JP2017049324A

JP2017049324A - 液晶表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2017049324A
Application number: JP2015170609A
Authority: JP
Inventors: 平木　克良; Katsuyoshi Hiraki; 克良平木
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-09

Abstract

【課題】低コストで、複数枚の液晶パネルを重ね合わせた場合に発生するモアレを低減することができる液晶表示装置およびその製造方法を得る。【解決手段】この発明に係る液晶表示装置は、液晶表示装置を構成する複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方が粗面である。また、この発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶表示装置を構成する複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方に粗面加工を施すステップと、複数枚の液晶パネルを重ね合わせるステップとを有する。【選択図】図２

Description

この発明は、複数枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置およびその製造方法に関する。

従来から、表示面側の第１液晶パネルおよびバックライト側の第２液晶パネルの２枚の液晶パネルを重ね合わせるとともに、それぞれの液晶パネルを挟む偏光板を互いにクロスニコルになるように配置することにより、液晶表示装置全体のコントラストを各液晶パネルのコントラストの積として、高いコントラストを実現した液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、２枚の液晶パネルを重ね合わせた場合には、隣接する液晶パネルの同等な周期を持つ微細構造物同士（例えば、ゲートライン、データライン、ブラックマトリクス等）の構造干渉に起因するモアレにより、液晶表示装置の表示品質が低下するという問題があった（例えば、特許文献２参照）。

また、２枚の液晶パネルを重ね合わせた液晶表示装置を斜めから見た場合には、第１液晶パネルのある画素を通った光路が、第２液晶パネルでは近接する画素を通ることになり、角度や映像によっては、色味が変わったりムラが出たりすることがある。すなわち、第１液晶パネルと第２液晶パネルとの間に視差が発生し、この視差により液晶表示装置の表示品質が低下するという問題もあった（例えば、特許文献２参照）。

そこで、特許文献２の液晶表示装置では、構造干渉に起因するモアレを低減するために、重ね合わせた複数の液晶パネルの少なくとも１枚に、光拡散性を有する光拡散層を設けている。これにより、光拡散層を透過した光を空間的ににじませることができ、構造干渉を低減してモアレの発生が抑制される。

また、特許文献２の液晶表示装置では、視差による表示品質の劣化を抑制するために、重ね合わせた液晶パネルの、互いに隣接する側の少なくとも一方の基板の厚みが、互いに隣接しない側の基板の厚みよりも薄く形成されている。これにより、視差が低減し、正常な映像が見られる角度が広がることになる。

特開平５−８８１９７号公報国際公開第２００７／０４０１２７号

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
すなわち、特許文献２に記載の液晶表示装置では、構造干渉に起因するモアレを低減するために、基材に対して粒子を分散させることにより、光拡散層を形成しているが、新たに光拡散層を追加することで、コストが上がるという問題がある。

また、光拡散層を液晶パネルの間に設けた場合には、構造干渉に起因するモアレは低減されるものの、光拡散層の厚みの分だけ第１液晶パネルと第２液晶パネルとの間の視差が拡大し、表示品質が劣化するという問題がある。

また、特許文献２に記載の液晶表示装置では、視差による表示品質の劣化を抑制するために、互いに隣接する側の少なくとも一方の基板の厚みを、互いに隣接しない側の基板の厚みよりも薄くしているが、視差による表示品質の劣化は抑制されるものの、基板を薄くするだけでは構造干渉に起因するモアレを低減することができず、表示品質が十分に改善されないという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数枚の液晶パネルを重ね合わせた場合に発生するモアレを低減することができ、低コストで表示品質を向上させることができる液晶表示装置およびその製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る液晶表示装置は、複数枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置であって、複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方が粗面であるものである。

また、この発明に係る液晶表示装置の製造方法は、複数枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置の製造方法であって、複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方に粗面加工を施すステップと、複数枚の液晶パネルを重ね合わせるステップとを有するものである。

