JP2006106603A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表示装置に係り、特に湾曲した状態での表示が可能なフレキシブル表示装置の構造に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a structure of a flexible display device capable of displaying in a curved state.
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、OA機器、情報端末、時計、テレビなどの各種分野で利用されている。中でも薄膜トランジスタ(TFT)を用いた液晶表示装置は、その応答性の高さから携帯端末やコンピュータなど多くの情報を表示するモニタとして多用されている。 A flat display device typified by a liquid crystal display device is used in various fields such as an OA device, an information terminal, a clock, and a television by making use of features such as light weight, thinness, and low power consumption. Among them, a liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT) is widely used as a monitor for displaying a large amount of information such as a portable terminal and a computer because of its high responsiveness.
近年、携帯電話やPDA(personal digital assistant)などの携帯情報端末機器では性能面もさることながら、デザイン性、携帯性などの観点から、より薄くしかもより軽い表示装置の要求が高まっている。例えば、より一層の薄型化構造を実現とする液晶表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, in portable information terminal devices such as mobile phones and PDAs (personal digital assistants), there is an increasing demand for thinner and lighter display devices from the viewpoints of design and portability as well as performance. For example, a liquid crystal display device that realizes a thinner structure has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
一般的に剛直であるはずのガラス基板であっても、厚さ0.2mm以下のものを採用すると幾ばくかの柔軟性を示す。このため、このような薄板状のガラス基板を適用した薄型化構造の液晶表示装置では、外部からの応力に対して変形し、ガラス基板の破損を回避できるとの期待も高まっている。
従来、曲面などの形状に変形した状態は、平面形状で製造された液晶表示パネルの外側に設けられた曲面状ケースによって形作られることが多い。この場合、液晶表示パネルを構成する一対の基板は、平面形状で貼り合わせられているため、曲面形状に変形した状態では液晶表示パネルに歪が生ずる。 Conventionally, a deformed state such as a curved surface is often formed by a curved case provided outside a liquid crystal display panel manufactured in a planar shape. In this case, since the pair of substrates constituting the liquid crystal display panel are bonded together in a planar shape, the liquid crystal display panel is distorted when deformed into a curved shape.
このため、液晶表示パネルを曲面形状に変形した状態で挟持する構造体のギャップと液晶表示パネルの厚みとが同一である場合、液晶表示パネルが構造体に密着する。このような構造では、液晶表示パネルに生じた歪が緩和できず、液晶表示パネル周辺部での表示ムラの発生や、僅かな衝撃での薄いガラス基板の破損などといった問題が生ずるおそれがある。 For this reason, when the gap of the structure that holds the liquid crystal display panel in a curved shape is the same as the thickness of the liquid crystal display panel, the liquid crystal display panel is in close contact with the structure. With such a structure, distortion generated in the liquid crystal display panel cannot be alleviated, and there is a possibility that problems such as display unevenness in the periphery of the liquid crystal display panel and breakage of the thin glass substrate due to slight impact may occur.
そこで、この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、曲面形状に変形した場合であっても良好な表示品位が得られるとともに、信頼性の高い優れた耐久性を備えた表示装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to obtain a good display quality even when it is deformed into a curved surface shape and to have excellent durability with high reliability. Another object is to provide a display device having the characteristics.
この発明の様態による表示装置は、
少なくとも2枚以上のフレキシブル基板間に液晶層を保持して構成された液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを湾曲した状態で挟持可能なギャップを有する構造体と、を備え、
前記ギャップは、前記液晶表示パネルの厚みより大きいことを特徴とする。
A display device according to an aspect of the present invention includes:
A liquid crystal display panel configured by holding a liquid crystal layer between at least two flexible substrates;
A structure having a gap that can be sandwiched in a curved state of the liquid crystal display panel,
The gap is larger than the thickness of the liquid crystal display panel.
この発明によれば、曲面形状に変形した場合であっても良好な表示品位が得られるとともに、信頼性の高い優れた耐久性を備えた表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a display device that can obtain good display quality even when it is deformed into a curved surface shape, and has high reliability and excellent durability.
