JPH10301135A - 液晶パネル及び液晶パネルを備えた装置 - Google Patents

液晶パネル及び液晶パネルを備えた装置

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JPH10301135A
JPH10301135A JP9121747A JP12174797A JPH10301135A JP H10301135 A JPH10301135 A JP H10301135A JP 9121747 A JP9121747 A JP 9121747A JP 12174797 A JP12174797 A JP 12174797A JP H10301135 A JPH10301135 A JP H10301135A
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thickness
sealing material
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルのセルギャプの不均一性が表示に
悪影響を及ぼすことを抑制する。 【解決手段】 散布スペーサーを用いないで、シール材
料101でもって液晶の封止とセルギャップの保持とが
行われている液晶セルにおいて、同心形状の干渉縞10
3が不可避に形成されるが、この干渉縞103が存在し
ている領域に周辺駆動回路を設け、干渉縞103が存在
していない領域に画素マトリクス回路105を配置す
る。このように干渉縞をパラメータとして回路配置の位
置を決定することで、セルギャップの影響が表示に及ぶ
ことを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
良好な表示を行わすことができる液晶パネルに関する。
また、そのような液晶パネルを利用した装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
において、アクティブマトリクス回路と、該回路を駆動
する回路(周辺駆動回路と称する)やその他周辺回路
(液晶パネルに必要とされる各種回路)とを同一基板上
にTFTでもって集積化した構造が知られている。この
構成は、周辺駆動回路一体型と称されている。
【0003】この構成は、 (1)全体の構造を簡略化し、小型化できる。 (2)作製工程を簡略化できる。 (3)低消費電力化に有利である。 といった特徴を有している。
【0004】特に携帯情報処理端末やプロジェクター型
の液晶パネルでは、液晶パネルの大きさを小さくするこ
とが要求され、そのためには周辺駆動回路を一体化する
有意性は大きい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らの知見によ
れば、液晶パネルを小型化していった場合には、液晶層
の厚さを決めるスペーサーの存在が問題となる。
【0006】例えば、プロジェクター用等に利用される
2インチ対角以下というような小型の液晶パネルでは、
画素の大きさが30〜40μm角以下程度となるので、
単位画素内に存在する直径数μmのスペーサーの影が表
示に影響を与える。
【0007】この問題を解決するのは、スペーサーを利
用せず、画素領域(画素マトリクス領域)を囲むように
配置されるシール材(封止材)でもってセルギャップ
(液晶層の厚さに対応するものとして定義する)を保持
するような構造とすることが考えられる。
【0008】図2(A)に示すのは、セルギャップを観
察するために試作した画面寸法が1.4 インチ対角の透過
型液晶パネルを模式的に示したものである。
【0009】この液晶パネルは、試作品であり、アクテ
ィブマトリクス回路や周辺駆動回路は形成されていな
い。
【0010】図2(A)において、21で示されるがシ
ール材であり、この内側に液晶が封入される。この液晶
パネルは、シール材21内に含まれた所定の大きさを有
したフィラーと呼ばれる材料によって、セルギャップが
保持される構造となっている。
【0011】また、この液晶パネルでは、セルギャップ
を保持するためのスペーサーは利用していない。即ち、
シール材が設けられている領域以外にセルギャップを維
持する手段を有してはいない。
【0012】24は液晶の注入口である。液晶の注入口
は、液晶の注入後に紫外線硬化型樹脂等によって塞がれ
る。
【0013】24が液晶パネルを構成するガラス基板で
ある。ここでは、2枚のガラス基板が重なった状態が示
されてる。(液晶がこれら2枚のガラス基板に間に保持
される)
【0014】この構成は、画素領域(この場合はシール
材21の内側)にスペーサーが存在しないので、スペー
サーの存在が画質に悪影響を与えることはない。
【0015】しかしながら、図2(A)に示す液晶パネ
ルに単色光を照射すると、図2(B)に示されるように
シール材が設けられた領域から、液晶パネルの中心に向
かって同心状の干渉縞が観察される。
【0016】この干渉縞は、セルギャップの間隔が均一
でないことを示している。即ち、液晶パネルの中心部で
