JP2009163037A - 液晶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 可撓性液晶セルの変形による気泡発生を軽減しながら、一体感と多様な機能を維持できる液晶装置を提供する。
【解決手段】 一枚の偏光板21に、プラスチック液晶セル28と、ガラス基板からなるTFT液晶セル27とパッシブ型白黒液晶セル29と、を貼付け、ガラス基板の剛性を利用してプラスチック液晶セル28の変形を軽減した。
【選択図】 図2
【解決手段】 一枚の偏光板21に、プラスチック液晶セル28と、ガラス基板からなるTFT液晶セル27とパッシブ型白黒液晶セル29と、を貼付け、ガラス基板の剛性を利用してプラスチック液晶セル28の変形を軽減した。
【選択図】 図2
Description
本発明は、可撓性液晶セルを備えた液晶装置に関する。
プラスチックフィルム基板からなる可撓性液晶セル(以下プラスチック液晶セルと称する)は、軽量で薄いという性質を活かし携帯電話機の表示パネルとして実用化されている。最近では、割れにくい、曲げられる、平面形状の自由度が高い、という特徴にも注目が集まるようになり様々な応用製品が提案されるようになった。プラスチック液晶セルは、表示パネルとして画像を表示させることばかりでなく、可撓性を有し薄いフィルム状であるという性質を使い、電子機器の一体感の創出や機能の多様化に利用する試みがなされている。例えば、スイッチシート上にプラスチック液晶セルを積層し、その電子装置の動作モードに応じてスイッチ配列の表示内容を切り換えるプログラマブルスイッチにプラスチック液晶セルを使うことがある(例えば特許文献1)。
このプラスチック基板を使った液晶セルは、従来から普及しているガラス基板を使った
液晶セルと基本的に同じ構造である。この様子を図4で説明する。図4は、一般的な液晶セルの分解斜視図である。下基板44上にはシール43と上基板41が積層している。熱硬化性エポキシ接着剤からなるシール43は液晶の注入孔42を有する。上下の基板41、44とシール43から作られる空間に液晶が注入され、その後注入孔42は接着材(図示せず)で封孔される。上下の基板41、44の液晶層側にはITOからなる透明電極(図示せず)が形成されている。液晶層がツイストネマチック液晶であれば上下の基板41、44の外側の面に偏光板(図示せず)が貼り付けられる。複屈折性を利用するSTN液晶等である場合は、上下の基板41、44と偏光板の間に位相差板が追加される。また液晶層が散乱型であれば偏光板は不要となる。
液晶セルと基本的に同じ構造である。この様子を図4で説明する。図4は、一般的な液晶セルの分解斜視図である。下基板44上にはシール43と上基板41が積層している。熱硬化性エポキシ接着剤からなるシール43は液晶の注入孔42を有する。上下の基板41、44とシール43から作られる空間に液晶が注入され、その後注入孔42は接着材(図示せず)で封孔される。上下の基板41、44の液晶層側にはITOからなる透明電極(図示せず)が形成されている。液晶層がツイストネマチック液晶であれば上下の基板41、44の外側の面に偏光板(図示せず)が貼り付けられる。複屈折性を利用するSTN液晶等である場合は、上下の基板41、44と偏光板の間に位相差板が追加される。また液晶層が散乱型であれば偏光板は不要となる。
しかしながら基板41、44をガラスからプラスチックに切り換えると様々な問題が現れる。そのなかで特に大きな問題は、プラスチック基板を通して大気が液晶層に侵入し気泡を発生することである。つまりプラスチック材料はガラスと違いガス透過性があるため常温常圧下でガスが透過する。もし仮に無垢のプラスチック材料だけの基板で液晶セルを作成した場合、ガスが徐々に基板を通して液晶内に溶け込み、液晶内に溶け込んだガスが飽和状態に達してしまうと、落下等の衝撃により液晶装置内に気泡が発生する。
そこで、液晶をプラスチック液晶セルに注入する直前に液晶の真空脱泡やプラスチック基板の真空焼成等を行い液晶やプラスチック基板のガス濃度を低下させておくことや、液晶層にガスが入り込まないようにプラスチック基板の表面にガスバリア層を設ける、という気泡対策を行っている。(例えば特許文献2)
図5において特許文献2で採用したガス侵入対策を説明する。図5は特許文献2の実施例1の液晶装置の断面図である。
まずこの液晶装置の構造を説明する。この液晶装置は、図の下側から反射板58、下側の偏光板57、液晶セル、上側の偏光板57が積層している。液晶セルは、下側のプラスチック基板51、下側の透明電極52、下側の配向膜53、スペーサ54が混入した液晶層56、上側の配向膜53、上側の透明電極52、上側のプラスチック基板51が積層したものであり、両端のシール55で上下のプラスチック基板51を接着している。そして液晶セルの側面にはエポキシ接着剤59が塗布されている。
