JP2010086002A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示用パネルと付加機能パネルとを樹脂によって貼り合わせる表示装置において、樹脂の硬化収縮による応力不均一を解消し、有効表示部の端子部辺に生じる黄色味変色等の表示不具合を防止する。
【解決手段】表示用液晶パネル１０において、パターン化位相差板２０との貼り合わせ面側に配置される第１の偏光板１５を、表示ドライバ端子１１の裏側、すなわち、樹脂３０の形成領域にまで延在させ、樹脂３０の層厚を均一化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置のパネル構造に関するものであり、例えば、液晶、有機ＥＬ、無機ＥＬのような表示媒体に３次元画像(以降３Ｄ画像)を表示させる等の付加価値を設けるため、そのパネルユニットに別のパネル等を貼り合わせた表示装置に関するものである。

２Ｄ画像(平面画像)を表示する通常の液晶ディスプレイは、表示用液晶パネルの上面および下面に偏向板を貼り付けてなる表示パネルユニットを有する。単なる２Ｄ画像表示を行う限り、この表示パネルユニットにそれ以外のパネル等を貼り付ける必要性はなかった。

しかしながら近年では、例えば３Ｄ画像（立体画像）を表示できる等の機能を付加させるために、上記の表示パネルユニットにさらに他のパネル部材（以下、付加機能パネルと称する）を貼り合せた表示装置が開発されている。

３Ｄ画像を表示可能な表示装置として、例えば特許文献１や特許文献２には、付加機能パネルとして視差バリアを貼り合わせた構成が開示されている。また、例えば特許文献３や特許文献４には、付加機能パネルとしてマイクロレンズアレイを貼り合わせた構成が開示されている。

特開平１０−２２９５６７号公報（１９９８年８月２５日公開） 特開平１０−１２３４６１号公報（１９９８年５月１５日公開） 特開２００２−７２１３４号公報（２００２年３月１２日公開） 特開平１０−２０２４６号公報（１９９８年１月２３日公開）

ところが、表示用液晶パネルに偏向板を貼り付けてなる表示パネルユニットにさらに付加機能パネルを貼り合わせた表示装置において、従来の構成では、以下のような問題が生じる。

すなわち、図３に示すように、表示装置１００は、表示パネルユニット１１０に付加機能パネル１２０を樹脂１５０にて貼り合わせた構成となっている。表示パネルユニット１１０は、ＣＦ（Color Filter）基板１１２とＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１１４との間に液晶層１１３を挟持してなり、ＴＦＴ基板１１４における液晶層１１３との反対側の面には偏光板１１５が貼り付けられている。

偏光板１１５は、表示パネルユニット１１０のアクティブエリア（有効表示領域）でのみ機能を発揮すればよいため、そのアクティブエリアのみをカバーする面積でもって貼り付けられる。尚、上記アクティブエリアは、ＣＦ基板１１２の面積とほぼ等しいものとする。また、表示パネルユニット１１０では、ＣＦ基板１１２における液晶層１１３との反対側の面にも偏光板１１６が貼り合わされている。

また、表示パネルユニット１１０に付加機能パネル１２０を貼り合わせてなる表示装置では、表示パネルユニット１１０および付加機能パネル１２０は、樹脂１５０によって貼り合わされる。また、付加機能パネル１２０は、表示装置に３Ｄ画像を体感できる機能を付加させる場合には、例えばガラス等にて作製された板状の位相差パネルが用いられる。

そして、表示パネルユニット１１０および付加機能パネル１２０を樹脂１５０で貼り合わせた際、その樹脂１５０が硬化する際に発生する応力によって表示パネルユニット１１０におけるパネルのセルギャップに変化が生じ、パネルの表示部に黄色変色帯が発生する。

特に表示装置を制御するためのチップを搭載した端子部辺（ＴＦＴ基板においてドライバ端子領域が配置されている側の辺）では、接着樹脂の収縮による応力がかかりやすいため(庇構造：図３の破線にて囲んだ箇所)、黄色変色帯の程度も強く、表示品位に問題を生じる（図４参照）。

尚、付加機能パネル１２０に例えばパターン化位相差板（視差バリア）を用いた表示装置では、３Ｄ表示を行うためには、表示パネルユニット１１０における絵素と付加機能パネル１２０のパターンとのアライメントが適正に行われている必要がある。このため、表示パネルユニット１１０および付加機能パネル１２０の両方にアライメントマークを設ける必要があるが、例えば携帯電話用ＴＦＴパネルは狭額縁構造になっているので、表示パネルユニット１１０のＴＦＴ基板１１４側では、該アライメントマークは配線等を回避した端子部に設定しなければならない。このため、付加機能パネル１２０側でも、アライメントマークをＴＦＴ基板１１４側の端子部に対向する領域に設ける必要があり、このような表示装置では必然的に上述の庇構造を有する。

