、液
晶材料に紫外線が照射されないように、あるいは照射さ
れにくくすることができる。このため、液晶材料の劣化
を抑制することができる。したがって、紫外線に弱い液
晶材料が使用できることになり、より多くの種類の液晶
材料を選択することができる。その結果、液晶表示のコ
ントラストや、液晶の応答速度の改善を図ることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００１７】実施の形態１ 図１は、本発明の実施の形態１を示す単純マトリクス方
式液晶表示素子作成用下電極基板の構造を示す部分概略
断面図である。

【００１８】図１において、１２は下電極基板、６５は
透明ガラス基板、６６はＳｉＯ₂膜からなり、Ｎａ、Ｍ
ｇ、Ｋ等のアルカリ成分の溶出を防止するアルカリ成分
溶出防止膜、１は誘電体の多層膜からなる紫外線遮断
膜、３２は透明導電膜からなる下電極である。

【００１９】本実施の形態における下電極基板１２で
は、図１に示すように、ソーダガラスからなる透明ガラ
ス基板６５を、液晶表示素子の製造ラインに流すように
決められた規定の寸法に切断した後、透明ガラス基板６
５の内側表面（すなわち、図３等に示す上電極基板１１
と対向し、電極を設ける側の面）および外側表面の表面
研磨を行ない、両表面にＳｉＯ₂膜からなるアルカリ成
分溶出防止膜６６をＣＶＤ法、スパッタ法あるいはディ
ップ法により形成する。その後、透明ガラス基板６５の
内側表面のアルカリ成分溶出防止膜６６上に、透明導電
膜からなる下電極３２をスパッタ法あるいは真空蒸着法
により形成する。なお、下電極３２の上には、配向膜を
形成し、該配向膜にラビング処理を施すが、ここでは図
示省略し、後で図１１を用いて詳しく述べる（図２〜図
８も同様）。その後、透明ガラス基板６５の外側表面の
アルカリ成分溶出防止膜６６上に、紫外線を遮断する誘
電体の多層膜、例えば酸化チタン、酸化ケイ素等の層か
らなる紫外線遮断膜を真空蒸着法により２０層〜３０層
形成する。

【００２０】実施の形態２ 図２は、本発明の実施の形態２を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００２１】透明ガラス基板６５として、低アルカリガ
ラスからなるものを使用する場合は、アルカリ成分溶出
を防止する必要がないので、アルカリ成分溶出防止膜６
６を形成しない。したがって、透明ガラス基板６５の外
側表面に直接、前記実施の形態１と同様の紫外線遮断膜
１を形成する。ただし、研磨による傷に起因して発生す
る透明導電膜の断線を防止するため、アルカリ成分溶出
防止膜６６を設ける場合がある。なお、下電極３２の上
には、配向膜を形成し、該配向膜にラビング処理を施す
が、ここでは図示省略し、後で詳しく述べる。

【００２２】実施の形態３ 図３は、本発明の実施の形態３を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００２３】図３において、１１は上電極基板、６５は
透明ガラス基板、６６はＳｉＯ₂膜からなるアルカリ成
分溶出防止膜、３３Ｄは光遮光膜（ブラックマトリク
ス）、３３Ｒは赤色カラーフィルタ、３３Ｇは緑色カラ
ーフィルタ、３３Ｂは青色カラーフィルタ、２３は平坦
化膜、３１は透明導電膜からなる上電極、１は誘電体の
多層膜からなる紫外線遮断膜である。

【００２４】本実施の形態における上電極基板１１で
は、図３に示すように、ソーダガラスからなる透明ガラ
ス基板６５を、液晶表示素子の製造ラインに流す規定の
寸法に切断した後、透明ガラス基板６５の両面の表面研
磨を行ない、両面にＳｉＯ₂膜からなるアルカリ成分溶
出防止膜６６をＣＶＤ法、スパッタ法あるいはディップ
法により形成する。その後、内側表面に光遮光膜（ブラ
ックマトリクス）３３Ｄ、赤色、緑色、青色の３原色の
カラーフィルタ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ、平坦化膜２
３、透明導電膜からなる上電極３１を順次積層して形成
する。なお、上電極３１の上には、配向膜を形成し、該
配向膜にラビング処理を施すが、ここでは図示省略し、
後で図１６を用いて詳しく述べる。その後、透明ガラス
基板６５の外側表面のアルカリ成分溶出防止膜６６に、
前記実施の形態１と同様の紫外線遮断膜１を形成する。

【００２５】実施の形態４ 図４は、本発明の実施の形態４を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００２６】透明ガラス基板６５として、低アルカリガ
ラスからなるものを使用する場合は、図４に示すよう
に、透明ガラス基板６５の外側表面には、アルカリ成分
溶出防止膜６６を形成しない。したがって、透明ガラス
基板６５の外側表面に直接、紫外線遮断膜１を形成す
る。

