JP2012163763A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントウインドウを有する液晶表示装置において、フロントウインドウの面取り部分からバックライトからの光がもれることを防止する。
【解決手段】対向基板２０の上において、上偏光板２１が形成され、上偏光板２１の外側には、遮光材５０が形成さている。上偏光板２１の端部はフロントウインドウ３０の端部よりも内側に存在しており、上偏光板２１とフロントウインドウ３０とは紫外線硬化樹脂による接着材４０によって接着している。紫外線硬化樹脂４０は遮光材５０の上にも存在している。フロントウインドウ３０には面取り３１が形成されており、フロントウインドウ３０の面取り３１には紫外線硬化樹脂４０は付着していない。この構成によって、バックライト３０からの光がフロントウインドウ３０の面取り３１からフロントウインドウ３０の内部に侵入し、光漏れが生ずることを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特にデジタルスチルカメラ、携帯電話等に使用される小型の表示装置の強度と視認性の向上についての技術に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が設置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

対向基板の上には、上偏光板が貼り付けられているが、上偏光板は樹脂で形成されているので、傷等が付きやすい。この対策として上偏光板の上にガラスで形成されたフロントウインドウが配置される場合が多い。フロントウインドウは、液晶表示パネルを機械的に保護するために、図８に示すように、フロントウインドウと液晶表示パネルとを離して配置する構成が使用されている。

図８に示すような従来技術の場合、像が２重になって見えるという問題を生ずる。図８は反射型液晶表示パネルを例にとって説明している図である。図８において、外光Ｌが入射し、フロントウインドウ３０を通過して液晶表示パネルで反射し、再びフロントウインドウ３０を通過して人間の目に入る。ここで、外光Ｌはフロントウインドウ３０で屈折するが、図８においては無視している。

液晶表示パネルの画面Ｐ１で反射した光の一部はフロントウインドウ３０の下面Ｑ１で反射し、液晶表示パネルの画面Ｐ２に入射し、反射する。このＰ２で反射した光を人間が視認すると像が２重に見える現象を生ずる。図８は反射型の液晶表示パネルを例にとって説明したものであるが、透過型の場合も同様である。すなわち、透過型において、液晶表示パネルのＰ１での反射光と同じ角度で光が液晶表示パネルを透過してくると、フロントウインドウの下面Ｑ１で反射し、反射型の場合と同様の経路をたどる。このように、画像が２重に見える現象は画質を劣化させる。

一方、液晶表示パネルにおいては、ＴＦＴ基板１０および対向基板２０の端面から光が反射して表示領域から放射され、画面のコントラストを低下させる問題がある。このような問題を対策するために、「特許文献１」には、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の端面を遮光面として、端面からの光の反射を防止する構成が開示されている。しかし、「特許文献１」にはフロントウインドウの開示はなく、フロントウインドウに伴う画面周辺における光のリークについても記載が無い。

特開２００３−５１６０号公報

図８において説明したような問題点を解決するには、ガラスと同程度の屈折率を持つ接着材によってフロントウインドウ３０と対向基板２０を接着すればよい。図７は、このような構成の液晶表示パネルを示す断面図である。図７において、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０の間に液晶層１００が挟持されており、液晶はシール材１５によって周辺でシールされている。対向基板２０にはブラックマトリクス２２が形成されている。枠状のシール材１５を配置した部位では、シール材１５が剥がれることを防ぐために、ブラックマトリクス２２が形成されていない。ブラックマトリクスが形成されていない部位はバックライトの光が前面に漏れることがある。ＴＦＴ基板１０には下偏光板１１が貼り付けられ、対向基板２０には上偏光板２１が貼り付けられている。ＴＦＴ基板１０の下側にはバックライト２００が配置されている。バックライト２００および液晶表示パネルは金属で形成された下フレーム１２０に収容されている。

