(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶表示装置の厚さを薄くすると同時に液晶表示装置を安くする。【解決手段】液晶パネル５の一方主面に位相差板１４及び偏光板６を順次配置し、他方主面にバックライト１３を配設し、このバックライト１３は導光板３と、この導光板３の端面側に設けた光源部２とからなり、さらに前記導光板３と光源部２との間に、この光源部の照射光路にそって、偏光板１及び位相差板７を順次配置したことを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図１
2004294927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルの一方主面に位相差板及び偏光板を順次配置し、他方主面にバックライトを配設し、このバックライトは導光板と、この導光板の端面側に設けた光源部とからなり、さらに前記導光板と光源部との間に、この光源部の照射光路にそって、偏光板及び位相差板を順次配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶パネルの一方主面に位相差板及び偏光板を順次配置し、他方主面に位相差板を配置するとともに、この位相差板の外面上に集光性のレンズ板と光拡散板と順次設け、この光拡散板の外側にバックライトを配設し、このバックライトは導光板と、この導光板の端面側に設けた光源とから成り、さらに前記導光板と光源部との間に偏光板を配置した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、バックライトを用いた透過型及び半透過型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、太陽光、蛍光灯などの外光を利用して画像を表示させる反射型液晶表示装置と、または外光の利用できる場所では反射モードとして用い、外光の利用できない場所では装置内部のバックライトの照明を利用して透過モードとして液晶表示させる半透過型液晶表示装置と、常にバックライトを点灯させ液晶表示を行う透過型液晶表示装置とがある。
【０００３】
透過型液晶表示装置と半透過型液晶表示装置において、液晶パネルの後方側に光源（以下、バックライトと呼ぶ）を設け、バックライト側に面した液晶パネルの他方主面（底面）とその対向した液晶パネルの一方主面（前面）にそれぞれ偏光板が設けられている構造となっている。
【０００４】
液晶表示装置の動作原理は、液晶の電解効果により表示を行っているが、液晶表示装置にて画像表示を行うにあたり、必要不可欠となるのが偏光板である。
【０００５】
偏光板とは、特定の軸方向の光だけを通す板状かフィルム状の光学素子である。
【０００６】
図７は、液晶表示装置に用いられる液晶の電解効果と偏光板の働きを説明したもので、液晶に電圧を掛け、電界効果が起こっている状態を説明したものである。なお、図８に示す液晶３２に電界効果がない場合と同一箇所には同一符号を付す。図示していないが、ガラス基板３３と対向して設置してあるガラス基板３４には液晶を整列させる為の配向膜が形成されており、液晶を整列させるため溝が形成されている。
【０００７】
図７ではガラス基板３３に対して対向して設置してあるガラス基板３４には９０度ひねった配向膜の溝を形成しているとして説明する。
【０００８】
まず自然光３０は、偏光板３１を透過する際に特定方向のみの波長だけが透過し、つぎのガラス基板３３と対向して設置されているガラス基板３４を透過する迄の間に液晶３２にそって回転し、ガラス基板３３に対向し設置してあるガラス基板３４に貼り付けてある偏光板３５を透過できる軸になり、表示認識を得ることができる。
【０００９】
これに対し、図８で示すように液晶３２に電界効果がない場合は、自然光３０は液晶３２の電解効果による回転が無いため、ガラス基板３３と対向して設置してあるガラス基板３４間での光軸の回転が無くガラス基板３３に対向し設置してあるガラス基板３４に貼り付けてある偏光板３５を透過できず吸収されてしまうため、表示を得ることが出来ない。
【００１０】
図５と図６はそれぞれ従来技術におけるバックライトを用いた透過型又は半透過型液晶表示装置の例を示す概略断面図である。
【００１１】
図５において、液晶パネル５の一方主面に位相差板１４及び偏光板６を順次積み重ね、他方主面に位相差板１０及び偏光板１１を順次積み重ね、さらに偏光板１１の外面上に順次レンズ板９、光拡散板８を介在してバックライト１３の導光板３を配設する。
【００１２】
偏光板１１の偏光方向は偏光板６の偏光方向と直交するように設置されている。
【００１３】
