JP2006113158A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 補正セルによって縞模様が生じてしまうことで、本発明の目的は該縞模様を除去することで表示品質の向上を計ることである。
【解決手段】 対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、情報内容を表示する第１のパネルと、対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、第１パネルの光学特性を補償する第２のパネルとを有する表示装置において、前記第２のパネルの基板の前記電気光学変換部材側に光散乱層を設けた。また光散乱層に凸凹もしくは切り欠きもしくはスリットを設け、基板製造時に基板を引き延ばす方向を横切る方向に該凸凹もしくは切り欠きもしくはスリットの方向を設定した。さらに前記光散乱層を、表示装置を暖めるヒーターの部材とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は表示装置、特に駆動セルの光学特性を補償する補正セルを備えた液晶表示装置の表示品質の改善に関する。

ＳＴＮ液晶表示装置においては、情報内容を表示するための駆動セルの着色を防ぐため光学特性の補償をする必要がある。
例えば携帯電話のような通常の電子機器では、表示装置の小型化、安価化のため光学フィルムで光学特性の補償を行っているが、例えば−２０℃〜＋８０℃というような広い温度範囲でＳＴＮ液晶表示装置を用いる場合、光学フィルムでは補償特性が広い温度範囲すべてに追随出来ないため、前記駆動セルの光学特性補償を液晶セルを用いて行っている。

図９は液晶セルで駆動セルの光学特性補償を行う従来の表示装置構造の断面図である。
図９（ａ）において、上側透明基板１０、下側透明基板１２，上側透明基板１０上の駆動電極１４、下側透明基板１２上の駆動電極１６，上側透明基板１０と下側透明基板１２とで狭持された電気光学変換部材である液晶物質層１８から成る第１のパネル２０が情報内容を表示する。
第１のパネル側の透明基板２２，他方の側の透明基板２４，第１のパネル側の透明基板２２と他方の側の透明基板２４とで狭持された電気光学変換部材である液晶物質層２６から成る第２のパネル２８が駆動セルである第１のパネル２０の光学特性の補償を行う。
３０は上側偏光板、３２は下側偏光板で、光源３６と導光板３４とから成る照明部が第１のパネル２０，第２のパネル２８とを照明している。

このような補正セルである第２のパネル２８の光学特性補償作用については特許文献１の図２２及びパラグラフ００４３−００４６で詳述されている。
なお以下の図において、同様の部材には同様の番号を付している。

図９（ｂ）は図９（ａ）における第１のパネル２０と第２のパネル２８との位置を入れ替えた例を示したもので、このように第１のパネル２０と第２のパネル２８とはどちらが視認側に置かれても良い。

図９の構成では第１のパネルの上側透明基板１０と第２のパネルの第１のパネル側の透明基板２２との間隔ｄの不均一さに伴う表示品質問題があった。すなわち距離ｄの不均一さによって干渉縞が生じて視認されてしまい、表示装置の表示品質の低下を招くという問題があった。このような問題は第１のパネル２０と第２のパネル２８との間に光散乱層を設けるという手段で解決されている。

ところが新たな問題が発生している。それは図９の構成の表示装置を構成した時、図２（ａ）に示したような木目状の縞模様もしくは図２（ｂ）に示したような木目模様の半分のような縞模様が現れてしまうことである。この縞模様は第１のパネル２０と第２のパネル２８との間隔ｄを変えても変化しないため、間隔ｄに起因する縞模様ではないことがわかった。

この原因を探るため、透明基板の製造方法を調べてみると、ＳＴＮ液晶パネルは透明基板の材料としてソーダガラスを用いるのが一般的であるが、ソーダガラスの製法の主流はフロート法となっている。フロート法によっても他の方法によってもガラスを引き延ばす
工程があり、図２で示した縞模様の方向Ｘはガラスを引き延ばす方向とほぼ一致していることがわかった。

特開２００１−０９１９４９

解決しようとする課題は補正セルによって縞模様が生じてしまうことで、そこで本発明の目的は該縞模様を除去することで表示品質の向上を計ることである。

対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、情報内容を表示する第１のパネルと、対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、第１パネルの光学特性を補償する第２のパネルとを重ねた構成を有する表示装置において、前記第２のパネルの基板の前記電気光学変換部材側に光散乱層を設けたことを特徴とする。

