JPH0655134U - 液晶パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湿気による液晶パネルの特性の低下を良好に
防止して、均一性のある信頼性の高い画像表示を行う。 【構成】 配向膜３０，３４，シール材３８，注入口４
０を含む液晶セルと外気との間には、気密シール６０，
６２，６４によって液晶セルの注入口４０と外気とが遮
断され、気密空間６６が形成されている。この気密空間
６６内には、吸湿材４４が設けられているため、気密空
間６６内の湿気は、この吸湿材４４によって吸収あるい
は調整される。従って、湿気による液晶材料や液晶配向
の乱れが良好に防止されるので、これをプロジェクタな
どに使用すれば、信頼性，均一性の向上を図ることがで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、液晶セル，あるいは液晶セルに光導電層などの補助層を組み合わせ た空間光変調器などの液晶パネルにかかり、更に具体的には、高解像度，高輝度 が要求されるプロジェクタなどの画像投影装置において高信頼性を確保する場合 に好適な液晶パネルの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プロジェクタなどに使用される液晶パネルとしては、例えば図５に示す空間光 変調器がある。同図において、光変調体１０の書込み光入射側（矢印ＦＡ側）に は、誘電体ミラー１２，遮光層１３，光導電体１４，透明電極１６，透明ガラス 基板２０が順に積層されている。また、光変調体１０の読出し光入射側（矢印Ｆ Ｂ参照）には、透明電極１８，透明ガラス基板２４が順に積層されている。なお 、透明ガラス基板２０，２４には、いずれも外部からの光入射側に反射防止膜が 必要に応じて形成される。遮光層１３も、必要に応じて設けられる。透明電極１ ６，１８には電源２６が接続されており、これから出力された駆動電圧が光変調 体１０や光導電体１４などに印加される構成となっている。更に、液晶層の両側 には、液晶配向膜３０，３４が設けられている。

【０００３】 以上の各部のうち、光変調体１０としては、例えばネマティック型液晶などが 用いられる。誘電体ミラー１２は、例えばＳｉとＳｉＯ₂（あるいはＴｉＯ₂とＳ ｉＯ₂）とを交互に複数回蒸着などの手法で積層した構成となっている。また、 光導電体１４としては、例えばａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）が 用いられる。透明電極１６，１８としては、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide） やＳｎＯ₂などが用いられる。

【０００４】 次に、以上のような液晶パネルの作用を説明すると、透明電極１６，１８間に は電源２６によって交流電圧が予め印加される。この印加電圧は、光変調体１０ ，誘電体ミラー１２，遮光層１３，光導電体１４のインピーダンスに応じて各層 に配分される。このような状態で、画像情報を含む書込み光が矢印ＦＡのように 液晶パネルに入射すると、この書込み光は透明ガラス基板２０，透明電極１６を 順に透過して光導電体１４に到達する。光導電体１４では、書込み光が吸収され てそのインピーダンスが減少するようになる。すると、光変調体１０に配分され る駆動電圧が増大することになる。すなわち、書込み光の強度分布に対応した電 界が光変調体１０に形成されることになる。

【０００５】 この状態で、読出し光が矢印ＦＢのように液晶パネルに入射すると、この読出 し光は透明ガラス基板２４，透明電極１８を順に透過して光変調体１０に到達す る。この読出し光は、前記液晶の複屈折などによって、書込み光強度分布に対応 する変調を受け、更に誘電体ミラー層１２で反射されて矢印ＦＣのように液晶パ ネルから出力される。このようにして、液晶パネルに書き込まれた画像情報が読 み出される。読出し光は、例えばスクリーンに投影される。このような液晶パネ ルを用いることによって、高輝度，高解像度の画像表示が可能となる。特に、光 変調体１０として垂直配向型の液晶を用いると、良好なコントラストの画像表示 ができる。

