JP2009122423A

JP2009122423A - 液晶表示素子

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Publication number: JP2009122423A
Application number: JP2007296476A
Authority: JP
Inventors: Azusa Ikeda; 梓池田; Yasushi Kawada; 靖川田
Original assignee: Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-06-04

Abstract

【課題】厚みおよび重量を増加させることなく偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる液晶セルを提供する。
【解決手段】液晶モジュール15の各基板21，22に偏光板24，25を設ける。液晶モジュール15の表示側に位置する偏光板25の表示側に、保護板16を貼着するための粘着層39を設ける。粘着層39を、偏光板25を透過した直線偏光を楕円偏光と円偏光とのいずれかに変換する位相差層とすることで、厚みおよび重量を増加させることなく偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示素子本体の表示側に位置する偏光板の表示側に設けられた機能層を有する液晶表示素子に関する。

従来、例えば携帯電話や携帯音楽プレーヤなどのモバイル機器に使用される液晶表示素子である液晶モジュールは、一対のガラス基板間に液晶層が介在され、各ガラス基板の外側面に偏光板がそれぞれ取り付けられている。

このような液晶モジュールをモバイル機器に組み込む際には、液晶モジュールの表示側に表面保護シートや表面保護用の透明なアクリル板、あるいは抵抗感圧式のタッチパネルなどの機能層が配置される。このため、近年では、これら機能層を、予め液晶モジュールに取り付けてユニット化した液晶セルとすることで、製造性を向上している。

しかしながら、このような液晶セルでは、例えば偏光サングラスなど、偏光作用を有する部材を通して表示面を観察した場合に、表示画像が偏光軸の方向に起因して見えにくくなることがある。

そこで、液晶セルの表示側に、直線偏光を円偏光、あるいは楕円偏光に変換して出射するための位相差板を配置することで対応する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２６８８３５号公報

しかしながら、上述の液晶表示素子では、位相差板を機能層上に追加して配置することとなるため、液晶セルの厚みが増し、重量が増加してしまうという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、厚みおよび重量を増加させることなく偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる液晶表示素子を提供することを目的とする。

本発明は、互いに対向配置された一対の基板、および、これら基板間に介在された液晶層を備え、画像を表示可能な液晶表示素子本体と、この液晶表示素子本体の各基板の前記液晶層と反対側に設けられた偏光板と、前記液晶表示素子本体の表示側に位置する前記偏光板の表示側に設けられた機能層とを具備し、前記機能層は、前記偏光板を透過した直線偏光を楕円偏光と円偏光とのいずれかに変換する位相差層であるものである。

そして、液晶表示素子本体の表示側の偏光板の表示側に位置する機能層を、偏光板を透過した直線偏光を楕円偏光あるいは円偏光に変換する位相差層とする。

本発明によれば、厚みおよび重量を増加させることなく偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる。

以下、本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子の構成を図１および図２を参照して説明する。

図１および図２において、11は表示装置としての平面表示装置である液晶表示装置を示し、この液晶表示装置11は、液晶表示素子としての液晶セル12と、この液晶セル12に面状光を照射する光源部としての面状光源部であるバックライト13とを備えた、いわゆる透過型の液晶パネルであって、例えば携帯電話などのモバイル機器に用いられる。

そして、液晶セル12は、液晶表示素子本体としての液晶モジュール15と、この液晶モジュール15の表示側である図１中の上側の主面に位置する表示側部材としての保護層すなわちカバー部である透明な平板状の保護板16とを備えている。

液晶モジュール15は、基板としてのアレイ基板21と、基板としての対向基板22とが互いに対向配置され、これら基板21，22間に液晶層23が介在されて、アレイ基板21と対向基板22とが周縁部近傍で互いに貼り合わされて液晶層23を基板21，22間に保持している。また、この液晶モジュール15には、液晶層23と反対側、すなわち、アレイ基板21の後側(バックライト13側)である背面側と、対向基板22の前側とのそれぞれに、偏光板24，25が接着層である粘着層26，27を介して貼着されている。そして、この液晶モジュール15は、例えば複数の画素(副画素)Ｐがマトリクス状に形成されカラー表示が可能なアクティブマトリクス型のものであり、例えば４００μｍ〜６００μｍ程度の厚みに形成されている。

