JP2008250286A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示パネルを保護する保護体から発生するガスによる表示面の見栄えの低下を抑える電気光学装置及びこれを搭載した電子機器を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１は、表示パネル１１と、表示パネル１１の視認側に配置されたカバー１２と、カバー１２と、表示パネル１１とを貼り合わせるために、カバー１２と表示パネル１１との間に設けられる粘着材１４と、カバー１２の視認側とは反対側の表面上に設けられたガスバリア膜１６とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気光学装置及び電子機器に関し、特に、透明保護体を有する電気光学装置及び電子機器に関する。

従来より、電気光学装置として、液晶表示装置、有機ルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ装置などの表示装置が知られている。これらの表示装置には、プラスチックなどからなる保護板が、衝撃防止などのために用いられている。たとえば、表示パネルと保護板とは、粘着シートにより貼り合わされる（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００６−２９０９６０号公報

各種表示装置は、携帯電話などの電子機器に用いられる場合もあるため、種々の環境に置かれることとなる。携帯電話は、高温環境、たとえば炎天下の自動車の中に置かれることもある。

しかし、保護板がプラスチックなどである場合、プラスチックなどが、水分、二酸化炭素、窒素などを含む空気などのガスを吸収するため、高温下では、吸収していたガスを排出する場合がある。その場合、保護板からガスが発生し、粘着シートと保護板の間に気泡が生じることがある。

粘着シートと保護板との間に気泡が発生すると、表示パネルの表示面を見たとき、その気泡は、斑点、島などとして見える。その結果、液晶表示装置の表示面の見栄えが悪くなる。さらに、気泡の斑点などは、表示パネルの表示画像の視認性を、低下させる場合もある。

そこで、本発明は、表示パネルを保護する保護体から発生するガスによる表示面の見栄えの低下を抑える電気光学装置及びこれを搭載した電子機器を提供することを目的の１つとする。

［適用例１］本適用例にかかる電気光学装置は、電気光学パネルと、前記電気光学パネルの視認側に配置された透明保護体と、前記電気光学パネルと前記透明保護体との間に設けられる粘着材と、前記透明保護体の前記視認側とは反対側の表面上に設けられたガスバリア膜と、を有する。
このような構成によれば、表示パネルを保護する保護体から発生するガスによる表示面の見栄えの低下を抑える電気光学装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記ガスバリア膜は、無機膜であることが望ましい。
このような構成によれば、気泡の発生を防止することができる。

［適用例３］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記無機膜は、シリコン酸化膜の１層と酸化アルミニウムの１層とを含むことが望ましい。
このような構成によれば、気泡の発生を確実に防止することができる。

［適用例４］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記無機膜は、シリコン酸化膜の２層を含むことが望ましい。
このような構成によれば、気泡の発生を確実に防止することができる。

［適用例５］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記無機膜は、シリコン酸化膜の２層と酸化アルミニウムの１層とを有する３層を含むことが望ましい。
このような構成によれば、気泡の発生をより確実に防止することができる。

［適用例６］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記酸化アルミニウムの１層は、前記透明保護体に接して形成され、前記シリコン酸化膜の２層のいずれかに接して設けられていることが望ましい。
このような構成によれば、気泡の発生をより確実に防止することができる。

［適用例７］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記シリコン酸化膜の２層の一方の層は、前記電気光学パネル側に設けられた二酸化シリコンの膜であり、他方の層は、一酸化シリコンの膜であることが望ましい。
このような構成によれば、気泡の発生をより確実に防止することができる。

［適用例８］上記適用例にかかる電気光学装置において、前記電気光学パネルと前記透明保護体との間にはタッチパネルが配置され、前記ガスバリア膜と前記粘着材とを介して前記タッチパネルが前記透明保護体に固定されることが望ましい。
このような構成によれば、タッチパネルが設けられた場合にも、表示パネルを保護する保護体から発生するガスによる表示面の見栄えの低下を抑える電気光学装置を提供することができる。

［適用例９］本適用例にかかる電子機器は、上記電気光学装置を有する。
このような構成によれば、表示パネルを保護する透明保護体から発生するガスによる表示面の見栄えの低下を抑える電子機器を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（構成）
まず図１に基づき、本実施形態に係わる電気光学装置の構成を説明する。図１は、本実施形態に係わる液晶表示装置の構成を示す構成図である。以下、本実施形態を、電気光学装置の１つである液晶表示装置を例にして説明する。