【０００６】 ところで、以上のような液晶パネルの光変調体１０を構成する液晶セルは、従 来、以下のようにして作製される。まず、透明ガラス基板２０上に透明電極１６ ，光導電体１４，遮光層１３，誘電体ミラー１２を順に積層し、更に配向膜３０ を形成して、第１の基板３２を得る。他方、透明ガラス基板２４上に透明電極１ ８を積層し、更に配向膜３４を形成して第２の基板３６を得る。配向膜３０，３ ４としては、例えばＳｉＯ₂の斜方蒸着層などが用いられる。

【０００７】 次に、図６（Ａ）に矢印ＦＤ，ＦＥで示すように、第１及び第２の基板３２， ３６の配向膜３０，３４の周囲にスペーサ入りのシール材３８を付けて、第１及 び第２の基板３２，３６を接着する。このとき、シール材３８の一部に液晶の注 入口４０を設けておく。

【０００８】 次に、このようにして得られた液晶セルの注入口４０から、同図（Ｂ）に矢印 ＦＦで示すように、液晶を注入する。その後、注入口４０は適宜の封止材で封止 される。このようにして、図５に示す液晶パネルが作製される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、以上のような従来技術には次のような不都合がある。 垂直配向型液晶では、良好な光変調特性を得るために、その配向のプレチルト 角を８７゜〜８８゜の範囲に制御しなければならず、また、液晶分子の配向膜へ の投影方向も±５゜の範囲内となるように制御する必要がある。ところが、液晶 セルの注入口４０から例え微量でも水分が混入すると、かかる配向条件が乱され てしまい、信頼性が低下することになる。

【００１０】 注入口４０の封止材としては通常紫外線硬化型の樹脂材料が用いられるが、透 湿性があり、十分な封止効果を期待することはできない。 また、紫外線硬化型樹脂による封止を行なった後にケースに入れる方法もある が、回路的な接続や収納という観点からのものであり、湿気に対する対策が不十 分で、良好な効果を上げるには至っていない。 本考案は、これらの点に着目したもので、湿気による特性の低下を良好に防止 して、均一性のある信頼性の高い画像表示を行うことができる液晶パネルを提供 することを、その目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、第１の考案は、第１及び第２の基板間に第１のシー ルを施して液晶セルを形成するとともに、第１のシールに設けた注入口から液晶 を注入した液晶パネルにおいて、前記液晶セルをケース内に収納するとともに、 このケースに、前記液晶セルの少なくとも注入口付近を外気と遮断するための第 ２のシールを施し、これによって形成された気密空間内に吸湿体を設けたことを 特徴とする。 第２の考案は、前記液晶パネルにおいて、前記ケースが放熱構造を備えたこと を特徴とする。

【００１２】

【作用】

第１の考案によれば、液晶セルの少なくとも注入口付近は、ケース及び第２の シールによって外気と遮断され、それらの間に気密空間が形成される。そして、 この気密空間内に吸湿体が設けられる。気密空間内の湿気は、吸湿体によって吸 収されるので、注入口からの水分の液晶セル内混入は良好に防止される。 第２の考案によれば、シールケースは放熱構造となっており、これによって液 晶セルの温度上昇が抑制される。すると、水分のセル内混入による不都合が低減 されるようになる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案による液晶パネルの実施例について、添付図面を参照しながら詳 細に説明する。なお、上述した従来技術と同一の構成部分又は従来技術に対応す る構成部分には、同一の符号を用いることとする。

【００１４】 ＜第１実施例＞ 最初に、図２及び図３を参照しながら第１実施例の組み立て手順について説明 する。シール材３８による第１及び第２の基板３２，３６の接着，注入口４０か らの液晶の注入，封止材による注入口４０の封止までは、上述した従来例と同様 である。図２（Ａ）には、注入口４０を封止材４２で封止した状態が示されてい る。本実施例では、このような液晶パネルの周囲に吸湿材４４が更に設けられて いる。同図（Ｂ）にはその様子が示されており、同図の＃２ー＃２線に沿った断 面が同図（Ｃ）に示されている。

