(57)【要約】【課題】光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる。【解決手段】光反射兼吸収テープ５が、偏光板１３に隣接して第１の透明基板１１に貼着されており、偏光板１３との間の隙間をできる限り小さくし、かつ、偏光板１３が貼着されている領域を除いた領域を覆うように設けられている。光反射兼吸収テープ５は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートからなる基材の第１の透明基板１１に臨む側に、光を吸収し、可視光の遮光率が高い材料からなる光吸収層が形成されている。また、光吸収層とは反対側、すなわち、照明部３に臨む側における基材上には、可視光の反射率の高い光反射層が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域を規定する遮光領域を有する液晶パネルと、
光源と、
前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、
前記液晶パネル上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、
前記遮光体は、前記液晶パネルの前記表示領域および前記遮光領域を除く領域に貼着されている
液晶表示装置。
【請求項２】
前記遮光体は、
基材と、
前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、
前記液晶パネルに臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層と
を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記遮光体が貼着された領域における前記液晶パネル上に搭載された、液晶を駆動する半導体チップをさらに有する
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記液晶パネル上に貼着された偏光板をさらに有し、
前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記液晶パネルに貼着されている
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
第１の透明基板と、
前記第１の透明基板に対向配置され、表示領域を規定する遮光領域を有する第２の透明基板と、
前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間に保持された液晶層と、
を有する液晶パネルと、
前記第１の透明基板上に搭載され、前記液晶層を駆動する半導体チップと、
光源と、
前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、
前記第１の透明基板上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、
前記遮光体は、前記表示領域および前記遮光領域を除く領域における前記第１の透明基板に貼着されている
液晶表示装置。
【請求項６】
前記遮光体は、
基材と、
前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、
前記第１の透明基板に臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層と
を有する請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記第１の透明基板上に貼着された偏光板をさらに有し、
前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記第１の透明基板に貼着されている
請求項５記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特にバックライト方式の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）　、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）　、あるいはＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）　といった他のディスプレイとは異なり、液晶そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過光量を調節することによって文字や画像を表示する。
【０００３】
従来の液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）　は、透過型と、反射型とに大別される。透過型の液晶表示装置は、液晶パネルの背面に、光源（バックライト）としての、蛍光管やＥＬ、ＬＥＤ等を用いた光源が配置される。
上記のバックライト方式の透過型液晶表示装置は、近年ますます需要が高まっているデジタルカメラや、携帯情報端末やモバイルコンピュータに適用されている。
【０００４】
図５は、従来のバックライト方式の透過型液晶表示装置の要部断面図である。図５に示す液晶表示装置は、大別して液晶パネル１０１と、液晶パネル１０１に後方から照明光を照射する照明部１０２と、液晶パネル１０１の液晶を駆動する半導体チップ１０３とを有する。
【０００５】
液晶パネル１０１は、第１の透明基板１１１と、当該第１の透明基板１１１に対向する第２の透明基板１１２とを有し、第１および第２の透明基板１１１，１１２の間には液晶層が保持されている。第１および第２の透明基板１１１，１１２の外側には、偏光板１１３，１１４が接着固定されている。
【０００６】
照明部１０２は、例えば点状の光を出射するＬＥＤからなる光源１２１と、当該光源１２１からの点状の光を導波して面状の照明光として液晶パネル１０１へ向けて出射する導光板１２２とを有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