図１において、液晶表示装置１は、電気光学パネルである液晶の表示パネル１１と、透明保護体であるカバー１２と、偏光板１３とを含んで構成されている。表示パネル１１の画像表示面には、ガラスの透明基板が設けられており、その表面上に、透明な粘着材１５の層を介して偏光板１３が設けられている。偏光板１３の表示パネル１１側とは反対側の面には、透明な粘着材１４の層を介して、カバー１２が設けられている。カバー１２の粘着材１４側の面には、ガスバリア膜１６が設けられている。言い換えると、カバー１２の裏面にガスバリア膜１６が設けられている。

表示パネル１１は、内部に液晶層を含み、液晶層に電界をかけて、光の透過などを制御することによって、透過光あるいは反射光による画像を形成する。具体的には、表示パネル１１は、２枚の透明基板を有し、その２枚の透明基板の間には、電気光学物質である液晶の層が設けられ、２枚の基板の相互に対向する面に複数の電極が配置されている。この複数の電極は平面的に交差する領域が表示態様を独立に制御可能な画素を構成することによって、画像の表示が行われる。
図１に示すように、表示パネル１１上には、偏光板１３が粘着材１５を介して積層され、偏光板１３上には、カバー１２が粘着材１４を介して積層されるようにして、液晶表示装置１は構成されている。

このような液晶表示装置１が、電子機器の筐体内に配置され、ユーザは、カバー１２側、すなわち視認側から表示パネル１１に表示される画像を見ることができる。
衝撃防止などのための保護体であるカバー１２は、プラスチックからなる板材である。カバー１２は、０．２ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚さを有する。カバー１２の材質は、ＰＭＭＡ（ポロメチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリカーボネートとＰＭＭＡの複合材、ＣＲ３９などである。

偏光板１３の表側（視認側）と裏側の面には、それぞれ、シート状の粘着材１４，１５が貼り合わされている。粘着材１４，１５は、ゲル状で透明な部材であり、たとえば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ樹脂、あるいはこれらの複合層からなる。

偏光板１３は、たとえば、１００μｍの厚さを有する。偏光板１３のカバー１２側の粘着材１４は、２５μｍ〜４００μｍの厚さを有し、表示パネル１１側の粘着材１５は、２５μｍ〜５０μｍの厚さを有する。

偏光板１３は、たとえば、３層構造を有する。その３層は、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）の２層と、その２層の間に設けられたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の１層を有する３層である。

さらに、カバー１２の粘着材１４側の表面上には、ガスバリア膜１６が蒸着、塗布、イオンビーム蒸着、スパッタリング、またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などによりコーティングされて設けられている。ガスバリア膜１６は、後述するシリコン酸化膜の場合は、たとえば、２００ｎｍの厚さを有する。

ガスバリア膜１６は、液晶表示装置１を含む表示装置が、たとえば、車の中などの高温の環境に置かれたときに、カバー１２から排出されるガスの発生を防止するためのものである。その結果、偏光板１３から発生したガスによって粘着材１４，１５に気泡が発生することによる表示面の見栄えの低下を抑えることができる。

図２は、ガスバリア膜の構成を示す構成図である。
図２のガスバリア膜１６は、３層構造の無機膜である。たとえば、ガスバリア膜１６は、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２とアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３との３層からなる膜である。その場合、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２は、粘着材１４側に配置され、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３は、カバー１２側に配置され、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２の２つの層間に配置される。つまり、カバー１２側から、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２の順に、形成されている。

３層の場合の、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３と一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２との膜厚は、それぞれ、２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、１５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。そして、これらの最適な膜厚は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３が３０ｎｍ、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１が３０ｎｍ、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２が１３０ｎｍである。

なお、ガスバリア膜１６は、図２の構成に代えて他の構成でもよい。図３は、ガスバリア膜の他の構成を示す構成図である。
図３に示すように、ガスバリア膜１６Ａは、２層構造の無機膜である。この２層構造は、カバー１２側から、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２とである。また、この２層構造は、以下の構成であってもよい。たとえば、カバー１２側から、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３と一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１とからなる構成である。また、２層構造のほかの例としては、カバー１２側から、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２とからなる構成である。

２層の場合の膜厚は、それぞれの組成によって異なり、以下に示す３通りある。
アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２との場合、それぞれの膜厚は、２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。そして、これらの最適な膜厚は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３が３０ｎｍ、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２が１３０ｎｍである。
アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３と一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１との場合、それぞれの膜厚は、２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、１５ｎｍ以上４５ｎｍ以下である。そして、これらの最適な膜厚は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３が３０ｎｍ、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１が３０ｎｍである。
一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１と二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２との場合、それぞれの膜厚は、４５ｎｍ以上９５ｎｍ以下、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。そして、これらの最適な膜厚は、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１が７０ｎｍ、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２が１３０ｎｍである。

