JP2018005118A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＩＰ構造の液晶パネルを適用した曲面形状の表示面を有する液晶表示装置であって、表示領域における輝度ムラを抑制できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、表示面が湾曲する曲面形状のカバー部材と、カバー部材の背面側に配置されるＧＩＰ構造の液晶パネルと、カバー部材と液晶パネルとの間に介在する接着層と、を備える。液晶パネルは、表示領域と、表示領域に隣接しゲート駆動回路を搭載するＩＣ搭載領域と、を有する。表示領域は、ＩＣ搭載領域に隣接する第１の端部と、第１の端部とは反対側の第２の端部と、を有する。第１の端部から第２の端部へ向かう方向の湾曲における、第１の端部での第１の曲率は、第２の端部での第２の曲率よりも小さい。
【選択図】図４

Description

本発明は、曲面形状の表示面を有する液晶表示装置に関する。

近年、デザイン性の面から、凸状又は凹状に湾曲した曲面形状の液晶パネル（以下「曲面液晶パネル」と称する）を有する液晶表示装置が要求されており、実用化されている（例えば特許文献１）。特許文献１には、一方向に正負の曲率を組み合わせて形成された曲面液晶パネルが開示されている。

液晶表示装置は、カーナビゲーションシステムの普及や、ルームミラー等の電子ミラー化に伴い、車載用途としても広く利用されている（図１参照、液晶表示装置Ｄ）。曲面液晶パネルは、曲面形状によって視点（目）からの距離を調整できるため、ディスプレイサイズや車室内における設置場所に起因する視認性の低下を抑制するのに有用である。

曲面液晶パネルには、例えばゲート駆動回路を内蔵する、いわゆるゲートインパネル構造（以下「ＧＩＰ構造」と称する）の液晶パネルが好適である。ＧＩＰ構造の液晶パネルにおいては、液晶パネルの一辺（例えば短辺）側においてガラス基板が表示領域よりも外側に延在し、この延在した領域（以下「ＩＣ搭載領域」と称する）に、ゲート駆動回路が搭載される。以下において、液晶パネルのＩＣ搭載領域側の辺を「ＩＣ搭載辺」、ＩＣ搭載辺に対向する辺を「ＩＣ非搭載辺」と称する。

特開２００９−４２５６５号公報

ところで、曲面液晶パネルにおいては、低階調表示の際に、表示領域に光漏れによる輝度ムラが発生することが知られている。特に、ＩＰＳ（In-Place-Switching）方式の液晶パネルにおいて顕著である。この輝度ムラは、曲面形状を形成する際に液晶パネルに生じる応力に比例する。通常、液晶パネルに生じる応力を分散させたり、応力を相殺する負荷を付与することにより、輝度ムラの抑制が図られる。

しかしながら、ＧＩＰ構造の曲面液晶パネルにおいては、ＩＣ搭載辺側の表示領域の輝度ムラは、ＩＣ非搭載辺側の表示領域の輝度ムラに比較して悪化する傾向にある。ＩＣ搭載辺側の表示領域にはＩＣ搭載領域が延在しており、ＩＣ非搭載辺側の表示領域よりも大きな応力が生じるためである。そのため、ＩＣ非搭載辺側の表示領域における輝度ムラと同様にして、ＩＣ搭載辺側の表示領域における輝度ムラを抑制することは困難である。

本発明の目的は、ＧＩＰ構造の液晶パネルを適用した曲面形状の表示面を有する液晶表示装置であって、表示領域における輝度ムラを抑制できる液晶表示装置を提供することである。

本発明に係る液晶表示装置は、表示面が湾曲する曲面形状のカバー部材と、
前記カバー部材の背面側に配置されるＧＩＰ構造の液晶パネルと、
前記カバー部材と前記液晶パネルとの間に介在する接着層と、を備え、
前記液晶パネルは、表示領域と、前記表示領域に隣接しゲート駆動回路を搭載するＩＣ搭載領域と、を有し、
前記表示領域は、前記ＩＣ搭載領域に隣接する第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部と、を有し、
前記第１の端部から前記第２の端部へ向かう方向の湾曲における、前記第１の端部での第１の曲率は、前記第２の端部での第２の曲率よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、ＧＩＰ構造の液晶パネルを適用した曲面形状の表示面を有する液晶表示装置において、表示領域における輝度ムラを抑制することができる。

