JP6234658B2 - 表示用前面板および表示装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る表示用前面板の第1の実施の形態について、図1および図2を参照して説明する。はじめに、表示用前面板40を備えた表示装置70全体について説明する。
図1に示すように、表示装置70は、LCD、PDP、有機ELなどの、映像を表示するための光を生成するとともに生成された光を観察者に向けて放射する表示部50と、表示部50に対して観察者側に配置された表示用前面板40と、を備えている。これら表示部50および表示用前面板40は、映像を表示させるための表示領域と、表示領域の周縁に位置する非表示領域とに区画されていてもよい。
表示用前面板40は、表示部50を保護するために設けられるものである。この表示用前面板40は、略矩形状からなる透明基板20と、透明基板20の観察者側に設けられた緩衝層60と、緩衝層60の観察者側に設けられた反射防止膜30と、を備えている。透明基板20は、表示部50を保護する保護部材として機能するとともに、緩衝層60を支持する支持部材としても機能する。図1に示すように、表示用前面板40において、反射防止膜30が観察者側の最外面の層(膜)となっている。
はじめに透明基板20について説明する。透明基板20の材料は、表示部50からの光を外部に取り出すことができる限り特に限定されるものではない。例えば、透明基板20の材料として、光透過性や耐久性等を考慮して、ガラスやポリマー等が用いられる。本実施の形態においては、透明基板20の材料としてガラスが用いられており、その光屈折率は例えば1.50となっている。透明基板20の厚みは、表示用前面板40に求められる強度や表示部50の寸法等に応じて適宜設定されるが、例えば0.1〜1.5mmの範囲内となっている。なお本明細書において、光屈折率は、波長550nmの光に対する屈折率となっている。屈折率の測定方法は特に限定されないが、分光反射スペクトルから算出する方法、エリプソメーターを用いて測定する方法及びアッベ法を挙げることができる。
エリプソメーターとしてはジョバンーイーボン社製UVSELが挙げられる。
なお、本件の屈折率はテクノ・シナジー社製DF1030Rにて測定した値である。
本明細書において規定される厚みは、一般的な測定方法によって得られる厚みとなっている。例えば、厚みの測定方法として、触針で表面をなぞり凹凸を検出することによって厚みを算出する触針式の方法や、分光反射スペクトルに基づいて厚みを算出する光学式の方法等を挙げることができる。例えば後述する追加実施例においては、ケーエルエー・テンコール株式会社製の触針式膜厚計P−15を用いて厚みを測定した。なお、本明細書において規定される厚みとして、対象となる部材の複数個所における厚み測定結果の平均値が用いられてもよい。
次に反射防止膜30について説明する。反射防止膜30は、表示装置70の観察者側の最外面における外光の反射を低減するために設けられる膜である。この反射防止膜30は、図1に示すように、観察者側の最外面に位置する低屈折率層31を有している。
次に緩衝層60について説明する。緩衝層60は、外部からの応力が反射防止膜30の低屈折率層31に印加された場合に、この応力を緩和するために設けられるものである。この緩衝層60は、所定の弾性変形特性および所定の硬度を有している。このため、低屈折率層31に応力が印加されている間、緩衝層60が弾性変形することにより低屈折率層31に印加される応力を適切に緩和することができ、また応力が取り除かれた後には、緩衝層60の形状が弾性的にほぼ元通りになることにより低屈折率層31の形状をほぼ元通りにすることができる。これによって、低屈折率層31が破断することや、低屈折率層31に凹みが形成されたままとなるのを防ぐことができる。
圧子:ダイヤモンド製の四角錐圧子(先端対面角度136°)
測定器:HU−100(株式会社 フィッシャーインストルメンツ)
解析ソフト:WIN−HCU(株式会社 フィッシャーインストルメンツ)
このような測定装置を用いて緩衝層60の物性を評価した結果に基づいて、弾性変形量の割合、ビッカース硬さが解析ソフトにより算出される。
まず、透明基板20が準備される(図2(a)参照)。
例えば、緩衝層60用の材料を含む塗布液を透明基板20上に塗布することにより、緩衝層60を形成することができる。このとき、塗布液は、ダイコート法、スピンコート法またはディップコート法などのウェット法で透明基板20の全域にわたって塗布されてもよく、若しくは、インクジェット法により透明基板20上に点状に塗布されてもよい。また塗布方法として、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷などの公知の印刷法が用いられてもよい。なお塗布液とは、上述の緩衝層60用の材料からなる固形分と、適切な溶媒とを混合することにより構成されるものである。塗布液全体に対する固形分の比率は、塗布方法に応じて適宜設定されるが、好ましくは5〜30重量%の範囲内となっており、より好ましくは約20%重量となっている。
若しくは、シート状またはフィルム状の緩衝層60を準備し、これを接着剤やテープなどの接着層を介して透明基板20に貼り付けてもよい。この場合、透明基板20からはみ出た緩衝層60が適切に切断されてもよい。
なお、緩衝層60用の材料を含む塗布液を透明基板20上に塗布することにより緩衝層60が形成される場合、透明基板20の観察者側の面上に直接的に緩衝層60が設けられることになる。ここで「直接的」とは、緩衝層60が透明基板20の面に少なくとも部分的に接触していることを意味している。
例えば、低屈折率層31用の材料を含む塗布液を緩衝層60上に塗布することにより、低屈折率層31を形成することができる。このとき、塗布液は、ダイコート法、スピンコート法またはディップコート法などのウェット法で緩衝層60の全域にわたって塗布されてもよく、若しくは、インクジェット法により緩衝層60上に点状に塗布されてもよい。また塗布方法として、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷などの公知の印刷法が用いられてもよい。塗布液は、緩衝層60の場合と同様に、上述の低屈折率層31用の材料からなる固形分と、適切な溶媒とを混合することにより構成されている。塗布液全体に対する固形分の比率は、塗布方法に応じて適宜設定されるが、好ましくは0.5〜10重量%の範囲内となっており、より好ましくは1〜5重量%の範囲内となっている。
