JP2012163924A - 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の上に上偏光板２１が貼り付けられ、上偏光板２１の上にフロントウインドウ３０が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には面取り３１が施され、面取り３１には遮光材３３が形成されている。面取り３１と上偏光板２１あるいは対向基板２０の表面の間にはＵＶ接着材４０が存在しており、偏光板２１の外側端部は、フロントウインドウ３０の外側端部よりも外側に存在している。フロントウインドウ３０の面取り遮光材３３が形成されているので、フロントウインドウ３０の面取り３１からバックライトからの光が侵入することは無い。したがって、視角が大きい場合も、画面周辺における光漏れを防ぐことが出来る。
【選択図】図５

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使用されるので、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た。

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は問題点をわかり安くするために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ＴＦＴ基板１０と対向基板２０で形成される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基板及び対向基板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の間に図示しない液晶層が挟持されており、液晶は図示しないシール材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。枠状のシール材を配置した部位では、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。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には下偏光板が貼り付けられるが、図７では省略している。ＴＦＴ基板１０の下側にはバックライト１００が配置されている。ＴＦＴ基板１０および対向基板２０からなる液晶表示パネルがモールド１１０内に配置され、モールド１１０、液晶表示パネル、バックライト１００等は、金属で形成された下フレーム１２０内に収容されている。

上偏光板２１とフロントウインドウ３０は紫外線（UV）硬化樹脂である接着材４０によって接着している。フロントウインドウ３０の下面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。フロントウインドウ３０の端部には面取り３１が施されている。上偏光板２１よりも外側からフロントウインドウ３０に入射する光を遮断するために、対向基板２０およびモールド１１０の上部に枠状の遮光テープ６０が貼り付けられている。枠状遮光テープ６０の端部は上偏光板２１と面一か上偏光板２１の上に配置されている。このような構成においては、枠状遮光テープ６０の端部は図７に示すように剥がれやすい。

そうすると、対向基板２０の上面およびフロントウインドウ３０の面取りとの間には、接着材４０のみが存在することになる。接着材４０は、フロントウインドウ３０における界面反射を防止して画面輝度を向上させるために屈折率がガラスに近い物質が使用されている。このような接着材４０のみが対向基板２０上面とフロントウインドウ３０の面取り３１との間に存在すると、図７に示すように、光が直接フロントウインドウ３０の内部に侵入し、光漏れとして視認され、画面周辺におけるコントラストを低下させる。また、図7の矢印のように枠状遮光テープ６０の下の接着材４０を通過した光は、視角が大きくなるほど認識され易くなる。

このような画面の周辺から出射する光は、図９に示す視角が従来のようにθ１が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）において、視角θ２が１８０度近いものを要求されている。このような場合、図７におけるフロントウインドウ３０周辺に入射する光（矢印）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３１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１００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外側に配置され、前記上偏光板の上にはフロントウインドウが紫外線硬化樹脂によって貼り付けられており、前記紫外線硬化樹脂は前記上偏光板と前記遮光材の上に配置され、前記紫外線硬化樹脂の上には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である。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装置であって、前記対向基板には上偏光板が貼り付けられ、前記上偏光板の上にフロントウインドウがＵＶ硬化樹脂によって接着し、前記フロントウインドウには面取りが形成され、前記フロントウインドウの面取りには遮光材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。

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。しがたって、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の途中工程における液晶表示装置の斜視図である。 実施例１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。 図５のＡ部の拡大図である。 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他の従来例の液晶表示装置の問題点を示す断面図である。 視角を定義する模式図である。

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、モールドと下フレームまで含んだ断面図である。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（図示無し）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、ＩＣドライバ１１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。また、上偏光板２１も端子部１２の辺を除く３辺において、フロントウインドウ３０の径よりも大きくなっている。図７で説明したように、フロントウインドウ３０の下面と側壁面の間には面取り３１が施されている。この面取り３１部分からバックライト１００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。