この発明に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置を構成する複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方が粗面である。
また、この発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、液晶表示装置を構成する複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方に粗面加工を施すステップと、複数枚の液晶パネルを重ね合わせるステップとを有する。
これにより、液晶パネルを通過した光が粗面で拡散するので、複数枚の液晶パネルを重ね合わせた場合に発生するモアレを低減することができ、低コストで表示品質を向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の粗面における光の拡散を示す説明図である。

以下、この発明に係る液晶表示装置およびその製造方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。

なお、下記の実施の形態では、２枚の液晶パネルを重ね合わせた液晶表示装置を例に挙げて説明するが、これに限定されず、３枚以上の液晶パネルを重ね合わせた液晶表示装置についても同様の説明が当てはまる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す断面図である。図１において、液晶表示装置１００は、筐体１０、バックライト２０、表示面側の第１液晶パネル３０、バックライト側の第２液晶パネル４０、第１偏光板５１、第２偏光板５２、第３偏光板５３および接着剤６０から構成されている。

バックライト２０は、例えばプラスチック等の遮光性を有する筐体１０の底部に取り付けられ、第２液晶パネル４０に向けて光を照射する。なお、バックライト２０は、ＬＥＤ（発光ダイオード：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）や導光板、光学シート等で構成されるが、図示を省略している。

第１液晶パネル３０は、２枚のガラス基板の間に液晶（図示せず）を注入等した構成を有している。詳細な構成については、後述する。また、第１液晶パネル３０には、表示面側に第１偏光板５１が貼り合わせられ、バックライト側に第２偏光板５２が貼り合わせられている。また、第１液晶パネル３０は、接着剤６０により、第２液晶パネル４０と接着固定されている。

第２液晶パネル４０は、２枚のガラス基板の間に液晶（図示せず）を注入等した構成を有している。詳細な構成については、後述する。また、第２液晶パネル４０には、バックライト側に第３偏光板５３が貼り合わせられている。また、第２液晶パネル４０は、接着剤６０により、第３偏光板５３を介して筐体１０と接着固定されている。

第１偏光板５１、第２偏光板５２、第３偏光板５３は、それぞれ特定の振動方向の光のみを透過させるものであり、第１偏光板５１と第２偏光板５２とは、偏光方向同士が直交するクロスニコルに配置され、第２偏光板５２と第３偏光板５３とは、同様にクロスニコルに配置されている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の要部を拡大して示す断面図である。図２では、第１液晶パネル３０、第２液晶パネル４０、第１偏光板５１、第２偏光板５２および第３偏光板５３を抜粋して示している。

図２において、第１液晶パネル３０は、表示面側の上部ガラス基板３１、バックライト側の下部ガラス基板３２および液晶が封入された液晶層３３から構成されている。なお、上部ガラス基板３１と下部ガラス基板３２との間には、液晶駆動用の共通電極や通過する光にＲＧＢ（赤、緑、青）の色を付加するカラーフィルタ、配向膜が設けられているが、図示を省略している。

また、第２液晶パネル４０は、表示面側の上部ガラス基板４１、バックライト側の下部ガラス基板４２および液晶が封入された液晶層４３から構成されている。なお、上部ガラス基板４１と下部ガラス基板４２との間には、液晶駆動用の共通電極や配向膜が設けられているが、図示を省略している。また、第２液晶パネル４０は、通過する光の量を制御するだけであり、カラーフィルタは不要である。

ここで、第２液晶パネル４０の上部ガラス基板４１の表示面側の表面は、凹凸状の粗面になっている。この粗面は、サンドブラスト加工によって凹凸を形成したものである。この発明の実施の形態１では、例えば粒子径が２０．０±１．５μｍ程度のセラミック系研磨剤を用いたサンドブラスト加工によって、凹凸を形成した。