若しくは、シート状またはフィルム状の低屈折率層31を準備し、これを接着剤やテープなどの接着層を介して緩衝層60に貼り付けてもよい。この場合、透明基板20からはみ出た低屈折率層31が適切に切断されてもよい。
なお、低屈折率層31用の材料を含む塗布液を緩衝層60上に塗布することにより低屈折率層31が形成される場合、緩衝層60上に直接的に低屈折率層31が設けられることになる。ここで「直接的」とは、低屈折率層31が緩衝層60の面に少なくとも部分的に接触していることを意味している。
なお一般に、緩衝層60用材料または低屈折率層31用材料に紫外線硬化樹脂が含まれている場合には、緩衝層60または低屈折率層31を露光することで硬化が達成される。なお露光の際に所定のパターンを有するフォトマスクを用いることにより、露光、現像に基づくパターニング性が実現されてもよい。これによって、緩衝層60または低屈折率層31に所定のパターンを付与することが可能となる。
また、緩衝層60用材料または低屈折率層31用材料に熱硬化樹脂が含まれている場合には、緩衝層60または低屈折率層31を加熱することにより硬化が達成される。
そして、このように製造された表示用前面板40を表示部50の観察者側に配置して取り付けることで表示装置70が製造される(図1参照)。
はじめに図5A(a)(b)を参照して、第1の比較の形態による表示用前面板90について説明する。第1の比較の形態による表示用前面板90は、緩衝層60が設けられていない点が異なるのみであり、他の構成は、図1および図2に示す本実施の形態による表示用前面板40と略同一である。
次に図5B(a)(b)を参照して、第2の比較の形態による表示用前面板95について説明する。第2の比較の形態による表示用前面板95においては、表示用前面板95の緩衝層97のビッカース硬さおよび弾性変形量の割合が、本実施の形態による表示用前面板40の緩衝層60のビッカース硬さおよび弾性変形量の割合よりも小さくなっている。
これに対して本実施の形態によれば、上述のように、反射防止膜30の低屈折率層31と透明基板20との間には緩衝層60が介在されている。この緩衝層60の厚みは0.5μm以上となっている。また、緩衝層60に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込んだ際のビッカース硬さは50〜100の範囲内となっており、かつ、その際の緩衝層60の総変形量に対する緩衝層60の弾性変形量の割合は0.55以上となっている。このため、図4(a)に示すように、押圧体80から低屈折率層31に印加される応力を緩衝層60により適切に緩和することができる。また図4(b)に示すように、押圧体80が取り除かれた後、緩衝層60の形状は、弾性的にほぼ元通りになる。このことにより、押圧体80が取り除かれた後に低屈折率層31に形成される凹部41の寸法を最小限に抑えることができる。
なお本実施の形態による表示用前面板40において、緩衝層60が透明基板20の観察者側に設けられ、反射防止膜30が緩衝層60の観察者側に設けられている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図49に示すように、緩衝層60が透明基板20の表示部側に設けられ、反射防止膜30が緩衝層60の表示部50側に設けられていてもよい。この場合、図49に示すように、反射防止膜30の低屈折率層31は、反射防止膜30の表示部50側の最外面に位置している。なお「観察者側」とは、表示用前面板40を表示部50に対して配置する際に、観察者に向ける面を意味する。また「表示部側」とは、表示用前面板40を表示部50に対して配置する際に、表示部50に向ける面を意味する。
次に図6を参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。ここで図6は、本発明の第2の実施の形態による表示用前面板40において、反射防止膜30の低屈折率層31を拡大して示す図である。
次に図7を参照して、本発明の第3の実施の形態について説明する。ここで図7は、本発明の第3の実施の形態による表示装置を示す断面図である。
なお本実施の形態による表示用前面板40においても、図49に示す第1の実施の形態の変形例の場合と同様に、緩衝層60が透明基板20の表示部側に設けられ、反射防止膜30が緩衝層60の表示部50側に設けられていてもよい。この場合、図50に示すように、反射防止膜30の高屈折率層32は、低屈折率層31の観察者側に設けられている。このような高屈折率層32を設けることにより、反射防止膜30が表示部50からの光の反射を防止する効果をより高くすることができる。
次に図8を参照して、本発明の第4の実施の形態について説明する。ここで図8は、本発明の第4の実施の形態による表示装置を示す断面図である。
なお本実施の形態において、反射防止膜30が低屈折率層31のみからなり、追加反射防止膜35が追加低屈折率層36のみからなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、上述の第3の実施の形態の場合と同様に、反射防止膜30または追加反射防止膜35がその他の様々な層を含んでいてもよい。例えば図9に示すように、低屈折率層31の表示部50側に、低屈折率層31の光屈折率よりも大きい光屈折率を有する高屈折率層32が設けられていてもよい。また、追加低屈折率層36の観察者側に、追加低屈折率層36の光屈折率よりも大きい光屈折率を有する追加高屈折率層37が設けられていてもよい。
また上述の各実施の形態において、デザイン性を高めるための意匠層が適宜形成されていてもよい。例えば図10に示すように、表示用前面板40の観察者側の非表示領域内に意匠層10が形成されていてもよい。
