(57)【要約】本発明は、液晶層内に気泡が発生するという問題を解消することを可能とする液晶パネルを提供することを目的とする。第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するためにパターン化された領域を有し且つ第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層と、透明導電層のパターン化された領域に設けられた開口部を有することを特徴とする液晶パネル。
2008081678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１プラスチック基板と、
第２プラスチック基板と、
前記第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、
前記液晶層を駆動するためにパターン化された領域を有する、前記第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層と、
前記透明導電層の前記パターン化された領域に設けられた開口部と、
を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記第１及び第２プラスチック基板間に配置されたスペーサを更に有し、
前記開口部は、前記スペーサの周囲に設けられている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記透明導電層は、前記第１プラスチック基板上に配置され且つパターン化された第１領域を有する第１透明導電層と、前記第２プラスチック基板上に配置され且つパターン化された第２領域を有する第２透明導電層とを有し、
前記開口部は、前記第１及び第２透明導電層に設けられている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記第１透明導電層に設けられた前記開口部と、前記第２透明導電層に設けられた前記開口部が互いに対向して配置されている、請求項３に記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記第１透明導電層に設けられた前記開口部と、前記第２透明導電層に設けられた前記開口部が互いに対向しないように配置されている、請求項３に記載の液晶パネル。
【請求項６】
見切り部分を更に有し、
前記見切り部分に配置された前記透明導電層に開口部が設けられている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項７】
前記開口部は、０．１μｍ〜５０μｍの幅を有する、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項８】
前記第１及び第２プラスチック基板において、少なくとも前記液晶層を封入している側に面に配置されたガスバリア層を更に有する、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項９】
前記第１及び第２プラスチック基板のそれぞれの両面に前記ガスバリア層が設けられている、請求項８に記載の液晶パネル。
【請求項１０】
前記パターン化された領域は、２００μｍ角の正方形より大きい、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項１１】
前記開口部は、形状の異なる複数の種類の開口部を含む、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
前記開口部は、不規則に配置されている、請求項１に記載の液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに関し、特にプラスチック基板を用いた液晶パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるプラスチックフィルム基板からなる液晶表示素子は、軽量で薄いという性質を活かすべく、以前から開発が行われている。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。
フィルム基板間に液晶が封入された液晶表示装置において、液晶が封入された領域内への空気の侵入を低減するためにＩＴＯ等の透明導電材料からなる保護膜を設けることが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載される液晶表示装置では、上下のフィルム基板の透明電極同士が対向しない非表示領域に空気透過率の極めて低いＩＴＯなどの無機系の透明な導電材料からなる保護層を設けることによって、フィルム基板からの空気の侵入を低減させ、気泡による表示不良を抑えようとしていた。
【特許文献１】特開２０００−２８４３１０号公報（第２図）
【発明の開示】
【０００３】
図１は、液晶封入領域での気泡の発生を説明するための図である。
図１（ａ）は液晶パネル１が高温状態に置かれた場合を示し、図１（ｂ）は液晶パネル１が低温状態に置かれた場合を示している。
液晶パネル１は、上部層（無機バリア層、偏光板等）２、第１プラスチック基板３、シール部材４、第１透明導電膜５、第２透明導電膜６、第２プラスチック基板７、下部層（無機バリア層、偏光板等）８、及び第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層９等から構成される。
液晶パネル１が高温状態に置かれると、第１及び第２プラスチック基板３、７等を介して、ガスが透明導電膜の隙間から液晶層９へ侵入する（図１（ａ）参照）。また、液晶パネル１が低温状態に戻ると、液晶層９へ侵入したガスは、透明導電膜の隙間から第１及び第２プラスチック基板３、７等を介して、液晶層９外へ排出される（図１（ｂ）参照）。通常、液晶パネル１が、高温状態と低温状態を繰り返す場合、図１（ａ）及び（ｂ）に示すようなガスの移動が生じているものと推測される。なお、液晶層９内に侵入したガスは、直ぐには気泡とはならず、ある程度は液晶層に吸収されるので、飽和量を超える前に排出されれば気泡は発生しないものと考えられる。ただし、液晶パネル１に落下などによる衝撃が加わった場合には、液晶層９内に吸収されていたガスが、気泡となって発生することがある。また、このような液晶層９へのガスの侵入は、プラスチック基板を用いた液晶パネルに特に顕著である。