車室内における液晶表示装置の配置例を示す図である。 第１の実施の形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。 第１の実施の形態に係る液晶表示装置の長辺に沿う断面図である。 第２の実施の形態に係る液晶表示装置の長辺に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置１Ａを示す図である。図３は、液晶表示装置１Ａの分解斜視図である。図４は、液晶表示装置１Ａの長手方向に沿う断面図である。図４Ｂは、図４Ａの領域Ａを拡大して示している。なお、図４では、バックライト１４が省略されている。

液晶表示装置１Ａは、例えば車両のインストルーメントパネルＤ１（図１参照）に適用される車載用の液晶表示装置である。図２〜図４に示すように、液晶表示装置１Ａは、前面側（表示面側）から順に、カバー部材１１、接着層１２、液晶パネル１３及びバックライト１４を備える。これらの構成要素は、フレーム（図示略）によって保持される。

カバー部材１１は、例えばガラス素材又はアクリル等の樹脂素材で形成され、平面視で矩形状を有する。カバー部材１１は、長手方向に沿って湾曲する曲面形状を有する。具体的には、カバー部材１１は、長手方向に沿って全体的に前面側に凹状に湾曲しており、長手方向中央に関して対称な形状を有する。カバー部材１１は、液晶表示装置１の表示面を形成する。

接着層１２は、カバー部材１１に対して液晶パネル１３を接着する。すなわち、液晶表示装置１には、いわゆるダイレクトボンディングが採用されている。接着層１２は、例えばＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）やＯＣＲ（Optically Clear Resin）で形成される。

液晶パネル１３は、パネル本体１３１、ゲート駆動回路１３２及びプリント配線基板１３３を有する。液晶パネル１３は、接着層１２を介してカバー部材１１に接着され、大部分はカバー部材１１の曲面形状に沿って湾曲する。パネル本体１３１は、例えば液晶層、液晶層を挟持する２枚のガラス基板（配向膜、透明電極、及びカラーフィルターを含む）、及びガラス基板の外側に配置される２枚の偏光板を含む（何れも図示略）。

パネル本体１３１は、表示領域１３１ａ及びＩＣ搭載領域１３１ｂを有する。ＩＣ搭載領域１３１ｂは、ガラス基板（図示略）の長手方向における一方の端部、すなわち表示領域１３１ａから短辺側に延出して設けられる。ゲート駆動回路１３２は、ＩＣ搭載領域１３１ｂに配置される。すなわち、液晶パネル１３は、ＧＩＰ構造の液晶パネルである。

パネル本体１３１において、表示領域１３１ａのうち、ＩＣ搭載領域１３１ｂに隣接する端部Ｅ１を「第１の端部Ｅ１」と称し、第１の端部Ｅ１とは反対側の端部Ｅ２を「第２の端部Ｅ２」と称する。

プリント配線基板１３３は、フレキシブルプリント基板１３３ａを介してパネル本体１３１及びゲート駆動回路１３２と電気的に接続される。プリント配線基板１３３は、パネル本体１３１及びゲート駆動回路１３２の動作を制御する表示用駆動回路（図示略）を有する。プリント配線基板１３３は、フレキシブルプリント基板１３３ａを屈曲させることによりパネル本体１３１の背面側に回り込み、リアフレーム（図示略）に固定される。

表示用駆動回路（図示略）がパネル本体１３１の透明電極に印加される電圧のオン／オフを制御して、液晶分子の向きを変化させることにより、光の通過状態が制御される。偏光板を通過した光によって表示画像が形成される。

バックライト１４は、液晶パネル１３（パネル本体１３１）に対して背面から光を照射する、例えばエッジライト方式の面状発光装置である。エッジライト方式のバックライト１４は、反射板、導光板（ＬＧＰ：Light Guiding Panel）及び光学シートと、導光板の端面に向けて光を出射する光源を有する。

導光板は、例えばポリカーボネート製又はＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate)製の板状部材であり、端面から入射する光源からの光を拡散させ、前面側に均一に出射する。反射板は、導光板から背面側に漏出した光を前面側に向けて反射する。光学シートは、例えば拡散シートやプリズムシートを含み、導光板からの出射光を拡散する。反射板、導光板及び光学シートは、液晶パネル１３と同様の形状を有し、液晶パネル１３と平行に配置される。

本実施の形態では、図４Ａ、図４Ｂに示すように、接着層１２の厚みは一定ではなく、長手方向の中央から第１の端部Ｅ１に向かって徐々に厚くなっている。具体的には、パネル本体１３１の長手方向中央から第１の端部Ｅ１にわたる部分が平坦（曲率＝０）となるように、接着層１２の厚みが調整されている。第１の端部Ｅ１における局所的な曲率（以下「第１の曲率」と称する）は０であり、当然にカバー部材１１の曲率よりも小さい。