上偏光板２１とフロントウインドウ３０は（紫外線）ＵＶ硬化樹脂による接着材４０によって接着している。フロントウインドウ３０の周辺には周辺からの光を遮断するために遮光印刷３２が施されている。また、フロントウインドウ３０の端部よりも外側からの光を遮断するために、ロの字遮光テープ６０が周辺に配置されている。このような構成としても、バックライト２００からの光は、矢印で示すように、画面周辺に達してしまう。すなわち、フロントウインドウ３０には面取り３１が施されている。面取り３１部分には接着材４０が形成されている。接着材４０の屈折率はガラスに近いので、面取り３１部分に入射した光は、反射、屈折等せずに、フロントウインドウ３０の周辺に達する。この透過光は画面周辺において、コントラストを劣化させる。

このような画面の周辺から出射する光は、図９に示す視角θ１が従来のように６０度程度であれば問題とならなかった。しかし、最近は、特にデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）のように、視角θ２が１８０度近い製品が要求されている。このような場合、図７におけるフロントウインドウ３０周辺に入射する矢印で示す光が問題となる。面取り部３１の下には偏光板２１が存在するが、偏光板２１のみでは漏れた光を遮ることは困難である。

つまり、図７に示すような、フロントウインドウ３０と液晶表示パネルを接着材４０で接着する構成においては、フロントウインドウ３０の面取り部分から入射する光が問題である。本発明は、フロントウインドウ３０を接着材４０によって液晶表示パネルに貼り付けた構成において、フロントウインドウ３０の周辺にバックライト２００からの光あるいは外光が入射することを防止し、視角が大きい場合でも、画面周辺のコントラストの劣化を防止することである。

本発明は上記問題点を克服するものであり、代表的な手段は下記のとおりである。すなわち、画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備え、前記ＴＦＴ基板は前記対向基板よりも大きく形成され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とが重ならない部分には、端子部が形成された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記対向基板には上偏光板が接着され、かつ、前記上偏光板の周辺でかつ、前記端子部と反対側の辺の外側には、遮光材が配置され、前記上偏光板の上にはフロントウインドウが形成され、前記上偏光板の端部は前記フロントウインドウの端部よりも内側に存在しており、前記上偏光板と前記フロントウインドウとは紫外線硬化樹脂による接着材で接着され、前記遮光材の上には紫外線硬化樹脂が存在しており、前記フロントウインドウには面取りが形成されており、前記面取りには、前記接着材は付着していないことを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の他の代表的な手段は、上記構成に加えて、フロントウインドウの外側にロの字遮光テープが遮光材の上に貼り付けられていることである。そして、ロの字遮光テープの外側端部は、対向基板の外側端部よりも外側に形成されていることである。

本発明によれば、フロントウインドウを有する液晶表示装置において、フロントウインドウの面取りから進入するバックライトの光を遮断できるので、画面を斜めから見たときの画面周辺における光漏れを防止することが出来る。したがって、斜め方向から見ても、コントラストの優れた液晶表示装置を得ることが出来る。

実施例１の液晶表示装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 実施例１の液晶表示装置の製造フローを示す図である。 実施例２の液晶表示装置の平面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 実施例２の液晶表示装置の製造フローを示す図である。 フロントウインドウを有する液晶表示装置の従来例を示す断面図である。 フロントウインドウを有する液晶表示装置の断面図である。 視角を定義する模式図である。 実施例３の液晶表示装置の断面図である。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は本発明の第１の実施例を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａに対応する断面図である。図１において、液晶表示パネルはＴＦＴ基板１０と対向基板２０によって形成される。ＴＦＴ基板１０には下偏光板１１が貼り付けられ、対向基板２０の上には上偏光板２１が貼り付けられている。ＴＦＴ基板１０の下側にはバックライト２００が配置されている。ＴＦＴ基板１０は対向基板２０よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１０の大きくなっている部分は端子部１２となっており、図示しないＩＣドライバ等が配置されている。

