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JP2000330098A - 液晶セル用基板、液晶セル及び液晶表示装置 - Google Patents

液晶セル用基板、液晶セル及び液晶表示装置

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Publication number
JP2000330098A
JP2000330098A JP11143494A JP14349499A JP2000330098A JP 2000330098 A JP2000330098 A JP 2000330098A JP 11143494 A JP11143494 A JP 11143494A JP 14349499 A JP14349499 A JP 14349499A JP 2000330098 A JP2000330098 A JP 2000330098A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal cell
light
light emitting
emitting means
Prior art date
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Pending
Application number
JP11143494A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuji Yano
周治 矢野
Seiji Umemoto
清司 梅本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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Priority to NL1015249A priority patent/NL1015249C2/nl
Priority to KR1020000027767A priority patent/KR20000077387A/ko
Priority to US09/576,051 priority patent/US6700637B2/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置のさらなる薄型軽量化を達成す
ること。 【解決手段】 ガラス転移温度が１３０℃以上の樹脂か
らなり、上下面の一方に光出射手段（１２）を有してそ
の光出射手段を介し側面からの入射光を上下面の一方よ
り出射する厚さが０．１〜１mmのシート（１１）よりな
る液晶セル用基板（１１）、及びセル基板（１１，１
４）間に液晶（１３）を封入してなり、その一方のセル
基板が前記の液晶セル用基板からなる液晶セル（１）、
並びにその液晶セルを用いてなる液晶表示装置。 【効果】 樹脂系による軽量性に加えて、セル基板を兼
ねる導光板として利用でき液晶セル等の側面に光源を配
置してサイドライト型導光板を形成できて面光源として
利用でき、従来のバックライトやフロントライトを省略
でき、従来の透過型や反射・透過両用型のものとは全く
相違する照明システムの液晶表示装置を形成できてさら
なる薄型軽量化を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、薄型軽量性に優れる液晶
表示装置を形成できる導光板兼用の樹脂系液晶セル用基
板及び液晶セルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、透過型や反射・透過両用型の液晶
表示装置としては液晶セルの視認背面側（バック）や視
認側（フロント）にサイドライト型導光板からなる面光
源を配置したものが知られていた。しかしながら液晶表
示装置の各種分野への普及に伴いその利点を活かしてさ
らなる薄型軽量化が強く要望されており、その実現が課
題となっている。
【０００３】
【発明の技術的課題】本発明は、前記の要望に応えて液
晶表示装置のさらなる薄型軽量化を達成することを課題
とする。
【０００４】
【課題の解決手段】本発明は、ガラス転移温度が１３０
℃以上の樹脂からなり、上下面の一方に光出射手段を有
してその光出射手段を介し側面からの入射光を上下面の
一方より出射する厚さが０．１〜１mmのシートよりなる
ことを特徴とする液晶セル用基板、及びセル基板間に液
晶を封入してなり、その一方のセル基板が前記の液晶セ
ル用基板からなることを特徴とする液晶セル、並びにそ
の液晶セルを用いてなることを特徴とする液晶表示装置
を提供するものである。
