(57)【要約】 【課題】  液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を抑制して液晶の劣化を防ぎ、長寿命化された液晶表示装置およびその製造方法を提供すること。【解決手段】  対抗電極４８、配向膜４９を備えた入射側基板ガラス４０と、画素電極３８、配向膜３９を備えた出射側基板ガラス３０との間に封入された液晶層５０を有し、両側に防塵ガラス３５、４５が貼り合わされた液晶表示装置１０Ａは、入射側基板ガラス４０の無効画素領域（１２）に対応する部分の内部にレーザ光の照射による白濁層４４が形成されており、液晶表示装置１０Ａへの入射光は白濁層４４で乱反射されて無効画素領域（１２）内へ殆ど入射せず、液晶５０が劣化されないので長寿命で信頼性の高いものとなっている。【選択図】      図３
2005043699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記入射側基板ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源光が入射する前記入射側基板ガラスの入射側に入射側防塵ガラスが貼り合わされており、前記入射側基板ガラス、および／または前記入射側防塵ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されている
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】
液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極、配向膜および前記無効画素領域に対応する遮光膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記出射側基板ガラスの前記遮光膜に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
光源光の入射側に配設され、内面側に遮光パターンであるブラックマトリックス、入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、
前記入射側基板ガラスの前記ブラックマトリックスに対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、
前記入射側基板ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかを形成して白濁化させる工程を有し、
前記工程が、少なくともレーザ発振器と前記入射側基板ガラスとの間に前記レーザ光の焦点を前記入射側基板ガラスの表面または内部に結ばせる集光レンズが配置され、前記入射側基板ガラスへの前記レーザ光の照射方向をＺ軸方向として前記入射側基板ガラスを前記Ｚ軸方向とそれぞれ直角で、かつ相互に直角なＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ得る系のもとに、
（ａ）前記集光レンズは固定して前記入射側基板ガラスを前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に移動させる。
（ｂ）前記入射側基板ガラスを前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に移動させつつ前記集光レンズを前記Ｚ軸方向へ前記集光レンズの焦点深度程度の振幅で振動させるか、またはそれより大きい振幅とし前記集光レンズの振動の上行時に同期させてレーザ光を発振させる。
（ｃ）前記集光レンズをｆθレンズとし、前記レーザ発振器と前記ｆθレンズとの間に配置した光偏向手段によって前記レーザ光のビームを反射させて前記Ｘ軸方向（または前記Ｙ軸方向）へ振りながら、前記入射側基板ガラスを前記Ｙ軸方向（または前記Ｘ軸方向）へ移動させる。
の何れかによって行われる
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記入射側基板ガラスの入射側に入射側防塵ガラスが貼り合わされている場合に、前記入射側基板ガラス、および／または前記入射側防塵ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部に前記レーザ光を照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかを形成して白濁化させる
ことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極、配向膜および前記無効画素領域に対応する遮光膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、
前記出射側基板ガラスの前記遮光膜に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかを形成して白濁化させる
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
光源光の入射側に配設され、内面側に遮光パターンであるブラックマトリックス、入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、
前記入射側基板ガラスの前記ブラックマトリックスに対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかを形成して白濁化させる