図２は、気泡が発生しやすい箇所を説明するための図である。
図２（ａ）は液晶パネル１の正面図の一例を示し、図２（ｂ）は液晶パネル１において高温状態と低温状態を繰り返した結果、気泡が発生した例を示す図である。
図２に示す液晶パネル１では、シール部材４の内部に、キャラクター、テンキー等の点灯制御のために、透明導電膜がエッチングされた第１の領域１０と、表示領域を確保する等のために、透明導電膜がエッチングされずに（ベタのままで）残こされている大きなパターン化領域１１を有している。
図１（ａ）及び（ｂ）で説明したように、液晶パネル１が高温状態となると透明導電膜の隙間からガスが液晶層に侵入し、液晶パネル１が低温状態に戻ると透明導電膜の隙間からガスが排出される。したがって、第１の領域１０のように、透明導電膜がエッチングされている領域（透明導電膜の隙間が多い領域）では、ガスが侵入し易いが、同時に排出しやすく、第１の領域１０における液晶層９に気泡が長期間滞留する可能性は低い。
しかしながら、図２（ａ）に示す大きなパターン化領域１１のように、透明導電膜がエッチングされずに残されている領域（透明導電膜がベタ状態で隙間がほとんど無い領域）では、ガスの侵入は頻繁ではないが、一旦ガスが侵入すると排出されにくく、ガスによる気泡１２が発生しやすくなる（図２（ｂ）参照）という問題があった。
そこで、本発明は、液晶層内に気泡が発生するという問題を解消することを可能とする液晶パネルを提供することを目的とする。
また、本発明は、大きなパターン化領域に気泡を発生しにくくする、プラスチック基板を利用した液晶パネルを提供することを目的とする。
本発明に係る液晶パネルは、第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するためにパターン化された領域を有する前記第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層と、パターン化された領域内に設けられた開口部を有することを特徴とする。開口部から液晶層内に侵入したガスを排出され易くし、液晶層内に気泡が発生しにくくなるように構成した。
本発明に係る液晶パネルは、第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するために第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層と、第１及び第２プラスチック基板間に配置されたスペーサと、スペーサの周囲に設けられた前記透明導電層の開口部を有することを特徴とする。スペーサの周囲に設けられた開口部にから液晶層内に侵入したガスを排出され易くし、液晶層内に気泡が発生しにくくなるように構成した。
本発明に係る液晶パネルは、第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するためにパターン化された第１領域を有する第１プラスチック基板上に配置された第１透明導電層と、液晶層を駆動するためにパターン化された第２領域を有する第２プラスチック基板上に配置された第２透明導電層と、パターン化された第１領域及び第２領域内に設けられた開口部を有することを特徴とする。開口部にから液晶層内に侵入したガスを排出され易くし、液晶層内に気泡が発生しにくくなるように構成した。
本発明の液晶パネルは、第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するために、パターン化された領域を有する、第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層とを備えた液晶パネルであって、第１および第２のプラスチック基板における少なくとも液晶層を封入している側の面には、ガスバリア層が形成され、透明導電層のパターン化された領域内に開口部を設けることを特徴とする。
さらに、本発明の液晶パネルでは、第１および第２のプラスチック基板におけるそれぞれ両面に、ガスバリア層が形成されていることが好ましい。
さらに、本発明の液晶パネルでは、パターン化された領域は約２００μｍ角の正方形より大きいことが好ましい。
さらに、本発明の液晶パネルでは、開口部が約１００μｍより小さいことが好ましい。
さらに、本発明の液晶パネルでは、第１及び第２プラスチック基板のそれぞれ両方の透明導電層に開口部を設けたことが好ましい。
さらに、本発明の液晶パネルでは、第１及び第２プラスチック基板間にスペーサを配置し、前記スペーサの周囲に透明導電層の開口部を設けることが好ましい。
本発明に係る液晶パネルは、第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するために、パターン化された領域を有する、第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層とを備えた液晶パネルであって、パターン化された領域内に複数の開口部を設け、複数の開口部の形状が複数の種類あることを特徴とする。
本発明に係る液晶パネルは、第１プラスチック基板と、第２プラスチック基板と、第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、液晶層を駆動するために、パターン化された領域を有する、第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層とを備えた液晶パネルであって、パターン化された領域内に複数の開口部を設け、開口部の位置が不規則であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る液晶パネルでは、第１及び第２プラスチック基板のそれぞれ両方に透明導電層を設け、各々の両方の透明導電層に開口部を設けることが好ましい。
さらに、本発明に係る液晶パネルでは、第１及び第２プラスチック基板間にスペーサを配置し、スペーサの周囲に透明導電層の開口部を設けることが好ましい。
本発明に係る液晶パネルでは、大きなパターン化領域内に開口部を設けたので、開口部からガスが排出され、液晶層内に気泡が発生することを防止することが可能となった。
