光学表示装置
【課題】基板厚さやパネルサイズに関わらず、偏光板リワーク時におけるギャップムラや基板割れなどの不良を防止することができる光学表示装置の提供。
【解決手段】本発明の光学表示装置は、光学表示パネルと、前記光学表示パネル表面の少なくとも一方を覆うように配置された光学フィルム（例えば、偏光板１０６）と、前記光学フィルムを前記光学表示パネルに固定するための接着層１０７と、を有し、前記接着層１０７は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記光学表示パネルを構成する透明基板（例えば、ＴＦＴ基板１０１や対向基板１０２）よりも外側に配置され、かつ、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間には気体層が無いことを特徴とする。
【解決手段】本発明の光学表示装置は、光学表示パネルと、前記光学表示パネル表面の少なくとも一方を覆うように配置された光学フィルム（例えば、偏光板１０６）と、前記光学フィルムを前記光学表示パネルに固定するための接着層１０７と、を有し、前記接着層１０７は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記光学表示パネルを構成する透明基板（例えば、ＴＦＴ基板１０１や対向基板１０２）よりも外側に配置され、かつ、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間には気体層が無いことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学表示装置に関し、特に、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学表示装置の代表である液晶表示パネルは、一般的に、ＴＦＴ基板と、対向基板と、ＴＦＴ基板と対向基板との間に挟持される液晶材と、液晶材を一対の基板間に封止する為に設けられたシール材と、ＴＦＴ基板と対向基板の表面を覆うように配置された偏光板と、を備えている。
【０００３】
偏光板は、延伸したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）膜をヨウ素で染色する事で形成された偏光子を、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）膜で挟持したものが一般的に使用され、このような偏光板は、液晶表示パネルを構成する基板上に全面にわたって均一に接着層を介して接着されている。
【０００４】
ここで、液晶表示パネルの製造工程中において、基板と偏光板の界面への異物混入や偏光板貼り付け位置不良が発生した場合や、偏光板自体に異常がある場合には、偏光板のリワーク作業を行う。そのリワーク作業において偏光板を剥す際に、偏光板全面に付与された粘着層を介して基板へストレスが加わるため、基板が大きく変形してしまう。また、このときにセルギャップを支持しているスペーサ材の移動や塑性変形が発生し、ギャップムラが生じてしまう。
【０００５】
上記問題の対策として、下記特許文献１には、第１の基板と、第２の基板と、第１の基板と第２の基板の間に挟持された液晶組成物と、第１の基板に接着した第１の偏光板と、第２の基板に接着した第２の偏光板と、を備える横電界方式の液晶表示パネルにおいて、第１の基板に第１の偏光板を接着する接着層と、第２の基板に第２の偏光板を接着する接着層の接着強度が１０００ｇ／２０ｍｍを超えない範囲とする事で、ギャップムラを抑制する構成が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、光学フィルム素材の片面又は両面に、官能基濃度が５×１／１０４モル／ｇ以下のアクリル系重合体をベースポリマーとし、剥離側被着体に対する９０度剥離接着力が６００ｇ／２０ｍｍ以下の粘着層を有する構成が開示されている。
【０００７】
その他に、下記特許文献３には、偏光板を液晶表示パネルに貼り合わせる粘着層等の内部に発生する気泡による表示品位の低下を防止するために、液晶表示パネルと偏光板とを枠形状の接着性部材にて貼り合わせる構成が開示されている（図９参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１９２１２号公報
【特許文献２】特開平１０−４４２９１号公報
【特許文献３】実開昭６０−５４１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１、２のように、偏光板を基板に接着する接着剤の接着強度を低くする事で、基板へ加わるストレスを低減させ、偏光板リワーク時におけるギャップムラをある程度抑制することは可能である。
【００１０】
しかしながら、近年、液晶表示パネルの更なる軽量化、薄型化が要求されており、薄いガラス基板や樹脂フィルムを用いた液晶表示パネルが供給されており、薄い基板で形成された液晶表示パネルにおいては、偏光板をはがす際の弱いストレスでも基板が大きく変形してしまう。そこで、偏光板の接着強度をさらに低くする必要があるが、接着強度をあまり小さくしすぎると偏光板の剥がれや信頼性評価試験で温度による収縮等の問題が生じてしまうため、これまで以上に大幅な接着強度の低下は困難である。
【００１１】
更に、薄い基板で形成された液晶表示パネルにおいては、パネル自体の機械的強度が低下してしまうため、リワーク時に偏光板を剥がす際に基板自体が割れてしまうといった問題も新たに生じてしまう。
【００１２】
この他に、パネルサイズが大きくなると、先に述べたギャップムラや基板割れの問題がより顕著となる。
【００１３】
また、上記特許文献３のように、液晶表示パネルと偏光板とを枠形状の接着性部材にて貼り合わせる構成においても、偏光板と基板との接着力は小さくなり偏光板リワーク時のストレスを軽減することができるが、この構成では、偏光板と基板との間に空気層が生じるために、基板及び偏光板と空気層との界面で光の反射や屈折が生じ、コントラスト低下などの問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その主たる目的は、基板厚さやパネルサイズに関わらず、偏光板リワーク時におけるギャップムラや基板割れなどの不良を防止することができる光学表示装置、特に、液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するために、本発明の光学表示装置は、光学表示パネルと、前記光学表示パネル表面の少なくとも一方を覆うように配置された光学フィルムと、前記光学フィルムを前記光学表示パネルに固定するための接着層と、を有し、前記接着層は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記光学表示パネルを構成する透明基板よりも外側に配置され、かつ、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間には気体層が無いことを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間に、前記光学表示パネルを構成する透明基板とほぼ同等の屈折率の流動物質が配置された構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６の位置を固定するための接着層１０７を、ＴＦＴ基板１０１外形及び対向基板１０２外形の外周部分に設け、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６とが直接接着していないために、偏光板１０６を剥す際のストレスが表示領域部分へ加わり変形する事を防止し、液晶セルギャップを支持する球状スペーサ１１０や柱状スペーサ１１１等に対してストレスが加わらない。その為に、球状スペーサ１１０の移動によるギャップムラや、球状スペーサ１１０や柱状スペーサ１１１の潰れなどの塑性変形によるギャップムラを防止する効果が得られる。
【００１８】