また、モジュールの組み立て直後に黄色変色帯が発生していないパネルにおいても、長期保存の際に同様な症状が発生する場合も多い。したがって、表示パネルユニットにさらに付加機能パネルを貼り合せてなる表示装置では、黄色変色帯の根本的な発生要因を排除する必要がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、表示パネルユニットに付加機能パネルを樹脂にて貼り合わせてなる表示装置において、表示パネルユニットにおける黄色変色帯等の表示不具合の発生を防止することができる表示装置を提供することにある。

本発明の表示装置は、上記の課題を解決するために、少なくとも一方の面に機能性フィルムを備えた表示用パネル（例えば液晶表示パネル）と、該表示用パネルの機能性フィルムを備えた側の面と対向して貼り合わされる付加機能パネル（例えば、３Ｄ表示機能を付加するための視差バリアやマイクロレンズレンズアレイ）とを有し、表示用パネルと付加機能パネルとが樹脂層によって貼り合わされている表示装置において、上記表示用パネルは２枚の透明基板を貼り合わせてなる構成であり、上記付加機能パネルと貼り合わされる側の透明基板は、該表示用パネルの有効表示領域外に端子部形成領域を有しており、上記付加機能パネルは、上記端子部形成領域に対向する領域を有しており、上記表示用パネルの少なくとも一辺において、上記上記樹脂層は上記機能性フィルムの形成領域内で、かつ、アクティブエリア外の領域を覆うように形成されていることを特徴としている。

表示用パネルと付加機能パネルとが樹脂層によって貼り合わされる構成の表示装置では、上記樹脂層の層厚に不均一な部分があれば、樹脂硬化収縮時に不均一な応力を上記作用させる。この不均一な応力によって、表示用パネルにセル厚の変動を生じさせ、該セル厚の変動に起因する表示不具合（例えば液晶表示パネルでは、黄色変色帯の発生）を招来する。

表示用パネルにおいて付加機能パネルとの貼り合わせ面側に機能性フィルムを備えた構成の表示装置では、従来は、該機能性フィルムは機能的に必要な領域、すなわち有効表示領域のみを覆うように形成されていた。しかしながら、機能性フィルムを有効表示領域に形成する構成では、有効表示領域外の樹脂層形成領域で機能性フィルムが存在しない分、その領域での樹脂層の層厚が厚くなり、樹脂硬化収縮時に不均一な応力を発生させ、セル厚の変動に起因する表示不具合を招来する。

これに対し、上記の構成によれば、機能性フィルムは、該表示用パネルの有効表示領域のみならず上記端子部形成領域をも覆うように形成され、上記樹脂層は上記機能性フィルムの形成領域内で、かつ、アクティブエリア外の領域を覆うように形成されていることで、表示用パネルと付加機能パネルとを貼り合わせる樹脂層の層厚を均一とすることができ、樹脂硬化収縮時に不均一な応力が表示用パネルに作用することを解消でき、セル厚の変動に起因する表示不具合を防止することができる。

なお、上記付加機能パネルは、表示装置に例えば立体表示機能等の付加的な表示機能を与えるために具備されるものであるが、付加される表示機能や付加機能パネル自体の種類は特に限定されるものではない。

また、上記表示装置においては、上記表示用パネルが液晶表示パネルであり、上記機能性フィルムが偏光板である構成とすることができる。

表示用パネルとして液晶表示パネルを用いる構成の表示装置では、その表示方式上、機能性フィルムとして偏光板を必要とする。また、偏光板を有効表示領域のみを覆うように形成した場合に、黄色味変色といった表示不具合が発生しやすく、本発明の適用が好適である。

また、上記表示装置においては、上記付加機能パネルが、該表示装置に立体表示機能を持たせるものである構成とすることができる。

表示装置に立体表示機能を持たせる付加機能パネルとしては、視差バリアやマイクロレンズアレイ等を挙げることができ、またこのような付加機能パネルでは、表示用パネルに対して高精度に位置決めして貼り合わせることが必要となるため、アライメントマークを有効表示領域外に形成することが必要である。このため、樹脂層が有効表示領域外にも形成されることとなり、本発明の適用が好適である。

