JPH07114010A

JPH07114010A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH07114010A
Application number: JP25712293A
Authority: JP
Inventors: Hideki Matsukawa; 秀樹松川; Shirou Sumida; 祉朗炭田; Hisanori Yamaguchi; 久典山口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】デジタイザ機能を有する反射型液晶表示装置
の表示品位を高めるとともに、入力の際に液晶表示素子
に圧力が加わらないことを提供する。【構成】デジタイザ部の入力となるタッチパネル９や
保護板８と液晶表示素子１の隙間にゲル状またはゴム状
の樹脂層７を設け、その樹脂層７の屈折率をガラスやア
クリルと同等にし、外光による隙間の全反射を低減させ
る。製造法として２種類あり、ロールコーターやスピン
コーターで樹脂を塗布した後に真空中で貼り合わせる方
法と、大気中で貼り合わせた後に全体を加圧する方法が
ある。【効果】隙間に発生する全反射を低減し、黒レベルを
下げ、コントラストを高める。さらに、隙間にゲル状や
ゴム状の樹脂や液体を挟み込むことにより、デジタイザ
入力時の液晶表示素子への圧力影響を抑え、表示品位を
維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサなどのＯＡ機器や、産業分野のハ
ンディ端末機器や、携帯型情報通信機器などに用いられ
る液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】元来、液晶表示素子は受光素子であるた
め、光源を要する透過型と外光を利用する反射型の２種
類がある。

【０００３】次に、デジタイザ機能を有する反射型液晶
表示装置の構成を図５を用いて説明する。

【０００４】すなわち、液晶表示素子１は、内部に透明
な表示電極を有する２枚の透明基板４ａ、４ｂと、フィ
ルム位相差板２と、２枚の偏光板３ａ、３ｂと、外光の
反対側に反射板６から構成されている。

【０００５】ここで、ＳＴＮモードの場合は、フィルム
位相差板２は、１枚または２枚となり、その配置の場所
としては、透明基板４ａ、４ｂの上側、下側、あるいは
その両側とし、リタデーションなどを最適化するもので
ある。

【０００６】また、ＴＮモードの場合は、フィルム位相
差板２を必要としない。

【０００７】一方、液晶表示素子１の上には、デジタイ
ザ機能を実現するため、入力部となるタッチパネル９や
保護板８を設けている。このような入力部から情報を入
力する時には、専用のペンや指でタッチパネル９や保護
板８などの表面に触れ、抵抗値や容量値や電磁誘導など
の物理量を電気的に測り、接触位置を検出してディスプ
レイ部（図示省略）に表示する。

【０００８】ここで、デジタイザの方式にはいくつかあ
り、抵抗膜方式では入力部となるタッチパネル９を用意
し、電磁誘導や静電結合方式などでは液晶表示素子１に
触れないように保護板８を設置している。但し、どちら
の方式でも、液晶表示素子１は表面のわずかな圧力で液
晶層のギャップが変化し、表示にムラとして表われる恐
れがあるため、タッチパネル９、保護板８は液晶表示素
子１に触れないようにする必要がある。

【０００９】そこで、液晶表示素子１に触れないように
タッチパネル９との隙間に１ｍｍ程度の空気層がある。
なお、抵抗膜方式のタッチパネル９は、内面にＩＴＯな
どの透明電極を設けられたガラス基板やＰＥＴフィルム
が最低２枚からなり、各々の隙間にも数μｍの空気層を
設けて貼合わせてある。

【００１０】一方、電磁誘導や静電結合方式ではガラス
やアクリル樹脂からなる１ｍｍ程度の保護板８が液晶表
示素子１の上にあり、そこでも保護の役目として１ｍｍ
の空気層の隙間を双方の間に設けている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶表
示素子１の上にタッチパネル９や保護板８を設けるこの
ような構成では、液晶表示素子１へ圧力が加わらないよ
うにする保護は果たされているものの、その反面、透明
な基板を多層に使用するためコントラストを低下させる
という問題があった。すなわち、これは反射型の液晶表
示素子であるから透過型のようにバックライトは使用し
ておらず、周囲の外光により表示部の明るさを得てい
る。そのため、液晶表示素子１に対して空気層の隙間を
あけて透明な保護板８等を置くと、空気層の屈折率と保
護板８の樹脂やガラスの屈折率との差が０．４〜０．５
と大きなため全反射する成分が多くなり、コントラスト
が低下してしまう。

【００１２】また、抵抗膜方式のタッチパネルの場合
は、タッチパネル本体９そのものが、多層構造のため、
保護板８を使用した場合に比べて更にコントラストが低
くなるといった欠点があった。

