JP2009175434A

JP2009175434A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2009175434A
Application number: JP2008013898A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Kuji; 龍明久慈
Original assignee: Toshiba Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-08-06

Abstract

【課題】偏光板のカールを抑え、生産性の向上を図る液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、液晶層を挟んで配置される第１及び第２のガラス基板１０、１１と、第１及び第２のガラス基板に貼設される偏光板２０Ａ、２０Bを有している。偏光板２０Ａ、２０Bは、夫々偏光フィルム及び透明フィルムからなる二層構造を有し、各フィルムの延伸軸は互いに交差している。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に偏光板を、偏向作用を持つ偏光フィルムと、偏光作用を持たない透明フィルムとから構成した液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置の軽量化のため、ガラス基板の薄型化技術が実用化されているが、これに伴い特に液晶表示装置製造工程の熱処理工程において偏光板がカールし、生産性を低下させることが問題となっていた。

かかる問題を解決する一例として、保護膜の熱面積変化率の差を小さくし偏光板のカールを防ぐ技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２７９２６９号公報

しかしながら、上述した従来の技術では偏光板が持つ延伸軸に起因する応力を抑えることができず、また応力に起因するカールを防ぐことは困難である。

図５は従来の偏光板２０が熱処理によりカールした状態を表す斜視図である。偏光板２０は延伸軸を有し、その軸の両端に応力がかかり易いという特徴を有する。具体的には、熱が加わると延伸軸方向に偏光板２０が収縮し、またガラス基板と偏光板２０の密着性が強いため、当該応力は上方向に作用し易い傾向がある。

したがって、本発明は、偏光フィルム及び透明フィルムが夫々有する対角線上の延伸軸を交差させて重ねあわせ、互いにかかる応力を打ち消すことのできる偏光板を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、
第１のガラス基板と、前記第１のガラス基板と液晶層を介して対向配置された第２のガラス基板と、前記第１及び第２のガラス基板の液晶層とは反対側の面に貼設される第１及び第２の偏光板とを備える液晶表示装置であって、前記第１の偏光板は、矩形状であり対角線上の第１の方向の延伸軸を有し偏向作用を持つ第１の偏光フィルムと、矩形状であり偏向作用を持たず対角線上の前記第１の方向に交差した第２の方向の延伸軸を有し前記第１の偏光フィルムとともに互いに貼設された第１の透明フィルムとを含み、前記第２の偏光板は、矩形状であり対角線上の前記第２の方向の延伸軸を有し偏向作用を持つ第２の偏光フィルムと、矩形状であり偏向作用を持たず対角線上の前記第１の方向の延伸軸を有し前記第２の偏光フィルムとともに互いに貼設された第２の透明フィルムとを含んでいることを特徴とする。

本発明によれば、偏光板のカールを抑え、液晶表示装置の生産性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について図１乃至図４を参照して説明する。なお実施の形態ではノーマリーホワイト90°のツイストネマティックモード（以下TNモードという）を例に説明する。また同一部分は同一符号を付して示す。

図１は、本発明による液晶表示装置の実施の形態を示す平面図、図２は、図１の液晶表示装置のＡ−Ａ断面図、である。

液晶表示装置は表示領域を有する第１のガラス基板１０と、この第１のガラス基板１０に所定の隙間を保持して対向配置された第２のガラス基板１１と、ポリビニルアルコール（以下PVAという）からなり詳細を後述する偏光板２０A、２０Bと、表示領域を駆動する駆動LSI等を備え、また第１のガラス基板１０下面に配置され光源となるバックライトユニットをさらに備えている。第１のガラス基板１０及び第２のガラス基板１１の厚さは、例えば0.2ｍｍである。

第１のガラス基板１０と第２のガラス基板１１とは表示領域の周縁である額縁領域においてシール材１２を用いて接合され、第１のガラス基板１０と第２のガラス基板１１とシール材１２とで囲まれた領域に液晶層１３が形成されている。