本発明の表示装置は、以上のように、上記表示用パネルは２枚の透明基板を貼り合わせてなる構成であり、上記付加機能パネルと貼り合わされる側の透明基板は、該表示用パネルの有効表示領域外に端子部形成領域を有しており、上記付加機能パネルは、上記端子部形成領域に対向する領域を有しており、上記表示用パネルの少なくとも一辺において、上記上記樹脂層は上記機能性フィルムの形成領域内で、かつ、アクティブエリア外の領域を覆うように形成されている構成である。

それゆえ、表示用パネルと付加機能パネルとを貼り合わせる樹脂層の層厚を均一とすることで、樹脂硬化収縮時に不均一な応力が表示用パネルに作用することを解消でき、セル厚の変動に起因する表示不具合を防止することができるといった効果を奏する。

本発明に係る表示装置の概略構成を示す断面図である。 上記表示装置におけるパターン化位相基板の構成例を示す図であり、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は正面図である。 従来の表示装置における黄色味変色帯の発生箇所を示す平面図である。 従来の表示装置の概略構成を示す断面図である。

本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、以下の説明では、付加機能パネルとしてパターン化位相差板を用い、３Ｄ表示機能を付加した表示装置を例示している。

本実施の形態にかかる表示装置は、図１に示すように、表示用液晶パネル１０に、樹脂３０を用いてパターン化位相差板２０を貼り合わせた構成となっている。樹脂３０には、例えばＵＶ硬化樹脂が好適に用いられる。

表示用液晶パネル１０は、ＴＦＴ液晶表示パネルとして具備されており、第１の偏光板（機能性フィルム）１５、アクティブマトリクス基板（例えばＴＦＴ基板）１４、液晶層１３、対向基板（例えばＣＦ基板）１２、第２の偏光板１６が積層されてなる。また、アクティブマトリクス基板１４には、アクティブエリア外の領域に表示ドライバ端子１１が設けられており、表示を行うべき画像に対応した画像データが、表示ドライバ端子１１に接続されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の配線（図示せず）を介して入力される。

尚、上記表示用液晶パネル１０は、表示画面を生成する機能を有するものであれば、表示用液晶パネル１０における表示方式（ＴＮ方式やＳＴＮ方式等）や駆動方式（アクティブマトリクス駆動やパッシブマトリクス駆動等）は特に限定されるものではない。

パターン化位相差板２０は、図２（ａ）に示すように、透明基板２１上に配向膜２２を形成し、さらにその上に液晶層２３を積層してなる構成である。さらに、透明基板２１に対して液晶層２３と反対側に第３の偏光板２４が配置されている。また、上記パターン化位相差板２０のアクティブエリアにおいては、図２（ｂ）に示すように、それぞれ、偏光状態の異なる第１の領域２０Ａ（図中、斜線部にて示す）と第２の領域２０Ｂ（図中、射影部にて示す）とが交互にストライプ状に形成されている。

また、図示は省略するが、パターン化位相差板２０には表示用液晶パネル１０との貼り合わせ時における位置合わせに用いるためのアライメントマークが形成されている。アライメントマークは表示用液晶パネル１０にも設けられているが、表示用液晶パネル１０側のアライメントマークは、配線等を回避した端子部に設定しなければならない。このため、パターン化位相差板２０側は、アライメントマークを表示用液晶パネル１０のアライメントマークと対向させるために、表示用液晶パネル１０とほぼ同等の面積を有する。

次に、本表示装置の表示動作について説明する。

まず、図１に示す本表示装置において、光源から出射された入射光は、最初に、パターン化位相差板２０に入射される。パターン化位相差板２０に入射された光は、第３の偏光板２４を通過することによって偏光とされたのち、透明基板２１、配向膜２２、液晶層２３を通過する。

パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａと第２の領域２０Ｂとでは、配向膜２２に対するラビング方向、すなわち遅相軸の方向が異なるため、第１の領域２０Ａにおける液晶層２３を通過した光と第２の領域２０Ｂにおける液晶層２３を通過した光とでは、その偏光状態が異なる。また、パターン化位相差板２０は液晶層２３の複屈折率異方性と膜厚とにより１／２波長板として作用するよう設定されている。

パターン化位相差板２０を通過した光は、表示用液晶パネル１０の第１の偏光板１５に入射される。ここで、パターン化位相差板２０の第１の領域２０Ａを通過した光の偏光軸は偏光板１５の透過軸と平行であり、第１の領域２０Ａを通過した光は第１の偏光板１５を透過するものとする。一方、第２の領域２０Ｂを通過した光の偏光軸は第１の偏光板１５の透過軸と９０°の角度をなし、第２の領域２０Ｂを通過した光は第１の偏光板１５により遮断されるものとする。