また、本発明では、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６の位置を固定するための接着層１０７を、ＴＦＴ基板１０１外形及び対向基板１０２外形の外周部分に設け、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６とが直接接着していないために、偏光板１０６を剥す際のストレスがＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２に直接加わらない。その為に、偏光板を剥すことによる基板割れの問題を低減する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
背景技術で示したように、薄い基板で形成された液晶表示パネルでは、偏光板を剥がす際の弱いストレスでも基板が大きく変形してしまい、その結果、セルギャップを支持しているスペーサ材の移動や塑性変形が発生してギャップムラが生じたり、偏光板を剥がす際に基板自体が割れたりしてしまうという問題が生じる。これらの問題について詳述する。
【００２０】
まず、偏光板リワーク時におけるギャップムラに関して説明する。
【００２１】
単純梁におけるガラス基板の最大たわみ量（δｍａｘ）は、集中荷重をＰ、支持間隔をａ、ガラス断面の幅をｂ、ヤング率をＥ、ガラス断面の厚みをｄとすると、式１のようになり、基板たわみ量は基板厚さの３乗に反比例し、基板が薄くなることにより変形量が大きくなる。
【００２２】
δｍａｘ＝（Ｐ・ａ３）／（４・ｂ・Ｅ・ｄ３） … （式１）
【００２３】
上記関係を確認するために、従来の液晶表示パネルを用いて、単位荷重あたりの変形量を測定した。その結果を図７に示す。図７における基板厚さ（ｔ０．５／ｔ０．４／ｔ０．３／ｔ０．２／ｔ０．１）は、液晶表示パネルを構成するガラス１枚の厚さであり、パネル厚はこのガラス基板厚さの２倍（１．０／０．８／０．６／０．４／０．２ｍｍ）である。また、偏光板は、接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍのものを用いた。また、測定では、対角２．７インチのパネルを長手方向で２辺支持し、パネル中央部分に支持部と平行な辺荷重を加え、負荷速度は０．１ｍｍ／ｓｅｃとした。図７に示す結果は、パネルの最大たわみ量（δmax）と荷重（Ｐ）を測定した結果より求め、ｔ０．５パネルで規格化した値である。
【００２４】
図７の測定結果から、基板厚さが薄くなることで、基板変形量が大きくなる事が分かる。
【００２５】
また、液晶セルを封止するシール材部分でＴＦＴ基板と対向基板は接着されており、表示領域に該当する液晶セルのほぼ中央部分は、シール材からの距離が最も大きくなり、偏光板をはがす際に基板の変形量が最も大きくなる。たとえば、パネルサイズ対角３インチの製品を基準としたとき、対角５インチへ大きくなることにより、単位距離辺りの変形量が４．６倍に増加、対角８インチへ大きくなることにより、単位距離辺りの変形量が１９倍に増加する事が式１により求められる。
【００２６】
即ち、基板厚さが薄くなるほど、また、パネルサイズが大きくなるほど、従来の液晶表示パネルでは偏光板剥がし等のストレスにより基板変形量が大きくなる。
【００２７】
ここで、セルギャップの支持に球状スペーサを用いた場合、球状スペーサは基板表面に強固に固着していない為、基板にストレスが加わり変形することによりセル内部のスペーサへ力が加わり、スペーサが移動してしまう。その結果として球状スペーサ品では、基板厚さが薄くなるほど、また、パネルサイズが大きくなるほど、偏光板リワーク時のストレスによる基板変形量が増加し、スペーサ分布の不均一によるギャップムラ不良が発生しやすくなってしまう。
【００２８】
また、セルギャップの支持に柱状スペーサを用いた場合においては、柱状スペーサは強固に対向基板に固着しているために、先に球状スペーサの場合で述べたようなスペーサが移動する事に起因するギャップ不良は生じない。しかし、一般的に使用される柱状スペーサは感光性のアクリル系材料等からなり、球状スペーサと比較して弾性率が小さい。このため、偏光板を剥がす時の基板変形により、局部的に一部の柱スペーサにストレスが加わると、柱スペーサ材料自身が塑性変形を生じてしまい、その部分がギャップムラとなる。
【００２９】
次に、もう一つの課題である偏光板リワーク時に生じる基板割れに関して説明する。
【００３０】
ガラス基板の最大曲げ応力（σｍａｘ）は、集中荷重をＰ、支持間隔をａ、ガラス断面の幅をｂ、ヤング率をＥ、ガラス断面の厚みをｄとすると、式２のようになり、基板の最大曲げ応力は基板厚さの２乗に反比例しており、基板が薄くなることにより曲げ応力が著しく大きくなり、基板割れが生じやすくなる事が分かる。
【００３１】
σｍａｘ＝（３・Ｐ・ａ）／（ｂ・ｄ２） … （式２）
【００３２】
上記関係を確認するために、従来の液晶表示パネルを用いて、破壊荷重を測定した。その結果を図８に示す。図８における基板厚さ（ｔ０．５／ｔ０．４／ｔ０．３／ｔ０．２／ｔ０．１）は、液晶表示パネルを構成するガラス１枚の厚さを示しており、パネルの厚さはこの基板厚さの２倍（１．０／０．８／０．６／０．４／０．２ｍｍ）である。また、また、偏光板は、接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍのものを用いた。また、測定では、対角２．７インチのパネルを長手方向で２辺支持し、パネル中央部分に支持部と平行な辺荷重を加え、負荷速度は０．１ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００３３】
図８の測定結果からも、基板厚さが薄くなることで、基板が割れやすくなることが分かる。
【００３４】
以上の結果より、偏光板リワークによるギャップムラや基板割れを防止するためには、偏光板と基板の接着力を小さくする事が重要となる。
【００３５】
そこで、本発明では、ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持される液晶材と、前記液晶材を前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に封止する為に設けられたシール材と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の表面を覆うように配置された偏光板と、前記偏光板を前記ＴＦＴ基板と前記対向基板に固定する為の接着層を有する液晶表示パネルにおいて、前記接着層を、前記液晶表示パネル外形の外周部に設け、偏光板を含む表示領域部分には接着層を設けない構成とする。
【００３６】
また、特許文献３のように、偏光板と基板との間に空気層が生じると、基板及び偏光板と空気層との界面で光の反射や屈折が生じ、コントラスト低下などの問題が生じる。そこで、本発明では、上記構成に加えて、偏光板と表示面の界面を密着させるかまたは界面に流動物質を塗布する構成とする。
【００３７】
これにより、基板厚さが薄くなっても、ギャップムラや基板割れを防止することができる。
【００３８】
本発明の効果を確認するために、偏光板リワークを行った際のガラス基板厚さと基板割れ及びギャップムラとの関係について調べた。その結果を表１に示す。なお、従来例では、偏光板の接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍと、約６００ｇ／２０ｍｍの偏光板の２種類を用い、本発明では、後述する第２の実施例に示す構造とした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１より、従来の構成においては、接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍの偏光板では、ガラス厚がｔ０．４ｍｍ以下のパネルにおいてギャップムラを生じやすくなり、更にはガラス厚がｔ０．３ｍｍ以下のパネルでは基板割れの問題が生じやすくなる。また、接着層の接着強度が約６００ｇ／２０ｍｍの偏光板では、ガラス厚がｔ０．３ｍｍ以下のパネルにおいてギャップムラを生じやすくなり、更にはガラス厚がｔ０．２ｍｍ以下のパネルでは基板割れの問題が生じやすくなる。
【００４１】
これに対して、本発明の構成においては、ガラス厚がｔ０．３ｍｍ以下のパネルにおいても、ギャップムラや基板割れの問題が発生しておらず、特に、平均約５００ｇ／２０ｍｍの荷重で割れを生じるガラス厚ｔ０．１ｍｍの基板においても、ギャップムラや基板割れの問題が発生しない。
【００４２】
