JPH11133420A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】狭額縁化したときの表示域と上フレームの間に
漏れる光を遮蔽して高コントラストと良好な視認性を確
保する。 【解決手段】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の
間に液晶層を挟持してなる液晶パネルＰＮＬと、液晶パ
ネルを挟んで配置された上偏光板ＰＯＬおよび下偏光板
と、前記電極に表示信号に応じた電圧を印加するための
駆動手段と、液晶パネルの背面に設置されたバックライ
トＢＬとを表示窓を有する上フレームと上フレームと連
接する下フレームにより固定してなり、上フレームＳＨ
Ｄの表示窓の少なくとも液晶パネルＰＭＬを臨む部分に
吸光処理面ＢＫＤを有すると共に、上偏光板ＰＯＬを上
フレームの下層まで延在させた。

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、特にコントラストが高く、視認性に優れた液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型コンピユータやコンピユータモ
ニター用の高精細かつカラー表示が可能な液晶表示装置
では、液晶パネルを背面から照明する光源（所謂、バッ
クライト）を備えている。バックライトには、導光板と
称するアクリル樹脂等で成形した透明板の側面に線状の
ランプを配置したサイドエッジ方式と、液晶パネルの背
面直下にランプを配置した直下型方式とが知られてい
る。

【０００３】特に、薄型化が要求されるノート型コンピ
ユータでは、サイドエッジ方式が採用されており、また
モニター用液晶表示装置でも奥行きを短縮するためには
サイドエッジ方式が用いられる。

【０００４】この種の液晶表示装置は、基本的には少な
くとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に
液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パ
ネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に
電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記
各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこの
アクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と
消灯を行う形式とに分類される。

【０００５】後者の形式の液晶表示装置はアクティブマ
トリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等
から液晶表示装置の主流となっている。従来のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した
電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向
方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式を
採用していた。

【０００６】また、近年、液晶層に印加する電界の方向
を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（Ｉ
ＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置が実現された。この
横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方
に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにした
ものが知られている（特公昭６３−２１９０７号公報、
米国特許第４３４５２４９号明細書）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ノート型コンピユータ
に限らず、各種情報処理装置のコンピユータモニター用
の液晶表示装置は年々サイズが大型化しており、かつ狭
額縁化の要求が強くなってきている。液晶表示装置が狭
額縁化された場合、装置端縁と表示域の間隔が狭くなる
ため、バックライトから表示域への光漏れを十分に遮光
することが困難である。

【０００８】図６は従来の液晶表示装置の要部構造例を
説明する概略断面図であって、二枚の基板ＳＵＢ１（下
基板）とＳＵＢ２（上基板）の間に液晶を挟持し、その
上下面に偏光板ＰＯＬ（図では上偏光板のみを示した）
を積層した液晶パネルＰＮＬと、この液晶パネルの背面
に設置したバックライトＢＬとを上フレームＳＨＤと下
フレーム（図示せず）で固定して液晶モジュールを構成
する。

【０００９】この液晶モジュールは、実装するノートパ
ソコンやコンピユータモニター等のケースＣＡＳＥに収
納して当該コンピユータモニター等の表示装置とする。

【００１０】しかし、この種の液晶表示装置では、その
上フレームは電磁輻射を抑制するためのと機械的強度を
確保するために金属板で形成されるものであるため、そ
の表面での光反射率が高く、表示域の外縁でのバックラ
イトからの漏れ光が上フレームの表示窓の内周領域で反
射して表示域の周囲が明るくなる明縁現象が起こる。図
７は従来の液晶表示装置における光漏れの発生を説明す
る図６のＡ部分の拡大図である。

【００１１】液晶パネルＰＮＬは、上基板ＳＵＢ１と下
ＳＵＢ２とからなり、上基板の上面には上偏光板ＰＯＬ
が貼付されている。この上偏光板ＰＯＬは上基板ＳＵＢ
２の端縁から内方に引っ込んだ位置にある。また、狭額
縁化のために上フレームＳＨＤの幅が狭くされている。

【００１２】そして、液晶パネルＰＮＬの周縁からの光
漏れを防止するためのバックライトＢＬと液晶パネルＰ
ＮＬの間の周縁に遮光スペーサＩＬＳを挟み込んでい
る。

【００１３】しかし、同図中に矢印で示したように、偏
光板ＰＯＬの縁から出射したバックライトからの光の一
部は上フレームＳＨＤの側縁で反射し、あるいは液晶パ
ネルと上フレームＳＨＤの内側の間で反射して表示面方
向に出射する。これは表示域の周縁を明るくし、上記し
た明縁現象が起こる。

