JP6412721B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、特にタッチパネルを有する液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

中小型液晶表示装置においては、タッチパネルによる入力方法が広く使用されるようになっている。タッチパネルは、液晶表示パネルにおける上偏光版の上に接着材を用いて接着される。この接着工程において、接着材内に気泡が巻き込まれことを防止するために、この接着作業は減圧雰囲気中で行われることが多い。

液晶表示装置を大気中から減圧雰囲気中に移すと、圧力のバランスが崩れ、密閉した領域において、密閉された空気が膨張して、液晶表示装置に変形を生ずる場合がある。特許文献１には、減圧雰囲気中で、タッチパネルを液晶表示パネルに接着する際、タッチパネル内部の空気が膨張してタッチパネルが変形を生ずることを防止するために、タッチパネルに空気孔を形成する構成が記載されている。

特開２００９−８０２８９号公報

中小型液晶表示装置では、外形の大きさを一定に維持しつつ、表示領域をできるだけ大きくしたいという要求が強くなっている。したがって、液晶表示パネルにおける表示領域周辺の額縁領域が狭くなっている。

中小型液晶表示装置では、モールドに液晶表示パネル等を載置し、モールド内にバックライトを収容する構成である。モールドと液晶表示パネルとは、表面に粘着材を有する遮光テープによって接着している。液晶表示パネルの額縁領域が狭くなると、モールドと液晶表示パネルを接着する面積が小さくなり、液晶表示パネルとモールドとの接着強度を従来ほど取れなくなる。

一方、中小型の液晶表示装置は、携帯電話、DSC（Digital Still Camera）、タブレット型PC等、モバイル機器に多く使用されている。このようなモバイル機器では、バックライトと液晶表示パネルの間に外部から異物が侵入して、この異物による欠陥が生ずることを防止するために、バックライトと液晶表示パネル間、すなわち、モールドの内部が密閉される。

一方、タッチパネルは液晶表示パネルとモールドの内部にバックライトが収容された後、液晶表示パネルに接着される。この時、気泡が接着材に巻き込まれることを防止するために、この接着工程は減圧雰囲気中で行われる。

ところが、モールド内は、液晶表示パネルによって密封されているので、減圧雰囲気とすると、モールド内の空気が膨張し、液晶表示パネルをモールドから引き剥がす応力が生ずる。一方、額縁領域が狭いとモールドと液晶表示パネルの接着力が小さくなり、減圧雰囲気中において、液晶表示パネルがモールドから剥がれてしまうという不良を生ずる。このような問題は、タッチパネルを液晶表示パネルに粘着材によって接着する場合も、減圧雰囲気中で行われれば同じである。

本発明の課題は、タッチパネルを減圧雰囲気中で液晶表示パネルに接着する際、モールド内の空気が膨張して液晶表示パネルが剥がれる現象を防止することである。

本発明は上記課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）バックライトを収容するモールドの上に液晶表示パネルが遮光テープによって接着し、前記液晶表示パネルの上にタッチパネルが接着している液晶表示装置であって、前記遮光テープは、黒色の基材の両側に粘着材が形成された構成であり、前記遮光テープの一方の側の前記粘着材は、前記遮光テープの周方向に所定の長さ、存在していない部分があることを特徴とする液晶表示装置。

（２）前記タッチパネルは前記液晶表示パネルに紫外線硬化樹脂によって接着していることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）前記遮光テープの前記粘着材が存在していない部分の前記遮光テープの周方向の前記所定の長さは２ｍｍ以下であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置
（４）前記遮光テープの他方の側の前記粘着材は、前記遮光テープの周方向に所定の長さ、存在していない部分があることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、液晶表示パネルとモールドの組み立て体を減圧雰囲気中に置いた場合でも、モールド内部の空気が外に逃げることができるので、モールド内の空気が膨張して、液晶表示パネルがモールドから剥離するという問題を回避することができる。