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【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関するものであり、更に詳しくは、基板ガラス等に形成した白濁層によって光源からの光が無効画素領域へ入射することを防いで液晶の劣化を抑制した液晶表示装置、および液晶表示装置の遮光膜または遮光パターンを補完するものとして、基板ガラス等に不透明な白濁層を形成させた液晶表示装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、 薄型で軽量であるほか、 低電圧での駆動が可能で、消費電力が小さいという特性を備えており、ディスプレイ装置の要素として飛躍的な成長を遂げている。例えば図７はプロジェクタに使用される液晶表示装置の構成を組立てプロセスによって示す斜視図である。すなわち、図７−Ｅに示す液晶表示装置１０Ｆにおいては、上方の図示を省略した光源からの光は液晶パネル１を透過して下方へ出射されるが、その液晶表示装置１０Ｆは図７−Ａに示す出射窓２ｗが形成された外枠２内に図７−Ｂに示すフレキシブルプリント配線板１ｆを備えた液晶パネル１を載置し周縁部を接着剤で固定して、図７−Ｃに示す組込み体３とされ、次いで、図７−Ｄに示す入射窓２０ｗを備えた見切り板２０を、その両側に形成されているバネ状の脚２２ａによって外枠２を挟むように上方から押し込んで、脚２２ａを外枠２の係止部２ａに係止させることによって図７のＥに示す液晶表示装置１０Ｆが組み立てられる。
【０００３】
また、図８は、上記液晶表示装置１０Ｆの外枠２、見切り板２０、液晶パネル１を示す図であり、図８−Ａは外枠２の平面図、図８−Ｂは見切り板２０の平面図、図８−Ｃは、外枠２内に載置された液晶パネル１と上方から押し込まれる見切り板２０とを示す断面図である。なお、液晶表示装置１０Ｆがプロジェクタの要素として使用される場合、上述したように、図８−Ｃにおいて、図示しない光源からの光は見切り板２０の上方から入射されて下方へ出射される。
【０００４】
そして、図９は上記の液晶表示装置１０Ｆの周縁部を部分拡大して示す図であり、図９−Ａは平面図、図９−Ｂは図９−Ａにおける[Ｂ]−[Ｂ]線方向の断面図である。なお、図９−Ａには図９−Ｂに示した見切り板２０は図示を省略されている。図９−Ｂを参照して、液晶表示装置１０Ｆは、絶縁膜３７ａ、３７ｂを介して透明な画素電極３８および配向膜３９が形成された出射側基板ガラス３０と、これに対向して透明な対向電極４８および配向膜４９が形成された入射側基板ガラス４０との間に液晶５０が層状に封入されて構成されている。また、出射側基板ガラス３０と画素電極３８との間の絶縁膜３７ａ、３７ｂに挟まれて信号線３２が配置されており、信号線３２および出射側基板ガラス３０側に設けられる図示されていないＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の上方に位置して、入射側基板ガラス４０には遮光性のブラックマトリックス４２が形成されている。そして一般的には、入射側基板ガラス４０の入射側に入射側防塵ガラス４５、出射側基板ガラス３０の出射側に出射側防塵ガラス３５が貼り合わされる。
【０００５】
液晶表示装置１０Ｆでは、通常、液晶パネル１の出射側基板ガラス３０と入射側基板ガラス４０との間に形成される画素の全数と、画像表示に使用される６画素または１２画素の倍数である有効画素の画素数とに若干の差異があることから、図９−Ａに模式的に示すように、その差異分の無効画素１２は有効画素１１からなる有効画素領域（１１）の周縁部に無効画素領域（１２）として額縁状に配置されており、その無効画素領域（１２）に光源からの光が入射しないように、また無効画素領域（１２）から光が出射しないようにされている。すなわち、無効画素領域（１２）おいては、図９−Ｂに示すように、入射側防塵ガラス４５上に見切り板２０の入射窓２０ｗを形成する窓枠の周縁２１が配置されており、出射側基板ガラス３０には遮光膜３４が形成されている。
【０００６】
上記の見切り板２０は、光源からの光が無効画素領域（１２）内へ入射しないように、すなわち、入射窓２０ｗの窓枠の周縁２１が無効画素領域（１２）の内側の端縁、すなわち遮光膜３４の内側の端縁と一致するように設けられるべきであるが、実際には、見切り板２０、外枠２等に寸法的なバラツキがあっても窓枠の周縁２１が有効画素領域（１１）へかぶさることがないように、窓枠の周縁２１は無効画素領域（１２）の内側の端縁から若干外側へずらせて配置される。従って、上方からの光は無効画素領域（１２）の内側の端縁と窓枠の周縁２１との間のずらし部２９から無効画素領域（１２）内へ入射することになる。
【０００７】
図１０は液晶表示装置１０Ｆにおいて、光源からの光が無効画素領域（１２）の内側の端縁と入射窓２０ｗの窓枠の周縁２１とのずらし部２９から無効画素領域（１２）へ入射している状態を模式的に示す図であり、入射光は防塵ガラス４５、入射側基板ガラス４０、対向電極４８、配向膜４９、液晶層５０、配向膜３９、画素電極３８、絶縁膜３７ｂ、３７ａを透過し遮光膜３４に至って反射され、入射の経路を逆に辿って入射側防塵ガラス４５から外へ出る。すなわち、入射した光は無効画素領域（１２）内を厚さ方向に往復して透過するので透過光量が増大し、それによる光吸収量の増大（発熱量の増大）に起因すると思われるが、画素電極３８および対向電極４８からイオンが発生し、そのイオンは配向膜３９、４９や液晶５０を劣化させるのである。そして、その劣化によって有効画素領域（１１）において液晶５０の配向に乱れを生じるほか、液晶５０の劣化によって気泡が発生する等によって、液晶表示装置１０Ｆの寿命が短くなっている。
【０００８】
