(57)【要約】【課題】  プラスチック基板の液晶セルを適用しても、装置全体に反りを発生させることがない液晶表示装置の提供【解決手段】  液晶表示装置は、基板がプラスチック材料で形成された液晶セル１と、液晶セル１の裏面側に配設され、押圧力の作用又は解除に応じて電流を導通又は遮断するスイッチ部２０が設けてあるスイッチシート２と、を含んでいる。また液晶表示装置は、液晶セル１の裏面側であって且つスイッチシート２の表面に、剛性を有する板状部材３を配設し、更に、板状部材３は、スイッチ部２０と対向した位置に透孔３０が形成してある。この透孔３０内には、表面側からの押圧力を裏面側に伝える押圧力伝達部材３１が挿入配置されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基板間に液晶を挟持した液晶セルと、
前記液晶セルの裏面側に配設され、押圧力に感応するスイッチ部を有するスイッチシートと、を含む液晶表示装置において、
前記液晶セルの表面側および裏面側の少なくとも一方に、剛性を有する板状部材が配設されており、当該板状部材には、前記スイッチ部に対応した位置に、表面側からの押圧力を裏面側に伝える押圧力伝達部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記板状部材は、前記液晶セルと前記スイッチシートとの間に配設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記板状部材は、前記スイッチ部と対向した位置に透孔を備えるとともに、当該透孔内に押圧力伝達部材を挿入配置して前記押圧力伝達部を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記押圧力伝達部材は、弾力性を有する可撓性部材により逆円錐台形状に形成されており、面積の小さい端面が前記スイッチ部と接触するように前記透孔内に配設されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記押圧力伝達部は、前記板状部材を切り抜いて形成した押圧ボタンで構成され、当該押圧ボタンは、一部で前記板状部材と連結され且つ前記板状部材に対し弾性的に厚さ方向へ移動自在であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機器、電子手帳、携帯電話などの種々の電子機器の表示部として用いられる液晶表示装置に関し、特に液晶セル基板がプラスチック材料で形成されてなる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置の液晶セルは、表面側及び裏面側にそれぞれ一定の間隔をおいて基板を配置するとともに、その中間部の周囲をシール材で覆って密封状態とし、この密封空間内に液晶を封入した構造となっている。この液晶セルの基板には、これまでガラス基板が主に用いられてきたが、近年、薄型化や軽量化などの目的から一部でガラス基板に代わりプラスチック基板が用いられてきている。
【０００３】
また液晶表示装置は、液晶セルの表面側や裏面側に偏光板を配設したり、液晶セルの表面側に保護板（カバーレイともいう）を配設した積層構造とすることが多い。偏光板は、例えば、直交する一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光を吸収する吸収型偏光板や、直交する一方の直線偏光を透過し、他方の直線偏光を反射する反射型偏光板などの種類があり、目的に応じて使い分けられている。
【０００４】
さらに、液晶表示装置は、液晶セルや各種偏光板の積層構造に加えて、スイッチシートを備えることもある。スイッチシートは、例えば、電子機器の制御部等に電気的に接続され、当該電子機器の操作部として機能する。特許文献１には、この種のスイッチシートを備えた液晶表示装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−１３２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液晶セルの表面側や裏面側に配設される各種偏光板や保護板（カバーレイ）などの部材は、それぞれ異なる線膨張係数を有している。このような線膨張係数の異なる部材を貼り合わせて積層構造を形成した場合、温度変化に伴う伸縮量の相違に起因して反りが発生するおそれがあった。
【０００６】
もっとも、液晶セルがガラス基板を用いた構成の場合は、偏光板の積層部分に反りが発生しようとしても、ガラス基板の剛性により当該反りの発生が抑えられる。よって、従来は反りの問題が顕在化することはなかった。