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。この実施の形態では、表示装置の一例として液晶表示装置を例に説明するが、自己発光素子を備えた有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置などの自己発光型表示装置であっても良い。 A display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a liquid crystal display device will be described as an example of a display device. However, a self-luminous display device such as an organic EL (electroluminescence) display device including a self-luminous element may be used.
図1及び図2に示すように、液晶表示装置1は、液晶表示パネル100を備えて構成されている。すなわち、液晶表示パネル100は、アレイ基板200と、対向基板400と、アレイ基板200と対向基板400との間に保持された液晶層410とを備えて構成されている。この液晶表示パネル100は、画像を表示する有効表示部102を有している。この有効表示部102は、マトリクス状に配置された複数の表示画素PXを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device 1 includes a liquid
液晶表示パネル100において、アレイ基板200は、より薄型化を達成するために、ガラスからなる0.2mm以下の厚さを有する(この実施の形態では0.1mmの厚さを有する)光透過性の絶縁基板201を用いてフレキシブル基板として形成される。このアレイ基板200は、有効表示部102において、絶縁基板201の一方の主面(表面)上に、マトリクス状に配置された複数の信号線X及び複数の走査線Yと、信号線Xと走査線Yとの交点近傍に配置された薄膜トランジスタによって構成されたスイッチ素子211と、スイッチ素子211に接続された画素電極213と、を備えている。
In the liquid
このスイッチ素子211は、多結晶シリコン膜212を備えている。この多結晶シリコン膜212は、チャネル領域212c、及び、このチャネル領域212cを挟んで配置されたソース領域212s及びドレイン領域212dを有している。スイッチ素子211のゲート電極215は、チャネル領域212c上にゲート絶縁膜214を介して配置され、走査線Yに接続されている(ここでは、ゲート電極215は走査線Yと一体的に形成されている)。スイッチ素子211のソース電極216sは、ソース領域212sに接続されているとともに画素電極213に接続されている。スイッチ素子211のドレイン電極216dは、ドレイン領域212dに接続されているとともに信号線Xに接続されている(ここでは、ドレイン電極216dは信号線Xと一体的に形成されている)。
The
透過型液晶表示パネルに備えられた画素電極213は、光透過性を有する導電性部材、例えばITO(インジウム・ティン・オキサイド)やIZO(インジウム・ジンク・オキサイド)によって形成されている。この画素電極213は、カラーフィルタ層CF上に配置されている。このカラーフィルタ層CFは、スイッチ素子211上に積層された層間絶縁膜217の上に配置されたカラーレジスト層によって形成されている。この実施の形態では、カラーフィルタ層CFは、例えば、赤、緑、青にそれぞれ着色されたネガタイプのカラーレジスト層によって形成されている。各色のカラーフィルタ層は、対応する色の表示画素PX毎に割り当てられている。配向膜219は、すべての画素電極213を覆うように有効表示部102の全面に配置されている。
The
対向基板400は、ガラスからなる0.2mm以下の厚さを有する(この実施の形態では0.1mmの厚さを有する)光透過性の絶縁基板401を用いてフレキシブル基板として形成される。この対向基板400は、有効表示部102において、絶縁基板401の一方の主面(表面)上に、全画素電極213に対向して配置された対向電極403を備えている。この対向電極403は、光透過性を有する導電性部材、例えばITOやIZOによって形成されている。配向膜405は、対向電極403全体を覆うように有効表示部102の全面に配置されている。
The
液晶表示パネル100は、少なくとも有効表示部102内に配置された、アレイ基板200と対向基板400との間に所定のギャップを形成するための柱状スペーサ104を備えている。この柱状スペーサ104は、例えばアレイ基板200上に配置された黒色樹脂によって形成されている。これらアレイ基板200及び対向基板400は、柱状スペーサ104によって所定のギャップ、例えば4μmのギャップを形成した状態で、シール材106によって貼り合せられている。また、液晶表示パネル100は、有効表示部102の外側に額縁状に配置された遮光層250を備えている。この遮光層250は、遮光性を有する樹脂によって形成され、例えば柱状スペーサ104と同様の黒色樹脂によって形成されている。
The liquid
有効表示部102の周辺領域には、一体的に構成される駆動回路部110が配置されている。この駆動回路部110は、走査線Yの一端側に配置された走査線駆動回路部251、及び、信号線Xの一端側に配置された信号線駆動回路部261を備えている。走査線駆動回路部251は、各走査線Yに駆動信号(走査信号)を供給する。また、信号線駆動回路部261は、各信号線Xに駆動信号(映像信号)を供給する。これら走査線駆動回路部251及び信号線駆動回路部261は、有効表示部102内のスイッチ素子211と同様に多結晶シリコン膜を含む薄膜トランジスタによって構成されている。
