説明

液晶表示装置およびその製造方法

【課題】表示領域に支障をなくし、異なる種類の液晶が封入された複数の表示領域を備える液晶表示装置の提供。
【解決手段】液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とする液晶表示装置であって、
その表示領域にシール剤によって画される第1表示領域および第2表示領域を備え、前記第1表示領域は前記第2表示領域の周辺に形成され、
前記第2表示領域を囲む第2シール剤は液晶封入口を備えることなく連続して形成され、前記第1表示領域を囲む第1シール剤はその一部に液晶封入口が形成され、
第1表示領域に充填される液晶に対し第2表示領域に充填される液晶はその材料が異なる種類のものからなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示装置およびその製造方法に係り、たとえばアミューズメント機器等に適用させることによって好適な液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置は、微細に加工されたマトリックス状の各画素において、その液晶ごとに独立に電界を印加できるように構成され、これにより各画素を通過する光の輝度に応じた画像を高精度に表示させることができる。
【0003】
また、一方、上述したような画像を表示させるものではなく、表示部において、たとえば液晶に電界を加えていない状態で透過光を拡散させ、電界を加えた状態で液晶層を透明にさせるようにして構成し、たとえば光学的シャッターとして用いる液晶表示装置も知られている。このような光学的シャッター機能を有する液晶表示装置はたとえば下記特許文献1に開示がなされている。
【特許文献1】特開平6−208105号公報
【特許文献2】特開平8−292456号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、液晶表示装置をたとえばパチンコあるいはスロットマシーン等のようなアミューズメント機器等に適用させる場合、上述した液晶表示装置をそれぞれ独立に用いる場合の他に、たとえば、画像を表示させる液晶表示装置の表示領域のほぼ中央に光学的シャッター機能を有するいわゆる窓を設け、該窓を通して該液晶表示装置の背部に設置させた動きのある機構部を目視できるようにすることが考えられる。
【0005】
窓を通して目視される機構部の動きと該窓の周辺に表示される画像とを比較的狭い視野内で同時に認識でき、該アミューズメント機器等のアミューズメント性を向上させる用い方ができるからである。
【0006】
この場合、前記機構部の前方に配置させる液晶表示装置としては、前記窓に相当する領域の周辺において画像を表示させる液晶表示装置と、前記窓に相当する大きさの光学的シャッター機能を有する液晶表示装置を用意し、それぞれ重ねて配置させて構成することが通常となる。
【0007】
このように構成せざるを得ないのは、画像を表示させる液晶表示装置に用いられる液晶の材料と光学的シャッター機能を有する液晶表示装置に用いられる液晶の材料が異なった種類のものであり、これらの機能を備える液晶表示装置を一つの表示パネルとして構成することが困難となるからである。
【0008】
なお、前記特許文献1には、一つの液晶表示パネルにおいて情報を表示する部分と動作状態を表示する部分を有し、それらの部分に充填される液晶の材料が異なるとの開示があるが、後者の部分は表示部の周辺に位置づけられているものとなっている。したがって、後者の部分(前者の部分あっても同様)は表示領域に支障なく液晶を容易に充填できる構成となっている。これに対して、たとえば前記後者の部分が全体の表示領域のほぼ中央に位置づけられている開示はないものとなっている。
【0009】
また、前記特許文献2には、一方の表示領域が他方の表示領域のほぼ中央に配置されて形成された液晶表示パネルの開示があるが、該一方の表示領域への液晶の封入は基板に形成された孔を通して行うものであり、該孔が表示領域内に存在し該表示領域における支障が配慮されていないものとなっている。
【0010】
本発明の目的は、表示領域に支障をなくし、異なる種類の液晶が封入された複数の表示領域を備える液晶表示装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0012】
(1)本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とする液晶表示装置であって、
その表示領域にシール剤によって画される第1表示領域および第2表示領域を備え、前記第1表示領域は前記第2表示領域の周辺に形成され、
前記第2表示領域を囲む第2シール剤は連続して形成され、前記第1表示領域を囲む第1シール剤はその一部に液晶封入口が形成され、
第1表示領域に充填される液晶に対し第2表示領域に充填される液晶はその材料が異なる種類のものからなることを特徴とする。
【0013】
(2)本発明による液晶表示装置は、たとえば、(1)の構成を前提とし、前記第2表示領域は前記表示領域のほぼ中央に形成されていることを特徴とする。
【0014】