すなわち、パターン化位相差板２０と第１の偏光板１５とが関連した光学作用によって視差バリア（視差バリア手段）の機能が達成され、パターン化位相差板２０における第１の領域２０Ａが透過領域、第２の領域２０Ｂが遮断領域となる。

第１の偏光板１５を通過した光は、表示用液晶パネル１０の液晶層１３において黒表示を行う画素と白表示を行う画素とで異なる光学変調を受け、白表示を行う画素によって光学変調を受けた光のみが第２の偏光板１６を透過することで画像表示が行われる。

この時、上記視差バリアの透過領域を通過することで特定の視野角が与えられた光が、表示用液晶パネル１０において右目用画像および左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、３Ｄ表示が行われる。

上記構成の表示装置において、表示用液晶パネル１０およびパターン化位相差板２０は上述したように樹脂３０に貼り合わされるが、この時、第１の偏光板１５は、アクティブエリアの領域だけでなく、アクティブマトリクス基板１４における表示ドライバ端子１１の領域とも重畳するように形成されている。言い換えれば、上記第１の偏光板１５は、アクティブエリア外の領域においても、樹脂３０による接着層が形成される領域があれば、その接着層形成領域を含むように形成されている。

第１の偏光板１５は、表示装置において３Ｄ表示機能を達成するという目的のみからすれば、少なくともアクティブエリアの領域をカバーするように形成されていればよい。これに対し、本実施の形態に係る表示装置では、第１の偏光板１５をアクティブマトリクス基板１４における表示ドライバ端子１１の領域をもカバーするように形成することで、樹脂硬化収縮によって庇構造部に発生する応力を解消し、端子部辺の黄色味変色を防止する点に特徴がある。

これを具体的に説明すると以下のとおりである。すなわち、図３に示すような従来構成の表示装置では、第１の偏光板１１５がアクティブエリアの領域のみをカバーしているため、樹脂１５０の層は、第１の偏光板１１５のある箇所と無い箇所とで層厚が異なっている。このように樹脂１５０の層厚が異なると、その層厚が大きい箇所（第１の偏光板１１５の無い箇所、すなわち端子部領域）で、樹脂硬化時の発生応力が大きくなり、応力の不均一が生じる。この応力の不均一がセル厚の変動、つまりは端子部辺の黄色味変色を招来する。

一方、本実施の形態に係る表示装置では、第１の偏光板１５がアクティブマトリクス基板１４における表示ドライバ端子１１の領域をもカバーするように形成されている。このため、樹脂３０の層厚はアクティブエリア外の樹脂層の形成面全体まで均一となり、アクティブエリア内において、樹脂硬化の際庇構造によって発生する不均一な法線方向の応力を回避することができる。これにより、樹脂硬化収縮によって庇構造部に発生する応力が、パネルの有効表示部に作用しなくなる。したがって、セル厚の変動を抑えることができ、端子部辺の黄色味変色を防止することが可能になる。

本発明は、例えば、携帯電話用の表示用パネルにおいて、表示装置を制御するためのチップを搭載した端子部が表示用パネルの１辺にしかない狭額縁(３辺フリー)構造の表示用パネルに発生する黄色味変色を防止できる。

さらに、表示用パネルの上辺と下辺に端子部が存在するものや、大型パネルのように左右の辺に端子部が設置されている表示用パネルについても、黄色味変色を防止することができる。なお、２辺以上に端子部が存在する場合は、端子部の存在する全ての辺で偏光板を延在させても良いし、黄色味変色を抑制させたい辺にのみに偏光板を延在させても良い。

すなわち、上記偏光板は、樹脂層の形成領域全面を含む領域に形成されることが好ましいが、少なくとも黄色味変色を抑制させたい辺にのみに偏光板を延在させ、特定の領域で樹脂層の厚さを均一化させるものであっても良い。

尚、表示用パネルと付加機能パネルとが樹脂層によって貼り合わされる表示装置において、上記樹脂層の厚さを均一にする手法としては、貼り合せ樹脂量・貼り合せ時の圧力及びバランスなどの条件の最適化、さらに、貼り合わせ樹脂にプラスチックビーズなどのギャップ保持材を適量添加した樹脂を用いる方法がある。