また、ガスバリア膜１６は、１層構造の無機膜の膜でもよい。図４は、ガスバリア膜の他の構成を示す構成図である。
図４に示すように、１層構造の無機膜の膜は、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１である。また、この１層構造の無機膜の膜は、以下の構成であってもよい。たとえば、この無機膜の組成は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３または二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２である。

１層の場合、これらの膜厚は、それぞれの成膜方法により異なり、以下に示す４通りある。
まず、１通り目は、蒸着または塗布により一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１を成膜する場合、膜厚は、４５ｎｍ以上９５ｎｍ以下であり、７０ｎｍで最適である。
次に、２通り目は、蒸着または塗布によりアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３を成膜する場合、膜厚は、２５ｎｍ以上４５ｎｍ以下であり、３０ｎｍで最適である。
さらに、３通り目は、イオンビーム蒸着により二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２を成膜する場合、膜厚は、１５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であり、２００ｎｍで最適である。
最後に、４通り目は、スパッタリングにより二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２を成膜する場合、膜厚は、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、１００ｎｍで最適である。

さらになお、ガスバリア膜１６は、有機膜でもよい。有機膜としては、たとえば、エポキシ樹脂の１層の膜でもよい。また、有機膜としては、たとえば、エポキシ樹脂以外の、パリレン系、シリコーン系の１層の膜でもよい。エポキシの場合は、カバー１２に塗布によって設けられる。その場合、ガスバリア膜１６の厚さは、数μｍである。

また、意匠上の印刷は、このガスバリア膜１６の表面上に行われる。

ここで、ガスバリア膜１６，１６Ａのガス透過度の実験結果を図５に示し、説明する。
図５は、ガスバリア膜を設けた２つの場合（３層と、２層）と、ガスバリア膜が無い場合の透過度の実験データを示す表である。この実験において、膜厚は以下の通りである。３層の場合、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１の膜厚は３０ｎｍ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の層２３の膜厚は３０ｎｍ、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２の膜厚は１３０ｎｍである。２層の場合、一酸化シリコン（ＳｉＯ）の層２１の膜厚は７０ｎｍ、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）の層２２の膜厚は１３０ｎｍである。

図５の表の横方向は、左から、全くガスバリア膜を設けない場合と、３層の場合（図２参照）と、２層の場合（図３参照）との、３つの場合に分けられている。表において縦方向には、上から、透過するガスの種類として二酸化炭素（ＣＯ₂）と、窒素（Ｎ₂）と、酸素（Ｏ₂）のそれぞれのガス透過度と、３つのガス透過度の総計が順に示されている。

透過度の測定は、ガス透過測定装置を用いた差圧法により行い、試験圧力は、約７６０ｍｍＨｇであり、測定温度は、８０°Ｃであり、透過面積は、３８ｃｍ²（平方センチメートル）で行った。透過度の単位は、ｃｍ³／ｍ²・２４ｈ・ａｔｍである。

試験の結果、３層の場合が透過度がもっとも低く、透過度は、ガスバリア膜が無い場合の総計（１５７．５）に対して、略２０％（＝３２．４５／１５７．５）であった。２層の場合、透過度は、その次に低くガスバリア膜が無い場合に対して、略３２％（＝５０．１９／１５７．５）であった。なお、１層の場合は、２層の場合と同等の透過率であった。

なお、図示はしないが、カバー１２が、ＰＭＭＡとポリカーボネートの複合材で、ガスバリア膜１６が３層構造で、粘着材１４がアクリル系樹脂であるときの組合せが、透過度が低いので、好ましい。

さらに、カバー１２が、ポリカーボネートで、ガスバリア膜１６が２層構造で、粘着材１４がエポキシ系樹脂であるときの組合せも、透過度が低く好ましい。

（製造方法）
図６は、図１の液晶表示装置１の製造方法を説明するための図である。
まず、偏光板１３の表面と裏面のそれぞれに、シート状の粘着材１４と１５を貼り合わせる。粘着材１４と１５が貼り合わされた偏光板１３を、１つの液晶表示装置１の大きさにカットする。

次に、表示パネル１１の表面に粘着材１５が密着するように、表示パネル１１と偏光板１３を貼り合わせたユニット１００を作製する。

一方、カバー１２は、もともと、大板の状態であり、その大板のカバー１２の一方の面にガスバリア膜１６を塗布して、あるいはスパッタなどにより蒸着して形成する。次に、ガスバリア膜１６が設けられた大板のカバー１２をカットして、１つの表示パネル１１に貼り合わせるサイズのユニット１０１を作製する。

作製された２つのユニット１００と１０１とを、ガスバリア膜１６と粘着材１４とが密着するように、加圧下で、貼り合わせることによって、図１に示す液晶表示装置１が完成する。この貼り合わせは、加圧下かつ加熱下で行うようにしてもよい。