アレイ基板21は、四角形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板31の液晶層23側(図１中上側)の主面上に、複数の走査線32と複数の信号線33とが互いに略直交するように格子状に配設され、これら走査線32と信号線33とのそれぞれの交差位置に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)34が設けられ、これらを覆って液晶層23の液晶分子の配向用の図示しない配向膜が形成されている。

薄膜トランジスタ34は、ゲート電極に走査線32が接続され、ソース電極に信号線33が接続されているとともに、ドレイン電極に透明電極である図示しない画素電極が接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ35からの信号が走査線32を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ36から信号線33を介して入力された信号に対応して画素電極に電圧を印加するものである。

対向基板22は、透光性を有しアレイ基板21のガラス基板31に対応する四角形平板状の絶縁基板であるガラス基板37上に、例えば着色層であるカラーフィルタ層が形成されているとともに、このカラーフィルタ層を覆って、図示しない透明電極としての共通電極である対向電極(コモン電極)が形成され、かつ、この対向電極を覆って、液晶層23の配向用の配向膜が形成されている。

対向電極は、各画素(副画素)Ｐのコモン電位を設定するものである。

カラーフィルタ層は、各画素(副画素)Ｐに対応して例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)などの着色部が合成樹脂などによりストライプ状に形成されている。なお、液晶モジュール15が例えばモノクロ表示など、カラー表示をしないものである場合には、このカラーフィルタ層は設ける必要がない。

液晶層23は、細長形状に形成された図示しない液晶分子を多数備え、各画素(副画素)Ｐにおいて、画素電極と対向電極との間に形成される電界に沿って液晶分子の配向方向が可変することにより、偏光板24，25とともに各画素(副画素)Ｐでの表示状態を制御可能なものである。

偏光板24，25は、液晶層23を透過した光のうち、特定方向の直線偏光のみを透過させるもので、例えば１５０μｍ〜２００μｍ程度の厚みに形成されている。

粘着層26，27は、例えば２５μｍ程度の厚みに形成された透明なシート状の粘着フィルムなどである。

一方、保護板16は、例えばガラス、アクリル、ポリカーボネート、あるいはＰＥＴなどの部材により透明な板状に形成され液晶モジュール15を外部に対して保護する機能を有し、機能層としての粘着層39により偏光板の表示側、すなわち図１中上側の主面に貼着されている。

そして、粘着層39は、例えば透明で平滑なシート状の粘着フィルムで、かつ、１／４波長(λ／４)の位相差を有する複屈折率性の位相差層である。すなわち、粘着層39は、偏光板25を透過した直線偏光を楕円偏光、あるいは円偏光に変換する位相差層となっている。

また、バックライト13は、図示しない光源からの光を導光体である図示しない導光板などにより面状光に変換して液晶モジュール15の偏光板24側に照射するものである。

次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。

バックライト13から出射した光は、偏光板24により特定方向の直線偏光のみが粘着層26およびガラス基板37を介して液晶層23へと入射する。

この液晶層23では、画像信号に対応して各薄膜トランジスタ34がオンオフされることにより、各画素Ｐでの液晶分子の傾斜角が可変することで、画像信号に対応した透過量で直線偏光が出射され、ガラス基板31、粘着層27および偏光板25を透過する。

そして、偏光板25を透過した直線偏光は、粘着層39を透過することで楕円偏光、あるいは円偏光に変換され、保護板16を介して出射される。

このように、保護板16を固定するための機能層である粘着層39を、直線偏光を楕円偏光、あるいは円偏光に変換する位相差層とすることにより、例えば液晶セルに位相差板などを追加する場合と異なり、液晶セル12の層数が増加することがないので、液晶セル12の厚みおよび重量を増加させることなく、偏光サングラスなどの偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる。

しかも、上述のように層数(部材数)が増加しないので、液晶セル12のコストの増加を防止でき、かつ、層間の界面数が増加せず、内面反射や屈折の増加を防止でき、液晶セル12の見栄え(表示品位)の低下を防止できる。

また、粘着層39は、偏光板25の主面上に直接配置される層なので、偏光板25に対して他の層を挟んで配置する場合と比較して、偏光板25から出射された直線偏光を、層間の界面などでの内面反射や屈折などを介することなく直接楕円偏光、あるいは円偏光に変換でき、変換効率が向上する。