【００１４】この明縁現象は表示画像のコントラストを
低下させ、また視認性を劣化させる原因となる。

【００１５】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、高コントラストと良好な視認性を有する液晶表
示装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、対向配置された少なくとも一方に画素選
択用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持
してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置さ
れた上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に
応じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネ
ルの背面に設置されたバックライトとを表示窓を有する
上フレームおよびこの上フレームと連接する下フレーム
により固定してなる液晶表示装置において、前記上フレ
ームの表示窓の少なくとも前記液晶パネルを臨む部分に
吸光処理面を有すると共に、前記上偏光板を前記上フレ
ームの下層まで延在させて配置した点に特徴を有する。

【００１７】上記構成により、バックライトの出射光が
表示域と上フレームの間から漏れたり、金属フレームに
反射して表示方向に漏れ出るのが防止され、また上偏光
板の端縁を上フレームの下面まで延ばして設置すること
で遮光効果がさらに向上する。

【００１８】上記の上フレームの表示窓の少なくとも前
記液晶パネルを臨む部分に施す吸光処理は、クロム等の
黒色金属被膜、ステンレスや鉄あるいはアルミニウム等
の光沢の在る金属表面を黒色塗料を塗布または焼付けて
得られる。また、上フレーム自体の材料をクロム、その
他の黒色金属板で形成してもよい。

【００１９】さらに、黒色の樹脂で遮光フレームを形成
し、これを上フレームの窓部の内側に埋め込んだり、黒
色のプラスチックテープ等を貼り付けてもよい。

【００２０】このとき、上フレームの液晶パネルを臨む
表面の反射率を５％以下とすれば漏れ光によるコントラ
ストの低下や視認性の劣化は防止できることが実験的に
確認された。

【００２１】なお、本発明は、液晶層に印加する電圧の
変化でバックライトからの照明光の透過／不透過を制御
して白表示から黒表示、あるいは黒表示から白表示へと
変化する。本発明は、ねじれ角が９０度前後のツイステ
ッドネマチック（ＴＮ型）液晶、ねじれ角が２００から
２６０度のスーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ
型）液晶を用いた液晶表示装置、あるいは垂直配向タイ
プ（縦電界方式）のＴＦＴや基板面に平行な方向の電界
で動作する横電界方式の液晶表示装置、その他の型式の
液晶表示装置にも適用できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明による液晶表示装置の第１実
施例を説明する要部断面模式図であって、ＳＵＢ１は下
基板、ＳＵＢ２は上基板、ＰＯＬは上偏光板、ＧＬＢは
導光板、ＬＰは光源ランプ、ＬＳは反射器、ＳＨＤは上
フレーム、ＢＫＤは吸光処理面、ＣＡＳＥは実装するコ
ンピユータ等の表示部を構成するケースを示す。

【００２４】この液晶表示装置がＴＮ型と垂直配向タイ
プの縦電界方式の場合、液晶層２の屈折率異方性Δｎと
セルギャップ（上下基板間の間隙）ｄとの積Δｎ・ｄは
０．２から０．６μｍの範囲がコントラスト比と明るさ
を両立させるためには好ましく、ＳＴＮ型の場合は０．
５から１．２μｍの範囲が、横電界方式では０．２から
０．５μｍの範囲が好ましい。

【００２５】ここでは、上下基板３ｂ，３ａとしては、
厚みが０．７ｍｍで表面を研磨し、ＩＴＯ（インジウム
チンオキサイド）の透明電極をスパッタ法で成膜したガ
ラス基板を２枚用いる。これらの上下基板３ｂ，３ａの
間に誘電率異方性Δｎεが正で、その値が４．５であ
り、複屈折率Δｎが０．１９（５８９ｎｍ、２０°Ｃ）
のネマチック液晶組成物を挟み、セルギャップは６μｍ
としたため、Δｎ・ｄは１．４１μｍとした。

【００２６】そして、基板表面に塗布したポリイミド系
配向制御膜をスピンナーで塗布し、２５０°Ｃで３０分
間焼成し、ラビング処理を行って３．５度のプレチルト
角を形成した。なお、このプレチルト角は回転結晶法で
測定した。上下基板のラビング方向は時分割駆動を行う
ため液晶分子のねじれ角（ツイスト角）が２４０度とな
るように設定した。ここで、ツイスト角はラビング方向
およびネマチック液晶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。

