(57)【要約】【課題】光学弾性樹脂（透明樹脂層）と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつタッチパネルの液晶表示パネルへの貼り合せの際に接着材料のはみ出しが回避されるタッチパネル付き液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネル１２００と、液晶表示パネル１２００の表示面１２０１を覆うように設けられるタッチパネル１１００と、を有するタッチパネル付き液晶表示装置１０００において、液晶表示パネル１２００と、タッチパネル１１００と、は、透明樹脂層１４００により貼り合わせられ、透明樹脂層１４００は、透明樹脂層１４００の外周部に枠状に形成された、所定の弾性率を有する枠部１４１０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの表示面を覆うように設けられるタッチパネルと、
を有するタッチパネル付き液晶表示装置であって、
前記液晶表示パネルと、前記タッチパネルと、は、透明樹脂層により貼り合わせられ、
前記透明樹脂層は、
前記透明樹脂層の外周部に枠状に形成された、所定の弾性率を有する枠部を有することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記透明樹脂層は、前記枠部の内側に充填された、前記枠部より低い弾性率を有する充填部を、さらに有することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記枠部は、２０００Ｐａより大きく、かつ９０００Ｐａより小さい貯蔵弾性率を有し、
前記充填部は、３０００Ｐａより大きく、かつ１８０００Ｐａより小さい貯蔵弾性率を有することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記枠部は、５００Ｐａより大きく、かつ３０００Ｐａより小さい損失弾性率を有し、
前記充填部は、５００Ｐａより大きく、かつ９００Ｐａより小さい損失弾性率を有することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記枠部は、３０００Ｐａより大きく、かつ１６０００Ｐａより小さい引張弾性率を有し、
前記充填部は、８０００Ｐａより大きく、かつ４５０００Ｐａより小さい引張弾性率を有することを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかに記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記枠部の光屈折率と、前記充填部の光屈折率と、の差分が、所定の値以下であることを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれかに記載のタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルの光屈折率と、前記枠部の光屈折率と、の差分、
前記液晶表示パネルの光屈折率と、前記充填部の光屈折率と、の差分、
前記タッチパネルの光屈折率と、前記枠部の光屈折率と、の差分、および、
前記タッチパネルの光屈折率と、前記充填部の光屈折率と、の差分、
が、いずれも所定の値以下であることを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
【請求項８】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの表示面を覆うように設けられるタッチパネルと、
を有し、
前記液晶表示パネルと、前記タッチパネルと、は透明樹脂層により貼り合わせられるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法であって、
所定の弾性率を有する、前記透明樹脂層の枠部を形成するステップ、
を含むことを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチパネル付き液晶表示装置に関し、特に、液晶表示パネルとタッチパネルとの固定に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルとタッチパネルとを固定する方法には、空気層を介して固定するエアギャップ構造と、光学弾性樹脂による直接的な貼合（ダイレクトボンディング）で固定する光学弾性樹脂構造と、がある。エアギャップ構造では、タッチパネルと空気層との光屈折率の違い、および空気層と液晶表示パネルとの光屈折率の違いにより、それぞれの界面において光が反射して視認性が低下するという問題があり、光学弾性樹脂構造においては、タッチパネルおよび液晶表示パネルと光屈折率が近い光学弾性樹脂を用いることで視認性の向上が図られている。
【０００３】