【００２７】実施の形態５ 図５は、本発明の実施の形態５を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００２８】図１に示した前記実施の形態１では、紫外
線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の外側表面に設けた
が、本実施の形態では、前記実施の形態１において、紫
外線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の内側表面に設け
ている。後は、前記実施の形態１と同様である。なお、
本実施の形態では、紫外線遮断膜１を、アルカリ成分溶
出防止膜６６の下側、すなわち、透明ガラス基板６５の
内側表面とアルカリ成分溶出防止膜６６との間に設けて
いるが、アルカリ成分溶出防止膜６６の上側、すなわ
ち、アルカリ成分溶出防止膜６６と下電極３２との間に
設けてもよい。

【００２９】実施の形態６ 図６は、本発明の実施の形態６を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００３０】図２に示した前記実施の形態２では、紫外
線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の外側表面に設けた
が、本実施の形態では、前記実施の形態２において、紫
外線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の内側表面に設け
ている。後は、前記実施の形態２と同様である。なお、
紫外線遮断膜１を、アルカリ成分溶出防止膜６６の上
側、すなわち、アルカリ成分溶出防止膜６６と下電極３
２との間に設けてもよい。

【００３１】実施の形態７ 図７は、本発明の実施の形態７を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００３２】図３に示した前記実施の形態３では、紫外
線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の外側表面に設けた
が、本実施の形態では、前記実施の形態３において、紫
外線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の内側表面、すな
わち、透明ガラス基板６５の内側表面とアルカリ成分溶
出防止膜６６との間に設けている。後は、前記実施の形
態３と同様である。なお、紫外線遮断膜１を、アルカリ
成分溶出防止膜６６の上側、すなわち、アルカリ成分溶
出防止膜６６と光遮光膜３３Ｄとの間に設けてもよい。

【００３３】実施の形態８ 図８は、本発明の実施の形態８を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【００３４】図４に示した前記実施の形態４では、紫外
線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の外側表面に設けた
が、本実施の形態では、前記実施の形態４において、紫
外線遮断膜１を、透明ガラス基板６５の内側表面、すな
わち、透明ガラス基板６５の内側表面とアルカリ成分溶
出防止膜６６との間に設けている。後は、前記実施の形
態４と同様である。なお、紫外線遮断膜１を、アルカリ
成分溶出防止膜６６の上側、すなわち、アルカリ成分溶
出防止膜６６と光遮光膜３３Ｄとの間に設けてもよい。

【００３５】図９（ａ）は、単純マトリクス方式の液晶
表示素子の全体正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断線
における断面図で、紫外線硬化型封止材に紫外線を照射
する様子を示す図である。

【００３６】６０は液晶セル、１１はガラス等の透明絶
縁基板上に透明電極や配向膜が積層されてなる上電極基
板（コモン電極基板とも称す）、１２はほぼ同様の構成
の下電極基板（セグメント電極基板とも称す）、５２は
両基板１１、１２間に枠状に設けたシール材、５１はシ
ール材５２の一部に設けた封入口、６７は封入口５１を
封止する紫外線硬化型樹脂からなる封止材、（ｂ）図に
おいて、５０は液晶、６８は水銀ランプ、ハロゲンラン
プ等の紫外線照射光源、６９は紫外線、７０はマスク、
７１はマスクの開口である。

【００３７】液晶セル６０は、図９に示すように、透明
導電膜からなる電極と配向膜等を積層した面がそれぞれ
対向するように所定の間隔を隔てて２枚のガラス等から
なる電極基板１１、１２を重ね合わせ、該両基板１１、
１２間の縁周囲に枠状（ほぼ「ロ」の字状）に設けた設
けたシール材５２により、両基板１１、１２を貼り合わ
せると共にシール材５２の一部に設けた封入口５１から
両基板１１、１２間に液晶５０を注入し、封入口５１を
樹脂等から成る封止材６７を用いて封止して構成されて
いる。液晶を封止するため、封入口５１に紫外線硬化型
樹脂からなる封止材６７を塗布した後、封止材６７に紫
外線を照射して硬化させるため、（ｂ）図に示すよう
に、マスク７０を介して、紫外線照射光源６８から紫外
線６９を照射する。