後述するように、本願発明の液晶表示装置の一つは、液晶パネルの無効画素領域へ入射する光による液晶表示装置の性能低下を防ぐために、入射側基板ガラスおよび／または入射側防塵ガラスにレーザ光を照射してその表面または内部に白濁層を形成させたものであるが、同様に液晶表示装置の性能低下を防ぐものとして、入射光が例えば出射側基板ガラスの出射面で反射してＴＦＴへ入射してチャネル部を励起させることにより、ＴＦＴがオフとなる動作条件下においても電流が流れて画像のコントラストを低下させることを防ぐために、出射側基板ガラスとＴＦＴとの間にＴｉやＣｒの如き金属またはＷＳｉの如き金属シリサイドによる遮光膜を形成し、出射側基板ガラスの出射面からの反射光がＴＦＴへ入射することを防いだ液晶表示装置が開示されている（例えば特許文献１、特許文献２を参照。）。
【０００９】
また、レーザ光によって板ガラス内に微小なクラックを発生させてマーキングする方法が開示されている（例えは特許文献３、特許文献４を参照。）。更には、レーザ光を照射して板ガラスを例えば等間隔の虹色に着色させる方法が開示されている（例えは特許文献５を参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１７１１０１号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−８４４２２号公報（第５頁、図１）
【特許文献３】特開平４−７１７９２号公報（第２頁、第１図）
【特許文献４】特開平１１−１５６５６８号公報（第３頁、図１）
【特許文献５】特開平２００３−１２３４６号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、液晶パネルの無効画素領域への光の入射を抑制し、光が透過することによる液晶の劣化を防いで長寿命化された液晶表示装置、更には金属質の遮光膜を異なる種類の遮光層によって補完した液晶表示装置およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題は請求項１、請求項３、 請求項４、請求項５、 請求項７、または請求項８の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば次に示す如くである。
【００１３】
請求項１の液晶表示装置は、液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、前記入射側基板ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているものである。
【００１４】
上記白濁層の具体的な形成手段としては、例えば集光レンズによってレーザ光の焦点を入射側基板ガラスの表面または内部に結ばせて所定の領域を走査するような手段が可能である。その際に使用するレーザの能力は、レーザ光の焦点深度に相当する部分における温度が好ましくは入射側基板ガラスの熔融温度よりも高くなるものである。このレーザ光の照射による入射側基板ガラスの部分的な熱膨張と収縮、部分的な熔融と固化の度合いや、加熱速度および冷却速度の違い等により、入射側基板ガラスの表面または内部に少なくとも微小クラック、微小気泡、ないしは屈折率の異なる微小部の何れかが形成され、またはこれらの混合体が形成され、それらによる白濁層を形成させることができる。
【００１５】
このような液晶表示装置は、入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分に白濁層が形成されているので、液晶表示装置への入射光はその白濁層で乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、遮光膜によって反射されて戻るものを含めても、無効画素領域を透過する光量が極度に抑制されることから、無効画素領域を透過する光によって液晶が劣化されることはない。
【００１６】
請求項１に従属する請求項２の液晶表示装置は、前記光源光が入射する前記入射側基板ガラスの入射側に入射側防塵ガラスが貼り合わされており、前記入射側基板ガラス、および／または前記入射側防塵ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているものである。なお白濁層の形成手段は上記と同様である。
このような液晶表示装置は、入射側基板ガラスに入射側防塵ガラスが貼り合わされている場合において、入射側基板ガラスおよび入射側防塵ガラスの少なくとも何れか一方の無効画素領域に対応する部分に白濁層が形成されているので、液晶表示装置への入射光はその白濁層で乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、無効画素領域を透過する光によって液晶が劣化されることはない。
【００１７】
請求項３の液晶表示装置は、液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極、配向膜および前記無効画素領域に対応する遮光膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、前記出射側基板ガラスの前記遮光膜に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているものである。なお白濁層の形成手段は上記と同様である。
このような液晶表示装置は、出射側基板ガラスの遮光膜に対応する部分に白濁層が形成されているので、遮光膜を補完して、無効画素領域からの光の出射を防ぐことができる。
【００１８】
請求項４の液晶表示装置は、光源光の入射側に配設され、内面側に遮光パターンであるブラックマトリックス、入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、前記入射側基板ガラスの前記ブラックマトリックスに対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているものである。なお白濁層の形成手段は上記と同様である。
このような液晶表示装置は、入射側基板ガラスのブラックマトリックスに対応する部分に白濁層が形成されているので、ブラックマトリックスを補完して、ブラックマトリックスによって遮光されるべき部分を遮光することができる。
