(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有する液晶表示装置において、
前記バックライトは、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、有効発光長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成され、
前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域における前記多数のドット状光反射パターンの間を埋めて前記光反射パターンのドット径より小径のドット状の補助光反射パターンを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補助光反射パターンが前記光反射パターンの間、かつ前記線状ランプの長手方向に対して垂直方向に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３】
第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有する液晶表示装置において、
前記バックライトは、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、全長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成され、
前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域に当該コーナー領域から放射方向の縁部が多角形をなすべた状の光反射膜を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、表示画像を生成する液晶パネルを裏面から照明するバックライトを構成する線状ランプの非点灯領域に起因する明るさ不足領域を解消して表示領域での均一な明るさ分布を得るようにした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型コンピユータやコンピユータモニター用の高精細かつカラー表示が可能な液晶表示装置では、液晶パネルを背面から照明する光源（所謂、バックライト）を備えている。
【０００３】
この種の液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式（単純マトリクス）、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形式（アクティブマトリクス）とに大きく分類される。
【０００４】
従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式を採用していた。
【０００５】
近年、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置が実現された。この横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにしたものが知られている（特公昭６３−２１９０７号公報、米国特許第４３４５２４９号明細書）。
【０００６】
一方、液晶表示装置のうち、単純マトリクス型液晶表示素子は、二枚の基板の一方にコモン電極を、他方の基板にセグメント電極を有し、液晶層を構成する液晶分子のねじれ角αを１８０度より大に、かつ複屈折効果を利用することにより時分割駆動特性を改善して時分割数を増大させることがアプライド  フィジクスレター４５，No.10,1021 1984(Applied Physics Letter,T.J.Scheffer,J.Nehring:"A new,highly multiplexable liquidcrystal display") に論じられ、スーパーツイステッド複屈折効果型(SBE) 液晶表示装置が提案されている。
【０００７】
高時分割駆動が可能なねじれ構造を有する液晶表示素子は、バイアス電圧とデューティー比で決定される非選択電圧と選択電圧との間で液晶層の状態変化を生じさせて点灯を行う。しかし、ねじれ角が１８０度以上とすると液晶の複屈折効果によって着色が生じる。
【０００８】
この着色する現象を回避するために、液晶層と逆の方向に液晶層をねじった補償素子や位相差板と呼ばれる複屈折媒体を設けることで位相差補償が行なって白黒表示を可能としたものが知られている（吉野、尾崎、「液晶とディスプレイ応用と基礎」コロナ社  １９９４）。また、中間調表示は非選択電圧と選択電圧の間の電圧を印加して行っている。
【０００９】
また、この種の単純マトリクス型液晶表示装置をカラー化するためには、一対の基板の一方に少なくとも３色のカラーフィルタを形成し、それぞれのカラーフィルタに対して設けたセグメント電極に選択的に電圧を印加することにより、所要のカラー画像表示を行うことができる。
【００１０】
図７は液晶表示装置の構成例を説明するアクティブマトリクス型を例とした概略模式図である。この液晶表示装置は２枚の透明な基板ＳＵＢ１とＳＵＢ２の間に液晶層ＬＣを挟持した液晶パネルＰＮＬの周縁にドレイン側回路基板ＢＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２、インターフェース回路基板ＢＣＢ３を備え、上下に偏光板ＰＯＬ１とＰＯＬ２が積層されている。なお、この図７ではゲート側回路基板ＰＣＢ２、インターフェース回路基板ＢＣＢ３は図示を省略してある。
【００１１】
また、この液晶パネルＰＮＬの背面には導光板ＧＬＢとその辺に沿って設置した線状ランプＬＰ、反射器ＬＳとからなるバックライトＢＬが配置されている。なお、この導光板ＧＬＢは断面がくさび形で、その厚手の辺側に一本の線状ランプＬＰが設置されたサイドエッジタイプのバックライトである。
【００１２】