さらに第１のガラス基板１０の液晶層１３とは反対側の面には偏光板２０Aが、第２のガラス基板１１の液晶層１３とは反対側の面には偏光板２０Bが夫々配置されている。

また第１のガラス基板１０上には図示しない複数の信号及び走査線が設けられ、信号線と走査線の交差部近傍にスイッチング素子として、例えば薄膜トランジスタが設けられる。

なお第１及び第２のガラス基板１０、１１上には図示しない配向膜も形成される。

図３は、図２の破線部(ア)で示す、偏光板２０Aの拡大断面図、図４は第１及び第２の偏光板２０A、２０Bにかかる応力の関係を示す図である。

偏光板２０Aは、矩形状であり対角線上の第１の方向ｄ１の延伸軸２５を有し偏向作用を持つ第１の偏光フィルム２１と、矩形状であり偏向作用を持たず対角線上の第２の方向ｄ２の延伸軸２６を有する第１の透明フィルム２２と、第１の偏光フィルム２１及び第１の透明フィルム２２を挟持し保護する図示しない保護膜からなる。第１の方向ｄ１及び第２の方向ｄ２は、互いに交差しているため、延伸軸２５及び延伸軸２６も互いに交差している。そして第１の偏光フィルム２１と、第１の透明フィルム２２は互いに貼設されている。

また、図４に示すように第２のガラス基板１１に貼設する偏光板２０Bも、矩形状であり対角線上の第２の方向ｄ２の延伸軸２７を有し偏向作用を持つ第２の偏光フィルム２３と、矩形状であり偏向作用を持たず対角線上の第１の方向ｄ１の延伸軸２８を有する第２の透明フィルム２４と、第２の偏光フィルム２３及び第２の透明フィルム２４を挟持し保護する保護膜からなる。そして第２の偏光フィルム２３と、第２の透明フィルム２４は、延伸軸２７及び延伸軸２８が互いに交差した状態で貼設される。そして、偏光板２０A,２０Bは、その第１及び第２の透明フィルム２２、２４側がガラス基板１０，１１に貼設される。

従って、ガラス基板１０，１１面に貼設された偏光板２０A、２０Bにおける第１、第２の透明フィルム２２，２４の延伸軸２６，２８は、互いに異なり交差している。

図４は、本実施の形態による液晶表示装置の分解斜視図であり、特に、第１及び第２の偏光フィルム２１、２３並びに第１及び第２の透明フィルム２２、２４の延伸軸２５、２６、２７、２８の方向と、第１及び第２の偏光フィルム２１、２３並びに第１及び第２の透明フィルム２２、２４にかかる応力を示した図である。

第１の偏光フィルム２１、第１の透明フィルム２２、第２の偏光フィルム２３、及び第２の透明フィルム２４はPVAの高分子フィルムを対角線方向となる延伸軸方向に引き伸ばし形成される。そして、高分子フィルムに偏光子となる例えばヨウ素化合物を添加することで偏向作用を持つ第１及び第２の偏光フィルム２１、２３が形成され、当該高分子フィルムにヨウ素化合物を添加しないことで偏向作用を持たない第１及び第２の透明フィルム２２、２４が形成される。

このように第１の偏光フィルム２１及び透明フィルム２２は高分子フィルムを延伸軸方向に引き伸ばし形成される。そのため、液晶表示装置製造工程の例えば熱処理工程であるオートクレイブにより熱が加わると延伸軸方向に収縮する傾向があり、特に延伸軸２５、２６の両端において第１の偏光フィルム２１及び透明フィルム２２に力が加わる。

さらに第１の透明フィルム２２は第１のガラス基板１０に貼設され、かつ第１の偏光フィルム２１はこの第１の透明フィルム２２に貼設されるが、夫々の密着性が強く、かつ材質がPVAと比べガラス基板１０の方が硬いため、延伸軸方向に収縮する力は延伸軸２５、２６の両端において第１の偏光フィルム２１及び透明フィルム２２に作用する応力となり、これらの応力はガラス基板１０から離れる方向ｄ３にかかり易い傾向にある。

また第２の偏光フィルム２３及び透明フィルム２４も同様に高分子フィルムを引き伸ばし形成され、材質の異なる第２のガラス基板１１と貼設されるため、延伸軸２７，２８の両端において第２の偏光フィルム２３及び透明フィルム２４に作用する応力はガラス基板１１から離れる方向ｄ４にかかり易い傾向にある。