なお、２つのユニット１００と１０１とを、ガスバリア膜１６と粘着材１４が密着するように、真空下で貼り合わせることによって、液晶表示装置１を完成するようにしてもよい。
（変形例）

次に、変形例について説明する。
液晶表示装置には、タッチパネルが設けられる場合がある。図７から図９は、タッチパネルを含む液晶表示装置の構成を示す図である。液晶表示装置が、タッチパネルを有する場合、そのタッチパネルの視認側に、保護材であるカバーが配置される。タッチパネルは、たとえば、静電容量方式のパネルである。
図７に示す液晶表示装置１Ａでは、図１の偏光板１３の表示パネル１１側に、タッチパネル１７が粘着材１５を介して偏光板１３に貼り合わされ、タッチパネル１７と表示パネル１１の間には、所定の間隔を有する空間部１８が設けられている。

図８に示す液晶表示装置１Ｂでは、図１の偏光板１３のカバー１２側に、タッチパネル１７が粘着材１４を介して偏光板１３に貼り合わされ、さらにタッチパネル１７のカバー１２側に粘着材１９が設けられて、粘着材１９を介してタッチパネル１７がカバー１２と貼り合わされている。この場合、カバー１２と粘着材１９の間に、ガスバリア膜１６が配置される。

図９に示す液晶表示装置１Ｃでは、図１の偏光板１３のカバー１２側に、タッチパネル１７が所定の間隔を有する空間部２０を介して設けられ、さらにタッチパネル１７のカバー１２側に粘着材１９が設けられて、粘着材１９を介してタッチパネル１７がカバー１２と貼り合わされている。この場合、カバー１２と粘着材１９の間に、ガスバリア膜１６が配置される。
以上のような図７から図９の各液晶表示装置においても、ガスバリア膜１６が、カバー１２からのガスの排出を防ぐ。

また、本発明の電気光学装置は、各種液晶表示装置に適用することが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電気放出素子を用いた装置（Field Emission Display、およびSurface-Conduction Electron-Emission Displayなど）などの各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することが可能である。

次に、上述した実施形態に係る液晶表示装置を表示装置として有する電子機器について説明する。図１０は、電子機器として携帯電話の外観を示す斜視図である。図１０に示すように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２の他に、受話口１２０４、送話口１２０６と共に、上述した電気光学装置としての液晶表示装置１が設けられる表示部１１００を有する。

本発明に係る電気光学装置が適用できる電子機器としては、携帯電話の他に、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants：携帯情報端末）、携帯型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型もしくは直視型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、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機などがある。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変などが可能である。

本発明の実施形態に係わる液晶表示装置の構成を示す構成図。 本発明の実施形態に係わるガスバリア膜の構成を示す構成図。 本発明の実施形態に係わるガスバリア膜の他の構成を示す構成図。 本発明の実施形態に係わるガスバリア膜の他の構成を示す構成図。 ガスバリア膜を設けた場合の透過度の実験データを示す表。 本発明の実施形態に係わる液晶表示装置の製造方法を説明するための図。 タッチパネルを含む液晶表示装置の構成の例を示す図。 タッチパネルを含む液晶表示装置の構成の他の例を示す図。 タッチパネルを含む液晶表示装置の構成のさらに他の例を示す図。 電子機器として携帯電話の外観を示す斜視図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…液晶表示装置、１１…表示パネル、１２…カバー、１３…偏光板、１４，１５…粘着材、１６…ガスバリア膜、１７…タッチパネル。

Claims (9)

1. 電気光学パネルと、
   前記電気光学パネルの視認側に配置された透明保護体と、
   前記電気光学パネルと前記透明保護体との間に設けられる粘着材と、
   前記透明保護体の前記視認側とは反対側の表面上に設けられたガスバリア膜と、を有することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記ガスバリア膜は、無機膜であることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記無機膜は、シリコン酸化膜の１層と酸化アルミニウムの１層とを含むことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記無機膜は、シリコン酸化膜の２層を含むことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
5. 前記無機膜は、シリコン酸化膜の２層と酸化アルミニウムの１層とを有する３層を含むことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
6. 前記酸化アルミニウムの１層は、前記透明保護体に接して形成され、前記シリコン酸化膜の２層のいずれかに接して設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の電気光学装置。
7. 前記シリコン酸化膜の２層の一方の層は、前記電気光学パネル側に設けられた二酸化シリコンの膜であり、他方の層は、一酸化シリコンの膜であることを特徴とする請求項４または５に記載の電気光学装置。
8. 前記電気光学パネルと前記透明保護体との間にはタッチパネルが配置され、
   前記ガスバリア膜と前記粘着材とを介して前記タッチパネルが前記透明保護体に固定されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。

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