特許文献１には、タッチパネルを有する液晶表示装置において、タッチパネルを構成する下透明電極付きフィルムに空気孔を設けることで、タッチパネルと液晶表示パネルとの接着時にタッチパネル内の空気を排出し、空気によるタッチパネルの変形および気泡の巻き込みを回避する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８０２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダイレクトボンディングにおいては、接着（貼合）材料としてアクリル樹脂等のＵＶ硬化樹脂（樹脂材料）が使用される。ＵＶ硬化樹脂は、ＵＶ照射による硬化の際に体積が収縮する特性を有する。タッチパネル、ＵＶ硬化樹脂等の光学弾性樹脂、液晶表示パネルがダイレクトボンディングにより固定された場合において、タッチパネルと光学弾性樹脂、液晶表示パネルと光学弾性樹脂の界面には、ＵＶ硬化樹脂の硬化収縮による応力が生じる。光学弾性樹脂の硬化収縮により生じる応力は、液晶表示パネルの大画面化に伴って顕著になる。光学弾性樹脂の硬化収縮により生じる応力は、応力の分布に従って液晶表示パネルのセルギャップを変動させることがある。液晶表示パネルにおけるセルギャップの変動は液晶層の透過率や色の変化を生じさせることがある。例えば、白色を表示する信号が入力されたにも関わらず表示面の端部において黄色がかった色が表示される等の問題が発生する。
【０００６】
環境の温度変化に対して、タッチパネル、光学弾性樹脂、液晶表示パネルはそれぞれ固有の体積収縮率を有する。液晶表示パネルとタッチパネルがダイレクトボンディングによって固定された場合において、環境の温度変化が生じた場合、タッチパネル、液晶表示パネル、光学弾性樹脂の層（ボンディング層）の体積収縮率が互いに異なるため、タッチパネルと光学弾性樹脂の界面、光学弾性樹脂と液晶表示パネルの界面に応力が生じることがある。温度変化により生じる応力は、応力の分布に従って液晶表示パネルのセルギャップを変動させることがある。液晶表示パネルにおけるセルギャップの変動は液晶層の透過率や色の変化を生じさせることがある。例えば、白色を表示する信号が入力されたにも関わらず表示面の端部において黄色がかった色が表示される等の問題が発生する。
【０００７】
また、接着材料として使用されるアクリル樹脂等のＵＶ硬化樹脂は、硬化前は流動性を持つことにより、接着材料の液晶表示パネルへの塗布後、タッチパネルを液晶表示パネルに貼り合せた際に、接着材料が液晶表示パネルおよびタッチパネルの側面からはみ出すことがある。
【０００８】
本発明は、上記実情を鑑みて為されたものであり、光学弾性樹脂（透明樹脂層）と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつタッチパネルの液晶表示パネルへの貼り合せの際に接着材料のはみ出しが回避されるタッチパネル付き液晶表示装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願発明に係るタッチパネル付き液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの表示面を覆うように設けられるタッチパネルと、を有するタッチパネル付き液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルと、前記タッチパネルと、は、透明樹脂層により貼り合わせられ、前記透明樹脂層は、前記透明樹脂層の外周部に枠状に形成された、所定の弾性率を有する枠部を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、適切な弾性率を有する枠部を有する透明樹脂層が形成されることにより透明樹脂層の変形が軽減され、透明樹脂層と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつ枠部により、枠部の内側に充填される樹脂材料がはみ出すことが回避される。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記透明樹脂層は、前記枠部の内側に充填された、前記枠部より低い弾性率を有する充填部を、さらに有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、適切な弾性率を有する枠部および充填部からなる透明樹脂層が形成されることにより透明樹脂層の変形が軽減され、透明樹脂層と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつ枠部により、充填部を形成する樹脂材料がはみ出すことが軽減される。