JP2018155884A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面状の表示面を有する液晶表示装置における構造の簡素化を達成し得る技術を提供する。【解決手段】平坦面を有する液晶表示パネル１と、この液晶表示パネルの平坦面を覆って配置される湾曲透明板３と、液晶表示パネルの平坦面と湾曲透明板との間に配置されたゲル状の樹脂部材２を含み、湾曲透明板と樹脂部材の各々の屈折率がほぼ同じ大きさであり、液晶表示パネルの平坦面から表示される画像が樹脂部材及び湾曲透明板を介して視認される液晶表示装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、曲面状の表示面を有する液晶表示装置に関する。

種々の製品における表示部のデザイン性向上などの観点から、曲面状の表示面を有する液晶表示装置が望まれる場合がある。このような曲面状の表示面を有する液晶表示装置の従来技術は、例えば特開２０１０−１５６７８４号公報（特許文献１）や特開２０１４−２１９５０８号公報（特許文献２）などに開示されている。

ところで、上記した各特許文献などに開示される従来技術においては、液晶表示装置を構成する多くの部材、部品に湾曲加工を要するために製造工程が複雑となり、あるいは製造コストが上昇する等の不都合がある。例えば、液晶表示装置の主要な部材である一対の基板を湾曲加工するためには、プラスチックなどの可塑性材料を用いるか、比較的に薄く加工したガラス基板を用いる必要があることから部材コストが上昇する。また、これらの基板等の部材を湾曲させた状態を固定し維持するための手段も必要となることから、製造工程が複雑化し、あるいは製造コストが上昇する。このため、曲面状の表示面を有する液晶表示装置における構造の簡素化が望まれている。

特開２０１０−１５６７８４号公報 特開２０１４−２１９５０８号公報

本発明に係る具体的態様は、曲面状の表示面を有する液晶表示装置における構造の簡素化を達成し得る技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）平坦面を有する液晶表示パネルと、（ｂ）前記液晶表示パネルの前記平坦面を覆って配置される湾曲透明板と、（ｃ）前記液晶表示パネルの前記平坦面と前記湾曲透明板との間に配置されたゲル状の樹脂部材と、を含み、（ｄ）前記湾曲透明板と前記樹脂部材の各々の屈折率がほぼ同じ大きさであり、（ｅ）前記液晶表示パネルの前記平坦面から表示される画像が前記樹脂部材及び前記湾曲透明板を介して視認される、液晶表示装置である。

上記構成によれば、曲面状の表示面を有する液晶表示装置における構造の簡素化を達成し得る。

図１は、一実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である 図２は、液晶表示装置の構成を示す模式的な斜視図である。 図３は、液晶表示パネルの構成例を示す断面図である。

図１は、一実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図１に示す液晶表示装置は、平板状の液晶表示パネル１と、樹脂部材２と、湾曲透明板３を含んで構成されている。この液晶表示装置は、液晶表示パネル１によって形成される画像が樹脂部材２および湾曲透明板３を介してユーザに視認されるものである。

液晶表示パネル１は、少なくとも一方に平坦面４を有する液晶表示パネルであり、図示しない駆動装置からの駆動信号を受けて任意の画像を表示する。液晶表示パネル１の裏面側には図示しないバックライトが設けられていてもよい。なお、液晶表示パネル１の詳細な構成例については後述する（図３参照）。

樹脂部材２は、液晶表示パネル１の平坦面４と湾曲透明板３の裏面５との間に設けられている。この樹脂部材２は、液晶表示パネル１の平坦面４との間に隙間（空気層）が存在しないように、平坦面４と密着して設けられている。同様に、樹脂部材２は、湾曲透明板３の裏面５との間にも隙間（空気層）が存在しないように、裏面５と密着して設けられている。この樹脂部材２は、液晶表示パネル１の平坦面４と固着するとともに湾曲透明板３の裏面５とも固着しており、液晶表示パネル１と湾曲透明板３とを相互に固定する機能を有する。この樹脂部材２は、アクリル系やウレタン系などの樹脂材料をゲル状にしたものが好適に用いられる。