は、セルギャップが狭くなっていることを示している。
【0017】この状態を極端に強調した模式図を図3に
示す。図3には、シール材21によって一対の基板20
1と202との間に液晶22が挟んで保持された状態が
示されている。
【0018】そして液晶パネルの中央部203の部分は
セルギャップdは小さくなっている状態が示されてい
る。
【0019】図2(B)に示す干渉縞が現れるのは、セ
ルギャップの位置的変化が大きい204の部分である。
また、液晶セルの中央部分203は、セルギャップに変
化がほとんどないので、そこには干渉縞が現れない。
【0020】図2(B)に示すような干渉縞が発生する
のは、液晶セルを構成する基板の表面から反射される光
の干渉に原因がある。
【0021】干渉縞の発生原理を図4を用いて説明す
る。図4には、一対のガラス基板41、42をその間隔
(セルギャップに相当する)が一定でない状態で対向さ
せた状態が示されている。
【0022】このような状態において単色光が入射する
と、一方のガラス基板41の裏面で反射した光と他方の
ガラス基板42の表面で反射した光とが干渉する。(他
の干渉も存在するが、議論を簡略化するためこのように
考える)
【0023】セルギャップdが一定ならば、即ちd1
2 =d3 ならば、干渉状態はどの部分でも同じである
ので、明暗の縞模様は現れない。
【0024】しかしながら、ギャップdが場所によって
異なると、明暗の条件が場所によって異なることにな
り、ギャップdの変化の状態に従った縞模様が発生する
ことになる。
【0025】縞模様が発生する条件は、場所場所におけ
るセルギャップの違いにλ/2程度の違いが存在する場
合と概算される。
【0026】まず、第1の明部分のおけるセルギャップ
をd1 として、その隣の第1の明部分のおけるセルギャ
ップをd2 とすると、それら2つの場所における光路長
の差は、セルギャップ間を光が往復することを考慮し
て、2(d2 −d1 )となる。
【0027】第1の明条件と第2の明条件とが成立する
のは、2つの光路長に入射光の波長λ程度の違いがある
場合である。
【0028】よって、λ=2(d2 −d1 )が成立す
る。即ち、2つの明部分におけるセルギャップの違い
(d2 −d1 )は、λ/2程度となる。
【0029】入射光の波長は、一般に500nm〜55
0nm(0.5 μm〜0.55μm)程度であるから、セルギ
ャップの違いは、0.25μm程度と概算される。
【0030】実際には、ガラス表面での光の反射の状態
は簡単なものではなく(ガラス基板の表面に絶縁膜や導
電膜等が成膜されている場合等には、複雑なものとな
る)、また液晶材料が充填されている場合には、液晶材
料の屈折率nによって、当該液晶材料中における光の波
長はλ/nとなるので、上記セルギャップの違いは、上
記概算値より小さなものなる。
【0031】いずれにせよ、可視光の数分の1程度のオ
ーダーでのセルギャップの変化がある場合に、縞模様が
観察されることになる。
【0032】一般に液晶パネルのセルギャップは、1μ
m〜5μm程度に設定される。この値は、動作モードや
利用する液晶材料によって決定される。
【0033】しかし、液晶パネルのセルギャップがその
設定値より10%以上ずれると、液晶を透過する光の透
過率は設定値の20%程度以上の変化をしてしまう。
【0034】よって、例えば図2(B)に示すような干
渉縞が観察される液晶パネルをセルギャップ3μmの設
定で作製し、シール材の内側の全体を画面表示に利用す
るとした場合、画面の周辺部と中央部とで、μmオーダ
ーのセルギャップ差が発生することになる。
【0035】これは、画面の周辺部と中央部とで表示状
態が著しく異なってしまうことを意味している。(現実
にドーナツ状に画質の異なる画面表示が観察される)
【0036】
【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、上述した液晶パネルにおけるセルギャップの不均
一性の問題を解決することを課題とする。
【0037】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
は、液晶パネルを作製した際にパネル面に干渉縞が発生
することを前提とし、その干渉縞の存在を設計パラメー
タとして取り込んだ構成とすることを特徴とする。
【0038】具体的には、干渉縞の発生している領域を
避けて画素マトリクス領域を配置し、周辺駆動を干渉縞
が発生している領域に配置する。
【0039】こうすることで、干渉縞が発生する液晶パ
ネルであっても表示に干渉縞が存在することによる悪影
響が及ぶことを防ぐことができる。また、液晶セル内に
おける回路の配置をむだがないものとすることができる
ので、装置を極力小型化することができる。
【0040】なお、周辺回路が配置される領域は、セル
ギャップが場所により大きく変化している領域であり、
このことが回路の動作に悪影響を与えることが懸念され
るが、周辺駆動回路自体に直接圧力が加わるような状態