なお偏光板２０A、２０Bは同一材料から形成されるため、第１の偏光フィルム２１及び透明フィルム２２に第１のガラス基板１０から離れる方向ｄ３へかかる応力と、第２の偏光フィルム２３及び透明フィルム２４に第２のガラス基板１１から離れる方向ｄ４へかかる応力は略等しくなる。

第１の偏光フィルム２１、第１の透明フィルム２２、第２の偏光フィルム２３及び第２の透明フィルム２４は、夫々の延伸軸２５、２６、２７、２８が交互に交差するよう、順に配置される。そのため、第１の偏光フィルム２１、第１の透明フィルム２２、第２の偏光フィルム２３及び第２の透明フィルム２４にかかる応力を打ち消すことができ、その結果、偏光板２０A、２０Bにかかるカールを抑制することができる。

また、本実施の形態は第１及び第２の透明フィルム２２、２４が第１及び第２の偏光フィルム２１、２３よりも液晶層１３に近い面に形成されているが、第１及び第２の偏光フィルム２１、２３を第１及び第２の透明フィルム２２、２４よりも液晶層１３に近い面に形成したとしても、延伸軸２５及び延伸軸２６、並びに延伸軸２７及び延伸軸２８が夫々互いに交差していれば、第１の偏光フィルム２１、第１の透明フィルム２２、第２の偏光フィルム２３及び第２の透明フィルム２４にかかる応力を打ち消しあい、偏光板２０A、２０Bにかかるカールを抑制する同一の効果を奏する。

さらに、本実施の形態では第１及び第２のガラス基板１０、１１の厚みが0.2ｍｍのものについて説明したが、ガラス基板の厚みが0.4ｍｍ以下であると偏光板２０A、２０Bにカールが発生する傾向があり、厚みが薄くなるにつれ、その傾向は強まるので、本実施の形態による効果は大きい。

なお、この発明は上記実施の形態のものに限定されるものではなく、ノーマリーホワイト90°のTNモード以外であっても、例えば偏光板の延伸軸方向が対角線上にあり、各偏光板の延伸軸がガラス基板を挟んで交差しているモードであれば同一の効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す平面図。図１の液晶表示装置のＡ−Ａ線に沿う断面図。図２の破線部(ア)で示す部分の拡大断面図。上記液晶表示装置を示す分解斜視図であり、特に、透明フィルム及び偏光フィルムにかかる応力を示した図。従来の偏光板が熱処理によりカールした状態を表す斜視図。

符号の説明

１０…第１のガラス基板、１１…第２のガラス基板、１２…シール材、１３…液晶層、２０…偏光板、２１…第１の偏光フィルム、２２…第１の透明フィルム、２３…第２の偏光フィルム、２４…第２の透明フィルム、２５…第１の偏光フィルムの延伸軸、２６…第１の透明フィルムの延伸軸、２７…第２の偏光フィルムの延伸軸、２８…第２の透明フィルムの延伸軸、ｄ１…第１の方向、ｄ２…第２の方向。

Claims

第１のガラス基板と、
前記第１のガラス基板と液晶層を介して対向配置された第２のガラス基板と、
前記第１及び第２のガラス基板の液晶層とは反対側の面に貼設される第１及び第２の偏光板とを備える液晶表示装置であって、
前記第１の偏光板は、矩形状であり対角線上の第１の方向の延伸軸を有し偏向作用を持つ第１の偏光フィルムと、矩形状であり偏向作用を持たず対角線上の前記第１の方向に交差した第２の方向の延伸軸を有し前記第１の偏光フィルムとともに互いに貼設された第１の透明フィルムとを含み、
前記第２の偏光板は、矩形状であり対角線上の前記第２の方向の延伸軸を有し偏向作用を持つ第２の偏光フィルムと、矩形状であり偏向作用を持たず対角線上の前記第１の方向の延伸軸を有し前記第２の偏光フィルムとともに互いに貼設された第２の透明フィルムとを含んでいることを特徴とする液晶表示装置。
前記第１及び第２の偏光板は、前記第１及び第２の透明フィルム側が前記第１及び第２のガラス基板に夫々貼設されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。