(57)【要約】【課題】ストレスによって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。【解決手段】第１プラスチック基板（１０２）、第２プラスチック基板（１０８）、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（１０５）を有する液晶セル（１２０）と、液晶セルとほぼ同じ線膨張係数を有する基板（１４０）と、液晶セルと基板とを接着するための接着層（１３０）を有することを特徴とする液晶パネル（１００）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルであって、
第１プラスチック基板、第２プラスチック基板、及び前記第１及び第２プラスチック基板間に封入された液晶層を有する液晶セルと、
前記液晶セルとほぼ同じ線膨張係数を有する基板と、
前記液晶セルと前記基板とを接着するための接着層と、
を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記接着層は、非弾性接着層である、請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
スイッチシートと、
前記スイッチシートと前記基板との間に配置された発光層と、
を更に有する、請求項１又は２に記載の液晶パネル。
【請求項４】
前記基板は、前記液晶セルと同様の外形を有し、前記液晶セルに表示するスイッチ部分に対応する箇所が欠損するように構成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の液晶パネル。
【請求項５】
前記基板は、半透過反射板である、請求項１〜４の何れか一項に記載の液晶パネル。
【請求項６】
前記基板は、アクリル基板である、請求項１〜４の何れか一項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、特に液晶セルを用いた液晶パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
可撓性液晶表示器の下方にスイッチを配置し、使用者の指によって可撓性液晶表示器の上から物理的変形を起こしてスイッチを動作させるデータエントリ装置が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８４３１０号公報（第２図）
【特許文献２】特開昭６３−１３２３２３号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
図１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、透過モードと非透過モードを切り換え、液晶パネルの後方にある物体の可視性を制御する等のために、透明導電膜がエッチングされずに（ベタのままで）残されている大きなパターン化領域１１を有している。
【０００７】
基板と液晶層中のガス濃度は、外部環境に応じて平衡状態を保っているが、外部環境が変化すると場合によって液晶層中のガス成分が過飽和となる場合がある。このような場合に、外部から液晶層に圧力や温度の急激な変化によるストレスが加わると、ガス成分が分離し、図１の１２に示すような気泡が発生する。
【０００８】
図２は、液晶セルの歪みによるストレスを説明するための図である。
【０００９】
図２（ａ）は液晶パネルの断面図の一例を示し、図２（ｂ）は液晶パネルの曲げ・反りの例を示す図である。
【００１０】
図２（ａ）に示すように、平面平板状に製造された液晶セル１も、所定の枠体に配置されたり、様々な使用時に加えられる圧力等によって、図２（ｂ）に示すように、曲がったり、反ってしまったりしてしまう。そのような歪が定常的に液晶セル１に加わると、図１で説明したように、液晶セル１は、外部環境の変化によるストレスが加えられた状態となり、液晶層中に気泡が発生しやすくなるという問題があった。特に、表示パネルの下方にスイッチ基板があるようなものでは、曲げや反りが起き易く、液晶層中に気泡が発生して消滅せずに残る現象が生じ易くなる。
【００１１】
そこで、本発明は、外部環境の変化等によるストレスによって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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶パネルは、第１プラスチック基板、第２プラスチック基板、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を有する液晶セルと、液晶セルとほぼ同じ線膨張係数を有する基板と、液晶セルと基板とを接着するための接着層を有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る液晶パネルでは、接着層は、非弾性接着層であることが好ましい。液晶セルと基板とがほぼ同じ線膨張係数を有していることから、接着層を非弾性接着としても、環境条件の変化に拘らず、液晶セルと基板が剥がれたり、一方が曲げられたり、反ったりすることが無いように構成することが可能となった。