つぎにこの液晶装置のガス侵入対策を説明する。プラスチック基板51は、ポリカーボネートフィルムを基板支持材とし、両面にEVA(エチレンと酢酸ビニルの共重合体)とフェノキシ樹脂からなる2層のガスバリア層を有している。このガスバリア層で基板表面から液晶層56に侵入しようとするガスを阻止する。液晶セルの側面のエポキシ接着剤59は、プラスチック基板51の切断面やシール55を通して液晶層に侵入しようとするガスを阻止している。
特開昭63−132323号公報
特開2001−221998号公報
前述のようにポリカーボネートのようなプラスチック材料は多孔質であるためガスを溜め込む性質がある。表面のガスバリア層や側面のガスバリア部材が樹脂である場合、高いガスバリア性が望めないので長期的にはプラスチック基板にガスが侵入する。ガスバリア性の高い無機質(酸化シリコンや金属など)のガスバリア層であっても、プラスチック基板上の無機膜にはピンホールやクラックが入り易いので、やはりこれらを通してガスがプラスチック基板に侵入する。プラスチック基板にガスが大量に溜め込まれている場合、液晶セルが変形すると局所的にプラスチック基板の圧力(応力)が高くなり、ガスが液晶層に放出され、液晶層のガス濃度が飽和点を越え気泡が発生する。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、可撓性液晶セルの変形による気泡発生を軽減しながら、一体感と多様な機能を維持できる液晶装置を提供することを目的とする。
本発明は、可撓性基板間に液晶を備え偏光板に貼り付けられた可撓性液晶セルと、可撓性液晶セルと平面方向に並んだ状態で偏光板に貼り付けられた剛性部材とを有することを特徴とするものである。
剛性部材は、剛性を有する基板間に液晶を備えた液晶セルであってもよい。
また、剛性部材は、可撓性液晶セルに比して剛性が高い透明板であってもよい。
さらに、偏光板への押圧を検出するスイッチシートが、前記可撓性液晶セルに積層されていてもよい。
本発明の液晶装置によれば、一枚の偏光板に、プラスチック基板等で構成される可撓性液晶セルと、剛性部材(例えばガラス基板を使った液晶セルやガラス板)とが併置されている。したがって、剛性部材により偏光板が変形し難くなるため、可撓性液晶セルも変形し難くなり、変形にともなう液晶内への気泡発生が軽減される。また、可撓性液晶セルと剛性部材とが一枚の偏光板に貼りつけられているため、メッセージの表示などの機能を可撓性液晶セルと剛性部材とに別々に割り当てて行わせても、表示しながら押圧を伝達するというような可撓性液晶セル特有の機能を持ち、かつ偏光板側からは多様な機能を持った一体感のある液晶装置に見える。
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また縮尺は適宜変更している。
図1から図3を用いて本発明の実施形態を説明する。図1は本実施形態の液晶装置の平面図であり、全表示要素が点灯している状態(a)と、全表示要素が消灯している状態(b)を示している。図2は本実施形態の液晶装置において偏光板とプラスチック液晶セルの貼り付け状況を示す分解斜視図である。図3は本実施形態の液晶装置においてプラスチック液晶セル以外の部材まで含めた積層構造を示す断面図である。
まず図1において本実施形態の液晶装置の使用方法を説明する。(a)のように全ての表示要素を点灯させると、表示要素として保護シート11上に画面12と、複数のスイッチボタン13と、文字表示部14とが現れる。電源オフ時の液晶装置は(b)のようにどの表示要素も現れず、全体が黒い板のように見える。例えば、テレビ画像を画面12に表示する場合、スイッチボタン13のうちいくつかはチャンネル切り替えや音量調整の機能を明示する図形や文字を表示し、残りのスイッチボタン13は点灯しない。点灯したスイッチボタン13を押すと対応した機能が実行される。計算機モードとなった場合は、スイッチボタン13のいくつかはテンキーや演算キーとなり、対応する図形や文字を表示し、使われないスイッチボタン13は点灯しない。同様に点灯したスイッチボタン13を押すと対応した機能が実行される。このようにスイッチボタン13は動作モードに応じて、機能表示が切り替わるのでプラグラマブルキーボードなどと呼ばれる。また文字表示部14は低消費電力で時計などを表示する。
