JP4227625B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペン入力などの機能を有する携帯機器等に使用される表示装置に関する。

従来、液晶表示装置の上に透明タッチスイッチを配置する方法として、液晶表示装置の表示面と透明タッチスイッチ７の入力エリアの裏面を透明接着剤６で面接着していた。この従来の断面構造を図５〜７に示す。具体的には、図５は液晶表示装置の端子部が無い辺の接着構造の断面図であり、図６は液晶表示装置の端子部がある辺の断面図である。更に、図７には、アイコンシート１１を透明タッチスイッチと液晶表示装置の間に配置した辺の断面図を示した。

しかしながら、図５に示す構造において、液晶表示装置上に透明タッチスイッチ７を紫外線硬化型等の透明接着剤６により面接着する場合、透明接着剤６を透明タッチスイッチ７と液晶表示装置の間に充填し、透明タッチスイッチ７側から紫外線を照射することにより透明接着剤６を硬化したとき、透明接着剤６には硬化収縮が発生する。

透明接着剤６が充填された面の偏光板３の外形は、位置合わせのバラツキや公差を考慮して画面の可視エリアより大きく切断されて貼り付けられている。一般的には、偏光板３の外周にはおおよそ２．０ｍｍの段差部分Ｌがあり、その段差部分Ｌと偏光板３のある部分では透明接着剤６の層の厚みが異なることとなり、そのため、硬化収縮量に違いが生ずる。

したがって、その部分に内部応力が発生し、液晶層のギャップが変化する。結果的にシール剤５の内側の周辺に表示むらが発生した。

図６に示す液晶表示装置の端子部の設けられた辺においては、段差部分Ｌが更に大きくなり、同様にシール剤５の内側周辺に表示むらが発生した。

この表示むらは特にＳＴＮの場合厳しく、液晶層のギャップがおよそ０．１μｍ変化したときに目立つようになる。そのため、液晶層のギャップ変化を極力小さくする構造にする必要がある。

更に液晶層のギャップ変化は使用する透明基板の厚みが薄いほど大きくなる。現状では０．７ｍｍ厚のガラス基板を使用しているが、薄型化に向けて０．５５ｍｍや、０．４ｍｍ厚のガラスが使用されはじめており、表示ムラに対しては、一段と厳しい条件となってきている。

また、図７に示すマークを印刷したアイコンシート１１を液晶表示装置と透明タッチスイッチ７の間に配置した構造では、一般的には、アイコンシート１１を透明タッチスイッチ７または液晶表示装置の偏光板３に設け、紫外線硬化型の透明接着剤６によって透明タッチスイッチ７と液晶表示装置を貼り合わせることにより形成される。この場合、透明接着剤６を充填する際に、アイコンシート１１部分に気泡を抱き込んでしまう問題や、やはりアイコンシート１１部分と偏光板３部分の硬化収縮量が異なり、周辺に表示むらが発生した。

このように発生する表示むらを解決する手段のひとつとして、透明接着剤の硬化後の硬さをゲル状にすることで内部応力を拡散し、表示むらを解決することが可能である。しかしながらこの方法においては、透明接着剤の硬化後の硬さをゲル状にするに従い接着力が落ち、８０℃の高温または、-２０℃の低温での保存で透明タッチスイッチが剥がれる不良が発生するため、信頼性を保証することが困難であった。

そこで、本発明は、透明タッチスイッチと液晶表示装置を透明接着剤で貼り合わせた構造において、透明接着剤の硬化後の硬さに関係なく、透明接着剤の硬化収縮により発生する内部応力が原因の表示むらを解決することにある。

本問題を解決するために、この発明は、液晶表示装置の表示面と透明タッチスイッチの入力領域の裏面との間に透明接着剤を充填して紫外線などの光により硬化して接着してなる表示装置において、光学フイルムの外形寸法は、光学フイルムを貼り付けている透明基板より小さく、その光学フイルムの外周の段差寸法を１．０ｍｍ以下にすることで、透明接着剤層の光学フイルム外周の硬化収縮による内部応力を低減し、その結果、表示むらを解消した。

または、光学フイルムの外形を変えず、その光学フイルム外周の同等の位置にスペーサーを配設する構造にすることで、接着剤層の厚みを均一にし、硬化収縮量を違いにより発生する内部応力を解消した。

また、文字やアイコン等の絵を表示面に配置する場合は、光学フイルムが貼り付けられている透明基板上か、もしくはその光学フイルム上にインクにより印刷することで接着剤層を均一にすることができる。このようにアイコンシートを無くした構成では、透明接着剤の充填工程において接着剤の流れる速度が安定し、気泡の抱き込みが発生しない。さらに、接着剤層の厚みが均一なので、硬化収縮量の差により発生する内部応力が発生することがなく、そのため表示むらが発生しない。

本発明は透明タッチスイッチを液晶表示装置に面接着して配置した時に発生する表示むらを解消でき、安定した表示品質の表示装置を提供できるようになった。

また、アイコンシートを削減したことにより気泡抱き込みなどの不良が減少し、歩留まりが向上した。その結果、コストダウンができ、安価な表示装置を提供できるようになった。

表示素子とタッチスイッチを接合する接着層の厚みが均一になるように表示装置を構成する。例えば、偏光板とガラス基板の段差部分を小さくする、または、この段差部分に偏光板厚と同等厚のスペーサーを設置する。このような構成により、透明接着の層の厚みをほぼ均一にすることができるので、透明接着剤の硬化時に発生する硬化収縮量がほぼ一定となり、透明接着剤の内部応力が低減され、表示むらは発生しない。