次に図11乃至図13を参照して、本発明の第5の実施の形態について説明する。図11乃至図13に示す本実施の形態は、表示用前面板が接着層をさらに有する点が異なるのみであり、他の構成は、図1乃至図4(a)(b)に示す第1の実施の形態と略同一である。図11乃至図13に示す第5の実施の形態において、図1乃至図4(a)(b)に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施の形態による表示用前面板40は、一の製造業者または製造場所において製造された表示用前面板40が、その他の製造業者または製造場所において表示部や後述するタッチパネルセンサまたは保護層などと組み合わされるという場合を想定して構成されたものである。
透明基板20の観察者側に設けられた接着層100は、保護層など表示用前面板40の観察者側に配置され得る部材に表示用前面板40を密着させるために設けられる層である。表示用前面板40がこのような接着層100を予め備えることにより、表示用前面板40と保護層などとを組み合わせる作業を容易化することができる。
なお図12に示すように、反射防止膜30の観察者側に設けられた接着層100の観察者側に、さらに保護層105が予め設けられていてもよい。この保護層105は、仮に表示用前面板40の透明基板20が破損してしまった場合であっても、透明基板20の破片が飛散することを防ぐことなどを意図して設けられる層である。このような保護層105の材料として、例えば光硬化樹脂タイプ、熱硬化樹脂タイプ、2液混合反応液タイプ、両面粘着シールタイプの材料等が挙げられる。このうち光硬化樹脂タイプにおいては、ラジカル系硬化系やカチオン系硬化系の材料が用いられる。ラジカル系硬化系の材料には、アクリル系、エン/チオール系、ビニルエーテル系の材料などが含まれ、カチオン系硬化系の材料には、エポキシ系、オキセタン系、ビニルエーテル系の材料などが含まれる。また、熱硬化樹脂タイプの材料には、エポキシ系、フェノール系、ポリエステル系の材料などが含まれる。
また上述の図11および図12に示す形態において、接着層100が表示用前面板40の観察者側に位置する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、接着層100が表示用前面板40の表示部側に位置していてもよい。例えば図13に示すように、表示用前面板40が、表示部側の最外面に位置する接着層(表示部側接着層)100を有していてもよい。これによって、表示用前面板40の表示部側に設けられ得る部材、例えば表示部や後述するタッチパネルセンサと表示用前面板40とを組み合わせる作業を容易化することができる。
次に図14および図15を参照して、本発明の第6の実施の形態について説明する。図14および図15に示す本実施の形態は、追加反射防止膜の追加低屈折率層の高硬度化が図られている点が異なるのみであり、他の構成は、図8に示す第4の実施の形態と略同一である。図14および図15に示す第6の実施の形態において、図8に示す第4の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図14に示すように、表示用前面板40は、透明基板20の観察者側に設けられた緩衝層60と、緩衝層60の観察者側に設けられた反射防止膜30と、透明基板20の表示部50側に設けられた追加緩衝層65と、追加緩衝層65の表示部50側に設けられた追加反射防止膜35と、を備えている。このうち反射防止膜30は、反射防止膜30の観察者側の最外面に位置する低屈折率層31を有しており、また追加反射防止膜35は、追加反射防止膜35の表示部側の最外面に位置する追加低屈折率層36Aを有している。本実施の形態は、追加反射防止膜35の追加低屈折率層36Aの耐擦傷性が、反射防止膜30の低屈折率層31の耐擦傷性よりも高くなっていることを特徴としている。このように、低屈折率層31の耐擦傷性と追加低屈折率層36Aの耐擦傷性に差を設けることにより、後述するように、表示用前面板40の製造工程や表示用前面板40が他の部材と組み合わされる工程において低屈折率層31および追加低屈折率層36Aが損傷することを防ぐことが可能となる。
次にこのような追加低屈折率層36Aを構成するための具体的な方法について説明する。上述のように、一般に、層を構成する材料の光屈折率を低くすることと、層を構成する材料の耐擦傷性を高くすることはトレードオフの関係にある。従って一般に、追加低屈折率層36Aの光屈折率を低屈折率層31の光屈折率よりも高くすることにより、追加低屈折率層36Aの耐擦傷性を低屈折率層31の耐擦傷性よりも高くすることが可能となる。例えば、低屈折率層31の光屈折率が透明基板20の光屈折率よりも十分に小さい値、例えば1.35となっている場合、追加低屈折率層36Aの光屈折率は、低屈折率層31の光屈折率よりも大きくかつ透明基板20の光屈折率よりも小さい値、例えば1.45に設定される。これによって、追加低屈折率層36Aに、低屈折率層31よりも高い耐擦傷性を付与することができる。このような追加低屈折率層36Aは、好ましくは、600gの荷重をかけたスチールウール(No.0000)を追加低屈折率層36A上で掃引させる(往復10回、ストローク100mm)場合であっても掃引後の追加低屈折率層36Aに擦傷痕が視認されない程度の耐擦傷性を有している。
上述のように耐擦傷性が高められた追加低屈折率層36Aを有する追加反射防止膜35が用いられる場合、表示部側における表示用前面板40の耐擦傷性が追加低屈折率層36Aによって十分に確保される。従って、追加低屈折率層36Aを有する追加反射防止膜35が用いられる場合、図15に示すように、透明基板20と追加反射防止膜35との間に追加緩衝層65が設けられていなくてもよい。これによって、表示用前面板40の製造工程において追加緩衝層65の形成工程を削減することができる。このことにより、表示部側における表示用前面板40の耐擦傷性を確保しながら、表示用前面板40の生産性を向上させることができる。
また上述の第5の実施の形態の場合と同様に、反射防止膜30の観察者側または追加反射防止膜35の表示部側に接着層100が設けられていてもよい。これによって、表示用前面板40とその他の部材とを組み合わせる作業を容易化することができる。また上述の第5の実施の形態の変形例の場合と同様に、反射防止膜30の観察者側に設けられた接着層100の観察者側に保護層105が設けられていてもよい。