湾曲透明板３は、表面６および裏面５を有し、これらの表面６および裏面５が所定の曲率半径（例えばＲ＝５００ｍｍ程度）で湾曲しており、かつ少なくとも可視光に対して透過率の高い透明な板体である。この湾曲透明板３は、平面視において液晶表示パネル１の外形よりも大きな外形を有しており、液晶表示パネル１の平坦面４を覆って設けられている。詳細には、湾曲透明板３は、その裏面５において当該裏面５の外形端よりも内側の領域に液晶表示パネル１の平坦面４の端部７が当接する、あるいは、裏面５と端部７の間にクリアランスを設けるようにしている。裏面５と端部７の間に設けるクリアランスは、例えば０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。この湾曲透明板３は、例えばアクリル系やウレタン系の樹脂材料を用いて形成されたものである。樹脂材料を用いることで湾曲透明板３を容易に形成することができる。そして、裏面５と端部７の間にクリアランスを設けることで、樹脂部材２は、そのクリアランスに隙間（空気層）が存在しないように設けられる。これにより、湾曲透明板３にキズが付くことを防止できる。本実施形態では、この湾曲透明板３と上記した樹脂部材２の各々の屈折率をほぼ同じ大きさにし、かつ空気の屈折率よりも大きい値（例えば、各々１．５程度）にしている。

図２は、液晶表示装置の構成例を示す模式的な斜視図である。図示の例の液晶表示装置において、液晶表示パネル１は、図中ｘ方向に長手方向を有する立方体形状として示している。そして、湾曲透明板３は、図中のｚ方向に径方向を有して湾曲しており、図中ｘ方向に長手方向を有しており、この長手方向を液晶表示パネル１の長手方向と対応させて配置されている。そして、液晶表示パネル１は、その平坦面４の端部７のうち、ｘ方向に沿った２つの端部７が湾曲透明板３の裏面５と接している。また、樹脂部材２は、液晶表示パネル１の平坦面４と湾曲透明板３の裏面５との間に画定される空間の略全体に設けられており、図示のように円弧状の断面形状を有している。

ここで、上記した樹脂部材２についてさらに詳述する。上記のように本実施形態の樹脂部材２は、ゲル状、すなわち比較的高い粘性を持ち、流動性を失い、全体としては固体状となったものであることが好ましい。例えば、アクリル系樹脂を用いる場合であれば、アクリルモノマーとアクリルプレポリマーを適宜の比率で混合して所定形状の型に注入し、これに紫外線を照射して硬化させることにより、架橋点の少ない状態のアクリル樹脂が得られる。反応度は、例えば８８％〜９２％程度でよい。このようにして、ゲル状の樹脂部材２を得ることができる。

本実施形態の液晶表示装置は、例えば以下のような手順で製造することができる。まず、上記のようにしてゲル状の樹脂部材２を形成する。次に、この樹脂部材２を液晶表示パネル１の平坦部４と湾曲透明板３の裏面５との間に配置し、真空中（あるいは大気中）で貼り合わせを行う。このとき、樹脂部材２と液晶表示パネル１との間、樹脂部材２と湾曲透明板３との間には、各々の間を密着させるために、例えば光学接着剤（ＯＣＲ：Optical Clear Resin）や光学透明両面テープ（ＯＣＡ：Optical Clear Adhesive）などを介在させることが好ましい。ここで、光学接着剤は、熱硬化もしくは自然硬化するものがより好ましい。湾曲透明板３や液晶表示パネル１が紫外線を透過しない場合でも、熱硬化もしくは自然硬化の光学接着剤ならば硬化させることができるからである。貼り合わせ方法は、ＯＣＲやＯＣＡで用いられている一般的な方法を用いることができる。以上により、本実施形態の液晶表示装置が得られる。

図３は、液晶表示パネルの構成例を示す断面図である。図３に例示する液晶表示パネル１は、対向配置された第１基板１１および第２基板１２と、第１基板１１に設けられた第１電極１３と、第２基板１２に設けられた第２電極１４と、第１基板１１と第２基板１２の間に配置された液晶層１７を基本構成として備える。本実施形態の液晶表示パネル１は、電極同士の重なり合う領域が表示したい文字や図案を形作るように構成され、基本的に予め定めた文字等のみを表示可能であり、概ね、有効表示領域内における面積比で多くとも７０％以下、通常は５０％以下の領域が文字等の表示に寄与するものであるセグメント表示型の液晶表示パネルである。なお、液晶表示パネル１は、複数の画素がマトリクス状に配列されたドットマトリクス表示型であってもよいし、セグメント表示型とドットマトリクス型が混合したものであってもよい。