また、本発明の構成では、偏光板とガラス基板を直接接着していないために、いかなるパネルサイズ（式１及び式２の“ａ”に関係）や、ガラス厚（式１及び式２の“ｄ”に関係）においても、式１及び式２の“Ｐ”に該当する基板へのストレスが非常に小さいため、偏光板リワーク時のパネル曲げ応力を極めて小さく抑えることが出来、上述した問題を生じることのない光学表示装置の提供が可能となる。
【実施例１】
【００４３】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図、図２（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）の部分拡大図である。
【００４４】
図１、図２に示すように、本実施例の液晶表示パネルは、主に、ＴＦＴ基板１０１と、対向基板１０２と、対向基板１０２側の周縁部を囲うように設けられた額縁ブラックマトリクス１０４（以降、額縁ＢＭ１０４と称す。）と、ＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２との間に挟持される液晶材１０５と、液晶材１０５のセルギャップを規定するためにＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２の間に形成されたスペーサ材（図２（ｂ）、（ｃ）参照）と、液晶材１０５をＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２の間に封止する事を目的とし、表示領域外である額縁ＢＭ１０４に重複する位置に形成されたシール材１０３と、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表面を覆い密着する偏光板１０６と、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と各々の基板表面を覆い密着する偏光板１０６との相対位置を固定するために、表示面の法線方向から見て、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の外周部分に該当する偏光板１０６の周縁部に設けた接着層１０７と、ＴＦＴ基板１０１の端子部分に接続されたフレキシブル基板１０８と、から構成される。
【００４５】
なお、ＴＦＴ基板１０１や対向基板１０２に用いる基材には、ガラス基板やポリエチレンテレフタレート（poly ethylene terephthalate；以降ＰＥＴと称す。）、ポリエチレンナフタレート（poly ethylene naphthalate；以降ＰＥＮと称す。）等の樹脂フィルム等を用いることが可能である。
【００４６】
また、シール材１０３と樹脂ＢＭ１０４は必ずしも重複した位置でなくてもよく、樹脂ＢＭ１０４よりも更に外周側の領域にシール材１０３が形成された構成としても良い。このように、シール材１０３を樹脂ＢＭ１０４の外周に設けることで、光硬化性のシール材料を用いたときに対向基板１０２側からの光照射が可能となる。
【００４７】
また、シール材１０３には、アクリル・エポキシ系の光＋熱硬化型の材料を用い、接着強度は２００００ｇ／２０ｍｍ以上が得られている。接着層１０７の接着強度は、十分な強度を持ちつつ、シール材１０３の接着強度よりも小さくし、偏光板を剥がす際にパネルのシール剥がれが生じない範囲とする必要性があり、５０００〜１００００ｇ／２０ｍｍの範囲とすることが望ましい。接着層１０７の材料としてはアクリル系の材料を用いた。
【００４８】
ここで、偏光板１０６とＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２との間に気泡や空気層が残ってしまうと、空気との屈折率の違いにより、空気層との界面での光の反射や屈折が生じ、黒画面での輝度上昇等の特性低下を招いてしまう。
【００４９】
そこで、本実施例では、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表示領域部分と各々の基板表面を覆う偏光板１０６との間には空気層が無く、密着した構成とした。
【００５０】
次に、第１の実施例の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００５１】
まず、ＴＦＴ基板１０１の周縁部分にシール材１０３を形成した後に、ＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２とを重ね合わせ、両基板間に液晶材１０５を封止して液晶パネルを形成する。
【００５２】
次に、フレキシブル基板１０８をＴＦＴ基板１０１の端子部分に実装する。
【００５３】
次に、ＴＦＴ基板１０１側を覆う偏光板１０６の、フレキシブル基板１０８と接着する部分に、２液性の材料からなる接着層１０７の描画を行う。
【００５４】
次に、液晶パネルを偏光板１０６と所定の位置にアライメントした後に重ね合わせを行い、上記接着層１０７により、フレキシブル基板１０８とＴＦＴ基板１０１を覆う偏光板１０６とを接着する。
【００５５】
次に、対向基板１０２を覆う偏光板１０６の周縁部分に接着層１０７の描画を行う。
【００５６】
次に、ＴＦＴ基板１０１を覆う偏光板１０６の所定の位置にアライメントした後に、圧力ローラーを用いて貼り付けを行い、本発明の第１の実施例の液晶表示装置が完成する。
【００５７】
貼り合わせる方向はフレキシブル基板１０８側を貼り付け開始方向とする。この際、偏光板１０６とＴＦＴ基板１０１との間や、偏光板１０６と対向基板１０２との間に気泡や空気層が入らないように、基板端から空気を押し出しながら貼り付けを行う。
【００５８】
なお、ここでは、偏光板１０６の貼り付けに関して、圧力ローラーを用いた貼り付け方法について説明したが、偏光板１０６とＴＦＴ基板１０１の表示領域部、偏光板１０６と対向基板１０２の表示領域部の間に気泡や空気層が無く、表示領域部の全面が密着するように貼り付けが出来ればよく、例えば真空中で貼り合わせを行っても良い。この場合は、接着層１０７を形成後、真空中で液晶パネルと偏光板１０６を重ね合わせ、大気圧に戻すことで、接着層に囲まれた領域内が真空となり、表示領域部の全面が密着した状態となる。
【００５９】
また、偏光板１０６は少なくとも偏光子と偏光子保護材とからなり、偏光子保護材としては熱可塑性の透明樹脂且つガスバリア性の高い部材を採用する事が望ましく、ＰＥＴやＰＥＮ及びそれらに表面処理を施した材料を使用する事が出来る。
【００６０】
また、偏光板１０６同士が対向し接着する部分に熱可塑性を有するＰＥＴやＰＥＮ等の樹脂材料を用い、熱溶着や超音波溶着といった方式を使用すると、接着材を使用する事なく偏光板同士を接着する事が出来る。この場合、フレキシブル基板の接着部分にもＰＥＴやＰＥＮ等の熱可塑性の樹脂材料を使用すると、同時に溶着する事が可能となり、接着剤のコスト削減や製造コストが削減できる。
【００６１】
また、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表示領域に該当する基板表面と偏光板１０６との間に、剥離性を維持する事を目的とし、経時安定性に優れた流動物質を全面に塗布形成してもよい。基板表面と偏光板１０６との間に流動物質を塗布しておくことで、密着している界面が固着して剥離性が低下する事を防止でき、また流動物質が基板表面と偏光板１０６の双方と近接して密着する事で、結果的に双方の密着を補助する事も可能となる。
【００６２】
この場合に用いる流動物質は、ＴＦＴ基板１０１や対向基板１０２とほぼ同等の屈折率で、光学性能に影響を与えない無色透明な物質が望ましく、屈折率１．４〜１．６程度に調整されたシリコンオイルやシリコンゲル等を用いる事が可能である。
【００６３】
また、接着層１０７に関して２液性の接着剤を用いた製法について説明したが、これに限られるものではなく、アクリル系の光硬化性接着剤やエポキシ系の熱硬化性の接着剤であっても良い。また、接着層１０７の形成についても、ディスペンス方式に限られるものではなく、印刷方式を用いても良い。光硬化性の材料を用いる場合においては、液晶パネルの側壁方向より光照射する事で硬化が可能であり、熱硬化性の材料を用いる場合には、偏光板の耐熱温度よりも低い温度で硬化するエポキシ系の材料等を用いることができる。
【実施例２】
【００６４】
次に、本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００６５】