【００１３】本発明は、従来の液晶表示装置のこのよう
な課題を考慮し、液晶表示素子の保護が出来て、かつ、
コントラストが充分とれた高い視認性を有する液晶表示
装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、液
晶表示素子を有する液晶表示部と、その液晶表示部の表
示側に配設されていて光を透過する光透過部と、その光
透過部と液晶表示部との間に介在していて、自身の屈折
率が空気の屈折率よりも光透過部の屈折率に近く、且つ
前記光透過部の変形を実質的に吸収できる柔軟性を有す
る材料の緩衝部とを備えた液晶表示装置である。

【００１５】請求項２の本発明は、上記緩衝部は、液体
材料およびその液体材料を液晶表示部と光透過部の間に
保持するための保持材料を用いて形成されている液晶表
示装置である。

【００１６】請求項３の本発明は、上記緩衝部の屈折率
は、空気の屈折率よりも液晶表示部を構成する透明な板
の屈折率に近い液晶表示装置である。

【００１７】請求項４の本発明は、上記光透過部は、表
面に触れることにより情報を入力することが出来る入力
部である液晶表示装置である。

【００１８】請求項５の本発明は、上記液晶表示装置を
製造する際に、緩衝部を形成する柔軟性を有する材料を
液晶表示部の表示側または光透過部の液晶表示部側の少
なくとも何れか一方に塗布し、液晶表示部と光透過部を
材料を介して真空中にて張り合わせる液晶表示装置の製
造方法である。

【００１９】請求項６の本発明は、上記液晶表示装置を
製造する際に、緩衝部を形成する柔軟性を有する材料を
液晶表示部の表示側または光透過部の液晶表示部側の少
なくとも何れか一方に塗布し、液晶表示部と光透過部を
材料を介して張り合わせ、更に加圧する液晶表示装置の
製造方法である。

【００２０】

【作用】本発明では、液晶表示部の表示側に配設されて
いてる光透過部から内部に対して加圧された場合、液晶
表示部との間に介在する緩衝部が加圧による光透過部の
変形を実質的に吸収する。

【００２１】また、本発明では、例えば、液晶表示部と
光透過部（タッチパネルや保護板）の隙間にその光透過
部（ガラス材料や樹脂材料から形成されている）とほぼ
同等の屈折率を有する緩衝部（樹脂層や液体層から形成
されている）を介在または充填させることにより、外光
による隙間に発生する全反射の成分を大きく低減し、そ
れにより黒レベルを下げる。コントラストは黒レベルと
白レベルの比からなるため、黒レベルを小さくすること
によりコントラストが大きくなる。

【００２２】また、本発明では、例えば真空や加圧を用
いた製造方法に関しては、液晶表示部と光透過部（例え
ばタッチパネルや保護板）の隙間に空気泡が入っても、
真空中で貼り合わせたは気泡はある程度の真空度のため
に全体を大気に戻すとともに気泡が分散して消えてしま
う。

【００２３】また、大気中で貼り合わせた後に加圧する
製造方法に関しては、隙間に発生した空気泡は加圧する
ことにより分散して消滅してしまう。

【００２４】このような方式で実施すると既存の装置や
作業で製造することができ、簡便な方法で本発明のよう
な新規な構成でも産業的に生産が可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２６】図１は、本発明の一実施例の、反射型液晶
表示装置の構成図であって、その構成および動作を説明
する。

【００２７】液晶表示部の一部である液晶表示素子１
は、内部に透明な表示電極を有する２枚の透明基板４
ａ、４ｂと、フィルム位相差板２と、２枚の偏光板３
ａ、３ｂと、外光の反対側に反射板６とから構成されて
いる。なお、液晶表示素子１のＳＴＮモードでは、フィ
ルム位相差板２を１枚または２枚用いており、ＴＮモー
ドでは使用しない。２枚の偏光板３ａ、３ｂは透明基板
４ａ、４ｂを挟むように各々配置する。入射光５の反対
側には反射板６があり、液晶表示素子１を透過した入射
光５をこの反射板６により反射し、また液晶表示素子１
を透過して表示することができる。そして、画素内の印
加電圧の有無により表示信号を伝達し、入射光５を各画
素で遮断または透過する動作でパネル全体を表示する。

【００２８】さらに、この液晶表示素子１の偏光板３ａ
の上には、緩衝部の一例として、ゲル状またはゴム状の
樹脂層７が配置され、更にその上には、光透過部の一例
として、アクリル板やガラス板からなる保護板８（ここ
で抵抗膜方式の場合は、２層以上のガラス板（図示省
略）やＰＥＴフィルム（図示省略）からなるタッチパネ
ル９となる）が配置されている。