一方、パネル本体１３１の長手方向中央から第２の端部Ｅ２にわたる部分においては、接着層１２の厚みは一定となっている。第２の端部Ｅ２における局所的な曲率（以下「第２の曲率」と称する）は、カバー部材１１の曲率と同等となる。

すなわち、第１の実施の形態では、第１の端部Ｅ１における第１の曲率が第２の端部Ｅ２における第２の曲率よりも小さくなるように、接着層１２の厚みが調整されている。これにより、パネル本体１３１を曲面形状とする場合に、第１の端部Ｅ１に生じる応力は、第２の端部Ｅ２に生じる応力よりも小さくなる。ここでは、第１の端部Ｅ１における第１の曲率は０であるので、第１の端部Ｅ１を含む平坦部において応力は生じない。

したがって、第１の端部Ｅ１を含む表示領域における輝度ムラは、第２の端部Ｅ２を含む表示領域における輝度ムラよりも小さく、輝度ムラが生じたとしても、第２の端部Ｅ２近傍における輝度ムラと同様にして解消することができる。

従来の曲面液晶パネルのように、パネル本体の背面側が曲面形状になっていると、パネル本体の背面側に配置されるリアフレーム（図示略）も曲面形状となるため、平坦なプリント配線基板を固定する場合に、曲面公差を考慮する必要がある。例えば、リアフレームとプリント配線基板の間に曲面公差を吸収できるスペーサーを介在させることにより平坦な固定面を形成し、この固定面にプリント配線基板を両面テープなどで接着する手法が採られる。

これに対して、本実施の形態では、プリント配線基板１３３が配置される部分において、パネル本体１３１の背面側は平坦形状（又は曲率が極めて小さい曲面形状）となっている。当然に、リアフレームにおけるプリント配線基板１３３の固定面も平坦となる。したがって、プリント配線基板１３３をリアフレームに固定するに際して曲面公差を考慮する必要はなく、設計が容易となる。また、プリント配線基板１３３を直接リアフレームに固定できるので、かしめによって容易かつ強固に固定することができる。

このように、第１の実施の形態に係る液晶表示装置１Ａは、表示面が湾曲する曲面形状のカバー部材１１と、カバー部材１１の背面側に配置されるＧＩＰ構造の液晶パネル１３と、カバー部材１１と液晶パネル１３との間に介在する接着層１２と、を備える。液晶パネル１３は、表示領域１３１ａと、表示領域１３１ａに隣接しゲート駆動回路を搭載するＩＣ搭載領域１３１ｂと、を有する。表示領域１３１ａは、ＩＣ搭載領域１３１ｂに隣接する第１の端部Ｅ１と、第１の端部Ｅ１とは反対側の第２の端部Ｅ２と、を有する。第１の端部Ｅ１から第２の端部Ｅ２へ向かう方向の湾曲における、第１の端部での第１の曲率は、第２の端部での第２の曲率よりも小さい。

液晶表示装置１Ａによれば、液晶パネル１３の大部分は曲面形状であるが、ＩＣ搭載領域１３１ｂはほぼ平坦に形成され、ＩＣ搭載領域１３１ｂ側の表示領域に生じる応力が小さくなるので、表示領域１３１ａにおける輝度ムラを抑制することができる。

［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装置１Ｂの長手方向に沿う断面図である。図５Ｂは、図５Ａの領域Ｂを拡大して示している。なお、図５では、バックライト１４が省略されている。第１の実施の形態と同一又は対応する構成要素については、同じ符号を付し、説明を省略する。

液晶表示装置１Ｂは、第１の実施の形態と同様に、前面側（表示面側）から順に、カバー部材１１、接着層１２、液晶パネル１３及びバックライト１４を備える。これらの構成要素は、フレーム（図示略）によって保持される。

カバー部材１１は、平面視で矩形状を有し、長手方向に沿って湾曲する曲面形状を有する点は第１の実施の形態と同様であるが、長手方向中央に関して非対称である。すなわち、第２の実施の形態では、カバー部材１１は、平坦形状の第１の部分１１ａと、曲面形状の第２の部分１１ｂを有する。

なお、カバー部材１１において、第１の部分１１ａは、第２の部分１１ｂよりも曲率が小さければよい。ただし、カバー部材１１の第１の部分１１ａは、平坦形状に近い方が好ましい。