さらに、前記電気光学変換部材の駆動電極が前記第１のパネルに設けられていることを特徴とする。

さらに、前記光散乱層が前記第２のパネルの前記第１のパネル側の基板に設けられていることを特徴とする。

さらに、前記光散乱層は樹脂に光散乱粒子を混入させた構成を成すことを特徴とする。

さらに、前記光散乱層は前記第２のパネルの少なくとも一方の基板表面をケミカルエッチングして形成された前記光散乱層であることを特徴とする。

さらに、前記第２のパネルの対向する前記基板の少なくとも一方の前記基板には、前記光散乱層としての凸凹をなす透明電極膜が配設されることを特徴とする。

さらに、前記透明電極膜の凸凹が、該透明電極膜に切り欠きもしくはスリットを設けてなることを特徴とする。

さらに、前記透明電極膜に設けられる切り欠きもしくはスリットが線状あるいは長方形状あるいは長円形状をなし、前記切り欠きもしくはスリットの長手方向が第２のパネルの基板の基板製造時に基板を引き延ばす方向を横切る方向に設けたことを特徴とする。

さらに、前記第２のパネルの基板がフロート法によって製造されたガラスであることを特徴とする。

さらに、前記電気光学変換部材が液晶物質であることを特徴とする。

さらに、表示装置を暖めるための第２のパネルに配設されるヒーター用の部材を前記光散乱層として用いたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために用いる本発明の手段は、電気光学変換部材を駆動する第１のパネルである駆動パネルと、該駆動パネルの光学特性を補償する第２のパネルであ
る補正パネルを重ねてなる表示装置において、前記補正パネルはフロート製法で製造された第１ガラス基板と第２ガラス基板の間に前記電気光学変換部材を封止しており、少なくとも一方の前記ガラス基板の前記電気光学変換部材側の面上には、前記フロート製法での製造時にガラス基板が延ばされる方向と直交する方向のストライプ形状あるいは長方形状あるいは長円形状を有する光散乱層を配設したことを特徴とする。
さらに、前記電気光学変換部材が液晶物質であることを特徴とする。
さらに、表示装置を暖めるための第２のパネルに配設されるヒーター用の部材を前記光散乱層として用いたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために用いる本発明の手段は、対向するガラス基板間に液晶物質を封止し、情報内容を表示する第１のパネルと、対向するガラス基板間に液晶物質を封止し、第１パネルの光学特性を補償する第２のパネルとを有し、該ガラス基板の製造時に該ガラスを引き延ばす方向に沿って光学的に縞模様を生じる表示装置において、前記第２のパネルのガラス基板の前記液晶物質側に、ストライプ形状あるいは長方形状あるいは長円形状の凸凹もしくはスリットもしくは切り欠きの長手方向が前記縞模様とほぼ直交する方向に配設されることを特徴とする。
さらに、表示装置を暖めるための第２のパネルに配設されるヒーター用の部材を前記光散乱層として用いたことを特徴とする。

本発明によれば、補正セルによる縞模様を除去することが出来、表示品質が向上するとの大きな効果がある。

対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、情報内容を表示する第１のパネルと、対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、第１パネルの光学特性を補償する第２のパネルとを有する表示装置において、前記第２のパネルの基板の前記電気光学変換部材側に光散乱層を設けた。また光散乱層に凸凹もしくは切り欠きもしくはスリットを設け、基板製造時に基板を引き延ばす方向を横切る方向に該切り欠きもしくはスリットの方向を設定した。さらに前記光散乱層を、表示装置を暖めるヒーターの部材とした。

図１は本発明による表示装置の第１の実施例を示す断面図である。
図１において、上側透明基板１０、下側透明基板１２，上側透明基板１０上の駆動電極１４、下側透明基板１２上の駆動電極１６，上側透明基板１０と下側透明基板１２とで狭持された電気光学変換部材である液晶物質層１８から成る第１のパネル２０が情報内容を表示する。符号Ａは観察者あるいは視認側を表している。この視認側から表示装置を見る。
第１のパネル側の透明基板２２，他方の側の透明基板２４，第１のパネル側の透明基板２２上の光散乱層５６、第１のパネル側の透明基板２２と他方の側の透明基板２４とで狭持された電気光学変換部材である液晶物質層２６から成る第２のパネル２８が駆動セルである第１のパネル２０の光学特性の補償を行う。
３０は上側偏光板、３２は下側偏光板で、光源３６と導光板３４とから成る照明部が第１のパネル２０，第２のパネル２８とを照明している。
図示していないが各基板の液晶側の面には配向膜が塗布されている。
本発明においては、光散乱層５６が第２のパネル２８の電気光学変換部材である液晶物質層２６側に設けられていることを特徴としている。さらに光散乱層５６は第２のパネル
２８の第１のパネル側の透明基板２２に設けられている。このような位置に設けることにより効果的に前記縞模様を除去出来ることがわかった。

