(57)【要約】【課題】バックライトの面内色むらの影響を低減させた液晶表示装置の提供。【解決手段】液晶を挟持して対向配置される一対の基板と、前記一対の基板の間に前記液晶を封止するシール材を有し、前記シール材に囲まれた領域を表示領域とする液晶表示パネルと、  前記液晶表示パネルの一方の面側に配置されるバックライトを備え、  前記バックライトは、前記液晶表示パネルの少なくとも前記表示領域に対向して配置される導光板と、前記導光板の一辺における側壁面に対向して配置される光源とから構成され、  前記液晶表示パネルは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、液晶層の厚さが小さくなるように構成されている。【選択図】  図１
2010256462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を挟持して対向配置される一対の基板と、前記一対の基板の間に前記液晶を封止するシール材を有し、前記シール材に囲まれた領域を表示領域とする液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの一方の面側に配置されるバックライトを備え、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルの少なくとも前記表示領域に対向して配置される導光板と、前記導光板の一辺における側壁面に対向して配置される光源とから構成され、
前記液晶表示パネルは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、液晶層の厚さが小さくなるように構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源は発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
液晶表示パネルの前記シール材のうち、前記導光板の前記一辺に沿って延在されるシール材において、前記導光板の前記一辺に近い側のシール材を第１シール材とし、前記導光板の前記一辺に遠い側のシール材を第２シール材とした場合に、
第２シール材の高さは第１シール材の高さよりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
液晶表示パネルは、少なくとも前記表示領域における前記一対の基板の間に、複数の柱状スペーサが形成されて構成され、前記柱状スペーサは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、高さが小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記柱状スペーサは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、径が小さくなるように構成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６】
液晶表示パネルは、少なくとも前記表示領域における前記一対の基板の間に、複数のビーズ状のスペーサが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、液晶表示パネルの一方の面側に導光板と光源とからなるバックライトを備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは、その表示領域において、多数の画素がマトリックス状に配置され、これら画素は独立に光透過率を制御できるように構成されている。このため、液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面にバックライトを配置させて構成するのが通常となっている。
【０００３】
そして、該バックライトとして、たとえば、液晶表示パネルの少なくとも表示領域に対向して配置される導光板と、この導光板の一辺における側壁面にたとえば発光ダイオードからなる光源を対向配置させた構成のものが知られている。
【０００４】
前記バックライトは、光源からの光を前記側壁面から導光板内に入射させ、該導光板内で屈折と散乱を繰り返して、液晶表示パネルと対向する面から出射させることにより、面光源として構成できる。
【０００５】
なお、液晶表示パネルは、液晶を挟持して対向配置される一対の基板と、この一対の基板の間に該液晶を封止するシール材を有し、該シール材に囲まれた領域を表示領域として構成されている。この場合、液晶表示パネルは、一対の基板の間に形成する柱状スペーサによって、一対の基板のギャップを均等にするようにしたものが通常となっている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した構成のバックライトにおいて、それが比較的大型（導光板の大型化）になると、光源からの光のうち、青系（短波長）の光は、赤系（長波長）の光よりも屈折率が大きく散乱し易い性質を有し、導光板を平面的に観た場合、光源の近傍では青系の光が散乱し易くなり、光源から遠ざかるにつれ、赤色の光の割合が多くなって散乱し易くなる傾向にある。
【０００８】
このため、導光板を平面的に観た場合、光源側において青色系の色調を有するが、該光源から遠ざかるにつれ黄色系の色調になるような面内色むらが生じる不都合が生じる。
【０００９】
そして、このバックライトの面内色むらは、液晶表示パネルを透過した光にあってもそのまま発生し、液晶表示パネル上の表示画像に影響を及ぼすようになる。
【００１０】
本発明の目的は、バックライトの面内色むらの影響を低減させた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液晶表示装置では、液晶表示パネルの液晶を透過する光は該液晶の層厚によって色調が変化することに鑑み、バックライトの面内色むらを液晶表示パネルを透過させることによって抑制するようにしたものである。