しかし、液晶セルがプラスチック基板を用いた構成の場合は、プラスチック基板が可撓性を有しているため、温度変化に伴い偏光板の積層部分に発生する反りを液晶セルで規制することができず、液晶表示装置全体としても反りが生じるおそれがあった。
この種の反りは、液晶表示装置ひいては同装置を組み込んだ電子機器の外観品質を低下させるばかりではなく、表示斑が生じるなど表示特性の低下にもつながる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、線膨張係数が相違する部材の積層構造に起因する反りの発生を抑制できる液晶表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、可撓性を有する基板間に液晶を挟持した液晶セルと、
液晶セルの裏面側に配設され、押圧力に感応するスイッチ部を有するスイッチシートと、を含む液晶表示装置において、
液晶セルの表面側および裏面側の少なくとも一方に、剛性を有する板状部材が配設されており、当該板状部材には、前記スイッチ部に対応した位置に、表面側からの押圧力を裏面側に伝える押圧力伝達部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、スイッチシートの表面に配設した板状部材が剛性を有するため、他の構成部材間に線膨張係数の相違による曲げ応力が発生しても、板状部材によって装置の反りが抑制される。しかも、板状部材に形成した押圧力伝達部を介して表面側からの押圧力がスイッチ部へ伝えられる構成としたことにより、押圧力の分散が抑制されるので、目的とするスイッチ部へ確実に押圧力を伝えることができ、スイッチ部の押圧感度が向上する。
【００１０】
この板状部材は、液晶セルとスイッチシートとの間に配設される構成とすることができる。ここで、可撓性を有する液晶セル等による積層構造は曲げ応力が生じやすい。しかし、液晶セルとスイッチシートとの間に板状部材を配設することにより、曲げ応力が発生しても、板状部材がスイッチシートへの曲げ応力の伝達を確実に阻止することができる。よって、スイッチシートのスイッチ部等の機能を損なうことがない。
【００１１】
また、板状部材は、スイッチ部と対向した位置に透孔を備えるとともに、当該透孔内に押圧力伝達部材を挿入配置して押圧力伝達部を構成してもよい。透孔内に配置された押圧力伝達部材は、透孔内において厚さ方向に移動自在となる。したがって、表面側からの押圧力の作用に伴い押圧力伝達部材が滑らかに移動して、スイッチ部を的確に押圧することが可能となり、いっそうスイッチ部の押圧感度が向上する。
【００１２】
この押圧力伝達部材は、弾力性を有する可撓性部材により逆円錐台形状に形成し、面積の小さい端面がスイッチ部と接触するように透孔内に配設されていることが好ましい。押圧力伝達部材を逆円錐台形状に形成することで、狭小のスイッチ部に対しても表面側から作用する押圧力を的確に伝達することができる。
【００１３】
さらに押圧力伝達部は、板状部材を切り抜いて形成した押圧ボタンで構成してもよい。当該押圧ボタンは、一部で板状部材と連結され且つ板状部材に対し弾性的に厚さ方向へ移動自在な構成である。これにより、部品点数が少なく、製作コストを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、スイッチシートの表面に配設した板状部材が剛性を有するため、他の構成部材間に線膨張係数の相違による曲げ応力が発生しても、板状部材によって装置の反りが抑制され、高い製品品質を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１乃至図５は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、同じく全体構成を概略的に示す側面断面図である。
図１及び図２に示すように、液晶表示装置は、基板がプラスチック材料で形成された液晶セル１と、液晶セル１の裏面側に配設され、押圧力の作用に応じて電流を導通又は遮断するスイッチ部２０が設けてあるスイッチシート２と、を含んでいる。
【００１６】
液晶セル１は、一定の間隔をおいて平行に配置された表面側プラスチック基板１０及び裏面側プラスチック基板１１と、各プラスチック基板１０、１１の間の空間を密封するシール部材１２と、各プラスチック基板１０、１１の間に注入される液晶層１３とによって主要部が構成されている。また図示してはいないが、表面側プラスチック基板１０と裏面側プラスチック基板１１の内面にはスペーサが配設してあり、二枚のプラスチック基板１０、１１の間隔を保持している。
【００１７】