でなければ、干渉縞が発生する程度のセルギャップの場
所による変化は問題とならない。
【0041】本明細書で開示する発明の一つは、一対の
基板間に液晶を挟んで保持した構成を有し、前記液晶は
シール材によって所定の領域に封止されており、前記シ
ール材によって液晶層の厚さは保持されており、前記液
晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有しており、前
記干渉縞が現れない領域にアクティブマトリクス回路が
設けられ、前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けら
れていることを特徴とする。
【0042】上記構成において、液晶の材料の種類や動
作モードは特に限定されない。
【0043】干渉縞は、液晶パネルに単色光を照射する
ことによって発生するものをいう。
【0044】周辺回路には、単にアクティブマトリクス
回路を駆動する回路も含ませる。
【0045】他の発明の構成は、一対の基板間に液晶を
挟んで保持した構成を有し、前記液晶はシール材によっ
て所定の領域に封止されており、前記シール材によって
液晶層の厚さは保持されており、前記液晶層は干渉縞が
現れる厚さの不均一性を有しており、前記干渉縞は同心
形状を有し、前記同心形状を有した干渉縞が現れる領域
の内側にアクティブマトリクス回路が設けられ、前記干
渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられていることを特
徴とする。
【0046】他の発明の構成は、一対の基板間に液晶を
挟んで保持した構成を有し、前記液晶はシール材によっ
て所定の領域に封止されており、前記シール材によって
液晶層の厚さは保持されており、前記液晶層は干渉縞が
現れる厚さの不均一性を有しており、前記干渉縞は同心
形状を有し、前記同心形状の中心部の干渉縞が現れない
領域にアクティブマトリクス回路が設けられ、前記干渉
縞が現れる領域に周辺回路が設けられていることを特徴
とする。
【0047】上記各発明は、液晶層の厚さをシール材の
みによって保持させたものに適用することが好ましい。
即ち、本明細書で開示する発明は、シール材の内側には
液晶層の厚さを保持する手段が設けられていない場合に
特に有効なものとなる。
【0048】これは、図1の102で示されるような同
心形状の干渉縞が特に発生し易い状態となるからであ
る。
【0049】上記同心形状というのは、中心をほぼ同じ
くする図形がその大きさを変えて複数存在している形状
をいう。例えば、図1の102で示すような概略四角形
(角は丸まっている)形状の図形が、複数存在している
状態をいう。
【0050】本明細書で開示する発明では、液晶パネル
は透過型でも反射型でもよい。
【0051】
【発明の実施の形態】本明細書で開示する発明は、液晶
パネルのセルギャップ(液晶層の厚さに対応する)の不
均一性に起因して観察される干渉縞の存在を設計パラメ
ータとして取込み、そのことを液晶セルの構造に利用し
たことを特徴とする。
【0052】具体的には、図1に示すような液晶パネル
において、干渉縞102が存在する領域の内側にアクテ
ィブマトリクス回路105を配置し、干渉縞102が存
在する領域には周辺回路を配置する。
【0053】こうすることで、干渉縞102が発生する
ような構造を有していても、その存在が表示に現れるこ
とを防ぐことができる。
【0054】この発明は、図1に示すようなシール材1
01によって液晶層の厚さ(セルギャップ)を決める構
造を有する液晶パネルに特に有効なものとなる。
【0055】
【実施例】
〔実施例1〕図1に本明細書で開示する発明を利用した
液晶パネルの概要(上面概要図)を示す。
【0056】図1に示す構成において、101がシール
材である。図1に示す液晶パネルは、シール材101内
に含有させたフェラーとよばえる材料によってセルギャ
ップが保たれている。そして画素マトリクス105内に
球状のスペーサー等は利用されていない。
【0057】シール材101の内側には液晶が充填され
ている。106は液晶の注入口であり、図示されている
状態では紫外線硬化型樹脂により塞がれている。
【0058】102は、可視光の照射で現れる干渉縞の
模様である。図1に示す構成で重要なのは、画素マトリ
クス領域105を縞模様が現れる領域に設けずに、縞模
様が存在しない領域に設けることである。
【0059】即ち、干渉縞は存在している領域はセルギ
ャップの変化が大きい(表示に影響を与える程度にセル
ギャップが変化している)場所なので、画面として利用
せず、周辺回路を干渉縞は存在している領域には、光学
的にはデットスペースとなる周辺回路を配置する。
【0060】図1において、103、104は、画素マ
トリクス105を駆動するための周辺駆動回路である。
ここでは、シフトレジスタとスイッチ及びバッファーで
構成される回路を周辺回路して利用するので、周辺回路
を周辺駆動回路と称する。
【0061】周辺駆動回路103、104は、縞模様が
形成されている領域102に設けられている。