An integrally configured
また、液晶表示パネル100において、アレイ基板200の外面及び対向基板400の外面には、それぞれ液晶層410の特性に合わせて偏光方向を設定した一対の偏光板220及び407が設けられている。すなわち、アレイ基板200を構成する絶縁基板201の他方の主面(裏面)上には、粘着剤221によって貼り付けられた偏光板220が配置されている。また、対向基板400を構成する絶縁基板401の他方の主面(裏面)上には、粘着剤406によって貼り付けられた偏光板407が配置されている。
Further, in the liquid
これらの偏光板220及び407は、フレキシブル性を有した樹脂によって形成されているとともに、偏光板220はアレイ基板200と同等かそれ以上の寸法を有しており、偏光板407は対向基板400と同等かそれ以上の寸法を有しており、それぞれ基板端まで十分に延在されている。この実施の形態では、基板端と偏光板端とを一致させたが、偏光板端が基板端よりも延在し、基板角部を被覆するように構成しても構わない。
These polarizing
これらの偏光板220及び407は、液晶表示パネル100の薄型化を達成するために、各絶縁基板201及び401を極めて薄い厚さ、例えば0.1mm程度とした場合であっても、各絶縁基板201及び401を補強することが可能となる。これにより、液晶表示パネル100に折り曲げるような応力が加わった場合であっても、絶縁基板201及び401の割れを防止することが可能となり、破損しにくくフレキシブル性を持たせた液晶表示装置を提供することができる。また、特に偏光板220及び407を基板端まで十分に延在させたことで、基板の割れ、欠け等を極端に低減することが可能となる。
These polarizing
このようなフレキシブル性を有した液晶表示装置1は、曲面形状の表示面を形成することができる。すなわち、図3に示すように、液晶表示装置1は、フレキシブル性を有した液晶表示パネル100と、液晶表示パネル100を湾曲した状態で挟持可能なギャップGを有する構造体500と、を備えている。
The liquid crystal display device 1 having such flexibility can form a curved display surface. That is, as shown in FIG. 3, the liquid crystal display device 1 includes a flexible liquid
構造体500は、それぞれ所定の曲率半径で湾曲した一対の湾曲基板501及び502を備えている。これら一対の湾曲基板501及び502は、それらの周辺に沿って設けられたスペーサ503を介して、ギャップGを形成するように離間して配置されている。つまり、一対の湾曲基板501及び502とスペーサ503とにより、液晶表示パネル100を挟持するための空間Sを形成する。
The
このような構造体500において、少なくとも液晶表示装置1の表示面を形成する湾曲基板(液晶表示パネル100の対向基板と対向する湾曲基板)は、表示機能を妨げないよう光透過性を有している。湾曲基板501及び502は、例えば、アクリル、塩化ビニル、ポリスチレンなどの可塑性樹脂材料などを用いて形成することが好ましいが、光透過性を有し、かつ、自由な形状に加工できる材料であれば特に材料は制限されない。
In such a
このような構造体500に形成される空間SのギャップGは、液晶表示パネル100の厚み100Tより大きいことが重要である。すなわち、液晶表示パネル100が構造体500の空間Sに湾曲するような状態で固定された際に、空間SのギャップGが液晶表示パネル100の厚み100Tより大きいため、湾曲に応じたストレスを緩和することができ、このストレスによって発生する液晶表示パネル100の歪の逃げ場を形成することが可能である。
It is important that the gap G of the space S formed in the
このため、液晶表示パネル100の歪に伴った表示ムラの発生を抑制することができ、表示品位を改善することが可能となる。また、空間Sは、収容した液晶表示パネル100に生じた歪の逃げ場を形成するため、外部からの衝撃に対して液晶表示パネル100の破損を防止することができる。したがって、信頼性の高い優れた耐久性を有する表示装置を提供することが可能となる。
For this reason, it is possible to suppress the occurrence of display unevenness due to the distortion of the liquid
ここで、空間Sに形成されるギャップGは、液晶表示パネル100の厚み100Tに対して表示ムラや破損が生じない距離に設定される。種々検討した結果、湾曲基板501及び502間のギャップGは、湾曲した液晶表示パネル100の厚み100Tの2倍以上であることが望ましい。これにより、正常な表示が可能な湾曲状態で液晶表示パネル100を固定した場合であっても、表示ムラや破損の発生を、従来の構造(ギャップと液晶表示パネルの厚みとが略同一である構造)と比較して90%以上の確率で防止することができる。
Here, the gap G formed in the space S is set to a distance at which display unevenness and breakage do not occur with respect to the