(3)本発明による液晶表示装置は、たとえば、(2)の構成を前提とし、前記第1表示領域は画像を表示する領域として構成され、前記第2表示領域は光学的シャッター機能を有する領域として構成されていることを特徴とする。
【0015】
(4)本発明による液晶表示装置の製造方法は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板のうちいずれかの基板に、表示領域の少なくとも周辺を除く部分に形成される第2表示領域を囲み液晶封入口を有しない第2シール剤と、該表示領域の少なくとも周辺に形成される第1表示領域を囲み液晶封入口を有する第1シール剤を形成する工程と、
前記第2シール剤が形成された基板の第2表示領域に液晶を滴下して充填させる工程と、
前記第2シール剤が形成された基板と他の基板を前記第1シール剤および第2シール剤を介して対向配置させる工程と、
前記第1表示領域に第1シール剤に形成された液晶封入口を通して液晶を充填させる工程と、
前記液晶封入口を封止する工程とからなることを特徴とする。
【0016】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【発明の効果】
【0017】
このように構成される液晶表示装置およびその製造方法によれば、表示領域における支障をなくし、一つの表示パネルにおいて異なる種類の液晶が封入された複数の表示領域を備えたものを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明による液晶表示装置およびその製造方法の実施例について図面を用いて説明をする。
【0019】
図1は、本発明による液晶表示装置に適用される液晶表示パネルの一実施例を示した簡略構成図である。
【0020】
図1において、液晶表示パネルPNLは、液晶を介して互いに対向配置されるたとえばガラス等からなる基板SUB1および基板SUB2を備える。これら基板SUB1および基板SUB2は液晶表示パネルPNLの外囲器として機能するようになっている。
【0021】
たとえば基板SUB2は、基板SUB1よりも若干小さな面積で形成され、その図中上側の辺および右側の辺において、基板SUB1の図中上側の辺および右側の辺と、それぞれそれらの側壁面がほぼ面一になるように配置されている。これにより、基板SUB1の液晶側の面であって図中左側の辺部および下側の辺部が基板SUB2から露出するように構成され、これら辺部は液晶表示パネルPNLを駆動させる回路(走査信号駆動回路、映像信号駆動回路)からなる半導体装置(図示せず:図6において符号1で示す)が搭載される領域となっている。
【0022】
前記基板SUB2の周辺には前記基板SUB2との間に第1シール剤SL1が形成されている。この第1シール剤SL1は基板SUB1と基板SUB2の重なり部分の大部分を囲むようにして形成され、この第1シール剤SL1によって囲まれた部分は液晶表示パネルPNLの表示領域ARを構成するようになっている。この場合、前記第1シール剤SL1は、その一部において、該第1シール剤SL1の一端に相当する部分と他端に相当する部分とが互いに近接して基板SUB1(SUB2)の一辺にまで至って形成され、ここの部分において液晶封入口ECを構成している。このため、該第1シール剤SL1によって囲まれる領域に液晶が封入された後は該液晶封入口ECは封止剤EMによって封止されるようになっている。
【0023】
また、前記第1シール剤SL1によって囲まれた領域のうちそのほぼ中央部には、その中央部における領域を囲むようにして第1シール剤SL2が形成されている。この第2シール剤SL2は、前記第1シール剤SL1が備える液晶封入口ECを有することなく連続して形成されたものとなっている。
【0024】
このように液晶封入口ECを有しない第2シール剤SL2に囲まれた表示領域に液晶を充填させる際には、後の説明から明らかとなるように、いわゆる滴下法を用いて行うようになっている。
【0025】
なお、このような第2シール剤SL2の形成によって、液晶表示パネルPNLの表示領域ARは、該第2シール剤SL2によって囲まれる領域において第2表示領域AR2が形成され、前記記第1シール剤SL1によって囲まれ該第1表示領域AR2を除く領域において第1表示領域AR1が形成されることになる。
【0026】
そして、第1表示領域AR1に封入される液晶(以下、第1液晶LC1と称する)と第2表示領域AR2に封入される液晶(以下、第2液晶LC2と称する)はそれぞれ異なった種類のものが用いられるようになっている。
【0027】
ここで、前記第2シール剤SL2において、上述したように、液晶封入口ECを有することなく連続して形成させた構成としたのは、第1表示領域AR1において、その表示を分離させてしまう領域が形成される不都合を回避せんがためである。すなわち、図1に対応した図である図2に示すように、第2シール剤SL2に、第1シール剤SL1と同様に液晶封入口EC’を形成するようにした場合、該液晶封入口EC’から第2表示領域AR2へ液晶を導くための導入シール剤ITDを形成せざるを得ず、この導入シール剤ITDの占める幅は無視できない程度に大きくなることから、この個所(図中、楕円枠で囲んだ個所)において、第1表示領域AR1における表示を分離させてしまうことになる。なお、図2において、前記液晶封入口EC’を封止する封止剤を符号EM’で示している。