バックライト１３内の光源２より出射された光は導光板３内に入射する。この光は導光板３内で液晶表示パネル５を透過できるように光線の向きが変えられる。
【００１４】
偏光板１１は特定の軸の光のみを透過させ、液晶パネル５には液晶をコントロールするＩＣ（図示せず）と電源ＩＣ（図示せず）により液晶へ電圧がかけられ、液晶の電解効果が発生する。液晶パネル５へと導かれた光は、その液晶の回転に沿って軸が変化し、液晶パネル５内の液晶による電解効果にて液晶の回転に沿って軸が変化し、表面偏光板６を透過し得る光の軸方向となり表示認識を得ることができる。
【００１５】
図６は液晶表示装置を高輝度化するために用いる光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために用いる光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた場合における従来技術の液晶表示装置の概略断面図である。
【００１６】
図６に示す液晶表示装置１９において、液晶パネル５の一方主面に位相差板１４及び偏光板６を順次積み重ね、他方主面に位相差板１０と偏光板１１を順次積み重ね、さらに偏光板１１の外面上に順次レンズ板９、光拡散板８を介在してバックライト１３の導光板３を配設する。
【００１７】
偏光板１１の偏光方向は偏光板６の偏光方向と直交するように設置されている。
【００１８】
バックライト１３内の光源２より出射された光は導光板３内に入射する。この光は導光板３内で液晶表示パネル５を透過できるように光線の向きが変えられ、そして導光板３より液晶パネル５方向へ出射された光は、拡散板８により光が拡散され、より均一な光源となり、次にレンズ板９により集光され輝度上昇をはかりながら液晶パネル５へ向かう。
【００１９】
偏光板１１は特定の軸の光のみ透過させ、偏光板１１を透過した光は次に液層パネル５の導光板側に設けた位相差板１０により位相の補正が行われる。
【００２０】
そして光は位相差板１０を透過し液晶パネル５へと入る。液晶パネル５には液晶をコントロールするＩＣ（図示せず）と電源ＩＣ（図示せず）により液晶へ電圧がかけられ、液晶の電解効果が発生する。液晶パネル５へと導かれた光は、その液晶の回転に沿って軸が変化し、液晶パネル５内の液晶による電解効果にて液晶の回転に沿って軸が変化し、表面偏光板６を透過しえる光の軸方向となり表示認識を得ることができる。
【００２１】
【非特許文献１】
日本学術振興会第１４２委員会「液晶デバイスハンドブック」
４．液晶ディスプレイの周辺材料・部品
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記透過型又は半透過型液晶表示装置においては、液晶パネルの有効表示領域と同等の面積の偏光板が光源側とその対向した側と合計２枚を使用している。
【００２３】
１枚の偏光板の厚さが約０．２〜０．３ｍｍ程度であるため、液晶表示装置をより薄くするため、偏光板を使用すると液晶表示装置が厚くなってしまう問題があった。
【００２４】
また、透過型又は半透過型液晶表示装置における偏光板のコストは表示面積に比例して高くなっているため、液晶表示装置の価格が高い問題があった。
【００２５】
本発明の目的は、上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的はより薄い透過型又は半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００２６】
また、本発明の他の目的は、コストを削減した透過型又は半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルの一方主面に位相差板及び偏光板を順次配置し、他方主面にバックライトを配設し、このバックライトは導光板と、この導光板の端面側に設けた光源部とからなり、さらに前記導光板と光源部との間に、この光源部の照射光路にそって、偏光板及び位相差板を順次配置したことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の他の液晶表示装置は、液晶パネルの一方主面に位相差板及び偏光板を順次配置し、他方主面に位相差板を配置するとともに、この位相差板の外面上に集光性のレンズ板と光拡散板と順次設け、この光拡散板の外側にバックライトを配設し、このバックライトは導光板と、この導光板の端面側に設けた光源とから成り、さらに前記導光板と光源部との間に偏光板を配置したことを特徴とする。
【００２９】
