(57)【要約】【課題】十分なフレキシブル性が得られると共に、曲げる際に偏光フィルムが液晶セルから剥がれない構造の液晶表示装置に適用される偏光ユニットを提供する。【解決手段】少なくとも一方が偏光フィルムよりなる上側フィルム１０ａ及び下側フィルム１０ｂにより構成され、上側フィルム１０ａと下側フィルム１０ｂとの縁部が部分的に相互に接着されて、縁部の非接着部が液晶セル２０を挿入するための挿入口１０ｘとなっている。偏光ユニット１の挿入口１０ｘから液晶セル２０を挿入することにより、曲げやすく、偏光フィルム１０ａが剥がれない液晶表示装置が構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルタイプの液晶表示装置に適用される偏光ユニットであって、
少なくとも一方が偏光フィルムよりなる上側フィルム及び下側フィルムにより構成され、
前記上側フィルムと前記下側フィルムとの縁部が部分的に相互に接着されて、前記縁部の非接着部が液晶セルを挿入するための挿入口となっていることを特徴とする偏光ユニット。
【請求項２】
前記上側フィルム及び前記下側フィルムは四角状であり、
前記上側フィルム及び前記下側フィルムの対向する一対の辺側の縁部が相互に接着され、他の対向する一対の辺側の縁部に前記挿入口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の偏光ユニット。
【請求項３】
前記上側フィルム及び前記下側フィルムの両者が偏光フィルムであるか、あるいは、前記上側フィルムのみが偏光フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の偏光ユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の偏光ユニットと、
前記偏光ユニットの前記挿入口から内部に挿入されて、前記上側フィルムと前記下側フィルムの間に配置された液晶セルとを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記上側フィルム及び前記下側フィルムの両者が前記偏光フィルムであり、前記液晶セルは透過型液晶セルであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記上側フィルムのみが偏光フィルムであり、反射型の前記液晶セルがその光出射面が前記上側フィルム側になって配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記偏光ユニットは請求項２に記載されたものであり、前記液晶セルは、その一端側に設けられた外部接続部が前記偏光ユニットの前記挿入口から外側にはみ出した状態で配置されていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶セルを前記偏光ユニットから取り出し、別の液晶セルに交換可能であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶表示装置は、表示画面が湾曲した状態で設置されることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は偏光ユニット及び液晶表示装置に係り、さらに詳しくは、フレキシブルタイプの液晶表示装置に適用できる偏光ユニット及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型・軽量であると共に、低電圧で駆動できて消費電力が少ないという長所があり、各種のディスプレイに広く使用されている。近年では、プラスチックフィルムを基板として使用するフレキシブルタイプの液晶表示装置が注目されている。そのようなフレキシブルタイプの液晶表示装置は、丸めて収納できて持ち運びに便利な超薄型・軽量のモバイル用ばかりではなく、表示画面を湾曲させたディスプレイとしても利用できる。
【０００３】
フレキシブルタイプの液晶表示装置用素子基板の製造方法としては、製造工程におけるプラスチックフィルムの反りや膨張収縮を回避するために、耐熱性で剛性のガラス基板の上に製造条件が制限されることなく透明電極やカラーフィルタ層などを高精度で位置合わせして形成して転写層とした後、この転写層をプラスチックフィルム上に転写・形成する方法がある（特許文献１）。
【０００４】
また、特許文献２には、表示品位の信頼性を向上させるために、可撓性を有する基板に液晶層を挟持させて構成される液晶セルの外面の外周部にシール剤を印刷し、液晶セルの上に偏光素子を部分的に固着することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１３１１９９号公報
【特許文献２】特開平１０−９６９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、従来のフレキシブル液晶表示装置では、２枚のフィルム基板の間に液晶層を挟持させて構成される液晶セルの両外面に偏光フィルムが接着剤によってそれぞれ固着される。そのような構造では、４枚の固着されたフィルム基板を有するので、曲げる際に硬くて曲げずらく、十分なフレキシブル性が得られないばかりではなく、曲げ応力によって偏光フィルムが液晶セルから剥がれてしまうことがある。
