JP3989750B2

JP3989750B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3989750B2
Application number: JP2002063587A
Authority: JP
Inventors: 秀勝鴫原; 学高見
Original assignee: Nanox Corp
Current assignee: Nanox Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: JP2003262865A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置には透過型の液晶表示部の背面から該表示部を照射するバックライト方式の透過型のものと自然光又は外部光を利用して表示部で反射させる反射型のものがある。
また前記反射型液晶表示装置において自然光、外部光などが弱くて表示画面の明るさが足りない場合には、一時的に明るさを補償するためにフロントライトを設ける場合がある。
【０００３】
図２には従来の透過型液晶表示装置の断面図を示し、図４には従来の反射型液晶表示装置の断面図を示す。図２に示す透過型液晶表示装置は表示部背面側から順にバックライト２２、偏光板２３、液晶表示セル２４（２枚の電極配置の透明基板とその間に配置される液晶層から成る）、偏光板２５、タッチパネル２６又は保護カバーを積層したものである。また、図４に示す従来の反射型液晶表示装置は表示部背面側から順に反射膜１０、液晶表示用のセル１６（２枚の電極配置の透明基板７、８とその間に配置される液晶層９から成る）、偏光板６、フロントライト４、タッチパネル１５又は保護カバーを積層したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記図２で示した透過型液晶表示装置の偏光板２５を備えたタッチパネ２６と液晶表示セル２４とバックライト２２は別個に作製された後に接合されるため、これらの接合面を完全に密着させることが困難であり、該接合面同士の間に空間部ができることは避けられない。
また前記図４で示した反射型液晶表示装置のタッチパネル１５、フロントライト４と偏光板６を備えた液晶表示セル１６もそれぞれ別個に作製された後に接合されるため、これらの接合面間に空間部ができる。
【０００５】
そのため、図３、図５に示すように各液晶表示装置の前記接合面間にできる空間部に空気が存在することになり、各接合部の各界面で屈折率（ｎ）の違いによる光の反射が起こる。例えば図５に示す例では各部材の構成材料が、波長５５０ｎｍにおける屈折率ｎ＝１．６のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）１と前記波長における屈折率ｎ＝１．５のガラス基板２を主要な構成要素とするタッチパネル１５と前記波長における屈折率ｎ＝１．５のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなるフロントライト４と前記波長における屈折率ｎ＝１．５のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）から成る偏光板６及び二枚のガラス基板７、８とその間に設けられる液晶層９から成る液晶表示セル１６及び反射膜１０が順次積層されている。
【０００６】
このとき、ＰＥＴ１の表面からの入射光は図５に示す通り、タッチパネル１５のＰＥＴ１の表面から５．００％、ＰＥＴ１とガラス基板２の間からは０．１０％、ガラス基板２と空気層（ｎ＝１．００）の間では４．００％、フロントライト４と空気層の間では４．００％、空気層と偏光板６との間では４．００％の反射率で反射する。従って液晶表示セル１６へ透過する入射光の透過率は７８．９０％である。
【０００７】
なお、屈折率がそれぞれｎ１、ｎ２である隣接する膜の間での反射により入射光が減光される率は次式により計算される。
反射率Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）²／（ｎ１＋ｎ２）²
このように、偏光板、タッチパネル及びフロントライトなどの表面や裏面で反射した光により表示画像のコントラストが低下する。そのため、防眩性や反射防止手段等の機能を追加する必要があり、更にそれらの品質を確保することも考慮しなければならない。また、前記機能の追加により、ある程度視認性を向上させることは可能であるが、これらの対策は根本的な問題の解決にならないだけでなく、その費用がコストアップの原因になる。
【０００８】
また、前記図２、図３、図４、図５で示した液晶表示装置の前記接合面間を接着剤・粘着剤で接着させることで、前記空間部ができないようにする方法が、例えば特開２００１−１１７７２０号公報、特開２００１−２９０１３５号公報などに記載されている。しかしこの方法では接着剤・粘着剤の塗布が不均一になりやすく、表示ムラができる原因になる。また、接着剤・粘着剤の塗布後の接合面の乾燥中に埃などが付着して表示点欠陥（ポイントディフェクト）ができやすいという問題があった。また、前記接合面の貼り付け時に位置ズレが生じたときには、修正が難しいという問題もあった。