これによって、信頼性の高いタッチパネル付き液晶表示装置を実現することができる。タッチパネルの代わりにフロントウインドウが液晶表示パネルに接着している場合、あるいは、タッチパネルとフロントウインドウの両方を有する液晶表示装置においても同様な効果を得ることができる。

本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 遮光テープの平面図である。 図４のＥ−Ｅ断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 ＬＥＤ用フレキシブル配線基板の平面図である。 実施例２の遮光テープの平面図である。 実施例２の断面図である。 実施例３の遮光テープの平面図である。 図１１のＦ−Ｆ断面図である。 実施例３の断面図である。

以下に本発明の内容を、実施例を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される液晶表示装置の平面透視図である。図１において、タッチパネル４００の下にモールド２０に載置された液晶表示パネル３００が存在している。図１では、タッチパネル４００の外形がモールド２０の外形よりも僅かに大きく、また、モールド２０の外形が液晶表示パネル３００の外形よりも僅かに大きい。液晶表示パネル３００とモールド２０は遮光テープ１０によって接着している。図１において、ハッチングを施した部分が遮光テープ１０である。

液晶表示パネルと遮光テープ１０の外形は同一である。遮光テープ１０の内側端部は、モールド２０の内側端部よりも僅かに内側に存在している。液晶表示パネル３００の表示領域は遮光テープ１０の内端よりも内側に存在している。図１では、バックライトの構成は省略されている。図１において、バックライトの光源であるＬＥＤに電力や信号を供給すフレキシブル配線基板３０が液晶表示装置の短辺から外側に延在している。

図１において、遮光テープ１０の一部には、粘着材が存在しない通気孔１５が存在している。通気孔１５の構造については後述するが、この通気孔１５の存在によって、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００に接着材によって接着する際、モールド２０内部の空気が外に排気されるので、モールド２０内部の空気が膨張して液晶表示パネル３００をモールド２０から引き剥がす応力の発生を防止することができる。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３はＢ−Ｂ断面図であり、図７はＣ−Ｃ断面図である。まず、図３から説明する。図３において、モールド２０内にバックライトが収容されている。モールド２０の下面には反射シート４１が張り貼り付けられている。反射シート４１の上には導光板４０が載置されている。導光板４０の他の側面には、図７に示すように、光源となるＬＥＤが配置される。

導光板４０の上には、下拡散シート４２、下プリズムシート４３、上プリズムシート４４、上拡散シート４５が載置される。導光板４０は側面に配置されたＬＥＤからの光を主面から放射して液晶表示パネル３００側に向ける作用を有する。導光板４０の下に配置された反射シート４１は導光板４０から下側に向かう光を反射して液晶表示パネル３００側に向ける働きを有する。

光源から導光板４０へ入射し、導光板４０の主面から放射する光には輝度むらが存在している。下拡散シート４２は輝度むらを軽減する役割を持っている。また、導光板４０から出射する光は、導光板４０の法線方向に対して色々な角度を持っているので、光の利用効率が悪い。プリズムシートは導光板からの光を液晶表示パネルの方向にコリメートし、光の利用効率を上げる働きを有する。

下プリズムシート４３は、例えば、ｘ軸方向に向かう光をｚ軸方向、すなわち、液晶表示パネル３００の方向に集める働きを有する。また、上プリズムシート４４は、例えば、ｙ軸方向に向かう光をｚ軸方向に集める働きを有する。

上プリズムシート４４の上には上拡散シート４５が配置されている。プリズムシートは、稜線がｘ軸方向、あるいは、ｙ軸方向に延在する断面が３角形の突起である。したがって、微視的に見ると、プリズムシートを出射する光は、明るい部分と暗い部分が線状に存在することになる。そうすると、液晶表示パネル３００に形成されている走査線あるいは映像信号線によって形成される線状の遮光領域と、プリズムシートからの出射光の間に干渉が生じ、モアレが発生する。上拡散シート４５はこのモアレを防止する役割を有する。