本発明の液晶パネルは、プラスチックフィルムなど可撓性がある一方でガス透過性も持っている基板を使った液晶パネルであっても、ガス透過率がそれほど小さくないガスバリア層を基板支持材の両面に設け且つ比較的広い領域を占め透明電極材料からなるベタ領域にガスを通過させる開口を設けたので、液晶層内の状態を平衡状態に向かって緩やかに変化させ、ベタ領域と平面的に重なる液晶層内に発生した気泡を消滅させることが可能となった。
本発明に係る液晶パネルでは、大きなパターン化領域内に開口部を設けたので、開口部を設けることで基板側へのガス吸収を促進して、開口部にから液晶層内に侵入したガスを排出され易くし、液晶層内に気泡の発生を防ぐことが可能となった。
本発明に係る液晶パネルでは、開口部の配置を不規則に、ランダム配置にしたことによって、電極や開口部の背後に配置されるカラーフィルタ等の周期性と関係によって発生する干渉縞の発生を抑えることが可能となった。
透明導電層に開口部を設けることによって、液晶パネルを製造する工程において、第１及び第２プラスチック基板間に液晶層を封入する前に、第１及び第２プラスチック基板を焼成する工程を設ければ、第１及び第２プラスチック基板内に潜在的に存在していたガスを透明電極層の開口部から基板外へ追い出すことも可能となる。このように、第１及び第２プラスチック基板内に潜在的に存在していたガスを少なくしておくことによって、液晶層を注入した後も、液晶層内へ進入するガスの絶対量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１（ａ）は高温状態の液晶パネルの例を示す図であり、図１（ｂ）は低温状態の液晶パネルの例を示す図である。
図２（ａ）は液晶パネルの正面図の一例を示す図であり、図２（ｂ）は気泡が発生した液晶パネルの例を示す図である。
図３（ａ）は本発明に係る液晶パネル１１０を含む表示装置１００の正面図を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の断面図である。
図４（ａ）は表示装置１００に遮光テープを設けた例を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の断面図である。
図５（ａ）は第１透明電極パターン１２０における細孔の配置例を示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に対応した第２透明電極パターン１２１における細孔の配置例を示す図であり、図５（ｃ）は第１透明電極パターン１２０における細孔の他の配置例を示す図であり、図５（ｄ）は図５（ｃ）に対応した第２透明電極パターン１２１における細孔の配置例を示す図である。
図６は、細孔部分に作用する横電界を説明するための図である。
図７（ａ）は液晶パネルの断面図であり、図７（ｂ）はスペーサの斜視図である。
図８は、周辺領域の他の利用方法を説明するための図である。
図９（ａ）は本発明に係る液晶パネル３１０を含む表示装置３００の正面図を示す図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の断面図である。
図１０（ａ）は表示装置３００に遮光テープを設けた例を示す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の断面図である。
図１１（ａ）は本発明に係る液晶パネル４１０を含む表示装置４００の正面図を示す図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の断面図である。
図１２（ａ）は表示装置４００に遮光テープを設けた例を示す図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の断面図である。
図１３（ａ）は細孔とスペーサの配置例を示す図であり、図１３（ｂ）は細孔とスペーサの他の配置例を示す図であり、図１３（ｃ）は細孔とスペーサの更に他の配置例を示す図であり、図１３（ｄ）は細孔とスペーサの更に他の配置例を示す図である。
図１４（ａ）は細孔の他の配置例を示す図であり、図１４（ｂ）は細孔の更に他の配置例を示す図であり、図１４（ｃ）は細孔の更に他の配置例を示す図であり、図１４（ｄ）は細孔の更に他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下図面を参照して、本発明に係る液晶パネルについて説明する。
図３は、本発明に係る液晶パネル１１０を含む表示装置１００の概要構成を示す図である。
図３（ａ）は表示装置１００の表面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡＡ´断面図を示している。なお、説明のために、縮尺が実際と異なる場合がある点に留意されたい。
図３に示すように、表示装置１００は、液晶パネル１１０、枠体１１１、液晶パネル１１０と枠体１１１を接着させるための接着層１１２、表示部１５０等から構成されている。
液晶パネル１１０は、オーバーレイ（最外層）１０１、第１プラスチック基板１０２、シール部材１０４、第２プラスチック基板１０６、第１及び第２プラスチック基板間の間隔を保持するために複数配置されたスペーサ１０７、第１及び第２プラスチック基板とシール部材間に封入された液晶層１０９等を有している。また、第１プラスチック基板１０２上には第１透明電極パターン１２０及び第１の配向膜１０３が形成され、第２プラスチック基板１０６上には第２透明電極パターン１２１及び第２の配向膜１０５が形成されている。液晶層１０９には、一般的に用いられているＴＮ（ツイステッドネマティック）液晶等が用いられる。
第１及び第２プラスチック基板１０２、１０６は、可撓性であって、厚さ１００μｍのポリカーボネイト樹脂によって形成されている。しかしながら、第１及び第２プラスチック基板１０２、１０６は、これに限定されるものではなく、変性アクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ノルボルテン樹脂等であっても良く、また厚さも５０μｍ〜２５０μｍとすることができる。