そこで、本発明の課題は積層部材の各接合面間の空間部を無くしてコントラストの高い視認性の良好な液晶表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、目視側から遠い方から順に、光吸収膜、電極が配置された２枚の基板間に画素形成用コレステリック液晶層を配置した液晶表示セル、シリコーン樹脂シート及びタッチパネルを積層し、前記シリコーン樹脂シートの端部には少なくとも１個の光源を接着配置した液晶表示装置である。
柔軟性があるシリコーン樹脂シートにより、液晶表示セル（電極が配置された２枚の基板間に画素形成用液晶を配置したセル）とタッチパネルとの間など、光が入射する部材との密着性が良くなるので望ましい。
【００１０】
上記シリコーン樹脂シートとしては、具体的には朝日ラバー（株）社製の超透明シリコーンゴムなどの透過性の高いシリコーン樹脂を用いることができる。また、シリコーン樹脂シートの波長５５０ｎｍにおける屈折率は１．４以上、膜厚は０．１〜５ｍｍとすることが望ましい。前記屈折率は１．４未満ではガラスと貼り合わせた場合、界面の反射が大きくなってしまうという不具合がある。また、シリコーン樹脂シートの膜厚が０．１ｍｍ未満では均一に作ることが難しく、５ｍｍを超えると液晶表示装置全体の厚みが厚くなるという不具合がある。
【００１１】
また、シリコーン樹脂シートの端部には少なくとも１個のＬＥＤ光源または蛍光灯などの光源を接着配置することで光源とすることができる。
そして、液晶表示セルおよび透明タッチパネルの前記シリコーン樹脂製シートとの各接触面の波長５５０ｎｍにおける屈折率とシリコーン樹脂製シートの屈折率との差が０．１以下であると良い。
ここで、前記シリコーン樹脂製シートを用いることで、液晶表示セルとタッチパネルの間に空気層を介在させることなく密着配置することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記シリコーン樹脂シートとして紫外線カット機能を有するシリコーン樹脂シートを用いる請求項１に記載の液晶表示装置である。紫外線カット機能を有するシリコーン樹脂シートを用いて偏光板の不要なコレステリック液晶ディスプレイ（反射型）に適用することで視認性向上とともにＵＶ対策も同時に行うことができる。
【００１３】
また、シリコーン樹脂シートは、接着剤・粘着剤を用いることなく、液晶表示セルおよびタッチパネルに密着固定されていることが望ましい。
液晶表示セルの液晶層はコレステリック液晶層で有り、その背面側基板の外側に光吸収膜を設けた構成である。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記タッチパネル上にＡＲ膜を設けた請求項１又は２に記載の液晶表示装置である。また、請求項４記載の発明は、前記ＡＲ膜は、ＭｇＦ ₂ やＳｉＯ ₂ 膜を含む比較的低い屈折率膜とＴｉＯ ₂ やＺｒＯ ₂ を含む比較的高い屈折率膜を積層した多層膜から成るＡＲ膜である請求項３に記載の液晶表示装置である。タッチパネル表面などにＡＲ膜を追加することで更に性能を上げることができる。
【００１５】
【作用】
本発明の反射型液晶表示装置において、液晶表示セルおよびタッチパネルのシリコーン樹脂シートとの各接触面の部材の波長５５０ｎｍにおける屈折率とシリコーン樹脂シートの波長５５０ｎｍにおける屈折率との差が０．１以下であると、前記接触面とシリコーン樹脂シートの界面で屈折率の違いによる光の反射が起こりにくくなる。
【００１６】
前記シリコーン樹脂製シートを用いることで、該シリコーン樹脂シートと液晶表示セル及びシリコーン樹脂シートとタッチパネルの間に空気層を介在させることなく密着配置することができ、前記各部材の界面からの反射を防ぎ、液晶表示装置の反射率自体を向上させることができる。こうして得られた反射型液晶表示装置は、より屈折率の違いがなくなり光の反射が起こりにくくなる。
また、前記シリコーン樹脂製シートを用いることより、タッチパネルと液晶表示セルを別個に作製した後にこれらを接合する際に、接合面間を接着剤を使用しないで密着できる。そのため液晶表示装置の製造が簡易になる。
【００１７】
また、シリコーン樹脂製シートは柔軟性があり、外部からの衝撃を吸収するので、耐衝撃性がある。また、シリコーン樹脂製シートは透過率が大きいので液晶表示装置に用いるときに好都合である。
液晶にＴＮやＳＴＮ液晶を用いる場合は、反射膜が液晶表示セルの背面に配置されるが、本発明ではＣＨ（Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶を用いており、光吸収膜を反射膜の代わりに用いる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１に示す実施形態はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）１とガラス基板２を主要な構成要素とするタッチパネル１５と二枚のガラス基板７、８とその間に設けられる液晶層９から成る液晶表示セル１６及び吸収膜１４が順次積層されるが、タッチパネル１５とガラス基板７の間にジメチルシリコーンから成る透明シリコーンゴム１１が配置されている。