【００３８】このような液晶セル６０を形成するには、
図１〜図８に示した前記実施の形態１〜８の上電極基板
１１と下電極基板１２を任意に組み合わせて形成する。
このように形成した液晶セル６０（あるいは、該液晶セ
ル６０に偏光板を貼り付けた液晶表示素子）では、上電
極基板１１と下電極基板１２の外側表面あるいは内側表
面に、誘電体からなる多層膜等からなる紫外線遮断膜１
を設けたことにより、封止材６７への紫外線照射時ある
いは当該液晶表示装置使用時に、図９（ｂ）に示す液晶
５０に紫外線が照射されないように、あるいは照射され
にくくすることができる。このため、封止材６７への紫
外線照射時あるいは当該液晶表示装置使用時における液
晶材料の劣化を抑制することができる。したがって、紫
外線に弱い液晶材料が使用できることになり、より多く
の種類の液晶材料を選択することができる。その結果、
液晶表示のコントラストや、液晶の応答速度の改善を図
ることができる。

【００３９】なお、上電極基板１１と下電極基板１２の
両方に、紫外線遮断膜１を設けるのが望ましいが、一方
の基板のみ設けても、液晶への紫外線照射抑制効果はあ
る。また、一方の基板に設ける場合は、下電極基板１２
に設けるのが望ましい。特に、当該液晶表示装置使用時
における紫外線照射による液晶の劣化に対しては、表示
側、すなわち、観察者側の基板に紫外線遮断膜１を設け
るのが望ましい。

【００４０】以下、図１０〜図１９を用いて、本発明が
適用可能な液晶表示素子および液晶表示装置について詳
細に説明する。

【００４１】図１０は本発明が適用可能な液晶表示素子
６２（図１１参照）を上側から見た場合の電極基板上に
おける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１１は液晶表示素子６２の要部斜視図を示
す。

【００４２】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および
上電極基板１１と下電極基板１２の間に挟持される正の
誘電異方性を有す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。

【００４３】図１１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、例えばガラ
スからなる透明な上、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１
１、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、すなわち、液晶封入口５１を備え
た枠状のシール材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はそれぞれ例えば酸化インジウムまたはＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）からなる透明な上、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。藤村他「ＳＴＮ−ＬＣＤ用位相差フィル
ム」、雑誌電子材料１９９１年２月号第３７−４１頁）
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。なお、図１１において、紫外線遮断膜１およびアル
カリ成分溶出防止膜６６は図示省略している。

【００４４】液晶５０における液晶分子のねじれ角θは
１８０度から３６０度の範囲の値を採り得るが好ましく
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。

【００４５】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。

【００４６】さらに、この液晶表示素子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。

【００４７】図１０で上記の関係の作用効果について説
明する。図１０は、図１１の構成の液晶表示素子を上か
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分子軸配列方向の関係
を示したものである。

【００４８】図１１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の液晶分子軸配列方向、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１６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。

【００４９】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１５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
１５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１５（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１５（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。

【００５０】液晶表示素子においては角度α、β、γが
極めて重要である。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】なお、図１１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１１の構成全体
を倒立させた場合に相当する。

【００５４】図１２はねじれ角θ等の具体例を示す図で
ある。図に示すように、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０．６７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(pretilt角）は４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。

【００５５】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。

【００５６】図１３は図１２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および角度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。

【００５７】図１４はねじれ角θ等の他の具体例を示す
図である。基本構造は図１２に示した具体例と同様であ
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Δｎ₂・ｄ₂は前記具体例と同じ約
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＝０．７２とした。

【００５８】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、最初の
具体例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最初の具体例
と同様である。角度α、β、γのずれに対する傾向も最
初の具体例とほぼ同様である。

【００５９】上記いずれの具体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。

【００６０】さらに以上の具体例においては複屈折部材
は単一であったが、図１１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。

【００６１】ただし、図１６に示す如く、上電極基板１
１上に赤、緑、青のカラーフィルタ３３Ｒ、３３Ｇ、３
３Ｂ、各フィルタ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。図１４に前記具体例
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
す。

【００６２】なお、図１６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。なお、図１６において、紫外線遮断膜１およびアル
カリ成分溶出防止膜６６は図示省略している。

【００６３】図１７は液晶表示素子６２と、この液晶表
示素子６２を駆動するための駆動回路と、光源をコンパ
クトに一体にまとめた液晶表示モジュール６３を示す分
解斜視図である。液晶表示素子６２を駆動するＩＣ３４
は、中央に液晶表示素子６２を嵌め込むための窓部を備
えた枠状体のプリント基板３５に搭載される。液晶表示
素子６２を嵌め込んだプリント基板３５はプラスチック
モールドで形成された枠状体４２の窓部に嵌め込まれ、
これに金属製フレーム４１を重ね、その爪４３を枠状体
４２に形成されている切込み４４内に折り曲げることに
よりフレーム４１を枠状体４２に固定する。