第１及び第２透明電極パターン１２０及び１２１は、第１プラスチック基板１０２及び１０６上に、それぞれスパッタリング法によって厚さ約０．０３μｍのＩＴＯから構成された透明導電膜を蒸着し、その後エッチングによって不要な部分を除去することによってパターン化されている。また、第１及び第２透明電極パターン１２０及び１２１は、表示部１５０に対応した第１パターン化領域１３０、キャラクターパターン１３１及び図形型パターン１３２等を含む第２パターン化領域１３３、第１及び第２領域の周囲に配置された第３パターン化領域１３４を有している。なお、各パターン化領域等へは配線が施され、表示装置１００の表示駆動制御部（不図示）から所定の電圧が印加されるように構成されているが、図３においては、それらの表示を省略している。また、液晶パネル１１０では、第１及び第２透明電極パターン１２０及び１２１は同じ形状にパターン化されているものとする。ここで、第１及び第２透明電極パターン１２０及び１２１のどちらか一方は形状がパターン化されていないベタのままであっても良い。さらに、図３（ａ）において、第２パターン化領域１３３に記載したパターンは一例であって、他の形状及びマトリックス状のパターン等を設けても良い。
液晶パネル１１０では、第１及び第２透明電極パターン間に所定の電圧が印加されることによって、液晶層は透過モードと非透過モードに切換わるように構成されている。
第１パターン化領域１３０に、所定の電圧を印加することによって、その部分の液晶層１０９は透過モードに切り換えられ、液晶パネル１１０の背後に配置されている表示部１５０の表示内容が視認され得る状態とすることができる。
また、領域１３３に対応する複数のパターン（Ａ、Ｂ、Ｃ、円形のボタン形状等）に所定の電圧を印加することによって、その部分の液晶層１０９が透過モード又は非透過モードとなって、キャラクター、図形等の形状が視認され得るように表示される。
図４は、表示装置１００に遮光テープを設けた例を示す図である。
図４（ａ）は表示装置１００の表面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡＡ´断面図を示している。なお、説明のために、縮尺が実際と異なる場合がある点に留意されたい。また、図４（ａ）では、便宜上、シール部材４を省略して示している。
遮光テープ１６０は、液晶パネル１１０のオーバーレイ１１０上に、実質的に表示や操作に寄与しない液晶パネル１１０の周辺部（見切り部分）を覆うように貼付した。
次に、本発明に係る液晶パネル１１０において気泡の発生を防止するための構成について説明する。
図１及び図２で説明したように、通常であれば、透明導電膜がエッチングされずに残されている領域（透明導電膜がベタ状態で隙間がほとんど無い領域）である第１パターン化領域１３０に対応する液晶層１０９では、ガスの侵入は頻繁ではないが、一旦ガスが侵入すると排出されにくく、ガスによる気泡が発生しやすくなる。この領域に気泡が発生すると、気泡によって、表示部１５０の表示内容を透過させる場合等に鮮明な表示の障害となって好ましくない。
したがって、第１パターン化領域１３０内全体に開口部として細孔１４１を設け、細孔１４１を介して液晶層１０９に侵入したガスを排出させ易くしている。図３（ａ）に第１パターン化領域１３０の一部拡大部分１４０を示す。一部拡大部分１４０に示すように、透明導電膜に複数の直径Ｒの細孔１４１が設けられている。液晶パネル１１０では、細孔１４１の直径Ｒを１０μｍとしたが、細孔の直径は、５０μｍ〜０．１μｍの範囲内で好ましい値を選択することが可能である。１００μｍ程度の大きさの細孔は、人間の眼で認識できる可能性があるので、細孔の直径Ｒの上限を５０μｍとした。また、気泡は細孔が小さくても充分排出することが可能であるので、ステッパー露光等で露光することができる０．１μｍを直径Ｒの下限とした。
ところで、第１パターン化領域１３０に設けたガス排出用の細孔１４１は、円形形状である必要はなく、多角形形状、スリット形状等の開口部であっても良い。しかしながら、人間の眼で認識されないような大きさと形であることが好ましい。
領域１３３には、キャラクター、図形等の形状に合わせた複数のパターン１３１、１３２が形成されていることから、透明導電膜に多くの開口部が存在し、それらで十分にガスの排出が行えることから、細孔は設けられていない。しかしながら、領域１３３に、細孔を設けるようにしても良い。
第３パターン化領域１３４は、第１パターン化領域１３０の周囲領域であって、遮光シール１６０に隠れてしまう見切り部分であるので、この部分に対応する液晶層１０９に気泡が仮に発生したとしても大きな問題にならない可能性が高い。しかしながら、第１パターン化領域１３０に隣接していることから、第３パターン化領域１３４からガスが排出されれば、それだけ第１パターン化領域１３０にガスが蓄積される可能性が低くなる。そこで、第３パターン化領域１３４にも、第１パターン化領域１３０と同様に、全体に細孔１４３を設け、細孔１４３を介して液晶層１０９に侵入したガスを排出させ易くしている。図３（ａ）に第３パターン化領域１３４の一部拡大部分１４２を示す。細孔１４３の直径等については、第１パターン化領域１３０の場合と同様である。
図３及び４に示したように、通常であれば、透明導電膜がエッチングされずに残されている領域（透明導電膜がベタ状態で隙間がほとんど無い領域）である第１パターン化領域１３０及びその周囲に配置された第３パターン化領域１３４内に、液晶層１０９に侵入したガスを排出するための開口部を設けたので、ガスの蓄積が少なく、気泡の発生を防止した液晶パネル１１０を構成することが可能となった。
なお、一般に視認できる画素サイズ、つまりパターン化された領域は概ね２００μｍ角の正方形より大きい。これより狭い透明電極材料からなる領域は配線などであり、透明電極材料のない領域と平面的に隣接している。このため、ここに発生した気泡は透明電極材料からなる領域の間隙を通じて基板支持材に移動できる。また概ね直径が１００μｍ程度の気泡から外観上の問題となることが多いので、パターン化された領域は概ね２００μｍ角の正方形より大きい場合に開口部を設けるとよい。
前述のように外観上問題となる表示欠陥が概ね直径１００μｍなので、開口部も概ね１００μｍ角の正方形より小さくするが好ましくなる。最小サイズは製造装置の性能に依存するが数μｍでも良い。開口径が小さい場合は開口部の数を大きくすることが好ましい。
図５は、細孔の配置例を示す図である。
図５（ａ）及び（ｂ）は液晶パネル１１０における細孔の配置例を示し、図５（ｃ）及び（ｄ）は細孔の配置の他の例を示したものである。