液晶表示パネルおよび上偏光板２１の上には、ガラスで形成されたフロントウインドウ３０が貼り付けられている。図１において、フロントウインドウ３０は、液晶表示パネルの端子部１２の辺を除く３辺は、外形が液晶表示パネルよりも小さくなっている。図７で説明したように、フロントウインドウ３０には面取り３１が施されているので、この部分からバックライトからの光が入射する。バックライト２００は液晶パネルの背面から前面側に光を出射しているが、その光源は、第１の辺側に配置されている。第１の辺は、ＩＣドライバを配置した辺であり、また端子部１２を形成した辺でもある。また光源は、導光板の側面に、第１の辺から第１の辺に対向する第２の辺方向へ向けて、光を出射している。そのため、この現象は特に、端子部１２と逆側のフロントウインドウ３０の短辺において著しい。本実施例では、端子部１２と逆側の短辺において、遮光材５０を配置することによって、バックライトからの光を遮断している。遮光材５０は上偏光板２１と面一で配置されている。接着材４０の上から遮光用のテープを６０貼り付けても光漏れを十分に防ぐことができない。基板１０，２０が薄くなっても光漏れを防止することができる。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図２において、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０で形成される液晶表示パネルは、図７で説明したのと同様であるので、説明を省略する。また、液晶表示パネルおよびバックライト２００は下フレーム１２０内に収容されていることは図７と同様である。図２において、上偏光板２１はフロントウインドウ３０よりも小さく形成されている。上偏光板２１と遮光材５０とは面一で接している。フロントウインドウ３０の周辺には遮光印刷３２が施されている。フロントウインドウ３０と上偏光板２１とは、ＵＶ接着材４０によって接着している。ＵＶ接着材４０は硬化前は流動的なので、遮光材５０の上にも存在することになる。

図２において、特徴的なのは、フロントウインドウ３０の面取り３１には接着材４０は接していないことである。基板２０とフロントウインドウ３０の間に空気層が形成するため、面取り部３１に達した漏光は界面で一部が反射する。結果として表示面方向への光の漏れを減らすことができる。
また、本発明の他の特徴は、対向基板２０の上面周辺に形成した遮光材５０が接着材４０よりも下層に配置される。このような構成により、矢印で記載した漏光は接着材４０に到達しない。図２の表示装置では、遮光材５０が対向基板２０の上面に接触して配置してある。矢印のようなバックライト１００からの漏れ光が対向基板２０の上面から出射することを防止することができるので、観察者は漏光を観察するこができず、画像を良好に認識できる。
面取り部３１への漏れ光の進入を抑制している。テープを貼り付けた構造でも良く、印刷でも良い。
また、遮光材５０によって、図示しないバックライトからの光は遮断されるので、フロントウインドウ３０の面取り３１にはバックライトからの光は到達しにくい。また、バックライトからの光が何らかの経路を経てフロントウインドウ３０の面取り３１付近に達しても、面取り３１の界面は空気であるので、屈折率の差が大きいため、この光はフロントウインドウ３０に入りにくい。したがって、フロントウインドウ３０の表面から視野に入射することも無い。

図２において、フロントウインドウ３０の厚さは０．８ｍｍ、面取り部３１への漏れ光の進入を抑制している。テープを貼り付けた構造でも良く、印刷でも良い。
また、遮光材５０によって、図示しないバックライトからの光は遮断されるので、フロントウインドウ３０の面取り３１にはバックライトからの光は到達しにくい。また、バックライトからの光が何らかの経路を経てフロントウインドウ３０の面取り３１付近に達しても、面取り３１の界面は空気であるので、屈折率の差が大きいため、この光はフロントウインドウ３０に入りにくい。したがって、フロントウインドウ３０の表面から視野に入射することも無い。

図２において、フロントウインドウ３０の厚さは０．８ｍｍ、面取りの量ｃは０．１５ｍｍ程度である。遮光材５０としては、例えば粘着材を有する遮光テープを用いることが出来る。あるいは、遮光材５０を印刷等によって所要の箇所に形成することも出来る。なお、粘着材とは、圧力を加えることによって接着性を生ずる接着材であり、接着材は、当初は液体であり、加熱あるいはＵＶ照射によって硬化し、接着性を生ずる接着材である。

図３は図２のようなモジュールを形成するためのプロセスフローである。図３において、まず、液晶表示パネルの対向基板２０に上偏光板２１を貼り付ける。つぎに、粘着材を有する遮光テープを、１辺を上偏光板２１とつき合わせて対向基板２０上に貼り付ける。なお、粘着材を有する遮光テープが遮光材５０である。また、遮光テープと上偏光板は必ずしも接触していなくともよい。

