JP2008083212A - 液晶装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射防止機能及びシールド機能を有すると共に薄型化が図られた液晶装置を提供する。
【解決手段】液晶装置は、液晶表示パネルと、反射防止膜と、を備える。液晶表示パネルは、２枚の基板の間に液晶を挟持してなる。反射防止膜は、液晶表示パネルの基板の液晶側とは反対側に設置され、高屈折率の薄膜層と低屈折率の薄膜層とが交互に積層されており、導電性を有すると共に電気的に接地されている。このようにすることで、上記の液晶装置では、反射防止機能及びシールド機能の両方を有すると共に装置の薄型化を図ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、各種情報の表示に用いて好適な液晶装置に関する。

従来の液晶装置では、表示画面に外部からの光が照射されると、光が当該表示画面に反射してしまい、観察者は、当該表示画面に反射された反射光によって当該表示画面を見辛くなるという問題があった。この場合には、液晶装置の表示画面上にＡＲコーティング（anti-reflective coating）と呼ばれる処理を行い、反射防止膜を設けることで、当該表示画面に反射された反射光を軽減させることができる（特許文献１参照）。

また、近年、横電界方式と称される液晶装置が脚光を浴びている。この方式は、液晶に印加する電界の方向を基板に略平行とする方式であり、ＴＮ（Twisted Nematic）方式などと比較して視覚特性の向上を図ることができるという利点がある。この横電界方式の液晶装置としては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、又は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式といった液晶装置が知られている。この横電界方式の液晶装置では、２枚の基板に液晶を挟持してなる構造を有し、櫛歯形状の画素電極と、その画素電極との間で横電界を発生させる共通電極とが、同一の基板上に設けられている。

しかし、このような横電界方式の液晶装置では、外部からの静電気等により電極が設けられていない基板に電荷が帯電した場合に、電極が設けられている基板と電極が設けられていない基板との間にも電界が発生してしまい、適切な表示ができなくなってしまうことがある。

以下に示す特許文献２には、液晶表示パネルの基板表面に導電層を設け、当該導電層を金属フレームに導通させることで、シールド機能を持たせた液晶装置が記載されている。

特開２０００−５２４９２号公報 特開２００４−３５５０３５号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されているように、液晶表示パネルの基板表面に導電層を設けるためには、複雑な工程や大掛かりな装置が必要となる。また、当該導電層を金属フレームに導通させることで装置自体も大型化することとなり、液晶装置の薄型化の観点からすると好ましくない。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、反射防止機能及びシールド機能を有すると共に薄型化が図られた液晶装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、液晶装置は、２枚の基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの前記基板の前記液晶側とは反対側に設置され、高屈折率の薄膜層と低屈折率の薄膜層とが交互に積層された反射防止膜と、を備え、前記反射防止膜は、導電性を有すると共に電気的に接地されている。

上記の液晶装置は、液晶表示パネルと、反射防止膜と、を備える。前記液晶表示パネルは、２枚の基板の間に液晶を挟持してなる。前記反射防止膜は、前記液晶表示パネルの前記基板の前記液晶側とは反対側に設置され、高屈折率の薄膜層と低屈折率の薄膜層とが交互に積層されており、導電性を有すると共に電気的に接地されている。このようにすることで、上記の液晶装置では、反射防止機能及びシールド機能の両方を有すると共に装置の薄型化を図ることができる。

上記の液晶装置の好適な実施例では、前記反射防止膜は、少なくとも一層の前記薄膜層が、導電性を有する材料で形成されていると共に電気的に接地されている。

上記の液晶装置の好適な実施例では、前記反射防止膜は、表面上に導電性の粒子が塗布されて形成された導電膜を有し、前記導電膜は、電気的に接地されている。

上記の液晶装置の他の一態様では、前記液晶表示パネルは、横電界方式の液晶表示パネルであり、前記反射防止膜は、前記２枚の基板のうち、共通電極及び画素電極が形成されていない基板の外面上に形成されている。このようにすることで、横電界方式の液晶表示パネルにおいて、静電気などにより適切な表示ができなくなるのを防ぐことができる。

上記の液晶装置の好適な実施例では、前記液晶表示パネルを駆動するドライバＩＣを備え、前記反射防止膜は、前記ドライバＩＣのＣＯＭ端子と電気的に接続されている。

上記の液晶装置の好適な実施例では、前記液晶表示パネルと電気的に接続されているフレキシブル基板を備え、前記反射防止膜は、前記フレキシブル基板のグランド配線と電気的に接続されている。

本発明の他の観点では、上記の液晶装置を表示部として備える電子機器を構成することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本発明の照明装置を液晶装置に適用したものである。