図３及び図４に示すように、液晶パネルの形成までは前記した第１の実施例と概ね同じであるが、本実施例では、液晶パネル表面を覆う光学フィルムを、偏光板１０６と、偏光板１０６の外側を更に覆う透明フィルム１０９の積層構造とする。また、表示面の法線方向から見て、偏光板１０６と液晶パネルとの位置を固定するための前記接着層１０７を、ＴＦＴ基板１０１外形の外周部分に該当する透明フィルム１０９の周縁部に設け、接着層１０７を配置する領域には偏光板１０６が重複しない構造とする。更に、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２は、透明フィルム１０９と直接接着しない構造とする。
【００６６】
透明フィルム１０９は、可視光及び近紫外線の透過性及びガスバリア性能に優れた熱可塑性の材料であることが望ましく、ＰＥＴやＰＥＮ及びそれらに表面処理を施した材料を使用する事が出来る。
【００６７】
このように透明フィルム１０９に可視光及び近紫外線の透過性に優れた材料を用いることにより、接着層１０７にアクリル系の光硬化性の材料を用いた際に、パネルの正面から効率的に硬化反応を生じさせることが可能となる。
【００６８】
なお、本実施例においても、第１の実施例と同様の製造方法を用いて製造する事が可能である。
【００６９】
また、本発明の第２の実施例においては、接着層１０７を覆う部分が透明フィルム１０９のみであるため、接着層１０７の材料として、光硬化性の材料を用いることが出来、この場合、熱ストレスが生じないというメリットが得られる。
【００７０】
また、偏光板１０６と透明フィルム１０９は接着していなくとも良く、この場合、偏光板のリワークを行う際には透明フィルム１０９のみを剥し交換すればよいため、偏光板１０６は再度利用が可能となる。
【実施例３】
【００７１】
次に、本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００７２】
図５及び図６に示すように、本実施例の構成は前記した第２の実施例と概ね同じであるが、本実施例では、パネル表面を覆う光学フィルムを、透明フィルム１０９と、透明フィルム１０９の外側に配置された偏光板１０６の積層構造とする。また、偏光板１０６が、液晶パネル表面と透明フィルム１０９との間に密封されない構造とする。
【００７３】
偏光板１０６は、一般的に使用されるような全面に粘着層を有するものを使用する事が出来、透明フィルム１０９の外側に通常の偏光板と同様に貼り付けを行うことが出来る。
【００７４】
また、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表示領域部分と各々の基板表面を覆う透明フィルム１０９との間には空気層が無く、密着した構成とした。
【００７５】
また、本発明の第３の実施例においては、偏光板１０６を透明フィルム１０９の外側に配置したことで、偏光板のリワークは透明フィルム１０９を剥がすことにより可能であるために、リワークによるギャップムラや基板ワレを生じないという効果を得つつ、一般的な偏光板をそのまま使用する事が可能となる。
【００７６】
また、第２の実施例と同様の方法で、透明フィルム１０９のみを先に液晶パネルに貼り付けた後に、偏光板１０６を貼り付けてもよいし、事前に透明フィルム１０９の上に偏光板１０６を貼り付けたものを液晶パネルに貼り付けても良い。
【００７７】
なお、上記各実施例では、液晶パネルの表裏面に偏光板１０６又は偏光板１０６及び透明フィルム１０９を配置する構成としたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、液晶パネルの少なくとも一方の面に偏光板１０６又は偏光板１０６及び透明フィルム１０９を配置する構成としてもよい。
【００７８】
また、本発明の液晶表示装置は、ＴＮ（”Twisted Nematic”の略）方式、ＶＡ（”Virtical Alignment”の略）方式、ＩＰＳ（”In-Plane-Switching”の略）方式等の液晶表示パネルの駆動方式に関係なく、いずれの方式においても、偏光板をはがす際の基板割れやギャップムラを防止するのに有効な手段である。
【００７９】
また、本発明の説明においては、液晶パネルに偏光板を貼り付ける構造について説明したが、反射防止フィルムや保護フィルム、その他の各種フィルム類を貼り付ける際にも応用できる。
【００８０】
更には、有機ＥＬ（electroluminescenceの略）の反射防止フィルム等、液晶表示装置以外の光学表示装置の用途としても応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の活用例としては、液晶表示装置及び有機ＥＬ表示装置といった、薄い板状基板表面を光学フィルムで覆う構成の光学表示装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、図１のＡ−Ａ’断面図及びその部分拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、図５のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】従来の液晶表示パネルを用いた、単位荷重あたりの変形量の測定結果を示す図である。
【図８】従来の液晶表示パネルを用いた、破壊荷重の測定結果を示す図である。
【図９】従来技術（特許文献３）の液晶表示装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０１ ＴＦＴ基板
１０２ 対向基板
１０３ シール材
１０４ 額縁ＢＭ
１０５ 液晶材
１０６ 偏光板
１０７ 接着層
１０８ フレキシブル基板
１０９ 透明フィルム
１１０ 球状スペーサ
１１１ 柱状スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学表示装置に関し、特に、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学表示装置の代表である液晶表示パネルは、一般的に、ＴＦＴ基板と、対向基板と、ＴＦＴ基板と対向基板との間に挟持される液晶材と、液晶材を一対の基板間に封止する為に設けられたシール材と、ＴＦＴ基板と対向基板の表面を覆うように配置された偏光板と、を備えている。
【０００３】
偏光板は、延伸したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）膜をヨウ素で染色する事で形成された偏光子を、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）膜で挟持したものが一般的に使用され、このような偏光板は、液晶表示パネルを構成する基板上に全面にわたって均一に接着層を介して接着されている。
【０００４】
ここで、液晶表示パネルの製造工程中において、基板と偏光板の界面への異物混入や偏光板貼り付け位置不良が発生した場合や、偏光板自体に異常がある場合には、偏光板のリワーク作業を行う。そのリワーク作業において偏光板を剥す際に、偏光板全面に付与された粘着層を介して基板へストレスが加わるため、基板が大きく変形してしまう。また、このときにセルギャップを支持しているスペーサ材の移動や塑性変形が発生し、ギャップムラが生じてしまう。
【０００５】
上記問題の対策として、下記特許文献１には、第１の基板と、第２の基板と、第１の基板と第２の基板の間に挟持された液晶組成物と、第１の基板に接着した第１の偏光板と、第２の基板に接着した第２の偏光板と、を備える横電界方式の液晶表示パネルにおいて、第１の基板に第１の偏光板を接着する接着層と、第２の基板に第２の偏光板を接着する接着層の接着強度が１０００ｇ／２０ｍｍを超えない範囲とする事で、ギャップムラを抑制する構成が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、光学フィルム素材の片面又は両面に、官能基濃度が５×１／１０４モル／ｇ以下のアクリル系重合体をベースポリマーとし、剥離側被着体に対する９０度剥離接着力が６００ｇ／２０ｍｍ以下の粘着層を有する構成が開示されている。
【０００７】
その他に、下記特許文献３には、偏光板を液晶表示パネルに貼り合わせる粘着層等の内部に発生する気泡による表示品位の低下を防止するために、液晶表示パネルと偏光板とを枠形状の接着性部材にて貼り合わせる構成が開示されている（図９参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１９２１２号公報