なお、これらの光学シート群は常に４枚存在するわけではなく、３枚のこともあるし、あるいは、偏光反射シートを加えて５枚になることもある。使用される光学シートの種類及び数は、表示装置の目的、用途等によって決められる。

図３において、モールド２０の上面には液晶表示パネル３００が載置される。この明細書における液晶表示パネル３００は、走査線、映像信号線、画素電極、ＴＦＴ等が配置しているＴＦＴ基板１００と液晶層を挟んで対向基板２００が配置し、ＴＦＴ基板１００の下に下偏光板１０１が貼り付けられ、対向基板２００の上に上偏光板２０１が貼り付けられたものをいう。液晶表示パネル３００は遮光テープ１０によってモールドに貼り付けられている。実際には、液晶表示パネル３００の下偏光板１０１が遮光テープ１０を介してモールドに貼り付けられている。

液晶表示パネル３００の上には、タッチパネル４００が接着材２５０によって貼り付けられている。接着材２５０には、紫外線硬化樹脂が用いられることが多い。接着材２５０は当初は液体であるが、大気中で接着すると、接着材２５０中に気泡が巻き込まれる場合が多い。これを防止するために、減圧雰囲気で、接着材の硬化が行われることが多い。

図７は、図１のＣ−Ｃ断面図であり、液晶表示パネル３００の端子部の断面図である。図７において、液晶表示パネル３００は端子部においては、ＴＦＴ基板１枚となっており、この部分にＩＣドライバ５０が搭載され、液晶表示パネル３００に電源や信号を供給するフレキシブル配線基板が接続するが、図７では、このフレキシブル配線基板は省略されている。

対向基板２００の上には上偏光板２０１が貼り付けられており、上偏光板２０１の上には、紫外線硬化樹脂からなる接着材２５０によってタッチパネル４００が貼り付けられている。図７において、ＴＦＴ基板１００の下側に下偏光板１０１が貼り付けられ、下偏光板１０１は遮光テープ１０によってバックライト用フレキシブル配線基板３０と接着している。この点が図２あるいは図３と異なっている。

バックライト用フレキシブル配線基板３０は、光源であるＬＥＤ３１に信号や電源を供給するものである。図７において、モールド２０の下側には反射シート４１が貼り付けられていることは図２等と同じである。また、反射シート４１の上に導光板４０および光学シート群が載置されていることも図２等と同様である。

図７において、モールド２０の上面にはフレキシブル配線基板用粘着材３２を介してフレキシブル配線基板３０が接着している。また、フレキシブル配線基板３０は、粘着材３２を介して光学シート群の最上シートと接着している。フレキシブル配線基板３０からは、ＬＥＤ３１が導光板４０の側面に配置するように吊り下がっている。フレキシブル配線基板３０は、このＬＥＤ３１に電源を供給したり、ＬＥＤ３１を制御する信号を供給したりするものである。

図８は図７に示すフレキシブル配線基板３０を下側から見た平面図である。図８において、フレキシブル配線基板３０は横方向に延在し、横方向に所定のピッチでＬＥＤ３１が７個配置している。ＬＥＤ３１が存在していない部分には、モールド２０、あるいは、光学シートと接着するための粘着材３２が形成されている。粘着材３２は、モールド２０との接着面積をできるだけ稼ぐために、突起部分３３を有している。

このように、端子部において、ＬＥＤ用フレキシブル配線基板３０が存在している部分においても、モールド２０の内部は密閉されている構成となっている。なお、図７では、ＴＦＴ基板１００の端子部にまで下偏光板１０１が存在しているが、品種によっては、下偏光板１０１は表示領域にのみ形成される。この場合、遮光テープ１０はＴＦＴ基板１００と直接接着することになる。しかし、作用は以上で説明したのと同様であり、図７において、モールド内部が密閉されることに変わりは無い。

図３および図７に示すように、従来は、モールド２０の内部は、下側は反射シート４１によって、上側は液晶表示パネル３００によって密閉されていた。特に最近は、液晶表示パネル３００の額縁領域が狭くなっており、その結果、液晶表示パネル３００とモールド２０を接着する幅、つまり、図３で示すｗも小さくなってくる。したがって、液晶表示パネル３００をモールド２０から剥がれないようにするために、モールド２０内を密閉する傾向はますます強くなっていた。