[液晶装置の構成]
図１は、本実施形態に係る液晶装置１００の断面図である。図２は、本実施形態に係る液晶装置１００の平面図を示す。図１は、図２の液晶装置１００の破線Ａ−Ａ´における断面図を示す。

液晶装置１００は、主に、照明装置１０と、液晶表示パネル２０より構成される。照明装置１０は、主に、導光板１１と光源部１５より構成される。液晶表示パネル２０は、導光板１１の上面側に対向して配置される。また、照明装置１０は、導光板１１の下面側に反射シート１４を備える。

光源部１５は、導光板１１の端面に配置され、点光源である複数のＬＥＤ１６を備える。各ＬＥＤ１６から出射された光Ｌは、導光板１１の端面より導光板１１内へ入る。導光板１１において、光Ｌは、導光板１１の上下面の間で反射を繰り返すことにより方向を変え、液晶表示パネル２０へ向けて出射する。

液晶表示パネル２０は、導光板１１の発光面積とほぼ同一の表示面積を有する。液晶表示パネル２０は、ガラスなどの基板１及び２を、シール材３を介して貼り合わせてセル構造を形成し、その内部に液晶４を封入して構成される。

また、図１及び図２に示すように、液晶表示パネル２０には、ＣＯＧ（Chip On Glass）技術により、液晶駆動用ＩＣ（ドライバ）たるドライバＩＣ２１が直接実装されている。液晶表示パネル２０の端部には、フレキシブル基板たるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２２が設置されている。ドライバＩＣ２１の一部の端子は液晶表示パネル２０上に形成された配線２４を通じて、ＦＰＣ２２に電気的に接続されている。

基板１の外面上には、偏光板１２ｂが設置されている。また、基板２の外面上には、反射防止膜１３が形成されている。反射防止膜１３の外面上には、偏光板１２ａが設置されている。反射防止膜１３は、層構造をなし、外部からの光が反射する際に、干渉により打ち消し合わせることで、反射光の輝度を軽減させる機能を有する。この反射防止膜１３については、後に詳しく述べることとする。

照明装置１０と液晶表示パネル２０との間には、図示しない光学シートとして、例えば、拡散シートやプリズムシートが設けられる。拡散シートは、導光板１１より出射された光Ｌを全方位に拡散する役割を有する。プリズムシートは、光Ｌを液晶表示パネル２０に集光する役割を有する。

ここで、液晶表示パネル２０について説明する。液晶表示パネル２０は、横電界方式の液晶表示パネルである。図３（ａ）に、１つのサブ画素における液晶表示パネル２０の拡大断面図を示す。図１でいうと、図３（ａ）は、波線２９で囲まれた部分の拡大断面図である。ここでは、液晶表示パネル２０は、一例として、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の液晶表示パネルであるとする。

先にも述べたように、液晶表示パネル２０は、基板１及び基板２の間に液晶を封入して構成されている。基板１の内面上には、ＩＴＯ（Indium-tin-oxide）などの透明な導電部材により共通電極５が全面に形成されている。共通電極５の内面上には、アクリル樹脂などにより絶縁層７が全面に形成されている。絶縁層７の内面上には、ＩＴＯなどの透明な導電部材により画素電極８が形成されている。一方、基板２の内面上には、着色層６が形成されている。着色層６の内面上には、配向膜９が形成されている。

図３（ｂ）に、画素電極８の平面図を示す。図３（ｂ）に示すように、画素電極８は、櫛歯形状をなしている。具体的には、画素電極８は、整列して配列された、直線状の形状をなす、導電部８ａ、導電部８ｂ、導電部８ｃ、導電部８ｄ、導電部８ｅの各導電部より構成され、これらの導電部が一体として形成されている。液晶表示パネル２０は、画素電極８の各導電部８ａ〜８ｅと共通電極５との間で横方向の電界（横電界）Ｅを発生させる。

図２において、画素電極８は、配線２３を通じて、ドライバＩＣ２１の一部の端子と電気的に接続されている。共通電極５は、配線２５を通じて、ドライバＩＣ２１のＣＯＭに対応する端子（以下、単に「ＣＯＭ端子」と称す）と電気的に接続されている。ドライバＩＣ２１は、外部の電子機器からＦＰＣ２２を介して供給された制御信号を基に電界Ｅの大きさを制御する。横電界方式の液晶表示パネル２０では、電界Ｅの大きさを制御することにより、液晶４における液晶分子の配向状態を変化させ、表示画面における階調を変化させる。