【０００５】
【発明の効果】本発明のセル用基板によれば、樹脂系で
あることによる軽量性に加えて、セル基板を兼ねる導光
板として利用でき、それを用いた液晶セルないし当該基
板の側面に光源を配置することによりサイドライト型導
光板を形成できて面光源として利用でき、その結果、従
来のバックライトやフロントライトを省略でき、従来の
透過型や反射・透過両用型のものとは全く相違する照明
システムの液晶表示装置を形成できてそのさらなる薄型
軽量化を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施形態】本発明による液晶セル用基板は、ガ
ラス転移温度が１３０℃以上の樹脂からなり、上下面の
一方に光出射手段を有してその光出射手段を介し側面か
らの入射光を上下面の一方より出射する厚さが０．１〜
１mmのシートよりなる。
【０００７】前記のシートを形成する樹脂としては、１
３０℃以上のガラス転移温度を有する種々のものを用い
うる。ガラス転移温度が１３０℃未満の樹脂では、セル
用基板にＩＴＯ蒸着膜等からなる透明電極を設ける際に
耐熱性に乏しくて変形する場合がある。
【０００８】シートの形成に好ましく用いうる樹脂は、
１５０℃以上のガラス転移温度を有し、耐薬品性や表面
硬度、透明性や光学的等方性、低吸水性や低透湿性、ガ
スバリア性、特に低酸素透過性に優れるものである。ち
なみにかかる樹脂の例としては、エポキシ系樹脂やポリ
ジアリルフタレート、不飽和ポリエステルやポリイソボ
ニルメタクリレートなどの熱硬化性樹脂、ポリアリレー
トやポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドやポリ
カーボネート、ポリスルホンやポリアミドなどの熱可塑
性樹脂があげられる。
【０００９】前記において耐熱性やガスバリア性、低透
湿性等の点より熱硬化性樹脂としてはエポキシ系樹脂が
好ましく用いられ、特に脂環式エポキシ系樹脂やトリグ
リシジルイソシアヌレートを単独で、あるいは混合して
用いたものが好ましい。その硬化剤については、例えば
酸無水物系のものが無色透明性に優れる硬化物が得られ
やすい利点などを有するが特に限定はない。
【００１０】熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂は、１種又は
２種以上を用いることができ、１３０℃以上のガラス転
移温度が維持される範囲で他成分との共重合体や混合物
などとして用いることもできる。ちなみに熱硬化性樹脂
に共重合させうるものとしては、例えばメタクリル酸メ
チルやメタクリル酸エチル、スチレンやジビニルベンゼ
ンの如きビニル系モノマーなどがあげられる。
【００１１】また前記の熱可塑性樹脂に混合しうるも
の、あるいは共重合させうるものとしては、例えばポリ
メタクリル酸メチルやポリメタクリル酸エチル、ポリス
チレンやポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンやポリビ
ニルアルコールの如きビニル系樹脂、ポリエチレンやポ
リプロピレンの如きオレフィン系樹脂、トリアセチルセ
ルロースやジアセチルセルロースの如きセルロース系樹
脂、あるいはそれらの樹脂を形成するモノマーなどがあ
げられる。ちなみにポリアリレートとポリカーボネー
ト、あるいは更にポリエステル系樹脂を加えたアロイ化
物は、耐熱性や耐薬品性や成形性などに優れる。
【００１２】側面からの入射光を上下面の一方より出射
する特性は、シートの上下面の一方に光出射手段を設け
ることにより付与することができる。かかる光出射手段
は、側面より入射してシート内又は液晶セル内を伝送さ
れる光を拡散や反射、回折や干渉等によりシートの一方
側、特に光出射手段を形成していない側に出射する働き
を示す適宜なもので形成されていてよく、その種類につ
いて特に限定はない。
【００１３】ちなみに液晶表示装置で公知のサイドライ
ト型バックライトの導光板における光出射面又はその裏
面に形成された例えばドット状凹凸やストライプ状凹凸
等からなる拡散体ないし散乱体、あるいは微細なプリズ
ム状凹凸からなる反射体などは前記した光出射手段の例
である。
【００１４】従って光出射手段は、円形や楕円形、四角
形等の多角形からなる突起や窪みやコーン状などの適宜
な形態のドット状凹凸、断面が三角形や台形等の微細プ
リズム状凹凸などの適宜な形態で形成されていてよい。
就中、側面からの入射光を吸収なく伝送してシートの一
方側より効率よく出射するものが好ましい。
【００１５】前記の点よりは、シートの基準平面に対し
３０〜６０度、就中５０度以下、特に３５〜４５度の角