【0028】
前記第1表示領域AR1には、多数の画素がマトリックス状に配置され、これら各画素の液晶ごとに独立に電界を印加できるように構成され、これにより各画素を通過する光の輝度に応じた画像を高精度に表示させることができるようになっている。
【0029】
図3は、該第1表示領域AR1に形成される各画素における構成を等価回路で示している。
【0030】
図3において、まず、そのx方向に伸張しy方向に並設されるゲート信号線(走査信号線)GL、y方向に伸張しx方向に並設されるドレイン信号線(映像信号線)DLがある。これらゲート信号線GLおよびドレイン信号線DLで囲まれる矩形領域はそれぞれ各画素PIXの領域を構成するようになっている。
【0031】
そして、これら各画素PIXの領域には、ゲート信号線GLからの走査信号によってオンする薄膜トランジスタTFTを備え、このオンされた薄膜トランジスタTFTを介してドレイン信号線DLからの映像信号が供給される画素電極PXと、この画素電極PXとの間に電界を生じせしめる対向電極CTとが形成されている。
【0032】
この対向電極CTにはたとえばx方向に伸張しy方向に並設される対向電圧信号線CLを介して前記映像信号の電圧に対して基準となる電圧を有する対向電圧信号が供給されるようになっている。
【0033】
各ゲート信号線GLは少なくともその一端において前記第1シール剤SL1を超えて第1表示領域AR1の外側に延在され、前記走査信号駆動回路に接続されている。また、各ドレイン信号線DLは少なくともその一端において前記第1シール剤SL1を超えて第1表示領域AR1の外側に延在され、前記映像信号駆動回路に接続されている。
【0034】
前記走査信号駆動回路によって各ゲート信号線GLはたとえば上段から下段へかけて順次走査信号が供給(走査)され、これらのタイミングに合わせて、各ドレイン信号線DLから薄膜トランジスタTFTを介して映像信号が各画素の画素電極PXに供給されるようになっている。
【0035】
前記第2表示領域AR2は、たとえば、光学的シャッター機能を有する表示がなされるようになっている。
【0036】
図4は、図1のIV−IV線における断面を示す第2表示領域AR2の構成図である。図4において、第2シール剤SL2によって囲まれる第2表示領域AR2における基板SUB1の液晶側の面に、透明電極11、配向膜12が順次積層され、基板SUB2の液晶側の面に、透明電極13、配向膜14が順次積層されている。そして、該第2表示領域AR2には、たとえばポリマーネットワーク型液晶等からなる第2液晶CL2が充填されている。前記透明電極11および13によって第2液晶CL2に電界を加えた状態では該第2液晶CL1の層を透明にさせるようになり、第2液晶CL2に電界を加えていない状態では透過光を拡散させるようになって光学シャッター機能を有するようになる。
【0037】
なお、第2表示領域AR2における透明電極11および透明電極13に接続される配線層は、第1表示領域AR1におけるドレイン信号線DLの一部および対向電圧信号線CLを共通に用いて構成することも可能となる。透明電極11および透明電極13に印加する電圧は人間の眼の残像を利用して断続的に供給すればよく、使用されていなタイミングを図って第1表示領域AR1における信号線等を兼用できるからである。このようにした場合、第2表示領域AR2における表示駆動に必要な専用配線を第1表示領域AR1に形成する必要がなくなる。
【0038】
図5は、本発明による液晶表示装置の製造方法の一実施例を示す構成図である。
【0039】
まず、図5(a)に示すように、液晶を介して互いに対向配置すべく各基板のうちの一方の基板(たとえば基板SUB1)を用意する。この基板SUB1は少なくとも液晶と対向する側の面において各画素を構成するための処理がなされたものとなっている。
【0040】
そして、この基板SUB1の液晶と対向する側の面にシール剤をパターン化して塗布する。このシール剤は、たとえばデスペンサを用いてパターン化し、基板SUB1の周辺に沿って形成される矩形状の第1シール剤SL1と、この第1シール剤SL1とは分離されて該基板SUB1のほぼ中央において矩形状からなる第2シール剤SL2とから構成されている。
【0041】
これにより、該第1シール剤SL1によって囲まれる領域であって該第2シール剤SL2によって囲まれる領域を除く領域において第1表示領域AR1が形成され、該第2シール剤SL2によって囲まれる領域において第2表示領域AR2が形成されるようになっている。
【0042】
ここで、第1シール剤SL1は基板SUB1の周辺に沿った矩形状をなすがその一部において液晶封入口ECを備えたパターンとして形成されている。また、第2シール剤SL2はその矩形パターンに沿って全て連続して形成され第1シール剤SL1に観られる前記液晶封入口ECは備えられていない構成となっている。
【0043】