次に図2において偏光板21に貼り付ける部材を説明する。偏光板21の上部には、図1の画面12に対応してガラス基板22、23が積層したTFT液晶セル27が貼り付けられる。TFT液晶セル27は、内面にカラーフィルターを有し、マトリクス状に配列した画素ごとにスイッチング素子として薄膜トランジスタ(thin film transistor)を備え、厚さが0.7mm程度のガラス基板22、23を使用している。偏光板21の中央部には、図1のスイッチボタン13の配列領域に対応してプラスチック基板24、25からなるプラスチック液晶セル28が貼り付けられる。プラスチック液晶セル28の各基板24、25は、ポリカーボネートからなる基板支持材にガスバリア層や透明電極層を有し、厚みが0.1mmである。偏光板21の下部には、図1の文字表示部14に対応してガラス基板26、26aが積層したパッシブ型白黒液晶セル29が貼り付けられる。パッシブ型白黒液晶セル29は、それぞれのガラス基板26、26aの液晶層側に形成されたコモン電極とセグメント電極間に挟まれた液晶層を電圧平均化法で駆動するもので、カラーフィルターやスイッチング素子のない単純な構成で明るい表示体である。このガラス基板26、26aは厚さがそれぞれ0.3mmである。
図3において各表示要素ごとの積層構造を説明する。図3の上部では、図1の画面12に対応して、左側から保護シート11、偏光板21、TFT液晶セル27、偏光板31、バックライト32が積層している。図3の中央部では、図1のスイッチボタン13が配列する領域に対応して、左側から保護シート11、偏光板21、プラスチック液晶セル28、偏光板33、バックライト34、スイッチシート35が積層している。図3の下部では、図1の文字表示部14に対応して、左側から保護シート11、偏光板21、パッシブ型白黒液晶セル29、偏光板36、半透過反射板37、バックライト38が積層している。
図3の各部材を説明する。保護シート11は厚さが0.2mmのポリカーボネイトからなり可撓性がある。偏光板21、31、33、36は、偏光層をTAC(トリアセチルセルロース)で挟んだもので、厚さが0.1から0.2mm程度である。各液晶セル27、28、29は、それぞれの液晶層がTN(ツイストネマティック)となっており、液晶層に電圧を印加していないときに光を透過しないノーマリブラックモードである。このため偏光板21の透過軸と、偏光板31、33、36の透過軸は平行である。バックライト32は、樹脂からなる導光板の側面に取り付けたLED素子が発する光をTFT液晶セル2
7側に出射する。バックライト34は、EL(エレクトロルミネセンス)シートで柔軟性を有する。スイッチシート35は、スイッチボタン13毎に対応するスイッチ素子が配列している。半透過反射板37はハーフミラー板である。バックライト38はELシートである。
7側に出射する。バックライト34は、EL(エレクトロルミネセンス)シートで柔軟性を有する。スイッチシート35は、スイッチボタン13毎に対応するスイッチ素子が配列している。半透過反射板37はハーフミラー板である。バックライト38はELシートである。
図3において各表示要素の機能を説明する。画面12では、高輝度のバックライト32に照射されたコントラストの高いTFT液晶セル27(偏光板21、31を含む)により高画質表示が達成される。あるスイッチボタン13を押すと、まず保護シート11の対応する領域が変形し、続いて偏光板21、プラスチック液晶セル28、偏光板33、バックライト34の対応する領域が変形し、最後に加わった押圧がスイッチシート35の対応するスイッチに伝わる。この押圧でスイッチがオンし、その情報が図示していない制御回路に伝達される。文字表示部14はふつう半透過反射板37の反射機能を使い反射モードで表示している(低消費電力モード)。暗所ではバックライト38を点灯し半透過反射板37の透過機能を使い透過モードで表示する。
本実施形態に係る液晶装置では、プラスチック液晶セル28が貼り付けられた偏光板21を共通にして、ガラス基板を使ったTFT液晶セル27が併置されている。これにより、液晶装置全体の撓む部分が少なくなり剛性が増すので、プラスチック液晶セル28が撓みにくくなる。したがって、プラスチック液晶セル28の液晶層内への気泡発生を抑制することができる。
本実施形態では、偏光板に貼り付ける剛性部材としてガラス基板を使った液晶セルを用いているが、ガラス板などの剛性を有する部材であってもよく、ガラス基板を用いた液晶セルと同様に剛性を増す効果を奏し、プラスチック液晶28への気泡の発生を抑えることができる。
また、2つのセルについて偏光板を共通にしたことにより、視認側からは一体感を持った表示に見える液晶装置とすることができる。