図５（ａ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔１４１の配置例を示している。また、図５（ｂ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第２透明電極パターン１２１に設けられた細孔１４６の配置例を示している。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、細孔の位置は第１及び第２透明電極パターンで完全に一対一に向かい合うように配置されている。細孔が存在する部分では液晶層１０９に正確に電圧が印加できないことから、液晶層１０９の透過モード及び非透過モードの切替制御を行うことできない。そこで、制御できない箇所をできるだけ少なくするために、第１及び第２透明電極パターン１２０、１２１で完全に一対一に向かい合うように細孔を配置した。
図５（ｃ）は、他の液晶パネルにおける第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔１４１の配置例を示している。また、図５（ｄ）は、他の液晶パネルにおける第１パターン化領域１３０に対応した第２透明電極パターン１２１に設けられた細孔１４６の配置例を示している。図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、細孔の位置は第１及び第２透明電極パターンで一対一に向かい合わないように配置されている。細孔に直径が１０μｍ〜１μｍの場合、細孔に対向する位置に透明電極が存在すると横電界が作用して、細孔の部分の液晶層１０９を制御することができるようになる。そこで、特に、細孔の直径Ｒが小さい場合には、第１及び第２透明電極パターン１２０、１２１の細孔を互い違いに配置して、完全に一対一に向かい合わないように細孔を配置した。
上記の例において、第１及び第２透明電極パターン１２０、１２１の両方に細孔を設けたが、一方の側にのみ細孔を設けることも可能である。
図６は、細孔部分に作用する横電界を説明するための図である。
第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔１４１と、細孔１４１に対向した第２透明電極パターン１２１との間に図中において２０１として示すような電気力線が発生したような横電界が働き、細孔１４１が存在しても、この部分の液晶層１０９の透過モード及び非透過モードの切替制御を行うことができるようになる。
同様に、第１パターン化領域１３０に対応した第２透明電極パターン１２１に設けられた細孔１４６と、細孔１４６に対向した第１透明電極パターン１２０との間に図中において２０２として示すような電気力線が発生したような横電界が働き、細孔１４６が存在しても、この部分の液晶層１０９の透過モード及び非透過モードの切替制御を行うことができるようになる。
図７は、更に他の細孔の配置例を示す図である。
図７（ａ）は液晶パネルの断面図を示し、図７（ｂ）はスペーサの斜視図を示している。
前述したように、細孔を設けた部分は（特に、細孔の直径Ｒが１０μｍ〜５０μｍの場合）、液晶層１０９に正確に電圧が印加できないことから、液晶層１０９の透過モード及び非透過モードの切替制御を行うことできない。また、液晶パネルでは、プラスチック基板間の厚さを保持するために複数のスペーサ１０７を設けているが、スペーサ１０７の部分も同様に、液晶層１０９の透過モード及び非透過モードの切替制御に寄与することが難しい。そこで、図７の例では、スペーサ１０７の周囲に細孔を設け、細孔内にスペーサを配置するように構成した。この結果、細孔自体の形状は、ドーナツ型となるが、細孔の形状はドーナツ型に限定される必要はなく、他の形状であっても良い。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１パターン化領域１３０に対応した第２透明電極パターン１２１に設けられた細孔１４６内に、第１透明電極パターン１２０と第１プラスチック基板１０６に接着されるようにスペーサ１０７を配置した。このような構成によって、細孔１４６からガスが排出される上に、元々利用することが困難であった、スペーサ１０７の近傍を有効利用することが可能となった。なお、図７（ｂ）では、スペーサ１０７と接着している第１透明電極パターン１２０及び１０２を省略している。上記の例において、第１透明電極パターン１２０に細孔を設けたが、第２透明電極パターン１２１にも同様に細孔を設けることも可能である。
図８は、周辺領域の他の利用方法を説明するための図である。
図３及び図４において、第１パターン化領域１３０の周囲領域である第３パターン化領域１３４に細孔を設けた。しかしながら、図８の変形例では、第１パターン化領域１３０の周囲領域に、気泡を排出するための領域１８０を配置した。また領域１８０の一部にダミーの透明電極膜１７０及び１７１を設けた。
液晶層１０９に侵入したガス１９０は、液晶層１０９内のセルギップ（基板間の大きさ）の大きい部分へ移動し易い性格を有している。そこで、第１パターン化領域１３０の周囲に、透明導電膜も配向膜も有していない部分を有する領域１８０を配置すると、液晶層１０９内に侵入したガス１９０が領域１８０に集まる。（矢印Ｂ参照）。集められた気泡は、透明導電膜も配向膜もないことから、プラスチック基板から液晶層１０９外へ排出される。なお、領域１８０は、遮光シール１６０の下部の見切り領域に設けていることから、この部分に仮に気泡が残留しても、液晶パネル１１０の機能を損なう可能性が低い。
図８の構成は、図３及び図４に示す液晶パネル１１０の第３パターン化領域１３４の代わりに用いることが可能である。
図９は、本発明に係る他の液晶パネル３１０を含む他の表示装置３００の概要構成を示す図である。
図９（ａ）は表示装置３００の表面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡＡ´断面図を示している。なお、説明のために、縮尺が実際と異なる場合がある点に留意されたい。
図９において、図３と同じ構成には同じ番号を付して、説明を省略する。図９に示す液晶パネル３１０と図３に示す液晶パネル１１０との差異は、図９に示す液晶パネル３１０がガスバリア層を有している点のみである。即ち、液晶パネル３１０の第１プラスチック基板１０２の視認側に第１ガスバリア層３０１、第１プラスチック基板１０２の液晶層１０９側には第２ガスバリア層３０２が設けられ、第２プラスチック基板１０６の液晶層１０９側には第３ガスバリア層３０３、第２プラスチック基板１０６の表示部１５０側には第４ガスバリア層３０４が設けられている。