本実施形態の各プラスチック基板１０、１１は、ポリカーボネイト樹脂によって形成されており、可撓性を有した光学的透明基板となっている。ただし、各プラスチック基板１０、１１は、これに限定されるものではなく、例えば、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により形成することもできる。
【００１８】
またシール部材１２は、例えば、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、ポリオール樹脂、無機充填材を含む主剤と、イソシアネート化合物およびシランカップリング剤を含む硬化剤とを混合して得られた二液混合式の組成物によって構成している。
【００１９】
液晶セル１の液晶層１３は、誘電異方性が正のネマティック液晶を注入しており、液晶分子の配列方向が各プラスチック基板１０、１１の間で９０°の捩れるようにしたＴＮ（ツイステッドネマティック）配向セルとしている。なお液晶層１もＴＮ配向セルに限定されるものではなく、例えばＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）配向、ホモジニアス配向、ホメオトロピック配向等を用いることができる。
【００２０】
また液晶セル１は、各プラスチック基板１０、１１上の液晶層１３に面する側に、透明電極（図示せず）がそれぞれ形成されている。この透明電極は、例えばＩＴＯ膜等の導電膜から構成される。液晶層１３は、透明電極を介してしきい電圧よりも充分に大きな電圧が印加されると、正の誘電異方性によって液晶分子が電解方向に並んだホメオトロピック配向となって９０°のねじれが解消されることになる。
【００２１】
液晶表示装置のスイッチシート２は、表面シート２１とスイッチ部２０を一体化し、薄型及び軽量化を図った製品を適用している。スイッチシート２のスイッチ部２０は、圧力応答性を有しており、押圧力がスイッチ部２０に加わると、電流の導通又は遮断の切換がなされる。表面シート２１の内部にはスイッチ部２０と接続するスイッチ回路（図示せず）が形成されており、このスイッチ回路は電子機器の制御部等に接続されている。したがってスイッチ部２０が押圧されると、制御部等にその操作が電気的に伝達されて、液晶表示装置と一体になった電子機器を操作することが可能となる。
もちろんスイッチシート２は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば可変抵抗性や静電容量性等の技術を用いたスイッチ構造を適用することも可能である。
【００２２】
また本実施形態の液晶表示装置は、液晶セル１やスイッチシート２の他に、液晶セル１の表面側に配設された表面側偏光板４と、液晶セル１の裏面側に配設された裏面側偏光板５と、表面側偏光板４の更に表面側に配設されたカバーレイ（保護板）６とを備えている。
【００２３】
表面側偏光板４及び裏面側偏光板５は、入射光のうち入射面に平行な振動面を有する偏光成分を透過するとともに、入射面に直交する偏光成分を吸収する吸収型偏光板を適用している。吸収型偏光板は、例えば、ポリビニルアルコールなどの高分子材料にヨウ素を吸着させて一定方向に延伸して偏光フィルムを形成し、この偏光フィルムの両面にトリアセチルロースなどの光学的基板を貼り合わせ一体化した構造となっている。
なお、表面側偏光板４及び裏面側偏光板５は、吸収型偏光板の他にも目的に応じて反射型偏光板や半吸収（透過）型偏光板など種々の偏光板を適用できることはもちろんであり、さらに複数種の偏光板の組み合わせることもできる。
【００２４】
カバーレイ６は、液晶表示装置の表示面を保護するために、表面側偏光板４の表面側に接着される。このカバーレイ６は、液晶セル１の各プラスチック基板１０、１１と同様に、ポリカーボネイト樹脂によって形成されており、可撓性を有した光学的透明基板となっている。ただしカバーレイ６は、これに限定されるものではなく、例えば、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により形成することもできる。
【００２５】
さらに本実施形態の液晶表示装置は、裏面側偏光板５とスイッチシート２との間に板状部材３が配設される。板状部材３は、裏面側偏光板５の更に裏面に接着され、液晶表示装置の積層構造の一層を形成する。この板状部材３は、十分な剛性及び耐熱性を備えたポリプロピレン樹脂を適用して形成されている。しかしながら板状部材３の材質はこれに限定されるものではなく、例えば、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂など合成樹脂、あるいはガラス材、金属材等を適用してもよい。
【００２６】