図１（ｂ）は図１（ａ）における第１のパネル２０と第２のパネル２８との位置を入れ替えた例を示したもので、このように第１のパネル２０と第２のパネル２８とはどちらが視認側に置かれても良い。図１（ｂ）の場合も光散乱層５６は第２のパネル２８の電気光学変換部材である液晶物質層２６側に設けられて、かつ第２のパネル２８の第１のパネル側の透明基板２２に設けられている。

このように本発明においては、光散乱層５６を第２のパネル２８の電気光学変換部材である液晶物質層２６側に設け、かつ第２のパネル２８の第１のパネル側の透明基板２２に設けたことにより、課題となっていた縞模様の除去を効果的に行うことが出来、表示装置の表示品質向上に大きな効果があった。

図３は本発明で用いた光散乱層の第１の例である。
図３（ａ）において光散乱層４２は樹脂４４に光散乱粒子４６を混入させた構成を成しており、第２のパネル２８の第１のパネル側の透明基板２２上に形成されている。第２のパネル２８を透過する光は光散乱粒子４６で散乱される。

図３（ｂ）は図３（ａ）に示した光散乱層４２を有する透明基板２２を液晶物質層側に光り拡散層が来るようにして表示装置に組み込んだ図で、図１（ａ）と同様の構成を示している。光源３６と導光板３４とから成る照明部から出射される照明光は第２パネル２８の液晶層２６を透過した後光散乱層４２で散乱され縞模様は、観察者Ａあるいは看視者Ａに視認されることが無くなり表示品質が向上する。
なお図１（ｂ）と同様の構成に図３（ａ）に示した光散乱層４２を組み込んでも同様の効果があることは勿論である。

図４は本発明で用いた光散乱層の第２の例である。
図４（ａ）においては第２のパネル２８の第１のパネル側の透明基板２２はケミカルエッチングによって基板２２の表面を荒らされている（例えば、微細の凹凸が形成されている）。このケミカルエッチングはフロスト加工のようにガラス表面を白濁させるような強力なものではなく、透明度を保ちながら表面を荒らす程度に押さえている。図４の構成ではこの荒らされたガラス表面４８を光散乱層として用いている。しかるに第２のパネル２８を透過する光はケミカルエッチングされたガラス表面４８で散乱される。
ところで、フロスト加工（ｆｒｏｓｔｉｎｇ）とは、ガラス表面に微細な凹凸をつけて曇りガラス状にする技術である。一般的にはフッ素化合物によりガラス表面を侵食（ケミカルエッチング法）して加工を行うことである。

図４（ｂ）は図４（ａ）に示した光散乱層を有する透明基板２２を表示装置に組み込んだ図で、図１（ａ）と同様の構成を示している。光源３６と導光板３４とから成る照明部から出射される照明光は第２パネル２８の液晶層２６を透過した後ケミカルエッチングされたガラス表面４８で散乱され縞模様は観察者あるいは看視者Ａに視認されることが無くなり表示品質が向上する。
なお図１（ｂ）と同様の構成に図４（ａ）に示した透明基板２２を組み込んでも同様の効果があることは勿論である。
またケミカルエッチングされたガラス表面４８を第２のパネル２８の外側の第１のパネル２０側に面するようにおいてもかなりの効果を生じた。

図５は本発明で用いた光散乱層の第３の例である。
図５（ａ）において第１のパネル側の透明基板２２の大部分は透明電極膜５０によって
覆われており、その表面にスリット（もしくは切り欠き）５２が形成されている。
透明電極５０の表面にスリット５２を設けた場合はスリットの方向が重要である。
スリットを設けた透明電極膜５０が光散乱層となるが、図２に示したように縞模様がＸ方向に現出する場合はスリットは図５（ｂ）に示したように、Ｙ方向すなわち基板を引き延ばす方向を横切る方向にすると効果が大きいことがわかった。縞模様の現出する方向はガラスを引き延ばした方向であるから、ガラスの製造条件を管理することでスリットを設ける方向を決定することが出来る。
第２のパネルのガラス基板である透明基板２２の前記液晶物質側には、ストライプ形状あるいは長方形状あるいは長円形状をなす凸凹もしくはスリットもしくは切り欠きが図５（ｂ）の如く設けられ、この凸凹もしくはスリットもしくは切り欠きの長手方向が前記縞模様とほぼ直交する方向に配設されることを特徴としている。
表示装置に組み込む時の位置は図３あるいは図４で説明した位置でも良い。
なお、縞模様は大判のガラスの切り出し方によっては図示のＸ方向ではなく、Ｙ方向に現れることもある。そのような場合はスリットの方向をＸ方向とすればよい。