ここで、ガスバリア層は第１プラスチック基板１０２と第２プラスチック基板１０６の、それぞれ両面に形成されているが、液晶層１０９側の面、つまり内側の面だけに、ガスバリア層３０２及び３０３のみを形成しても充分な効果が得られる。
液晶パネル３１０でも、第１及び第２透明電極パターン間に所定の電圧が印加されることによって、液晶層は透過モードと非透過モードに切換わるように構成されている点は、液晶パネル１１０と同じである。
図１０は、表示装置３００に遮光テープを設けた例を示す図である。
図１０（ａ）は表示装置３００の表面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡＡ´断面図を示している。なお、説明のために、縮尺が実際と異なる場合がある点に留意されたい。また、図１０（ａ）では、便宜上、シール部材４を省略して示している。
遮光テープ１６０を、液晶パネル３１０のオーバーレイ１０１上に、実質的に表示や操作に寄与しない液晶パネル３１０の周辺部（見切り部分）を覆うように貼付する点は、図４に示した例と同じである。
以下、液晶パネル３１０に用いられるガスバリア層３０１〜３０４について説明する。
液晶パネル３１０には、無機材料及び有機材料の何れのガスバリア層でも利用することができる。可撓性基板の面にガスバリア層を配置する場合、無機材料であると折り曲げによってガスバリア層が破損しないようにさせるため、ガスバリア層の厚さを数１００オングストローム程度にしている。これは一般に充分なガスバリアー能力と言われている厚さの１／１０程度であり、基板内へのガスの浸入を遮断するのには十分とは言えない。
また可撓性基板の可撓性を確保するには有機物からなるガスバリア層が有効であるが、ガス透過率はそれほど小さくはない。このため少量のガスが液晶層と可撓性基板の間を行き来する。一般に液晶層内のガス濃度と基板支持材のガス濃度と大気との間が平衡状態にあるとき液晶層内に気泡は発生しないので、温度の上昇や衝撃などでいったん発生した気泡は、一部が液晶層に溶解し、パターン化された領域の透明導電膜層が広い場合、透明導電膜層の開口部を通って基板に吸収される。この際ガスバリア層は、ガス透過率がそれほど小さくないので、ゆっくりではあるが長期とは言えない程度でガスを液晶層側から基板に通過させる。同様に大気と基板の間でもゆっくりと熱平衡に向う。
以上のように、液晶パネル３１０に利用されるガスバリア層３０１〜３０４は、ガス交換を緩やかにするよう機能する。またガスバリア層３０１〜３０４は、例えば基板支持材が一時的に変形しガスを噴出しやすくなった状態のように基板側から急激にガスが液晶層に流入しようとした場合、液晶層へのガスの移動が弱まり気泡発生を防ぐという機能もある。
本発明に係る液晶パネル３１０において気泡の発生を防止する機能は前述した液晶パネル１１０と同様であるので、ここではその説明を省略する。
なお、液晶パネル３１０における細孔１４１及び１４６の配置例は、図５（ａ）及び（ｂ）に示したものと同様である。また、前述したように、液晶パネル３１０における細孔１４１及び１４６を、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように配置することも可能である。なお、その場合に、細孔部分に作用する横電界についても、図６において説明した通りである。さらに、液晶パネル３１０において、第１及び第２透明電極パターン１２０、１２１の両方に細孔を設けずに、一方にのみ細孔を設けることも可能である。
さらに、液晶パネル３１０において、図７に示したように、スペーサ１０７の周囲に細孔を設けるように構成することもできる。その場合、細孔の形状はドーナツ型となるが、細孔の形状はドーナツ型に限定される必要はなく、他の形状であっても良い。
図１１は、本発明に係る更に他の液晶パネル４１０を含む更に他の表示装置４００の概要構成を示す図である。
図１１（ａ）は表示装置４００の表面図を示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＡＡ´断面図を示している。なお、説明のために、縮尺が実際と異なる場合がある点に留意されたい。
図１１において、図３と同じ構成には同じ番号を付して、説明を省略する。図１１に示す液晶パネル４１０と図３に示す液晶パネル１１０との差異は、図１１に示す液晶パネル４１０においては、透明導電膜１２０に複数の直径Ｒの細孔４２１が不規則な位置に設けられている点である。
液晶パネル４１０でも、第１及び第２透明電極パターン間に所定の電圧が印加されることによって、液晶層は透過モードと非透過モードに切換わるように構成されている点は、液晶パネル１１０と同じである。
図１２は、表示装置４００に遮光テープを設けた例を示す図である。
図１２（ａ）は表示装置４００の表面図を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）におけるＡＡ´断面図を示している。なお、説明のために、縮尺が実際と異なる場合がある点に留意されたい。また、図１２（ａ）では、便宜上、シール部材４を省略して示している。
遮光テープ１６０を、液晶パネル４１０のオーバーレイ１０１上に、実質的に表示や操作に寄与しない液晶パネル４１０の周辺部（見切り部分）を覆うように貼付する点は、図４に示した例と同じである。
本発明に係る液晶パネル４１０において気泡の発生を防止する機能は、前述した液晶パネル１１０と同様であるので、ここではその説明を省略する。
図１１（ａ）に第３パターン化領域１３４の一部拡大部分４２２を示す。細孔４２３の直径等については、第１パターン化領域１３０の場合と同様である。第３パターン化領域１３４については、表示に寄与しない領域であるためより大きい細孔を設けることがより好ましい。
また、第１パターン化領域１３０の開口部である細孔４２１をランダム配置にしたことにより、背後に設置される表示体のもつ発光周期性によらず干渉縞の発生しない光学シャッターとして機能することが可能となった。
図１３は、細孔の配置例を示す図である。