さらに、粘着層39は、保護板16の背面側に位置しているため、使用者などが直接接触しにくいので、汚れたり傷付いたりしにくく、偏光板25を透過した直線偏光を、楕円偏光、あるいは円偏光に確実に変換できる。

なお、上記第１の実施の形態において、表示側部材としては、例えばタッチパネルなどを用いても同様の作用効果を奏することができる。

次に、第２の実施の形態を図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態の保護板16に代えて、液晶モジュール16の偏光板25の表示側の主面に、接着層である粘着層41を介して機能層としての保護板42が貼着されているものである。

粘着層41は、粘着層26，27と同様に、例えば２５μｍ程度の厚みに形成された透明なシート状の粘着フィルムなどである。

また、保護板42は、例えば複屈折性を有するアクリルなどにより透明で平滑な板状に形成された１／４波長(λ／４)の位相差を有する位相差層であり、液晶モジュール15を外部に対して保護する機能を有するとともに、偏光板25および粘着層41を透過した直線偏光を楕円偏光、あるいは円偏光に変換する位相差層となっている。

そして、液晶モジュール15を透過し、さらに偏光板25および粘着層41を透過した直線偏光は、保護板42を透過することで楕円偏光、あるいは円偏光に変換されて出射される。

このように、液晶モジュール15を保護するための機能層である保護板42を、直線偏光を楕円偏光、あるいは円偏光に変換する位相差層とすることにより、例えば液晶セルに位相差板などを追加する場合と異なり、液晶セル12の層数が増加することがないので、液晶セル12の厚みおよび重量を増加させることなく、偏光サングラスなどの偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる。

次に、第３の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施の形態は、上記第２の実施の形態の保護板42に代えて、液晶モジュール15の表示側に、粘着層41を介してタッチパネル44が貼着されて固定されているものである。

タッチパネル44は、抵抗感圧式のものであり、機能層としての下部電極板であるタッチパネル下板45と、上部電極板であるタッチパネル上板46とを対向配置し、これらタッチパネル下板45とタッチパネル上板46との間に間隙を保持するための図示しないスペーサを配置し、かつ、タッチパネル下板45とタッチパネル上板46との周縁部を接着部47によって接着することで構成されている。

タッチパネル下板45は、例えば複屈折性を有する透明な部材により平滑な板状に形成され、１／４波長(λ／４)の位相差を有する位相差層である。また、このタッチパネル下板45の図４中上側、すなわち表示側の主面には、図示しないが、例えばＩＴＯなどの透明な導電部材により下部電極が層状に形成されている。

タッチパネル上板46は、例えばＰＥＴなどの可撓性を有する透明な部材により平滑な板状に形成されており、図４中下側、すなわちタッチパネル下板45と対向する主面には、図示しないが、例えばＩＴＯなどの透明な導電部材により上部電極が層状に形成されている。

さらに、タッチパネル44は、タッチパネル上板46側を、液晶モジュール15側で表示した画像に対応する位置などで使用者が押圧することで、タッチパネル上板46の押圧した位置に対応する部分がタッチパネル下板45側へと可撓変形して、上部電極と下部電極とが接触することによって、使用者の押圧位置、すなわち使用者の所望の操作を検出可能となっている。また、この操作の検出により、液晶表示装置11、あるいはこの液晶表示装置11を組み込んだ機器などが、この操作に対応した処理を行うことが可能となっている。

そして、液晶セル12では、液晶モジュール15を透過し、さらに偏光板25および粘着層41を透過した直線偏光が、タッチパネル下板45を透過することで楕円偏光、あるいは円偏光に変換され、タッチパネル上板46を透過して出射される。

このように、液晶セル12にタッチパネル機能を付与するタッチパネル44のタッチパネル下板45を、直線偏光を楕円偏光、あるいは円偏光に変換する位相差層とすることにより、例えば液晶セルに位相差板などを追加する場合と異なり、液晶セル12の層数が増加することがないので、液晶セル12の厚みおよび重量を増加させることなく、偏光サングラスなどの偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる。

また、タッチパネル44は、使用時に使用者が直接触れるものであるものの、使用者が直接触れることがないタッチパネル下板45を位相差層としているため、汚れたり傷付いたりしにくく、偏光板25および粘着層41を透過した直線偏光を、楕円偏光、あるいは円偏光に確実に変換できる。