【００１５】 このような空間光変調素子５０は、図３に示すように、シールケース５２に収 納される。シールケース５２は、いずれも枠形状となっているケース本体５４と 枠５６とによって構成されており、ケース本体５４には段部５８が形成されてい る。空間光変調素子５０は、ケース本体５４の段部５８に適宜の気密シール６０ を挟んでセットされる。その後、ケース本体５４に気密シールを挟んで枠５６が 取り付けられ、空間光変調素子５０が固定される。組み立てた状態における同図 ＃１−＃１線に沿った断面は、図１に示すようになる。この図のように、ケース 本体５４と枠５６との間にも、気密シール６２，６４がそれぞれ設けられている 。また、ケース本体５４には、リード線取出し用の穴５５が設けられているが、 この穴５５の部分も気密シール（図示せず）によってシールされている。

【００１６】 次に、以上のような本実施例の作用を説明すると、配向膜３０，３４，シール 材３８，注入口４０を含む液晶セルと外気との間には、気密シール６０，６２， ６４がそれぞれ設けられており、これらによって液晶セルの注入口４０と外気と が遮断されて気密空間６６が形成されている。そして更に、この気密空間６６内 には、吸湿材４４が設けられている。このため、気密空間６６内の湿気は、この 吸湿材４４によって吸収あるいは調整されることになる。

【００１７】 従って、本実施例によれば、空間光変調素子５０の液晶セルの注入口４０付近 からの湿気による液晶材料や液晶配向の乱れは良好に防止されるようになり、こ れをプロジェクタなどに使用すれば、信頼性，輝度，解像度の向上を図ることが 可能となる。

【００１８】 ＜第１試作例＞ 次に、本実施例の第１試作例について説明する。液晶セルのシール材３８とし て、三井東圧社製のストラクトボンド「ＸＮ−２１−Ｆ」に、日本触媒化学社製 のスペーサ（３μｍサイズ）を５％（ボンド：スペーサ＝１．０：０．０５の重 量比）混入したものを用いた。これを、図６（Ａ）に示すように配向膜３０，３ ４の周囲に塗布して加圧し、１３５゜Ｃで２時間の熱処理を施して硬化させた。 このようにして液晶セルを作成し、注入口４０から液晶を注入した後、液晶の注 入口４０に積水ファインケミカル社製の「フォトレックＡ−７０４」を封止材４ ２として注入し、注入口４０を封止した。

【００１９】 このような液晶セルを有する空間光変調素子を２つ作製し、図３に示すように シールケース５２にそれぞれ収納した。このとき、一方は吸湿材４４としてシリ カゲルを２ｇ入れ、他方には吸湿材４４を入れなかった。 このような２つのサンプルに対し、温度６０゜Ｃ，相対湿度９０％で恒温恒湿 テストを行った。１０００Ｈｒ（時間）後の状態を比較すると、シリカゲルを入 れなかったサンプルは、注入口４０付近から液晶の配向が乱れ、低い電圧で液晶 が駆動するようになって液晶セルの均一性が悪化した。しかし、シリカゲルを入 れた本実施例のサンプルの方では、そのような現象は全く見られなかった。

【００２０】 ＜第２試作例＞ 次に、本実施例の第２試作例について説明する。この試作例では、本実施例に かかるサンプルの吸湿材４４としてシリカゲルを混入したエポキシ樹脂を用い、 これを液晶セルの周囲に塗布した。他方のサンプルについては、シリカゲルが混 入されていないエポキシ樹脂を、液晶セルの周囲に塗布した。そして、同様の恒 温恒湿テストを行なったところ、エポキシ樹脂のみのサンプルは１００時間で変 質したのに対し、シリカゲルを混入した実施例のサンプルは４８０時間まで変化 が生じなかった。更に、この実施例のサンプルに、図３のシールケース５２を付 けて同様の試験を行ったところ、１０００時間では何の変化も見られなくなった 。

【００２１】 ＜第２実施例＞ 次に、図４を参照しながら、本考案の第２実施例について説明する。上述した 試作例に対し、いくつかの温度について恒温恒湿テスト（相対湿度は９０％）を 行ったところ、液晶が変質する時間は、テスト温度によって異なることが明らか となった。すなわち、温度３０℃では４８０Ｈｒ，４０℃では３４０Ｈｒ，５０ ℃では１００Ｈｒ，６０℃では４８Ｈｒで変化が生じた。この結果からすると、 液晶の変質を低減するには温度を下げることも重要となる。