この導光板ＧＬＢの裏面には線状ランプＬＰからの光が液晶パネルＰＮＬを一様に照明するための光反射ドットＲＤが形成されている。
【００１３】
図中、液晶パネルＰＮＬとバックライトＢＬの間にはプリズムシートＰＲＳおよび拡散シートＳＰＳが介挿され、正面輝度の向上と明るさの均一化を行っている。
【００１４】
上記の線状ランプは主として冷陰極蛍光灯が使用されている。この種のランプは、その両端に電極が装入されているため、両端付近での発光強度は中央領域より極端に低い非発光領域がある。そのため、従来の液晶表示装置のバックライトを構成する線状ランプは当該線状ランプを設置する導光板の辺の幅より長くなっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
液晶パネルの大サイズ化、狭額縁化の進展につれ、線状ランプの長さが制限され、その両端の非発光領域はバックライトの導光板の幅以内に入り込まざるを得ない構成となってきた。
【００１６】
図８は線状ランプの長さを導光板の幅以内としたバックライトを説明する模式図であって、ＧＬＢは導光板、ＬＰは線状ランプ、ＤＺは非発光領域を示す。
【００１７】
なお、ここでは、導光板ＧＬＢの全域が液晶パネルの有効表示領域に対応するものとして説明する。
【００１８】
同図（ａ）に示したように、線状ランプＬＰは導光板ＧＬＢの当該線状ランプを設置する辺の幅内に収まる長さとしている。
【００１９】
この線状ランプＬＰの発光強度ブンプは非発光領域のために（ｂ）に示したように両端領域では低下する特性となる。
【００２０】
したがって、この線状ランプＬＰの発光光による導光板ＧＬＢの面上では図にＤＺで示した暗い部分が生じる。この暗い部分（暗部ＤＺ）は液晶パネルの表示領域では輝度低下部分となり、液晶パネルによる表示は不均一となり、画質を著しく低下させる。
【００２１】
従来、このような明るさの不均一を解消する手段として、導光板の裏面の上記暗部ＤＺに相当する領域に光反射ドット等を印刷して、この部分の光量を増やしている。
【００２２】
図８の（ｃ）に示したように、この光反射ドットＲＤは同径のドットのピッチをコーナー部に行く程密として同図（ｂ）に示した暗部ＤＺのパターンに対応させている。
【００２３】
しかし、上記した線状ランプの長さ短縮による暗部は従来のものに比べて著しく暗くなり、その範囲も広くなり、このような同径のドットの密度のみで補正出来ない。
【００２４】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、線状ランプの名さが短縮した場合でも液晶パネルの表示領域での明るさ分布の不均一を無くして高品質の表示を可能とした液晶表示装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、背面にドット状の光反射パターンを有する導光板の辺に沿って設置される線状ランプの端部付近における前記光反射パターンによる光反射面積の増大を、当該部分の光反射パターンの間にドット径を異ならせた他の光反射パターンを設けて稠密化してすることにより、あるいは当該部分にべた状の光反射パターンを形成することにより、線状ランプの長さが導光板の辺幅以内である場合の当該線状ランプの端部の非発光領域に起因するコーナー部の明るさ不足を解消するものである。
【００２６】
すなわち、本発明は、下記の（１）〜（３）の構成としたことを特徴とする。（１）第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有し、前記バックライトを、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、有効発光長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成し、前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域における前記多数のドット状光反射パターンの間を埋めて前記光反射パターンのドット径より小径のドット状の補助光反射パターンを形成した。
【００２７】
（２）前記小径の補助光反射パターンを前記光反射パターンの間、かつ前記線状ランプの長手方向に対して垂直方向に形成した。
【００２８】
上記（１）（２）の構成により、線状ランプの端部の非発光領域に起因する導光板のコーナー部領域の暗部（明るさ不足部分）の明るさを増大させて液晶パネルの表示領域全体を均一に照明することができる。
【００２９】
（３）第１基板と第２基板を所定の間隙で対向させ、表示領域外周をシール材で接着すると共に、前記間隙に液晶層を封入してなる液晶パネルと、この液晶パネルの背面に設置して当該液晶パネルを裏面から照明するバックライトを有する液晶表示装置において、
前記バックライトは、透明な板状体からなる導光体と、この導光体の少なくとも一辺に沿って配置され、有効発光長が前記導光体の前記一辺の幅と同等または短い少なくとも一本の線状ランプとから構成され、
前記導光体の背面に前記線状ランプに近づくにつれてピッチが小さくなる如く印刷された多数のドット形状の光反射パターンを有すると共に、前記線状ランプの両端部の非発光領域に相当するコーナー領域に当該コーナー領域から放射方向の縁部が多角形をなすべた状の光反射膜を形成した。
【００３０】
上記（３）の構成によっても、線状ランプの端部の非発光領域に起因する導光板のコーナー部領域の暗部（明るさ不足部分）の明るさを増大させて液晶パネルの表示領域全体を均一に照明することができる。
【００３１】
なお、上記（１）〜（３）における光反射パターンと補助光反射パターンは必ずしも円形ドットに限るものではなく、その光反射面積が相対的に大あるいは小であればどのような形状のものでもよい。
【００３２】
