JP5179227B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に輝度むらの抑制に関するものである。

近年、表示装置として液晶表示装置が多用されている。特に液晶表示装置は、薄型，軽量及び省電力であることからＴＶ受像機、携帯端末、車載用機器等の表示部として用いられている。

これらの液晶表示装置において、特に携帯端末用液晶表示装置ではその使用形態から、屋外視認性の確保、液晶モジュール強度向上、薄型化の確保等の要求が強い。

しかしながら、これらの要求の中、例えば液晶モジュール強度向上と薄型化は相反する要求を求められるケースが存在する。例えば、薄型化では液晶モジュール構成部材の薄肉化は避けられず、これは一般には強度低下を来たす傾向にあり、液晶モジュール強度向上及び安全性の確保に逆行する。

又、液晶モジュール構成部材の薄肉化は構成部材の変形を招く恐れがあり、変形に伴う例えば輝度むら等の発生により表示品位が低下し、屋外視認性の確保が困難となる等の問題が有った。

これらの問題に加え、更に携帯という使用形態から携帯使用者に対する安全性の確保は重要課題となっている。この種の液晶表示装置を開示したものとしては、特許文献１を挙げることができる。
特開平９−３１８９３２号公報

特許文献１に示す液晶表示装置は、手書入力用やナビゲーションシステム等に用いる車載用等に関するもので、液晶表示パネルと透明保護板の配置にかかる構成が開示されている。

図７（ａ）、（ｂ）は、特許文献１に関連する従来の液晶表示装置を説明するための模式断面図、及びその要部拡大断面図である。図７（ａ）、（ｂ）において、液晶層７１を挟持するＴＦＴ基板７２とカラーフィルタ（ＣＦ）基板７３は相似形で略矩形状を呈しており、しかもＴＦＴ基板７２はＣＦ基板７３の端面７３１より突出した搭載部７２１を有してＣＦ基板７３より大形に形成されている。又、これらＴＦＴ基板７２及びＣＦ基板７３の外側にはそれぞれ下側偏光板７４と上側偏光板７５とが配置されている。

前記下側偏光板７４の外側の近接した位置には、光源、導光板、拡散板、レンズ等の組み合わせからなるバックライトユニット７６が配置され、更に前記ＴＦＴ基板７２の前記搭載部７２１の上表面には駆動回路等のドライバー７７等が配置されている。符号７８は液晶モジュールを示す。

一方、上側偏光板７５の外側の表示面上部には透明板、例えばガラス板やアクリル板等からなる保護板８０を配置し、この保護板８０は前記液晶モジュール７８の全体を覆い上側偏光板７５の外面と接着剤８１を介して全面接着固定されている。

図７（ａ）、（ｂ）に示す液晶表示装置では、液晶モジュール７８を保護板８０で覆い、液晶モジュール７８を外部の衝撃から保護する構成となっている。従って、一般には前記保護板８０の板厚は１ｍｍ程度或はそれ以上で、前記ＣＦ基板７３やＴＦＴ基板７２に比べ数倍乃至十数倍程度の厚を有する構成となっている。

ところが、この図７（ａ）、（ｂ）に示すような保護板を備えた構成の液晶表示装置において、画面周辺部に輝度むらが発生する問題が生じた。この問題の原因は、ＣＦ基板７３が図７（ｂ）に一点斜線７３２で示すような形状に変形し、これに伴ってＴＦＴ基板７２との間隔が変位することに一因があることが判明した。前記ＣＦ基板７３の変形原因を調査した結果、上側偏光板７５の偏光子層の性状に起因することが判明した。

この上側偏光板７５を含む一般的な偏光板の構成は、図８に模式的に示すような３層構造を基本構造としている。すなわち、図８に示すように、上側偏光板７５は、偏光子層７５１を中心にその外側を保護フィルム層７５２で狭持し、この保護フィルム層７５２の外側にハードコート層７５３と粘着層７５４を配置した構成となっている。