本実施例では遮光材５０（基板部遮光材）を対向基板２０の上面周辺に貼り付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。本実施例における従来例との大きな差は、基板部遮光材５０が偏光板２１よりも下側に貼り付けられ、且つ枠状遮光テープ６０が紫外線硬化樹脂の上から貼りつけられていることである。枠状遮光テープ６０は、フロントウインドウ３０と液晶パネルとを貼りつけたときに、フロントウインドウ３０の端部より外側にはみ出た部分に貼りつけられる。なお、図１では、枠状遮光テープ６０は省略されている。図３は、上偏光板２１が貼り付けられる前の液晶表示パネルの斜視図である。図３において、ＴＦＴ基板１０の上に対向基板２０が配置され、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０の間に図示しない液晶が封入されており、この液晶は封止部１５において封止されている。ＴＦＴ基板１０の端子部１２にはICドライバ１１が配置されている。図３において、対向基板２０の周辺には遮光テープ５０が枠状に貼り付けられている。なお、基板部遮光材５０は、少なくとも、光源の配置された辺と対向する辺に配置されていれば良い。その後、図２に示すように、偏光板２１を貼り付ける。ことのとき、遮光材と上偏光板とは一部が重なって配置される。その後、UV硬化樹脂４０を偏光板２１上に塗布し、フロントウインドウ３０を接着する。接着材４０は、当初、液体である。そのため、フロントウインドウ３０と偏光板を張り合わせる際に、フロントウインドウの端部を超えて広がる。このとき、フロントウインドウの端部に形成された面取り部３１にも、接着剤４０が付着する。

次に、フロントウインドウよりも外側には、接着剤４０の上に枠状遮光テープ６０が配置されいる。この構成により、モールド１１０で反射したバックライトの光も遮光できる。

図２に戻り、基板部遮光材５０は粘着材によって対向基板２０に貼り付けられている。基板部遮光材５０の内端は、フロントウインドウ３０の面取り３１よりも内側（画像表示領域側）に存在している。これによって、フロントウインドウ３０の面取り３１部にバックライト１００からの光が侵入することを防止している。基板部遮光材５０は、平坦な対向基板２０の上面に貼り付けられているので剥離しにくい。また、上偏光板２１はフロントウインドウ３０の端部よりも外側まで延在しているので、仮に、上偏光板２１の端部が剥離するような場合があっても、バックライト１００からの光は基板部遮光材５０によってさえぎられ、フロントウインドウ３０の面取り３１部には入射しない。

すなわち、図２に示すように、バックライト１００からの光の一部は、対向基板２０周辺部のブラックマトリクスの形成されていない領域を通過してＴＦＴ基板１０および対向基板２０の側面に入射し、そこで反射し、対向基板２０の上面に向かう。なお、図２では図示しないが、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０の内側端面付近にはＴＦＴ基板１０と対向基板２０を接着するためのシール材が形成されているが、このシール材は一般には、透光性なので、図２のように、バックライト１００の光はＴＦＴ基板１０あるいは対向基板２０の側面において反射し、対向基板２０の上面側に向かう。しかし、対向基板２０の上面端部に設けられた基板部遮光材５０に遮られてフロントウインドウ３０の面取り３１には入射しない。また、実際の製品では、図２には図示しない上フレームがフロントウインドウ３０の外側に配置されるので、フロントウインドウ３０の側面から入射する外光は極めて少ない。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。

したがって、本実施例によれば、基板部遮光材５０が対向基板２０の上面周辺に配置され、剥離しにくい構成となっているので、仮に接着材４０がフロントウインドウ３０の面取り３１に付着しても、バックライト１００からの光がフロントウインドウ３０内に入射することは無く、画面周辺において、光漏れを生ずることを防止することが出来る。
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の実施例を示す平面図である。図４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、対向基板２０の上には上偏光板２１が粘着材によって貼り付けられ、ＴＦＴ基板のバックライト側の面には下偏光板（図示無し）が貼りつけられている。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、ＩＣドライバ１１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。また、上偏光板２１も端子部１２の辺を除く３辺において、フロントウインドウ３０の径よりも大きくなっている。

図５は、図４のB−B断面に対応する、モールド１１０と下フレーム１２０まで含んだ断面図である。図５において、液晶表示パネル以下の構成は実施例１における図２と同様である。図２と異なる点は、対向基板２０の周辺には遮光テープは形成されていない点である。図５において、上偏光板２０の上にはUV硬化樹脂による接着材４０によってフロントウインドウ３０が貼り付けられている。UV硬化樹脂４０は、例えば、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している。フロントウインドウ３０の下面周辺、面取り３１、および、フロントウインドウの側面には、遮光印刷３２、面取り部遮光材３３、側部遮光材３４が形成されている。