度で傾斜する（急）斜面を介して側面からの入射光を反
射してシートの一方側に出射するようにしたプリズム状
凸凹の繰返し構造からなる光出射手段が好ましい。なお
シートを介して液晶表示を視認する必要のある場合に
は、良好な視認性を達成する点よりシートの基準平面に
対し０〜１０度の角度で傾斜する緩斜面と前記の急斜面
の組合せからなるプリズム状凸凹とし、シートの基準平
面に対する投影面積に基づいてその緩斜面が急斜面の５
倍以上、就中１０倍以上、特に１５場合以上の面積とな
るように形成されていることが好ましい。
【００１６】なお前記のプリズム状凸凹の繰返しピッチ
は、液晶セルの画素との干渉によるモアレの発生を防止
する点などより液晶セルの画素ピッチが通例１００〜３
００μmであることを考慮して、５０μm〜１．５mmとす
ることが好ましい。なおそのピッチは、一定であっても
よいし、例えばランダムピッチや所定数のピッチ単位を
ランダム又は規則的に組合せたものなどの如く不規則で
あってもよい。
【００１７】液晶セル用基板に用いるシートの形成は、
例えば注型成形方式やトランスファ成形方式、流延成形
方式や射出成形方式、ロール塗工成形方式や押出成形方
式、キャスティング成形方式や反応射出成形方式（ＲＩ
Ｍ）などの適宜な方式で行うことができる。シートの形
成に際しては、必要に応じて例えば染料や変性剤、変色
防止剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤や離型剤などの適宜
な添加剤を配合することができる。
【００１８】前記において光出射手段を有するシート
は、切削法にても形成でき適宜な方法で形成することが
できる。量産性等の点より好ましい製造方法としては、
熱可塑性樹脂を所定の形状を形成しうる金型に加熱下に
押付て形状を転写する方法、加熱溶融させた熱可塑性樹
脂あるいは熱や溶媒を介して流動化させた樹脂を所定の
形状に成形しうる金型に充填する方法、熱や紫外線ない
し放射線等で重合処理しうる液状樹脂を所定の形状を形
成しうる型に充填ないし流延して重合処理する方法など
があげられる。
【００１９】なお液晶セル用基板を形成するシートは、
例えば光出射手段を形成したシートを他のシートと接着
積層したものの如く、同種又は異種の材料からなるシー
トの積層体などとして形成されていてもよく、１種の材
料による一体的単層物として形成されている必要はな
い。液晶セル用基板を形成するシートの厚さは、液晶表
示装置の薄型軽量化を図る点や基板として必要な強度等
の特性の点などより０．１〜１mm、就中０．２〜０．８
mmとされる。
【００２０】上記において光出射手段を形成したシート
面には、その光出射手段を介し伝送光の光路制御を確実
とすることや当該面を介し伝送光が漏れることの防止な
どを目的に、必要に応じ反射層を設けることができる。
反射層は、シートに塗工層等として密着していてもよい
し、反射板等として配置されていてもよい。
【００２１】従って反射層は、適宜な金属ないし合金粉
末のバインダ樹脂による混入塗工層や当該金属等の蒸着
方式等による金属薄膜の付設層、金属粉末の混入シー
ト、金属粉末混入層や金属薄膜を付設した樹脂シート、
金属箔などの適宜な方式にて形成することができる。な
お前記の金属ないし合金としては、反射率の点より例え
ばアルミニウムや銀、金や銅やクロム等からなる高反射
率の金属の少なくとも１種を含有するものが好ましいく
用いうる。
【００２２】また形成する反射層は、シート全面での輝
度の均一化等を目的に反射光を拡散する拡散型のもので
あってもよい。拡散型反射層は、例えばサンドブラスト
等のマット処理による粗面化方式やシートを形成する際
に金型等を介して微細凹凸を付与する方式、シートに透
明粒子を含有させる方式やその粒子含有の樹脂層を付設
する方式などの適宜な方式でシート面を微細凹凸化して
その面上に反射層を形成しシート面の微細凹凸を反射層
の表面に反映させる方式などにより形成することができ
る。
【００２３】また金属粉末等の混入物に基づく方式や、
金属箔あるいは前記の金属薄膜表面を圧延ロール方式等
により粗表面化する方式などにても拡散型反射層を形成
することができる。なお反射層には、必要に応じ反射率
の向上や酸化防止等を目的とした適宜なコート層を設け
ることもできる。
【００２４】なお上記の反射層を支持する樹脂シートに
は、上記した基板用シートの形成材のほか、例えばトリ
アセチルセルロースやポリビニルアルコール、ポリイミ
ドやポリアリレート、ポリエステルやポリスルホン、ポ
リエーテルスルホンの如きプラスチックからなる適宜な
フイルムなどを用いうる。
【００２５】上記の如く基板用のシートは、光の拡散や