【0062】縞模様が形成されている領域は、縞の間隔
距離において、セルギャップが可視光線の1/2以下程
度の距離で変化している。即ち、0.25μm程度以下のオ
ーダーで変化している。
【0063】この状況は、液晶層の厚さも0.25μm程度
以下のオーダーで変化していると見ることができる。
【0064】従って、縞模様が存在している領域は、液
晶層の厚さが0.25μm程度以上のオーダーで変化してい
ると見ることができる。
【0065】液晶層を透過する光の透過率は、液晶層の
厚さによって大きく変化する。縞模様が密集している領
域は、液晶層の厚さも急激に変化している。よってこの
領域では、光の透過率も場所により大きく変化すること
になる。
【0066】図1に示す構成では、上記液晶層の厚さが
大きく変化している領域(即ち、縞模様が形成されてい
る領域)を避けて画素マトリクス領域を配置している。
【0067】こうすることにより、上記液相層の厚さが
場所により大きく変化していることによる画面表示への
影響を排除することができる。
【0068】102で示されるような縞模様は、シール
材のみによりセルギャップを保持する構成とした場合に
は、基本的に避けられない。(高い剛性を有する特殊な
ガラス基板を利用する方法もあるが、高価であり実用的
ではない)
【0069】従って、干渉縞102が発生するようなセ
ルギャップの状態が存在することを前提として、本実施
例に示すような回路配置を採用することは有用である。
【0070】〔実施例2〕本実施例では、本発明を利用
した液晶パネルを備えた装置の例を示す。
【0071】このような装置としては、ビデオカメラ、
デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、
カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情
報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話等)などが挙
げられる。
【0072】図5(A)に示すのは、モバイルコンピュ
ータであり、本体2001、カメラ部2002、受像部
2003、操作スイッチ2004、液晶パネル2005
で構成される。
【0073】液晶パネル2005の形式は、反射型でも
透過型でも採用することができる。
【0074】図5(B)はヘッドマウントディスプレイ
であり、本体2101、反射型の液晶パネル2102、
バンド部2103で構成される。
【0075】図5(C)はフロントプロジェクション型
の液晶パネルである。この装置は、光源2202からの
光を光学系2204で反射型の液晶パネル2203に導
き、該液晶パネル2203で光学変調された画像を光学
系2204で拡大してスクリーン2205に投影するも
のである。
【0076】この形式のプロジェクションは、本体22
01とは別にスクリーン2205が必要となる。
【0077】図5(D)は携帯電話であり、本体230
1、音声出力部2302、音声入力部2303、液晶パ
ネル2304、操作スイッチ2305、アンテナ230
6で構成される。
【0078】図5(E)はビデオカメラであり、本体2
401、液晶パネル2402、音声入力部2403、操
作スイッチ2404、バッテリー2405、受像部24
06で構成される。
【0079】図5(F)は、リアプロジェクション型と
呼ばれる装置である。この装置は、光源2502から発
せられる光を偏光ビームスプリッタ2504で反射型の
液晶パネル2503で光学変調し、それをリフレクター
2505、2506で反射してスクリンーン2507に
投影する。この形式の装置は、本体2501にスクリー
ン2507が配置されている。
【0080】
【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
で、セルギャップの不均一性が存在していてもその影響
が表示に現れてしまうことがない液晶パネルを提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の液晶パネルを上面から見た状態を示
す模式図。
【図2】 液晶の構造を示す図。
【図3】 液晶パネルのセルギャップの状態を示す模式
図。
【図4】 干渉縞が発生する原理を示す図。
【図5】 液晶パネルを利用した装置を示す図。
【符号の説明】
101 シール材(封止材) 102 干渉縞 103 周辺回路 104 周辺回路 105 アクレィブマトリクス回路(画素マト
リクス回路) 106 液晶注入口

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の基板間に液晶を挟んで保持した構成
    を有し、 前記液晶はシール材によって所定の領域に封止されてお
    り、 前記シール材によって液晶層の厚さは保持されており、 前記液晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有してお
    り、 前記干渉縞が現れない領域にアクティブマトリクス回路