液晶表示パネルにおいて、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ことである。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である。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。ＵＶ接着材は硬化前は流動性を有しているので、上偏光板の周辺にも存在することになる。

図５に示す構成においては、バックライト１００から出射した光は、ＴＦＴ基板１０あるいは対向基板２０の側面において反射し、対向基板２０上あるいは上偏光板２１上の接着材４０を介してフロントウインドウ３０に入射する。このような光のうち、特に、フロントウインドウ３０の面取り３１から入射する光が画面周辺の光漏れに対して重要となる。すなわち、接着材４０は、バックライト１００からの光がフロントウインドウ３０の界面で反射しないように、屈折率がガラスに近いものが使用されている。フロントウインドウ３０の面取り３１に施された接着材４０もフロントウインドウ３０の屈折率と近いので、フロントウインドウ３０の面取り付近に入射した光は、面取り部分にそのまま入射する。

しかし、この面取り３１部分には遮光材３３が形成されているので、バックライト１００からの光はフロントウインドウ３０の内部には侵入しない。したがって、画面に対する視角を大きくした場合でも、画面周辺における光漏れが生ずることは無い。一方、フロントウインドウ３０の下面周辺には遮光印刷３２が形成されており、また、フロントウインドウ３０の側面には、側部遮光材３４が形成されているので、この部分からのバックライト等からの光の侵入は無い。

図６は図５のA部拡大図である。対向基板２０の上に上偏光板２１が貼り付けられ、その上にフロントウインドウ３０が接着している。UV硬化樹脂である接着材４０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している。液体状の接着材は、毛細管現象によって、フロントウインドウの面取り３１まで、塗布されることになる。そうすると、バックライト１００から漏れてきた光はフロントウインドウ３０に侵入することになり、画面周辺における光漏れの原因になるので、この部分に遮光材３３を形成して、バックライト１００からの光がフロントウインドウ３０の内部に侵入することを防止している。

フロントウインドウ３０の面取り３１への遮光材５０の形成は、色々な方法を取ることが出来る。例えば、黒色のインクをペン状、あるいは、刷毛状のもので塗布する方法がある。また、黒鉛等の黒色の顔料を含んだインクをオフセット方式で印刷する方法等を採用することが出来る。いずれにせよ、面取り部遮光材の形成は、フロントウインドウ単独の状態で行うことが出来るので、種々の方法を取ることが出来る。

また、実施例１に記載の遮光テープ６０を接着剤４０の上に貼ることも可能である。しかし、本実施例においては、フロントウインドウ３０の面取り部３１には面取り部遮光材３３を形成し、側面部には側部遮光材３４が形成されているので、遮光テープ６０を貼らなくても、十分遮光することができる。結果、遮光テープ６０を貼りつける工程および遮光テープ６０が省くことができる。

本実施例によれば、実施例１の効果に加えて、部材の低減、工程の簡素化ができる。

本発明によれば、フロントウインドウの面取りから進入する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。しがたって、斜め方向から見ても、コントラストの優れた表示装置を得ることが出来る。

１０…ＴＦＴ基板 １１…ＩＣドライバ、 １２…端子部、 １５…封止部、 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、 ３３…面取り部遮光材、 ３４…側部遮光材、 ４０…接着材、 ５０…基板部遮光材、 ６０…枠状遮光テープ、 １００…バックライト、 １１０…モールド、 １２０…下フレーム

Claims (7)

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た液晶パネルと、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外側に配置され、
   前記上偏光板の上にはフロントウインドウが紫外線硬化樹脂によって貼り付けられており、
   前記紫外線硬化樹脂は前記上偏光板と前記遮光材の上に配置され、前記紫外線硬化樹脂の上には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。
2. 前記偏光板の外端部は、前記フロントウインドウの外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に記載の液晶表示装置。
3. 前記遮光材の内端は前記フロントウインドウの面取りよりも内側に存在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。
4. 前記遮光材と前記上偏光板とは一部が重なっ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た液晶パネルと、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が貼り付けられ、
   前記上偏光板の上にフロントウインドウがＵＶ硬化樹脂によって接着し、
   前記フロントウインドウには面取りが形成され、
   前記フロントウインドウの面取りには遮光材が形成されている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、下面端部には遮光膜が印刷によって形成され、前記フロントウインドウの側面には、遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記上偏光板の外側端部は、前記フロントウインドウの外側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５に記載の液晶表示装置。

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