以上のことから分かるように、横電界方式の液晶表示パネル２０では、基板１の内面上にのみ、画素電極８及び共通電極５といった電極が形成され、基板２の内面上には、電極が形成されない。そのため、例えば、外部からの静電気などによって、基板２の外面上に電荷が付加した場合には、基板１と基板２の間にも電界が発生してしまい、液晶４の液晶分子は、この電界の影響を受けてしまう。その結果、液晶表示パネル２０は、適切な表示を行うことができなくなってしまう。

そこで、本実施形態に係る液晶装置１００では、以下で詳しく述べるように、基板２の外面上に設けられた反射防止膜１３に対し、導電性を持たせると共に電気的に接地することで、外部の静電気などから液晶装置１００をシールド遮蔽することとする。

（反射防止膜の構成）
次に、反射防止膜１３の構成について図２及び図４を用いて詳しく述べる。図４に、反射防止膜１３の拡大断面図を示す。図１でいうと、図４は、波線２８で囲まれた部分の拡大断面図である。

反射防止膜１３は、高屈折率の薄膜層と低屈折率の薄膜層とが交互に積層されてなる構造を有する。従って、具体的には、図４に示すように、反射防止膜１３は、薄膜層１３ａ〜１３ｄが積層されてなる構造を有している。ここで、薄膜層１３ａ〜１３ｄは夫々、高屈折率の薄膜層又は低屈折率の薄膜層である。薄膜層１３ａ〜１３ｄの材料としては、無機化合物からなるもの、例えば、酸化物、硫化物、フッ化物、窒化物などが用いられる。これらの薄膜層１３ａ〜１３ｄは、その材料により屈折率が異なり、その屈折率の異なる薄膜と特定の膜厚で複数層積層することにより、反射防止膜とすることが可能となる。

低屈折率の薄膜層の材料としては、例えば、二酸化珪素やフッ化マグネシウムなどが用いられる。高屈折率の薄膜層の材料としては、例えば、二酸化チタン、酸化インジウムや硫化亜鉛などが用いられる。

反射防止膜１３は、図４に示すように、基板２の表面に入射して反射した光Ｌ１を、薄膜層間の境界に入射して反射した光Ｌ２で干渉させることで打ち消すことで、光Ｌ１の輝度を軽減させる機能を有する。

本実施形態に係る液晶装置１００では、薄膜層１３ａ〜１３ｄのうち、最表面にある薄膜層１３ｄが、導電性を有する材料で形成されている。従って、薄膜層１３ｄの材料としては、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのいずれか、又は、それらの２種類もしくは３種類の混合酸化物が挙げられる。

薄膜層１３ｄの一端には、図４に示すように、配線２６の一端が取り付けられている。配線２６は、例えば、銀ペーストなどの金属ペーストを用いて形成される。これにより、薄膜層１３ｄは、配線２６と電気的に接続される。また、図２に示すように、配線２６の他端は、ドライバＩＣ２１のＣＯＭ端子と電気的に接続される。これにより、薄膜層１３ｄは、ＣＯＭ端子と電気的に接続されることとなる。ＣＯＭ端子は、配線２４を通して、ＦＰＣ２２におけるグランド線と電気的に接続されている。従って、薄膜層１３ｄは、電気的に接地されることとなる。このようにすることで、反射防止膜１３は、導電性を有すると共に電気的に接地されることとなる。

以上に述べたように、本実施形態に係る液晶装置１００では、反射防止膜１３は、導電性を有すると共に電気的に設置されている。従って、液晶装置１００は、反射防止膜１３によって、外部の静電気などからシールド遮蔽されることとなるので、基板１と基板２の間に電界が発生するのを防ぐことができる。特に、横電界方式の液晶表示パネル２０を用いた液晶装置１００では、このようにシールド遮蔽することで、外部の静電気などにより適切な表示ができなくなるのを防ぐことができる。また、本実施形態に係る液晶装置１００では、シールド機能を持たせるために、新たに導電層を設けて、金属フレームに導通を取るといった必要がないので、装置の薄型化を図ることができる。つまり、本実施形態に係る液晶装置１００では、反射防止機能及びシールド機能の両方を有すると共に装置の薄型化を図ることができる。

なお、本実施形態に係る液晶装置１００では、先に述べたように、基板２の外面上に、反射防止膜１３が形成され、反射防止膜１３の外面上には、偏光板１２ａが設置されるとしている。これは、基板２の外面上に直接、反射防止膜１３を形成する方が、基板２の表面で反射された反射光の輝度を効果的に抑えることができ、好適だからである。従って、基板２の外面上に偏光板１２ａを設置し、偏光板１２ａの外面上に反射防止膜１３を形成するとしても、本発明と同様の効果を得られるのは言うまでもない。