また、上記（３）におけるべた状の光反射膜のコーナー領域から放射方向の縁部は多角形に限るものではなく、コーナー領域から中央領域に向けて連続的に反射量が低減する形状であればよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図示した実施例を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図で、（ａ）はバックライトの要部模式平面図、（ｂ）はコーナー領域の明るさ補正の説明図であって、ＧＬＢは導光板（例えば、断面が楔形の透明な板状体からなる）、ＬＰは線状ランプを示す。
【００３５】
線状ランプＬＰは冷陰極蛍光灯などの放電管が用いられる。この種の放電管はその両端内部に電極があり、この電極間の放電で発光する。したがって、両端領域での明るさは低く、線状ランプＬＰの長手方向に沿った発光特性は（ｂ）の曲線ａに示したように端部で急激に暗くなる非発光領域を持つ。
【００３６】
液晶表示装置の画面サイズの拡大に伴って、所謂狭額縁化が進み、線状ランプＬＰの長さを導光板ＧＬＢの辺の長さ以内に制限すると、上記した線状ランプＬＰの端部（非発光領域ＤＡＲ）が導光板ＧＬＢの有効領域（液晶パネルの有効表示領域に対応）に入り込んでしまい、その有効発光長さが上記有効領域の長さより短くなる。その結果として、導光板ＧＬＢのコーナー領域が暗くなる。
【００３７】
導光板ＧＬＢの背面には、線状ランプＬＰからの距離が遠くなることに起因する当該導光板ＧＬＢの照明光出射面での明るさの低下を補償する光反射ドットパターンＲＤ１が形成されている。この光反射ドットパターンＲＤ１は、同径のドットを用いており、コーナー領域の端部に近接するに従ってその配置密度を高くするのみでコーナー領域の明るさを補正できる。
【００３８】
しかし、図１の（ａ）に示したように、線状ランプＬＰの長さが導光板ＧＬＢの辺の長さ以内に制限される場合は、上記の配置密度のみでは対応できない。
【００３９】
本実施例では、線状ランプＬＰの非発光領域ＤＡＲにより明るさが低下する導光板ＧＬＢのコーナー領域付近に光反射パターンＲＤ１の間を埋めるように小径の補助光反射パターンＲＤ２を配置することによって、当該コーナー領域の光反射量を図１の（ｂ）のｂに示したように増大させる。この補助光反射パターンＲＤ２は、線状ランプＬＰの長手方向に対して垂直方向に形成することにより、線状光源ＬＰの非発光領域ＤＡＲによる明るさ不足を効果的に解消できる。
【００４０】
本実施例の構成により、導光板ＧＬＢから出射する照明光の大きさを図１の（ｂ）のｃに示したよう均一なものとなり、液晶パネルの画面が均一に照明され、高品質の画像が得られる。
【００４１】
図２は本発明による液晶表示装置の第２実施例の説明図で、（ａ）はバックライトの要部模式平面図、（ｂ）はコーナー領域の明るさ補正の説明図である。
【００４２】
本実施例では、線状ランプＬＰの非発光領域ＤＡＲにより明るさが低下する導光板ＧＬＢのコーナー領域付近にべた状の光反射膜ＲＤ３を形成することによって、当該コーナー領域の光反射量を図２の（ｂ）のｂに示したように増大させる。このべた状の光反射膜ＲＤ３は、コーナー領域から放射方向の縁部が多角形をなすような形状を有し、前記第１実施例と同様の光反射パターンＲＤ１と補助光反射パターンＲＤ２への遷移領域での明るさに段差を有しないようにしている。本実施例の構成により、図１（ｂ）のａに示した線状ランプＬＰの発光カーブを補正して、導光板ＧＬＢから出射する照明光の大きさを図１の（ｂ）のｃに示したよう均一なものとなり、液晶パネルの画面が均一に照明され、高品質の画像が得られる。
【００４３】
図３は本発明による液晶表示装置の第３実施例の説明図であって、ＰＮＬは液晶パネル、ＰＣＢ１ドレイン側回路基板、ＰＣＢ２ゲート側回路基板、ＰＣＢ３インターフェース回路基板、ＧＬＢは導光板、ＬＰ１とＬＰ２は線状ランプ、ＬＳ１とＬＳ２は反射器を示す。
【００４４】
図示した液晶パネルＰＮＬはＴＦＴ型であり、その縁部にドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２、インターフェース回路基板ＰＣＢ３が配置されている。また、バックライトは導光板ＧＬＢと、この導光板ＧＬＢの一対の辺に沿って設置された線状ランプＬＰ１とＬＰ２により構成される。
【００４５】
なお、液晶パネルＰＮＬの両面には偏光板が積層されており、またバックライトとの間にプリズムシートや拡散シート等が介挿されるが図示は省略した。
【００４６】
図４は図３に示した液晶表示装置における例えば透明な平板形状（板状）体の導光板の裏面構成を説明する模式図であって、図３に示した構成の液晶表示装置では、そのバックライトを構成する線状ランプＬＰ１とＬＰ２の端部の非発光領域による明るさ低下部分に対応する導光板ＧＬＢの各コーナー領域に前記した光反射パターン（径の異なるドット状の光反射パターン、あるいはこれに加えてべた状の光反射パターン）ＲＤ４，ＲＤ５，ＲＤ６，ＲＤ７を形成している。
【００４７】
本実施例の構成により、導光板ＧＬＢから出射する照明光が液晶パネルの画面全域にわたって均一になるように補正され、液晶パネルの画面が均一に照明されることで高品質の画像が得られる。
【００４８】
図５は本発明によるバックライトを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。
【００４９】
同図は液晶表示装置（以下、液晶表示パネル，回路基板，バックライト、その他の構成部材を一体化したモジュール：ＭＤＬと称する）の具体的構造を説明するものである。
【００５０】