【００１４】
さらに、本発明に係る液晶パネルでは、スイッチシートと、スイッチシートと基板との間に配置された発光層を更に有することが好ましい。液晶パネルを、入力装置としても利用することができる構成とすることが可能となった。
【００１５】
さらに、本発明に係る液晶パネルでは、基板は液晶セルと同様の外形を有し、基板の液晶セルに表示するスイッチ部分に対応する箇所が欠損するように構成されていることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明に係る液晶パネルでは、前記基板は、半透過反射板又アクリル基板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る液晶パネルでは、液晶セルが補強部材として機能する基板と接続されていることから、液晶セルが曲がったり、反ったりしたまま長時間放置されることがないため、ストレスによる気泡の発生を防止することが可能となった。
【００１８】
また、本発明に係る液晶パネルでは、液晶セルと基板の線膨張係数がほぼ同じくなるように設定されているため、環境変化に拘らず、液晶セルが曲ったり、反ったりしたまま長時間放置されることがないため、ストレスによる気泡の発生を防止することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図３は、本発明に係る液晶セル１２０を含む液晶パネル１００の概要構成を示す図である。
【００２１】
図３（ａ）は液晶パネル１００の断面図を示し、図３（ｂ）は基板１４０の表面図を示している。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。
【００２２】
図３に示すように、液晶パネル１００は、液晶セル１２０、接着層１３０、基板１４０、発光層１５０、及びスイッチ層１６０等から構成されている。
【００２３】
液晶セル１２０は、第１偏光層１０１、第１プラスチック基板１０２、第２プラスチック基板１０８、第２偏光層１０９、シール部材１１０、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１１１、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１０５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１０３及び第１配向膜１０４が形成され、第２プラスチック基板１０８上には第２透明電極パターン１０７及び第２配向膜１０６が形成されている。
【００２４】
また、液晶層１０５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。さらに、第１偏光層１０１の透過軸と第２偏光層１０９の透過軸とは、互いに約９０度傾いた状態に配置されている。
【００２５】
第１及び第２プラスチック基板１０２、１０８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、１０８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。
【００２６】
第１及び第２透明電極パターン１０３及び１０７は、第１及び第２プラスチック基板１０２及び１０８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、液晶セル１２０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１０５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。
【００２７】
接着層１３０は、硬化タイプの接着剤、即ち非弾性タイプの接着剤から構成され、液晶セル１２０の第２プラスチック基板１０８と基板１４０とを接着させている。
【００２８】
基板１４０は、厚さ０．１ｍｍの透明なアクリル材料から構成され、液晶セル１２０の外形形状とほぼ同じ外形形状を有している。また、基板１４０は、図３（ｂ）に示すように、第１開口部１４１、第２開口部１４２及び第３開口部１４３を有している（即ち第１、第２及び第３開口部１４１、１４２、１４３は基板１４０の欠損部ということができる。）。基板１４０は、液晶セル１２０と接着することによって、液晶セル１２０の補強部材として機能するので、液晶セル１２０に圧力が加わっても、液晶セル１２０は容易に変形することがない。したがって、液晶セル１２０が曲がったり、反ったりしたまま長時間放置されることがないため、ストレスによる液晶層１０５における気泡の発生を防止することが可能となる。また、基板１４０は液晶セル１２０の線膨張係数と同様の線膨張係数を有するように設定されている。