図１３（ａ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔４２１およびスペーサ１０７の配置例を示している。図１３（ａ）に示すように、細４２１孔の位置は単調ピッチ間隔に配置されずにランダムに配置されている。このような構成とすることで、細孔４２１近傍における液晶層の立ち上がりムラの周期性と、背後に設置される表示体、例えばカラーフィルタ等の発光周期性とのマッチングで発生する干渉縞を防止することが可能となった。
図１３（ｂ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔４２１およびスペーサ１０７の他の配置例を示している。図１３（ｂ）に示すように、細孔４２１およびスペーサ１０７の位置は単調ピッチ間隔に配置されずにランダムに配置されている。このような構成とすることで、細孔４２１及びスペーサ１０７の周期性と背後に設置される表示体の発光周期性とのマッチングで発生する干渉縞を防止することが可能となった。なお、図１３（ｂ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。
図１３（ｃ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔４２１およびスペーサ１０７の更に他の配置例を示している。図１３（ｃ）に示すように、細孔４２１の形状は２種類存在し、位置は単調ピッチ間隔に配置されずにランダムに配置されている。このような構成とすることで、細孔近傍における点灯時の液晶層の立ち上がりムラの周期性と背後に設置される表示体の発光周期性とのマッチングで発生する干渉縞をより防止することが可能となった。なお、図１３（ｃ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。
図１３（ｄ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔４２１およびスペーサ１０７の更に他の配置例を示している。図１３（ｄ）に示すように、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔４２１内に、スペーサ１０７を配置した。このような構成によって、細孔４２１からガスが排出される上に、元々利用することが困難であった、スペーサ１０７の近傍を有効利用することが可能となった。なお、図１３（ｄ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。
上記の図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の各例において、第１プラスチック基板上の第１透明電極パターンに細孔を設けたが、第２プラスチック基板上の第２透明電極パターンにも同様の細孔を設けることも可能である。当然ながら、第１透明電極パターンと第２透明電極パターンの両方に細孔を設けても良い。その際、第１および第２透明電極パターンに設けた両方の細孔について、形状の種類を複数にしたり、配置位置を不規則にしたりすることは、片方の透明電極パターンについてのみ細孔を設けるよりも効果的である。
細孔部分に作用する横電界については前述した通りである。
ここで用いたスペーサ１０７は液晶パネル１１０で用いたスペーサと同様なものを使用することができる。
図１４は、他の細孔の配置例を示す図である。
図１４（ａ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔の他の配置例を示している。図１４（ａ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。なお、図１４（ａ）にはスペーサ１０７は示していないが、スペーサ１０７はランダム又は周期的には適宜配置することができる。図１４（ａ）に示す例では、長溝状の細孔５００が所定間隔で第１透明電極パターン１２０上に配置されている。また、長溝状の細孔５００の長手方向の長さは適宜設定することができる。図１４（ａ）に示す例でも、細孔５００から液晶層１０９に侵入したガスを排出することができるので、ガスの蓄積が少なく、気泡の発生を防止した液晶パネル４１０を構成することが可能となる。
図１４（ｂ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔の更に他の配置例を示している。図１４（ｂ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。なお、図１４（ｂ）にはスペーサ１０７は示していないが、スペーサ１０７はランダム又は周期的には適宜配置することができる。図１４（ｂ）に示す例では、長溝状の細孔５００が不定間隔で第１透明電極パターン１２０上に配置されている。また、長溝状の細孔５００の長手方向の長さは適宜設定することができる。図１４（ｂ）に示す例でも、細孔５００から液晶層１０９に侵入したガスを排出することができるので、ガスの蓄積が少なく、気泡の発生を防止した液晶パネル４１０を構成することが可能となる。
図１４（ｃ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔の更に他の配置例を示している。図１４（ｃ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。なお、図１４（ｃ）にはスペーサ１０７は示していないが、スペーサ１０７はランダム又は周期的には適宜配置することができる。図１４（ｃ）に示す例では、所定間隔で配置された長溝状の細孔５００と、長溝状の細孔５００の間に配置された長方形の細孔５０１が第１透明電極パターン１２０上に配置されている。また、長溝状の細孔５００の長手方向の長さ及び長方形の細孔５０１の大きさは適宜設定することができる。図１４（ｃ）に示す例でも、細孔５００及び５０１から液晶層１０９に侵入したガスを排出することができるので、ガスの蓄積が少なく、気泡の発生を防止した液晶パネル４１０を構成することが可能となる。