また、液晶表示パネル100とこれを挟持する構造体500との間に形状変形可能な媒体Mを充填することが望ましい。これにより、液晶表示パネル100と構造体500との間での多重反射を抑制することができ、干渉縞の発生や透過率の低下を低減することが可能である。
In addition, it is desirable to fill the medium M that can be deformed between the liquid
空間S内に充填される媒体Mとしては、液晶表示パネル100を構成するフレキシブル基板(すなわち少なくとも対向基板400)の屈折率と構造体500(すなわち少なくとも対向基板400に対向する湾曲基板)の屈折率との間の値の屈折率を有するゲル状、オイル状、液体状の材料を用いることができる。好ましくは、フレキシブル基板の屈折率と構造体の屈折率との中間値の屈折率を持つ材料が多重反射や透過率低下の影響が少なく理想的である。
As the medium M filled in the space S, the refractive index of the flexible substrate (that is, at least the counter substrate 400) constituting the liquid
次に、好ましい実施例について説明する。図3に示すように、液晶表示パネル100を挟持する構造体500は、光透過性を有する二枚のアクリル樹脂によって形成された湾曲基板501及び502を用いて形成されている。これら二枚の湾曲基板501及び502は、曲率半径200mmのカーブを描いた断面を有する円筒状に形成されている。
A preferred embodiment will now be described. As shown in FIG. 3, the
二枚の湾曲基板501及び502の間隔を保つスペーサ503は、厚さ1mmのウレタンラバーを用いて形成されている。このスペーサ503は、湾曲基板501及び502の少なくとも一方の外周に沿って幅5mmで貼り付けられている。本実施例では、スペーサ503は、構造体500の内側の湾曲基板501に貼り付けた。このスペーサ503は、二枚の湾曲基板501及び502を固定した状態において湾曲基板501及び502間に液晶表示パネル100を収容可能な空間Sを形成するとともに、湾曲基板501及び502間にギャップGを形成する。
The
ここで、本実施例に用いた液晶表示パネル100の厚み100Tは、実質的に、0.1mmの厚みを有するアレイ基板200及び対向基板400と、0.1mmの厚みを有する偏光板220及び407と、で決まる。アレイ基板200と対向基板400との間の液晶層410の厚みは、4μm程度であり、ほとんど無視できる。このため、本実施例での液晶表示パネル100の厚み100Tは、約0.4mmである。
Here, the
一方、スペーサ503は、二枚の湾曲基板501及び502を固定した状態において湾曲基板501及び502間に、液晶表示パネル100の厚み100Tの2倍以上である0.8mmのギャップGを形成する。
On the other hand, the
また、湾曲基板501及び502と液晶表示パネル100との間には、屈折率マッチングオイルを充填した。ここで適用した屈折率マッチングオイルは、湾曲基板501及び502の屈折率1.49と、アレイ基板200及び対向基板400を構成するガラス製の絶縁基板の屈折率1.60との間の値の屈折率1.52を有している。
Further, a refractive index matching oil was filled between the
このような実施例と、従来の構造(ギャップと液晶表示パネルの厚みとが略同一である構造)の比較例とで液晶表示パネルの破損率を比較した。比較結果を図4に示す。ここでは、破損率は、100個の液晶表示パネルをそれぞれ構造体内の空間に挟持したときに液晶表示パネルが破損した個数の割合に相当する(それぞれの液晶表示装置に外部から衝撃を与えたときに破損した個数)。図4に示すように、比較例の構造では89%と高い破損率を呈したのに対して、実施例の構造では、破損率はわずか2%であった。 The breakage rate of the liquid crystal display panel was compared between such an example and a comparative example having a conventional structure (a structure in which the gap and the thickness of the liquid crystal display panel are substantially the same). The comparison results are shown in FIG. Here, the breakage rate corresponds to the ratio of the number of broken liquid crystal display panels when 100 liquid crystal display panels are sandwiched between the spaces in the structure (when each liquid crystal display device is subjected to an external impact). Number of damaged). As shown in FIG. 4, the structure of the comparative example exhibited a high failure rate of 89%, whereas the structure of the example had a failure rate of only 2%.