液晶パネル１０１には、照明部１０２からの漏れ光が半導体チップ１０３へ照射されることによる、半導体チップ１０３の誤動作を防止する観点から、半導体チップ１０３の直下における第１の透明基板１１１上に遮光シート１０５を貼着している。
【０００８】
また、バックライトとなる照明部１０２には、光源１２１からの光を導光板１２２に有効に入射させる観点から、光源１２１の直上に反射シート１０４を貼着している。
【０００９】
図６（ａ）に示すように、反射シート１０４は、基材１０４ａの両面に銀等が蒸着されて形成された光反射層１０４ｂを有し、図６（ｂ）に示すように、遮光シート１０５は、基材１０５ａに黒色の顔料１０５ｂが分散されて構成されている。
【００１０】
しかしながら、図５に示すように液晶パネル１０１を構成する各構成部品と、照明部１０２を構成する各構成部品の配置関係によっては、反射シート１０４と遮光シート１０５の配置領域が重なる場合もあり、これらの機能を一部品で構成することができれば組み立て性の向上、部品点数の削減に寄与することができる。
【００１１】
また、液晶パネル１０１には表示領域を規定するブラックマトリクスが形成されているが、通常、ブラックマトリクスは第２の透明基板１１２に形成されることから、第２の透明基板１１２が対向していない領域における第１の透明基板１１１にはブラックマトリクスは存在しない。
【００１２】
従って、照明部１０２からの光が偏光板１１３を解さずに液晶パネル１０１へ入射する場合もあることから、このような入射光を有効に遮断する必要もある。
【００１３】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、表示領域を規定する遮光領域を有する液晶パネルと、光源と、前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、前記液晶パネル上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、前記遮光体は、前記液晶パネルの前記表示領域および前記遮光領域を除く領域に貼着されている。
【００１５】
前記遮光体は、基材と、前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、前記液晶パネルに臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層とを有する。
【００１６】
前記遮光体が貼着された領域における前記液晶パネル上に搭載された、液晶を駆動する半導体チップをさらに有する。
【００１７】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記液晶パネル上に貼着された偏光板をさらに有し、前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記液晶パネルに貼着されている。
【００１８】
上記の本発明の液晶表示装置では、光源から光が出射されると、当該光は導光体により導波されて、液晶パネルを照明する照明光として出射される。
照明光が液晶パネルに照射されると、液晶パネルにより照明光の透過が制御されて、可視情報の表示がなされる。
本発明では、液晶パネルの表示領域および遮光領域を除く領域に遮光体が貼着されており、当該遮光体は、光を反射する機能と、光を吸収する機能を有する。従って、光源あるいは導光体から表示領域以外の領域へ進行した光は、遮光体により反射されて導光体へ再入射されつつ、液晶パネルの表示領域以外の領域は遮蔽される。
【００１９】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、第１の透明基板と、前記第１の透明基板に対向配置され、表示領域を規定する遮光領域を有する第２の透明基板と、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板との間に保持された液晶層と、を有する液晶パネルと、前記第１の透明基板上に搭載され、前記液晶層を駆動する半導体チップと、光源と、前記光源からの光を導波して、前記液晶パネルへ照明光を出射する導光体と、前記第１の透明基板上に貼着され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させ、かつ、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光体とを有し、前記遮光体は、前記表示領域および前記遮光領域を除く領域における前記第１の透明基板上に貼着されている。
【００２０】
前記遮光体は、基材と、前記光源に臨む側における前記基材上に形成され、前記光源からの漏れ光を反射して前記導光体に再入射させる反射層と、前記第１の透明基板に臨む側における前記基材上に形成され、光を吸収して前記液晶パネルへの光の透過を防ぐ遮光層とを有する。
【００２１】
前記表示領域を覆うように、前記照明光が入射する側における前記第１の透明基板上に貼着された偏光板をさらに有し、前記遮光体は、前記偏光板に隣接し、前記偏光板の貼着領域を除く領域において前記第１の透明基板に貼着されている。
【００２２】
上記の本発明の液晶表示装置では、光源から光が出射されると、当該光は導光体により導波されて、液晶パネルを照明する照明光として出射される。
照明光が液晶パネルに照射されると、液晶パネルにより照明光の透過が制御されて、可視情報の表示がなされる。
本発明では、液晶パネルの表示領域および遮光領域を除く領域における第１の透明基板に遮光体が貼着されており、当該遮光体は、光を反射する機能と、光を吸収する機能を有する。
従って、光源あるいは導光体から表示領域以外の領域へ進行した光は、遮光体により反射されて導光体へ再入射されつつ、液晶パネルの表示領域以外の領域は遮蔽される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の概略を示す斜視図である。