【０００６】
本発明は上記した問題点を鑑みて創作されたものであり、十分なフレキシブル性が得られると共に、曲げる際に偏光フィルムが液晶セルから剥がれない構造の液晶表示装置及びそれに適用される偏光ユニット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】
【０００７】
上記した課題を解決するため、本発明は偏光ユニットに係り、フレキシブルタイプの液晶表示装置に適用される偏光ユニットであって、少なくとも一方が偏光フィルムよりなる上側フィルム及び下側フィルムにより構成され、前記上側フィルムと前記下側フィルムとの縁部が部分的に相互に接着されて、前記縁部の非接着部が液晶セルを挿入するための挿入口となっていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶セルが上記した偏光ユニットの挿入口から内部に挿入されて、上側、下側フィルムの間に配置されて構成される。
【０００９】
本発明の偏光ユニットの一つの好適な態様では、四角状の上側偏光フィルムと下側偏光フィルムとがその対向する一対の縁部が相互に接着され、他の対向する一対の縁部は接着されずに開口されており、液晶セルを挿入するための挿入口となっている。そして、透過型の液晶セルが偏光ユニットの挿入口からその内部のポケット部に挿入され、上側偏光フィルムと下側偏光フィルムとの間に液晶セルが配置される。反射型の液晶セルを使用する場合は、下側偏光フィルムに代えて偏光機能をもたないフレキシブル部材から構成してもよい。
【００１０】
本発明の液晶表示装置では、上側、下側偏光フィルムは液晶セルの外面に単に接触した状態で配置されるので、偏光フィルムを液晶セルの外面に接着して固定する場合と違って、曲げる際に液晶セルと偏光フィルムとはお互いにフリーの状態となる。このため、液晶表示装置を曲げる際に剛性が弱くなって曲げやすくなり、十分なフレキシブル性が得られるようになる。しかも、液晶セルを取り出して別の液晶セルに交換することも可能になる。
【００１１】
さらには、上側、下側偏光フィルムと液晶セルは、曲げる際に個別に伸縮するので、偏光フィルムが液晶セルから剥がれる問題を考慮する必要がなくなる。このように、液晶表示装置を曲げる際に何ら不具合が発生しなくなるので、表示画面を湾曲させた液晶表示装置として使用する場合であっても信頼性よく構成できるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の偏光ユニットを備えたフレキシブル液晶表示装置は、曲げやすく、しかも偏光フィルムが剥がれることもないので、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１実施形態の偏光ユニットを示す側面図及び平面図、図２は図１の偏光ユニットの挿入口を開けた様子を示す斜視図、図３（ａ）同じく図２の偏光ユニットの挿入口に液晶セルが挿入される様子を示す斜視図、図３（ｂ）は同じく液晶表示装置を示す側面図である。
【００１５】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本発明の第１実施形態の偏光ユニット１は、四角状の上側偏光フィルム１０ａとそれに対応する大きさの下側偏光フィルム１０ｂとにより構成されている。そして、上側偏光フィルム１０ａと下側偏光フィルム１０ｂの対向する一対の辺（Ａ辺とＢ辺）側の縁部同士が粘着剤１２で接着されている。また、他の対向する一対の辺（Ｃ辺とＤ辺）側の縁部は非接着部となって開口されており、液晶セルを挿入するための挿入口１０ｘとなっている。
【００１６】
これにより、図２に示すように、偏光ユニット１の挿入口１０ｘ（Ｃ辺又はＤ辺側）を上下に開けることによって上側偏光フィルム１０ａと下側偏光フィルム１０ｂの間に一端側から他端側に通ずるポケット部１１（中空）が構成されるようになっている。後に説明するように、ポケット部１１には液晶セルが挿入されて配置される。このため、上側、下側偏光フィルム１０ａ，１０ｂの幅Ｗは液晶セルの幅よりも２ｍｍ程度大きくなるように設定され、その幅Ｗ方向で対向する一対の辺（エッジ）から１ｍｍ程度の縁部を糊しろとして粘着剤１２で相互に貼着される。
【００１７】
上側、下側偏光フィルム１０ａ，１０ｂは、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）にヨウ素や染料などの二色性色素を吸着又は染色させ、高精度に一軸延伸して配向させることによって形成され、自然光を直線偏光に変える機能を有する。
【００１８】
そして、図３（ａ）に示すように、図２の偏光ユニット１０の挿入口１０ｘからその内部のポケット部１１にフレキシブルタイプの透過型の液晶セル２０が挿入される。これにより、図３（ｂ）に示すように、上側偏光フィルム１０ａと下側偏光フィルム１０ｂとの間に液晶セル２０が配置され、その下側にバックライト（不図示）が設けられて、本実施形態の透過型の液晶表示装置２が構成される。