このような構成の偏光板では、結露試験（高湿度下で温度サイクル試験）で偏光子層７５１が収縮する変化が起こり、これに伴って偏光板先端付近では偏光板の厚さが増大する。この現象を図７（ｂ）に模式的に示す。

図７（ｂ）において収縮した偏光子層７５１の先端部分は集積部７５５を形成し、この集積部７５５部分で保護フィルム層７５３を含めた偏光板厚さが増大する。この偏光板厚さの増大に伴い、保護板８０とＣＦ基板７３双方に外側方向への力が作用するが、保護板８０は前述した板厚の関係で変形しにくく、力はＣＦ基板７３を変形させる方向に働く。この結果、ＣＦ基板７３が一点鎖線７３２で示すように変形し、ＴＦＴ基板７２との間隔を変位させ、画面周辺部に輝度むらを発生させる原因となっている。

輝度むらの発生は表示品位の低下を招き、視認性の確保や液晶モジュール強度の確保等に関して依然として解決すべき課題が残されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は液晶表示装置、特に携帯端末用液晶表示装置において、輝度むらの発生を抑制し、屋外視認性の確保、液晶モジュール強度向上、薄型化及び安全性の確保を可能とした液晶表示装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明による液晶表示装置は、対向配置される一対の基板間に液晶層を介挿し前記基板の外側に偏光板を配置した液晶モジュールと、この液晶モジュールを覆う寸法の透明な保護板を前記偏光板を覆って固定配置し、前記偏光板の外周部を前記保護板又は前記基板と非固定構造とした構成を特徴としている。

本願発明によれば、偏光板の外周部をこの外周部を挟持する保護板又は基板と非固定構造としたことにより、偏光板の厚さ増大に伴う外側方向への力は偏光板と保護板又は基板間の空隙によって吸収されてＣＦ基板の変形発生まで及ぶことは無く、従ってＣＦ基板とＴＦＴ基板間の間隔は一定に確保でき、輝度むらの発生を抑制して視認性の確保、薄型化及び安全性の確保を可能とした。又、本願発明によれば、保護板の外表面に飛散防止シートを配置したことにより、視認性の確保、薄型化及び安全性の確保を可能とした。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図３は、本発明による液晶表示装置の実施例を説明する模式図であり、図１は本発明の実施形態に係る携帯電話機の全体構成の概略を示す斜視図、図２は図１の要部平面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の要部拡大断面図である。図１乃至図３において、先ず、図１において全体を斜視図で示す携帯電話機１００は、表示面となる液晶表示部１を配置した第１の筐体２と、操作ボタン３を有する操作部４を配置した第２の筐体５をヒンジ部６で折畳み可能に結合した構成である。

前記表示面となる液晶表示部１は、図２及び図３に示すように、ガラスからなる保護板１１を液晶モジュール１２の表示面側に配置している。この保護板１１の外表面１１１には飛散防止シート１３を密着接合している。この飛散防止シート１３は前記外表面１１１の略全面を覆っている。一方、前記液晶モジュール１２は液晶層１４を挟んで対向配置された第１の基板（以下ＴＦＴ基板という）１５と第２の基板（以下ＣＦ基板という）１６を有している。又、ＴＦＴ基板１５の外側にはこのＴＦＴ基板１５よりやや小面積の下側偏光板１７を備えている。

一方、ＣＦ基板１６の外側には、このＣＦ基板１６と略同一面積の上側偏光板１８が配置されている。この上側偏光板１８は前述した図８と同様に、偏光子層１８１を中心にその外側を保護フィルム層１８２で狭持し、この保護フィルム層１８２の外側に図示しないハードコート層と粘着層１８３を配置した構成となっている。又、参照符号１８４は集積部である。