【作用】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルの一方主面に位相差板及び偏光板を順次積み重ね、他方主面にバックライトの導光板を配設し、さらに前記導光板と前記バックライトの光源部との間に位相差板及び偏光板を順次積み重ねて配置したことで、液晶表示装置の厚さを減らすことができるのみでなく、偏光板の面積を縮小したことで、液晶表示装置をより安くすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示装置を図面により詳述する。
【００３１】
図１は本発明に係る液晶表示装置の概略断面図、図２は液晶表示装置を高輝度化するために用いる光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために用いる光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた場合における本発明に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【００３２】
図１に示す液晶表示装置２０において、液晶パネル５の一方主面に位相差板１４及び偏光板６を順次積み重ね、他方主面にバックライト１３の導光板３を配設し、さらに導光板３がバックライト１３の光源部２と隣接する側の端面に位相差板７及び偏光板１を順次積み重ねて配置している。
【００３３】
偏光板１の偏光方向は偏光板６の偏光方向と直交するように設置されている。さらに、位相差板７と偏光板１は一体とした構成であり導光板３の端面と同等の面積であり、導光板３の端面に貼り付け固定する。
【００３４】
光源２より出射された光は、光源２近傍に設置した偏光板１により特定方向の軸のみが導光板３内に透過する。この光は導光板３内で液晶表示パネル５を透過できるように光線の向きが変えられる。
【００３５】
液晶パネル５には液晶をコントロールするＩＣ（図示せず）と電源ＩＣ（図示せず）により液晶へ電圧がかけられ、液晶の電解効果が発生する。液晶パネル５へと導かれた光は、その液晶の回転に沿って軸が変化し、液晶パネル５内の液晶による電解効果にて液晶の回転に沿って軸が変化し、表面偏光板６を透過し得るる光の軸方向となり表示認識を得ることができる。
【００３６】
図５に示す従来技術における液晶表示装置１８と比べると、図１に示す本発明に係る液晶表示装置２０は同じ表示画質で、偏光板１枚分薄くなり、約０．２〜０．３ｍｍ薄くなる。
【００３７】
また、図１に示す本発明に係る液晶表示装置２０の偏光板１は図５に示す従来技術における液晶表示装置１８の偏光板６より面積が小さいので、液晶表示装置に使う偏光板が少なくなり、液晶表示装置のコストは安くなる。
【００３８】
図２は液晶表示装置を高輝度化するために光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた本発明に係る液晶表示装置を示す。図２に示す液晶表示装置２１において、液晶パネル５の一方主面に位相差板１４及び偏光板６を順次積み重ね、他方主面に位相差板１０を配し、さらに位相差板１０の外面上に順次レンズ板９、光拡散板８を介在してバックライト１３の導光板３を配設するとともに、導光板３がバックライト１３の光源部２と隣接する側の端面に偏光板１が配置されている。
【００３９】
偏光板１の偏光方向は偏光板６の偏光方向と直交するように設置されている。さらに、偏光板１は導光板３の端面と同等の面積であり、導光板３の端面に貼り付け固定する。
【００４０】
バックライト１３内の光源２より出射された光は、光源２近傍に設置した偏光板１により特定方向の軸のみが導光板３内に透過する。この光は導光板３内で液晶表示パネル５を透過できるように光線の向きが変えられ、そして導光板３より液晶パネル５方向へ出射された光は、拡散板８により光が拡散され、より均一な光源となり、次にレンズ板９により集光され輝度上昇をはかりながら液晶パネル５へ向かい、次に液層パネル５の導光板側に設けた位相差板１０により位相の補正が行われる。
【００４１】
そして光は位相差板１０を透過し液晶パネル５へと入る。液晶パネル５には液晶をコントロールするＩＣ（図示せず）と電源ＩＣ（図示せず）により液晶へ電圧がかけられ、液晶の電解効果が発生する。液晶パネル５へと導かれた光は、その液晶の回転に沿って軸が変化し、液晶パネル５内の液晶による電解効果にて液晶の回転に沿って軸が変化し、表面偏光板６を透過しえる光の軸方向となり表示認識を得ることができる。
【００４２】
図６に示す従来技術における液晶表示装置１９と比べると、図２に示す本発明に係る液晶表示装置２１は同じ表示画質で、偏光板１枚分薄くなり、約０．２〜０．３ｍｍ薄くなる。
【００４３】
また、図２に示す本発明に係る液晶表示装置２１の偏光板１は図６に示す従来技術における液晶表示装置１９の偏光板６より面積が小さいので、液晶表示装置に使う偏光板が少なくなり、液晶表示装置のコストは安くなる。
【００４４】
【実施例】