また板状部材３は、スイッチシート２のスイッチ部２０と対向した位置に、表面から裏面に貫通する透孔３０が設けられている。板状部材３はスイッチシート２の表面に配設されることにより、この透孔３０がスイッチ部２０のみを開放し、スイッチ部２０以外の部分を保護する層として機能することになる。
【００２７】
板状部材３の透孔３０には、押圧力伝達部材３１が挿入配置される。この押圧力伝達部材３１は、一定の隙間を透孔３０との間に有し、透孔３０内において移動の自在性が確保されている。これにより押圧力伝達部材３１は、表面側からの押圧力を裏面側に伝える押圧力伝達部として機能する。また押圧力伝達部材３１は、弾力性を有する可撓性部材により逆円錐台形状に形成されており、面積の小さい端面がスイッチ部２０と接触するように透孔３０内に配設されている。
【００２８】
液晶表示装置は、以上のような構成によって組み立てられ、表面からカバーレイ６、表面側偏光板４、液晶セル１、裏面側偏光板５、板状部材３、スイッチシート２の順に積層された構造となる。また、必要に応じてスイッチシート２の表面側に可撓性シートからなるバックライト（例えば、エレクトロルミネセンスシート）を設けてもよい。この積層構造において、板状部材３の透孔内３０には押圧力伝達部材３１が挿入されており、この押圧力伝達部材３１は、裏面がスイッチシート２のスイッチ部２０に対向した状態となっている。
【００２９】
図３は、第１の実施形態に係る液晶表示装置においてユーザが表示面を押圧した状態を示す側面断面図である。
既述したように、本実施形態の液晶表示装置は、ユーザが表示面を押圧することによって、電子機器を操作することができる。図３に示すように、液晶表示装置を介して電子機器の操作をする場合、ユーザはスイッチ部２０が下層にある箇所の表示面を押圧する。この押圧力は、カバーレイ６、表面側偏光板４、液晶セル１、裏面側偏光板５に伝達され、板状部材３の透孔３０に挿入してある押圧力伝達部材３１の表面を押圧する。押圧力伝達部材３１は、透孔３０内において厚さ方向に移動自在となっており、押圧力が加わることによって裏面側方向に移動して、スイッチ部２０を押圧することができる。また押圧力伝達部材３１は、逆円錐台形状に形成されているため、スイッチ部２０が狭小であっても、表面側に作用する押圧力を当該スイッチ部２０へ確実に伝達することができる。
【００３０】
ここで、液晶表示装置の液晶セル１、各偏光板４、５、カバーレイ６等の積層部材は、温度の上昇によって伸縮する特性を有している。これは各積層部材の線膨張係数が異なるためである。例えば、液晶セル１のプラスチック基板１０、１１と、吸収型偏光板が適用された各偏光板４、５と、カバーレイ６とを比較した場合、線膨張係数は各偏光板４、５のほうがプラスチック基板１０、１１やカバーレイ６よりも大きくなる。このような線膨張係数の違うプラスチック基板１０、１１、各偏光板４、５、カバーレイ６がそれぞれ接着してある場合、温度上昇に伴い、接着面を基点に曲げ応力が発生する。
【００３１】
図４は、従来の液晶表示装置の積層構造において生じる反りの作用を概略的に示した側面断面図である。
例えば、カバーレイ６と表面側偏光板４が接着してある場合、図４（ａ）に示すように、線膨張係数が大きい表面側偏光板４側に湾曲する。また液晶セル１の裏面側プラスチック基板１１と裏面側偏光板５が接着してある場合、図４（ｂ）に示すように、線膨張係数が大きい裏面側偏光板５側に湾曲する。
【００３２】
したがって、このような線膨張係数の異なる積層部材を接着した積層構造により、液晶表示装置には反りが発生することになる。例えば、図４（ｃ）に示すように、液晶表示装置がカバーレイ６、表面側偏光板４、液晶セル１、裏面側偏光板５の順に積層して接着してある場合は、温度上昇に伴い、液晶表示装置全体の中央部分が裏面側方向に湾曲する。この反りの発生により、液晶表示装置は、表示面に表示ムラが生じるなど表示装置としての性能に支障が出るおそれがあった。
【００３３】
図５は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の板状部材の作用を概略的に示した側面断面図である。
しかし、本実施形態の液晶表示装置は、図５に示すように、積層構造に剛性を有する板状部材３が接着されている。このため、板状部材３の上層において、線膨張係数の相違から積層構造に反りが発生しても、板状部材３が剛性を維持して反らないため、装置全体に対する反りの発生を抑制することができる。
【００３４】