【特許文献２】特開平１０−４４２９１号公報
【特許文献３】実開昭６０−５４１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１、２のように、偏光板を基板に接着する接着剤の接着強度を低くする事で、基板へ加わるストレスを低減させ、偏光板リワーク時におけるギャップムラをある程度抑制することは可能である。
【００１０】
しかしながら、近年、液晶表示パネルの更なる軽量化、薄型化が要求されており、薄いガラス基板や樹脂フィルムを用いた液晶表示パネルが供給されており、薄い基板で形成された液晶表示パネルにおいては、偏光板をはがす際の弱いストレスでも基板が大きく変形してしまう。そこで、偏光板の接着強度をさらに低くする必要があるが、接着強度をあまり小さくしすぎると偏光板の剥がれや信頼性評価試験で温度による収縮等の問題が生じてしまうため、これまで以上に大幅な接着強度の低下は困難である。
【００１１】
更に、薄い基板で形成された液晶表示パネルにおいては、パネル自体の機械的強度が低下してしまうため、リワーク時に偏光板を剥がす際に基板自体が割れてしまうといった問題も新たに生じてしまう。
【００１２】
この他に、パネルサイズが大きくなると、先に述べたギャップムラや基板割れの問題がより顕著となる。
【００１３】
また、上記特許文献３のように、液晶表示パネルと偏光板とを枠形状の接着性部材にて貼り合わせる構成においても、偏光板と基板との接着力は小さくなり偏光板リワーク時のストレスを軽減することができるが、この構成では、偏光板と基板との間に空気層が生じるために、基板及び偏光板と空気層との界面で光の反射や屈折が生じ、コントラスト低下などの問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上述した問題に鑑みなされたものであり、その主たる目的は、基板厚さやパネルサイズに関わらず、偏光板リワーク時におけるギャップムラや基板割れなどの不良を防止することができる光学表示装置、特に、液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するために、本発明の光学表示装置は、光学表示パネルと、前記光学表示パネル表面の少なくとも一方を覆うように配置された光学フィルムと、前記光学フィルムを前記光学表示パネルに固定するための接着層と、を有し、前記接着層は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記光学表示パネルを構成する透明基板よりも外側に配置され、かつ、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間には気体層が無いことを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間に、前記光学表示パネルを構成する透明基板とほぼ同等の屈折率の流動物質が配置された構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６の位置を固定するための接着層１０７を、ＴＦＴ基板１０１外形及び対向基板１０２外形の外周部分に設け、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６とが直接接着していないために、偏光板１０６を剥す際のストレスが表示領域部分へ加わり変形する事を防止し、液晶セルギャップを支持する球状スペーサ１１０や柱状スペーサ１１１等に対してストレスが加わらない。その為に、球状スペーサ１１０の移動によるギャップムラや、球状スペーサ１１０や柱状スペーサ１１１の潰れなどの塑性変形によるギャップムラを防止する効果が得られる。
【００１８】
また、本発明では、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６の位置を固定するための接着層１０７を、ＴＦＴ基板１０１外形及び対向基板１０２外形の外周部分に設け、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と偏光板１０６とが直接接着していないために、偏光板１０６を剥す際のストレスがＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２に直接加わらない。その為に、偏光板を剥すことによる基板割れの問題を低減する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
背景技術で示したように、薄い基板で形成された液晶表示パネルでは、偏光板を剥がす際の弱いストレスでも基板が大きく変形してしまい、その結果、セルギャップを支持しているスペーサ材の移動や塑性変形が発生してギャップムラが生じたり、偏光板を剥がす際に基板自体が割れたりしてしまうという問題が生じる。これらの問題について詳述する。
【００２０】
まず、偏光板リワーク時におけるギャップムラに関して説明する。
【００２１】
単純梁におけるガラス基板の最大たわみ量（δｍａｘ）は、集中荷重をＰ、支持間隔をａ、ガラス断面の幅をｂ、ヤング率をＥ、ガラス断面の厚みをｄとすると、式１のようになり、基板たわみ量は基板厚さの３乗に反比例し、基板が薄くなることにより変形量が大きくなる。
【００２２】
δｍａｘ＝（Ｐ・ａ３）／（４・ｂ・Ｅ・ｄ３） … （式１）
【００２３】
上記関係を確認するために、従来の液晶表示パネルを用いて、単位荷重あたりの変形量を測定した。その結果を図７に示す。図７における基板厚さ（ｔ０．５／ｔ０．４／ｔ０．３／ｔ０．２／ｔ０．１）は、液晶表示パネルを構成するガラス１枚の厚さであり、パネル厚はこのガラス基板厚さの２倍（１．０／０．８／０．６／０．４／０．２ｍｍ）である。また、偏光板は、接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍのものを用いた。また、測定では、対角２．７インチのパネルを長手方向で２辺支持し、パネル中央部分に支持部と平行な辺荷重を加え、負荷速度は０．１ｍｍ／ｓｅｃとした。図７に示す結果は、パネルの最大たわみ量（δmax）と荷重（Ｐ）を測定した結果より求め、ｔ０．５パネルで規格化した値である。
【００２４】
図７の測定結果から、基板厚さが薄くなることで、基板変形量が大きくなる事が分かる。
【００２５】
また、液晶セルを封止するシール材部分でＴＦＴ基板と対向基板は接着されており、表示領域に該当する液晶セルのほぼ中央部分は、シール材からの距離が最も大きくなり、偏光板をはがす際に基板の変形量が最も大きくなる。たとえば、パネルサイズ対角３インチの製品を基準としたとき、対角５インチへ大きくなることにより、単位距離辺りの変形量が４．６倍に増加、対角８インチへ大きくなることにより、単位距離辺りの変形量が１９倍に増加する事が式１により求められる。
【００２６】
即ち、基板厚さが薄くなるほど、また、パネルサイズが大きくなるほど、従来の液晶表示パネルでは偏光板剥がし等のストレスにより基板変形量が大きくなる。
【００２７】
ここで、セルギャップの支持に球状スペーサを用いた場合、球状スペーサは基板表面に強固に固着していない為、基板にストレスが加わり変形することによりセル内部のスペーサへ力が加わり、スペーサが移動してしまう。その結果として球状スペーサ品では、基板厚さが薄くなるほど、また、パネルサイズが大きくなるほど、偏光板リワーク時のストレスによる基板変形量が増加し、スペーサ分布の不均一によるギャップムラ不良が発生しやすくなってしまう。
【００２８】
また、セルギャップの支持に柱状スペーサを用いた場合においては、柱状スペーサは強固に対向基板に固着しているために、先に球状スペーサの場合で述べたようなスペーサが移動する事に起因するギャップ不良は生じない。しかし、一般的に使用される柱状スペーサは感光性のアクリル系材料等からなり、球状スペーサと比較して弾性率が小さい。このため、偏光板を剥がす時の基板変形により、局部的に一部の柱スペーサにストレスが加わると、柱スペーサ材料自身が塑性変形を生じてしまい、その部分がギャップムラとなる。
【００２９】
次に、もう一つの課題である偏光板リワーク時に生じる基板割れに関して説明する。