図６は本発明で用いた光散乱層の第４の例である。
図６（ａ）において、第１のパネル側の透明基板２２の大部分は透明電極膜によって覆われ、該透明電極膜は図６（ｂ）に示すように、駆動セルの電極と同じようなパターン５４が形成され凸凹にされており、パターン５４が形成された透明電極膜が光散乱層となっている。
パターン５４の方向は図５の場合と同様、Ｙ方向すなわち基板を引き延ばす方向を横切る方向とされている。
第２のパネルのガラス基板である透明基板２２の前記液晶物質側には、ストライプ形状あるいは長方形状あるいは長円形状をなす凸凹もしくはスリットもしくは切り欠きが図６（ｂ）の如く設けられ、この凸凹もしくはスリットもしくは切り欠きの長手方向が前記縞模様とほぼ直交する方向に配設されることを特徴としている。
表示装置に組み込む時の位置は図３と同様で良い。
図６に示した凸凹パターンは図５で示したスリットよりもより光の散乱度が大きいので、縞模様を除去する効果も大きい。
ＳＴＮ液晶表示装置の場合、図６（ｂ）に示した透明電極のパターンは第１のパネル２０の駆動電極１４か１６のどちらかで使われることが多いので、同じマスクで形成することが出来、経済上の効果がある。

図７は本発明の第２の実施例で用いる光散乱層を説明する図である。
広い温度範囲液晶表示装置とするためには、主に低温での応答速度を確保するためにヒーターを設けて液晶表示装置を暖めるという手法が用いられている。
液晶表示装置で使う透明電極には主にＩＴＯ（インジュウム酸化錫）が用いられているが、金属と比べると抵抗値が高いためヒーターの電極として用いることが出来る。通常ヒーター用のＩＴＯ電極はガラス基板の上面の全てにＩＴＯを形成したものを用いるが、図７（ａ）に示すようなＸ方向に切り欠きを入れたＩＴＯ５８もしくは図７（ｂ）に示すようなＹ方向に切り欠きあるいはスリットを入れたＩＴＯ６０をヒーター電極として用い電源６２から通電すれば、ヒーター電極による温度特性の向上とＩＴＯ電極面の凸凹による光散乱層による見栄え向上及び表示品質の向上を合わせた効果を得ることが出来る。

図８は本発明による表示装置の第２の実施例を示す断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）において、上側透明基板１０、下側透明基板１２，上側透明基板１０上の駆動電極１４、下側透明基板１２上の駆動電極１６，上側透明基板１０と下側透明基板１２とで狭持された電気光学変換部材である液晶物質層１８から成る第１のパネル２０が情報内容を表示する。
第２のパネル２８は、第１のパネル側の透明基板２２，他方の側の透明基板２４，第１のパネル側の透明基板２２上のヒーター電極を兼ねた光散乱層５６、第１のパネル側の透明基板２２と他方の側の透明基板２４とで狭持された電気光学変換部材である液晶物質層２６とから成る。第２のパネル２８が駆動セルである第１のパネル２０の光学特性の補償を行う。
３０は上側偏光板、３２は下側偏光板で、光源３６と導光板３４とから成る照明部が第１のパネル２０，第２のパネル２８とを照明している。
図示していないが各基板の液晶側の面には配向膜が塗布されている。
光散乱層５６を兼ねたヒーター電極は電源６２から制御ブロック６４を介して通電が行われる。制御ブロック６４は例えば温度センサー６６の温度情報により、低温の時のみ通電が行われるように制御を行う。

このように光散乱層をヒーター部材とすれば、ほとんどコストの上昇なしに光散乱層を形成することが出来、縞模様を除去して表示装置の表示品質を向上させることが出来る。
なお図５で示した透明電極にスリットもしくは切り欠きを設けたタイプの光散乱層もヒーター電極を兼ねることが出来るのは勿論である。
同様に、図６（ｂ）に示した、光散乱用透明電極よりなるパターン５４の周囲にも電極を配設し、この電極に電気を供給すれば、図６（ｂ）の透明基板２２にヒータ機能を持たせることができ、図６の実施例で温度補償の効果を得ることができる。