以上詳述したように、この実施の形態によれば、フレキシブル性を有した液晶表示パネルを湾曲した状態で固定した場合であっても、液晶表示装置における曲面状の表示面に良好な表示品位の画像を表示可能であるとともに、液晶表示パネルの破損を防止することができ、信頼性の高い優れた耐久性を実現できる。 As described above in detail, according to this embodiment, even when the liquid crystal display panel having flexibility is fixed in a curved state, a good display quality can be obtained on the curved display surface of the liquid crystal display device. Image can be displayed, the liquid crystal display panel can be prevented from being damaged, and high reliability and excellent durability can be realized.
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the gist of the invention in the stage of implementation. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
上述した各実施の形態では、液晶表示パネルは、アレイ基板側にバックライトユニットを備えた透過型であっても良いし、バックライトユニットを不要とし反射性金属部材によって画素電極を形成した反射型であっても良いし、さらには、各表示画素に光透過部と光反射部とがそれぞれ設けられた半透過型であっても良い。 In each of the embodiments described above, the liquid crystal display panel may be a transmissive type having a backlight unit on the array substrate side, or a reflective type in which the backlight unit is not required and a pixel electrode is formed by a reflective metal member. Further, it may be a transflective type in which each display pixel is provided with a light transmission part and a light reflection part.
1…液晶表示装置、100…液晶表示パネル、102…有効表示部、200…アレイ基板、201…ガラス基板、400…対向基板、401…ガラス基板、410…液晶層、500…構造体、501…湾曲基板、502…湾曲基板、503…スペーサ、PX…表示画素、G…ギャップ、S…空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 100 ... Liquid crystal display panel, 102 ... Effective display part, 200 ... Array substrate, 201 ... Glass substrate, 400 ... Opposite substrate, 401 ... Glass substrate, 410 ... Liquid crystal layer, 500 ... Structure, 501 ... Curved substrate, 502 ... Curved substrate, 503 ... Spacer, PX ... Display pixel, G ... Gap, S ... Space
Claims (5)
前記液晶表示パネルを湾曲した状態で挟持可能なギャップを有する構造体と、を備え、
前記ギャップは、前記液晶表示パネルの厚みより大きいことを特徴とする表示装置。 A liquid crystal display panel configured by holding a liquid crystal layer between at least two flexible substrates;
A structure having a gap that can be sandwiched in a curved state of the liquid crystal display panel,
The display device, wherein the gap is larger than a thickness of the liquid crystal display panel.
少なくとも一方の湾曲基板は、光透過性を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The structure is formed by a pair of curved substrates that are spaced apart to form the gap,
The display device according to claim 1, wherein at least one of the curved substrates has optical transparency.
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