以上のように第１の実施形態の液晶表示装置によれば、装置全体の反りの発生を抑制することが可能となり、その結果、表示性能の優れた液晶表示装置を提供することができる。またユーザがスイッチ部２０を押圧した場合、押圧力伝達部３１によって押圧力がスイッチ部２０に伝えられるため、板状部材３によりスイッチ機能を損なうことがない。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例や応用例が可能なことは勿論である。
【００３５】
〔変形例１〕
図６は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す側面断面図である。
本実施形態の押圧力伝達部材３１は、表面が裏面側偏光板５に接着されていてもよく（図６（ａ）参照）、逆に裏面がスイッチ部２０に接着もされていてもよい（図６（ｂ）参照）。このような構造は、押圧力伝達部材３１を接着する位置決めを正確に行わなければならず作業に手間がかかる。しかし一方の平面に固着されることで透孔３０内での押圧力伝達部材３１の横方向の移動が規制され、厚さ方向にかかる押圧力をより伝達しやすくすることができる。
【００３６】
〔変形例２〕
また第１の実施形態の液晶表示装置では、表面側及び裏面側偏光板４、５を積層した構成としているが、偏光板を用いない液晶セル１（例えば、高分子分散型液晶パネル）とスイッチシート２による単純な積層構造に対して板状部材３を配設してもよい。液晶表示装置の反りは、単純な積層構造でも線膨張係数の相違によって発生するため、板状部材３のような剛性を有する部材を介在させることで、確実に反りを抑制することが可能となる。
【００３７】
〔第２の実施形態〕
図７は、第２の実施形態に係る液晶表示装置において板状部材の構成を概略的に示す図であり、（ａ）は裏面側からみた斜視図、（ｂ）は通常時の側面断面図、（ｃ）は押圧時の側面断面図である。なお、第２の実施形態に係る液晶表示装置において、先に示した第１の実施形態に係る液晶表示装置と同一部分または相当する部分には、同一符号を付しその部分の詳細な説明は省略する。
【００３８】
図７（ａ）に示すように、第２の実施形態に係る液晶表示装置は、押圧力伝達部を板状部材３に一体形成した構成である。具体的には、スイッチシート２のスイッチ部２０に重なる箇所の板状部材３を切り抜いた押圧ボタン３２が形成してある。この押圧ボタン３２は、連結部３３によって板状部材３と連結しており、板状部材３に対し弾性的に厚さ方向へ移動自在となっている。
【００３９】
図７（ｂ）に示すように、この板状部材３は、液晶表示装置の積層構造の形成時に、裏面側偏光板５とスイッチシート２の間に配設される。このとき板状部材３の押圧ボタン３２は、スイッチシート２のスイッチ部２０にちょうど対向するように配置される。
【００４０】
スイッチ部２０の押圧時には、図７（ｃ）に示すように、ユーザによってスイッチ部２０が下層にある箇所の表示面が押圧されることで、この押圧力が押圧ボタン３２に伝達される。既述したように、押圧ボタン３２は厚さ方向へ移動自在となっているため、この押圧力により押圧ボタン３２が摺動しスイッチ部２０を押圧する。また押圧の解除時には、連結部３３から弾性力が働くこととなり、押圧ボタン３２を元の位置に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を概略的に示す側面断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る液晶表示装置においてユーザが表示面を押圧した状態を示す側面断面図である。
【図４】従来の液晶表示装置の積層構造において生じる反りの作用を概略的に示した側面断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る液晶表示装置の板状部材の作用を概略的に示した側面断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示す側面断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る液晶表示装置において板状部材の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：液晶セル、２：スイッチシート、３：板状部材、４：表面側偏光板、５：裏面側偏光板、６：カバーレイ、
１０：表面側プラスチック基板、１１：裏面側プラスチック基板、１２：シール部材、１３：液晶層、
２０：スイッチ部、２１：表面シート
３０：透孔、３１：押圧力伝達部材、３２：押圧ボタン、３３：連結部
【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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