【００２９】
発光層１５０は、光出射面Ｓを有し、エリア毎に発光箇所を切替可能なＥＬ（Electro Luminescence）シートから構成されており、ＥＬシートは、透明電極層、発光層、絶縁層、背面電極層等を含んでいる。発光層１５０は、不図示の制御部からの駆動信号に応じて、所定の箇所のみを選択的に発光できるように構成されている。なお、発光層１５０は、有機ＥＬシート及び無機ＥＬシートの何れであっても良いし、ＬＥＤ光源等を利用した導光シートであっても良い。
【００３０】
スイッチ層１６０は、機械的、静電容量的等によって、押圧箇所を感知して、押圧箇所に対応した入力信号を発生し、不図示の制御部へ送信することができるように構成されている。例えば、機械的に押圧を感知する場合には、予め定められた箇所に、固定接点及び可動接点の組を設けることによって、押圧箇所を感知することができる。
【００３１】
以下、液晶パネル１００の利用例について説明する。
【００３２】
例えば、図３（ｂ）に示すように、液晶パネル１００は、基板１４０の開口部１４１、１４２及び１４３に対応した箇所に、液晶セル１２０を透過制御することによって濃淡画像を形成し、発光層１５０を発光させることによって、表示例１２１、１２２及び１２３を表示する。ここでは、表示例１２１はファンクションキーに、表示例１２２はアルファベットのキーに、表示例１２３はテンキーに対応させている。この時、液晶セル１２０の視認側（図３（ａ）の上部側）から、液晶セル１２０に表示されたスイッチの何れかが押圧されると、押圧された箇所をスイッチ層１６０が感知するように構成することができる。このような液晶パネル１００は、液晶セル１２０に表示したキーの入力装置として機能させることが可能となる。なお、図３（ｂ）に示した表示例及び基板１４０の開口部の形状、箇所、個数等は一例であって、様々な変形が可能である。
【００３３】
図４は、液晶セルと基板との関係を説明するための図である。
【００３４】
図４（ａ）は本発明に係る液晶パネル１００の製造時の状態を示し、図４（ｂ）は環境変化時における本発明に係る液晶パネル１００の状態を示し、図４（ｃ）は環境変化時における環境未対策の他の液晶パネルの状態を示す図である。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、液晶パネル１００は、液晶セル１２０と基板１４０とが接着層１３０によって接着され、標準環境下において平面平板状態となるように製造されている。例えば、環境状態が高温多湿状態となった場合、図４（ｂ）に示すように、液晶セル１２０は固有の線膨張係数に従って膨張するが（矢印１７０参照）、基板１４０の線膨張係数も液晶セル１２０の線膨張係数と同様に設定されているので、ほぼ同じだけ膨張する（矢印１７１参照）。したがって、環境状態が変化しても、両者は同じように挙動するので、液晶セル１２０から基板１４０が剥がれたり、液晶セル１２０が曲がったり、反ったりすることは無い。
【００３６】
これに対して、液晶セル１２０の線膨張係数との関係を考慮していない基板１４０´を用いた場合、図４（ｃ）に示すように、液晶セル１２０の膨張（縮小）の度合い（矢印１７０参照）と基板１４０´の膨張（縮小）の度合い（矢印１７２参照）が異なり、接着層１３０が非弾性接着層であるため、一方が他方に引きずられて、液晶セル１２０が曲がったり、反ったりした状態となってしまう。このように、環境変化によって、液晶セル１２０が、曲がったり、反ったりする高ストレス状態が継続すると、液晶セル１２０の液晶層１０５内に気泡が発生するという不具合が生じてしまう。本発明に係る液晶パネル１００では、液晶セル１２０と基板１４０との線膨張係数をほぼ同じに設定しているため、図４（ｂ）に示すように、液晶セル１２０が曲がったり、反ったりすることが少なく、気泡の発生を防止している。
【００３７】
図５は、本発明に係る液晶セル１２０を含む他の液晶パネル２００の概要構成を示す断面図である。
【００３８】
図５において、図３に示した液晶パネル１００と同様の構成には、同じ番号を付した。図５に示す液晶パネル２００と図３に示す液晶パネル１００との差異は、液晶パネル２００が発光層１５０及びスイッチ層１６０を有していない点である。即ち、図５に示す液晶パネル２００は、液晶セル１２０、接着層１３０及び基板１４０から主に構成されている。基板１４０は、図３に示す液晶パネル１００と同様に、液晶セル１２０の補強部材として機能する上に、液晶セル１２０と基板１４０との線膨張係数をほぼ同じに設定しているため、環境が変化しても、液晶セル１２０が曲がったり、反ったりすることが少なく、気泡の発生を防止することが可能である。
【００３９】