【００１９】
図３及び図５によれば、タッチパネル１５とフロントライト４の接合面及びフロントライト４と偏光板６の接合面同士の間には空間層ができやすいが、本実施形態ではフロントライトや偏光板を配置せず、液晶表示セル１６とタッチパネル１５の接合面間に透明シリコーンゴム１１を配置する。該透明シリコーンゴム１１は、タッチパネル１５とガラス基板７との間の密着性を改善するだけでなく、光源１２を備えたフロントライトとして利用している。
【００２０】
本実施形態の各部材の波長５５０ｎｍにおける屈折率とその膜厚は次の通りである。
タッチパネル：ＰＥＴ、ｎ＝１．６、膜厚＝０．１２５ｍｍ
ガラス基板：ｎ＝１．５、膜厚＝１．０ｍｍ
透明シリコーン：ｎ＝１．４、膜厚＝１．０ｍｍ
【００２１】
ＰＥＴ１の表面からの入射光は、ＰＥＴ１の表面から５．００％、ＰＥＴ１とガラス基板２の間からは０．１０％、ガラス基板２とシリコーンゴム１１との間では０．１２％の反射率で反射する。従って液晶表示セルへ透過する入射光は９４．６％であり、図５に示す液晶表示セルへ透過する入射光の透過率より約２０％向上している。こうしてコントラストの高い視認性の良好な液晶ディスプレイが得られる。
【００２２】
そして、図１に示すようにタッチパネル１５の表面にＭｇＦ₂やＳｉＯ₂膜のような低屈折率膜とＴｉＯ₂やＺｒＯ₂などの高屈折率膜を積層した多層膜から成る反射防止（ＡＲ）膜１３を設けても良い。
ＡＲ膜１３を設ける処理などによる視認性の改善ではなく、透明シリコーンゴム１１の追加で液晶ディスプレイの反射率自体が向上し、ＡＲ膜１３を設ける処理と同等以上の性能が得られる。また、タッチパネル表面などにＡＲ膜１３を追加することで更に性能を上げることができる。
【００２３】
本実施形態で偏光板を使用しないのは液晶にＣＨ液晶を用いるためであり、ＵＶカット層をシリコーンゴム１１に積層するかシリコーンゴム１１内に挿入してＵＶカット機能を持たせると良い。
ＡＲ膜１３上から入射した光はＡＲ膜１３の表面で０．５０％反射するので、液晶表示セルへ透過する入射光は９９．１％となり、高い入射光透過率を示す液晶表示装置が得られる。
【００２４】
なお、本実施形態で用いるタッチパネルの構造は周知のとおりであり、目視側のＰＥＴ１のシート（内面にＸ方向に複数のストライプ電極が設けられている）と目視側とは反対側のガラス基板２（内面にＹ方向に複数のストライプ電極が設けられており、対向するＸ方向電極とドットマトリックス電極を形成する）が空気層を挟んで一定距離をおいて四周で固定維持されている。タッチパネル表面を指で押し圧印加したドットは上下電極が導通状態になり、タッチパネル１５のドットマトリックス電極と位置的に対応する液晶表示セル１６の表示ドットを表示モードにする。そのようなタッチパネル電極オンオフ信号を液晶表示セル表示信号に結ぶ制御回路がある。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置では従来のタッチパネルを備えた液晶表示装置に比べコントラストが向上することで表示画像の視認性が向上する。
また、反射防止膜のコーティングなどの機能を付加することなく液晶表示装置の反射率を向上させることができるためコストがかからない。
【００２６】
液晶表示セルとタッチパネルの接合面間にシリコーン樹脂シートを用いることにより、接着剤を用いること無く隣接する部材との密着性が確保でき、液晶表示装置の製造が簡易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による液晶表示装置の断面図である。
【図２】従来技術の液晶表示装置の断面図である。
【図３】図２の液晶表示装置の問題点を説明する図である。
【図４】従来技術の液晶表示装置の断面図である。
【図５】図４の液晶表示装置の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
２ガラス基板４フロントライト
６偏光板７、８ガラス基板
９液晶層１０反射膜
１１透明シリコーンゴム１２光源
１３反射防止（ＡＲ）膜１４吸収膜
１５タッチパネル１６液晶表示セル
２２バックライト２３偏光板
２４液晶表示セル２５偏光板
２６タッチパネル

Claims

目視側から遠い方から順に、光吸収膜、電極が配置された２枚の基板間に画素形成用コレステリック液晶層を配置した液晶表示セル、シリコーン樹脂シート及びタッチパネルを積層し、前記シリコーン樹脂シートの端部には少なくとも１個の光源を接着配置したことを特徴とする液晶表示装置。
前記シリコーン樹脂シートとして紫外線カット機能を有するシリコーン樹脂シートを用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記タッチパネル上にＡＲ膜を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記ＡＲ膜は、ＭｇＦ ₂ やＳｉＯ ₂ 膜を含む比較的低い屈折率膜とＴｉＯ ₂ やＺｒＯ ₂ を含む比較的高い屈折率膜を積層した多層膜から成るＡＲ膜であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。