モアレ防止等を目的にそれ自体が表面に微細凹凸構造を
有していてもよい。その場合、表面微細凹凸構造はシー
ト表裏の一方又は両方に形成されていてよく、従って光
出射手段を有しない面が微細凹凸構造に形成されていて
よい。なお上記において表面微細凹凸構造は、伝送光を
シート後部にも安定に供給してシート全面での輝度の均
一化を図る点などよりシートの表面層として形成されて
いることが好ましい。
【００２６】液晶セル用基板として好ましく用いうるシ
ートは、上記したように酸素や水蒸気等のガスを透過し
にくくて光透過率に優れるものである。セル基板用のシ
ートがかかる性能に不足する場合やその性能の向上をは
かる場合には、必要に応じてガスバリア層等を付加する
ことができる。
【００２７】前記のガスバリア層は、例えばポリマーの
塗工膜等からなる有機物層やシリカ等の無機蒸着層など
として形成することができる。形成効率等の点より好ま
しく用いうるものは塗工膜として付与できるポリマーで
ある。そのポリマーとしては、例えばポリビニルアルコ
ールやその部分けん化物、エチレンビニルアルコール共
重合体やポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデンな
どの酸素透過係数が小さいものである。なお塗工膜の形
成は、例えばキャスティング方式やスピンコート方式な
どの適宜な方式で行うことができる。
【００２８】またセル基板用のシートには、例えば表面
硬度の向上等を目的とするシリコーン系硬化樹脂等から
なるハードコート層や、透明電極の密着性の向上等を目
的とするプライマー層などの適宜な機能層を設けること
ができる。従って本発明による液晶セル用基板は、前記
したシートの単層物やその積層物、あるいはそれをベー
ス層とする種々の機能層との重畳物などからなる複層物
として形成することができる。
【００２９】本発明による液晶セル用基板は、液晶セル
の一方側のみに用いられる。すなわち液晶セルは、例え
ば液晶セル用基板に透明電極を形成して対向配置し、そ
の液晶セル用基板間に液晶を封入する方法などにより形
成しうるが、その場合に上記した光出射手段を設けたシ
ートからなる液晶セル用基板は、液晶セルの一方側のみ
に用いられる。これにより、良好な視認特性を確保する
ことができる。
【００３０】前記した液晶セルの例を図１，図２に例示
した。１が液晶セルで、１１が本発明による光出射手段
１２を有する液晶セル用基板、１３が基板１１，１４の
間に封入された液晶層、１４が光出射手段を有しない他
の液晶セル用基板である。なお２は液晶セルの側面に配
置した光源、２１は光源２を包囲するリフレクタ、３は
反射板からなる、３１は蒸着膜からなる反射層である。
【００３１】図例の如く、本発明による液晶セル用基板
１１は、液晶セル１における視認側の基板、又は視認背
面側の基板のいずれの方式においても用いうる。また本
発明による液晶セル用基板１１は、その光出射手段１２
の形成面側を液晶セルの内部側としても用いうるが、一
般には前記した透明電極の形成性等の点より液晶セルの
外側として用いられる。液晶セルにおける他方のセル基
板１４としては、光出射手段を有しない上記したシート
等からなる樹脂基板やガラス基板などの従来に準じた適
宜な基板を用いうる。
【００３２】なお前記した透明電極の形成は、例えば酸
化スズや酸化インジウム、金や白金やパラジウムの如き
透明電極形成材のスパッタリング法等による蒸着方式や
透明導電塗料の塗布方式等の適宜な方式でセル基板上に
透明導電膜を形成してそれを電極パターン化する方法な
どの従来に準じた適宜な方法にて行うことができる。ま
た透明電極上に必要に応じて設けられる液晶配列用の配
向膜も同様に従来に準じた適宜な方法にて行うことがで
きる。
【００３３】液晶表示装置の形成に際しては、図例の如
く液晶セル１ないし本発明による液晶セル用基板１１の
側面に光源２を有する形態の液晶セルとされる。その光
源としては適宜なものを用いうるが、例えば（冷，熱）
陰極管や、発光ダイオード等の線状ないし面状のアレイ
体等からなる線状光源などが好ましく用いうる。
【００３４】液晶表示装置の形成に際しては、必要に応
じて図例の如く光源からの発散光を液晶セル等の側面に
導くために光源２を包囲するリフレクタ２１などの適宜
な補助手段を配置することもできる。リフレクタには、
高反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔など
が一般に用いられる。またリフレクタを液晶セルの下面
に延設して反射シートを兼ねさすこともできる。また反
射・透過両用の液晶表示装置を形成する場合などには光
源の点灯と消灯を切替えうる機構なども設けることがで