その後、液体であるＵＶ硬化樹脂４０を上偏光板２１および対向基板２０上に塗布する。このアクリル樹脂は、当初はアクリルオロゴマーを含む液体であることを特徴としている。その後、フロントウインドウ３０を接着する。その後、ＵＶを照射して接着材４０を硬化させる。その後、図示しないバックライトを液晶表示パネルの下側に装着する。

液晶表示パネルとフロントウインドウ３０を接着材４０を用いて接着する利点は、接着材４０は当初は液体なので、液晶表示パネルとフロントウインドウ３０との位置合わせを修正しながら行うことが出来る。そして、位置が正確に決まった後に、紫外線を照射して硬化させることによって正確な組み立てを行うことが出来る。また、ＵＶ硬化樹脂による接着材４０は粘着材の場合よりも安価であることも有利な点である。

図２の様に面取り部３１に接着剤４０が付着しないことが好ましいが、接着材４０が、当初液体であるため、面取り部３１に付着することもある。本発明によれば、液体の接着材が面取り部３１に付着しても、遮光材が在るので光漏れを防止できる。

図１および図２においては、遮光材５０は端子部の反対側の辺に形成されていたが、この遮光材５０は、フロントウインドウ３０が対向基板２０あるいはＴＦＴ基板１０の径よりも小さい他の２辺にも形成すれば、さらに効果を上げる場合がある。
また、図２には図示しない上フレームをフロントウインドウ３０の外側に配置すると、フロントウインドウ３０の側面から入射する外光を減らすことができる。仮に側面から外交が入射しても、側面から入った光はフロントウインドウ３０内を全反射して、対向する側面から出射する。そのため、側面から入った光は、フロントウインドウの前面には出ることは無く、画像認識の妨げにはならない。
本実施例によれば、枠状のシール材を配置した部位に、シール材が剥がれることを防ぐためにブラックマトリクス２２を形成しない場合でも、バックライトの光が前面に漏れることを防止できる。

図４は本発明の第２の実施例による液晶表示装置の平面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。図４において、図１と異なる点は、フロントウインドウ３０を囲んでロの字（枠状）遮光テープ６０が形成さていることである。ロの字遮光テープ６０の内端はフロントウインドウ３０の外端と一致している。その他の構成は図１と同様である。

図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。図５が図２と異なる点は、液晶表示パネルの周辺部にロの字遮光テープ６０が形成されていることである。ロの字遮光テープ６０の内端は、フロントウインドウ３０の外端と一致している。ロの字遮光テープ６０は、例えば、遮光材５０が形成されていない対向基板２０の端部から漏れてくるバックライトの光、あるいは、対向基板２０の外側から入射するバックライトの光を遮蔽する役割を有する。したがって、フロントウインドウ３０周辺における光漏れを防止することが出来る。

また、図２と同様に、フロントウインドウ３０の面取り３１部分には接着材４０は形成されていないので、バックライトの光が、フロントウインドウ３０の面取り３１付近に漏れてきても、面取り３１部分では、空気との屈折率の差からフロントウインドウ３０の内部に侵入しにくい。したがって、この光が画面周辺における光漏れとなることを防止することが出来る。

図６は、本実施例である図４および図５の液晶表示装置の製造プロセスを示すフローである。ＵＶ照射までは、図３に示すフローと同様である。その後、図５では図示しないバックライトを装着することも同様である。図６では、その後、ロの字遮光テープ６０を液晶表示パネルの周辺に、フロントウインドウ３０の端部と面一の位置に配置する。ロの字遮光テープ６０は遮光性のＰＥＴフィルムであり、粘着材を含んだ厚さは８０μｍ程度である。

本実施例では、対向基板２０の周辺を伝播するバックライトの光を遮蔽することが出来るとともに、対向基板２０において、遮光材５０が形成されていない最端部を通過する光、および、対向基板２０の外側を伝わる光を防止することが出来るので、実施例１の場合よりも、さらに画面周辺における光漏れを防止することが出来る。