なお、サンドブラスト加工後の上部ガラス基板４１の状態は、クラックが入った状態と等価であり、強度が低下していることから、必要に応じてエッチング加工を行い、表面を滑らかにすることで、強度を確保することができる。

また、上部ガラス基板４１に凹凸を形成する方法としては、サンドブラスト加工の他に、上部ガラス基板４１に点状の傷を付けた後に、エッチング加工を行うもの等が考えられる。

図３は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の粗面における光の拡散を示す説明図である。図３において、上部ガラス基板４１の表面に形成された凹凸により、バックライト２０から第２液晶パネル４０に入射した光が拡散される。すなわち、上部ガラス基板４１に拡散層の機能を持たせることができる。

これにより、第２液晶パネル４０を通過した光が上部ガラス基板４１の粗面で拡散するので、複数枚の液晶パネルを重ね合わせた場合に発生するモアレを低減することができる。ここで、この発明の実施の形態１に係る上部ガラス基板４１において、全透過光に対する拡散光の割合を示すヘイズ値は、８０％であった。

なお、図１、２では、第２偏光板５２が第１液晶パネル３０に貼り合わせられ、第２液晶パネル４０の上部ガラス基板４１の表面に粗面加工が施されている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限定されず、第２偏光板５２が第２液晶パネル４０の表示面側に貼り合わせられ、第１液晶パネル３０の下部ガラス基板３２のバックライト側の表面に粗面加工が施されていてもよい。

この場合には、下部ガラス基板３２の表面に形成された凹凸により、バックライト２０から第２液晶パネル４０に入射した光が拡散される。すなわち、下部ガラス基板３２に拡散層の機能を持たせることができる。そのため、第２液晶パネル４０を通過した光が下部ガラス基板３２の粗面で拡散するので、複数枚の液晶パネルを重ね合わせた場合に発生するモアレを低減することができる。

ここで、図１に戻って、第３偏光板５３は、液晶表示装置１００の表示領域よりも大きい領域にわたって設けられ、外周部分が接着剤６０で筐体１０に接着固定されている。これは、偏光板を途中で切断すると強度が低下したり光が漏れたりすることから、強度を確保するとともに、第２液晶パネル４０の表示領域に、偏光板を通っていない光が入射することを防止するためである。

これに対して、第２偏光板５２は、第３偏光板５３よりも小さく、表示領域と同等の領域に設けられている。これは、第１液晶パネル３０と第２液晶パネル４０とを重ね合わせた場合には、バックライト２０からの光が第３偏光板５３で既に偏光されていることから、第１液晶パネル３０に入ってくる光の偏光方向が決まっているためである。

また、第２偏光板５２の外周部分が接着剤６０の接着領域となっている。すなわち、第２偏光板５２を小さくした領域を接着領域とすることで、第１液晶パネル３０および第２液晶パネル４０の表示位置にずれが生じないように固定している。このように、第２偏光板５２の外周部分を接着領域とすることで、接着剤の層による液晶表示装置１００の厚みの増加を防止して、視差の拡大を抑制することができる。

ここで、上部ガラス基板４１と第２偏光板５２との間の全面に接着剤を塗布した場合には、接着剤の層による液晶表示装置１００の厚みが増加して視差が拡大するだけでなく、上部ガラス基板４１の表面に形成された凹凸による光の拡散に大きな影響が出る。すなわち、ガラスの屈折率が１．５程度、大気の屈折率が１．０程度、接着剤（例えば、デクセリアルズ株式会社の光学弾性樹脂（ＳｕｐｅｒＶｉｅｗＲｅｓｉｎ））の屈折率が１．５程度であることから、接着剤の層により、光の拡散が小さくなる。

なお、第２液晶パネル４０から出射した光が、第２偏光板５２の外周部分の接着領域を通って第１液晶パネル３０に入射する際に、光学特性に影響が出る場合には、遮光性を有する材質を接着剤６０として用いることにより、この影響を防止することができる。