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記枠部は、２０００Ｐａより大きく、かつ９０００Ｐａより小さい貯蔵弾性率を有し、前記充填部は、３０００Ｐａより大きく、かつ１８０００Ｐａより小さい貯蔵弾性率を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、適切な弾性率を有する枠部および充填部からなる透明樹脂層が形成されることにより透明樹脂層の変形が軽減され、透明樹脂層と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつ枠部により、充填部を形成する樹脂材料がはみ出すことが回避される。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記枠部は、５００Ｐａより大きく、かつ３０００Ｐａより小さい損失弾性率を有し、前記充填部は、５００Ｐａより大きく、かつ９００Ｐａより小さい損失弾性率を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、適切な弾性率を有する枠部および充填部からなる透明樹脂層が形成されることにより透明樹脂層の変形が軽減され、透明樹脂層と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつ枠部により、充填部を形成する樹脂材料がはみ出すことが回避される。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記枠部は、３０００Ｐａより大きく、かつ１６０００Ｐａより小さい引張弾性率を有し、前記充填部は、８０００Ｐａより大きく、かつ４５０００Ｐａより小さい引張弾性率を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、適切な弾性率を有する枠部および充填部からなる透明樹脂層が形成されることにより透明樹脂層の変形が軽減され、透明樹脂層と液晶表示パネルの界面に生じる応力に起因する液晶表示パネルの表示不良が低減され、かつ枠部により、充填部を形成する樹脂材料がはみ出すことが回避される。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記枠部の光屈折率と、前記充填部の光屈折率と、の差分が、所定の値以下であることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、タッチパネル付き液晶表示装置における画像表示時に、枠部と、充填部と、の境界での色調や表示内容のずれが低減され、境界が視認されることが回避される。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記液晶表示パネルの光屈折率と、前記枠部の光屈折率と、の差分、前記液晶表示パネルの光屈折率と、前記充填部の光屈折率と、の差分、前記タッチパネルの光屈折率と、前記枠部の光屈折率と、の差分、および、前記タッチパネルの光屈折率と、前記充填部の光屈折率と、の差分、が、いずれも所定の値以下であることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、さらにタッチパネルと透明樹脂層との界面、および透明樹脂層と液晶表示パネルとの界面における光の反射が抑えられる。
【００２３】
また、本願発明に係るタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの表示面を覆うように設けられるタッチパネルと、を有し、前記液晶表示パネルと、前記タッチパネルと、は透明樹脂層により貼り合わせられるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法であって、所定の弾性率を有する、前記透明樹脂層の枠部を形成するステップ、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】タッチパネル付き液晶表示装置の上面から見た、透明樹脂層を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置１０００の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置の製造工程を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置１０００の構成を示す断面図である。タッチパネル付き液晶表示装置１０００は、タッチパネル１１００、液晶表示パネル１２００、およびバックライトユニット１３００を含む。
【００２６】
タッチパネル１１００は、液晶表示パネル１２００の表示面１２０１を覆うように設けられるタッチパネルであり、ユーザが表示面１２０１の表示に応じて行った該タッチパネル１１００の表面への接触（タッチ操作）を検出して、検出結果に基づく電気信号を生成してタッチパネル付き液晶表示装置１０００の図示しない制御部等に出力する。
【００２７】