しかし、このような液晶表示装置３００を減圧雰囲気中に置くと、モールド２０内部の空気が膨張して液晶表示パネル３００を引き剥がそうという力が働く。その結果、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００に接着する工程において、減圧雰囲気中で、液晶表示パネル３００がモールド２０から剥離するという不良が生ずることになる。

図２は本発明の特徴を示す断面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、遮光テープ１０の通気孔１５を含む部分の断面図である。図２は、モールド２０と液晶表示パネル３００を接着している遮光テープ１０の部分を除いては、図３と同様である。図２で示す断面においては、モールド２０と液晶表示パネル３００を接着するはずの遮光テープ１０は、片側に粘着材が存在していない、空間１３となっている。したがって、図２の断面においては、遮光テープ１０はモールド２０と液晶表示パネル３００を接着する役割は持っていない。ただし、液晶表示パネル３００は図１および図３に示すように、他の部分において、モールド２０と遮光テープ１０によって接着している。また、遮光テープ１０における通気孔１５の部分の面積は他の部分の面積に比べて非常に小さいので、液晶表示パネル３００とモールド２０の接着力については問題ない。

このように、通気孔１５の部分において、遮光テープ１０の下側は空間１３となっており、液晶表示パネル３００とモールド２０の組み合わさったものを減圧雰囲気中においても、この空間１３部分からモールド２０内部の空気が排気されるので、内部の空気によって、液晶表示パネル３００に対しモールド２０から剥離させようとする応力がかかることは無い。したがって、液晶表示パネル３００とタッチパネル４００を減圧雰囲気中で接着する際に、液晶表示パネル３００がモールド２０から剥離するという現象は回避することができる。

図４は遮光テープ１０の平面図である。図４において、遮光テープ１０の長辺２箇所に通気孔１５が形成されている。図４において、遮光テープ１０の周方向の通気孔１５の長さｄは０．５ｍｍ乃至２ｍｍであり、典型的には１ｍｍ程度である。このように、通気孔１５の存在しない長さｄは小さくてすむので、液晶表示パネル３００とモールド２０の接着力に対しては殆ど影響を与えない。

図５は図４のＥ−Ｅ断面図であり、遮光テープ１０の断面構造を示すものである。図５において、遮光テープ１０は、黒色ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる基材１１の両面に粘着材１２が形成されたものである。基材１１であるＰＥＴの厚さは１０μｍ、粘着材１２の厚さは各々２０μｍであるから、遮光テープ１０の厚さは合計で５０μｍである。

図６は、図４のＤ−Ｄ断面である。図６において、基材１１であるＰＥＴの上側に粘着材１２が形成されているが、下側には形成されていない。したがって、この遮光テープ１０をモールド２０に貼り付けると、粘着材１２のない部分は空間１３となり、この部分が通気孔１５となる。図６では、基材１１であるＰＥＴの下側に粘着材１２のない部分を形成したが、ＰＥＴの上側に形成してもよい。効果は同じである。

さらに、基材１１であるＰＥＴの両側に粘着材１２の無い部分を形成してもよい。この場合、液晶表示パネル３００と遮光テープ１０の接着力とモールド２０と遮光テープ１０の接着力のバランスをとることができる。また、粘着材１２の無い部分の周方向の長さｄを片側だけの場合に比較して小さくすることができる。

このように、本発明によれば、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００に貼り付ける際の減圧雰囲気中において、液晶表示パネル３００がモールド２０から剥離することを防止することができるので、製造歩留まりを上げることができる。また、内部の空気が膨張することによる液晶表示パネル３００をモールド２０から引き剥がす応力を無くすことができるので、液晶表示装置の信頼性も向上させることができる。本実施例では、遮光テープ１０の黒色のＰＥＴで形成される基材１１の、一方あるいは両側の粘着材１２を一部除去することによって通気孔１５を形成しているので、通気孔１５が存在する部分においても遮光テープ１０による遮光効果は保たれている。