図１に示す液晶表示装置は、大別して液晶パネル１と、液晶パネル１に後方から照明光を照射する照明部３と、液晶パネル１の液晶層を駆動する半導体チップ４とを有する。なお、図１には、説明の便宜上、液晶パネル１と照明部３の組み立て前の状態における斜視図を示している。
【００２５】
液晶パネル１は、第１の透明基板１１と、当該第１の透明基板１１に対向する第２の透明基板１２とを有し、後述するように第１および第２の透明基板１１，１２の間には液晶層が保持されている。
【００２６】
液晶パネル１の第２の透明基板１２には、後述するようにブラックマトリクスが形成されており、当該ブラックマトリクスにより表示領域Ｃを規定する遮光領域１７ａが形成されている。
【００２７】
第１の透明基板１１には、第２の透明基板１２に対向する領域の外側に、第１および第２の透明基板１１，１２の間に保持される液晶層を駆動する半導体チップ４が実装されている。
【００２８】
照明部３は、例えば点状の光を出射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）　からなる光源３１と、当該光源３１からの点状の光を導波して面状の照明光として液晶パネル１へ向けて出射する導光板３２とを有する。
【００２９】
光源３１は、導光板３２の一端部に形成された複数の収容部３２ａに収容されており、光を導光板３２の内部へ向けて出射する。本実施形態では、導光板３２に形成された各収容部３２ａに２つの光源３１が配置されている例を示すが、それ以上の数の光源３１を配置してもよい。光源３１は、第１の透明基板１１上に実装された半導体チップ４に対向する領域に配置されている。
【００３０】
導光板３２は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィン樹脂といった透光性樹脂により形成され、板状に加工されている。なお、図示はしないが、導光板３２の裏面側には、導光板３２からの漏れ光を反射して再入射させる反射板が形成されている。
【００３１】
図２は、図１に示す液晶パネル１とバックライトとなる照明部３の組み立て後におけるＡ−Ａ’線の断面図である。図３は、液晶パネルの詳細な構成を示す断面図である。
【００３２】
図２に示すように、液晶パネル１の表示領域Ｃおよび遮光領域１７ａを覆うように、第１の透明基板１１の外側に偏光板１３が接着固定され、第２の透明基板１２の外側に偏光板１４が接着固定されている。
【００３３】
図３に示すように、第１の透明基板１１には、第２の透明基板１２に対向する面上に、例えば、マトリクス状に透明な画素電極１５が複数形成されており、図示はしないが当該画素電極１５に接続するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）　等からなるスイッチング素子が形成され、当該画素電極１５およびスイッチング素子を被覆して配向膜１６が形成されている。
【００３４】
第２の透明基板１２には、第１の透明基板１１に対向する面上に、例えば、クロム膜からなるブラックマトリクス１７が形成されており、当該ブラックマトリクス１７の開口内にＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色のカラーフィルタ１８が形成されている。なお、最外周のブラックマトリクス１７は、図１に示すように表示領域Ｃを規定する遮光領域１７ａを形成している。
上記のブラックマトリクス１７およびカラーフィルタ１８上には、透明な共通電極１９が形成されており、共通電極１９を被覆して配向膜２０が形成されている。
【００３５】
第１の透明基板１１および第２の透明基板１２の配向膜１６，２０間に液晶層２１が保持されており、液晶層２１はシール部材２２により封止されている。なお、第１の透明基板１１および第２の透明基板１２の配向膜１６，２０間には、図示しない複数の粒状のスペーサが配置されており、これによって第１および第２の透明基板１１，１２の距離が一定に維持されている。
【００３６】
また、導光板３２には、光出射面３２ｂの反対側の面に、プリズムが形成されており、傾斜の向きおよび角度が異なる２種類の傾斜面３２ｃ，３２ｄを有する断面三角形状の凸部が一定方向に連続して形成されている。光出射面３２ｂは、滑らかな平面状とされており、光出射面３２ｂは液晶パネル１に対向配置している。
【００３７】
図２に示すように、導光板３２の収容部３２ａに収容された光源３１の配置領域と、第１の透明基板１１上の半導体チップ４の実装領域とが重なるように構成されており、半導体チップ４が実装された面の裏側における第１の透明基板１１には、光反射兼吸収テープ（遮光体）５が貼着されている。
【００３８】
光反射兼吸収テープ５は、偏光板１３に隣接して第１の透明基板１１に貼着されており、偏光板１３との間の隙間をできる限り小さくし、かつ、偏光板１３が貼着されている領域を除いた領域に設けられている。すなわち、光反射兼吸収テープ５は、液晶パネル１の表示領域Ｃおよび遮光領域１７ａを除く領域を有効に遮蔽するように設けられている。
【００３９】
図４は、上記の光反射兼吸収テープ５の詳細な構成の一例を示す断面図である。
図４に示すように、光反射兼吸収テープ５は、例えば白色のポリエチレンテレフタレートからなる基材５０上に形成された光吸収層５１および光反射層５２を有する。
【００４０】
光吸収層５１は、基材５０の第１の透明基板１１に臨む側に設けられ、光を吸収し、可視光の遮光率が高い材料により形成されている。光吸収層５１は、例えば、基材５０上に黒色のインキを印刷することにより形成され、例えば、１５〜２５μｍ程度の膜厚を有する。このような印刷法により形成された光吸収層５１は、９９％の可視光遮光率を実現できる。なお、光吸収層５１は、カーボンを印刷することにより形成してもよい。
【００４１】
光反射層５２は、光吸収層５１とは反対側、すなわち、基材５０の照明部３に臨む側に形成され、可視光の反射率の高い材料により形成されている。光反射層５２は、例えば、基材５０上に銀を蒸着して形成され、例えば、６５μｍ程度の膜厚を有する。なお、光反射層５２は、基材５０上に白色のインキを印刷することにより形成してもよい。