【００３０】
ガラス基板の最大曲げ応力（σｍａｘ）は、集中荷重をＰ、支持間隔をａ、ガラス断面の幅をｂ、ヤング率をＥ、ガラス断面の厚みをｄとすると、式２のようになり、基板の最大曲げ応力は基板厚さの２乗に反比例しており、基板が薄くなることにより曲げ応力が著しく大きくなり、基板割れが生じやすくなる事が分かる。
【００３１】
σｍａｘ＝（３・Ｐ・ａ）／（ｂ・ｄ２） … （式２）
【００３２】
上記関係を確認するために、従来の液晶表示パネルを用いて、破壊荷重を測定した。その結果を図８に示す。図８における基板厚さ（ｔ０．５／ｔ０．４／ｔ０．３／ｔ０．２／ｔ０．１）は、液晶表示パネルを構成するガラス１枚の厚さを示しており、パネルの厚さはこの基板厚さの２倍（１．０／０．８／０．６／０．４／０．２ｍｍ）である。また、また、偏光板は、接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍのものを用いた。また、測定では、対角２．７インチのパネルを長手方向で２辺支持し、パネル中央部分に支持部と平行な辺荷重を加え、負荷速度は０．１ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００３３】
図８の測定結果からも、基板厚さが薄くなることで、基板が割れやすくなることが分かる。
【００３４】
以上の結果より、偏光板リワークによるギャップムラや基板割れを防止するためには、偏光板と基板の接着力を小さくする事が重要となる。
【００３５】
そこで、本発明では、ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持される液晶材と、前記液晶材を前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に封止する為に設けられたシール材と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の表面を覆うように配置された偏光板と、前記偏光板を前記ＴＦＴ基板と前記対向基板に固定する為の接着層を有する液晶表示パネルにおいて、前記接着層を、前記液晶表示パネル外形の外周部に設け、偏光板を含む表示領域部分には接着層を設けない構成とする。
【００３６】
また、特許文献３のように、偏光板と基板との間に空気層が生じると、基板及び偏光板と空気層との界面で光の反射や屈折が生じ、コントラスト低下などの問題が生じる。そこで、本発明では、上記構成に加えて、偏光板と表示面の界面を密着させるかまたは界面に流動物質を塗布する構成とする。
【００３７】
これにより、基板厚さが薄くなっても、ギャップムラや基板割れを防止することができる。
【００３８】
本発明の効果を確認するために、偏光板リワークを行った際のガラス基板厚さと基板割れ及びギャップムラとの関係について調べた。その結果を表１に示す。なお、従来例では、偏光板の接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍと、約６００ｇ／２０ｍｍの偏光板の２種類を用い、本発明では、後述する第２の実施例に示す構造とした。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１より、従来の構成においては、接着層の接着強度が約２０００ｇ／２０ｍｍの偏光板では、ガラス厚がｔ０．４ｍｍ以下のパネルにおいてギャップムラを生じやすくなり、更にはガラス厚がｔ０．３ｍｍ以下のパネルでは基板割れの問題が生じやすくなる。また、接着層の接着強度が約６００ｇ／２０ｍｍの偏光板では、ガラス厚がｔ０．３ｍｍ以下のパネルにおいてギャップムラを生じやすくなり、更にはガラス厚がｔ０．２ｍｍ以下のパネルでは基板割れの問題が生じやすくなる。
【００４１】
これに対して、本発明の構成においては、ガラス厚がｔ０．３ｍｍ以下のパネルにおいても、ギャップムラや基板割れの問題が発生しておらず、特に、平均約５００ｇ／２０ｍｍの荷重で割れを生じるガラス厚ｔ０．１ｍｍの基板においても、ギャップムラや基板割れの問題が発生しない。
【００４２】
また、本発明の構成では、偏光板とガラス基板を直接接着していないために、いかなるパネルサイズ（式１及び式２の“ａ”に関係）や、ガラス厚（式１及び式２の“ｄ”に関係）においても、式１及び式２の“Ｐ”に該当する基板へのストレスが非常に小さいため、偏光板リワーク時のパネル曲げ応力を極めて小さく抑えることが出来、上述した問題を生じることのない光学表示装置の提供が可能となる。
【実施例１】
【００４３】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図、図２（ｂ）、（ｃ）は、図２（ａ）の部分拡大図である。
【００４４】
図１、図２に示すように、本実施例の液晶表示パネルは、主に、ＴＦＴ基板１０１と、対向基板１０２と、対向基板１０２側の周縁部を囲うように設けられた額縁ブラックマトリクス１０４（以降、額縁ＢＭ１０４と称す。）と、ＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２との間に挟持される液晶材１０５と、液晶材１０５のセルギャップを規定するためにＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２の間に形成されたスペーサ材（図２（ｂ）、（ｃ）参照）と、液晶材１０５をＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２の間に封止する事を目的とし、表示領域外である額縁ＢＭ１０４に重複する位置に形成されたシール材１０３と、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表面を覆い密着する偏光板１０６と、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２と各々の基板表面を覆い密着する偏光板１０６との相対位置を固定するために、表示面の法線方向から見て、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の外周部分に該当する偏光板１０６の周縁部に設けた接着層１０７と、ＴＦＴ基板１０１の端子部分に接続されたフレキシブル基板１０８と、から構成される。
【００４５】
なお、ＴＦＴ基板１０１や対向基板１０２に用いる基材には、ガラス基板やポリエチレンテレフタレート（poly ethylene terephthalate；以降ＰＥＴと称す。）、ポリエチレンナフタレート（poly ethylene naphthalate；以降ＰＥＮと称す。）等の樹脂フィルム等を用いることが可能である。
【００４６】
また、シール材１０３と樹脂ＢＭ１０４は必ずしも重複した位置でなくてもよく、樹脂ＢＭ１０４よりも更に外周側の領域にシール材１０３が形成された構成としても良い。このように、シール材１０３を樹脂ＢＭ１０４の外周に設けることで、光硬化性のシール材料を用いたときに対向基板１０２側からの光照射が可能となる。
【００４７】
また、シール材１０３には、アクリル・エポキシ系の光＋熱硬化型の材料を用い、接着強度は２００００ｇ／２０ｍｍ以上が得られている。接着層１０７の接着強度は、十分な強度を持ちつつ、シール材１０３の接着強度よりも小さくし、偏光板を剥がす際にパネルのシール剥がれが生じない範囲とする必要性があり、５０００〜１００００ｇ／２０ｍｍの範囲とすることが望ましい。接着層１０７の材料としてはアクリル系の材料を用いた。
【００４８】
ここで、偏光板１０６とＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２との間に気泡や空気層が残ってしまうと、空気との屈折率の違いにより、空気層との界面での光の反射や屈折が生じ、黒画面での輝度上昇等の特性低下を招いてしまう。
【００４９】
そこで、本実施例では、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表示領域部分と各々の基板表面を覆う偏光板１０６との間には空気層が無く、密着した構成とした。
【００５０】
次に、第１の実施例の液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００５１】