【００１９】
請求項５の液晶表示装置の製造方法は、液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記入射側基板ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射して少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れか、またはそれらの混合体を形成させて白濁化させる工程を有し、前記工程が、少なくともレーザ発振器と前記入射側基板ガラスとの間に前記レーザ光の焦点を前記入射側基板ガラスの表面または内部に結ばせる集光レンズが配置され、前記入射側基板ガラスへの前記レーザ光の照射方向をＺ軸方向として、前記入射側基板ガラスを前記Ｚ軸方向とそれぞれ直角で、かつ相互に直角なＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ得る系のもとに、
（ａ）前記集光レンズは固定して前記入射側基板ガラスを前記Ｘ軸方向および前記      Ｙ軸方向に移動させる。
（ｂ）前記入射側基板ガラスを前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に移動させつつ前記集光レンズを前記Ｚ軸方向へ前記集光レンズの焦点深度程度の振幅で振動させるか、またはそれより大きい振幅とし前記集光レンズの振動の上行時に同期させてレーザ光を発振させる。
（ｃ）前記集光レンズをｆθレンズとし、前記レーザ発振器と前記ｆθレンズとの間に配置した光偏向手段によって前記レーザ光のビームを反射させて前記Ｘ軸方向（または前記Ｙ軸方向）へ振りながら、前記入射側基板ガラスを前記Ｙ軸方向（または前記Ｘ軸方向）へ移動させる。
の何れかによって行われる方法である。
【００２０】
このような液晶表示装置の製造方法は、（ａ）集光レンズを固定し入射側基板ガラスをＸ軸方向とＹ軸方向へ移動させる方法では集光レンズの焦点深度に相当する厚さの白濁層が形成され、（ｂ）入射側基板ガラスをＸ軸方向とＹ軸方向へ移動させつつ集光レンズをＺ軸方向へ集光レンズの焦点深度程度の振幅で振動させる方法は、（ａ）の集光レンズを固定する方法に比して振幅程度だけ厚い白濁層が形成され、焦点深度程度の振幅より大きい振幅として集光レンズの振動の上行時に同期させてレーザ光を発振させる方法はその振幅に相当する厚さの白濁層が形成される。（ｃ）のレーザ光のビームをｆθレンズとの間に配置した光偏向手段によってＸ軸方向（またはＹ軸方向）へ振る方法は入射側基板ガラスをＹ軸方向（またはＸ軸方向）へ移動させるだけで二次元の層状白濁層を形成させることができる。
そして、このようにして入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分が層状に白濁化されることにより、液晶表示装置への入射光はその白濁化部で乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、無効画素領域を透過する光による液晶の劣化を発生させない。
【００２１】
請求項５に従属する請求項６の液晶表示装置の製造方法は、前記入射側基板ガラスの入射側に入射側防塵ガラスが貼り合わされている場合に、前記入射側基板ガラス、および／または前記入射側防塵ガラスの前記無効画素領域に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、微小クラック、微小気泡、および屈折率の異なる微小部のうちの少なくとも何れか一つを形成させて白濁化させる方法である。なお白濁化の手段は請求項５と同様である。
このような液晶表示装置の製造方法は、入射側基板ガラスに入射側防塵ガラスが貼り合わされている場合に、入射側基板ガラスおよび入射側防塵ガラスの少なくとも何れか一方の無効画素領域に対応する部分を白濁化させるので、液晶表示装置への入射光はその白濁化部で乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、    無効画素領域を透過する光による液晶の劣化を発生させない。
【００２２】
請求項７の液晶表示装置の製造方法は、液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、前記見切り板の内面側で前記光源光の入射側となる入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスに対向する出射側透明電極、配向膜および前記無効画素領域に対応する遮光膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記出射側基板ガラスの前記遮光膜に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかを形成して白濁化させる方法である。なお白濁化の手段は請求項５と同様である。
このような液晶表示装置の製造方法は、出射側基板ガラスの遮光膜に対応する部分をレーザ光の照射によって白濁化させるので、その白濁化部は遮光膜を補完して無効画素領域からの光の出射を防ぐ。
【００２３】
請求項８の液晶表示装置の製造方法は、光源光の入射側に配設され、内面側に遮光パターンであるブラックマトリックス、入射側透明電極および配向膜を備えた入射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと対向する出射側透明電極および配向膜を備えた出射側基板ガラスと、前記入射側基板ガラスと前記出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置の製造方法において、前記入射側基板ガラスの前記ブラックマトリックスに対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかを形成して白濁化させる方法である。なお白濁化の手段は請求項５と同様である。