【００１２】
本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。
【００１３】
（１）本発明の液晶表示装置は、液晶を挟持して対向配置される一対の基板と、前記一対の基板の間に前記液晶を封止するシール材を有し、前記シール材に囲まれた領域を表示領域とする液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの一方の面側に配置されるバックライトを備え、
前記バックライトは、前記液晶表示パネルの少なくとも前記表示領域に対向して配置される導光板と、前記導光板の一辺における側壁面に対向して配置される光源とから構成され、
前記液晶表示パネルは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、液晶層の厚さが小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
（２）本発明の液晶表示装置は、（１）において、前記光源は発光ダイオードからなることを特徴とする。
【００１５】
（３）本発明の液晶表示装置は、（１）において、液晶表示パネルの前記シール材のうち、前記導光板の前記一辺に沿って延在されるシール材において、前記導光板の前記一辺に近い側のシール材を第１シール材とし、前記導光板の前記一辺に遠い側のシール材を第２シール材とした場合に、
第２シール材の高さは第１シール材の高さよりも小さく形成されていることを特徴とする。
【００１６】
（４）本発明の液晶表示装置は、（３）において、液晶表示パネルは、少なくとも前記表示領域における前記一対の基板の間に、複数の柱状スペーサが形成されて構成され、前記柱状スペーサは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、高さが小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
（５）本発明の液晶表示装置は、（４）において、前記柱状スペーサは、前記導光板の前記一辺から前記一辺と交差する方向に離間するにしたがって、径が小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
（６）本発明の液晶表示装置は、（３）において、液晶表示パネルは、少なくとも前記表示領域における前記一対の基板の間に、複数のビーズ状のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【００１９】
なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。
【発明の効果】
【００２０】
上述した液晶表示装置によれば、バックライトの面内色むらの影響を低減させることができる。
【００２１】
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の液晶表示装置の断面図で、図２のI−I線における断面に相当する図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の実施例１を分解した状態で示す平面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の実施例２を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。
【実施例１】
【００２４】
図２は、本発明の液晶表示装置の実施例１を分解した状態で示す平面図である。
【００２５】
液晶表示装置は、観察者側（紙面表側）から、液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬの順で配置されている。
【００２６】
液晶表示パネルＰＮＬは、液晶（図１にて符号ＬＣで示す）を挟持して対向配置される基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２とで外囲器を構成するようになっている。基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２は、これら基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２の周辺に形成される環状のシール材ＳＬによって固着され、該シール材ＳＬは前記液晶を封入する機能をも有している。シール材ＳＬによって囲まれた領域は表示領域ＡＲを構成し、この表示領域ＡＲにおける基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のそれぞれの液晶側の面には、該液晶ＬＣを一構成要素とする画素（図示せず）がマトリックス状に複数形成されている。これら画素は、それぞれ独立に光透過率が制御されるようになっている。この液晶表示パネルＰＮＬの構成については後にさらに詳述する。
【００２７】
光学シールＯＳは、たとえばプリズムシート、拡散シート、あるいはこれらプリズムシートおよび拡散シートを重ね合わせたものが用いられ、後述のバックライトＢＬからの光を集光あるは拡散させた後に液晶表示パネルＰＮＬ側に導くようになっている。
【００２８】
バックライトＢＬは、液晶表示パネルＰＮＬの少なくとも表示領域ＡＲと対向して配置される導光板ＣＬＢと、この導光板ＣＬＢの一辺（図中符号ＳＤで示す）における側壁面（図１にて符号ＳＷＦ）に対向するようにして配置された光源ＬＳとで構成されている。光源ＬＳは、導光板ＣＬＢの前記側壁面ＳＷＦに対向して配置される回路基板ＰＣＢに複数（図ではたとえば３個）の発光ダイオードＬＤが搭載されて構成されている。各発光ダイオードＬＤからは白色光が照射されるようになっている。該バックライトＢＬは、発光ダイオードＬＤからの光を前記側壁面ＳＷＦから導光板ＣＬＢ内に入射させ、該導光板ＣＬＢ内で屈折と散乱が繰り返えされた後に、液晶表示パネルＰＮＬと対向する面ＳＦから出射させることにより、該面ＳＦを面光源として構成させている。