本実施形態では偏光板21にTFT液晶セル27を直に貼り付けているが、TFT液晶セル27の代わりに特殊強化ガラスのような剛性の大きい透明な基板を貼り付け、この基板とTFT液晶セル27を積層させても良い。こうするとTFT液晶セル27が透明基板で保護されるようになる。またこの基板とTFT液晶セル27の間に偏光板を追加すると基板追加にともなうコントラスト低下要因が除去できる。
11 保護シート
12 画面
13 スイッチボタン
14 文字表示部
21、31、33、36、57 偏光板
22、23、26、26a ガラス基板
24、25、51 プラスチック基板
27 TFT液晶セル
28 プラスチック液晶セル
29 パッシブ型白黒液晶セル
32、34、38 バックライト
35 スイッチシート
37 半透過反射板
41、44 基板
42 注入孔
43、55 シール
12 画面
13 スイッチボタン
14 文字表示部
21、31、33、36、57 偏光板
22、23、26、26a ガラス基板
24、25、51 プラスチック基板
27 TFT液晶セル
28 プラスチック液晶セル
29 パッシブ型白黒液晶セル
32、34、38 バックライト
35 スイッチシート
37 半透過反射板
41、44 基板
42 注入孔
43、55 シール
Claims (4)
- 可撓性基板間に液晶を備え偏光板に貼り付けられた可撓性液晶セルと、
当該可撓性液晶セルと平面方向に並んだ状態で前記偏光板に貼り付けられた剛性部材とを有することを特徴とする液晶装置。 - 前記剛性部材が、剛性を有する基板間に液晶を備えた液晶セルであることを特徴とする請求項1記載の液晶装置。
- 前記剛性部材が、前記可撓性液晶セルに比して剛性が高い透明板であることを特徴とする請求項1記載の液晶装置。
- 前記偏光板への押圧を検出するスイッチシートが、前記可撓性液晶セルに積層されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008001180A JP2009163037A (ja) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | 液晶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008001180A JP2009163037A (ja) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | 液晶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009163037A true JP2009163037A (ja) | 2009-07-23 |
Family
ID=40965719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008001180A Pending JP2009163037A (ja) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | 液晶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009163037A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10371977B2 (en) | 2015-04-14 | 2019-08-06 | Samsung Display Co., Ltd. | Flexible display device comprising a plurality of microactivities and a plastic layer having a fixed part and a flexible part |
-
2008
- 2008-01-08 JP JP2008001180A patent/JP2009163037A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10371977B2 (en) | 2015-04-14 | 2019-08-06 | Samsung Display Co., Ltd. | Flexible display device comprising a plurality of microactivities and a plastic layer having a fixed part and a flexible part |
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