このような液晶表示装置の製造方法は、入射側基板ガラスのブラックマトリックスに対応する部分をレーザ光の照射によって白濁化させるので、ブラックマトリックスを補完してブラックマトリックスによって遮光されるべき部分を遮光することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の液晶表示装置およびその製造方法は、次に記載するような効果を奏する。
【００２５】
請求項１の液晶表示装置によれば、入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているので、液晶表示装置への入射光はその白濁層で乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、遮光膜によって反射されて戻るものを含めても、無効画素領域を透過する光量が極度に抑制され、透過光によって液晶が劣化されないことから、長寿命で信頼性の高い液晶表示装置となる。
【００２６】
請求項２の液晶表示装置によれば、入射側基板ガラスの外面側に入射側防塵ガラスが貼り合わされている液晶表示装置に付いて、入射側基板ガラス、および／または入射側防塵ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているので、液晶表示装置への入射光はその白濁層で乱反射されて無効画素領域へ殆ど入射せず、無効画素領域を透過する光によって液晶が劣化されないことから、長寿命で信頼性の高い液晶表示装置となる。
【００２７】
請求項３の液晶表示装置によれば、出射側基板ガラスの内面側の無効画素領域に対応する部分に形成される遮光膜の存在下に、出射側基板ガラスの表面または内部の遮光膜に対応する部分の表面または内部に白濁層が形成されているので、遮光膜を補完して無効画素領域からの光の出射が防がれた表示性能の高い液晶表示装置となる。
【００２８】
請求項４の液晶表示装置によれば、画素を画成するように形成されるパターン状のブラックマトリックスの存在下に、入射側基板ガラスのブラックマトリックスに対応する部分の表面または内部に同一パターン形状の白濁層が形成されているので、ブラックマトリックスを補完して、ブラックマトリックスによって遮光されるべき部分が遮光された表示性能の高い液晶表示装置となる。
【００２９】
請求項５の液晶表示装置の製造方法によれば、入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、微小クラック、微小気泡、および屈折率の異なる微小部のうちの少なくとも何れかを形成させて白濁化させるが、その時のレーザ光の照射方法によって
（ａ）集光レンズを固定し入射側基板ガラスをＸ軸方向とＹ軸方向へ移動させる方法によって集光レンズの焦点深度に相当する厚さの白濁層を形成することができる。また、（ｂ）入射側基板ガラスをＸ軸方向とＹ軸方向へ移動させつつ集光レンズをＺ軸方向へ集光レンズの焦点深度程度の振幅で振動させる方法によって、（ａ）の集光レンズを固定する方法に比して振幅程度だけ厚い白濁層を形成することができ、焦点深度程度の振幅より大きい振幅として集光レンズの振動の上行時に同期させてレーザ光を発振させる方法ではその振幅に相当する厚さの白濁層を形成することができる。更には（ｃ）レーザ光のビームをｆθレンズとの間に配置した光偏向手段によってＸ軸方向（またはＹ軸方向）へ振る方法は入射側基板ガラスをＹ軸方向（またはＸ軸方向）へ移動させるだけで層状の白濁層を形成することができる。
そして、上記のようにして入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部を層状に白濁化させるので、液晶表示装置への入射光はその白濁化部で乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、無効画素領域を透過する光による液晶の劣化を発生させない液晶表示装置が製造される。また白濁化をレーザ光の照射によって行うので、製造された液晶表示装置が無効画素領域へ光源光が入射する欠陥箇所を持っている場合に、その欠陥箇所を確認しながら後加工によって補修することも可能である。
【００３０】
請求項６の液晶表示装置の製造方法によれば、入射側基板ガラスの入射側に入射側防塵ガラスが貼り合わされている場合に、入射側基板ガラスおよび／または入射側防塵ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射し、微小クラック、微小気泡、および屈折率の異なる微小部のうちの少なくとも何れかを形成させて白濁化させるので、液晶表示装置への入射光はその白濁化部で乱反射されて無効画素領域へ殆ど入射せず、無効画素領域を透過する光によって液晶が劣化されない長寿命で信頼性の高い液晶表示装置を製造される。    また白濁化をレーザ光の照射によって行うので、製造された液晶表示装置に光源光が無効画素領域へ入射する欠陥がある場合に、後加工によってその欠陥箇所を補修することも可能である。
【００３１】
請求項７の液晶表示装置の製造方法によれば、出射側基板ガラスの内面側に無効画素領域に対応して形成されている遮光膜の存在下に、出射側基板ガラスの表面または内部の遮光膜に対応する部分にレーザ光を照射し、微小クラック、微小気泡、および屈折率の異なる微小部のうちの少なくとも何れかを形成させて白濁化させるので、遮光膜を補完して無効画素領域からの光の出射を防ぐことができ、表示性能が低下しない液晶表示装置を製造することができる。また白濁化をレーザ光の照射によって行うので、製造された液晶表示装置の遮光膜に欠陥がある場合に、後加工によってその欠陥を補修することも可能である。