さらに、文字やアイコン等のシンボルを表示面に設ける場合は、光学フイルムが貼り付けられている透明基板上や光学フイルム上にインクにより印刷することで接着剤層を均一にすることができる。そのために、透明接着剤の気泡の抱き込みや、表示むらを解消することができる。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の表示装置の実施例１の断面図である。液晶表示装置は０．７ｍｍのガラス基板１と２の間に６．３μｍの液晶層を形成するように保持され、０．３２ｍｍの厚みの偏向板３と０．２５ｍｍの厚みの反射板付き偏向板４が貼り付けられている。

偏光板３は、ガラス基板１の外形に対し、０．８ｍｍの位置に貼り付けられており、その表面に０．７ｍｍのガラス基板を用いた透明タッチスイッチ７が透明接着剤６により接着されている。

ここで用いた透明接着剤６の硬化後のショアＡによる硬度は１０である。接着剤層は、偏光板３上で約０．１ｍｍとなり、偏光板３の外周の段差部分Ｌは、偏光板厚を含むため約０．４２ｍｍとなる。接着剤の硬化収縮率が５％のため、偏光板３上で５μｍの収縮、段差部分では２１μｍの収縮となるが、段差部分Ｌを０．８ｍｍとしたことで内部応力が減少し、液晶層に対し０．１μｍ以下のギャップ変化しか与えない。そのため、表示むらは発生しない。

図２は、本発明による表示装置の実施例２を示し、偏光板３の段差部分Ｌにスペーサー８を設置した構成の表示装置である。すなわち、実施例１のように偏光板３の段差部分Ｌを偏光板３の外形を大きくすることで削減するのではなく、スペーサー８を設置することで削減した。スペーサー８は、粘着剤付きのポリエステルフイルムで総厚が０．３ｍｍで偏光板３とほぼ同一の厚みである。スペーサーは、透明タッチスイッチ７を透明接着剤６で接着する前に段差部分Ｌに設置されても、透明タッチスイッチ７側に設置されておいてもよい。また、透明接着剤を硬化する前に、隙間に挿入してもよい。但し、接着剤硬化前に挿入する場合には、接着剤の層の厚みに影響する場合があり、表示むらが出ることがある。

また、図３は液晶をドライブするＩＣ９が実装された端子部にスペーサー８を配置した断面で、基本的な構成は上記と同様である。ここでは、表示素子の端子部にＩＣを実装した後、段差部にスペーサー８を配置し透明タッチスイッチ７を接着して製作した。

ガラス基板の端子部の裏面に偏光板が配置されていると端子部にＩＣを実装することが困難になり、一方、端子部にＩＣを実装した後に偏光板３をガラス基板１に貼り合わせたり、段差部に偏光板３を延長して配置したりすることも障害がある。そのため、ガラス基板の端子部にＩＣが実装された表示素子の場合には、前述したような、端子部にＩＣを実装した後で段差部にスペーサー８を配置し透明タッチスイッチ７を接着する方法が好ましい。

このような方法で形成された表示装置の構成によれば、接着剤層の厚みが均一になり、液晶層への影響も実施例１同様に低減する。さらに、ＩＣが実装された部分のガラス基板面がそることにより実装接続部に発生する接続不良を防ぐことができる。

図４は、アイコンシートを削減した実施例である。構成は、実施例１と同様に偏光板３を透明基板３の外形から０．８ｍｍの位置に貼り付けている。アイコンマークは、偏光板３を貼り付ける前に、タコ印刷法により任意の形状のインクをガラス基板1に転写する。転写されたインク１０の厚みは、約５μｍでその上から偏光板３を貼り付けても、気泡を挟み込んで外観を損ねることはない。

但し、アイコンシートを使わないことにより、液晶表示装置の外形を大きくする必要があり、外形形状、および重量面でのデメリットはある。印刷する面はこの他に、下側の透明基板２の表面または、偏光板３の表面でもよい。

本発明による実施例１の表示装置の断面図。 本発明による実施例２の表示装置の断面図。 本発明による実施例３の表示装置の断面図。 本発明による実施例４の表示装置の断面図。 従来技術の表示装置の断面図。 従来技術の表示装置の断面図。 従来技術の表示装置の断面図。

符号の説明

１，２ ガラス基板
３ 偏光板
６ 透明接着剤
７ 透明タッチスイッチ
８ スペーサー
９ ドライバＩＣ
１０ インク
１１ アイコンシート
Ｌ 段差部分

Claims (2)

1. 対向基板と透明基板の間に液晶が保持された液晶表示素子と、前記透明基板に設けられ、前記透明基板より外形寸法の小さい光学フィルムと、を備え、
   前記透明基板と前記光学フィルムの段差部分には、前記光学フィルムとほぼ同じ厚みのスペーサーを、前記液晶表示素子か透明板に設けて、光硬化型透明接着剤を介して前記液晶表示素子と前記透明板とを接着していることを特徴とする表示装置。
2. 対向基板と透明基板の間に液晶が保持された液晶表示素子と、前記液晶表示素子の前記透明基板に設けられ、前記透明基板より外形寸法の小さい光学フィルムと、前記光学フィルムの外周にある前記透明基板の表面に光硬化型透明接着剤を介して接着された透明板と、前記光硬化型透明接着剤の接着界面に形成した印刷物を備え、
   前記光硬化型透明接着剤は、前記光学フィルムと前記透明板の間で形成する第二の厚みと、前記光学フィルムと前記透明板のどちらかの表面と前記印刷物の間で形成する第三の厚みと、前記光学フィルムの外周にある前記透明基板の表面と前記透明基板の間で形成し前記第二の厚みもしくは前記第三の厚みと前記光学フィルムの厚みの和に相当する第一の厚みと、を持ち、前記第一の厚みで接着される接着幅である前記光学フィルムの外周の段差部分が１．０ｍｍ以下である表示装置。

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