また、表示用パネルが液晶パネルである場合は、その製造プロセスにおいて加圧封止処理を施すことで、液晶パネル中の余剰液晶を除き、貼り合わせ樹脂硬化収縮により発生する応力の影響を軽減することも出来る。

また、本発明は、表示用パネルに光学素子等からなる付加機能パネルを樹脂で貼り合わせた際、表示用パネルに樹脂硬化応力がかかることによって起こる黄色味変色等の表示不具合を防止するものであるが、その適用対象となる表示用パネルは液晶パネルに限るものではない。例えば、有機ＥＬや無機ＥＬなど他の表示用パネルにおいても、該表示用パネルの外側に機能性フィルムを備え、その機能性フィルム配置面側に付加機能パネルを貼り付けて表示装置を作製した際に、セル厚の変動に起因する表示不具合が発生するのであれば、その表示不具合に対しても防止効果がある。また、本実施の形態において例示されている機能性フィルムは偏光板であるが、機能性フィルムは特に限定されるものではなく、偏光板以外にも例えば反射防止フィルム等であってもよい。

また、本実施の形態では、表示装置に付加する機能として３Ｄ表示を例示し、付加機能パネルとしてパターン化位相差板を用いた構成を例示している。しかしながら、付加機能パネルはパターン化位相差板に限定されるものではない。例えば、３Ｄ表示を行うために公知となっているマイクロレンズアレイを付加機能パネルとして用いる場合にも本発明は有効である。また、本発明の表示装置に付加される付加機能も３Ｄ表示に限られるものではなく、表示用パネルに接着剤を用いて付加機能パネルを直接貼り合わせて何らかの付加機能が得られるものであれば、付加機能パネルの種類に関わらず本発明は適用可能である。

例えば、本発明に係る液晶表示パネルは、視差バリア手段によって分離される第１の表示領域および第２の表示領域のそれぞれに異なる映像ソースを表示する画面表示を行うこともできる。

このような液晶表示パネルの使用法の一例として、自動車の運転席のドライバーにカーナビゲーションシステムの映像を表示し、かつ助手席の同乗者にテレビ放送の映像を表示するような表示装置への利用が考えられる。複数の観察者に異なる映像を表示する場合には、それぞれの画素を透過した光が、所定の距離をおいた複数の観察者のそれぞれが観察すべき映像として分離できるように、視差バリアの遮光部と透過部の配置パターンを適宜設定すればよい。

また、表示用液晶パネルに付加機能パネルとしてスイッチング液晶パネルを貼り付け、２Ｄ/３Ｄ切替機能や、複数の視点に対して異なる画像を表示する表示状態と通常の表示状態（全画面領域で同一の映像ソースを表示する画面表示）との切替機能を実現する表示装置においても本発明は適用可能である。

１０ 表示用液晶パネル
１２ 対向基板
１３ 液晶層
１４ アクティブマトリクス基板
１５ 第１の偏光板（機能性フィルム）
２０ パターン化位相差板（付加機能パネル）
３０ 樹脂（樹脂層）

Claims (6)

1. 少なくとも一方の面に機能性フィルムを備えた表示用パネルと、該表示用パネルの機能性フィルムを備えた側の面と対向して貼り合わされる付加機能パネルとを有し、表示用パネルと付加機能パネルとが樹脂層によって貼り合わされている表示装置において、
   上記表示用パネルは２枚の透明基板を貼り合わせてなる構成であり、上記付加機能パネルと貼り合わされる側の透明基板は、該表示用パネルの有効表示領域外に端子部形成領域を有しており、
   上記付加機能パネルは、上記端子部形成領域に対向する領域を有しており、
   上記表示用パネルの少なくとも一辺において、上記機能性フィルムは、該表示用パネルの有効表示領域のみならず上記端子部形成領域をも覆うように形成され、上記樹脂層は上記機能性フィルムの形成領域内で、かつ、アクティブエリア外の領域を覆うように形成されていることを特徴とする表示装置。
2. 上記樹脂層は上記機能性フィルムの形成領域内で、かつ、上記表示用パネルのうち上記付加機能パネルが貼り合わされる透明基板の他方側の透明基板の領域を覆うように形成されていることを特徴とする表示装置。
3. 上記樹脂層は上記機能性フィルムの形成領域内で、かつ、上記端子部形成領域を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
4. 上記表示用パネルが液晶表示パネルであり、上記機能性フィルムが偏光板であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 上記付加機能パネルが、該表示装置に立体表示機能を持たせるものであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
6. 上記付加機能パネルが、該表示装置に、複数の視点に対して異なる画像を表示する機能を持たせるものであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。

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