まず、ＴＦＴ基板１０１の周縁部分にシール材１０３を形成した後に、ＴＦＴ基板１０１と対向基板１０２とを重ね合わせ、両基板間に液晶材１０５を封止して液晶パネルを形成する。
【００５２】
次に、フレキシブル基板１０８をＴＦＴ基板１０１の端子部分に実装する。
【００５３】
次に、ＴＦＴ基板１０１側を覆う偏光板１０６の、フレキシブル基板１０８と接着する部分に、２液性の材料からなる接着層１０７の描画を行う。
【００５４】
次に、液晶パネルを偏光板１０６と所定の位置にアライメントした後に重ね合わせを行い、上記接着層１０７により、フレキシブル基板１０８とＴＦＴ基板１０１を覆う偏光板１０６とを接着する。
【００５５】
次に、対向基板１０２を覆う偏光板１０６の周縁部分に接着層１０７の描画を行う。
【００５６】
次に、ＴＦＴ基板１０１を覆う偏光板１０６の所定の位置にアライメントした後に、圧力ローラーを用いて貼り付けを行い、本発明の第１の実施例の液晶表示装置が完成する。
【００５７】
貼り合わせる方向はフレキシブル基板１０８側を貼り付け開始方向とする。この際、偏光板１０６とＴＦＴ基板１０１との間や、偏光板１０６と対向基板１０２との間に気泡や空気層が入らないように、基板端から空気を押し出しながら貼り付けを行う。
【００５８】
なお、ここでは、偏光板１０６の貼り付けに関して、圧力ローラーを用いた貼り付け方法について説明したが、偏光板１０６とＴＦＴ基板１０１の表示領域部、偏光板１０６と対向基板１０２の表示領域部の間に気泡や空気層が無く、表示領域部の全面が密着するように貼り付けが出来ればよく、例えば真空中で貼り合わせを行っても良い。この場合は、接着層１０７を形成後、真空中で液晶パネルと偏光板１０６を重ね合わせ、大気圧に戻すことで、接着層に囲まれた領域内が真空となり、表示領域部の全面が密着した状態となる。
【００５９】
また、偏光板１０６は少なくとも偏光子と偏光子保護材とからなり、偏光子保護材としては熱可塑性の透明樹脂且つガスバリア性の高い部材を採用する事が望ましく、ＰＥＴやＰＥＮ及びそれらに表面処理を施した材料を使用する事が出来る。
【００６０】
また、偏光板１０６同士が対向し接着する部分に熱可塑性を有するＰＥＴやＰＥＮ等の樹脂材料を用い、熱溶着や超音波溶着といった方式を使用すると、接着材を使用する事なく偏光板同士を接着する事が出来る。この場合、フレキシブル基板の接着部分にもＰＥＴやＰＥＮ等の熱可塑性の樹脂材料を使用すると、同時に溶着する事が可能となり、接着剤のコスト削減や製造コストが削減できる。
【００６１】
また、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表示領域に該当する基板表面と偏光板１０６との間に、剥離性を維持する事を目的とし、経時安定性に優れた流動物質を全面に塗布形成してもよい。基板表面と偏光板１０６との間に流動物質を塗布しておくことで、密着している界面が固着して剥離性が低下する事を防止でき、また流動物質が基板表面と偏光板１０６の双方と近接して密着する事で、結果的に双方の密着を補助する事も可能となる。
【００６２】
この場合に用いる流動物質は、ＴＦＴ基板１０１や対向基板１０２とほぼ同等の屈折率で、光学性能に影響を与えない無色透明な物質が望ましく、屈折率１．４〜１．６程度に調整されたシリコンオイルやシリコンゲル等を用いる事が可能である。
【００６３】
また、接着層１０７に関して２液性の接着剤を用いた製法について説明したが、これに限られるものではなく、アクリル系の光硬化性接着剤やエポキシ系の熱硬化性の接着剤であっても良い。また、接着層１０７の形成についても、ディスペンス方式に限られるものではなく、印刷方式を用いても良い。光硬化性の材料を用いる場合においては、液晶パネルの側壁方向より光照射する事で硬化が可能であり、熱硬化性の材料を用いる場合には、偏光板の耐熱温度よりも低い温度で硬化するエポキシ系の材料等を用いることができる。
【実施例２】
【００６４】
次に、本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００６５】
図３及び図４に示すように、液晶パネルの形成までは前記した第１の実施例と概ね同じであるが、本実施例では、液晶パネル表面を覆う光学フィルムを、偏光板１０６と、偏光板１０６の外側を更に覆う透明フィルム１０９の積層構造とする。また、表示面の法線方向から見て、偏光板１０６と液晶パネルとの位置を固定するための前記接着層１０７を、ＴＦＴ基板１０１外形の外周部分に該当する透明フィルム１０９の周縁部に設け、接着層１０７を配置する領域には偏光板１０６が重複しない構造とする。更に、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２は、透明フィルム１０９と直接接着しない構造とする。
【００６６】
透明フィルム１０９は、可視光及び近紫外線の透過性及びガスバリア性能に優れた熱可塑性の材料であることが望ましく、ＰＥＴやＰＥＮ及びそれらに表面処理を施した材料を使用する事が出来る。
【００６７】
このように透明フィルム１０９に可視光及び近紫外線の透過性に優れた材料を用いることにより、接着層１０７にアクリル系の光硬化性の材料を用いた際に、パネルの正面から効率的に硬化反応を生じさせることが可能となる。
【００６８】
なお、本実施例においても、第１の実施例と同様の製造方法を用いて製造する事が可能である。
【００６９】
また、本発明の第２の実施例においては、接着層１０７を覆う部分が透明フィルム１０９のみであるため、接着層１０７の材料として、光硬化性の材料を用いることが出来、この場合、熱ストレスが生じないというメリットが得られる。
【００７０】
また、偏光板１０６と透明フィルム１０９は接着していなくとも良く、この場合、偏光板のリワークを行う際には透明フィルム１０９のみを剥し交換すればよいため、偏光板１０６は再度利用が可能となる。
【実施例３】
【００７１】
次に、本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本実施例の液晶表示装置の構成を示す平面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００７２】
図５及び図６に示すように、本実施例の構成は前記した第２の実施例と概ね同じであるが、本実施例では、パネル表面を覆う光学フィルムを、透明フィルム１０９と、透明フィルム１０９の外側に配置された偏光板１０６の積層構造とする。また、偏光板１０６が、液晶パネル表面と透明フィルム１０９との間に密封されない構造とする。
【００７３】
偏光板１０６は、一般的に使用されるような全面に粘着層を有するものを使用する事が出来、透明フィルム１０９の外側に通常の偏光板と同様に貼り付けを行うことが出来る。
【００７４】
また、ＴＦＴ基板１０１及び対向基板１０２の表示領域部分と各々の基板表面を覆う透明フィルム１０９との間には空気層が無く、密着した構成とした。
【００７５】
また、本発明の第３の実施例においては、偏光板１０６を透明フィルム１０９の外側に配置したことで、偏光板のリワークは透明フィルム１０９を剥がすことにより可能であるために、リワークによるギャップムラや基板ワレを生じないという効果を得つつ、一般的な偏光板をそのまま使用する事が可能となる。
【００７６】
また、第２の実施例と同様の方法で、透明フィルム１０９のみを先に液晶パネルに貼り付けた後に、偏光板１０６を貼り付けてもよいし、事前に透明フィルム１０９の上に偏光板１０６を貼り付けたものを液晶パネルに貼り付けても良い。
【００７７】
なお、上記各実施例では、液晶パネルの表裏面に偏光板１０６又は偏光板１０６及び透明フィルム１０９を配置する構成としたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、液晶パネルの少なくとも一方の面に偏光板１０６又は偏光板１０６及び透明フィルム１０９を配置する構成としてもよい。
【００７８】
また、本発明の液晶表示装置は、ＴＮ（”Twisted Nematic”の略）方式、ＶＡ（”Virtical Alignment”の略）方式、ＩＰＳ（”In-Plane-Switching”の略）方式等の液晶表示パネルの駆動方式に関係なく、いずれの方式においても、偏光板をはがす際の基板割れやギャップムラを防止するのに有効な手段である。
【００７９】