図９は実施例２による遮光テープ１０の平面図である。図９に示す遮光テープ１０は図１の通気孔１５の部分には、遮光テープ１０が存在せず、遮光テープ１０は２部品からなっている。図１０は、図１のＡ−Ａ断面に相当する本実施例による液晶表示装置の断面図である。図１０において、通気孔１５の部分は遮光テープが存在せず、完全な孔１５となっている。図９において、遮光テープ１０の存在しない長さｄは、実施例１と同様、０．５ｍｍ乃至２ｍｍであり、典型的には１ｍｍである。

本実施例においても、通気孔１５が存在するので、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００に接着するために、液晶表示装置を減圧雰囲気中に置いた場合にも、内部の空気が膨張して液晶表示パネル３００がモールド２０から剥離するという問題は生じない。

しかし、本実施例は、通気孔１５の部分には、遮光テープ１０において遮光作用を持つ、基材１１である黒色ＰＥＴも存在しないので、通気孔１５の部分からバックライトからの光が漏れるという問題は存在する。一方、本実施例の遮光テープ１０は２部品からなるために、遮光テープ１０を形成する際の材料歩留まりを高くすることができる。

すなわち、遮光テープ１０を枠状に切り取らないので、コの字型の平面形状を高い違いに配置する等によって、一定の材料から、より多くの遮光テープ１０を取得することができる。例えば、図９では図面上側の遮光テープ１０のほうが下側の遮光テープ１０よりも小さいが、上側の遮光テープ１０と下側の遮光テープ１０を同程度の大きさとすることによって、より材料歩留まりを向上させることができる。このような遮光テープ１０を使用した場合、図１に示す通気孔１５は、遮光テープの長辺の中央部分に配置されることになる。

図１１は、本実施例で使用される遮光テープ１０の平面図である。図１の通気孔１５に対応する部分は、図１１においては、４層構成となっており、図１１においては、カバー層１４が形成されている。図１１のカバー層１４が形成されている部分以外の断面形状Ｅ−Ｅは、図５に示したとおり３層構造となっている。

図１１のＦ−Ｆ断面図を図１２に示す。図１２において、図５に示す断面に加えて、片側の粘着層１２の上には粘着性を持たない物質１４が印刷あるいはインクジェットによってコーティングされている。これによって、図１１に示す１４の領域のみ、遮光テープ１０が接着しない領域を形成することができる。

図１３は、図１のＡ−Ａ断面に相当する本実施例における断面図である。図１３において、モールド２０と液晶表示パネル３００の下偏光板１０１の間には遮光テープ１０が存在しているが、遮光テープ１０のモールド２０と接触する部分は、非粘着性の物質１４がコートされており、この部分では、遮光テープ１０とモールド２０とは接着していない。

つまり、この部分でモールド２０内の密閉性は破られている。したがって、液晶表示パネル３００とタッチパネル４００を接着際によって接着する工程において、液晶表示装置とモールド２０の組み立て体を減圧雰囲気においても、遮光テープ１０がモールド２０と接着していない部分からモールド内部の空気が排気されるので、モールド２０内の空気が膨張して液晶表示パネル３００をモールド２０から引き剥がす力が発生することを防止することができる。

図１１において、粘着性を持たないカバー層１４が施されている、遮光テープ１０の周方向の距離ｄは、実施例１と同様、０．５ｍｍ乃至２ｍｍ、典型的には１ｍｍ程度である。なお、図１１乃至図１３では、粘着性を持たないカバー層１４は、基材１１の片側の粘着層１２にのみ施されているが、基材１１の両側の粘着層１２に施してもよい。