次に図16乃至図20を参照して、本発明の第7の実施の形態について説明する。図16乃至図20に示す本実施の形態は、表示装置の表示部がタッチパネルセンサを有する点が異なるのみであり、他の構成は、図1乃至図4(a)(b)に示す第1の実施の形態と略同一である。図16乃至図20に示す第7の実施の形態において、図1乃至図4(a)(b)に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図16に示すように、表示装置70は、表示部50と、表示部50に対して観察者側に配置された表示用前面板40と、を備えている。表示用前面板40としては、上述の第1乃至第6の実施の形態において示される表示用前面板40のいずれかが適宜用いられる。また表示部50は、図16に示すように、映像を表示するための光を観察者側に放射する表示ユニット151と、表示ユニット151の観察者側に設けられ、表示装置70が観察者側からタッチされる際のタッチ箇所を検出するタッチパネルセンサ110と、を有している。表示ユニット151としては、上述の各実施の形態の場合と同様に、LCD、PDP、有機EL、無機ELまたは電界放射型などの様々なタイプのものが用いられ得る。
次に、表示部50のタッチパネルセンサ110について詳細に説明する。表示部50に包含されるタッチパネルセンサ110のタイプが特に限られることはなく、様々なタイプのタッチパネルセンサ110が適宜用いられ得る。例えば、被検出体からの圧力に基づいてタッチ箇所を検出する抵抗膜方式のタッチパネルセンサや、人体などの被検出体からの静電気に基づいてタッチ箇所を検出する静電容量方式のタッチパネルセンサが用いられ得る。
次に図18A乃至図18Cを参照して、タッチパネルセンサ110が静電容量方式のものである場合の、タッチパネルセンサ110の構成の一例について説明する。図18Aは、静電容量方式のタッチパネルセンサ110を示す平面図であり、図18Bは,図18Aのタッチパネルセンサ110をXVIIIB−XVIIIB方向から見た断面図であり、図18Cは,図18Aのタッチパネルセンサ110をXVIIIC−XVIIIC方向から見た断面図である。
また、センサ部120の各構成要素の一部分がタッチパネルセンサ用基板116の観察者側の面上に設けられ、センサ部120の各構成要素のその他の部分がタッチパネルセンサ用基板116の表示部側の面上に設けられていてもよい。例えば、x透明導電パターン111がタッチパネルセンサ用基板116の観察者側の面上に設けられ、y透明導電パターン112がタッチパネルセンサ用基板116の表示部側の面上に設けられていてもよい。
図19に示すように、タッチパネルセンサ110は、タッチパネルセンサ用基板116およびセンサ部120に加えて、センサ部120により検出された信号を処理するための信号処理部125をさらに有していてもよい。信号処理部125は、例えば、プリント基板と、プリント基板上に設けられ、センサ部120からの信号に基づいてタッチ箇所を解析する処理用ICとを含んでいる。また、電気信号を外部に取り出すため配線が信号処理部125に含まれていてもよい。このような配線は、例えばフレキシブル基板から構成されていてもよい。
信号処理部125は、例えば図18Aにおいて一点鎖線で示されているように、センサ部120の端子部115に接続される。
次に図21乃至図33を参照して、本発明の第8の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、上述の各実施の形態における表示装置の表示部がLCDタイプのものである場合の具体的な構成例について説明する。図21乃至図34に示す第8の実施の形態において、上述の各実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
表示ユニット151は、バックライトユニット158と、バックライトユニット158の観察者側に設けられた光源側偏光板156と、光源側偏光板156の観察者側に設けられたLCDパネル155と、LCDパネル155の観察者側に設けられた観察者側偏光板154と、を有している。バックライトユニット158としては、蛍光管やLEDなど様々なタイプの光源が用いられ得る。また、蛍光管やLEDなどの外側(観察者側と反対の側)に、蛍光管やLEDなどからの光を反射する反射板がさらに包含されていてもよい。観察者側偏光板154および光源側偏光板156としては、LCDタイプの表示部において周知の偏光板が適宜用いられ得る。なお図示はしないが、表示装置70の各構成要素間には接着層が介在されていてもよい。
LCDパネル155は、図22に示すように、TFT基板210と、TFT基板210の観察者側に設けられたカラーフィルタ200と、TFT基板210とカラーフィルタ200との間に充填された液晶層215と、を含んでいる。TFT基板210は、図示はしないが、各々が表示装置70の単位画素に対応し、液晶215に所定の電圧を印加して液晶層215の状態を制御する複数の液晶駆動部を含んでいる。またカラーフィルタ200は、カラーフィルタ用基板201と、カラーフィルタ用基板201上に所定パターンで設けられたブラックマトリクス層202と、ブラックマトリクス層202間に設けられた複数色の着色層203と、を含んでいる。
なお本実施の形態において、図23に示すように、表示ユニット151が、光源側偏光板156とバックライトユニット158との間に設けられた光学補償フィルム157をさらに含んでいてもよい。光学補償フィルム157は、例えば、位相差フィルム、輝度向上フィルムまたは導光板などからなっている。このような光学補償フィルム157をさらに設けることにより、バックライトユニット158から光源側偏光板156に入射される光の品質をより高くすることができる。なお光学補償フィルム157は、バックライトユニット158とは別途の構成要素となっていてもよく、または、バックライトユニット158に含まれる構成要素となっていてもよい。
なお上述の本実施の形態およびその変形例において、バックライトユニット158を含む表示ユニット151がタッチパネルセンサ110や表示用前面板40と組み合わされる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、表示ユニット151が形成されるよりも前の段階で、表示ユニット151の各構成要素、例えば観察者側偏光板154やLCDパネル155がタッチパネルセンサ110や表示用前面板40と組み合わされてもよい。