図６は、本発明に係る液晶セル１２０を含む更に他の液晶パネル３００の概要構成を示す断面図である。
【００４０】
図６において、図３に示した液晶パネル１００と同様の構成には、同じ番号を付した。図６に示す液晶パネル３００と図３に示す液晶パネル１００との差異は、液晶パネル３００では、基板として用いた透明なアクリル板の代わりに半透過反射層３０１及びλ／４位相差層３０２を設けた点である。
【００４１】
半透過反射層３０１は、透過軸と、透過軸に対して９０度傾いた反射軸とを有し、透過軸と平行な直線偏光光を透過させ、反射軸と平行な直線偏光光を反射する機能を有している。図６の例では、半透過反射層３００の透過軸と第２偏光層１０９の透過軸とが平行になるように配置した。
【００４２】
また、半透過反射層３０１は樹脂から構成され、接着層１３０によって液晶セル１２０と接着されていることから、図３において説明した基板１４０と同様に補強部材として機能する。さらに、半透過反射層３０１は、図３において説明した基板１４０と同様に、液晶セル１２０の線膨張係数を半透過反射層３０１の線膨張係数とほぼ同じに設定しているので、環境が変化しても、液晶セル１２０が曲がったり、反ったりすることが少なく、気泡の発生を防止することが可能である。
【００４３】
ところで、発光層１５０の発光面Ｓから出射した光Ｍ１は、λ／４位相差層３０２に入射する。λ／４位相差層３０２を通過して、位相差π／２を与えられた光は、半透過反射層３０１に入射する。この時、半透過反射層３０１の透過軸と平行な直線偏光光Ｍ２のみが、半透過反射層３０１を透過する。さらに、半透過反射層３０１を透過した光Ｍ２は、半透過反射層の透過軸と第２偏光層１０９の透過軸が平行であるので、第２偏光層１０９を透過し、液晶層１０５及び第１偏光層１０１を通過して液晶パネル３００の視認側に出射される。
【００４４】
また、半透過反射層３０１に入射した光の内、半透過反射層３０１の反射軸と平行な光Ｍ３は、反射されてλ／４位相差層３０２に入射する。λ／４位相差層３０２に入射した光は、直線偏光光から円偏光光に変換されて、発光層１５０の表面で反射され、反射と同時に円偏光の方向が反転される。
【００４５】
発光層１５０から反射して反転された円偏光光Ｍ４は、再度λ／４位相差層３０２に入射する。λ／４位相差層３０２に入射した光Ｍ４は、最初にλ／４位相差層３０２に入射した時とは９０度方向が異なる直線偏光光に変換される。したがって、λ／４位相差層３０２を透過した光Ｍ４の偏光方向は、半透過反射層３０１の透過軸と平行となっているので、半透過反射層３０１、第２偏光層１０９、液晶層１０５及び第１偏光層１０１を通過して液晶パネル３００の視認側に出射される。
【００４６】
このように、図６に示す液晶パネル３００では、液晶セル１２０の液晶層１０５の気泡の発生を防止した上に、発光層１５０からの発光光の一部が第２偏光層１０９で吸収されずに、再度外部に射出するので、発光層１５０からの発光光を有効に利用することが可能となる。
【００４７】
なお、視認側から入射し半透過反射層３０１を通過した光線は、λ／４位相差板３０２を経て発光層１５０の表面で円偏光となる。このうち一部の光が発光層１５０の表面で反射されλ／４位相差板３０２を経て半透過反射層３０１の裏面に達すると、この光の偏光軸は半透過反射層３０１の反射軸と平行になり視認側に戻れなくなる。この結果、外部から入射した光では発光層３０２の表面が見えにくくなっているので反射表示品質も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】液晶封入領域への気泡の発生を説明するための図である。
【図２】液晶セルの歪みによるストレスを説明するための図である。
【図３】本発明に係る液晶パネルの概要構成を示す図である。
【図４】液晶セルと基板との関係を説明するための図である。
【図５】本発明に係る他の液晶パネルの概要構成を示す図である。
【図６】本発明に係る更に他の液晶パネルの概要構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００、２００、３００    液晶パネル
１０１    第１偏光層
１０２    第１プラスチック基板
１０５    液晶層
１０８    第２プラスチック基板
１０９    第２偏光層
１２０    液晶セル
１３０    接着層
１４０    基板
１５０    発光層
１６０    スイッチ層
３０１    半透過反射層
３０２    λ／４位相差層
【図１】
2008197235.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008197235.tif 000006
【図５】
2008197235.tif 000007
【図６】
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