液晶表示パネル１２００は、駆動回路（図示しない）から入力される電気信号に基づき、その表示面１２０１に画像を表示する。液晶表示パネル１２００は、カラーフィルタが設けられたＣＦ基板１２０２と、薄膜トランジスタが設けられたＴＦＴ基板１２０３と、を有し、ＣＦ基板１２０２と、ＴＦＴ基板１２０３と、の間に液晶が封入されている。また、液晶表示パネル１２００は、ＣＦ基板１２０２と、ＴＦＴ基板１２０３と、を挟むように配置された偏光板１２０４，１２０５を有する。
【００２８】
バックライトユニット１３００は、液晶表示パネル１２００を背面から照らし、表示面１２０１に画像を表示させる。バックライトユニット１３００は、液晶表示パネル１２００の、タッチパネル１１００とは反対側の面に設けられ、固定部材１３０７により液晶表示パネル１２００に固定される。バックライトユニット１３００は、枠部１３０１，１３０２と、導光部材１３０３と、導光部材１３０３の背面側に設けられる反射シート１３０４と、液晶表示パネル１２００と導光部材１３０３の間に設けられる複数の光学シート１３０５，１３０６を有する。
【００２９】
液晶表示パネル１２００の表示面１２０１と、タッチパネル１１００と、は、アクリル樹脂等の樹脂材料が硬化されて形成される透明樹脂層１４００により接着されている。ここで透明樹脂層１４００は、第１の樹脂材料１４１１が硬化されて、透明樹脂層１４００の外周部に枠状に形成される、所定の弾性率を有する枠部１４１０と、枠部１４１０の内側に充填された第２の樹脂材料１４２１が硬化されて形成される、枠部１４１０より低い弾性率を有する充填部１４２０と、を有する。
【００３０】
図２は、タッチパネル付き液晶表示装置１０００の上面から（図１における上方向から）見た、透明樹脂層１４００を示す図である。透明樹脂層１４００において、枠部１４１０は、硬化されて充填部１４２０を形成する第２の樹脂材料１４２１が液晶表示パネル１２００の周囲に漏れ出すのを止めるダム部としての役割を有し、充填部１４２０は枠部１４１０（ダム部）の内部を満たすフィル部としての役割を有する。
【００３１】
ここで枠部１４１０は、ＪＩＳ規格Ｋ  ７２４４において測定されるズリ弾性率において、２０００Ｐａより大きく、かつ９０００Ｐａより小さい貯蔵弾性率を有し、充填部１４２０は、ＪＩＳ規格Ｋ  ７２４４において測定されるズリ弾性率において、３０００Ｐａより大きく、かつ１８０００Ｐａより小さい貯蔵弾性率を有する。
【００３２】
もしくは、枠部１４１０は、ＪＩＳ規格Ｋ  ７２４４において測定されるズリ弾性率において、５００Ｐａより大きく、かつ３０００Ｐａより小さい損失弾性率を有し、充填部１４２０は、ＪＩＳ規格Ｋ  ７２４４において測定されるズリ弾性率において、５００Ｐａより大きく、かつ９００Ｐａより小さい損失弾性率を有する。
【００３３】
もしくは、枠部１４１０は、ＪＩＳ規格Ｋ  ７１６１およびＫ  ７１２７において測定されるズリ弾性率において、３０００Ｐａより大きく、かつ１６０００Ｐａより小さい引張弾性率を有し、充填部１４２０は、ＪＩＳ規格Ｋ  ７１６１およびＫ  ７１２７において測定されるズリ弾性率において、８０００Ｐａより大きく、かつ４５０００Ｐａより小さい引張弾性率を有する。
【００３４】
また、枠部１４１０の光屈折率と、充填部１４２０の光屈折率と、の差分は、所定の値以下である。これにより、タッチパネル付き液晶表示装置１０００における画像表示時に、枠部１４１０と、充填部１４２０と、の境界での色調や表示内容のずれが抑えられ、境界が視認されることが回避される。なお、所定の値は、実際に製造されたタッチパネル付き液晶表示装置１０００や試験的に形成された境界において、実際に測定される光屈折等を基に決定される。
【００３５】
また、液晶表示パネル１２００の光屈折率と、枠部１４１０の光屈折率と、の差分、液晶表示パネル１２００の光屈折率と、充填部１４２０の光屈折率と、の差分、タッチパネル１１００の光屈折率と、枠部１４１０の光屈折率と、の差分、および、タッチパネル１１００の光屈折率と、充填部１４２０の光屈折率と、の差分、は、いずれも所定の値以下である。これにより、液晶表示パネル１２００と、透明樹脂層１４００と、の界面、およびタッチパネル１１００と、透明樹脂層１４００と、の界面における反射が抑えられる。なお、所定の値は、実際に製造されたタッチパネル付き液晶表示装置１０００や試験的に形成された境界において、実際に測定される表面の光反射率等を基に決定される。
【００３６】
枠部１４１０を形成する第１の樹脂材料１４１１は、充填部１４２０を形成する第２の樹脂材料１４２１の塗布前に、液晶表示パネル１２００に塗布されて硬化される。第１の樹脂材料１４１１は、帯状の第１の樹脂材料１４１１を吐出するディスペンサ（吐出装置）が、液晶表示パネル１２００上を、液晶表示パネル１２００の淵に沿って移動することで塗布される。
【００３７】