しかも、タッチパネル下板45は、タッチパネル上板46のように使用者の接触によって変形することがなく、タッチパネル下板45に対する直線偏光の入射角度などが可変することがないので、直線偏光の楕円偏光、あるいは円偏光への変換が、より確実になる。

さらに、タッチパネル下板45は、タッチパネル上板46よりも偏光板25に近いので、タッチパネル上板46を位相差層とする場合と比較して、偏光板25から出射した直線偏光の層間の界面などでの内面反射や屈折を抑制でき、変換効率を向上できる。

なお、上記第３の実施の形態において、タッチパネル上板46を位相差層とすることも可能である。

次に、第４の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第４の実施の形態は、上記第２の実施の形態の保護板42に代えて、表示側部材としての保護層すなわちカバー部である透明な平板状の保護板51と、機能層としての保護層である表面保護フィルム52とが配置されているものである。

保護板51は、例えばガラス、アクリル、ポリカーボネート、あるいはＰＥＴなどの部材により透明な板状に形成され液晶モジュール15を外部に対して保護する機能を有している。

また、表面保護フィルム52は、例えば複屈折性を有する透明な合成樹脂などにより平滑な板状に形成された１／４波長(λ／４)の位相差を有する薄膜状の位相差層であり、保護板51の表面の少なくとも一部、本実施の形態では全体を覆って形成されている。

そして、液晶セル12では、液晶モジュール15を透過し、さらに偏光板25、粘着層41および保護板51を透過した直線偏光が、表面保護フィルム52を透過することで楕円偏光、あるいは円偏光に変換されて出射される。

このように、保護板51を保護するための機能層である表面保護フィルム52を、直線偏光を楕円偏光、あるいは円偏光に変換する位相差層とすることにより、例えば液晶セルに位相差板などを追加する場合と異なり、液晶セル12の層数が増加することがないので、液晶セル12の厚みおよび重量を増加させることなく、偏光サングラスなどの偏光作用を有する部材越しでも視認性を確保できる。

なお、上記第４の実施の形態において、表示側部材としては、例えばタッチパネルなどを用いても同様の作用効果を奏することができる。

また、保護層としては、表面保護フィルム52以外でも、任意の保護層を用いることが可能である。

さらに、上記各実施の形態において、機能層は、液晶モジュール15に対して所定の機能を付与するものであれば、任意に選択できる。

本発明の第１の実施の形態の液晶表示素子を示す説明断面図である。同上液晶表示素子を示す回路図である。本発明の第２の実施の形態の液晶表示素子を示す説明断面図である。本発明の第３の実施の形態の液晶表示素子を示す説明断面図である。本発明の第４の実施の形態の液晶表示素子を示す説明断面図である。

符号の説明

12 液晶表示素子としての液晶セル
15 液晶表示素子本体としての液晶モジュール
16，51 表示側部材としての保護板
21 基板としてのアレイ基板
22 基板としての対向基板
23 液晶層
24，25 偏光板
39 機能層としての粘着層
42 機能層としての保護板
44 タッチパネル
45 機能層としてのタッチパネル下板
52 機能層としての保護層である表面保護フィルム

Claims

互いに対向配置された一対の基板、および、これら基板間に介在された液晶層を備え、画像を表示可能な液晶表示素子本体と、
この液晶表示素子本体の各基板の前記液晶層と反対側に設けられた偏光板と、
前記液晶表示素子本体の表示側に位置する前記偏光板の表示側に設けられた機能層とを具備し、
前記機能層は、前記偏光板を透過した直線偏光を楕円偏光と円偏光とのいずれかに変換する位相差層である
ことを特徴とした液晶表示素子。
前記機能層は、１／４波長の位相差を有する位相差層である
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。
前記機能層は、粘着層であり、
この粘着層により前記液晶表示素子本体の表示側に位置する前記偏光板の表示側に取り付けられた表示側部材を具備している
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。
前記機能層は、液晶表示素子本体を保護するための保護板である
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。
前記液晶表示素子本体の表示側に位置する前記偏光板の表示側に配置されたタッチパネルを具備し、
前記機能層は、前記タッチパネルの少なくとも一部である
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。
前記液晶表示素子本体の表示側に位置する前記偏光板の表示側に配置された表示側部材を具備し、
前記機能層は、前記表示側部材を保護するための保護層である
ことを特徴とした請求項１記載の液晶表示素子。