また図25に示すように、観察者側偏光板154,LCDパネル155および光源側偏光板156がタッチパネルセンサ110および表示用前面板40と組み合わされ、これによって、表示装置のための中間製品220が構成されてもよい。
また図26に示すように、観察者側偏光板154,LCDパネル155,光源側偏光板156および光学補償フィルム157がタッチパネルセンサ110および表示用前面板40と組み合わされ、これによって、表示装置のための中間製品220が構成されてもよい。
また上述の本実施の形態およびその変形例において、タッチパネルセンサ110が表示ユニット151とは別個の構成要素となっており、かつ、タッチパネルセンサ110が表示ユニット151のLCDパネル155の観察者側に設けられている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、タッチパネルセンサ110が表示ユニット151に包含され、かつ、タッチパネルセンサ110が観察者側偏光板154とLCDパネル155との間に設けられていてもよい。
また上述の本実施の形態およびその変形例において、タッチパネルセンサ110がLCDパネル155のカラーフィルタ200とは別個の構成要素となっている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、タッチパネルセンサがカラーフィルタ200と一体に形成されていてもよい。なお「タッチパネルセンサがカラーフィルタと一体に形成される」とは、以下に図32を参照して説明するように、タッチパネルセンサ用の基板とカラーフィルタ用の基板とが共通になっていることを意味している。
なお、カラーフィルタ200とタッチパネルセンサ110とが別体で構成される場合、カラーフィルタ200とタッチパネルセンサ110とが接着層などにより貼り合わされることが考えられる。このため、接着層の分だけタッチパネルセンサ110における光の透過率が低下することが考えらえる。一方、本変形例によれば、タッチパネルセンサとカラーフィルタとを一体に形成することにより、貼り合わせのための接着層が不要となっている。これによって、光の透過率を向上させることができる。また、接着層を用いてカラーフィルタ200とタッチパネルセンサ110とを貼り合わせる工程が不要となる。これによって、製造の工数を削減するとともに、貼り合わせの際に生じうる不具合を回避することができる。例えば、貼り合わせの際に気泡などが混入し、これによって歩留りが低下するというような懸念をなくすことができる。
次に図34および図35を参照して、本発明の第9の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、上述の第1乃至第7の実施の形態における表示装置の表示部が有機ELまたは無機ELタイプのものである場合の具体的な構成例について説明する。図34および図35に示す第9の実施の形態において、上述の各実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
表示ユニット151は、反射電極層164と、反射電極層164の観察者側に設けられ、有機発光材料または無機発光材料からなる発光層163と、発光層163の観察者側に設けられたカラーフィルタ200と、カラーフィルタ200の観察者側に設けられた観察者側偏光板154と、を有している。なお図示はしないが、表示装置70の各構成要素間には接着層が介在されていてもよい。
なお上述の本実施の形態において、反射電極層164を含む表示ユニット151がタッチパネルセンサ110や表示用前面板40と組み合わされる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、表示ユニット151が形成されるよりも前の段階で、表示ユニット151の各構成要素、例えば観察者側偏光板154やカラーフィルタ200がタッチパネルセンサ110や表示用前面板40と組み合わされてもよい。
次に図36乃至図40を参照して、本発明の第10の実施の形態について説明する。図36乃至図40に示す本実施の形態は、表示用前面板がタッチパネルセンサを有する点が異なるのみであり、他の構成は、図1乃至図4(a)(b)に示す第1の実施の形態と略同一である。図36乃至図40に示す第10の実施の形態において、図1乃至図4(a)(b)に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図36に示すように、表示用前面板40Aは、透明基板20と、透明基板20の観察者側に設けられた緩衝層60と、緩衝層60の観察者側に設けられた反射防止膜30と、透明基板20の表示部側に設けられたタッチパネルセンサ110と、を有している。このように本実施の形態においては、表示用前面板40Aがタッチパネルセンサ110を有することにより、表示用前面板40Aにタッチパネル機能が付与されている。
図38は、透明基板20とタッチパネルセンサ110との間に接着層100が設けられる例を示す図である。このような接着層100を設けることにより、透明基板20とタッチパネルセンサ110との間にエアギャップが生じるのを防ぐことができ、これによって、透明基板20の表示部側において光の反射が生じるのを防ぐことができる。
図39は、透明基板20の表示部側に追加緩衝層65および追加反射防止膜35が設けられる例を示す図である。図39に示す形態においては、追加低屈折率層36からなる追加反射防止膜35を設けることにより、透明基板20の表示部側において光の反射が生じるのを防ぐことができる。また追加緩衝層65を設けることにより、追加反射防止膜35が損傷するのを防ぐことができる。
図40は、透明基板20の表示部側に追加低屈折率層36Aからなる追加反射防止膜35が設けられる例を示す図である。追加低屈折率層36Aは、上述の第6の実施の形態の場合と同様に、耐擦傷性が高められた追加低屈折率層となっている。このような追加低屈折率層36Aを設けることにより、透明基板20の表示部側において光の反射が生じるのを防ぐことができ、かつ追加緩衝層65を不要とすることができる。