次に、図5(b)に示すように、前記第2シール剤SL2によって囲まれた領域(第2表示領域AR2)に第2液晶LC2を滴下し、該第2液晶LQ2が前記第1表示領域AR1側へ溢れないようにして前記第2表示領域AR2内に充填させる。このようにすることによって、第2液晶LC2を第2表示領域AR2に封入する際にたとえば該第2表示領域AR2における基板SUB1あるいはSUB2に孔を形成する必要なく液晶を封入させることができる。第2表示領域AR2における基板SUB1あるいはSUB2に、たとえ後に封止される孔であっても、それが形成されることによって表示に支障が生ずることになる。
【0044】
次に、図5(c)に示すように、液晶を介して互いに対向配置すべく各基板のうちの他方の基板SUB2を用意する。この基板SUB2は少なくとも液晶と対向する側の面において各画素を構成するための処理がなされたものとなっている。
【0045】
次に、図5(d)に示すように、前記基板SUB2を基板SUB1に対して対向配置させる。該基板SUB2は、その各画素がそれぞれ前記基板SUB1の対応する各画素に対向するようにして該基板SUB1に位置合わせされるとともに、該基板SUB1に形成された前記第1シール剤SL1および第2シール剤SL2に接触して配置される。
【0046】
次に、図5(e)に示すように、各基板SUB1、SUB2内の第1シール剤SL1と第2シール剤SL2とで囲まれた領域(第1表示領域AR1)に、前記液晶封入口ECを通して第1液晶LC1を封入させる。この場合の第1液晶LC1の封入は、図5(d)に示すように構成された液晶セルを、減圧(真空)室において、その前記液晶封入口ECが容器内に充填された液晶の自由表面に当接するようにして配置させ、その後、該減圧室を常圧に戻すことにより行うことができる。その後は、前記液晶封入口ECを封止剤EMで封止し、前記第1シール剤SL1および第2シール剤SL2を硬化させることによって完成する。
【0047】
図6は、上述したように構成した液晶表示パネルPNLの背面にバックライトBLを配置させ、これらモジュール化させて構成した液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【0048】
図6において、液晶表示パネルPNLがある。この液晶表示パネルPNLは基板SUB1、基板SUB2を外囲器として構成され、該基板SUB1の辺部には半導体装置1が搭載されている。
【0049】
該液晶表示パネルPNLの表示領域は第1表示領域AR1および第2表示領域AR2を備え、このうち第1表示領域AR1における基板SUB1の液晶と反対側の面には偏光板POL1、基板SUB2の液晶と反対側の面には偏光板POL2が形成されている。これら偏光板POL1、POL2は第1表示領域AR1における第1液晶LC1の分子の電界による挙動を可視化するために備えられるものである。
【0050】
液晶表示パネルPNLの背面にはプリズムシートPSが配置され、このプリズムシートPSは液晶表示パネルPNLの第2表示部AR2に対向する部分において切り欠きが設けられている。すなわち、プリズムシートPSのたとえば光の集光等の機能は液晶表示パネルPNLの第1表示部AR1において作用できるようになっている。
【0051】
プリズムシートPSの背面には、バックライトBLが配置されている。このバックライトBLは、たとえば、透明の樹脂板等からなる導光板2と、この導光板2の側壁面に沿って配置されたたとえば冷陰極線管3と、この冷陰極線管3からの光を前記側壁面を通して導光板2内に導く反射板4とから構成されている。このように構成されたバックライトBLは前記導光板2の液晶表示パネルPNLに対向する面から該液晶表示パネルPNL側へ光放射がなされるようになっている。
【0052】
前記液晶表示パネルPNL、プリズムシートPS、およびバックライトBLはフレームFL内において、位置合わせされてモジュール化されている。
【0053】
この場合、観察者側におけるフレーム(フロントフレーム)には、液晶表示パネルPNLにおける表示領域(第1表示領域AR1、第2表示領域AR2)を露出させるための窓5が形成されている。また、背面側におけるフレーム(バックフレーム)には、液晶表示パネルPNLの第2表示領域AR2と対向する部分において透過孔6が形成されている。これにより、観察者は、液晶表示パネルPNLをその第2表示領域AR2が透明になるように駆動させた場合、該液晶表示パネルPNL、導光板2を通して、該液晶表示装置の背面に設置されているものを目視できるようになる。
【0054】
なお、バックフレームの背部には表示制御回7が配置され、この表示制御回路7からの出力はフレキシブル基板8を介して前記半導体装置1に入力されるようになっている。
【0055】
上述した実施例は、第1表示領域AR1のほぼ中央に該第1表示領域AR1よりも面積の小さな第2表示領域AR2を一個形成したものである。しかし、前記第2表示領域ARはその数に限定されることはなく、2個以上として形成してもよく、また、その形状は任意のものであってもよい。
【0056】