以上の実施例では、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００に接着材２５０で貼り付ける場合について説明した。しかし、本発明の内容は、液晶表示パネル３００に保護板としてのフロントウインドウを接着する場合においても適用することができる。また、液晶表示パネル３００の上にタッチパネル４００を配置した後、さらに、タッチパネル４０の上に保護板としてのフロントウインドウを接着する場合においても本発明を適用することができる。

また、以上の実施例では、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００の上に、減圧雰囲気中で、接着材２５０で接着する場合について説明した。しかし、本発明の内容は、減圧雰囲気中で、粘着材によって、タッチパネル４００を液晶表示パネル３００に接着する場合にも適用することができる。減圧雰囲気中で、フロントウインドウを粘着材によって、液晶表示パネルあるいはタッチパネルに接着する場合も同様である。

１０…遮光テープ、 １１…基材、 １２…粘着材、 １３…空間、 １４…カバー層、 １５…通気孔、 ２０…モールド、 ３０…フレキシブル配線基板、 ３１…ＬＥＤ、 ３２…フレキシブル配線基板用粘着材、 ３３…粘着材の突起部分、４０…導光板、 ４１…反射シート、４２…下拡散シート、 ４３…下プリズムシート、４４…上プリズムシート、 ４５…上拡散シート、 ５０…ＩＣドライバ、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…下偏光板、 ２００…対向基板、 ２０１…上偏光版、 ２５０…接着材、 ３００…液晶表示パネル、 ４００…タッチパネル

Claims (7)

1. バックライトを収容するモールドの上に液晶表示パネルが遮光テープによって接着し、前記液晶表示パネルの上にタッチパネルが接着している液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルは表示領域を有し、
   前記遮光テープは、黒色の基材の両側に粘着材が形成された構成であり、
   前記遮光テープの、前記液晶表示パネルの辺に沿って延在する方向を周方向と定義し、前記周方向と直角方向を幅と定義したとき、
   前記遮光テープは、前記表示領域の周囲を取り囲むように途切れることなく形成され、
   前記遮光テープの一方の側の前記粘着材は、前記遮光テープの周方向に所定の長さ、前記遮光テープの前記幅全体に渡って、存在していない部分があることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記タッチパネルは前記液晶表示パネルに紫外線硬化樹脂によって接着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. 前記遮光テープの前記粘着材が存在していない部分の前記遮光テープの周方向の前記所定の長さは２ｍｍ以下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。
4. 前記遮光テープの他方の側の前記粘着材は、前記遮光テープの周方向に所定の長さ、存在していない部分があることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記タッチパネルの上にさらにフロントウインドウが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. バックライトを収容するモールドの上に液晶表示パネルが遮光テープによって接着し、前記液晶表示パネルの上にタッチパネルが接着している液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルは表示領域を有し、
   前記遮光テープは、黒色の基材の両側に粘着材が形成された構成であり、
   前記遮光テープの、前記液晶表示パネルの辺に沿って延在する方向を周方向と定義し、前記周方向と直角方向を幅と定義したとき、
   前記遮光テープは、前記表示領域の周囲を取り囲むように途切れることなく形成され、
   前記遮光テープの一方の側の前記粘着材は、前記遮光テープの周方向に所定の長さ、前記遮光テープの前記幅全体に渡って、非粘着性の物質がコーティングされていることを特徴とする液晶表示装置。
7. バックライトを収容するモールドの上に液晶表示パネルが遮光テープによって接着し、前記液晶表示パネルの上にフロントウインドウが接着している液晶表示装置であって、
   前記液晶表示パネルは表示領域を有し、
   前記遮光テープは、黒色の基材の両側に粘着材が形成された構成であり、
   前記遮光テープの、前記液晶表示パネルの辺に沿って延在する方向を周方向と定義し、前記周方向と直角方向を幅と定義したとき、
   前記遮光テープは、前記表示領域の周囲を取り囲むように途切れることなく形成され、
   前記遮光テープの一方の側の前記粘着材は、前記遮光テープの周方向に所定の長さ、前記遮光テープの前記幅全体に渡って、存在していない部分があることを特徴とする液晶表示装置。

Images