なお本実施の形態およびその変形例において、反射防止膜30または追加反射防止膜35が低屈折率層31または追加低屈折率層36,36Aのみからなる形態を示した。しかしながら、これに限られることはなく、上述の第3および第4の実施の形態の変形例の場合と同様に、反射防止膜30または追加反射防止膜35が高屈折率層32または追加高屈折率層37をさらに有していてもよい。これによって、反射防止膜30および追加反射防止膜35が外光の反射を防止する効果をより高くすることができる。
また上述の第5の実施の形態の場合と同様に、反射防止膜30の観察者側に接着層100が設けられていてもよい。これによって、表示用前面板40Aとその他の部材とを組み合わせる作業を容易化することができる。また上述の第5の実施の形態の変形例の場合と同様に、反射防止膜30の観察者側に設けられた接着層100の観察者側に保護層105が設けられていてもよい。
次に図43乃至図48を参照して、本発明の第11の実施の形態について説明する。図43乃至図48に示す本実施の形態は、タッチパネルセンサが表示用前面板と一体に形成されている点が異なるのみであり、他の構成は、図36乃至図42に示す第10の実施の形態と略同一である。図43乃至図48に示す第11の実施の形態において、図36乃至図42に示す第10の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
また、センサ部120と透明基板20との間に接着層100が介在されないようにすることにより、センサ部120の感度を向上させるとともに、光の透過率を向上させることができる。また、接着層100を介して透明基板20とタッチパネルセンサ110とを貼り合わせる工程が不要となり、これによって、製造の工数を削減するとともに、貼り合わせの際に生じうる不具合を回避することができる。例えば、貼り合わせの際に気泡などが混入し、これによって歩留りが低下するというような懸念をなくすことができる。
なおタッチパネルセンサと一体に形成された表示用前面板40Aの形態が図43に示す形態に限られることはなく、その他の様々な形態が考えられ得る。例えば図44に示すように、センサ部120の表示部側に接着層100が設けられていてもよい。また図45および図46に示すように、センサ部120に信号処理部125が取り付けられていてもよい。また図47に示すように、センサ部120の表示部側に観察者側偏光板154が設けられていてもよい。また図48に示すように、観察者側偏光板154の表示部側にカラーフィルタ200がさらに設けられていてもよい。またセンサ部120が透明基板20の表示部側の面上に形成されている例を示したが、これに限られることはなく、センサ部120が透明基板20の観察者側の面上に形成されていてもよい。
また本実施の形態およびその変形例において、反射防止膜30が低屈折率層31のみからなる形態を示した。しかしながら、これに限られることはなく、上述の第3の実施の形態の変形例の場合と同様に、反射防止膜30が高屈折率層32をさらに有していてもよい。これによって、反射防止膜30が外光の反射を防止する効果をより高くすることができる。また、上述の第4の実施の形態の場合と同様に、表示用前面板40Aが追加緩衝層65と追加反射防止膜35とをさらに備えていてもよい。また上述の第6の実施の形態の場合と同様に、耐擦傷性が高められた追加低屈折率層36Aが追加反射防止膜35に包含される場合、追加緩衝層65が設けられていなくてもよい。
また上述の第5の実施の形態の場合と同様に、反射防止膜30の観察者側に接着層100が設けられていてもよい。これによって、表示用前面板40Aとその他の部材とを組み合わせる作業を容易化することができる。また上述の第5の実施の形態の変形例の場合と同様に、反射防止膜30の観察者側に設けられた接着層100の観察者側に保護層105が設けられていてもよい。
また、上記各実施の形態による表示用前面板40,40Aの観察者側の非表示領域内に形成される意匠層10が、各種のセンサとしての機能を有していてもよい。例えば、意匠層10が光センサとしての機能を有していてもよい。意匠層10が光センサとしての機能を有している場合、意匠層10が、タッチパネルセンサや近接センサなどとして用いられ得るようになる。
近接センサとは、物体が近づいたことを、物体と接触することなく感知することができるセンサである。このような近接センサがスイッチとして用いられる場合、スイッチがあるということが第3者に認識されることなくスイッチとしてのオンオフ切替機能を発揮することが可能となる。例えばタッチパネルセンサ付き携帯電話機等では、人が通話をしようとして耳を携帯電話機等に近づけると、近接センサは、携帯電話機等に耳が近づいたことを感知する。これによって、自動的にタッチパネルディスプレイのオンオフを切り替えることができ、このような仕組みにより、消費電力を節約することができる。また、仮に耳が近づいているときに顔がタッチパネルセンサに接触したとしても、その接触がタッチパネルセンサを用いた操作を目的とするものではないという判断をすることが可能となり、これによって誤動作を防ぐことができる。
近接センサは、近くに物体が存在するかどうかだけでなく、物体までの距離を確認することもできる。このため、例えばデジタルサイネージ用ディスプレイで近接センサが用いられる場合、人が所定の距離まで近づいた場合にのみ電源をオンすることが可能となる。さらに、年齢や性別などを判断するソフトと組み合わせることで、最適な情報を提供することが可能となる。
また上記各実施の形態において、透明基板20としてガラスが用いられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、透明基板20として、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルなどのプラスチック基板を用いてもよい。