図３は液晶表示装置を高輝度化するために光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた本発明に係る液晶表示装置の１実施例を示す。図４は液晶表示装置を高輝度化するために光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた従来技術における液晶表示装置の実施例を示す。
【００４５】
図３に示す本発明に係る液晶表示装置２２の場合と図４に示す従来技術における液晶表示装置２３の場合について説明する。
【００４６】
図３に示す本発明に係る液晶表示装置２２は図５に示す従来技術における液晶表示装置２３より偏光板１枚分の０．３ｍｍ薄い（偏光板は日東電工株式会社製偏光板一体型位相差版、ＮＲＦシリーズを用いた）。図３に示す本発明に係る液晶表示装置２２と従来技術における液晶表示装置２３のコスト差、特性差を比較する。
【００４７】
本発明に係る液晶表示装置の実施例の構成は、前述した図３に示す液晶表示装置２２にて、表示部のサイズを対角５．７型とし、ＳＴＮ方式の透過型液晶パネル５を用いて行う。液晶パネル５の光源側に設置される偏光板１のうち、位相差板１０のみを液晶パネルの光源側面に表示エリア同等サイズ（面積  １０５ｃｍ２）にて液晶パネル光源側面に設置し、偏光板１は厚さ４ｍｍ、長さ１２０ｍｍの導光板３の側面面積と同等のサイズ（面積４．８ｃｍ２）で導光板３側面に設置した。図４に示す従来技術における液晶表示装置２３の構成も偏光板の設置位置を除き同一である。
【００４８】
（特性の比較）
本発明による液晶表示装置２２を、従来技術による液晶表示装置２３のコントラスト測定と測定結果について述べる。
【００４９】
測定は、ＪＩＳで規定された照明例（ＪＩＳ  Ｚ９１１０−１９７９）の事務所の会議室にあたる環境下（照度５００ルクス）で、バックライトを点灯させた状態で行い、コントラストの測定は液晶表示装置の表示パターンを全ドット白の表示、全ドット黒の表示をして双方の輝度を測定しコントラスト値を算出する。この算出方法を下記に示す。
【００５０】
コントラスト＝液晶表示部の全ドットが白表示の輝度／液晶表示部の全ドットが黒表示の輝度透過モードにおけるコントラスト測定結果は従来技術における液晶表示装置において３５、本発明に係る液晶表示装置において３２であった。
【００５１】
（コスト差）
従来の液晶表示装置では、偏光板を１ｃｍ２あたり１０円、位相差板を１ｃｍ２あたり５円とした場合、液晶表示装置における偏光板の部材価格は１５８５円必要であったものが、本発明を用いると５７６円であった。
【００５２】
すなわち、本発明に係る液晶表示装置によれば、ほぼ同等の画像表示特性で、液晶表示装置が薄くなり、コストも安くなる。
【００５３】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、液晶表示装置の厚さを減らし、また、従来晶パネルの光源側に使われる液晶パネルの面積と同等の偏光板の使用量を減らすことができ、液晶表示装置のコストを削減をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】高輝度化するために光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた本発明に係る液晶表示装置の概略断面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の一実施例を示した概略断面図である。
【図４】従来技術に係る液晶表示装置の実施比較例を示した概略断面図である。
【図５】従来技術における液晶表示装置の一例を示した概略断面図である。
【図６】高輝度化するために光を集光する働きをもつレンズ板や、輝度の均一化を図るために光を拡散させる働きをもつ拡散板を用いた従来技術における液晶表示装置の概略断面図である。
【図７】液晶に電解効果が掛かっている状態の説明図である。
【図８】液晶に電解効果が掛かっていない状態の説明図である。
【符号の説明】
１、６、１１・・・偏光板
２・・・光源
３・・・導光板
４・・・リフレクタ
５・・・液晶パネル
７、１０、１４・・・位相差板
８・・・拡散板
９・・・レンズ板
１０・・・位相差板
１２・・・冷陰極管
１３・・・バックライト
【図１】
2004294927.tif 000003
【図２】
2004294927.tif 000004
【図３】
2004294927.tif 000005
【図４】
2004294927.tif 000006
【図５】
2004294927.tif 000007
【図６】
2004294927.tif 000008
【図７】
2004294927.tif 000009
【図８】
2004294927.tif 000010