すなわち、図7(a)に示すように、第1表示領域AR1のほぼ中央に、たとえば3個の正方形状の第2表示領域AR2をそれぞれ横方向に等間隔で並設させるように形成してもよい。また、図7(b)に示すように、第1表示領域AR1のほぼ中央に、たとえば3個の長方形状の第2表示領域AR2をそれぞれ縦方向に等間隔で並設させるように形成してもよい。また、図7(c)に示すように、第1表示領域AR1のほぼ中央、四隅のそれぞれに近い個所に、それぞれ、面取りがされたほぼ正方形のたとえば5個の第2表示領域AR2を散在させるようにして形成してもよい。要は、前記第2表示領域は全体の表示領域の少なくとも周辺を除く部分に、前記第1表示領域は全体の表示領域の少なくとも周辺に形成されておれば、該第2表示領域の形状および個数は限定されることはない。
【0057】
また、たとえば、図7に示した各変形例において、複数の第2表示領域AR2にそれぞれ充填される液晶は同じ材料であっても異なる材料であってもよい。要は、第2表示領域AR2に充填される液晶は、第1表示領域AR1に充填される液晶に対しその材料が異なる種類のものからなっておればよい。
【0058】
上述した実施例では、第2表示領域においてシャッター機能からなる表示を行ったものであるが、これに限定されることはない。第2表示領域において第1表示領域における表示形態と異なり、このために第1表示領域における液晶とは異なる種類の液晶を第2表示領域に用いなければならないような場合の全てに適用できるものである。
【0059】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図2】本発明を適用しない場合を想定しその不都合を示した説明図である。
【図3】本発明による液晶表示装置の第1表示領域における画素の構成の一実施例を示した等価回路である。
【図4】本発明による液晶表示装置の第2表示領域における画素の構成の一実施例を示した断面図である。
【図5】本発明による液晶表示装置の製造方法の一実施例を示した工程図である。
【図6】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断面図である。
【図7】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【0061】
PNL……液晶表示パネル、SUB1、SUB2……基板、SL1……第1シール剤、SL2……第2シール剤、AR1……第1表示領域、AR2……第2表示領域、LC1……第1液晶、LC2……第2液晶、EM……封止剤、GL……ゲート信号線、DL……ドレイン信号線、TFT……薄膜トランジスタ、PX……画素電極、CT……対向電極、CL……対向電圧信号線、POL1、POL2……偏光板、PS……プリズムシート、BL……バックライト、1……半導体装置、2……導光板、3……冷陰極線管、4……反射板、8……フレキシブル基板、11、13……透明電極、12、14……配向膜。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶を介して対向配置される各基板を外囲器とする液晶表示装置であって、
その表示領域にシール剤によって画される第1表示領域および第2表示領域を備え、前記第1表示領域は前記第2表示領域の周辺に形成され、
前記第2表示領域を囲む第2シール剤は連続して形成され、前記第1表示領域を囲む第1シール剤はその一部に液晶封入口が形成され、
第1表示領域に充填される液晶に対し第2表示領域に充填される液晶はその材料が異なる種類のものからなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記第2表示領域は前記表示領域のほぼ中央に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記第1表示領域は画像を表示する領域として構成され、前記第2表示領域は光学的シャッター機能を有する領域として構成されていることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
液晶を介して対向配置される各基板のうちいずれかの基板に、表示領域の少なくとも周辺を除く部分に形成される第2表示領域を囲み液晶封入口を有しない第2シール剤と、該表示領域の少なくとも周辺に形成される第1表示領域を囲み液晶封入口を有する第1シール剤を形成する工程と、
前記第2シール剤が形成された基板の第2表示領域に液晶を滴下して充填させる工程と、
前記第2シール剤が形成された基板と他の基板を前記第1シール剤および第2シール剤を介して対向配置させる工程と、
前記第1表示領域に第1シール剤に形成された液晶封入口を通して液晶を充填させる工程と、
前記液晶封入口を封止する工程とからなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−139603(P2009−139603A)
【公開日】平成21年6月25日(2009.6.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−315333(P2007−315333)
【出願日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Fターム(参考)】