また、透明基板20としてガラスが用いられる場合、様々なタイプのガラスが用いられ得る。例えば、ソーダガラスやホウケイ酸ガラスなどのアルカリガラスを用いてもよく、または無アルカリガラスを用いてもよい。また、ガラスの表面に化学強化層が設けられた化学強化ガラスが用いられてもよい。ここで化学強化層とは、ガラス中のナトリウムをカリウムに置換することにより形成される層である。このような化学強化層をガラスの表面に形成することにより、透明基板20に何らかの衝撃が加えられた場合に透明基板20が割れてしまうことを抑制することができる。なお、このような化学強化層の厚みが特に限られることはなく、求められる特性に応じて化学強化層の厚みが適宜設定される。例えば、ガラスにある程度の強度を付与しながら、ガラスの切断性および生産性も確保される必要がある場合、化学強化層の厚みが約5〜10μmの範囲内に設定される。また、ガラスにさらに高い強度を付与することが求められる場合、化学強化層の厚みは、約10〜35μmの範囲内に設定されてもよく、35μm以上に設定されてもよい。なお、化学強化層の厚みが約10〜35μmの範囲内となっている場合は、ガラスはある程度の切断性を有している。一方、化学強化層の厚みが35μm以上となっている場合は、仮にダイヤモンドカッターなどの高性能の切断手段が用いられる場合であっても、ガラスを切断することが困難になる。従って、化学強化層の厚みを35μm以上にすることが求められる場合、好ましくは、所望の形状に切り出された後のガラスにイオン交換処理を施すことにより、ガラスの表面に化学強化層が形成される。
このように表面に化学強化層が形成されたガラスの例としては、例えば、コーニング社のGorilla Glass(ゴリラガラス)や、旭硝子社のDragontrail(ドラゴントレイル)などが挙げられる。
また上記各実施の形態において、表示用前面板40のうち観察者側の最外面に位置する層、例えば低屈折率層31や保護層105が、汚れの付着を防止する防汚層としての機能をさらに有していてもよい。防汚層としての機能とは、例えば、人の手が触れることにより付着する油脂成分である指紋に対する耐指紋性、雨水に対する撥水性、汚れの拭取り性に対する滑り性、さらにはマジックを用いた落書きに対する耐マジック性などである。低屈折率層31や保護層105に防汚層としての機能を付与する方法としては、例えば、低屈折率層31や保護層105に所定の割合でケイ素元素、炭素元素およびフッ素元素を含有させることが挙げられる。
また上記各実施の形態において、緩衝層60が、緩衝層60の材料を含む塗布液を透明基板20上に塗布することにより形成される例、および、シート状またはフィルム状の緩衝層60を準備し、これを接着剤やテープなどの接着層を介して透明基板20上に貼り付けることにより形成される例を示した。これら2種類の方法のうち、好ましくは、緩衝層60の材料を含む塗布液を透明基板20上に塗布することにより緩衝層60を形成する方法が用いられる。理由は以下のとおりである。
緩衝層60が接着層を介して透明基板20に貼り合わされる場合、はじめに、基材となるシートまたはフィルムを準備し、次に、緩衝層60の材料を含む塗布液をシートまたはフィルム上に塗布し、これによってシート状またはフィルム状の緩衝層60を作製する。この場合、表示用前面板の製造工程において、シート状またはフィルム状の緩衝層60を透明基板20に貼る作業が発生することになる。この場合、シート状またはフィルム状の緩衝層60を透明基板20に貼る際に異物や気泡などが混入し、これによって歩留りが低下するということが考えられる。さらに、緩衝層60を支持するシートまたはフィルム、および、シート状またはフィルム状の緩衝層60と透明基板20とを貼り合わせるための接着層の分だけ、表示用前面板の重量および厚みが増加することや、表示用前面板における光の透過率が低下することも考えられる。また、シート状またはフィルム状の緩衝層60には一般にうねりがあるため、このうねりにより表示用前面板の見た目が不均一になってしまうことも考えられる。
これに対して、緩衝層60の材料を含む塗布液を透明基板20上に塗布することにより緩衝層60を形成する場合、シート状またはフィルム状の緩衝層60を透明基板20上に貼り付ける工程を削減することができる。これによって、製造の工数を削減するとともに、貼り合わせの際に生じうる上述の不具合を回避することができる。また、緩衝層60を支持するシートまたはフィルム、および、貼り合わせのための接着層を不要にすることにより、シートまたはフィルムおよび接着層の分だけ表示用前面板の重量および厚みが増加することや、シートまたはフィルムおよび接着層の分だけ表示用前面板における光の透過率が低下することを防ぐことができる。すなわち、緩衝層60を透明基板20に直接的に設けることにより、シート状またはフィルム状の緩衝層60が用いられる場合に比べて、表示用前面板の光の透過率を高くすることができる。また、シート状またはフィルム状の緩衝層60のうねりに起因して表示用前面板の見た目が不均一になることを防ぐことができる。
低屈折率層31が破断することや、低屈折率層31に凹みが形成されたままとなるのを防ぐことができる。
以下、4種類の反射防止膜30を準備し、各反射防止膜30に対して耐擦傷性の試験を行った結果について説明する。
はじめに透明基板20を準備した。次に、低屈折率層31用の材料を含む塗布液を透明基板20上に塗布した。その後、減圧乾燥を施し、次に、低圧水銀ランプを用いて露光量600mJで塗布液を露光した。これによって、透明基板20上に、低屈折率層31からなる反射防止膜30が形成された。
図53に示すように、No.1〜13の13種類の表示用前面板40をさらに準備し、各表示用前面板40の反射防止膜30に対して耐擦傷性の試験を行った結果について説明する。
20 透明基板
30 反射防止膜
31 低屈折率層
31a バインダー樹脂部
31b 中空フィラー
32 高屈折率層
35 追加反射防止膜
36 追加低屈折率層
36A 追加低屈折率層
37 追加高屈折率層
40 表示用前面板
40A タッチパネル機能付き表示用前面板
41 凹部
50 表示部
60 緩衝層
65 追加緩衝層
70 表示装置
80 押圧体
90 表示用前面板
91 破断部
95 表示用前面板
96 凹部
97 緩衝層
100 接着層
101 接着層
105 保護層
110 タッチパネルセンサ
111 x透明導電パターン
111a x電極単位
111b x接続部
112 y透明導電パターン
112a x電極単位
112b x接続部
113 取出配線
114 取出配線
115 端子部
116 タッチパネルセンサ用基板
117 絶縁層
119 保護層
120 センサ部
125 信号処理部
151 表示ユニット
152 液晶ユニット
154 観察者側偏光板
155 LCDパネル