又、前記ＴＦＴ基板１５とＣＦ基板１６は略相似形状を呈し、ＴＦＴ基板１５の一辺がＣＦ基板１６の端面１６１より突出した搭載部１５１を備えた構成となっている。

更に、液晶モジュール１２の下方にはバックライトユニット１９が配置され、又ＴＦＴ基板１５の搭載部１５１の上表面には駆動回路等のドライバー２０が搭載されている。

この様な構成の液晶モジュール１２と前記保護板１１とは、前記上側偏光板１８の外表面１８５側の外周部１８６を除く接合部分１８７と、この接合部分１８７に対向する前記保護板１１の内表面１１２の接合部分１１２１とを接着剤２１で接着している。この接着は例えばＵＶ光照射と熱硬化の組み合わせにより行われる。

前記保護板１１と非接着となる外周部１８６の寸法Ｌ１は、前記保護板１１やＣＦ基板１６更には上側偏光板１８等の寸法によって決定すれば良いが、一般的には外端面から中心方向に向かって０．８ｍｍ〜３ｍｍ程度が必要である。これより狭いと偏光板の変位の吸収が困難となり、又広過ぎると表示面積が小さくなる。

一方、前記保護板１１は前記ＣＦ基板１６と略相似形状を呈しており、その板厚Ｔは前記ＣＦ基板１６の数倍乃至十数倍程度、面積は前記ＣＦ基板より大面積で、特に前記ＴＦＴ基板１５の搭載部１５１側ではこの搭載部１５１を覆って更にこれより延在した突出部１１３を備えた構成となっている。

又、前記保護板１１は前記内表面１１２の接合部分１１２１の終端から保護板１１先端に亘る端部１１４の内表面１１２２を外表面１１１側に後退させた構成となっている。この端部１１４の内表面１１２２の後退形状は、前記保護板１１先端が最大の後退量となる形状のテーパ状を呈し、外周部１８６に対向する部分でも接着剤２１の厚さ以上の空隙２２が形成されている。

実施例１では、上側偏光板の外周部と保護板間に空隙を持たせて非固定構造としたことにより、前記外周部の収縮による偏光板の厚さ増大に伴う外側方向への力は偏光板と保護板間の空隙によって吸収されてしまい、ＣＦ基板の変形発生まで及ぶことは無く、従ってＣＦ基板とＴＦＴ基板間の間隔は一定に確保でき、輝度むらの発生を抑制して視認性の確保、薄型化及び安全性の確保を可能とした。又、保護板の外表面を飛散防止シートで覆ったことにより、視認性の向上、薄型化及び安全性を確保できる。

更に、保護板の外表面に飛散防止シートを装着したことにより、ＣＦ基板端面から片持ち状態で突出した突出部に例え外力が加わっても、飛散防止シートの耐力によりクラックの発生を回避できる。又、更に大きな外力により例え前記端面を基点として突出部が折損しても、飛散防止シートによりガラス片の飛散が防止でき、安全性が確保できる。

図４（ａ）、（ｂ）は本発明による液晶表示装置の他の実施例を説明する模式断面図及び要部拡大断面図で、前述した図３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応し、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図４（ａ）、（ｂ）において、保護板１１はその端部１１４の内表面１１２２を前記上側偏光板１８の外周部１８６から離隔するように外表面１１１側に後退させた構成である。この後退量は、接着剤２１の厚さ以上に設定し、しかも内表面１１２２を外表面１１１と略平行に後退させて端部１１４を接合部に比べて薄板形状とした構成としている。

実施例２では、保護板１１の端部１１４が略均一厚さの薄板状を呈することから後退形状の加工が容易となる。

図５（ａ）、（ｂ）は本発明による液晶表示装置の他の実施例を説明する模式断面図及び要部拡大断面図で、前述した図３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応し、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図５（ａ）、（ｂ）において、上側偏光板１８は外周部１８６の粘着層１８３を除去した構成である。又、ＣＦ基板１６は前記外周部１８６に対向する部分から先端部分に亘る端部１６２の外表面１６２１を内表面１６２２側に後退させた構成である。

この端部１６２の外表面１６２１の後退形状は、前記ＣＦ基板１６先端が最大の後退量となる形状のテーパ状を呈し、粘着層１８３の終端部分でも粘着層１８３の厚さ以上の空隙２２が形成されている。