きる。
【００３５】液晶セル用基板には、必要に応じて偏光板
や位相差板などの液晶表示装置を形成する他の素材と積
層した状態で液晶セルの形成に供することができる。形
成する液晶セルは、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、ゲスト・
ホスト型やＴＦＴ型、強誘電性液晶セル型など任意であ
る。また従来の反射型や透過型、あるいは反射・透過両
用型などに準じた各種タイプの液晶表示装置を形成する
ことができる。
【００３６】
【実施例】実施例１ 前記の化学式で表される脂環式エポキシの樹脂１００部
（重量部、以下同じ）とメチルヘキサヒドロ無水フタル
酸１２４部とトリ−ｎ−ブチルオクチルホスホニウムブ
ロマイド１部からなる混合物をプリズム状凹凸からなる
光出射手段を形成するための形態に成形した金型に注入
し、１００℃で２時間、ついで１７０℃で１６時間硬化
処理して厚さ０．７mmで片面にプリズム状凹凸からなる
光出射手段を有し、他面が平滑な樹脂シートを得た。
【００３７】次に前記樹脂シートの平滑面に、メチルト
リメトキシシラン３０部、イソプロピルアルコール４５
部、水３０部及び酢酸０．０６部の混合液を塗布し１７
０℃で１時間加熱処理して厚さ２μmのハードコート層
を付設し、液晶セル用基板を得た。
【００３８】前記の光出射手段を有する液晶セル用基板
と、その光出射手段を有しないほかは前記に準じた液晶
セル用基板を用いて、それに蒸着方式でＩＴＯ透明電極
を形成し、それらの基板間に液晶を封入して液晶セルと
したのちその側面に冷陰極管を、視認背面側に反射板を
配置して図１に例示した構造のコレステリック液晶反射
表示装置を形成した。なお光出射手段の形成面はセルの
外側となるように配置した。得られたフロントライト式
の装置を当該光出射手段の形成面を介して視認したとこ
ろ良好な表示品位であった。
【００３９】実施例２ 光出射手段の形成面に銀を５０nmの厚さで蒸着して反射
層を形成したほかは実施例１に準じてゲスト・ホスト型
の液晶セルを形成し、その側面に冷陰極管を配置して図
２に例示した構造の反射型液晶表示装置を形成した。得
られたバックライト式の装置を光出射手段を有しない基
板側を介して視認したところ良好な表示品位であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置例の断面図
【図２】他の液晶表示装置例の断面図
【符号の説明】
１：液晶セル（１１：光出射手段１２を有する液晶セル
用基板 １３：液晶層１４：光出射手段を有しない液晶
セル用基板） ２：光源 ３，３１：反射層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BB06 BB63 BC22 2H090 JA03 JA04 JA06 JA09 JB03 JB05 JC01 JC07 JD11 JD12 JD17 LA10 LA11 LA16 LA20 2H091 FA14Y FA14Z FA16Y FA16Z FA23Y FA32Y FB02 FB13 FC18 FC25 FD06 GA01 GA07 LA11 LA13

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガラス転移温度が１３０℃以上の樹脂か
    らなり、上下面の一方に光出射手段を有してその光出射
    手段を介し側面からの入射光を上下面の一方より出射す
    る厚さが０．１〜１mmのシートよりなることを特徴とす
    る液晶セル用基板。
  2. 【請求項２】 請求項１において、光出射手段がドット
    状凹凸又はプリズム状凹凸からなる液晶セル用基板。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、光出射手段の
    形成面側に反射層を有する液晶セル用基板。
  4. 【請求項４】 セル基板間に液晶を封入してなり、その
    一方のセル基板が請求項１〜３に記載の液晶セル用基板
    からなることを特徴とする液晶セル。
  5. 【請求項５】 請求項４において、液晶セル用基板の光
    出射手段形成面をセルの外側とした液晶セル。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５において、側面に光源を
    有する液晶セル。
  7. 【請求項７】 請求項４〜６に記載の液晶セルを用いて
    なることを特徴とする液晶表示装置。
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