第１基板１１および第２基板１２は、それぞれ、平面視において矩形状の基板であり、互いに対向して配置されている。第１基板１１、第２基板１２としては、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。図示のように、第１基板１１と第２基板１２の間には、例えば多数のスペーサーが均一に分散配置されており、それらスペーサーによって両基板の間隙が所望の大きさ（例えば数μｍ程度）に保たれている。

第１電極１３は、第１基板１１の一面側に設けられている。同様に、第２電極１４は、第２基板１２の一面側に設けられている。第１電極１３および第２電極１４は、それぞれ例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。なお、図示を省略しているが各電極の上面にさらに絶縁膜が設けられていてもよい。

第１配向膜１５は、第１基板１１の一面側に第１電極１３を覆うようにして設けられている。第２配向膜１６は、第２基板１２の一面側に第２電極１４を覆うようにして設けられている。これらの第１配向膜１５、第２配向膜１６としては、液晶層１７の配向状態を垂直配向に規制する垂直配向膜が用いられている。各配向膜１５、１６は、ラビング処理等の一軸配向処理が施されており、一方向への配向規制力を有している。各配向膜１５、１６への配向処理の方向は、例えば互い違い（アンチパラレル）となるように設定される。

液晶層１７は、第１基板１１と第２基板１２の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負でありカイラル材を含まず、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて液晶層１７が構成される。本実施形態の液晶層１７は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に傾斜した状態となり、第１基板１１および第２基板１２の各基板面に対して概ね、８８°以上９０°未満の範囲内のプレティルト角を有する略垂直配向となるように設定されている。そして、第１電極１３と第２電極１４の間に電圧を印加した際には、液晶層１７の液晶分子は配向処理によって規制された方向へ配向する。

第１偏光板２１は、第１基板１１の外側に配置されている。同様に、第２偏光板２２は、第２基板１２の外側に配置されている。第１偏光板２１と第２偏光板２２は、例えば、各々の吸収軸が互いに略直交するように配置されている。また、各偏光板と各基板との間には適宜Ｃプレート等の視角補償板が配置されてもよい。

以上のような実施形態によれば、曲面状の表示面を有する液晶表示装置における構造の簡素化を達成し得る。特に、ゲル状の樹脂部材２と液晶表示パネル１および湾曲透明板３の各々との間が密着性に優れ、空気層を生じることがないため、レンズを配置するような場合に比べて界面での光反射が抑制され、透過率（透明度）を上げることができる。

また、本実施形態の液晶表示装置では、樹脂部材２と湾曲透明板３の両者の屈折率をほぼ同じ大きさにしていることから、液晶表示パネル１によって形成された画像が湾曲透明板３を介して視認される際の視差が少なくなる、このため、視覚上、画像が湾曲透明板３の奥側ではなく手前側に見えるという効果が得られる。

なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、液晶表示パネルの構成については上記した実施形態のものに限定されない。

１：液晶表示パネル
２：樹脂部材
３：湾曲透明板
４：平坦面
５：湾曲透明板の裏面
６：湾曲透明板の表面
７：平板状液晶表示装置の端部
１１：第１基板
１２：第２基板
１３：第１電極
１４：第２電極
１５：第１配向膜
１６：第２配向膜
１７：液晶層
２１：第１偏光板
２２：第２偏光板

Claims (5)

1. 平坦面を有する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの前記平坦面を覆って配置される湾曲透明板と、
   前記液晶表示パネルの前記平坦面と前記湾曲透明板との間に配置されたゲル状の樹脂部材と、
   を含み、
   前記湾曲透明板と前記樹脂部材の各々の屈折率がほぼ同じ大きさであり、
   前記液晶表示パネルの前記平坦面から表示される画像が前記樹脂部材及び前記湾曲透明板を介して視認される、
   液晶表示装置。
2. 前記樹脂部材は、前記液晶表示パネルの平坦面との界面並びに前記湾曲透明板との界面の各々において空気層を介在することなく密着して設けられている、
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記湾曲透明板は、平面視における外形が前記液晶表示パネルよりも大きく、
   前記液晶表示パネルは、前記平坦部の端部の少なくとも一部が前記湾曲透明板の裏面と接して前記湾曲透明板の平面視における外形よりも内側に配置されている、
   請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶表示パネルは、一方向に長い矩形状であり、当該液晶表示パネルの長手方向が前記湾曲透明板の径方向と略直交する方向に沿うように配置されている、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記樹脂部材は、前記液晶表示パネルと前記湾曲透明板との間に画定される空間の略全体に設けられている、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶表示装置。

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