【００２９】
なお、前記液晶表示パネルＰＮＬ、光学シートＯＳ、およびバックライトＢＬは、たとえば、図示しない下フレーム、中フレーム、および上フレームによってモジュール化され、液晶表示装置を構成するようになっている。
【００３０】
ここで、前記バックライトＢＬは、導光板ＣＬＢの前記面ＳＦからの光が、発光ダイオードＬＤ側において青色系の色調を有し、該発光ダイオードＬＤから遠ざかるにつれ黄色系の色調になるような面内色むらが生じることが確かめられる。図２では、導光板ＣＬＢの発光ダイオードＬＤから近い側から遠い側にかけて、Ｂ→Ｙの標記を示すことにより、青色系の色調から黄色系の色調に変化していることを表している。上述したように、発光ダイオードＬＤからの光のうち、青系（短波長）の光は、赤系（長波長）の光よりも屈折率が大きく散乱し易い性質を有し、発光ダイオードＬＤの近傍では青系の光が散乱し易くなり、発光ダイオードＬＤから遠ざかるにつれ、赤色の光の割合が多くなって散乱し易くなる傾向にあるからである。
【００３１】
図１は、本発明の液晶表示装置の断面図であり、図２のI−I線における断面に相当する図となっている。
【００３２】
図１において、液晶表示パネルＰＮＬは、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２の間隙（ギャップ）が、導光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている辺ＳＤから該辺ＳＤと交差する方向に離間するにしたがって、小さくなるように構成されている。これにより、液晶表示パネルＰＮＬの液晶ＬＣの層厚は基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のギャップが小さくなるに応じて小さくなるようになっている。
【００３３】
なお、図１に示す液晶表示パネルＰＮＬは、表示領域ＡＲにおける基板ＳＵＢ１および基板ＳＵＢ２の液晶側の面においてマトリックス状に配置された複数の画素が形成されているが、これら画素の描画を省略して示している。しかし、これら画素は、パターン化された絶縁膜、導電膜、あるいは半導体膜等が積層されて形成され、これら積層された層の厚さは表示領域ＡＲにおいてほぼ等しくなっている。このことから、ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のギャップは液晶ＬＣの層厚にほぼ対応するようになっている。
【００３４】
ここで、液晶表示パネルＰＮＬにおいて、偏光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている辺ＳＤと直交する方向における基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のギャップの変化は、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２との間に配置される柱状スペーサＰＳＰによって制御されるようになっている。
【００３５】
柱状スペーサＰＳＰは、たとえば基板ＳＵＢ２の表示領域ＡＲにほぼ均等に散在されて複数形成され、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のギャップを規制するようになっている。この実施例１では、各柱状スペーサＰＳＰは、前記導光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている辺ＳＤから該辺ＳＤと直交する方向に離間するにしたがって、高さが小さくなるように構成されている。
【００３６】
このように高さの異なる各柱状スペーサＰＳＰは、たとえば、次のように形成することができる。たとえば基板ＳＵＢ２の液晶ＬＣ側の面に、たとえば樹脂膜を形成し、この樹脂膜を周知のフォトリソグラフィ技術による選択エッチングすることにより、残存された樹脂膜を柱状スペーサＳＰとして形成する。この場合、それぞれの柱状スペーサＳＰの径を異ならしめることで、すなわち、径を大きくすることにより高さが大きく、径を小さくすることにより高さが小さくというように、該径に応じた高さの柱状スペーサＳＰを得ることができる。
【００３７】
ここで、柱状スペーサＰＳＰが形成された基板ＳＵＢ２を基板ＳＵＢ１に対向させて貼り合わせる場合、基板ＳＵＢ１あるいは基板ＳＵＢ２に塗布されているシール材ＳＬは未だ硬化されていないことから、このシール材ＳＬの厚さはこのシール材に近接して配置される柱状スペーサＰＳＰの高さに応じて決定されるようになっている。このことから、液晶表示パネルＰＮＬのシール材ＳＬのうち、導光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている辺ＳＤに平行に沿って延在されるシール材において、前記辺ＬＳに近い側のシール材ＳＬを第１シール材（図１、図２にて符号ＳＬ１で示す）とし、前記辺ＬＳに遠い側のシール材とりを第２シール材（図１、図２にて符号ＳＬ２で示す）とした場合に、第２シール材ＳＬ２の高さｗは第１シール材ＳＬ１の高さＷよりも小さく形成されるようになる。第１シール材ＳＬ１の高Ｗさと第２シール材ＳＬ２の高さｗの差は１０μｍ程度が適当である。また、図示されていないが、第１シール材ＳＬ１および第２シール材ＳＬ２と直交して形成される他のシール材ＳＬにおいては、その高さが、第１シール材ＳＬ１から第２シール材ＳＬ２へかけてＷからｗへ順次変化するように形成されている。
【００３８】
なお、シール材ＳＬの硬化は、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２の位置合わせがなされた際に、熱処理あるいは紫外線照射等によって行うようになっている。
【００３９】
また、図１において、液晶表示パネルＰＮＬは、基板ＳＵＢ１、基板ＳＵＢ２の液晶ＬＣと反対側の面に、それぞれ、偏光板ＰＯＬ１、偏光板ＰＯＬ２が配置されている。