また、本発明の説明においては、液晶パネルに偏光板を貼り付ける構造について説明したが、反射防止フィルムや保護フィルム、その他の各種フィルム類を貼り付ける際にも応用できる。
【００８０】
更には、有機ＥＬ（electroluminescenceの略）の反射防止フィルム等、液晶表示装置以外の光学表示装置の用途としても応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の活用例としては、液晶表示装置及び有機ＥＬ表示装置といった、薄い板状基板表面を光学フィルムで覆う構成の光学表示装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、図１のＡ−Ａ’断面図及びその部分拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、図３のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の構成を示す図であり、図５のＡ−Ａ’断面図である。
【図７】従来の液晶表示パネルを用いた、単位荷重あたりの変形量の測定結果を示す図である。
【図８】従来の液晶表示パネルを用いた、破壊荷重の測定結果を示す図である。
【図９】従来技術（特許文献３）の液晶表示装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０１ ＴＦＴ基板
１０２ 対向基板
１０３ シール材
１０４ 額縁ＢＭ
１０５ 液晶材
１０６ 偏光板
１０７ 接着層
１０８ フレキシブル基板
１０９ 透明フィルム
１１０ 球状スペーサ
１１１ 柱状スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学表示パネルと、前記光学表示パネル表面の少なくとも一方を覆うように配置された光学フィルムと、前記光学フィルムを前記光学表示パネルに固定するための接着層と、を有し、前記接着層は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記光学表示パネルを構成する透明基板よりも外側に配置され、かつ、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間には気体層が無い、ことを特徴とする光学表示装置。
【請求項２】
前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間に、前記光学表示パネルを構成する透明基板とほぼ同等の屈折率の流動物質が配置された、ことを特徴とする請求項１に記載の光学表示装置。
【請求項３】
前記光学フィルムは、偏光板である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学表示装置。
【請求項４】
前記光学フィルムは、偏光板と前記偏光板よりも外形寸法の大きい透明フィルムとを含み、前記接着層は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記透明フィルムのみの部分に配置された、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学表示装置。
【請求項５】
前記偏光板は、前記光学表示パネルと前記透明フィルムとの間に配置された、ことを特徴とする請求項４に記載の光学表示装置。
【請求項６】
前記透明フィルムは、前記光学表示パネルと前記偏光板との間に配置された、ことを特徴とする請求項４に記載の光学表示装置。
【請求項７】
前記接着層は、熱可塑性の材料からなる、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の光学表示装置。
【請求項８】
前記接着層は、光硬化成分を有する材料からなる、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の光学表示装置。
【請求項９】
前記光学表示パネルは、ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持される液晶材及びスペーサと、前記液晶材を前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に封止する為に設けられたシール材と、を含む液晶パネルである、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の光学表示装置。
【請求項１０】
前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の少なくとも一方の厚さが、０．３ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項９に記載の光学表示装置。
【請求項１】
光学表示パネルと、前記光学表示パネル表面の少なくとも一方を覆うように配置された光学フィルムと、前記光学フィルムを前記光学表示パネルに固定するための接着層と、を有し、前記接着層は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記光学表示パネルを構成する透明基板よりも外側に配置され、かつ、前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間には気体層が無い、ことを特徴とする光学表示装置。
【請求項２】
前記光学フィルムと前記光学表示パネルの表示領域との間に、前記光学表示パネルを構成する透明基板とほぼ同等の屈折率の流動物質が配置された、ことを特徴とする請求項１に記載の光学表示装置。
【請求項３】
前記光学フィルムは、偏光板である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学表示装置。
【請求項４】
前記光学フィルムは、偏光板と前記偏光板よりも外形寸法の大きい透明フィルムとを含み、前記接着層は、前記光学表示パネルの表示面の法線方向から見て、前記透明フィルムのみの部分に配置された、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学表示装置。
【請求項５】
前記偏光板は、前記光学表示パネルと前記透明フィルムとの間に配置された、ことを特徴とする請求項４に記載の光学表示装置。
【請求項６】
前記透明フィルムは、前記光学表示パネルと前記偏光板との間に配置された、ことを特徴とする請求項４に記載の光学表示装置。
【請求項７】
前記接着層は、熱可塑性の材料からなる、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の光学表示装置。
【請求項８】
前記接着層は、光硬化成分を有する材料からなる、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の光学表示装置。
【請求項９】
前記光学表示パネルは、ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持される液晶材及びスペーサと、前記液晶材を前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に封止する為に設けられたシール材と、を含む液晶パネルである、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の光学表示装置。
【請求項１０】
前記ＴＦＴ基板と前記対向基板の少なくとも一方の厚さが、０．３ｍｍ以下である、ことを特徴とする請求項９に記載の光学表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１９２８３８（Ｐ２００９−１９２８３８Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３６９１（Ｐ２００８−３３６９１）
【出願日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＥＣ液晶テクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＥＣ液晶テクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
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