以上説明したように光散乱層を第２のパネルの電気光学変換部材側に設けると、補正セルに起因する縞模様の除去に大きな効果がある。
また方向性のあるスリットもしくは切り欠きもしくは凸凹を有する光散乱層を、基板製造時に基板が引き延ばされる方向を横切る方向にセットして用いれば、観察者Ａあるいは視認側Ａから表示装置を見ても縞模様が除去されあるいは縞模様が視認されることを防止されて表示品質及び見栄えが向上するとの大きな効果がある。
さらにヒーター電極を光散乱層と兼ねさせることにより、縞模様対策のための新たなる製造コストの上昇が生じることがなくて縞模様の除去が出来るので、安価でしかも見栄えが向上した表示装置が得られる効果を本発明は有する。

本発明による表示装置の第１の実施例を示す断面図である。 本発明が解決しようとする品質問題を説明する図である。 本発明で用いた光散乱層の第１の例である。 本発明で用いた光散乱層の第２の例である。 本発明で用いた光散乱層の第３の例である。 本発明で用いた光散乱層の第４の例である。 本発明の第２の実施例で用いる光散乱層を説明する図である。 本発明による表示装置の第２の実施例を示す断面図である。 液晶セルで駆動セルの光学特性補償をする従来の表示装置構造の断面図である。

符号の説明

２０ 第１のパネル
２８ 第２のパネル
１８，２６ 電気光学変換部材（液晶物質層）
５６ 光散乱層
１４，１６ 駆動電極
４４ 樹脂
４６ 光散乱粒子
５２ スリット
３８，４０ 縞模様

Claims (13)

1. 対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、情報内容を表示する第１のパネルと、対向する基板間に電気光学変換部材を封止し、第１パネルの光学特性を補償する第２のパネルとを重ねた構成を有する表示装置において、
   前記第２のパネルの基板の前記電気光学変換部材側に光散乱層を設けたことを特徴とする表示装置。
2. 前記電気光学変換部材の駆動電極が前記第１のパネルに設けられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記光散乱層が前記第２のパネルの前記第１のパネル側の基板に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記光散乱層は樹脂に光散乱粒子を混入させた構成を成すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記光散乱層は前記第２のパネルの少なくとも一方の基板表面をケミカルエッチングして形成された前記光散乱層であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記第２のパネルの対向する前記基板の少なくとも一方の前記基板には、前記光散乱層としての凸凹をなす透明電極膜が配設されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記透明電極膜の凸凹が、該透明電極膜に切り欠きもしくはスリットを設けてなることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記透明電極膜に設けられる切り欠きもしくはスリットが線状あるいは長方形状あるいは長円形状をなし、前記切り欠きもしくはスリットの長手方向が第２のパネルの基板の基板製造時に基板を引き延ばす方向を横切る方向に設けたことを特徴とする請求項６または７に記載の表示装置。
9. 前記第２のパネルの基板がフロート法によって製造されたガラスであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の表示装置。
10. 電気光学変換部材を駆動する第１のパネルである駆動パネルと、該駆動パネルの光学特性を補償する第２のパネルである補正パネルを重ねてなる表示装置において、
    前記補正パネルはフロート製法で製造された第１ガラス基板と第２ガラス基板の間に前記電気光学変換部材を封止しており、少なくとも一方の前記ガラス基板の前記電気光学変換部材側の面上には、前記フロート製法での製造時にガラス基板が延ばされる方向と直交する方向のストライプ形状あるいは長方形状あるいは長円形状を有する光散乱層を配設したことを特徴とする表示装置。
11. 前記電気光学変換部材が液晶物質であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の表示装置。
12. 対向するガラス基板間に液晶物質を封止し、情報内容を表示する第１のパネルと、
    対向するガラス基板間に液晶物質を封止し、第１パネルの光学特性を補償する第２のパネルとを有し、
    該ガラス基板の製造時に該ガラスを引き延ばす方向に沿って光学的に縞模様を生じる表示装置において、
    前記第２のパネルのガラス基板の前記液晶物質側に、ストライプ形状あるいは長方形状あるいは長円形状の凸凹もしくはスリットもしくは切り欠きの長手方向が前記縞模様とほぼ直交する方向に配設されることを特徴とする表示装置。
13. 表示装置を暖めるための第２のパネルに配設されるヒーター用の部材を前記光散乱層として用いたことを特徴とする請求項１乃至３または請求項６乃至１２のいずれか一に記載の表示装置。
    

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