【００１９】
例えば、ＴＮ（ツイスティッド・ネマティック）液晶を使用する場合、上側偏光フィルム１０と下側偏光フィルム１０ｂをそれらの偏光軸が直交するように配置すると、電圧オフ状態で白表示となり、電圧オン状態で黒表示となる（ノーマリホワイト）。あるいは、上側偏光フィルム１０と下側偏光フィルム１０ｂをそれらの偏光軸が平行になるように配置すると、電圧オフ状態で黒表示となり、電圧オン状態で白表示となる（ノーマリブラック）。
【００２０】
図４に示すように、本実施形態の液晶表示装置２は、その表示画面が凸状に湾曲するようにして筐体（不図示）に設置することが可能である。この場合、偏光ユニット１の粘着剤１２で接着された対向する一対の辺（図１のＡ辺とＢ辺）側が湾曲するように曲げられて設置される。あるいは、表示画面が凹状に湾曲するようにして設置することもできる。
【００２１】
図４の例では、液晶セル２０の一端側にはセル部の電極に繋がる外部接続部２０ａが露出して設けられており、その外部接続部２０ａが偏光ユニット１の挿入口１０ｘから外側にはみ出すように液晶セル２０が偏光ユニット１に挿入されている。そして、液晶セル２０の外部接続部２０ａがＴＡＢによって筐体の接続端子に接続される。
【００２２】
なお、液晶セル２０と偏光ユニット１の配置関係は任意に設定できることはもちろんである。また、偏光ユニット１として四角状の上側、下側偏光フィルム１０ａ，１０ｂの縁部が部分的に接着された形態を例示するが、上側、下側偏光フィルム１０ａ，１０ｂの形状は各種のものを使用することができる。
【００２３】
さらに、図４の例では、四角状の上側、下側偏光フィルム１０ａ，１０ｂの一対の辺（図１のＣ辺とＤ辺）側に挿入口１０ｘを設けたが、挿入口１０ｘを一つにしてもよい。つまり、液晶セル２０を挿入する挿入口が設けられるように、各種形状の上側、下側偏光フィルム１０ａ，１０ｂの縁部を部分的に接着すればよい。
【００２４】
本実施形態では、偏光ユニット１のポケット部１１に液晶セル２０を挿入することによって液晶表示装置２を構成している。このため、上側、下側偏光フィルム１０ａ、１０ｂは液晶セル２０に固定されることなく、液晶セル２０の外面に単に接触した状態で配置される。従って、偏光フィルムを液晶セルに固着する場合と違って、液晶セル２０と偏光ユニット１とは相互にフリーの状態となるので、曲げる際に剛性が弱くなって曲げやすくなり、十分なフレキシブル性が得られるようになる。
【００２５】
また、曲げやすくなることで、液晶セル２０に余計な応力がかからなくなるので、液晶層３８、電極２６及びカラーフィルタ３０の変形が抑止され、表示特性の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
さらには、上側、下側偏光フィルム１０ａ、１０ｂと液晶セル２０はフリーの状態となって曲げる際に個別に伸縮するので、偏光フィルム１０ａ、１０ｂが液晶セル２０から剥がれる問題を考慮する必要がなくなる。このように、液晶表示装置２を曲げる際に何ら不具合が発生しなくなるので、表示画面を湾曲させた液晶表示装置として使用する場合であっても信頼性よく構成できるようになる。
【００２７】
さらには、上側、下側偏光フィルム１０ａ、１０ｂは液晶セル２０に固着されていないので、液晶セル２０を偏光ユニット１から取り出し、他の液晶セルに交換することができる。あるいは、偏光ユニット１を別の偏光ユニットに交換することも可能である。
【００２８】
次に、本実施形態で使用される液晶セル２０の好適な例について説明する。図５は本発明の第１実施形態の液晶表示装置に使用される液晶セルを示す断面図である。図５に示すように、液晶セル２０の第１素子基板３ａは、プラスチックフィルム３０の上に、下から順に、接着層３２、カラーフィルタ層３０、保護層２８、保護層２８に埋設されたストライプ状の電極２６、バリア層２４、及び配向膜３４が形成されて構成されている。カラーフィルタ層３０は、赤色カラーフィルタ層３０Ｒ、緑色カラーフィルタ層３０Ｇ、青色カラーフィルタ層３０Ｂ及び遮光層３０ＢＭにより構成されている。
【００２９】
また、液晶セル２０の第２素子基板３ｂは、プラスチックフィルム３０ａ上に、下から順に、接着層３２ａ、保護層２８ａ、ストライプ状の電極２６ａ及びバリア層２４ａ及び配向膜３４ａが形成されて構成されている。
【００３０】
そして、第１素子基板３ａと第２素子基板３ｂがストライプ状の各電極２６，２６ａが直交するように対向して配置され、周縁部に設けられたシール材３６によって接着されている。さらに、第１素子基板３ａと第２素子基板３ｂとの間に液晶層３８が封入されている。
【００３１】
液晶セル２０の第１素子基板３ａを製造するには、まず、仮基板（ガラスなど）の上に、剥離できる状態で、バリア層２４、電極２６、保護層２８、カラーフィルタ層３０を順次形成して転写層を得る。その後に、カラーフィルタ層３０の上に接着層３２を介してプラスチックフィルム３０を接着した後に、仮基板を剥離する。これにより、転写層が上下反転した状態でプラスルックフィルム３０上に接着層３２を介して転写・形成される。その後に、バリア層２４の上に配向膜３４を形成し、その表面をラビング処理する。第２素子基板３ｂも同様な転写技術によって製造される。