【００２９】すなわち、本実施例の反射型液晶表示装置
にはデジタイザ機能があり、電磁誘導や静電結合方式に
よる構成の場合は、液晶表示素子１の上に上記ゲル状、
またはゴム状の樹脂層７を１ｍｍ程度の厚さになるよう
に設け、さらにその上に上記アクリル板やガラス板から
なる保護板８を配備する。ここで用いられる樹脂層７は
まず透過性が高く、そしてその屈折率は液晶表示素子１
を構成している透明基板４ａと４ｂ、および保護板８の
ガラス板やアクリル板等の屈折率と同等なものの方が望
ましい。ガラスの屈折率は１．５であり、アクリルの屈
折率は１．４が一般的な値である。従って、ゲル状また
はゴム状の樹脂層７の屈折率についても１．４〜１．５
近傍のものが最適である。樹脂層７の例として、例えば
東レダウコーニング製のＳＨ６１０３やＪＣＲ６１１０
などが挙げられる。

【００３０】この方式では、専用ペンで保護板８の表面
を触れることにより、物理量を測定して専用ペンの位置
を検出する。

【００３１】一方、抵抗膜方式でも同様に液晶表示素子
１の上に樹脂層７を設け、その上に、２層以上のガラス
板（図示省略）やＰＥＴフィルム（図示省略）からなる
タッチパネル９を配置する。

【００３２】この抵抗膜方式では、専用ペンや指でタッ
チパネル９に触れると、抵抗値が測定され、その値から
液晶表示素子１のどの位置かを検出する回路（図示省
略）が作動する。そして、液晶表示素子１面にアドレス
を表示したりすることによりマン・マシンインターフェ
ースとなる。

【００３３】このように、液晶表示素子１と、タッチパ
ネル９や保護板８との隙間に、例えばガラスや樹脂の屈
折率とほぼ同等の屈折率を有する樹脂層を介在させるこ
とにより、外光による隙間に発生する全反射の成分を大
きく低減し、それにより黒レベルを下げる。コントラス
トは黒レベルと白レベルの比からなるため、黒レベルを
小さくすることによりコントラストが大きくなる。

【００３４】また、柔軟な樹脂層を介在させることによ
り、保護板やタッチパネルへの接触圧力による液晶表示
素子への押圧力を防ぎ、均一な表示品位を維持し、信頼
性試験においても問題は発生しない。

【００３５】次に、本発明にかかる液晶表示装置の製造
方法の一実施例について図面を参照して説明する。

【００３６】図２は、本発明の製造方法を示す説明図で
あり、上記実施例で説明した反射型液晶表示装置の製造
方法の一例である。なお、本実施例において、上記実施
例と同じ構成をなすものは、同じ符号を付した（図１参
照）。

【００３７】まず、すでに偏光板３ａ，３ｂを貼り付け
た液晶表示素子１と、貼り合わせる相手側の保護板８や
タッチパネル９を用意する（ステップ１）。どちらの表
面にもゴミや異物の付着のないようにする。

【００３８】次に、どちらかの基板の貼り合わせる面を
上にし、ロールコーター１０、スピンコーター（図示省
略）、ディスペンサー（図示省略）等で、選ばれた樹脂
７を塗布する（ステップ２、３）。塗布する樹脂層７の
膜厚は１ｍｍ程度とし、小さな空気泡が入らないように
注意しなければならない。そして、真空槽１１内で樹脂
層７を塗布した基板（例えば保護板８またはタッチパネ
ル９）ともう一方の基板（例えば偏光板３ａ）を対向さ
せ、真空度を７０Ｐａ以下になったら両者を貼り合わせ
る（ステップ４）。

【００３９】その後、ゆっくりと槽内の真空度を戻し大
気圧になるまで待つ。目視で樹脂層７に空気泡がないか
確認を行い、空気泡のある場合にはもう一度塗布工程か
らやり直し、さらに真空度を高くすることにより空気泡
を無くすことができる。そして、再び貼り合わせた基板
は樹脂層の硬化条件に合わせ、加熱或いは紫外線照射な
どを実施する（ステップ５）。

【００４０】次に、本発明の液晶表示装置の他の製造方
法の一実施例について図面を参照して説明する。

【００４１】図５は、本発明の他の製造方法を示す説明
図であり、上記実施例で説明した反射型液晶表示装置に
関する他の製造方法の一例である。なお、本実施例にお
いて、図１と共通するものに関しては、同じ符号を付
し、その説明を省略する。