図１４（ｄ）は、第１パターン化領域１３０に対応した第１透明電極パターン１２０に設けられた細孔の更に他の配置例を示している。図１４（ｄ）に示す配置例は、図１３（ａ）に示す配置例の代わりに、液晶パネル４１０において用いることができる。なお、図１４（ｄ）にはスペーサ１０７は示していないが、スペーサ１０７はランダム又は周期的には適宜配置することができる。図１４（ｄ）に示す例では、所定間隔で配置された非直線形状の細孔５０２が第１透明電極パターン１２０上に所定間隔で配置されている。また、非直線形状の細孔５０２の長手方向の長さ及び大きさは適宜設定することができる。図１４（ｄ）に示す例でも、細孔５０２から液晶層１０９に侵入したガスを排出することができるので、ガスの蓄積が少なく、気泡の発生を防止した液晶パネル４１０を構成することが可能となる。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
2008081678.tif 000004
【図２（ａ）】
2008081678.tif 000005
【図２（ｂ）】
2008081678.tif 000006
【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
2008081678.tif 000008
【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
2008081678.tif 000010
【図５（ａ）】
2008081678.tif 000011
【図５（ｂ）】
2008081678.tif 000012
【図５（ｃ）】
2008081678.tif 000013
【図５（ｄ）】
2008081678.tif 000014
【図６】
2008081678.tif 000015
【図７（ａ）】
2008081678.tif 000016
【図７（ｂ）】
2008081678.tif 000017
【図８】
2008081678.tif 000018
【図９（ａ）】
2008081678.tif 000019
【図９（ｂ）】
2008081678.tif 000020
【図１０（ａ）】
2008081678.tif 000021
【図１０（ｂ）】
2008081678.tif 000022
【図１１（ａ）】
2008081678.tif 000023
【図１１（ｂ）】
2008081678.tif 000024
【図１２（ａ）】
2008081678.tif 000025
【図１２（ｂ）】
2008081678.tif 000026
【図１３（ａ）】
2008081678.tif 000027
【図１３（ｂ）】
2008081678.tif 000028
【図１３（ｃ）】
2008081678.tif 000029
【図１３（ｄ）】
2008081678.tif 000030
【図１４（ａ）】
2008081678.tif 000031
【図１４（ｂ）】
2008081678.tif 000032
【図１４（ｃ）】
2008081678.tif 000033
【図１４（ｄ）】
2008081678.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月19日(2008.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１プラスチック基板と、
第２プラスチック基板と、
前記第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層と、
前記液晶層を駆動するためにパターン化された領域を有する、前記第１又は第２プラスチック基板上に配置された透明導電層と、
前記透明導電層の前記パターン化された領域に設けられた、前記液晶層に含まれるガスを前記第１又は第２プラスチック基板へ排出させることができる大きさの開口部と、
を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記第１及び第２プラスチック基板間に配置されたスペーサを更に有し、
前記開口部は、前記スペーサの周囲に設けられている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
前記透明導電層は、前記第１プラスチック基板上に配置され且つパターン化された第１領域を有する第１透明導電層と、前記第２プラスチック基板上に配置され且つパターン化された第２領域を有する第２透明導電層とを有し、
前記開口部は、前記第１及び第２透明導電層に設けられている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記第１透明導電層に設けられた前記開口部と、前記第２透明導電層に設けられた前記開口部が互いに対向して配置されている、請求項３に記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記第１透明導電層に設けられた前記開口部と、前記第２透明導電層に設けられた前記開口部が互いに対向しないように配置されている、請求項３に記載の液晶パネル。
【請求項６】
見切り部分を更に有し、
前記見切り部分に配置された前記透明導電層に開口部が設けられている、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項７】
前記開口部は、０．１μｍ〜５０μｍの幅を有する、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項８】
前記第１及び第２プラスチック基板において、少なくとも前記液晶層を封入している側に面に配置されたガスバリア層を更に有する、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項９】
前記第１及び第２プラスチック基板のそれぞれの両面に前記ガスバリア層が設けられている、請求項８に記載の液晶パネル。
【請求項１０】
前記パターン化された領域は、２００μｍ角の正方形より大きい、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項１１】
前記開口部は、形状の異なる複数の種類の開口部を含む、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
前記開口部は、不規則に配置されている、請求項１に記載の液晶パネル。
【国際調査報告】
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