ここで、第１の樹脂材料１４１１の塗布開始部１４１２と、塗布終了部１４１３と、は、枠部１４１０の屈曲位置から所定の距離以内の位置Ｘにおいて互いに接触している。塗布開始部１４１２と塗布終了部１４１３とが接触する位置では、他の位置の約２倍の量の第１の樹脂材料１４１１が塗布されることになるため他よりも形状が太くなる。接触位置を屈曲位置から所定の距離以内の位置とすることで、枠部１４１０が、その直線部分において形状が太くなることが回避される。
【００３８】
また、第１の樹脂材料１４１１および第２の樹脂材料１４２１にはＵＶ照射による硬化を促進する増感剤が含まれており、タッチパネル１１００の枠部分の下等、ＵＶ照射による光が十分に届かない領域においても、第１の樹脂材料１４１１および第２の樹脂材料１４２１は適切に硬化される。
【００３９】
次に、タッチパネル付き液晶表示装置１０００の製造方法を説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置１０００の製造方法を示すフローチャートである。図４乃至図７は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル付き液晶表示装置１０００の製造工程を示す図である。
【００４０】
まず、液晶表示パネル１２００が構成される（Ｓ３０１）。図４に、液晶表示パネル１２００が構成された状態を示す。次に、液晶表示パネル１２００の表示面１２０１に、第１の樹脂材料１４１１が塗布される（Ｓ３０２）。次に、ＵＶ照射により第１の樹脂材料１４１１が硬化されて、所定の弾性率を有する、透明樹脂層１４００の枠部１４１０が形成される（Ｓ３０３）。図５に、液晶表示パネル１２００に透明樹脂層１４００の枠部１４１０が形成された状態を示す。
【００４１】
次に、枠部１４１０の内側に第２の樹脂材料１４２１が塗布される（Ｓ３０４）。図６に、液晶表示パネル１２００に第２の樹脂材料が塗布された状態を示す。次に、Ｓ３０３で形成された枠部１４１０およびＳ３０４で塗布された第２の樹脂材料１４２１に重なるよう、タッチパネル１１００が設置される（Ｓ３０５）。図７に、液晶表示パネル１２００にタッチパネル１１００が設置される工程を示す。
【００４２】
次に、ＵＶ照射により第２の樹脂材料１４２１が硬化されて枠部１４１０より低い弾性率を有する、透明樹脂層１４００の充填部１４２０が形成され（Ｓ３０６）、枠部１４１０および充填部１４２０からなる透明樹脂層１４００が形成される。透明樹脂層１４００の形成により、液晶表示パネル１２００とタッチパネル１１００は固定される。
【００４３】
そして、バックライトユニット１３００が設置されて（Ｓ３０７）、タッチパネル付き液晶表示装置１０００の製造は終了する。
【００４４】
以上の構成により、透明樹脂層の変形に起因する液晶表示パネル１２００の表示不良が低減され、かつタッチパネル１１００の液晶表示パネル１２００への貼り合せの際に接着材料である樹脂材料のはみ出しが回避されるタッチパネル付き液晶表示装置１０００が提供される。
【００４５】
ここで、上述の弾性率を有する枠部１４１０が形成されることにより、タッチパネル１１００が液晶表示パネル１２００に固定される。枠部１４１０の弾性率が上述の値より高い場合、タッチパネル１１００を液晶表示パネル１２００に設置しても、枠部１４１０がタッチパネル１１００の圧力に応じて変形しないため、タッチパネル１１００が固定されず、仮に固定されても変形が十分でないことで隙間が発生し、充填部１４２０を形成する第２の樹脂材料１４２１が隙間から漏れ出すことがある。一方、枠部１４１０の弾性率が上述の値より低い場合には、枠部１４１０がタッチパネル１１００の圧力により破壊されてしまい、充填部１４２０を形成する第２の樹脂材料１４２１が保持されず隙間から漏れ出すことがある。上述の弾性率を有する第１の樹脂材料１４１１を使用する本実施形態に係る構成では、これらの現象も回避される。
【００４６】
以上、タッチパネル付き液晶表示装置１０００において、タッチパネル１１００を液晶表示パネル１２００に固定する構成が示されたが、本発明に係る構成はこれに限定されず、表示装置の、変形による影響を受けやすい表示面の一定の領域に、何らかの部材を固定する場合に適用可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
１０００  タッチパネル付き液晶表示装置、１１００  タッチパネル、１２００  液晶表示パネル、１２０１  表示面、１２０２  ＣＦ基板、１２０３  ＴＦＴ基板、１２０４，１２０５  偏光板、１３００  バックライトユニット、１３０１，１３０２  枠部、１３０３  導光部材、１３０４  反射シート、１３０５，１３０６  光学シート、１３０７  固定部材、１４００  透明樹脂層、１４１０  枠部、１４１１  第１の樹脂材料、１４１２  塗布開始部、１４１３  塗布終了部、１４２０  充填部、１４２１  第２の樹脂材料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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