155A タッチパネル機能付きLCDパネル
156 光源側偏光板
157 光学補償フィルム
158 バックライトユニット
163 発光層
164 反射電極層
200 カラーフィルタ
200A タッチパネルセンサ一体型カラーフィルタ
201 カラーフィルタ用基板
202 ブラックマトリクス層
203 着色層
210 TFT基板
215 液晶層
220 中間製品
Claims (11)
- 表示部に対して観察者側に配置される表示用前面板において、
少なくとも透明基板を含む支持部材と、
前記支持部材の観察者側に設けられた緩衝層と、
前記緩衝層上に設けられた反射防止膜と、を備え、
前記支持部材の前記透明基板は、ガラス材料から構成されており、
前記反射防止膜は、最外面に位置する低屈折率層を有し、
前記低屈折率層の光屈折率は前記支持部材の前記透明基板の光屈折率よりも小さくなっており、
前記緩衝層の光屈折率は前記低屈折率層の光屈折率よりも大きくなっており、かつ、前記緩衝層の厚みは前記低屈折率層の厚みよりも大きくなっており、
前記緩衝層に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込み、5mNの押し込み荷重で5秒間保持した後、押し込み荷重を解放した際の前記緩衝層の総変形量に対する前記緩衝層の弾性変形量の割合は0.55以上であり、
前記低屈折率層の厚みは90〜120nmの範囲内となっており、
前記緩衝層の厚みは0.5μm以上となっており、
前記緩衝層に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込んだ際のビッカース硬さは50〜100の範囲内であることを特徴とする表示用前面板。 - 前記緩衝層に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込んだ際のビッカース硬さは60〜90の範囲内であり、かつ、その際の前記緩衝層の総変形量に対する前記緩衝層の弾性変形量の割合は0.60以上であることを特徴とする請求項1に記載の表示用前面板。
- 前記緩衝層は、前記支持部材の前記透明基板の観察者側に直接的に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の表示用前面板。
- 前記反射防止膜は、前記低屈折率層の表示部側に設けられた高屈折率層をさらに有し、
前記高屈折率層の光屈折率は、前記支持部材の前記透明基板の光屈折率よりも大きくなっていることを特徴とする請求項3に記載の表示用前面板。 - 前記緩衝層の光屈折率と前記支持部材の前記透明基板の光屈折率との差の絶対値が0.03以下になっていることを特徴とする請求項3または4に記載の表示用前面板。
- 前記支持部材の表示部側に設けられた追加緩衝層と、
前記追加緩衝層の表示部側に設けられた追加反射防止膜と、をさらに備え、
前記追加反射防止膜は、表示部側の最外面に位置する追加低屈折率層を有し、
前記追加低屈折率層の光屈折率は前記支持部材の前記透明基板の光屈折率よりも小さく、かつ、前記追加低屈折率層の厚みは90〜120nmの範囲内となっており、
前記追加緩衝層の厚みは0.5μm以上となっており、
前記追加緩衝層に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込んだ際のビッカース硬さは50〜100の範囲内であり、かつ、その際の前記追加緩衝層の総変形量に対する前記追加緩衝層の弾性変形量の割合は0.55以上であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の表示用前面板。 - 前記支持部材の表示部側に設けられた追加反射防止膜をさらに備え、
前記追加反射防止膜は、表示部側の最外面に位置する追加低屈折率層を有し、
前記追加低屈折率層の光屈折率は、前記支持部材の前記透明基板の光屈折率よりも小さく、かつ前記反射防止膜の前記低屈折率層の光屈折率よりも大きくなっており、
前記追加低屈折率層の厚みは90〜120nmの範囲内となっていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の表示用前面板。 - 前記追加反射防止膜は、前記追加低屈折率層の観察者側に設けられた追加高屈折率層をさらに有し、
前記追加高屈折率層の光屈折率は、前記支持部材の前記透明基板の光屈折率よりも大きくなっていることを特徴とする請求項6または7に記載の表示用前面板。 - センサ部を含むタッチパネルセンサをさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の表示用前面板。
- 前記センサ部が前記支持部材の前記透明基板の観察者側の面上または表示部側の面上に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の表示用前面板。
- 映像を表示するための光を観察者側に放射する表示部と、
前記表示部に対して観察者側に配置された表示用前面板と、を備え、
前記表示用前面板は、
少なくとも透明基板を含む支持部材と、
前記支持部材の観察者側に設けられた緩衝層と、
前記緩衝層上に設けられた反射防止膜と、を備え、
前記支持部材の前記透明基板は、ガラス材料から構成されており、
前記反射防止膜は、最外面に位置する低屈折率層を有し、
前記低屈折率層の光屈折率は前記支持部材の前記透明基板の光屈折率よりも小さくなっており、
前記緩衝層の光屈折率は前記低屈折率層の光屈折率よりも大きくなっており、かつ、前記緩衝層の厚みは前記低屈折率層の厚みよりも大きくなっており、
前記緩衝層に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込み、5mNの押し込み荷重で5秒間保持した後、押し込み荷重を解放した際の前記緩衝層の総変形量に対する前記緩衝層の弾性変形量の割合は0.55以上であり、
前記低屈折率層の厚みは90〜120nmの範囲内となっており、
前記緩衝層の厚みは0.5μm以上となっており、
前記緩衝層に対して5mNの荷重でビッカース圧子を押し込んだ際のビッカース硬さは50〜100の範囲内であることを特徴とする表示装置。
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