【００２７】ねじれ角は閾値近傍の点灯状態が光を散乱
する配向となることから最大値が制限され、２６０度が
上限であり、また下限はコントラストによって制限さ
れ、２００度が限界である。

【００２８】本実施例では、走査線数が２００本以上で
も十分なコントラストで白黒表示が可能な液晶表示装置
を得ることを目的としたので、ねじれ角は２４０度とし
た。また、下基板３ａと上基板３ｂと各偏光板１ａと１
ｂの間に、ポリカーボネートからなるΔｎ・ｄ＝０．４
μｍの位相差フィルムを各一枚配置した（図示せず）。

【００２９】本実施例では、液晶パネルＰＮＬを固定す
る上フレームＳＨＤの液晶パネルを臨む部分、すなわ
ち、当該上フレームＳＨＤの窓部内側と内側縁に吸光処
理面ＢＫＤを備えた。これと共に、液晶パネルＰＮＬの
上基板ＳＵＢ２に貼付する上偏光板ＰＯＬを上フレーム
ＳＨＤの下側まで延ばした。

【００３０】図２は本発明による液晶表示装置の第１実
施例の上フレームの構成を説明する部分図である。

【００３１】同図（ａ）は上フレームＳＨＤの裏面を示
す部分斜視図で、窓部ＷＤを囲む内周縁の裏面と内側縁
に図中にダブルハッチングを付したクロム金属膜を成膜
して、これを吸光処理面ＢＫＤとしたものである。

【００３２】同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した
断面を図１と同じ姿勢で示す部分断面図である。この実
施例では吸光処理面ＢＫＤを窓部ＷＤを囲む内周縁の裏
面と内側縁にのみ施したが、図示矢印Ｃで示した上面縁
にも同様の吸光処理面ＢＫＤを形成してもよく、さらに
当該上フレームＳＨＤの残りの部分の一部または全体に
同様の吸光処理面ＢＫＤを形成してもよい。

【００３３】この実施例の構成としたことにより、狭額
縁化した場合の液晶パネルの表示域と上フレームの間か
らの光漏れが抑制され、コントラストが高く、視認性に
優れた液晶表示装置を得ることができる。

【００３４】図３は本発明による液晶表示装置の組立完
成図であり、（Ａ）は表示面側の平面図、（Ｂ）は左側
面図、（Ｃ）は右側側面図、（Ｄ）は上側側面、（Ｅ）
は下側側面図を示す。

【００３５】同図において、ＳＨＤは上フレーム、ＡＲ
は表示域、ＭＣＡは下フレーム（下側ケース）、ＨＬＤ
１〜４は取り付け穴、ＬＣＴは接続コネクタ、ＬＰＣ
１，２はランプケーブル、ＣＴ１はインターフェースコ
ネクタ、ＷＤは表示領域を露出する開口である。また、
ＰＯＬは上偏光板で液晶パネルＰＮＬの上面を覆って貼
付されている。

【００３６】この液晶表示装置は、上フレームＳＨＤと
下フレームＭＬの２種類の収納・保持部材を用いて組み
込まれ、取り付け穴ＨＬＤ１〜４でノートパソコンやモ
ニター等の情報処理装置の表示部に実装される。

【００３７】取り付け穴ＨＬＤ１とＨＬＤ３の間にある
凹部にはバックライト用のインバータが組み込まれ、接
続コネクタＬＣＴとランプケーブルＬＰＣ１，ＬＰＣ２
でバックライト組立体を構成する冷陰極蛍光灯（光源ラ
ンプ）に電力を供給する。なお、この例では蛍光管は液
晶表示素子ＰＮＬの裏上下辺に組み込まれる。

【００３８】本体コンピユータ（ホスト）からの信号お
よび必要な電源は裏面に位置するインターフェースコネ
クタＣＴ１を介して供給される。

【００３９】図示の液晶表示装置は外径寸法が大きく、
表示域ＡＲも大きくなったにも係わらず、表示に寄与し
ない所謂額縁領域が小さい。さらに、重量も軽量化さ
れ、可搬型情報処理装置の可搬性を失うことなく見やす
い大画面表示が得られる。

【００４０】図４は本発明による液晶表示装置の全体構
成を説明する展開斜視図である。同図は液晶表示パネ
ル，回路基板，バックライト、その他の構成部材を一体
化した液晶表示装置（モジュール：ＭＤＬと称する）の
具体的構造を説明するものである。