ＳＨＤは金属板からなるシールドケース（メタルフレームとも言う）、ＷＤは表示窓、ＩＮＳ１〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路基板（ＰＣＢ１はドレイン側回路基板：映像信号線駆動用回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、ＰＣＢ３はインターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板ＰＣＢ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＴＣＰ１，ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬは液晶パネル、ＧＣはゴムクッション、ＩＬＳは遮光スペーサ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＭＣＡは一体化成形により形成された下側ケース（モールドフレーム）、ＭＯはＭＣＡの開口、ＬＰは線状ランプ、ＬＰＣはランプケーブル、ＧＢは線状ランプＬＰを支持するゴムブッシュ、ＢＡＴは両面粘着テープ、ＢＬは線状ランプＬＰや導光板ＧＬＢ等からなるバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組立てられる。
【００５１】
液晶表示モジュールＭＤＬは、下側ケースＭＣＡとシールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜３、液晶パネルＰＮＬを収納固定した金属製のシールドケースＳＨＤと、線状ランプＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリズムシートＰＲＳ等からなるバックライトＢＬを収納した下側ケースＭＣＡとを合体させてなる。この導光板ＧＬＢには前記した照明光均一化処理が施されている。
【００５２】
ドレイン側回路基板ＰＣＢ１には液晶パネルＰＮＬの各画素を駆動するための集積回路チップ（ＩＣ）が搭載され、またインターフェース回路基板ＰＣＢ３には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およびタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミングコンバータＴＣＯＮ等が搭載される。
【００５３】
上記タイミングコンバータで生成されたクロック信号はインターフェース回路基板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１に敷設されたクロック信号ラインＣＬＬを介してドレイン側回路基板ＰＣＢ１に搭載された集積回路チップに供給される。
【００５４】
インターフェース回路基板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１は多層配線基板であり、上記クロック信号ラインＣＬＬはインターフェース回路基板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１の内層配線として形成される。
【００５５】
なお、液晶パネルＰＮＬにはＴＦＴを駆動するためのドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２およびインターフェース回路基板ＰＣＢ３がテープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２で接続され、各回路基板間はジョイナＪＮ１，２，３で接続されている。
【００５６】
図６は図５に示した液晶表示装置を実装した情報処理装置の一例を説明するパソコンの外観図であって、前記各図と同一符号は同一部分に対応し、ＩＶは線状ランプ駆動用のインバータ電源、ＣＰＵはホスト側中央演算装置である。
【００５７】
同図に示したパソコンによれば、その表示領域の全域で均一な明るさの画像表示が得られる。
【００５８】
なお、本発明は上記した横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に限って適用されるものではなく、縦電界方式、あるいは単純マトリクス方式の液晶表示装置におけるバックライトの照明光を均一とする構成として同様に適用可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、線状ランプの長さを短縮し、その非発光領域が導光板の幅以内に位置した場合でも、液晶パネルの表示領域での明るさ分布の不均一を無くして高品質の表示を可能とした液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例の説明図である。
【図２】本発明による液晶表示装置の第２実施例の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第３実施例の説明図である。
【図４】図３に示した液晶表示装置における導光板の裏面構成を説明する模式図である。
【図５】本発明によるバックライトを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を説明する展開斜視図である。
【図６】図５に示した液晶表示装置を実装した情報処理装置の一例を説明するパソコンの外観図である。
【図７】液晶表示装置の構成例を説明するアクティブマトリクス型を例とした概略模式図である。
【図８】線状ランプの長さを導光板の幅以内としたバックライトを説明する模式図である。
【符号の説明】
ＧＬＢ  導光板
ＬＰ  線状ランプ
ＤＡＲ  非発光領域
ＲＤ１  光反射パターン
ＲＤ２  補助光反射パターン
ＲＤ３  ベタ状光反射パターン
ＰＮＬ  液晶パネル
ＰＣＢ１  ドレイン側回路基板
ＰＣＢ２  ゲート側回路基板
ＰＣＢ３  インターフェース回路基板
ＧＬＢ  導光板。
【図１】
0003648030.tif 000002
【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】
0003648030.tif 000008
【図８】
0003648030.tif 000009