この実施例３では、ＣＦ基板１６の後退面の加工が全周に亘って略同一寸法となり加工効率を高めることが出来る。

図６（ａ）、（ｂ）は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を説明する模式断面図及び要部拡大断面図で、前述した図３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応し、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図６（ａ）、（ｂ）において、上側偏光板１８と保護板１１とは外周部１８６部分の接着剤２１を無くし、この部分に接着剤２１の膜厚さに相当する空隙２２を設け、この空隙２２部分で外周部１８６部分の変位を吸収しＣＦ基板１６の変形を抑制する構成となっている。

この実施例４では、保護板１１やＣＦ基板１６等を特に加工することなく接着剤２１の塗布範囲を特定することでＣＦ基板１６の変形を防止でき、作業効率の向上を図ることが出来る。

ここで、実施例４では接着剤２１の塗布範囲を特定したが、粘着層１８３の塗布範囲を特定することでも同様な効果が得られる。

本発明による液晶表示装置の実施形態に係る携帯電話機の全体構成の概略を示す模式斜視図である。 図１の要部平面図である。 図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った模式断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の要部拡大断面図である。 本発明による液晶表示装置の他の実施例を説明する図３に対応する図で、図４（ａ）は模式断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部拡大断面図である。 本発明による液晶表示装置の他の実施例を説明する図３に対応する図で、図５（ａ）は模式断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の要部拡大断面図である。 本発明による液晶表示装置の他の実施例を説明する図３に対応する図で、図６（ａ）は模式断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の要部拡大断面図である。 従来の液晶表示装置を説明する図で、図７（ａ）は模式断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の要部拡大断面図である。 偏光板の構成を説明する模式断面図である。

符号の説明

１・・・液晶表示部、２・・・第１の筐体、３・・・操作ボタン、４・・・操作部、５・・・第２の筐体、１１・・・保護板、１１１・・・外表面、１１２・・・内表面、１１３・・・突出部、１１４・・・端部、１２・・・液晶モジュール、１３・・・飛散防止シート、１４・・・液晶層、１５・・・第１の基板（ＴＦＴ基板）、１５１・・・搭載部、１６・・・第２の基板（ＣＦ基板）、１６１・・・端面、１６２・・・端部、１７・・・下側偏光板、１８・・・上側偏光板、１８１・・・偏光子層、１８２・・・保護フィルム層、１８３・・・粘着層、１８４・・・集積部、１８６・・・外周部、１８７・・・接合部分、１９・・・バックライトユニット、２０・・・ドライバー、２１・・・接着剤、２２・・・空隙、１００・・・携帯電話機。

Claims (8)

1. 平板状の第１の基板と、平板状で前記第１の基板より小面積の第２の基板と、これら第１及び第２の基板間に挟持された液晶層と、前記第１の基板の外側に配置された下側偏光板と、前記第２の基板の外側に配置された上側偏光板とを備えた液晶モジュールと、
   前記第２の基板より大面積で前記上側偏光板の外側に固着配置された透明な保護板とを有する液晶表示装置であって、
   前記上側偏光板は、その外周部をこの外周部と対向する前記保護板又は前記第２の基板と空隙を持つ非固定構造としたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記保護板は前記上側偏光板の前記外周部に対向する内表面をこの保護板の外表面側に後退させ前記上側偏光板と非接触で対面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. 前記保護板は、前記上側偏光板の前記外周部に対向する内表面をテーパ状としたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記保護板は、前記上側偏光板の前記外周部に対向する内表面を前記外表面と略平行に後退させこの後退部分を薄板形状としたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記第２の基板は、前記外周部と対向する外表面を前記第１の基板側に後退させ前記外周部と空隙を持つ非固定構造としたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記第２の基板は、前記上側偏光板の前記外周部に対向する外表面をテーパ状としたことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記保護板は、ガラス板であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の液晶表示装置。
8. 前記保護板は、前記外表面の略全面にＵＶ光が透過可能な透明な樹脂部材からなる飛散防止シートを密着接合してなることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の液晶表示装置。
   
   
   

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