【００３２】
請求項８の液晶表示装置の製造方法によれば、入射側基板ガラスに形成されているブラックマトリックスの存在下に、入射側基板ガラスの表面または内部のブラックマトリックスに対応する部分にレーザ光を照射し、微小クラック、微小気泡、および屈折率の異なる微小部のうちの少なくとも何れかを形成させて白濁化させるので、ブラックマトリックスを補完してブラックマトリックスにより遮光されるべき部分を遮光し表示性能が低下しない液晶表示装置を製造することができる。また白濁化をレーザ光の照射によって行うので、製造された液晶表示装置のブラックマトリックスに欠陥がある場合に、後加工によってその欠陥を補修することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
上述したように、本発明の液晶表示装置の一つは、液晶パネルの無効画素領域への光源光の入射を防ぐように窓枠が形成された入射窓を有する見切り板と、その内面側の入射側基板ガラスと、これに対向する出射側基板ガラスと、入射側基板ガラスと出射側基板ガラスとの間に封入された液晶層とを有する液晶表示装置において、入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部にレーザ光を照射して形成される白濁層により、無効画素領域の内側の端縁と見切り板の入射窓の窓枠の周縁とのずれ部分からの入射光は乱反射されて無効画素領域へは殆ど入射せず、無効画素領域を透過する光による液晶の劣化を発生させないものである。
【００３４】
このような液晶表示装置は、入射側基板ガラスの無効画素領域に対応する部分の表面または内部に、焦点位置における温度が好ましくは入射側基板ガラスの溶融温度より高くなるレーザ光の焦点を結ばせて照射し、少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れかによる白濁層を形成させて擦りガラス様とすることにより製造される。上記の微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れが形成されるかは、レーザ光の焦点位置に生ずる部分的な膨張、収縮の度合い、部分的な溶融、固化の度合い、ないしは加熱速度、冷却速度の違い、シャッター類によるレーザ光の照射時間と非照射時間との割合等によって定まるが、本発明の場合、要は少なくとも微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の何れか、またはこれらの混合体による白濁層が形成されていればよい。なお、微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部は密度高く形成させても個々の径が極度に小さい場合は透明化する傾向があるので、個々の径は可視光線の波長と同等以上にすることが好ましい。
【００３５】
上記のような白濁層を形成させることにより、無効画素領域の内側の端縁と見切り板の入射窓の窓枠の周縁とのずれ部分からの入射光は白濁層によって乱反射され、無効画素領域への入射光量が極度に抑制されることから液晶の劣化が格段に抑制され、結果的に液晶表示装置を長寿命化させることができるのである。入射側基板ガラスの入射側に入射側防塵ガラスが貼り合わされている場合には、入射側基板ガラスと入射側防塵ガラスとの少なくとも何れか一方の表面または内部に白濁層を形成させてもよく、入射側基板ガラスと入射側防塵ガラスとの両者に白濁層を形成させてもよい。
【００３６】
使用するレーザは気体レーザであってもよく、固体レーザであってもよい。また、レーザは紫外線、可視光線、赤外線の何れの波長領域のものであってもよく、また、連続発振、パルス発振の何れであってもよい。しかし、集光レンズを介して結ばれるレーザ光の焦点位置において、所定時間内に入射側基板ガラスまたは入射側防振ガラスに部分的熱膨張ないしは部分的熔融を生じさせる能力を備えたものであることを要する。従って、一般的にはネオジウムをドープしたＹＡＧレーザやＣＯ2 レーザが好適に使用される。そして、レーザ発振器から放射されるレーザ光を集光レンズにより上記のガラス基板類の表面または内部に焦点を結ばせる。
【００３７】
そして、ビーム径を絞ったレーザ光を加工対象のガラス類の所定の領域内で走査し照射して白濁層を形成させるが、そのために、通常的には、図１に示すようなレーザ発振器と光学系とステージが使用される。図１を参照し、ガラス類５２を照射する鉛直方向のレーザ光Ｌの照射方向をＺ軸方向として、Ｚ軸方向に高さ位置の調整が可能であり、Ｚ軸方向とそれぞれ直角で、かつ相互に直角なＸ軸方向およびＹ軸方向への移動が可能なＸＹＺテーブル５１上にガラス類５２を載置してＺ軸方向の高さ位置を調整し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動させて、レーザ発振器５３から放射されるレーザ光Ｌを照射する方法が採用される。
【００３８】
すなわち、レーザ発振器５３からのレーザ光Ｌをコリメータ５４によって平行化した後、ベンドミラー５５によってＺ軸に沿って下方へ垂直に曲げ、集光レンズ５６によってレーザ光Ｌのビーム径を絞ってＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動させるガラス類５２へ照射することにより焦点位置で集光レンズ５６の焦点深度に相当する厚さの白濁層が形成される。要すればベンドミラー５５を半透明なものとし、直上にＣＣＤカメラ５７を設置して、モニター５８によって照射による加工状態を観察するようにしてもよい。
【００３９】