    が設けられ、 前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられているこ
    とを特徴とする液晶パネル。
  2. 【請求項2】一対の基板間に液晶を挟んで保持した構成
    を有し、 前記液晶はシール材によって所定の領域に封止されてお
    り、 前記シール材によって液晶層の厚さは保持されており、 前記液晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有してお
    り、 前記干渉縞は同心形状を有し、 前記同心形状を有した干渉縞が現れる領域の内側にアク
    ティブマトリクス回路が設けられ、 前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられているこ
    とを特徴とする液晶パネル。
  3. 【請求項3】一対の基板間に液晶を挟んで保持した構成
    を有し、 前記液晶はシール材によって所定の領域に封止されてお
    り、 前記シール材によって液晶層の厚さは保持されており、 前記液晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有してお
    り、 前記干渉縞は同心形状を有し、 前記同心形状の中心部の干渉縞が現れない領域にアクテ
    ィブマトリクス回路が設けられ、 前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられているこ
    とを特徴とする液晶パネル。
  4. 【請求項4】請求項1乃至請求項3において、 液晶層の厚さはシール材のみによって保持されているこ
    とを特徴とする液晶パネル。
  5. 【請求項5】請求項1乃至請求項3において、 シール材の内側には液晶層の厚さを保持する手段が設け
    られていないことを特徴とする液晶パネル。
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項3において、 液晶パネルは透過型であることを特徴とする液晶パネ
    ル。
  7. 【請求項7】請求項1乃至請求項3において、 液晶パネルは反射型であることを特徴とする液晶パネ
    ル。
  8. 【請求項8】一対の基板間に液晶を挟んで保持した構成
    を有し、 前記液晶はシール材によって所定の領域に封止されてお
    り、 前記シール材によって液晶層の厚さは保持されており、 前記液晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有してお
    り、 前記干渉縞が現れない領域にアクティブマトリクス回路
    が設けられ、 前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられている液
    晶パネル、 を備えた装置。
  9. 【請求項9】一対の基板間に液晶を挟んで保持した構成
    を有し、 前記液晶はシール材によって所定の領域に封止されてお
    り、 前記シール材によって液晶層の厚さは保持されており、 前記液晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有してお
    り、 前記干渉縞は同心形状を有し、 前記同心形状を有した干渉縞が現れる領域の内側にアク
    ティブマトリクス回路が設けられ、 前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられている液
    晶パネル、 を備えた装置。
  10. 【請求項10】一対の基板間に液晶を挟んで保持した構
    成を有し、 前記液晶はシール材によって所定の領域に封止されてお
    り、 前記シール材によって液晶層の厚さは保持されており、 前記液晶層は干渉縞が現れる厚さの不均一性を有してお
    り、 前記干渉縞は同心形状を有し、 前記同心形状の中心部の干渉縞が現れない領域にアクテ
    ィブマトリクス回路が設けられ、 前記干渉縞が現れる領域に周辺回路が設けられている液
    晶パネル、 を備えた装置。
  11. 【請求項11】請求項8乃至請求項10において、 液晶層の厚さはシール材のみによって保持されているこ
    とを特徴とする液晶パネルを備えた装置。
  12. 【請求項12】請求項8乃至請求項10において、 シール材の内側には液晶層の厚さを保持する手段が設け
    られていないことを特徴とする液晶パネルを備えた装
    置。
  13. 【請求項13】請求項8乃至請求項10において、 液晶パネルは透過型であることを特徴とする液晶パネル
    を備えた装置。
  14. 【請求項14】請求項8乃至請求項10において、 液晶パネルは反射型であることを特徴とする液晶パネル
    を備えた装置。
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