【００４０】
このように構成された液晶表示パネルＰＮＬに、図１、図２に示したバックライトＢＬを用いることなく、実験的に、表示領域ＡＲに色むらのない白色光を透過させた場合を考える。そして、色調の変化を容易に把握するため、液晶表示パネルＰＮＬにはカラーフィルタが形成されていないものを用いる。この場合、液晶表示パネルＰＮＬの透過光は、液晶ＬＣの層厚が大きい部分（シール材ＳＬ１に近接する部分）において黄色系の色調になり、液晶ＬＣの層厚が小さくなるにつれ（シール材ＳＬ２に近づくにつれ）青色系の色調になるように変化するようになる。この理由としては、位相差（Δｎｄ）はギャップ（d）が大きくなると位相差が大きくなり、長波長成分の光を透過し易くなるため、赤っぽく又は黄色っぽく見え、ギャップ（d）が小さくなると位相差が小さくなり、短波長成分の光を透過し易くなるため、青っぽく見えると考えられる。
【００４１】
図１では、液晶表示パネルＰＮＬの近傍において、該液晶表示パネルＰＮＬの導光板ＣＬＢの発光ダイオードＬＤから近い側から遠い側にかけて、Ｙ→Ｂの標記を示すことにより、白色光の透過によって、該白色光が黄色系の色調から青色系の色調に変化してしまうことを表している。また、バックライトＢＬの近傍において、図２の場合と同様に、導光板ＣＬＢの発光ダイオードＬＤから近い側から遠い側にかけて、Ｂ→Ｙの標記を示すことにより、青色系の色調から黄色系の色調に変化していることを表している。このことから、バックライトＢＬによる色調の変化と液晶表示パネルＰＮＬによる色調の変化が相互に相殺する関係となっている。したがって、前記液晶表示パネルＰＮＬのバックライトとして、図１、図２に示す構成のバックライトＢＬを用いた場合、たとえば、導光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている辺ＳＤ側において、バックライトＢＬからの青色係の色調の光が、液晶表示パネルＰＮＬを透過することにより黄色系の色調側へシフトするようになり、前記辺ＳＤから遠い側において、バックライトＢＬからの黄色系の色調の光が、液晶表示パネルＰＮＬを透過することにより青色系の色調側へシフトするようになる。したがって、これにより、液晶表示パネルＰＮＬを透過する光は白色光となって観察者側に照射されることになる。
【００４２】
上述した説明では、液晶表示パネルＰＮＬにカラーフィルタが形成されていない場合を示したが、カラーフィルタが形成されている場合、バックライトＢＬの面内色むらの影響を低減できることは同様であるから、正しい色調で画像表示ができるようになる。
【実施例２】
【００４３】
図３は、本発明の液晶表示装置の実施例２を示す断面図で、図１と対応させて描いた図である。
【００４４】
図３において、図１と比較して異なる構成は、液晶表示パネルＰＮＬの基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のギャップを確保するスペーサＳＰとしてビーズを用いていることにある。
【００４５】
そして、この場合においても、液晶表示パネルＰＮＬのシール材ＳＬのうち、導光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている辺ＳＤに沿って延在されるシール材において、前記辺ＬＳに近い側の第１シール材ＳＬ１の高さＷは大きく、前記辺ＬＳに遠い側の第２シール材ＳＬ２の高さｗは小さく形成されている。  また、図示されていないが、第１シール材ＳＬ１および第２シール材ＳＬ２と直交して形成される他のシール材ＳＬにおいては、その高さが、第１シール材ＳＬ１から第２シール材ＳＬ２へかけてＷからｗへ順次変化するように形成されている。
【００４６】
ビーズからなるスペーサＳＰは、たとえば樹脂からなる球体からなり、押圧が加わった場合にその断面が円形から楕円に弾性変形する性質を有する。  このため、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２は、そのギャップが第１シール材ＳＬ１側から第２シール材ＳＬ２側へかけてＷからｗへ順次変化するように配置され、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２の間の各スペーサＳＰは、その箇所における基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２のギャップに応じた弾性変形を生じさせて配置されるようになる。
【００４７】
なお、図３に示す液晶表示パネルＰＮＬは、たとえば、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２とを未硬化のシール材ＳＬを介して貼り合わせ、その際に、基板ＳＵＢ１と基板ＳＵＢ２を、そのギャップが一辺側から対向する他の辺側にＷからｗへ順次変化するように位置決めした状態で、前記シール材ＳＬを硬化させることによって構成することができる。
【００４８】
このように構成した液晶表示装置は、実施例１と同様に、導光板ＣＬＢの光源ＬＳが配置されている側の辺ＳＤから前記辺ＳＤと直交する方向に離間するにしたがって、液晶ＬＣの層厚が小さくなるように構成されるようになる。このため、バックライトＢＬの面内色むらの影響を低減させることができる。
【００４９】
以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
ＰＮＬ……液晶表示パネル、ＳＵＢ１、ＳＵＢ２……基板、ＳＬ、ＳＬ１、ＳＬ２……シール材、ＡＲ……表示領域、ＯＳ……光学シート、ＢＬ……バックライト、ＣＬＢ……導光板、ＬＳ……光源、ＰＣＢ……回路基板、ＬＤ……発光ダイオード、ＰＳＰ……柱状スペーサ、ＳＰ……スペーサ（ビーズ）。
【図１】
2010256462.tif 000003
【図２】
2010256462.tif 000004
【図３】
2010256462.tif 000005