【００４１】ＳＨＤは金属板からなる上フレーム（シー
ルドケース、メタルフレームとも言う）、ＷＤは表示
窓、ＩＮＳ１〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路基
板（ＰＣＢ１はドレイン側回路基板：映像信号線駆動用
回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、ＰＣＢ３はイ
ンターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板ＰＣ
Ｂ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＴＣＰ１，
ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬは液晶表
示パネル、ＰＯＬは上偏光板、ＧＣはゴムクッション、
ＩＬＳは遮光スペーサ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰ
Ｓは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シー
ト、ＭＣＡは一体化成形により形成された下フレーム
（下側ケース：モールドフレーム）、ＭＯはＭＣＡの開
口、ＢＡＴは両面粘着テープであり、図示の配置関係で
拡散板部材を積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組
立てられる。なお、光源ランプ部分の図示は省略した。

【００４２】この液晶表示装置は（液晶表示モジュール
ＭＤＬ）は、下フレームＣＡと上フレームＳＨＤの２種
の収納・保持部材を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回
路基板ＰＣＢ１〜３、液晶表示パネルＰＮＬを収納固定
し、導光板ＧＬＢ等から構成されるバックライトを収納
した下フレームＭＣＡを上フレームＳＨＤに合体させて
なる。

【００４３】映像信号線駆動用回路基板ＰＣＢ１には液
晶表示パネルＰＮＬの各画素を駆動するための集積回路
チップが搭載され、またインターフェース回路基板ＰＣ
Ｂ３には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミン
グ信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およ
びタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミ
ングコンバータ（ＴＣＯＮ）等が搭載される。

【００４４】上記タイミングコンバータで生成されたク
ロック信号は映像信号線駆動用回路基板ＰＣＢ１に搭載
された集積回路チップに供給される。

【００４５】インターフェース回路基板ＰＣＢ３および
映像信号線駆動用回路基板ＰＣＢ１は多層配線基板であ
り、上記クロック信号ラインＣＬＬはインターフェース
回路基板ＰＣＢ３および映像信号線駆動用回路基板ＰＣ
Ｂ１の内層配線として形成される。

【００４６】なお、液晶表示パネルＰＮＬにはＴＦＴを
駆動するためのドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側
回路基板ＰＣＢ２およびインターフェース回路基板ＰＣ
Ｂ３がテープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２で
接続され、各回路基板間はジョイナＪＮ１，２，３で接
続されている。

【００４７】図５は図４に示した液晶表示装置を実装し
た情報処理装置の一例を説明するパソコンの外観図であ
って、前記各図と同一符号は同一部分に対応し、ＩＶは
蛍光管駆動用のインバータ電源、ＣＰＵはホスト側中央
演算装置である。

【００４８】同図に示したパソコンによれば、その視野
角が広く、均一なコントラストで視認性の良好な画像表
示が得られる。

【００４９】なお、本発明は上記した横電界方式のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置に限って適用されるも
のではなく、縦電界方式、あるいは単純マトリクス方式
の液晶表示装置における配向膜の液晶配向制御能不要方
法および装置としても同様に適用可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
狭額縁化した場合の液晶パネルの表示域と上フレームの
間からの光漏れが抑制され、コントラストが高く、視認
性に優れた液晶表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例を説明
する要部断面模式図である。

【図２】本発明による液晶表示装置の第１実施例の上フ
レームの構成を説明する部分図である。

【図３】本発明による液晶表示装置の組立完成図であ
る。

【図４】本発明による液晶表示装置の全体構成を説明す
る展開斜視図である。

【図５】図４に示した液晶表示装置を実装した情報処理
装置の一例を説明するパソコンの外観図である。

【図６】従来の液晶表示装置の要部構造例を説明する概
略断面図である。

【図７】従来の液晶表示装置における光漏れの発生を説
明する図６のＡ部分の拡大図である。

【符号の説明】

ＳＵＢ１ 下基板 ＳＵＢ２ 上基板 ＰＯＬ 上偏光板 ＧＬＢ 導光板 ＬＰ 光源ランプ ＬＳ 反射器 ＳＨＤ 上フレーム ＢＫＤ 吸光処理面 ＣＡＳＥ 実装するコンピユータ等の表示部を構成する
ケース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対向配置された少なくとも一方に画素選択
   用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持し
   てなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置され
   た上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に応
   じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネル
   の背面に設置されたバックライトとを表示窓を有する上
   フレームおよびこの上フレームと連接する下フレームに
   より固定してなる液晶表示装置において、 前記上フレームの表示窓の少なくとも前記液晶パネルを
   臨む部分に吸光処理面を有すると共に、前記上偏光板を
   前記上フレームの下層まで延在させて配置したことを特
   徴とする液晶表示装置。