【００２２】 温度の低減は、液晶パネルの入射光，特に読出し光の強度を下げることでも実 現できるが、投影画像を高輝度とするためには読出し光の強度を強くしなければ ならない。 本実施例は、これらの点に着目したもので、シールケースの構造を工夫したも のである。図４において、シールケース７０は、ケース本体７２と枠７４とによ って構成されており、前記第１実施例と同様にして空間光変調素子５０が保持さ れている。そして、ケース本体７２の外側には放熱フィン７６が多数設けられて いる。この実施例によれば、シールケース７０の放熱フィン７６によって空間光 変調素子５０の発熱によって生じた熱がケース外側に放出されるので、空間光変 調素子５０の高温状態での使用，すなわち高輝度の画像読出しが可能となる。

【００２３】 ＜他の実施例＞ なお、本考案は、何ら上記実施例に限定されるものではなく、例えば次のよう なものも含まれる。 図５に示した空間光変調素子の構成は、遮光層や反射防止膜を設けるなど任意 であり、必要に応じて適宜変更してよい。また、空間光変調素子を構成する光導 電体や誘電体ミラーなど、各部の材料なども任意である。

【００２４】 また、吸湿材料やシール材料などやシールケースの構造なども、本考案の趣旨 の範囲内で種々変更が可能である。例えば、シールケースを有機材料や金属を主 成分とする材料で構成するなどである。第２実施例のように放熱効果を期待する ときは、金属を使用すると都合がよい。また、前記実施例では、シールケースと 液晶セルとの気密空間内に吸湿材を入れたが、シールケース中に吸湿材料を入れ るようにしてもよい。 前記実施例では、液晶セルの周囲を外気と遮断して気密状態としたが、少なく とも注入口付近を気密状態として吸湿材を入れるようにすればよい。 前記実施例は、本考案を空間光変調器に適用したものであるが、一般の液晶パ ネルについて同様に適用可能である。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案による液晶パネルによれば、次のような効果があ る。 （１）第１の考案によれば、液晶セルの注入口付近を気密状態とするとともに、 吸湿体を設けることとしたので、湿気による特性の低下を良好に防止して、信頼 性，均一性の高い画像表示を行うことができる。 （２）第２の考案によれば、液晶セルを収納するシールケースを放熱構造とした ので、高温となっても液晶セルの注入口付近の変化が低減されるので、高輝度の 画像読出しが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による液晶パネルの第１実施例を示す断
面図である。

【図２】前記実施例の組立ての様子を示す説明図であ
る。

【図３】前記実施例の組立ての様子を示す説明図であ
る。

【図４】本考案の第２実施例を示す断面図である。

【図５】液晶パネルの一般的な構成を示す斜視図であ
る。

【図６】前記液晶パネルにおける液晶セルの組立ての様
子を示す説明図である。

【符号の説明】

３２…第１の基板、３６…第２の基板、３８…シール材
（第１のシール）、３０，３４…配向膜、４０…注入
口、４２…封止材、４４…吸湿材（吸湿体）、５０…空
間光変調素子、５２，７０…シールケース、５４，７２
…ケース本体、５６，７４…枠、５８…段部、６０，６
２，６４…気密シール（第２のシール）、６６…気密空
間、７６…放熱フィン（放熱構造）。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の基板間に第１のシールを
   施して液晶セルを形成するとともに、第１のシールに設
   けた注入口から液晶を注入した液晶パネルにおいて、前
   記液晶セルをケース内に収納するとともに、このケース
   に、前記液晶セルの少なくとも注入口付近を外気と遮断
   するための第２のシールを施し、これによって形成され
   た気密空間内に吸湿体を設けたことを特徴とする液晶パ
   ネル。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶パネルにおいて、前
   記ケースが放熱構造を備えたことを特徴とする液晶パネ
   ル。