【００４２】ゴミや異物のない状態のどちらかの基板に
最適な樹脂７をロールコーター１０、スピンコーター、
ディスペンサーなどで塗布し、膜厚を１ｍｍ程度で均一
に、かつ小さな空気泡のないように行う（ステップ１、
２、３）。そして、大気中で両者の基板をゆっくりと貼
り合わせ、加圧できる槽１２の中にそれを入れる（ステ
ップ４、５）。槽内１２の加圧は約１００ｋＰａ（３ｋ
ｇｆ／ｃｍ₂ ）以上に設定し、ゆっくりと加圧しながら
樹脂層７内の空気泡を外に追いやる。空気泡がなくなっ
たら、槽内１２の圧力をゆっくりと大気に戻す。樹脂層
７の厚みが不十分の場合、塗布量を増やしたり、加圧を
小さくしたりするとよい。その他には、樹脂層７中に表
示部に影響ない程度のスペーサを含有し、隙間を一定に
保つ方法がある。そして、貼り合わせた基板は樹脂層７
の硬化条件に合わせ、加熱或いは紫外線照射などを実施
する（ステップ６）。

【００４３】次に、本発明の液晶表示装置の他の実施例
について述べる。図４はその構成図であり、液晶表示素
子１は上記と同じものとする。液晶表示素子１とタッチ
パネル９や保護板８との隙間約１ｍｍに、緩衝部の一例
としての液体１３を挟み込み、その周辺をシール樹脂１
４で囲む。液体１３には信頼性に影響なく温度に対して
安定なものがよいＨ₂Ｏなどが最適と言える。シール
１４は表示領域外に設けて液体１３を封じ込むように
し、隙間の均一性を得るためにシール１４中に粒径寸法
精度のよいガラス繊維やスペーサを適度に含有するとよ
い。また、シール樹脂１４には熱硬化や紫外線硬化タイ
プのものを用いる。液体１３を封入する方法には、液晶
パネルの液晶を注入する工法と同じように真空注入法な
どの既存方式を用いることが可能である。

【００４４】なお、本発明は、上記実施例では反射型液
晶表示装置であったが、透過型液晶表示装置にも適用可
能である。

【００４５】また、本発明の光透過部は、上記実施例で
は、タッチパネル、保護板であったが、それ以外の光を
透過する部材であれば任意の物でよい。

【００４６】また、本発明の光透過部は、上記実施例で
は、タッチパネル、保護板であったが、そのような表面
に触れることによって情報を入力することを目的とする
ものに限らず、情報入力を目的としない、単なる透明な
板であってもかまわない。

【００４７】また、本発明の緩衝部は、上記実施例で示
した材料、屈折率に限られないことは言うまでもなく、
要するに、変形を吸収でき、実質上液晶表示部に悪影響
を与えない柔軟性を有するものであり、また、従来の空
気に比べてより良い屈折率を有するものであれば任意の
材料でよい。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、問題となる全反射を光学的に抑え、外光によ
る反射型液晶表示素子の黒レベルの持ち上げを抑え、コ
ントラストを向上させる。また、外光による写り込みな
ども軽減できる。

【００４９】また、本発明を用いることにより、押圧力
から液晶表示素子を保護することが出来、均一な表示品
位を保つことができる。

【００５０】また、本発明の製造法を用いると、簡易的
なプロセスで歩留まり良く上記液晶表示装置を製造する
ことができ、量産性に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置の断面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の液晶表示装置の製造プロセ
スを表す。

【図３】本発明の一実施例の液晶表示装置のもう一方の
製造プロセスを表す。

【図４】本発明の一実施例のもう一方の液晶表示装置の
断面図である。

【図５】従来例の液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１液晶表示素子（液晶表示部）５光７樹脂（緩衝部）８保護板（光透過部）９タッチパネル（光透過部）１０ロールコーター１３液体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示素子を有する液晶表示部と、そ
の液晶表示部の表示側に配設され、光を透過する光透過
部と、その光透過部と前記液晶表示部との間に介在し、
自身の屈折率が空気の屈折率よりも前記光透過部の屈折
率に近く、且つ前記光透過部の変形を実質的に吸収でき
る程度の柔軟性を有する材料で構成されてなる緩衝部と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】緩衝部は、液体材料およびその液体材料
を前記液晶表示部と前記光透過部の間に保持するための
保持材料を用いて形成されていることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】緩衝部の屈折率は、前記空気の屈折率よ
り前記液晶表示部を構成する透明な板の屈折率に近いこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表示
装置。
【請求項４】光透過部は、表面に触れることにより情
報を入力することが出来る入力部であることを特徴とす
る請求項１〜請求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】請求項１記載の液晶表示装置を製造する
際に、前記緩衝部を構成する前記柔軟性を有する材料を
前記液晶表示部の表示側または前記光透過部の前記液晶
表示部側の少なくとも何れか一方に塗布し、前記液晶表
示部と前記光透過部を前記材料を介して真空中にて張り
合わせることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】請求項１記載の液晶表示装置を製造する
際に、前記緩衝部を構成する前記柔軟性を有する材料を
前記液晶表示部の表示側または前記光透過部の前記液晶
表示部側の少なくとも何れか一方に塗布し、前記液晶表
示部と前記光透過部を前記材料を介して張り合わせ、更
に加圧することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。