【００４２】
次に、上記の本実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。
【００４３】
複数の光源３１から点状の光がそれぞれ出射され、導光板３２の内部に入射されると、その光は、傾斜面３２ｃおよび光出射面３２ｂによる全反射を繰り返しながら進行する。導光板３２内を進行する光が、傾斜面３２ｃに到達した場合、この傾斜面３２ｃが所定方向に傾斜している分だけ、この傾斜面３２ｃに対する光の入射角が大きくなるため、その入射角が導光板３２の屈折率によって定まる所定の全反射臨界角よりも大きくなり、全反射される。
【００４４】
その一方、傾斜面３２ｄは、受けた光を導光板３２の光出射面３２ｂに対して小さな入射角で入射させるように反射する役割を有する。従って、傾斜面３２ｄにおいて反射されて光出射面３２ｂに到達した光は、その入射角が全反射臨界角よりも小さくなってそのまま光出射面３２ｂを透過する可能性が高くなり、光出射面３２ｂの各所から光が液晶パネル１の向きに面状の照明光となって効率良く出射されることとなる。
【００４５】
液晶パネル１へ照射された光は偏光板１３を透過してから液晶パネル１の各所を通過して、半導体チップ４により液晶層２１が駆動され、液晶パネル１の液晶層２１のオン、オフに応じて、偏光板１４からの通過が制御される。
【００４６】
偏光板１４を通過した光は、外部へ出射し、観察者に認識される。観察者は、偏光板１４を通過した光と、偏光板１４により吸収された光とのコントラストにより数字、文字、画像等といった可視情報を認識する。
【００４７】
上記の動作において、図２に示すように、光源３１から導光板３２へ入射されずに外部へ出射された光Ｌ１は、光反射兼吸収テープ５の光反射層５２により反射されて導光板３２へ再入射されることとなる。
【００４８】
また、光反射層５２を透過して半導体チップ４へ向かう光Ｌ２がある場合においても、当該光Ｌ２は、光反射兼吸収テープ５の吸収層５１により吸収されて、半導体チップ４へ光が入射されることによる半導体チップ４の誤動作が防止される。
【００４９】
さらに、本実施形態においては、光反射兼吸収テープ５は、液晶パネル１の表示領域Ｃおよび遮光領域１７ａを除く領域を覆うように、偏光板１３に隣接配置されていることから、偏光板１３や液晶層２１を介さずに表示領域Ｃへ向かう光Ｌ３をも光反射兼吸収テープ５により反射あるいは吸収される。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、偏光板１３が貼着されている領域を除いた領域、すなわち、表示領域Ｃおよび遮光領域１７ａを除く領域に貼着された光反射兼吸収テープ５を有することから、照明部３からの漏れ光による半導体チップ４の誤動作や、表示領域Ｃへの漏れ光の侵入を防止することができ、表示品質を向上させることができる。
【００５１】
また、光反射兼吸収テープ５には、照明部３に臨む側において、光反射層５２を形成していることから、上記の照明部３からの漏れ光を導光板３２へ向けて反射することにより、照明光の利用効率を向上させることができる。
【００５２】
また、第１の透明基板１１に臨む側において、光吸収層５１を形成していることから、上記の光反射層５２により反射されずに通過した光を吸収して表示領域Ｃ以外の領域を有効に遮蔽することができる。
【００５３】
さらに、光反射兼吸収テープ５の光吸収層５１を印刷法により形成することにより、顔料分散法により形成する場合に比して光吸収層５１における可視光遮光率を向上させることができることから、上記の遮蔽効果をさらに高めることができる。
【００５４】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態においては、薄膜トランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置について説明したが、単純マトリクス型の液晶表示装置であってもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、光源からの漏れ光を導光体へ再入射させて照明光の利用効率を向上させ、かつ、液晶パネルの表示領域を除く領域を遮蔽して表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るバックライト方式の液晶表示装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す液晶パネルとバックライトとなる照明部の組み立て後におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図３】液晶パネルの詳細な構成を示す断面図である。
【図４】液晶パネルに貼着される光反射兼吸収テープの詳細な構成を示す断面図である。
【図５】従来例に係るバックライト方式の透過型液晶表示装置の要部断面図である。
【図６】図６（ａ）は従来の照明部に貼着される反射シートの断面図であり、図６（ｂ）は従来の液晶パネルに貼着される遮光シートの断面図である。
【符号の説明】
１…液晶パネル、３…照明部、４…半導体チップ、５…光反射兼吸収テープ、１１…第１の透明基板、１２…第２の透明基板、１３，１４…偏光板、１５…画素電極、１６…配向膜、１７…ブラックマトリクス、１７ａ…遮光領域、１８…カラーフィルタ、１９…共通電極、２０…配向膜、２１…液晶層、２２…シール部材、３１…光源、３２…導光板、３２ａ…収容部、５０…基材、５１…光吸収層、５２…光反射層、１０１…液晶パネル、１０２…照明部、１０３…半導体チップ、１０４…反射テープ、１０４ａ…基材、１０４ｂ…光反射層、１０５…遮光テープ、１０５ａ…基材、１０５ｂ…顔料、１１１…第１の透明基板、１１２…第２の透明基板、１１３，１１４…偏光板。
【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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