JP4080202B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【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、液晶層を介して、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子等のスイッチング素子が形成されたガラス基板と、カラーフィルタが形成されたフィルム基板とが対向して配置された、いわゆるマイクロカラーフィルタ方式の液晶表示装置（ＬＣＤ）に用いるのに好適な、ＬＣＤの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーＬＣＤの１つに、図４に示す如く、液晶層１２を介して、ＴＦＴ素子２２が形成されたガラス基板２０と、カラーフィルタ（ＣＦ）層３２が形成されたガラス基板３０とが対向して配置された、マイクロカラーフィルタ方式のＬＣＤ１０がある。
【０００３】
前記ＴＦＴ素子２２の間には透明電極２４が形成されている。
【０００４】
前記ＣＦ層３２は、例えば赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂに対応する各色フィルタ部３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂと、これらを仕切るブラックマトリックス（ＢＭ）部３６を有している。
【０００５】
図において、４０は、液晶層１２のシールである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来は、液晶層１２をガラス基板２０、３０で挟む構成であったため、重量が重くなるという問題点を有していた。これは、特に、携帯情報機器に用いる場合、利便性を落としてしまう。
【０００７】
このような問題点を解決するべく、ＣＦ層３２が形成された上方のガラス基板３０を、図５に示す比較例のＬＣＤ５０の如く、ＣＦ層６２が形成されたフィルム基板６０に置き換えることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、フィルム基板６０とガラス基板２０では、温度や湿度に対する膨張率が異なり、例えばフィルムの熱膨張係数はガラスの１０倍程度にもなるため、図６（Ａ）に示す如くであったものが、周囲の温度や湿度が変化すると、図６（Ｂ）に示す如く、ＴＦＴの透明電極２４とＣＦ層６２の各色フィルタ部６４Ｒ、６４Ｇ、６４ＢやＢＭ部６６の位置がずれてしまい、良好な表示ができなくなるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、ガラス基板とフィルム基板を組合せた場合でも、温度や湿度の変化にかかわらず、良好な表示を得ることができ、従って、軽量化されたＬＣＤを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリマーネットワークを含む液晶層を介して、スイッチング素子が形成されたガラス基板と、カラーフィルタが形成されたフィルム基板とが対向して配置されてなる液晶表示装置であって、液晶表示画面の周囲に、前記液晶層を密閉するポリマーウォールが形成されてなり、該ポリマーウォール部分は前記ポリマーネットワークを密にして形成されてなり、別体のシールを不要として、前記課題を解決したものである。
【００１３】
又、前記フィルム基板には、前記カラーフィルタの各色の平面視での隙間となるブラックマトリックス部と重なる領域の前記液晶層中の前記ポリマーネットワークを密に構成して、液晶分子の配向特性を低下させないようにしたものである。
【００１４】
又、前記ガラス基板を、透明樹脂からなる厚板により、背面側から支持して、一層の軽量化を可能としたものである。
【００１５】
本発明によれば、ガラス基板に形成された、ＴＦＴ画素電極等のスイッチング素子と、フィルム基板に形成されたフィルタが、ポリマーネットワークで固着され、位置ずれを起こさなくなるため、温度や湿度が変化した場合でも、良好な表示を得ることができる。従って、上方のガラス基板をフィルム基板に置き換えることができ、軽量化したＬＣＤを得ることができる。
【００１６】
上下の基板の組合せを変えた時の各種特性の比較結果を図７に示す。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の第１実施形態に係るＬＣＤ７０は、図１に示す如く、図５に示した比較例と同様のＬＣＤにおいて、前記液晶層１２にポリマーネットワーク１４を含めると共に、液晶表示画面の周囲に、該ポリマーネットワークを密に形成してポリマーウォール１６とし、別体のシールを不要としたものである。
【００１９】
ここで、フィルム基板６０としては、例えば、ＩＴＯ電極が形成されているＰＥＳフィルム等を用いることができる。