接着層１２は、カバー部材１１の背面側に、均一な厚さで形成される。液晶パネル１３は、ＩＣ搭載領域１３１ｂに隣接する第１の端部Ｅ１がカバー部材１１の第１の部分１１ａに対応し、第１の端部Ｅ１とは反対側の第２の端部Ｅ２が第２の部分１１ｂに対応するように、カバー部材１１と平行に配置される。

これにより、パネル本体１３１を曲面形状とした場合に、第１の端部Ｅ１に生じる応力は、第２の端部Ｅ２に生じる応力よりも小さくなる。ここでは、第１の端部Ｅ１における第１の曲率は０であるので、第１の端部Ｅ１を含む平坦部において応力は生じない。

したがって、第１の端部Ｅ１を含む表示領域における輝度ムラは、第２の端部Ｅ２を含む表示領域における輝度ムラよりも小さく、輝度ムラが生じたとしても、第２の端部Ｅ２近傍における輝度ムラと同様にして解消することができる。また、第１の実施の形態と同様に、プリント配線基板１３３を直接リアフレームに固定できるので、かしめによって容易かつ強固に固定することができる。

第２の実施の形態に係る液晶表示装置１Ｂは、第１の実施の形態に係る液晶表示装置１Ａと同様に、表示面が湾曲する曲面形状のカバー部材１１と、カバー部材１１の背面側に配置されるＧＩＰ構造の液晶パネル１３と、カバー部材１１と液晶パネル１３との間に介在する接着層１２と、を備える。液晶パネル１３は、表示領域１３１ａと、表示領域１３１ａに隣接しゲート駆動回路を搭載するＩＣ搭載領域１３１ｂと、を有する。表示領域１３１ａは、ＩＣ搭載領域１３１ｂに隣接する第１の端部Ｅ１と、第１の端部Ｅ１とは反対側の第２の端部Ｅ２と、を有する。第１の端部Ｅ１から第２の端部へ向かう方向の湾曲における、第１の端部Ｅ１での曲率は、第２の端部Ｅ２での第２の曲率よりも小さい。

液晶表示装置１Ｂによれば、液晶パネル１３の大部分は曲面形状であるが、ＩＣ搭載領域１３１ｂは平坦に形成され、ＩＣ搭載領域１３１ｂ側の表示領域に生じる応力が小さくなるので、表示領域１３１ａにおける輝度ムラを抑制することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

本発明は、液晶パネル１３において、ＩＣ搭載領域１３１ｂに隣接する第１の端部Ｅ１における第１の曲率が、第１の端部Ｅ１とは反対側の第２の端部Ｅ２における第２の曲率よりも小さくなっていればよく、これを実現する手法は、実施の形態で示したものに限定されない。例えば、カバー部材１１やパネル本体１３１の構成要素（偏光板など）の厚みを調整することによって、第１の端部Ｅ１の曲率を調整してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る液晶表示装置は、曲面形状の表示面を有する液晶表示装置に好適である。

１ 液晶表示装置
１１ カバー部材
１２ 接着層
１３ 液晶パネル
１３１ パネル本体
１３１ａ 表示領域
１３１ｂ ＩＣ搭載領域
１３２ ゲート駆動回路
１３３ プリント配線基板

Claims (5)

1. 表示面が湾曲する曲面形状のカバー部材と、
   前記カバー部材の背面側に配置されるＧＩＰ構造の液晶パネルと、
   前記カバー部材と前記液晶パネルとの間に介在する接着層と、を備え、
   前記液晶パネルは、表示領域と、前記表示領域に隣接しゲート駆動回路を搭載するＩＣ搭載領域と、を有し、
   前記表示領域は、前記ＩＣ搭載領域に隣接する第１の端部と、前記第１の端部とは反対側の第２の端部と、を有し、
   前記第１の端部から前記第２の端部へ向かう方向の湾曲における、前記第１の端部での第１の曲率は、前記第２の端部での第２の曲率よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１の端部の曲率は０であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記カバー部材は、所定の曲率で全体的に湾曲し、
   前記接着層は、前記第１の曲率が前記第２の曲率よりも小さくなるように、厚みが調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記カバー部材は、曲面形状の第１の部分と、前記第１の部分よりも曲率が小さい第２の部分を有し、
   前記液晶パネルは、前記第１の端部が前記第２の部分に対応し、前記第２の端部が前記第１の部分に対応するように、前記カバー部材と平行に配置されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶パネル及び前記ゲート駆動回路の動作を制御する表示用駆動回路を実装したプリント配線基板を備え、
   前記プリント配線基板は、前記ＩＣ搭載領域側から前記液晶パネルの背面側に回り込んで固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

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