また、本実施形態に係る液晶装置１００では、図２及び図４に示すように、偏光板１２ａの面積は、反射防止膜１３の面積よりも小さくなっており、偏光板１２ａは、反射防止膜１３の表面上において、ドライバＩＣ２１が設置されている側から所定の大きさの領域３０を空けて設置されている。このようにすることで、配線２６を金属ペーストの塗布により形成する場合において、当該金属ペーストを、薄膜層１３ｄの表面上に塗布することができ、配線２６と薄膜層１３ｄ間の導通を確実に取ることができる。

更に、本実施形態に係る液晶装置１００では、反射防止膜１３は、薄膜層１３ａ〜１３ｄのうち、最表面にある薄膜層１３ｄが、導電性を有する材料で形成されているとしているが、これに限られるものではない。要は、薄膜層１３ａ〜１３ｄのうち、少なくとも一層の薄膜層が、導電性を有する材料で形成されると共に、電気的に接地されていれば、当該本発明と同様の効果を得られるのは言うまでもない。

[変形例]
次に本実施形態に係る液晶装置１００の変形例について説明する。

図５は、第１の変形例に係る液晶装置１００の平面図を示す。上述の実施形態に係る液晶装置１００では、図２に示したように、反射防止膜１３は、配線２６を通してドライバＩＣ２１のＣＯＭ端子と電気的に接続されているとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、図５に示すように、配線２６ａを通してＦＰＣ２２のグランド配線ＧＮＤと直接、電気的に接続されているとしてもよいのは言うまでもない。これによっても、反射防止膜１３は、電気的に接地されることとなる。

図６は、第２の変形例に係る液晶装置１００における反射防止膜１３の拡大断面図を示す。上述の実施形態に係る液晶装置１００では、反射防止膜１３は、薄膜層１３ａ〜１３ｄのうち、少なくとも一層の薄膜層が、導電性を有する材料で形成されているとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、図６に示すように、その表面上に導電性の粒子が塗布された導電膜１３ｅを有するとしてもよい。この場合であっても、導電膜１３ｅが電気的に接地されていれば、本発明と同様の効果を得られる。図６では、導電膜１３ｅは、配線２６を介して、ドライバＩＣ２１のＣＯＭ端子と電気的に接続されることで、電気的に接地されている。なお、導電性の粒子としては、インジウムやスズ、アンチモンが用いられる。

さらに、上述の実施形態では、液晶表示パネル２０は、ＦＦＳ方式の液晶表示パネルであるとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の液晶表示パネルであるとしてもよいのは言うまでもない。更には、液晶表示パネル２０は、横電界方式の液晶表示パネルに限られるものではなく、代わりに、ＶＡ（Vertical Aligned）方式などの他の方式の液晶表示パネルであるとしても本発明を適用可能である。

[電子機器]
次に、本発明に係る液晶装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図７を参照して説明する。

まず、本発明に係る液晶装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図７（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶装置１００を適用した表示部７１３とを備えている。

続いて、本発明に係る液晶装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図７（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶装置１００を適用した表示部７２４を備える。

なお、本発明に係る液晶装置１００を適用可能な電子機器としては、図７（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図７（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。

本実施形態に係る液晶装置の断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の平面図である。 本実施形態に係る液晶装置のサブ画素における断面図及び平面図である。 反射防止膜の断面図である。 第１の変形例に係る液晶装置の平面図を示す。 第２の変形例に係る液晶装置の拡大断面図を示す。 本発明の照明装置を適用した電子機器を示す概略図である。

符号の説明

１０ 照明装置、 １１ 導光板、 １２ａ、１２ｂ 偏光板、 １３ 反射防止膜、 １５ 光源部、 １６ ＬＥＤ、 ２０ 液晶表示パネル、 １００ 液晶装置

Claims (7)

1. ２枚の基板の間に液晶を挟持してなる液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの前記基板の前記液晶側とは反対側に設置され、高屈折率の薄膜層と低屈折率の薄膜層とが交互に積層された反射防止膜と、を備え、
   前記反射防止膜は、導電性を有すると共に電気的に接地されていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記反射防止膜は、少なくとも一層の前記薄膜層が、導電性を有する材料で形成されていると共に電気的に接地されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記反射防止膜は、表面上に導電性の粒子が塗布されて形成された導電膜を有し、前記導電膜は、電気的に接地されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記液晶表示パネルは、横電界方式の液晶表示パネルであり、
   前記反射防止膜は、前記２枚の基板のうち、共通電極及び画素電極が形成されていない基板の外面上に形成されてい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液晶装置。
5. 前記液晶表示パネルを駆動するドライバＩＣを備え、
   前記反射防止膜は、前記ドライバＩＣのＣＯＭ端子と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記液晶表示パネルと電気的に接続されているフレキシブル基板を備え、
   前記反射防止膜は、前記フレキシブル基板のグランド配線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。

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