【００２０】
前記液晶層１２は、例えば、ネマティック混合物を８０％、ＵＶ硬化モノマーとして高分子形成オリゴマーを１９．８％、重合開始剤を０．２％含む液晶材料に対して、基板間ギャップ２〜１０μｍで、例えば波長３６５ｎｍのＵＶ光を、温度３５℃、照射強度５０ｍＷ／ｃｍ²で６０秒間露光することによって形成することができる。
【００２１】
又、前記フィルム基板６０上のＣＦ層６２は、例えば顔料分散法、染色法、電着法等を用いて、例えば印刷や転写により、高速且つ低コストで量産して、形成することができる。
【００２２】
この際、ウォール部に先にＵＶ光を照射して枠を形成し、裏から露光することによって、ポリマーウォール１６を形成することができる。なお、例えばＵＶ樹脂フィルムにポリマーウォール１６を先に印刷しておいてもよい。
【００２３】
前記ガラス基板２０は、例えば０．１ｍｍ程度の薄板とされ、その背面側に透明樹脂からなる厚板２６が裏打ちされている。従って、ガラスの使用量を減らして、一層軽量化することができる。なお、図１や図２に示した例と同様に、厚いガラス基板２０を単体で用いることも可能である。
【００２４】
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
本実施形態に係るＬＣＤ８０は、第１実施形態と同様のフィルム基板６０のＣＦ層６２の各色の平面視での隙間となるＢＭ部６６と重なる領域の液晶層１２中のポリマーネットワーク１４を密に形成したものである。
【００２６】
具体的には、図３に示すＲ、Ｇ、Ｂ３色のストライプ状の格子状部分を先にＵＶ照射して、裏から露光することにより、枠をＢＭ部６６と重ねて形成することができる。
【００２７】
本実施形態によれば、画素毎に、その周辺にポリマーネットワーク１４が築かれるため、透明電極２４へ印加した電圧による液晶分子の配向変化が妨げられることがなく、光透過率を迅速に変化させて、良好な表示特性を得ることができる。
【００２９】
なお、液晶の組成やポリマーネットワークの種類、基板間ギャップ、ＵＶ波長、照射強度、露光時間、温度等も前記実施形態に限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラス基板に形成されたＴＦＴ画素電極等のスイッチング素子とフィルム基板に形成されたカラーフィルタが液晶層のポリマーネットワークおよび両基板間のポリマーウォールで固着され、温度や湿度が変化した場合でも、位置ずれを起こさなくなるため、コントラストや速度などの表示品位を損なわずにガラス基板とフィルム基板とを組み合わせたカラーフィルタ方式のＬＣＤを実用化でき、軽量化したＬＣＤを得ることができる。また、ガラス基板とフィルム基板を密封する別体のシールを不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＬＣＤの第１実施形態の構成を示す断面図
【図２】同じく第２実施形態の構成を示す断面図
【図３】同じく第２実施形態の製造方法を説明するための平面図
【図４】従来のマイクロカラーフィルタ方式ＬＣＤの構成例を示す断面図
【図５】ガラス基板の一方をフィルム基板に置き換えた比較例を示す断面図
【図６】比較例の問題点を説明するための平面図
【図７】上下の基板の組合せを変えた時の各種特性の比較結果を示す図
【符号の説明】
１０、５０、７０、８０…液晶表示装置（ＬＣＤ）
１２…液晶層
１４…ポリマーネットワーク
１６…ポリマーウォール
２０…ガラス基板
２２…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子（スイッチング素子）
２４…透明電極
２６…樹脂厚板
６０…フィルム基板
６２…カラーフィルタ（ＣＦ）層
６６…ブラックマトリックス（ＢＭ）部

Claims (3)

1. ポリマーネットワークを含む液晶層を介して、スイッチング素子が形成されたガラス基板と、カラーフィルタが形成されたフィルム基板とが対向して配置されてなる液晶表示装置であって、
   液晶表示画面の周囲に、前記液晶層を密閉するポリマーウォールが形成されてなり、
   該ポリマーウォール部分は前記ポリマーネットワークを密にして形成されてなり、
   別体のシールが不要とされていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１において、
   前記フィルム基板には、前記カラーフィルタの各色の平面視での隙間となるブラックマトリックス部と重なる領域の前記液晶層中の前記ポリマーネットワークが密に構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記ガラス基板が透明樹脂からなる厚板により、背面側から支持されてなることを特徴とする液晶表示装置。

Images