このような光学系の場合には、集光レンズ５６をＺ軸方向へ振動させることにより集光レンズを固定する場合よりは厚い白濁層を形成させることができる。例えば振幅を集光レンズの焦点深度程度として振動させることにより、集光レンズを固定する方法に比して振幅程度だけ厚い白濁層を形成させることができる。なお、白濁層を形成する微小クラック、微小気泡、屈折率の異なる微小部の個々の径と使用するレーザ光の波長によって異なるが、振幅を大にすると集光レンズの下行時にレーザ光が直前に形成された白濁部とかぶって乱反射され、期待するような厚さの白濁層は形成されない場合を生ずる。このような場合には集光レンズの上行時に同期させてレーザ光を発振させる方法を採用することにより、集光レンズの振幅に相当する厚さの白濁層を形成させることができる。
【００４０】
そのほか、レーザ光のビームをｆθレンズとの間に配置した光偏向手段によって例えばＸ軸方向（またはＹ軸方向）へ振る方法は入射側基板ガラスをＹ軸方向（またはＸ軸方向）へ移動させるだけで層状の白濁層を形成することができる。
上記の光偏向手段としてはポリゴンミラーやガルバノミラーを採用し得る。例えば図２に示すように、レーザ発振器５３からのレーザ光Ｌを高速度で回転するポリゴンミラー（図では６面鏡）５９によって反射させて、レーザ光Ｌを例えばＸ軸方向（図において左方から右方）へ振り、集光レンズの１種であるｆθレンズ６０を経由させてガラス類５２へ照射するような光学系とすることができる。ポリゴンミラー５９の一面の回転角度位置による反射レーザ光Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 は光路長が異なるにもかかわらずｆθレンズ６０によってガラス類５２内の同一高さの面内に焦点を結ぶので、ガラス類５２をＹ軸方向へ移動させるだけで、平面状の白濁層を形成させることができる。また、図２の高速回転するポリゴンミラー５９に換えて、高周波数で揺動する平板状のガルバノミラーを配置し、レーザ光のビームを反射させて振ることも可能である。そのほか、ガルバノミラーは波型駆動によってリニアスキャンさせるようにしてもよい。
【００４１】
上記のようなレーザ光の照射によるガラス類５２の白濁化は、単体の基板ガラスについて可能であるほか、作成された液晶パネルの無効画素領域を確認しながら入射側基板ガラスまたは入射側防塵ガラスの無効画素領域に対応する部分を画素単位で白濁化させることも可能であり、無効画素領域を完全にカバーする白濁層を形成させることができる。また、出射側基板ガラスの無効画素領域に形成される従来の遮光膜は場所によって形成されにくいことがあるので、出射側基板ガラスの内部の遮光膜に対応する白濁層を形成して遮光膜を補完することも可能である。そのほか、後述するように、ブラックマトリックスの補完も可能である。
【実施例１】
【００４２】
図３は入射側基板ガラス４０の内部に、図１に示したレーザ光の照射手段によって、レーザ光の焦点位置に相当する深さに白濁層４４が形成された液晶表示装置１０Ａを示す図である。そして、図示を省略した上方の光源からの光が無効画素領域（１２）の内側の端縁と見切り板２０の入射窓２０ｗの窓枠の周縁２１とのずらし部２９から入射するが、入射側基板ガラス４０内の白濁層４４によって乱反射されて無効画素領域（１２）の内部へ入射することが防がれている状況を模式的に示している。なお、白濁層４４は上記ずらし部２９の直下だけでなく、図において入射側基板ガラス４０の左端まで延在させているが、これは入射光が傾斜している場合を考慮して形成されたものである。それ故に、光源からの光が無効画素領域（１２）の内部へ入射することを防ぎ得る限りにおいて、見切り板２０の下方の白濁層４４は短くしてもよい。
【実施例２】
【００４３】
図４は、入射側基板ガラス４０に貼り合わされた入射側防塵ガラス４５の内部に、図１に示したレーザ光の照射手段によって、レーザ光の焦点位置に相当する深さに白濁層４６が形成された液晶表示装置１０Ｂを示す図である。無効画素領域（１２）の内側の端縁と入射窓２０ｗの窓枠の周縁２１とのずらし部２９からの入射光が入射側防塵ガラス４５の白濁層４６によって乱反射されて無効画素領域（１２）の内部へ入射することが防がれている状態を模式的に示している。そのほか、入射側基板ガラス４０と入射側防塵ガラス４５との両者に白濁層を形成させてもよいことは言うまでもない。入射側防塵ガラス４５が使用されない場合には、勿論、入射側基板ガラス４０に白濁層が形成される。
【実施例３】
【００４４】
上記の液晶表示装置１０Ａ、１０Ｂは、入射側基板ガラス４０または入射側防塵ガラス４５に白濁層４４または白濁層４６を設けて、光源からの光が無効画素領域（１２）の内部へ入射することを防ぐものであったが、これ以外の部分を白濁層で遮光する液晶表示装置とすることも可能である。例えば、上述したようにまた図５に示すように、出射側基板ガラス３０には無効画素領域（１２）からの出射を防ぐための遮光膜３４が形成されているが、液晶表示装置１０Ｃは遮光膜３４に加えて、出射側基板ガラス３０の内部に遮光膜３４に対応する白濁層３６を形成させたものである。この白濁層３６も図１に示したレーザ光の照射手段によって形成させた。遮光性能の点では金属質による遮光膜３４の方が優れているが、例えば遮光膜３４の形成が困難な場所において遮光膜３４に欠陥が存在する場合に、白濁層３６はそのような遮光膜３４の補完に有効である。この白濁層３６は、上述した無効画素領域（１２）へ入射光が入射することを防ぐ白濁層４４または白濁層４６と併設してもよい。また、出射側基板ガラス３０の白濁層３６に換えて、出射側防塵ガラス３５に白濁層を設けてもよく、出射側基板ガラス３０と出射側防塵ガラス３５との両者に白濁層を設けてもよい。
【実施例４】
【００４５】