【００６４】液晶表示素子６２の上下端に配置される冷
陰極蛍光灯３６、この冷陰極蛍光灯３６からの光を液晶
表示セル６０に均一に照射させるためのアクリル板から
なる導光体３７、金属板に白色塗料を塗布して形成され
た反射板３８、導光体３７からの光を拡散する乳白色の
拡散板３９が図１７の順序で、枠状体４２の裏側からそ
の窓部に嵌め込まれる。冷陰極蛍光灯３６を点灯する為
のインバータ電源回路（図示せず）は枠状体４２の右側
裏部に設けられた凹部（図示せず。反射板３８の凹所４
５に対向する位置にある。）に収納される。拡散板３
９、導光体３７、冷陰極蛍光灯３６および反射板３８
は、反射板３８に設けられている舌片４６を枠状体４２
に設けられている小口４７内に折り曲げることにより固
定される。

【００６５】図１８は液晶表示モジュール６３を表示部
に使用したラップトップパソコンのブロックダイアグラ
ム、図１９は液晶表示モジュール６３をラップトップパ
ソコン６４に実装した状態を示す図である。このラップ
トップパソコン６４においては、マイクロプロセッサ４
９で計算した結果を、コントロール用ＬＳＩ４８を介し
て液晶駆動用半導体ＩＣ３４で液晶表示モジュール６３
を駆動するものである。

【００６６】以上説明したように、上記具体例によれ
ば、優れた時分割駆動特性を有し、さらに白黒および多
色表示を可能にする電界効果型液晶表示素子を実現する
ことができる。

【００６７】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、本発明は、単純マトリ
クス方式の液晶表示装置に限らず、例えば薄膜トランジ
スタ等をスイッチング素子として使用したアクティブマ
トリクス方式の液晶表示装置にも適用可能なことは言う
までもない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶表示素子を構成する基板の、外側表面または内側表
面に、紫外線を遮断する膜を設けたことにより、封止材
への紫外線照射時あるいは当該液晶表示装置使用時に、
液晶材料に紫外線が照射されないように、あるいは照射
されにくくすることができる。このため、液晶材料の劣
化を抑制することができる。したがって、紫外線に弱い
液晶材料が使用できることになり、より多くの種類の液
晶材料を選択することができる。その結果、液晶表示の
コントラストや、液晶の応答速度の改善を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図２】本発明の実施の形態２を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図３】本発明の実施の形態３を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図４】本発明の実施の形態４を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図５】本発明の実施の形態５を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図６】本発明の実施の形態６を示す液晶表示素子作成
用下電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図７】本発明の実施の形態７を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図８】本発明の実施の形態８を示す液晶表示素子作成
用上電極基板の構造を示す部分概略断面図である。

【図９】（ａ）は、単純マトリクス方式の液晶表示素子
の全体正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ切断線における
断面図で、紫外線硬化型封止材に紫外線を照射する様子
を示す図である。

【図１０】本発明が適用可能な単純マトリクス方式の液
晶表示素子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
の関係の一例を示した説明図である。

【図１１】液晶表示素子の一例の要部分解斜視図であ
る。

【図１２】別の例の液晶表示素子における液晶分子のね
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１３】液晶表示素子の図１１の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１４】さらに別の例の液晶表示素子における液晶分
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１５】交角α、β、γの測り方を説明するための図
である。

【図１６】液晶表示素子の上電極基板部の一例の一部切
欠斜視図である。

【図１７】液晶表示モジュールの一例の分解斜視図であ
る。

【図１８】ラップトップパソコンの一例のブロックダイ
アグラムである。

【図１９】ラップトップパソコンの一例の斜視図であ
る。

【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ従来の液晶表示
素子作成用電極基板の構造例を示す部分概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１…紫外線遮断膜、１１…上電極基板、１２…下電極基
板、２３…平坦化膜、３１…上電極、３２…下電極、３
３Ｄ…光遮光膜（ブラックマトリクス）、３３Ｒ…赤色
カラーフィルタ、３３Ｇ…緑色カラーフィルタ、３３Ｂ
…青色カラーフィルタ、５０…液晶、５１…封入口、５
２…シール材、６５…透明ガラス基板、６６…アルカリ
成分溶出防止膜、６７…紫外線硬化型封止材、６８…紫
外線照射光源、６９…紫外線、７０…マスク、７１…マ
スクの開口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の透明基板をそれぞれ透明電極を設け
   た内側表面が互いに対向するように所定の間隙を隔てて
   重ね合わせ、 前記両基板間の縁周囲に枠状に設けたシール材により前
   記両基板を接着すると共に、前記シール材の内側の前記
   両基板間に液晶を封止してなる液晶表示素子を有する液
   晶表示装置において、 前記両基板またはいずれか一方の前記基板の、外側表
   面、内側表面の少なくとも一方に、紫外線を遮断する膜
   を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】前記紫外線を遮断する膜が、誘電体からな
   る多層膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶表
   示装置。
3. 【請求項３】前記紫外線を遮断する膜が、前記外側表面
   または内側表面のほぼ全面に設けら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。