以下、図１、２を参照しながら、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造工程について説明する。まず、第２液晶パネル４０の上部ガラス基板４１に相当するガラス基板の表面に、サンドブラスト加工または点状の傷を付けることによって凹凸を形成する。ここで、サンドブラスト加工は、ガラス基板にセラミック系研磨剤等を吹き付けるだけであることから、加工が容易でコストが低い。なお、ガラス基板の表面に点状の傷を付けることも工程を１つ追加するだけなので、加工が容易でコストが低い。

続いて、この粗面加工を施したガラス基板を用いて第２液晶パネル４０を作成し、この第２液晶パネル４０を、第１液晶パネル３０、第１偏光板５１、第２偏光板５２および第３偏光板５３とともに、接着剤６０を用いてバックライト２０が取り付けられた筐体１０に固定する。

以上のように、実施の形態１に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置を構成する複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方が粗面である。
また、実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法によれば、液晶表示装置を構成する複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方に粗面加工を施すステップと、複数枚の液晶パネルを重ね合わせるステップとを有する。
これにより、液晶パネルを通過した光が粗面で拡散するので、複数枚の液晶パネルを重ね合わせた場合に発生するモアレ、すなわち構造干渉に起因するモアレを低減することができ、新たな部材を追加することなく、低コストで表示品質を向上させることができる。

また、複数枚の液晶パネルのそれぞれに挟まれた内部偏光板の大きさは、液晶表示装置の表示領域と同等であるかまたは大きく、また重ね合わされた複数枚の液晶パネルを両面から挟むように設けられた外部偏光板よりも小さい。
これにより、内部偏光板の外周部分を、複数枚の液晶パネルを接着剤で固定するための接着領域とすることができる。
したがって、液晶表示装置の厚みの増加を防止して、視差の拡大を抑制することにより、低コストで表示品質を向上させることができる。

１０筐体、２０バックライト、３０第１液晶パネル、３１上部ガラス基板、３２下部ガラス基板、３３液晶層、４０第２液晶パネル、４１上部ガラス基板、４２下部ガラス基板、４３液晶層、５１第１偏光板（外部偏光板）、５２第２偏光板（内部偏光板）、５３第３偏光板（外部偏光板）、６０接着剤、１００液晶表示装置。

Claims

複数枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置であって、
前記複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方が粗面である
液晶表示装置。
重ね合わされた前記複数枚の液晶パネルを両面から挟むように設けられた外部偏光板と、
前記複数枚の液晶パネルのそれぞれに挟まれた内部偏光板と、をさらに備え、
前記内部偏光板の大きさは、前記液晶表示装置の表示領域と同等であるかまたは大きく、前記外部偏光板よりも小さい
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記内部偏光板の外周部分が、前記複数枚の液晶パネルを接着剤で固定するための接着領域である
請求項２に記載の液晶表示装置。
複数枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置であって、
重ね合わされた前記複数枚の液晶パネルを両面から挟むように設けられた外部偏光板と、
前記複数枚の液晶パネルのそれぞれに挟まれた内部偏光板と、を備え、
前記内部偏光板の大きさは、前記液晶表示装置の表示領域と同等であるかまたは大きく、前記外部偏光板よりも小さくなるように形成され、
前記内部偏光板の外周部分が、前記複数枚の液晶パネルを接着剤で固定するための接着領域である
液晶表示装置。
前記接着剤は、遮光性を有する材質である
請求項３または請求項４に記載の液晶表示装置。
複数枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置の製造方法であって、
前記複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方に粗面加工を施すステップと、
前記複数枚の液晶パネルを重ね合わせるステップと、
を有する液晶表示装置の製造方法。
前記粗面加工は、サンドブラスト加工の後に、エッチング加工を施すものである
請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
前記粗面加工は、前記複数枚の液晶パネルの互いに対向する面の少なくとも一方に点状の傷を付けた後に、エッチング加工を施すものである
請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。