図６は、入射側基板ガラス４０の内部に白濁層４３がパターン状に形成されている液晶表示装置１０Ｄを示す図であり、図６−Ａは平面図、図６−Ｂは図６−Ａにおける[Ｂ]−[Ｂ]線方向の断面図である。図６−のＢに示すように、出射側基板ガラス３０上に絶縁膜３７ａ、３７ｂと共に信号線３２が形成されている。また絶縁膜３７ｂ上には透明な画素電極３８が形成されており、画素電極３８上には配向膜３９が形成されている。そのほか、出射側基板ガラス３０側には図示されずとも各画素毎にＴＦＴが配置されている。また、入射側基板ガラス４０には遮光性のブラックマトリックス４２がパターン状に形成され、透明な対向電極４８と配向膜４９が形成されている。すなわち、ブラックマトリックス４２はＴＦＴや信号線３２を含む領域を遮光するものであるが、この液晶表示装置１０Ｄは、ブラックマトリックス４２を補完するために、他例と同様に図１に示したレーザ光の照射手段により、入射側基板ガラス４０の内部にブラックマトリックス４２と同一形状パターンの白濁層４３を形成させたものである。図６−Ｂの液晶表示装置１０Ｄには入射側防塵ガラスは設けられていないが、入射側基板ガラス４０の入射側に入射側防塵ガラスを重ねたものとし、その入射側防塵ガラスにブラックマトリックス４２と同一形状パターンの白濁層を形成させてもよく、また入射側基板ガラス４０と入射側防塵ガラスの両者に白濁層を形成させてもよい。
【００４６】
以上、本発明の液晶表示装置およびその製造方法を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００４７】
例えば本実施例においては、入射側基板ガラス、出射側基板ガラスや入射側防塵ガラス、出射側防塵ガラスの内部に、微小クラック、微小気泡、ないしは屈折率の異なる微小部による白濁層を形成させる場合を例示したが、基板ガラスや防塵ガラスの表面部分を白濁化させてもよい。また要すれば、基板ガラスや防塵ガラスの内面側にレーザ光の焦点深度に相当する厚さ白濁層を形成させた後、レーザ光の焦点をその上方へ移動させて同様に白濁層を形成させることによって白濁層の厚さを増大させるようにしてもよい。
【００４８】
また本実施例においては、図１に示したレーザ光のビームが固定の光学系による白濁化を採用したが、図２に示したレーザ光のビームを振るためのポリゴンミラーを配置した光学系、または同様にレーザ光のビームを振るためのガルバノミラーを配置した光学系のほか、Ｚ軸方向の高さ位置を設定したガラス類に対して、モータ駆動によってＸ軸方向およびＹ軸方向に自在に移動し得るテーブル上にレーザ発振器および集光レンズを搭載した光学系によってレーザ光を照射して白濁化させることも可能である。
【００４９】
また本実施例においては、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置に付いて説明したが、本願発明は単純マトリックス方式の液晶表示装置に付いても適用される。
また本実施例においては、プロジェクタに使用される液晶表示装置を例示して説明したが、本発明はそれ以外の装置、例えばリアプロジェクションテレビやヘッドマウントディスプレイにおける液晶表示装置にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の液晶表示装置の入射側基板ガラス、出射側基板ガラス、入射側防塵ガラス、出射側防塵ガラスの白濁化に使用される光学系の一例を示す図である。
【図２】図１とは異なる他の光学系を示す図である。
【図３】実施例１の液晶表示装置を示す断面図であり、入射側基板ガラスが白濁化されたものである。
【図４】実施例２の液晶表示装置を示す断面図であり、入射側防塵ガラスが白濁化されたものである。
【図５】実施例３の液晶表示装置を示す断面図であり、遮光膜を補完するように出射側基板ガラスが白濁化されたものである。
【図６】実施例４の液晶表示装置を示す断面図であり、ブラックマトリックスを補完するように入射側基板ガラスが白濁化されたものである。
【図７】液晶表示装置の構成を組立てプロセスによって示す斜視図であり、図７−Ａは外枠、図７−Ｂは液晶パネル、 図７−Ｃは途中の組込み体、図７−Ｄは見切り板、図７のＥは組み立てられた液晶表示装置である。
【図８】液晶表示装置の外枠、見切り板と液晶パネルを示す図であり、図８−Ａは外枠の平面図、図８−Ｂは見切り板の平面図、図８−Ｃは外枠内に載置された液晶パネルと、上方から嵌め込まれる見切り板を示す部分断面図である。
【図９】従来の液晶表示装置の周縁部を拡大して示す図であり、図９−Ａは平面図、図９−Ｂは図９−Ａにおける[Ｂ]−[Ｂ]線方向の断面図である。
【図１０】従来の液晶表示装置において、入射光が無効画素領域へ入射し、出射側基板ガラスの遮光膜へ到って反射され、入射の経路を逆に辿ることによって、液晶層における透過光量が増大することを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０……液晶表示装置、１１……有効画素、１２……無効画素 、２０……見切り板、２９……ずらし部、３０……出射側基板ガラス、３４……遮光膜、３５……出射側防塵ガラス、３６……白濁層、３８……画素電極、３９……配向膜、４０……入射側基板ガラス、４２……ブラックマトリックス、４３……白濁層、４４……白濁層、４５……入射側防塵ガラス、４６……白濁層、４８……対向電極、４９……配向膜、５０……液晶、５１……ＸＹＺテーブル、５２……ガラス類、５３……レーザ発振器、５６……集光レンズ、５９……ポリゴンミラー、６０……ｆθレンズ、Ｌ……レーザ光。
【図１】
2005043699.tif 000003
【図２】
2005043699.tif 000004
【図３】
2005043699.tif 000005
【図４】
2005043699.tif 000006
【図５】
2005043699.tif 000007
【図６】
2005043699.tif 000008
【図７】
2005043699.tif 000009
【図８】
2005043699.tif 000010
【図９】
2005043699.tif 000011
【図１０】
2005043699.tif 000012