【００３２】
なお、液晶セル２０は、フレキシブルタイプのものであれば各種のものを使用することが可能であり、プラスチックフィルム上に直接各種素子が形成されて製造されるものであってもよい。
【００３３】
（第２の実施の形態）
図６（ａ）は本発明の第２実施形態の偏光ユニットに液晶セルが挿入される様子を示す斜視図、図６（ｂ）は同じく液晶表示装置を示す側面図、図７は図６の液晶セルを示す断面図である。第２実施形態では、反射型の液晶表示装置に適用される偏光ユニット及びそれを備えた反射型の液晶表示装置について説明する。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、第２実施形態の偏光ユニット１ａは、反射型の液晶表示装置に適用されるので、上側偏光フィルム１０ａと下側支持フィルム１０ｃとから構成され、下側支持フィルム１０ｃは偏光機能を備えていない。そして、第１実施形態と同様に、上側偏光フィルム１０ａ及び下側支持フィルム１０ｃの一対の対向する辺側の縁部が粘着剤１２で相互に接着され、他の一対の対向する辺側には挿入口１０ｘが設けられて内部にポケット部１１が構成されるようになっている。
【００３５】
下側支持フィルム１０ｃには偏光機能をもたせる必要はないので、各種のプラスチックフィルムなどのフレキシブル部材を使用することができ、しかも透明である必要もない。
【００３６】
そして、同じく図６（ａ）に示すように、偏光ユニット１の挿入口１０ｘを上下に開き、その内部のポケット部１１に反射型の液晶セル２０ｘを挿入する。これにより、図６（ｂ）に示すように、上側偏光フィルム１０ａと下側支持フィルム１０ｃとの間に液晶セル２０ｘが配置され、偏光ユニット１ａと液晶セル２０ｘとにより構成される第２実施形態の反射型の液晶表示装置２ａが得られる。
【００３７】
図７には反射型の液晶セル２０ｘの好適な例が示されている。図７に示すように、反射型の液晶セル２０ｘでは、第１実施形態の透過型の液晶セル２０の第１素子基板３ａにおいて、接着層３２とカラーフィルタ３０との間に反射層４２が形成されている。反射層４２は下側に凹凸面を備えた樹脂層４２ａとその凹凸面に形成された金属層４２ｂとによって構成されている。さらに、第２素子基板３ｂのプラスチックフィルム３０ａの外面に位相差フィルム４４が設けられている。その他の要素は、図５の液晶セル２０と同一であるので同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
反射型の液晶表示装置２ａでは、外部から入射される外光が上側偏光フィルム１０ａ、位相差フィルム４４、液晶層３８を透過した後に、反射層４２で反射して再度液晶層３８、位相差フィルム４４及び偏光フィルム１０ａを透過して外部に光が出射されて液晶画像が得られる。
【００３９】
第２実施形態は第１実施形態と同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１実施形態の偏光ユニットを示す側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）を平面からみた平面図である。
【図２】図２は図１の偏光ユニットの挿入口を開けた様子を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図２の偏光ユニットに液晶セルが挿入される様子を示す斜視図、図３（ｂ）は本発明の第１実施形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【図４】図４は本発明の第１実施形態の液晶表示装置の表示画面を湾曲させて配置する例を示す斜視図である。
【図５】図５は図３及び図４の液晶セルの構造を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第２実施形態の偏光ユニットに液晶セルが挿入される様子を示す斜視図、図６（ｂ）は本発明の第２実施形態の液晶表示装置を示す側面図である。
【図７】図７は図６の液晶セルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１ａ…偏光ユニット、２，２ａ…液晶表示装置、３ａ…第１素子基板、３ｂ…第２素子基板、１０ａ…上側偏光フィルム、１０ｂ…下側偏光フィルム、１０ｃ…下側支持フィルム、１０ｘ…挿入口、１２…粘着層、２０，２０ｘ…液晶セル、２４，２４ａ…バリア層、２６，２６ａ…電極、２８，２８ａ…保護層、３０…カラーフィルタ層、３２，３２ａ…接着層、３４，３４ａ…配向膜、３６…シール材、３８…液晶層、４２…反射層、４２ａ…樹脂層、４２ｂ…金属層、４４…位相差フィルム、Ａ〜Ｄ…辺。
【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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