図１０は本発明の他の実施例を示す断面図である。図１０において、液晶表示パネルおよびバックライト１２０はモールド１１０内に収容され、また、このモールド１１０は下フレーム１２０内に収容されている。なお、図２、図5、図７等ではモールド１１０は記載を省略されている。本実施例では遮光材５０を対向基板２０の上面周辺に直接設けることによって矢印のようなバックライト１００からの光が対向基板２０の上面に出射することを防止している。

本実施例における前述の実施例との大きな差は、遮光材５０は偏光板２１よりも下側に貼り付けられていることである。また、遮光材５０と偏光板２１は重なり合って配置してある。遮光材５０は、テープを貼り付けた構造でも良く、印刷でも良い。偏光板２１を貼りつける箇所の段差を小さくするためには、印刷で遮光材を形成することが好ましい。さらに、遮光材５０と接着材４０を覆って遮光テープ６０を配置しても良い。このように構成することで、液体の接着材が面取り部３１に付着しても、遮光材が在るので光漏れを防止できる。

１０…ＴＦＴ基板 １１…下偏光板、 １２…端子部、 １５…シール材、 ２０…対向基板、 ２１…上偏光板、 ２２…ブラックマトリクス、 ３０…フロントウインドウ、 ３１…面取り、 ３２…遮光印刷、 ４０…接着材、 ５０…遮光材、 ６０…ロの字遮光テープ、 １００…液晶層、 １１０…モールド、 １２０…下フレーム、 ２００…バックライト

Claims (8)

1. 画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備え、前記ＴＦＴ基板は前記対向基板よりも大きく形成され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とが重ならない部分には、端子部が形成された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、
   前記対向基板には上偏光板が接着され、かつ、前記上偏光板の周辺で、かつ、前記端子部と反対側の辺の外側には、遮光材が配置され、
   前記上偏光板の上にはフロントウインドウが形成され、前記上偏光板の端部は前記フロントウインドウの端部よりも内側に存在しており、
   前記上偏光板と前記フロントウインドウとは紫外線硬化樹脂による接着材で接着され、
   前記遮光材の上には紫外線硬化樹脂が存在しており、
   前記フロントウインドウには面取りが形成されており、前記面取りには、前記接着材は付着していないことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記紫外線硬化樹脂は、当初は、アクリルオリゴマーを含む液体であることを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記遮光材は粘着材を有する遮光テープによって形成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。
4. 前記上偏光板と前記遮光材とは接触し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。
5. 画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備え、前記ＴＦＴ基板は前記対向基板よりも大きく形成され、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板とが重ならない部分には、端子部が形成された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、
   前記対向基板には上偏光板が接着され、かつ、前記上偏光板の周辺でかつ、前記端子部と反対側の辺の外側には、遮光材が配置され、
   前記上偏光板の上にはフロントウインドウが形成され、前記上偏光板の端部は前記フロントウインドウの端部よりも内側に存在しており、
   前記上偏光板と前記フロントウインドウとは紫外線硬化樹脂による接着材で接着され、
   前記紫外線硬化樹脂は、前記遮光材の上にも形成され、
   前記フロントウインドウには面取りが形成されており、
   遮光材の上に形成された前記紫外線硬化樹脂は、前記フロントウインドウに形成された面取りとはつながっていないことを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記フロントウインドウの外側で、かつ、前記遮光材の上にはロの字遮光テープが形成されており、
   前記ロの字遮光テープの外側端部は、前記対向基板の端部よりも外側に存在していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 画素電極と前記画素電極への信号を制御するＴＦＴがマトリクス状に配置されたＴＦＴ基板と、前記画素電極に対応するカラーフィルタが形成された対向基板とを備えた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトとを有する液晶表示装置であって、
   前記対向基板には上偏光板と遮光材が配置され、前記遮光材は前記上偏光板の周辺に配置され、
   前記上偏光板の上にはフロントウインドウが配置され、前記上偏光板と前記フロントウインドウとは紫外線硬化樹脂によって接着され、
   前記遮光材は前記紫外線硬化樹脂よりも前記対向基板側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記対向基板の周辺部で、且つ前記紫外線硬化樹脂の上には枠状に遮光テープが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。

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